JP2001009016A - 光触媒清浄ユニットおよび空気清浄機ならびに発光ダイオード - Google Patents
光触媒清浄ユニットおよび空気清浄機ならびに発光ダイオードInfo
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- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光触媒担持面の面積を大きくするとともに、紫
外線の照射効率を高めて清浄効果をさらに上げることが
できる光触媒清浄ユニットおよびこれを用いた空気清浄
機ならびに光触媒清浄ユニット用発光ダイオードを提供
する。 【解決手段】多数の通気管１１が並設された光触媒担持
体８の通気管１１内に紫外線光源１３を配設した光触媒
清浄ユニット５を形成した。さらに、光触媒清浄ユニッ
ト５に適切な紫外線光源１３として反射手段１２を具備
した紫外線光源１３としての発光ダイオードを用いた。
担持体８の占める表面積に対して光触媒励起物質１０の
占める面積割合を大きくすることができ、通気管１１内
に配設された紫外線光源１３により光触媒励起物質１０
に効率よく紫外線を照射できる。
外線の照射効率を高めて清浄効果をさらに上げることが
できる光触媒清浄ユニットおよびこれを用いた空気清浄
機ならびに光触媒清浄ユニット用発光ダイオードを提供
する。 【解決手段】多数の通気管１１が並設された光触媒担持
体８の通気管１１内に紫外線光源１３を配設した光触媒
清浄ユニット５を形成した。さらに、光触媒清浄ユニッ
ト５に適切な紫外線光源１３として反射手段１２を具備
した紫外線光源１３としての発光ダイオードを用いた。
担持体８の占める表面積に対して光触媒励起物質１０の
占める面積割合を大きくすることができ、通気管１１内
に配設された紫外線光源１３により光触媒励起物質１０
に効率よく紫外線を照射できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光触媒清浄ユニット
およびこれを用いた空気清浄機ならびに発光ダイオード
に関する。
およびこれを用いた空気清浄機ならびに発光ダイオード
に関する。
【０００２】近年、光触媒方式を利用した空気清浄機が
注目されている。この光触媒方式は二酸化チタンを代表
とする半導体の微粒子を薄膜として基体表面に担持して
光触媒を形成し、この光触媒を励起させるために紫外線
を照射する光源を用いるものである。
注目されている。この光触媒方式は二酸化チタンを代表
とする半導体の微粒子を薄膜として基体表面に担持して
光触媒を形成し、この光触媒を励起させるために紫外線
を照射する光源を用いるものである。
【０００３】光触媒方式の空気清浄機は紫外線を照射さ
れて活性化した光触媒体の作用によるため、大量の空気
を効率的に浄化するには大面積の光触媒膜を必要とす
る。このため、光触媒励起光源は光触媒膜の面積が大き
いために、大形の直線状の蛍光ランプを用いたり、直線
状の蛍光ランプを複数本配設する必要が有り、装置が大
形化する傾向にある。
れて活性化した光触媒体の作用によるため、大量の空気
を効率的に浄化するには大面積の光触媒膜を必要とす
る。このため、光触媒励起光源は光触媒膜の面積が大き
いために、大形の直線状の蛍光ランプを用いたり、直線
状の蛍光ランプを複数本配設する必要が有り、装置が大
形化する傾向にある。
【０００４】これを改善する従来技術として特開平９−
３８１９２号公報に記載された構成が知られている。こ
の従来技術はハニカム担持体内面に設けた二酸化チタン
の薄膜の光触媒励起用光源として発光ダイオードを用い
たものである。これにより、光触媒膜の面積を大きくで
き、装置をコンパクト化できるというものである。
３８１９２号公報に記載された構成が知られている。こ
の従来技術はハニカム担持体内面に設けた二酸化チタン
の薄膜の光触媒励起用光源として発光ダイオードを用い
たものである。これにより、光触媒膜の面積を大きくで
き、装置をコンパクト化できるというものである。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術はハニカム担持体の外方に配設された発光ダイオード
から紫外線を照射するものであるため、ハニカム担持体
の貫通孔の奥側には紫外線が届きにくく、照射光率が悪
いという問題がある。また、貫通孔の奥には紫外線が届
きにくいため、貫通孔を長くして光触媒膜の面積を大き
くしても、紫外線が照射される領域の増加にはさほど影
響しない。清浄効果は紫外線が照射される光触媒膜の面
積が大きくなるほど向上するものであるため、従来技術
の空気清浄機の清浄効果を上げるには限界があった。
術はハニカム担持体の外方に配設された発光ダイオード
から紫外線を照射するものであるため、ハニカム担持体
の貫通孔の奥側には紫外線が届きにくく、照射光率が悪
いという問題がある。また、貫通孔の奥には紫外線が届
きにくいため、貫通孔を長くして光触媒膜の面積を大き
くしても、紫外線が照射される領域の増加にはさほど影
響しない。清浄効果は紫外線が照射される光触媒膜の面
積が大きくなるほど向上するものであるため、従来技術
の空気清浄機の清浄効果を上げるには限界があった。
【０００５】本発明は光触媒担持面の面積を大きくする
とともに、紫外線の照射効率を高めて清浄効果をさらに
上げることを目的とする。
とともに、紫外線の照射効率を高めて清浄効果をさらに
上げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】請求項１の本発明の光触
媒清浄ユニットは、多数の通気管が並設されて、通気口
が面状に配列するように形成された担持体と；担持体の
少なくとも通気管内壁に担持された光触媒励起物質と；
担持体の通気管内に配設されている紫外線光源と；を具
備していることを特徴としている。
媒清浄ユニットは、多数の通気管が並設されて、通気口
が面状に配列するように形成された担持体と；担持体の
少なくとも通気管内壁に担持された光触媒励起物質と；
担持体の通気管内に配設されている紫外線光源と；を具
備していることを特徴としている。
【０００６】本発明の上記請求項及び以下の関連する各
請求項において特に限定しない限り、定義および技術的
意味は次による。
請求項において特に限定しない限り、定義および技術的
意味は次による。
【０００７】担持体は、独立した通気管を複数組み合わ
せて並設され、通気口が面状に配列された構造や、通気
管が一体的に形成された構造のいずれかでもよい。要す
るに、担持体の構造はハニカム状や網目状など、複数の
通気管によって通気性を有しているものであればよい。
せて並設され、通気口が面状に配列された構造や、通気
管が一体的に形成された構造のいずれかでもよい。要す
るに、担持体の構造はハニカム状や網目状など、複数の
通気管によって通気性を有しているものであればよい。
【０００８】通気管はその両端に通気口を備えたもので
あり、その形状は丸形、四角形、または多角形状などで
通気可能な構造であれば問わない。
あり、その形状は丸形、四角形、または多角形状などで
通気可能な構造であれば問わない。
【０００９】担持体は断面構造が正六角形の通気管を組
み合わせたハニカム形状であるのが好ましい。ハニカム
形状は通気管の並設密度を高くする構造であるとともに
表面積が大きくできるので、光触媒励起物質をより多く
担持でき、また通気管の通気口も広くできるので流体の
圧力低下も抑えることができる。
み合わせたハニカム形状であるのが好ましい。ハニカム
形状は通気管の並設密度を高くする構造であるとともに
表面積が大きくできるので、光触媒励起物質をより多く
担持でき、また通気管の通気口も広くできるので流体の
圧力低下も抑えることができる。
【００１０】ハニカム担持体は、互いに平行な多数の通
気管をもつハニカム構造のもので、排気ガス等の浄化の
ための触媒に用いられるハニカム担体をそのまま使用で
きる。ハニカム担持体としては、その材料にセラミック
スを使用したセラミックスハニカムとステンレススチー
ルの薄膜を使用したメタルハニカムとが知られている
が、いずれのハニカム担持体も本発明の担持体として使
用できる。
気管をもつハニカム構造のもので、排気ガス等の浄化の
ための触媒に用いられるハニカム担体をそのまま使用で
きる。ハニカム担持体としては、その材料にセラミック
スを使用したセラミックスハニカムとステンレススチー
ルの薄膜を使用したメタルハニカムとが知られている
が、いずれのハニカム担持体も本発明の担持体として使
用できる。
【００１１】また、ガラスやプラスチックなどの他の材
料で形成された担持体も使用できる。しかし本発明の光
触媒励起物質に酸化物を用いる場合は、耐酸化性にすぐ
れた材質で形成された担持体が好ましい。セラミック担
持体およびメタル担持体はともに耐酸化性に優れてい
る。
料で形成された担持体も使用できる。しかし本発明の光
触媒励起物質に酸化物を用いる場合は、耐酸化性にすぐ
れた材質で形成された担持体が好ましい。セラミック担
持体およびメタル担持体はともに耐酸化性に優れてい
る。
【００１２】光触媒励起物質は少なくとも通気管内壁に
担持されていればよく、所定の波長の光を照射すると光
励起して触媒化するものであり、酸化チタン、酸化亜鉛
および酸化タングステンなどを用いることができる。あ
るいは、これらの混合物等で構成されていてもよい。こ
れら、光触媒励起物質は４００ｎｍ以下の短波長光を照
射すると強い酸化力を保有し、空気中のガス不純物を除
去することができるが、以下の点で酸化チタンを用いる
ことが望ましい。酸化チタンは弱い紫外線でも十分な機
能を発揮でき、広範囲な臭い物質、アンモニア、アセト
アルデヒド、酢酸、トリメチルアミン、メチルメルカプ
タン、硫化水素、スチレン、硫化メチル、二硫化ジメチ
ルおよびイソ吉草酸などを除去できるからであり、酸化
チタンであれば化粧品や、歯磨き粉にも使用されている
など化学的にも安定で安全性が高いからである。
担持されていればよく、所定の波長の光を照射すると光
励起して触媒化するものであり、酸化チタン、酸化亜鉛
および酸化タングステンなどを用いることができる。あ
るいは、これらの混合物等で構成されていてもよい。こ
れら、光触媒励起物質は４００ｎｍ以下の短波長光を照
射すると強い酸化力を保有し、空気中のガス不純物を除
去することができるが、以下の点で酸化チタンを用いる
ことが望ましい。酸化チタンは弱い紫外線でも十分な機
能を発揮でき、広範囲な臭い物質、アンモニア、アセト
アルデヒド、酢酸、トリメチルアミン、メチルメルカプ
タン、硫化水素、スチレン、硫化メチル、二硫化ジメチ
ルおよびイソ吉草酸などを除去できるからであり、酸化
チタンであれば化粧品や、歯磨き粉にも使用されている
など化学的にも安定で安全性が高いからである。
【００１３】また、光触媒励起物質はゼオライトや活性
炭などの吸着材を添加した複合材料を用いることもでき
る。
炭などの吸着材を添加した複合材料を用いることもでき
る。
【００１４】紫外線光源は一部が少なくとも通気管内に
配設されていればよい。従来技術のように紫外線光源が
担持体外方に配設されていると紫外線光源から照射され
た紫外線が内壁面に対して略平行な角度を持って紫外線
が照射されるが、紫外線光源が通気管内に配設されてい
ると内壁面に略直交した角度で照射される紫外線量が多
くなるとともに、紫外線光源と光触媒励起物質の距離も
短くなるため、光触媒担持面の単位面積当たりの紫外線
強度が上昇することになる。
配設されていればよい。従来技術のように紫外線光源が
担持体外方に配設されていると紫外線光源から照射され
た紫外線が内壁面に対して略平行な角度を持って紫外線
が照射されるが、紫外線光源が通気管内に配設されてい
ると内壁面に略直交した角度で照射される紫外線量が多
くなるとともに、紫外線光源と光触媒励起物質の距離も
短くなるため、光触媒担持面の単位面積当たりの紫外線
強度が上昇することになる。
【００１５】紫外線光源の種類はキセノンなどを放電媒
体としたの希ガス放電灯、水銀放電灯または紫外線発光
形蛍光ランプなどでもよく、４００ｎｍ以下の短波長光
が担持体の通気管内壁に効率よく照射されるものであれ
ば特に限定されない。
体としたの希ガス放電灯、水銀放電灯または紫外線発光
形蛍光ランプなどでもよく、４００ｎｍ以下の短波長光
が担持体の通気管内壁に効率よく照射されるものであれ
ば特に限定されない。
【００１６】紫外線光源は必要に応じて通気管内の全て
に配設されるのが好ましいが、紫外線照射可能であれ
ば、間隔を空けて複数用いてもよい。例えば、紫外線を
透過するガラスで担持体が形成されていた場合には、紫
外線光源が配設された通気管に隣接した他の通気管内に
は紫外線光源を設けなくてもよい。
に配設されるのが好ましいが、紫外線照射可能であれ
ば、間隔を空けて複数用いてもよい。例えば、紫外線を
透過するガラスで担持体が形成されていた場合には、紫
外線光源が配設された通気管に隣接した他の通気管内に
は紫外線光源を設けなくてもよい。
【００１７】請求項１の光触媒清浄ユニットは、まず、
複数の通気管を有する担持体の通気管内壁に光触媒励起
物質が担持される。そして、通気管内に配設された紫外
線光源により光触媒励起物質に効率よく紫外線が照射さ
れ、高い清浄効果に必要な光触媒活性が生起される。
複数の通気管を有する担持体の通気管内壁に光触媒励起
物質が担持される。そして、通気管内に配設された紫外
線光源により光触媒励起物質に効率よく紫外線が照射さ
れ、高い清浄効果に必要な光触媒活性が生起される。
【００１８】請求項２の光触媒清浄ユニットは、吸入口
と排出口間とが連通する通風路を内部に有した筐体と；
多数の通気管が並設されて、通気口が面状に配列するよ
うに形成され、通風路内を通気する外気が通気管内を通
気するように筐体内に配設された担持体と；担持体の少
なくとも通気管内壁に担持された光触媒励起物質と；担
持体の通気管内に配設されている紫外線光源と；を具備
していることを特徴としている。
と排出口間とが連通する通風路を内部に有した筐体と；
多数の通気管が並設されて、通気口が面状に配列するよ
うに形成され、通風路内を通気する外気が通気管内を通
気するように筐体内に配設された担持体と；担持体の少
なくとも通気管内壁に担持された光触媒励起物質と；担
持体の通気管内に配設されている紫外線光源と；を具備
していることを特徴としている。
【００１９】筐体は一端側に吸入口が形成され、他端側
には排出口が形成されていればよく、その形状は、箱形
であってもよいし、円筒形であってもよく特に限定され
ない。材質もプラスチック製や、金属製でもよく特に限
定されない。
には排出口が形成されていればよく、その形状は、箱形
であってもよいし、円筒形であってもよく特に限定され
ない。材質もプラスチック製や、金属製でもよく特に限
定されない。
【００２０】担持体は、筐体の通風路内の外気が通気す
るように担持体の通気方向が配設されていれば、形状、
配設位置は特に限定されない。
るように担持体の通気方向が配設されていれば、形状、
配設位置は特に限定されない。
【００２１】請求項２の光触媒清浄ユニットは、まず、
吸入口より吸気された外気が、筐体内の通風路を通気す
る。そして、筐体内の通風路を通気した外気が、複数の
通気管を有する担持体の通気管を通気する。この時、担
持体の通気路内壁に担持された光触媒励起物質に、通気
管内に配設された紫外線光源から紫外線が照射される。
そして、清浄された外気は筐体の通風路に設けられた排
出口から排出される。
吸入口より吸気された外気が、筐体内の通風路を通気す
る。そして、筐体内の通風路を通気した外気が、複数の
通気管を有する担持体の通気管を通気する。この時、担
持体の通気路内壁に担持された光触媒励起物質に、通気
管内に配設された紫外線光源から紫外線が照射される。
そして、清浄された外気は筐体の通風路に設けられた排
出口から排出される。
【００２２】請求項３の本発明の光触媒清浄ユニット
は、吸入口と排出口間とが連通する通風路を内部に有し
た筐体と；筐体内に配設された外気を強制的に通気させ
る送風手段と；多数の通気管が並設されて、通気口が面
状に配列するように形成され、通風路内を通気する外気
が通気管内を通気するように筐体内に配設された担持体
と；担持体の少なくとも通気管内壁に担持された光触媒
励起物質と；担持体の通気管内に配設されている紫外線
光源と；を具備していることを特徴としている。
は、吸入口と排出口間とが連通する通風路を内部に有し
た筐体と；筐体内に配設された外気を強制的に通気させ
る送風手段と；多数の通気管が並設されて、通気口が面
状に配列するように形成され、通風路内を通気する外気
が通気管内を通気するように筐体内に配設された担持体
と；担持体の少なくとも通気管内壁に担持された光触媒
励起物質と；担持体の通気管内に配設されている紫外線
光源と；を具備していることを特徴としている。
【００２３】送風手段は、吸入口と排出口を有している
筐体内に配設されていれば配設位置は特に限定されず、
外気を強制的に吸入し、排出口から排出する送風機能を
有していればよい。
筐体内に配設されていれば配設位置は特に限定されず、
外気を強制的に吸入し、排出口から排出する送風機能を
有していればよい。
【００２４】送風手段としてはファンを用いることが望
ましい。このとき、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。
ましい。このとき、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。
【００２５】請求項３の光触媒清浄ユニットは、まず、
吸気口より吸気された外気が、筐体内の通風路に配設さ
れた送風手段によって強制的に通気し、清浄された外気
は排出口から排出される。
吸気口より吸気された外気が、筐体内の通風路に配設さ
れた送風手段によって強制的に通気し、清浄された外気
は排出口から排出される。
【００２６】請求項４の光触媒清浄ユニットは、請求項
１ないし３いずれか一記載の紫外線光源を発光ダイオー
ドとしたことを特徴としている。
１ないし３いずれか一記載の紫外線光源を発光ダイオー
ドとしたことを特徴としている。
【００２７】発光ダイオードは少なくとも発光面の一部
が担持体の通気管内に配設されていればその形状は特に
限定しない。そして、発光ダイオードは必要に応じて通
気管内の全てに配設されてもよいし、間隔を空けて複数
用いてもよい。
が担持体の通気管内に配設されていればその形状は特に
限定しない。そして、発光ダイオードは必要に応じて通
気管内の全てに配設されてもよいし、間隔を空けて複数
用いてもよい。
【００２８】請求項４の光触媒清浄ユニットは、発光ダ
イオードを用いることにより装置を小形化とともに省電
力化することができる。
イオードを用いることにより装置を小形化とともに省電
力化することができる。
【００２９】請求項５の光触媒清浄ユニットは、請求項
１ないし4のいずれか一記載の光触媒空気清浄ユニット
において、紫外線光源の通気口に対向した頂部には反射
手段が設けられていることを特徴としている。
１ないし4のいずれか一記載の光触媒空気清浄ユニット
において、紫外線光源の通気口に対向した頂部には反射
手段が設けられていることを特徴としている。
【００３０】請求項５の光触媒清浄ユニットは、紫外線
光源の紫外線を透過させる部分の通気口に対向した頂部
に反射手段を設けることにより、本来、紫外線が不要で
あった通気口方向へ放射されていた紫外線が担持体の内
壁方向に反射され、光触媒担持面の単位面積当たりの紫
外線強度がさらに高くなる。
光源の紫外線を透過させる部分の通気口に対向した頂部
に反射手段を設けることにより、本来、紫外線が不要で
あった通気口方向へ放射されていた紫外線が担持体の内
壁方向に反射され、光触媒担持面の単位面積当たりの紫
外線強度がさらに高くなる。
【００３１】請求項６の空気清浄機は、請求項１ないし
５のいずれか一記載の光触媒浄化ユニットを具備してい
ることを特徴としている。
５のいずれか一記載の光触媒浄化ユニットを具備してい
ることを特徴としている。
【００３２】請求項６の空気清浄機は、エアコン、冷蔵
庫などに搭載してもよく、公共施設用、オフィス・店舗
用、一般家庭用、車載用など幅広い用途で用いることが
できる。そして、大きさ、形状は特に限定されるもので
はない。
庫などに搭載してもよく、公共施設用、オフィス・店舗
用、一般家庭用、車載用など幅広い用途で用いることが
できる。そして、大きさ、形状は特に限定されるもので
はない。
【００３３】請求項７の発光ダイオードは一端側をリー
ド線導出部として主に紫外線を発光する発光ダイオード
チップをモールドしたモールド部の他端側頂部に反射手
段を具備していることを特徴としている。
ド線導出部として主に紫外線を発光する発光ダイオード
チップをモールドしたモールド部の他端側頂部に反射手
段を具備していることを特徴としている。
【００３４】請求項７の発光ダイオードの、形状、大き
さは特に限定されず、光触媒清浄ユニットの用途に最適
であるが、他に紫外線を光源側方に照射することが必要
な構成にも適用可能である。
さは特に限定されず、光触媒清浄ユニットの用途に最適
であるが、他に紫外線を光源側方に照射することが必要
な構成にも適用可能である。
【００３５】請求項４および請求項７の発光ダイオード
のｐｎ接合された発光体はＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａ
Ｎ、ＺｎＳ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ系などの半導体結晶であ
ればよく、波長が４００ｎｍ以下の光を照射するもので
あればよい。
のｐｎ接合された発光体はＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａ
Ｎ、ＺｎＳ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ系などの半導体結晶であ
ればよく、波長が４００ｎｍ以下の光を照射するもので
あればよい。
【００３６】発光ダイオ−ドが、波長３６０〜４００ｎ
ｍのスペクトル範囲の光のみ放射するものであること
が、発光効率及び電力消費の点で好ましい。しかし、発
光ダイオ−ドの放射する光は、一般に少なくとも５０ｎ
ｍのスペクトル範囲を有するため、波長３６０〜４００
ｎｍのみの光を放射する発光ダイオ−ドを得ることは困
難である。したがって、使用する発光ダイオ−ドは、波
長３６０〜４００ｎｍの紫外線を十分に含む光を放射す
るものであれば、可視光である４００ｎｍ以上の波長の
光を含む発光ダイオ−ドでも使用することができる。
ｍのスペクトル範囲の光のみ放射するものであること
が、発光効率及び電力消費の点で好ましい。しかし、発
光ダイオ−ドの放射する光は、一般に少なくとも５０ｎ
ｍのスペクトル範囲を有するため、波長３６０〜４００
ｎｍのみの光を放射する発光ダイオ−ドを得ることは困
難である。したがって、使用する発光ダイオ−ドは、波
長３６０〜４００ｎｍの紫外線を十分に含む光を放射す
るものであれば、可視光である４００ｎｍ以上の波長の
光を含む発光ダイオ−ドでも使用することができる。
【００３７】発光ダイオードの紫外線波長が、人体に有
害とされる領域の３２０ｎｍ以下の波長の遠紫外線（Ｕ
Ｖ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）に近くなるほど光触媒励起を高め清
浄効果が上がる。しかしながら、光源より照射される紫
外線が筐体の外部に漏れるなどの、人体に直接影響を及
ぼすことが考えられる場合には、３２０ｎｍ以下の紫外
線を放射しないものを用いるのが好ましい。そして、こ
のような発光ダイオ−ドは、人体に無害であるので日常
生活における用途にも安全に使用することができる。
害とされる領域の３２０ｎｍ以下の波長の遠紫外線（Ｕ
Ｖ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）に近くなるほど光触媒励起を高め清
浄効果が上がる。しかしながら、光源より照射される紫
外線が筐体の外部に漏れるなどの、人体に直接影響を及
ぼすことが考えられる場合には、３２０ｎｍ以下の紫外
線を放射しないものを用いるのが好ましい。そして、こ
のような発光ダイオ−ドは、人体に無害であるので日常
生活における用途にも安全に使用することができる。
【００３８】請求項5および請求項７の反射手段は、光
源から照射される紫外線４００ｎｍ以下の波長の光の反
射に有効であれば、膜状、板状、テープ状、およびペー
スト状などでもよい。材質についても特に限定されない
が、金属膜である場合は銀、アルミまたは白金を用いる
ことが好ましい。
源から照射される紫外線４００ｎｍ以下の波長の光の反
射に有効であれば、膜状、板状、テープ状、およびペー
スト状などでもよい。材質についても特に限定されない
が、金属膜である場合は銀、アルミまたは白金を用いる
ことが好ましい。
【００３９】反射手段は紫外線光源と一体的に形成され
ていなくてもよく、別体で反射手段を設けてもよい。
ていなくてもよく、別体で反射手段を設けてもよい。
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００４０】図１は本発明の実施形態である空気清浄機
の模式的な断面図である。図2は同じく要部である光触
媒空気清浄ユニットの模式的な一部断面拡大図である。
図３は同じく光触媒空気清浄ユニットの模式的な概略斜
視図である。
の模式的な断面図である。図2は同じく要部である光触
媒空気清浄ユニットの模式的な一部断面拡大図である。
図３は同じく光触媒空気清浄ユニットの模式的な概略斜
視図である。
【００４１】図１において、１は筐体としてのケース、
２は送風手段としての送風ファン、３は通風路、４は通
風路内壁、５は光触媒空気清浄ユニットである。
２は送風手段としての送風ファン、３は通風路、４は通
風路内壁、５は光触媒空気清浄ユニットである。
【００４２】この空気清浄機は、筒状のケース１と、こ
のケース１の吸入口６側に設けられた送風ファン２と、
通風路３の内壁４に固定された光触媒空気清浄ユニット
５とから構成されている。
のケース１の吸入口６側に設けられた送風ファン２と、
通風路３の内壁４に固定された光触媒空気清浄ユニット
５とから構成されている。
【００４３】ケース１は、紫外線の劣化を抑えるために
耐候性がよいアルミ板を主に用いている。
耐候性がよいアルミ板を主に用いている。
【００４４】送風ファン２は軸流ファンによって構成さ
れている。この軸流ファン２は回転すると吸入口６から
空気を吸いこみ、光触媒空気清浄ユニットに空気を導入
する。
れている。この軸流ファン２は回転すると吸入口６から
空気を吸いこみ、光触媒空気清浄ユニットに空気を導入
する。
【００４５】光触媒空気清浄ユニット５は通風路３の通
気方向に対して直交する方向の略全域にわたって配設さ
れている。次に本実施形態の要部である光触媒空気清浄
ユニット５について説明する。８は担持体としてのセラ
ミックスハニカム担持体、９はセラミックスハニカム担
持体の隔壁、１０は光触媒励起物質としての二酸化チタ
ン薄膜、１１は通気管、１２は反射手段としての反射
膜、１３は紫外線光源である。
気方向に対して直交する方向の略全域にわたって配設さ
れている。次に本実施形態の要部である光触媒空気清浄
ユニット５について説明する。８は担持体としてのセラ
ミックスハニカム担持体、９はセラミックスハニカム担
持体の隔壁、１０は光触媒励起物質としての二酸化チタ
ン薄膜、１１は通気管、１２は反射手段としての反射
膜、１３は紫外線光源である。
【００４６】セラミックスの膜を使用したセラミックス
ハニカム担持体８とその隔壁９の端面および壁面に形成
された二酸化チタンの薄膜１０で形成さている。そし
て、その軸方向に貫通し互いに平行な多数の通気管１１
をもち、通気管１１内には反射膜１２を設けた紫外線光
源１３が配設されている。
ハニカム担持体８とその隔壁９の端面および壁面に形成
された二酸化チタンの薄膜１０で形成さている。そし
て、その軸方向に貫通し互いに平行な多数の通気管１１
をもち、通気管１１内には反射膜１２を設けた紫外線光
源１３が配設されている。
【００４７】二酸化チタン薄膜１０は変成オルガノポリ
シロキサンの中に光触媒用酸化チタン微粉末を分散させ
た液を用意し、セラミックハニカム担体を浸漬し、引き
上げ、焼成することにより、第一実施形態の光触媒ハニ
カム担持体８を得る。
シロキサンの中に光触媒用酸化チタン微粉末を分散させ
た液を用意し、セラミックハニカム担体を浸漬し、引き
上げ、焼成することにより、第一実施形態の光触媒ハニ
カム担持体８を得る。
【００４８】図４は本実施形態の空気清浄機に使用され
ている紫外線光源１３の模式的な断面図である。
ている紫外線光源１３の模式的な断面図である。
【００４９】本実施形態では紫外線光源１３として発光
ダイオードを用いた。 図４において、１４は発光ダイ
オードチップ、１５はモールド部、１６はリード線であ
る。
ダイオードを用いた。 図４において、１４は発光ダイ
オードチップ、１５はモールド部、１６はリード線であ
る。
【００５０】紫外線光源１３の発光ダイオードはｐｎ接
合されたＧａＮ系光半導体の結晶体からなる光を放射す
る発光ダイオードチップ１４と、この発光ダイオードチ
ップ１４を封止したモ−ルド部１５とを主要部として備
えており、モールド部１５の頂部にはアルミ製の反射膜
１２を設けている。なお、このモールド部１５はエポキ
シ樹脂またはアクリル系樹脂等の透明な合成樹脂材料か
ら形成されている。また、本実施例の発光ダイオードは
リードフレーム形に形成され、フレームを兼ねた一方の
リード線１６の先端に発光ダイオードチップ１４が融着
されると共に、この発光ダイオードチップ１４のｐ側電
極と他方のリード線１６とが金属線１７により接続され
ている。なお、この構造は一般の発光ダイオードと同じ
であり、また、この発光ダイオードチップ１４とモール
ド部１５とを備えた発光ダイオードの構造は、セラミッ
クステムを備えたステム形等であることもできる。この
紫外線光源１３の発光ダイオードは、波長３６０〜４０
０ｎｍの紫外線を放射する。
合されたＧａＮ系光半導体の結晶体からなる光を放射す
る発光ダイオードチップ１４と、この発光ダイオードチ
ップ１４を封止したモ−ルド部１５とを主要部として備
えており、モールド部１５の頂部にはアルミ製の反射膜
１２を設けている。なお、このモールド部１５はエポキ
シ樹脂またはアクリル系樹脂等の透明な合成樹脂材料か
ら形成されている。また、本実施例の発光ダイオードは
リードフレーム形に形成され、フレームを兼ねた一方の
リード線１６の先端に発光ダイオードチップ１４が融着
されると共に、この発光ダイオードチップ１４のｐ側電
極と他方のリード線１６とが金属線１７により接続され
ている。なお、この構造は一般の発光ダイオードと同じ
であり、また、この発光ダイオードチップ１４とモール
ド部１５とを備えた発光ダイオードの構造は、セラミッ
クステムを備えたステム形等であることもできる。この
紫外線光源１３の発光ダイオードは、波長３６０〜４０
０ｎｍの紫外線を放射する。
【００５１】以下の本実施形態の作用について説明す
る。
る。
【００５２】空気浄化装置は、図１の矢印に示されるよ
うに、浄化すべき空気が、吸入口６より吸入され送風フ
ァン２によって通風路３の右方向から左方向に送られ
る。すなわち、空気は光触媒空気清浄ユニット５の多数
の通気管１１を通過する。一方、通気管１１内に配設さ
れた発光ダイオード１３は通電して発光し、紫外線を放
射する。この紫外線は光触媒空気清浄ユニット５の通気
管内壁の二酸化チタン薄膜１０に略直交で照射される量
が多くなるとともに、紫外線光源と光触媒励起物質の距
離も短くなるので高い紫外線強度が得られる。さらに、
紫外線光源１３の頂部の反射膜１２によって反射された
紫外線も通気管１１内に照射されることにより、さらに
二酸化チタン薄膜１０に照射される紫外線強度が増す。
紫外線で照射された二酸化チタンの薄膜１０は活性化さ
れ、強力な酸化作用を奏する。そのため光触媒空気清浄
ユニット５の内壁表面の二酸化チタンの薄膜１０に接触
した空気中に含まれる有機物は酸化分解される。このよ
うにして空気中の臭い成分とか煙成分が酸化分解し除去
されて清浄化された空気が排出口７より排出される。
うに、浄化すべき空気が、吸入口６より吸入され送風フ
ァン２によって通風路３の右方向から左方向に送られ
る。すなわち、空気は光触媒空気清浄ユニット５の多数
の通気管１１を通過する。一方、通気管１１内に配設さ
れた発光ダイオード１３は通電して発光し、紫外線を放
射する。この紫外線は光触媒空気清浄ユニット５の通気
管内壁の二酸化チタン薄膜１０に略直交で照射される量
が多くなるとともに、紫外線光源と光触媒励起物質の距
離も短くなるので高い紫外線強度が得られる。さらに、
紫外線光源１３の頂部の反射膜１２によって反射された
紫外線も通気管１１内に照射されることにより、さらに
二酸化チタン薄膜１０に照射される紫外線強度が増す。
紫外線で照射された二酸化チタンの薄膜１０は活性化さ
れ、強力な酸化作用を奏する。そのため光触媒空気清浄
ユニット５の内壁表面の二酸化チタンの薄膜１０に接触
した空気中に含まれる有機物は酸化分解される。このよ
うにして空気中の臭い成分とか煙成分が酸化分解し除去
されて清浄化された空気が排出口７より排出される。
【００５３】本実施形態の空気清浄機はハニカム担持体
８の全面に二酸化チタンの薄膜１０を形成しているた
め、ハニカム担持体８の占める体積に比して二酸化チタ
ンの薄膜１０の面積が大きくできる。さらに、発光ダイ
オード１３が極めて小さいため、光触媒空気清浄ユニッ
ト５内に配設されているので、それだけ本実施形態の空
気清浄機がコンパクトとなっている。
８の全面に二酸化チタンの薄膜１０を形成しているた
め、ハニカム担持体８の占める体積に比して二酸化チタ
ンの薄膜１０の面積が大きくできる。さらに、発光ダイ
オード１３が極めて小さいため、光触媒空気清浄ユニッ
ト５内に配設されているので、それだけ本実施形態の空
気清浄機がコンパクトとなっている。
【発明の効果】請求項１の発明によれば、担持体の占め
る表面積に対して光触媒励起物質の占める面積割合を大
きくすることができ、担持体の有している多数の通気管
内壁全体にまで担持させた光触媒励起物質に、通気管内
に配設された紫外線光源により光触媒励起物質に効率よ
く紫外線を照射できるので、清浄効果を上げるために単
位面積当たりの紫外線強度が上昇させることができる。
る表面積に対して光触媒励起物質の占める面積割合を大
きくすることができ、担持体の有している多数の通気管
内壁全体にまで担持させた光触媒励起物質に、通気管内
に配設された紫外線光源により光触媒励起物質に効率よ
く紫外線を照射できるので、清浄効果を上げるために単
位面積当たりの紫外線強度が上昇させることができる。
【００５４】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
に加えて、外気を一定方向に通気させることができる通
風路を有する光触媒空気清浄ユニットを得ることができ
る。
に加えて、外気を一定方向に通気させることができる通
風路を有する光触媒空気清浄ユニットを得ることができ
る。
【００５５】請求項３の発明によれば、請求項２の効果
に加えて、吸気口より吸気された外気が、筐体内の通風
路に配設された送風手段によって通気し、清浄された外
気は排出口から排出される。したがって、強制的に外気
を通風路に通気でき、より多くの外気を処理することが
できる。
に加えて、吸気口より吸気された外気が、筐体内の通風
路に配設された送風手段によって通気し、清浄された外
気は排出口から排出される。したがって、強制的に外気
を通風路に通気でき、より多くの外気を処理することが
できる。
【００５６】請求項４の発明によれば、発光ダイオード
を用いることにより装置の薄型化と省電力化ができる。
を用いることにより装置の薄型化と省電力化ができる。
【００５７】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
4の効果に加えて、紫外線光源の通気口に対向した頂部
には反射膜が設けられているので、本来光触媒活性に不
要だった通気口方向への紫外線照射を通気管内壁に照射
させ、さらに単位面積当たりの紫外線強度が上昇し清浄
効果を上げることができる。
4の効果に加えて、紫外線光源の通気口に対向した頂部
には反射膜が設けられているので、本来光触媒活性に不
要だった通気口方向への紫外線照射を通気管内壁に照射
させ、さらに単位面積当たりの紫外線強度が上昇し清浄
効果を上げることができる。
【００５８】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
５の効果を有する空気清浄機を提供できる。
５の効果を有する空気清浄機を提供できる。
【００５９】請求項７の発明によれば、光触媒担持面に
紫外線を効率よく照射する光触媒清浄ユニット用の発光
ダイオードを提供できる。
紫外線を効率よく照射する光触媒清浄ユニット用の発光
ダイオードを提供できる。
【図１】本発明の空気清浄機の実施形態を示す模式的な
断面図
断面図
【図２】同じく要部の模式的な一部拡大断面図
【図３】同じく要部の模式的な概略斜視図
【図４】同じく紫外線光源の模式的な拡大断面図
１…筐体としてのケース ２…送風手段としての送風ファン ３…通風路 ５…光触媒空気清浄ユニット ６…吸入口 ７…排出口 ８…担持体としてのセラミックスハニカム担持体 １０…光触媒励起物質としての二酸化チタン薄膜 １１…通気管 １２…反射手段としての反射膜 １３…紫外線光源 １４…発光ダイオードチップ １５…モールド部 １６…リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ Ｂ (72)発明者 松田 良太郎 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 Ｆターム(参考） 4C080 AA07 AA10 BB02 CC02 CC03 CC04 CC05 CC08 CC09 HH05 JJ03 KK08 LL10 MM02 NN02 QQ17 4D048 AA22 BA07X BA16Y BA27Y BA41X BB02 BB07 CA02 CC40 CC41 CC57 CC63 EA01 EA04 5F041 AA47 CA02 CA40 DA07 DA18 DA32 DA44 DA46 DA55 DA57 DB02 DC07 DC26 EE23 FF15
Claims (7)
- 【請求項１】多数の通気管が並設されて、通気口が面状
に配列するように形成された担持体と；担持体の少なく
とも通気管内壁に担持された光触媒励起物質と；担持体
の通気管内に配設されている紫外線光源と；を具備して
いることを特徴とする光触媒清浄ユニット。 - 【請求項２】吸入口と排出口間とが連通する通風路を内
部に有した筐体と；多数の通気管が並設されて、通気口
が面状に配列するように形成され、通風路内を通気する
外気が通気管内を通気するように筐体内に配設された担
持体と；担持体の少なくとも通気管内壁に担持された光
触媒励起物質と；担持体の通気管内に配設されている紫
外線光源と；を具備していることを特徴とする光触媒清
浄ユニット。 - 【請求項３】吸入口と排出口間とが連通する通風路を内
部に有した筐体と；筐体内に配設された外気を強制的に
通気させる送風手段と；多数の通気管が並設されて、通
気口が面状に配列するように形成され、通風路内を通気
する外気が通気管内を通気するように筐体内に配設され
た担持体と；担持体の少なくとも通気管内壁に担持され
た光触媒励起物質と；担持体の通気管内に配設されてい
る紫外線光源と；を具備していることを特徴とする光触
媒清浄ユニット。 - 【請求項４】紫外線光源は発光ダイオードであることを
特徴とする請求項1ないし３のいずれか一記載の光触媒
清浄ユニット。 - 【請求項５】紫外線光源の通気口に対向した頂部には反
射手段が設けられていることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれか一記載の光触媒清浄ユニット。 - 【請求項６】請求項１ないし８のいずれか一記載の光触
媒清浄ユニットを具備していることを特徴としている空
気清浄機。 - 【請求項７】一端側をリード線導出部として主に紫外線
を発光する発光ダイオードチップをモールドしたモール
ド部の他端側頂部に反射手段を具備していることを特徴
とする発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18613699A JP2001009016A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 光触媒清浄ユニットおよび空気清浄機ならびに発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18613699A JP2001009016A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 光触媒清浄ユニットおよび空気清浄機ならびに発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001009016A true JP2001009016A (ja) | 2001-01-16 |
Family
ID=16183015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18613699A Pending JP2001009016A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 光触媒清浄ユニットおよび空気清浄機ならびに発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001009016A (ja) |
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