JP2001009017A

JP2001009017A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2001009017A
Application number: JP11186406A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Tachibana; 真輔橘; Kazuyuki Yamamoto; 万征山本
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光触媒体の活性化を良好にするとともに、風圧
損の大きな増加がなくて空気清浄化能力の高い空気清浄
装置を提供する。【解決手段】一端が空気導入端で、他端が空気排出端と
なる遮風性の部材からなる偏平な風洞４Ａの一対の偏平
面４Ａａ、４Ａｂの内面に沿って第１の光触媒体４Ｂ
ａ、４Ｂｂを配設し、第１の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂに
対してほぼ直角をなして風洞４Ａ内を仕切るように互い
に離間して複数の第２の光触媒体４Ｃａ、４Ｃｂを配設
するとともに、放電路が折り返されていて一対の電極が
一端側に位置していて波長４００ｎｍ以下のを含む光を
発生する放電ランプ４Ｄａをその折り返された部分を含
む面が第２の光触媒体４Ｃａ、４Ｃｂに対向するように
配設し、さらに風洞４Ａ内に空気を強制的に移動させる
空気強制移動手段を備えている。

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、円筒状の光触媒フィルタの一端
からブロワによって送風された空気が進入し、次に進路
を変えて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、再び進路を変えて光触媒
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、悪臭
空気の流れに直角な網状の光触媒と、ケーシングの内側
に沿って悪臭空気の流れに平行な平板状の光触媒とで直
管形紫外線灯を包囲する角筒状の光触媒を構成して、悪
臭空気が風上側の網状の光触媒を外側から内側へ通過
し、風下側の網状の光触媒を内側から外側へ通過して排
出される空気清浄装置が記載されている。（従来技術
２）従来技術２においては、送風により悪臭空気が風上側の
網状の光触媒を通過する際に悪臭物質が光触媒に接触し
て分解されるとともに、平板状の光触媒に沿って悪臭空
気が流れる際に、悪臭物質が平板状の光触媒に接触して
分解される。また、悪臭空気が風下側の網状の光触媒を
内側から外側へ通過する際にも光触媒に接触した悪臭物
質を分解する。

【０００４】また、上記公報には、４面が全てケーシン
グの内側に沿って配設されている角筒形の光触媒で紫外
線灯を同軸に包囲して、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）さらに、特開平１０−１５３５１号公報には、空気の流
路に沿って通気性の光触媒体とこれを活性化する光源と
を多段に配設した空気清浄装置が記載されている。（従
来技術４）

【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、風圧損が大きくなり、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。

【０００５】さらに、従来技術１は、被清浄化空気が鍵
形に屈曲して流れるため、風圧損が大きくなる問題があ
る。

【０００６】さらにまた、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。

【０００７】次に、従来技術２は、網状の光触媒の面積
が小さいと風圧損が増加するので、風圧損の観点から
は、なるべく網状の光触媒の断面積を大きくすべきであ
る。

【０００８】ところが、網状の光触媒と平板状の光触媒
とを紫外線照射によって良好に活性化するためには、光
触媒の受ける紫外線照射強度を所定レベル以上に保持す
る必要があり、網状の光触媒および平板状の光触媒を紫
外線灯から比較的近い距離に位置するように配置しなけ
ればならないから、網状の光触媒の面積を大きくするこ
とができない。

【０００９】したがって、従来技術２においては、上述
した相反する要求を同時に満足することができないとい
う問題がある。

【００１０】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。

【００１１】さらに、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
に接触して捕捉されることによって初めて行われるので
ある。

【００１２】さらにまた、従来技術４においては、一つ
の光触媒体の全面を紫外線照射して活性化するために、
多数の直管形のランプを用いる必要があり、初期設備費
およびランニングコストの両面でコストアップになると
ともに、ケーシングの上下面が活用されないので、効率
が悪いという問題がある。

【００１３】本発明は、光触媒の活性化を良好にすると
ともに、風圧損の大きな増加がなくて、空気清浄化能力
が高い空気清浄装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【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、一端が空気導入端で、他端が空気排出端とな
り遮風性の部材からなる偏平な風洞と；風洞の一対の偏
平面の内面に沿って配設された第１の光触媒体と；第１
の光触媒体に対してほぼ直角をなして風洞内を仕切るよ
うに互いに離間して複数配設されるとともに通気性を備
えた第２の光触媒体と；第１および第２の光触媒体に囲
まれるとともに、折り返された放電路を備え放電路の両
端に封装された一対の電極が一端側に位置していて、折
り返された部分を含む面が第２の光触媒体に対向するよ
うに配設された波長４００ｎｍ以下を含む光を発生する
Ｕ字状の放電ランプと；風洞内に空気を強制的に移動さ
せる空気強制移動手段と；を具備していることを特徴と
している。

【００１５】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。

【００１６】＜風洞について＞本発明において、「風
洞」とは、その内部に空気の流れを形成するように遮風
性の部材によって偏平な中空体に画成された構成をい
い、一端が空気導入端に、他端が空気排出端になってい
る。したがって、風洞は、一対の偏平面および一対の側
面を備えている。そして、空気導入端と空気排出端と
は、空気の流れに対して対向していればよく、幾何学的
に正対している必要はないが、風圧損をなるべく少なく
するためには正対していることが好ましい。

【００１７】風洞を形成する遮風性の部材は、遮風性を
備えていればどのような材料であってもよいが、好適に
は内面が紫外線反射性の部材を用いるがよく、これによ
り光触媒の活性化の効率が向上する。

【００１８】＜第１の光触媒体について＞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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】さて、本発明において用いる第１の光触媒
体は、風洞の対向する一対の偏平面の内面に沿って配設
される。「内面に沿って配設され」るとは、内面に接触
していてもよいし、いくらか離間して内面にほぼ平行に
配設されていてもよいという意味である。いずれの態様
においても、第１の光触媒体は、通気性を備えていても
よいし、通気性のない平板状であってもよい。

【００２５】また、第１の光触媒体は、光触媒物質が適
当な基体に担持されることにより構成されていることを
許容する。たとえば、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。

【００２６】＜第２の光触媒体について＞第２の光触媒
体は、第１の光触媒体に対してほぼ直角をなしていて、
風洞内を仕切るように互いに離間して複数配設されてい
る。したがって、風洞内には、第１および第２の光触媒
体によって概ね断面四角形をなして第２の光触媒体の板
面方向に延在する空間が複数形成される。

【００２７】また、第２の光触媒体は、風洞内の空気の
流路に対してこれを横切るように配設されるか、ほぼ並
行に配設される。前者の場合、第２の光触媒体は、通気
性を付与されている必要がある。しかし、後者の場合に
は、通気性を備えていてもよいし、備えていなくてもよ
い。なお、光触媒物質は、第１の光触媒体において説明
したのと同様である。

【００２８】さらに、第２の光触媒体は、適当な基体に
担持されていることを許容する。しかし、第２の光触媒
体が風洞内の空気の流れを横切るように配設される場合
には、第２の光触媒体は、通気性を備えていなければな
らない。通気性としては、たとえば、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、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、多孔質セラミックスやガラス繊維集合体などに光触
媒物質を担持させたものなどを用いることもできる。風
洞内の空気の流路に並行して第２の光触媒体が配設され
る場合には、第２の光触媒体は、通気性を備えている必
要がない。しかし、このような場合であっても第２の光
触媒体は、通気性を備えていている方が空気中の汚染物
質との接触が得られやすい。

【００２９】さらにまた、第２の光触媒体は、平坦面
状、波状、鋸歯状、Ｖ字状など種々の形状をなしてい
て、汚染物質が接触しやすいようになっていることを許
容する。

【００３０】さらにまた、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。

【００３１】＜放電ランプについて＞放電ランプは、第
１および第２の光触媒体を活性化するために用いられ、
そのため放電により波長４００ｎｍ以下の紫外線を含む
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
光が効果的であることから、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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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、本発明において
用いる第２の光触媒体および第１の光触媒体は、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ことを
許容する関係で、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、抗菌を主
な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。

【００３５】さて、本発明における特徴的構成は、放電
ランプが折り返された放電路を備え、放電路の両端に封
装された一対の電極が一端側に位置していて、かつ折り
返された部分を含む面が第２の光触媒体に対向している
ことである。具体的には、たとえば放電路がＵ字状、コ
字状、Ｍ字またはＷ字状などになっている形状を含む。

【００３６】また、バルブの外径が８ｍｍ以下の細くて
コンパクトな放電ランプを用いたいときには、電極を冷
陰極にするのがよい。

【００３７】しかし、バルブの外径は８ｍｍ以上でもよ
く、紫外線発生量を多くしたいときには、さらに電極を
熱陰極にするのがよい。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。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。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。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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】そうして、放電ランプが上述の構造を備え
ていることにより、紫外線照射に対して面的な広がりを
有することになりながら、空気の流通に対しては、風圧
損が少なくなる。

【００４２】また、一対の電極が放電ランプの一端側に
集中して配置されるので、その一端側で風洞に片持ち支
持により装着することができ、これにより風圧損を少な
くすることができる。

【００４３】さらに、放電路を折り返すことにより、コ
ンパクトでありながら放電路長を大きくしてランプ電圧
を高くし、これによりランプ電力を大きくすることで紫
外線発生量を増大させることができる。

【００４４】＜空気強制移動手段について＞空気強制移
動手段は、風洞の空気導入端から風洞内部へ空気を強制
的に移動させ、さらに空気排出端から排出する手段であ
れば、どのような構成であってもよい。風洞に対して空
気を押し込める形式でもよいし、吸い出す形式であって
もよい。

【００４５】また、空気強制移動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。

【００４６】さらに、空気強制移動手段の上流または下
流に、空気強制移動手段の内部への異物の進入を阻止す
るためにグリルなどのような保護手段を配設することが
好ましい。

【００４７】＜その他の構成について＞風洞の空気導入
端の上流には、光触媒体の表面に非分解性の塵埃などが
堆積するのを防止するために、メカニカルフィルタ、Ｈ
ＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなどのプレフィルタ
を配設することが好ましい。

【００４８】また、光触媒体だけでなく、吸着除去手段
たとえば活性炭、シリカゲル、ゼオライトなどの物理吸
着手段、これらに化学添着剤を付加した化学吸着体やイ
オン交換繊維などとを組み合わせることにより、空気清
浄化を一層高度なものにすることができる。

【００４９】＜本発明の作用について＞本発明において
は、放電ランプが放電路が折り返されて、その折り返さ
れた部分を含む面が第２の光触媒体に対向しているの
で、第２の光触媒体の面積が大きくても、その全体に紫
外線をなるべく均斉度高く照射して活性化することがで
きる。これにより、風洞の厚さ、すなわち偏平面間の間
隔、換言すれば風洞の断面積を大きくして、風圧損を小
さくすることができる。

【００５０】また、風洞の一対の偏平面の内面に沿って
配設された第１の光触媒体に対する紫外線の照射、した
がって光触媒体の活性化も良好に行うことができる。す
なわち、一方の偏平面の第１の光触媒体に対しては、放
電ランプの第１の光触媒体に接近している方の脚片部が
主として紫外線を照射する。同様に他方の第１の光触媒
体に対しては、放電ランプの他方の脚片部が主として紫
外線を照射する。このため、第１の光触媒体は、偏平面
間の間隔が大きくても、強い紫外線照射を受けて良好に
活性化される。

【００５１】さらに、放電ランプは、その受電部分が一
端側に集中するとともに、放電ランプを一端側で装着で
きるため、風洞内の空気移動に際して放電ランプが風圧
損を小さくする。

【００５２】そうして、風洞内を空気が移動する際に、
空気中に浮遊する悪臭成分や揮発性有機成分（ＶＯＣ）
などの汚染物質は、第１および第２の光触媒フィルタに
接触して捕捉され、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。

【００５３】したがって、本発明における空気清浄装置
は、空気清浄を主な目的とする装置ばかりでなく、空気
の消臭または脱臭を主な目的とする空気消臭装置または
空気脱臭装置を含む広い概念である。また、空気清浄機
能と空気調和機能とを合わせ持つ多機能な空気清浄装置
であってもよい。

【００５４】また、放電ランプは、幅の狭いもの、すな
わちバルブが細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。

【００５５】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。

【００５６】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、第２の光触媒体は、風
洞内の空気の流路を横切るように配設されており；放電
ランプは、放電路の両端が風洞の側面に片持ち支持され
ている；ことを特徴としている。

【００５７】本発明は、第２の光触媒体が風洞内の空気
の流路を横切るように配設されているので、空気中の汚
染物質の第２の光触媒体との接触の確率が大きくなり、
清浄化作用が良好になる。

【００５８】しかし、風圧損が大きくなりやすいが、風
洞の断面積を大きくすることにより、風圧損の増加を抑
制できる。一般に、風洞の断面積を増加すると、第２の
光触媒体の面積も大きくする必要があり、これに伴い第
２の光触媒体の紫外線照射による活性化が困難になりや
すいが、本発明においては、放電ランプが放電路が折り
返されているとともに、その折り返された部分を含む面
が第２の光触媒体に対向しているから、第２の光触媒体
の面積が大きくても、全体に紫外線を照射しやすくな
る。

【００５９】本発明においては、第２の光触媒体を空気
の流路に沿って１個ないし複数個配設することができ
る。

【００６０】また、第２の光触媒体は、その面が空気の
流路に対して垂直になるように配設することができる。
しかし、要すれば、第２の光触媒体の面を空気の流路に
対して傾斜させてもよい。

【００６１】さらに、第２の光触媒体は、その面が波状
に湾曲したり、鋸歯状に屈曲していてもよい。

【００６２】そうして、本発明によれば、空気中の汚染
物質が第２の光職場体に接触しやすくて、清浄化能力が
高いとともに、放電ランプを風洞の側面に片持ち支持す
るので、構造が簡単になる。

【００６３】請求項３の発明の空気清浄装置は、請求項
２記載の空気清浄装置において、第２の光触媒体は、風
洞内の空気の流路を横切るように３個以上配設されてお
り；放電ランプは、２灯以上配設されているとともに、
風洞内の空気の流路方向に位置がずれて配設されてい
る；ことを特徴としている。

【００６４】本発明は、風洞内の空気の流路を横切るよ
うに３個以上の第２の光触媒体を配設し、これに伴って
２個以上の放電ランプを配設する場合に、放電ランプの
位置をずらすことにより、風洞内の空気の流れを複雑化
して、空気中の汚染物質の第２の光触媒体に対する接触
の確率を増加するように構成したものである。

【００６５】放電ランプの位置をずらすには、放電ラン
プの折り返された一対の脚片部の延在方向に対して垂直
な方向にずらしてもよいし、上記脚片部の延在方向にず
らしてもよい。また、後者の場合の一形態として、放電
ランプの電極側の端部を交互に反対側になるように配設
してもよい。さらに、複数のずらし方を併用してもよ
い。

【００６６】請求項４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、第２の光触媒体は、風
洞内の空気の流路とほぼ平行に配設されており；放電ラ
ンプは、その放電路の折り返された部分を含む面が風洞
内の空気の流路とほぼ平行に配設されている；ことを特
徴としている。

【００６７】本発明は、第２の光触媒体を風洞内の空気
の流路に並行に配設した構成を規定しており、空気が流
路に沿って流れる際に第２の光触媒体に接触しながら流
れるので、光触媒体との接触が相対的に長時間にわって
得られるので、空気中の汚染物質が光触媒物質により分
解されやすくなる。また、相対的に風圧損が少ないとい
う特徴がある。

【００６８】第２の光触媒体は、通気性を備えていても
よいし、備えていなくてもよい。

【００６９】また、第２の光触媒体は、表面が波状や鋸
歯状をなしていてもよいし、多数の凹凸が形成されてい
てもよい。

【００７０】請求項５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、第２の光触媒
体は、風洞内の空気の流路に対して斜めに配設されてお
り；放電ランプは、その放電路が折り返された部分を含
む面が第２の光触媒体に対向して風洞の側面に斜めに片
持ち支持されている；ことを特徴としている。

【００７１】本発明は、第２の光触媒体および放電ラン
プが風洞内の空気の流路に対して斜めに配設されている
構成を規定している。

【００７２】すなわち、第２の光触媒体を空気の流路に
対して斜めに配設することにより、第２の光触媒体の実
効面積を増大させることができ、これに伴って風圧損が
低減するとともに、空気中の汚染物質の光触媒物質との
接触確率が高くなり、空気清浄効果が向上する。そし
て、放電ランプは、斜めに配設された第の光触媒体に対
して効果的に紫外線照射を行うために、斜めに風洞の側
面に配設されている。

【００７３】また、空気清浄効果が向上する分、第２の
光触媒体の空気の流路に沿った段数を削減することがで
き、その分風圧損がさらに低減する。

【００７４】第２の光触媒体を斜めに配設するために
は、たとえば第２の光触媒体をＶ字状に屈曲することが
できる。この場合、Ｖ字の２辺にそれぞれ対向して２本
の放電ランプを斜めに配設するとよい。

【００７５】さらに、平坦な光触媒体を風洞を斜めに横
断して配設してもよい。この場合には、放電ランプは１
個の第２の光触媒体に対して１本の放電ランプを配設す
ることができる。

【００７６】さらにまた、第２の光触媒体は、風洞内を
横断している必要はなく、横断方向に複数に分離してい
てもよい。

【００７７】

【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。

【００７８】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。

【００７９】図２は、同じく空気清浄部を風洞の前面側
の偏平面を除去して示す正面図である。

【００８０】図３は、同じく要部拡大断面図である。

【００８１】図４は、同じく放電ランプユニット示す正
面図である。

【００８２】図５は、同じくランプホルダを示す断面図
である。

【００８３】各図において、１はケース、２は空気強制
移動手段、３は空気強制移動手段用電源装置、４は空気
清浄部、５は放電ランプ点灯装置である。

【００８４】ケース１は、ほぼ正面から見て四角形をな
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、内部に空気強制移動手段２、空気強制移動手段
用電源装置３、空気清浄部４および放電ランプ点灯装置
５を収納し、図１の下端部に空気排出口（図示しな
い。）を備えている。

【００８５】空気強制移動手段２は、横流ファンからな
り、ケース１の空気取り入れグリル１ａの背面側に位置
していて、後述する空気清浄部４に室内空気を強制的に
押し込める。

【００８６】空気強制移動手段用電源３は、空気強制移
動手段２に電源を供給する。

【００８７】空気清浄部４は、風洞４Ａ、第１の光触媒
体４Ｂａ、４Ｂｂ、第２の光触媒体４Ｃａないし４Ｃｇ
および放電ランプユニット４Ｄによって構成されてい
る。

【００８８】風洞４Ａは、横断面が横長四角形で、一端
が空気導入端４Ａｅ、他端が空気排出端４Ａｆであり、
離間対向した一対の偏平面４Ａａ、４Ａｂと、離間対向
した一対の側面４Ａｃ、４Ａｄとからなる。また、風洞
４Ａは、アルミニウム板からなり、内面は紫外線反射性
に構成されている。

【００８９】一方の第１の光触媒体４Ｂａは、風洞４Ａ
の一方の偏平面４Ａａの内面に貼着され、また他方の第
１の光触媒体４Ｂｂは、他方の偏平面４Ａｂの内面に貼
着されることにより、それぞれ配設されている。

【００９０】第２の光触媒体４Ｃａないし４Ｃｇは、通
気性を備えていて、図３に示すように第１の光触媒体４
Ｂａ、４Ｂｂに対してほぼ直角をなして風洞４Ａ内を第
１および第２の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂおよびたとえば
４Ｃａ、４Ｃｂによって画成された複数の細長い空室に
仕切るように互いに離間して７枚が配設されている。

【００９１】本実施形態においては、第１および第２の
光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂおよび４Ｃａないし４Ｃｇは、
ともにガラス繊維を編組してなるメッシュ構造体にアナ
ターゼ形ＴｉＯ_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。しかし、第
１の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂは、第２の光触媒体４Ｃａ
ないし４Ｃｇよりメッシュが細かくなっている。

【００９２】放電ランプランプユニット４Ｄは、放電ラ
ンプ４Ｄａ、ランプホルダ４Ｄｂおよびワイヤハーネス
４Ｄｃを備えている。

【００９３】放電ランプ４Ｄａは、図４に示すようにＵ
字状に折り返されて一対の折り返し片４Ｄａ１１および
４Ｄａ１２からなる放電路４Ｄａ１を備え、放電路４Ｄ
ａ１の両端４Ｄａ２内部に図示しない一対の電極を封装
している。放電路４Ｄａ１は、紫外線透過性ガラスか
らなるバルブの内部を排気して、適量の水銀および低圧
の希ガスを封入してなり、主として２５４ｎｍの紫外線
を発生する。

【００９４】また、放電ランプ４Ｄａは、第１および第
２の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂおよびたとえば４Ｃａ、４
Ｃｂによって画成された空室の内部に配設されている。

【００９５】ランプホルダ４Ｄｂは、フッ素ゴムを成形
してなり、風洞４Ａの側面４Ａｃまたは４Ａｄに係合す
る係合溝４Ｄｂ１、放電ランプ４Ｄａの放電路４Ｄａ１
の両端４Ｄａ２を挿入して支持するランプ挿入孔４Ｄｂ
２およびワイヤハーネス４Ｄｃの挿通孔４Ｄａ３を備え
ている。

【００９６】ワイヤハーネス４Ｄｃは、一対の絶縁ワイ
ヤ４Ｄｃ１およびコネクタ４Ｄｃ２からなる。一対の絶
縁ワイヤ４Ｄｃ１は、その先端がランプホルダ４Ｄｂの
挿通孔４Ｄａ３に挿入されて、放電ランプ４Ｄａの両端
４Ｄａ２において導入線（図示しない。）に接続されて
いる。

【００９７】そうして、放電ランプ４Ｄａは、その両端
４Ｄａ２をランプホルダ４Ｄｂのランプ挿入孔４Ｄｂ２
に圧入することで摩擦によりランプホルダ４Ｄｂに片持
ち支持される。

【００９８】ランプホルダ４Ｄｂを風洞４Ａの側面４Ａ
ｃおよび４Ａｄに交互に形成した切欠部に係合溝４Ｄｂ
１を圧入することにより、６本の放電ランプ４Ｄａが実
質的に気密に風洞４Ａに左右から交互に片持ち支持され
る。

【００９９】ワイヤハーネス４Ｄｃのコネクタ４Ｄｃ２
を放電ランプ点灯装置５に接続することにより、放電ラ
ンプ４Ｄａの点灯回路を形成する。

【０１００】放電ランプ点灯装置５は、空気清浄部４と
ケース１との間に形成された空間を利用して配設され
る。

【０１０１】次に、空気清浄装置の動作について説明す
る。

【０１０２】空気清浄装置の電源を投入すると、放電ラ
ンプ点灯装置５が放電ランプ４Ｄａを付勢してこれを点
灯し、空気強制移動手段用電源装置３が空気強制移動手
段２を付勢してこれを作動させる。

【０１０３】図３を参照しながら説明するが、放電ラン
プ４Ｄａが点灯すると、波長２５４ｎｍを主体とする紫
外線が発生し、第１の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂおよび第
２の光触媒体４Ｃａ、４Ｃｂは紫外線照射を受けて活性
化する。

【０１０４】すなわち、一方の第１の光触媒体４Ｂａ
は、主として放電ランプ４Ａａの放電路４Ａａ１の一方
の折り返し片４Ａａ１１から放射される紫外線によって
活性化される。他方の第１の光触媒体４Ｂｂは、主とし
て放電ランプ４Ａａの放電路４Ａａ１の他方の折り返し
片４Ａａ１２から放射される紫外線によって活性化され
る。

【０１０５】また、一方の第２の光触媒体４Ｃａは、放
電ランプ４Ｄａの放電路４Ｄａ１の主として対面側から
放射される紫外線により活性化される。同様に他方の第
２の光触媒体４Ｃｂは、放電ランプ４Ｄａの放電路４Ｄ
ａ１の主として対面側から放射される紫外線により活性
化される。

【０１０６】空気強制移動手段２が作動すると、ケース
１の空気取り入れグリル１ａから室内空気がケース１内
に吸引されて空気清浄部４の風洞４Ａ内にその空気導入
端４Ａｄから空気を押し込める。これにより風洞４Ａ内
に空気の移動すなわち気流が生じ、空気は第２の光触媒
体４Ｃａないし４Ｃｇのメッシュの間を通過して風洞４
Ａの空気排出端４Ａｅから排出され、さらにケース１の
図１における下端の空気排出口から室内に排出される。
その間空気清浄部４内において、空気は第２の光触媒体
４Ｃａないし４Ｃｇのメッシュの間を通過する際に、空
気中の汚染物質の微粒子が光触媒物質に接触すると、捕
捉されて分解する。また、空気は、風洞４Ａ内の流れる
途中、第１の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂにも接触するの
で、空気中の汚染物質の微粒子はその光触媒物質により
分解される。

【０１０７】図６は、本発明の空気清浄装置の第２の実
施形態における空気清浄部を示す横断面図である。

【０１０８】図において、図１ないし図５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。

【０１０９】本実施形態は、複数の放電ランプ４Ｄａの
位置を風洞４Ａ内の空気の流路方向に対して上下にずら
して配設している点で異なる。

【０１１０】すなわち、風洞４Ａの一方の側面４Ａｃに
片持ち支持される放電ランプ４Ｄａは、一方の偏平面４
Ａａに相対的に接近して支持されれている。

【０１１１】これに対して、他方の側面４Ａｄに片持ち
支持される放電ランプ４Ｄａは、他方の偏平面４Ａｂに
相対的に接近して支持されている。

【０１１２】そうして、風洞４Ａ内を流れる空気は放電
ランプ４Ｄａにより乱れ、第１および第２の光触媒体４
Ｂａ、４Ｂｂおよび４Ｃａないし４Ｃｇに接触する確率
を高める。

【０１１３】図７は、本発明の空気清浄装置の第３の実
施形態における放電ランプを示す正面図である。

【０１１４】図において、図４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。

【０１１５】本実施形態は、放電路４ＤａがＭ字状また
はＷ字状に折り返されている点で異なる。

【０１１６】すなわち、本実施形態によれば、風洞の偏
平面の間隔を大きくすることにより、第２の光触媒体の
面積を大きくしても、放電ランプの広がりが大きくなる
ことにより、第１および第２の光触媒体を良好に活性化
することができる。このため、風圧損を低減することが
できる。

【０１１７】図８は、本発明の空気清浄装置の第４の実
施形態における空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除
去して示す正面図である。

【０１１８】図において、図２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。

【０１１９】本実施形態は、第２の光触媒体４Ｃａない
し４Ｃｇを風洞４Ａ内の空気の流路に沿って配設してい
るとともに、放電ランプ４Ｄａを交互に風上側と風下側
とに振り分けて片持ち支持している点で異なる。

【０１２０】すなわち、第２の光触媒体４Ｃａないし４
Ｃｇを風洞４Ａ内の空気の流路に沿って配設するに際し
て、両端に位置する第２の光触媒体４Ｃａおよび４Ｃｇ
は、風洞の４Ａの両側面４Ａｃ、４Ａｄの内面に貼着し
ている。

【０１２１】放電ランプ４Ｄａを風洞４Ａ内で空気の流
路に沿って配設するために、風洞４Ａの偏平面４Ａａま
たは４Ａｂから挟持片４Ａｇを起立させ、ランプホルダ
４Ｄｂの係合溝４Ｄｂ１を挟持している。

【０１２２】そうして、風洞４Ａ内を空気が流れる過程
で、第１および第２の光触媒体４Ｂａ、４Ｂｂおよび４
Ｃａないし４Ｃｇに汚染物質が接触して分解され、空気
は清浄化される。

【０１２３】図９は、本発明の空気清浄装置の第５の実
施形態における空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除
去して示す正面図である。

【０１２４】図において、図８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。

【０１２５】本実施形態は、全ての放電ランプ４Ｄａを
風洞４Ａ内の風下側で片持ち支持している点で異なる。

【０１２６】図１０は、本発明の空気清浄装置の第６の
実施形態における空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を
除去して示す正面図である。

【０１２７】図において、図２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。

【０１２８】本実施形態は、第２の光触媒体４Ｃａない
し４Ｃｄおよび放電ランプ４Ｄａを風洞４Ａ内の空気の
流路に対して斜めに配設している点で異なる。

【０１２９】すなわち、第２の光触媒体４Ｃａないし４
Ｃｄは、それぞれ中央でＶ字状に折曲されて両端が風洞
４Ａの両側面Ａｃ、４Ａｄに支持されている。

【０１３０】放電ランプ４Ｄａは、各第２の光触媒体４
Ｃａないし４ＣｄのＶ字状部の各辺の間にそれぞれ位置
するように６本が風洞４Ａの両側面４Ａｃ、４Ａｄから
片持ち支持されている。

【０１３１】したがって、本実施形態においては、放電
ランプ４Ｄａは図２と同様に６本用いているが、第２の
光触媒体４Ｃａないし４Ｃｄは、一つの面積が図２に比
較して約１．４倍に拡大するとともに、空気の流路に沿
って全部で４段の配置になっているから、風圧損が少な
い。

【０１３２】図１１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部を風洞の前面側の偏平面を
除去して示す概念的正面図である。

【０１３３】図において、図１０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。

【０１３４】本実施形態は、第２の光触媒体を平坦な２
枚の光触媒体Ｃａ、Ｃｂによって実質的にＶ字状の第２
の光触媒体４Ｃａないし４Ｃｄを構成している点で異な
る。

【０１３５】すなわち、２枚の平坦な光触媒体Ｃａ、Ｃ
ｂは、通気性を備え、それぞれ先端を互い違いにずら
し、かつ、その間に隙間を残して概ねＶ字状をなすよう
に配置している。

【０１３６】

【発明の効果】請求項１ないし５の各発明によれば、一
端が空気導入端で、他端が空気排出端となる遮風性の部
材からなる偏平な風洞の一対の偏平面の内面に沿って第
１の光触媒体を配設し、第１の光触媒体に対してほぼ直
角をなして風洞内を仕切るように互いに離間して複数の
第２の光触媒体を配設するとともに、放電路が折り返さ
れていて一対の電極が一端側に位置していて波長４００
ｎｍ以下のを含む光を発生する放電ランプをその折り返
された部分を含む面が第２の光触媒体に対向するように
配設し、さらに風洞内に空気を強制的に移動させる空気
強制移動手段を備えていることにより、光触媒の活性化
を良好にするとともに、風圧損の大きな増加がなくて、
空気浄化能力が高い空気清浄装置を提供することができ
る。

【０１３７】請求項２の発明によれば、加えて第２の光
触媒体が風洞内の空気の流路を横切るように配設される
とともに、放電ランプが風洞の側面に片持ち支持されて
いることにより、空気中の汚染物質が第２の光触媒体に
接触しやすくて清浄化能力が高いとともに、構造が簡単
な空気清浄装置を提供することができる。

【０１３８】請求項３の発明によれば、加えて第２の光
触媒体が空気の流路を横切るように配設されているとと
もに、放電ランプが風洞内の空気の流路方向に位置がず
れて配設されていることにより、風洞内の空気の流れを
複雑化して空気中の汚染物質の第２の光触媒体に対する
接触の確率を増加した空気清浄装置を提供することがで
きる。

【０１３９】請求項４の発明によれば、加えて第２の光
触媒体が風洞内の空気の流路とほぼ並行に配設されてい
ることにより、汚染物質が光触媒体に接触する時間が相
対的に多くなって分解されやすいとともに、風圧損が少
ない空気清浄装置を提供することができる。

【０１４０】請求項５の発明によれば、加えて第２の光
触媒体が風洞内の空気の流路に対して斜めに配設されて
いるとともに、放電ランプが風洞の側面に斜めに配設さ
れていることにより、風圧損が低減するとともに、空気
中の汚染物質の光触媒物質との接触の確率が高い空気清
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】同じく空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除
去して示す正面図

【図３】同じく要部拡大断面図

【図４】同じく放電ランプユニットを示す正面図

【図５】同じくランプホルダを示す断面図

【図６】本発明の空気清浄装置の第２の実施形態におけ
る空気清浄部を示す正面図

【図７】本発明の空気清浄装置の第３の実施形態におけ
る放電ランプを示す正面図

【図８】本発明の空気清浄装置の第４の実施形態におけ
る空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除去して示す正
面図

【図９】本発明の空気清浄装置の第５の実施形態におけ
る空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除去して示す正
面図

【図１０】本発明の空気清浄装置の第６の実施形態にお
ける空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除去して示す
正面図

【図１１】本発明の空気清浄装置の第７の実施形態にお
ける空気清浄部を風洞の前面側の偏平面を除去して示す
正面図

【符号の説明】

４Ａ…風洞４Ａａ…偏平面４Ａｂ…偏平面４Ｂａ…第１の光触媒体４Ｂｂ…第１の光触媒体４Ｃａ…第２の光触媒体４Ｃｂ…第２の光触媒体４Ｄａ…放電ランプ４Ｄａ１…放電路４Ｄａ１１…一方の折り返し片４Ｄａ１２…他方の折り返し片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本万征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 AA10 BB02 BB05 CC01 HH01 JJ01 KK08 LL02 MM02 QQ17 4D048 AA22 BA07X BA16X BA17X BA22X BA26X BA27X BA36X BA41X BA42X CC25 CC29 CC32 CC36 CC40 CD05 CD08 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が空気導入端で、他端が空気排出端と
なり遮風性の部材からなる偏平な風洞と；風洞の一対の
偏平面の内面に沿って配設された第１の光触媒体と；第
１の光触媒体に対してほぼ直角をなして風洞内を仕切る
ように互いに離間して複数配設されるとともに通気性を
備えた第２の光触媒体と；第１および第２の光触媒体に
囲まれるとともに、折り返された放電路を備え放電路の
両端に封装された一対の電極が一端側に位置していて、
折り返された部分を含む面が第２の光触媒体に対向する
ように配設された波長４００ｎｍ以下を含む光を発生す
るＵ字状の放電ランプと；風洞内に空気を強制的に移動
させる空気強制移動手段と；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】第２の光触媒体は、風洞内の空気の流路を
横切るように配設されており；放電ランプは、放電路の
両端が風洞の側面に片持ち支持されている；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】第２の光触媒体は、風洞内の空気の流路を
横切るように３個以上配設されており；放電ランプは、
２灯以上配設されているとともに、風洞内の空気の流路
方向に位置がずれて配設されている；ことを特徴とする
請求項２記載の空気清浄装置。
【請求項４】第２の光触媒体は、風洞内の空気の流路と
ほぼ平行に配設されており；放電ランプは、その放電路
の折り返された部分を含む面が風洞内の空気の流路とほ
ぼ平行に配設されている；ことを特徴とする請求項１記
載の空気清浄装置。
【請求項５】第２の光触媒体は、風洞内の空気の流路に
対して斜めに配設されており；放電ランプは、その放電
路の折り返された部分を含む面が第２の光触媒体に対向
して風洞の側面に斜めに片持ち支持されている；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。