JP2005160576A - 空気清浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】 流体通路や機械装置の内部の空気からウィルスや菌を除去することができる空気清浄システムを、比較的低コストで提供する。
【解決手段】 空気清浄システムは、光触媒と、誘導照射機構９０とを備えている。光触媒は、光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成されている。この光触媒は、所定の波長領域の光が照射されることにより、メインダクト２１の内部の空気に含まれるウィルスまたは菌を除去する。誘導照射機構９０は、駆動装置を有しており、その駆動装置を作動させることで光を誘導して光触媒に照射させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気清浄システム、特に、光が届きにくい機械装置の内部あるいは流体通路の内部の空気に含まれるウィルスまたは菌を除去することを目的とした空気清浄システムに関する。

近年、ＳＡＲＳやインフルエンザなど、人にとって非常に有害なウィルスが大流行することが多いため、空気の浄化技術が非常に注目されるようになっている。このような空気浄化技術の一例として、排気ガスなどの流体通路の内壁に光触媒を担持する技術などがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。このような浄化技術で用いられる光触媒は、所定の波長領域の光が照射されることによりウィルスや菌を除去する機能を有する。
特開平１０−６１０５１号公報 特開２００１−２８６７３１号公報

しかし、光触媒は、所定の波長領域の光が照射されなければ、ウィルスや菌を除去する機能を発揮できない。
そこで、上記の特許文献１においては流体通路を構成する部材として紫外線が透過する材料を用いており、特許文献２においては複数の光源を設置している。
しかしながら、内部に光が届きにくい流体通路や機械装置に対して一律に光を透過させる材料を用いることは、コストの面や見栄えの面から困難なことも多い。また、細長い流体通路や空気の通る空間が入り組んでいる空調機などの機械装置において、内部に配置した光触媒の全ての部分に光が当たるように複数の光源を用意するとなると、ウィルスや菌を除去する空気清浄機能を付加するためのコストが非常に高くなってしまう。

本発明の課題は、流体通路や機械装置の内部の空気からウィルスや菌を除去することができる空気清浄システムを、比較的低コストで提供することにある。

第１発明に係る空気清浄システムは、光触媒と、誘導照射機構とを備えている。光触媒は、光が届きにくい機械装置の内部あるいは流体通路の内部に形成されている。この光触媒は、所定の波長領域の光が照射されることにより、機械装置の内部あるいは流体通路の内部の空気に含まれるウィルスまたは菌を除去する。誘導照射機構は、駆動装置を有しており、その駆動装置を作動させることで光を誘導して光触媒に照射させる。

ここでは、流体通路や機械装置に対して光を透過させる材料を用いなくても、また、たくさんの光源を用意しなくても、少ない光源あるいは太陽光からの光を誘導照射機構によって光触媒に導いて照射させることができる。特に、誘導照射機構が駆動装置を有しているため、機械装置や流体通路の内部において光触媒が広範に形成されている場合においても、光触媒の各部分に対して順番に光を誘導させることが可能となる。

このように、本発明によれば、流体通路や機械装置の内部の空気からウィルスや菌を除去することができる空気清浄システムを、比較的低コストで提供することができるようになる。
なお、誘導照射機構としては、例えば、外部の太陽光などを機械装置や流体通路の内部の光触媒へと導く反射板あるいは導光体としての光ファイバーを動かすもの、機械装置や流体通路の内部において自走する光源を有するもの、機械装置や流体通路の内部の固定光源からの光を反射板の姿勢変化や光ファイバーによる照射方向の切り換えなどにより光触媒へと導くものなどが挙げられる。

第２発明に係る空気清浄システムは、第１発明の空気清浄システムであって、誘導照射機構は、駆動装置を作動させることで、光を光触媒の各部分に順に照射させる。
ここでは、誘導照射機構を、光触媒の全部分に対して光を同時に照射させることができるものにする必要がない。したがって、誘導照射機構の製造コストやランニングコストを小さく抑えることができる。

第３発明に係る空気清浄システムは、第２発明の空気清浄システムであって、誘導照射機構は、制御装置をさらに有している。この制御装置は、光触媒の各部分に光が異なる量だけ照射されるように、駆動装置を制御する。
機械装置や流体通路の内部においては、ウィルスや菌が滞留しやすい場所が存在し、またウィルスや菌を捕集あるいは吸着する手段を設けた場合には、その手段にウィルスや菌が集中する。一方、光触媒を形成した場所であっても、ウィルスや菌があまり溜まらない場所も存在する。

これに鑑み、本発明では、制御装置により駆動装置を制御する構成を採り、光触媒の各部分に照射する光の量を変えることを可能にしている。これにより、ウィルスや菌が集中する部分に多く量の光を照射し、それほどウィルスや菌が溜まらない部分には比較的少ない量の光を照射するといった、効率的な光照射を行うことができるようになる。
第４発明に係る空気清浄システムは、第３発明の空気清浄システムであって、光触媒は、機械装置の内部あるいは流体通路の内部に形成されるとともに、機械装置あるいは流体通路に対して設けられるフィルタにも形成されている。そして、制御装置は、駆動装置を制御して、機械装置の内部あるいは流体通路の内部に形成された光触媒の部分よりも、フィルタに形成された光触媒の部分に光が多く照射されるようにする。

ここでは、フィルタに多くのウィルスや菌が集中することに鑑み、そのフィルタに対する光の照射量が多くなるように駆動装置を制御している。このため、機械装置や流体通路の内部およびフィルタの光触媒に、ウィルスや菌の量にあった光を照射することができるようになる。
第５発明に係る空気清浄システムは、第１発明から第４発明のいずれかの空気清浄システムであって、吸着剤をさらに備えている。この吸着剤は、機械装置の内部あるいは流体通路の内部に光触媒とともに配置され、ウィルスまたは菌を吸着する。

ここでは、吸着剤でウィルスや菌を吸着・捕集して、そのウィルスや菌を光触媒により除去することができる。したがって、機械装置や流体通路の内部のウィルスや菌がより効果的に除去されるようになる。特に、光が光触媒に当たっていない時間帯において、その場所にウィルスや菌を吸着させておくことができるため、ウィルスや菌の除去能力が向上する。

第６発明に係る空気清浄システムは、第５発明の空気清浄システムであって、光触媒と吸着剤とは、同一の物質からなる。
ここでは、光触媒と吸着剤とを同一の物質とすることにより、製造コストを削減することができる。
第７発明に係る空気清浄システムは、第６発明の空気清浄システムであって、光触媒と吸着剤とを兼ねる物質は、光触媒アパタイトである。

従来の光触媒は、吸着性能に乏しかったため、ゼオライトやアパタイトなどの吸着剤と混合されて使用されることが多かった。しかし、このように光触媒と吸着剤とを混合しても、ミクロ的に見れば、光触媒近傍に吸着されたウィルスや菌に対して効果があるのみで、吸着剤に吸着されているがその近傍に光触媒がない場合には、そのウィルスや菌が除去されずに吸着剤に残存したままとなる。このような状態が長期間継続すると悪臭の発生や空気の汚染などが起こることが懸念される。しかし、本発明で用いている光触媒アパタイトは、吸着剤そのものが光触媒機能を有するので、吸着されたウィルスや菌をほぼ完全に除去することができる。また、アパタイトのウィルスや菌に対する吸着能は、ゼオライトや活性炭などの吸着能よりも優れている。このため、この空気清浄システムでは、ウィルスや菌を除去する効率をさらに高めることができる。

第８発明に係る空気清浄システムは、第１発明から第７発明のいずれかの空気清浄システムであって、誘導照射機構は、光導入部材をさらに有している。この光導入部材は、機械装置の外部あるいは流体通路の外部の光を、機械装置の内部あるいは流体通路の内部へと導入させる。また、駆動装置は、光導入部材を移動させる又は光導入部材を変化させることによって、光導入部材により機械装置の内部あるいは流体通路の内部へと導入される光が光触媒に照射されるようにする。

ここでは、光導入部材により太陽光などの外部の光を機械装置や流体通路の内部に導入させ、光導入部材を移動させたり変化させたりすることで、光触媒へと光を導いている。このため、別途光源を用意する必要がない。
なお、光導入部材としては、例えば、光を反射する反射板や光ファイバーなどが挙げられる。また、光導入部材の変化としては、例えば、反射板の回転などによる姿勢変化、光ファイバーの変形などが挙げられる。

第９発明に係る空気清浄システムは、第８発明の空気清浄システムであって、光導入部材は、光を反射する反射部材である。そして、駆動装置は、反射部材の姿勢を変化させる。
第１０発明に係る空気清浄システムは、第９発明の空気清浄システムであって、固定反射部材をさらに備えている。この固定反射部材は、機械装置の内部あるいは流体通路の内部に固定され、反射部材からの光をさらに反射させる。

ここでは、反射部材に加えて、機械装置や流体通路の内部に固定反射部材を設けているため、反射部材から見て死角になっている場所に形成されている光触媒に対して光を照射させることが可能になる。
なお、固定反射部材は、機械装置や流体通路とは別個に配備されているものであってもよいし、機械装置や流体通路の一部である内壁などにコーティングされているものであってもよい。

第１１発明に係る空気清浄システムは、第１発明から第７発明のいずれかの空気清浄システムであって、誘導照射機構は、光源をさらに有している。この光源は、機械装置の内部あるいは流体通路の内部において、所定の波長領域の光を照射する。
ここでは、誘導照射機構自身が光源を有しているため、外部に光源がないような場合にも、確実に光触媒の各部分に光を照射することができる。また、外部からの光を機械装置や流体通路の内部に導入して光触媒まで誘導させることが困難である場合、例えば、機械装置や流体通路の内部の空間が複雑に入り組んでいるような場合においても、機械装置や流体通路の内部に光源があるため、光触媒の各部分に光を誘導することが容易となる。

第１２発明に係る空気清浄システムは、第１１発明の空気清浄システムであって、駆動装置は、機械装置の内部あるいは流体通路の内部において、光源を移動させる。
ここでは、機械装置や流体通路の内部において光源自身が移動するので、光触媒の各部分に対してより確実に光を照射することができるようになる。
第１３発明に係る空気清浄システムは、第１２発明の空気清浄システムであって、移動路形成部材をさらに備えている。この移動路形成部材は、光源を移動させるために機械装置の内部あるいは流体通路の内部に形成される。

ここでは、レールなどの移動路形成部材が配備されているため、誘導照射機構の光源を移動させる構造を簡易なものにすることができる。

第１発明に係る空気清浄システムでは、流体通路や機械装置に対して光を透過させる材料を用いなくても、また、たくさんの光源を用意しなくても、少ない光源あるいは太陽光からの光を誘導照射機構によって光触媒に導いて照射させることができる。したがって、流体通路や機械装置の内部の空気からウィルスや菌を除去することができる空気清浄システムが、比較的低コストなものとなる。

第２発明に係る空気清浄システムでは、誘導照射機構の製造コストやランニングコストを小さく抑えることができる。
第３発明に係る空気清浄システムでは、ウィルスや菌が集中する部分に多く量の光を照射し、それほどウィルスや菌が溜まらない部分には比較的少ない量の光を照射するといった、効率的な光照射を行うことができるようになる。

第４発明に係る空気清浄システムでは、機械装置や流体通路の内部およびフィルタの光触媒に、ウィルスや菌の量にあった光を照射することができるようになる。
第５発明に係る空気清浄システムでは、光が光触媒に当たっていない時間帯において、その場所にウィルスや菌を吸着させておくことができるため、ウィルスや菌の除去能力が向上する。

第６発明に係る空気清浄システムでは、光触媒と吸着剤とを同一の物質とすることにより、製造コストを削減することができる。
第７発明に係る空気清浄システムでは、吸着剤そのものが光触媒機能を有することになるので、吸着されたウィルスや菌をほぼ完全に除去することができる。
第８発明に係る空気清浄システムでは、別途光源を用意する必要がない。

第９発明に係る空気清浄システムでは、反射部材を移動させずに光を機械装置や流体通路の内部に取り込み光触媒まで誘導することができる。
第１０発明に係る空気清浄システムでは、反射部材から見て死角になっている場所に形成されている光触媒に対して光を照射させることが可能になる。
第１１発明に係る空気清浄システムでは、外部に光源がないような場合にも、確実に光触媒の各部分に光を照射することができる。

第１２発明に係る空気清浄システムでは、機械装置や流体通路の内部において光源自身が移動するので、光触媒の各部分に対してより確実に光を照射することができるようになる。
第１３発明に係る空気清浄システムでは、レールなどの移動路形成部材が配備されているため、誘導照射機構の光源を移動させる構造を簡易なものにすることができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る空気清浄システムを、図２に示す。この空気清浄システムは、図１および図２に示す空気調和システム１００のメインダクト２１およびフィルタ４１，４２に対して適用される。
＜空気清浄システムが適用される空気調和システムの概略構成＞
空気調和システム１００は、主として、メインダクト２１、分岐ダクト２２、分岐ユニット５０、室内ユニット３０およびフィルタ４１，４２，４３から構成される。

フィルタ４１が配備される外気吸い込み口から延びるメインダクト２１には、屋外の外気が流れ込む（図１の白抜き矢印Ａ１参照）。この空気の流れは、後述する室内ユニット３０に内蔵されるファンにより引き起こされる。なお、フィルタ４１が配備される外気吸い込み口は、開閉が可能である。
分岐ユニット５０は、メインダクト２１および２本の分岐ダクト２２と接続されており、メインダクト２１から流れ込んでくる空気を２本の分岐ダクト２２へと分配する役割を果たす。

分岐ダクト２２は、分岐ユニット５０から左右に２本伸びており、室内ユニット３０に接続される。この分岐ダクト２２では、図１の白抜き矢印Ａ２で示す向きに空気が流れる。
室内ユニット３０は、主に、図示しないファン、熱交換器および吹き出し口などを備える。ファンは、フィルタ４１が配備される外気吸い込み口が開いている場合には、屋外からメインダクト２１、分岐ユニット５０および分岐ダクト２２を介して空気（外気）を吸い込み、屋内から取り入れた空気とともに熱交換器において熱交換させた後、調和された空気を屋内に吹き出させる。一方、フィルタ４１が配備される外気吸い込み口が閉じている場合には、ファンは、屋内の空気を吸い込み、熱交換器において熱交換させた調和空気を屋内に吹き出す。

フィルタ４１，４２，４３は、外気吸い込み口と、分岐ユニット５０の出入り口とに設けられる。
＜空気清浄システムの構成＞
上記の空気調和システム１００に適用される空気清浄システムは、光触媒と、誘導照射機構９０とを備えている。

光触媒は、ウィルスや菌を吸着する吸着剤としての機能も兼備した光触媒アパタイトであり、フィルタ４１，４２および外光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成されている。光触媒アパタイトは、カルシウムヒドロキシアパタイトの一部のカルシウム原子をチタン原子に置換して光触媒機能を付したアパタイトであり、所定の波長領域の光が照射されることにより、メインダクト２１の中を流れる空気に含まれるウィルスまたは菌を吸着・捕集して分解除去する。従来の二酸化チタンなどの光触媒はウィルスや菌に対する吸着特性に乏しくゼオライトなどの吸着剤と混合するなどの工夫が必要であったが、この光触媒アパタイトは、光触媒機能を有するのみならずウィルスや菌に対して特異的に吸着する性質を併せ持つ。このため、従来に行われていた光触媒と吸着剤との混合工程を省略することができている。

フィルタ４１に形成される光触媒アパタイトは、両面に担持あるいは塗布されている。フィルタ４１の屋外側の面に形成される光触媒アパタイトは、外部の光（太陽光など）により活性化される。一方、フィルタ４１の屋外側の面と反対側の面に形成される光触媒アパタイトは、後述する紫外線ランプ９６からの光により活性化される。
フィルタ４２に形成される光触媒アパタイトは、メインダクト２１の内部空間側（誘導照射機構９０側の面に偏って担持あるいは塗布されている。この光触媒アパタイトは、後述する紫外線ランプ９６からの光により活性化される。

メインダクト２１に形成される光触媒アパタイトは、メインダクト２１の内面（内壁）２１ａ全体に、光触媒アパタイト層として概ね一様に保持されている。また、メインダクト２１の内面２１ａは、鏡面コーティング処理（あるいは鏡面仕上げ処理）が施されており、後述する紫外線ランプ９６の発する光を反射する。
誘導照射機構９０は、主として、駆動モータを内蔵する本体９１と、本体９１内の駆動モータにより回転する車輪９２と、本体９１のフィルタ４１側およびフィルタ４２側にそれぞれ固定されている反射板９３および紫外線ランプ（光源）９６とから構成されている。車輪９２が正転あるいは反転することにより、本体９１は、フィルタ４２側の方向（図２の白抜き矢印Ｍ１参照）あるいはフィルタ４１側の方向（図２の白抜き矢印Ｍ２参照）に移動する。これにより、紫外線ランプ９６も、メインダクト２１の中においてフィルタ４１側あるいはフィルタ４２側に移動することになる。なお、紫外線ランプ９６は、フィルタ４１，４２およびメインダクト２１の内部の光触媒アパタイトが触媒反応を行うのに必要な波長領域の光を照射する。

また、誘導照射機構９０の本体９１の中には、車輪９２を回転させる駆動モータを制御する制御装置が配備されている。この制御装置は、光触媒の各部分に紫外線ランプ９６からの光が異なる量だけ照射されるように、車輪９２を回転させる駆動モータを制御する。具体的には、誘導照射機構９０の制御装置は、メインダクト２１の中に形成された光触媒アパタイト層に対してよりも、フィルタ４１，４２に形成された光触媒アパタイトに対して多くの光が照射されるように、車輪９２を回転させる駆動モータを制御する。より具体的には、フィルタ４１，４２の近傍で本体９１が長く停止し、両フィルタ４１，４２の間は止まることなくゆっくりと本体９１が移動するように、車輪９２を回転させる駆動モータが制御装置によって制御される。

＜第１実施形態に係る空気清浄システムの特徴＞
（１）
本空気清浄システムでは、光を透過させる材料を用いてメインダクト２１を構成しなくても、また、固定された紫外線ランプをたくさん用意しなくても、フィルタ４１，４２および外光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成される光触媒の各部分に対して、誘導照射機構９０の２つの紫外線ランプ９６から光を順に当てることができている。

このように、誘導照射機構９０の紫外線ランプ９６を移動させて光触媒の各部分に順番に光を照射させる構成を採っているため、メインダクト２１の内部において広範に形成されている光触媒の各部分に対して、確実に光が照射され光触媒の各部分が活性化されるようになっている。また、誘導照射機構９０として光触媒の全部分に対して光を同時に照射できるような構成のものを採用しておらず、光触媒の各部分に順に光を照射させる簡易でコンパクトな構成を採用しているため、誘導照射機構９０の製造コストやランニングコストが小さく抑えられている。

（２）
本空気清浄システムでは、メインダクト２１の内面２１ａに光触媒アパタイト層を形成し、フィルタ４１，４２によるウィルスや菌の吸着・捕集および分解除去の作用を補っているが、ウィルスや菌の大半はフィルタ４１，４２で吸着・捕集されることになる。したがって、フィルタ４１，４２に形成された光触媒により多くの光を当てて光触媒の活性化を長い時間行うことが望ましい。

これに鑑み、誘導照射機構９０の制御装置は、紫外線ランプ９６を有する本体９１がフィルタ４１，４２の近傍で長く停止し、両フィルタ４１，４２の間は止まることなくゆっくりと本体９１が移動するように、本体９１の車輪９２を回転させる駆動モータを制御している。これにより、メインダクト２１の中に形成された光触媒アパタイト層に対してよりも、フィルタ４１，４２に形成された光触媒アパタイトに対してより多くの光が照射されるようになっている。

このように、本空気清浄システムでは、ウィルスや菌が集中する部分に多く量の光を照射し、それほどウィルスや菌が溜まらない部分には比較的少ない量の光を照射するといった、効率的な光照射を行うことができている。
（３）
本空気清浄システムでは、光触媒として吸着剤としての機能を併せ持つ光触媒アパタイトを採用しているため、吸着剤としての機能によりウィルスや菌を吸着・捕集して、そのウィルスや菌を光触媒機能により分解除去することができている。すなわち、ここでは、メインダクト２１の中を通る空気やフィルタ４１，４２で捕集したウィルスや菌がより効果的に除去されるようになる。特に、光が光触媒に当たっていない時間帯において、その場所にウィルスや菌を吸着させておくことができるため、ウィルスや菌の除去能力が向上している。

（４）
本空気清浄システムでは、メインダクト２１の内部において誘導照射機構９０の紫外線ランプ９６自身が本体９１とともに移動する。このため、外部からメインダクト２１の内部に光が入らない場合にも、確実に光触媒の各部分に光を照射することができる。
また、メインダクト２１の長さが非常に長い場合であっても、少ない光源（ここでは、２つの紫外線ランプ９６）をメインダクト２１に沿って移動させることで、メインダクト２１の内面２１ａに形成されている光触媒の各部分に、順番に確実に光を当てることができている。

＜第１実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記第１実施形態では、本発明に係る空気清浄システムをメインダクト２１およびフィルタ４１，４２に対してのみ適用しているが、分岐ダクト２２やフィルタ４３、さらには室内ユニット３０の内面やフィルタ（図示せず）に対しても本発明の空気清浄システムを適用することが可能である。また、分岐ユニット５０の内部に対して本発明の空気清浄システムを適用することも可能である。

（Ｂ）
上記第１実施形態では、光触媒として光触媒アパタイトを採用したが、これに代えて、二酸化チタン（アナターゼ型、ルチル型およびブルッカイト型など）、酸化銅、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、硫化カドミウム、硫化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、フラーレン（イオン注入されたものも含まれる）、ポリパラフェニレン、ポリアニリン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポルフィリン錯体（中心金属：亜鉛、アルミニウムなど）などを採用してもよい。また、これらの光触媒と、ゼオライトや活性炭などの吸着剤とを混合した吸着剤混合型光触媒を採用することも可能である。

但し、コスト的に問題がなければ、現時点においては、光触媒として光触媒アパタイトを採用することが望ましい。
（Ｃ）
上記第１実施形態では、メインダクト２１の内面２１ａに鏡面コーティング処理（あるいは鏡面仕上げ処理）を施しているが、この鏡面コーティング処理は必須ではない。鏡面コーティング処理なしでもウィルスや菌の除去能力に問題がなければ、鏡面コーティング処理を省略することも可能である。

（Ｄ）
上記第１実施形態では、光触媒アパタイトがフィルタ４１，４２の表面にしか担持（あるいは塗布）されていなかったが、フィルタを構成する繊維に均一に担持されていてもよい。
（Ｅ）
上記第１実施形態では、メインダクト２１の内面２１ａに光触媒アパタイトを概ね一様に光触媒アパタイト層として保持させているが、ダクトに湾曲部が存在するようなときには、湾曲部に対して厚めに光触媒アパタイト層を保持させることが有効である。このような湾曲部は、空気の流れの状態からウィルスや菌を捕集するのに適しているからである。そして、湾曲部においては、直線部に較べて光が多く照射されるように、誘導照射機構９０の本体９１を一時停止させるような制御を行うことが望ましい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る空気清浄システムを、図３に示す。この空気清浄システムは、図１および図３に示す空気調和システム１００のメインダクト２１およびフィルタ４１，４２に対して適用される。
＜空気清浄システムが適用される空気調和システムの概略構成＞
空気調和システム１００の構成は、第１実施形態の空気調和システム１００と同様であるので、説明を省略する。

＜空気清浄システムの構成＞
上記の空気調和システム１００に適用される空気清浄システムは、光触媒と、誘導照射機構１９０と、案内レール１９２とを備えている。
光触媒は、ウィルスや菌を吸着する吸着剤としての機能も兼備した光触媒アパタイトであり、フィルタ４１，４２および外光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成されている。詳細については、第１実施形態の光触媒と同様であるので、説明を省略する。

誘導照射機構１９０は、主として、駆動モータを内蔵する本体１９１と、案内レール１９２に接触し本体１９１内の駆動モータにより回転する回転体と、本体１９１から下に延びる支持部材の下端に固定される紫外線ランプ１９６とから構成されている。本体１９１は、駆動モータの作動により、案内レール１９２に沿って移動する。ここでは、本体１９１は、フィルタ４２側の方向（図３の白抜き矢印Ｍ３参照）あるいはフィルタ４１側の方向（図３の白抜き矢印Ｍ４参照）に移動する。これにより、紫外線ランプ１９６も、メインダクト２１の中においてフィルタ４１側あるいはフィルタ４２側に移動することになる。なお、紫外線ランプ１９６は、フィルタ４１，４２およびメインダクト２１の内部の光触媒アパタイトが触媒反応を行うのに必要な波長領域の光を照射する。

また、誘導照射機構１９０の本体１９１の中には、駆動モータを制御する制御装置が配備されている。この制御装置は、光触媒の各部分に光が異なる量だけ照射されるように、駆動モータを制御する。具体的には、誘導照射機構９０の制御装置は、メインダクト２１の中に形成された光触媒アパタイト層に対してよりも、フィルタ４１，４２に形成された光触媒アパタイトに対して多くの光が照射されるように、駆動モータを制御する。より具体的には、フィルタ４１，４２の近傍で本体１９１が長く停止し、両フィルタ４１，４２の間は止まることなくゆっくりと本体１９１が移動するように、本体１９１を動かす駆動モータが制御装置によって制御される。

案内レール１９２は、メインダクト２１の天井部分に装着されており、メインダクト２１の長手方向に沿って延びている。この案内レール１９２に対して本体１９１が吊り下がっており、モノレールと同じ仕組みで本体１９１が案内レール１９２に沿って移動可能となっている。
＜第２実施形態に係る空気清浄システムの特徴＞
本空気清浄システムでは、第１実施形態に係る空気清浄システムと同様の特徴を有するほか、紫外線ランプ１９６と一体になっている本体１９１が案内レール１９２から吊り下がりつつ案内レール１９２に沿って動く誘導照射機構１９０を採用していることにより、本体１９１の移動が比較的安定的に行われるという特徴を有する。また、直線部分しかないメインダクト２１ではなく、湾曲部分や折れ曲がり部分が存在するダクトにおいては、案内レールに沿って光源が動く構成の誘導照射機構を採用することが特に有効になる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る空気清浄システムを、図４に示す。この空気清浄システムは、図４に示す空気調和システムのメインダクト２１およびフィルタ４２に対して適用される。
＜空気清浄システムが適用される空気調和システムの概略構成＞
空気調和システムの構成は、第１実施形態の空気調和システム１００と概ね同様であるが、外気吸い込み口２１ｂにフィルタ４１が配備されていない点が相違する。

＜空気清浄システムの構成＞
上記の空気調和システムに適用される空気清浄システムは、光触媒と、誘導照射機構２９０とを備えている。
光触媒は、ウィルスや菌を吸着する吸着剤としての機能も兼備した光触媒アパタイトであり、フィルタ４２および外光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成されている。詳細については、第１実施形態の光触媒と同様であるので、説明を省略する。

誘導照射機構２９０は、主として、ステップモータにより回転角度が変わる駆動軸２９１と、反射板２９２とから構成されている。反射板２９２は、メインダクト２１の端部に位置する外気吸い込み口２１ｂに配置されており、駆動軸２９１の回転（図４の回転方向Ｒ１，Ｒ２参照）によって回動し、水平面に対する傾斜度合いが変わるように姿勢変化する。この反射板２９２は、屋外の太陽光をメインダクト２１の内部に導入させる役割を果たすとともに、その光が当たる場所（光触媒の部分）を水平面に対する傾斜度合いによって変えることができる。

反射板２９２によりメインダクト２１の中に入ってくる太陽光は、鏡面コーティング処理が施されたメインダクト２１の内面２１ａで反射し、外気吸い込み口２１ｂから見てメインダクト２１の奥のほうにまで進んでいく。また、反射板２９２の傾斜度合いによっては、太陽光を反射板２９２から直接フィルタ４２まで到達させることもできる。
誘導照射機構２９０には、さらに、反射板２９２の傾斜度合いを変えるステップモータを制御する制御装置（図示せず）が配備されている。この制御装置は、光触媒の各部分に光が異なる量だけ照射されるように、各時刻における太陽光の入射角度を考慮して、ステップモータを制御する。具体的には、誘導照射機構２９０の制御装置は、メインダクト２１の中に形成された光触媒アパタイト層に対してよりも、フィルタ４２に形成された光触媒アパタイトに対して直接より多くの光が照射されるように、ステップモータを制御する。

＜第３実施形態に係る空気清浄システムの特徴＞
（１）
本空気清浄システムでは、光を透過させる材料を用いてメインダクト２１を構成しなくても、また、固定された紫外線ランプをたくさん用意しなくても、フィルタ４２および外光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成される光触媒の各部分に対して、誘導照射機構２９０の反射板２９２から光を順に当てることができている。言い換えれば、メインダクト２１の内部において広範に形成されている光触媒の各部分に対して、確実に光が照射され光触媒が活性化されるようになっている。また、誘導照射機構２９０として光触媒の全部分に対して光を同時に照射できるような構成のものを採用しておらず、光触媒の各部分に順に光を照射させる簡易でコンパクトな構成を採用しているため、誘導照射機構２９０の製造コストやランニングコストが小さく抑えられている。

（２）
本空気清浄システムでは、メインダクト２１の内面２１ａに光触媒アパタイト層を形成し、フィルタ４２によるウィルスや菌の吸着・捕集および分解除去の作用を補っているが、ウィルスや菌の大半はフィルタ４２で吸着・捕集されることになる。したがって、フィルタ４２の光触媒により多くの光を当てて光触媒の活性化を長い時間行うことが望ましい。

これに鑑み、誘導照射機構２９０の制御装置は、メインダクト２１の中に形成された光触媒アパタイト層に対してよりも、フィルタ４２に形成された光触媒アパタイトに対して直接多くの光が照射されるように、ステップモータを制御している。
このように、本空気清浄システムでは、ウィルスや菌が集中する部分に多く量の光を照射し、それほどウィルスや菌が溜まらない部分には比較的少ない量の光を照射するといった、効率的な光照射を行うことができている。

（３）
本空気清浄システムでは、反射板２９２により太陽光をメインダクト２１の内部に導入させ、反射板２９２の姿勢を変化させることで、光触媒の各部分へと太陽光を導いている。このため、特別に光源を用意する必要がない。
なお、太陽光が十分に得られない地域においては、あるいは、建物の構造により太陽光が外気吸い込み口２１ｂに入ってこない場合においては、本空気清浄システムが十分に機能しないことも考えられる。このようなときには、反射板２９２の近くに紫外線ランプを設置することで対応が可能である。

＜第３実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記第３実施形態では、反射板２９２の姿勢を変えることができる誘導照射機構２９０を採用しているが、光ファイバーを用いて誘導照射機構を構成することも考えられる。光ファイバーを曲げたり、複数の光ファイバーを切り換えたりすることによって太陽光を導き、メインダクト２１やフィルタ４２に形成される光触媒に光を導くことが可能である。

（Ｂ）
上記第３実施形態では、メインダクト２１の内面２１ａに鏡面コーティング処理を施しているため、反射板２９２によりメインダクト２１の中に入ってくる太陽光が、メインダクト２１の内面２１ａで反射し、外気吸い込み口２１ｂから見てメインダクト２１の奥のほうにまで進んでいく。

したがって、メインダクト２１が湾曲しているなど、反射板２９２から見て死角になっている場所がメインダクト２１の内面２１ａに存在するような場合にも、光触媒が形成されている各部分に対して光を照射させることができる。
なお、メインダクト２１の内面２１ａに鏡面コーティング処理を施す代わりに、メインダクト２１の内部に適当な間隔で反射部材を固定することも考えられる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る空気清浄システムを、図５に示す。この空気清浄システムは、図５に示す空気調和システムのメインダクト２１およびフィルタ４１，４２に対して適用される。
＜空気清浄システムが適用される空気調和システムの概略構成＞
空気調和システムの構成は、第１実施形態の空気調和システム１００と概ね同様であるが、メインダクト２１のフィルタ４１側の端部近傍の天井部分２１ｃが一部透明（図５において点線で表現）になっている点が相違する。ここでは、天井部分２１ｃの上方に建造物が存在しないことを前提としている。

＜空気清浄システムの構成＞
上記の空気調和システムに適用される空気清浄システムは、光触媒と、誘導照射機構３９０とを備えている。
光触媒は、ウィルスや菌を吸着する吸着剤としての機能も兼備した光触媒アパタイトであり、フィルタ４１，４２および外光が届きにくいメインダクト２１の内部に形成されている。詳細については、第１実施形態の光触媒と同様であるので、説明を省略する。

誘導照射機構３９０は、主として、ステップモータにより回転角度が変わる駆動軸３９１と、反射板３９２とから構成されている。反射板３９２は、メインダクト２１のフィルタ４１側の端部近傍の天井部分２１ｃの下方に配置されており、駆動軸３９１の回転によって回動し、水平面に対する傾斜度合いが変わるように姿勢変化する。この反射板３９２は、透明なメインダクト２１の天井部分２１ｃからメインダクト２１に入ってくる屋外の太陽光を、メインダクト２１の天井部分２１ｃよりもフィルタ４２側の部分およびフィルタ４２へと誘導する役割を果たす。また、反射板３９２は、水平面に対する傾斜度合いを変えて、メインダクト２１の内面２１ａおよびフィルタ４１，４２に形成されている光触媒の各部分に対して順に光を照射させる役割を果たす。

反射板３９２によりメインダクト２１の中に入ってくる太陽光は、鏡面コーティング処理が施されたメインダクト２１の内面２１ａで反射し、メインダクト２１の中をフィルタ４２側へと進んでいく。また、反射板３９２の傾斜度合いによっては、太陽光が反射板３９２から直接フィルタ４１やフィルタ４２まで到達することもある。
誘導照射機構３９０には、さらに、反射板３９２の傾斜度合いを変えるステップモータを制御する制御装置（図示せず）が配備されている。この制御装置は、光触媒の各部分に光が異なる量だけ照射されるように、各時刻における太陽光の入射角度を考慮して、ステップモータを制御する。具体的には、誘導照射機構３９０の制御装置は、メインダクト２１の中に形成された光触媒アパタイト層に対してよりも、フィルタ４１，４２に形成された光触媒アパタイトに対して直接多くの光が照射されるように、ステップモータを制御する。

＜第４実施形態に係る空気清浄システムの特徴＞
本空気清浄システムでは、第３実施形態に係る空気清浄システムと同様の特徴を有する。
［他の実施形態］
上記各実施形態では、空気調和システムのダクトに対して本発明を適用しているが、本発明は、これ以外にも、空気調和装置などの機械装置の内部、水道管や下水管などの排水通路の内部、天井裏などの形成される流体通路などに適用することが可能である。また、外気導入通路や排水通路だけではなく、排気通路、給水通路、空気循環通路、水循環通路など種々の流体通路に対して本発明を適用することが可能である。

本発明に係る空気清浄システムは、流体通路や機械装置の内部の空気からウィルスや菌を比較的低コストで除去することができ、流体通路や機械装置に適用すると効果的である。

本発明の一実施形態に係る空気浄化システムが適用される空気調和システムの概略構成図。 本発明の第１実施形態に係る空気浄化システムの構成図。 本発明の第２実施形態に係る空気浄化システムの構成図。 本発明の第３実施形態に係る空気浄化システムの構成図。 本発明の第４実施形態に係る空気浄化システムの構成図。

符号の説明

２１ メインダクト
４１，４２ フィルタ
９０，１９０，２９０，３９０ 誘導照射機構
９６，１９６ 紫外線ランプ
１９２ 案内レール
２９２，３９２ 反射板

Claims (13)

1. 光が届きにくい機械装置の内部あるいは流体通路（２１）の内部に形成され、所定の波長領域の光が照射されることにより、前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部の空気に含まれるウィルスまたは菌を除去する、光触媒と、
   駆動装置を有し、前記駆動装置を作動させることで前記光を誘導して前記光触媒に照射させる、誘導照射機構（９０，１９０，２９０，３９０）と、
   を備えた空気清浄システム。
2. 前記誘導照射機構（９０，１９０，２９０，３９０）は、前記駆動装置を作動させることで、前記光を前記光触媒の各部分に順に照射させる、
   請求項１に記載の空気清浄システム。
3. 前記誘導照射機構（９０，１９０，２９０，３９０）は、前記光触媒の各部分に前記光が異なる量だけ照射されるように前記駆動装置を制御する制御装置をさらに有する、
   請求項２に記載の空気清浄システム。
4. 前記光触媒は、前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部に形成されるとともに、前記機械装置あるいは前記流体通路（２１）に対して設けられるフィルタ（４１，４２）にも形成されており、
   前記制御装置は、前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部に形成された前記光触媒の部分よりも前記フィルタ（４１，４２）に形成された前記光触媒の部分に前記光が多く照射されるように、前記駆動装置を制御する、
   請求項３に記載の空気清浄システム。
5. 前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部に前記光触媒とともに配置され、前記ウィルスまたは菌を吸着する吸着剤、
   をさらに備えた請求項１から４のいずれかに記載の空気清浄システム。
6. 前記光触媒と前記吸着剤とは、同一の物質からなる、
   請求項５に記載の空気清浄システム。
7. 前記物質は、光触媒アパタイトである、
   請求項６に記載の空気清浄システム。
8. 前記誘導照射機構（２９０，３９０）は、前記機械装置の外部あるいは前記流体通路（２１）の外部の前記光を前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部へと導入させる光導入部材（２９２，３９２）をさらに有し、
   前記駆動装置は、前記光導入部材（２９２，３９２）により前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部へと導入される前記光が前記光触媒に照射されるように、前記光導入部材を移動させる又は前記光導入部材（２９２，３９２）を変化させる、
   請求項１から７のいずれかに記載の空気清浄システム。
9. 前記光導入部材（２９２，３９２）は、前記光を反射する反射部材であり、
   前記駆動装置は、前記反射部材の姿勢を変化させる、
   請求項８に記載の空気清浄システム。
10. 前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部に固定され、前記反射部材（２９２，３９２）からの前記光をさらに反射させる固定反射部材をさらに備えた、
    請求項９に記載の空気清浄システム。
11. 前記誘導照射機構（９０，１９０）は、前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部において前記所定の波長領域の光を照射する光源（９６，１９６）をさらに有している、
    請求項１から７のいずれかに記載の空気清浄システム。
12. 前記駆動装置は、前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部において前記光源（９６，１９６）を移動させる、
    請求項１１に記載の空気清浄システム。
13. 前記光源（１９６）を移動させるために前記機械装置の内部あるいは前記流体通路（２１）の内部に形成された移動路形成部材（１９２）、
    をさらに備えた請求項１２に記載の空気清浄システム。

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