JP2001079069A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 清浄効率を向上させ、製造コストを抑え、か
つ小型化した空気清浄機を提供する。 【解決手段】 電源をオンにして、光源５を点灯し、フ
ァン９を作動させると、ファン９の作用によってハニカ
ム３の周囲の空気が外周側からセルを介してケーシング
部材１内に吸引され、貫通孔７ａ及びファン９を介して
吹出口１ａから排出されるとともに、光源５の点灯によ
ってハニカム３に塗布された光触媒に波長３００〜４０
０ｎｍの波長の光が光源５から照射され、ハニカム３の
セルを通過中の空気中の汚染物質が酸化され分解され
る。空気中の汚染物質濃度が高濃度のときには、ハニカ
ム３の表面に担持された活性炭に汚染物質を一時的に吸
着し、その後分解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒の作用によ
り空気中の汚染物質を分解して浄化する空気清浄機に関
し、特に狭い空間の空気清浄を対象とする空気清浄機に
関するものである。このような空気清浄機は、室内や車
内、机、ベッド、ロッカー内、下駄箱内などの空気浄化
に使用するのに適する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光触媒は、強い酸化力により、防
汚、殺菌、消臭、浄化などを目的として、応用が世界中
で開発されている。光触媒では、４００ｎｍ以下の波長
の光、特に３００〜４００ｎｍの波長の光の照射によっ
て電子と正孔が表面に生じ、酸化還元反応を生じる。す
なわち、Ｏ ₂ ^-とＯＨ^-がその活性種として生成する。そ
こで光触媒は、その酸化還元反応により汚染物質を酸化
分解し、空気を清浄化する空気清浄機等に利用されてい
る。

【０００３】光触媒を使用した空気清浄機は、活性炭を
使用した空気清浄機のように汚染物質を吸着除去するの
ではなく、汚染物質を無害な物質へ分解又は置換すると
いう特徴的な作用をもつ。また、吸着剤としての活性炭
は交換が必要であるが、光触媒は交換が不要であり、半
永久的に使用できるという利点もある。光触媒を使用し
た空気清浄機として、空気と光触媒の接触面積を大きく
すべく、外形が平板状のハニカム構造からなる光触媒担
持体の表面に光触媒を担持したものが提案されている。
使用時には、光源から発生する紫外線が光触媒担持体に
照射されて、光触媒担持体に担持された光触媒が活性化
されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、平板状のハニ
カム構造からなる光触媒担持体を用いた場合、光源とし
て棒状のものが用いられるときには、その光源からの紫
外線を全体にわたって等しい強度で照射することができ
ず、清浄効率が悪いという問題があった。特に、ハニカ
ム構造の内部空間に担持された光触媒、及び光源から遠
くに位置する光触媒担持体の側縁部に担持された光触媒
に対して光を照射することは容易でない。そのような問
題を解決すべく、光源を取り囲むように複数の平板状の
光触媒担持体を配置した空気清浄機が提案されている
が、製造コストが増加するとともに、空気清浄機が大型
化するという問題があった。

【０００５】また、従来の光触媒式空気清浄機は、清浄
能力を向上すべく大きな送風手段を備え、さらに光触媒
担持体と送風手段を離れた位置に配置しているので、空
気清浄機が大型化し、製造コストが高くつくという問題
があった。大きな送風手段を使用した場合、清浄能力は
強力であるが、車内などの狭い空間の空気清浄には過剰
仕様であり、局所的空気清浄の目的に応じて一層簡便か
つ小型の空気清浄機がの開発が望まれている。そこで本
発明は、光触媒担持体に担持された光触媒の全体にわた
って光を照射することにより清浄効率を向上させ、製造
コストを抑え、かつ小型化した空気清浄機を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の空気清浄機は、
半円筒状の外形をもつ担持体の胴体部が半径方向に複数
の貫通孔をもつハニカム構造体になっており、その担持
体を構成する基材の表面に光触媒が担持された光触媒担
持体と、その光触媒担持体の半円筒の軸方向に沿った平
坦面に隣接して設けられた送風手段と、光触媒担持体の
軸中心に配置され、光触媒担持体に４００ｎｍ以下の波
長の光を照射する棒状の光源と、光触媒担持体、送風手
段及び光源を収容するケーシング部材とを備えたもので
ある。

【０００７】半円筒状の外形をもつ担持体の胴体部が半
径方向に複数の貫通孔をもつハニカム構造体になってお
り、その担持体を構成する基材の表面に光触媒が担持さ
れた光触媒担持体を形成し、その光触媒担持体の軸中心
に棒状の光源を配置することにより、ハニカム構造の全
ての孔に光を照射することができ、清浄効率を向上させ
ることができるとともに、光触媒担持体の小型化を実現
できる。さらに、送風手段を光触媒担持体の半円筒の軸
方向に沿った平坦面に隣接して設けることにより、空気
清浄機の小型化を実現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】光触媒の好ましい例は二酸化チタ
ン単体、又は二酸化チタンを主成分とする他の金属若し
くは金属酸化物との混合物である。光触媒担持体には活
性炭がさらに担持されていることが好ましい。光触媒担
持体に活性炭を存在させることにより、活性炭による汚
染物質の一時保存が起こる。活性炭は、空気中の汚染物
質と平衡関係になるように汚染物質を着脱する。すなわ
ち、光触媒による分解が追随できない高濃度では汚染物
質を吸着し、空気中の汚染物質濃度が低くなれば脱着す
るので、空気浄化能力を向上させることができる。光触
媒担持体の基材は不織布からなるものであることが好ま
しい。

【０００９】

【実施例】図１は一実施例を示す斜視図である。図２は
その実施例の分解斜視図である。１はケーシング部材で
あり、半円形状に形成された平板状の一対の端面部１
ｃ，１ｃが対向して配置され、両端面部１ｃ，１ｃの半
円形状の直線側端１ｄ，１ｄが平板状の側面部１ｅ，１
ｅにより互いに連結されている。一方の側面部１ｅには
長方形の貫通孔からなる吹出口１ａが形成されている。
両端面部１ｃ，１ｃの円弧部分１ｆ，１ｆには他方の端
面部１ｃ側に突出する鍔部１ｂがそれぞれ形成されてい
る。

【００１０】ケーシング部材１の内部に、光触媒である
二酸化チタンを担持した光触媒ハニカム（光触媒担持
体）３が配置されている。ハニカム３は不織布により形
成されており、外形が平板状のハニカム構造体に形成さ
れた後、そのハニカム構造体が外周半径５０ｍｍの半円
筒状に湾曲されて形成されている。ハニカム３の半径方
向の厚さ寸法は２０ｍｍであり、軸方向の長さ寸法は２
５０ｍｍである。ハニカム３の胴体には半径方向に放射
状に貫通する孔（セル）が形成されている。そのセルは
半円筒状の軸方向にも半径方向にも密に配列され、その
円筒軸方向のピッチが約１０ｍｍである。ハニカム３を
構成する不織布には活性炭が担持されており、不織布及
び活性炭の表面には光触媒としての二酸化チタンが塗布
されて担持されている。ハニカム３は、外周面の円弧の
両端部分がそれぞれ鍔部１ｂに係合してケーシング部材
１内に配置されている。

【００１１】ハニカム３の軸中心に、棒状の光源５が配
置されている。光源５としては、波長３００〜４００ｎ
ｍの波長の光を発するものが好ましく、例えばブラック
ライトなどを用いることができる。ケーシング部材１の
内部には、幅寸法が１００ｍｍ、長さ寸法が２５０ｍｍ
の板状部材からなる光触媒ハニカム架台７がハニカム３
の半円筒の軸方向に沿った平坦面に接触して配置されて
いる。架台７のハニカム３側の面には、図示は省略され
ているが、光源５を両端部分で固定する固定部材が設け
られている。架台７の中心部には貫通孔７ａが形成され
ている。

【００１２】架台７のハニカム３側とは反対側の面に、
送風手段としてのシロッコファン９が配置されている。
ファン９は、上面に吸引口９ａを備え、一側面に排出口
９ｂを備えており、吸引口９ａと貫通孔７ａ、及び排出
口９ｂと吹出口１ａが連通する位置に固定されている。
架台７のハニカム３側とは反対側の面には、光源５用の
安定器（インバータ）１１も固定されている。ファン９
の板状部材７とは反対側の面には、幅寸法が１００ｍ
ｍ、長さ寸法が２５０ｍｍの板状部材からなる底板１３
が配置されている。底板１３は、ケーシング部材１の端
面部１ｃ，１ｃの直線側端１ｄ，１ｄ及び側面部１ｅ，
１ｅの一辺端によって形成される面を密閉するようにケ
ーシング部材１に固定されている。

【００１３】次に、この実施例の動作を説明する。電源
をオンにして、光源５を点灯し、ファン９を作動させ
る。ファン９の作用によってハニカム３の周囲の空気が
外周側からセルを介してケーシング部材１内に吸引さ
れ、貫通孔７ａ及びファン９を介して吹出口１ａから排
出される。光源５の点灯によってハニカム３に塗布され
た光触媒に波長３００〜４００ｎｍの波長の光が照射さ
れているので、ハニカム３のセルを通過中の空気中の汚
染物質が酸化され分解される。空気中の汚染物質濃度が
高濃度のときには、ハニカム３の表面に担持された活性
炭に汚染物質が一時的に吸着され、その後分解される。

【００１４】次に、この実施例のホルムアルデヒド除去
性能を調べた結果を図３に示す。縦軸はホルムアルデヒ
ド除去率（％）を示し、横軸は時間（Ｈｒ；Ｈｏｕｒ
（時間））を示す。空気清浄を行なった空間は６畳和室
であり、汚染物質として濃度が３５０ｐｐｂのホルムア
ルデヒドを用いた。図３に示すように、５時間後には約
８０％のホルムアルデヒドを除去し、２２時間後には約
９０％のホルムアルデヒドを除去することができた。

【００１５】この実施例では、ハニカムの外周面からハ
ニカム内に空気を直接取り込むようにしているが、ハニ
カムの外周面にメッシュフィルタなどのフィルタを備え
てそのフィルタを介して空気を取り込むようにすれば、
ハニカム内の汚れを抑えることができる。この実施例で
は、送風手段としてシロッコファンを用いているが、こ
れに限定されるものではなく、軸流ファンなど他の送風
手段を用いてもよい。また、送風手段としては、直流電
源用のものの方が交流電源用のものよりも騒音が少な
く、消費電力も少ないので効率的であるため、直流電源
用のものを用いることが好ましい。送風手段として直流
電源用のものを用いた場合、電源を共通化すべく、光源
も直流電源用のものを用いることが好ましい。

【００１６】また、送風手段及び光源が１２Ｖ又は２４
Ｖの直流電源用のものであれば、自動車のシガレットラ
イター電源部からの電源供給により車内での使用も可能
になる。送風手段及び光源として直流電源用のものを用
いた場合、ＡＣ／ＤＣコンバータを使用すれば家庭など
においても使用できる。実施例に示すように、平板状の
底板を設け、その底板を下にして設置するようにすれば
空気清浄機を安定して設置することができる。また、フ
ックなどを使用すれば壁掛けにもなる。また、ハニカム
の間からランプ光が見えるのでインテリアとしても利用
することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の空気清浄機は、半円筒状の外形
をもつ担持体の胴体部が半径方向に複数の貫通孔をもつ
ハニカム構造体になっており、その担持体を構成する基
材の表面に光触媒が担持された光触媒担持体と、光触媒
担持体の半円筒の軸方向に沿った平坦面に隣接して設け
られた送風手段と、光触媒担持体の軸中心に配置され、
光触媒担持体に４００ｎｍ以下の波長の光を照射する棒
状の光源と、光触媒担持体、送風手段及び光源を収容す
るケーシング部材とを備えるので、ハニカム構造の全て
の孔に光を照射することができ、清浄効率を向上させる
ことができるとともに、光触媒担持体の小型化を実現で
きる。さらに、送風手段を光触媒担持体の半円筒状の開
口面に隣接して設けることにより、空気清浄機の小型化
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例を示す斜視図である。

【図２】 同実施例の分解斜視図である。

【図３】 同実施例のホルムアルデヒド除去性能を調べ
た結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ケーシング部材 １ａ 吹出口 １ｂ 鍔部 ３ 光触媒ハニカム ５ 光源 ７ 光触媒ハニカム架台 ９ シロッコファン ９ａ 吸引口 ９ｂ 排出口 １１ ＡＣ／ＤＣコンバータ １３ 底板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半円筒状の外形をもつ担持体の胴体部が
   半径方向に複数の貫通孔をもつハニカム構造体になって
   おり、その担持体を構成する基材の表面に光触媒が担持
   された光触媒担持体と、 前記光触媒担持体の半円筒の軸方向に沿った平坦面に隣
   接して設けられた送風手段と、 前記光触媒担持体の軸中心に配置され、前記光触媒担持
   体に４００ｎｍ以下の波長の光を照射する棒状の光源
   と、 前記光触媒担持体、前記送風手段及び前記光源を収容す
   るケーシング部材と、を備えた空気清浄機。
2. 【請求項２】 前記光触媒は、二酸化チタン単体、又は
   二酸化チタンを主成分とする他の金属若しくは金属酸化
   物との混合物である請求項１に記載の空気清浄機。
3. 【請求項３】 前記光触媒担持体には活性炭がさらに担
   持されている請求項１又は２に記載の空気清浄機。
4. 【請求項４】 前記光触媒担持体の基材は不織布からな
   るものである請求項１から３のいずれかに記載の空気清
   浄機。