JP2008104739A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた汚染物質の除去能力を有する空気浄化装置を提供する。
【解決手段】空気浄化装置は、光触媒を有する触媒フィルタ２と、光触媒を励起する光を照射するための発光体３，８とを備える。触媒フィルタ２は、触媒フィルタ２の入口２ａから出口２ｂに向けて空気が流れる流路を有する。発光体３は、触媒フィルタ２の入口２ａの側に配置され、発光体８は、触媒フィルタ２の出口２ｂの側に配置されている。発光体３および発光体８は、ＬＥＤ４により光を照射するように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気浄化装置に関する。

空気浄化装置は、臭気成分や有害成分などの汚染物質を除去することができる装置である。臭気成分としては、たとえば、煙草の臭い、食品の臭い、体臭、ペット臭、建築物の臭い、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）に起因する塗装の臭い、塗料の臭い、またはＮＯｘなどの自動車の排気ガスの臭いなどが上げられる。空気浄化装置は、家庭、店舗、工場または医療機関などで用いられている。

従来の空気浄化装置には、活性炭やゼオライトなどの吸着材を含む吸着部材を備える空気浄化装置がある。吸着部材に空気中の汚染物質が吸着することにより、汚染物質を除去することができる。吸着部材を備える空気浄化装置においては、使用を継続すると、汚染物質が吸着部材に吸着して吸着部材が飽和状態になる。この結果、空気浄化装置は、空気浄化性能が大幅に低下する。このため、吸着部材を定期的に交換する必要がある。

近年においては、光触媒を用いた空気浄化装置が注目されている。光触媒は、自己の有する強力な酸化力によって、汚染物質を酸化および分解することにより、汚染物質を除去することができる。光触媒は、たとえば、波長４００ｎｍ以下の紫外線を照射することによって励起される。光触媒は、光触媒の表面で生成したＯＨラジカルや活性酸素などによって、汚染物質を酸化および分解する。光触媒は、たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛、または、これらの混合物などで構成される。

光触媒は、基板の表面または気孔の内部に配置される。光触媒は酸化触媒としての役割を果たす。光触媒を備える触媒フィルタとしては、たとえば、触媒を充填した充填物を含むフィルタがある。または、触媒フィルタとしては、ハニカム型の流路の表面に光触媒が配置されたフィルタがある。ハニカム型の流路を備える触媒フィルタは、汚染空気を流すときに生じる圧力損失が少ないという利点を有する。

特開平１０−１５３５１号公報においては、ケーシングの内部を空気流路として、このケーシング内に流路の軸方向の所定間隔おきに、流路を防ぐように触媒体を配置した空気浄化装置が開示されている。この空気浄化装置には、隣り合う触媒体間に複数のランプが設置されている。

また、特開２００５−１３２５８号公報においては、光触媒励起用ランプを光触媒フィルタに対して、所定の距離を開けて配置する空気浄化装置が開示されている。

また、特開２００４−１６８３２号公報においては、光触媒を担持させたハニカム状フィルタにおいて、各セルの内面に光触媒と共に微小な反射部材を担持させる光触媒フィルタが開示されている。
特開平１０−１５３５１号公報 特開２００５−１３２５８号公報 特開２００４−１６８３２号公報

従来の技術においては、光触媒を励起するための光源として、たとえば、水銀灯ランプや紫外線ランプなどが用いられていた。近年においては、紫外線を照射するための光源として、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）が開発されつつある。ＬＥＤの開発に伴って、光触媒フィルタの光源としてＬＥＤを用いることが検討されている。

図１１に、従来の技術に基づく空気浄化装置の概略透視斜視図を示す。従来の空気浄化装置は、筐体１を備える。筐体１は、流入口１ａと排出口１ｂを有する。空気は、矢印９１に示すように流入口１ａから流入して、矢印９２に示すように排出口１ｂから排出される。空気の経路には、触媒フィルタ２が配置されている。

図１２に、触媒フィルタを入口側から見たときの拡大概略正面図を示す。触媒フィルタ２は、流路壁２ｄを有する。触媒フィルタ２は、空気の流路２ｃを有する。流路壁２ｄは、流路２ｃの断面形状が正六角形になるように形成されている。触媒フィルタ２は、複数の流路２ｃを有する。それぞれの流路２ｃにおいて、流路壁２ｄの表面には光触媒が配置されている。

空気浄化装置は、ＬＥＤ４を含む発光体３を備える。発光体３の下流側には、送風機５が配置されている。送風機５は、送風機制御装置６によって駆動および停止するように制御されている。送風機５が駆動することにより、筐体１の内部を空気が流れる。触媒フィルタ２に担持された光触媒は、発光体３のＬＥＤ４の光により励起される。

汚染された空気は、流入口１ａから流入して触媒フィルタ２を通る。このときに、汚染物質が触媒表面上で分解処理されて、空気が浄化される。浄化された空気は、排出口１ｂから排出される。

図１３に、触媒フィルタと発光体の部分の拡大概略断面図を示す。ＬＥＤ４は、触媒フィルタ２に向かって配置されている。ＬＥＤ４の光は、矢印１０２に示すように、触媒フィルタ２に向かって照射される。ＬＥＤ４の光軸４ａと、流路２ｃの延びる方向とがほぼ平行になっている。

ＬＥＤ４の多くは、照明灯のような広い範囲で光を照射するのではなく、特定の方向や特定の領域に限って光を照射するように形成されている。すなわち、一般的なＬＥＤは指向性の高い。このようなＬＥＤ４を用いた場合には、ＬＥＤ４から発せられる光の放射角度は小さい。このため、ＬＥＤ４の大部分の光は、触媒フィルタ２の流路壁２ｄの光触媒に当たることなく触媒フィルタ２を突き抜けてしまうという問題があった。このため、流路壁２ｄに配置されている光触媒を十分に励起することができず、光触媒の浄化作用を十分に発揮することができないという問題があった。

図１３を参照して、ＬＥＤ４の光軸４ａを傾けることによって、流路壁２ｄの一部の領域に光を照射することができるが、光が照射されている領域と反対側の領域においては、ＬＥＤ４の光が照射されないという問題がある。

図１４に、触媒フィルタと発光体との部分の拡大概略断面図を示す。図１４に示す例においては、発光体３が触媒フィルタ２から距離をあけて配置されている。発光体３は、矢印１０３に示すように触媒フィルタ２を照射する。発光体３を触媒フィルタ２から所定の距離を空けて配置することにより、流路壁２ｄの内面に光を照射することができる。しかし、空気浄化装置が大きくなってしまうという問題がある。

さらに、図１４に示すように触媒フィルタ２と発光体３とを離した場合においては、流路壁２ｄに入射する光の入射角度が大きくなってしまい、流路壁２ｄにおける単位面積当たりの光の照度が小さくなってしまい、触媒フィルタの汚染物質の除去能力が劣ってしまうという問題があった。

指向性の低いＬＥＤ（たとえば放射角度が±４５°のＬＥＤ）を用いた場合には、触媒フィルタ２の出口２ｂと発光体３との距離を小さくしても、ＬＥＤ４の光を流路壁２ｄに照射することができる。しかし、指向性の低いＬＥＤ（たとえば放射角度が±４５°のＬＥＤ）は、指向性の高いＬＥＤ（たとえば放射角度が±３°のＬＥＤ）に比べて照度が低下してしまうという問題があった。

また、これらのいずれの場合においても、ＬＥＤ４の発光の最も強い中心部の光は、流路２ｃを通り抜けて出ていってしまうため、多くの発光エネルギが無駄になってしまう。すなわち、発光エネルギに比べて触媒フィルタの励起量は少なくなる。この結果、光触媒の汚染物質の除去能力を十分に発揮できていないという問題があった。このように、ＬＥＤの仕様や配置構成、または流路形状に起因して、流路の内部の光触媒に十分な強さの光が当たらないという問題があった。

上記の特開２００４−１６８３２号公報には、流路の表面に担持されている光触媒以外に微小な反射部材を配置することにより、流路の内部で光を繰返し反射および伝播させる構造が開示されている。しかし、この構造においては、光が流路の奥に進むときに繰返し反射することにより、光の強度が大きく減衰してしまって、ついには光活性が得られるはずの所定の照度には達しない場合が生じるという問題がある。また、光触媒だけでなく微小な反射部材をともに壁面に担持することにより、触媒フィルタの製造費用が上昇するといった問題がある。

本発明は、優れた汚染物質の除去能力を有する空気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく空気浄化装置は、光触媒を有する触媒フィルタと、上記光触媒を励起する光を照射するための第１の照射手段と、上記光触媒を励起する光を照射するための第２の照射手段とを備える。上記触媒フィルタは、上記触媒フィルタの入口から出口に向けて空気が流れる流路を有する。上記第１の照射手段は、上記触媒フィルタの上記入口の側に配置されている。上記第２の照射手段は、上記触媒フィルタの上記出口の側に配置されている。上記第１の照射手段および上記第２の照射手段のうち、少なくとも一方の照射手段は、発光ダイオードにより光を照射するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記触媒フィルタは、上記流路を形成するための板状の流路壁を有する。上記触媒フィルタは、上記流路壁に区切られることにより複数の上記流路が形成されている。

上記発明において好ましくは、上記第１の照射手段および上記第２の照射手段のうち、一方は光を発する発光体を含む。他方は上記一方からの光を反射する反射体を含む。

上記発明において好ましくは、上記反射体は、光を拡散するように形成されている。
上記発明において好ましくは、上記反射体は、上記発光体と対向する方向に対して傾斜するように形成された傾斜面を有する。上記反射体は、上記傾斜面が複数形成されている。

上記発明において好ましくは、上記反射体は、空気の流れる通気孔を有する。
上記発明において好ましくは、上記第１の照射手段と上記触媒フィルタとの間、および上記第２の照射手段と上記触媒フィルタとの間のうち、少なくとも一方の間に光を透過しながら拡散させる拡散体が配置されている。

上記発明において好ましくは、上記第１の照射手段および上記第２の照射手段のうち、一方は光を発する発光体を含み、他方は上記一方からの光を反射する反射体を含む。

本発明によれば、優れた汚染物質の除去能力を有する空気浄化装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図１から図３、図１１および図１２を参照して、本発明に基づく実施の形態１における空気浄化装置について説明する。

図１は、本実施の形態における空気浄化装置の概略透視斜視図である。空気浄化装置は、筐体１を備える。本実施の形態における筐体１は、筒型に形成されている。筐体１の内部には、空気が流れるように形成されている。筐体１は、空気の取入れるための流入口１ａを有する。筐体１は、空気を排出するための排出口１ｂを有する。本実施の形態における筐体１は、縦２２ｃｍ、横１２ｃｍおよび奥行き２５ｃｍに形成されている。

筐体１の内部には、触媒フィルタ２、発光体３，８および送風機５が配置されている。汚染物質を含む空気は流入口１ａから流入され、触媒フィルタ２を通って浄化される。浄化された空気は、排出口１ｂから排出される。

本実施の形態における空気浄化装置は、触媒フィルタ２を備える。本実施の形態における触媒フィルタ２は、入口２ａと出口２ｂとを有する。空気は、入口２ａから出口２ｂに向かって流れる。後述する空気の流路は、入口２ａから出口２ｂに向かうように形成されている。

本実施の形態における触媒フィルタ２は、直方体状に形成されている。本実施の形態における触媒フィルタ２は、縦２０ｃｍ、横１０ｃｍ、および奥行１ｃｍに形成されている。触媒フィルタ２としては、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。本実施の形態における触媒フィルタ２は、基材としてＳＵＳ（ステンレススチール）板が用いられている。

本実施の形態における触媒フィルタ２は、筐体１との隙間を埋めるために、幅が略１ｃｍの樹脂製の外枠を備える。樹脂製の外枠が配置されることにより、触媒フィルタ２と筐体１との間から、空気が漏れることが防止される。

図１２を参照して、本実施の形態における触媒フィルタ２は、複数の流路２ｃを有する。触媒フィルタ２は、流路２ｃを形成するための板状の流路壁２ｄを有する。触媒フィルタ２は、流路壁２ｄにより区切られることにより複数の流路２ｃが形成されている。それぞれの流路２ｃは、ハニカム型に形成されている。触媒フィルタ２は、それぞれの流路２ｃの断面形状が、ほぼ正六角形になるように形成されている。それぞれの正六角形の１辺が略１ｍｍになるように形成されている。

触媒フィルタ２は、それぞれの流路２ｃの流路壁２ｄに配置されている光触媒を有する。本実施の形態においては、光触媒としての酸化チタンの層がそれぞれの流路壁２ｄの表面に配置されている。また、酸化反応を促進するために、白金系の触媒微粒子が、それぞれの流路壁の表面に配置されている。

本実施の形態においては、紫外光を照射することにより光触媒活性を示すアナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタン層がコーティングされている。さらに、酸化チタン層にナノサイズの白金（Ｐｔ）の微粒子が担持されている。本実施の形態における白金の単位体積当たりの担持量は略２ｇ／Ｌである。

図１を参照して、本実施の形態における空気浄化装置は、第１の照射手段としての発光体３を備える。発光体３は、触媒フィルタ２に向けて光触媒を励起するための光を照射可能に形成されている。本実施の形態における発光体３は、触媒フィルタ２と離れて配置されている。本実施の形態における発光体３は、基板１５を備える。本実施の形態における基板１５は通気性を有する板部材で形成されている。

発光体３は、ＬＥＤ４を備える。複数のＬＥＤ４が基板１５の主面に配置されている。ＬＥＤ４は、触媒フィルタ２に向かうように配置されている。複数のＬＥＤ４は、等間隔に配置されている。本実施の形態においては、基板１５の主面と、触媒フィルタ２の出口２ｂの面とが、ほぼ平行になるように配置されている。基板１５は、筐体１の流入口１ａから排出口１ｂに向かう向きに対して、主面がほぼ垂直になるように配置されている。

本実施の形態におけるＬＥＤ４は、紫外光を発光するように形成されている。本実施の形態においては、ＬＥＤ４として、株式会社エピテックス製の紫外線ＬＥＤ（型番Ｌ３８５−０５）を用いている。本実施の形態におけるＬＥＤ４は、波長が３８５ｎｍ、放射角（出力が半分になる広がり角度）が±３°、および照度が２５ｍｃｄである。

本実施の形態における発光体３は、ＬＥＤ４を駆動するための図示しないＬＥＤ駆動装置を有する。ＬＥＤ駆動装置は、基板１５の主面に配置されている。ＬＥＤ駆動装置は、複数のＬＥＤ４の点灯および消灯の制御を行なうことができるように形成されている。

本実施の形態における空気浄化装置は、送風機５を備える。送風機５は、筐体１の内部に空気の流れを生ずるように形成されている。送風機５は、発光体３の下流側に配置されている。本実施の形態における空気浄化装置は、送風機５を制御するための送風機制御装置６を備える。送風機制御装置６は、筐体１の内部を流れる空気の流量を調整可能に形成されている。

本実施の形態における空気浄化装置は、第２の照射手段としての発光体８を備える。発光体８は、発光体３と同じ構成を有する。発光体８は、触媒フィルタ２に向けて光触媒を励起するための光を照射可能に形成されている。発光体８は、光源としてのＬＥＤ４を含む。発光体８は、ＬＥＤ４の光が触媒フィルタ２に向かうように配置されている。

図２に、本実施の形態における空気浄化装置の概略断面図を示す。触媒フィルタ２の上流側および下流側に発光体３，８が配置されている。発光体３は、触媒フィルタ２の出口２ｂの側に配置されている。発光体８は、触媒フィルタ２の入口２ａの側に配置されている。

発光体３，８は、触媒フィルタ２から離れて配置されている。本実施の形態においては、発光体３と触媒フィルタ２との距離は、発光体８と触媒フィルタ２との距離と略同じになるように形成されている。

このように、本実施の形態においては、触媒フィルタ２の入口２ａの側と出口２ｂの側とに、それぞれ発光体３，８が配置されている。発光体３，８は、入口２ａの側および出口２ｂの側から紫外線を照射可能に形成されている。

図１および図２を参照して、発光体３，８が駆動されることにより、ＬＥＤ４が発光する。ＬＥＤ４が発光することにより、矢印９３，９４に示すように、触媒フィルタ２に紫外光が照射される。触媒フィルタ２の光触媒が励起される。

送風機制御装置６によって送風機５が駆動されることにより、矢印９１に示すように筐体１の流入口１ａから汚染された空気が流入する。空気は、発光体８を透過するか迂回することにより触媒フィルタ２に到達する。空気は、触媒フィルタ２のそれぞれの流路２ｃを通る。それぞれの流路２ｃを通るときに、光触媒に接触することにより、空気が浄化される。触媒フィルタ２を通って浄化された空気は、発光体３を透過するか迂回することにより、矢印９２に示すように筐体１の排出口１ｂから排出される。

図３に、本実施の形態における触媒フィルタと発光体との部分の拡大概略断面図を示す。発光体３，８は、それぞれの光軸が触媒フィルタ２の流路２ｃの延びる方向とほぼ平行になるように配置されている。発光体３，８のそれぞれのＬＥＤ４が発光することにより、流路壁２ｄの表面に配置された光触媒が照射される。光触媒は、照射されることにより励起される。

触媒フィルタ２の下流側の発光体３からの光は、触媒フィルタ２の入口２ａの近傍において照度が高くなり、触媒フィルタ２の出口２ｂの近傍においては照度が低くなる。しかし、本実施の形態においては、触媒フィルタの上流側に発光体８が配置されていることにより、触媒フィルタ２の出口２ｂの近傍においても照度を高くすることができ、流路壁２ｄに配置されている光触媒を効果的に励起することができる。ここで、ＬＥＤの放射角度は±２°〜±５０°の範囲にある。

本実施の形態においては、触媒フィルタ２を挟むように配置されている発光体３，８は、それぞれが同じ構成を有する。さらに、触媒フィルタ２と発光体３との距離および触媒フィルタ２と発光体８との距離がほぼ同じになるように形成されている。この構成により、流路２ｃの流路壁２ｄに対して、ほぼ均一な光を照射することができる。

次に、本実施の形態における空気浄化装置の性能を確認する検査を行なった。性能確認検査においては、汚染空気のサンプルを作成して、汚染空気中の臭気が光触媒効果によって分解され、空気が浄化されているか否かを測定する試験を行なった。

対象となる汚染物質としては、煙草の煙に含まれる有害成分であるアセトアルデヒドとアンモニアとを用いた。高純度の空気（濃度比率が、窒素：酸素＝１：１の空気）にアセトアルデヒドとアンモニアとをそれぞれ濃度５ｐｐｍで混合した検体を用いた。この汚染空気を、毎分１ｍ³の流量で空気浄化装置に流した。筐体の排出口から排出された空気中の汚染空気の濃度を検知管によって測定した。触媒フィルタは、体積が２００ｃｍ³のものを用いた。触媒フィルタの寸法は、縦２０ｃｍ、横１０ｃｍおよび奥行き１ｃｍである。

比較例としては、図１１に示す触媒フィルタの下流側にのみ発光体が配置されている空気浄化装置を用いた。初めに比較例の空気浄化装置について試験を行なった。この結果、汚染空気に含まれるアセトアルデヒドとアンモニアとの両方について、実質的に全く除去を行なうことができなかった。

次に、本実施の形態における空気浄化装置について試験を行なった。すなわち、触媒フィルタの入口の側および出口の側の両方において、ＬＥＤを含む発光体が配置されている空気浄化装置について試験を行なった。

この結果、アセトアルデヒドおよびアンモニアの両方について、濃度が０．５ｐｐｍ以下になり、９０％以上の除去効率を有することがわかった。さらに、アセトアルデヒドについて、液体クロマトグラフィにて精密な濃度測定を行なったところ、濃度が０．２ｐｐｍであった。この結果から、アセトアルデヒドの除去率が、ほぼ９５％であることがわかる。このように、本実施の形態における空気浄化装置は、汚染物質の優れた除去能力を示した。

本実施の形態においては、触媒フィルタの入口の側に配置されている発光体と、出口の側に配置されている発光体とは、互いに同じ構成を有するが、この形態に限られず、互いに異なる発光体が配置されていても構わない。

また、本実施の形態においては、触媒フィルタの上流側および下流側に配置される発光体は、共にＬＥＤを含むが、この形態に限られず、少なくとも一方の発光体がＬＥＤを含んでいれば構わない。たとえば、触媒フィルタの一方の側に配置される発光体にＬＥＤが配置され、触媒フィルタの他方の側に配置される発光体に水銀灯などの紫外線ランプが配置されていても構わない。

（実施の形態２）
図４および図５を参照して、本発明に基づく実施の形態２における空気浄化装置について説明する。

図４は、本実施の形態における空気浄化装置の概略断面図である。本実施の形態の空気浄化装置においては、触媒フィルタ２の出口２ｂの側に第１の照射手段としての発光体３が配置され、触媒フィルタ２の入口２ａの側に第２の照射手段としての反射体７が配置されている。

反射体７は、紫外線の光を表面で反射するように形成されている。本実施の形態における反射体７は、平板状に形成されている。反射体７は、主面が流入口１ａから排出口１ｂに向かう方向に対して、ほぼ垂直になるように配置されている。反射体は、この形態に限られず、発光体からの光を反射可能に形成されていれば構わない。

本実施の形態における反射体７は、アクリル樹脂で形成された平面状の基板の表面に、アルミニウムが被膜されている。本実施の形態における反射体７は、紫外領域から可視領域の光までの光を９０％以上の効率で反射できるように形成されている。

図５に、本実施の形態における触媒フィルタ、発光体および反射体の部分の拡大概略断面図を示す。本実施の形態においては、ＬＥＤ４からの光は、矢印９３に示すように、流路２ｃの上流側に向かう。触媒フィルタ２の出口２ｂから入口２ａに向かって進行する。

光の一部は、流路壁２ｄに配置された光触媒を励起する。触媒フィルタ２を通り抜けた光は、反射体７に到達する。反射体７に到達した光は、反射体７の表面で反射されて、矢印９５に示すように、再び触媒フィルタ２に向かう。触媒フィルタ２には、反射体７で反射した光も照射される。

本実施の形態においては、ＬＥＤ４からの光は、触媒フィルタ２の出口２ｂの近傍の照度が最も高くなり、入口２ａに向かうにつれて照度が小さくなる。しかしながら、触媒フィルタ２を通り抜けた光が反射体７によって反射され、再び触媒フィルタ２に照射される。反射体７の表面で反射した光は、触媒フィルタ２の入口２ａの近傍の領域を十分に照射することができる。

特に、ＬＥＤから発した光のうち強度の強い中心部分（光軸の周辺部分）が触媒フィルタの流路を通り抜けてしまう場合がある。この場合においても、強度の強い中心部分を反射体で反射させて触媒フィルタに照射することができ、ＬＥＤが発する光を有効に使用することができる。

このように、本実施の形態においては、一旦触媒フィルタを通り抜けた光を再活用することができ、触媒フィルタの汚染物質の除去能力を向上させることができる。また、本実施の形態における空気浄化装置は、消費電力を抑制することができる。

本実施の形態における空気浄化装置において、実施の形態１と同様に、性能を確認する検査を行なった。性能確認検査においては、実施の形態１と同様に、アセトアルデヒドとアンモニアとを、それぞれ濃度５ｐｐｍで混入した汚染空気を用いて検査を行なった。

この結果、実施の形態１と同様に、アセトアルデヒドとアンモニアとについて、それぞれの濃度が０．５ｐｐｍ以下になり、９０％以上の除去率を有することが確認できた。さらに、アセトアルデヒドについて液体クロマトグラフィで詳細な濃度測定を行なった結果、実施の形態２においても除去率がほぼ９５％であることがわかった。

このように、本実施の形態における空気浄化装置は、性能確認試験において、比較例の空気浄化装置よりも優れた除去能力を示した。

本実施の形態においては、触媒フィルタの出口の側に発光体を配置して、触媒フィルタの入口の側に反射体を配置したが、この形態に限られず、反射体は触媒フィルタの入口の側および出口の側のいずれに配置しても構わない。

その他の構成、作用および効果については実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（実施の形態３）
図６および図７を参照して、本発明に基づく実施の形態３における空気浄化装置について説明する。

図６は、本実施の形態における空気浄化装置の概略断面図である。本実施の形態においては、触媒フィルタ２の出口２ｂの側に第１の照射手段としての発光体３が配置されている。触媒フィルタ２の入口２ａの側に第２の照射手段としての反射体７が配置されている。

本実施の形態における空気浄化装置は、光を透過しながら拡散するための拡散体として光拡散体９を備える。本実施の形態における光拡散体９は、板状に形成されている。本実施の形態における光拡散体９は、触媒フィルタ２と発光体３との間に配置されている。

本実施の形態における光拡散体９は、基板の片側の表面に凹凸が形成された、いわゆるフロスト型拡散体である。本実施の形態における光拡散体９は、合成石英基板の表面に細かい凹凸が形成されている。拡散体としては、この形態に限られず、光を透過しながら拡散するように形成されていれば構わない。

本実施の形態における光拡散体９は、空気を透過させるための通気孔は形成されていないが、この形態に限られず、空気を透過するための通気孔として、たとえば、光拡散体９を貫通する貫通孔が形成されていても構わない。

図７に、本実施の形態における触媒フィルタ、光拡散体および発光体の部分の拡大概略断面図を示す。ＬＥＤ４にて発せられた光は、矢印９３に示すように、光拡散体９に入射する。光拡散体９に入射した光は、屈折または拡散して広がり角が増大する。

光拡散体９から出射した光は、触媒フィルタ２のそれぞれの流路２ｃに入射する。広がり角が大きくなった光が、矢印９６に示すように触媒フィルタ２に入射することにより、触媒フィルタ２の流路２ｃを通り抜ける光を少なくすることができる。

ＬＥＤ４にて発せられた光の一部は、触媒フィルタ２の流路２ｃを通り抜けるが、触媒フィルタ２の入口２ａの側に反射体７が配置されることにより、反射体７で反射して再び触媒フィルタ２に照射される。

次に、本実施の形態における空気浄化装置において、実施の形態１と同様の性能確認検査を行なった。性能確認検査においては、アセトアルデヒドとアンモニアとをそれぞれ濃度５ｐｐｍで混入した汚染空気を検体として用いた。

この汚染空気を本実施の形態における空気浄化装置に流した結果、アセトアルデヒドとアンモニアとの両方の濃度は、それぞれ０．５ｐｐｍ以下になり、ほぼ９０％以上の除去率を有することがわかった。さらに、アセトアルデヒドに関して、液体クロマトグラフィにより精密な濃度測定を行なったところ、０．０５ｐｐｍ以下の濃度であり、アセトアルデヒドの除去率が、ほぼ９９％であることがわかった。

このように、本実施の形態における空気浄化装置は、性能確認試験において、比較例の空気浄化装置よりも優れた汚染物質の除去能力を示した。

本実施の形態においては、第１の光照射手段としての発光体と触媒フィルタとの間に拡散体が配置されているが、この形態に限られず、拡散体は、第２の照射手段と触媒フィルタとの間に配置されていても構わない。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１または２と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（実施の形態４）
図８から図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態４における空気浄化装置について説明する。

図８は、本実施の形態における空気浄化装置の概略断面図である。本実施の形態の空気浄化装置においては、触媒フィルタ２の出口２ｂの側に第１の照射手段としての発光体３が配置され、触媒フィルタ２の入口２ａの側に第２の照射手段としての反射体１０が配置されている。

本実施の形態における反射体１０は、平板状に形成されている。反射体１０は、主面が空気の流れる向きに対してほぼ垂直になるように配置されている。

本実施の形態における反射体１０は、凸部１０ａを有する。凸部１０ａは、反射体１０の表裏の主面のうち、触媒フィルタ２に向かう側の主面に形成されている。本実施の形態における凸部１０ａは、四角錐状に形成されている。

本実施の形態における凸部１０ａは、底面が１辺３ｍｍの正方形、高さが０．５ｍｍの四角錐に形成されている。本実施の形態における凸部１０ａは、触媒フィルタの流路の径とほぼ同じ大きさを有する。凸部１０ａは、反射体１０の基板の表面に配列している。凸部１０ａは、複数個が形成されている。

本実施の形態における反射体１０は、基材としてのガラス基板を有する。ガラス基板の片側の主面に、微細な四角錐が密集して形成されている。ガラス基板の表面には、微細な四角錐を覆うようにアルミニウム膜が被膜されている。

凸部１０ａは、発光体３と向かい合う方向に対して、傾斜するように形成された傾斜面を有する。本実施の形態においては、反射体１０が発光体３と向かい合う方向は、筐体１の流入口１ａと排出口１ｂとを結ぶ方向と略平行である。また、反射体１０が発光体３と向かい合う方向は、ＬＥＤ４の光軸の方向と略平行である。

図９に、本実施の形態における反射体、触媒フィルタおよび発光体の部分の拡大概略断面図を示す。矢印９３に示すように発せられたＬＥＤ４の光の一部は、流路壁２ｄに配置されている光触媒を照射する。ＬＥＤ４が発光する光の一部は、触媒フィルタ２を通り抜ける。触媒フィルタ２を通り抜けた光は、反射体１０に到達する。反射体１０に到達した光は、凸部１０ａの表面で反射する。このときに光が拡散されて、矢印９７に示すように再び触媒フィルタ２に向かう。触媒フィルタ２の流路壁２ｄに配置された触媒が再び照射される。

本実施の形態における反射体１０は、表面に凸部１０ａを有し、凸部１０ａは発光体３に向かう方向に対して傾斜するように形成されている。また、この傾斜面が、複数形成されている。この構成により、ＬＥＤ４からの光を反射するときの開き角を大きくすることができ、触媒フィルタ２の入口２ａの近傍において、多くの光を照射することができる。また、たとえば、光透過性の拡散体と比較して光量の低下を抑制することができる。また、傾斜面の傾斜角度を調整することにより、任意の方向に光を照射することができる。

本実施の形態においては、反射体１０は、通気孔を有さず、空気は反射体１０を迂回するが、この形態に限られず、反射体１０に通気孔としての貫通孔が形成され、この貫通孔を空気が通過しても構わない。

図１０に、本実施の形態における他の反射体の拡大概略断面図を示す。他の反射体としての反射体１１は、平板状に形成されている。反射体１１は、曲がり部１１ｂを有する。曲がり部１１ｂの表面が光を反射するための傾斜面になる。本実施の形態における傾斜面は、平面状に形成されている。

本実施の形態における他の反射体１１は、ステンレス板で形成された基板に、複数の通気孔１１ａが形成されている。通気孔１１ａの微小部分を折り曲げることにより、曲がり部１１ｂが形成されている。傾斜面は、発光体に向かう方向に対して傾斜するように形成されている。矢印１００に示すように反射体１１に入射する光は、曲がり部１１ｂの傾斜面において、進行する角度を変えて、矢印１０１に示すように反射される。

通気孔１１ａは、反射体１１を貫通するように形成されている。空気は、矢印９８に示すように反射体１１に流入する。空気は、矢印９９に示すように、通気孔１１ａを貫通する。このように、反射体１１が通気孔を有することにより、空気が反射体の領域を通るときの圧損を小さくすることができる。

図１０に示す他の反射体においては、一方の側に向かって入射する光を反射するように形成されているが、この形態に限られず、光を拡散するように形成されていても構わない。たとえば、複数の曲がり部は、傾斜面の傾斜角度がそれぞれ異なるように形成されていても構わない。または、傾斜する向きが互いに異なるように形成されていても構わない。

本実施の形態における傾斜面は平面状に形成されているが、この形態に限られず、曲面状に形成されていても構わない。また、傾斜面は、任意の数および配置で形成することができる。

次に、本実施の形態における空気浄化装置のうち、他の反射体を備える空気浄化装置を用いて、実施の形態１と同様の性能確認検査を行なった。性能確認検査においては、アセトアルデヒドとアンモニアとをそれぞれ濃度５ｐｐｍで混入した汚染空気を検体として用いた。

この結果、アセトアルデヒドとアンモニアとの両方の濃度は、それぞれ０．５ｐｐｍ以下になり、ほぼ９０％以上の除去率を有することがわかった。さらに、アセトアルデヒドに関して、液体クロマトグラフィにより精密な濃度測定を行なったところ、０．０５ｐｐｍ以下であることがわかった。すなわち、アセトアルデヒドの除去率が、ほぼ９９％であることがわかった。

このように、本実施の形態における空気浄化装置は、性能確認試験において、比較例の空気浄化装置よりも優れた汚染物質の除去能力を示した。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から３のいずれかと同様であるのでここでは説明を繰返さない。

上述の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。たとえば、空気浄化装置は、光を透過しながら拡散させるための光拡散体と、表面に凹凸を有する反射体とを備えていても構わない。

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

実施の形態１における空気浄化装置の概略透視斜視図である。 実施の形態１における空気浄化装置の概略断面図である。 実施の形態１における空気浄化装置の触媒フィルタの部分の拡大概略断面図である。 実施の形態２における空気浄化装置の概略断面図である。 実施の形態２における空気浄化装置の触媒フィルタの部分の拡大概略断面図である。 実施の形態３における空気浄化装置の概略断面図である。 実施の形態３における空気浄化装置の触媒フィルタの部分の拡大概略断面図である。 実施の形態４における空気浄化装置の概略断面図である。 実施の形態４における空気浄化装置の触媒フィルタの部分の拡大概略断面図である。 実施の形態４における他の反射体の拡大概略断面図である。 比較例の空気浄化装置の概略透視斜視図である。 触媒フィルタの概略正面図である。 比較例の空気浄化装置の触媒フィルタと発光体との部分の第１の拡大概略断面図である。 比較例の空気浄化装置の触媒フィルタと発光体との部分の第２の拡大概略断面図である。

符号の説明

１ 筐体、１ａ 流入口、１ｂ 排出口、２ 触媒フィルタ、２ａ 入口、２ｂ 出口、２ｃ 流路、２ｄ 流路壁、３，８ 発光体、４ ＬＥＤ、４ａ 光軸、５ 送風機、６ 送風機制御装置、７，１０，１１ 反射体、９ 光拡散体、１０ａ 凸部、１１ａ 通気孔、１１ｂ 曲がり部、１５ 基板、８１〜８８ 光路、９１〜１０３ 矢印。

Claims (8)

1. 光触媒を有する触媒フィルタと、
   前記光触媒を励起する光を照射するための第１の照射手段と、
   前記光触媒を励起する光を照射するための第２の照射手段と
   を備え、
   前記触媒フィルタは、前記触媒フィルタの入口から出口に向けて空気が流れる流路を有し、
   前記第１の照射手段は、前記触媒フィルタの前記入口の側に配置され、
   前記第２の照射手段は、前記触媒フィルタの前記出口の側に配置され、
   前記第１の照射手段および前記第２の照射手段のうち、少なくとも一方の照射手段は、発光ダイオードにより光を照射するように形成されている、空気浄化装置。
2. 前記触媒フィルタは、前記流路を形成するための板状の流路壁を有し、
   前記触媒フィルタは、前記流路壁に区切られることにより複数の前記流路が形成されている、請求項１に記載の空気浄化装置。
3. 前記第１の照射手段および前記第２の照射手段のうち、一方は光を発する発光体を含み、他方は前記一方からの光を反射する反射体を含む、請求項１に記載の空気浄化装置。
4. 前記反射体は、光を拡散するように形成されている、請求項３に記載の空気浄化装置。
5. 前記反射体は、前記発光体と対向する方向に対して傾斜するように形成された傾斜面を有し、
   前記反射体は、前記傾斜面が複数形成されている、請求項３に記載の空気浄化装置。
6. 前記反射体は、空気の流れる通気孔を有する、請求項３に記載の空気浄化装置。
7. 前記第１の照射手段と前記触媒フィルタとの間、および前記第２の照射手段と前記触媒フィルタとの間のうち、少なくとも一方の間に光を透過しながら拡散させる拡散体が配置されている、請求項１に記載の空気浄化装置。
8. 前記第１の照射手段および前記第２の照射手段のうち、一方は光を発する発光体を含み、他方は前記一方からの光を反射する反射体を含む、請求項７に記載の空気浄化装置。

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