JP2009078058A - Air cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光触媒を利用した空気清浄装置に関し,特に室内空間や車内空間において汚染物質を除去する空気清浄装置に関するものである。 The present invention relates to an air cleaning device using a photocatalyst, and more particularly to an air cleaning device that removes contaminants in an indoor space or a vehicle interior space.
酸化チタンや酸化タングステン,酸化亜鉛のような半導体の金属酸化物は光触媒と呼ばれている。光触媒に紫外線を照射すると、ヒドロキシラジカル(・OH)などの活性種が発生し、脱臭あるいは殺菌などの効果が発揮されることが知られており、空気清浄機やエアコンなどの脱臭フィルタとして応用されている。空気清浄機では、光触媒を担持した脱臭フィルタと紫外線を発生する光源をどのように配置して光照射を行うかについて様々な提案がなされている。 Semiconductor metal oxides such as titanium oxide, tungsten oxide, and zinc oxide are called photocatalysts. When the photocatalyst is irradiated with ultraviolet rays, it is known that active species such as hydroxy radicals (.OH) are generated, and the effect of deodorization or sterilization is demonstrated. It is applied as a deodorization filter for air purifiers and air conditioners. ing. In air cleaners, various proposals have been made on how to arrange a deodorizing filter carrying a photocatalyst and a light source that generates ultraviolet rays to perform light irradiation.
例えば特許文献1記載の流体浄化装置は、図9に示すように、ケース31内部に備えた励起光源32からの光により光触媒を励起させて流体を浄化する装置であって、前記ケース31内部に、励起光源32の周囲を間隔をおいて包囲するように、微細な網の目構造の筒体で、その内、外周面を含む全表面に光触媒を有する光触媒体33を設けたものである。この構成によって、光触媒体33の表面積が大きくなり、通過する流体に乱流が生じるため、流体中の臭気物質との接触割合が大きくなって、臭気物質を短時間で効率よく酸化分解できることが記載されている。
For example, as shown in FIG. 9, a fluid purification device described in
また、特許文献2記載の空気浄化装置は、図10に示すように、光触媒を含む筒状の脱臭フィルタ41と紫外線光源42を備え、前記脱臭フィルタ41の上流側に前記紫外線光源42を設けるとともに、前記紫外線光源42からの光の照射位置が変化するように、前記脱臭フィルタ41を可動する構成としたものである。この構成によって、紫外線光源42を移動させることなく、脱臭フィルタ全体の再生率を向上させることが記載されている。
特許文献1に示される従来例にあっては、筒状の全表面に光触媒を有した光触媒体33に対して、内表面側から光を照射するものであり、外表面側の光触媒には直接光が照射されないために外表面の光触媒が徐々に劣化し、十分な臭気分解性能が得られなくなるという課題があった。
In the conventional example shown in
また、特許文献2に示される従来の方法では、紫外線光源42からの光の利用効率が悪いという問題があった。すなわち、紫外線光源42からは全周方向に光が放射されるが、脱臭フィルタ41に面していない側の光は無駄になってしまうという課題があった。反射板44を利用して脱臭フィルタ41に光を反射しても、反射板44の光反射率は100%ではなく、紫外線光源42からの距離が遠くなると光強度は減衰するという光の性質からも、効率よく脱臭フィルタ41を再生することができないという課題があった。
Further, the conventional method disclosed in
本発明は上記課題を解決するため、光触媒を含む脱臭フィルタの全面に光が照射され効率よく汚染物質を除去できる空気清浄装置を提供することを目的としている。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an air cleaning device that can efficiently remove contaminants by irradiating light on the entire surface of a deodorizing filter including a photocatalyst.
上記目的を達成するために本発明の空気清浄装置は,請求項1記載のとおり、光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記光源からの光が前記脱臭フィルタにあたるように前記脱臭フィルタを可動させることを特徴としたものである。光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタまたは/および前記光源を可動させて前記脱臭フィルタに前記光源の光を照射することを特徴としたものである。 In order to achieve the above object, an air purifying apparatus according to the present invention comprises a light source for activating a photocatalyst, a deodorizing filter including a photocatalyst disposed around the light source, and air in the deodorizing filter. And a plurality of the deodorizing filters are arranged, and the deodorizing filter is moved so that light from the light source hits the deodorizing filter. A light source that activates a photocatalyst, a deodorizing filter that includes a photocatalyst disposed around the light source, and a blowing unit that sends air to the deodorizing filter, and a plurality of the deodorizing filters are disposed, and the deodorizing filter or / And the light source is moved to irradiate the light of the light source to the deodorizing filter.
また、本発明の空気清浄装置は、光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタが光源を中心として回転することを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention includes a light source that activates a photocatalyst, a deodorizing filter that includes a photocatalyst disposed around the light source, and a blowing unit that sends air to the deodorizing filter, and a plurality of the deodorizing filters And the deodorizing filter rotates around the light source.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタが円筒状であることを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that the deodorizing filter is cylindrical.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタに少なくとも0.01mW/cm2以上の紫外線を照射することを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that the deodorizing filter is irradiated with ultraviolet rays of at least 0.01 mW / cm 2 or more.
また、本発明の空気清浄装置は、光源をU字型に屈曲させたことを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that the light source is bent in a U-shape.
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの内面側に光触媒が多く存在することを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that a large amount of photocatalyst is present on the inner surface side of the cylindrical deodorizing filter.
また、本発明の空気清浄装置は、光触媒が酸化チタンであることを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that the photocatalyst is titanium oxide.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタが吸着剤を含むことを特徴としたものである。 Moreover, the air purifying apparatus of the present invention is characterized in that the deodorizing filter includes an adsorbent.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタがマンガン、銀、銅、亜鉛、コバルト、鉄、ニッケルから選ばれる少なくとも1種類の金属酸化物を含むことを特徴としたものである。 In the air purifying apparatus of the present invention, the deodorizing filter includes at least one metal oxide selected from manganese, silver, copper, zinc, cobalt, iron, and nickel.
また、本発明の空気清浄装置は、光透過性のバインダーで光触媒を固定化したことを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that the photocatalyst is fixed with a light-transmitting binder.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタが網状、スリット状、ハニカム状のいずれかであることを特徴としたものである。 In addition, the air cleaning device of the present invention is characterized in that the deodorizing filter is one of a net shape, a slit shape, and a honeycomb shape.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタの周囲に光反射作用を有する反射板を備えたことを特徴としたものである。 In addition, the air cleaning device of the present invention is characterized in that a reflecting plate having a light reflecting action is provided around the deodorizing filter.
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの内部に、円盤状の形状保持部材を備えたことを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that a disk-shaped shape maintaining member is provided inside a cylindrical deodorizing filter.
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの一端が閉止され、他端から空気を通過させることを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that one end of a cylindrical deodorizing filter is closed and air is allowed to pass from the other end.
また、本発明の空気清浄装置は、円筒状の脱臭フィルタの一端の閉止部が光反射作用を有することを特徴としたものである。 Moreover, the air purifying apparatus of the present invention is characterized in that the closing portion at one end of the cylindrical deodorizing filter has a light reflecting action.
また、本発明の空気清浄装置は、光源を消灯した時には、脱臭フィルタを可動させないことを特徴としたものである。 In addition, the air cleaning device of the present invention is characterized in that the deodorizing filter is not moved when the light source is turned off.
また、本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルタの上流側に集塵フィルタを備えたことを特徴としたものである。 The air cleaning device of the present invention is characterized in that a dust collecting filter is provided on the upstream side of the deodorizing filter.
本発明によれば、光触媒を含む脱臭フィルタの全面、光触媒を含む脱臭フィルタの全体に光が照射され効率よく汚染物質を除去でき、脱臭フィルタを再生することができる空気清浄装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an air cleaning device that can efficiently remove pollutants by irradiating light on the entire surface of the deodorizing filter including the photocatalyst and the entire deodorizing filter including the photocatalyst and regenerating the deodorizing filter. it can.
本発明の空気清浄装置は上記目的を達成するために、光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記光源からの光が前記脱臭フィルタにあたるように前記脱臭フィルタを可動させることを特徴とする。フィルタを可動させることにより光源とフィルタの相対位置が変化するため、脱臭フィルタ全体に光をあてることができる。光触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタまたは前記光源を可動させて前記脱臭フィルタに前記光源の光を照射することにより、前記光源からの前記脱臭フィルタへの光の照射角度が変化し、照射面が変化することになり、影の部分が減少し、脱臭フィルタ全体に光が照射され、脱臭力、脱臭効率が向上することとなる。 In order to achieve the above object, the air purifying apparatus of the present invention includes a light source that activates a photocatalyst, a deodorizing filter that includes a photocatalyst disposed around the light source, and a blowing unit that sends air to the deodorizing filter. A plurality of the deodorizing filters are arranged, and the deodorizing filter is moved so that light from the light source hits the deodorizing filter. Since the relative position of the light source and the filter changes by moving the filter, light can be applied to the entire deodorizing filter. A light source that activates a photocatalyst, a deodorizing filter that includes a photocatalyst disposed around the light source, and a blowing unit that sends air to the deodorizing filter, and a plurality of the deodorizing filters are disposed, and the deodorizing filter or the By moving the light source and irradiating the light of the light source to the deodorizing filter, the irradiation angle of the light from the light source to the deodorizing filter changes, the irradiation surface changes, and the shadow portion decreases. Then, the entire deodorizing filter is irradiated with light, and the deodorizing power and deodorizing efficiency are improved.
また、複数の光源と脱臭フィルタを近接して配置することにより、複数の光源からの光が脱臭フィルタに照射され、さらに影になる部分を無くしてフィルタ全体に光をあてることができる。光が脱臭フィルタ全体、全面にまんべんなくあたっているので、脱臭効率のよい空気清浄装置を得ることができる。また、陰になって光触媒が働かず、脱臭フィルタに臭気が濃縮されて再放出することがない。 Further, by arranging the plurality of light sources and the deodorizing filter close to each other, the light from the plurality of light sources is irradiated onto the deodorizing filter, and further, the shadow can be eliminated and the entire filter can be irradiated with light. Since the light is uniformly applied to the entire surface of the deodorizing filter, an air purifying apparatus with good deodorizing efficiency can be obtained. In addition, the photocatalyst does not work in the shade, and the odor is concentrated on the deodorizing filter and is not released again.
光触媒を活性化させる光源としてはブラックライト、冷陰極管、殺菌灯、蛍光灯などのランプや紫外線LED、プラズマ発光などが挙げられる。光触媒を励起することができればいかなる手段を用いてもよいが,冷陰極管は比較的低コストであり,耐久寿命も長いことから光源として好ましい。 Examples of the light source for activating the photocatalyst include lamps such as black light, cold cathode fluorescent lamps, germicidal lamps and fluorescent lamps, ultraviolet LEDs, and plasma emission. Any means can be used as long as it can excite the photocatalyst, but a cold cathode tube is preferable as a light source because it is relatively low cost and has a long durability life.
光触媒としては、酸化スズ、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化ビスマスなどの金属酸化物、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化モリブデンなどの金属硫化物、チタンナイトライドなどの窒化物が挙げられ、安全性、経済性などの面から、酸化チタンが好ましい。また、光触媒の表面にPt、Pd、Rh、Ru、Au、Ag、Cu、Zn等の助触媒を添加してもよい。 As photocatalysts, metal oxides such as tin oxide, zinc oxide, tungsten trioxide, titanium oxide, strontium titanate, iron oxide, bismuth oxide, metal sulfides such as zinc sulfide, cadmium sulfide, molybdenum sulfide, titanium nitride, etc. In view of safety and economy, titanium oxide is preferable. In addition, a promoter such as Pt, Pd, Rh, Ru, Au, Ag, Cu, or Zn may be added to the surface of the photocatalyst.
光触媒を含む脱臭フィルタは、光触媒を基材表面に担持したものである。光触媒を担持する基材としては、セラミックハニカム、発泡セラミック、発泡ウレタン、ガラス、グラスファイバークロス、アルミハニカム、不織布、抄紙ハニカムなど様々なものが挙げられるが,紫外線に対する強度を有していることが望ましい。また、光触媒性能と担持強度が確保できる材質であることが望ましく,セラミックハニカムや発泡セラミックは基材自体が多孔質であるため担持強度を確保しやすく,且つ基材自体への悪臭物質の吸着も期待できることから基材に適している。また、グラスファイバーを幾本も束ねて一本の糸とし,それを織り込んだ生機と呼ばれるグラスファイバークロスは一本の糸が三次元構造を有しているために担持強度を確保しやすく,且つ素材がガラスであるためにUV透過性に優れ,これも基材に適している。 The deodorizing filter containing a photocatalyst is one in which a photocatalyst is supported on the surface of a substrate. Examples of the substrate supporting the photocatalyst include various materials such as ceramic honeycomb, foamed ceramic, foamed urethane, glass, glass fiber cloth, aluminum honeycomb, non-woven fabric, and paper-made honeycomb. desirable. In addition, it is desirable that the material is capable of ensuring photocatalytic performance and supporting strength. Ceramic honeycombs and foamed ceramics have a porous base material itself, so that the supporting strength is easy to secure, and malodorous substances are adsorbed on the base material itself. Suitable for base materials because it can be expected. In addition, a glass fiber cloth called a living machine that bundles a number of glass fibers into a single thread is easy to ensure the carrying strength because one thread has a three-dimensional structure, and Since the material is glass, it is excellent in UV transparency, which is also suitable for a substrate.
脱臭フィルタは、ランプの周囲を取り囲むことができれば特に問題はなく、正多角形の筒状や円筒状などにすればよい。このような形状にすることにより、ランプの光を周囲の対面する脱臭フィルタに効率的に照射することができる。 The deodorizing filter is not particularly problematic as long as it can surround the lamp, and may be a regular polygonal cylinder or cylinder. By adopting such a shape, it is possible to efficiently irradiate the surrounding deodorizing filter with the light of the lamp.
送風手段としては、本体内部に風を取り込むことができれば特に問題はなく、プロペラファン、シロッコファン、ターボファンなどあらゆる送風手段を利用することができる。 As the blowing means, there is no particular problem as long as wind can be taken into the main body, and any blowing means such as a propeller fan, a sirocco fan, and a turbo fan can be used.
また、触媒を活性化させる光源と、前記光源の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタと、前記脱臭フィルタに空気を送る送風手段を備え、複数の前記脱臭フィルタを配置するとともに、前記脱臭フィルタが光源を中心として回転することを特徴としたものであり、光源と脱臭フィルタの距離が一定になるので光量の変動がなく、脱臭性能が良いという作用を有する。 The deodorizing filter includes a light source for activating the catalyst, a deodorizing filter including a photocatalyst disposed around the light source, and a blowing unit for sending air to the deodorizing filter. Is rotated around the light source, and since the distance between the light source and the deodorizing filter is constant, there is no fluctuation in the amount of light, and the deodorizing performance is good.
また、脱臭フィルタが円筒状であることを特徴としたものであり、光源と脱臭フィルタの距離が一定になるので光量の変動がなく、脱臭性能が良いという作用を有する。 Further, the deodorizing filter has a cylindrical shape, and since the distance between the light source and the deodorizing filter is constant, the amount of light does not vary and the deodorizing performance is good.
また、脱臭フィルタに少なくとも0.01mW/cm2以上の紫外線を照射することを特徴としたものであり、脱臭フィルタに吸着した臭気を十分に分解できる空清浄装置を得ることができる。 In addition, the deodorizing filter is characterized by irradiating the deodorizing filter with ultraviolet rays of at least 0.01 mW / cm 2 , and an empty cleaning device capable of sufficiently decomposing the odor adsorbed on the deodorizing filter can be obtained.
また、光源をU字型に屈曲させたことを特徴としたものである。冷陰極管や殺菌灯などの光源の端子部近辺は紫外線の発光強度が弱いが、U字型にすることによって端子部を円筒の片端面に集約することができ、脱臭フィルタに面する部分に発光強度の弱い部分が存在せず、光を効率よく照射して脱臭性能のよい空気清浄装置を得ることができる。 Further, the light source is bent in a U shape. In the vicinity of the terminal part of a light source such as a cold-cathode tube or germicidal lamp, the emission intensity of ultraviolet rays is weak, but by making it U-shaped, the terminal part can be concentrated on one end surface of the cylinder and on the part facing the deodorizing filter There is no portion with low emission intensity, and it is possible to obtain an air cleaning device with good deodorization performance by efficiently irradiating light.
また、円筒状の脱臭フィルタの内面側に光触媒が多く存在することを特徴としたものであり、光強度の強い場所に光触媒を多く存在させることができ、効率よく臭気を分解することができる。例えば、酸化チタン含有量の多い脱臭フィルタと、少ない脱臭フィルタを貼り合わせ、酸化チタン含有量の多いフィルタが内面側に位置するように円筒状に加工する方法を用いることができる。また、光触媒を担持する基材に酸化チタンを含むスラリーを噴霧してコーティングし、このときに表裏の面でスラリー中の酸化チタン濃度を変化させる方法などもある。 In addition, a large amount of photocatalyst is present on the inner surface side of the cylindrical deodorizing filter, so that a large amount of photocatalyst can be present in a place with high light intensity, and odor can be efficiently decomposed. For example, it is possible to use a method in which a deodorizing filter with a high titanium oxide content and a deodorizing filter with a low titanium content are bonded together and processed into a cylindrical shape so that the filter with a high titanium oxide content is located on the inner surface side. In addition, there is a method in which a titanium oxide-containing slurry is sprayed and coated on a substrate supporting a photocatalyst, and at this time, the titanium oxide concentration in the slurry is changed on the front and back surfaces.
また、光触媒が酸化チタンであることを特徴としたものであり、光触媒活性が高く、安全性、経済性に優れた空気清浄装置を得ることができる。 In addition, the photocatalyst is characterized by being titanium oxide, and an air cleaning device having high photocatalytic activity and excellent safety and economy can be obtained.
また、脱臭フィルタが吸着剤を含むことを特徴としたものであり、吸着剤が臭気を濃縮し、光触媒で効率よく脱臭することができる。また、光源を点灯していないときでも吸着剤が働き、脱臭作用を発揮することができる。吸着剤としては、活性炭,ゼオライト,シリカゲル,セピオライト、珪藻土などのメソ〜マイクロ孔を有した多孔質材料が挙げられる。酸化チタン自体には悪臭物質を吸着する性質はほとんどなく,悪臭を光触媒で分解するためには一旦吸着剤で悪臭物質を捕獲する必要がある。基材に酸化チタンと吸着剤の両方を担持する場合,双方を事前に混合してから基材に担持する方法が最も簡便であり,酸化チタンへの悪臭物質の接触効率を考えても均一に混和することが望ましいが,このとき酸化チタンが励起する400nm以下の紫外波長領域に吸収端を持つような吸着剤を混ぜると,吸着剤が紫外線を吸収してしまい,酸化チタンの励起効率が著しく低下してしまう恐れがある。400nm以下の紫外波長領域に吸収端を持たない吸着剤としてはゼオライトやシリカゲルなどが適しており,特にゼオライトを疎水化処理したハイシリカゼオライトは400nm付近にほとんど吸収波長を持たず,且つ疎水化処理することで悪臭物質を吸着する能力が向上するために光触媒と混合する吸着剤として好適である。光触媒と吸着剤は任意の比率で混合して用いることができる。 Moreover, the deodorizing filter is characterized by containing an adsorbent, and the adsorbent concentrates the odor and can be efficiently deodorized with the photocatalyst. Further, even when the light source is not turned on, the adsorbent works and can exert a deodorizing action. Examples of the adsorbent include porous materials having meso-micropores such as activated carbon, zeolite, silica gel, sepiolite, and diatomaceous earth. Titanium oxide itself has almost no property of adsorbing malodorous substances. In order to decompose malodorous substances with a photocatalyst, it is necessary to once capture the malodorous substances with an adsorbent. When both the titanium oxide and the adsorbent are supported on the base material, the simplest method is to mix both in advance and then support the base material on the base material, evenly considering the contact efficiency of malodorous substances to the titanium oxide. It is desirable to mix them. However, if an adsorbent having an absorption edge in the ultraviolet wavelength region of 400 nm or less where titanium oxide is excited is mixed, the adsorbent absorbs ultraviolet rays, and the excitation efficiency of titanium oxide is remarkably high. There is a risk of decline. Zeolite and silica gel are suitable as adsorbents that do not have an absorption edge in the ultraviolet wavelength region of 400 nm or less. Particularly, high silica zeolite obtained by hydrophobizing zeolite has almost no absorption wavelength near 400 nm and is hydrophobized. This improves the ability to adsorb malodorous substances and is therefore suitable as an adsorbent mixed with a photocatalyst. The photocatalyst and the adsorbent can be mixed and used at an arbitrary ratio.
また、脱臭フィルタがマンガン、銀、銅、亜鉛、コバルト、鉄、ニッケルから選ばれる少なくとも1種類の金属酸化物を含むことを特徴としたものであり、光触媒の脱臭性能が弱い硫黄系の臭気を、金属酸化物が効率よく脱臭することができる。特に硫化水素やメチルメルカプタンなどの硫黄系の臭気は、酸化チタンで除去されにくいので、マンガン、銅、コバルト、鉄などを添加すると、酸化チタンの脱臭能力を補完することができる。これらの成分は触媒として、あるいは吸着剤として作用する。また、硫黄系の臭気による光触媒の劣化が少ない空気清浄装置を得ることができる。 In addition, the deodorizing filter is characterized in that it contains at least one metal oxide selected from manganese, silver, copper, zinc, cobalt, iron, nickel, and has a sulfur-based odor with a weak deodorizing performance of the photocatalyst. The metal oxide can be deodorized efficiently. In particular, since sulfur-based odors such as hydrogen sulfide and methyl mercaptan are difficult to be removed by titanium oxide, the addition of manganese, copper, cobalt, iron, etc. can complement the deodorizing ability of titanium oxide. These components act as catalysts or adsorbents. In addition, an air cleaning device with little deterioration of the photocatalyst due to sulfur-based odor can be obtained.
また、光透過性のバインダーで光触媒を固定化したことを特徴としたものであり、バインダーが光を吸収しないので、光触媒に強い光を照射され脱臭性能がよいという作用を有する。脱臭フィルタは、光触媒を基材に担持して作成することができる。微粉末あるいはゾル状の光触媒と接着成分としてのバインダーを混ぜてスラリー状とし,それを基材表面に担持後,乾燥すると、光触媒を含む脱臭フィルタを作成することができる。スラリーには吸着剤や界面活性剤や抗菌剤、防カビ剤などが混合されていてもよい。吸着剤を混合させた場合、吸着剤で臭気を吸着し、高濃度に濃縮された状態で光触媒と臭気の反応が起こるので、脱臭効率を向上させることができるという作用を得ることができる。また、空気清浄装置の運転停止時など、光源の光が照射されていないときにも脱臭作用を発揮することができる。 In addition, the photocatalyst is fixed with a light-transmitting binder, and the binder does not absorb light, so that the photocatalyst is irradiated with strong light and has a good deodorizing performance. The deodorizing filter can be prepared by supporting a photocatalyst on a base material. A fine powder or sol-like photocatalyst and a binder as an adhesive component are mixed to form a slurry, which is supported on the substrate surface and then dried, whereby a deodorizing filter containing the photocatalyst can be prepared. An adsorbent, a surfactant, an antibacterial agent, an antifungal agent and the like may be mixed in the slurry. When the adsorbent is mixed, the odor is adsorbed by the adsorbent, and the reaction between the photocatalyst and the odor occurs in a state where the adsorbent is concentrated to a high concentration, so that the effect of improving the deodorization efficiency can be obtained. Further, the deodorizing action can be exerted even when the light from the light source is not irradiated, such as when the operation of the air cleaning device is stopped.
接着成分としては種々のバインダーを用いることができるが、光透過性のバインダーが好適であり、ケイ素化合物を使うと良い。ケイ素化合物は、光触媒を固定化するとともに、光を透過し、あるいは反射するので、光触媒に効率的に光をあてることができる。ケイ素化合物としては、シリカゾル、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、コロイダルシリカ、シリケート化合物の加水分解物などが挙げられる。シリケート化合物としては、テトラエトキシシランおよびその重合体であるメトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、ブトキシポリシロキサン、リチウムシリケートなどが挙げられ、これらの金属アルコキシド類は、水と酸または塩基によって加水分解され、バインダーとして用いることができる。また、シリコーン樹脂を用いてもよい。これらのケイ素化合物と光触媒を混合し、基材に塗布し、乾燥させることにより光触媒の固定化ができる。 Various binders can be used as the adhesive component, but a light-transmitting binder is preferable, and a silicon compound is preferably used. Since the silicon compound immobilizes the photocatalyst and transmits or reflects light, the photocatalyst can be efficiently irradiated with light. Examples of the silicon compound include silica sol, sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, colloidal silica, and a hydrolyzate of a silicate compound. Examples of the silicate compound include tetraethoxysilane and its polymer methoxypolysiloxane, ethoxypolysiloxane, butoxypolysiloxane, lithium silicate, and the like. These metal alkoxides are hydrolyzed with water and an acid or a base, It can be used as a binder. Silicone resin may also be used. The photocatalyst can be fixed by mixing these silicon compounds and the photocatalyst, applying the mixture to a base material, and drying.
また、脱臭フィルタが網状、スリット状、ハニカム状のいずれかであることを特徴としたものであり、通気性に優れ、臭気を含む空気が効率的に脱臭フィルタを通過することができるという作用を有する。脱臭フィルタの形状としてはランプの周囲を取り囲むことができ、かつ通気性が必要である。これらを兼ね備える形状として、網状、スリット状、ハニカム状、不織布状などが挙げられる。これらの形状を複合あるいは積層してもよい。網状のフィルタを円筒形にし、ランプを中心として配置すると簡単で効率のよい脱臭フィルタを得ることができる。 In addition, the deodorizing filter is one of a mesh shape, a slit shape, and a honeycomb shape, and has excellent air permeability, and air containing odor can efficiently pass through the deodorizing filter. Have. As the shape of the deodorizing filter, it is possible to surround the periphery of the lamp and to be breathable. Examples of the shape having both of these include a net shape, a slit shape, a honeycomb shape, and a non-woven fabric shape. These shapes may be combined or laminated. A simple and efficient deodorizing filter can be obtained by arranging the net-like filter in a cylindrical shape and placing it around the lamp.
また、脱臭フィルタの周囲に光反射作用を有する反射板を備えたことを特徴としたものであり、脱臭フィルタを透過した未反応の紫外線を反射して、脱臭性能を向上させることができる。 In addition, a reflection plate having a light reflecting action is provided around the deodorization filter, and unreacted ultraviolet light transmitted through the deodorization filter is reflected to improve the deodorization performance.
また、円筒状の脱臭フィルタの内部に、円盤状の形状保持部材を備えたことを特徴としたものであり、脱臭フィルタの変形を防止し、光源と脱臭フィルタの距離が一定になるので光量の変動がなく、脱臭性能が良いという作用を有する。変形防止部材はリング状あるいは円形網状の樹脂材料あるいは金属材料などを利用することができる。 In addition, the cylindrical deodorizing filter is provided with a disk-shaped shape holding member, which prevents the deodorizing filter from being deformed and the distance between the light source and the deodorizing filter is constant, so that the amount of light can be reduced. There is no fluctuation and the deodorizing performance is good. As the deformation preventing member, a ring-shaped or circular mesh-shaped resin material or metal material can be used.
また、円筒状の脱臭フィルタの一端が閉止され、他端から空気を通過させることを特徴としたものである。円筒の面に直交して空気を流す場合、脱臭フィルタを空気が2回通過する。一方、この方法では、脱臭フィルタを空気が1回だけ通過することになり、圧力損失を低減することができる。圧力損失が低いので、処理風量を高めることができる。 In addition, one end of the cylindrical deodorizing filter is closed, and air is allowed to pass from the other end. When air is flowed perpendicular to the surface of the cylinder, the air passes through the deodorizing filter twice. On the other hand, in this method, air passes only once through the deodorizing filter, and pressure loss can be reduced. Since the pressure loss is low, the processing air volume can be increased.
また、円筒状の脱臭フィルタの一端の閉止部が光反射作用を有することを特徴としたものであり、閉止部に照射された光を反射し、脱臭フィルタに光をあてることができる。 Moreover, the closing part of the end of a cylindrical deodorizing filter is characterized by having a light reflection effect, and the light irradiated to the closing part can be reflected and light can be applied to the deodorizing filter.
また、光源を消灯した時には、脱臭フィルタを可動させないことを特徴としたものであり、光触媒による再生を行う必要がない場合に余計なエネルギーを消費することがないという作用を有する。方法として光源と脱臭フィルタの回転モーターのスイッチを連動させる方法、光源の周辺に設けた光検知センサの信号を受けたときだけに脱臭フィルタを可動させる信号を送るように制御する方法などが挙げられる。 In addition, when the light source is turned off, the deodorizing filter is not moved, and there is an effect that extra energy is not consumed when it is not necessary to perform regeneration by the photocatalyst. As a method, a method of interlocking a light source and a rotary motor switch of the deodorizing filter, a method of controlling to send a signal for moving the deodorizing filter only when receiving a signal of a light detection sensor provided around the light source, etc. .
また、脱臭フィルタの上流側に集塵フィルタを備えたことを特徴としたものであり、脱臭フィルタと光源にほこりが付着しにくくなるので、ほこりによる光照射強度の低下を防ぐことができるという作用を有する。集塵フィルタとしては、不織布、ガラス繊維、網などの一般的な粒子捕集用フィルタを用いることができる。 In addition, it is characterized by having a dust collection filter upstream of the deodorization filter, and it is difficult for dust to adhere to the deodorization filter and the light source, so that it is possible to prevent a decrease in light irradiation intensity due to dust. Have As the dust collection filter, a general particle collection filter such as a nonwoven fabric, glass fiber, or net can be used.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが,本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
(実施の形態1)
本発明の空気清浄装置は、図1および図2に示すように、本体1の内部に光触媒を活性化させる光源としてのランプ2と、前記光源としてのランプ2の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ3と、前記脱臭フィルタ3に空気を送る送風手段としてのファン4を備え、複数の前記脱臭フィルタ3を近接して配置するとともに、前記光源としてのランプ2からの光が前記脱臭フィルタ3にあたるように前記脱臭フィルタ3を可動させることを特徴としたものである。送風手段としてのファン4は、ファンモーター5で駆動することにより、外部の汚染物質を含む空気を本体1の内部に取り込み、脱臭フィルタ3に送ることができる。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the air cleaning device of the present invention includes a
ランプ2は複数設けられており、ランプ2からの光は周囲の脱臭フィルタ3とともに、近接する場所に備えられた脱臭フィルタ3にも照射されるようになっている。脱臭フィルタ3は、ランプ2の周囲にそれぞれ1個ずつ備えられており、脱臭フィルタ全体にランプの光があたるように可動することができる。脱臭フィルタ3を可動させるために、円筒状の脱臭フィルタ3には閉止部6が設けられ、回転モーター7が接続されている。回転モーター7を駆動させることによって、脱臭フィルタ3を回転させることができる。回転モーター7は連続して回転させてもよいし、間欠的に回転させてもよい。
A plurality of
ランプは単独で用いると、筒状の脱臭フィルタの内面のみに照射され、脱臭フィルタの外面には直接照射することができない。図2に示すように、複数のランプを用いることにより、脱臭フィルタ3aの内部にあるランプ2aが、近接する別の脱臭フィルタ3bの外面側に光を照射できるようになる。ここで、脱臭フィルタ3の内外面に0.01mW/cm2以上の紫外線があたるように、近接する脱臭フィルタの距離を調節することによって、性能のよい空気清浄装置を得ることができる。
When the lamp is used alone, it irradiates only the inner surface of the cylindrical deodorizing filter and cannot directly irradiate the outer surface of the deodorizing filter. As shown in FIG. 2, by using a plurality of lamps, the
脱臭フィルタ3あるいは/およびランプ2を可動させることによりランプ2と脱臭フィルタ3の相対位置が変化するため、ランプ2からの脱臭フィルタ3への光の照射角度、照射面が変化し、ランプ2からの光が当たらない影の部分が減少し、脱臭フィルタ3の全体に光が照射され、脱臭性能が向上することとなる。
Since the relative position of the
また、脱臭フィルタ3の外部に光の反射板8を設けると、反射された光が脱臭フィルタ3の外面側にあたるので、さらに脱臭性能を向上させることができる。また、脱臭フィルタ3を、光源としてのランプ2を中心として回転させることにより、時間平均として脱臭フィルタの全体に同じ強度の光をあてることができ、脱臭フィルタ全体をむらなく再生することができる。
Further, when the
なお、図1および図2ではランプ1本をフィルタ1枚が取り囲む形状を示したが、ランプ1本に対してフィルタが多層になるように周囲を取り囲んでもよい。このとき、脱臭フィルタの組成が違っていてもよく、例えば、ランプに近い内層側に酸化チタンの多い脱臭フィルタを配置し、その外層に酸化チタンと吸着剤とMnO2等の金属酸化物を含むフィルタを配置してもよい。脱臭フィルタを通過するごとに紫外線強度は減衰するので、実用的には1〜3層の脱臭フィルタを重ねる方法がよい。
1 and 2 show a shape in which one filter surrounds one lamp, the surroundings may be surrounded so that the filter is multilayered with respect to one lamp. At this time, the composition of the deodorizing filter may be different, for example, a filter including a deodorizing filter containing a large amount of titanium oxide on the inner layer side near the lamp and a metal oxide such as titanium oxide, an adsorbent, and
(実施の形態2)
本発明による空気清浄装置の別の形態を図3に示す。本体1の内部に光触媒を活性化させる光源としてのU字型に屈曲させたU字型ランプ9と、前記光源としてのU字型ランプ9の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ3と、前記脱臭フィルタ3に空気を送る送風手段としてのファン4を備え、複数の前記脱臭フィルタ3を近接して配置するとともに、前記光源としてのU字型ランプ9からの光が前記脱臭フィルタ3にあたるように前記脱臭フィルタ3を可動させることを特徴としたものである。送風手段としてのファン4は、ファンモーター5で駆動することにより、外部の汚染物質を含む空気を本体1の内部に取り込み、脱臭フィルタ3に送ることができる。一般的にランプは管の両端部の発光強度が弱いという特性がある。また、管の両端には構造上ソケットを備えることが必要であった。ランプをU字型にすることにより、発光強度の弱い部分を片側だけに集約することができ、特に脱臭フィルタ3の上部に照射される光強度を強くして、脱臭性能を向上させることができるという作用を得ることができる。また、U字型のランプにすることによって底面でランプを固定するソケット部を2個にすることができ、直管を1個のソケットで固定するときよりも機械的強度を向上させることができるという作用を得ることができる。
(Embodiment 2)
Another embodiment of the air cleaning device according to the present invention is shown in FIG. A
脱臭フィルタ3を可動させるために、円筒状の脱臭フィルタ3の上部には閉止部6が設けられ、回転可能な軸で支持されている。閉止部6はアルミニウム製で、光反射作用を有している。ローラー10は、図示しない脱臭フィルタ3の下部にも設けられた凹凸を有する支持体と密着している。ローラー10は回転モーター11に接続され、回転モーター11を駆動させることによって、脱臭フィルタ3を回転させることができる。脱臭フィルタ3を、光源としてのU字形に屈曲させたランプ2を中心として回転させることにより、時間平均として脱臭フィルタの全体に同じ強度の光をあてることができ、脱臭フィルタ全体をむらなく再生することができる。
In order to move the
(実施の形態3)
本発明による脱臭装置の別の形態を図4および図5に示す。本体12の内部に光触媒を活性化させる光源としてのランプ13と、前記光源としてのランプ13の周囲に配置された光触媒を含む脱臭フィルタ14と、前記脱臭フィルタ14に空気を送る送風手段としてのファン15を備え、複数の前記脱臭フィルタ14を近接して配置するとともに、前記光源としてのランプ13からの光が前記脱臭フィルタ14にあたるように前記脱臭フィルタ14を回転させる。ランプ13およびファンモーター16は、通気性を有するように多数の開口部を設けた支持部材17に固定されている。外部の汚染された空気は、ファンモーター16を駆動することにより、集塵フィルタ18、脱臭フィルタ14、支持部材17、送風手段としてのファン15の順に通過する。ここで、集塵フィルタ18によって、汚染された空気中に含まれる塵埃やカビや花粉等の粒子が取り除かれるため、本体内部を清潔に保つことができる。粒子が付着しないので、光源としてのランプ13の光が粒子付着によって減衰することがないという作用を得ることができる。
(Embodiment 3)
Another embodiment of the deodorizing apparatus according to the present invention is shown in FIGS. A
図6に示すように、脱臭フィルタ14は、円筒の上部が閉止部19で閉止されており、閉止部19の中心に備えられた回転軸20を通じて回転モーター21と接続されている。回転モーター21を駆動させることによって、脱臭フィルタ14を回転させることができる。回転モーター21は連続して回転させてもよいし、間欠的に回転させてもよい。脱臭フィルタ3の内部には、脱臭フィルタの変形を防止するため、形状保持部材としてのリング状の金属部材が設けられている。脱臭フィルタ14を、ランプ13を中心として回転させることにより、時間平均として脱臭フィルタの全体に同じ強度の光をあてることができ、脱臭フィルタ全体をむらなく再生することができる。
As shown in FIG. 6, the
上記の構成により、外部の汚染された空気は、集塵フィルタ18と脱臭フィルタ14の働きによって浄化されるので、効率よく汚染物質を除去でき、まんべんなく脱臭フィルタを再生することができる空気清浄装置とすることができる。
With the above configuration, externally polluted air is purified by the action of the
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is limited to the following description and is not interpreted at all.
粉末状の酸化チタンを8wt%、吸着剤としてのハイシリカゼオライトを20wt%、コロイダルシリカを60wt%、精製水を12w%の比率になるように材料を計量して混合した後、ボールミルで24時間分散混合してスラリーを作成した。出来上がったスラリーに、開口率29%のグラスファイバークロスをディップして光触媒を含浸させ、エアブローして余剰液を排除した後、120℃の乾燥機で30分乾燥させ、光触媒を含む脱臭フィルタを作成した。 The materials were weighed and mixed so that the powdered titanium oxide was 8 wt%, the high silica zeolite as an adsorbent was 20 wt%, the colloidal silica was 60 wt%, and the purified water was 12 w%. A slurry was prepared by dispersing and mixing. The resulting slurry is dipped in a glass fiber cloth with an aperture ratio of 29%, impregnated with a photocatalyst, air blown to remove excess liquid, and then dried in a dryer at 120 ° C. for 30 minutes to create a deodorizing filter containing the photocatalyst. did.
作成した脱臭フィルタを5cm×10cmの大きさに切断し、64Lのアクリルボックスに入れた。脱臭フィルタに任意の強度の紫外線が照射されるように、調整して光源としてのブラックライトを設置した。アクリルボックスを密閉し、100ppmのアセトアルデヒドガスを導入した。ボックス内の空気をサンプリングし、ガスクロマトグラフィーでアセトアルデヒド濃度を経時的に測定した。 The prepared deodorizing filter was cut into a size of 5 cm × 10 cm and placed in a 64 L acrylic box. A black light as a light source was installed by adjusting so that the deodorizing filter was irradiated with ultraviolet rays having an arbitrary intensity. The acrylic box was sealed and 100 ppm acetaldehyde gas was introduced. The air in the box was sampled, and the acetaldehyde concentration was measured over time by gas chromatography.
図7に紫外線照度を変化させたときの、アセトアルデヒド濃度の変化を示す。縦軸はアセトアルデヒド濃度の初期値を100%としたときの、臭気残存率である。試験は、最初の120分間は光を照射せず、120分後にランプを点灯した。図7からわかるように、吸着剤の作用によって、アセトアルデヒドは光照射なしでも減衰し、120分後の残存率は約40%となった。ランプを点灯すると、グラフの傾きが変化し、紫外線強度が強いほど早く脱臭できることがわかる。吸着のみの時に比べてグラフの傾きが急になっていることから、紫外線強度は0.01mW/cm2以上あれば十分な脱臭作用を発揮することができると考えられる。 FIG. 7 shows a change in acetaldehyde concentration when the ultraviolet illuminance is changed. The vertical axis represents the odor residual rate when the initial value of the acetaldehyde concentration is 100%. In the test, no light was irradiated for the first 120 minutes, and the lamp was turned on after 120 minutes. As can be seen from FIG. 7, due to the action of the adsorbent, acetaldehyde was attenuated without light irradiation, and the residual rate after 120 minutes was about 40%. When the lamp is turned on, the slope of the graph changes, and it can be seen that the stronger the UV intensity, the faster the deodorization. Since the slope of the graph is steep compared to the case of only adsorption, it is considered that a sufficient deodorizing effect can be exhibited if the ultraviolet intensity is 0.01 mW / cm 2 or more.
実施例1と同じ方法で、網状の脱臭フィルタを作成した。ランプとしての冷陰極管から20mmの距離に脱臭フィルタを置き、紫外線強度計を用いて、脱臭フィルタを通過する紫外線強度を測定した。脱臭フィルタで光をさえぎった時の紫外線の減衰率から、フィルタを積層したときに各フィルタ表面に照射される紫外線強度を計算よりもとめた。結果を図8に示す。光は脱臭フィルタを通過するごとに減衰し、透過率13%の脱臭フィルタでは3枚重ねた時に紫外線強度が0.01mW/cm2以下になった。フィルタの開口率と積層枚数の組み合わせによって、フィルタ通過後の紫外線強度をコントロールできることがわかった。 A net-like deodorizing filter was prepared in the same manner as in Example 1. A deodorizing filter was placed at a distance of 20 mm from a cold cathode tube as a lamp, and the ultraviolet intensity passing through the deodorizing filter was measured using an ultraviolet intensity meter. From the attenuation rate of ultraviolet rays when light was blocked by a deodorizing filter, the intensity of ultraviolet rays irradiated to the surface of each filter when the filters were laminated was obtained by calculation. The results are shown in FIG. The light attenuated each time it passed through the deodorizing filter, and when the three deodorizing filters having a transmittance of 13% were stacked, the ultraviolet intensity became 0.01 mW / cm 2 or less. It was found that the ultraviolet intensity after passing through the filter can be controlled by the combination of the aperture ratio of the filter and the number of laminated layers.
作成した網状の脱臭フィルタを用いて、4本のランプと4本の脱臭フィルタを持つ空気清浄装置を作成した。脱臭フィルタの円筒の半径は35mm、長さは470mm、脱臭フィルタの各円筒間の距離は5mmとした。このときの脱臭フィルタ表面の紫外線強度を測定すると、円筒の内面側は1.3mW/cm2であり、外面側は0.4mW/cm2となった。作成した空気清浄装置を容積23m3の室内に設置し、室内のアセトアルデヒド濃度が0.34ppmになるように調製した。空気清浄装置を運転し、初期および60分後のガス濃度を測定した。このとき、脱臭フィルタを通過する風量は5m3/minとした。アセトアルデヒド濃度の測定は、室内の空気をDNPH濃縮管に捕集し、アセトニトリルで抽出して、液体クロマトグラフィーで定量する方法によって行った。その結果、初期のアセトアルデヒド濃度0.34ppmが60分後に0.12ppmとなった。脱臭率は65%となり、高い脱臭性能を有する空気清浄装置を得ることができた。 An air cleaning device having four lamps and four deodorizing filters was prepared using the created net-like deodorizing filter. The cylinder of the deodorizing filter had a radius of 35 mm, a length of 470 mm, and the distance between each cylinder of the deodorizing filter was 5 mm. When measuring the intensity of ultraviolet light deodorization filter surface at this time, the inner surface of the cylinder is 1.3 mW / cm 2, the outer surface side became 0.4 mW / cm 2. The prepared air purifier was installed in a room with a volume of 23 m 3 and prepared so that the acetaldehyde concentration in the room was 0.34 ppm. The air purifier was operated and the gas concentration at the initial stage and after 60 minutes was measured. At this time, the air volume passing through the deodorizing filter was set to 5 m 3 / min. The acetaldehyde concentration was measured by a method in which room air was collected in a DNPH concentrating tube, extracted with acetonitrile, and quantified by liquid chromatography. As a result, the initial acetaldehyde concentration of 0.34 ppm became 0.12 ppm after 60 minutes. The deodorization rate was 65%, and an air cleaning device having high deodorization performance could be obtained.
本発明の空気清浄装置では、光触媒を含む脱臭フィルタの全面に光が照射され、効率よく汚染物質を除去できる空気清浄装置を提供することができ、室内空間や車内空間において汚染物質を除去する空気清浄装置やエアコンなどに応用展開が期待できる。 In the air purifying apparatus of the present invention, the entire surface of the deodorizing filter including the photocatalyst is irradiated with light, and an air purifying apparatus that can efficiently remove pollutants can be provided. Air that removes pollutants in indoor spaces and vehicle interior spaces can be provided. Applications can be expected for cleaning equipment and air conditioners.
1 本体
2 ランプ
3 脱臭フィルタ
4 ファン
5 ファンモーター
6 閉止部
7 回転モーター
8 反射板
9 U字型ランプ
10 ローラー
11 回転モーター
12 本体
13 ランプ
14 脱臭フィルタ
15 ファン
16 ファンモーター
17 支持部材
18 集塵フィルタ
19 閉止部
20 回転軸
21 回転モーター
22 形状保持部材
31 ケース
32 励起光源
33 光触媒体
34 ファン
35 反射板
41 脱臭フィルタ
42 紫外線光源
43 集塵フィルタ
44 反射板
DESCRIPTION OF
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