(57)【要約】【課題】光触媒を利用した空気清浄装置に関し，光触媒を含む脱臭フィルタの全面に光が照射され効率よく脱臭フィルタを再生することができる空気清浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】光触媒を活性化させる光源としてのランプ２と、前記ランプ２の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ３と、前記脱臭フィルタ３に空気を送る送風手段としてのファン４を備え、複数の前記脱臭フィルタ３を近接して配置するとともに、前記ランプ２からの光が前記脱臭フィルタ３にあたるように前記脱臭フィルタ３を可動させることにより、脱臭フィルタ３全体に光が照射され、効率よく汚染物質を除去できる空気清浄装置を提供できる。【選択図】  図１
2009078058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記光源からの光が前記脱臭フィルタにあたるように前記脱臭フィルタを可動させることを特徴とした空気清浄装置。
【請求項２】
光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタが光源を中心として回転することを特徴とした空気清浄装置。
【請求項３】
脱臭フィルタが円筒状であることを特徴とした請求項１または２記載の空気清浄装置。
【請求項４】
脱臭フィルタに少なくとも０．０１ｍＷ／ｃｍ2以上の紫外線を照射することを特徴とした請求項１乃至３いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項５】
光源をＵ字型に屈曲させたことを特徴とした請求項１乃至４いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項６】
円筒状の脱臭フィルタの内面側に光触媒が多く存在することを特徴とした請求項３乃至５いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項７】
光触媒が酸化チタンであることを特徴とした請求項１乃至６いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項８】
脱臭フィルタが吸着剤を含むことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項９】
脱臭フィルタがマンガン、銀、銅、亜鉛、コバルト、鉄、ニッケルから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
光透過性のバインダーで光触媒を固定化したことを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１１】
脱臭フィルタが網状、スリット状、ハニカム状のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１２】
脱臭フィルタの周囲に光反射作用を有する反射板を備えたことを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１３】
円筒状の脱臭フィルタの内部に、円盤状の形状保持部材を備えたことを特徴とする請求項３乃至１２いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１４】
円筒状の脱臭フィルタの一端が閉止され、他端から空気を通過させることを特徴とする請求項３乃至１３いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１５】
円筒状の脱臭フィルタの一端の閉止部が光反射作用を有することを特徴とする請求項３乃至１４いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１６】
光源を消灯した時には、脱臭フィルタを可動させないことを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１７】
脱臭フィルタの上流側に集塵フィルタを備えたことを特徴とする請求項１乃至１６いずれかに記載の空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒を利用した空気清浄装置に関し，特に室内空間や車内空間において汚染物質を除去する空気清浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタンや酸化タングステン，酸化亜鉛のような半導体の金属酸化物は光触媒と呼ばれている。光触媒に紫外線を照射すると、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）などの活性種が発生し、脱臭あるいは殺菌などの効果が発揮されることが知られており、空気清浄機やエアコンなどの脱臭フィルタとして応用されている。空気清浄機では、光触媒を担持した脱臭フィルタと紫外線を発生する光源をどのように配置して光照射を行うかについて様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば特許文献１記載の流体浄化装置は、図９に示すように、ケース３１内部に備えた励起光源３２からの光により光触媒を励起させて流体を浄化する装置であって、前記ケース３１内部に、励起光源３２の周囲を間隔をおいて包囲するように、微細な網の目構造の筒体で、その内、外周面を含む全表面に光触媒を有する光触媒体３３を設けたものである。この構成によって、光触媒体３３の表面積が大きくなり、通過する流体に乱流が生じるため、流体中の臭気物質との接触割合が大きくなって、臭気物質を短時間で効率よく酸化分解できることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２記載の空気浄化装置は、図１０に示すように、光触媒を含む筒状の脱臭フィルタ４１と紫外線光源４２を備え、前記脱臭フィルタ４１の上流側に前記紫外線光源４２を設けるとともに、前記紫外線光源４２からの光の照射位置が変化するように、前記脱臭フィルタ４１を可動する構成としたものである。この構成によって、紫外線光源４２を移動させることなく、脱臭フィルタ全体の再生率を向上させることが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２７６５５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示される従来例にあっては、筒状の全表面に光触媒を有した光触媒体３３に対して、内表面側から光を照射するものであり、外表面側の光触媒には直接光が照射されないために外表面の光触媒が徐々に劣化し、十分な臭気分解性能が得られなくなるという課題があった。
【０００６】
また、特許文献２に示される従来の方法では、紫外線光源４２からの光の利用効率が悪いという問題があった。すなわち、紫外線光源４２からは全周方向に光が放射されるが、脱臭フィルタ４１に面していない側の光は無駄になってしまうという課題があった。反射板４４を利用して脱臭フィルタ４１に光を反射しても、反射板４４の光反射率は１００％ではなく、紫外線光源４２からの距離が遠くなると光強度は減衰するという光の性質からも、効率よく脱臭フィルタ４１を再生することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、光触媒を含む脱臭フィルタの全面に光が照射され効率よく汚染物質を除去できる空気清浄装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の空気清浄装置は，請求項１記載のとおり、光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記光源からの光が前記脱臭フィルタにあたるように前記脱臭フィルタを可動させることを特徴としたものである。光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタまたは／および前記光源を可動させて前記脱臭フィルタに前記光源の光を照射することを特徴としたものである。
【０００９】
また、本発明の空気清浄装置は、光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタが光源を中心として回転することを特徴としたものである。
【００１０】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタが円筒状であることを特徴としたものである。
【００１１】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタに少なくとも０．０１ｍＷ／ｃｍ2以上の紫外線を照射することを特徴としたものである。
【００１２】
また、本発明の空気清浄装置は、光源をＵ字型に屈曲させたことを特徴としたものである。
【００１３】
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの内面側に光触媒が多く存在することを特徴としたものである。
【００１４】
また、本発明の空気清浄装置は、光触媒が酸化チタンであることを特徴としたものである。
【００１５】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタが吸着剤を含むことを特徴としたものである。
【００１６】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタがマンガン、銀、銅、亜鉛、コバルト、鉄、ニッケルから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物を含むことを特徴としたものである。
【００１７】
また、本発明の空気清浄装置は、光透過性のバインダーで光触媒を固定化したことを特徴としたものである。
【００１８】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタが網状、スリット状、ハニカム状のいずれかであることを特徴としたものである。
【００１９】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタの周囲に光反射作用を有する反射板を備えたことを特徴としたものである。
【００２０】
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの内部に、円盤状の形状保持部材を備えたことを特徴としたものである。
【００２１】
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの一端が閉止され、他端から空気を通過させることを特徴としたものである。
【００２２】
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの一端の閉止部が光反射作用を有することを特徴としたものである。
【００２３】
また、本発明の空気清浄装置は、光源を消灯した時には、脱臭フィルタを可動させないことを特徴としたものである。
【００２４】
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタの上流側に集塵フィルタを備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光触媒を含む脱臭フィルタの全面、光触媒を含む脱臭フィルタの全体に光が照射され効率よく汚染物質を除去でき、脱臭フィルタを再生することができる空気清浄装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の空気清浄装置は上記目的を達成するために、光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記光源からの光が前記脱臭フィルタにあたるように前記脱臭フィルタを可動させることを特徴とする。フィルタを可動させることにより光源とフィルタの相対位置が変化するため、脱臭フィルタ全体に光をあてることができる。光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタまたは前記光源を可動させて前記脱臭フィルタに前記光源の光を照射することにより、前記光源からの前記脱臭フィルタへの光の照射角度が変化し、照射面が変化することになり、影の部分が減少し、脱臭フィルタ全体に光が照射され、脱臭力、脱臭効率が向上することとなる。
【００２７】
また、複数の光源と脱臭フィルタを近接して配置することにより、複数の光源からの光が脱臭フィルタに照射され、さらに影になる部分を無くしてフィルタ全体に光をあてることができる。光が脱臭フィルタ全体、全面にまんべんなくあたっているので、脱臭効率のよい空気清浄装置を得ることができる。また、陰になって光触媒が働かず、脱臭フィルタに臭気が濃縮されて再放出することがない。
【００２８】
光触媒を活性化させる光源としてはブラックライト、冷陰極管、殺菌灯、蛍光灯などのランプや紫外線ＬＥＤ、プラズマ発光などが挙げられる。光触媒を励起することができればいかなる手段を用いてもよいが，冷陰極管は比較的低コストであり，耐久寿命も長いことから光源として好ましい。
【００２９】
光触媒としては、酸化スズ、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化ビスマスなどの金属酸化物、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化モリブデンなどの金属硫化物、チタンナイトライドなどの窒化物が挙げられ、安全性、経済性などの面から、酸化チタンが好ましい。また、光触媒の表面にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ等の助触媒を添加してもよい。
【００３０】
光触媒を含む脱臭フィルタは、光触媒を基材表面に担持したものである。光触媒を担持する基材としては、セラミックハニカム、発泡セラミック、発泡ウレタン、ガラス、グラスファイバークロス、アルミハニカム、不織布、抄紙ハニカムなど様々なものが挙げられるが，紫外線に対する強度を有していることが望ましい。また、光触媒性能と担持強度が確保できる材質であることが望ましく，セラミックハニカムや発泡セラミックは基材自体が多孔質であるため担持強度を確保しやすく，且つ基材自体への悪臭物質の吸着も期待できることから基材に適している。また、グラスファイバーを幾本も束ねて一本の糸とし，それを織り込んだ生機と呼ばれるグラスファイバークロスは一本の糸が三次元構造を有しているために担持強度を確保しやすく，且つ素材がガラスであるためにＵＶ透過性に優れ，これも基材に適している。
【００３１】
脱臭フィルタは、ランプの周囲を取り囲むことができれば特に問題はなく、正多角形の筒状や円筒状などにすればよい。このような形状にすることにより、ランプの光を周囲の対面する脱臭フィルタに効率的に照射することができる。
【００３２】
送風手段としては、本体内部に風を取り込むことができれば特に問題はなく、プロペラファン、シロッコファン、ターボファンなどあらゆる送風手段を利用することができる。
【００３３】
また、触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタが光源を中心として回転することを特徴としたものであり、光源と脱臭フィルタの距離が一定になるので光量の変動がなく、脱臭性能が良いという作用を有する。
【００３４】
また、脱臭フィルタが円筒状であることを特徴としたものであり、光源と脱臭フィルタの距離が一定になるので光量の変動がなく、脱臭性能が良いという作用を有する。
【００３５】
また、脱臭フィルタに少なくとも０．０１ｍＷ／ｃｍ2以上の紫外線を照射することを特徴としたものであり、脱臭フィルタに吸着した臭気を十分に分解できる空清浄装置を得ることができる。
【００３６】
また、光源をＵ字型に屈曲させたことを特徴としたものである。冷陰極管や殺菌灯などの光源の端子部近辺は紫外線の発光強度が弱いが、Ｕ字型にすることによって端子部を円筒の片端面に集約することができ、脱臭フィルタに面する部分に発光強度の弱い部分が存在せず、光を効率よく照射して脱臭性能のよい空気清浄装置を得ることができる。
【００３７】
また、円筒状の脱臭フィルタの内面側に光触媒が多く存在することを特徴としたものであり、光強度の強い場所に光触媒を多く存在させることができ、効率よく臭気を分解することができる。例えば、酸化チタン含有量の多い脱臭フィルタと、少ない脱臭フィルタを貼り合わせ、酸化チタン含有量の多いフィルタが内面側に位置するように円筒状に加工する方法を用いることができる。また、光触媒を担持する基材に酸化チタンを含むスラリーを噴霧してコーティングし、このときに表裏の面でスラリー中の酸化チタン濃度を変化させる方法などもある。
【００３８】
また、光触媒が酸化チタンであることを特徴としたものであり、光触媒活性が高く、安全性、経済性に優れた空気清浄装置を得ることができる。
【００３９】
また、脱臭フィルタが吸着剤を含むことを特徴としたものであり、吸着剤が臭気を濃縮し、光触媒で効率よく脱臭することができる。また、光源を点灯していないときでも吸着剤が働き、脱臭作用を発揮することができる。吸着剤としては、活性炭，ゼオライト，シリカゲル，セピオライト、珪藻土などのメソ〜マイクロ孔を有した多孔質材料が挙げられる。酸化チタン自体には悪臭物質を吸着する性質はほとんどなく，悪臭を光触媒で分解するためには一旦吸着剤で悪臭物質を捕獲する必要がある。基材に酸化チタンと吸着剤の両方を担持する場合，双方を事前に混合してから基材に担持する方法が最も簡便であり，酸化チタンへの悪臭物質の接触効率を考えても均一に混和することが望ましいが，このとき酸化チタンが励起する４００ｎｍ以下の紫外波長領域に吸収端を持つような吸着剤を混ぜると，吸着剤が紫外線を吸収してしまい，酸化チタンの励起効率が著しく低下してしまう恐れがある。４００ｎｍ以下の紫外波長領域に吸収端を持たない吸着剤としてはゼオライトやシリカゲルなどが適しており，特にゼオライトを疎水化処理したハイシリカゼオライトは４００ｎｍ付近にほとんど吸収波長を持たず，且つ疎水化処理することで悪臭物質を吸着する能力が向上するために光触媒と混合する吸着剤として好適である。光触媒と吸着剤は任意の比率で混合して用いることができる。
【００４０】
また、脱臭フィルタがマンガン、銀、銅、亜鉛、コバルト、鉄、ニッケルから選ばれる少なくとも１種類の金属酸化物を含むことを特徴としたものであり、光触媒の脱臭性能が弱い硫黄系の臭気を、金属酸化物が効率よく脱臭することができる。特に硫化水素やメチルメルカプタンなどの硫黄系の臭気は、酸化チタンで除去されにくいので、マンガン、銅、コバルト、鉄などを添加すると、酸化チタンの脱臭能力を補完することができる。これらの成分は触媒として、あるいは吸着剤として作用する。また、硫黄系の臭気による光触媒の劣化が少ない空気清浄装置を得ることができる。
【００４１】
また、光透過性のバインダーで光触媒を固定化したことを特徴としたものであり、バインダーが光を吸収しないので、光触媒に強い光を照射され脱臭性能がよいという作用を有する。脱臭フィルタは、光触媒を基材に担持して作成することができる。微粉末あるいはゾル状の光触媒と接着成分としてのバインダーを混ぜてスラリー状とし，それを基材表面に担持後，乾燥すると、光触媒を含む脱臭フィルタを作成することができる。スラリーには吸着剤や界面活性剤や抗菌剤、防カビ剤などが混合されていてもよい。吸着剤を混合させた場合、吸着剤で臭気を吸着し、高濃度に濃縮された状態で光触媒と臭気の反応が起こるので、脱臭効率を向上させることができるという作用を得ることができる。また、空気清浄装置の運転停止時など、光源の光が照射されていないときにも脱臭作用を発揮することができる。
【００４２】
接着成分としては種々のバインダーを用いることができるが、光透過性のバインダーが好適であり、ケイ素化合物を使うと良い。ケイ素化合物は、光触媒を固定化するとともに、光を透過し、あるいは反射するので、光触媒に効率的に光をあてることができる。ケイ素化合物としては、シリカゾル、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、コロイダルシリカ、シリケート化合物の加水分解物などが挙げられる。シリケート化合物としては、テトラエトキシシランおよびその重合体であるメトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、ブトキシポリシロキサン、リチウムシリケートなどが挙げられ、これらの金属アルコキシド類は、水と酸または塩基によって加水分解され、バインダーとして用いることができる。また、シリコーン樹脂を用いてもよい。これらのケイ素化合物と光触媒を混合し、基材に塗布し、乾燥させることにより光触媒の固定化ができる。
【００４３】
また、脱臭フィルタが網状、スリット状、ハニカム状のいずれかであることを特徴としたものであり、通気性に優れ、臭気を含む空気が効率的に脱臭フィルタを通過することができるという作用を有する。脱臭フィルタの形状としてはランプの周囲を取り囲むことができ、かつ通気性が必要である。これらを兼ね備える形状として、網状、スリット状、ハニカム状、不織布状などが挙げられる。これらの形状を複合あるいは積層してもよい。網状のフィルタを円筒形にし、ランプを中心として配置すると簡単で効率のよい脱臭フィルタを得ることができる。
【００４４】
また、脱臭フィルタの周囲に光反射作用を有する反射板を備えたことを特徴としたものであり、脱臭フィルタを透過した未反応の紫外線を反射して、脱臭性能を向上させることができる。
【００４５】
また、円筒状の脱臭フィルタの内部に、円盤状の形状保持部材を備えたことを特徴としたものであり、脱臭フィルタの変形を防止し、光源と脱臭フィルタの距離が一定になるので光量の変動がなく、脱臭性能が良いという作用を有する。変形防止部材はリング状あるいは円形網状の樹脂材料あるいは金属材料などを利用することができる。
【００４６】
また、円筒状の脱臭フィルタの一端が閉止され、他端から空気を通過させることを特徴としたものである。円筒の面に直交して空気を流す場合、脱臭フィルタを空気が２回通過する。一方、この方法では、脱臭フィルタを空気が１回だけ通過することになり、圧力損失を低減することができる。圧力損失が低いので、処理風量を高めることができる。
【００４７】
また、円筒状の脱臭フィルタの一端の閉止部が光反射作用を有することを特徴としたものであり、閉止部に照射された光を反射し、脱臭フィルタに光をあてることができる。
【００４８】
また、光源を消灯した時には、脱臭フィルタを可動させないことを特徴としたものであり、光触媒による再生を行う必要がない場合に余計なエネルギーを消費することがないという作用を有する。方法として光源と脱臭フィルタの回転モーターのスイッチを連動させる方法、光源の周辺に設けた光検知センサの信号を受けたときだけに脱臭フィルタを可動させる信号を送るように制御する方法などが挙げられる。
【００４９】
また、脱臭フィルタの上流側に集塵フィルタを備えたことを特徴としたものであり、脱臭フィルタと光源にほこりが付着しにくくなるので、ほこりによる光照射強度の低下を防ぐことができるという作用を有する。集塵フィルタとしては、不織布、ガラス繊維、網などの一般的な粒子捕集用フィルタを用いることができる。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが，本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
（実施の形態１）
本発明の空気清浄装置は、図１および図２に示すように、本体１の内部に光触媒を活性化させる光源としてのランプ２と、前記光源としてのランプ２の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ３と、前記脱臭フィルタ３に空気を送る送風手段としてのファン４を備え、複数の前記脱臭フィルタ３を近接して配置するとともに、前記光源としてのランプ２からの光が前記脱臭フィルタ３にあたるように前記脱臭フィルタ３を可動させることを特徴としたものである。送風手段としてのファン４は、ファンモーター５で駆動することにより、外部の汚染物質を含む空気を本体１の内部に取り込み、脱臭フィルタ３に送ることができる。
【００５２】
ランプ２は複数設けられており、ランプ２からの光は周囲の脱臭フィルタ３とともに、近接する場所に備えられた脱臭フィルタ３にも照射されるようになっている。脱臭フィルタ３は、ランプ２の周囲にそれぞれ１個ずつ備えられており、脱臭フィルタ全体にランプの光があたるように可動することができる。脱臭フィルタ３を可動させるために、円筒状の脱臭フィルタ３には閉止部６が設けられ、回転モーター７が接続されている。回転モーター７を駆動させることによって、脱臭フィルタ３を回転させることができる。回転モーター７は連続して回転させてもよいし、間欠的に回転させてもよい。
【００５３】
ランプは単独で用いると、筒状の脱臭フィルタの内面のみに照射され、脱臭フィルタの外面には直接照射することができない。図２に示すように、複数のランプを用いることにより、脱臭フィルタ３ａの内部にあるランプ２ａが、近接する別の脱臭フィルタ３ｂの外面側に光を照射できるようになる。ここで、脱臭フィルタ３の内外面に０．０１ｍＷ／ｃｍ2以上の紫外線があたるように、近接する脱臭フィルタの距離を調節することによって、性能のよい空気清浄装置を得ることができる。
【００５４】
脱臭フィルタ３あるいは／およびランプ２を可動させることによりランプ２と脱臭フィルタ３の相対位置が変化するため、ランプ２からの脱臭フィルタ３への光の照射角度、照射面が変化し、ランプ２からの光が当たらない影の部分が減少し、脱臭フィルタ３の全体に光が照射され、脱臭性能が向上することとなる。
【００５５】
また、脱臭フィルタ３の外部に光の反射板８を設けると、反射された光が脱臭フィルタ３の外面側にあたるので、さらに脱臭性能を向上させることができる。また、脱臭フィルタ３を、光源としてのランプ２を中心として回転させることにより、時間平均として脱臭フィルタの全体に同じ強度の光をあてることができ、脱臭フィルタ全体をむらなく再生することができる。
【００５６】
なお、図１および図２ではランプ１本をフィルタ１枚が取り囲む形状を示したが、ランプ１本に対してフィルタが多層になるように周囲を取り囲んでもよい。このとき、脱臭フィルタの組成が違っていてもよく、例えば、ランプに近い内層側に酸化チタンの多い脱臭フィルタを配置し、その外層に酸化チタンと吸着剤とＭｎＯ２等の金属酸化物を含むフィルタを配置してもよい。脱臭フィルタを通過するごとに紫外線強度は減衰するので、実用的には１〜３層の脱臭フィルタを重ねる方法がよい。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明による空気清浄装置の別の形態を図３に示す。本体１の内部に光触媒を活性化させる光源としてのＵ字型に屈曲させたＵ字型ランプ９と、前記光源としてのＵ字型ランプ９の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ３と、前記脱臭フィルタ３に空気を送る送風手段としてのファン４を備え、複数の前記脱臭フィルタ３を近接して配置するとともに、前記光源としてのＵ字型ランプ９からの光が前記脱臭フィルタ３にあたるように前記脱臭フィルタ３を可動させることを特徴としたものである。送風手段としてのファン４は、ファンモーター５で駆動することにより、外部の汚染物質を含む空気を本体１の内部に取り込み、脱臭フィルタ３に送ることができる。一般的にランプは管の両端部の発光強度が弱いという特性がある。また、管の両端には構造上ソケットを備えることが必要であった。ランプをＵ字型にすることにより、発光強度の弱い部分を片側だけに集約することができ、特に脱臭フィルタ３の上部に照射される光強度を強くして、脱臭性能を向上させることができるという作用を得ることができる。また、Ｕ字型のランプにすることによって底面でランプを固定するソケット部を２個にすることができ、直管を１個のソケットで固定するときよりも機械的強度を向上させることができるという作用を得ることができる。
【００５８】
脱臭フィルタ３を可動させるために、円筒状の脱臭フィルタ３の上部には閉止部６が設けられ、回転可能な軸で支持されている。閉止部６はアルミニウム製で、光反射作用を有している。ローラー１０は、図示しない脱臭フィルタ３の下部にも設けられた凹凸を有する支持体と密着している。ローラー１０は回転モーター１１に接続され、回転モーター１１を駆動させることによって、脱臭フィルタ３を回転させることができる。脱臭フィルタ３を、光源としてのＵ字形に屈曲させたランプ２を中心として回転させることにより、時間平均として脱臭フィルタの全体に同じ強度の光をあてることができ、脱臭フィルタ全体をむらなく再生することができる。
【００５９】
（実施の形態３）
本発明による脱臭装置の別の形態を図４および図５に示す。本体１２の内部に光触媒を活性化させる光源としてのランプ１３と、前記光源としてのランプ１３の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ１４と、前記脱臭フィルタ１４に空気を送る送風手段としてのファン１５を備え、複数の前記脱臭フィルタ１４を近接して配置するとともに、前記光源としてのランプ１３からの光が前記脱臭フィルタ１４にあたるように前記脱臭フィルタ１４を回転させる。ランプ１３およびファンモーター１６は、通気性を有するように多数の開口部を設けた支持部材１７に固定されている。外部の汚染された空気は、ファンモーター１６を駆動することにより、集塵フィルタ１８、脱臭フィルタ１４、支持部材１７、送風手段としてのファン１５の順に通過する。ここで、集塵フィルタ１８によって、汚染された空気中に含まれる塵埃やカビや花粉等の粒子が取り除かれるため、本体内部を清潔に保つことができる。粒子が付着しないので、光源としてのランプ１３の光が粒子付着によって減衰することがないという作用を得ることができる。
【００６０】
図６に示すように、脱臭フィルタ１４は、円筒の上部が閉止部１９で閉止されており、閉止部１９の中心に備えられた回転軸２０を通じて回転モーター２１と接続されている。回転モーター２１を駆動させることによって、脱臭フィルタ１４を回転させることができる。回転モーター２１は連続して回転させてもよいし、間欠的に回転させてもよい。脱臭フィルタ３の内部には、脱臭フィルタの変形を防止するため、形状保持部材としてのリング状の金属部材が設けられている。脱臭フィルタ１４を、ランプ１３を中心として回転させることにより、時間平均として脱臭フィルタの全体に同じ強度の光をあてることができ、脱臭フィルタ全体をむらなく再生することができる。
【００６１】
上記の構成により、外部の汚染された空気は、集塵フィルタ１８と脱臭フィルタ１４の働きによって浄化されるので、効率よく汚染物質を除去でき、まんべんなく脱臭フィルタを再生することができる空気清浄装置とすることができる。
【００６２】
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【実施例１】
【００６３】
粉末状の酸化チタンを８ｗｔ％、吸着剤としてのハイシリカゼオライトを２０ｗｔ％、コロイダルシリカを６０ｗｔ％、精製水を１２ｗ％の比率になるように材料を計量して混合した後、ボールミルで２４時間分散混合してスラリーを作成した。出来上がったスラリーに、開口率２９％のグラスファイバークロスをディップして光触媒を含浸させ、エアブローして余剰液を排除した後、１２０℃の乾燥機で３０分乾燥させ、光触媒を含む脱臭フィルタを作成した。
【００６４】
作成した脱臭フィルタを５ｃｍ×１０ｃｍの大きさに切断し、６４Ｌのアクリルボックスに入れた。脱臭フィルタに任意の強度の紫外線が照射されるように、調整して光源としてのブラックライトを設置した。アクリルボックスを密閉し、１００ｐｐｍのアセトアルデヒドガスを導入した。ボックス内の空気をサンプリングし、ガスクロマトグラフィーでアセトアルデヒド濃度を経時的に測定した。
【００６５】
図７に紫外線照度を変化させたときの、アセトアルデヒド濃度の変化を示す。縦軸はアセトアルデヒド濃度の初期値を１００％としたときの、臭気残存率である。試験は、最初の１２０分間は光を照射せず、１２０分後にランプを点灯した。図７からわかるように、吸着剤の作用によって、アセトアルデヒドは光照射なしでも減衰し、１２０分後の残存率は約４０％となった。ランプを点灯すると、グラフの傾きが変化し、紫外線強度が強いほど早く脱臭できることがわかる。吸着のみの時に比べてグラフの傾きが急になっていることから、紫外線強度は０．０１ｍＷ／ｃｍ2以上あれば十分な脱臭作用を発揮することができると考えられる。
【実施例２】
【００６６】
実施例１と同じ方法で、網状の脱臭フィルタを作成した。ランプとしての冷陰極管から２０ｍｍの距離に脱臭フィルタを置き、紫外線強度計を用いて、脱臭フィルタを通過する紫外線強度を測定した。脱臭フィルタで光をさえぎった時の紫外線の減衰率から、フィルタを積層したときに各フィルタ表面に照射される紫外線強度を計算よりもとめた。結果を図８に示す。光は脱臭フィルタを通過するごとに減衰し、透過率１３％の脱臭フィルタでは３枚重ねた時に紫外線強度が０．０１ｍＷ／ｃｍ2以下になった。フィルタの開口率と積層枚数の組み合わせによって、フィルタ通過後の紫外線強度をコントロールできることがわかった。
【００６７】
作成した網状の脱臭フィルタを用いて、４本のランプと４本の脱臭フィルタを持つ空気清浄装置を作成した。脱臭フィルタの円筒の半径は３５ｍｍ、長さは４７０ｍｍ、脱臭フィルタの各円筒間の距離は５ｍｍとした。このときの脱臭フィルタ表面の紫外線強度を測定すると、円筒の内面側は１．３ｍＷ／ｃｍ2であり、外面側は０．４ｍＷ／ｃｍ2となった。作成した空気清浄装置を容積２３ｍ3の室内に設置し、室内のアセトアルデヒド濃度が０．３４ｐｐｍになるように調製した。空気清浄装置を運転し、初期および６０分後のガス濃度を測定した。このとき、脱臭フィルタを通過する風量は５ｍ3／ｍｉｎとした。アセトアルデヒド濃度の測定は、室内の空気をＤＮＰＨ濃縮管に捕集し、アセトニトリルで抽出して、液体クロマトグラフィーで定量する方法によって行った。その結果、初期のアセトアルデヒド濃度０．３４ｐｐｍが６０分後に０．１２ｐｐｍとなった。脱臭率は６５％となり、高い脱臭性能を有する空気清浄装置を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の空気清浄装置では、光触媒を含む脱臭フィルタの全面に光が照射され、効率よく汚染物質を除去できる空気清浄装置を提供することができ、室内空間や車内空間において汚染物質を除去する空気清浄装置やエアコンなどに応用展開が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１の空気清浄装置の概略側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１の空気清浄装置の概略平面断面図
【図３】本発明の実施の形態２の空気清浄装置の概略側面断面図
【図４】本発明の実施の形態３の空気清浄装置の概略側面断面図
【図５】本発明の実施の形態３の空気清浄装置の概略平面断面図
【図６】本発明の実施の形態３の空気清浄装置の斜視図
【図７】本発明の実施例１の脱臭性能を示すグラフ
【図８】本発明の実施例２の紫外線強度を示すグラフ
【図９】従来例の流体浄化装置の概略断面図
【図１０】従来例の空気浄化装置の概略断面図
【符号の説明】
【００７０】
１    本体
２    ランプ
３    脱臭フィルタ
４    ファン
５    ファンモーター
６    閉止部
７    回転モーター
８    反射板
９    Ｕ字型ランプ
１０  ローラー
１１  回転モーター
１２  本体
１３  ランプ
１４  脱臭フィルタ
１５  ファン
１６  ファンモーター
１７  支持部材
１８  集塵フィルタ
１９  閉止部
２０  回転軸
２１  回転モーター
２２  形状保持部材
３１  ケース
３２  励起光源
３３  光触媒体
３４  ファン
３５  反射板
４１  脱臭フィルタ
４２  紫外線光源
４３  集塵フィルタ
４４  反射板
【図１】
2009078058.tif 000003
【図２】
2009078058.tif 000004
【図３】
2009078058.tif 000005
【図４】
2009078058.tif 000006
【図５】
2009078058.tif 000007
【図６】
2009078058.tif 000008
【図７】
2009078058.tif 000009
【図８】
2009078058.tif 000010
【図９】
2009078058.tif 000011
【図１０】
2009078058.tif 000012