(57)【要約】【解決手段】  紫外線電球の数を増やすことなく光触媒面で発生する光触媒反応を最大化するように構成されている浄化セルを備える空気および表面を浄化する装置を開示する。当該浄化セルでは、１つの紫外線電球を中心として少なくとも３つの光触媒面の位置を決める際には、光触媒面が、実質的に紫外線電球を取り囲んで、当該紫外線電球が照射する紫外光によって飽和状態となるようにしている。光触媒面が飽和状態となっているので、光触媒面で発生する光触媒反応は完全となる。言い換えると、発生する光触媒反応が最大化される。このような浄化セルでは光触媒反応が最大化されるので、光触媒面の浄化能力が最大限まで高くなり、結果として浄化セルの浄化能力が最大限まで高くなる。【選択図】  図２
2010535064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化装置に設けられる浄化セルであって、
セル用空気流入口を有しており、前記セル用空気流入口を介して内部に空気を導入するセルフレームと、
前記セルフレームの内部に配設されており、紫外光を照射する１つの紫外線電球と、
少なくとも３つのマトリクスと
を備え、
前記セルフレームは、前記マトリクスが前記紫外線電球を実質的に取り囲むように、前記紫外線電球の周囲に前記マトリクスを配置しており、
前記マトリクスはそれぞれ、前記紫外光に対して露出している光触媒面を有しており、前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面において光触媒反応が発生し、
前記セルフレームは、前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面における前記光触媒反応が完全に行われるように、前記紫外線電球に対して前記マトリクスを配置しており、
前記セル用空気流入口を介して前記セルフレームに導入される空気は、前記光触媒反応によって処理され、前記セルフレーム内の空気は前記マトリクスを介して前記セルフレームから排出される
浄化セル。
【請求項２】
前記紫外線電球は、広帯域電球である請求項１に記載の浄化セル。
【請求項３】
前記少なくとも３つのマトリクスは、４つのマトリクスである請求項１に記載の浄化セル。
【請求項４】
前記マトリクスはそれぞれ、前記マトリクスのうち１つが前記紫外線電球のすべての四分円に配設されるように、前記紫外線電球の四分円に配設される請求項３に記載の浄化セル。
【請求項５】
前記マトリクスはそれぞれ、略平行で互いに接続されている複数の中空部材を有する請求項１に記載の浄化セル。
【請求項６】
前記マトリクスはそれぞれ、平行に延伸しており互いに接続されている複数の管状部材を有する請求項５に記載の浄化セル。
【請求項７】
前記平行に延伸しており互いに接続されている複数の管状部材は、ハニカム構造を形成している請求項６に記載の浄化セル。
【請求項８】
前記マトリクスはそれぞれ、ポリカーボネートから形成されている請求項１に記載の浄化セル。
【請求項９】
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面は、二酸化チタン、銅、銀、およびロジウムから成る群から選択される材料を含む請求項１に記載の浄化セル。
【請求項１０】
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面は、二酸化チタン、銅、銀、およびロジウムから成る群から選択される材料を含むコーティング材によってコーティングされている面である請求項１に記載の浄化セル。
【請求項１１】
前記コーティング材は、シリカゲルである請求項１０に記載の浄化セル。
【請求項１２】
前記コーティング材は、塩化カルシウムである請求項１０に記載の浄化セル。
【請求項１３】
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面における前記光触媒反応は、前記紫外光が前記光触媒面全体を飽和状態にすると、完全に実行される請求項１に記載の浄化セル。
【請求項１４】
前記紫外線電球と電気接続されている電気接続部
をさらに備え、
前記電気接続部と前記浄化装置が備える電源との間の電気接続は、切断可能である請求項１に記載の浄化セル。
【請求項１５】
前記電気接続部は、前記浄化装置が備える電力接続部と協働するプラグである請求項１４に記載の浄化セル。
【請求項１６】
浄化装置であって、
浄化セルと、
前記浄化セルが設けられている筐体と
を備え、
前記浄化セルは、１つの紫外線電球と、少なくとも３つのマトリクスとを有し、
前記紫外線電球は紫外光を照射して、
前記マトリクスはそれぞれ、光触媒面を持ち、
前記マトリクスが実質的に前記紫外線電球を取り囲むように、且つ、前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面において光触媒反応が発生する程度まで、前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面に前記紫外光が照射されるように、前記マトリクスは前記紫外線電球の周囲に配設されており、
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面の最外部と前記紫外線電球との間の距離が、前記光触媒面における前記光触媒反応が完全に実行されるような距離になるように、前記マトリクスはそれぞれ配設されており、
前記筐体は、前記浄化セルを通るように空気を循環させて、前記空気を前記光触媒反応で処理する
浄化装置。
【請求項１７】
前記浄化セルは、４つのマトリクスを有する請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項１８】
前記マトリクスはそれぞれ、前記マトリクスのうち１つが前記紫外線電球のすべての四分円に配設されるように、前記紫外線電球の四分円に配設される請求項１７に記載の浄化装置。
【請求項１９】
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面は、二酸化チタン、銅、銀、およびロジウムから成る群から選択される材料を含む請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項２０】
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面は、二酸化チタン、銅、銀、およびロジウムから成る群から選択される材料を含むコーティング材によってコーティングされている面である請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項２１】
前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面において発生し得る前記光触媒反応は、前記紫外光が前記光触媒面全体を飽和状態にすると、完全に実行される請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項２２】
前記筐体は、前記浄化セルを通るように空気を循環させるためのファンを有する請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項２３】
前記浄化セルは、セル用空気流入口を有する請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項２４】
前記筐体は、前記セル用空気流入口を介して前記浄化セル内へと空気を導入すること、および、前記マトリクスを介して前記浄化セルから空気を排出することによって、前記浄化セルを通るように空気を循環させる請求項２３に記載の浄化装置。
【請求項２５】
前記浄化セルは、前記紫外線電球と電気接続されている電気接続部を有する請求項１６に記載の浄化装置。
【請求項２６】
前記筐体は、前記浄化セルの前記電気接続部と協働する電力接続部を有し、前記紫外線電球は電源と切断可能に電気接続されている請求項２５に記載の浄化装置。
【請求項２７】
周囲空気および表面の少なくとも一方を浄化する方法であって、
光触媒反応を最大化するように紫外線電球の周囲に少なくとも３つのマトリクスを配置する段階と、
空気流入口および空気流出口を持つ筐体の内部に、前記マトリクスおよび前記紫外線電球を配設する段階と、
前記空気流入口を介して前記筐体へと空気を導入する段階と、
前記筐体内へ導入された空気を前記マトリクスおよび前記紫外線電球の近傍に導入して、前記空気を前記光触媒反応で処理する段階と、
前記光触媒反応で処理された空気を前記筐体から前記空気流出口を介して排出する段階と
を備える方法。
【請求項２８】
前記配置する段階は、前記マトリクスが実質的に前記紫外線電球を取り囲むように、且つ、前記マトリクスのそれぞれの光触媒面において光触媒反応が発生する程度まで、前記紫外線電球が照射する紫外光が前記マトリクスのそれぞれの前記光触媒面に照射されるように、前記マトリクスを前記紫外線電球の周囲に配置する段階を有し、前記光触媒反応は、前記紫外光によって前記マトリクスそれぞれの前記光触媒面が飽和状態になると、最大化される請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記配設する段階は、前記筐体内に前記マトリクスおよび前記紫外線電球を取り外し可能に固定する段階を有する請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記配設する段階は、前記紫外線電球と前記筐体の電源との間を切断可能に電気接続する段階を有する請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記筐体は、前記筐体へと空気を導入する段階、前記筐体内へ導入された空気を前記マトリクスおよび前記紫外線電球の近傍に導入する段階、前記光触媒反応で処理された空気を前記筐体から前記空気流出口を介して排出する段階を実行するためのファンを有する請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記光触媒反応によって処理された空気を前記マトリクスを通して排出する段階をさらに備える請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
浄化装置であって、
浄化セルと、
筐体と
を備え、
前記浄化セルは、
セル用空気流入口を有し、前記セル用空気流入口を介して内部へと空気を導入するセルフレームと、
前記セルフレーム内に配設されており、紫外光を照射する紫外線電球と、
前記紫外線電球と電気接続されている電気接続部と、
光触媒反応が発生するように前記紫外光に対して露出している第１の光触媒面を含む第１のマトリクスと、
光触媒反応が発生するように前記紫外光に対して露出している第２の光触媒面を含む第２のマトリクスと、
光触媒反応が発生するように前記紫外光に対して露出している第３の光触媒面を含む第３のマトリクスと、
光触媒反応が発生するように前記紫外光に対して露出している第４の光触媒面を含む第４のマトリクスと、
を有し、
前記第１のマトリクス、前記第２のマトリクス、前記第３のマトリクス、および前記第４のマトリクスが前記紫外線電球を実質的に取り囲むように、且つ、前記第１の光触媒面、前記第２の光触媒面、前記第３の光触媒面、および前記第４の光触媒面における前記光触媒反応が完全に実行されるように、前記セルフレームによって、前記第１のマトリクス、前記第２のマトリクス、前記第３のマトリクス、および前記第４のマトリクスは前記紫外線電球の周囲に配置され、前記セル用空気流入口を介して前記セルフレームに流入する空気は、組み合わせた前記光触媒反応によって処理され、
前記筐体内には、前記浄化セルが取り外し可能に前記筐体内に固定されるように、前記浄化セルが設けられ、
前記筐体は、空気流入口および空気流出口を有し、
前記筐体はファンを有し、前記ファンは、前記空気流入口を介して前記筐体内へと周囲空気を導入し、前記セル用空気流入口を介して前記浄化セルへと導入し、前記第１のマトリクス、前記第２のマトリクス、前記第３のマトリクス、および前記第４のマトリクスを介して前記浄化セルから排出し、前記空気流出口を介して前記筐体から排出し、
前記筐体は、電源と電気接続されている電力接続部を有し、
前記浄化セルの前記電気接続部と前記電力接続部とが協働することによって、前記浄化セルと前記電源との間を切断可能に電気接続する
浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
なし
［連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載］
【０００２】
なし
【技術分野】
【０００３】
本発明は、周囲空気および表面を浄化する方法および装置に関する。特に、光触媒反応を利用して周囲空気および表面から有機汚染物質を除去する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
図１は、先行技術の一部を成す従来の空気浄化装置を示す断面図である。従来の浄化装置は、紫外線電球０１と、第１のマトリクス０２と、第２のマトリクス０３とを備える。第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３はそれぞれ、紫外線電球０１に対向する光触媒面０４および幅１ｃｐａを持つ。紫外線電球０１が紫外光を照射すると、第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３の光触媒面０４において光触媒反応が起こる。空気は、光触媒反応にさらされると、酸化されることによって浄化される。
【０００５】
従来の浄化装置には、第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３で生じうる光触媒反応が完全ではないという問題点がある。具体的には、紫外線電球０１と各マトリクスとの間の位置関係について問題があり、紫外線電球０１と、第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３それぞれの光触媒面０４の最外部０５との間の距離ｄｃｐａが大きく、光触媒面０４の最外部０５に対する紫外光照射が光触媒面０４を飽和するために十分ではない。光触媒面０４が飽和状態にならない場合、発生する光触媒反応が最大化されない。このように、光触媒面０４の中央部分０６のみに、発生する光触媒反応を最大化するために十分な紫外光が照射される。この結果、所与の光触媒反応を発生させるために従来の浄化装置を利用すると、必要以上に大きい光触媒面０４が必要になる。言い換えると、従来の浄化装置の場合、光触媒面０４の一部分、結果として、光触媒反応の一部が無駄になってしまう。
【０００６】
従来技術に係る別の浄化装置は、第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３の幅ｗｃｐａに沿って紫外線電球０１をさらに追加で設けて、光触媒面０４の最外部０５にも光触媒反応を最大化するだけの十分な紫外光照射を与えることによって、上述の問題に対応している。しかし、紫外線電球０１の数を増やすと、装置当たりの部品数、消費電力、および発熱量が増えてしまう。このため、紫外線照射量を大きくすることなく所与の光触媒面において発生する光触媒反応を最大化させることが出来る装置が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のさまざまな特徴に従って、空気および表面を浄化する装置が提供される。当該浄化装置は、紫外線電球の数を増やすことなく光触媒面における光触媒反応を最大化するように構成されている浄化セルを備える。当該浄化セルは、１つの紫外線（ＵＶ）電球および少なくとも３つのマトリクスを有し、各マトリクスが光触媒面を持つ。これらのマトリクスは、ＵＶ電球を実質的に取り囲むように、ＵＶ電球を中心として配置され、各光触媒面がＵＶ電球に向けられている。また、これらのマトリクスの位置を決める際には、各マトリクスの光触媒面全体がＵＶ電球が照射するＵＶ光によって飽和状態となるように、各光触媒面の最外部とＵＶ電球との間の距離を決める。光触媒面全体が飽和状態となると、光触媒面で発生する光触媒反応が完全となる。このため、本発明に係る浄化セルによれば、所与の総光触媒面積当たりの光触媒反応が最大化される。
【０００８】
本発明に係る浄化装置はさらに、浄化セルを設ける筐体を備える。当該筐体は、内部に周囲空気を導入して、浄化セルを通して空気を循環させて、光触媒反応で空気を処理して、筐体から空気を排出する。空気は、光触媒反応で処理すると、酸化して有機汚染物が除去されて、浄化される。このようにして、本発明に係る浄化装置は周囲空気を浄化する。本発明に係る浄化セルは、光触媒反応を最大化するので、浄化能力が最大限まで高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
上述した本発明の特徴は、添付図面と共に以下に記載する本発明の詳細な説明を参照することによって、より明確に理解される。添付図面は以下の通りである。
【図１】先行技術の一部を成す従来の空気浄化装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るさまざまな特徴を備える浄化装置を示す図である。
【図３】図２の浄化装置を示す別の図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るさまざまな特徴を備える浄化装置の浄化セルを示す図である。
【図５】図４の浄化セルのマトリクスのうち１つの一実施形態を示す図である。
【図６】図４の浄化セルを示す断面図であって、浄化セルのマトリクスおよびＵＶ電球の構成を示す図である。
【図７】図２の浄化装置の裏側を示す図である。
【図８】図７の浄化装置を示す断面図であり、浄化装置を通り抜ける空気の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明が提供する空気および表面を浄化する装置は、紫外線電球の数を増やすことなく光触媒面で発生する光触媒反応を最大化するように構成されている浄化セルを備える。当該浄化セルでは、１つの紫外線電球を中心として少なくとも３つの光触媒面の位置を決める際には、光触媒面が、実質的に紫外線電球を取り囲んで、当該紫外線電球が照射する紫外光によって飽和状態となるようにしている。光触媒面が飽和状態となっているので、光触媒面で発生する光触媒反応は完全となる。言い換えると、発生する光触媒反応が最大化される。このような浄化セルでは光触媒反応が最大化されるので、光触媒面の浄化能力が最大限まで高くなり、結果として浄化セルの浄化能力が最大限まで高くなる。本発明の一実施形態のさまざまな特徴に従って構成される浄化装置を、参照番号１０で示すものとして図２に図示する。
【００１１】
図２において、浄化装置１０は、空気流出口１４および空気流入口１６を有する筐体１２を備える。同図に図示する実施形態によると、筐体１２は、空気流出口１４においてフロントグリル２０を有し、空気流入口１６においてサイドグリル２２を有する。また、同図に図示する実施形態によると、筐体１２は、筐体１２のそれぞれの面において、空気流入口１６およびサイドグリル２２を有する。（図３を参照のこと。）当業者であれば、空気流出口１４および空気流入口１６の数および位置を、本発明の範囲または精神から離れることなく、変更できることを認めるであろう。浄化装置１０は、空気流入口１６を介して筐体１２内へと空気を導入し、空気流出口１４を介して筐体１２から空気を排出することによって、筐体１２を通るように空気を循環させる。一実施形態によると、筐体１２はモーター式ファンを有しており、浄化装置１０が筐体１２を通り抜けるように空気を循環させやすくしている。尚、本発明の範囲または精神を逸脱することなく、筐体１２内を通り抜けるように空気を循環させるべく、モーター式ファン以外のデバイスを用いることができることに留意されたい。筐体１２はさらに、浄化装置１０の電気部品に電力を供給するべく、電池またはＡＣ電源等の電源（不図示）を備える。図２に示す浄化装置１０は、当該実施形態によると、押圧ボタンを含む制御パッドを有するユーザインターフェース１８を備える。当業者であれば、本発明の範囲または精神を逸脱することなく、同図に図示したユーザインターフェース１８以外のユーザインターフェース１８を利用可能なことを認めるであろう。また、浄化装置１０はユーザインターフェース１８を必ずしも必要とせず、省略しても本発明の範囲および精神を逸脱しないことに留意されたい。
【００１２】
図４は、本発明の一実施形態のさまざまな特徴に従って構成される浄化セル２４を示す図である。同図に示す実施形態によると、浄化セル２４はセルフレーム２６を備え、セルフレーム２６は、キャップ２８、ベース３０、およびフレーム構造３２を有する。ベース３０は、電気コンタクト３６を含み、セル用空気流入口３４を持ち、ロック機構５２を含む。浄化セル２４はさらに、紫外線（ＵＶ）電球３８と、電気接続部４０と、少なくとも３つのマトリクス４２とを備える。セルフレーム２６はマトリクス４２と協働しており、セルフレーム２６とマトリクス４２とで、ＵＶ電球３８を収容するセル空洞部を画定している。ＵＶ電球３８の長さｌｕｖｂは、各マトリクス４２の長さｌｍと略同じである。ＵＶ電球３８は、紫外光を照射する。一実施形態によると、ＵＶ電球３８は、１００ｎｍと３６７ｎｍとの間で光束が大きくなる広帯域電球である。一実施形態によると、ＵＶ電球３８は、フィラメントが炭化物から形成されており、水銀と共にアルゴンガスを利用している。一実施形態によると、ＵＶ電球３８は、１００ｎｍから１８０ｎｍの範囲のＵＶＸを照射する。
【００１３】
ＵＶ電球３８は、セル空洞部内に収容されており、ＵＶ電球３８の電気コンタクト６２がベース３０の電気コンタクト３６と電気的に接続された状態となるように配置されている。電気コンタクト３６と電気接続部４０とが電気的に接続されているので、ＵＶ電球３８と電気接続部４０とが電気的に接続される。また、図７を参照しつつ後述するが、電気接続部４０と筐体１２の電源とが電気的に接続されているので、電源はＵＶ電球３８に対して動作電力を供給する。当業者であれば、本発明の範囲または精神を逸脱することなく、電気コンタクト６２および電気コンタクト３６以外の方法を用いて、ＵＶ電球３８と電気接続部４０とを電気接続し得ることを認めるであろう。例えば、一実施形態によると、ＵＶ電球３８は、直に電気接続部４０に取り外し不可能にハードワイヤ接続されており、電気コンタクト６２および電気コンタクト３６は浄化セル２４の一部として構成されていないとしてもよい。
【００１４】
図５は、本発明の一実施形態のさまざまな特徴に従って構成されているマトリクス４２のうち１つを示す図である。各マトリクス４２は、略平行に構成されており互いに接続されている複数の中空部材６４を有する。同図に示す実施形態によると、各マトリクス４２は、平行に延伸しており互いに接続されている複数の管状部材を含む。一実施形態によると、マトリクス４２は、ポリカーボネート等の剛体プラスチックから形成されている。各マトリクス４２は、幅ｗｍおよび長さｌｍを持つ。各マトリクス４２は、幅ｗｍおよび長さｌｍによって画定される光触媒面５４を持つ。一実施形態によると、光触媒面５４は、二酸化チタン、銅、銀、およびロジウムのうち少なくとも１つを含む。一実施形態によると、光触媒面５４は、光触媒コーティング材によってコーティングされた面である。一実施形態によると、光触媒コーティング材は、二酸化チタン、銅、銀、およびロジウムのうち少なくとも１つを含む。一実施形態によると、光触媒コーティング材は、上記の材料のうち１つを含むシリカゲルである。別の実施形態によると、光触媒コーティング材は、上記の材料のうち１つを含む塩化カルシウムである。尚、本発明の範囲または精神を逸脱することなく、上述した光触媒以外の光触媒を用いて光触媒面５４を形成することができる点に留意されたい。また、本発明の範囲または精神を逸脱することなく、上述した構造以外の構造を持つマトリクス４２を利用することができる点に留意されたい。
【００１５】
図６は、図４に示す浄化セル２４をライン６−６に沿って切断した場合の断面図である。同図に示す実施形態によると、上述した少なくとも３つのマトリクス４２とは、４つのマトリクスを含んでいる。つまり、第１のマトリクス４４と、第２のマトリクス４６と、第３のマトリクス４８と、第４のマトリクス５０の４つである。セルフレーム２６では、各マトリクス４２とＵＶ電球３８とが長手方向において互いに略平行になるように、マトリクス４２を配置している。また、セルフレーム２６のフレーム構造３２は、マトリクス４２がＵＶ電球３８をＵＶ電球３８の縦軸方向に沿って実質的に取り囲むように、マトリクス４２を配置している。フレーム構造３２はさらに、各マトリクス４２の光触媒面５４がＵＶ電球３８が照射する紫外光に対して露出するように、マトリクス４２を配置している。同図に図示する実施形態によると、第１のマトリクス４４および第３のマトリクス４８は、第１のマトリクス４４の光触媒面５４と、第３のマトリクス４８の光触媒面５４とが互いに平行になるように、配置されている。また、第１のマトリクス４４および第３のマトリクス４８は、ＵＶ電球３８に対して、互いに反対側に配置されている。同様に、第２のマトリクス４６および第４のマトリクス５０は、第２のマトリクス４６の光触媒面５４と、第４のマトリクス５０の光触媒面５４とが互いに平行になるように、配置されている。また、第２のマトリクス４６および第４のマトリクス５０は、ＵＶ電球３８に対して、互いに反対側に配置されている。言い換えると、各マトリクス４２は、ＵＶ電球３８の各四分円が対応するマトリクスを持つように、ＵＶ電球３８の四分円の位置に配置されている。
【００１６】
ＵＶ電球３８は紫外光を照射するので、各マトリクス４２の光触媒面５４において光触媒反応が生じる。マトリクス４２は、各マトリクス４２の光触媒面５４において光触媒反応が完全になるように配置されている。具体的に説明すると、各マトリクス４２の位置は、各マトリクス４２の光触媒面５４全体が照射された紫外光によって飽和するように、決められている。光触媒面５４全体が飽和状態となると、光触媒面５４における光触媒反応が最大化される。言い換えると、光触媒面５４において発生し得る光触媒反応を完全に実行する。
【００１７】
本発明に係る浄化装置１０と先行技術に係る従来の浄化装置（図１に図示）とを比較すると、上述の説明がより明瞭になる。従来の装置の第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３の幅ｗｃｐａを、図６に示す実施形態に係る浄化セル２４の各マトリクス４２の幅ｗｍの２倍として、従来の装置のマトリクスおよび浄化セル２４のマトリクスはその他の点では同一とすると、従来の装置の光触媒面０４の総面積は、浄化セル２４の光触媒面５４の総面積に等しい。このため、従来の装置の光触媒面０４で発生する光触媒反応は、浄化セル２４の光触媒面５４において発生する光触媒反応と同等になる。従来の装置（図１に図示）の距離ｄｃｐａと同様に、距離ｄｐｄは、ＵＶ電球３８と各マトリクス４２の光触媒面５４の最外部５８との間の距離を指す。そして、本明細書では説明の便宜上、従来の装置の紫外線電球０１から第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３の光触媒面０４の中心部分までの距離と、浄化セル２４のＵＶ電球３８から各マトリクス４２の光触媒面５４の中心部分までの距離とが等しいとする。浄化セル２４の各マトリクス４２の幅ｗｍは、従来の装置の第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３の幅ｗｃｐａよりも狭いので、距離ｄｃｐａは距離ｄｐｄよりも大きくなる。このため、照射される紫外光の強度、ひいては、発生する光触媒反応の強度は、従来のデバイスの光触媒面０４の最外部０５において、各マトリクス４２の光触媒面５４の最外部５８よりも低くなる。具体的には、以下の式に基づいて放射照度を算出されたい。
【数１】
2010535064.tif 000003
式中で、Ｅ１はエネルギー源からの距離ｄ１における放射照度で、Ｅ２がエネルギー源からの距離ｄ２における放射照度である。
【００１８】
一例を挙げると、ＵＶ電球３８からの距離ｄｐｄは、０．２２４ｍである。また、従来の装置において紫外線電球０１からの距離ｄｃｐａは、０．２９５ｍであり、距離ｄｃｐａにおける放射照度は、１．００ｌｍ／ｍ２である。紫外線電球０１とＵＶ電球３８とが同じであると仮定すると、上記の式から、距離ｄｐｄにおける放射照度は、１．７３ｌｍ／ｍ２となる。言い換えると、ＵＶ電球３８からの距離ｄｐｄにおける放射照度は、紫外線電球０１からの距離ｄｃｐａにおける放射照度よりも、７３％高くなっている。距離ｄｐｄにおける放射照度が距離ｄｃｐａにおける放射照度よりも高いので、距離ｄｐｄにおけるにおける光触媒反応は距離ｄｃｐａにおける光触媒反応よりも大きくなる。このため、その他の因子が全て同じとすると、ＵＶ電球３８に対する浄化セル２４のマトリクス４２の構成によって、従来の装置における第１のマトリクス０２および第２のマトリクス０３の構成では実現できなかったが、光触媒反応を完全に実行することができる。
【００１９】
浄化セル２４の上記の構成を鑑みると、各マトリクス４２の光触媒面５４において光触媒反応が発生するので、光触媒反応はセル空洞部の内部で発生する。光触媒反応によって、オゾン、ヒドロペルオキシド、スーパーオキシド、およびヒドロキシル・ラジカルを含む促進酸化生成物のプラズマ空間が形成される。空気が光触媒反応で処理されると、つまり、光触媒反応が空気中で発生している場合、空気が酸化されて、有機汚染物質を取り除いて浄化される。このため、セル空洞部内の空気は、光触媒反応で処理され、その結果、酸化されて、有機汚染物質を取り除いて浄化される。
【００２０】
図７は、図２に示す浄化装置１０の裏面、つまり、浄化装置１０のフロントグリル２０とは反対側を示す図である。筐体１２は、実質的に取り外し可能なバックパネル６６を有する。同図に示す実施形態によると、バックパネル６６は、筐体１２の残りの部分から取り外すことが可能である。しかし、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、バックパネル６６を、例えば、ヒンジ部材を利用して開く構成に限定するとしてもよい。筐体１２内には、浄化セル２４が筐体１２内に取り外し可能に固定されるように、浄化セル２４が設けられている。同図に示す実施形態によると、浄化セル２４は、セルフレーム２６のキャップ２８が空気流出口１４に向かって配設され、セルフレーム２６のベース３０は筐体１２の裏面に配設されるように、設けられている。また、同図に示す実施形態によると、ベース３０はロック機構５２によって筐体１２に固定されており、ロック機構５２は筐体１２に設けられている対応する機構と協働して、上述したように筐体１２内に浄化セル２４を挿入して、ロック機構５２と筐体１２の対応する機構とが互いに係合するまでベース３０を時計回りに回転させることによって、浄化セル２４を筐体１２内に取り外し可能に固定している。また、浄化セル２４を筐体１２から取り外すには、ロック機構５２が筐体１２の対応する機構から離脱させるまで、ベース３０を反時計方向に回転させる。浄化装置１０は、筐体１２が有する電源と電気接続されている電力接続部５６を備える。電力接続部５６は浄化セル２４の電気接続部４０と協働しており、電力接続部５６および電気接続部４０は、電源とＵＶ電球３８との間を切断可能に電気接続する。切断可能な電気接続とは、接続して、切断して、再度接続することができる電気接続である。例えば、図７に示す実施形態によると、電気接続部４０はプラグであって、電力接続部５６は電気接続部４０を差し込むコンセントである。電気接続部４０と電力接続部５６とが協働することによって、電源はＵＶ電球３８に動作電力を供給する。図７に示す実施形態によると、浄化セル２４が筐体１２内に固定されると、電気接続部４０が電力接続部５６に差し込まれる。
【００２１】
上記を鑑みると、浄化装置１０は、浄化セル２４に関して「プラグ・アンド・プレイ」機能を実現している。具体的には、浄化セル２４と筐体１２の電源との間を電気的に接続するには、電力接続部５６に電気接続部４０を差し込み、浄化セル２４と筐体１２の電源との間を電気的に切断するには、電力接続部５６から電気接続部４０を抜き取る。また、浄化セル２４を筐体１２内に固定すること、および、浄化セル２４を筐体１２から取り外すことは、ベース３０を回転させることによって行う。このような「プラグ・アンド・プレイ」機能によって、浄化セル２４の洗浄または交換の際に、浄化セル２４を素早く且つ簡単に取り外すことができるようになる。
【００２２】
図８は、図７に示す浄化装置１０をライン８−８で切断した様子を示す断面図である。上述したように、浄化装置１０は、空気流入口１６を介して筐体１２内に空気を導入して、空気流出口１４を介して筐体１２から空気を排出することによって、筐体１２を通るように空気を循環させる。浄化セル２４は、空気流入口１６から導入された空気がセル用空気流入口３４へと向かうように、筐体１２内に取り外し可能に固定されている。空気は、セル用空気流入口３４から導入されて、セル空洞部に入る。上述したように、セル空洞部内の空気は、光触媒反応で処理される。空気は、光触媒反応で処理された後、マトリクス４２の中空部材６４を介してセル空洞部から取り出される。マトリクス４２はＵＶ電球３８を実質的に取り囲むように配置されているので、空気が循環しない、セル空洞部によって画定されているポケットに滞留させることなく、セル空洞部から空気を流出させることができる。マトリクス４２の中空部材６４から引き出された空気は、空気流出口１４へと向かう。言い換えると、浄化された空気は、セル空洞部から引き出されて、中空部材６４を通って、空気流出口１４へと向かう。その後、浄化された空気は、空気流出口１４を通って筐体１２から排出される。このため、有機汚染物質を含有する周囲空気は、浄化装置１０に導入され、浄化され、浄化済み周囲空気として周囲環境に戻される。
【００２３】
上記を鑑みると、浄化装置１０はさらに、周囲の表面をも浄化する。具体的には、浄化装置１０は、浄化装置１０がその上に載置されている面から有機汚染物質を取り込んで、上述したように汚染物質を酸化する。
【００２４】
上述の説明を参照することによって、当業者であれば、先行技術の問題を克服するという利点を持つ浄化セルを備える空気および表面用の浄化装置が提供されていることに想到するであろう。浄化セルでは、光触媒面が紫外線電球を実質的に取り囲むように配置され、紫外線電球が照射する紫外光によって光触媒面が飽和するように、１つの紫外線電球の周囲に少なくとも３つの光触媒面を配置する。光触媒面が飽和状態となるので、光触媒面における光触媒反応は完全に実行される。言い換えると、光触媒反応が最大化される。上述した浄化セルによると光触媒反応が最大化されるので、浄化セルは光触媒面の浄化能力を最大限まで高めることになり、結果的に浄化セル自身の浄化能力も最大限まで高められる。
【００２５】
複数の実施形態を説明することによって本発明を記載すると共にこれらの例示的な実施形態は非常に詳細に説明したが、本願特許請求の範囲を、記載した詳細な内容に減縮または限定することは出願人の意図するところではない。当業者には、その他の利点および変形例が容易に明らかになることであろう。このため、広義の本発明は、上述した具体的且つ詳細な内容、代表的な装置および方法、ならびに説明のための例に限定されるものではない。したがって、出願人の通常の発明概念の精神または範囲から逸脱することなく、上述した詳細な内容から逸脱するとしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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