(57)【要約】【課題】  空気清浄のために特に設置場所を取らないばかりか、換気と空気清浄とに同一動力を用い、その切り替えも容易であるために合理的に省エネルギーとなり、また、空気清浄の構造も簡単となる換気装置を提供する。【解決手段】  送風ファンによる送風を大気側から室内へと交互に切り替え得るように、排気風路から室内に開口する循環風路を設けるとともに、排気風路と循環風路とを交互に開閉する切り替えのダンパーを具備し、循環風路には空気清浄装置が内装され、これについては、超音波又は不可視電磁波の発生器を設け、発生器の回りに超音波又は不可視電磁波の照射を受けて触媒作用が励起される二酸化チタン等の酸化物半導体の担持部材を配列した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンが内装される換気扇口に後続して大気への排気風路を有する換気装置において、送風ファンによる送風を大気側から室内へと交互に切り替え得るように、排気風路から室内に開口する循環風路を設けるとともに、排気風路と循環風路とを交互に開閉する切り替えのダンパーを具備し、循環風路には空気清浄装置が内装され、これについては、超音波又は不可視電磁波の発生器を設け、発生器の回りに超音波又は不可視電磁波の照射を受けて触媒作用が励起される二酸化チタン等の酸化物半導体の担持部材を配列したことを特徴とする換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、化学物質や細菌を取り除いて室内環境を衛生的に保全するための換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅の気密性能の向上や冷暖房の普及に伴って生活スタイルが変化し窓を開けない生活となり、また、これは外気の汚染から自然換気が望めなくなっていることも一因となっている。しかし一方、建築材料にも問題があり、家具には化学物質を発散させるものが普及し、この化学物質による室内の空気汚染が原因とされるシックハウス症候群の対策として国土交通省は建築基準法を改正した。
【０００３】
平成１５年度の７月に施行された改正建築基準法により住宅の居室にも０．５回／時以上の２４時間換気システムの設置が義務付けられたが、この考えは新しい空気を入れて汚染された空気を希釈しようとするものであるが、外気が汚染している地域も多く根本的な解決策には程遠いといえる。また、冷暖房の効果を損なうものでもあり、省エネルギーの面でも効率が悪い。
【０００４】
冷暖房の効果を維持する必要性や外気が信頼性に欠けることもあって、室内の空気を循環させながら、汚染物質を除去する空気清浄器が用いられるが、これには設置場所を必要とするために設置に不都合な場合があり、また、空気清浄器は常時稼働させておくものであるため、換気装置を稼働中には無駄な運転となっている。なお、汚染物質の除去にはフイルターの他、二酸化チタン等の光触媒が用いられる。
【０００５】
二酸化チタン等の酸化物半導体は光エネルギーによって励起し触媒作用を発現するが、光源が必要である。したがって、製品はランプの形状に制約されたものにならざるを得ないと同時に光は直進するので、そのエネルギーを効率的に収受するためにも入射角度を考慮した形状が必要であり、装置の形状や大きさに制約を受け、また、光が視覚に入らないようにするための構造が特に必要であり構造が簡単にはならないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、空気清浄のために特に設置場所を取らないばかりか、換気と空気清浄とに同一動力を用い、その切り替えも容易であるために合理的に省エネルギーとなり、また、空気清浄の構造も簡単となる換気装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、送風ファンが内装される換気扇口に後続して大気への排気風路を有する換気装置において、送風ファンによる送風を大気側から室内へと交互に切り替え得るように、排気風路から室内に開口する循環風路を設けるとともに、排気風路と循環風路とを交互に開閉する切り替えのダンパーを具備し、循環風路には空気清浄装置が内装され、これについては、超音波又は不可視電磁波の発生器を設け、発生器の回りに超音波又は不可視電磁波の照射を受けて触媒作用が励起される二酸化チタン等の酸化物半導体の担持部材を配列したことを特徴とする換気装置を提供するものである。
【０００８】
換気装置を上記のように構成したから、室内の空気を入れ換えるときには、ダンパーを循環風路側に閉にして送風ファンによる送風を大気に排出する。これは換気装置としての通常の使い方であるが、空気清浄を望むときには、ダンパーを排気風路側に閉に切り換えて、循環風路から室内に送風を戻し空気を循環させる。あるいは、この交互切り替えを自動的に行うようにする。そうすると、循環風路を通過するうちに、担持部材が発生器から超音波又は不可視電磁波の照射を受け、触媒作用が励起された酸化物半導体に空気が触れることにより、その空気中に含まれる有害化学物質や雑菌が酸化分解され、循環により室内の空気全体が清浄化される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、この発明によれば、言わば換気扇内部に空気清浄装置を組み込んだために、空気清浄のために室内に特別に設置場所を取らないばかりか、換気と空気清浄とに同一動力を用いることとなり、また、その切り替えもダンパーにより容易であり、冷暖房との関係においても合理的に省エネルギーとなると同時に室内の空気衛生を有効に確保でき、さらに、触媒作用を励起するために光を用いる場合とは違って、光を視覚しないよう遮蔽する必要がなく、形状の制約もなく空気清浄の構造も簡単となるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図面は一実施の形態を示したもので、その換気装置は、壁１（又は天井）に沿って大気への排気風路２を設けた場合であって、その排気風路２には室内３に対して、換気扇口４と循環風路５とが並列に設けられる。しかし、換気扇口４から排気風路２がストレートになっている一般的な換気扇構造においても室内に開口する循環風路５を設けることもできる。
【００１２】
いずれにしても、換気扇口４から排気風路２に入った空気が循環風路５から室内３に戻され得るように、排気風路２と循環風路５とを交互に開閉するダンパー７が内装される。送風ファン９は、換気扇口４にのみ内装され、循環風路５には空気清浄装置１０が内装される。
【００１３】
空気清浄装置１０は、二酸化チタンの光触媒が用いられるが、その触媒作用を励起するエネルギーとして光を用いないで、超音波を用いることとして、循環風路５の中心部に超音波の発生器１１が励起源として設けてあって、それを囲むように口内周囲には板状の触媒担持部材１３，１３，・・を配列し、口出入り両端には通気性の触媒担持部材１４，１４を配置してある。
【００１４】
循環風路５の口内は、このように超音波が全ての触媒担持部材１３，１４に直接照射される配置となっている。しかし、超音波には光に比して指向性や屈折の物性があり、陰になる部分でも振動エネルギーを享受できるので、さらに複雑に組み込んだ担持部材１３，１４の配列が可能である。こうして、小型で効率的な殺菌・脱臭機構を開発し、換気扇の機能を備えたものにコンパクトに組み込むこともできる。
【００１５】
触媒担持部材１３，１４は、金属の基板に酸化物半導体として光触媒を塗布したものが使用され、周囲の触媒担持部材１３の両端には空気を案内する屈折板１５，１５が形成される。また、口出入り両端の触媒担持部材１４には、通気性確保のためにパンチングメタルが基板として使用される。
【００１６】
酸化物半導体には、光触媒として最も使用されている酸化チタンのほかに、ガリウムリン、ガリウム砒素、硫化カドミウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化タングステンなどがある。これらが溶射、蒸着、コーティング等により基板に膜形成されることにより担持部材が造られる。なお、酸化チタンの場合、添加物が異なる上下２層に固定して安定化を図る提案をした（特願２０００−３７９８０）。
【００１７】
また、チタン板の焼成による方法もある。さらに、酸化物半導体粒子が混入する水中に超音波を照射し、その水中又は水面を循環風路において空気が通るようにした構造であっても、この発明の趣旨に反しないものとする。水溶液中での触媒機能を考えた場合、縦波である音波は電磁波である光に比べ溶液中でのエネルギー伝達能が高いので、音波（振動エネルギー）は励起源として有効であるとされる。また、酸化物半導体が多孔質であるときも超音波が有効に作用する。
【００１８】
酸化物半導体の担持部材１３，１４の基材には、金属の他に、タイル、ガラス、プラスチック等の板や棒材、また、フィルム、紙、ガラス繊維等の様々のものを使用することができる。図示はしないが、これらの担持部材１３，１４は、例えば装填式にして取り替え可能にしておけば、空気清浄機能を常に安定して維持する上に好都合である。
【００１９】
なお、超音波発生器１１の場合であると、電力を供給された超音波振動子による振動エネルギーは、拡散しやすいが空気中では減衰しやすいため振動子と酸化物半導体との距離と音響インピーダンスを考慮しなければならない。二酸化チタンなどの酸化物半導体に超音波を照射しその振動エネルギーにより酸化物半導体を励起させてヒドロキシラジカルを発生させ触媒作用が発現される。
【００２０】
上記換気装置を常時又は間欠的に運転して、換気と空気浄化とを交互に行うように、コンピュータ制御することにしておくことが望ましい。そうすると、換気により室内の汚染物質を排出し、新鮮な外気を取り入れて空気清浄装置により室内環境を安全に保持できる。また、汚れた外気が取り入れられても、その空気汚染が除去される。
【００２１】
以上は空気清浄装置１０に超音波発生器１１を用いる場合であるが、不可視電磁波を用いる場合も同様である。不可視電磁波とは、電磁波の中でも可視光線としての光を除外する意味であって、酸化物半導体の触媒作用を励起するために紫外線等を利用できる。
【００２２】
なお、この明細書では、ダンパー７が排気風路２と循環風路５と、いずれかの選択により完全切り替えがなされるように記載したが、割合を交互に増減する切り替えにしてもこの発明の趣旨に反しないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態を示す換気装置の断面説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
２  排気風路
３  室内
４  換気扇口
５  循環風路
７  ダンパー
９  送風ファン
１０  空気清浄装置
１１  超音波又は不可視電磁波の発生器
１３，１４  酸化物半導体の担持部材
【図１】
2005331190.tif 000003