CN1942244A - 净化处理材料、空气过滤器、空气调节装置、热交换元件以及热交换器 - Google Patents

净化处理材料、空气过滤器、空气调节装置、热交换元件以及热交换器 Download PDF

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Abstract

本发明提供净化处理材料、空气过滤器、空气调节装置、热交换元件以及热交换器，当将可担载在空气净化部件上的净化处理材料的重量进行某种程度的限制时，所述净化处理材料可表现出比现有的光半导体催化剂更优秀的净化处理能力。净化处理材料(847)是光半导体催化剂(846)和具有光催化剂功能的磷灰石(845)的混合物。另外，光半导体催化剂(846)的二次粒子的直径为0.1～1微米。具有光催化剂功能的磷灰石(846)的二次粒子的直径为1～10微米。

Description

净化处理材料、空气过滤器、 空气调节装置、热交换元件以及热交换器
本发明涉及净化处理材料、空气过滤器、空气调节装置、热交换元件以及热交换器。
背景技术
迄今为止，作为光半导体催化剂，可以列举出以氧化钛、钛酸锶、氧化锌、氧化钨、以及氧化铁等为代表的金属氧化物、以C60等的富勒烯为代表的碳系光催化剂、由过渡金属构成的氮化物、氧氮化物等。当这样的光半导体催化剂被具有带隙以上的能量的光(例如紫外线等)照射时，处于带电子带的电子被激发到传导带，在带电子带中产生空穴，在传导体中产生电子。其结果，在带电子带侧就容易产生氧化反应，在传导体侧就容易产生还原反应。进而，在该状态下，当空气或水等接触光半导体催化剂的表面时，产生化学反应，生成OH-、O2、O2-、以及H2O2等活性氧。于是，该活性氧分解光半导体催化剂近旁所存在的各种有机物。
但是，由于这些光半导体催化剂积极地吸附有机物的能力很差，因此，在某些领域中，存在着净化处理速度并不充分的问题。当前，为了解除该问题，正在开发将磷灰石(apatite)的一部分原子置换为吸附有机物能力较强的原子从而赋予光催化剂功能的材料(以下，称为光催化剂磷灰石)(例如，参考专利文献1和专利文献2)，实际上，改善的是吸附能力。
专利文献1：日本特开2004-2176号公报(第8项)
专利文献2：日本特开2001-302220号公报
发明内容
但是，在当前的粒径控制技术中，要使光半导体催化剂磷灰石的比表面积(每单位重量的表面积)，比现有的光半导体催化剂的比表面积大，就非常困难。从而，当按同一重量，比较现有的光半导体催化剂和光半导体催化剂磷灰石的净化处理速度时，光半导体催化剂磷灰石比现有的光半导体催化剂更差。
本发明的课题在于，提供一种净化处理材料，该净化处理材料所表现出的净化处理能力优于现有的光半导体催化剂。
第1发明的净化处理材料，是光半导体催化剂与具有光催化剂功能的磷灰石的混合物。另外，光半导体催化剂的二次粒子直径为从0.1微米到1微米。此外，具有光催化剂功能的磷灰石，其二次粒子的直径为从1微米到10微米。另外，此处所谓的“光半导体催化剂”，例如是氧化钛、钛酸锶、氧化锌、氧化钨以及氧化铁等为代表的金属氧化物、以C60等富勒烯为代表的碳系光半导体催化剂、由过渡金属构成的氮化物、氧氮化物、具有光催化剂功能的磷灰石等。并且此处所谓的“具有光催化剂功能的磷灰石”，例如是通过离子交换技术，将钙羟基磷灰石的一部分钙原子置换为钛原子的磷灰石等。
此处，净化处理材料是光半导体催化剂与具有光催化剂功能的磷灰石的混合物。因此，二次粒子的大小较小的光半导体催化剂，进入二次粒子的大小较大的具有光催化剂功能的磷灰石粒子的间隙中。从而，就可以使光催化剂反应的活性位点与现有的光半导体催化剂相当。此外，在该状态下，具有光催化剂功能的磷灰石特别地吸附细菌或病毒。其结果，净化处理材料可以表现出比现有的光半导体催化剂更优秀的净化处理能力。
第2发明的净化处理材料，是如第1发明所述的净化处理材料，其中，相对于100重量份的光半导体催化剂，混合有10～35重量份的所述具有光催化剂功能的磷灰石。此外，优选混合有15～35重量份的具有光催化剂功能的磷灰石。
已经确认，100重量份的二次粒子的直径为从0.1微米到1微米的光半导体催化剂对乙醛的氧化分解速度大约为100重量份的二次粒子的直径为从1微米到10微米的具有光催化剂功能的磷灰石对乙醛的氧化分解速度的4倍。
此处，相对于100重量份的二次粒子直径为0.1～1微米的光半导体催化剂，混合10～35重量份二次粒子的直径为1～10微米的具有光催化剂功能的磷灰石，由此生成净化处理材料。该配合比是根据上述光半导体催化剂与具有光催化剂功能的磷灰石对乙醛的氧化分解速度比、以及具有光催化剂功能的磷灰石对乙醛的吸附性能而推导出来的，该配合比若为上述值，则与只使用光半导体催化剂的情况相比，所得净化处理材料对细菌或病毒等的处理能力提高。从而，该净化处理材料可以表现出比现有的光半导体催化剂更优秀的净化处理能力。
第3发明的净化处理材料，是如第1发明或第2发明所述的净化处理材料，其中，光半导体催化剂是二氧化钛。
此时，光半导体催化剂是二氧化钛。在光半导体催化剂中，二氧化钛具有优秀的性价比。由此，可以在抑制成本的状态下解决本发明的课题。
第4发明的净化处理材料，是如第1发明或第2发明所述的净化处理材料，其中，具有光催化剂功能的磷灰石是钛磷灰石。并且，此处所谓“钛磷灰石”，就是通过离子交换等方法，将钙羟基磷灰石等的一部分钙原子置换为钛原子而得到的磷灰石。
此时，具有光催化剂功能的磷灰石是钛磷灰石，钛磷灰石可以通过离子交换法由钙羟基磷灰石简便地进行调制，在具有光催化剂功能的磷灰石中，具有最优秀的性价比。由此，可以在抑制成本的状态下解决本发明的课题。
第5发明的空气过滤器，其担载有第1发明至第4发明任一项所述的净化处理材料。
此时，空气过滤器担载有第1发明至第4发明任一项所述的净化处理材料。因此，该空气过滤器可表现出比担载现有的光半导体催化剂的空气过滤器更优秀的净化处理能力。
第6发明的空气调节装置，具有如第5发明所述的空气过滤器。
此时，空气调节装置具有如第5发明所述的空气过滤器。由此可使得该空气调节装置与现有的利用光半导体催化剂的空气调节装置相比表现出更优秀的净化处理能力。
第7发明的热交换元件，担载有第1发明至第4发明任一项所述的净化处理材料。
此时，热交换元件担载有第1发明至第4发明任一项所述的净化处理材料。由此可使得该热交换元件与担载现有的光半导体催化剂的热交换元件相比表现出更优秀的净化处理能力。
第8发明的热交换器(热交换单元，熱交換ユニツト)，具有如第7发明所述的热交换元件。
此时，热交换器具有如第7发明所述的热交换元件。因此，该热交换器与利用现有的光半导体催化剂的热交换器相比，可表现出更优秀的净化处理能力。
第1发明的净化处理材料可以表现出比现有的光半导体催化剂更优秀的净化处理能力。
第2发明的净化处理材料可以表现出比现有的光半导体催化剂更优秀的净化处理能力。
第3发明的净化处理材料，可以在抑制成本的状态下解决本发明的课题。
第4发明的净化处理材料，可以在抑制成本的状态下解决本发明的课题。
第5发明的空气过滤器，可表现出比担载现有的光半导体催化剂的空气过滤器更优秀的净化处理能力。
第6发明的空气调节装置，可以表现出比利用现有的光半导体催化剂的空气调节装置更优秀的净化处理能力。
第7发明的热交换元件，可以表现出比担载现有的光半导体催化剂的热交换元件更优秀的净化处理能力。
第8发明的热交换器，可以表现出比利用现有的光半导体催化剂的热交换器更优秀的净化处理能力。
附图说明
图1是第1实施方式的空气净化机的外观立体图。
图2是过滤器类和送风机构的分解立体图。
图3(a)是表示放电部的空气流方向上游侧的结构的立体图。
图3(b)是表示流光放电电极的形状的立体图。
图3(c)是表示放电部的上面配置图。
图3(d)是表示流光放电状态的图。
图4是控制部的概略方框图。
图5是粗滤器(プレフイルタ)的详细图。
图6是构成粗滤器网格部的纤维的剖面放大图。
图7是卷绕式过滤器的侧剖面图的一部分。
图8是表示本发明的空气过滤器和纤维的图。
图9是本发明的纤维的放大图。
图10是本发明的纤维的制造装置的简略图。
图11(a)是排出部的剖面图。
图11(b)是表示排气口形状的图。
图12是表示同一表面积中的二氧化钛与钛磷灰石的光催化剂活性的比较图。
图13是表示同一重量的二氧化钛与钛磷灰石的光催化剂活性的比较图。
图14是变形例(B)的纤维的放大图。
图15是变形例(C)的空调机的外观立体图。
图16是表示第2实施方式的总热交换器的内部结构的立体图。
图17是表示第2实施方式的总热交换器的内部结构的上面图。
图18是表示第2实施方式的总热交换器的内部结构的侧面图。
图19是表示第2实施方式的总热交换器的内部结构的分解立体图。
图20是分隔板的立体图。
图21是分隔板的立体图。
图22是表示热交换元件的结构的立体图。
图23是流光放电器的外观立体图。
标号说明
12…热交换元件
34…等离子体催化剂过滤器(空气过滤器)
40…空气净化机(空气调节装置)
100…总热交换器(热交换器)
847…混合物(净化处理材料)
具体实施方式
(第1实施方式)
[空气净化机的整体结构]
图1表示采用本发明的一个实施方式的空气净化机40的外观图。
空气净化机40净化大楼或住宅等的室内空气，并将净化后的空气向室内送风，从而保持室内舒适的环境。该空气净化机40具有：壳体60；送风机构70(参考图2)；控制部50(参考图4)；以及过滤器单元80(参考图2)。
[空气净化机的结构要素]
(1)充体
壳体60构成空气净化机40的外表面，其内部包含有：送风机构70、控制部50以及过滤器单元80。壳体60具有主体部61和正面板62。
A.主体部
主体部61具有上面吸入口63、侧面吸入口64以及排气口65。上面吸入口63和侧面吸入口64是大致呈矩形的开口，其用于将室内空气吸入空气净化机40内，以净化空气净化机40内的室内空气。上面吸入口63设置在与设有排气口65的面相同的主体部61的上表面的正面侧端部上。侧面吸入口64是分别左右设置在主体部61的侧面上的一对开口。排气口65设置在主体部61上表面的背面侧端部。排气口65是用于将净化后的空气从空气净化机40朝向室内排出的开口。
B.正面板
正面板62设置在主体部61的前方，并覆盖设置在主体部61内部的过滤器单元80。正面板62具有正面吸入口66和显示板开口67。正面吸入口66是大致呈矩形的开口，其设置在正面板62的基本中央部且用于将室内空气吸入空气净化机40内。显示板开口67被设置成，可以从壳体60外部肉眼观察到后述显示板56。
(2)送风机构
送风机构70从各吸入口(上面吸入口63、侧面吸入口64、以及正面吸入口66)吸入室内空气，从排气口65排出净化后的空气。该送风机构70设置在壳体60的内侧，并且具有使从各吸入口63、64、66吸入的室内空气通过过滤器单元80的结构。并且如图2所示，送风机构70具有风扇电动机71和送风风扇72。该送风风扇72被风扇电动机71驱动旋转。作为风扇电动机71，采用由倒相电路进行频率控制的变频调速电动机。作为送风风扇72，采用离心风扇。
(3)控制部
空气净化机40还具有由微处理器构成的控制部50。如图4所示，在控制部50上，连接着存储控制程序或各种参数的ROM51、临时存储处理过程中的变数等的RAM52等。
在控制部50上，还连接有温度传感器53、湿度传感器54以及灰尘传感器55等各种传感器类，并且输入各传感器的检测信号。灰尘传感器55将光线照射到导入的空气中，检测由于包含在空气中的烟雾、灰尘、花粉、其它粒子等而发生散射从而到达受光元件的光量，由此可以测定粉尘等的粒子浓度。
进而，在控制部50上，还连接有显示板56。显示板56显示运行模式、各种传感器所检测的监控信息、定时信息、维护信息等，使用者等从外部通过显示板开口67，就可以肉眼观察。此外，该显示板56可以由液晶显示板、LED、以及其它显示元件、或者它们的组合构成。
另外，控制部50连接在风扇电动机71上，根据使用者的操作和各种传感器的检测结果等，可以控制这些装置的运行。
(4)过滤器单元
过滤器单元80设置在壳体60的内部，其用于除去从各吸入口63、64、66吸入的室内空气中所包含的微粒子。如图2所示，过滤器单元80具有粗滤器81、放电部82、光催化剂过滤器83以及等离子体催化剂过滤器84。过滤器单元80具有这样的结构，即，使得从各吸入口63、64、66吸入的室内空气，按照粗滤器81、放电部82、光催化剂过滤器83以及等离子体催化剂过滤器84的顺序，通过过滤器单元80的内部。
A.粗滤器
粗滤器81是过滤器，该过滤器用于从通过送风机构吸入壳体60内的空气中除去较大的尘埃等。粗滤器81具有网格部810和框体811(参考图5)。网格部810是聚丙烯(以下，称为PP)制的丝状树脂网，其附着吸入到壳体60内的空气中所含有的较大尘埃等。此外，如图6所示，构成网格部810的纤维由被覆层814构成，与由PP构成的滤芯810a一样，该被覆层814由PP构成。在被覆层814上，担载有可视光线型的光催化剂812和儿茶素813，并使它们在空气侧露出。可视光线型的光催化剂812包含有通过可视光线使光催化剂作用活性化的氧化钛等，可除去附着在网部810上的尘埃等中所含有的霉菌或细菌等菌类或病毒。儿茶素是一种多酚，是表儿茶酚、表没食子儿茶酚、表儿茶酚没食子酸、表没食子儿茶酚没食子酸的总称。该儿茶素抑制附着在网部810上的尘埃等中含有的霉菌或细菌等细菌的繁殖，或者灭活病毒。
B.放电部
如图3(a)、图3(b)、图3(c)所示，放电部82主要由对置电极822、离子化线821以及流光放电电极823构成。对置电极822是具有方波状截面的金属板，由实际上起到电极功能的实电极部822a和多个缺口部822b构成。并且，缺口部822b起到使空气向后方侧流动的作用。离子化线821配置在对置电极822的空气流方向的上游侧。另外，此时，离子化线821在实电极部822a之间各配置一根。该离子化线821由微小径的钨线材等形成，用作放电电极。流光放电电极823由电极棒823a和针电极823b构成。针电极823b被固定为大致与电极棒823a正交。并且如图3(c)所示，该流光放电电极823配置在对置电极822的空气流方向的下游侧。另外，此时，流光放电电极823配置成，针电极823b与对置电极822的实电极部822a对置。
另外，在这些电极821、822、823中，对置电极822和离子化线821起到使通过粗滤器81的空气中浮游的较小的尘埃耐电的作用。另一方面，对置电极822和流光放电电极823起到生成活性种的作用，该活性种被供应给后述光半导体催化剂担载过滤器831。以下，分别对各电极的组合进行详细描述。
(对置电极和离子化线)
在该放电部82中，如果把高电压施加给离子化线821与实电极部822a之间，则在两个电极821、822之间产生放电。其结果，通过两个电极821、822之间的尘埃等带正电荷。并且已带电的尘埃通过缺口部822b，被供给到后方，通过后述静电过滤器830被静电吸附。此外，此时，由于尘埃中含有的病毒或细菌等也带电，因此提高了后述钛磷灰石对病毒或细菌的吸附效率。
(对置电极和流光放电电极)
在该放电部82中，如果把直流、交流、或脉冲放电电压施加给流光放电电极823和对置电极822之间，则在两个电极822、823之间，产生如图3(d)所示的流光放电。于是，当流光放电产生时，在放电电场中产生低温等离子体。进而，通过该低温等离子体，就会产生高速电子、离子、臭氧、羟基自由基等自由基种，或者产生其它受激分子(受激氧分子、受激氮分子、受激水分子)等。进而，这些活性种随空气流一起，被供应给光半导体催化剂担载过滤器831。
另外，这些活性种具有非常高的能级，即使在到达光半导体催化剂担载过滤器831之前，也具有对包含在空气中的氨类、醛类、氮氧化物等很小的有机分子进行分解、除臭的功能。
C.光催化剂过滤器
光催化剂过滤器83的剖面图的一部分被表示在图7中。光催化剂过滤器83呈将长度多次分批卷绕的辊状，其具有如下的结构，即，当使用中的面受到污染的情况下，将其抽出，切除被污染的部分。该光催化剂过滤器83通过将静电过滤器830和光半导体催化剂担载过滤器831粘合起来而形成。另外，该光催化剂过滤器83如下配置，即，使静电过滤器830面对送风机构70产生的空气流的上游侧，使光半导体催化剂担载过滤器831面对空气流的下游侧。静电过滤器830吸附由放电部82带电的尘埃等。在光半导体催化剂担载过滤器831上，附着通过静电过滤器830的尘埃等。在该光半导体催化剂担载过滤器831的空气流方向的下游侧的面上，涂覆有锐钛矿型(anatase)二氧化钛粒子和钛磷灰石粒子的混合物。并且，二氧化钛粒子的直径为0.1～1微米，钛磷灰石粒子的直径为1～10微米。此外，二氧化钛和钛磷灰石的混合比，按重量比为100∶20。
并且，所谓钛磷灰石，是通过离子交换等方法将钙羟基磷灰石的一部分钙原子置换为钛原子的磷灰石。
D.等离子体催化剂过滤器
如图8和图9所示，等离子体催化剂过滤器84由担载有锐钛矿型二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845的混合物847的PP纤维844形成。
并且，与粗滤器81相同，该纤维844具有滤芯842和被覆层843，在被覆层843担载有混合物847。此外，二氧化钛粒子846的直径为0.1～1微米，钛磷灰石粒子845的直径为1～10微米。此外，二氧化钛和钛磷灰石的混合比，按重量比是100∶20。利用等离子体催化剂过滤器84，吸附没有被光催化剂过滤器83吸附的空气中的病毒或细菌等。在该等离子体催化剂过滤器84中，被吸附的细菌或病毒等，被由活性种活性化的二氧化钛杀灭或灭活。
[形成过滤器的纤维的制造装置和制造方法]
在图10中，示出用于制造形成上述过滤器81、83、84的纤维的熔融喷丝装置90。如图10所示，该熔融喷丝装置90主要由第1干燥装置91a、第2干燥装置91b、第1排出装置92a、第2排出装置92b、射出喷嘴93、冷却装置94、输送装置95、接收装置96、隧道式加热器97、热处理装置98以及卷绕装置99构成。
在第1干燥装置91a中，供给高熔点的聚丙烯树脂的粉末(pellet)。进而，在该第1干燥装置91a中，加热干燥该粉末，直到其水分含有率达到规定值以下。另一方面，在第2干燥装置91b中，供给低熔点的聚丙烯树脂的粉末，该粉末中，已预先分散有锐钛矿型二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845(参考图9)的混合物847。进而，在该第2干燥装置91b中，加热干燥该粉末，直到其水分含有率达到规定值以下。
向第1排出装置92a供应在第1干燥装置91a中已被充分干燥的粉末。第1排出装置92a主要由加热器(未图示)、螺纹921以及缸筒922构成。在该第1排出装置92a中，通过加热器熔化粉末，熔化后的聚丙烯(以下，称为熔化PP)通过螺纹921，朝向射出喷嘴93侧，在缸筒922内移动。另一方面，向第2排出装置92b供给在第2干燥装置91b中已被充分干燥的粉末。与第1排出装置92a一样，第2排出装置92b主要由加热器(未图示)、螺纹921以及缸筒922构成。在该第2排出装置92b中，通过加热器熔化粉末，熔化后的含有混合物的聚丙烯(以下，称为含MX的熔化PP)通过螺纹921，朝向射出喷嘴93侧，在缸筒922内移动。
向射出喷嘴93供给从第1排出装置92a和第2排出装置92b供给的熔化PP和含MX的熔化PP。射出喷嘴93具有如图11(a)所示的侧剖面结构以及如图11(b)所示形状的排气口。在该射出喷嘴93中，熔化PP在第1路径(参考图11(a)的实线箭头)中流动。另一方面，含MX的熔化PP在第2路径(参考图11(a)的虚线箭头)中流动。进而，熔化PP和含MX的熔化PP在从该射出喷嘴93排出后，以含MX的熔化PP覆盖熔化PP的形态被一体化(以下，将这样一体化后的熔化PP和含MX的熔化PP，称为复合熔解物)，输送到冷却装置94。
冷却装置94利用冷却液，对复合熔解物进行冷却、固化和纤维化(以下，将这样得到的纤维称为复合纤维)。进而，复合纤维通过设置在冷却液槽内的浸渍辊94a和排出辊94b，输送到输送装置95。
输送装置95具有输送辊95a，并以规定速度，将复合纤维输送到隧道式加热器97。另一方面，接收装置96具有接收辊96a，并以比输送装置95的输送速度更快的速度，接收来自隧道式加热器97的复合纤维。其结果，复合纤维在输送装置95与接收装置96之间就被加热延伸。在该加热延伸期间，复合纤维的外层(含有混合物的聚丙烯树脂层)被薄膜化，所含有的二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845的一部分在其表面露出(以下，将处于这样状态下的纤维称为光半导体催化剂露出纤维844(参考图9))。然后光半导体催化剂露出纤维844被导入热处理装置98。热处理装置98具有加热器(未图示)，其内部被加热到变为规定温度。在该热处理装置98中，光半导体催化剂露出纤维844一边沿导向辊98a移动，一边被进行热处理。通过该热处理，光半导体催化剂露出纤维844的芯线842结晶，其强度被保持在规定值以上。进而，从热处理装置98送出的光半导体催化剂露出纤维844被卷绕装置99的卷绕辊99a卷绕起来。
经过以上的工序所制造出的光半导体催化剂露出纤维844，就呈现出如图9所示的形状。
[过滤器的制造方法]
上述过滤器81、83、84不是通过编织上述光半导体催化剂露出纤维844而制造出来，而是通过热熔敷制造为不织布。
[本空气净化机的特征]
(1)
在第1实施方式的空气净化机40中，二次粒子的直径为0.1～1微米的锐钛矿型二氧化钛粒子与二次粒子的直径为1～10微米的钛磷灰石粒子的混合物被涂覆在光半导体催化剂担载过滤器831的空气流方向的下游侧表面上。此时，二次粒子的大小较小的二氧化钛进入二次粒子的大小较大的钛磷灰石的空隙中，就可以使光催化剂反应的活性位点与现有的二氧化钛相当。此外，在该状态下，钛磷灰石特别吸附细菌或病毒。其结果，该光催化剂过滤器可表现出比涂覆现有的光半导体催化剂的光催化剂过滤器更优秀的净化处理能力。
(2)
在第1实施方式的空气净化机40中，二次粒子的直径为0.1～1微米的锐钛矿型二氧化钛粒子846与二次粒子的直径为1～10微米的钛磷灰石粒子845的混合物847被担载在等离子体催化剂过滤器84的PP纤维844上。此时，二次粒子的大小较小的二氧化钛进入二次粒子的大小较大的钛磷灰石的空隙中，可以使光催化剂反应的活性位点与现有的二氧化钛相当。此外，在该状态下，钛磷灰石特别吸附细菌或病毒。其结果，该纤维844可表现出比担载现有的光半导体催化剂的纤维更优秀的净化处理能力。
(3)
在第1实施方式的空气净化机40中，构成等离子体催化剂过滤器84的纤维844，由滤芯842和被覆层843构成，在该被覆层843上，担载有锐钛矿型二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845，并使它们在空气侧露出。一般，当粒子填充剂等充填到树脂中时，该树脂中产生较强的变脆的倾向。但是，由于该纤维844具有滤芯842，因此，几乎不会存在这种可能性。此外，由于二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845在空气侧露出，因此二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845可以充分地发挥其光催化剂的功能。
(4)
在第1实施方式的空气净化机40中，二次粒子的直径为0.1～1微米的锐钛矿型二氧化钛粒子与二次粒子的直径为1～10微米的钛磷灰石粒子的混合物以100∶20的重量比例被涂覆或担载在过滤器83、84上。
在图13中表示出，在二次粒子的直径为0.1～1微米的锐钛矿型二氧化钛粒子846与二次粒子的直径为1～10微米的钛磷灰石粒子845为同一重量的情况下，二氧化钛和钛磷灰石相对于该情况下的乙醛的氧化分解效率的曲线图。在图13中，从测定开始点经过10分钟之前，没有对二氧化钛和钛磷灰石照射紫外线，但从测定开始点经过10分钟以后，对二氧化钛和钛磷灰石照射紫外线。从图可知，二氧化钛从照射紫外线起，大约3分钟左右就氧化分解约15ppm的乙醛，与此相对，钛磷灰石从照射紫外线起，大约经过20分钟左右，才好不容易才氧化分解约24ppm的乙醛。从而，二氧化钛对乙醛的氧化分解速度，大约为5.0ppm/min。另一方面，钛磷灰石对乙醛的氧化分解速度，大约为1.2ppm/min。从而，二氧化钛和钛磷灰石对乙醛的氧化分解速度比，就大约为1∶0.24。进而，根据该氧化分解速度比以及钛磷灰石的对乙醛吸附能力，可以得出下述结果：若相对于100重量份的二次粒子直径为0.1～1微米的光半导体催化剂，混合10～35重量份的二次粒子直径为1～10微米的具有光催化剂功能的磷灰石，该情况与只使用二氧化钛的情况相比，对细菌或病毒等的处理能力提高。从而，该过滤器83、84表现出比按原样担载二氧化钛的过滤器更优秀的净化处理能力。
[变形例]
(A)
在第1实施方式的空气净化机40中，钛磷灰石的光催化剂功能被活性种活化，而可替换地，也可以采用紫外线灯等使钛磷灰石或二氧化钛的光催化剂功能被活化。
(B)
在第1实施方式的空气净化机40中，作为形成等离子体催化剂过滤器84的纤维，采用了具有滤芯842的纤维844，但如图14所示的二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845，可以采用内部也大致均匀分散的纤维。另外，一部分二氧化钛粒子846和钛磷灰石粒子845露在纤维表面。
(C)
在第1实施方式中，本发明应用在空气净化机40中，但也可以将本发明应用在如图15所示的进行冷气和暖气调节的空调机200中。
该空调机200是用于把经过调节的空气供给到室内的装置，其具有：室内机201，其安装在室内的壁面等上；室外机202，其设置在室外。在室内机201中，设置有吸入口205，其用于使室内空气进入空调机200内，在该吸入口205的内侧，配备有过滤器单元(未图示)。当将本发明应用于该过滤器单元时，由于可以除去附着和吸附在过滤器单元上的病毒或霉菌、细菌等，因此，可以抑制恶臭的产生或抑制空气污染的产生。
(第2实施方式)
将表示本发明的一个实施方式的总热交换器的内部结构的立体图，表示在图16中，俯视图表示在图17中，侧视图表示在图18中，分解立体图表示在图19中。并且，如图16所示，该总热交换器100是，使来自室外的供气SA(实线空心箭头)与来自室内的排气EA(带阴影的箭头)之间，通过热交换元件12进行热交换并进行换气的装置。
[总热交换器的结构]
如图16、图17、图18、以及图19所示，本总热交换器100主要由壳体1、热交换元件12、空气过滤器12b、风扇10、11、调节风门34以及电气安装件箱EB构成。
[总热交换器的构成要素]
(1)壳体
如图16和图19所示，壳体1由箱体2和盖体3构成，盖体3覆盖上述箱体2的上表面。并且在该壳体1中设有热交换元件室21、排气用风扇电动机容纳室41、排气用风扇容纳室22、供气用风扇电动机容纳室43、供气用风扇容纳室24、供气连通室45、排气连通室46、室外侧吸入室26、室内侧吸入室27以及旁通室31。下面，对上述各室进行详细的说明。
A.热交换元件室
如图16和图18所示，热交换元件室21为呈长方体形状的空间，其用于容纳热交换元件12。并且，该热交换元件室21由箱体2的底板、分隔板16A～16E(参考图16、图20、以及图21)以及盖体3等分隔而被形成。此外，在箱体2的底板、分隔板16A～16E以及盖体3上，分别安装有导向部G1、G2、G3。安装在箱体2的底板上的导向部G1，具有第1导向部G11和第2导向部G12。在插入或拔出热交换元件12的时候，第1导向部G11为热交换元件12的下部棱线进行导向。另一方面，第2导向部G12夹持第1导向部G11而形成为一对，并分别为一对空气过滤器12b的端部边缘进行导向。安装在分隔板16A～16E上的导向部G2具有第1导向部G21和第2导向部G22。在插入或拔出热交换元件12的时候，第1导向部G21为热交换元件12的侧部棱线进行导向。另一方面，第2导向部G22为空气过滤器12b的端部边缘进行导向。在插入或拔出热交换元件12的时候，安装在盖体3上的导向部G3为热交换元件12的上部棱线进行导向。
另外，在该热交换元件室21中容纳热交换元件12时，在热交换元件12的周围生成基本为三角柱形状的4个空间17、18、19、20。以下，在图16和图18中，将由图编号17表示的空间称为第1空间，将由图编号18表示的空间称为第2空间，将由图编号19表示的空间称为第3空间，将由图编号20表示的空间称为第4空间。
B.排气用风扇容纳室
如图16和图19所示，排气用风扇容纳室22容纳排气用风扇10。此外，如图16所示，该排气用风扇容纳室22通过在分隔板16B上形成的开口42，与排气用风扇电动机容纳室41连通。此外，如图16所示，该排气用风扇容纳室22在侧壁上具有排气用室外侧排气口7。
C.排气用风扇电动机容纳室
如图16和图19所示，排气用风扇电动机容纳室41容纳排气用风扇电动机10M。此外，如图16所示，该排气用风扇电动机容纳室41通过由盖体3和热交换元件12的一条棱线分隔的开口23，与第1空间17连通。
D.供气用风扇容纳室
如图16和图19所示，供气用风扇容纳室24容纳供气用风扇11。此外，如图16所示，该供气用风扇容纳室24通过形成在分隔板16D上的开口44，与供气用风扇电动机容纳室43连通。此外，如图16所示，该供气用风扇容纳室24在侧壁上具有供气用室内侧排气口6。
E.供气用风扇电动机容纳室
如图16和图19所示，供气用风扇电动机容纳室43容纳供气用风扇电动机11M。此外，该供气用风扇电动机容纳室43通过由盖体3和热交换元件12的一条棱线分隔的开口25，与第2空间18连通。
F.室外侧吸入室
如图16所示，室外侧吸入室26在侧壁上具有供气用室外侧吸入口5。此外，如图16和图20所示，该室外侧吸入室26通过分隔板16C的开口29，与供气连通室45连通。
G.室内侧吸入室
如图16所示，室内侧吸入室27在侧壁上具有排气用室内侧吸入口4。此外，如图16所示，该室内侧吸入室27通过分隔板16E的开口30，与排气连通室46连通。
H.供气连通室
供气连通室45通过分隔板16F而被分隔，而且位于排气用风扇电动机容纳室41的下方。此外，如图16所示，该供气连通室45与第3空间19连通。
I.排气连通室
排气连通室46通过分隔板16G而被分隔，而且位于供气用风扇电动机容纳室43的下方。此外，如图16所示，该排气连通室46与第4空间20连通。
J.旁通室
旁通室31位于热交换元件室21的抽取方向的相反侧。进而，该旁通室31通过开口32与第1空间17连通。此外，该旁通室31通过开口33与室内侧吸入室27连通。其结果，排气用风扇容纳室22和室内侧吸入室27就通过排气用风扇电动机容纳室41、第1空间17、以及旁通室31连通。
(2)热交换元件
如图16和图19所示，热交换元件12大致呈长方体形状，并设置在排气通路8和供气通路9的交叉部。如图22所示，该热交换元件12具有如下结构，即，使叠褶状特殊牛皮纸(以下，称为分隔(spacer)纸)122和平膜状的特殊牛皮纸(以下，称为隔离纸)121，一边交替地改变方向，一边层叠起来。由于该热交换元件12采取了这样的结构，因此在该热交换元件12中，排气EA的流路和供气SA的流路成为每隔一级交替配置的形态。另外，在该热交换元件12中，供气SA和排气EA的显热和潜热，通过该隔离纸121进行交换。并且，在该分隔纸122和隔离纸121上，以与第1实施方式的光催化剂过滤器相同的方式，涂覆锐钛矿型二氧化钛粒子和钛磷灰石粒子的混合物。
并且，在该热交换元件12的端面上，设置有用于取出热交换元件12的把手12a，如图19所示，如果拆下盖14，就可以从在壳体1的维修面M上开口的插入或拔出用开口13，沿其长边，在长度方向上插入或拔出热交换元件12。
(3)空气过滤器
如图19所示，空气过滤器12b安装在热交换元件12上，并覆盖热交换元件12的接触第3空间19的面、以及接触第4空间20的面。该空气过滤器12b是由聚四氟乙烯纤维构成的不织布。并且，该空气过滤器12b是主要用于捕集较大尘埃的过滤器，不能捕捉细菌或病毒等微小的活体粒子。
(4)流光放电器
流光放电器15分别设置在第3空间19和第4空间20中，通过将高速电子、离子、臭氧、羟基自由基等自由基或者其它受激分子(受激氧分子、受激氮分子、受激水分子)等活性种供给到热交换元件12内部，就可以使担载在热交换元件12内部的钛磷灰石的光催化剂功能活性化。该流光放电器15由放电电极15a和对置电极15b构成。如图23所示，放电电极15a由电极棒151和多个针电极152构成。另外，针电极152以大致与电极棒151正交的方式被固定。对置电极15b是板状电极，并且具有使空气向与其表面成直角的方向通过的多个开口。并且放电电极15a的电极棒151和对置电极15b大致平行地配置。其结果，放电电极15a的针电极152与对置电极15b大致成直角。此外，放电电极15a和对置电极15b连接在直流、交流、或者脉冲高压电源(未图示)上。并且对放电电极15a和对置电极15b施加放电电压时，在放电电极15a的针电极152与对置电极之间，产生流光放电。于是，当产生流光放电时，在放电电场中产生低温等离子体。进而，通过该低温等离子体，就会产生高速电子、离子、臭氧、羟基自由基等自由基，或者产生其它受激分子(受激氧分子、受激氮分子、受激水分子)等。另外，这些活性种随空气流一起，通过对置电极15b的开口之后，被供应给热交换元件12的内部。
另外，该流光放电器15只在后述的热交换元件净化模式中才被通电。
(5)风扇
如图17和图18所示，排气用风扇10和供气用风扇11分别由多叶片风扇(转子)构成，而且被容纳在发泡树脂(例如，发泡苯乙烯)制的涡旋状的风扇外壳(未图示)内。另外，各风扇10、11的旋转轴线L与热交换元件12的插入或拔出方向K平行。
(6)调节风门
调节风门34配置在室内侧吸入室27内。该调节风门34通过例如电动机(未图示)等而旋转，打开开口30和开口33的任意一方，而封闭另一方。
(7)电气安装件箱
电气安装件箱EB配置在维护面M的面对排气用风扇10的部分M1上。在该电气安装件箱EB中，作为电气安装件，容纳有未图示的控制基板等。另外，该控制基板被通信连接到未图示的有线遥控器上，根据从该有线遥控器发送的信号，控制风扇10、11和调节风门34的动作。
[给排气流]
在该总热交换器100中，设置有3个运转模式，即，总热交换换气模式、普通换气模式、以及热交换元件净化模式。下面，对各运转模式进行详细的叙述。
(1)总热交换换气模式
在该总热交换器100中，在利用热交换元件12进行总热交换换气的情况下，通过调节风门34，开口30被打开。并且，如上所述，此时，开口33被封闭。并且，在该状态下，当各风扇10、11运转时，室内空气通过送风管，从室内侧吸入口4被吸入到室内侧吸入室27，通过下述排气通路8，即，开口30→排气连通室46→第4空间20→空气过滤器12b→热交换元件12→第1空间17→开口23→排气用风扇电动机容纳室41→排气用风扇容纳室22，然后从室外侧排气口7排出，并通过送风管排出到室外；与此同时，室外空气通过送风管，从室外侧吸入口5吸入到室外侧吸入室26，并且通过如下供气通路9，即，供气连通室45→第3空间19→空气过滤器12b→热交换元件12→第2空间18→开口25→供气用风扇电动机容纳室43→开口44→供气用风扇容纳室24，然后从室内侧排气口6排出，并通过送风管，对室内供气。
(2)通常换气模式
在春秋等不需要冷气或暖气的中间阶段，进行不作热交换的通常换气。
该总热交换器100，在进行通常换气的情况下，通过调节风门34，使开口33打开。另外，如上所述，此时，开口30被封闭。并且在该状态下，当各风扇10、11运转时，室内空气通过送风管，从室内侧吸入口4，被吸入到室内侧吸入室27中，并通过如下旁通通风路，即，开口33→旁通室31→开口32→第1空间17→开口23→排气用风扇电动机容纳室41→排气用风扇容纳室22，然后从室外侧排气口7排出，并且通过送风管排出到室外；与此同时，室外空气通过送风管，从室外侧吸入口5，被吸入到室外侧吸入室26，并通过如下供气通路9，即，供气连通室45→第3空间19→空气过滤器12b→热交换元件12→第2空间18→开口25→供气用风扇电动机容纳室43→开口44→供气用风扇容纳室24，然后从室内侧排气口6排出，并且通过送风管，向室内供气(供气流与总热交换换气的情况相同)。
(3)热交换元件净化模式
在空气过滤器净化模式中，风扇10、11的转速被控制为尽可能抑制送风量的状态，同时流光放电器15被通电。
[总热交换器的特征]
在第2实施方式的总热交换器100中，二次粒子的直径为0.1～1微米的锐钛矿型二氧化钛粒子与二次粒子的直径为1～10微米的钛磷灰石粒子的混合物，被涂覆在热交换元件12上。此时，二次粒子的大小较小的二氧化钛，进入二次粒子的大小较大的钛磷灰石的空隙中。从而，就可以使光催化剂反应的活性位点与现有的二氧化钛相当。此外，在该状态下，钛磷灰石特别吸附细菌或病毒。其结果，该总热交换器100表现出比利用了现有的光半导体催化剂的总热交换器更优秀的净化处理能力。
[变形例]
在第2实施方式的总热交换器100中，二次粒子的直径为0.1～1微米的锐钛矿型二氧化钛粒子与二次粒子的直径为1～10微米的钛磷灰石的混合物被涂覆在热交换元件12上，在此基础上，也可以将该混合物涂覆在过滤器的单面或双面上。
产业上的可利用性
本发明的净化处理材料可以表现出比现有的光半导体催化剂更优秀的净化处理能力，而且可以应用在空气或水等的净化相关技术中。

Claims (8)

1.一种净化处理材料(847)，该净化处理材料混合有光半导体催化剂(846)和具有光催化剂功能的磷灰石(845)，所述光半导体催化剂(846)的二次粒子的直径为0.1微米～1微米，所述具有光催化剂功能的磷灰石(845)的二次粒子的直径为1微米～10微米。
2.如权利要求1所述的净化处理材料(847)，其中，相对于100重量份的所述光半导体催化剂(846)，混合有10～35重量份的所述具有光催化剂功能的磷灰石(845)。
3.如权利要求1或2所述的净化处理材料(847)，其中，所述光半导体催化剂是二氧化钛(846)。
4.如权利要求1或2所述的净化处理材料(847)，其中，所述具有光催化剂功能的磷灰石是钛磷灰石(845)。
5.一种空气过滤器(84)，该空气过滤器担载有权利要求1至4的任意一项所述的净化处理材料(847)。
6.一种空气调节装置(40)，该空气调节装置具有权利要求5所述的空气过滤器(84)。
7.一种热交换元件(12)，该热交换元件担载有权利要求1至4的任意一项所述的净化处理材料(847)。
8.一种热交换器(100)，该热交换器具有权利要求7所述的热交换元件(12)。
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