(57)【要約】【課題】  光触媒の活性化効率が高く、また、光の当たらない影の部分を生じることのない浄化装置の実現。【解決手段】  第１の帯状放電電極12を並設した第１の面状発光部14と、第２の帯状放電電極16を並設した第２の面状発光部18とを、第１の帯状放電電極12と第２の帯状放電電極16とが所定の間隙を隔てて交差するように配置し、両面状発光部14，18周縁を気密に封止して気密外囲器22を形成し、該気密外囲器22内に紫外線放射ガスを充填して成り、さらに、上記第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面に、断面略六角形の筒状体30を多数有するハニカム状構造と成され、各筒状体30内面に光触媒32が担持された光触媒フィルタ28を積層し、該光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30が、上記第１の面状発光部14、第２の面状発光部18の外表面に対して略垂直に配置されている浄化装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒活性化作用を有する波長の光を出射する面状発光部と、両端が開口した筒状体を多数有すると共に各筒状体内面に光触媒が担持された光触媒フィルタとを備えた浄化装置であって、上記面状発光部の外表面に、上記光触媒フィルタが積層されると共に、光触媒フィルタを構成する各筒状体が、上記面状発光部の外表面に対して略垂直に配置されていることを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
上記面状発光部の外表面が、曲面と成されていることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒を用いて空気や水の浄化を行う浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒は、紫外線等の光の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮するものであることから、
この光触媒を利用した空気浄化装置が種々提案されている。
【０００３】
図７及び図８は、斯かる従来の浄化装置の一例を示すものであり、該浄化装置70は、略直管状の光源72と、光触媒フィルタ74とを備えており、該光触媒フィルタ74は、断面略六角形の筒状体76を多数有するハニカム状構造と成されている。また、各筒状体76内面には、光触媒78が被着・担持されている。
この浄化装置70にあっては、光源72から放射された紫外線等の光が、光触媒フィルタ74の筒状体76内面の光触媒78を活性化することにより空気や水の浄化を行うことができるようになっている。
上記従来の浄化装置70は、光触媒フィルタ74を構成する多数の筒状体76の内面に光触媒78を担持させたので、単位体積当たりの光触媒78の表面積を大きく確保することができるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の浄化装置70にあっては、光触媒フィルタ74を構成する多数の筒状体76内面の光触媒78をできるだけ万遍なく活性化させる必要上、光源72と光触媒フィルタ74とを所定距離隔てて配置しなければならなかった。
このため、光触媒78に到達する紫外線等の光の強度が低下し、光触媒78を十分に活性化することが困難であった。また、光源72からの距離が遠い位置にある筒状体76内面の光触媒78には、光源76の光が到達し難いため、光の当たらない影の部分を生じていた。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光触媒の活性化効率が高く、また、光の当たらない影の部分を生じることのない浄化装置の実現にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明に係る浄化装置は、光触媒活性化作用を有する波長の光を出射する面状発光部と、両端が開口した筒状体を多数有すると共に各筒状体内面に光触媒が担持された光触媒フィルタとを備えた浄化装置であって、上記面状発光部の外表面に、上記光触媒フィルタが積層されると共に、光触媒フィルタを構成する各筒状体が、上記面状発光部の外表面に対して略垂直に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
上記面状発光部の外表面を、曲面と成しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の浄化装置にあっては、光触媒活性化作用を有する波長の光を出射する面状発光部の外表面に、光触媒フィルタを積層しており、面状発光部と光触媒フィルタとの距離が小さいので、光触媒に到達する光強度の低下を生じることが殆どなく、光触媒の活性化効率が高い。
また、光触媒フィルタを構成する各筒状体が、面状発光部の外表面に対して略垂直に配置されているので、面状発光部の外表面から出射された光が、各筒状体の一方の開口から他方の開口に向かって進んで行く過程で、各筒状体内面の光触媒を略均一に活性化することができ、光の当たらない影の部分を生じることがない。
【０００９】
上記面状発光部の外表面を、曲面と成した場合には、面状発光部の外表面が平面である場合に比べて、面状発光部外表面の表面積を増大させることができ、その分、面状発光部外表面に配置される光触媒の表面積を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき、本発明に係る浄化装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る第１の浄化装置10を示すものであり、該浄化装置10は、一面に複数本の第１の帯状放電電極12を並設した石英ガラス等の紫外線を透過させる透光性基板より成る第１の面状発光部14と、一面に複数本の第２の帯状放電電極16を並設した石英ガラス等の紫外線を透過させる透光性基板より成る第２の面状発光部18とを、第１の帯状放電電極12と第２の帯状放電電極16とが所定の間隙を隔てて交差するように配置し、両面状発光部14，18周縁を低融点ガラス等の封着材20を介して気密に封止して気密外囲器22を形成し、該気密外囲器22内に、放電ガスとして、アルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或いは、キセノンを主体とした紫外線放射ガスを充填して成る。
【００１１】
また、隣接する第１の帯状放電電極12同士の間には、低融点ガラス等より成るバリアリブ24が配設されている。さらに、第１の帯状放電電極12が配設されていない箇所の第１の面状発光部14の内表面、第２の帯状放電電極16が配設されていない箇所の第２の面状発光部18の内表面、バリアリブ24の表面には、後述する紫外線波長変換用の蛍光体層26が形成されている。
【００１２】
さらに、上記第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面には、光触媒フィルタ28が積層されている。該光触媒フィルタ28は、両端が開口した断面略六角形の筒状体30を多数有するハニカム状構造と成されており（図２参照）、各筒状体30内面には、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）より成る光触媒32が被着・担持されている。また、光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30は、上記第１の面状発光部14、第２の面状発光部18の外表面に対して略垂直に配置されている。
尚、上記第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面と、光触媒フィルタ28とは、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線や可視光等の光を透過させる透光性材料より成る接着剤（図示せず）を介して接合されており、このような接着剤としては、例えば、アルカリシリケート結合物、エチルシリケート結合物、アルコキシラン結合物、有機官能基を部分的に導入したアルコキシラン結合物及び有機ポリマーを反応させたアルコキシラン結合物等の無機結合材やハイブリッド系無機結合材を用いることができる。
【００１３】
上記筒状体30は、樹脂、セラミック、紙、ガラス、金属等適宜な材料で構成することができ、筒状体30内面への光触媒32の被着方法としては、例えば、粒子状の光触媒の分散液中に筒状体30を浸漬した後乾燥させる方法、粒子状の光触媒の分散液を筒状体30内面へ吹き付ける方法等がある。
【００１４】
上記蛍光体層26は、放電によって紫外線放射ガスから放射される様々な波長の紫外線の中で、３００ｎｍ未満の波長の紫外線を、光触媒32の活性化に特に適した３００〜４００ｎｍの波長の紫外線に変換するために設けられたものである。
上記蛍光体層26は、例えば、（ＣａＺｎ）３（ＰＯ４）２：Ｔｌ、Ｃａ３（ＰＯ４）２：Ｔｌ、ＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）３Ｓｉ２Ｏ７：Ｐｂ、ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ、ＹＰＯ４：Ｃｅ、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ４：Ｃｅ等の少なくとも１種を含む材料で構成することができる。
このように、上記蛍光体層26を設けたことにより、紫外線放射ガスから放射され、上記光触媒32に照射される各種波長の紫外線の中で、該光触媒32の活性化にあまり寄与しない波長（３００ｎｍ未満の波長）の紫外線が、光触媒32の活性化に特に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換されるので、光触媒32の活性化を促進することができる。
【００１５】
尚、上記蛍光体層26は、第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面に形成しても良い。この場合には、第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面に形成した蛍光体層26の表面に、上記光触媒フィルタ28を積層すれば良い。
【００１６】
上記第１の浄化装置10にあっては、第１の帯状放電電極12と第２の帯状放電電極16間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突し、ガスの種類に応じた様々な波長の紫外線が生成される。生成された紫外線は、蛍光体層26に照射されることにより、光触媒32の活性化に特に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換された後、第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面から出射され、光触媒フィルタ28を構成する筒状体30内面の光触媒32に照射される。この結果、光触媒32が活性化して空気や水の浄化を行うことができるのである。
【００１７】
而して、この第１の浄化装置10にあっては、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線を出射する第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面に、光触媒フィルタ28を積層しており、面状発光部14，18と光触媒フィルタ28との距離が小さいので、光触媒32に到達する紫外線強度の低下を生じることが殆どなく、光触媒32の活性化効率が高い。
また、光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30が、上記第１の面状発光部14、第２の面状発光部18の外表面に対して略垂直に配置されているので、第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18の外表面から出射された紫外線が、各筒状体30の一方の開口から他方の開口に向かって進んで行く過程で、各筒状体30内面の光触媒32を略均一に活性化することができ、紫外線の当たらない影の部分を生じることがない。
【００１８】
尚、上記においては、断面略六角形の筒状体30を多数有するハニカム状構造の光触媒フィルタ28を例に挙げて説明したが、光触媒フィルタの形状はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示すように、断面略三角形の筒状体30を多数有する光触媒フィルタ33を用いることもできる。その他、図示は省略するが、断面四角形等の多角形の筒状体や、断面略円形の筒状体を多数有する光触媒フィルタであっても良い。
【００１９】
図４は、本発明に係る第２の浄化装置34を示すものであり、該第２の浄化装置34は、石英ガラス等の紫外線を透過させる曲板状の透光性基板より成る第３の面状発光部35と、ガラス等の絶縁性材料より成る平板状の基板36とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、上記第３の面状発光部35及び基板36周縁を低融点ガラス等の封着材37を介して気密に封止して気密外囲器38を形成し、該気密外囲器38内に、放電ガスとして、アルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或いは、キセノンを主体とした紫外線放射ガスを充填して成る。
【００２０】
また、上記基板36の内表面には、一対の帯状の放電電極39，39が所定の間隙を隔てて対向配置されている。
さらに、上記第３の面状発光部35の内表面には、上記した紫外線波長変換用の蛍光体層26が形成されている。尚、この蛍光体層26は、上記放電電極39，39が配置されていない個所の基板36内表面に形成しても良い。
上記の通り、第３の面状発光部35が曲板状であるため、第３の面状発光部35の外表面は曲面と成されている。
【００２１】
また、上記第３の面状発光部35の外表面には、上記第１の浄化装置10と同様に、両端が開口した断面略六角形の筒状体30を多数有するハニカム状構造と成されており、各筒状体30内面に光触媒32が被着・担持された光触媒フィルタ28が積層されている。光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30は、上記第３の面状発光部35の外表面に対して略垂直に配置されている。
【００２２】
上記第２の浄化装置34にあっては、一対の放電電極39，39間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突し、ガスの種類に応じた様々な波長の紫外線が生成される。生成された紫外線は、蛍光体層26に照射されることにより、光触媒32の活性化に特に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換された後、第３の面状発光部35の外表面から出射され、光触媒フィルタ28を構成する筒状体30内面の光触媒32に照射される。この結果、光触媒32が活性化して空気や水の浄化を行うことができる。
【００２３】
而して、第２の浄化装置34にあっては、第３の面状発光部35が曲板状であり、第３の面状発光部35の外表面が曲面と成されているので、第３の面状発光部35の外表面が平面である場合に比べて、第３の面状発光部35外表面の表面積を増大させることができ、その分、第３の面状発光部35外表面に配置される光触媒32の表面積を拡大することができる。
また、この第２の浄化装置34は、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線を出射する第３の面状発光部35の外表面に、光触媒フィルタ28を積層しており、面状発光部35と光触媒フィルタ28との距離が小さいので、光触媒32に到達する紫外線強度の低下を生じることが殆どなく、光触媒32の活性化効率が高い。
さらに、光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30が、上記第３の面状発光部35の外表面に対して略垂直に配置されているので、第３の面状発光部35の外表面から出射された紫外線が、各筒状体30の一方の開口から他方の開口に向かって進んで行く過程で、各筒状体30内面の光触媒32を略均一に活性化することができ、紫外線の当たらない影の部分を生じることがない。
【００２４】
図５は、本発明に係る第３の浄化装置40を示すものである。この第３の浄化装置40は、上記第２の浄化装置34における基板36に代えて、石英ガラス等の紫外線を透過させる曲板状の透光性基板より成る第４の面状発光部41を用い、該第４の面状発光部41の内表面に、一対の帯状の放電電極39，39を所定の間隙を隔てて対向配置すると共に紫外線波長変換用の蛍光体層26を形成し、さらに、第４の面状発光部41の外表面に上記光触媒フィルタ28を積層した点に特徴を有するものであり、上下両面（第３の面状発光部35の外表面及び第４の面状発光部41の外表面）において光触媒32による空気や水の浄化を行うことができるようになっている。
【００２５】
上記光触媒32は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等、光触媒作用を有する金属酸化物で構成されるが、上記アナターゼ型の酸化チタンが、光触媒活性に優れており最も好適に使用できる。
また、上記光触媒32は、紫外線の照射を受けて活性化する光触媒だけでなく、可視光の照射を受けて活性化する可視光型光触媒を用いることもできる。この場合、第１の浄化装置10の第１の面状発光部14及び第２の面状発光部18、第２の浄化装置34の第３の面状発光部35、第３の浄化装置40の第３の面状発光部35及び第４の面状発光部41は、可視光型光触媒を活性化させる波長の可視光を透過させる透光性材料で構成されると共に、気密外囲器22，38内には、可視光型光触媒を活性化させる波長の可視光を放射する放電ガスが充填され、また、上記紫外線波長変換用の蛍光体層26は不要となる。
【００２６】
図６は、本発明に係る第４の浄化装置42を示すものであり、該第４の浄化装置42は、樹脂やセラミック等の絶縁材料より成る基板44上に、複数のＬＥＤチップ46を接続・固定して成る。また、上記基板44の底面には、一対の外部電極48ａ，48ｂが接続されており、これら外部電極48ａ，48ｂの一端は、上記基板44を貫通して基板44表面に露出している。
各ＬＥＤチップ46上面の一方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ50及び基板44表面に形成された配線パターン（図示せず）を介して、一方の外部電極48ａに接続されると共に、各ＬＥＤチップ46上面の他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ50及び基板44表面に形成された配線パターン（図示せず）を介して、他方の外部電極48ｂに接続されている。
また、ＬＥＤチップ46の配置された基板44表面は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂等より成り、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線や可視光等の光を透過させる略直方体形状と成された透光性の第５の面状発光部52によって被覆・封止されている。
【００２７】
さらに、上記第５の面状発光部52の外表面には、両端が開口した断面略六角形の筒状体30を多数有するハニカム状構造と成されており、各筒状体30内面に光触媒32が被着・担持された上記光触媒フィルタ28が積層されている。光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30は、上記第５の面状発光部52の外表面に対して略垂直に配置されている。
【００２８】
上記第４の浄化装置42にあっては、一対の外部電極48ａ，48ｂを介してＬＥＤチップ46に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ46が発光して光触媒活性化作用を有する波長の光（紫外線や可視光）が放射され、この光が第５の面状発光部52の外表面から出射され、光触媒フィルタ28を構成する筒状体30内面の光触媒32に照射される。この結果、光触媒32が活性化して空気や水の浄化を行うことができる。
【００２９】
この第４の浄化装置42は、光触媒活性化作用を有する波長の光を出射する第５の面状発光部52の外表面に、光触媒フィルタ28を積層しており、面状発光部52と光触媒フィルタ28との距離が小さいので、光触媒32に到達する光強度の低下を生じることが殆どなく、光触媒32の活性化効率が高い。
また、光触媒フィルタ28を構成する各筒状体30が、上記第５の面状発光部52の外表面に対して略垂直に配置されているので、第５の面状発光部52の外表面から出射された光が、各筒状体30の一方の開口から他方の開口に向かって進んで行く過程で、各筒状体30内面の光触媒32を略均一に活性化することができ、光の当たらない影の部分を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る第１の浄化装置を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る光触媒フィルタを模式的に示す正面図である。
【図３】本発明に係る他の光触媒フィルタを模式的に示す正面図である。
【図４】本発明に係る第２の浄化装置を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る第３の浄化装置を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明に係る第４の浄化装置を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の浄化装置を模式的に示す正面図である。
【図８】従来の浄化装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
10      第１の浄化装置
14      第１の面状発光部
18      第２の面状発光部
22，38  気密外囲器
26      蛍光体層
28，33  光触媒フィルタ
30      筒状体
32      光触媒
34      第２の浄化装置
35      第３の面状発光部
40      第３の浄化装置
41      第４の面状発光部
42      第４の浄化装置
46      ＬＥＤチップ
52      第５の面状発光部
【図１】
2005103348.tif 000003
【図２】
2005103348.tif 000004
【図３】
2005103348.tif 000005
【図４】
2005103348.tif 000006
【図５】
2005103348.tif 000007
【図６】
2005103348.tif 000008
【図７】
2005103348.tif 000009
【図８】
2005103348.tif 000010