(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、
該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、
該フィルタ部材又は上記紫外線ランプを移動させることにより上記オゾン発生部を上記フィルタ部材で覆う又は露出させるための移動手段とを備えたことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、
該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、
該フィルタ部材又は上記紫外線ランプをこのランプの管軸回りに所定角度回転させることにより、上記フィルタ部材を上記オゾン発生部の外側に位置させて上記オゾン発生部を覆う又は上記フィルタ部材を上記殺菌部の外側に位置させて上記オゾン発生部を露出させるための回転移動手段とを備えたことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項３】
上記第一の紫外線が波長184.9nm の紫外線を含み、上記第二の紫外線が波長253.7nm の紫外線を含むと共に、上記第一の材料が比較的純度の高い合成石英ガラスであり、上記第二の材料が比較的純度の低い一般石英ガラスである請求項１又は２記載の空気浄化装置。
【請求項４】
上記管が全体で直円管状であり、上記オゾン発生部と上記殺菌部とが管周方向に等しく半分ずつ形成されるか又は管周方向に等間隔で複数交互に形成される請求項１〜３いずれかに記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン（Ｏ3 ）を用いて室内空気の殺菌、脱臭及び植物の鮮度保持のためのエチレン除去等を行うための空気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内空気の殺菌等を行うための紫外線ランプは大きく分けて二種類のものがある。一つは殺菌ランプと呼ばれるもので、発光部分をなす管に比較的純度の低い一般石英ガラスを用いている。これによると220nm 以上、とりわけ220 〜280nm の波長の紫外線が放出され、特にそのうちの253.7nm の波長の紫外線が空気中のカビ、細菌等に対し高い殺菌力を発揮する。また369nm の波長の紫外線も殺菌に有効である。220nm 未満の波長の紫外線は管に吸収され、外部には放出されない。
【０００３】
もう一つはオゾンランプと呼ばれるもので、発光部分をなす管に比較的純度の高い合成石英ガラスを用いている。これによると220nm より短い一定波長（例えば170nm ）以上の紫外線を放出することができ、特にそのうちの184.9nm の波長の紫外線が、空気中の酸素に作用してオゾンを発生する。オゾンは強力な酸化力を有し、優れた殺菌、脱臭、鮮度保持機能等を有する。このためオゾンランプも殺菌用として非常に優れる。
【０００４】
一方、オゾンは一定濃度（約0.1ppm）を越えると人体に有害である。このためオゾンランプを人間のいる環境で使用するにはオゾン濃度管理、残留オゾンの除去等が問題となる。一方、殺菌ランプにはこのような制約がない。このように殺菌ランプとオゾンランプとにはそれぞれ長所、短所がある。なお、従来技術として特許公報第2819395 号、同第3004953 号等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記二つの波長（253.7nm,184.9nm ）の紫外線を有効に活用して殺菌を行うことが考えられる。即ち、室内等において、昼間等の人間のいる時間帯は波長253.7nm の紫外線による空気の殺菌を行い、夜間等の人間のいない時間帯は波長184.9nm の紫外線によりオゾンを発生させてオゾン脱臭・殺菌等を行うという具合である。また、植物を保管しているような密閉空間でも、人間のいない夜間だけオゾンを発生させてエチレン除去を行うことが考えられる。
【０００６】
しかし、この場合殺菌ランプとオゾンランプとが２台必要となり、装置のコストが上昇してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、１台の紫外線ランプで２種類の波長の紫外線を利用することができ、コストダウンを図ることが可能な空気浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第一の発明に係る空気浄化装置は、発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、該フィルタ部材又は上記紫外線ランプを移動させることにより上記オゾン発生部を上記フィルタ部材で覆う又は露出させるための移動手段とを備えたものである。
【０００９】
また、第二の発明に係る空気浄化装置は、発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、該フィルタ部材又は上記紫外線ランプをこのランプの管軸回りに所定角度回転させることにより、上記フィルタ部材を上記オゾン発生部の外側に位置させて上記オゾン発生部を覆う又は上記フィルタ部材を上記殺菌部の外側に位置させて上記オゾン発生部を露出させるための回転移動手段とを備えたものである。
【００１０】
ここで、上記第一の紫外線が波長184.9nm の紫外線を含み、上記第二の紫外線が波長253.7nm の紫外線を含むと共に、上記第一の材料が比較的純度の高い合成石英ガラスであり、上記第二の材料が比較的純度の低い一般石英ガラスであるのが好ましい。
【００１１】
また、上記管が全体で直円管状であり、上記オゾン発生部と上記殺菌部とが管周方向に等しく半分ずつ形成されるか又は管周方向に等間隔で複数交互に形成されるのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
［第一実施形態］
図１乃至図３に本発明の第一実施形態を示す。図示するように空気浄化装置１は紫外線ランプ２、回転駆動装置３、フィルタ部材４、第一シール部材５及び第二シール部材６を備えて構成される。紫外線ランプ２は、直円管状に形成された管７と、管７の軸方向両端に一体的に設けられた口金８とからなり、両口金８内に管内に突出される放電端子（図示せず）が埋め込んで取り付けられ、各放電端子にリード線９が接続される。外部電源から一対の放電端子にリード線９を介して電源が供給されることで、管７内で放電が行われ、管７が発光（点灯）し紫外線が放出される。紫外線ランプ２はこの第一実施形態では固定系に固定される。
【００１４】
管７はその周方向に等しく二分割され、且つそれらが互いに固着されて構成される。一方の部分はオゾン発生部１０で、これは従来のオゾンランプ同様、比較的純度の高い合成石英ガラスからなる。従ってオゾン発生部１０は170nm 以上の紫外線を透過することができ、特にそのうちのλ1 ＝184.9nm の波長の紫外線が空気中の酸素に作用してオゾンを発生させる。
【００１５】
管７の他方の部分は殺菌部１１で、これは従来の殺菌ランプ同様、比較的純度の低い一般石英ガラスからなる。従って殺菌部１１は波長220nm 以上の紫外線を透過することができ、特にそのうちのλ2 ＝253.7nm の波長の紫外線が空気中のカビ、細菌等の殺菌を行う。殺菌部１１では波長220nm 未満の紫外線は吸収ないし遮断されてしまい、外部に放出されない。
【００１６】
なお、オゾン発生部１０は170nm 以上の紫外線を透過することができるので、λ2 ＝253.7nm の波長の紫外線も透過できる。従ってこの紫外線で殺菌部１１同様空気中のカビ、細菌等を殺菌できる。またλ2 の紫外線で、自己が発生したオゾンの分解もすることができる。
【００１７】
オゾン発生部１０と殺菌部１１とは各々縦割り半円管状の別個の部材として作製された後、通常のガラス細工の手法を用い、互いに突き合わせられて一体に固着され、全体で直円管状に形成される。
【００１８】
管７の周方向半分の部分、図１の例ではオゾン発生部１０が、殺菌部１１同様の一般石英ガラスで形成されたフィルタ部材４で外側から覆われる。フィルタ部材４は、オゾン発生部１０や殺菌部１１と同様縦割り半円管状の部材として形成され、管７より大径に形成されると共に管７と同軸に配置される。またフィルタ部材４は紫外線ランプ２と等しい全長に形成され、図１の例ではオゾン発生部１０の全長を覆い隠す。フィルタ部材４の周方向の両端縁に沿って一対のフランジ部１３が半径方向外側に突出して一体に形成される。これは回転駆動装置３と連結部をなし、フィルタ部材４を回転させるための部分をなす。
【００１９】
回転駆動装置３はフィルタ部材４を管軸回りに1/2 回転（180 °回転）させるためのもので、周知の小型モータ、ギヤ等から構成される。
【００２０】
紫外線ランプ２とフィルタ部材４との間には隙間１４があり、且つこの隙間１４が第一シール部材５及び第二シール部材６で塞がれる。即ち、図４に示すように第一シール部材５は断面四角の直線状に形成され、図５に示すように第二シール部材６は断面四角の半円環状に形成される。第二シール部材６がフィルタ部材４の長手方向両端においてその内面に固着され、第一シール部材５がフィルタ部材４の周方向両端縁に沿って、それぞれの内面に固着され、且つ長手方向両端の第二シール部材６に接続される。これらシール部材５，６は紫外線ランプ２に摺動可能に接触されて隙間１４を塞ぐ。
【００２１】
次に本実施形態の作用を述べる。
【００２２】
まず図１に示すように、昼間など人間のいる時間帯でオゾンを発生させたくないときは、フィルタ部材４をオゾン発生部１０の外側に位置させ、オゾン発生部１０のみを完全に覆い隠す。こうなると、管７のうち殺菌部１１のみが露出されるようになり、殺菌部１１から放出される紫外線、特に波長λ2 の紫外線で空気中のカビ、細菌等を殺菌できる。また、オゾン発生部１０から放出された紫外線のうち、波長220nm 未満の紫外線がフィルタ部材４に吸収ないし遮断されてしまい、それ以上の波長の紫外線のみがフィルタ部材４を透過して外部に放出される。これにより、オゾン発生可能な波長の紫外線、特に波長λ1 の紫外線が外部に放出されなくなり、オゾンの発生がなくなる。オゾン発生部１０から放出された紫外線はフィルタ部材４を通過した後波長220nm 以上のもののみとなり、そのうち特に波長λ2 の紫外線で空気の殺菌を行える。
【００２３】
このとき、オゾン発生部１０から放出される紫外線については、第二シール部材６があることから管端部からの光漏れが防止され、第一シール部材５があることから殺菌部１１との境界位置からの光漏れも防止される。このようにオゾンは一切発生されないので、人間がいる環境下でも安全に使用できる。
【００２４】
次に、図２に示すように、夜間など人間のいない時間帯でオゾンを発生させたいときは、回転駆動装置３によりフィルタ部材４を 1/2回転させ、フィルタ部材４を殺菌部１１の外側に位置させる。このとき殺菌部１１がフィルタ部材４により完全に覆い隠され、管７の露出部分はオゾン発生部１０のみとなる。こうなると、オゾン発生部１０から放出される紫外線、特に波長λ1 の紫外線でオゾンを発生させ、強力に殺菌、脱臭、エチレン除去等を行える。一方、殺菌部１１から放出される紫外線は波長220nm 以上なので、その紫外線はフィルタ部材４に吸収されることなくそのまま通過し外部に放出される。これにより特に波長λ2 の紫外線で空気の殺菌を行える。なお、このときオゾン発生部１０からも波長λ2 の紫外線が放出される。
【００２５】
このように、オゾンを積極的に発生させることができるので強力に殺菌、脱臭等を行える。また波長λ2 の紫外線も放出することができるので、オゾンで殺菌できないような細菌等も効果的に殺菌することができる。
【００２６】
なお、再び人間のいる時間帯になったら、回転駆動装置３によりフィルタ部材４を再度 1/2回転させフィルタ部材４を元の位置に戻す。これにより上記殺菌を行える他、波長λ2 の紫外線で残留オゾンの除去等を行うこともできる。
【００２７】
このように、かかる空気浄化装置及び紫外線ランプによれば、１台の紫外線ランプで２種類の波長の紫外線を利用することができ、コストダウンを図ることができる。またフィルタ部材４を回転させるので管軸方向に大きなスペースを取らないで済み、装置が非常にコンパクトとなる。
【００２８】
［第二実施形態］
図６及び図７に本発明の第二実施形態を示す。この実施形態は第一実施形態とほぼ同様で、異なるのはフィルタ部材４でなく紫外線ランプ２を回転させる点である。即ち、フィルタ部材４が固定系に固定され、紫外線ランプ２が回転駆動装置３により管軸回りに半周回転される。フィルタ部材４を回転させる必要がないのでフランジ部１３は省略される。作用効果については第一実施形態と同様である。
【００２９】
この他にも本発明の実施の形態は様々考えられる。例えば第一及び第二実施形態では管を周方向に等しく二分割したが、四分割、六分割等とする変形も可能である。この場合、オゾン発生部と殺菌部とを周方向に等間隔で交互に形成し、フィルタ部材もオゾン発生部と同等の大きさとし、オゾン発生部のみを覆えるようにする。そしてフィルタ部材を90°，60°等の回転角で回転させ、オゾン発生部を選択的に露出させるようにする。
【００３０】
また、オゾン発生部を露出させるときフィルタ部材を全く別の場所に移動することも可能である。
【００３１】
本発明の「第一の紫外線」には波長λ1 ＝184.9nm 付近のオゾン発生可能な全ての紫外線が含まれる。同様に「第二の紫外線」には波長λ2 ＝253.7nm 付近或いはそれ以上の殺菌可能な全ての紫外線が含まれる。また「第一の材料」及び「第二の材料」には、前記実施形態の如き高純度の合成石英ガラス及び低純度の一般石英ガラス等の他、同等の代替材料が使用可能である。例えば「第二の材料」として、波長180 〜220nm の紫外線を吸収する特性を備えた金属酸化物、例えば酸化鉄や酸化ニッケル等が使用可能である。
【００３２】
フィルタ部材の位置を連続的に可変とし、オゾン発生部又は殺菌部の露出面積又は隠蔽面積を連続可変とすることも可能である。この場合、当然ながらオゾン発生部の露出面積を大きくする程オゾン発生量が多くなる。
【００３３】
なお、特許公報第3004953 号には、管の全体を第一の材料で形成し、その管軸方向の一部に第二の材料を被着したものが開示されているが、これだとオゾン発生部の露出面積を変えられないばかりか、管長全体から均等にオゾン発生用或いは殺菌用紫外線を放出することができない。本発明によればこれらが可能であり、その点でも本発明は非常に有益である。
【００３４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、１台の紫外線ランプで２種類の波長の紫外線を利用することができ、コストダウンを図ることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第一実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】  同縦断正面図でフィルタ部材の移動後を示す。
【図３】  図１の左側面図である。
【図４】  第一シール部材の斜視図である。
【図５】  第二シール部材の斜視図である。
【図６】  第二実施形態を示す縦断正面図である。
【図７】  同縦断正面図で管の移動後を示す。
【符号の説明】
１  空気浄化装置
２，２ａ  紫外線ランプ
３  回転駆動装置
３ａ  スライド装置
３ｂ  開閉スライド装置
３ｃ  開閉装置
３ｄ  開閉移動装置
４，４ａ  フィルタ部材
４ｂ，４ｃ  分割部
７，７ａ  管
１０  オゾン発生部
１１  殺菌部
１４  ヒンジ
λ1 ，λ2   波長
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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