JP2005304979A

JP2005304979A - 光触媒による空気洗浄方法及び装置

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Publication number: JP2005304979A
Application number: JP2004129104A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Kokubo; 重昭小久保
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】比較的高価な紫外線を発生させる光源の使用個数を少なくし、また光源からの紫外線を並行光としてより遠距離まで通過させ、かつ屈折反射させて触媒面に紫外線を照射させるようにした光触媒による空気清浄方法及び装置に関する。
【解決手段】光触媒フィルター２が互いに間隔を置いて重設した複数の波板状の部材３からなり、触媒面１を形成したこれら部材３の凹凸面１２に対して、紫外線などの光源４からの光束が並行光１４として通過するようにすると共に、汚染空気が前記光束に対して交叉する方向に前記部材の凹凸面１２を通過させることで、前記光束１４と汚染空気の干渉により触媒面１への汚染空気の浄化を促進させるようにした。
【選択図】図３

Description

二酸化チタン等に紫外線（光）を照射すると、光触媒反応により大気中や水中の有機物を酸化分解することがあるのを利用して、空気清浄装置において、空気の浄化、防汚（セルフクリーニング）、防曇（超親水性）、抗菌、殺菌、防臭等の効果を得ようとするものである。

図１７に示した構成は、従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティングした面（接触面）ａに太陽光を直接照射するか蛍光灯等で紫外線等を発生する光源ｂを直接照射する方法を示し、汚染物質を触媒面ａに沿って並行に移動接触させるものである。

図１８に示した構成は、従来例において、二酸化チタン等を塗布又はコーティングした面ａを内側にした円筒形の内側に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源ｂを直接照射する方法で、汚染物質は面ａに沿って並行に移動接触させるものである。

図１９は従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーティングした面ａを複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源ｂを設置し、両面に直接照射する方法である。
特開２００２−２５３６６２

二酸化チタンを塗布又はコーティングした材料（触媒材）は高価であり、太陽光を利用する場合は別として、夜間及び太陽光の当たらない場所で、触媒材に光触媒反応に必要な波長の紫外線を照射しようとすれば、紫外線を発生する光源が多数必要になる。当然価格も高価になり、これらの材料を使用して製作する製品は高価なものになってします。また光源のためのスペースがより広く必要になり、光源のための電力も大量に必要になる。したがって触媒である二酸化チタンに少数の光源と少量の電力で効率的に紫外線を照射する構造が必要になる。

紫外線を発生する光源は高価なため、使用個数を少なくし光源からの紫外線を内部機構により並行光にしてより遠距離まで透過させ、なおかつ屈折反射させて触媒面に効率的に紫外線を照射する構造の光触媒による空気清浄方法装置を提案しようとするものである。

本発明によれば、比較的高価な紫外線を発生する光源の使用個数を少なくし、また光源からの紫外線を並行光にして、より遠距離まで通過させ、しかも紫外線光軸を屈曲反射させて効率的に触媒面に紫外線を照射させることを可能とするものである。

図１及び図２は本発明の基本的な構成の２例を示すものであって、図１では触媒面１を形成した光触媒フィルター２の波板状の部材３（その形状自体は後述する）に対して、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極ランプ、ＬＥＤによって構成される紫外線などの光源４の光束が投射される間に、これに対して交叉する方向に汚染空気を流通させるように構成しており、これに対して図２では光触媒フィルター２の波板状の部材３に対して光源４の光束を並行させて流通させるとともに、汚染空気は光触媒フィルター２を透過するように構成したものである。

すなわち、図１では装置本体５の室６内に後述する光触媒フィルター２を配置してあり、空気の取入口７にはプレフィルター８があり、空気の排出口９にはファン１０が設けられていて、その前位には活性炭フィルター１１が設置されている。また光源４の光束は前記波板状の部材３の凹凸面１２に並行に流通し、これに対して汚染空気は取入口７から室６内に入り、前記部材３の凹凸面１２を通過するときに抵抗により汚染空気の滞留時間が増加され、これによって光源４からの光束と汚染空気との接触期間が延長されるのである。これによって、光の乱反射と空気の乱流とが生じるのである。

図２の場合は、装置本体５の室６内の光触媒フィルター２の構造が異なっており、前記凹凸面１２にスリット又は細孔（後述する）などの抵抗部分１３を形成することによって汚染空気はこの抵抗部分１３を透過するのであるが、この際に抵抗部分１３によって乱流が起き、これと光束との干渉により、光の乱反射と空気の乱流を生じさせるのである。その他の構成に関しては図１におけると同様である。

図３及び図４において、間隔を置いて重設した複数（図示の例では３段階）の部材３には波板状の凹凸面１２が形成されており、この部材３の表面には二酸化チタンの塗布又はコーティングによって触媒面１が形成されており、光源４からの光束による並行光１４は前記凹凸面１２に並行に通行するようになっている。

次に図５ないし図８は、波板状の部材３の構成を示すものであって、この部材３は鉄、アルミニウムなどの金属又は合成樹脂などの光を透過させず反射させる材質からなり、図５及び図６にその例を示し、凹凸面１２が形成されている。図７及び図８には抵抗部分１３が形成されており、図７では凹凸面１２の長手方向に長大なスリット１５を設けてこれを抵抗部分１３としているもので、図８では凹凸面１２に多数の細孔１６を設けてこれを抵抗部分１３とするものである。

図９は図１に示したのと同様に、光源４による光束が前記部材３の凹凸面１２に対して並行光として通過する間に、汚染空気がこれら汚凸面１２に交叉する方向に流通して清浄空気として排出される態様を示す。

一方、図１０は図２に示したのと同様に、光源４からの光束が並行光として部材３の凹凸面１２に沿って流通する間に、汚染空気は凹凸面１２に形成した抵抗部分１３（図示の例ではスリット１５）によって乱流を生じ、これと前記光束との干渉によって、汚染空気は触媒面１との間で浄化を促進することができるのである。

図１１及び図１２において、光触媒フィルター２の前位に設けた光源３の外側に凹面の反射鏡１７を配設し、また光触媒フィルター２の後位には反射板１８を設け、光源４からの光束の並行光１４は反射板１８により反射されるのである。

図１３及び図１４において、光触媒フィルター２の前位及び後位にそれぞれ光源４と凹面の反射鏡１７を配設した態様を示すものであり、この場合においても光源４からの光束の並行光１４はそれぞれの反射鏡１７、１７によって交互に反射され、汚染空気の浄化に対してさらに寄与するものである。

図１５及び図１６において、光触媒フィルター２を２組並設し、これらの間に光源４を配設するとともに、各光触媒フィルター２，２の外端部に反射板１８，１８を形成してなるものである。これによっても、光源４の光束の並行光１４は各光触媒フィルター２，２から各反射板１８，１８によって繰り返し反射され、汚染空気の浄化に多大の効果を奏するものである。

本発明の基本的な構成の例を示す断面図である。本発明の基本的な構成の他の例を示す断面図である。光触媒フィルターの基本構造を示す図である。図３の俯瞰透視図である。光触媒フィルターを構成する部材の断面図である。光触媒フィルターを構成する部材の斜視図である。光触媒フィルターを構成する部材の他の例を示す斜視図である。光触媒フィルターを構成する部材の更に他の例を示す斜視図である。図６に示した光触媒フィルターを使用した構成の斜視図である。図７に示した光触媒フィルターを使用した構成の斜視図である。光触媒フィルターの一方の端部で光源の外側に凹面の反射鏡を配置し、他方の端部に反射板を配置した構成を示す図である。図１１の俯瞰透視図である。光触媒フィルターの両側に光源と凹面の反射鏡を配置した図を示す図である。図１３の俯瞰図である。光触媒フィルターを両側に配置し中心部に紫外線を発生する光源を配置しかつ光触媒フィルターの両側に反射板を配設した図である。図１５の俯瞰図である。従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティング面（接触面）に太陽光等を直接照射する状況を示す図である。従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーティング面を内側にした円筒形の内側に紫外線を発生させる光源を直接照射する方法を示す図である。従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーティングした面を複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線を発生する方法を示す図である。

符号の説明

１接触面
２光触媒フィルター
３部材（波板状）
４光源
５装置本体
６室
７取入口
８プレフィルター
９排出口
１１活性炭フィルター
１２凹凸面
１３抵抗部分
１４並行光

図１及び図２は本発明の基本的な構成の２例を示すものであって、図１では触媒面１を形成した光触媒フィルター２の波板状の部材３（その形状自体は後述する）に対して、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極ランプ、ＬＥＤによって構成される紫外線などの光源４の光束が投射される間に、これに対して汚染空気を流通させるように構成しており、これに対して図２では光触媒フィルター２の波板状の部材３に対して光源４の光束を並行させて流通させるとともに、汚染空気は光触媒フィルター２を透過するように構成したものである。

図９は図１に示したのと同様に、光源４による光束が前記部材３の凹凸面１２に対して並行光として通過する間に、汚染空気がこれら汚凸面１２に対して方向に流通して清浄空気として排出される態様を示す。

図９は図１に示したのと同様に、光源４による光束が前記部材３の凹凸面１２に対して並行光として通過する間に、汚染空気がこれら凹凸面１２に対して流通して清浄空気として排出される態様を示す。

Claims

装置本体の室内に配置した光触媒フィルターが互いに間隔を置いて重設した複数の波板状の部材からなり、触媒面を形成したこれら部材の凹凸面に対して並行する方向に、紫外線などの光源からの光束が並行光として通過するようにすると共に、前記装置本体内に導入される汚染空気が前記光束に対して交叉する方向に前記部材の凹凸面を流通させることで、前記光束と汚染空気の干渉により触媒面への汚染空気の浄化を促進させるようにした、光触媒による空気清浄方法。
前記波板状の部材の凹凸面に汚染空気の流通に対する抵抗部分を形成することにより、汚染空気の滞留時間を増加させて乱流を生じさせ、前記触媒面への汚染空気接触をより増大させるようにした、請求項１に記載の光触媒による空気清浄方法。
前記部材が、鉄、アルミニウムなどの金属又は合成樹脂などの光を透過せず反射する材質からなる請求項１又は２に記載の、光触媒による空気清浄方法。
前記抵抗部分が、前記凹凸面に形成した、長手方向のスリット又は多数の細孔である、請求項２に記載の光触媒による空気清浄方法。
前記触媒面を、二酸化チタンの塗布又はコーティングによって形成されるようにした請求項１又は２に記載の、光触媒による空気清浄方法。
前記光源が、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極ランプ、ＬＥＤによって形成される、請求項１に記載の光触媒による空気清浄方法。
前記光触媒フィルターに対し光束を並行光として流通させる光源の前位に凹面の反射鏡を配設しかつ光触媒フィルターの後位に反射板を形成してなる、請求項１に記載の光触媒による空気清浄方法。
前記光触媒フィルターの前位に設けた光源の外側に凹面の反射鏡を配設し、また光触媒フィルターの後位に反射板を設け、光源からの光束の並行光を反射板により反射する、請求項１に記載の光触媒による空気清浄方法。
前記光触媒フィルターの前位及び後位にそれぞれ光源と凹面の反射鏡とを配設してなる、請求項１に記載の光触媒による空気清浄装置。
前記光触媒フィルターを２組並設し、これらの間に光源を配設するとともに、各光触媒フィルターの外端部に反射板を形成してなる、請求項１に記載の光触媒による空気清浄装置。
汚染空気を吸入又は圧入される取入口及び浄化された空気の排出口を備える装置本体と、この装置本体の室内に互いに間隔を置いて重設しかつ表面に触媒面を形成した波板状の複数の部材からなる光触媒フィルターと、これら部材に形成された凹凸面に対して並行する方向に光束が並行光として通過する紫外線などの光源とを備え、前記装置本体の吸入口から排出口へ向かう汚染空気が前記光束に対して交叉する方向に流通するようにした、光触媒による空気清浄装置。