(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒機能を備えた光触媒濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ光触媒フィルタユニットと、抗菌機能を備えた抗菌濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ抗菌フィルタユニットと、殺菌灯をユニットケーシング内に組み込んだ殺菌灯ユニットを有し、これらユニットを連結自在としたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】
前記光触媒フィルタユニットの上流側に前記抗菌フィルタユニットを配置したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光触媒フィルタユニットと抗菌フィルタユニットと殺菌灯ユニットとを備えた除菌機能を有する空気清浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光触媒フィルタとともに、抗菌フィルタのような抗菌手段、或いは、殺菌灯のような殺菌手段を備えた除菌機能を有する空気清浄装置としては、例えば、特開平１０−８５５５８号公報に開示されているように、光触媒ユニットと抗菌フィルタとを積層させ、光触媒ユニットを太陽光側に向けるようにした濾過材を空気循環路に配設したものや、特開平１１−１９２４０５号公報に開示されるように、光触媒フィルタと中性能フィルタとの間に紫外線ランプを配設した空調装置などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記光触媒フィルタと抗菌フィルタとを積層させた濾過材を空気循環路に配設した空気清浄装置の場合は、自然光と光触媒の組合せでは光触媒反応が弱く、除菌効果が長期間に亘って充分に発揮できないため、抗菌フィルタのみが装置全体の除菌効果を左右し、除菌効果が不十分という不都合を有していた。また、光触媒フィルタと中性能フィルタとの間に紫外線ランプを配設した空調装置の場合は、紫外線ランプと光触媒の組合せによる光触媒反応のみが装置全体の除菌効果を左右しているため、除菌効果そのものが初期から低いという不都合があった。
そこで本発明は、優れた除菌効果を長期に亘って維持できる空気清浄装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記要望に応えるべく鋭意検討の結果、光触媒機能を備えた光触媒濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ光触媒フィルタユニットと、抗菌機能を備えた抗菌濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ抗菌フィルタユニットと、殺菌灯をユニットケーシング内に組み込んだ殺菌灯ユニットを組み合わせて使用することにより極めて長期に亘り優れた除菌効果を維持でき、しかも、優れたガス除去効果も得られることを知見した。
本発明の空気清浄装置はかかる知見に基づきなされたもので、請求項１に記載の通り、光触媒機能を備えた光触媒濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ光触媒フィルタユニットと、抗菌機能を備えた抗菌濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ抗菌フィルタユニットと、殺菌灯をユニットケーシング内に組み込んだ殺菌灯ユニットを有し、これらユニットを連結自在としたことを特徴とする。
また、請求項２記載の空気清浄装置は、請求項１記載の空気清浄装置において、
前記光触媒フィルタユニットの上流側に前記抗菌フィルタユニットを配置したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の空気清浄装置は、例えば、ファンフィルタユニットなど、少なくとも光触媒機能を備えた光触媒濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ光触媒フィルタユニットと、抗菌機能を備えた抗菌濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ抗菌フィルタユニットと、殺菌灯をユニットケーシング内に組み込んだ殺菌灯ユニットとを含む空気清浄装置であれば、特にその種類や構成は限定されるものではない。例えば、一般室内環境とその空調設備、クリーンルームとその空調設備、ミニエンバイロメント等の局所制御空間、クリーンベンチ、エアシャワー装置、パスボックス、トンネルユニット、クリーンストッカ、クリーンブース、クリーンセル（清浄空気吹出装置）等の空気清浄設備や装置において、光触媒機能を備えた光触媒濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ光触媒フィルタユニットと、抗菌機能を備えた抗菌濾過材をユニットケーシング内に組み込んだ抗菌フィルタユニットと、殺菌灯をユニットケーシング内に組み込んだ殺菌灯ユニットとを組み込んで構成する場合も本発明の空気清浄装置として含まれるものである。
【０００６】
図１は、本発明空気清浄装置の一構成例を示すもので、上流側より光触媒機能を備えた光触媒濾過材１００ａをユニットケーシング１００ｂ内に組み込んだ光触媒フィルタユニット１００と、殺菌灯１１０ａをユニットケーシング１１０ｂ内に組み込んだ殺菌灯ユニット１１０と、前記光触媒フィルタユニット１００と、抗菌機能を備えた抗菌濾過材１２０ａをユニットケーシング１２０ｂ内に組み込んだ抗菌フィルタユニット１２０とを積層し、キャッチクリップ１３０で連結して一体化して空気清浄装置として構成したものである。
また、図２は他構成例を示すもので、前記構成例における抗菌フィルタユニット１２０を最上流側に配置して、その下流側に光触媒フィルタユニット１００、殺菌灯ユニット１１０、光触媒ユニット１００の順に積層し、キャッチクリップ１３０で連結して一体化して空気清浄装置として構成したものである。
【０００７】
また、図３は参考例を示すもので、ケーシング１４０内に上流側から前記構成例の光触媒濾過材１００ａ、殺菌灯１１０ａ、光触媒濾過材１００ａ、抗菌濾過材１２０ａを配設し、空気清浄装置として構成したものである。
尚、本構成例では殺菌灯１１０ａの下流側の光触媒濾過材１００ａと抗菌濾過材１２０ａとは重ね合わせて用いるようにしている。
図４は更なる他参考例を示すもので、前記構成例における抗菌濾過材１２０ａを最上流側に配置して、その下流側に光触媒濾過材１００ａ、殺菌灯ユニット１１０ａ、光触媒濾過材１００ａの順に配置して空気清浄装置として構成したものである。
尚、本参考例でも殺菌灯１１０ａの上流側の抗菌濾過材１２０ａと光触媒濾過材１００ａとは重ね合わせて用いるようにしている。
【０００８】
前記光触媒濾過材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いずれでもよい。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の添加が、ガス状汚染物質の分解作用が促進されるので好ましい。
【０００９】
また、前記光触媒濾過材の形状は、クロス状、ハニカム状、ペーパ状等があり、いずれの形状でも構わないが、圧損上昇を低く抑えられ、且つ紫外線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ことから、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、紫外線が外部へ漏洩し安全性が問題となる。また、光触媒自体は加熱再生が容易であることから、耐熱性基材の使用が好ましい。
更に、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。
【００１０】
また、前記殺菌灯としては低波長２５４ｎｍの紫外線ランプの使用が好ましい。このような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、食品などバイオロジカル分野においては、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は、菌や微生物の除去にも対応できる。
【００１１】
また、前記抗菌濾過材としては、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、そのような除塵濾過材としては、ＵＬＰＡ濾過材、ＨＥＰＡ濾過材、中性能濾過材、粗塵用濾過材等、所望の清浄度に応じ、任意の除塵濾過材が使用される。
【００１２】
また、前記光触媒濾過材を長寿命化する観点から、前記光触媒濾過材の上流側に前記除塵機能を持つ抗菌濾過材を設けることにより、光触媒濾過材表面への塵埃付着を防ぎ、光触媒反応による除菌効果を長期に亘って十分に引き出せるため、そうすることが好ましい。
【００１３】
また、前記ケーシングユニット、或いは、ケーシングはガルバリウム鋼板、アルミ圧延材等、少なくとも光触媒濾過材、抗菌濾過材、殺菌灯を固定できるものであれば、特にその材質や構成は限定されるものではない。尚、ケーシングユニットとして構成したので、任意にその配置や組み合わせを選択でき、所望の空気清浄装置として組み立てることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の空気清浄装置の具体的な実施例を比較例と共に説明する。
（実施例１）
図５乃至図１０は本実施例装置を示すものであって、下方から順に、抗菌フィルタユニット１１と、光触媒ユニット１２と、殺菌灯ユニット１３と、光触媒ユニット１２とが、４段に積層され、互いにキャッチクリップ１４で連結自在に一体となっている。尚、図中１５は取っ手を示す。
前記抗菌フィルタユニット１１は、天然物系抗菌剤である溶菌酵素（プロタミン及びリゾチーム）を共有結合により固定化した中性能濾過材１１ａをケーシング１１ｂに気密に収容したものを使用した。
前記光触媒ユニット１２，１２間に介装される殺菌灯ユニット１３内には、図５乃至図７に示すように、光源１３ａとして、波長２５４ｎｍの紫外線ランプが４本並行に等間隔に配列されている。
前記各光触媒ユニット１２は、後記詳述する触媒ホルダー２０を１２個備えるもので、図５に示すように、図面で上下方向に３個ずつ、左右方向４列の配置とされている。そして各列毎に、ガイドレール１２ａが左右両側に設けられており、触媒ホルダー２０はこのガイドレール１２ａに案内されて、シール剤を用いることなくメカニカルシールされた状態で触媒ボックス内１２内に収容されることとなる。尚、触媒ホルダー２０を触媒ボックス１２内に収容したり、取り出したりする際には、上側のガイドレール１２ａを固定しているビス１２ｂを弛めて、ガイドレール１２ａの一部を取り外すことで、簡単に行える。
【００１５】
前記触媒ホルダー２０は、図９及び図１０に詳細を示したとおり、枠体２０ａの一部をビス２０ｂで取り外し自在とされ、また、枠体２０ａ内にはガイドレール２０ｃが設けられ、アナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒を繊維径９μｍのＥガラス繊維からなる開口率２５％のガラスクロスに５質量％坦持させてなる１９５×１４５ｍｍ×０．６ｍｍの通気性シート状光触媒体２０ｄを４枚、ガイドレール２０ｃに案内されて、シール剤を用いることなくメカニカルシールされた状態で触媒ホルダー２０内に収容できるようになっている。
【００１６】
かくして、図６及び図７に示すように、下方から順に、抗菌フィルタユニット１１と、光触媒ユニット１２と、殺菌灯ユニット１３と、光触媒ユニット１２とをキャッチクリップ１４で留めて、４段に積層した際には、通気性シート状光触媒体２０ｄが光源１３ａを挟んで上下方向に４層ずつ、それぞれ気流の通過方向に離間状態で積層配置されることになる。
【００１７】
（実施例２）
実施例１の空気清浄装置の配置を、図１１に示すように、下方から順に、光触媒ユニット１２と、殺菌灯ユニット１３と、光触媒ユニット１２と抗菌フィルタユニット１１とを、４段に積層したものを実施例２とした。
【００１８】
（比較例１）
図１の空気清浄装置の抗菌フィルユニットのみを用いたものを比較例１とした。
【００１９】
（比較例２）
図１の空気清浄装置の殺菌灯ユニットのみを用いたものを比較例２とした。
【００２０】
（比較例３）
図１の空気清浄装置の殺菌灯ユニットを蛍光灯ユニットに替え、抗菌フィルタユニットを除いたものを比較例３とした。
【００２１】
（比較例４）
図１の空気清浄装置の抗菌フィルタユニットを除いたものを比較例４とした。
【００２２】
（比較例５）
実施例１の殺菌灯ユニットを蛍光灯ユニットに換えたものを比較例５とした。
【００２３】
（比較例６）
実施例２の殺菌灯ユニットを蛍光灯ユニットに換えたものを比較例６とした。
【００２４】
次に、このようにして得られた実施例１及び２並びに比較例１乃至６の各空気清浄装置について、下記の特性につき試験・評価した。
（除菌効果）
（１）上記各空気清浄装置を、６００ｍ３の実験室内の空調系に据え付けた後、運転を開始した。
（２）携帯型空中浮遊菌サンプラＭＢＳ−１０００（ミドリ安全（株））を用いて、前記各空気清浄装置の直下において、１００リットル／分×１０分で１ｍ３サンプリングした。
（３）捕集培地には細菌用トリプトソイ生寒天培地（９０ｍｍシャーレ）を使用し、培養条件は、３５℃、４８時間で行った。
（４）培養後培地あたりの発見コロニー数（個）とサンプリング空気量（ｍ３）から気中浮遊菌濃度（個／ｍ３）を求め、その結果を表１に示した。
（５）なお、空気清浄装置運転前の室内雰囲気中の浮遊菌濃度は、約５０ＣＦＵ／ｍ３（ＣＦＵ：細菌の生存菌数）であった。
【００２５】
【表１】
0004722350.tif 000002
【００２６】
このように、実施例１の空気清浄装置によれば、優れた除菌効果とガス除去効果が得られ、また、実施例２のように抗菌フィルタ部を光触媒フィルタ部の上流側に配置した場合には、極めて優れた除菌効果が得られるとともにそれが長期に亘って維持できることが確認できた。
【００２７】
【発明の効果】
このように、本発明の空気清浄装置によれば、除塵機能やガス除去機能に加え、優れた除菌効果を長期に亘って維持できる空気清浄装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明空気清浄装置の一構成例正面図
【図２】  本発明空気清浄装置の他構成例の正面図
【図３】  本発明空気清浄装置の参考例の正面図
【図４】  本発明空気清浄装置の更なる他参考例の正面図
【図５】  本発明空気清浄装置の一実施例の平面図
【図６】  同正面図
【図７】  図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図
【図８】  図７の要部拡大断面図
【図９】  触媒ユニットに装着される触媒ホルダーの斜視図
【図１０】同分解状態で示した斜視図
【図１１】本発明空気清浄装置の他実施例の正面図
【符号の説明】
１１    抗菌フィルタユニット
１１ａ  抗菌濾過材
１１ｂ  ケーシング
１２    光触媒ユニット
１２    触媒ボックス
１２ａ  ガイドレール
１２ｂ  ビス
１３    殺菌灯ユニット
１３ａ  殺菌灯
１４    キャッチクリップ
１５    取っ手
２０    触媒ホルダー
２０ａ  枠体
２０ｂ  ビス
２０ｃ  ガイドレール
２０ｄ  通気性シート状光触媒体
１００ａ  光触媒濾過材
１００ｂ  ユニットケーシング
１００    光触媒フィルタユニット
１１０ａ  殺菌灯
１１０ｂ  ユニットケーシング
１１０    殺菌灯ユニット
１２０ａ  抗菌濾過材
１２０ｂ  ユニットケーシング
１２０    抗菌フィルタユニット
１３０    キャッチクリップ
１４０    ケーシング
【図１】
0004722350.tif 000003
【図２】
0004722350.tif 000004
【図３】
0004722350.tif 000005
【図４】
0004722350.tif 000006
【図５】
0004722350.tif 000007
【図６】
0004722350.tif 000008
【図７】
0004722350.tif 000009
【図８】
0004722350.tif 000010
【図９】
0004722350.tif 000011
【図１０】
0004722350.tif 000012
【図１１】
0004722350.tif 000013