JP2000055432A

JP2000055432A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2000055432A
Application number: JP10219192A
Authority: JP
Inventors: Kiyoto Hamaguchi; 清人浜口
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】室内からの排気と屋外からの給気との間で熱交
換しつつ、給気を浄化する空気清浄装置では、給気中の
汚染物質が熱交換器に付着して、長期間が経過すると、
きれいな給気を継続できなくなる場合がある。【解決手段】本空気清浄装置１では、熱交換器２１を通
る排気風路と給気風路とを設けた。熱交換器２１を含む
本体ユニット２の上流側と下流側となる給気風路に、光
触媒を担持する光触媒担持体３３と光源３４とを備える
浄化ユニット３，４をそれぞれ配置した。浄化ユニット
３の光触媒により、給気中の汚染物質を分解除去後に、
熱交換器２１に給気を導入し、さらに浄化ユニット４の
光触媒により給気を確実に浄化する。【効果】熱交換器の熱交換効率の低下を防止。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】空気清浄装置に関する。特
に、光触媒を用いて空気中の臭い成分等の汚染物質を浄
化する浄化機能を有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気清浄装置には、例えば、室内からの
排気と屋外からの給気との間で、熱交換しつつ換気する
空気調和装置に、光触媒を用いて空気中の汚染物質を浄
化する浄化機能を備えたものがあり、これには、吹出口
を有するケーシング内に、熱交換器と、光触媒を保持す
る光触媒エレメントとを設けたものが考えられている。
この空気調和装置では、光触媒エレメントは、給気が流
れる給気風路における、熱交換器の下流側に配置されて
おり、換気すると、屋外の空気中の臭い成分等の汚染物
質を除去することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の空気
清浄装置では、光触媒エレメントは熱交換器の下流側に
配置されているので、汚染物質が給気とともに熱交換器
を通過する際に、熱交換器に付着することがある。その
結果、付着した汚染物質が熱交換器内部に徐々に溜ま
り、長期間が経過すると、熱交換器の内部に滞留してい
る汚染物質に比べて、光触媒の浄化機能が相対的に低下
してしまい、きれいな給気を継続できなくなることが想
定される。また、このように汚染物質が滞留した熱交換
器は、その熱交換機能にかかわらず、使用に適さなくな
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、熱交換器への汚染物質の付着を防止できる
空気清浄装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明の空気清浄装置は、室内から屋
外への排気の流れる排気風路と、屋外から室内への給気
の流れる給気風路と、給気と排気との間で熱交換する熱
交換器と、この熱交換器を通る空気を光の照射を受けて
浄化する光触媒を担持する光触媒担持体とを備えた空気
清浄装置において、上記光触媒担持体は、熱交換器の上
流側の給気風路に設けられたことを特徴とする。

【０００６】この構成によれば、以下の作用を奏する。
すなわち、光触媒により給気中の汚染物質を分解して除
去することができ、新鮮できれいな給気を室内に供給で
きる。また、熱交換器の上流側にある光触媒が、給気中
の汚染物質を分解して除去できるので、汚染物質は熱交
換器へ至らず、熱交換器に付着することも防止できる。
その結果、汚染物質が熱交換器内に溜まることがないの
で、汚染物質の滞留に伴い光触媒の浄化能力が相対的に
低下することを防止できる結果、長期間にわたりきれい
な給気を実現できる。また、汚染物質が熱交換器に溜ま
らないので、汚染物質の滞留に起因して熱交換器が使用
できなくなることを防止できる結果、熱交換器の長寿命
化を実現することができる。

【０００７】請求項２記載の発明の空気清浄装置は、請
求項１記載の空気清浄装置において、上記光触媒担持体
は、熱交換器の下流側の給気風路にもさらに設けられた
ことを特徴とする。この構成によれば、請求項１記載の
発明の作用に加えて、以下の作用を奏する。すなわち、
上流側と下流側の光触媒で給気をより確実に浄化するこ
とができる。また、万一、汚染物質が熱交換器に至って
付着することがあったとしても、下流側の光触媒担持体
が給気を浄化して、長期間にわたりきれいな給気を実現
できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の空気
清浄装置を添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本
発明の第１の実施の形態の空気清浄装置の概略構成図で
ある。空気清浄装置１は、室内と屋外との間に一対の空
気流を生成する一対の送風機２２，２３および熱交換器
２１を内蔵する本体ユニット２と、この本体ユニット２
を通る空気流を浄化する浄化ユニット３，４とを備えて
いる。また、空気清浄装置１は、複数のダクト６〜１０
を有し、これらのダクト６〜１０が、浄化ユニット３，
４と本体ユニット２とを接続しつつ空気流を流す。本体
ユニット２は、互いに区画された一対の内部風路を有し
ている。この一対の内部風路と、浄化ユニット３，４の
内部風路と、各ダクト６〜１０とにより、屋外から室内
へ空気流を流す給気風路（この風路での流れを矢印Ｆ１
で示す。）と、室内から屋外へ空気流を流す排気風路
（この風路での流れを矢印Ｆ０で示す。）とが構成され
ている。

【０００９】本発明では、熱交換器２１の上流側の給気
風路に光触媒を担持する光触媒担持体３３を配置して、
光触媒により給気を浄化して熱交換器２１に通すように
している。給気風路は、屋外に臨み空気を取り入れる給
気口１３から、浄化ユニット３の内部風路（矢印Ｆ３
１）と、ダクト６と、本体ユニット２の他方の内部風路
（矢印Ｆ２１）と、ダクト７と、浄化ユニット４の内部
風路（矢印Ｆ４１）と、ダクト８とで構成されて、室内
に臨み空気を吹き出す吹出口１４へ至っている。また、
給気風路は、外気のみを室内に導入する通風路を構成し
ている。

【００１０】排気風路は、室内に臨み空気を吸い込む吸
込口１５から、ダクト９と、本体ユニット２の一方の内
部風路（矢印Ｆ２０）と、ダクト１０とで構成されて、
屋外に臨み空気を排出する排気口１６へと至っている。
本体ユニット２は、箱状のケーシング２４を有し、この
内部に互いに区画された上述の一対の内部風路を有して
いる。この一対の内部風路は、給気風路および排気風路
の一部をそれぞれ構成し、熱交換器２１の内部で互いに
連通することなく交差して、それぞれの内部風路を流れ
る空気流の間で熱交換できるように、熱交換器２１がケ
ーシング２４内に取り付けられている。熱交換器２１
は、例えば、顕熱と潜熱とを同時に熱交換する全熱交換
型の直交流形のものである。これは、平板状の多数の伝
熱シートをスペーサを挟んで間隔を開けて対向させて積
層し、伝熱シート間に一対の内部風路を交互に区画した
ものである。伝熱シートは、紙等の透湿性を有する部材
で形成されている。また、排気風路の一部である一方の
内部風路には、排気の流れを生成する排気用送風機２３
が設けられている。また、他方の内部風路には、給気の
流れを生成する給気用送風機２２が設けられている。

【００１１】本体ユニット２の上流側および下流側の給
気風路に、光触媒担持体３３を含む浄化ユニット３，４
がそれぞれ配置されている。浄化ユニット３は、給気口
１３およびこの給気口１３とつながり給気風路の一部と
して使用される内部風路を形成するケーシング３１と、
その内部風路を流れる空気中の塵埃を捕獲する集塵フィ
ルタ３２と、光の照射を受けて空気を浄化する光触媒を
担持する光触媒担持体３３と、光触媒担持体３３に光を
照射する光源３４とを備えている。空気流の流れに沿っ
て上流側から、集塵フィルタ３２と、光触媒担持体３３
と、光源３４とが順に並んで配置されている。集塵フィ
ルタ３２は、特に外気に含まれている汚染物質を効果的
に除去できるものが使用されている。

【００１２】浄化ユニット４は、ダクトとして機能する
ダクトユニットであり、ダクト７，８間に介在すること
で、ダクト７，８と協働して一体的なダクトとして機能
する。浄化ユニット４は、ダクトとして機能する内部風
路を形成する筒状のケーシング４１と、内部風路に配置
された光触媒担持体３３および光源３４とを備えてい
る。空気流の流れに沿って上流側から、光触媒担持体３
３と、光源３４とが並んでいる。

【００１３】光触媒担持体３３は、通気面と、この通気
面と交差する方向に延びる多数の互いに平行な通気孔と
を有する、例えば、ハニカム構造体で構成されている。
光触媒担持体の通気面と給気風路や排気風路での空気の
流れ方向とは、互いに交差させて配置されている。ハニ
カム構造体は、例えば、塩化ビニル樹脂で形成された、
互いに平行な多数の平板と、隣接する平板間に配置され
た波形板とを含んでいる。ハニカム構造体は、平板と波
形板とを交互に多数積層して、積層する方向に延びた表
面および裏面を有する板状に形成され、表面および裏面
に開口する多数の通気孔を有している。これら平板およ
び波形板の表面または内部に、光、特に紫外線の照射を
受けて臭い成分等を分解する光触媒が担持されている。

【００１４】光触媒は、紫外線等の光を吸収し、そのエ
ネルギを反応物質に与えて化学反応を起こさせる物質を
意味する。この光触媒が有する主な機能としては、臭
い成分の除去による脱臭機能や、臭い成分でない汚染
物質を分解する機能や、微生物の殺菌やウィルスの不
活化を行なう機能（いわゆる殺菌、抗菌機能）等も含ま
れるが、これらの機能は、何れも光触媒の有する酸化分
解機能によって達成されるものである。

【００１５】ここで、酸化分解機能を有する光触媒とし
ては、アナタース型の結晶構造を持つ酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）を例示することができる。このアナタース型の結
晶構造を持つ酸化チタンであれば、弱い紫外線でも高い
浄化能力を発揮できる点で好ましい。また、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）および酸化タングステン（ＷＯ₃）等を用い
てもよい。

【００１６】光源３４は、例えば、直管型の冷陰極型蛍
光ランプである。光源３４は、波長３２０〜４２０ｎｍ
の光を発することができ、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ等の光触媒
を活性化させて効率よく汚染物質を浄化することができ
る。光源３４は、光触媒担持体３３の全面を照明できる
ように、光触媒担持体３３の通気面と所定距離を開け
て、平行に延びて配置されている。

【００１７】なお、光触媒担持体３３や光源３４は、上
述の構成に限定されない。例えば、光触媒担持体３３
は、波形板を用いたものの他、ポリエステル系不織布等
の繊維に光触媒をコーティングしたものでもよい。ま
た、光源３４としては、光触媒を励起できる光を発する
ことができるものであればよく、特に、紫外線を照射で
きるものが、浄化効率を高めるうえで好ましい。また、
光触媒担持体３３と光源３４との配置も上述のものに限
定されず、例えば、光源３４を空気流の上流に配置した
り、光触媒担持体３３を空気流に沿うように配置しても
よい。

【００１８】この空気調和装置１では、給気用送風機２
２および排気用送風機２３が運転されると、室外から給
気風路を通して室内へ空気が給気され、室内から排気風
路を通して室外へ空気が排気される。室外からの給気
は、先ず、浄化ユニット３の集塵フィルタ３２で塵埃を
除去され、次に、光触媒による浄化機能により浄化され
る。このように浄化された給気は、その後、本体ユニッ
ト２の熱交換器２１を通過し、このとき、給気と排気と
の間で熱交換が行われて、例えば、冷たい給気は温かい
排気によって暖められる。その後、浄化ユニット４の光
触媒による浄化機能によってさらに浄化されてから、吹
出口１４から室内に給気される。また、室内からの排気
は、本体ユニット２の熱交換器２１を通過して、排気口
１６から屋外へ排気される。

【００１９】このように本実施の形態によれば、浄化ユ
ニット３の光触媒担持体３３は、熱交換器２１の上流側
の給気風路に設けられたので、熱交換器２１の上流側に
ある光触媒が、給気中の汚染物質を分解して除去できる
結果、汚染物質は熱交換器２１へ至らず、熱交換器２１
に付着することも防止できる。従って、汚染物質が熱交
換器２１内に溜まることがないので、汚染物質の滞留に
伴い光触媒の浄化能力が相対的に低下することを防止で
きる結果、長期間にわたりきれいな給気を実現できる。
また、汚染物質が熱交換器２１に溜まらないので、汚染
物質の滞留に起因して熱交換器２１が使用できなくなる
ことを防止できる結果、熱交換器２１の長寿命化を実現
することができる。というのは、熱交換器２１は、上述
のように紙等の伝熱シートで多数の風路を区画している
ので、その内部に汚染物質が付着したり溜まったりする
と、その汚染物質を洗浄したりして除去することはきわ
めて困難であるからである。

【００２０】さらに、浄化ユニット４の光触媒担持体３
３が、熱交換器２１の下流側の給気風路に設けられたの
で、万一、浄化ユニット３を通過した汚染物質が熱交換
器２１に至って付着することがあったとしても、下流側
になる浄化ユニット４の光触媒担持体３３が給気を浄化
して、長期間にわたりきれいな給気を実現できる。ま
た、上述のように、浄化ユニット３の光触媒担持体３３
により、熱交換器２１に汚染物質が付着することを防止
できるので、熱交換器２１の熱交換効率の低下を防止で
きる結果、この点でも、汚染物質の熱交換器２１への付
着がある場合に比べて、熱交換器２１を長寿命化するこ
とができる。

【００２１】また、浄化ユニット３および浄化ユニット
４の光触媒担持体３３は、その光触媒により給気中の汚
染物質を確実に分解して除去することができ、新鮮でき
れいな給気を室内に供給できる。特に、浄化ユニット４
の光触媒は、熱交換器２１の下流側にあるので、全熱交
換型の熱交換器２１のように、排気経路と給気風路との
間で空気が移行する場合があったとしても、給気を確実
に浄化することができる。

【００２２】また、本体ユニット２は、熱交換器２１を
含む第１ユニットとして構成され、浄化ユニット３，４
は、光触媒担持体３３を含む第２ユニットとして構成さ
れ、これらの第１ユニットと第２ユニットとを組み合わ
せて本空気清浄装置１が構成されている。これにより、
第１ユニットに変更を加えることなく、第１ユニットに
光触媒による浄化機能を安価に付加することができる。
例えば、本体ユニット２のように外気処理装置として機
能するものを第１ユニットとすることで、既存の外気処
理装置をそのまま利用できて好ましい。ここで、第１ユ
ニットと第２ユニットとは、上述のように、ダクトを介
して間接的に接続されてもよいし、次の第２の実施の形
態のように、両ユニットのケーシング同士で直接に接続
されてもよい。

【００２３】次に、第２の実施の形態の空気清浄装置
を、図２の概略構成図を参照しながら説明する。なお、
第１の実施の形態と同様の部分については、同じ符号を
付して説明を省略する。本実施の形態では、上述の本体
ユニット２と浄化ユニット４とが一体に構成された本体
ユニット２０が設けられている。また、この本体ユニッ
ト２０と、浄化ユニット５が、ケーシング同士で直接に
接続されている。

【００２４】空気清浄装置１は、上述の本体ユニット２
０と、この本体ユニット２０に接続される浄化ユニット
５と、これらの各ユニットに接続される複数のダクト
６，７，９，１０とを有しており、これら各部によって
上述の給気風路および排気風路を区画している。すなわ
ち、給気風路（矢印Ｆ１参照）は、給気口１３から、ダ
クト６と、浄化ユニット５の内部風路と、本体ユニット
２０の他方の内部風路（矢印Ｆ２１）と、ダクト７とで
構成されて、吹出口１４へ至っている。排気風路（矢印
Ｆ０参照）は、吸込口１５から、ダクト９と、本体ユニ
ット２０の一方の内部風路（矢印Ｆ２０）と、ダクト１
０とで構成されて、排気口１６へと至っている。

【００２５】本体ユニット２０は、内部に排気風路の一
部と給気風路の一部を区画しつつ以下の各部を収容する
単一のケーシング２５と、ケーシング２５の内部に配置
された各部、すなわち、熱交換器２１と、集塵フィルタ
３２と、各風路に対応する光触媒担持体３３および光源
３４とを有している。ケーシング２５は、上述のケーシ
ング２４と、ケーシング４１とを一体化したものであ
り、排気風路となる、熱交換器２１の下流側の一方の内
部風路には、光触媒担持体３３と光源３４とを収容可能
な空間２５ａを有している。この空間２５ａに、空気流
の流れに沿って上流側から、光触媒担持体３３と、光源
３４とが順に配置されている。

【００２６】浄化ユニット５は、ダクトとして機能する
内部風路を形成する筒状のケーシング５１と、その内部
風路に空気流の流れに沿って上流側から配置された集塵
フィルタ３２、光触媒担持体３３および光源３４とを備
えている。ケーシング５１はと、本体ユニット２０のケ
ーシング２５とは、ダクトを介在させずに、直接に接続
可能とされており、両ケーシングの内部風路同士は、互
いに連通している。

【００２７】このように本実施の形態によれば、本体ユ
ニット２０および浄化ユニット５の２つの光触媒担持体
で、給気中の汚染物質を確実に浄化することができる。
また、浄化ユニット５の光触媒により、給気中の汚染物
質が熱交換器２１へ至らず、汚染物質の熱交換器２１へ
の付着や滞留を防止できる。その結果、汚染物質の滞留
に伴う光触媒の浄化能力の相対的な低下を防止して、長
期間にわたり新鮮できれいな給気を実現でき、しかも、
熱交換器２１の長寿命化を実現することができる。

【００２８】また、万一、汚染物質が浄化ユニット５で
浄化されずに熱交換器２１に至って付着することがあっ
たとしても、本体ユニット２０の光触媒で浄化できるの
で、長期間にわたりきれいな給気を実現できる。このよ
うに本実施の形態によれば、本体ユニット２０は、単一
のケーシング２５内に、熱交換器２１と光触媒担持体３
３とを収容してユニットを構成しているので、熱交換器
２１と光触媒担持体３３とを別々のケーシングに収容す
る場合に比べて、構造を簡素化でき、しかも、熱交換器
２１と光触媒担持体３３とを一体に扱えて設置しやす
い。

【００２９】また、熱交換器２１を含む第１ユニットと
しての本体ユニット２０と、光触媒担持体３３を含む第
２ユニットとしての浄化ユニット５とが設けられている
ので、第１ユニットと第２ユニットとを組み合わせるこ
とで、外気処理装置としての第１ユニットに変更を加え
ることなく、第１ユニットに流入する給気を浄化するた
めの光触媒による浄化機能を安価に付加することができ
る。

【００３０】なお、光触媒担持体３３および光源３４を
含むユニットの構成は、上述の各実施の形態に示したも
のに限定されない。例えば、光触媒担持体３３と光源３
４とでユニットを構成しない場合も考えられる。また、
ユニットとする場合も、上述の本体ユニット２，２０、
ダクトユニット、給気口ユニットの他のユニット構成も
考えられる。例えば、上述の浄化ユニット４のケーシン
グ４１に吹出口１４を形成して、ケーシング４１と光触
媒担持体３３とを備えた吹出口ユニットとして構成して
もよい。また、第２の実施の形態の、浄化ユニット５と
本体ユニット２０とを一体化して、単一のケーシング２
５内に熱交換器２１とその上下流の２つの光触媒担持体
３３とを備えるユニットを構成してもよい。また、第１
の実施の形態の、浄化ユニット３と本体ユニット２とを
一体化して、単一のケーシング内に熱交換器２１と、そ
の上流側の光触媒担持体３３とを備えるユニットを構成
してもよい。また、上述のように各ユニット間の接続
は、ダクトを介した間接的なものでも、直接に連結する
ものでもよい。

【００３１】また、図１と図２に示す各実施の形態で
は、空気清浄装置１は、本体ユニット２に送風機２２，
２３を備えていたが、これには限定されない。例えば、
上述の本体ユニット２から送風機２２，２３を省いて構
成し、この送風機２２，２３の省かれた本体ユニットに
別途設けられた送風機を組み合わせてもよい。このよう
に、本空気清浄装置１としては、送風機２２、２３の有
無には限定されない。また、光触媒担持体３３の配置も
種々例示できる。要は、光触媒担持体３３が、熱交換器
２１の上流側の給気風路に設けられていればよい。

【００３２】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々の設計変更を施すことが可能である。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、以下の効
果を奏する。すなわち、熱交換器の上流側の給気風路に
ある光触媒により、給気中の汚染物質が熱交換器へ至ら
ず、汚染物質の熱交換器への付着や滞留を防止できる。
その結果、汚染物質の滞留に伴う光触媒の浄化能力の相
対的な低下を防止して、長期間にわたり新鮮できれいな
給気を実現でき、しかも、熱交換器の長寿命化を実現す
ることができる。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、熱交換器の上流側と下流側と
の光触媒で給気をより確実に浄化することができ、これ
に加えて、万一、汚染物質が熱交換器に至って付着する
ことがあったとしても、下流側の光触媒で浄化すること
で、長期間にわたりきれいな給気を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の空気清浄装置の概
略構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の空気清浄装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

１空気清浄装置２１熱交換器３３光触媒担持体Ｆ０排気風路Ｆ１給気風路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内から屋外への排気の流れる排気風路(F
0)と、屋外から室内への給気の流れる給気風路(F1)と、
給気と排気との間で熱交換する熱交換器(21)と、この熱
交換器(21)を通る空気を光の照射を受けて浄化する光触
媒を担持する光触媒担持体(33)とを備えた空気清浄装置
(1) において、上記光触媒担持体(33)は、熱交換器(21)の上流側の給気
風路(F1)に設けられたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】請求項１記載の空気清浄装置(1) におい
て、上記光触媒担持体(33)は、熱交換器(21)の下流側の給気
風路(F1)にもさらに設けられたことを特徴とする空気清
浄装置。