(57)【要約】【課題】            単純な板状体を光触媒担持体として用い、これを空気の通風方向にほぼ平行になるように配置して装置の圧力損失を小さく保ちながら、乱流による空気の撹拌を確実にするとともに、少ない光源で光触媒担持体への紫外線の照射を行い得る空気浄化装置を提供する。【解決手段】        ガス流通路内にガス浄化ユニットを設置してなる空気浄化装置であって、ガス浄化ユニットを、表面に光触媒が担持されたほぼ矩形の光触媒担持板をガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層した光触媒担持板積層体と、光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成するとともに、ガス浄化ユニットを光触媒担持板の傾斜角の向きがガス浄化ユニットの連接部においてガス流通方向に対して逆転するように連接する。【選択図】          図２
2007105118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に被浄化ガスの取り入れ口を他端に浄化ガスの排出口を有し、該被浄化ガスの取り入れ口から浄化ガスの排出口間にガス流通路を形成してなる密閉筐体と、前記被浄化ガスの取入れ口から浄化ガスの排出口に向けて通風させるガス強制流通手段と、前記ガス流通路内にガス浄化ユニットを連接してなる空気浄化装置であって、
前記ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成され、
前記ガス浄化ユニットが、該ガス浄化ユニットを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、ガス浄化ユニットの連接部において、前記ガス流通方向に対して逆転するように連接されていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
光触媒担持板積層体が、ガス流通方向に対して平行に２分割され、かつ、該分割によって形成される分割面の中央部に半割りの棒状紫外線ランプ挿通部が形成された分割積層体を、該半割りの紫外線ランプ挿通部を挟んで、組合せ配置してなるものであることを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項３】
第一の分割積層体を、光触媒担持板をガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層したものとなし、第二の分割積層体を前記第一の分割積層体と傾斜角が逆転したものとなし、前記第一及び第二の分割積層体を、紫外線ランプを挟んで、組合せ配置してなる光触媒担持板積層体を用いることを特徴とする請求項２記載の空気浄化装置。
【請求項４】
光触媒担持板積層体を構成する光触媒担持板の離間間隔ｘと積層される光触媒担持板の表面積Ａの関係が関係式
０．０８（Ａ／２）１／２≦ｘ≦０．１２（Ａ／２）１／２
により規定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気浄化装置。
【請求項５】
連接されるガス浄化ユニット間に通風撹乱手段を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気浄化装置。
【請求項６】
光触媒担持板積層体は、４フツ化エチレン系樹脂により電気的に絶縁された一対の支持棒に、スペーサーを介して光触媒担持板を複数枚重ねて支持させることにより構成してなるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気浄化装置。
【請求項７】
光触媒担持板は、金属基板の表面にリン酸系結着剤によってチタニア系光触媒性物質を担持させてなるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに空気脱臭・浄化装置。
【請求項８】
一端に被浄化ガスの取り入れ口を他端に浄化ガスの排出口を有し、該被浄化ガスの取り入れ口から浄化ガスの排出口間にガス流通路を形成してなる密閉筐体と、前記浄化ガス取入れ口から浄化ガスの排出口に向けて通風させるガス強制流通手段と、前記ガス流通路内にガス浄化ユニットを連接してなる空気浄化装置であって、
前記ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成され、
前記ガス浄化ユニットが、該ガス浄化ユニットを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、ガス浄化ユニットの連接部において、前記ガス流通方向に対して逆転するように連接されているとともに、
前記ガス浄化ユニットには、前記棒状紫外線ランプに平行な面に補助分割積層体が付設されており、
該補助分割積層体は、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体によって構成されたものであり、
かつ、ガス浄化ユニットに対する前記補助分割積層体の付設は、該補助分割積層体を構成する分割光触媒担持板のガス流通方向に対する傾きが、前記隣接するガス浄化ユニット構成する分割光触媒担持板のガス流通方向に対する傾きと逆になるように行われていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項９】
一端に被浄化ガスの取り入れ口を他端に浄化ガスの排出口を有し、該被浄化ガスの取り入れ口から浄化ガスの排出口間にガス流通路を形成してなる密閉筐体と、前記浄化ガス取入れ口から浄化ガスの排出口に向けて通風させるガス強制流通手段と、前記ガス流通路内にガス浄化ユニット及び補助ガス浄化ユニットを連接してなる空気浄化装置であって、
前記ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成され、
前記補助ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体によって構成され、
前記ガス浄化ユニットが、前記補助ガス浄化ユニットによって挟まれて連接されており、
かつ、前記ガス浄化ユニット及び前記補助ガス浄化ユニットが、これらを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、前記ガス浄化ユニットと前記補助ガス浄化ユニットとの連接部において、前記ガス流通方向に対して逆転するように前記密閉筐体内のガス流通路内に連接されていることを特徴とする空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気浄化装置に係り、特に浄化体エレメントに光触媒を担持させた金属板を組み込んだ空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活空間・作業空間には、種々の異臭、例えば腐臭、動物の糞尿臭、喫煙臭が発生して、生活者に不快感を与える。また、いわゆる新建材から発生する有機化学物質、例えばアルデヒド類などは、アレルギーの原因となるなど、生活環境を害する。また、病院などの医療施設では、独特の消毒臭が感じられるほか、空気中にさまざまな雑菌や病原菌が浮遊して感染源となる危険がある。このような異臭原因物質や有害化学物質、さらには空気中に浮遊している病原菌などを分解消滅あるいは死滅させるために、種々の空気清浄装置が用いられている。
【０００３】
そのような空気清浄装置として、近年では、いわゆるチタニア（２酸化チタン）に代表される光触媒を担持した板状体やハニカム体に紫外線を照射しながら空気を接触させて上記異臭原因物質などを分解除去する装置が提案されている。
【０００４】
このような空気浄化装置の第一のタイプとして、特許文献１、特許文献２には、光触媒物質をガス通路に沿って担持させたハニカム体を用い、このハニカム体の中に紫外線線が照射されるように紫外線ランプを配置してハニカム体を空気が通過する間に異臭原因物質などを分解除去する装置が示されている。この形式の空気浄化装置は、比表面積が大きなハニカム体を利用するので、汚染空気と光触媒物質との接触を効率的に行うことが可能である反面、通風の圧力損失が増大するために強力な通風ファンを備えなければならず、装置の大型化を招くおそれがあった。このような問題の解決を図るために、特許文献３には、ハニカム体に代えて、パンチングメタルなどの多数の孔が明けられた板材を通風路中の空気流の主方向に対してほぼ直角方向に多数配置し、該板材に対して、例えば側方から紫外線を照射する形式の脱臭装置が提案されている。しかしながら、この形式の脱臭装置も、空気がパンチングメタルを通過するときの圧力損失は大きいという問題を抱えている。
【０００５】
これに対して、特許文献４〜７に示される形式のものは、いずれも、光触媒を担持させた板状体を通風方向にほぼ平行になるように間隔をおいて配置するとともに、前記通風方向に対して直角方向に配置された棒状の光源から前記板状体の表面に紫外線が照射されるようにして、前記第一のタイプでは免れることのできない通風の際の圧力損失に係る問題の解決を図っている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−６６０９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４１６２５公報
【特許文献３】特開平９−８４８６６号公報
【特許文献４】特開平１０−２８６４３６号公報
【特許文献５】特開２０００−５１３３５号公報
【特許文献６】特表２００１−５０２２２０号公報
【特許文献７】特開平１１−３４２３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら特許文献４〜５に示される形式のものは、通風方向にほぼ平行になるように間隔をおいて配置された板状体間を空気が流通するものであるために、板状体間を流通する空気が層流になるときには、空気中の異臭原因物質と光触媒との接触の機会は、主として流通する空気の拡散によらざるを得ず、そのため、脱臭に要する時間が極めて長時間にならざるを得ないという問題がある。特許文献６には通風方向にほぼ平行に設置された板状光触媒触媒に乱流を発生させる部品を付与する提案がなされているが部品の製作、加工が難しくそのためのコストが高いという問題を抱えている。特許文献７に開示された提案は、上記板状体間を流れるガス体に乱流を与えるために、例えば、三角波状の複数の波状板を互いに接触しないようにし、且つその振幅の幅を、５０％づつ、ずらせて積層した乱流回路を用いて、上記問題の解決を図っている。
【０００８】
この特許文献７に記載の手段によって、脱臭の際の圧力損失を小さく維持しながら脱臭に要する時間を短縮することが期待できる。しかしながら、この特許文献７に提案の手段は、乱流回路を形成するために、例えば三角波状の波状板を準備する必要があり、製作、組立て工数が大きくなるおそれがある。しかも、この特許文献４に記載の手段では、空気通路が拡大・縮小するために、光触媒担持体である波状板に紫外線を照射しようとすると、波状に形成された乱流回路のそれぞれに紫外線ランプを配置する必要があり、高価な紫外線ランプを多数配置するためにコスト高となるほか、消費電力も大きくならざるを得ない。
【０００９】
本発明は、上記従来の空気浄化装置の有する問題を解決することを目的としてなされたものであり、特に、単純な板状体を光触媒担持体として用い、これを空気の通風方向にほぼ平行になるように配置して装置の圧力損失を小さく保ちながら、乱流による空気の撹拌を確実にするとともに、少ない光源で光触媒担持体への紫外線の照射を行い得る空気浄化装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る空気浄化装置は、一端に被浄化ガスの取り入れ口を他端に浄化ガスの排出口を有し、該被浄化ガスの取り入れ口から浄化ガスの排出口間にガス流通路を形成してなる密閉筐体と、前記被浄化ガスの取入れ口から浄化ガスの排出口に向けて通風させるガス強制流通手段と、前記ガス流通路内にガス浄化ユニットを連接してなる空気浄化装置であって、
前記ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成され、
前記ガス浄化ユニットが、該ガス浄化ユニットを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、ガス浄化ユニットの連接部において、前記ガス流通方向に対して逆転するように連接されているものである。
【００１１】
上記の空気浄化装置は、光触媒担持板積層体が、ガス流通方向に対して平行に２分割され、かつ、該分割によって形成される分割面の中央部に半割りの棒状紫外線ランプ挿通部が形成された分割積層体を、該半割りの紫外線ランプ挿通部を挟んで、組合せ配置してなるものとすることが好ましい。
【００１２】
前記発明において、第一の分割積層体を、光触媒担持板をガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層したものとなし、第二の分割積層体を前記第一の分割積層体と傾斜角が逆転したものとなし、前記第一及び第二の分割積層体を、紫外線ランプを挟んで、組合せ配置してなる光触媒担持板積層体を用いることが一層好ましい。
【００１３】
上記光触媒担持板積層体を構成する光触媒担持板の離間間隔ｘと積層される光触媒担持板の表面積Ａの関係が、関係式
０．０８×（Ａ／２）１／２≦ｘ≦０．１２×（Ａ／２）１／２
により規定されるものとするのが好ましい。
【００１４】
また、上記の空気浄化装置は、連接されるガス浄化ユニット間に通風撹乱手段を設けるのがよい。
【００１５】
さらに、上記の空気浄化装置に利用する光触媒担持板積層体は、４フツ化エチレン系樹脂により電気的に絶縁された一対の支持棒に、スペーサーを介して光触媒担持板を複数枚重ねて支持させることにより構成するのが好ましい。
【００１６】
光触媒担持板は、金属基板の表面にリン酸系結着剤によってチタニア系光触媒性物質を担持させてなるものとするのが好ましい。
【００１７】
本発明の目的は、一端に被浄化ガスの取り入れ口を他端に浄化ガスの排出口を有し、該被浄化ガスの取り入れ口から浄化ガスの排出口間にガス流通路を形成してなる密閉筐体と、前記浄化ガス取入れ口から浄化ガスの排出口に向けて通風させるガス強制流通手段と、前記ガス流通路内にガス浄化ユニットを連接してなる空気浄化装置であって、
前記ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成され、
前記ガス浄化ユニットが、該ガス浄化ユニットを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、ガス浄化ユニットの連接部において、前記ガス流通方向に対して逆転するように連接されているとともに、
前記ガス浄化ユニットには、前記棒状紫外線ランプに平行な面に補助分割積層体が付設されており、
該補助分割積層体は、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体によって構成されたものであり、
かつ、ガス浄化ユニットに対する前記補助分割積層体の付設は、該補助分割積層体を構成する分割光触媒担持板のガス流通方向に対する傾きが、前記隣接するガス浄化ユニット構成する分割光触媒担持板のガス流通方向に対する傾きと逆になるように行われている空気浄化装置によっても達成することができる。
【００１８】
さらに、本発明の目的は、一端に被浄化ガスの取り入れ口を他端に浄化ガスの排出口を有し、該被浄化ガスの取り入れ口から浄化ガスの排出口間にガス流通路を形成してなる密閉筐体と、前記浄化ガス取入れ口から浄化ガスの排出口に向けて通風させるガス強制流通手段と、前記ガス流通路内にガス浄化ユニット及び補助ガス浄化ユニットを連接してなる空気浄化装置であって、
前記ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成され、
前記補助ガス浄化ユニットが、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体によって構成され、
前記ガス浄化ユニットが、前記補助ガス浄化ユニットによって挟まれて連接されており、
かつ、前記ガス浄化ユニット及び前記補助ガス浄化ユニットが、これらを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、前記ガス浄化ユニットと前記補助ガス浄化ユニットとの連接部において、前記ガス流通方向に対して逆転するように前記密閉筐体内のガス流通路内に連接されている空気浄化装置によっても達成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、単純な形状の板状体を光触媒担持体として用い、これを空気の通風方向にほぼ平行になるように積層・配置して装置の圧力損失を小さく保ちながらも乱流による空気の撹拌を確実にし、併せて、少ない光源で光触媒担持体への紫外線の照射を行い得るようになる。これにより、例えば家庭用、診療施設用などに便利に使用できる小型の空気浄化装置を経済的に提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の基本的実施形態（第１実施形態）に係る空気浄化装置の全体構成を示す概念図である。この形態では、空気浄化装置は、全体として、一つの密閉筐体１によってガス流通路Ｐが形成され、該ガス流通路Ｐに沿ってガス浄化ユニット10（10A, 10B, 10C,及び10D, 10E, 10F）が連接されている。図１に示す場合では、ガス浄化ユニット10A, 10B, 10Cにより、第一のユニット群U1が構成され、また、10D, 10E, 10Fにより第二のユニット群U2が構成されている。これらガス浄化ユニット及びユニット群の構造については後述する。また、密閉筐体１は、その一端に被浄化ガスの取り入れ口2及び浄化ガスの排出口3を備え、さらに被浄化ガスの取り入れ口2から浄化ガスの排出口3に向けて前記ガス流通路Ｐを通してガスを通気させるためのガス強制流通手段としてファン4を内蔵している。なお、この例では、ファン4はガス流通路Ｐ内に内蔵・配設されているが、これは被浄化ガスの取り入れ口2又は浄化ガスの排出口3の外側、又はユニット群U1及びU2の間に配置してもよい。
【００２１】
浄化ユニット10は、図２に示すように、光触媒担持板積層体11と紫外線ランプ12とからなる。このうち、光触媒担持板積層体11は、図３に示すように、複数枚の表面に光触媒が担持されたほぼ矩形の光触媒担持板13（13A, 13B,・・・13N）の四隅に通し孔14（14A, 14B, 14C, 14D）を明け、これらに共通の支持軸15（15A, 15B, 15C, 15D）を通して所定距離離間して積層・状態支持されたものとして構成されている。本発明では、この積層に当たり、光触媒担持板13が前記密閉筐体1内に形成されたガス流通路Ｐに平行なものとして定められるガスの流通方向（以下「ガス流通方向」という）に対して３〜９°の傾斜角を有するように配置している。
【００２２】
このように、光触媒担持板13を前記密閉筐体1内に形成されたガス流通方向に対して傾斜角を持たせて配置するのは、第一には、紫外線ランプ12から発せられる紫外線を、光触媒担持板13に対して、光触媒反応を起こすに足る入射角をもたせた状態で入射させるためであり、第二には、後述するように、光触媒担持板積層体11を光触媒担持板13の傾斜角の向きがガス流通方向に対して逆転するように連接して配置することによって、ガス流通路Ｐを流れるガスに乱流を与えるためである。
【００２３】
この角度を３°以上とするのは、光触媒担持板13上で光触媒反応を起こさせるに必要なエネルギーを確保しながら、光触媒担持板積層体同士の間で乱流を確実に起こさせるためである。一方、上限を９°とするのは、ガス流通路Ｐに設置したガス浄化ユニットのガス圧力損失が過大にならないようにするためである。また、上記傾斜角を大きく取るときには、光触媒担持板積層体11の積層密度（１個の積層体内に積層される光触媒担持体の枚数）が少なくなり、その結果、光触媒反応に寄与する表面積が減少するという不利益もあるので、これを防止するためである。なお、上記傾斜角の設定は、上記角度を種々に変えた装置を試作して、前記角度に対する装置のガス浄化能力（例えばアセトアルデヒド分解能力）及び装置の圧力損失との関係を調査することによって総合的に行えばよい。
【００２４】
なお、このような傾斜角をもたせた光触媒担持板13の積層は、例えば、図３に示すように、端部からの長さを異ならしめた端部固定部材16、さらに積層される光触媒担持体の間には、スペーサー17を配置して、支持軸15上の所定の位置に光触媒担持板13が固定されるようにすればよい。
【００２５】
このように組立てられた光触媒担持板積層体11の中央部にはガス流通方向と直交する方向に棒状紫外線ランプ12が挿通されてガス浄化ユニット10が完成する。
【００２６】
上記のようにして作成されたガス浄化ユニット10は、図２に示すように、その連接部において、光触媒担持板13の傾斜角の向きがガス流通方向に対して互いに交差するように、いい換えれば、光触媒担持板の傾斜角の向きが前記ガス流通方向に対して逆転するように、ガス流通路Ｐ内に複数個連接配置される。これにより、ガス流通路Ｐを流れるガス流は、第１のガス浄化ユニット10Aから第２のガス浄化ユニット10B、さらには第３のガス浄化ユニット10Cに移行する際に、連接部においてその流れの向きを変えるので乱流状態になり、これによりガス流内の物質拡散が進行し、汚染物質、例えばアルデヒド類の光触媒との接触の機会が増大することになる。以上の基本構成により、装置の圧力損失を小さく保ちながらも乱流による空気の撹拌を確実にし、併せて、少ない光源で光触媒担持体への紫外線の照射を行い得るようになる。
【００２７】
図４は、第２実施形態により本発明を実施する場合に用いる光触媒担持板積層体11の斜視図である。この実施形態では、光触媒担持板積層体11が、ガス流通方向に対して平行に２分割された２つの分割積層体20(20A, 20B)により組立てられたものとなっている。図５は、このように分割された分割積層体20の(a)斜視図、(b)正面図及び(c)側面図である。
【００２８】
ここに示すように、分割積層体20は、複数枚の、表面に光触媒が担持され、かつ、図６に示すような、棒状紫外線ランプの挿通孔に対して左右対称に分割された短冊状の分割光触媒担持板21を用いて組立てられる。その積層は、図５に示すように、上記短冊状の分割光触媒担持板（21A, 21B,・・・21N）の両端近傍に通し穴22（22A, 22B）を明け、これらに共通の支持軸23(23A,23B)を通して所定距離をおいて離間配置することによって行う。この場合においても、積層に当たっては、前記傾斜角(3〜9°)をもたせる。そのため、図５に示すように、長さを異ならしめた端部固定部材24とスペーサー25を利用して、支持軸23上の所定の位置に分割光触媒担持板21が積層・固定されるようにする。
【００２９】
この実施形態では、分割積層体20等の密閉筐体1への組付けは、下記のようにして行なわれ、それにより紫外線ランプ12の取付け・取り外しなど空気浄化装置の保守・点検が容易にできるようになっている。
【００３０】
図７は、本発明の空気浄化装置を組立てるための密閉筐体1の一部切り欠き側面図である。ここに示されているように、密閉筐体1の内側面には、密閉筐体1内に立設された支柱（図示しない）を利用して、分割積層体20への係合体31が取付けられている。また、紫外線ランプ12の取付けソケット32も取付けられている。
【００３１】
前記係合体31は、肉厚の、例えば、亜鉛めっき鋼板を打抜いて製作された板状部材であって、分割積層体20の支持軸23が嵌め込まれ固定される係合部33, 34が設けられている。この係合体31は、紫外線ランプ12の取付けソケット32を挟んで上下を一対として、係合部が対向するように取付けられる。この上下一対の係合体31（31A, 31B）の係合部33(33A, 33B)には、図５に示す分割積層体20の支持軸23（23A, 23B）がそれぞれ係合され、ナットによって固定可能なようになっている。
【００３２】
したがって、先に説明した分割積層体20の一方を、支持軸23を介して上記一対の係合体31の係合部33に取付け、次いで、取付けソケット32に紫外線ランプ12を取付け、さらに、もう一方の分割積層体20を、支持軸23を介して前記係合体31のもう一方の係合部34に取付けて固定すれば、ガス浄化ユニット10が完成する。
【００３３】
図４に示す第２実施形態では、上記係合体31への取付けに当たり、ガス流通路内の同一レベルでは、分割光触媒担持板21の向きが変わらないようになっている。いい換えれば、光触媒担持板積層体11が、ただ単にガス流通方向に対して平行に２分割された状態になっている。これに対し、ガス流通路内の流路方向では、基本的実施形態と同様に、分割光触媒担持板21の傾斜角の向きがガス流通方向に対して互いに交差するようにされており、したがって、基本的実施形態と同様の効果が得られるようになっている。
【００３４】
図８は、第３実施形態により本発明を実施する際の、密閉筐体1内での分割積層体20及び紫外線ランプ12の配置状態を示す。(a)は、分割積層体20B, 20DのＸ−Ｘ矢視図であり、(b)は同じくＹ−Ｙ矢視図である。(c)は側面図である。この第３実施形態では、第２実施形態と同様に分割積層体20を用いる。ただし、この場合においては、一方の分割積層体20Aと他方の分割積層体20Bは、図９に示すように、分割光触媒担持板のガス流路に対する傾きが逆になっている。また、分割積層体20Cと分割積層体20Dも分割光触媒担持板のガス流路に対する傾きが逆になっている。これらの分割積層体20（20A, 20B, 20C,20D）は、図８に示すように、分割積層体20Aと分割積層体20Bを組合せて配置し、さらに、分割積層体20Cと分割積層体20Dを組合せて配置する。
【００３５】
すなわち、先に説明した内部構造を有する密閉筐体1内に、紫外線ランプ12の取付けソケット32を挟んで上下を一対に取付けられた係合体31の係合部33に分割積層体20Bが取付けられ、次いで、取付けソケット32に紫外線ランプ12が取付けられ、さらに係合体31の係合部34に分割積層体20Aが取付けられる。さらに、分割積層体20D及び20Cは、それぞれ、前記分割積層体方向に対して逆転するように取付けられる。
【００３６】
これにより、ガス流通路内の同一レベルにおいて、紫外線ランプ12を挟んで一方の分割積層体20Aと他方の分割積層体20B、また、分割積層体20Cと分割積層体20Dを構成する分割光触媒担持板21の傾斜角が分割面35を境に逆転することになる。
【００３７】
一方、ガス通路内の流路方向では、基本的実施形態と同様に、分割積層体20Aとそれに連接される分割積層体20C、また、分割積層体20Bとそれに連接される分割積層体20Dは、それらを構成する分割光触媒担持板21の傾斜角の向きがガス流通方向に対して互いに交差するようになる。
【００３８】
したがって、この構成をとることにより、まずガス流通路内の同一レベルにおいて、分割積層体20Aと他方の分割積層体20Bの境界面36においてガス流の向きが交差するために乱流が生じ、さらに、分割積層体20Aとそれに連接される分割積層体20Cの間で（同様に分割積層体20Bとそれに連接される分割積層体20Dの間で）乱流が生じ、空気の撹拌を確実になるという効果が生ずる。なお、この実施形態においても、少ない光源で光触媒担持体への紫外線の照射を行い得るようになることは基本的実施形態と同様である。
【００３９】
図１０は、本発明の第４実施形態により本発明を実施する際の、密閉筐体1内での分割積層体、紫外線ランプ12及び拡散バー35の配置状態を示す。(a)は分割積層体20B, 20DのＸ−Ｘ矢視図であり、(b)は同じく20A, 20CのＹ−Ｙ矢視図である。(c)は側面図である。図１０から分かるように、この第４実施形態では、連接されるガス浄化ユニット間に通風撹乱手段として、例えば、紫外線ランプと同程度の直径と長さを有する拡散バー35が配置されている。これにより、上流のガス浄化ユニットから流出したガスは、続く下流のガス浄化ユニットに導かれる間に乱流となり、物質拡散が一層進行することになる。なお、この実施形態でも、光触媒担持体板積層体を構成するに際しての密閉筐体1内における分割積層体20の配置順序は、実施形態３と同様である。また、光触媒担持板のガス流通方向への連接を、それらを構成する分割光触媒担持板21の傾斜角の向きがガス流通方向に対して互いに交差するようにする点も第３実施形態と同様である。なお、この場合において、拡散バー35のうち一つを、例えば、シロッコファンのごときガス送給手段に置き換えることもできる。
【００４０】
上記のように、ガス浄化ユニットを構成し、これを光触媒担持板の傾斜角の向きが前記ガス流通方向に対して逆転するように前記密閉筐体内のガス流通路内に連接することによって、本発明の所期の効果を得ることができる。しかしながら、光触媒担持板積層体を構成する光触媒担持板の離間間隔ｘと積層される光触媒担持板の表面積Ａの関係が、関係式
０．０８×（Ａ／２）１／２≦ｘ≦０．１２×（Ａ／２）１／２
により規定されるものとすることにより、上記効果を一層確実にすることができる。
【００４１】
具体的には、光触媒担持板の表面積Ａが、５０ｃｍ２のとき、光触媒担持板の離間間隔ｘを５ｍｍ程度、光触媒担持板の表面積Ａが、２００ｃｍ２のとき、光触媒担持板の離間間隔ｘを１０ｍｍ程度とするのがよい。また、光触媒担持板の表面積Ａは、３０〜２５０ｃｍ２程度とするのが好ましい。光触媒担持板の表面積が小さすぎると、前記関係式によって定まる光触媒担持板の離間間隔ｘが狭くなり、光触媒担持体板積層体を製作する工数が大きくなりすぎるとともに、光触媒担持体板積層体の通気抵抗が増大する。一方、光触媒担持板の表面積が大きすぎると、前記関係式によって定まる光触媒担持板の離間間隔ｘが広くなり、通過ガスの光触媒担持板との接触機会が減少して、空気浄化抵抗と通過ガスの光触媒担持板との接触機会を考慮すると５〜７ｍｍ程度とするのがよい。これらの数値を採用することにより、光触媒担持板への紫外線の入射量を確保しながら、通過するガスの光触媒担持板への接触を確実にすることができる。
【００４２】
さらに、上述のガス浄化ユニットを構成する光触媒担持板積層体、あるいは、その構成部分となる分割積層体は、その構成部分である支持棒を４フツ化エチレン系樹脂により電気的に絶縁されたものとするのがよい。これにより、光触媒反応の際、光触媒担持板上で発生する電子が導体である基板（一般に鋼板又はアルミ板である。）を通して外部へ逃散するのを避けることができる。なお、絶縁物質として４フツ化エチレン系樹脂を用いるのは、光触媒反応により結合が破壊され難いからである。また、すでに本発明の実施形態の説明から明らかなように、光触媒担持板積層体あるいは、その構成部分となる分割積層体は、上記支持棒にやはり４フツ化エチレン系樹脂製のスペーサーを介して積層するのが、光触媒担持板間に一定の間隔を持たせ、かつ、その使用寿命を十分長くする上で好ましい。
【００４３】
光触媒担持板は、金属基板の表面にリン酸系結着剤によってチタニア系光触媒性物質を担持させてなるものとするのが好ましい。金属基板としては、例えば、0.2〜0.5ｍｍ厚さの薄鋼板を用いることができ、また、0.3〜0.7ｍｍ厚のアルミニウム板を用いることができる。これらは、比較的薄手なので、光触媒担持板積層体を製作するに当たり、打抜き加工等が容易であり、また、光触媒担持板積層体11の積層密度（１個の積層体内に積層される光触媒担持体の枚数）を多くできるという利点もある。
【００４４】
光触媒物質としては、代表的には、アナターゼ型のチタニアが挙げられる。しかし、これに拘泥することなく、光触媒作用によってアルデヒド類や病原菌などを消滅させることのできる物質を広く利用できる。例えば、比較的長波長の可視光線で触媒作用を呈する窒化チタンや硫化チタンを含むチタニアを用いることもできる。
【００４５】
これらの光触媒物質を金属板上に担持させるには、リン酸系の被膜を形成させることによって行うことができる。かかる手段は、例えば、特開2005-132944号公報に記載されている。このようなリン酸塩系被膜を結着剤として利用することにより曲げ加工などに対する密着性が優れるという利点がある。
【００４６】
本発明は、上記のように、表面に光触媒が担持された光触媒担持板を前記ガス流通方向に対して３〜９°の傾斜角を持たせて離間・積層してなる光触媒担持板積層体と、該光触媒担持板積層体の中央部に前記ガス流通方向と直交する方向に挿通された棒状紫外線ランプとによって構成されたガス浄化ユニットを光触媒担持板の傾斜角の向きが前記ガス流通方向に対して逆転するように前記密閉筐体内のガス流通路内に連接することによって本発明の目的が達成され分割積層体あるいは補助ガス浄化ユニットを付設した構造を採用することができる。
【００４７】
図１１は、本発明の第５実施形態の構成を概念的に示す(a)正面図、(b)Ｘ−Ｘ切断面による側断面図、(c)Ｙ−Ｙ切断面による平断面図である。この第５実施形態においては、前記第３実施形態に示した分割積層体20（20L, 20M, 20N, 20O, 20P, 20Q）がそのまま利用され、その側方（正面図では前後）に補助分割積層体41（41A, 41B 41C, 41D, 41F）が付設されている。ここに、補助分割積層体41は、分割積層体20の紫外線ランプ挿通部を欠いた形状の光触媒担持板42の積層体であり、その取付けは、例えば、分割積層体20Lと補助分割積層体41Aとの間で、これらを構成する分割光触媒担持板のガス流路に対する傾きが逆になるように行われる。また、補助分割積層体41Aと補助分割積層体41Cとの間の連接は、分割積層体20Lと分割積層体20Nの連接と同様に、その間でガスの流れの向きが変わるように行われる。
【００４８】
したがって、この第５実施形態によれば、本発明の第３実施形態に示した構造に加えて、その前後に補助分割積層体は付設されているので、補助分割積層体41において、ガス浄化ユニット10から漏れる紫外線を利用した光触媒反応を進行させることができ、紫外線ランプのエネルギー利用効率を高めることができる。また、この補助分割積層体41は、それに接する分割積層体20との間でガス流路に対する傾きが変わるので、ガス流の拡散がより活発に進行するようになる。
【００４９】
図１２は、本発明の第６実施形態にかかる補助ガス浄化ユニットを用いた空気浄化装置の実施形態の全体構成を示す概念図であり、図１３は、補助ガス浄化ユニット42内における光触媒担持板の配置の一例を示す。(a)は補助ガス浄化ユニット43のＸ−Ｘ矢視図であり、(b)は同じくＹ−Ｙ矢視図である。(c)は側面図である。この例では、密閉筐体1内のガス通路Ｐの中央部にすでに説明したガス浄化ユニット10を配置するともに、該ガス浄化ユニット10の前後（図面上では上下）に補助ガス浄化ユニット42A, 42Bを配置している。
【００５０】
補助ガス浄化ユニット42は、図１３に示すように、前記本発明の第２実施形態において用いる光触媒担持板積層体11（図８に示す）の紫外線ランプ挿通部を欠いた形状の光触媒担持板43の積層体であり、その組立て及び密閉筐体1内への取付け方法も、紫外線ランプ12の取付けを除くほか、本発明の第２実施形態の場合と同様である。
【００５１】
したがって、この補助ガス浄化ユニット41を用いた実施形態においては、ガス浄化ユニット10を構成する紫外線ランプ12から上下方向に漏出する紫外線が補助ガス浄化ユニット42（42A, 42B）を構成する光触媒担持板43に照射されてその個所においても光触媒反応が生じ、それにより、有害物質の分解が進行する。さらに、上記補助ガス浄化ユニット42と該ガス浄化ユニット10とは、これらを構成する光触媒担持板の傾斜角の向きが、前記ガス浄化ユニットと前記補助ガス浄化ユニットとの連接部において、ガス流方向に対して逆転するように前記密閉筐体1内のガス流通路内に配設されているので、これら補助ガス浄化ユニット42と該ガス浄化ユニット10との境界面において、ガス流の撹乱が生じて物質拡散、ひいては光触媒反応の進行が促進されることになる。
【００５２】
上記のように、本発明では、補助分割積層体あるいは補助ガス浄化ユニットを用いるが、その付加の形態は、上記第５、第６実施形態に拘泥することなく、自由に行うことができる。また、これらの形態においても、光触媒担持板積層体を構成する光触媒担持板の離間間隔ｘと積層される光触媒担持板の表面積Ａの関係が関係式葉そのまま適用することができ、さらに、連接されるガス浄化ユニット間、補助ガス浄化ユニット間等に通風撹乱手段を設けることができる。さらに、これらの形態においても、光触媒担持板積層体は、４フツ化エチレン系樹脂により電気的に絶縁された一対の支持棒に、スペーサーを介して光触媒担持板を複数枚重ねて支持させることにより構成してなるものとすることが好ましいことはいうまでもない。
【実施例１】
【００５３】
シュウ酸チタニール、酸化チタン及びリン酸アルミニウムを溶解・分散させた水溶液を準備し、厚さ0.4ｍｍのアルミニウム板（ＪＩＳ規格５０５２）の両面に前記水溶液を塗布した後、400℃で１ｍｉｎ間の焼き付けを２回繰り返して光触媒が担持された被膜を有する光触媒担持板を得た。被膜の厚さは、乾燥重量で片面当たり約6ｇ／ｍ２であった。
【００５４】
得られた光触媒担持板を幅90ｍｍ、長さ110ｍｍ、面積：99ｃｍ２で図６に示す形状に打抜き、その58枚を離間間隔5ｍｍとして、図５に示すように積層して8個の分割積層体を製作した。この場合、光触媒担持板のガス流通方向に対する角度は６°である。一方、内法で、幅400ｍｍ、奥行き92ｍｍ、高さ730ｍｍで、一端に2ｍ３／ｍｉｎの通風ファンを有し、内部に図７に示すような取付け構造を有する筐体を準備した。この筐体に前記分割積層体を図８に示すように連接し、4段のガス浄化ユニットが重ねられた空気浄化装置とした。紫外線ランプは、電力10Ｗであり、浄化ユニットに取付けられる紫外線ランプは、合計で4本である。
【００５５】
内容積7ｍ３の密閉室を準備し、その内部に前記空気浄化装置を設置し、内雰囲気を10mass ppmのアセトアルデヒドを含む空気雰囲気とした後、空気浄化装置による空気浄化を行った。図１４は、空気浄化装置の運転開始直後からの運転時間とアセトアルデヒドの検出量との関係を示すグラフである。ここに示すように、本発明の空気浄化装置により運転開始後160ｍｉｎで、アセトアルデヒドが0.5mass ppmに減少していることが確認できた。
【実施例２】
【００５６】
筐体を、内法で、幅400ｍｍ、奥行き184ｍｍ、高さ730ｍｍとし、ガス浄化ユニットに加えて、図１１に示すように、補助分割積層体を付設したほかは、実施例１と同様にした空気浄化装置を製作し、実施例１と同様に試験をおこなった。図１５は、この場合における運転時間とアセトアルデヒドの検出量との関係を示すグラフである。ここに示すように、本発明の空気浄化装置により運転開始後100ｍｉｎで、アセトアルデヒドが0.5mass ppmに減少していることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る空気浄化装置の基本的実施形態の全体構成を示す概念図である。
【図２】図１に示す空気浄化装置内のガス浄化ユニットの配置状態を示す概念図である。
【図３】ガス浄化ユニット内の光触媒担持体の配置を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明に係る空気浄化装置の他の実施形態に係る光触媒担持板積層体の斜視図である。
【図５】図４に示した分割積層体の(a)斜視図、(b)正面図、(c)側面図である。
【図６】分割光触媒担持板の平面図である。
【図７】本発明の空気浄化装置を組立てるための密閉筐体1の一部切り欠き側面図(a)及び支持体の拡大側面囲(b)であるである。
【図８】第３実施形態により本発明を実施する際の、密閉筐体内での分割積層体及び紫外線ランプの配置状態を示す(a)正面図、(b)背面図、(c)側面図である。
【図９】本発明を第３実施形態により実施する際に用いる分割積層体の組立て状態を示す概念図である。
【図１０】第４実施形態により本発明を実施する際の、密閉筐体内での分割積層体、紫外線ランプ及び拡散バーの配置状態を示す(a)正面図、(b)背面図、(c)側面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の構成を示す概念図である。
【図１２】補助ガス浄化ユニットの一例をしめす(a)正面図、(b)背面図、(c)側面図である。
【図１３】補助ガス浄化ユニットを用いた空気浄化装置の実施形態の全体構成を示す概念図である。
【図１４】実施例１における空気浄化装置の運転開始直後から２時間にわたる運転時間とアセトアルデヒドの検出量との関係を示すグラフである。
【図１５】実施例２における空気浄化装置の運転開始直後から２時間にわたる運転時間とアセトアルデヒドの検出量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
1：密閉筐体
2：被浄化ガスの取り入れ口
3：浄化ガスの排出口
4，5：ファン
10：ガス浄化ユニット
Ul：第１のユニット群
U2：第２のユニット群
11：光触媒担持板積層体
12：紫外線ランプ
13（13A，13B，・・・13N）：光触媒担持板
14：通し孔
15：支持柵
16：端部固定部材
17：スペーサー
20：分割積層体
21：分割光触媒担持板
22：通し孔
23：支持軸
24：端部固定部材
25：スペーサー
31：（分割積層体20の）係合体
32：取付けソケット
33, 34：係合部
35：拡散バー
36：分割面
41：補助分割積層体
42：補助ガス浄化ユニット
43：光触媒担持板
Ｐ：ガス流通路
【図１】
2007105118.tif 000003
【図２】
2007105118.tif 000004
【図３】
2007105118.tif 000005
【図４】
2007105118.tif 000006
【図５】
2007105118.tif 000007
【図６】
2007105118.tif 000008
【図７】
2007105118.tif 000009
【図８】
2007105118.tif 000010
【図９】
2007105118.tif 000011
【図１０】
2007105118.tif 000012
【図１１】
2007105118.tif 000013
【図１２】
2007105118.tif 000014
【図１３】
2007105118.tif 000015
【図１４】
2007105118.tif 000016
【図１５】
2007105118.tif 000017