(57)【要約】【課題】  二酸化チタンに紫外線を照射して、光触媒反応で空気中の有機物を酸化分解し、空気の浄化等の効果を得ようとする。【解決手段】  汚染された空気を吸入又は圧入される取入口4と浄化された空気の排出口9を備える通路4の内部壁面に触媒面１４を形成すると共に、前記通路4に関して交叉する方向に光源2の光束を反射すべき素材１７、１８、１９を設け、前記汚染汚染された空気がファン５によって触媒面１４に接触しかつ反射されるようにした空気清浄方法であって、前記光源２からの距離が近い素材１７程細く、遠くなる素材１９程太く形成した前記複数の素材１７、１８、１９に対し、触媒面１４に対して並行光として照射する前記光源2の光前記素材１７、１８、１９に対して各別に反射されて、それぞれ前記触媒面１４に接触されるようにした。【選択図】        図3
2005198846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された空気の通路の内側面に触媒面を形成すると共に、前記通路に関して交叉する方向に複数の素材を設け、紫外線などの光源からの光束を並行光として反射するに際して、これら素材を前記光源に近い程細く、遠くなる程太く形成し、前記汚染された空気が前記素材の細い方と太い方で順次反射されて、前記触媒面に接触し反射されるようにした、光触媒による空気清浄方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法を複数段階に構成してなる、光触媒による空気清浄方法
【請求項３】
汚染空気を吸入又は圧入される取入口と、浄化された空気の排出口を備える通路とを備える本体を有し、この通路の内部側壁面に形成した触媒面と、光束をこの触媒面に対して並行光として照射する光源と、前記通路に関して交叉する方向に前記光束を反射させる形状で光源に近い程細く、遠くなる程太く形成した複数の素材を設けてなる、光触媒による空気清浄装置。
【請求項４】
請求項3における触媒面が、特に二酸化チタンの塗布又はコーティングによって形成されるようにした、光触媒による空気清浄装置。
【請求項５】
請求項3における紫外線などの光源が、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極ランプによって形成される、光触媒による空気清浄装置。
【請求項６】
請求項３における素材が、鉄、アルミニウム等の金属又は合成樹脂などで光を透過せず反射する材質からなる、光触媒による空気清浄装置。
【請求項７】
請求項3又は請求項6における素材が、前記本体の両側の側壁に形成した透孔に支承されるようにした、光触媒による空気清浄装置。
【請求項８】
請求項3又は請求項５に記載の光源の外側に凹面の反射鏡を設置してなる、光触媒による空気清浄装置。
【請求項９】
請求項３に記載の空気清浄装置を複数段階に一体的に構成してなる、光触媒による空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化チタンに光源例えば紫外線を照射すると、光触媒反応により大気中や水中の有機物を酸化分解することがあるのを利用して、空気の浄化、防汚（セルフクリーニング）、防曇（超親水性）、抗菌、殺菌、防臭等の効果を得ようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２に示した構成は、従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーテイングした面（触媒面）１に太陽光を直接照射するか蛍光灯等で紫外線等を発生する光源2を直接照射する方法を示し、汚染物質を触媒面1に沿って並行に移動接触させるものである。
【０００３】
図１３に示した構成は、従来例において、二酸化チタン等を塗布又はコーティングした面（触媒面）1を内側にした円筒形の内側に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源2を直接照射する方法で、汚染物質は触媒面1に沿って並行に移動接触させるものである。
【０００４】
図１４は従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーティングした素材（触媒面）1を複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源2を設置し、両面に直接照射する方法である。
【特許文献１】特開２００２−２５３６６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二酸化チタンを塗布又はコーティングした材料（触媒材）は高価であり、太陽光を利用する場合は別として、夜間及び太陽光の当たらない場所で、触媒材に光触媒反応に必要な波長の紫外線を照射しようとすれば、紫外線を発生する光源が多数必要になる。当然価格も高価になり、これらの材料を使用して製作する製品は高価なものになってしまう。また光源のためのスペースがより広く必要になり、光源のための電力も大量に必要になる。したがって触媒である二酸化チタンに少数の光源と少量の電力で効率的に紫外線を照射する構造が必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
紫外線を発生する光源は高価なため、使用個数を少なくし光源からの紫外線を並行光にしてより遠距離まで到達させかつ反射体により反射させて触媒面に効率的に紫外線を照射する構造を考えようとするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、比較的高価な紫外線を発生する光源の使用個数を少なくし、また光源からの紫外線を並行光にして、より遠距離まで到達させ、しかも紫外線光軸を反射させて効率的に触媒面に紫外線を照射させることを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図1において、本体3の通路4にファン5により取入口6から吸入される汚染された空気の汚染物質はプレフィルター７によって空気中に浮遊する比較的大きなゴミが集塵され、紫外線を発生する光源2により照射され、その構成を後述する光触媒フィルター８で有害ガス、細菌が分離され、活性炭フィルター９で消臭脱臭され、ファン5により排出口10から排出される。なお活性炭フィルター９をプレフィルター７と光源2の中間に設置する場合もありうる。
【０００９】
前記ファン5は吸引作用による場合を示したが、実用上圧入により構成することも可能である。また、紫外線を照射する光源6としては、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極蛍光ランプなどによって構成されるものとする。
【００１０】
図２において、ファン5により吸入される汚染された空気中の汚染物質はプレフィルター７で空気中に浮遊する比較的大きなゴミが集塵され、紫外線が発生する光源2によって照射される２層に配設された光触媒フィルター８で有害ガス、細菌が分解され、活性炭フィルター９で消臭脱臭されファン5により排出される。活性炭フィルター９をプレフィルター７と光触媒フィルター8の中間に設置する場合もありうる。
【００１１】
図3は光触媒フィルター８の基本構造であって、パンチングしたアルミニュウム板からなる本体3の上下壁１２及び側壁１３（後述）の内面に、例えば二酸化チタンを塗布又はコーテイングした触媒面１４が内側になるように配置する。光源2からの光束を反射する形状の反射体からなる素材１７、１８、１９を前記側壁１３に設けた透孔２０に支承する。
【００１２】
これら素材１７，１８、１９は鉄、アルミニウムなどの金属類又は合成樹脂類で光を透過しない材質からなり、光源2からの距離が近い程細く、遠くなる程太く形成した丸棒及び多面体とし、これら素材１７、１８、１９は、図示の実施態様の主たる部分においては、素材１７、１８、１９は３個として示したが、必要に応じてその数は増減可能であり、例えば図1、図2、図6、図7、図１０、図１１においては4個として表現してある。
【００１３】
前記触媒面１４に対し並行な位置に紫外線を発生させた光源2から照射される紫外線の一部１５は素材１７により反射されると共に、紫外線の一部２１は、素材１７、１８の外側部分を通過して、素材１９に到達し、ここにおいてこの紫外線の一部２１は素材１９により反射され、再度通路4に戻って触媒面１４を照射すると共に触媒面１４により反射される。
【００１４】
また光源2から照射される紫外線の一部２２は素材１７の外側部分を通過して素材１８に到達し、ここにおいてこの紫外線の一部１６及び２２は素材１８によって反射され、触媒面１４を照射するともに触媒面１４により反射される。以上のように紫外線の光軸を反射、屈折させることにより、紫外線は効率よく触媒面１４を照射することになる。
【００１５】
図4は図3の俯瞰透視図であり、図5Ａ及び図5Ｂは図3の構造の光触媒フィルター８を複数個積層して光触媒層２４とするものであって、特に図5Ｂは図8及び図9は後述する光源2を両側に配設する場合を示すものである。
【００１６】
図6とこの図6の俯瞰透視図である図7において、光触媒層２４の外側に紫外線を発生する光源2を配置し、凹面の反射鏡２５を光源2の外側に設置し、反対側に反射鏡２５を設置することによって光源2から照射される紫外線を反射する形状の素材１７、１８、１９の作用によって紫外線の光束を反射、屈折させることにより、紫外線は効率よく触媒面１４を照射するものである。
【００１７】
図8とこの図8の俯瞰透視図である図9において、光触媒層２４の両側に紫外線を発生する光源2を配置し、凹面の反射鏡２５を光源2の両外側に設置することによって、光源2から照射される紫外線を反射する形状の素材１７、１８、１９の作用によって紫外線の光束を反射、屈折させることにより紫外線は効率よく触媒面14を照射するものである。
【００１８】
図１０とこの図１０の俯瞰透視図である図１１において、光触媒層２４を両側に配置し中心部に紫外線を発生する光源2を配置して、光源2から照射される紫外線を反射する形状の素材１７、１８、１９の作用によって紫外線の光軸を反射させることにより紫外線は効率よく触媒面１４を照射するものである。
【００１９】
上述の構成において、防汚（セルフクリーニング）のためには、光源2、素材１７、１８、１９の表面にも二酸化チタンの塗布又はコーテイングを形成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の基本的な形態を示す構成図である。
【図２】この発明の他の基本的な形態の構成図である。
【図３】光触媒フィルターの基本構造を示す図である。
【図４】図3の俯瞰透視図である。
【図５Ａ】光触媒フィルターを複数個積層して光触媒層とした図である。
【図５Ｂ】光触媒フィルターを複数個積層しかつ光源を両端に配置する場合の図である。
【図６】光触媒層の外側に紫外線を発生する光源を配置し、凹面の反射鏡を光源の外側に反射板を設置した図である。
【図７】図6の俯瞰透視図である。
【図８】光触媒層の両側に紫外線を発生する光源を配置し、凹面の反射鏡を光源の両外側に設置した図である。
【図９】図8の俯瞰透視図である。
【図１０】光触媒層を両側に配置し中心部に紫外線を発生する光源を配置した図である。
【図１１】図１０の俯瞰透視図である。
【図１２】従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティング面（触媒面）に太陽光等を直接照射する状況を示す図である。
【図１３】従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティング面（触媒面）を内側にした円筒形の内側に紫外線を発生させる光源を直接照射する方法を示す図である。
【図１４】従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーティングした素材（触媒面）を複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線を発生する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    触媒面
２    光源
３    本体
４    通路
５    ファン
６    取入口
７    プレフィルター
８    光触媒フィルター
９    活性炭フィルター
１０  排出口
１２  上下壁
１３  側壁
１４  触媒面
１５  紫外線の一部
１６  紫外線の一部
１７、１８、１９  素材
２０  透孔
２１  紫外線の一部
２２  紫外線の一部
２３  紫外線の一部
２４  光触媒層
２５  反射鏡
【図１】
2005198846.tif 000003
【図２】
2005198846.tif 000004
【図３】
2005198846.tif 000005
【図４】
2005198846.tif 000006
【図５Ａ】
2005198846.tif 000007
【図５Ｂ】
2005198846.tif 000008
【図６】
2005198846.tif 000009
【図７】
2005198846.tif 000010
【図８】
2005198846.tif 000011
【図９】
2005198846.tif 000012
【図１０】
2005198846.tif 000013
【図１１】
2005198846.tif 000014
【図１２】
2005198846.tif 000015
【図１３】
2005198846.tif 000016
【図１４】
2005198846.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月21日(2004.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化チタンに光源例えば紫外線を照射すると、光触媒反応により大気中や水中の有機物を酸化分解することがあるのを利用して、空気の浄化、防汚（セルフクリーニング）、防曇（超親水性）、抗菌、殺菌、防臭等の効果を得ようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２に示した構成は、従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーテイングした面（触媒面）１に太陽光を直接照射するか蛍光灯等で紫外線等を発生する光源2を直接照射する方法を示し、汚染物質を触媒面1に沿って並行に移動接触させるものである。
【０００３】
図１３に示した構成は、従来例において、二酸化チタン等を塗布又はコーティングした面（触媒面）1を内側にした円筒形の内側に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源2を直接照射する方法で、汚染物質は触媒面1に沿って並行に移動接触させるものである。
【０００４】
図１４は従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーティングした素材（触媒面）1を複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源2を設置し、両面に直接照射する方法である。
【特許文献１】特開２００２−２５３６６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二酸化チタンを塗布又はコーティングした材料（触媒材）は高価であり、太陽光を利用する場合は別として、夜間及び太陽光の当たらない場所で、触媒材に光触媒反応に必要な波長の紫外線を照射しようとすれば、紫外線を発生する光源が多数必要になる。当然価格も高価になり、これらの材料を使用して製作する製品は高価なものになってしまう。また光源のためのスペースがより広く必要になり、光源のための電力も大量に必要になる。したがって触媒である二酸化チタンに少数の光源と少量の電力で効率的に紫外線を照射する構造が必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
紫外線を発生する光源は高価なため、使用個数を少なくし光源からの紫外線を並行光にしてより遠距離まで到達させかつ反射体により反射させて触媒面に効率的に紫外線を照射する構造を考えようとするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、比較的高価な紫外線を発生する光源の使用個数を少なくし、また光源からの紫外線を並行光にして、より遠距離まで到達させ、しかも紫外線光軸を反射させて効率的に触媒面に紫外線を照射させることを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図1において、本体3の通路4にファン5により取入口6から吸入される汚染された空気の汚染物質はプレフィルター７によって空気中に浮遊する比較的大きなゴミが集塵され、紫外線を発生する光源2により照射され、その構成を後述する光触媒フィルター８で有害ガス、細菌が分離され、活性炭フィルター９で消臭脱臭され、ファン5により排出口10から排出される。なお活性炭フィルター９をプレフィルター７と光源2の中間に設置する場合もありうる。
【０００９】
前記ファン5は吸引作用による場合を示したが、実用上圧入により構成することも可能である。また、紫外線を照射する光源6としては、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極蛍光ランプなどによって構成されるものとする。
【００１０】
図２において、ファン5により吸入される汚染された空気中の汚染物質はプレフィルター７で空気中に浮遊する比較的大きなゴミが集塵され、紫外線が発生する光源2によって照射される２層に配設された光触媒フィルター８で有害ガス、細菌が分解され、活性炭フィルター９で消臭脱臭されファン5により排出される。活性炭フィルター９をプレフィルター７と光触媒フィルター8の中間に設置する場合もありうる。
【００１１】
図3は光触媒フィルター８の基本構造であって、パンチングしたアルミニュウム板からなる本体3の上下壁１２及び側壁１３（後述）の内面に、例えば二酸化チタンを塗布又はコーテイングした触媒面１４が内側になるように配置する。光源2からの光束を反射する形状の反射体からなる素材１７、１８、１９を前記側壁１３に設けた透孔２０に支承する。
【００１２】
これら素材１７，１８、１９は鉄、アルミニウムなどの金属類又は合成樹脂類で光を透過しない材質からなり、光源2からの距離が近い程細く、遠くなる程太く形成した丸棒及び多面体とし、これら素材１７、１８、１９は、図示の実施態様の主たる部分においては、素材１７、１８、１９は３個として示したが、必要に応じてその数は増減可能であり、例えば図1、図2、図6、図7、図１０、図１１においては4個として表現してある。
【００１３】
前記触媒面１４に対し並行な位置に紫外線を発生させた光源2から照射される紫外線の一部１５は素材１７により反射されると共に、紫外線の一部２１は、素材１７、１８の外側部分を通過して、素材１９に到達し、ここにおいてこの紫外線の一部２１は素材１９により反射され、再度通路4に戻って触媒面１４を照射すると共に触媒面１４により反射される。
【００１４】
また光源2から照射される紫外線の一部２２は素材１７の外側部分を通過して素材１８に到達し、ここにおいてこの紫外線の一部１６及び２２は素材１８によって反射され、触媒面１４を照射するともに触媒面１４により反射される。以上のように紫外線の光軸を反射、屈折させることにより、紫外線は効率よく触媒面１４を照射することになる。
【００１５】
図4は図3の俯瞰透視図であり、図5Ａ及び図5Ｂは図3の構造の光触媒フィルター８を複数個積層して光触媒層２４とするものであって、なお図5Ｂは光源を両側に配設するために、素材１７、１８、１９、１８、１７と配置した図である。
【００１６】
図6とこの図6の俯瞰透視図である図7において、光触媒層２４の外側に紫外線を発生する光源2を配置し、凹面の反射鏡２５を光源2の外側に設置し、反対側に反射鏡２５を設置することによって光源2から照射される紫外線を反射する形状の素材１７、１８、１９の作用によって紫外線の光束を反射、屈折させることにより、紫外線は効率よく触媒面１４を照射するものである。
【００１７】
図8とこの図8の俯瞰透視図である図9において、光触媒層２４の両側に紫外線を発生する光源2を配置し、凹面の反射鏡２５を光源2の両外側に設置することによって、光源2から照射される紫外線を反射する形状の素材１７、１８、１９の作用によって紫外線の光束を反射、屈折させることにより紫外線は効率よく触媒面14を照射するものである。
【００１８】
図１０とこの図１０の俯瞰透視図である図１１において、光触媒層２４を両側に配置し中心部に紫外線を発生する光源2を配置して、光源2から照射される紫外線を反射する形状の素材１７、１８、１９の作用によって紫外線の光軸を反射させることにより紫外線は効率よく触媒面１４を照射するものである。
【００１９】
上述の構成において、防汚（セルフクリーニング）のためには、光源2、素材１７、１８、１９の表面にも二酸化チタンの塗布又はコーテイングを形成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の基本的な形態を示す構成図である。
【図２】この発明の他の基本的な形態の構成図である。
【図３】光触媒フィルターの基本構造を示す図である。
【図４】図3の俯瞰透視図である。
【図５Ａ】光触媒フィルターを複数個積層して光触媒層とした図である。
【図５Ｂ】光触媒フィルターを複数個積層しかつ光源を両端に配設する場合を考慮して、素材の配置を変更した図である。
【図６】光触媒層の外側に紫外線を発生する光源を配置し、凹面の反射鏡を光源の外側に反射板を設置した図である。
【図７】図6の俯瞰透視図である。
【図８】光触媒層の両側に紫外線を発生する光源を配置し、凹面の反射鏡を光源の両外側に設置した図である。
【図９】図8の俯瞰透視図である。
【図１０】光触媒層を両側に配置し中心部に紫外線を発生する光源を配置した図である。
【図１１】図１０の俯瞰透視図である。
【図１２】従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティング面（触媒面）に太陽光等を直接照射する状況を示す図である。
【図１３】従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティング面（触媒面）を内側にした円筒形の内側に紫外線を発生させる光源を直接照射する方法を示す図である。
【図１４】従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーティングした素材（触媒面）を複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線を発生する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    触媒面
２    光源
３    本体
４    通路
５    ファン
６    取入口
７    プレフィルター
８    光触媒フィルター
９    活性炭フィルター
１０  排出口
１２  上下壁
１３  側壁
１４  触媒面
１５  紫外線の一部
１６  紫外線の一部
１７、１８、１９  素材
２０  透孔
２１  紫外線の一部
２２  紫外線の一部
２３  紫外線の一部
２４  光触媒層
２５  反射鏡