(57)【要約】【課題】高い空気清浄効果を得ることができるとともに、消費電力を低減させ、設置スペースも小さくすることができるフィルタ構造体を提供する。【解決手段】光触媒を担持したフィルタに光源からの紫外線を照射することによって、空気を清浄にするフィルタ構造体であって、前記フィルタにより仕切られる複数のセルの長手方向位置の一端面部が閉止されており、当該閉止端面部に前記光源がそれぞれ設置されるとともに、前記仕切られた複数のセルにおいて、相互に隣接するセルのうち、上下位置および／または左右位置のセルに閉止端面部が交互に配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒を担持したフィルタに光源からの紫外線を照射することによって、空気を清浄にするフィルタ構造体であって、前記フィルタにより仕切られる複数のセルの長手方向位置の一端面部が閉止されており、当該閉止端面部に前記光源がそれぞれ設置されるとともに、前記仕切られた複数のセルにおいて、相互に隣接するセルのうち、上下位置および／または左右位置のセルに閉止端面部が交互に配列されてなるフィルタ構造体。
【請求項２】
前記フィルタが格子状を呈する請求項１記載のフィルタ構造体。
【請求項３】
前記フィルタが複数のフィルタエレメントからなる請求項１または２記載のフィルタ構造体。
【請求項４】
光触媒を担持したフィルタに光源からの紫外線を照射することによって、空気を清浄にする空気浄化装置であって、前記フィルタにより仕切られる複数のセルの長手方向位置の一端面部が閉止されており、当該閉止端面部に前記光源がそれぞれ設置されるとともに、該隣接するセルのうち、上下位置および／または左右位置のセルの閉止端面部が交互に配列されてなるフィルタ構造体と、空気を前記フィルタの内部に導入する導入手段とを備えてなる空気浄化装置。
【請求項５】
前記フィルタが格子状を呈する請求項４記載の空気浄化装置。
【請求項６】
前記フィルタが複数のフィルタエレメントからなる請求項４または５記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルタ構造体および該構造体を用いる空気浄化装置に関する。さらに詳しくは、高い空気清浄効果を得ることができるとともに、消費電力を低減させ、設置スペースも小さくすることができるフィルタ構造体および該フィルタ構造体を用いる空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、家屋内や車室内などの空気中の脱臭や抗殺菌を目的として、光触媒を担持したフィルタと該フィルタに紫外線を照射する光源（以下、紫外線光源という）とからなるフィルタユニットを用いる空気浄化装置がある。かかるフィルタユニットでは、一般に、フィルタとして通気性を有する紙、繊維またはセラミック製の平板フィルタに光触媒を担持させたものが使用されており、たとえば図３に示されるように、紫外線光源５１がフィルタ５２の近傍において、気流方向Ａの前側（上流側）に配置されている。また、後側（下流側）に配置する場合もある。なお、図３において、矢印Ａは空気の流れを模式的に示している。
【０００３】
図３に示す配置の場合、前記フィルタ５２の表面５２ａの受光強度は確保することができるが、裏面５２ｂは影になることから、充分な受光強度を確保することができず、フィルタ保有性能（受光強度が増すほど、高性能となるもの）を有効に発揮することができない。従来は、これを改善するために、図４に示されるように、紫外線光源５１をフィルタ５２の両面側に設置する構造を採用している（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２―１７２１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のフィルタユニットの構造では、紫外線光源の本数が倍増することに比例して、消費電力が倍増するという問題があるとともに、フィルタユニットの設置スペースが大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、高い空気清浄効果を得ることができるとともに、消費電力を低減させ、設置スペースも小さくすることができるフィルタ構造体および該フィルタ構造体を用いる空気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフィルタ構造体は、光触媒を担持したフィルタに光源からの紫外線を照射することによって、空気を清浄にするフィルタ構造体であって、前記フィルタにより仕切られる複数のセルの長手方向位置の一端面部が閉止されており、当該閉止端面部に前記光源がそれぞれ設置されるとともに、前記仕切られた複数のセルにおいて、相互に隣接するセルのうち、上下位置および／または左右位置のセルに閉止端面部が交互に配列されてなることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の空気浄化装置は、光触媒を担持したフィルタに光源からの紫外線を照射することによって、空気を清浄にする空気浄化装置であって、前記フィルタにより仕切られる複数のセルの長手方向位置の一端面部が閉止されており、当該閉止端面部に前記光源がそれぞれ設置されるとともに、該隣接するセルのうち、上下位置および／または左右位置のセルの閉止端面部が交互に配列されてなるフィルタ構造体と、空気を前記フィルタの内部に導入する導入手段とを備えてなることを特徴としている。
【０００９】
なお、本発明において、格子状に配列とは、立体構造またはハニカム構造などを含むものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セルの閉止端面部に光源を設置し、隣接するセルのうち、上下位置および／または左右位置のセルの閉止端面部を交互に配列しているため、フィルタの表裏面から紫外線光を当てることができるとともに、光源が空気の流れの妨げにならず、空気を光触媒に均一に接触させることができる。これにより、紫外線光源から受ける受光強度が強くなり、高い空気清浄効果を得ることができる。また、光源の本数を減らして、消費電力を低減させることができる。さらに、装置全体の設置スペースを小さくすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて、本発明のフィルタ構造体および該フィルタ構造体を用いる空気浄化装置を説明する。
【００１２】
本発明の一実施の形態にかかわるフィルタ構造体は、図１〜２に示されるように、ケース１内に格子状に配列（立体構造またはハニカム構造）される光触媒を担持したフィルタ２と、該フィルタ２により仕切られる複数のセルＣの中央部に配置される紫外線光源３とから構成されている。本実施の形態では、この複数のセルＣは、長手方向位置の一端面部を閉止板４により閉止して通気を封止して、その他端面部を開放して通気できるようにされており、前記紫外線光源３はこの閉止板４に設置（支持）されている。また、この複数のセルＣは、相互に隣接するセルＣのうち、上下位置および左右位置のセルＣに閉止端面部、すなわち閉止板４の配置が交互になるように配列されている。
【００１３】
なお、本実施の形態では、前記格子状のフィルタ２は複数のフィルタエレメント２ａからなるため、このフィルタ２は、いわば、隣接するセルの境界位置のフィルタエレメント２ａを共有して（兼ねて）、２〜４枚のフィルタエレメント２ａにより囲まれた四角形状のフィルタユニットをハニカム状に積み重ねた構造にされている。このため、この構造は、セルＣの閉止端面部が向き合うフィルタユニットを市松模様的に交互に配置したものと考えることもできる。
【００１４】
本実施の形態にかかわるフィルタ構造体では、図２における矢印Ａで示されるように、セルＣの開口から導入された空気は、フィルタエレメント２ａを通過したのち、該セルＣに隣接するセルＣの開口から排出される。このため、紫外線光源３が空気の流れの妨げにならず、空気をフィルタの光触媒に均一に接触させることができる。
【００１５】
前記光触媒は、紫外線を含む光の照射を受けることにより光触媒の表面に発生した正孔が、光触媒表面の吸着水と反応して、ラジカルＯＨ（水酸基ラジカル）が生成され、このラジカルＯＨが有機物の分子結合を切断することにより、臭い成分を無臭化することができるものであれば、本発明において、とくに限定されるものではない。たとえば、アナタース型の結晶構造を有する酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）および酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウムなどの金属酸化物、硫化カドミウムまたは硫化亜鉛などの硫化物を用いることができる。とくに酸化チタンは、構造安定性や光触媒能力、さらには取扱い上の安全性などから生活空間で使用するのに最適であり、二酸化チタンを用いることにより、弱い紫外線でも充分な脱臭機能を発揮でき、広範囲な物質、たとえばアンモニア、アセトアルデヒド、酢酸または硫化水素などの悪臭を除去することができる。また、前記フィルタ２には、必要に応じて、活性炭、ゼオライトまたはシリカゲルなどの粉末からなる吸着剤を担持さセルこともできる。また、光触媒の担持方法としては、蒸着法、スパッタ法、熱分解法、金属酸化法またはゾルゲル法などを適宜選定することができる。
【００１６】
前記フィルタ２としては、たとえば紙製フィルタ、セラミック製フィルタ、シリカ繊維フィルタ、ポリエステル系不織布のフィルタなどを用いることができる。
【００１７】
前記紫外線光源３は、前記フィルタ本体３の内部に挿通され、一端が前記閉止板４に支持されている。この閉止板4の支持構造としては、とくに限定されるものではなく適宜選定することができる。また、前記光源２として、本発明においては、管状光源、たとえばブラックライト、蛍光ランプまたはキセノンランプなどを使用することができるが、たとえばＢＬＢ―２０Ｗランプ（（株）東芝製）やＢＬＢランプ（型式：ＴＣＢ３０−２００）（（株）ハイベック製）を使用することができる。なお、紫外線光源３は、管状光源に限定されるものではなく、Ｕ字状を呈する光源とすることもできる。また、紫外線光源３の本数も適宜選定することができる。
【００１８】
本実施の形態では、たとえばブローにより臭い成分を含む空気がフィルタ２の内部に導入されると、フィルタ２に付着した臭い成分を光触媒と光源が照射する紫外線により化学的に分解して脱臭を行い、空気を清浄にする。
【００１９】
つぎに本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
実施例１
【００２０】
実験にあたり、寸法が１５０ｍｍ×８５０ｍｍ×１０ｍｍ（幅×長さ（奥行き長さ）×厚さ）である２４枚の光触媒担持フィルタ（フィルタエレメント）を用いて、立体構造をしたモジュール（フィルタ構造体）を考えることにした。
【００２１】
本実施例１では、図１〜２に示されるように、前記フィルタを格子状に配置したフィルタ構造体（４セル×４セルの構造）を採用した。この構造における紫外線光源の数は１６本であり、設置スペースは、約０．４４ｍ３（＝１８０ｍｍ×４（セル）×１８０ｍｍ×４（セル）×８５０ｍｍ）である。
比較例
【００２２】
前記実施例１と同じ寸法および同じ枚数のフィルタ（フィルタエレメント）を用いて、図４に示される光源の配置のように、フィルタの表裏側にそれぞれ２４本の紫外線光源を配置する構造とすると、このときの設置スペースは約０．７７ｍ３（＝１５０ｍｍ×２４（枚）×８５０ｍｍ×２５０ｍｍ（光源スペースを含む高さ））である。
【００２３】
前記実施例１は比較例と比較すると、高い空気清浄効果を維持させつつ、消費電力が比較例の消費電力の３分の１（１／３）となり、消費電力を低減させることができることがわかる。また、本実施例１では、設置スペースを比較例の５分の３（３／５）に小さくすることもできることがわかる。
実施例２
【００２４】
つぎに前記実施例１のフィルタの厚さを２分の１（１／２）にした４８枚のフィルタで構成したフィルタ構造体とする場合（この場合の体積は前記実施例１のフィルタ２４枚の体積は同じである）、このときの格子状のセルの配列は５セル×６セルとなり、３０本の紫外線光源を使用した。この実施例２の設置スペースは、約０．８３ｍ３（＝０．９ｍ×１．０８ｍ×０．８５ｍ）である。この場合、比較例と比較すると、設置スペースはほとんど変わらないが、消費電力は５分の３（３／５）になる。また、実施例２では、フィルタの厚さを２分の１（１／２）としているため、光源強度の距離減衰が少なくなり、受光強度が増して、空気清浄効果を向上させることができることがわかる。
【００２５】
したがって、本実施の形態では、小さい設置スペースで高い空気清浄効果が得られることにより、環境浄化への寄与を向上させることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態にかかわるフィルタ構造体は、複数のフィルタエレメントから構成されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、一体に格子状に形成されるフィルタから構成することができる。また、フィルタ構造体は、１枚のフィルタ（フィルタエレメント）から構成することもできる。この場合、セルは上下または左右に配列される。
【００２７】
また、前記実施の形態では、紫外線光源から受ける受光強度を高めるとともに、気流を乱さないようにされているため、フィルタの全面積を１００％活用することができる。その結果、空気の清浄効果が高いフィルタ構造体を得ることができるため、空気浄化器や室内冷暖房機などの環境浄化機器である空気清浄装置に適用することができる。
かかる空気浄化装置は、本発明において、とくに限定されるものではないが、フィルタ構造体と、たとえば空気を前記フィルタ２の内部に導入する導入手段であるブローやファン（図示せず）とともに、フィルタ２の上流位置または／および下流位置に配置される空気ろ過手段であるフィルタなどを備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかわるフィルタ構造体の正面図である。
【図２】図１におけるＩ−Ｉ線断面矢視である。
【図３】従来のフィルタと光源の一配置例を示す模式図である。
【図４】従来のフィルタと光源の他の配置例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ケース
２    フィルタ
２ａ  フィルタエレメント
３    紫外線光源
４    閉止板
Ｃ    セル
【図１】
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【図２】
2007007588.tif 000004
【図３】
2007007588.tif 000005
【図４】
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