JP2000084061A

JP2000084061A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2000084061A
Application number: JP11020835A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Okada; 茂岡田; Sadaji Shimokawa; 貞二下川; Akiko Saito; 明子齋藤; Miho Saito; 美保斉藤; Ariyoshi Ishizaki; 有義石崎; Munetake Takada; 宗武高田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】空気清浄化能力が高くて、しかも薄形化が可能
な空気清浄装置を提供する。【解決手段】波長４００ｎｍ以下を含む光を発生し、受
電部が一端側に配置されているとともに、受電部側で主
体的に装着されている放電ランプを挟んで離間対向して
二組の光触媒フィルタを配置し、放電ランプの他端側か
ら二組の光触媒フィルタの間に空気を導入する空気導入
手段と、上記空気を光触媒フィルタを通過させて排出す
る空気排出手段とを具備した。放電ランプへの電気接続
および主体的な機械的支持が放電ランプの一端側で行
い、他端側から空気を導入するから、空気抵抗が大きく
なりにくいとともに、薄形にしやすい。光触媒フィルタ
を複数枚空気通過方向に重ねて用いることにより、汚染
物質の捕捉率を高めることができ、結果として空気清浄
能力を高めた空気清浄装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒フィルタを
備えた空気清浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１−１３９１３９号公報には、直
管形の殺菌灯の周囲に同軸関係に円筒状の光触媒フィル
タを設け、殺菌灯および光触媒フィルタの一端側にブロ
ワを配設するとともに、殺菌灯および光触媒フィルタを
包囲する筒形のカバーを同軸に配設し、ケースの風上側
の端部にエアーフィルタを、また風下側の端部に多孔板
を、それぞれ配設した構造の空気清浄装置が記載されて
いる。（従来技術１）従来技術１においては、殺菌灯と光触媒フィルタとの間
にブロワによって送風された空気が殺菌灯からの紫外線
によって活性化された光触媒フィルタの中を通過する際
に光触媒に捕捉された空気中に浮遊する臭いガスや細菌
などの有機の汚染物質が分解されて脱臭、殺菌を行う。
そして、光触媒フィルタを通過して清浄化された空気は
光触媒フィルタに沿ってカバー内を移動して多孔板から
外部に放出される。

【０００３】特開平３−１０６４２０号公報には、直管
形紫外線灯を角筒状の光触媒で包囲し、光触媒の外側か
ら送風して空気が光触媒の外側から内部へ通過し、さら
に反対側の光触媒を内側から外側へ通過させる構成を２
段階直列に配設した空気清浄装置が記載されている。
（従来技術２）また、上記公報には、紫外線灯を角筒形の光触媒で同軸
に包囲して、紫外線灯と光触媒との間であって、しかも
光触媒の表面に沿って空気を流通させるように構成した
空気清浄装置も記載されている。（従来技術３）

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術１
は、直管形の殺菌灯を用いているため、殺菌灯の両端に
接続する電気配線および殺菌灯の機械的支持のためのラ
ンプソケットなどのために、空気抵抗が大きくなり、光
触媒フィルタに十分な量の空気を導入できないという問
題がある。特にこの問題は、光触媒フィルタの内径を小
さくしてなるべく薄形の空気清浄装置を得ようとする場
合に、大きな障害となる。

【０００４】また、従来技術１においては、風上側に位
置しているブロワに向かう紫外線をランプソケットなど
がカットしてしまうので、ブロワにたとえ光触媒膜を形
成しても、ブロワに堆積する汚れを分解して除去する効
果は十分に期待することができない。

【０００５】次に、従来技術２は、光触媒フィルタの紫
外線照射を受けない背面側から未浄化の空気が導入され
るので、光触媒フィルタの背面に捕捉された汚染物質が
分解されないで残留するため、浄化効率が著しく損なわ
れるという問題がある。しかも、光触媒フィルタの背面
に堆積した汚染物質によって光触媒フィルタの空気抵抗
が早期に増加するため、清浄化される空気量すなわち空
気清浄化能力が低下してしまうという問題もある。

【０００６】また、従来技術２においても、従来技術１
と同様に直管形の殺菌線灯を用いているため、装置の構
造が複雑化してしまい、装置を小形化、薄形化すること
が困難である。

【０００７】最後に、従来技術３においては、空気が光
触媒フィルタと殺菌線灯との間を光触媒フィルタの表面
に沿って通過する構造であるため、光触媒フィルタに接
触するのは、通過する空気の一部にすぎないので、空気
清浄化能力はどうしても低くなるという問題がある。な
お、光触媒による汚染物質の分解は、汚染物質が光触媒
に捕捉されることによって初めて行われるのである。

【０００８】本発明は、空気清浄化能力が高くて、しか
も薄形化が可能な空気清浄装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の空気清
浄装置は、波長４００ｎｍ以下を含む光を発光し、受電
部が一端側に配設されているとともに、受電部側で主体
的に装着されている放電ランプと；放電ランプを挟んで
離間対向して配設された二組のほぼ平面状をなす光触媒
フィルタと；放電ランプの他端側から二組の光触媒フィ
ルタの間に空気を導入する空気導入手段と；空気導入手
段によって二組の光触媒フィルタの間に導入された空気
を光触媒フィルタを通過させて排出させる空気排出手段
と；を具備していることを特徴としている。

【００１０】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１１】（放電ランプについて）放電ランプは、放
電により波長４００ｎｍ以下を含む光を発生するのであ
るが、本発明はいわゆる紫外線灯や殺菌線灯に限定する
ものではない。たとえば、主発光が可視光であって、一
部４００ｎｍ以下の波長の発光成分を含んでいるような
放電ランプであってもよい。しかし、光触媒を活性化さ
せるには、波長４００ｎｍ以下の光が効果的であるか
ら、これらの波長域成分の多い発光を行う放電ランプを
用いるのが効果的である。

【００１２】波長４００ｎｍ以下の光は、一般に紫外線
と称されるが、人体に対して有害な３１５ｎｍ以下と、
同じく無害なそれ以上の波長域とに分かれる。前者はさ
らに２００〜２８０ｎｍをＵＶ−Ｃと称し、２８０〜３
１５ｎｍをＵＶ−Ｂと称し、後者はＵＶ−Ａと称してい
るが、いずれの波長域の紫外線も種々の応用が行われて
いる。

【００１３】ところで、波長４００ｎｍ以下の紫外線を
主として発生する放電ランプには、主として２５４ｎｍ
の紫外線を発生する殺菌ランプ、主波長が３５１ｎｍま
たは３６５ｎｍの紫外線を発生するブラックライトと称
される蛍光ランプの他に、主として３００〜４００ｎｍ
にわたる幅広い波長域の紫外線を発生する蛍光ランプも
ある。

【００１４】本発明においては、上記のいずれの放電ラ
ンプをも用いることができる。しかし、本発明における
光触媒は、清浄化対象の空気が通過するフィルタ形態を
なしている関係で、紫外線がフィルタの内部まで進入し
やすくなるようになるべく波長の長い紫外線を多く発生
する蛍光ランプを用いると効果的である。また、抗菌を
目的にする場合には、殺菌ランプを用いることにより、
殺菌線による殺菌作用が加わる。

【００１５】さて、本発明における特徴的構成は、放電
ランプの受電部がその一端側に配設されているととも
に、受電部側で主体的に装着されていることである。

【００１６】紫外線を効果的に発生する放電ランプは、
一般に細長い放電路の両端に一対の電極を備え、電極間
に所定電圧を印加して放電させるように構成されてい
る。したがって、放電路の両端に受電部を備えている。

【００１７】しかしながら、本発明においては、上記の
ように受電部が放電ランプの一端側に配設されているも
のを用いる。放電ランプの一端側に受電部を配設するに
は、たとえば放電路を折り返して放電路の両端の電極を
放電ランプの一端側に集約させればよい。また、直管形
の放電ランプであっても、他端側の受電部を放電ランプ
に沿って折り返すことにより、一端側に集約させること
ができる。

【００１８】次に、放電ランプを受電部側で主体的に装
着するとは、受電部のある基端側で放電ランプを基本的
に取り付けていて、主体的には受電部側で支持されてい
ることを意味する。したがって、放電ランプは先端側に
空気抵抗を大きく増加させるための機構が存在しない。
また、受電部が基端側にあることにより、先端側には受
電のための機構も存在しない。しかし、先端部側を空気
抵抗が大幅に増加しない範囲で補助的に支持することは
許容される。

【００１９】（光触媒フィルタについて）光触媒は、光
照射を受けると、その光エネルギーを吸収して励起し、
電子と正孔とが発生して、光触媒の表面にある酸素や水
分と反応して活性酸素やＯＨラジカルが発生し、これら
が有機物質と結合して分解して炭酸ガスや水となると考
えられている。

【００２０】光触媒を構成する物質は、ＴｉＯ２、ＷＯ
３、ＬａＲｈＰ３、ＦｅＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＦ
ｅ２Ｏ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣｄＳｅ、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＲｕＯ２、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＭｏＳ３、ＬａＲｈＯ
３、ＣｄＦｅＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｏＳ２、Ｉｎ２Ｏ
３、ＣｄＯ、ＳｎＯ２などである。光触媒を得るには、
これらの半導体物質の一種または複数種を混合して用い
ることができる。

【００２１】なお、ＴｉＯ２、ＷＯ３、ＳｒＴｉＯ２、
Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＳ、ＭｏＳ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｏＳ
２、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＯなどは等価電子帯のレドックス
・ポテンシャルの絶対値が伝導帯のレドックス・ポテン
シャルよりも大きいため、酸化力の方が還元力よりも大
きく、有機化合物の分解による消臭作用、防汚作用また
は抗菌作用に優れている。

【００２２】また、上記各物質の中で原料コスト面にお
いては、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３およびＺｎＯが優れてい
る。

【００２３】しかし、各種の光触媒物質の中でＴｉＯ２
は、光触媒作用が顕著であるとともに、安全で工業的に
合理的な価格で、しかも必要量を入手できるので、最も
有望視されている。

【００２４】ところで、ＴｉＯ２には、その結晶構造と
してアナターゼ形およびルチル形があり、光触媒作用は
アナターゼ形の方が優れているといわれている。

【００２５】さて、本発明において用いる光触媒フィル
タは、ほぼ平面状をなしていて、かつ通気性を備えてい
る。ガラス繊維を編組して形成したメッシュ構造体に光
触媒物質を適当な結着材によって担持させたものを用い
ることができる。また、ハニカム構造体の表面に光触媒
物質を適当な結着材によって担持させたものを用いても
よい。さらに、光触媒物質を適当な結着材によって直接
ハニカム構造体などの多孔質構造体に形成したものを用
いることができる。

【００２６】光触媒フィルタが「ほぼ平面状をなす」と
は、多少の湾曲を含んでいることを許容する意味であ
る。

【００２７】また、各組の光触媒フィルタは、それぞれ
１枚ないし複数枚の光触媒フィルタによって構成するこ
とができる。

【００２８】さらに、光触媒フィルタのメッシュサイズ
を場所により変化させることができる。これに対して、
メッシュサイズが一定であると、たとえば空気導入口に
近い所では、風圧が高く、順次離れるにしたがって徐々
に風圧が低下し、空気導入口から最も遠い所では風圧は
最も低くなっているから、光触媒膜が同一のメッシュの
大きさであると、風圧の高い場所ほど風速が高くなって
空気通過量が多くなって汚染物質を多く捕捉するが、風
圧の低い場所は反対に風速が低下して空気通過量が少な
くなって汚染物質の捕捉量が低下する。要するに、光触
媒フィルタの中で汚染物質の捕捉率の粗密が生じてしま
い、光触媒フィルタの利用率が低下する。

【００２９】そこで、前述のように光触媒フィルタの風
圧の高低分布に応じてメッシュサイズを変えることによ
り、通過空気量をほぼ一定にして光触媒フィルタの利用
率を高めることもできる。たとえば、空気導入部近傍に
おいては光触媒フィルタのメッシュを相対的に密にし、
空気導入部から離隔するにしたがい連続的または段階的
にメッシュを疎にすることができる。

【００３０】そうして、本発明においては、二組の光触
媒フィルタを放電ランプを挟んで離間対向して配設する
のであるが、放電ランプと光触媒フィルタとの間の距離
は任意に設定することができる。距離が大きければ、紫
外線照射範囲が大きくなるが、光触媒フィルタに照射さ
れる紫外線強度が小さくなる。反対に接近させれば、照
射される紫外線強度が大きくなるが、照射範囲が狭くな
る。なお要すれば、光触媒フィルタは、放電ランプに接
触していてもよい。放電ランプの紫外線放射量、放電ラ
ンプの使用数および光触媒フィルタの面積などによっ
て、放電ランプおよび光触媒フィルタの間の距離を設計
的に適宜設定すればよい。

【００３１】（空気導入手段について）空気導入手段
は、光触媒フィルタの放電ランプと対面している側の面
に清浄化すべき空気を導入することができれば、どのよ
うな構成であってもよい。

【００３２】しかし、空気導入手段としてファンを用い
る場合、ファンは軸流ファンおよび横流ファンのいずれ
であってもよい。反対に、後述する空気排出手段にファ
ンを用いる場合には、空気導入手段としては、空気の取
り入れ開口を形成するだけでもよい。

【００３３】空気導入手段の外側にはグリルなどのよう
な保護手段やメカニカルフィルタなどを配設することが
望ましい。

【００３４】（空気排出手段について）空気排出手段
は、空気導入手段と協働して二組の光触媒フィルタの間
に導入した空気を光触媒フィルタを通過させて清浄化さ
れた空気を空気清浄装置の外部に排出するために機能す
るもので、空気導入手段がファンである場合には、単に
空気排出用の開口だけでもよい。

【００３５】また、空気排出手段としてファンを配設す
ることができる。この場合には、前述した空気導入手段
はファンを配設しなくてもよい。

【００３６】さらに、光触媒フィルタを通過して空気
は、どのような方向へ排出してもよい。したがって、放
電ランプ、光触媒フィルタなどをケース内に収納する場
合に、空気排出開口をケースの適当な位置に配設するこ
とができる。

【００３７】なお、空気排出開口にはグリルや目の大き
なメッシュを保護のために配設することが望ましい。

【００３８】（本発明の作用について）本発明において
は、放電ランプの受電手段が一端側に配設されるととも
に、放電ランプを受電部側で主体的に装着しているた
め、空気導入に際して放電ランプの受電のための手段お
よび主体的に機械的に支持する手段が空気導入手段と光
触媒フィルタとの間に存在しないので、これらが空気抵
抗を増加させることがない。このため、空気清浄化能力
が高くなる。たとえ放電ランプの先端部を補助的に支持
したとしても、従来のように空気抵抗が大幅に増加する
ものではない。

【００３９】また、二組の光触媒フィルタがほぼ平面状
をなしていて、放電ランプを挟んで配設されているの
で、光触媒フィルタの間に導入された空気は、二手に分
かれて光触媒フィルタを通過する。その通過の際に光触
媒に接触した悪臭成分や揮発性有機成分（ＶＯＣ）は光
触媒フィルタに捕捉され、次いで分解されて除去され
る。さらに、細菌類もその多くが光触媒に捕捉されるこ
とにより殺菌されるし、有機質の汚れ物質も光触媒フィ
ルタに捕捉されて分解除去される。

【００４０】そうして、放電ランプは、幅の狭いものを
容易に得ることができるから、本発明の空気清浄装置
は、これをすこぶる薄形に形成することができるととも
に、コンパクトにすることができる。したがって、食品
保管庫や車両などの狭いスペースにも適合する空気清浄
装置を得ることができる。しかし、本発明はコンパクト
な空気清浄装置に限定されるものではなく、ホテル、店
舗、学校、オフィス、工場、下水処理場およびごみ処理
場などの業務用の大容量タイプの空気清浄装置、さらに
は住宅、航空機、バスなどの中容量タイプの空気清浄装
置にも適合するものである。このような中・大容量タイ
プであっても薄形にできる利点は有意義である。

【００４１】さらに、空気導入手段に光触媒膜を形成し
たファンを用いる場合に、放電ランプと当該ファンとの
間に障害物がないように構成できるから、紫外線をファ
ンの光触媒膜にも照射してファンブレードに付着した汚
染物質を分解して除去することができる。これにより、
空気導入能力の低下を抑制することができる。

【００４２】請求項２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、放電ランプは、二組の
光触媒フィルタとほぼ平行な面内において折り返されて
いて、放電路の両端に配設された一対の電極が一端側に
位置していることを特徴としている。

【００４３】「放電ランプが折り返されている」とは、
放電路の両端の一対の電極が同一の側にあって放電ラン
プの一端を形成していることを意味し、放電路の中間部
は多様な形状を形成していることが許容される。たとえ
ば、Ｕ字状、Ｍ字状、コ字状、蛇行状などであってもよ
い。

【００４４】そうして、放電ランプを折り返すことによ
り、受電部を放電ランプの一端側へ揃えることができる
とともに、放電路長を大きくしてランプ電圧を高くし、
これによって消費電力を大きくすることで紫外線発生量
を多くすることができる。このため、本発明において
は、放電ランプの幅を増加することなく、紫外線発生量
を増加できるから、コンパクトでありながら空気清浄能
力の高い空気清浄装置を得ることができる。

【００４５】請求項３の発明の空気清浄装置は、請求項
１または２記載の空気清浄装置において、放電ランプ
は、二組の光触媒フィルタの面に直交する方向の幅が１
２ｍｍ以下であることを特徴としている。

【００４６】放電ランプの上記方向の幅を１２ｍｍ以下
に規定するのは、空気清浄装置の奥行を少なくとも５０
ｍｍ以下にするためである。奥行が５０ｍｍ以下であれ
ば、壁掛け形にして使用する場合などにおいて、場所を
選ばなくて済む。

【００４７】しかし、一層好適な奥行は３０ｍｍ程度で
ある。この一層好ましい奥行を実現するには、放電ラン
プの一対の光触媒フィルタの面に直交する方向の幅を８
ｍｍ以下好ましくは６ｍｍ以下にすればよい。

【００４８】請求項４の発明の空気清浄装置は、請求項
１ないし３のいずれか一記載の空気清浄装置において、
放電ランプは、電極が冷陰極であることを特徴としてい
る。

【００４９】冷陰極は、電子を電界放出させる方式の電
極であるから、電極を小形化することができる。電極を
小形化することにより、放電ランプの幅を小さくするこ
とができる。既に説明したように、放電ランプの小形化
により空気清浄装置の薄形化を実現することができる。

【００５０】放電ランプの電極には、冷陰極の他に熱陰
極があるが、熱陰極は、フィラメントを用いる構成のも
のは、放電ランプの幅を８ｍｍ以下にするのが困難であ
る。

【００５１】請求項５の発明の空気清浄装置は、請求項
１ないし３のいずれか一記載の空気清浄装置において、
放電ランプは、電極が熱陰極であることを特徴としてい
る。

【００５２】熱陰極は、熱電子放出作用を有する陰極で
あるが、始動時のモードについては冷陰極スタートモー
ドおよび熱陰極スタートモードのものに分かれる。

【００５３】冷陰極スタートモードは、始動時は冷陰極
として作用するが、点灯時には熱陰極として作用する。

【００５４】熱陰極スタートモードは、始動時から熱陰
極として作用する。熱陰極スタートモードは、直熱形お
よび傍熱形に分かれる。直熱形は、タングステンなどの
金属フィラメントを陰極としてこれに直接電流を流して
過熱して熱電子放出を行う。傍熱形は、陰極の中に加熱
用のヒータを内蔵して熱電子放射物質を加熱して熱電子
放出を行う。

【００５５】本発明は、いずれのモードをも含む。

【００５６】そうして、熱陰極は、電子放出量が多いの
で、紫外線発生量を多くできるという特徴がある。しか
し、加熱のためのフィラメントを用いると、前述したよ
うに小形化が困難になるために、十分な薄形化が困難に
なるが、適度に薄形であればよいなら、効果的である。

【００５７】しかし、点灯時に熱陰極モードであればよ
いなら、たとえば特開平６−２６７４０４号公報に記載
されているようなセラミック電極材料を用いることによ
り、熱陰極を備えていても放電ランプの小形化が可能に
なる。

【００５８】また、放電ランプが熱陰極を備えているこ
とにより、電子放出量を多くして紫外線発生量を多くす
ることができるので、放電ランプの使用数を減らして空
気清浄装置のコストを低減することができる。

【００５９】さらに、熱陰極を備えた放電ランプは、電
子放出量が多いので、紫外線発生量を所要に維持してさ
らに可視光を発生するように放電ランプを構成すること
もできる。すなわち、紫外線を効率よく発生する蛍光体
に可視光を発生する蛍光体を混合して放電容器の内面側
に蛍光体層を形成することにより、このような放電ラン
プを容易に得ることができる。

【００６０】可視光を適度に含む放電ランプを用いるこ
とにより、放電ランプの点灯を容易に確認することがで
きる。また、可視光を用いて表示パネルを内面から透過
光により表示することもできる。

【００６１】請求項６の発明の空気清浄装置は、請求項
１ないし５のいずれか一記載の空気清浄装置において、
放電ランプは、その複数が光触媒フィルタのほぼ平面と
ほぼ平行な同一面内に沿って離間して配設されているこ
とを特徴としている。

【００６２】本発明は、複数の放電ランプを用いること
により、光触媒フィルタの面積に応じた所望量の紫外線
を発生させる場合に好適である。

【００６３】また、本発明においては、複数の放電ラン
プを用いていても、同一面内に配設しているので、空気
清浄装置の奥行が大きくなるようなことはない。なお、
「ほぼ平行な同一面内」とは、多少のばらつきは許容さ
れるという意味である。

【００６４】さらに、複数の放電ランプは全て同一特性
のものを用いることができる。波長２５４ｎｍの紫外線
を発生する放電ランプを用いると、光触媒による汚染物
質の分解に加えて殺菌線による殺菌を行うので、殺菌を
主とする空気清浄装置の場合に効果的である。

【００６５】また、主として波長約３６５ｎｍまたは３
５１ｎｍをピークとする紫外線を発生する放電ランプや
波長３００〜４００ｎｍの範囲の幅広い波長の紫外線を
発生する放電ランプを用いることができるが、大別して
上記３種類の異なる発光特性の放電ランプの２種以上の
放電ランプを組み合わせて用いることもできる。後者の
場合において、同一発光特性の放電ランプを選択的に点
灯できるように構成することもできる。

【００６６】請求項７の発明の空気清浄装置は、請求項
１ないし６のいずれか一記載の空気清浄装置において、
二組の光触媒フィルタは、それぞれ複数枚の光触媒フィ
ルタによって構成されていることを特徴としている。

【００６７】本発明においては、複数枚の光触媒フィル
タを重ねて配設するか、または互いに間隔をおいてほぼ
平行に配設することにより、汚染物質の捕捉能力が向上
し、空気清浄化能力を高くすることができる。後者の場
合には、風圧抵抗の増加を抑えながら汚染物質の捕捉率
を向上させることができる。

【００６８】さらに、複数の光触媒フィルタを用いる際
に前後の光触媒フィルタのメッシュの位置を互いに重な
らないようにずらすことにより、一層汚染物質の捕捉率
を高めることができる。

【００６９】さらにまた、光触媒フィルタの枚数は制限
されないが、２枚のときが最も費用対効果比が良好にな
る。

【００７０】請求項８の発明の空気清浄装置は、請求項
１ないし７のいずれか一記載の空気清浄装置において、
空気導入手段は、光触媒フィルタより風上に配設される
とともに回転軸が光触媒フィルタの面とほぼ平行な面に
位置している横流ファンであることを特徴とする。

【００７１】本発明は、空気清浄装置が薄形にもかかわ
らず十分な風量を確保するための構成を規定している。

【００７２】また、本発明において、放電ランプを複数
用いるとともに、光触媒フィルタの面積を大きくして空
気清浄化能力の大きい中・大容量タイプの空気清浄装置
を得る場合には、横流ファンの軸長を大きくすればよい
ので、構成が簡単であるから、容量が比較的大きい空気
清浄装置に好適である。しかし、横流ファンを小形化す
ればよいので、本発明は小形の空気清浄装置にも効果的
である。

【００７３】請求項９の発明の空気清浄装置は、請求項
１ないし８記載の空気清浄装置において、放電ランプ、
光触媒フィルタおよび空気導入手段を収納するととも
に、空気排出手段の少なくとも一部を構成しているケー
スを具備していることを特徴としている。

【００７４】光触媒フィルタを挟んで放電ランプと対面
しているケースの内面を紫外線反射性に構成することに
より、光触媒フィルタを通過した紫外線をケースの内面
で反射させて光触媒フィルタを背面側から活性化させる
ことができる。このため、さらに空気清浄化能力を高め
ることができる。なお、紫外線反射性に構成するには、
たとえばケースをアルミニウムで形成するか、ケースの
光触媒フィルタに対面する部分に反射板を配設すればよ
い。

【００７５】空気排出手段は、光触媒フィルタを通過し
て清浄化された空気を排出して室内に還流するためのも
のである。空気導入手段がファンである場合には、単に
ケースに空気排出用の開口を形成するだけで空気排出手
段を構成することができ、構造の簡単化を図ることがで
きる。

【００７６】これに対して、空気排出手段に吸い出し用
のファンを用いる場合には、ケースに空気排出用の開口
を形成して空気排出手段の一部とする。空気排出用の開
口はケースの適当な位置に形成することができる。たと
えば、空気導入手段をケースの上部に配設する場合に
は、空気排出用の開口は、ケースの底面、側面、前面お
よび背面のいずれか一または任意の複数の面に形成する
ことができる。また、空気導入手段をケースの上部以外
の位置に配設した場合には、空気排出用の開口を上部に
配設することもできる。

【００７７】また、ケースの内部には放電ランプの点灯
装置をも収納することができる。この場合、光触媒フィ
ルタを通過した空気が空気排出手段から室内に排出され
る前に点灯装置の周囲を通過するような位置に点灯装置
を配置することにより、点灯装置の作動に伴って発生す
る熱を空気中に拡散させることができる。点灯装置によ
る熱の発生量は空気循環量に比較すると、わずかである
から、空気排出手段から排出される空気の温度上昇は無
視できる程度である。

【００７８】さらに、点灯装置としては、放電ランプの
発光効率を高くするために、高周波インバータおよび限
流インピーダンスを用いて高周波点灯する形式のものが
望ましい。

【００７９】請求項１０の発明の空気清浄装置は、請求
項９記載の空気清浄装置において、空気導入手段は、ケ
ースの上部から空気を導入するように構成されており；
空気排出手段は、ケースの下部から空気を排出するよう
に構成されている；ことを特徴としている。

【００８０】室内の熱対流によって相対的に汚れた空気
が室内の上側に集まりやすいことから、本発明において
はケースの上部から空気を導入するように空気導入手段
を構成し、清浄化された新鮮な空気を人間がいる下側に
排出するように空気排出手段を構成したものである。し
かし、本発明においては、要すればさらにケースの側面
にも空気排出手段を配設することができる。

【００８１】請求項１１の発明の空気清浄装置は、請求
項９または１０記載の空気清浄装置において、空気導入
手段は、ケースの上部から空気を導入するように構成さ
れており；空気排出手段は、ケースの側部から空気を排
出するように構成されている；ことを特徴としている。

【００８２】本発明においては、空気をケースの側部か
ら排出するように構成することにより、空気清浄装置を
たとえば床置き形に構成することが可能になる。床置き
形にすれば、パーティションとして用いることもでき
る。

【００８３】また、ケースの下部および側部から空気を
排出するように構成することにより、空気排出速度を低
減させることができるから、人に不快感を与えないよう
にできるとともに、空気排出による空気抵抗を低減でき
るから、空気導入および排出に要する電力を低減して省
電力を図ることができる。

【００８４】請求項１２の発明の空気清浄装置は、請求
項１ないし１１のいずれか一記載の空気清浄装置におい
て、放電ランプの受電部側に挿入されて放電ランプを支
持するとともに、空気導入手段と空気排出手段との間に
おいて周囲から不所望な空気の漏洩を阻止して装着され
るように構成された耐紫外線性の軟質合成樹脂からなる
キャップを具備していることを特徴としている。

【００８５】耐紫外線性の合成樹脂としては、たとえば
フッ素樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができ
る。なお、本発明において、「耐紫外線性」とは、少な
くとも波長３００〜４００ｎｍの範囲の紫外線に対して
耐性を備えていればよいことを意味する。

【００８６】本発明におけるキャップは、放電ランプを
気密に支持するとともに、空気清浄装置に放電ランプを
配設する際にキャップの周囲から不所望な空気の漏洩が
ないようにキャップを気密に装着するのには、たとえば
空気清浄装置の枠体などに気密に弾接する装着溝を周面
の少なくとも一部に形成することによって実現すること
ができる。

【００８７】そうして、本発明においては、放電ランプ
を簡単な構造で空気の不所望な漏れなく支持するととも
に、空気清浄装置へ装着することができる。

【００８８】請求項１３の発明の空気清浄装置は、請求
項１ないし１２のいずれか一記載の空気清浄装置におい
て、放電ランプは、Ｕ字状部分に屈曲した部分を含んで
おり；放電ランプのＵ字状部分の内部空間にＵ字状部分
を２分するように挿入して配設され、両面に光触媒を被
着したプレートを具備している；ことを特徴としてい
る。

【００８９】受電手段が一端側に配設されている放電ラ
ンプを用いることにより、空気導入に際して放電ランプ
の受電のための手段および主体的に機械的に支持する手
段が空気導入手段と光触媒フィルタとの間に存在しない
ので、空気清浄化能力が増加する点については既述した
とおりであり、このような放電ランプとしては、Ｕ字状
に屈曲した部分を備えているものがすこぶる好適であ
る。

【００９０】本発明者は、上記の構成の利点を備えなが
ら、活性炭やゼオライトなどの吸着剤を用いる空気清浄
機より初期の空気清浄化能力が優れている空気清浄装置
を開発している過程で、放電ランプのＵ字状部分の紫外
線放射強度に着目して本発明をなすに至るとともに、本
発明により所期の目的を達成することができるようにな
った。

【００９１】すなわち、放電ランプがＵ字状部分を備え
ていると、Ｕ字状部分の内部およびその近傍における紫
外線の放射強度が著しく高くなっていることが分かっ
た。したがって、この紫外線の放射強度の高い場所に光
触媒を配設することにより、当該部分の光触媒の活性が
著しく高くなる。

【００９２】一方、放電ランプの外側において放電ラン
プを挟むように、たとえばほぼ平行な面内に二組の光触
媒フィルタが配設されていても、これらの光触媒フィル
タの活性化は、上記プレートの存在の有無にあまり関係
なく行われる。

【００９３】このため、光触媒を被着したプレートを上
述のように追加することにより、光触媒の面積が増加
し、これに伴い空気清浄化能力が増加する。

【００９４】また、光触媒を被着したプレートは、紫外
線照射量が多いので、空気を汚染している微粒子有機物
を迅速に分解するので、初期の清浄化能力向上に効果的
である。

【００９５】さらに、プレートに被着させる光触媒にゼ
オライトや活性炭などの吸着剤を添加した複合材料を用
いることにより、初期の空気清浄化能力を一層向上させ
ることができる。

【００９６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００９７】図１は、本発明の空気清浄装置の第１の実
施形態の正面図である。

【００９８】図２は、同じく左側面図である。

【００９９】図３は、同じく底面図である。

【０１００】図４は、同じくケースの前面および光触媒
フィルタを除去して示す断面図である。

【０１０１】図５は、同じくケースの前面および前側の
光触媒フィルタを除去して示す断面図である。

【０１０２】図６は、同じく縦断面図である。

【０１０３】図７は、図６におけるVII−VII'線に沿う
断面図である。

【０１０４】各図において、１はケース、２は放電ラン
プ、３は点灯装置、４は光触媒フィルタ、５は空気導入
手段、６は空気排出手段である。

【０１０５】（ケース１について）ケース１は、ほぼ正
方形をなす浅い箱状をなし、前面上部に空気取り入れグ
リル１ａを備え、内部に導風板１ｂ、それぞれ複数の整
流板１ｃ、１ｄ、ランプ支持板１ｅ、パッキング１ｆお
よび点灯装置装着板１ｇを備えている。

【０１０６】また、図示を省略したが、ケース１は、基
体１Ａと蓋体１Ｂとに分離され、ヒンジおよびラッチに
より蓋体１Ｂが基体１Ａに対して開閉自在に構成されて
いる。

【０１０７】導風板１ｂは、２組の光触媒フィルタ４、
４の間に空気を誘導するように配設されている。

【０１０８】整流板１ｃは、放電ランプ２に沿って空気
を流すように光触媒フィルタの間において複数の放電ラ
ンプ２の間を仕切る位置にランプ支持板１ｅおよび導風
板１ｂの間に配設されている。

【０１０９】整流板１ｄは、光触媒フィルタ４の外側に
おいて整流板１ｃとの間で光触媒フィルタを挟持するよ
うに基体１Ａおよび蓋体１Ｂに配設されている。

【０１１０】ランプ支持板１ｅは、コ字状に折曲され、
複数のランプの端部を挿入できるように孔が形成されて
いる。

【０１１１】パッキング１ｆは、ランプ支持板１ｅの内
面側に配設されて、放電ランプ２とランプ支持板１ｅの
孔との隙間から空気が漏れないようにシールする。

【０１１２】点灯装置装着板１ｇは、ランプ支持板の片
側を延長して形成されている。

【０１１３】なお、光触媒フィルタ４に対面するケース
１の内面は紫外線に対する反射面に形成されている。

【０１１４】（放電ランプ２について）放電ランプ２
は、Ｕ字状をなす蛍光ランプで、ピークが波長３５１ｎ
ｍの紫外線を発生する。そして、放電ランプ２の両端部
は、ランプ支持板１ｅの孔からランプ装着板の裏側へ挿
入されて装着されている。

【０１１５】また、放電ランプ２の両端に封装されてい
る一対の電極から導出されているリード線はランプ装着
板１ｇに装着されている点灯装置３の出力端子に接続さ
れる。

【０１１６】さらに、本実施形態において、放電ランプ
２は６灯を用いていて、いずれの放電ランプ２も同一面
内に配置されている。

【０１１７】（光触媒フィルタ４について）２組の光触
媒フィルタ４、４は、平板状をなし、放電ランプ２を挟
むように放電ランプの両側に配設されている。

【０１１８】また、光触媒フィルタ４は、編組したガラ
ス繊維を用いて編んだメッシュ構造体にアナターゼ形Ｔ
ｉＯ２を主体とする光触媒をフッ素樹脂を結着材として
担持させて形成したものである。

【０１１９】さらに、光触媒フィルタ４は、導風板１ｂ
およびランプ支持板１ｅに上下端が当接し、前後面が整
流板１ｃおよび１ｄの間に挟持されている。

【０１２０】（空気導入手段５について）空気導入手段
５は、横流ファンによって構成されている。この横流フ
ァンは、ケース１の上部の空気取り入れグリル１ａの内
方に配設され、回転すると、回転軸を横切る横流を生じ
て空気取り入れグリル１ａから室内の空気を吸い込み、
導風板１ｂを経由して二組の光触媒フィルタの間に空気
を導入する。

【０１２１】（空気排出手段６について）本実施形態に
おいて、空気排出手段６は、ケースの下部である底面に
形成した空気排出用開口によって形成されている。

【０１２２】（動作について）空気導入手段５の作動に
よって空気取り入れグリル１ａからケース１内に取り入
れられた空気は、導風板１を介して放電ランプ２および
２組の光触媒フィルタ４、４の間に導入される。そし
て、導入された空気はさらに光触媒フィルタ４、４のメ
ッシュの間を通過して光触媒フィルタ４、４およびケー
ス１の間に出てくる。その過程において、空気中に浮遊
している汚染物質すなわち臭い物質、細菌類および汚れ
物質が光触媒の表面に接触した際に光触媒に吸着すなわ
ち捕捉される。そして、光触媒作用を受けてやがて分解
される。

【０１２３】放電ランプ２から放射された紫外線の一部
は、光触媒フィルタ４のメッシュの間を通過してケース
１の内面に入射するが、内面で反射されて光触媒フィル
タ４を背面から活性化させる。

【０１２４】一方、光触媒フィルタ４、４を通過した際
に汚染物質が捕捉されて清浄化された空気は、ケース１
の内面と光触媒フィルタ４、４との間に沿って流れて空
気排出手段６から再び室内に還流していく。ケース１内
における空気の流れの過程で整流板１ｃおよび１ｄは、
各放電ランプ２に対して均等に空気を振り分け渦流の発
生を抑制するように作用する。

【０１２５】また、点灯装置３は、空気排出手段６に向
かって空気が流れる過程で点灯装置３の周囲を通過する
ときに点灯装置３を冷却する。

【０１２６】図８は、本発明の空気清浄装置の第１の実
施形態における臭い物質の分解性能の実験結果を示すグ
ラフである。

【０１２７】図において、横軸は照射時間（分）を、縦
軸は濃度（％）を、それぞれ示す。また、曲線Ａは、波
長２５４ｎｍの紫外線を主として発生する放電ランプを
用いた場合の測定結果を示す。曲線Ｂは、主として３５
０ｎｍの紫外線を発生する放電ランプに交換した場合の
測定結果を示す。

【０１２８】この実験は、密閉された箱内に空気清浄装
置を設置し、臭い物質であるアセトアルデヒドを箱内に
充満させた状態にして空気清浄装置を運転して経過時間
に対する箱内のアセトアルデヒドの濃度変化を測定した
ものである。

【０１２９】図から理解できるように、いずれの波長の
紫外線を照射した場合であっても、空気清浄装置を数十
分間作動させれば、臭い物質は順次光触媒フィルタに捕
捉され、そして光触媒フィルタに捕捉された臭いは確実
に分解されて無臭状態になる。

【０１３０】図９は、本発明の空気清浄装置の第１の実
施形態における光触媒フィルタの枚数を変化させた場合
の臭い物質の捕捉および光触媒フィルタによる分解性能
の実験結果を示すグラフである。

【０１３１】図において、曲線Ｃは光触媒フィルタが１
枚の場合、曲線Ｄは同じく２枚の場合、曲線Ｅは同じく
３枚の場合の測定結果を示している。図９におけるのと
同様な実験方法であるが、経過時間１００分間までは放
電ランプを消灯状態で空気清浄装置を運転し、１００分
間経過時に放電ランプを点灯した。

【０１３２】図から理解できるように、光触媒フィルタ
が１枚の場合には、経過時間４５分までアセトアルデヒ
ドを吸着すなわち捕捉し続けるが、経過時間４５分間で
ほぼ飽和している。これに対して、光触媒フィルタが２
枚以上の場合には、多少の飽和傾向は認められるものの
１００分間経過まで捕捉を継続している。

【０１３３】次に、１００分間経過後放電ランプを点灯
すると、再びアセトアルデヒドは急激に減少して光触媒
膜１枚では点灯開始３０分間で完全に消臭状態になっ
た。これに対して、光触媒フィルタが２、３枚の場合
は、点灯１０分間以内に完全に消臭状態になった。

【０１３４】この結果、光触媒フィルタを２枚重ねて用
いると、比較的経済的でありながら顕著な脱臭効果を得
られることが分かった。

【０１３５】図１０は、本発明の空気清浄装置に用いる
ことができる放電ランプの第１の例を示す正面図であ
る。

【０１３６】図１１は、同じく平面図である。

【０１３７】図において、２は放電ランプ、１１はキャ
ップ、１２はワイヤハーネスである。

【０１３８】放電ランプ２は、放電容器２ａおよび電極
２ｂを備えて構成されている。放電容器２ａは、２５４
ｎｍの紫外線を透過する石英ガラスからなり、内部に水
銀および希ガスを封入し、端部にはピンチシール部２ａ
１を備えているとともに、中間でＵ字状に折り返されて
いる。

【０１３９】電極２ｂは、放電容器２ａの両端内部にピ
ンチシール部２ａ１を介して封装された冷陰極形のもの
である。

【０１４０】キャップ１１は、耐紫外線性の合成樹脂を
成形してなり、放電容器２ａの両端部を挿入して材料の
弾力によって支持しているとともに、放電ランプ２を空
気清浄装置へ装着する際に寄与する。

【０１４１】ワイヤハーネス１２は、キャップ１１から
延在したリード線１２ａおよびリード線１２ａの先端に
接続されたコネクタ１２ｂからなる。そして、コネクタ
１２ｂは、点灯装置の出力端子に接続される。

【０１４２】次に、上記放電ランプの寸法、諸特性およ
び定格寿命を以下に示す。

【０１４３】管径６ｍｍ、管長１９０ｍｍ、管幅２０ｍ
ｍ、定格消費電力６Ｗ、ランプ電流１６ｍＡ、２５４ｎ
ｍの紫外線出力１．４Ｗ、紫外線放射強度１５．４μＷ
／ｃｍ２（ただし、紫外線強度測定の際の照射距離は１
ｍである。）、定格寿命３００００ｈ図１２は、本発明の空気清浄装置に用いることができる
放電ランプの第２の例を示す正面図である。

【０１４４】図において、図１１および図１２と同一部
分については同一符号を付して説明は省略する。

【０１４５】この例の放電ランプは、波長約３５０ｎｍ
の紫外線を主として発生するもので、放電容器２ａは硬
質ガラスを用いて形成されている。そして、放電容器２
ａの内面には波長２５４ｎｍの紫外線による励起で波長
約３５０ｎｍの紫外線を効率よく放射する蛍光体層が形
成されている。

【０１４６】次に、上記放電ランプの寸法、諸特性およ
び定格寿命を以下に示す。

【０１４７】管径４ｍｍ、管長２００ｍｍ、管幅４０ｍ
ｍ、定格消費電力２Ｗ、ランプ電流５ｍＡ、約３５０ｎ
ｍの紫外線出力２８０ｍＷ、紫外線放射強度１５００μ
Ｗ／ｃｍ２（ただし、紫外線強度測定の際の照射距離は
９ｍｍである。）、定格寿命２００００ｈ図１３は、本発明の空気清浄装置の第２の実施形態を示
す正面図である。

【０１４８】図１４は、同じく縦断面図である。

【０１４９】図において、図１および図６と同一部分に
ついては同一符号を付して説明は省略する。

【０１５０】本実施形態は、ケース１の前面に透光性表
示部１Ｃを備えている点で異なる。

【０１５１】すなわち、透光性表示部１Ｃは、ケース１
の前面に開口１ｈを形成して、開口１ｈに裏面から透光
性アクリル樹脂板７を装着し、透光性アクリル樹脂板７
にはたとえば誘導標識など任意所望の表示を施してあ
り、さらに内面に蛍光体層を形成することによって構成
されている。

【０１５２】そうして、光触媒フィルタ４を透過した紫
外線が蛍光体層に入射すると、蛍光体層が可視光を発生
して透光性アクリル樹脂板７を背面から照明するので、
表示が見えるようになる。

【０１５３】したがって、空気清浄装置の放電ランプ２
が点灯して紫外線が発生していることの動作表示を行う
ことができる。また、これと同時に表示による効果を奏
するのはいうまでもない。

【０１５４】図１５は、本発明の空気清浄装置の第３の
実施形態を示す正面図である。

【０１５５】図１６は、同じく側面図である。

【０１５６】図１７は、同じく縦断面図である。

【０１５７】図１８は、図１７のXVIII−XVIII'線に沿
う断面図である。

【０１５８】各図において、図１ないし図７と同一部分
については同一符号を付して説明は省略する。

【０１５９】本実施形態は、空気排出手段６をケース１
の両側面に形成した点で異なる。このため、ケース１
は、第１の実施形態に比較して幅寸法がいくらか大きく
なっている。

【０１６０】また、ケース１の側面からの空気の排出を
可能にするために、第１の実施形態において用いた整流
板１ｄは除去してある。

【０１６１】図１９は、本発明の空気清浄装置の第４の
実施形態を示す縦断面図である。

【０１６２】図において、図１４と同一部分については
同一符号を付して説明は省略する。

【０１６３】本実施形態は、空気清浄装置を床置き形に
するとともに前後両面に透光性表示部１Ｃを備えている
点で異なる。

【０１６４】すなわち、ケース１の下部にスタンド８を
備えている。空気排出手段６は、ケース１の下部だけで
なく、図示は省略しているが、両側面にも配設してい
る。なお、ケース１の下部の空気排出手段６から排出さ
れた空気は、スタンド８の図と直交する方向の両側から
室内に導出される。

【０１６５】また、ケース１には、横流ファンからなる
空気導入手段５の周囲に空気取り入れグリル１ａを形成
しているので、ケース１の両側から空気を導入すること
ができる。

【０１６６】一方、ケース１の前後両面の透光性表示部
１Ｃは、放電ランプ２から発生する可視光によって内照
される形態を採用している。

【０１６７】すなわち、ケース１に内蔵される放電ラン
プ２は、その電極を熱陰極形にするとともに、紫外線を
発生する蛍光体と可視光を発生する蛍光体を適当な割合
で混合してなる蛍光体層を備えたものを用いている。こ
のため、空気清浄化のために必要な紫外線を確保しなが
ら所要量の可視光を発生させることができる。そして、
可視光によって透光性アクリル樹脂板７を直接内部から
照明することができる。

【０１６８】そうして、本実施形態は、床置き形に構成
しているので、パーティションとして用いることもでき
る。

【０１６９】また、透光性表示部１Ｃは、放電ランプ２
から発生する十分な量の可視光によって照明されるの
で、表示効果が良好である。

【０１７０】さらに、放電ランプ２は、紫外線の他に可
視光を発生するので、点灯の有無を容易に確認すること
ができる。

【０１７１】図２０は、本発明の空気清浄装置の第５の
実施形態を示す縦断面図である。

【０１７２】図において、図１９と同一部分については
同一符号を付して説明は省略する。

【０１７３】本実施形態は、空気導入手段５を小形化し
てケース１の全体を同一奥行寸法に構成した点で異な
る。

【０１７４】図２１は、本発明の空気清浄装置の第６の
実施形態における放電ランプユニットを示す正面図であ
る。

【０１７５】図２２は、同じくキャップを示す断面図で
ある。

【０１７６】各図において、図１３と同一部分について
は同一符号を付して説明は省略する。

【０１７７】本実施形態は、簡単な構造で放電ランプの
支持および空気清浄装置への装着を不所望な空気の漏洩
がなようにした点で異なる。

【０１７８】すなわち、放電ランプユニットは、放電ラ
ンプ２およびキャップ１１によって構成されている。

【０１７９】キャップ１１は、シリコーン樹脂を成形し
て形成したもので、Ｕ字状の放電ランプ２の両端を挿入
する一対の挿入孔１１ａを前後に貫通して形成し、周囲
に装着溝１１ｂを形成している。

【０１８０】ワイヤハーネス１２は、リード線１２ａお
よびコネクタ１２ｂからなる。

【０１８１】そうして、放電ランプユニットを組み立て
るには、放電ランプ２にリード線１２ａを接続してか
ら、リード線１２ａをキャップ１１の挿入孔１１ａに挿
入し、背面側へ引っ張ることによって、放電ランプ２の
両端部をキャップ１１に支持させることができる。そし
て、キャップ１１の後方へ導出したリード線１２ａの先
端にコネクタ１２ｂを接続してワイタハーネス１２を組
み立てる。

【０１８２】放電ランプユニットを空気清浄装置に装着
するには、キャップ１１の装着溝１１ｂを空気清浄装置
の枠体１３に係合することによって気密に装着すること
ができる。なお、枠体の両面に光触媒フィルタ（図示し
ない。）を配設し、枠体１３の一部に空気導入孔を形成
して、空気導入手段からの空気を枠体１３内部に導入す
る。

【０１８３】なお、枠体１３は、紫外線の反射が良好で
機械的に所要の強度を有する材料たとえばアルミニウ
ム、ステンレス鋼などの金属、表面に紫外線反射性の金
属膜を形成した合成樹脂などによって形成することがで
きる。また、金属でも紫外線反射性が十分でなければ、
鍍金などによって紫外線反射性の表面処理を行うことが
できる。

【０１８４】また、枠体の内面に光触媒膜を形成しても
よい。

【０１８５】図２３は、本発明の空気清浄装置の第７の
実施形態における放電ランプユニットを示す正面図であ
る。

【０１８６】図２４は、同じく放電ランプユニットおよ
び枠体を示す一部断面側面図である。

【０１８７】各図において、図２１と同一部分について
は同一符号を付して説明は省略する。

【０１８８】本実施形態は、放電ランプ２のＵ字状部分
の内部空間に光触媒を被着させたプレート１４を具備し
ている点で異なる。

【０１８９】すなわち、プレート１４は、高純度アルミ
ニウム板からなり、基端がキャップ１１の前面に形成し
た差し込み溝１１ｃに圧入されて支持されている。な
お、プレート１４が絶縁体からなる場合には、先端を放
電ランプ２の湾曲部に当接してもよい。この場合、プレ
ート１４の先端には放電ランプ２の放電容器が嵌合する
係合部を形成することができる。

【０１９０】光触媒膜は、アナターゼ形酸化チタンを主
成分とする光触媒、ゼオライトおよび低温結着剤の分散
液を調整して、当該分散液中にプレート１４を浸漬し、
焼成することにより、プレート１４の両面に形成され
る。

【０１９１】枠体１３は、図２４に示すように、放電ラ
ンプ２の前方に対向する部位に空気導入孔１３ａが形成
され、空気導入手段によって外部から空気清浄装置内に
導入された空気が空気導入孔１３ａから枠体１３内に導
入される。そして、枠体の表面にもプレート１４と同様
に光触媒が被着されている。

【０１９２】図２５は、本発明の空気清浄装置の第７の
実施形態における空気清浄化能力の実験結果を第６の実
施形態のそれと比較して示すグラフである。

【０１９３】図において、横軸は時間（ｈｒ）を、縦軸
はホルムアルデヒドの濃度減少率（％）を、それぞれ示
す。また、曲線Ｆは本実施形態を、曲線Ｇは第５の実施
形態を、それぞれ示す。

【０１９４】本実験は、容積１．２ｍ３のボックス内に
予めホルムアルデヒドを所定濃度に充満させておき、空
気清浄装置を運転したときの経過時間に対するホルムア
ルデヒドの濃度減少率を測定したもので、図はそのデー
タをプロットして得た。

【０１９５】また、第７の実施形態の空気清浄装置は、
プレート１４を備えるとともに、枠体内面に光触媒を被
着しているが、第６の実施形態はこれらの構成を備えて
いない以外は同一仕様である。

【０１９６】図から明かなように、本実施形態によれ
ば、空気清浄能力が極めて優れていることを理解でき
る。

【０１９７】

【発明の効果】請求項１ないし１３の各発明によれば、
波長４００ｎｍ以下のを含む光を発生し、受電部が一端
側に配設されているとともに、主体的には受電部側で装
着されている放電ランプを挟んで離間対向した二組のほ
ぼ平面状をなす光触媒フィルタを配設し、放電ランプの
他端側から二組の光触媒フィルタの間に空気を導入する
空気導入手段と、光触媒フィルタを通過させて排出させ
る空気排出手段を具備していることにより、空気清浄化
能力が大きくて、しかも薄形化が可能な空気清浄装置を
提供することができる。

【０１９８】請求項２の発明によれば、加えて放電ラン
プが二組の光触媒フィルタとほぼ平行な面内において折
り返されていて、放電路の両端に配設された一対の電極
が一端側に位置していることにより、受電部を放電ラン
プの一端側へ揃えるのが容易であるとともに、放電路長
を大きくしてランプ電圧を高くすることで紫外線発生量
を多くしてコンパクトでありながら空気清浄能力の高い
空気清浄装置を提供することができる。

【０１９９】請求項３の発明によれば、加えて二組の光
触媒フィルタの面に直交する方向の幅が１２ｍｍ以下で
あることにより、奥行を小さくした薄形の空気清浄装置
を提供することができる。

【０２００】請求項４の発明によれば、加えて放電ラン
プの電極が冷陰極であることにより、放電ランプの幅を
小さくして奥行を小さくして薄形の空気清浄装置を提供
することができる。

【０２０１】請求項５の発明によれば、加えて放電ラン
プの電極が熱陰極であることにより、紫外線発生量を増
加して放電ランプの使用数を低減するか、所要量の紫外
線を確保しながら可視光をも発生させて放電ランプの点
灯確認を容易にしたり、照明に利用することが可能な空
気清浄装置を提供することができる。

【０２０２】請求項６の発明によれば、加えて光触媒フ
ィルタとほぼ平行な同一面内に沿って離間して配設され
た複数の放電ランプを備えていることにより、光触媒フ
ィルタの面積に応じた所望量の紫外線を発生させること
が可能な空気清浄装置を提供することができる。

【０２０３】請求項７の発明によれば、加えて二組の光
触媒フィルタをそれぞれ複数枚の光触媒フィルタによっ
て構成したことにより、汚染物質の捕捉能力を高めるこ
とによって光分解を効果的に行う空気清浄化能力の高い
空気清浄装置を提供することができる。

【０２０４】請求項８の発明によれば、加えて空気導入
手段として光触媒フィルタより風上に配設される横流フ
ァンを用いたことにより、薄形にもかかわらず十分な風
量を確保した空気清浄装置を提供することができる。

【０２０５】請求項９の発明によれば、加えて放電ラン
プ、光触媒フィルタおよび空気導入手段を収納するケー
スによって空気排出手段の少なくとも一部を構成してい
ることにより、構造の簡単化を図った空気清浄装置を提
供することができる。

【０２０６】請求項１０の発明によれば、加えて空気導
入手段をケースの上部に収納するとともに、空気をケー
スの下部から排出するように構成したことにより、人間
のいる室内の下側に清浄化された新鮮な空気を排出する
空気清浄装置を提供することができる。

【０２０７】請求項１１の発明によれば、加えて清浄化
された空気をケースの側部から排出するように構成した
ことにより、床置きも可能な空気清浄装置を提供するこ
とができる。

【０２０８】請求項１２の発明によれば、加えて耐紫外
線性の軟質合成樹脂からなるキャップに放電ランプの受
電部側を挿入して支持するとともに、キャップによって
周囲から不所望な空気の漏れを阻止して装着するように
構成したことにより、簡単な構造で空気の漏れなく放電
ランプを取り付けた空気清浄装置を提供することができ
る。

【０２０９】請求項１３の発明によれば、加えてＵ字状
部分を備えた放電ランプのＵ字状部分の内部空間にＵ字
状部分を２分するように表面に光触媒を被着したプレー
トを挿入して配設したことにより、光触媒面積を増加し
て空気清浄能力を強化した空気清浄装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄装置の第１の実施形態の正面
図

【図２】同じく左側面図

【図３】同じく底面図

【図４】同じくケースの前面および光触媒フィルタを除
去して示す断面図

【図５】同じくケースの前面および前側の光触媒フィル
タを除去して示す断面図

【図６】同じく縦断面図

【図７】図６におけるVII−VII'線に沿う断面図

【図８】本発明の空気清浄装置の第１の実施形態におけ
る臭い物質の分解性能の実験結果を示すグラフ

【図９】本発明の空気清浄装置の第１の実施形態におけ
る光触媒フィルタの枚数を変化させた場合の臭い物質の
捕捉および光触媒フィルタによる分解性能の実験結果を
示すグラフ

【図１０】本発明の空気清浄装置に用いることができる
放電ランプの第１の例を示す正面図

【図１１】同じく平面図

【図１２】本発明の空気清浄装置に用いることができる
放電ランプの第２の例を示す正面図

【図１３】本発明の空気清浄装置の第２の実施形態を示
す正面図

【図１４】同じく縦断面図

【図１５】本発明の空気清浄装置の第３の実施形態を示
す正面図

【図１６】同じく側面図

【図１７】同じく縦断面図

【図１８】図１７のXVIII−XVIII'線に沿う断面図

【図１９】本発明の空気清浄装置の第４の実施形態を示
す縦断面図

【図２０】本発明の空気清浄装置の第５の実施形態を示
す縦断面図

【図２１】本発明の空気清浄装置の第６の実施形態にお
ける放電ランプユニットを示す正面図

【図２２】同じくキャップを示す断面図

【図２３】本発明の空気清浄装置の第７の実施形態にお
ける放電ランプユニットおよびプレートを示す正面図

【図２４】同じく放電ランプユニット、プレートおよび
枠体を示す一部断面側面図

【図２５】本発明の空気清浄装置の第７の実施形態にお
ける空気清浄化能力の実験結果を第６の実施形態のそれ
と比較して示すグラフ

【符号の説明】

１…ケース１ａ…空気取り入れグリル１ｂ…導風板１ｃ…整流板１ｄ…整流板１ｅ…ランプ支持板１ｆ…パッキング１ｇ…点灯装置装着板１Ａ…基体１Ｂ…蓋体２…放電ランプ３…点灯装置４…光触媒フィルタ５…空気導入手段６…空気排出手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月１５日（１９９９．４．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】空気清浄装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００９】

【００２０】光触媒を構成する物質は、ＴｉＯ_２、ＷＯ
_３、ＬａＲｈＰ_３、ＦｅＴｉＯ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｄＦ
ｅ_２Ｏ_４、ＳｒＴｉＯ_３、ＣｄＳｅ、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＲｕＯ_２、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＭｏＳ_３、ＬａＲｈＯ
_３、ＣｄＦｅＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＭｏＳ_２、Ｉｎ
_２Ｏ_３、ＣｄＯ、ＳｎＯ_２などである。光触媒を得るに
は、これらの半導体物質の一種または複数種を混合して
用いることができる。

【００２１】なお、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３、ＳｒＴｉＯ_２、
Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｄＳ、ＭｏＳ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｍｏ
Ｓ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＣｄＯなどは等価電子帯のレドック
ス・ポテンシャルの絶対値が伝導帯のレドックス・ポテ
ンシャルよりも大きいため、酸化力の方が還元力よりも
大きく、有機化合物の分解による消臭作用、防汚作用ま
たは抗菌作用に優れている。

【００２２】また、上記各物質の中で原料コスト面にお
いては、ＴｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３およびＺｎＯが優れてい
る。

【００２３】しかし、各種の光触媒物質の中でＴｉＯ_２
は、光触媒作用が顕著であるとともに、安全で工業的に
合理的な価格で、しかも必要量を入手できるので、最も
有望視されている。

【００２４】ところで、ＴｉＯ_２には、その結晶構造と
してアナターゼ形およびルチル形があり、光触媒作用は
アナターゼ形の方が優れているといわれている。

【００５５】本発明は、いずれのモードをも含む。

【００９６】

【００９８】図２は、同じく左側面図である。

【００９９】図３は、同じく底面図である。

【０１０２】図６は、同じく縦断面図である。

【０１１８】また、光触媒フィルタ４は、編組したガラ
ス繊維を用いて編んだメッシュ構造体にアナターゼ形Ｔ
ｉＯ_２を主体とする光触媒をフッ素樹脂を結着材として
担持させて形成したものである。

【０１３６】図１１は、同じく平面図である。

【０１４３】管径６ｍｍ、管長１９０ｍｍ、管幅２０ｍ
ｍ、定格消費電力６Ｗ、ランプ電流１６ｍＡ、２５４ｎ
ｍの紫外線出力１．４Ｗ、紫外線放射強度１５．４μＷ
／ｃｍ^２（ただし、紫外線強度測定の際の照射距離は１
ｍである。）、定格寿命３００００ｈ図１２は、本発明の空気清浄装置に用いることができる
放電ランプの第２の例を示す正面図である。

【０１４７】管径４ｍｍ、管長２００ｍｍ、管幅４０ｍ
ｍ、定格消費電力２Ｗ、ランプ電流５ｍＡ、約３５０ｎ
ｍの紫外線出力２８０ｍＷ、紫外線放射強度１５００μ
Ｗ／ｃｍ^２（ただし、紫外線強度測定の際の照射距離は
９ｍｍである。）、定格寿命２００００ｈ図１３は、本発明の空気清浄装置の第２の実施形態を示
す正面図である。

【０１４８】図１４は、同じく縦断面図である。

【０１５５】図１６は、同じく側面図である。

【０１５６】図１７は、同じく縦断面図である。

【０１９４】本実験は、容積１．２ｍ^３のボックス内に
予めホルムアルデヒドを所定濃度に充満させておき、空
気清浄装置を運転したときの経過時間に対するホルムア
ルデヒドの濃度減少率を測定したもので、図はそのデー
タをプロットして得た。

【０１９７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄装置の第１の実施形態の正面
図

【図２】同じく左側面図

【図３】同じく底面図

【図６】同じく縦断面図

【図７】図６におけるVII−VII'線に沿う断面図

【図１１】同じく平面図

【図１４】同じく縦断面図

【図１６】同じく側面図

【図１７】同じく縦断面図

【図１８】図１７のXVIII−XVIII'線に沿う断面図

【図２２】同じくキャップを示す断面図

【符号の説明】１…ケース１ａ…空気取り入れグリル１ｂ…導風板１ｃ…整流板１ｄ…整流板１ｅ…ランプ支持板１ｆ…パッキング１ｇ…点灯装置装着板１Ａ…基体１Ｂ…蓋体２…放電ランプ３…点灯装置４…光触媒フィルタ５…空気導入手段６…空気排出手段

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図７】

【図１４】

【図１６】

【図１９】

【図２０】

【図４】

【図１０】

【図１８】

【図２２】

【図５】

【図８】

【図１３】

【図６】

【図９】

【図１１】

【図１２】

【図１５】

【図１７】

【図２１】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齋藤明子東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者斉藤美保東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者石崎有義東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者高田宗武東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長４００ｎｍ以下を含む光を発生し、受
電部が一端側に配設されているとともに、受電部側で主
体的に装着されている放電ランプと；放電ランプを挟ん
で離間対向して配設された二組のほぼ平面状をなす光触
媒フィルタと；放電ランプの他端側から二組の光触媒フ
ィルタの間に空気を導入する空気導入手段と；空気導入
手段によって二組の光触媒フィルタの間に導入された空
気を光触媒フィルタを通過させて排出させる空気排出手
段と；を具備していることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】放電ランプは、二組の光触媒フィルタとほ
ぼ平行な面内において折り返されていて、放電路の両端
に配設された一対の電極が一端側に位置していることを
特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】放電ランプは、二組の光触媒フィルタの面
に直交する方向の幅が１２ｍｍ以下であることを特徴と
する請求項１または２記載の空気清浄装置。
【請求項４】放電ランプは、電極が冷陰極であることを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の空気清
浄装置。
【請求項５】放電ランプは、電極が熱陰極であることを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の空気清
浄装置。
【請求項６】放電ランプは、その複数が光触媒フィルタ
のほぼ平面とほぼ平行な同一面内に沿って離間して配設
されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
か一記載の空気清浄装置。
【請求項７】二組の光触媒フィルタは、それぞれ複数枚
の光触媒フィルタによって構成されていることを特徴と
する請求項１ないし６のいずれか一記載の空気清浄装
置。
【請求項８】空気導入手段は、光触媒フィルタより風上
に配設されるとともに回転軸が光触媒フィルタの面とほ
ぼ平行な面に位置している横流ファンであることを特徴
とする請求項１ないし７のいずれか一記載の空気清浄装
置。
【請求項９】放電ランプ、光触媒フィルタおよび空気導
入手段を収納するとともに、空気排出手段の少なくとも
一部を構成しているケースを具備していることを特徴と
する請求項１ないし８のいずれか一記載の空気清浄装
置。
【請求項１０】空気導入手段は、ケースの上部から空気
を導入するように構成されており；空気排出手段は、ケ
ースの下部から空気を排出するように構成されている；
ことを特徴とする請求項９記載の空気清浄装置。
【請求項１１】空気導入手段は、ケースの上部から空気
を導入するように構成されており；空気排出手段は、ケ
ースの側部から空気を排出するように構成されている；
ことを特徴とする請求項９または１０記載の空気清浄装
置。
【請求項１２】放電ランプの受電部側に挿入されて放電
ランプを支持するとともに、空気導入手段と空気排出手
段との間において周囲から不所望な空気の漏洩を阻止し
て装着されるように構成された耐紫外線性の軟質合成樹
脂からなるキャップを具備していることを特徴とする請
求項１ないし１１のいずれか一記載の空気清浄装置。
【請求項１３】放電ランプは、Ｕ字状部分に屈曲した部
分を含んでおり；放電ランプのＵ字状部分の内部空間に
Ｕ字状部分を２分するように挿入して配設され、両面に
光触媒を被着したプレートを具備している；ことを特徴
とする請求項１ないし１２のいずれか一記載の空気清浄
装置。