(57)【要約】  本発明の浄化装置は、浄化対象となる気体の流路を形成する筐体であって、前記流路側における表面の少なくとも一部が光触媒でコーティングされた板状部材を少なくとも一部に有する筐体と、前記筐体に流入した前記気体を浄化させ、かつ前記光触媒を活性化するための紫外線を照射する光源とを備え、前記筐体内に前記光触媒に依らず前記紫外線で前記気体が浄化される第１の領域と、前記紫外線と前記紫外線で活性化された前記光触媒で前記気体が浄化される第２の領域とを形成し、前記第１の領域と前記第２の領域に跨る一部の領域又は前記第２の領域のみに浄化後における前記気体を排出するための排出口を設けたものである。本発明の浄化装置は、紫外線で活性化させた光触媒を利用した空気等の気体の浄化能力を向上させることができる。
2020153353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化対象となる気体の流路を形成する筐体であって、前記流路側における表面の少なくとも一部が光触媒でコーティングされた板状部材を少なくとも一部に有する筐体と、
前記筐体に流入した前記気体を浄化させ、かつ前記光触媒を活性化するための紫外線を照射する光源と、
を備え、
前記筐体内に前記光触媒に依らず前記紫外線で前記気体が浄化される第１の領域と、前記紫外線と前記紫外線で活性化された前記光触媒で前記気体が浄化される第２の領域とを形成し、前記第１の領域と前記第２の領域に跨る一部の領域又は前記第２の領域のみに浄化後における前記気体を排出するための排出口を設けた浄化装置。
【請求項２】
横断面の形状が筒状である前記筐体の内部に前記気体の流路を形成し、前記筒状の筐体の内部に棒状の前記光源を配置した請求項１記載の浄化装置。
【請求項３】
単一の前記筐体内に前記第１の領域と前記第２の領域を形成し、前記筐体に流入した前記気体が前記第１の領域に導かれる一方、前記第２の領域から排出される前記気体が前記浄化後における前記気体に含まれるように前記排出口を前記光触媒の近傍に形成した請求項１又は２記載の浄化装置。
【請求項４】
前記第１の領域と前記第２の領域を、前記第１の領域が前記光触媒から離れた位置となり、前記第２の領域が前記光触媒に隣接する位置となるように前記流路の幅方向の異なる位置に形成した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記流路内を前記排出口に向かって流れた気体の一部が前記筐体から排出される一方、前記流路内を前記排出口に向かって流れた気体の残りの一部が前記筐体内に留まるように前記排出口を前記光触媒の近傍に局所的に形成した請求項４記載の浄化装置。
【請求項６】
前記筐体内に流入した前記気体が前記光触媒の近傍に導かれるように、前記流入口を前記光触媒の近傍に局所的に設けた請求項４又は５記載の浄化装置。
【請求項７】
前記第１の領域と前記第２の領域を、前記第１の領域が上流側となり前記第２の領域が下流側となるように前記流路の長さ方向の異なる位置に形成した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項８】
単一の前記筐体内に仕切り板を配置することによって前記単一の筐体内に前記第１の領域を形成する前記第１の流路と前記第２の領域を形成する前記第２の流路とを形成した請求項７記載の浄化装置。
【請求項９】
前記仕切り板を前記紫外線を透過させる素材で構成し、前記仕切り板を透過する前記紫外線で前記光触媒を活性化するようにした請求項８記載の浄化装置。
【請求項１０】
前記第１の流路を通過した前記気体が流れの向きを変えて前記第２の流路に流入するように前記仕切り板を配置し、前記第１の流路の出口を形成する前記仕切り板の端部に凹凸を設けた請求項９記載の浄化装置。
【請求項１１】
前記流路の少なくとも一部の壁面に凹凸を設けることによって、前記光触媒の近傍を流れる前記気体に乱流及び旋回流の少なくとも一方又は両方を発生させるようにした請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項１２】
前記排出口が、前記光触媒の表面と連続的に接続された面を備える請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項１３】
浄化対象となる気体の流路を形成する筐体であって、前記流路側における表面の少なくとも一部が光触媒でコーティングされた板状部材を少なくとも一部に有する筐体と、
前記筐体に流入した前記気体を浄化させ、かつ前記光触媒を活性化するための紫外線を照射する光源と、
を備え、
前記筐体内に形成される前記流路の幅を、前記筐体から前記気体を排出するための排出口の幅よりも大きくし、前記光触媒の表面に垂直な方向における幅が６ｍｍ以下となるように前記排出口を前記光触媒の近傍に形成した浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気等の気体（ガス）を浄化する装置として光触媒を利用した装置が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。光触媒には、抗菌効果、消臭効果及び清浄効果があるため、空気清浄装置或いは排ガス浄化装置等の機器に用いられている。光触媒の性質を利用して気体を浄化する場合には、光触媒と気体との接触面積を大きくするために、多孔質又はスポンジ状の基体に光触媒を担持させるといった工夫がなされる場合が多い。これに対して、光触媒を利用した空気浄化機能付の加湿器において、フィルタの目詰まりを回避する観点から金属板を光触媒でコーティングする技術も提案されている（例えば特許文献３参照）。【０００３】
また、光触媒は、紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）の照射によって活性化される。このため、光触媒の性質を利用して気体を浄化する場合には、紫外線の照射を併用することが有用であることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０４３７１号公報
【特許文献２】特開２０１５−００６２２０号公報
【特許文献３】特開２０１３−２３０３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、紫外線で活性化させた光触媒を利用した空気等の気体の浄化能力を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る浄化装置は、浄化対象となる気体の流路を形成する筐体であって、前記流路側における表面の少なくとも一部が光触媒でコーティングされた板状部材を少なくとも一部に有する筐体と、前記筐体に流入した前記気体を浄化させ、かつ前記光触媒を活性化するための紫外線を照射する光源とを備え、前記筐体内に前記光触媒に依らず前記紫外線で前記気体が浄化される第１の領域と、前記紫外線と前記紫外線で活性化された前記光触媒で前記気体が浄化される第２の領域とを形成し、前記第１の領域と前記第２の領域に跨る一部の領域又は前記第２の領域のみに浄化後における前記気体を排出するための排出口を設けたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る浄化装置の構成図。
【図２】図１に示す浄化装置の位置Ａ−Ａにおける横断面図。
【図３】図１に示す筐体の右側面図。
【図４】図１に示す筐体の左側面図。
【図５】紫外線と光触媒で気体が浄化される第２の領域のみに気体の排出口を設けた例を示す筐体の部分拡大縦断面図。
【図６】光触媒に依らず紫外線で気体が浄化される第１の領域と、紫外線と光触媒で気体が浄化される第２の領域に跨る一部の領域に気体の排出口を設けた例を示す筐体の部分拡大縦断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る浄化装置の構成図。
【図８】図７に示す浄化装置の位置Ｂ−Ｂにおける横断面図。
【図９】図７に示す筐体の右側面図。
【図１０】図７に示す筐体の左側面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る浄化装置の構成図。
【図１２】図１１に示す浄化装置の位置Ｃ−Ｃにおける横断面図。
【図１３】図１１に示す筐体の右側面図。
【図１４】図１１に示す筐体の左側面図。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面。
【図１６】図１５に示す浄化装置の左側面図。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面。
【図１８】図１７に示す浄化装置の右側面図。
【図１９】図１７に示す仕切り板を下面方向から見た形状の一例を示す図。
【図２０】図１７に示す浄化装置の変形例を示す縦断面面。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面。
【図２２】図２１に示す浄化装置の右側面図。
【図２３】図２１に示す浄化装置の変形例を示す縦断面面。
【図２４】本発明の第７の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面。
【図２５】図２４に示す浄化装置の右側面図。
【図２６】図２４に示す浄化装置の変形例を示す縦断面面。
【図２７】本発明の第８の実施形態に係る浄化装置の構成を説明するための断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態に係る浄化装置について添付図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
（構成及び機能）
図１は本発明の第１の実施形態に係る浄化装置の構成図であり、図２は図１に示す浄化装置の位置Ａ−Ａにおける横断面図である。
【００１０】
浄化装置１は、浄化対象となる気体Ｇを浄化する装置である。浄化対象となる気体Ｇの代表例としては、自動車内等の長時間密閉される空間における空気、自動車等の燃焼機関を備えた装置からの排気ガス、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド又はアンモニア等の有害物質を含む気体、インフルエンザウイルスや細菌等の有害物を含む気体が挙げられる。尚、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドは、ＶＯＣと同様にシックハウス症候群や化学物質過敏症の原因と考えられているため、ＶＯＣに分類される場合もある。従って、浄化装置１は、浄化対象となる気体Ｇに含まれる有害物質や病原体等の有害物を除去する装置である。
【００１１】
浄化装置１は、光触媒２で表面の少なくとも一部がコーティングされた板状部材３と、光触媒２に紫外線（ＵＶ）を照射するランプ４とを、筒状の筐体５に収納して構成される。筒状の筐体５の内部には、気体Ｇの流れを形成するための流路６が形成される。
【００１２】
板状部材３は、気体Ｇの流れが光触媒２に沿って連続的又は断続的に形成されるように、筐体５の内部に配置される。すなわち、光触媒２でコーティングされた板状部材３の表面が気体Ｇの流路６側となるように板状部材３が配置される。従って、板状部材３の板厚方向が、気体Ｇの進行方向に対して垂直となるように板状部材３を配置することが好適である。
【００１３】
図示された例では、横断面が矩形の角筒状の筐体５内部の底面に、矩形の板状部材３が載置されている。そして、筐体５の内部側となる矩形の板状部材３の上面側が光触媒２でコーティングされている。
【００１４】
尚、表面の少なくとも一部が光触媒２でコーティングされた板状部材３で筐体５の一部を構成するようにしても良い。従って、筐体５は、気体Ｇの流路６側における表面の少なくとも一部が光触媒２でコーティングされた板状部材３を少なくとも一部に有する構成となる。
【００１５】
板状部材３は、金属、セラミック又は樹脂等の多孔質でない所望の材料で構成することができる。但し、金属板で板状部材３を構成すれば、加工性が良く、安価であることから量産に適している。価格、加工性及び入手容易性等の観点から実用性が高い金属板としてはチタンやアルミニウムが挙げられる。
【００１６】
一方、板状部材３をコーティングする光触媒２の代表的な材料としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）が知られている。金属板の表面の一部又は全部を二酸化チタンでコーティングする場合には、陽極酸化法によって金属板の表面に二酸化チタンの膜を形成することができる。但し、板状部材３及び光触媒２の材質に応じて任意の製法を採用することができる。例えば、光触媒２の粉末を溶液中に分散させてスプレーや刷毛による塗装によって板状部材３に塗布することもできる。
【００１７】
ランプ４は、筐体５に流入した気体Ｇ及び光触媒２に向けて紫外線を照射する光源である。ランプ４から照射される紫外線は、光触媒２の活性化のみならず、筐体５に流入した気体Ｇの浄化にも積極的に使用される。すなわち、紫外線の照射によって気体Ｇに含まれる有機物等の有害物を直接的又は副次的な生成物によって間接的に分解することができる。加えて、紫外線の照射によって光触媒２の活性化を行うことができる。更に、活性化された光触媒２によって、光触媒２近傍を流れる気体Ｇに含まれる有害物と、紫外線の照射によって副次的に生成され得る有害物の分解を行うことができる。
【００１８】
このため、ランプ４は、筐体５に流入した気体Ｇ及び板状部材３の双方に向けて紫外線を照射できる位置に設置される。特に、ランプ４と板状部材３との間における相対位置は、光触媒２に依らず紫外線で気体Ｇが浄化される第１の領域Ｒ１と、紫外線と紫外線で活性化された光触媒２の双方で気体Ｇが浄化される第２の領域Ｒ２が、単一かつ共通の筐体５内に形成されるように決定される。従って、筐体５の形状も、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２を形成できるように決定される。
【００１９】
光触媒２に依らず紫外線のみで気体Ｇが直接的又は間接的に浄化される第１の領域Ｒ１と、紫外線と紫外線で活性化された光触媒２の双方で気体Ｇが浄化される第２の領域Ｒ２を筐体５内の流路６に形成するためには、光触媒２で気体Ｇに含まれる有害物を分解することが可能な範囲の外側にもランプ４で紫外線を照射するようにすれば良い。すなわち、筐体５内に形成される流路６の幅を、光触媒２で気体Ｇに含まれる有害物を分解することが可能な範囲よりも広くし、かつ光触媒２で有害物を分解することが可能な範囲外まで紫外線を照射できるようにすればよい。
【００２０】
板状部材３の表面層を形成する光触媒２で気体Ｇに含まれる有害物を分解することが可能な範囲は、光触媒２や紫外線の種類等の条件にも依存して変化するが、概ね光触媒２からの距離が数ｍｍ程度（具体的には２〜６ｍｍ）の範囲である。従って、ランプ４と光触媒２との間における距離が数ｍｍよりも長くなるように、流路６の幅並びにランプ４と板状部材３との間における相対位置を決定すれば、ランプ４と光触媒２との間に、紫外線のみで気体Ｇを浄化する第１の領域Ｒ１と、紫外線と紫外線で活性化された光触媒２で気体Ｇを浄化する第２の領域Ｒ２を形成することができる。
【００２１】
図示された例では、筐体５の内部に形成される気体Ｇの流路６を挟んで板状部材３の上方から気体Ｇ及び板状部材３に向かって紫外線を照射できるようにランプ４が配置されている。また、板状部材３が配置されていないランプ４の上方を流れる気体Ｇにも紫外線を照射することができる。従って、光触媒２の表面から数ミリ程度の範囲にある領域が、紫外線と光触媒２で気体Ｇを浄化する第２の領域Ｒ２となり、紫外線の影とならないその他の筐体５内の領域が紫外線のみで気体Ｇを浄化する第１の領域Ｒ１となる。
【００２２】
すなわち、共通かつ単一の筐体５内に紫外線のみで気体Ｇが浄化される第１の領域Ｒ１と、紫外線と紫外線で活性化された光触媒２で気体Ｇが浄化される第２の領域Ｒ２が、第１の領域Ｒ１が光触媒２から離れた位置となり、第２の領域Ｒ２が光触媒２に隣接する位置となるように流路６の幅方向の異なる位置に形成される。
【００２３】
紫外線は、波長によりＵＶ−Ａ帯、ＵＶ−Ｂ帯及びＵＶ−Ｃ帯に分類される。ＵＶ−Ａ帯、ＵＶ−Ｂ帯及びＵＶ−Ｃ帯の紫外線は、それぞれ波長が３１５ｎｍから４００ｎｍ、２８０ｎｍから３１５ｎｍ及び２８０ｎｍ未満の紫外線である。このうち、ＵＶ−Ｃ帯の紫外線は、有機物の分解効果や殺菌効果が高いことが知られている。しかしながら、ＵＶ−Ｃ帯の紫外線は疾患の原因となり、人体に危険であることが知られている。このため、浄化装置１の使用環境に応じて紫外線の種類を決定することができる。
【００２４】
実用的な具体例として、安全性よりも気体Ｇの浄化能力を優先する場合には、ＵＶ−Ｃ帯の紫外線で活性化する光触媒２と、ＵＶ−Ｃ帯の紫外線を照射するランプ４で浄化装置１を構成することができる。逆に、気体Ｇの浄化能力よりも安全性を優先する場合には、ＵＶ−Ａ帯又はＵＶ−Ｂ帯の紫外線で活性化する光触媒２と、ＵＶ−Ａ帯又はＵＶ−Ｂ帯の紫外線を照射するランプ４で浄化装置１を構成することができる。また、１つの筐体５内でＵＶ−Ａ帯、ＵＶ−Ｂ帯及びＵＶ−Ｃ帯の紫外線を照射するランプ４を１種以上用いる構成でもよい。例えば、気体Ｇの入口近傍に、有機物の分解効果や殺菌効果が高いＵＶ―Ｃ帯の紫外線を照射するランプ４を配置し、気体Ｇの出口近傍に、ＵＣ−Ａ帯及びＵＶ−Ｂ帯の少なくとも一方の紫外線を照射するランプ４を配置した構成を例示することができる。
【００２５】
また、板状部材３を金属板で構成すれば、他の材料で構成する場合に比べて、紫外線の照射による劣化を低減させることができる。従って、板状部材３の劣化を低減させる観点からは、板状部材３を金属板で構成することが好適である。
【００２６】
一方、ランプ４としては、要求される気体Ｇの浄化能力に合わせて決定された波長と照度を有する紫外線を照射できれば、ＵＶ  ＬＥＤ、殺菌灯、ブラックライト、半導体レーザ、水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、冷陰極放電管等の任意のランプ４を用いることができる。
【００２７】
矩形の光触媒２の隅々まで紫外線を照射できるようにする観点からは、図示されるように棒状のランプ４を用いることが合理的である。その場合、棒状のランプ４の両端を支持するために筒状の筐体５の両端を板状部材７Ａ、７Ｂで閉塞し、筐体５の両端を閉塞する板状部材７Ａ、７Ｂに形成した貫通孔に棒状のランプ４のソケット部分を挿入することができる。これにより、ランプ４の発光部分を筐体５内部に固定することができる。
【００２８】
ランプ４を板状部材７Ａ、７Ｂに固定するか否かを問わず、気体Ｇの上流側における筐体５の一端を板状部材７Ａで閉塞して上流側の端面を形成し、気体Ｇの流入口８Ａを板状部材７Ａに設けることができる。気体Ｇの流入口８Ａは、筐体５内に流入した気体Ｇが光触媒２近傍に導かれるように板状部材７Ａに光触媒２近傍となるように局所的に設けるようにしても良い。
【００２９】
他方、気体Ｇの下流側における筐体５の他端についても、板状部材７Ｂで閉塞して下流側の端面を形成し、気体Ｇの排出口８Ｂを板状部材７Ｂに設けることができる。但し、気体Ｇの排出口８Ｂのサイズと位置については、必ず光触媒２で浄化された気体Ｇをできるだけ多く含む気体Ｇが選択的に流路６から排出されるように決定される。
【００３０】
図３は図１に示す筐体５の右側面図であり、図４は図１に示す筐体５の左側面図である。
【００３１】
光触媒２でコーティングされた矩形の板状部材３が筐体５内に配置される場合には、例えば、図３に示すように、板状部材３の幅に対応する長さを有するスリットを気体Ｇの流入口８Ａとして、光触媒２の近傍となるように板状部材７Ａに局所的に設けることができる。これにより、筐体５内に流入した気体Ｇを光触媒２でコーティングされた板状部材３の表面付近にできるだけ導くことができる。
【００３２】
他方、例えば、図４に示すように、板状部材３の幅に対応する長さを有するスリットを気体Ｇの排出口８Ｂとして板状部材７Ｂに光触媒２の近傍となるように局所的に設けることができる。これにより、光触媒２で浄化された気体Ｇをできるだけ多く含む気体Ｇを、浄化後における気体Ｇとして選択的に流路６から排出することができる。
【００３３】
図示された例では、光触媒２の表面を通り、気体Ｇの排出方向に平行な直線が排出口８Ｂの内面を通るように排出口８の位置が決定されている。尚、光触媒２の表面を通り、気体Ｇの排出方向に平行な直線が排出口８Ｂを通るように排出口８の位置を決定するようにしても良い。
【００３４】
排出口８Ｂから排出される浄化後における気体Ｇに光触媒２で浄化された気体Ｇがどの程度含まれるかは、排出口８Ｂのサイズによって調整することができる。
【００３５】
図５は、紫外線と光触媒２で気体Ｇが浄化される第２の領域Ｒ２のみに気体Ｇの排出口８Ｂを設けた例を示す筐体５の部分拡大縦断面図である。
【００３６】
図１乃至図５に例示されるように、光触媒２の表面に垂直な方向における排出口８Ｂの幅Ｂを数ｍｍ未満となるように小さくすれば、光触媒２で気体Ｇが浄化される第２の領域Ｒ２のみに気体Ｇの排出口８Ｂを連結することができる。この場合、筐体５の排出口８Ｂからは、光触媒２で浄化された気体Ｇのみを選択的に排出することが可能である。このため、浄化性能を向上させることができる。
【００３７】
図６は、光触媒２に依らず紫外線で気体Ｇが浄化される第１の領域Ｒ１と、紫外線と光触媒２で気体Ｇが浄化される第２の領域Ｒ２に跨る一部の領域に気体Ｇの排出口８Ｂを設けた例を示す筐体５の部分拡大縦断面図である。
【００３８】
図６に示すように、光触媒２の表面に垂直な方向における排出口８Ｂの幅Ｂを数ｍｍよりも大きくし、筐体５内に形成される流路６のうち、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２に跨る一部の領域に気体Ｇの排出口８Ｂを設けるようにしても良い。この場合には、筐体５の排出口８Ｂから排出される気体Ｇに、第２の領域Ｒ２において光触媒２で浄化された気体Ｇのみならず第１の領域Ｒ１から排出される気体Ｇも含まれることになるが、気体Ｇの流量を多くすることが可能である。このため、単位時間当たりに浄化さできる気体Ｇの流量を多くすることができる。
【００３９】
すなわち、図６に示すように第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２に跨る一部の領域に設けられる排出口８Ｂの断面積は、図５に示すように第２の領域Ｒ２のみに設けられる排出口８Ｂの断面積よりも大きくすることができる。このため、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２に跨る一部の領域に気体Ｇの排出口８Ｂを形成すれば、第２の領域Ｒ２のみに気体Ｇの排出口８Ｂを形成する場合に比べて、筐体５の排出口８Ｂから排出される気体Ｇに流量を多くすることができる。
【００４０】
また、図６に示すように、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に跨る一部の領域に、絞られた気体Ｇの排出口８Ｂを形成すれば、筐体５の端部を板状部材７Ｂで閉塞せずに開口端とする場合に比べて、排出口８Ｂから排出される気体Ｇに含まれる、第２の領域Ｒ２において光触媒２で浄化された気体Ｇの割合を飛躍的に増加させることができる。
【００４１】
従って、図６に例示されるように第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に跨る領域に排出口８Ｂを局所的に形成するか図５に例示されるように第２の領域Ｒ２のみに排出口８Ｂを局所的に形成するかに関わらず、筐体５の排出口８Ｂを光触媒２の近傍に局所的に形成すれば、第２の領域Ｒ２から排出される気体Ｇを排出口８Ｂから排出される浄化後における気体Ｇに含めることができる。
【００４２】
試験の結果、光触媒２の表面に垂直な方向における排出口８Ｂの幅Ｂを６ｍｍ以下とすれば、第２の領域Ｒ２から排出される気体Ｇを有意な量で浄化後における気体Ｇに含めることができるため、光触媒２と紫外線による浄化効果が得られることが確認された。従って、筐体５内に形成される流路６の幅を、筐体５から気体Ｇを排出するための排出口８Ｂの幅よりも大きくし、光触媒２の表面に垂直な方向における幅Ｂが６ｍｍ以下となるように排出口８Ｂを光触媒２の近傍に形成すれば、光触媒２と紫外線による浄化効果によって気体Ｇを浄化することができる。
【００４３】
更に、光触媒２の表面に垂直な方向における排出口８Ｂの幅Ｂを３ｍｍ以下とすれば、第２の領域Ｒ２から排出される気体Ｇを浄化後における気体Ｇに支配的な割合で含めることができるため、一層浄化性能を改善できることも確認された。
【００４４】
このため、気体Ｇの流量を確保する観点からは、光触媒２の表面に垂直な方向における排出口８Ｂの幅Ｂを２ｍｍ以上６ｍｍ以下とし、更に浄化性能を追求する場合には、光触媒２の表面に垂直な方向における排出口８Ｂの幅Ｂを２ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが適切であると考えられる。
【００４５】
また、排出口８Ｂの形状を図４に例示されるようにスリットとすると、排出口８Ｂの形状を円形の貫通孔とする場合に比べて、有害物の分解性能を向上できることも確認された。これは、排出口８Ｂの形状をスリットとすると、円形の貫通孔とする場合に比べて光触媒２の表面近傍を流れた気体Ｇをより多く排出口８Ｂから排出でき、かつ光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保する観点からより好ましい気体Ｇの流れを形成できるためであると考えられる。
【００４６】
このため、有害物の分解性能を向上させる観点からは、排出口８Ｂの形状をスリットにすることが好ましい。但し、例えば、排出口８Ｂから排出される気体Ｇを拡散させることが好ましい場合のように、浄化装置１の使用環境や使用目的に応じて任意形状の排出口８Ｂを筐体５に形成することができる。
【００４７】
筐体５の排出口８Ｂを光触媒２の近傍に形成すると、筐体５内における気体Ｇの滞留時間を長くすることができるという効果も得られる。すなわち、筐体５の排出口８Ｂを光触媒２の近傍に形成すれば、筐体５内における気体Ｇの流れが層流でない限り、筐体５内に流入した気体Ｇの一部が光触媒２近傍を連続的又は断続的に流れ、かつ流路６内を排出口８Ｂに向かって流れた気体Ｇの一部が筐体５から排出される一方、流路６内を排出口８Ｂに向かって流れた気体Ｇの残りの一部と、排出口８Ｂに向かって流れなかった気体Ｇは筐体５内に留まることになる。
【００４８】
一方、排出口８Ｂを絞った場合に気体Ｇの流れが層流になるのは稀である可能性があるが、気体Ｇの流れが層流である場合においても、筐体５内における流路６の断面積が排出口８Ｂの断面積よりも大きくなるため、筐体５内における流路６の断面積が排出口８Ｂの断面積と同じである場合に比べて、筐体５内における流路６を流れる気体Ｇの流速が低下する。
【００４９】
つまり、気体Ｇが層流であるか乱流であるかを問わず、筐体５内における流路６の断面積よりも排出口８Ｂの断面積を小さくすることによって、筐体５内における流路６の断面積と排出口８Ｂの断面積とが同じである場合に比べて、筐体５内における気体の滞留時間、すなわち流入口８Ａを通って筐体５内に気体Ｇが流入してから排出口８Ｂを通って筐体５から気体Ｇが排出されるまでの時間を長くすることができる。筐体５内における気体Ｇの滞留時間を長くすることができれば、気体Ｇへの紫外線の照射時間が長くなり、紫外線による有害物の分解量を増加させることができる。
【００５０】
加えて、筐体５の排出口８Ｂを光触媒２の近傍に局所的に形成すれば、第２の領域Ｒから排出される気体Ｇを浄化後における気体Ｇに含められるのみならず、筐体５に流入した気体Ｇを第１の領域Ｒ１に導く効果も得られる。そして、第１の領域Ｒ１において紫外線による有害物の分解を行うことができる。
【００５１】
つまり、排出口８Ｂの適切な配置と第１の領域Ｒ１の形成によって時間的及び空間的に紫外線で分解される有害物の量を増加させることができる。その結果、光触媒２による有害物の分解量を低減することができる。すなわち、単位時間当たりに光触媒２で分割すべき有害物の量を、光触媒２の種類や表面積等で決定される浄化能力の範囲に留めることができる。
【００５２】
ここで、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。また、筐体５の一端に気体Ｇの流入口８Ａを、他端に気体Ｇの排出口８Ｂを設ける場合には、流入口８Ａおよび排出口８Ｂが筐体５の軸方向に平行な一直線上に形成されることが好ましい。この場合において、筐体５の流入口８Ａおよび排出口８Ｂは、いずれも光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。また、光触媒２は、筐体５の流入口８Ａから排出口８Ｂまでの間、途切れることなく連続的に形成されていることが好ましい。これにより、第２の領域Ｒ２を通過する気体Ｇの流れを層流にすることができ、さらに光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【００５３】
特に、光触媒２において単位時間当たりに分解すべき有害物の量が限界を超えると、光触媒２の表面に有害物が堆積し、視認できない程度の僅かな厚さを有する汚染層が形成されてしまうという現象が試験によって確認された。これは、光触媒２による有害物の分解速度が、気体Ｇ中に含まれる有害物の供給速度に追いつかないためであると考えられる。光触媒２の表面に有害物の汚染層が形成されると、汚染層によって紫外線が光触媒２の表面に十分な強度で届かなくなり、光触媒２の浄化作用が十分に得られなくなる。
【００５４】
このため、気体Ｇへの紫外線の照射時間を十分に確保し、気体Ｇに含まれる有害物を紫外線で十分に分解することによって光触媒２による有害物の分解量を許容範囲内に収めることができる。また、光触媒２の表面に有害物が付着したとしても紫外線で分解できる程度の付着量に留めることができる。その結果、気体Ｇの流量が多い場合や気体Ｇに含まれる有害物の濃度が高い場合のように、単位時間当たりに分解すべき有害物の量が多い場合であっても、光触媒２の浄化能力を十分に発揮させ、気体Ｇに含まれる有害物を分解することが可能となる。
【００５５】
しかも、光触媒２近傍を流れた気体Ｇが優先的に筐体５の排出口８Ｂから排出される。このため、紫外線と光触媒２の双方によって有害物が分解された気体Ｇを筐体５の排出口８Ｂから優先的に排出することができる。
【００５６】
尚、筐体５内において気体Ｇの光触媒２への接触機会が十分に確保できることが流体シミュレーションや流体実験等によって確認できれば、気体Ｇの流入口８Ａを必ずしも光触媒２の近傍となるように局所的に配置しなくても良い。
【００５７】
すなわち、筐体５に流入した気体Ｇが第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２に双方に導かれて最終的には紫外線に曝されながら光触媒２の近傍を流れ、光触媒２近傍を流れた気体Ｇが優先的に筐体５から排出されるように、筐体５に気体Ｇの流入口８Ａと排出口８Ｂを形成することが肝要である。従って、気体Ｇの排出口８Ｂについては、上述したように光触媒２近傍に絞られることになる。
【００５８】
気体Ｇの流入口８Ａ及び排出口８Ｂを筐体５の両端に形成する場合、紫外線が気体Ｇの流入口８Ａ及び排出口８Ｂから漏れる可能性がある。そこで、気体Ｇの流入口８Ａ及び排出口８Ｂから漏れる紫外線を外部から遮蔽する遮蔽部９Ａ、９Ｂを設けることができる。図示された例では、横断面が矩形のボックス構造を有する第１の遮蔽部９Ａで気体Ｇの流入口８Ａが遮蔽されている。同様に、横断面が矩形のボックス構造を有する第２の遮蔽部９Ｂで気体Ｇの排出口８Ｂが遮蔽されている。
【００５９】
これにより、ユーザの安全性を確保することができる。特に、ＵＶ−Ｃ帯の紫外線を使用する場合には、ＵＶ−Ｃ帯の紫外線にユーザが曝される事態を確実に回避することができる。
【００６０】
筐体５への気体Ｇの流入口８Ａ及び筐体５からの気体Ｇの排出口８Ｂをそれぞれ第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂで遮蔽する場合には、第１の遮蔽部９Ａに気体Ｇの流入口１０Ａを形成する一方、第２の遮蔽部９Ｂに気体Ｇの排出口１０Ｂを形成することが必要となる。
【００６１】
第１の遮蔽部９Ａへの気体Ｇの流入口１０Ａは、外部への紫外線の漏れが無く、かつ浄化対象となる気体Ｇを浄化対象エリアから効率的に取込むことが可能な位置に形成することが適切である。同様に、第２の遮蔽部９Ｂからの気体Ｇの排出口１０Ｂは、外部への紫外線の漏れが無く、かつ浄化後における気体Ｇを浄化対象エリアに効率的に供給することが可能な位置に形成することが適切である。
【００６２】
このため、具体例として、図示されるように第１の遮蔽部９Ａの側面に気体Ｇの流入口１０Ａを形成する一方、第２の遮蔽部９Ｂの側面に気体Ｇの排出口１０Ｂを形成することができる。
【００６３】
第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂの少なくとも一方の構造をボックス構造とする場合には、内部にファン（送風機）１１を設けることができる。換言すれば、第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂの少なくとも一方を、ファン１１のケーシングとして利用することができる。図示された例では、気体Ｇの吸気側である第１の遮蔽部９Ａの内部にファン１１が配置されている。もちろん、気体Ｇの排出側に当たる第２の遮蔽部９Ｂの内部にファン１１を配置しても良いし、第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂの双方にファン１１を配置しても良い。
【００６４】
第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂの少なくとも一方は、浄化装置１の駆動に必要な回路類のケーシングとしても利用することができる。図示された例では、直流電源から供給される直流電流を交流電流に変換してランプ４に供給するインバータ基板１２と、ファン１１の強弱を調節するためのスイッチ基板１３が、第２の遮蔽部９Ｂの内部に収納されている。また、第２の遮蔽部９Ｂの端面の外部には、浄化装置１の動作をオン状態とオフ状態との間で切換えるための電源スイッチ１４の他、ファン１１の強弱を調整するための調整スイッチ１５が設けられている。
【００６５】
このため、ユーザは、単位時間当たりの気体Ｇの浄化能力を増加させたい場合には、ファン１１の回転数を増加させて気体Ｇの取込流量を増やす一方、ファン１１の振動や騒音を低減させたい場合には、ファン１１の回転数を低減させるといった調節を行うことができる。
【００６６】
浄化装置１による気体Ｇの浄化能力は、上述したように光触媒２による有害物の分解能力、紫外線の波長及び照度並びに気体Ｇの筐体５内における滞留時間等の条件に依存して変化する。このため、浄化装置１による気体Ｇの浄化能力と、気体Ｇに含まれる有害物の濃度に応じて、気体Ｇの流量を適切な流量に設定することが適切である。すなわち、光触媒２及び紫外線の浄化能力が高く、筐体５内における気体Ｇの滞留時間が長い程、気体Ｇの流量を増加させることができる。逆に、目的とする流量の気体Ｇに含まれる所定の濃度の有害物を十分に分解できるように、光触媒２の種類及び表面積、紫外線の波長及び照度並びに気体Ｇの流入口８Ａと排出口１０Ｂの位置、サイズ及び形状を含む筐体５の形状等を決定することが重要である。
【００６７】
以上のような浄化装置１は、筐体５内に形成される第１の領域Ｒ１において第１段階として紫外線のみで気体Ｇを浄化する一方、筐体５内に形成される第２の領域Ｒ２において第２段階として紫外線で活性化した光触媒２と紫外線での双方の作用で気体Ｇを浄化するようにし、光触媒２と紫外線の双方の作用で浄化された気体Ｇを筐体５から選択的又は優先的に排出するようにしたものである。
【００６８】
（効果）
上述した浄化装置１によれば、気体Ｇに分解対象となる有害物が多く含まれている場合であっても、有害物の一部は紫外線で分解されるため、光触媒２によって分解対象となる有害物の量を減らすことができる。このため、光触媒２の表面に有害物が付着して汚染層が形成され、光触媒２による気体Ｇの浄化作用が滅失するといった事態を回避し、光触媒２の性能を十分発揮させることができる。その結果、気体Ｇの浄化能力を向上させることができる。
【００６９】
しかも、光触媒２は板状部材３にコーティングされるため、多孔質のフィルタ内に気体を導く場合に生じるフィルタの目詰まりが無い。このため、メンテナンスが非常に容易である。
【００７０】
（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態に係る浄化装置の構成図であり、図８は図７に示す浄化装置の位置Ｂ−Ｂにおける横断面図である。
【００７１】
図７に示された第２の実施形態における浄化装置１Ａでは、光触媒２でコーティングされた板状部材３を筐体５内に複数枚配置し、共通のランプ４で各板状部材３に紫外線を照射できるようにした点が第１の実施形態における浄化装置１と相違する。第２の実施形態における浄化装置１Ａの他の構成及び作用については第１の実施形態における浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図７及び図８に例示されるように横断面の形状が矩形の筐体５内に４枚の板状部材３を配置することができる。すなわち、筐体５内の各面に板状部材３を固定することができる。この場合、筒状の筐体５内の中心に棒状のランプ４を配置すれば、１つのランプ４で各板状部材３をコーティングする光触媒２に紫外線を照射することができる。
【００７３】
もちろん、筐体５の横断面の形状は矩形に限らず、多角形としたり、曲線と直線を連結した閉じた線で描かれる形状とすることも可能である。そして、横断面の形状が筒状である筐体５の内部に気体Ｇの流路６を形成するとともに、光触媒２で表面がコーティングされた任意数の板状部材３を配置し、筒状の筐体５の内部に棒状のランプ４を配置することができる。
【００７４】
図９は図７に示す筐体５の右側面図であり、図１０は図７に示す筐体５の左側面図である。
【００７５】
横断面が矩形の筐体５内の各面に板状部材３が固定される場合には、板状部材３の数及び位置に合わせて気体Ｇの流入口８Ａ及び排出口８Ｂを、それぞれ板状部材７Ａ及び板状部材７Ｂに設けることが適切である。具体的には、図９に示すように、各板状部材３の幅に対応する長さを有する複数のスリットを気体Ｇの流入口８Ａとして、光触媒２の近傍となるように板状部材７Ａに設けることができる。同様に、図１０に示すように、各板状部材３の幅に対応する長さを有する複数のスリットを気体Ｇの排出口８Ｂとして、光触媒２の近傍となるように板状部材７Ｂに設けることができる。この場合においても、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【００７６】
これにより、筐体５内において気体Ｇを光触媒２でコーティングされた板状部材３の表面付近に導く一方、光触媒２近傍を流れた気体Ｇを選択的又は優先的に筐体５から排出することができる。加えて、排出口８Ｂを絞って局所的に形成することによって、排出口８Ｂを絞らない場合に比べて筐体５内に流入した気体Ｇの滞留時間を長くすることができる。
【００７７】
また、光触媒２で気体Ｇに含まれる有害物を分解することが可能な距離よりも離れた位置にランプ４を配置することによって、第１の実施形態と同様に共通かつ単一の筐体５の内部に紫外線で有害物を分解する第１の領域Ｒ１と、紫外線で活性化した光触媒２と紫外線での双方の作用で有害物を分解する第２の領域Ｒ２をそれぞれ流路６の幅方向の異なる位置に形成することができる。
【００７８】
活性化した光触媒２の作用で有害物を分解できる領域は、紫外線に曝される光触媒２の表面から一定の範囲内となる。このため、図８乃至図１０に例示されるように筐体５内の各面に板状部材３が固定される場合には、第２の領域Ｒ２は概ね筒状の領域となる。他方、紫外線はランプ４の周囲３６０度方向に照射されるため、紫外線のみで有害物を分解する第１の領域Ｒ１も概ね筒状の領域となる。すなわち、ランプ４を中心として内側に筒状の第１の領域Ｒ１が形成され、第１の領域Ｒ１の外側に筒状の第２の領域Ｒ２が形成される。また、紫外線が届くが活性化した光触媒２による反応が十分に起きない４隅の領域についても、紫外線のみで有害物を分解する第１の領域Ｒ１として機能し得る。
【００７９】
各排出口８の位置についても第１の実施形態と同様に、各光触媒２の表面を通り、気体Ｇの各排出方向に平行な直線がそれぞれ各排出口８Ｂの内面を通るように決定したり、或いは、光触媒２の表面を通り、気体Ｇの各排出方向に平行な直線がそれぞれ各排出口８Ｂを通るように決定することによって、それぞれ光触媒２の近傍とすることができる。
【００８０】
以上のような第２の実施形態によれば、第１の実施形態と比較して光触媒２の表面積を大きくすることができる。このため、単位時間当たりに浄化することが可能な気体Ｇの体積を増加することができる。
【００８１】
（第３の実施形態）
図１１は本発明の第３の実施形態に係る浄化装置の構成図であり、図１２は図１１に示す浄化装置の位置Ｃ−Ｃにおける横断面図である。
【００８２】
図１１に示された第３の実施形態における浄化装置１Ｂでは、板状部材３を筒状に形成し、板状部材３の内面を光触媒２でコーティングした点が第１の実施形態における浄化装置１と相違する。第３の実施形態における浄化装置１Ｂの他の構成及び作用については第１の実施形態における浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【００８３】
図１１に示すように板状部材３を筒状に形成して内面を光触媒２でコーティングする場合には、筒状に形成された板状部材３の内部を気体Ｇの流路６とすることができる。また、筒状に形成された板状部材３の内部に棒状のランプ４を配置することによって、共通のランプ４で板状部材３の内面をコーティングする光触媒２の各部分に紫外線を照射することができる。
【００８４】
板状部材３の横断面の形状は、四角筒状や六角筒状のような角筒状としても良いが、図１１及び図１２に例示されるように円筒状とすることが紫外線を効率的に照射する観点から好ましい。すなわち、板状部材３を円筒状に形成し、円筒状の板状部材３の内部の中心位置に棒状のランプ４を配置すれば、光触媒２の各部分に均一に紫外線を照射することができる。また、紫外線の反射光を再び気体Ｇの浄化及び光触媒２の活性化に利用することも容易となる。
【００８５】
図１３は図１１に示す筐体５の右側面図であり、図１４は図１１に示す筐体５の左側面図である。
【００８６】
板状部材３を円筒状に形成する場合には、筐体５についても円筒状に形成することが板状部材３の設置を容易にする観点から合理的である。この場合、棒状のランプ４を両端で支持しつつ筐体５の両端を閉塞する板状部材７Ａ及び板状部材７Ｂの構造は円盤状となる。
【００８７】
板状部材７Ａに形成すべき気体Ｇの流入口８Ａ及び板状部材７Ｂに形成すべき気体Ｇの排出口８Ｂの位置、形状及び数は、第１及び第２の実施形態と同様に、流路６に流入した気体Ｇが光触媒２の近傍に導かれる一方、光触媒２の近傍を流れた気体Ｇが選択的又は優先的に筐体５から排出され、かつ筐体５内における気体Ｇの滞留時間が長くなるように決定することが適切である。
【００８８】
円筒状の板状部材３の内面を形成する光触媒２の近傍に気体Ｇを導くためには、気体Ｇを光触媒２の表面に平行な向きで光触媒２の近傍に導くようにすればよい。他方、光触媒２の近傍を流れた気体Ｇを選択的又は優先的に筐体５から排出するためには、光触媒２の近傍で気体Ｇを筐体５から排出すれば良い。また、筐体５内における気体Ｇの滞留時間を長くするためには、気体Ｇの排出口８Ｂの断面積よりも筐体５及び板状部材３内に形成される気体Ｇの流路６の断面積を大きくすれば良い。
【００８９】
そこで、例えば図１３に例示されるように同一円上に配置された複数の円形の貫通孔を気体Ｇの流入口８Ａとして光触媒２の近傍となる板状部材７Ａの位置に局所的に形成することができる。同様に、例えば図１４に例示されるように同一円上に配置された複数の円形の貫通孔を気体Ｇの排出口８Ｂとして光触媒２の近傍となる板状部材７Ｂの位置に局所的に形成することができる。或いは、同一円上に配置された複数の円形の貫通孔に代えて、同一円上に複数の円弧状に湾曲した長円形の貫通孔又はスリットを形成するようにしてもよい。
【００９０】
光触媒２及び光触媒２で囲まれた流路６が円筒状又は角筒状のように筒状である場合には、図１２乃至図１４に例示されるように紫外線のみで直接又は間接的に有害物が分解される第１の領域Ｒ１がランプ４に隣接する筒状の領域として形成され、紫外線と活性化された光触媒２の作用で有害物が分解される第２の領域Ｒ２が第１の領域Ｒ１の外側で、かつ光触媒２に隣接する筒状の領域として形成される。従って、光触媒２が円筒状であれば、円筒状の第２の領域Ｒ２から選択的又は優先的に気体Ｇが排出されるように、板状部材７Ｂの環状の領域に気体Ｇの排出口８Ｂが形成されることになる。
【００９１】
筐体５が円筒状である場合には、紫外線の漏れを防止するための第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂの構造についても円筒状のボックス構造とすることができる。このため、第１の遮蔽部９Ａ及び第２の遮蔽部９Ｂの湾曲した側面にそれぞれ気体Ｇの流入口１０Ａ及び排出口１０Ｂを形成することができる。尚、図１１に示す例では、同一円上に配置された複数の円形の貫通孔が気体Ｇの流入口１０Ａ及び排出口１０Ｂとして設けられている。
【００９２】
以上のような第３の実施形態によれば、光触媒２の表面積を大きくすることができるのみならず、板状部材３を円筒状に形成すれば紫外線を効率的に光触媒２に照射することが可能となる。このため、単位時間当たりに浄化することが可能な気体Ｇの体積を一層増加することができる。
【００９３】
実際に、珪酸化物と二酸化チタンとを、二酸化チタンの重量が珪酸化物の重量の２倍以上５倍以下の重量となるように混合して成る光触媒２で円筒状の板状部材３の内面を形成し、円筒状の光触媒２の内面にＵＶ−Ｃ帯の紫外線を照射する浄化装置１Ｂを試作した。また、排出口８Ｂのサイズと形状を変えて２種類の浄化装置１Ｂを試作し、一方の浄化装置１Ｂの排出口８Ｂについては図１４に例示されるように直径が５ｍｍの円形の貫通孔を同一円上に配置したものとし、他方の浄化装置１Ｂの排出口８Ｂについては幅が３ｍｍの円弧状のスリットとした。
【００９４】
そして、試作した浄化装置１Ｂを用いて濃度が２５〜３０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含む気体Ｇと、濃度が２５〜３０ｐｐｍのホルムアルデヒドを含む気体Ｇの浄化試験を行った。その結果、いずれの浄化装置１Ｂでもアセトアルデヒド及びホルムアルデヒドを分解除去できることが確認された。また、インフルエンザウイルスを含む気体Ｇを対象とする試験も行ったところ、いずれの浄化装置１Ｂでもインフルエンザウイルスを無害化できることが確認された。
【００９５】
すなわち、気体Ｇが凹凸の無い光触媒２の近傍を通過するのみでも、紫外線による一次的な浄化と、排出される気体Ｇを光触媒２の近傍に絞ることによって、実用的なレベルで気体Ｇを浄化できることが確認された。
【００９６】
特に、幅が３ｍｍの円弧状のスリットを排出口８Ｂとする浄化装置１Ｂの分解性能は円形の貫通孔を排出口８Ｂとする浄化装置１Ｂの分解性能に比べて一層改善され、アセトアルデヒド及びホルムアルデヒドのいずれについても３０分程度で分解除去できることが確認された。また、、幅が３ｍｍの円弧状のスリットを排出口８Ｂとする浄化装置１Ｂを用いると、インフルエンザウイルスを２０分で無害化できることも確認された。この結果からも、排出口８Ｂの形状をスリットにすると円形の貫通孔とする場合に比べて有害物の分解性能を向上できるという性質と、排出口８Ｂの幅Ｂを小さくすると有害物の分解性能を向上できるという性質を確認することができる。
【００９７】
尚、第３の実施形態において、第１の実施形態において説明したように板状部材３で筐体５を構成することもできる。但し、筐体５としての強度を確保するためには、板状部材３の厚さを十分な厚さとすることが必要になる。しかしながら板状部材３を構成する素材の候補となるチタン板は強度が高く、板厚が厚くなる程、成形加工が困難となる。このため、強度を担う筐体５については板厚を厚くしても成形加工が容易なアルミニウム等の材料を用いて構成する一方、板状部材３として高価なチタン板を用いる場合には薄型にして容易に曲げられるようにした方が、素材の有効利用に繋がる。
【００９８】
（第４の実施形態）
図１５は本発明の第４の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面であり、図１６は図１５に示す浄化装置の左側面図である。
【００９９】
図１５及び図１６に示された第４の実施形態における浄化装置１Ｃでは、光触媒２に依らず紫外線の作用によって有害物が分解される第１の領域Ｒ１と、紫外線と活性化した光触媒２の双方の作用によって有害物が分解される第２の領域Ｒ２とを、第１の領域Ｒ１が上流側となり第２の領域Ｒ２が下流側となるように流路６の長さ方向の異なる位置に形成した点が上述した第１乃至第３の実施形態における浄化装置１、１Ａ、１Ｂと相違する。第４の実施形態における浄化装置１Ｃの他の構成及び作用については第１乃至第３の実施形態における浄化装置１、１Ａ、１Ｂと実質的に異ならないため筐体５の内部における構成のみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１００】
図１５及び図１６に例示されるように、紫外線のみで有害物を直接又は間接的に分解する第１の領域Ｒ１を、紫外線と活性化した光触媒２で有害物を分解する第２の領域Ｒ２の上流側に設けることもできる。すなわち、第１の流路６Ａで第１の領域Ｒ１を形成する一方、第２の流路６Ｂで第２の領域Ｒ２を形成し、第１の流路６Ａの下流側に第２の流路６Ｂを配置することができる。この場合においても、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【０１０１】
尚、図１５及び図１６に示す例では、単一の筐体５内に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂが形成されているが別々の筐体内に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂを形成しても良い。従って、流路６の長さ方向に複数のランプ４を配置するようにしても良い。
【０１０２】
また、図１５及び図１６に示す例では、光触媒２とランプ４との間における距離が光触媒２の反応エリア以下となるように数ｍｍ以内に決定されているため、第２の流路６Ｂの出口となる排出口８Ｂを絞らずに形成することができる。すなわち、筐体５のリング状の開口端をそのまま排出口８Ｂとしても、光触媒２近傍を流れた気体Ｇのみを排出することが可能である。
【０１０３】
図１５及び図１６に示す例では、光触媒２が円筒状となっているが、横断面が円形でない筒状や単一又は複数の平板状である場合には、必要に応じて光触媒２の近傍のみに排出口８Ｂを形成するようにしても良い。すなわち、第１の領域Ｒ１を、第２の領域Ｒ２に対して流路６の長さ方向に異なる位置に加えて、流路６の幅方向に異なる位置にも形成することができる。換言すれば、第１の流路６Ａで第１の領域Ｒ１を形成するのみならず、第２の流路６Ｂに第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２の双方を形成するようにしても良い。
【０１０４】
第１の領域Ｒ１を第２の領域Ｒ２の上流側に配置すると、筐体５の流入口８Ａに流入した気体Ｇは、第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａを流れて光触媒２と接触せずに紫外線に曝された後、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂに流入し、光触媒２近傍を流れて排出口８Ｂから排出されることになる。
【０１０５】
このため、第４の実施形態によれば、光触媒２の配置方法に応じて上述した第１乃至第３の実施形態と同様な効果を得ることができる。また、筐体５の幅を小さくしたり、筐体５の構造を簡易にすることができる。
【０１０６】
（第５の実施形態）
図１７は本発明の第５の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面であり、図１８は図１７に示す浄化装置の右側面図である。
【０１０７】
図１７及び図１８に示された第５の実施形態における浄化装置１Ｄでは、単一の筐体５内に仕切り板２０を配置することによって単一の筐体５内に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂとを形成した点が上述した第４の実施形態における浄化装置１Ｃと相違する。第５の実施形態における浄化装置１Ｄの他の構成及び作用については第４の実施形態における浄化装置１Ｃと実質的に異ならないため筐体５の内部における構成のみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
図１７及び図１８に例示されるように単一の筐体５内に形成される空間を仕切り板２０で部分的に区切ることによって、単一の筐体５内に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂとを形成することができる。より具体的には、仕切り板２０で仕切った上流側の空間にランプ４を配置し、下流側の空間に光触媒２でコーティングされた板状部材３を配置することができる。逆に、仕切り板２０と光触媒２との間における距離が光触媒２によって有害物を分解することが可能な距離以下となるように、ランプ４と光触媒２との間に、仕切り板２０を配置することができる。加えて、仕切り板２０を紫外線を透過させる高分子化合物等の公知の素材で構成することができる。
【０１０９】
そうすると、仕切り板２０で仕切った上流側の第１の流路６Ａでは気体Ｇを紫外線のみで浄化する一方、下流側の第２の流路６Ｂでは、仕切り板２０を透過する紫外線と、仕切り板２０を透過する紫外線で活性化した光触媒２の双方で気体Ｇを浄化することができる。また、仕切り板２０の表面には、汚れを防止するためのコーティング層を設けてもよい。これにより、仕切り板２０が汚れにくくなり、手入れが軽減される。コーティング層の材質には制限はないが、紫外線を透過する程度に薄い光触媒を用いることができる。
【０１１０】
仕切り板２０を配置すると、仕切り板２０を挟む両側に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂが互いに異なる向きで形成される。そして、仕切り板２０で区切られていない部分で気体Ｇが第１の流路６Ａから第２の流路６Ｂに流れ方向を変化させながら流入することになる。この場合においても、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【０１１１】
具体例として、図１７及び図１８に例示されるように仕切り板２０の端部を第１の流路６Ａの出口とすると、第１の流路６Ａを通過した気体Ｇが第１の流路６Ａの出口を形成する仕切り板２０の端部において流れの向きを変えて、典型的にはＵターンしながら第２の流路６Ｂに流入することになる。
【０１１２】
気体Ｇと気体Ｇに含まれる有害物との間には比重差があるため、気体Ｇの流れの向きが極端に変化すると、遠心力によって有害物が遠心力が働く方向に集まりやすくなる。気体Ｇが概ね円弧状の軌跡を描いてＵターンする場合であれば、有害物の濃度はより外側において高くなると考えられる。このため、図１７及び図１８に例示されるように仕切り板２０の端部においてＵターンした気体Ｇが光触媒２に接触する場合、流れの向きが局所的に変化して気体Ｇが光触媒２に接触する部分に局所的に有害物が堆積する恐れがある。
【０１１３】
そこで、第１の流路６Ａの出口を形成する仕切り板２０の端部に凹凸を設けることができる。そうすると、気体Ｇが第１の流路６ＡからＵターンしながら第２の流路６Ｂに流入して光触媒２に接触する位置を、仕切り板２０の幅方向に変化させることができる。その結果、光触媒２の表面に付着する有害物を分散することができる。更に、仕切り板２０を光触媒３とは逆の方向、すなわち筐体５の内側方向に湾曲させることによって、気体ＧがＵターンした時の流速を低下させて遠心力を抑制し、光触媒３に有害物質が堆積する部分を広げることで、局所的に有害物が堆積することを抑制することもできる。
【０１１４】
図１９は図１７に示す仕切り板２０を下面方向から見た形状の一例を示す図である。
【０１１５】
図１９に例示されるように仕切り板２０の先端における形状をジグザグにすることができる。これにより、仕切り板２０の幅方向及び長さ方向において異なる位置で気体Ｇの流れの向きを変えながら気体Ｇを第２の流路６Ｂに流入させることができる。すなわち、気体Ｇが同一直線上の位置でＵターンしないようにすることができる。
【０１１６】
言うまでもないことであるが、仕切り板２０の大きさや流れ方向の長さは、光触媒２の種類、ランプ４の種類や照度並びに気体Ｇの流速等の条件に応じて最適なものとすることができる。
【０１１７】
図２０は図１７に示す浄化装置１Ｄの変形例を示す縦断面面である。
【０１１８】
気体Ｇを筐体５の一方側から流入させ、他方側から排出させる場合には、図１７に例示されるように板状部材７Ａに形成される気体Ｇの流入口８Ａに気体Ｇを流す配管２１を連結することによって、気体Ｇを第１の流路６Ａの上流側に導くことができる。尚、気体Ｇの流入口８Ａ及び配管２１の数とサイズは、筐体５に流入させるべき気体Ｇの流量に応じて任意に決定することができる。
【０１１９】
これに対して、気体Ｇを筐体５の同じ方向から流入及び排出できる場合には、図２０に例示されるように、気体Ｇの排出口８Ｂを形成する板状部材７Ｂに気体Ｇの流入口８Ａも形成することによって、気体Ｇを第１の流路６Ａの上流側に流入させることができる。この場合においても、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【０１２０】
以上の第５の実施形態によれば、規格化されたランプ４の長さに合わせて第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２を直列に形成することが可能となる。尚、第５の実施形態は、筐体５内に形成される流路６の幅方向の異なる位置に第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２を形成し、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間を仕切り板２０で物理的に区切った構成と言うこともできる。
【０１２１】
（第６の実施形態）
図２１は本発明の第６の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面、図２２は図２１に示す浄化装置の右側面図、図２３は図２１に示す浄化装置の変形例を示す縦断面面である。
【０１２２】
図２１乃至図２３に示された第６の実施形態における浄化装置１Ｅでは、光触媒２でコーティングされた板状部材３を筐体５内に複数枚配置し、共通のランプ４で各板状部材３に紫外線を照射できるようにした点が第５の実施形態における浄化装置１Ｄと相違する。第６の実施形態における浄化装置１Ｅの他の構成及び作用については第５の実施形態における浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため筐体５の内部における構成のみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１２３】
図２１及び図２２に示すように光触媒２でコーティングされた複数の板状部材３を単一の筐体５内に配置する場合においても、紫外線を透過する仕切り板２０を配置することによって単一の筐体５内に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂとを形成することができる。
【０１２４】
実用的な例として、仕切り板２０と光触媒２との間における距離が光触媒２によって有害物を分解することが可能な距離以下となるように、ランプ４を筒状の仕切り板２０で囲んで内部を第１の流路６Ａとし、外部を第２の流路６Ｂとすることができる。尚、図２１及び図２２に示す例では、筒状の仕切り板２０の外部において気体Ｇが必ず光触媒２の近傍を通るように、光触媒２でコーティングされた４枚の板状部材３が、隙間が生じないように筒状構造となるように敷き詰められている。
【０１２５】
仕切り板２０を筒状とする場合においても、第１の流路６Ａの出口となる仕切り板２０の端部には、図１９に例示されるような凹凸を設けることができる。その場合、気体Ｇが同一平面上の位置でＵターンしないようにすることができるため、有害物による光触媒２の汚染を分散させることができる。
【０１２６】
また、気体Ｇを筐体５の一方側から流入させ、他方側から排出させる場合には、板状部材７Ａに形成される気体Ｇの流入口８Ａに気体Ｇを流す配管２１を連結することによって、気体Ｇを第１の流路６Ａの上流側に導くことができる。逆に、気体Ｇを筐体５の同じ方向から流入及び排出できる場合には、図２３に例示されるように、気体Ｇの排出口８Ｂを形成する板状部材７Ｂに気体Ｇの流入口８Ａも形成することによって、気体Ｇを第１の流路６Ａの上流側に流入させることができる。この場合においても、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【０１２７】
以上のような第６の実施形態によれば、第５の実施形態と比較して光触媒２の表面積を大きくすることができる。このため、単位時間当たりに浄化することが可能な気体Ｇの体積を増加することができる。
【０１２８】
（第７の実施形態）
図２４は本発明の第７の実施形態に係る浄化装置の構成を示す縦断面面、図２５は図２４に示す浄化装置の右側面図、図２６は図２４に示す浄化装置の変形例を示す縦断面面である。
【０１２９】
図２４乃至図２６に示された第７の実施形態における浄化装置１Ｆでは、板状部材３を筒状に形成し、板状部材３の内面を光触媒２でコーティングした点が第５の実施形態における浄化装置１Ｄと相違する。第７の実施形態における浄化装置１Ｆの他の構成及び作用については第５の実施形態における浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため筐体５の内部における構成のみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１３０】
図２４及び図２６に示すように内面が光触媒２でコーティングされた筒状の板状部材３を単一の筐体５内に配置する場合においても、紫外線を透過する仕切り板２０を配置することによって単一の筐体５内に第１の領域Ｒ１を形成する第１の流路６Ａと、第２の領域Ｒ２を形成する第２の流路６Ｂとを形成することができる。実用的な例として、仕切り板２０と光触媒２との間における距離が光触媒２によって有害物を分解することが可能な距離以下となるように、ランプ４を筒状の仕切り板２０で囲んで内部を第１の流路６Ａとし、外部を第２の流路６Ｂとすることができる。
【０１３１】
図２４及び図２５に示す例では、光触媒２でコーティングされた板状部材３が円筒状となっている。このため、円筒状の内面を形成する光触媒２の近傍を気体Ｇが通過するように形成された横断面が環状の第２の流路６Ｂから気体Ｇが排出されるように、複数の円弧状のスリットが気体Ｇの排出口８Ｂとして筐体５の端面を形成する板状部材７Ｂに設けられている。
【０１３２】
仕切り板２０を角筒状とする場合はもちろん、円筒状とする場合においても、第１の流路６Ａの出口となる仕切り板２０の端部には、図１９に例示されるような凹凸を設けることができる。その場合、気体Ｇが同一円上又は同一平面上の位置でＵターンしないようにすることができるため、有害物による光触媒２の汚染を分散させることができる。
【０１３３】
また、気体Ｇを筐体５の一方側から流入させ、他方側から排出させる場合には、板状部材７Ａに形成される気体Ｇの流入口８Ａに気体Ｇを流す配管２１を連結することによって、気体Ｇを第１の流路６Ａの上流側に導くことができる。逆に、気体Ｇを筐体５の同じ方向から流入及び排出できる場合には、図２６に例示されるように、気体Ｇの排出口８Ｂを形成する板状部材７Ｂに気体Ｇの流入口８Ａも形成することによって、気体Ｇを第１の流路６Ａの上流側に流入させることができる。この場合においても、筐体５の排出口８Ｂは、光触媒２の表面（筐体５内に露出した面）と連続的に接続された面を備えることが好ましい。これによって、気体Ｇは、すなわち、筐体５の排出口８Ｂから所定の距離間、第２の領域Ｒ２を通過することになり、浄化の最終段階において光触媒２と気体Ｇとの接触機会を確保することが可能となる。
【０１３４】
以上のような第７の実施形態によれば、第５の実施形態と比較して光触媒２の表面積を大きくすることができるのみならず、板状部材３を円筒状に形成すれば紫外線を効率的に光触媒２に照射することが可能となる。このため、単位時間当たりに浄化することが可能な気体Ｇの体積を一層増加することができる。
【０１３５】
（第８の実施形態）
図２７は本発明の第８の実施形態に係る浄化装置の構成を説明するための断面図である。
【０１３６】
第８の実施形態における浄化装置１Ｇでは、図２７に示すように流路６の少なくとも一部の壁面に凹凸３０を設けた点が他の各実施形態における浄化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆと相違する。第８の実施形態における浄化装置１Ｇの他の構成及び作用については他の各実施形態における浄化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆと実質的に異ならないため凹凸３０を設けた流路６の壁面のみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１３７】
流路６の表面には、光触媒２の近傍を流れる気体Ｇに乱流及び旋回流の少なくとも一方を発生させるための凹凸３０を設けることができる。光触媒２の近傍を流れる気体Ｇに乱流及び旋回流の少なくとも一方を発生させると、気体Ｇが光触媒２と接触する機会を向上させることができる。
【０１３８】
凹凸３０は光触媒２でコーティングされる板状部材３に設けても良いし、仕切り板２０の表面や筐体５の内面に設けても良い。板状部材３に凹凸３０を設ける場合には、光触媒２自体が凹凸３０を有することになる。このため、光触媒２に局所的に有害物が堆積しないように滑らかな凹凸３０を形成しても良い。一方、光触媒２以外の表面に凹凸３０を設ける場合には、光触媒２の近傍を流れる気体Ｇに好ましい乱流又は旋回流が起きやすくなるように様々な形状の凹凸３０を適切な位置に設けることができる。尚、図２７は有害物が堆積する恐れが無い筐体５の内面に凹凸３０を形成した例を示している。
【０１３９】
以上のような第８の実施形態によれば、他の実施形態と比較して気体Ｇが光触媒２と接触する機会を向上させることができる。このため、単位時間当たりに浄化することが可能な気体Ｇの体積を一層増加することができる。この実施形態においては、光触媒２によって浄化される第２の領域Ｒ２を最大４０ｍｍ、さらには最大５０ｍｍに広げることができるため、排出口８Ｂの幅を大きくすることができ、気体Ｇの流量を増加でき、浄化効率を向上することが可能である。なお、第２の領域Ｒ２の広さは、乱流及び旋回流の気体の流れ方や流量によって異なる。この実施形態は、他の実施形態にも適用することができる。
【０１４０】
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【符号の説明】
【０１４１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ  浄化装置
２  光触媒
３  板状部材
４  ランプ
５  筐体
６  流路
６Ａ  第１の流路
６Ｂ  第２の流路
７Ａ、７Ｂ  板状部材
８Ａ  流入口
８Ｂ  排出口
９Ａ  第１の遮蔽部
９Ｂ  第２の遮蔽部
１０Ａ  流入口
１０Ｂ  排出口
１１  ファン（送風機）
１２  インバータ基板
１３  スイッチ基板
１４  電源スイッチ
１５  調整スイッチ
２０  仕切り板
２１  配管
Ｇ  気体
Ｒ１  第１の領域
Ｒ２  第２の領域
Ｂ  排出口の幅
【図１】
2020153353.tif 000003
【図２】
2020153353.tif 000004
【図３】
2020153353.tif 000005
【図４】
2020153353.tif 000006
【図５】
2020153353.tif 000007
【図６】
2020153353.tif 000008
【図７】
2020153353.tif 000009
【図８】
2020153353.tif 000010
【図９】
2020153353.tif 000011
【図１０】
2020153353.tif 000012
【図１１】
2020153353.tif 000013
【図１２】
2020153353.tif 000014
【図１３】
2020153353.tif 000015
【図１４】
2020153353.tif 000016
【図１５】
2020153353.tif 000017
【図１６】
2020153353.tif 000018
【図１７】
2020153353.tif 000019
【図１８】
2020153353.tif 000020
【図１９】
2020153353.tif 000021
【図２０】
2020153353.tif 000022
【図２１】
2020153353.tif 000023
【図２２】
2020153353.tif 000024
【図２３】
2020153353.tif 000025
【図２４】
2020153353.tif 000026
【図２５】
2020153353.tif 000027
【図２６】
2020153353.tif 000028
【図２７】
2020153353.tif 000029
【国際調査報告】
2020153353.tif 000030
2020153353.tif 000031
2020153353.tif 000032
2020153353.tif 000033
2020153353.tif 000034