(57)【要約】【課題】エアシャワー装置の塵埃除去機能に、ガス状物質除去機能及び浮遊菌除去機能を付加することを目的とし、更に、エアシャワー装置の側面室を大型化することのないコンパクトな構成のエアシャワー装置を提供する。【解決手段】シャワー室内の汚染空気をプレフィルタを介してファンにより吸引し、高性能フィルタを介して清浄化して前記シャワー室内へ循環供給するエアシャワー装置において、前記プレフィルタの下流側に近接させて光源と光触媒とを有する光触媒反応ユニットを設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャワー室内の汚染空気をプレフィルタを介してファンにより吸引し、高性能フィルタを介して清浄化して前記シャワー室内へ循環供給するエアシャワー装置において、前記プレフィルタの下流側に近接させて光源と光触媒とを有する光触媒反応ユニットを設けたことを特徴とするエアシャワー装置。
【請求項２】
前記光触媒反応ユニットは、光触媒シートを空気通過方向に所定の間隔で隣接配置した光触媒カートリッジと、前記光触媒カートリッジの上流側において前記光触媒シートの隣接方向と平行に配置した、或いは、前記光触媒カートリッジの前記光触媒シートを貫通するように配置した前記光源とから構成したものであることを特徴とする請求項１記載のエアシャワー装置。
【請求項３】
前記光触媒反応ユニットを空気通過断面の上下方向に複数配置したことを特徴とする請求項２記載のエアシャワー装置。
【請求項４】
前記プレフィルタの下流側表面に少なくとも光触媒を付着させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエアシャワー装置。
【請求項５】
前記光触媒反応ユニットの下流側に、空気通過方向に対して光触媒シートを垂直に配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエアシャワー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体用のクリーンルーム、病院手術室、食品、バイオ関連等の施設において、清浄室と前室との間に設置され、入室者や製品等の物品をジェットエアで清浄化するエアシャワー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体クリーンルーム等の清浄室内は清浄状態に保持されることが必要であり、入室者や製品は前記清浄室に入る前に付着塵埃を除去して清浄化されることが必要である。このため、前記清浄室と前室との間には入室者や製品にエアジェットをかけてこれ等を清浄状態にするため、粗いゴミを除くプレフィルタと微小塵埃を除くＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタを組み込んだエアシャワー装置が従来より採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエアシャワー装置では、塵埃除去には優れるもののガス状物質及び浮遊菌を除去できるものではなかった。
また、従来のエアシャワー装置でガス状物質除去を行うには、塵埃除去用フィルタに加えてケミカルフィルタを併用する必要があった。また、浮遊菌の除去を行うにも、塵埃除去用フィルタに加えて、エチレン・オゾン等のガス、紫外線、熱、殺菌剤等の技術を併用することが考えられるが、現実には紫外線以外は、エアシャワー装置に使用することはできなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、エアシャワー装置の塵埃除去機能に、ガス状物質除去機能及び浮遊菌除去機能を付加することを目的とし、更に、エアシャワー装置の側面室を大型化することのないコンパクトな構成のエアシャワー装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアシャワー装置は、前記課題を解決するべく、プレフィルタの下流側に近接して光触媒ユニットを配置することで、効果的にガス状物質除去及び除菌することができるという知見に基づきなされたもので、請求項１記載の通り、シャワー室内の汚染空気をプレフィルタを介してファンにより吸引し、高性能フィルタを介して清浄化して前記シャワー室内へ循環供給するエアシャワー装置において、前記プレフィルタの下流側に近接させて光源と光触媒とを有する光触媒反応ユニットを設けたことを特徴とする。
また、請求項２記載のエアシャワー装置は、請求項１記載のエアシャワー装置において、前記光触媒反応ユニットは、光触媒シートを空気通過方向に所定の間隔で隣接配置した光触媒カートリッジと、前記光触媒カートリッジの上流側において前記光触媒シートの隣接方向と平行に配置した、或いは、前記光触媒カートリッジの前記光触媒シートを貫通するように配置した前記光源とから構成したものであることを特徴とする。
また、請求項３記載のエアシャワー装置は、請求項２記載のエアシャワー装置において、前記光触媒反応ユニットを空気通過断面の上下方向に複数配置したことを特徴とする。
また、請求項４記載のエアシャワー装置は、請求項項１乃至３の何れかに記載のエアシャワー装置において、前記プレフィルタの少なくとも下流側表面に光触媒を付着させたことを特徴とする。
また、請求項５記載のエアシャワー装置は、請求項１乃至４の何れかに記載のエアシャワー装置において、前記光触媒反応ユニットの下流側に、空気通過方向に対して光触媒シートを垂直に配置したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のエアシャワー装置は、少なくとも、エアシャワー室内に空気を循環して供給するためのファンと、このファンの上流側に粗塵を除去するためのプレフィルタと、微少塵埃を除去するための高性能フィルタと、光源と光触媒を有する光触媒反応ユニットとから構成される。
【０００７】
前記光触媒を構成する光触媒としては、光照射により励起され、ガス状汚染物質を分解できるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛など、数多くのものが提案されているが、分解効率や、安全性、安定度の点からは酸化チタンが好ましい。この酸化チタンは、ルチル型、アナターゼ型あるいはこれらの共存形のいずれでも構わないが、低エネルギーの光を反応させるには、ルチル型が適しており、また、反応の活性を高めるには、アナターゼ型が適している。また、前記光触媒に、Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄ，ＲｕＯ2，Ｃｏ3Ｏ4を添加すればガス状汚染物質の分解作用が促進されるので好ましい。
また、前記光触媒の形状は、クロス状、ハニカム状、ペーパ状等があるがこの形状についても特に制限されるものではないが、エアシャワー装置では、圧損上昇を低く抑え、紫外線等の光の漏洩がなく、各種ガス状汚染物質の分解が安全に行われるようにすることが必要であるため、１０〜５０％の開口率を有する網目状基材に光触媒を固定化させてなる通気性シートとすることが好ましい。前記開口率が１０％未満となると、光透過性が低下することに加え、通気性も悪くなり、圧損が大きくなるおそれがあり、開口率が５０％を超えると、光触媒の効果が低減することに加え、紫外線等の光が外部へ漏洩し安全性が問題となるからである。また、光触媒自体は加熱再生が容易であることから、耐熱性基材を使用することにより繰り返して使用することができるのでより好ましい。更に、また、ガス状汚染物質の吸着機能の点からは、基材表面が酸処理等により多孔質化されたものの使用が好ましい。
また、前記光源としては、紫外線ランプ、低圧水銀灯、殺菌灯、ブラックライト蛍光灯等が用いられるが、その内、低波長２５４ｎｍの殺菌灯は、光触媒への有効照射光量を強くでき、光触媒作用が強くなることや、オゾンレスであることから好ましい。特に、医療、薬品、食品、バイオ関連分野等においては、殺菌灯と光触媒の併用は除菌効果が高いことから好ましい。更に、クリーンルームにおいて、菌や微生物の除去にも対応でき、殺菌灯の使用が好ましい。
前記光源は、光触媒の上流側若しくは下流側又は光触媒に貫通するように配置するものであるが、プレフィルタを殺菌、或いは、後述するようにプレフィルタの下流側表面に光触媒を担持する場合等を考慮すれば、プレフィルタに近接するようにすることが好ましく、したがって、光触媒の上流側又は光触媒に貫通するように配置することが好ましい。
【０００８】
前記高性能フィルタとしては、例えば、各種除塵濾過材に無機系抗菌剤（銀、銅等の金属系）や、天然物系抗菌剤（溶菌酵素等）が付加されたものが使用され、ＵＬＰＡ濾過材、ＨＥＰＡ濾過材、中性能濾過材等、所望の清浄度に応じ、任意の除塵濾過材が使用することができる。
【０００９】
前記プレフィルタとしては、例えば、紫外線により劣化しにくい合成繊維製、ガラス繊維製の多孔性フェルト状、不織布状、マット状のものが使用される。
また、前記プレフィルタの表面に、光触媒を付着させるることが好ましく、この場合、例えば、光触媒の前駆体と有機物樹脂とからなる原料液にディップ、塗布又はスプレーし、乾燥した後焼成すればよい。この乾燥は、１５０℃以下で３０分以上行うことが好ましい。液担持後乾燥まで及び乾燥後焼成までの昇温速度は１０℃／分以下が好ましい。また、最終焼成工程は基材の耐熱性を考慮して行う必要があるが、５５０℃以下の温度で焼成することが好ましい。
【００１０】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例であるエアシャワー装置について説明する。
図１は、本発明のエアシャワー装置１の中心線３０で区切った全体構造を示す正面図、図２は、図１の平面図、図３は、本実施例の光触媒ユニットの断面図である。尚、図１及び図２は中心線３０、３１で区切った図からなり、一方の側面室２側のみが表示されている。また、図２の中心線３１より右側には側面室２の区画室１６の断面のみが表示されている。
エアシャワー装置１は、外板３と天井部４及び床部５とで囲まれる密閉室体からなり、密閉室体は室内壁６，６により３つの室に画成される。即ち、左右の側面室２，２と、この両者に挟まれるシャワー室７とからなる。尚、シャワー室７の前後には開閉扉８，８が開閉自在に設けられている。
【００１１】
側面室２は、区画室１６、圧力室１０及び圧力緩和室２２により構成される。
区画室１６は、側面室２の下方に仕切板１５を設けることにより区画され、シャワー室７に臨ませて室内壁６の下方にプレフィルタ１７を設けるとともに、区画室１６の内部にはプレフィルタ１７の下流側に近接配置された光触媒ユニット１８と、更に、その下流側に配置されたシロッコファン１３が備えられていれる。光触媒ユニット１８は、光源の紫外線ランプ２５及び光触媒ユニット１８の保守点検がし易いように、室内壁６にサイドロックファスナーにより固定される。
また、側面室２の上方に仕切板１１を設けることにより、その下流側と前記仕切板１１の間に、圧力室１０と圧力緩和室２２とが画成され、これら圧力室１０と圧力緩和室２２とはフィルタ取付枠１９により区画され、シャワー室７側が圧力緩和室２２、外板３側が圧力室１０とされている。前記圧力室１０と圧力緩和室２２とを区画するフィルタ取付枠１９には、ＨＥＰＡフィルタから成る高性能フィルタ１２が備えられ、また、圧力緩和室２２の室内壁６にはシャワー室７に臨ませて、ジェットノズル１４が備えられている。また、前記区画室１６内に設けた、シロッコファン１３の吹出口は、圧力室１０側に向けて配置され、プレフィルタ１７を介して区画室１６に流入する汚染空気を、このシロッコファン１３によってＨＥＰＡフィルタからなる高性能フィルタ１２が備えられる圧力室１０側へと循環供給できるようにした。
上記構成においては、シャワー室７を介して対向して配置される１つの側面室２にのみ、送風部９が設けられているが、両側の側面室２、２のぞれぞれに送風部９を設けるようにしてもよい。
【００１２】
前記プレフィルタ１７は、図１に示すように縦３００×横３００×厚さ５０ｍｍの目付２４０ｇ/ｍ2のガラス繊維製マット（日本無機（株）製ＣＭフィルタ）で構成され、その下流側面に、特願平７−１４６８３３号公報に開示される方法により、酸化チタンゾルが１．０ｇ／ｍ2コーティングされて光触媒層２３が形成され、縦３００×横３００ｍｍのプレフィルタ用パネル２４に固定されている。
本実施例では、ガラス繊維製マットの下流側面にのみ光触媒層を設けるようにしたが、通気性を確保できるようにしてガラス繊維製マット全体に光触媒をコーティングさせ、ガラス繊維製マット自体を光触媒層としてもよい。
また、前記光触媒ユニット１８は、図３に示すように、縦１４０×横１５０×奥行４７０ｍｍの光触媒カートリッジ２６と１５Ｗの紫外線ランプ２５とアルミ枠２７とから構成されている。本実施例では、光触媒ユニット１８は、空気通過断面の上下方向に２段積層配置されるようにした。前記光触媒カートリッジ２６は、縦１４０×横１４０×厚さ０．６３ｍｍ、目開き１．５ｍｍ、ピッチ４ｍｍの光触媒クロス２９を空気通過方向に平行となるようにして２０ｍｍ間隔で１５枚隣接して配置して長さ４７０ｍｍとされている。また、前記光触媒クロス２９のそれぞれには、紫外線ランプ２５を設けるための貫通孔３０が設けられており、この貫通孔３０に１５Ｗの紫外線ランプ２５が挿通されている。そして、紫外線ランプ２５と光触媒カートリッジ２６とを空気通過方向に開口面を備えるアルミ枠２７で、紫外線がアルミ枠２７内面で反射して照射効率が向上するようにしている。
また、前記光触媒反応ユニット１８の下流側には、空気通過方向と垂直となるように縦４７０×横３００ｍｍの光触媒シート２８が配置されている。
【００１３】
以上の構造のシャワー装置１において、シャワー室７内を出入する入室者や製品はシロッコファン１３の運転によって高性能フィルタ１２を介してジェットノズル１４から噴出され清浄化されたジェットエアにより清浄化される。
【００１４】
前記実施例では、プレフィルタに光触媒である酸化チタンが強固に均一にコーティングできるという理由から、ガラス繊維製プレフィルタを使用したがこれに限定されることなく、合成繊維製プレフィルタを使用してもよい。その場合は、シリコン樹脂と酸化チタンを組み合わせたコーティング溶液を付着することで、表面に光触媒層を形成することができる。
また、前記実施例では、光触媒ユニット１８の長さ（Ｗ１）を、シロッコファン１３のケーシング１３ａの長さ（Ｗ）３００ｍｍよりも、短くするようにしているので、エアシャワー装置の側面室２を従来のエアシャワー室と同等の大きさのままで、エアシャワー装置にガス状物質除去機能及び除菌機能を付加することができる。尚、本実施例においては、シロッコファン１３の回転軸１３ｃの方向が、側面室２の幅方向と垂直となるように配置しているが、回転軸１３ｃの方向を側面室２の幅方向と平行になるように配置した場合には、光触媒ユニット１８の長さ（Ｗ１）を、シロッコファン１３の回転軸１３ｃの方向の長さより短くすれば、側面室を大型化することなくエアシャワー装置にガス除去機能及び除菌機能を付加することができる。
また、前記光触媒ユニットの光触媒クロスの方向については、光触媒反応効率を高めるために空気通過方向に対して垂直に配置するようにしてもよい。
また、前記実施例では、光触媒シートを光触媒クロスとしたが、これに限定されることなく、通気性を有するシート状物で光触媒が担持されていればいかなるものでもよい。例えば、ガラス板に開孔を設けたもの、ガラス繊維不織布、また、ガラスに限定されない各種材質に光触媒を担持したものであってもよい。
また、前記実施例では、室内壁６の下方にプレフィルタ１７だけを設けているが、紫外線漏洩することを防ぐために、プレフィルタ１７のシャワー室７側に空気吸入口にガラリ等の遮光部材を設けるようにしてもよい。
また、本発明のエアシャワー装置には、上記実施例において示した狭義のエアシャワー装置のみならず、閉空間内に空気を循環して供給するためのファンと、このファンの上流側に粗塵を除去するためのプレフィルタと、微少塵埃を除去するための高性能フィルタと、殺菌灯と光触媒カートリッジを備える光触媒反応ユニットからなるシャワー機構を備えるものであればパスボックスやその他の空気清浄機器も含まれる。
【００１５】
次に、本発明の他の実施例であるエアシャワー装置について説明する。以下に説明する実施例は、前記した実施例のプレフィルタ１７、光触媒ユニット１８及び光触媒シート２８の構成を変形したものである。
そして、前記した実施例を実施例１として、以下に説明する実施例を実施例２及び３とし、これらの通風抵抗、側面室２の寸法及びガス分解効率について、比較例のエアシャワー装置と比較することにする。
【００１６】
（実施例２）
実施例１の光触媒ユニットの下流側面に、寸法４７０×３００ｍｍ、目開き１.５ｍｍ、ピッチ４ｍｍ、厚さ０.６３ｍｍのガラスクロスに２．１ｇ/ｍ2の酸化チタンを担持した光触媒シートを設けるようにしたこと以外は実施例１と同様の構成としたエアシャワー装置とする。
【００１７】
（実施例３）
実施例１のプレフィルタの下流側に近接して、実施例１と同じ構成の光触媒ユニットを、光触媒シートを空気通過方向と垂直になるように配置し、光触媒ユニットの長さだけ側面室を広くしたこと以外は実施例１と同様の構成としたエアシャワー装置とする。
【００１８】
（比較例１）
実施例１のエアシャワー装置から光触媒ユニットを除いたエアシャワー装置とする。
【００１９】
上記実施例１乃至３のエアシャワー装置の各特性を、比較例１のエアシャワー装置の測定値を１００として相対比率で評価し、その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
尚、通気抵抗は、空気が通過することになる光触媒シートの通過面積として算出している。尚、空気通過方向に対して光触媒クロス等を垂直に配置した場合には通過抵抗係数として１を、平行に配置した場合には通過抵抗係数として０．１を掛け合わせて算出している。
また、ガス分解効率は、光触媒担持が担持されている表面積の合計値として算出している。但し、空気通過方向に対して光触媒シート等を垂直に配置した場合には分解効率係数として１を、平行に配置した場合を分解効率係数として０．５を掛け合わせて算出している。
【００２２】
上記表１から、比較例１は、光触媒ユニットを備えていないエアシャワー装置であるため、光触媒の全表面積が著しく少なくなり、その結果ガス分解除去効率が非常に悪いことが分かる。
これに対して、実施例１乃至３のいずれもが、プレフィルタの下流側に近接させて光触媒ユニットを配置したため、ガス分解除去効率は非常に高いことが分かる。
また、実施例１及び２と比較例１のエアシャワー装置の側面室は、同じ大きさのままで、通気抵抗は低く、ガス分解効率を高めることができることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば光触媒ユニットをプレフィルタの下流側に近接させてエアシャワー装置に設けることにより、従来の除塵に加えて、ガス状物質除去、除菌の機能が付加され、病院手術室、食品、バイオ関連等の施設において使用が可能となる。尚、プレフィルタの下流側に光触媒ユニットを設けることにより、光源の光がシャワー室内に漏れることがなく、安全性に優れる。
また、光触媒を光触媒ユニットに構成することで既設のエアシャワー装置に簡単に取付けて本発明の除塵に加えて、ガス除去、除菌の機能を付加したエアシャワー装置とすることができる。
また、光触媒反応ユニットを、光触媒シートを空気通過方向に所定の間隔で隣接配置した光触媒カートリッジと、前記光触媒カートリッジの上流側において前記光触媒シートの隣接方向と平行に配置した光源とにより構成するか、或いは、光触媒反応ユニットを、光触媒シートを空気通過方向に所定の間隔で隣接配置した光触媒カートリッジと、光触媒カートリッジの光触媒シートを貫通するように配置した光源とにより構成することにより、光触媒シートの中央から周辺まで光が照射されて光触媒反応効率を最適にすることができる。
また、光触媒反応ユニットを空気通過断面の上下方向に複数配置することにより、エアシャワー装置の側面室を拡大することなく、効率的に光触媒反応ユニットを設置したエアシャワー装置とすることができる。
また、プレフィルタの下流側表面に光触媒を付着させることにより、除菌又はガス除去効率を高めることができる。
また、光触媒反応ユニットの空気通過方向に対して光触媒シートを垂直に配置することにより、更に、除菌又はガス除去効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるエアシャワー装置の全体構造を示す正面図
【図２】同図の平面図
【図３】図１の光触媒ユニットの説明図（（ａ）正面図（ｂ）側面図）
【符号の説明】
１    エアシャワー装置
２    側面室
３    外板
４    天井部
５    床部
６    室内壁
７    シャワー室
８    開閉扉
９    送風部
１０    圧力室
１１    仕切板
１２    高性能フィルタ
１３    シロッコファン
１３ａ  ケーシング
１３ｂ  モータ
１３ｃ  回転軸
１４    ジェットノズル
１５    仕切板
１６    区画室
１７    プレフィルタ
１８    光触媒反応ユニット
１９    フィルタ取付枠
２２    圧力緩和室
２３    光触媒層
２４    プレフィルタ用パネル
２５    紫外線ランプ
２６    光触媒カートリッジ
２７    アルミ枠
２８    光触媒シート
２９    光触媒クロス
３０    貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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