JP2003290328A

JP2003290328A - 空気清浄装置および空気清浄方法

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Publication number: JP2003290328A
Application number: JP2002102403A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Koga; 正太郎古賀; Kiyohiro Suzuki; 清宏鈴木; Masaaki Kanamori; 正晃金森; Ryuji Kojima; 隆二小島
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】脱臭と殺菌の両作用を満足させる光触媒の光
触媒反応を利用し、圧縮空気のごとき被処理流体中に含
まれる臭気や細菌を脱臭・殺菌の同時処理が行えるよう
にした空気清浄装置および空気清浄方法を提供する。【解決手段】頭部ハウジング本体２１の導入口２６か
ら被処理流体である圧縮空気を導入すると、圧縮空気は
光触媒濾材１２に接触する。光源１である殺菌灯２は紫
外光を照射して光触媒濾材１２の光触媒を励起してお
り、そうした光触媒濾材１２に圧縮空気が接触して透過
中に光触媒反応が起こり、圧縮空気中の臭気が脱臭さ
れ、同時に細菌類も殺菌される。そのようにして浄化さ
れた清浄空気は導出口２７から排気して送り出される。
すなわち、脱臭と殺菌が単に光触媒濾材１２という単一
手段で同時に処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気清浄や排ガス
処理を目的とした空圧機器一般に適用される空気清浄装
置および空気清浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮空気を脱臭し除菌する装置や方法と
して、脱臭用ラインフィルタと除菌用ラインフィルタを
組み合わせたものが周知である。例えば、特開平7-1852
45号公報に記載のコンプレッサの除臭除菌装置では、活
性炭フィルタを用いて圧縮空気中のウィルスの数の軽減
と臭気除去を行っている。また、特開平8-57239号公報
に記載の圧縮空気用フィルタ装置では、抗菌剤含有のフ
ィルタ層と活性炭繊維層からなるミストフィルタを用
い、装置通過中の圧縮空気中の微生物を除菌させて臭気
除去を行うようにしている。

【０００３】ところで、上記公報に開示された各装置そ
れぞれに次のような問題点がある。まず、前者の装置の
場合、脱臭に活性炭を用いているため、多成分の臭気成
分に対する吸着能のばらつきは避けられず、十分な脱臭
効果を期待できない。また、活性炭の破過が避けられな
いため、活性炭の定期的な交換も必要となる。さらに、
圧縮空気の温度が高くなると、吸着能の低下が懸念され
る。一方、後者の装置の場合、フィルタ孔径の大きさに
よって除菌対象が制限されてしまう。フィルタ孔径を小
径化すると除菌性能を向上させることができるが、その
場合圧力損失が増大する不都合がある。

【０００４】なお、上記脱臭用ラインフィルタとして、
例えば特開平9-209937号公報や特開平10-249128号公報
のように紫外線を用いて殺菌する装置もあるが、この場
合脱臭効果は期待できないので、脱臭フィルタと組み合
わせる必要がある。したがって、活性炭フィルタを用い
た場合に生じる前述の問題点の解決とはならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、脱臭と殺菌
の両作用を満足させる優れた素材として光触媒に着目
し、光触媒反応を利用して圧縮空気のごとき被処理流体
中に含まれる臭気や細菌を脱臭・殺菌の同時処理が行え
るようにした空気清浄装置および空気清浄方法を提供す
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる請求項１に記載の空気清浄装置は、
一端側に被処理流体の導入口を設けかつ他端側に導出口
を設けたハウジングを有し、導入された被処理流体が接
触して透過する光触媒濾材をハウジング内部に収容して
設けるとともに、光触媒励起用光源をハウジング内部に
配置して構成したことを特徴とする。

【０００７】以上の構成から、請求項１記載の空気清浄
装置では、図１に示すように、例えば内外二重筒形状の
ハウジングの導入口２６から被処理流体である圧縮空気
を導入すると、圧縮空気は光触媒濾材１２に接触する。
光源１はその光触媒濾材１２の光触媒を励起しており、
そうした光触媒濾材１２に圧縮空気が接触して透過中に
光触媒反応が起こり、圧縮空気中の臭気が脱臭され、同
時に細菌類も殺菌される。そのようにして浄化された清
浄空気は導出口２７から排気して送り出される。すなわ
ち、脱臭と殺菌が単に光触媒濾材１２という単一手段で
同時処理することができ、従来装置のように脱臭と殺菌
を多数手段で行う装置と較べても、構造が格段にコンパ
クトになって低コストに抑えることができる。

【０００８】また、請求項２に記載の空気清浄装置は、
ハウジングの底部に滞留した凝縮水を排水するためのド
レーンバルブが備わっている。

【０００９】この請求項２記載の空気清浄装置では、図
２に示すように、被処理流体が特に高温多湿の圧縮空気
であるような場合、光触媒濾材１２との接触透過後に凝
縮水となってハウジング底部に滞留することが考えられ
るので、定期的にドレーンバルブ３０を開弁操作して排
水できる。

【００１０】また、請求項３に記載の空気清浄装置で
は、光触媒励起用光源として紫外光を照射する殺菌灯が
用いられる。

【００１１】この請求項３記載の空気清浄装置では、図
１および図２に示すように、光源１として紫外光照射の
殺菌灯２を用いた場合は、特に被処理流体である圧縮空
気中の細菌類を殺菌するのに有効である。

【００１２】さらに、本発明にかかる請求項４に記載の
空気清浄方法は、ハウジング内部に導入した被処理流体
を光触媒励起用光源からの紫外光照射で光触媒を励起し
た光触媒濾材に接触させて光触媒反応させることによ
り、被処理流体を同時に脱臭・殺菌処理することを特徴
とする。

【００１３】この請求項４記載の空気清浄方法では、図
１および図２に示す空気浄化装置において、ハウジング
内に導入した被処理流体の圧縮空気を、紫外光照射する
光源１によって光触媒を励起中の光触媒濾材１２に接触
させると、圧縮空気中の臭気と細菌類が同時に脱臭され
かつ殺菌できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明にかかる空気清浄装置およ
び空気清浄方法のそれぞれ実施の形態について、図面を
参照して詳細に説明する。図１は、本装置の第１実施の
形態を示す断面図であり、光源１、内筒１０と外筒１１
などからなる二重筒形のハウジング、光触媒濾材１２、
そして圧縮空気の導入口２６と導出口２７などを装置主
要部として構成されている。

【００１５】脱臭と殺菌の両機能に優れた効果が期待で
きる素材として光触媒を挙げることができる。光触媒活
性化する素材として一般には酸化チタンが知られてい
る。本例では、結晶化温度が低い場合に形成されるアナ
ターゼ型酸化チタンを用いている。アナターゼ型酸化チ
タンは３．２ｅＶのバンドギャップを有する半導体であ
り、一般には３．２ｅＶのバンドギャップに相当する波
長３８８ｎｍ（ナノメータ）以下の紫外光を吸収する
と、光照射表面において強い酸化力を発生し、酸化反応
などの光触媒反応を生じる。このように、光触媒に紫外
光を照射して圧縮空気のごとき被処理流体をその光触媒
の表面に接触させると、強い酸化力によって臭気成分の
脱臭と殺菌に対する同時処理が可能となる。

【００１６】紫外光を発生する光源には、ブラックライ
ト、ブラックライトブルー、殺菌灯および紫外線ＬＥＤ
などがある。本例では、それらの中から最適の光源１と
して主放射波長２５４ｎｍの殺菌灯２を用いている。

【００１７】殺菌灯２は、一端側を底板４で閉塞した光
源保護管３に収容して保護されている。この光源保護管
３の材質にはＵＶ−Ｃ領域（波長２００〜２７９ｎｍ）
の光透過性に優れる素材が要求され、好ましくは石英ガ
ラスやホウ珪酸ガラスなどを用いることができる。

【００１８】そうした殺菌灯２は、光源保護管３ごと内
外二重筒形のハウジングに収容されている。このハウジ
ングを構成する内側の内筒１０は細長い筒状で、図でい
う下部の一端側が底板１０ａで塞がれ、底板１０ａの外
周部に貫通して設けた多数の通気孔１０ｂから浄化され
た圧縮空気が通過するようになっている。同じくハウジ
ングを構成する外側の外筒１１は、内筒１０を収容して
図でいう下部の一端側が底部１１ａとなっている有底管
である。これら内外二重筒形のハウジングを構成する内
外筒１０，１１のそれぞれ上部は開口され、Ｏ−リング
などのシール部材１０ｃ，１１ｂで所要の気密性を確保
した状態で頭部ハウジング２０に結合されている。頭部
ハウジング２０には光源保護管３もまた上端部で結合さ
れている。また、頭部ハウジング２０は本体２１に取付
板２２と天板２３をそれぞれボルト２４，２５で結合し
た閉塞構造となっており、天板２３と光源保護管３との
結合部における気密性はＯ−リングなどのシール部材２
８で確保している。そうした頭部ハウジング本体２１に
は、図中矢印で流れ方向を示す圧縮空気を取り込むため
の導入口２６と、浄化処理後にクリーンな空気として排
気するための導出口２７が設けられている。

【００１９】このように内外筒１０，１１および頭部ハ
ウジング２０からなるハウジング部材の材質には、光源
１として殺菌灯２を使用する場合、耐ＵＶ−Ｃに優れた
ステンレス鋼やアルミニウム合金などが用いられる。そ
の場合、圧縮空気の空気圧に耐え得る素材であればそれ
らステンレス鋼などに限定されず、また形状も図示のよ
うな構造に限定されない。殺菌灯２を使用する場合の同
じ理由で、上記シール部材１０ｃ，１１ｂおよび２８に
は殺菌灯２から紫外線が照射される個所についてのみ、
耐ＵＶ−Ｃに優れた材質のものとして好ましくはフッ素
ゴム、フッ素樹脂などを用いることができる。

【００２０】一方、光源保護管３と内筒１０との間は円
筒状の空隙となっており、この空隙に光触媒濾材１２が
充填されている。光触媒濾材１２としては、濾材表面に
前述のアナターゼ型酸化チタンを代表例として挙げた光
触媒が露出したものであれば特に材質的な制約はなく、
例えばアナターゼ型酸化チタンを表面に担持したガラス
材を使用することができる。そうした光触媒濾材１２の
上端部と下端部にはそれぞれ金属製網状体（メッシュ）
１３，１４を内外面に付着させたスペーサ１５，１６が
装着されている。上部のスペーサ１５は頭部ハウジング
本体２１の導入口２６から導入された圧縮空気が通過し
て光触媒濾材１２に接触させ、下部のスペーサ１６は光
触媒濾材１２に接触して透過した浄化済みの圧縮空気が
通過できるようになっている。下部スペーサ１６を通過
した浄化空気は内外筒１０，１１間の空隙による流路
ａ，ｂを経由し、導出口２７から排気されるようになっ
ている。

【００２１】具体例：光源１に殺菌灯２を用い、光源保
護管３には石英ガラス管を使用した。頭部ハウジング本
体２１と内外筒１０，１１との間のシール部材１０ｃ，
１１ｂには紫外光による劣化を考慮してフッ素ゴムを用
いた。光源保護管３を取り囲むようにして内筒１０との
間に光触媒濾材１２を充填し、それを上下両端から石英
ウール製のスペーサ１５，１６で挟み込んで固定した。
光触媒濾材１２とそれらスペーサ１５，１６の境界面に
は金属製網状体１３，１４を挟み込んでいる。頭部ハウ
ジング本体２１において底板２２や天板２３をボルト２
４，２５で結合して閉塞する構造は塵埃などの混入を防
ぐためである。

【００２２】作用：被処理対象物の圧縮空気を頭部ハウ
ジング本体２１の導入口２６から供給し、光触媒濾材１
２に送り込んで接触させる。光触媒濾材１２に担持され
ている光触媒は殺菌灯２から照射される紫外光で励起さ
れ、そうした光触媒濾材１２との接触による光触媒反応
で圧縮空気に含まれる臭気が脱臭され、細菌も殺菌され
る。そのように脱臭・殺菌処理されて光触媒濾材１２を
透過すると、送り込まれた当初の圧縮空気は浄化空気と
なって内筒１０の底板１０ａから通気孔１０ｂを通過
し、外筒１１の底部１１ａとの間の流路ａに抜ける。さ
らに、浄化空気は流路ａから内外筒１０，１１間の空隙
の流路ｂを流れて経由し、頭部ハウジング本体２１の導
出口２７から排気される。したがって、本装置は低湿度
の圧縮空気の脱臭・殺菌処理に使用することができ、一
般的な使用形態として除湿装置などの後段に設置して利
用することができる。

【００２３】すなわち、従来装置のように、脱臭と殺菌
の両構造を多段で設ける必要がなくなり、それだけ装置
全体がコンパクト化された単一手段でもって脱臭・殺菌
の両機能を低コストで省スペースの装置で処理できる利
点がある。

【００２４】次に、図２は、図１で示された第１実施の
形態の応用例である第２実施の形態による空気清浄装置
を示す断面図である。図１中の対応する部材には同一符
号を付して重複する説明を省略する。

【００２５】この場合、被処理対象物が「高湿度」の圧
縮空気である場合に対応する好適例である。すなわち、
頭部ハウジング本体２１の導入口２６から高湿度の圧縮
空気が供給されると、外筒１１の底部１１ａに凝縮水が
滞留することが考えられる。その場合に底部１１ａにド
レーンバルブ３０を設けておくことにより、ドレーンバ
ルブ３０を定期的に開弁操作して凝縮水を排水できるよ
うにした構造である。

【００２６】以上、第１および第２実施の形態をまとめ
ると次の利点がある。従来装置の活性炭を用いた脱臭装置とは全く構造が異
なり、光触媒を脱臭フィルタに使用したことで活性炭の
ように臭気成分が蓄積することはなく、活性炭では適用
できない温度や湿度の広い範囲の圧縮空気の処理が可能
である。光触媒は殺菌効果も併せ持つため、従来のような脱臭
と殺菌を個別のフィルタで行う複雑な多段処理構造にす
る必要がなくなり、光触媒を用いたフィルタのみの単一
手段処理によって脱臭と殺菌の処理を実現でき、コスト
低減および省スペース化が可能である。従来のメンブランフィルタの場合、除菌性能の向上に
は圧力損失の増大が避けられないのに対して、光触媒を
用いた殺菌では菌の分離が不要であるため、フィルタの
低圧力損失化も可能であり、またフィルタ自体の長寿命
化が可能で経済的である。

【００２７】

【発明の効果】本発明にかかる請求項１に記載の空気清
浄装置は、例えば内外二重筒形状のハウジングの導入口
から被処理流体である圧縮空気を導入すると、圧縮空気
は光触媒濾材に接触し、光源は光触媒濾材の光触媒を励
起し、そうした光触媒濾材に圧縮空気が接触して透過中
に光触媒反応が起こり、圧縮空気中の臭気が脱臭され、
同時に細菌類も殺菌される。そのようにして浄化された
清浄空気は導出口から排気して送り出され、脱臭と殺菌
が単に光触媒濾材という単一手段で同時処理することが
でき、従来装置のように脱臭と殺菌を多数手段で行う装
置と較べても、構造が格段にコンパクトになって低コス
トに抑えることができる。

【００２８】請求項２に記載の空気清浄装置は、被処理
流体が特に高温多湿の圧縮空気であるような場合、光触
媒濾材との接触透過後に凝縮水となってハウジング底部
に滞留することが考えられるので、定期的にドレーンバ
ルブを開弁操作して排水できる。

【００２９】請求項３に記載の空気清浄装置は、光源と
して紫外光照射の殺菌灯を用いた場合は、特に被処理流
体である圧縮空気中の細菌類を殺菌するのに有効であ
る。

【００３０】また、本発明にかかる請求項４に記載の空
気清浄方法は、ハウジング内に導入した被処理流体の圧
縮空気を、紫外光照射する光源によって光触媒を励起中
の光触媒濾材に接触させると、圧縮空気中の臭気と細菌
類が同時に脱臭されかつ殺菌できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる空気清浄装置の第１実施の形態
を示す断面図である。

【図２】同第２実施の形態の空気清浄装置を示す断面図
である。

【符号の説明】

１光源２殺菌灯３光源保護管４底板１０内筒（ハウジング）１０ａ底板１０ｂ通気孔１０ｃシール部材１１外筒（ハウジング）１１ａ底部１１ｂシール部材１２光触媒濾材１３，１４金属製網状体１５，１６スペーサ２０頭部ハウジング２１本体２２底板２３天板２４，２５ボルト２６圧縮空気の導入口２７圧縮空気の導出口２８シール部材ａ，ｂ流路

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２４Ｆ 7/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ (72)発明者金森正晃茨城県つくば市和台25番地エヌオーケー株式会社内 (72)発明者小島隆二茨城県つくば市和台25番地エヌオーケー株式会社内Ｆターム(参考） 4C080 AA07 AA09 AA10 BB02 BB05 CC01 HH05 JJ03 KK02 KK08 LL03 MM02 NN01 NN03 QQ11 QQ17 4D048 AA22 AA30 AB03 BA07X BA41X BB05 CD05 EA01 4G069 AA03 BA04B BA14B BA48A CA01 CA10 CA11 CA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端側に被処理流体の導入口を設けかつ
他端側に導出口を設けたハウジングを有し、導入された
被処理流体が接触して透過する光触媒濾材をハウジング
内部に収容して設けるとともに、光触媒励起用光源をハ
ウジング内部に配置して構成したことを特徴とする空気
清浄装置。
【請求項２】ハウジングの底部に滞留した凝縮水を排
水するためのドレーンバルブが備わっている請求項１記
載の空気清浄装置。
【請求項３】光触媒励起用光源が紫外光を照射する殺
菌灯である請求項１または２記載の空気清浄装置。
【請求項４】請求項１または２記載の空気清浄装置を
用い、ハウジング内部に導入した被処理流体を光触媒励
起用光源からの紫外光照射で光触媒を励起した光触媒濾
材に接触させて光触媒反応させることにより、被処理流
体を同時に脱臭・殺菌処理することを特徴とする空気清
浄方法。