JP2000217898A

JP2000217898A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2000217898A
Application number: JP11019556A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Sugimoto; 昭壽杉本
Original assignee: Atlus Co Ltd
Current assignee: Atlus Co Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線殺菌とオゾン殺菌の両者を効率よく行う
ことができ、あるいは、紫外線殺菌とオゾン殺菌の一方
であれば、これらの殺菌をより効率良く行うことがで
き、しかも、小型かつ低コストな空気清浄機を提供す
る。【解決手段】両端部において互いの間隙が閉空間となっ
ている紫外線透過性の材料からなる２重管、および２重
管の両端部近傍の閉空間内に配置される放電電極を有
し、紫外線殺菌に対応する紫外線およびオゾン生成に対
応する紫外線の少なくとも一方を射出する紫外線蛍光ラ
ンプと、紫外線蛍光ランプを収納するハウジングと、ハ
ウジング内に空気を導入し、所定の経路を経て排出する
流通手段とを有することにより、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線蛍光ランプ
を用いる空気清浄機の技術分野に属し、詳しくは、小型
でも効率のよい空気の浄化を行うことができる空気清浄
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】アトピー性皮膚炎やハウスダストによる
健康障害、さらには、衛生的な生活に対する関心の高ま
りから、居室内や乗用車等に空気清浄機を設置するケー
スが増大している。

【０００３】このような空気清浄機は、例えば、フィル
タ等によって埃などの空気中の微細な不純部を除去し、
さらに、活性炭等を用いて異臭を取り除くことにより、
空気を浄化している。また、高性能な空気清浄機には、
除菌あるいは殺菌作用も有することが望まれるのは、言
うまでもない。

【０００４】良く知られている殺菌方法としては、オゾ
ン（Ｏ₃）を用いる殺菌や、紫外線による殺菌が知られ
ており、これを用いる空気清浄機も検討されている。紫
外線殺菌は、通常、殺菌対象すなわち空気に紫外線を照
射することにより行われる。また、周知のように、オゾ
ンは酸素に紫外線を照射することによって生成できるの
で、例えば、空気をオゾン殺菌する場合には、空気に紫
外線を照射すればよい。すなわち、オゾンおよび紫外線
を用いた殺菌は、共に、空気に紫外線を照射することで
行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、殺菌に適し
た紫外線とオゾン発生に適した紫外線とは、波長が異な
る。すなわち、最も殺菌力の高い紫外線は波長２６０ｎ
ｍの紫外線で、殺菌には、通常、水銀を用いる紫外線蛍
光ランプによって得られる２５３．７ｎｍの紫外線が利
用されている。これに対し、紫外線による酸素からのオ
ゾン生成は、波長１８４．９ｎｍの紫外線を用いるのが
よい。

【０００６】従って、空気清浄機において、紫外線とオ
ゾンの両者で殺菌を行うためには、波長２５３．７ｎｍ
の紫外線を射出する紫外線蛍光ランプと、波長１８４．
９ｎｍの紫外線を射出する紫外線蛍光ランプの、少なく
とも２つの紫外線蛍光ランプを用いる必要がある。その
ため、空気清浄機において、紫外線殺菌とオゾン殺菌の
両者を行うためには、装置の大型化を避けることができ
ず、それにより、装置のコストも高くなってしまう。

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、二重管形状の紫外線蛍光ランプを
用いることによって、例えば、紫外線殺菌とオゾン殺菌
の両者を効率よく行うことができ、あるいは、紫外線殺
菌とオゾン殺菌の一方であれば、これらの殺菌をより効
率良く行うことができ、しかも、小型かつ低コストな空
気清浄機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、両端部において互いの間隙が閉空間とな
っている紫外線透過性の材料からなる２重管、および前
記２重管の両端部近傍の前記閉空間内に配置される放電
電極を有し、紫外線殺菌に対応する紫外線およびオゾン
生成に対応する紫外線の少なくとも一方を射出する紫外
線蛍光ランプと、前記紫外線蛍光ランプを収納するハウ
ジングと、前記ハウジング内に空気を導入し、所定の経
路を経て排出する流通手段とを有することを特徴とする
空気清浄機を提供する。

【０００９】また、前記流通手段は、前記ハウジング内
において、前記紫外線蛍光ランプの内側の管内を通過し
て、その後、紫外線蛍光ランプの外部を流れる経路、も
しくは逆の経路で、空気を流すのが好ましく、さらに、
前記紫外線蛍光ランプの二重管の一方の管が紫外線殺菌
に対応する紫外線を、他方の管がオゾン発生に対応する
紫外線を、それぞれ射出するものであり、前記流通手段
は、オゾン発生に対応する紫外線の後に紫外線殺菌に対
応する紫外線を照射されるように、導入した空気を流通
するのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の空気清浄機につい
て、添付の図面に示される好適実施例に基づいて詳細に
説明する。

【００１１】図１は、本発明の空気清浄機の一例の概念
を示す線図的断面図である。なお、図示例の空気清浄機
は、オゾン殺菌および紫外線殺菌の少なくとも一方を行
うものであるが、本発明はこれに限定はされず、オゾン
殺菌および紫外線殺菌に対して、浄化する空気の流れ方
向の上流側（以下、単に上流側とする）および下流側の
少なくとも一方に、例えば、フィルタや静電気などを用
いた異物除去手段、活性炭などを用いた消臭手段、芳香
剤などを用いる芳香手段等を有してもよい。また、図示
例の空気清浄機の内部にこれらを有してもよい。また、
図１においては、蛍光ランプを点灯するための配線、お
よびペルチェ素子にエネルギーを供給するための配線は
省略するが、電源と蛍光ランプやペルチェ素子等は、公
知の方法で接続すればよい。

【００１２】図１に示される空気清浄機１０は、ハウジ
ング１２と、ハウジング１２の内部に収容される紫外線
蛍光ランプ１４と、浄化する空気を導入する導入管１６
と、ペルチェ素子１８と、第１フィルタ２０と、第２フ
ィルタ２２とを有して構成される。

【００１３】図示例において、ハウジング１２は、一例
として、中空の円柱状のもので、一方の底面の一部に開
口を有し、また側面（周面）の前記開口を有する底面側
の端部にも、開口を有する。このようなハウジング１２
は、各種の金属や樹脂材料等の、十分な機械的強度を有
する材料で構成すればよい。

【００１４】ハウジング１２の底面に形成される開口に
は、ハウジング１２の内部に空気を導入する導入管１６
が、この底面を貫通するように挿入される。導入管１６
は、底面に、好ましくは気密に固定される。また、導入
管１６の外側面にはペルチェ素子１８が固定される。ペ
ルチェ素子１８は、加熱および冷却によって空気清浄機
１０に空気を導入して排出する、すなわち空気清浄機１
０に空気を流す空気流の発生源であって、図示例におい
ては、内側（導入管１６側）が加熱し、外側が冷却する
ように、エネルギを供給される。ペルチェ素子１８の形
状には特に限定はなく、導入管１６の形状やサイズ等に
応じて、十分な空気の流通を可能にする加熱／冷却が可
能な形状を、適宜選択すればよい。あるいは、ペルチェ
素子１８を管状にして、導入管１６の一部を構成しても
よい。

【００１５】なお、空気流の発生源は、ペルチェ素子１
８に限定はされず、給気ファン、排気ファン、ポンプ、
ペルチェ素子以外の加熱手段や冷却手段等、公知の気体
流の発生手段が各種利用可能である。また、複数の手段
を併用してもよい。空気流量は、空気清浄機１０の規模
や要求される能力に応じて、利用する気体流の発生手段
に応じた公知の方法で設定すればよく、また、本発明の
空気清浄機は、空気流量の調整手段を有するのが好まし
い。

【００１６】ハウジング１２内には、ハウジング１２と
同方向に延在して、後に詳述する紫外線蛍光ランプ１４
が配置される。前記導入管１６のハウジング１２内に挿
入された側の端部は、この紫外線蛍光ランプ１２の内管
５２に、好ましくは気密に接続される。後に詳述する
が、図示例の空気清浄機１０においては、浄化されるた
めに導入された空気は、紫外線蛍光ランプ１４の内管５
２内に導入され、次いで外部を逆方向に流れて、殺菌さ
れて第２フィルタ２２から放出される。

【００１７】ハウジング１２の導入管１６が固定される
底面の外側には、導入管１６を収納するように、第１フ
ィルタ２０が固定される。さらに、ハウジング１２の前
記側面の開口には、第２フィルタ２２が組み込まれる。
図示例においては、両フィルタは空気の入口（第１フィ
ルタ２０）および出口（第２フィルタ２２）であり、空
気清浄機１０に導入された空気中、および空気清浄機１
０から排出する空気中に含まれるチリや埃等の異物を除
去するフィルタである。なお、必要に応じて、フィルタ
に活性炭等の吸着手段を配し、異物の吸着除去や消臭作
用を持たせてもよい。また、これらのフィルタは、公知
の方法でカセット式、カートリッジ式、アタッチメント
式等にして、簡単に交換可能にするのが好ましい。

【００１８】第１フィルタ２０の形状には特に限定はな
く、導入管１６のハウジング１２の底面から突出する部
分を完全に覆って、第１フィルタ２０を通過した空気の
みが導入管１６に流入するようにできる形状であればよ
い。あるいは、第１フィルタ２０は、導入管１６内に組
み込んでもよい。他方、第２フィルタ２２の形状にも特
に限定はなく、ハウジング１２の側面に形成される開口
の形状に応じて、殺菌済の空気が全て第２フィルタ２２
を通過して空気清浄機１０から排出できる形状であれ
ば、円筒状であってもよく、矩形や円形等の板状でもよ
い。また、第２フィルタ２２（殺菌済の空気の出口）
は、紫外線蛍光ランプ１４の外部を流れる空気が、最大
限長時間、後述する紫外線蛍光ランプ１４の外管５４に
射出される紫外線に照射されるような位置に配置するの
が好ましい。

【００１９】本発明の空気清浄機１０においては、空気
の入口および出口の両方にフィルタを有するのに限定は
されず、いずれか一方のみであってもよい。また、フィ
ルタサイズ（メッシュサイズや面密度等）にも特に限定
はなく、通常の空気清浄機で利用されているフィルタサ
イズが各種利用可能であるが、一般的に出口側のフィル
タのフィルタサイズを小さくするのが好ましい。さら
に、空気の入口および出口は、図示例の位置に限定され
ないのは、もちろんである。

【００２０】図２に、紫外線蛍光１４ランプの一例の概
略断面図を示す。紫外線蛍光ランプ１４（以下、紫外線
ランプ１４とする）は、内管５２および外管５４と、両
管の端部に配置される放電電極５６および５８とからな
る蛍光ランプである。内管５２および外管５４は、共
に、石英ガラス製の円筒管で、外管５４の内部に内管５
２が収容されて二重管となっている。両管の間隙は、そ
の端部において、閉塞部６０および６２によって閉塞さ
れ、すなわち両管の間隙は閉空間６４となっている。こ
の閉空間６４内には、アルゴン（Ａｒ）ガスおよび水銀
が封入されている。なお、閉空間６４に封入されるガス
等は、アルゴンおよび水銀に限定はされず、目的とする
波長等に応じて、適宜選択すればよい。

【００２１】閉空間６４の両端部近傍には、放電電極５
６および５８が、それぞれ配置される。両電極は、例え
ばタングステン（Ｗ）等からなる、通常の蛍光ランプ
（蛍光灯）の電極と同様ものであり、リード５６ａおよ
び５８ａ等を介して、閉塞部６０および６２に固定され
る。すなわち、この紫外線ランプ１４は、二重管の間隙
で放電する蛍光ランプである。

【００２２】図示例においては、好ましい態様として、
放電電極５６および５８を覆うようにして、ジルコニウ
ム粉末の焼結材からなる円筒状の吸着部材５６ｂおよび
５８ｂ（図２中、点線で示す）が配置される。この吸着
部材５６ｂおよび５８ｂを有することにより、放電の際
に、閉空間６４内の不純物が吸着部材５６ｂおよび５８
ｂに吸着され、好ましい。この吸着部材は、放電電極に
固定してもよく、あるいは、他の部材に固定してもよ
い。なお、吸着部材は、ジルコニウム粉末の焼結材に限
定はされず、閉空間６４内の不純物を吸着できるもので
あれば、各種のものが利用可能である。また、形状も、
円筒に限定はされない。

【００２３】図示例においては、放電電極５６および５
８は、内管５２の外周を間隙を持って半周する半円状の
形状を有するが、本発明はこれに限定はされず、半周未
満あるいは半周を超える円弧状の形状を有するものであ
ってもよく、あるいは、内管５２を挿入する円形の形状
を有するものであってもよい。

【００２４】ここで、図示例の紫外線ランプ１４におい
ては、内管５２から射出される紫外線と、外管５４から
射出される紫外線とは、波長が異なる。一例として、内
管５２の外周面（閉空間６４側）には、放電で水銀が発
光する２５３．７ｎｍの紫外線を、主に１８４．９ｎｍ
の紫外線に変換（放射）する蛍光物質が塗布されてい
る。他方、外管５４は、放電によって水銀が発光する２
５３．７ｎｍの紫外線をそのまま射出する石英ガラスが
使用されている。すなわち、図示例の空気清浄機１０に
おいては、紫外線ランプ１４の中心部の貫通孔（内管５
２の内側）には、オゾンの生成に良好な１８４．９ｎｍ
の紫外線が射出され、外部（外管５４の外）には、紫外
線殺菌に好適な２５３．７ｎｍの紫外線が射出される。

【００２５】従って、図示例の空気清浄機１０において
は、ペルチェ素子１８による導入管１６の加熱、あるい
はさらに外側の冷却による温度差によって、空気が第１
フィルタ２０から第２フィルタ２２に至るように流れ、
導入管１６によって吸引され、第１フィルタ２０で異物
を除去された空気が導入管１６から紫外線ランプ１４の
貫通孔内を流れ、１８４．９ｎｍの紫外線に照射され
て、一部がオゾンとなって、流れる空気をオゾン殺菌す
る。オゾン殺菌された空気は、貫通孔から排出されて、
紫外線ランプ１４の外部を、貫通孔内とは逆方向に流
れ、２５３．７ｎｍの紫外線を照射されて紫外線殺菌さ
れると共に、紫外線によって残存するオゾンが分解さ
れ、第２フィルタ２２でさらに異物を除去されて、殺菌
および浄化済の空気として空気清浄機１０の外部に排出
される。

【００２６】上記説明より明らかなように、二重管構成
の紫外線ランプ１４を用いる本発明の空気清浄機１０に
よれば、１本の蛍光ランプでオゾン殺菌と紫外線殺菌の
両者を行うことができるので、装置を小型化し、それに
伴いコストも低減し、しかもオゾン殺菌と紫外線殺菌の
両者を行って、高度な殺菌を行った浄化済の空気を放出
することができる。

【００２７】本発明において、紫外線ランプ１４の内管
５２および外管５４が射出する紫外線は、前述のものに
限定はされず、例えば、前述の例と逆（内管５２が２５
３．７ｎｍ）の紫外線を射出してもよい。

【００２８】ここで、空気中にオゾンが存在すると、殺
菌済の空気が悪臭を放つ結果となり、好ましくないの
で、オゾン殺菌と紫外線殺菌の両者を行う場合には、先
にオゾン殺菌を行って、その後、紫外線殺菌を行い、紫
外線殺菌と共に紫外線によるオゾンの分解を行うのが好
ましい。

【００２９】従って、例えば、図１に示される空気清浄
機１０と同様の構成で、内管５２と外管５４とで射出す
る紫外線を逆にする場合には、ペルチェ素子１８による
加熱／冷却を、図１に示される例と逆（内面を冷却）に
して、空気の流れを逆にし、第２フィルタ２２から空気
を吸引し、紫外線ランプ１４の外部でオゾン殺菌を行っ
た後に、紫外線ランプの貫通孔（内管５２）内に空気を
導入して、紫外線殺菌およびオゾン分解を行い、導入管
１６から第１フィルタ２０を経て殺菌済の空気を外部に
放出するのが好ましい。

【００３０】本発明においては、紫外線ランプ１４は、
図示例のように、内管５２および外管５４が異なる波長
の紫外線を射出するのに限定はされず、例えば、オゾン
の生成に良好な１８４．９ｎｍの紫外線のみ、あるい
は、紫外線殺菌に好適な２５３．７ｎｍの紫外線のみを
射出しするものであってもよい。内管５２および外管５
４が同じ波長の紫外線を射出する態様によれば、紫外線
の射出効率、および空気への照射量が、より良好にな
り、紫外線殺菌やオゾン殺菌を、より高効率に行うこと
ができる。

【００３１】内管５２および外管５４が同じ波長の紫外
線を射出する場合には、空気の流れは、図１に示される
ような、紫外線ランプ１４の貫通孔から外部に至る（あ
るいは逆）ような、ハウジング１２内を往復するような
経路であってもよく、あるいは、浄化する空気を、紫外
線ランプ１４の貫通孔および外部に導入して、ハウジン
グ１２の底面から他方の底面に一方向に流す経路であっ
てもよい。また、本態様において、紫外線ランプ１４が
オゾン殺菌のみを行う場合には、下流に、紫外線照射等
のオゾン分解手段を設けるのが好ましいのは、先の態様
と同様である。

【００３２】本発明の空気清浄機において、利用する紫
外線ランプは、図示例のような直管状に限定はされず、
Ｕ字状やＷ字状、螺旋状等の各種の形状であってもよ
い。さらに、内管５２および外管５４を、共に、内側に
折り込む（あるいは、外側に折り返す）ような形状とし
て、例えば、二重管の中に、さらに１以上の二重管を有
するような形状としてもよい。このような構成の場合に
は、必要に応じて、紫外線ランプ１４の側面に貫通穴
（すなわち、閉空間６４を内管５２から外管５４に貫通
する貫通穴）を形成して、空気の流路を形成してもよ
い。

【００３３】さらに、内管５２（すなわち貫通孔）を導
入管１６と逆端あるいはその近傍で閉塞して、導入管１
６を内管５２の内径よりも細い外径を有する石英ガラス
管として、内管５２内、好ましくは端部が閉塞端面近傍
に至るまで挿入してもよい。このような構成とすること
により、導入された空気が結果的に内管５２内を往復す
るように流れるので、オゾンの発生効率や紫外線殺菌効
率等を向上することができる。また、紫外線ランプ１４
の外部も、紫外線透過性の堰を設ける等の同様の方法に
よって、往復するような空気流路を形成してもよい。

【００３４】本発明の空気清浄機１０においては、必要
に応じて、紫外線ランプ１４の冷却手段を配置してもよ
い。なお、冷却方法は、水等の冷媒を流す冷却管を用い
る方法、ファン等を用いて空冷する方法等、公知の方法
によればよい。

【００３５】以上、本発明の空気清浄機について詳細に
説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更等
を行ってもよいのはもちろんのことである。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、二重管形
状の紫外線蛍光ランプを用いる本発明の空気清浄機は、
小型かつ低コストで、しかも、例えば、紫外線殺菌とオ
ゾン殺菌の両者を効率よく行うことができ、あるいは、
紫外線殺菌とオゾン殺菌の一方であれば、これらの殺菌
をより効率良く行うことができる、優れた特性を有する
空気清浄機である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄機の一例の概念を示す線図
的断面図である。

【図２】図１に示す空気清浄機に使用される紫外線蛍
光ランプの概略断面図である。

【符号の説明】

１０空気清浄機１２ハウジング１４紫外線（蛍光）ランプ１６導入管１８ペルチェ素子２０第１フィルタ２２第２フィルタ５２内管５４外管５６，５８放電電極５６ｂ，５８ｂ吸着部材６０，６２閉塞部６４閉空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部において互いの間隙が閉空間となっ
ている紫外線透過性の材料からなる２重管、および前記
２重管の両端部近傍の前記閉空間内に配置される放電電
極を有し、紫外線殺菌に対応する紫外線およびオゾン生
成に対応する紫外線の少なくとも一方を射出する紫外線
蛍光ランプと、前記紫外線蛍光ランプを収納するハウジ
ングと、前記ハウジング内に空気を導入し、所定の経路
を経て排出する流通手段とを有することを特徴とする空
気清浄機。
【請求項２】前記流通手段は、前記ハウジング内におい
て、前記紫外線蛍光ランプの内側の管内を通過して、そ
の後、紫外線蛍光ランプの外部を流れる経路、もしくは
逆の経路で、空気を流す請求項１に記載の空気清浄機。
【請求項３】前記紫外線蛍光ランプの二重管の一方の管
が紫外線殺菌に対応する紫外線を、他方の管がオゾン発
生に対応する紫外線を、それぞれ射出するものであり、
前記流通手段は、オゾン発生に対応する紫外線の後に紫
外線殺菌に対応する紫外線を照射されるように、導入し
た空気を流通する請求項１または２に記載の空気清浄
機。