(57)【要約】【課題】光触媒を用いて空気中の汚染物質を除去するに際して、光触媒励起用ランプから照射される光および光触媒フィルタを有効的に利用し、効率よく処理する空気浄化装置を提供する。【解決手段】光触媒励起用ランプを光触媒フィルタに対して次の条件を満たすように配置する。Ｌ／Ｔ＝２／１〜５／１（Ｌ：光触媒励起用ランプの光触媒フィルタからの距離（ｍｍ）、Ｔ：光触媒フィルタの厚み（ｍｍ））。【選択図】  図１
2005013258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒励起用ランプと光触媒フィルタとを備えた空気浄化装置において、光触媒励起用ランプを光触媒フィルタに対して下記の条件を満たすように配置することを特徴とする空気浄化装置。
Ｌ／Ｔ＝２／１〜５／１
ここで、Ｌは光触媒励起用ランプの光触媒フィルタからの距離（ｍｍ）であり、Ｔは光触媒フィルタの厚み（ｍｍ）である。
【請求項２】
光触媒フィルタの厚みＴが２０ｍｍ以上である請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項３】
光触媒フィルタのセルの目開きＤが１．５〜５ｍｍである請求項１または２に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は空気浄化装置に関し、詳しくは光触媒を用いて空気中の低濃度汚染物質を効率的に除去する空気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光触媒の強力な酸化力により、空気中の臭気や有害成分等の低濃度汚染物質を除去する方法が注目されている。光触媒は４００ｎｍ以下の紫外線を照射することによって励起され、生成した水酸ラジカルや活性酸素種によって汚染性物質は酸化分解除去される。
【０００３】
光触媒反応は光が照射された表面で起こる二次元の反応であり、シート状や板状の光触媒を用いれば点光源や線光源からの光を光触媒の全面に照射することができる。しかし二次元の面での反応では空気との接触効率が不十分となるため、処理速度に問題があり光触媒だけで実用的な除去効果を得ることは難しい。そこで、一般的に使用されている光触媒はこの処理速度不足を補うために、活性炭やゼオライト等の吸着剤を光触媒と併用する方法が用いられている。しかしながら、吸着剤は吸着能力が限られており長期にわたり効果を維持することはできなかった。
【０００４】
光触媒フィルタを単独で使用して処理効率を上げるために、光触媒フィルタを山状や波状に成形したり、シートを積層したり、ハニカム状等の三次元構造とすることによって、ガスと光触媒フィルタとの接触面積を高めることが考えられる。しかし、このような方法では、光触媒の内部に光が当たらない影となる部分ができやすくなるため、光触媒全体に光が照射されず接触面積の増加に見合うだけの処理効率の向上は得られていないのが実情である。
【０００５】
例えば、光触媒フィルタを紫外線ランプの長さとほぼ一致する幅方向に配置して光触媒フィルタの機能を全面にわたって効率よく発揮させることを意図した室内ユニットおよびこの室内ユニットを備えた空気調和機が提案されている（特許文献１参照）。そして、ハニカム状の光触媒フィルタの厚みを７ｍｍを超える大きさにすると、紫外線はフィルタの後方部分にはあまり到達しないため光触媒フィルタの機能が発揮されないとの実験結果を示して、全ての光触媒の機能を十分に発揮させ、また装置をコンパクトにするとの点から、光触媒フィルタの厚みを７ｍｍ以下にするのが好ましいとしている。しかし、このように光触媒フィルタの厚みを小さくすると影となる部分は少なくなるが、空気と光触媒との接触面積は小さくなり、十分な接触時間が得られないため、高い処理効率を得ることはできない。
【０００６】
また、互いに隙間を開けて平行に配置されている複数の光触媒担持体間に光触媒励起用ランプを設置するに際して、光触媒担持体とランプとの間隔を１０〜３０ｍｍとする空気清浄装置が開示されている（特許文献２参照）。上記間隔を１０〜３０ｍｍとする基本的な理由は、空気清浄装置内のランプの着脱作業を容易にすることにあり、その他に理由として、１０ｍｍ未満では光が光触媒担持体の広い範囲に届かず、また３０ｍｍを超えるとランプが遠く離れすぎて光量が少なくなることが挙げられている。そして、上記間隔が１５ｍｍ付近で最大の脱臭効果が得られ、３０ｍｍを超えるとかなり脱臭効果が低下するとの実験結果が示されている。しかし、光触媒担持体の厚みについての記載は一切ないことからも明らかなように、空気と光触媒との接触面積を大きくして、処理効率を高めることについてはなにも開示されていない。
【０００７】
また、シート状やハニカム状の光触媒部材を筒状物として、その筒状物の内側に紫外線ランプを内蔵させた空気浄化装置が提案されている（特許文献３参照）。このように光触媒を筒状物とすることにより有効的に光照射を実施することは可能であるが、処理風量が大きくなると適用することが困難となる。なお、紫外線ランプから光触媒部材までの距離は１０〜４０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ未満では紫外線による光触媒部材を構成する繊維などの劣化が著しく、また４０ｍｍを超えると光量が不足して光触媒効果が低下するとされている。
【０００８】
また、光触媒を備えた脱臭部材に対向して反射板を設置して、その間に光源を設置する脱臭装置が提案されている（特許文献４参照）。単に反射板を設置するだけでは光触媒ハニカムの内部にまで光を照射させることは難しい。そこで反射板を凹面鏡として紫外線ランプを凹面鏡の焦点位置に設置することにより光触媒の内部にまで光が照射できることが例示されている。紫外線ランプと凹面鏡の距離や使用するランプの管径等の仕様に合わせて凹面鏡を設計することが必要となる。また凹面鏡はガスの抵抗となり、脱臭装置のガス流路内に設置するとガスの流れに偏りが生じて光触媒に均一にガスが流れず十分な処理性能が得られ難くなる。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３１２２４２４号公報（段落００４６〜００４８）
【特許文献２】
特開２００１−２９３０７８号公報（段落０００５、図４）
【特許文献３】
特開平１１−１１４０４８号公報（段落００２６）
【特許文献４】
特開２００１−２９９８８１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、光触媒を用いた空気浄化装置においては光照射と接触面積とを両立させることは難しく、コンパクトな処理装置で高い処理効率を得ることは困難であった。例えば、空気との接触効率を高めるためにはハニカム形状のものを使用することが好ましいが、ハニカム形状では触媒内部にまで光が照射され難くなることが問題となる。光触媒ハニカムを用いる場合において、ランプよりなるべく離して設置した方が内部にまで光が照射されやすくなることはイメージとしては理解されているが実際にその効果を確認して実用化されるには至っていない。この理由としては、距離を離せば装置全体が大きくなることやランプからの距離の２乗に反比例して光強度が弱まるマイナス要因が重視されたためと考えられる。また、光触媒の使用条件に問題があり、例えば接触時間を０．０１秒程度の非常に短い条件とし処理効率が１０％以下の低いレベルで使用し、改善効果により処理効率が向上しても五十歩百歩の効果であるため性能よりコンパクト性が重視されていたと推定される。すなわち、従来の空気浄化装置においては装置設計者が光触媒に対して高い効果を期待しておらず、実際に最適な使用条件で使用されていなかったことが背景にあると考えられる。
【００１１】
かくして、本発明の目的は、光触媒励起用ランプと光触媒フィルタとを備えた空気浄化装置であって、空気と光触媒フィルタとの接触面積を大きくし、しかも光触媒の全面にわたって光が照射されるようにして、低濃度汚染物質を含む空気を効率よく処理し得るようにした空気浄化装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、光触媒励起用ランプを光触媒フィルタに対して特定の位置に配置することにより、空気と光触媒フィルタとの接触面積を大きくするとともに、光触媒の全面にわたって光を照射し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、光触媒励起用ランプと光触媒フィルタとを備えた空気浄化装置において、光触媒励起用ランプを光触媒フィルタに対して下記の条件を満たすように配置することを特徴とする空気浄化装置である。
Ｌ／Ｔ＝２／１〜５／１
ここで、Ｌは光触媒励起用ランプの光触媒フィルタからの距離（ｍｍ）であり、Ｔは光触媒フィルタの厚み（ｍｍ）である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の空気浄化装置は、光触媒励起用ランプと光触媒フィルタとを備えた空気浄化装置において、光触媒フィルタの厚みをＴ（ｍｍ）、光触媒励起用ランプと光触媒フィルタとの距離をＬ（ｍｍ）として、Ｌ／Ｔ比が２／１〜５／１となるように光触媒フィルタと光触媒励起用ランプとを配置することを特徴としている。
【００１５】
本発明の「光触媒励起用ランプ」としては、光触媒を用いた空気浄化装置に一般に用いられている直管状のランプ、具体的には、使用する光触媒のバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長の光を放射する各種熱陰極ランプや冷陰極ランプを使用することができる。例えば、オゾンランプ、殺菌灯、ブラックライト、捕虫器用蛍光ランプ、健康線用蛍光ランプ、一般照明用蛍光ランプ等が挙げられる。
【００１６】
本発明の「光触媒フィルタ」とは、光触媒を用いた空気浄化装置に一般に用いられている光触媒構造体、具体的には、例えば、処理すべき空気の流れ方向に開口した複数のセルを有するハニカム状またはコルゲート状の構造体を意味する。なお、ハニカム状光触媒フィルタの場合、開口部の形状は必ずしも六角形である必要はなく、適宜、選択することができるが、図５（ａ）に示すような、開口部が四角形のハニカム状光触媒フィルタが、セル内部に光が照射されやすいという点において、好適に用いられる。また、図５（ｂ）には、コルゲート状光触媒フィルタの一例が示されている。
【００１７】
本発明の光触媒フィルタは、上記のような構造体の製造に一般に用いられている方法、例えば、押出成形により容易に製造することができる。
【００１８】
本発明の光触媒フィルタに用いられる光触媒としては、バンドギャップ以上のエネルギーを有した波長の光を照射することにより光半導性を示すものであればいずれも使用することができる。具体的には、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛等を挙げることができる。なかでも、アナターゼ型酸化チタンが安価で化学的に安定しているので好適に用いられる。
【００１９】
そのほか、チタンおよびケイ素のニ元系複合酸化物、チタンおよびジルコニウムの二元系複合酸化物、チタン、ケイ素およびジルコニウムよりなる三元系複合酸化物（特公平５−５５１８４号公報参照）を使用することもできる。これらチタン系複合酸化物は結晶化度を高めても一次粒子径を小さくできるため光触媒に適した物性を有しており、有害成分除去に対して優れた光触媒性能を発揮することができる。なお、光触媒をコルゲート加工したり、担体にスラリーコートする場合には、バインダーにより光触媒が被覆されてガスとの接触性が低下して所定の性能が得られないという問題が生じることもあるが、上記チタン系複合酸化物は優れた成形性を有しているので、光触媒自体を押出成形することが可能であり、これにより光触媒が表面に露出することから、ガスとの接触性や光照射性が良好となり、高い光触媒活性を発揮することができる。
【００２０】
また、光触媒にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗなどの遷移金属やＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕなどの貴金属元素を微量添加して活性の向上を図ることも可能である。さらに、必要に応じて、活性炭、ゼオライト、シリカゲル等の吸着剤を光触媒に配合させてもよい。
【００２１】
本発明においては、光触媒励起用ランプの光触媒フィルタからの距離をＬ（ｍｍ）、また光触媒フィルタの厚みをＴ（ｍｍ）として、光触媒励起用ランプを光触媒フィルタに対して、Ｌ／Ｔ＝２／１〜５／１、好ましくは２．５／１〜４．５／１、より好ましくは３／１〜４／１の条件を満たすように配置する。
【００２２】
「光触媒フィルタの厚み」とは、図１〜４に示すように、光触媒フィルタの、その内部を流れる空気の流れ方向に対する長さを意味する。
【００２３】
また、「光触媒励起用ランプの光触媒フィルタからの距離」とは、図１〜４に示すように、光触媒フィルタのセル開口部を有する表面から、この光触媒フィルタの表面に平行して設置された直管状の光触媒励起用ランプまでの最短距離を意味する。なお、光触媒励起用ランプを複数設置する場合、全ての光触媒を均一に励起させるという点において、全ての光触媒励起用ランプを光触媒フィルタから実質的に同一距離の位置に設置するのがよい。
【００２４】
Ｌ／Ｔが２／１未満では、光触媒励起用ランプの正面となる局所的な部分においてセル内部まで光が照射されるが、光触媒励起用ランプの中心線から水平方向に離れた部分ではセル内部まで光が十分照射されず、この部分の光触媒の励起が不十分となって処理効率が低下する。一方、Ｌ／Ｔが５／１を超えると、無駄な空間が大きくなり装置の大型化を招くため好ましくない。
【００２５】
本発明の光触媒フィルタの厚みＴは２０ｍｍ以上とするのがよい。光触媒フィルタの厚みＴが２０ｍｍ未満では、接触面積が小さく、十分に高い処理効率を得るのが困難となる。光触媒フィルタの厚みＴの上限については、空気浄化装置の用途や設置場所などを考慮して適宜決定することができるが、６０ｍｍを超えて大きくしても、それに見合った処理効率の向上は認められず、かえって空気洗浄装置が大型化して好ましくない。このような理由により、光触媒フィルタの厚みＴは２０ｍｍ以上であり、好ましくは２０〜６０ｍｍである。
【００２６】
本発明の光触媒フィルタは、その厚みＴが２０〜６０ｍｍの範囲内において、図１に示すように一段に設置しても、あるいは図２に示すように二段に設置してもよい。
【００２７】
本発明の光触媒フィルタにおいて、セルの目開きＤは１．５〜５ｍｍ、好ましくは２〜３ｍｍとするのがよい。目開きＤが５ｍｍを超えると接触面積が小さくなって処理効率が低下し、また目開きＤが１．５ｍｍより小さいとセル内部に光が照射され難くなり、光触媒を有効的に使用できなくなる。
【００２８】
本発明の「セルの目開き」とは、図５に示すように、ハニカム状光触媒フィルタの場合、そのセル開口部が四角形のときは、その一辺の長さを意味し、またコルゲート状光触媒フィルタの場合、山の高さを意味する。
【００２９】
本発明においては、光触媒フィルタの目開きＤと厚みＴとに関し、Ｔ／Ｄ＝１０／１〜２０／１とするのが、セル内に光を有効的に照射することができる点において好ましいものである。Ｔ／Ｄが１０／１未満の場合は光触媒励起用ランプを離して設置するメリットが弱まり、２０／１を超えると片面照射ではセルの奥部まで光が到達しないため光触媒を有効的に利用できなくなる。
【００３０】
本発明の空気浄化装置は、低濃度汚染物質を含む空気の浄化に好適に用いられ、具体的には、汚染物質の濃度が５０００ｐｐｂ以下、好ましくは１０００ｐｐｂ以下、より好ましくは８００ｐｐｂ以下の空気の浄化に好適に用いられる。このように汚染物質の濃度が低くなれば低くなるほど本発明の効果は顕著となる。汚染物質の濃度が５０００ｐｐｂを超えても、本発明の空気浄化装置を用いて空気を浄化することもできるが、本発明の空気浄化装置は、上記のような低濃度汚染物質を含む空気の浄化に好適に用いられる。
【００３１】
本発明の空気浄化装置においては、従来技術と比較して光触媒励起用ランプを光触媒フィルタから離して設置することを特徴としている。これにより、照射される光触媒表面の紫外線の強度は低下するが、対象とする処理ガスの汚染物質濃度を極低濃度することによって、このデメリットは緩和され逆に内部にまで光が照射されて、光触媒を全面的に励起できるとのメリットを生かすことが可能となる。
【００３２】
光触媒フィルタに照射される光強度は４００ｎｍ以下の波長領域の紫外線の強度で０．１ｍＷ／ｃｍ２以上であることが好ましい。例えば、光源としてブラックライトを用いる場合は、３６０ｎｍの波長をターゲットとしたセンサー方式のＵＶメーター等により簡易的に光の強度を測定することができる。
【００３３】
本発明の空気浄化装置を用いて処理する「汚染物質」については特に制限はなく、光触媒によって分解除去し得るものであればいずれでもよい。なかでも、本発明の空気浄化装置は、空気中の炭化水素を主成分とする有機性ガスの処理に好適に用いられる。例えば、室内に本発明の空気浄化装置を適用して、シックハウス症候群の原因として問題となっているホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼン等の揮発性有機化合物を除去することができる。また、半導体製造においてクリーンルーム室内に存在するガス状のケミカル汚染物質が半導体製品の生産性を低下する原因となっている。今後ますますウェハの微細化が進むにつれ、低濃度汚染物質を除去するニーズが高まると予測されている。特に継続的に処理することが困難であったフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルメチルケトン、アセトフェノン等の有機性ガスを本発明の空気浄化装置により効率的に除去することができる。
【００３４】
本発明の空気浄化装置の運転条件については、処理する空気中の汚染物質などを考慮して適宜決定することができる。本発明の特徴を生かすためにも、空気と光触媒フィルタとの接触時間が０．１秒以上となるようにするのが好ましい。
【００３５】
本発明の空気浄化装置においては、光触媒励起用ランプを挟んで光触媒フィルタの反対壁面を光反射性とするのが好ましい。これにより光触媒励起用ランプより照射される光をより有効的に使用することが可能となる。光反射性の材質としてはアルミニウムが好ましい。また、アルミニウムテープやアルミ箔を装置壁面に貼り付けてもよい。また、反対壁面だけでなく、空気浄化装置の光触媒及び光触媒励起用ランプの周辺部を光反射性としてもよい。
【００３６】
本発明の空気浄化装置を図面に従って説明する。図１〜図３は、本発明の空気浄化装置におけるハニカム状光触媒フィルタと光触媒励起用ランプとの設置例を示すものである。
【００３７】
図１の（ａ）は、本発明の空気浄化装置の一態様を示す側面模式図であり、（ｂ）は平面模式図である。直管状の光触媒励起用ランプ２が厚みＴのハニカム状光触媒フィルタ１に平行して、ハニカム状光触媒フィルタ１の表面からの距離Ｌの位置に設置されている。図１には光触媒励起用ランプ２を３本平行して設置した例が示されている。このように、ハニカム状光触媒フィルタ１の縦方向の長さに合わせて光照射が均一となるように複数の光触媒励起用ランプ２を設置することができる。また、ハニカム状光触媒フィルタ１の横方向のサイズは光触媒励起用ランプ２の有効発光長に合わせて製作することにより均一な光照射を行うことができる。
【００３８】
図２は、本発明の空気浄化装置の他の態様を示す側面模式図であり、ここではハニカム状光触媒フィルタ１が光触媒励起用ランプ２の前後に２段に設置されている。このように、光触媒励起用ランプ２をハニカム状光触媒フィルタ１に対し所定の位置に設置し、しかもハニカム状光触媒フィルタ１を多段にすることにより処理効率を高めることができる。
【００３９】
図３は、図１に示すと同様の空気浄化装置において、光触媒励起用ランプ２を挟んでハニカム状光触媒フィルタ１に対抗する壁面に反射性テープ３を貼り付けた構成を有する装置の側面模式図である。
【００４０】
図４は、比較用として示す空気浄化装置の側面模式図である。ここでは、厚みＴの薄いハニカム状光触媒フィルタ１が多段に設置され、また多数の光触媒励起用ランプ２が使用されているが、Ｌ／Ｔは本発明で規定する範囲外にある。
【００４１】
図５の（ａ）は、本発明の光触媒フィルタの一態様としてのハニカム状光触媒フィルタ（目開きＤ）の断面模式図である。セルの形状については、図５（ａ）に示す四角形のほかに、三角形、六角形、あるいは円形としてもよい。また、（ｂ）は、本発明の光触媒フィルタの他の態様としてのコルゲート状光触媒フィルタ（目開きＤ）の断面模式図である。
【００４２】
図６は、ハニカム状光触媒フィルタ１において、光触媒励起用ランプ２からの光がフィルタ１のセル内部まで照射される状態を示した模式図である。ここに示すように、光触媒励起用ランプ２の中心線上にあるセル内部には光は十分照射されるが、中心線から位置がずれるほどセル内部にまで光が照射され難くなることがわかる。図６により、ハニカム状光触媒フィルタ１のセル内部にまで光が照射できる光触媒励起用ランプ２の中心線からのズレ距離Ｘはハニカム状光触媒フィルタ１の厚みＴ、目開きＤおよび光触媒励起用ランプ２からの距離Ｌから計算可能であり、Ｘ＝｛（Ｔ＋Ｌ）／Ｔ｝×Ｄとなる。すなわち、Ｌ／ＴおよびＤを大きくすることにより光触媒励起用ランプ２からの光は有効的にハニカムの内部にまで照射されることになる。
【００４３】
風量が大きくなりハニカム状光触媒フィルタ１の断面サイズが大きくなる場合は複数の光触媒励起用ランプ２を平行して設置することになるが、上記方法により光触媒励起用ランプ２の設置間隔をどの程度にすれば均一に光を照射することが可能かを計算で求めることも可能であり、これにより光触媒励起用ランプ２の設置本数および設置間隔を決定することができる。本発明ではハニカム状光触媒フィルタ１の目開きＤの１０〜４０倍程度の間隔で光触媒励起用ランプ２を設置することにより光触媒に有効的に光が照射され良好な処理効率が得られる。
【００４４】
図７は、本発明の空気浄化装置を用いて一般室内の空気浄化を行う際の構成例を示した模式図である。ハニカム状光触媒フィルタ１に平行して直管状の光触媒励起用ランプ２が設置されている。Ｌ／Ｔは約４／１である。ファン駆動モーター６により送風ファン５が駆動して空気は吸気口４より空気浄化装置内に導入される。装置底部に直管状の光触媒励起用ランプ２がハニカム状光触媒フィルタ１に平行して設置されており光触媒を照射している。この際、装置底部壁面に光反射性アルミニウムテープ３を貼り付けることにより更に有効的にランプの光を利用することができている。空気がハニカム状光触媒フィルタ１と接触する際に光照射により励起され生成した活性酸素種により空気中の低濃度汚染物質が分解除去される。このようにして低濃度汚染物質が除去された空気は排気口８より系外に排出される。
【００４５】
図８は、本発明の空気浄化装置を用いて半導体製造装置用の空気浄化を行う際の構成例を示した模式図である。空気浄化装置７を露光装置などの半導体製造装置（図示せず）の雰囲気ガス循環ラインと連結することにより空気中の低濃度有機汚染物質などを除去して清浄な空気を半導体製造装置に供給することができる。空気ガスはブロア９にて吸引して吸気口４より導入される。ハニカム状光触媒フィルタ１は光触媒励起用ランプ２を挟んで上下対称で２段に設置されており、ハニカム状光触媒フィルタ１の厚みＴに対して光触媒励起用ランプとの距離ＬはＬ／Ｔ＝約３／１となっている。光触媒によりガス状汚染物質が除去された空気は除塵フィルター１０により粒子状汚染物質も除去され排出口８より清浄な空気が排出される。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。但し、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（光触媒ハニカムの調製例）
シリカゾル２４ｋｇ（日産化学（株）製ＮＣＳ−３０）にアンモニア水２８０Ｌ（濃度２５％）と水４００Ｌを添加して溶液ａを得た。次に硫酸チタニルの硫酸水溶液１５３Ｌ（ＴｉＯ２濃度２５０ｇ／Ｌ、全硫酸濃度１１００ｇ／Ｌ）を水３００Ｌで希釈して溶液ｂを得た。溶液ａを攪拌しながら徐々に溶液ｂを滴下して共沈ゲルを生成し１５時間静置した。得られたゲルをろ過、水洗後２００℃で１０時間乾燥し、５５０℃で６時間焼成してチタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物ＴＳ−１粉体を得た（Ｔｉ／Ｓｉ＝４／１、比表面積１６０ｍ２／ｇ）。このようにして得られたＴＳ−１粉体２０ｋｇに、適当量の水と成形助剤としてデンプンを加えて混合しニーダーで十分に混練した後、押出成形機で四角形セルでハニカム状に成形した。次いで８０℃で乾燥した後、４５０℃で２時間空気雰囲気にて焼成してハニカム状光触媒フィルタ（断面サイズ：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、目開き：２．１ｍｍ、リブ厚：０．４ｍｍ）を得た。このようにして得られたハニカム状光触媒フィルタを、その厚みＴが１０ｍｍ、２０ｍｍおよび４０ｍｍの３種類のサイズに切断した。
（空気浄化装置性能試験）
実施例１〜４および比較例１〜４に示すようにハニカム状光触媒フィルタと光触媒励起用ランプとを設置した。
【００４７】
光触媒励起用ランプとしては、４Ｗのブラックライト（東芝（株）製ＦＬ４ＢＬＢ、管径１５．５ｍｍ、管長１３４．５ｍｍ）を用いた。これらを断面が１５０ｍｍ×１５０ｍｍのハニカム状光触媒フィルタの対向面に均一に光が照射されるように３本ランプを１組として３０ｍｍのランプ間距離でハニカム状光触媒フィルタに平行して設置した。
【００４８】
各空気浄化装置に酢酸エチル５００ｐｐｂを含有する空気を流量０．２ｍ３／ｍｉｎで通し、空気浄化装置の入口における酢酸エチル濃度（入口酢酸エチル濃度）および出口における酢酸エチル濃度（出口酢酸エチル濃度）をガスクロマトグラフで測定して酢酸エチルの除去率（処理効率）を求めた。
処理効率（％）＝（入口酢酸エチル濃度−出口酢酸エチル濃度）／（入口酢酸エチル濃度）（×１００）
実施例１
厚さＴが４０ｍｍのハニカム状光触媒フィルタとランプとを図１に示すように配置した。ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌは１２０ｍｍであり、Ｌ／Ｔ＝３／１であった。処理効率は９３．４％であった。
実施例２
実施例１において、ハニカム状光触媒フィルタの厚さＴを２０ｍｍ、ハニカム状光触媒フィルタとランプとの距離を８０ｍｍに変更し、Ｌ／Ｔ＝４／１とした以外は実施例１と同様の装置を用いて除去試験を行った。処理効率は７８．４％であった。
実施例３
厚さＴが２０ｍｍのハニカム状光触媒フィルタを２段にして、図２に示すように配置した。ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌは６０ｍｍであり、Ｌ／Ｔ＝３／１であった。処理効率は９６．０％であった。
実施例４
厚さＴが４０ｍｍのハニカム状光触媒フィルタとランプとを図３に示すように配置した。なお、光触媒励起用ランプを挟んでハニカム状光触媒フィルタの反対壁面に光反射性のアルミテープを貼って壁面を光反射性とした。ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌは８０ｍｍであり、Ｌ／Ｔ＝２／１であった。処理効率は９８．３％であった。
比較例１
実施例１において、ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌを２０ｍｍに変更し、Ｌ／Ｔ＝０．５／１とした以外は実施例１と同様の装置を用いて除去試験を行った。処理効率は５６．７％であった。
比較例２
実施例２において、ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌを２０ｍｍに変更し、Ｌ／Ｔ＝１／１とした以外は実施例２と同様の装置を用いて除去試験を行った。処理効率は５５．３％であった。
比較例３
実施例３において、ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌを２０ｍｍに変更し、Ｌ／Ｔ＝１／１とした以外は実施例３と同様の装置を用いて除去試験を行った。処理効率は８０．５％であった。
比較例４
厚さＴが１０ｍｍのハニカム状光触媒フィルタを４段にして、図４に示すように配置した。ハニカム状光触媒フィルタのランプからの距離Ｌは１０ｍｍであり、Ｌ／Ｔ＝１／１であった。処理効率は８８．２％であった。
【００４９】
結果をまとめて表１に示す。なお、ＵＶメーターを用いてハニカム状光触媒フィルタ面の中央から端まで各部分の紫外線を測定した結果、実施例１〜４および比較例１〜４のいずれにおいても３６０ｎｍ付近の光強度は０．１ｍＷ／ｃｍ２以上となっていた。
【００５０】
【表１】
2005013258.tif 000003
【００５１】
表１に示すように、Ｌ／Ｔ＝２／１〜５／１とした実施例１〜４の空気浄化装置を用いることにより良好な処理効率が得られている。具体的には、実施例１と比較例１とはハニカム状光触媒フィルタの厚さＴとランプ本数は同じであるが処理効率は大きく異なっており、Ｌ／Ｔを２／１〜５／１の範囲に設定することにより、ハニカム状光触媒フィルタのセル内部まで光が照射され、光触媒が有効に利用されていることがわかる。
【００５２】
また、比較例１および比較例２の結果より、ハニカム状光触媒フィルタとランプとの距離が短い場合は、ハニカム状光触媒フィルタの厚みＴを増加する効果は得られず、ハニカム状光触媒フィルタの入口部分にのみ光が照射されていると考えられる。
【００５３】
また、比較例３および比較例４においては、ハニカム状光触媒フィルタの厚みＴを薄くして多段に設置することにより処理効率の向上が図られている。しかし、比較例３では、ハニカム状光触媒フィルタを２段で使用しているが同じサイズのハニカム状光触媒フィルタを１段しか使用していない実施例２の処理効率とほとんど同等の性能となっている。つまり、比較例３においては、装置スペースを大きくしない限り、実施例２と同等の処理効率を得ることができない。また、比較例４のようにハニカム状光触媒フィルタと光触媒励起器用ランプとを多段に設置すれば、高い処理効率が得られるが、ランプの電気代や交換費用がかかり維持管理費が高くなる。
【００５４】
実施例３に示すように、Ｌ／Ｔ＝２／１〜５／１となるように多段にハニカム状光触媒フィルタを設置することにより光を有効的に利用しながら処理効率を高めることができる。
【００５５】
また、実施例１と実施例４との比較により、反射鏡等の特別な器材を使用しなくてもアルミテープなどを装置壁面に貼り付けるだけで、より有効的に光を利用することが可能となり、処理効率が大幅に向上することがわかる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の空気浄化装置は光触媒反応により空気中の各種有害成分を高効率で除去することが可能である。特に光触媒励起用ランプによる光の照射方法の改善により光触媒フィルタを有効的に利用して効率的に有害成分の浄化ができる。
【００５７】
また、光触媒励起用ランプの使用本数を少なくすることができるので、消費電力が低減され、またランプの交換などの維持管理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気浄化装置の一実施態様（実施例１）を示し、（ａ）はその側面模式図、（ｂ）は平面模式図である。
【図２】他の実施態様（実施例２）の側面模式図である。
【図３】他の実施態様（実施例４）の側面模式図である。
【図４】比較例４の空気浄化装置の側面模式図である。
【図５】本発明に適用可能な光触媒フィルタの形状例であり、（ａ）はハニカム状光触媒フィルタの断面模式図、（ｂ）はコルゲート状光触媒フィルタの断面模式図である。
【図６】ハニカム状光触媒フィルタのセル内部にまでランプからの光が入射される状態を示す模式図である。
【図７】室内空気清浄用の空気浄化装置の構成例を示した模式図である。
【図８】半導体製造装置用の空気浄化装置の構成例を示した模式図である。
【符号の説明】
１  ハニカム状光触媒フィルタ
２  光触媒励起用ランプ
３  反射性アルミテープ
４  吸気口
５  送風ファン
６  ファン駆動モーター
７  空気浄化装置本体
８  排気口
９  ブロア
１０  除塵フィルター
Ｔ  光触媒フィルタの厚み
Ｌ  光触媒フィルタと光触媒励起用ランプとの距離
Ｄ  光触媒フィルタの目開き
【図１】
2005013258.tif 000004
【図２】
2005013258.tif 000005
【図３】
2005013258.tif 000006
【図４】
2005013258.tif 000007
【図５】
2005013258.tif 000008
【図６】
2005013258.tif 000009
【図７】
2005013258.tif 000010
【図８】
2005013258.tif 000011