JP2013252175A - Photocatalytic deodorizing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光触媒を利用して空気中の臭気成分や有機ガス分子を分解することにより、脱臭を行う光触媒脱臭装置に関する。 The present invention relates to a photocatalyst deodorization apparatus that performs deodorization by decomposing odor components and organic gas molecules in the air using a photocatalyst.
近年、居住空間や車内などの所謂、準閉鎖空間における空気の清浄化改善の要望が高まっており、食物から発生したり、あるいはタバコ副流煙として発生するアンモニアや、建材などから発生するVOC(揮発性有機物質、例えば、アセトアルデヒド)などを除去する脱臭装置が特に望まれている。 In recent years, there has been an increasing demand for air purification improvement in so-called semi-enclosed spaces such as living spaces and in cars. VOCs generated from food, ammonia generated as sidestream smoke of tobacco, and building materials, etc. A deodorizing apparatus that removes volatile organic substances such as acetaldehyde is particularly desired.
従来、この種の脱臭装置は、臭気成分を吸収する吸着材料とこの臭気成分を分解する光触媒材料とを多孔質セラミックス表面層や無機基板に練り込み、もしくは担持したものをハニカム状に形成し、このハニカム孔に通風しながら光源から励起光を照射することにより、空気の浄化を行っている(特許文献1を参照)。 Conventionally, this type of deodorizing apparatus is formed in a honeycomb shape by kneading or carrying an adsorbent material that absorbs an odor component and a photocatalytic material that decomposes the odor component into a porous ceramic surface layer or an inorganic substrate, Air is purified by irradiating excitation light from a light source while passing through the honeycomb holes (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の脱臭装置では、臭気ガスの吸着機能を有する活性炭の上に光触媒微粒子が形成されたものをハニカム状に加工した光触媒ユニットに対して、光触媒励起源である例えば蛍光管ランプなどのランプからの放射光を照射して、光触媒微粒子を活性化するとともに、臭気を含む空気を通風させることにより、臭気ガスの分解を行っている。
In the deodorizing apparatus described in
また、光触媒励起源としては、蛍光管ランプなどのランプの使用に代えて、LED(発光ダイオード素子)を複数個使用している光触媒脱臭装置が、特許文献2に提案されている。LEDを使用する光触媒脱臭装置は、臭気ガスの吸着機能を長寿命化することが可能である(特許文献2を参照)。
In addition, as a photocatalyst excitation source,
上述した特許文献1に記載の脱臭装置は、吸着剤としての活性炭上に光触媒の微粒子が担持されているハニカム構造となっているため、光触媒の触媒性能、すなわち脱臭性能が低い。ハニカム構造となっているために、光触媒ユニットの正面に配置された光触媒励起源のランプから照射される光がハニカム構造の壁に遮られてしまい、ハニカム孔の内部における光照射強度が低く、従って光触媒活性の低い領域の発生が不可避となり、脱臭性能の低下を招く。活性炭は、それ自体光を伝播しないので、励起光を照射した場合、活性炭と接触している光触媒の微粒子の部分が光触媒の微粒子自体の影となってしまい、光触媒微粒子の表面積を増加させ光触媒能を向上させようにも、その効果が半減されてしまう。ハニカム構造の壁に遮られて発生する影の領域を減らすために、複数の励起光源を設けることも可能であるが、複数の励起光源を設けると、これらの複数の励起光源が空気が流れる時の流路抵抗となってしまい、圧力損失が増大する。ハニカム構造の壁の厚みを小さくすると、形状安定性の低下や光触媒担持量の低下が発生し、脱臭性能が低下する。光触媒励起源である蛍光管ランプは寿命が短い。
Since the deodorizing apparatus described in
また、上述した特許文献2に記載の光触媒脱臭装置では、光触媒励起源であるLEDの大きさは、数百から1000nm程度であって、通常、脱臭気の大きさと比較して小さい。このため、LEDを複数個設けたとしても、各LEDは近似的に点光源として作用し、各LEDは、放射光を光触媒微粒子を担持した光触媒シートに照射している。
Moreover, in the photocatalyst deodorizing apparatus described in
一方、光触媒脱臭装置の小型化と軽薄化が要求されているために、LEDの発光面と光触媒微粒子を担持した光触媒シートとの間の距離は、小さくなる傾向がある。このため、光触媒シートにおいては、極端に明るい部分(光触媒微粒子が励起されている部分)の領域に比べて、極端に暗い部分(光触媒微粒子が励起されない部分)の領域が増大する。この結果、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化を図ろうとすると、光触媒脱臭装置による空気中の臭気成分や有機ガス分子を分解する脱臭性能の低下が余儀なくされていた。 On the other hand, since the photocatalyst deodorization apparatus is required to be reduced in size and weight, the distance between the light emitting surface of the LED and the photocatalyst sheet carrying the photocatalyst particles tends to be small. For this reason, in the photocatalyst sheet, the region of the extremely dark portion (the portion where the photocatalyst fine particles are not excited) increases compared to the region of the extremely bright portion (the portion where the photocatalytic fine particles are excited). As a result, in order to reduce the size and thickness of the photocatalyst deodorization apparatus, the deodorization performance of decomposing odor components and organic gas molecules in the air by the photocatalyst deodorization apparatus has been inevitably lowered.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、空気の脱臭性能を確保しながら、小型化と薄型化を図ることができる光触媒脱臭装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a photocatalyst deodorization apparatus that can be reduced in size and thickness while ensuring the deodorization performance of air.
上記課題を達成するため、請求項1に記載の光触媒脱臭装置は、一方の面に複数のLED光源が搭載され、通風孔が形成されたLED実装基板と、前記LED実装基板に平行に配置され、光触媒微粒子を担持したガラス繊維織物を有する光触媒シートとを有し、前記LED実装基板の前記通風孔から入る空気が前記光触媒シートを通過するように構成された光触媒脱臭装置であって、前記LED実装基板と前記光触媒シートの間には、前記LED光源の光を拡散する光拡散板が配置されていることを要旨とする。
In order to achieve the above object, a photocatalytic deodorization apparatus according to
請求項1に記載の光触媒脱臭装置では、LED光源の光は、光拡散板により拡散して光触媒シートに照射することができる。このため、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化が要請されることによりLED実装基板と光触媒シートの間隔を小さくしても、拡散した光は光触媒シートの広い領域を照射して広い領域の光触媒シートの光触媒微粒子を活性化することができる。このため、空気の脱臭性能を確保しながら、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化を図ることができる
請求項2に記載の光触媒脱臭装置では、前記光拡散板は光拡散板用の通風孔を有し、前記光拡散板用の通風孔は、前記LED光源の光が照射される前記光拡散板の領域を外した位置に形成されていることを要旨とする。
In the photocatalyst deodorizing apparatus according to the first aspect, the light from the LED light source can be diffused by the light diffusion plate and applied to the photocatalyst sheet. For this reason, even if the distance between the LED mounting substrate and the photocatalyst sheet is reduced due to the demand for downsizing and thinning of the photocatalyst deodorization device, the diffused light irradiates a wide area of the photocatalyst sheet and widens the photocatalyst sheet. The photocatalyst fine particles can be activated. Therefore, the photocatalyst deodorization apparatus can be reduced in size and thickness while ensuring the deodorization performance of the air. In the photocatalyst deodorization apparatus according to
請求項2に記載の光触媒脱臭装置では、脱臭しようとする空気は、LED実装基板の通風孔と光拡散板用の通風孔を通じて光触媒シート側にスムーズに通すことができる。光拡散板用の通風孔は、LED光源の光が照射される光拡散板の領域を外した位置に形成されているので、光拡散板は、LED光源の光を拡散する機能を低下させること無く光を拡散して光触媒シート側に照射することができる。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to the second aspect, the air to be deodorized can be smoothly passed to the photocatalyst sheet side through the ventilation hole of the LED mounting substrate and the ventilation hole for the light diffusion plate. Since the vent hole for the light diffusing plate is formed at a position excluding the region of the light diffusing plate irradiated with the light from the LED light source, the light diffusing plate reduces the function of diffusing the light from the LED light source. Without diffusing light, the photocatalyst sheet side can be irradiated.
請求項3に記載の光触媒脱臭装置では、前記光触媒シートは光触媒シート用の通風孔を有し、前記光触媒シート用の通風孔は、前記LED光源の拡散された光が照射される前記光触媒シートの領域を外した位置に形成されていることを特徴とする。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to claim 3, the photocatalyst sheet has a vent hole for the photocatalyst sheet, and the vent hole for the photocatalyst sheet is formed of the photocatalyst sheet irradiated with the diffused light of the LED light source. It is characterized by being formed at a position outside the region.
請求項3に記載の光触媒脱臭装置では、脱臭しようとする空気は、LED実装基板の通風孔と光拡散板用の通風孔と光触媒シート用の通風孔を通じてスムーズに通すことができる。光触媒シート用の通風孔は、LED光源の拡散された光が照射される光触媒シートの領域を外した位置に形成されているので、光触媒シートは、空気を脱臭する機能を低下させること無く脱臭することができる。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to the third aspect, the air to be deodorized can be smoothly passed through the ventilation hole of the LED mounting substrate, the ventilation hole for the light diffusion plate, and the ventilation hole for the photocatalyst sheet. The vent hole for the photocatalyst sheet is formed at a position outside the area of the photocatalyst sheet irradiated with the diffused light of the LED light source, so the photocatalyst sheet deodorizes without deteriorating the function of deodorizing air. be able to.
請求項4に記載の光触媒脱臭装置では、2枚の前記LED実装基板が平行に配置され、前記光触媒シートが各前記LED実装基板にそれぞれ平行に配置され、各前記LED実装基板と前記光触媒シートの間には、前記光拡散板が配置されていることを要旨とする。 In the photocatalyst deodorizing apparatus according to claim 4, the two LED mounting substrates are arranged in parallel, the photocatalytic sheet is arranged in parallel to each of the LED mounting substrates, each of the LED mounting substrate and the photocatalytic sheet The gist is that the light diffusion plate is disposed between them.
請求項4に記載の光触媒脱臭装置では、2枚のLED実装基板と2枚の光触媒シートを用いることで、空気はさらに効率よく脱臭することができる。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to the fourth aspect, air can be deodorized more efficiently by using two LED mounting substrates and two photocatalyst sheets.
本発明によれば、空気の脱臭性能を確保しながら、小型化と薄型化を図ることができる光触媒脱臭装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photocatalyst deodorizing apparatus which can achieve size reduction and thickness reduction while ensuring the deodorizing performance of air can be provided.
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の光触媒脱臭装置の第1実施形態を備える冷蔵庫の例を示す断面図である。
(First embodiment)
図1に示す光触媒脱臭装置1は、冷蔵庫100の庫内の脱臭を行うために冷蔵庫100の庫内に配置されている。光触媒脱臭装置1は、冷蔵庫100の庫内の冷気通路103に配置されている。冷蔵庫100の庫内では、冷却ファン101が、矢印102と矢印104で示す冷気(空気)を低風速の風速、例えば0.2m/秒から3m/秒の風速により庫内に循環させて冷気通路103に通す。これにより、光触媒脱臭装置1は、このような低風速下においても空気の流れを阻害せずに、光触媒脱臭装置1の光触媒微粒子により庫内の空気を脱臭することができる。
The
図2は、図1に示す光触媒脱臭装置1の好ましい構造例を示す一部破断した状態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a preferable structure example of the photocatalyst deodorizing
図2に示すように、光触媒脱臭装置1は、筐体2と、第1LED実装基板11と、第2LED実装基板12と、第1光拡散板21と、第2光拡散板22と、第1光触媒シート31と、そして第2光触媒シート32を有している。図2では、筐体2の上部の第1側面部2Aの一部を欠き取ることにより、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12と第1光拡散板21と第2光拡散板22と第1光触媒シート31とそして第2光触媒シート32を示している。
As shown in FIG. 2, the
図3は、図2に示す光触媒脱臭装置1における筐体2と第1LED実装基板11と第2LED実装基板12と第1光拡散板21と第2光拡散板22と第1光触媒シート31と第2光触媒シート32を示す図である。図3でも、筐体2の上部の第1側面部2Aの一部を欠き取ることにより、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12と第1光拡散板21と第2光拡散板22と第1光触媒シート31とそして第2光触媒シート32を示している。
3 shows the
まず、図2を参照して、筐体2について説明する。図2に示すように、筐体2は、第1面部2A、第2面部2B、第3面部2C、そして第4面部2Dにより構成されている箱体であり、脱臭しようとする空気の流入側の第1開口部2Fと、脱臭後の空気の流出側の第2開口部2Gを有している。
First, the
筐体2の材料としては、紫外線に対する高い耐候性と臭気ガスによる変色が少ない観点から、アクリル樹脂(ポリメタクリル酸メチル樹脂)でも良いし、アクリル樹脂であっても特に発臭を抑えて重合度を10,000から15,000程度に高めた材料でも良い。
As a material for the
また、筐体2の材質としては、比較的コストが安価で成型性の良好なABS樹脂(アクリルニトリルーブタジエンースチレン共重合合成樹脂)でも良いし、強度向上のためにABS樹脂にガラス繊維を混練させてコンパウンドとした強化ABS樹脂でも良い。上述した材料は、金型を用いて所定の形状の筐体2になるように成型される。
The material of the
図2と図3に示すように、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12と第1光拡散板21と第2光拡散板22と第1光触媒シート31と第2光触媒シート32は、好ましくはそれぞれ筐体2の第2面部2Bと第4面部2Dに形成されているはめ込み用の溝部分2Mに沿って挿入されている。これにより、図2と図3に示すように、筐体2は、矢印102で示す冷気が流れる方向(空気の流入方向)から矢印104で示す冷気が流れる方向(空気の流出方向)に沿って、第1LED実装基板11、第1光拡散板21、第1光触媒シート31、第2光触媒シート32、第2光拡散板22、そして第2LED実装基板12の順番に互いに、予め定めた間隔をおいて互いに平行に保持した状態で、筐体2内に収納されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first
次に、図2と図3を参照して、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12Bについて説明する。
Next, the first
図2と図3に示す第1LED実装基板11と第2LED実装基板12は、同様の構造を有しており、複数個の通風孔13を有している。複数個の通風孔13は、光触媒脱臭装置1の設置場所の環境に合わせて適切な分布密度で分布するように、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12にそれぞれ設けられている。第1LED実装基板11と第2LED実装基板12は、例えばガラスエポキシ基板を使用しており、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12上には、負電極パターンと正電極パターンが形成されている。第1LED実装基板11と第2LED実装基板12には、光触媒励起光源としてのLED光源20がそれぞれ例えば2個搭載されている。図3に示すように、2個のLED光源20は、光拡散板21に対面する第1LED実装基板11の搭載面11Dに搭載されている。同様にして、2個のLED光源20は、光拡散板22に対面する第2LED実装基板12の搭載面12Dに搭載されている。LED光源20は、LEDチップともいう。
The first
例えば、搭載されている各LED光源20は、波長λ=375nm、光量Po=5.8mW(順方向電流30mA)のLEDダイと、波長λ=405nm、光量Po=6.2mW(順方向電流30mA)のLEDダイの2種類のLEDダイを使用し、これらのLEDダイを、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12上にマウンターで配置した後、低融点リフロー炉で240℃、10秒で第1LED実装基板11と第2LED実装基板12に融着させている。
For example, each
そして、融着後の第1LED実装基板11と第2LED実装基板12上でのLEDダイの負電極パターンおよび正電極パターンからなる電極への結線は、ワイヤーボンダー機を使用して、LED光源20のアノード側とカソード側の2本を30μmの金線で行っている。上述したように結線後の第1LED実装基板11と第2LED実装基板12は、LED光源20のP−Nジャンクション保護のため、シリコン樹脂でLED光源20を構成するLEDダイヘポッディングを行うことで実装されている。
And the connection to the electrode which consists of the negative electrode pattern of the LED die on the 1st LED mounting board |
LEDダイの搭載個数は、4個としたが、この数量よりも多くても良い。第1LED実装基板11の各LED光源20から放射された光は、第1光拡散板21により拡散された後に第1光触媒シート31の対向する面に照射するようになっている。同様にして、第2LED実装基板12の各LED光源20から放射された光は、第2光拡散板22により拡散された後に第2光触媒シート32の対向する面に照射するようになっている。LED光源20は、面光源を構成するものであり、第1LED実装基板11のLED光源20の面光源は、第1光拡散板21と第1光触媒シート31に対して平行になっている。第2LED実装基板12のLED光源20の面光源は、第2光拡散板22と第2光触媒シート32に対して平行になっている。
Although the number of LED dies mounted is four, it may be larger than this number. The light emitted from each
次に、図2と図3を参照して、第1光拡散板21と第2光拡散板22について説明する。第1光拡散板21と第2光拡散板22は同じ構造を有しており、耐候性の高いアクリル樹脂をベース素材にして、屈折率差の大きなガラス微粒子を分散して、高い全光線透過率と光拡散率を実現した拡散板を使用している。第1光拡散板21は、第1LED実装基板11と第1光拡散板21との間において、第1LED実装基板11と第1光拡散板21に対してそれぞれ間隔をおいて平行に配置されている。同様にして、第2光拡散板22は、第2LED実装基板12と第2光拡散板22との間において、第2LED実装基板12と第2光拡散板22に対してそれぞれ間隔をおいて平行に配置されている。
Next, the first
次に、図4と図5を参照して、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32について説明する。
Next, the
図4は、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32における脱臭性能と、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32に当たる光の強さとの関係を示している。図5は、すでに説明した第1LED実装基板11(第2LED実装基板12)と第1光拡散板21(第2光拡散板22)と第1光触媒シート31(第2光触媒シート32)の構造例を示している。
FIG. 4 shows the relationship between the deodorizing performance of the
図4に示すように、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32は同じ構造を有している。図4に示すように、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32では、光の強さが増加するとアセトアルデヒドの脱臭性能は増加するが、光の強さがある一定値V(1.0〜1.2mW/cm2)以上になると、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32の脱臭性能は飽和する。このため、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32に当たる光の強度をある一定値V以上増やしても、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32の脱臭性能は、それ以上増加しない。すなわち、光触媒微粒子は、ある一定値V以上の光の強さで飽和するので、光触媒微粒子による脱臭性能も飽和してしまう。
As shown in FIG. 4, the first
図5に示すように、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32は、ともに以下に説明するガラス繊維織物からなる3層構造に構成されている。この3層構造は、後述するように、光触媒粒子を担持した1枚の第1のガラス繊維織物41と、光触媒粒子を担持していない2枚の第2のガラス繊維織物43とで構成されている。2枚の第2のガラス繊維織物43が、1枚の第1のガラス繊維織物41を挟むようにして両側に設けられている。ここでは、総称して織物と記載するが、織物に代えて編み物、不織布等であっても良いのは言うまでもない。
As shown in FIG. 5, the
本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1では、図3を参照すると、例えば上述した2枚の第1光触媒シート31と第2光触媒シート32の内の、図3において矢印102で示す空気の流入側に配設される第1光触媒シート31の第1のガラス繊維織物41が担持する光触媒微粒子53(図5参照)は、酸化チタン(TiO2)光触微媒粒子である。これに対して、図3において、矢印104で示す空気の流出側に配設される第2光触媒シート32の第1のガラス繊維織物41が担持する光触媒微粒子53(図5参照)は、酸化タングステン(WO3)光触媒微粒子である。
In the
光触媒脱臭装置1が、基質ガスがアンモニアのような弱アルカリ性ガスとアセトアルデヒドのような中性ガス並びにNOXのような酸性ガスから構成される混合ガスを分解する場合には、上述したように光触媒微粒子53として酸化チタン(アナタースを主相)光触媒微粒子を第1のガラス繊維織物41に担持した第1光触媒シート31を矢印102で示す空気の流入側に配設することによって、まず弱アルカリ成分となるアンモニアが酸化チタン(TiO2)によって吸着・分解される。そして、十分にアンモニア濃度が低下した状況下で、光触媒微粒子53として酸化タングステン(WO3)を主成分とした酸化タングステン光触媒微粒子を第1のガラス繊維織物41に担持した第2光触媒シート32を矢印104で示す空気の流出側に配設することによって、残留中性ガスを除去することができる。酸性ガスの場合は、どちらの光触媒微粒子53の触媒活性を損なうものではなく除去される。
When the
図5に示す第1のガラス繊維織物41を構成するガラス繊維の間には、多数の光触媒微粒子53がガラス繊維の間に挟まれて担持されている。
A large number of photocatalyst
光触媒脱臭装置1では、第1のガラス繊維織物21に担持されている光触媒微粒子53の材料は、アナタース型構造の酸化チタン80体積%とルチル型構造の酸化チタン20体積%からなる酸化チタンで構成され、約50m2/gの表面積を有し、結晶子径が20nm(粉体の凝集前の粒子径)のものと、窒素をドーピングし可視光域(紫色、λ=400〜450nm)で触媒活性が知られている可視光型光触媒材料(平均粒度は約40mm)の2つの材料を用いている。
In the
なお、励起光源波長は、前者の酸化チタンの場合には、LED波長を375nmに対応させ、また後者の可視光型光触媒材料には、LED波長を対応させている。 In the case of the former titanium oxide, the excitation light source wavelength corresponds to the LED wavelength of 375 nm, and the latter visible light type photocatalyst material corresponds to the LED wavelength.
光触媒微粒子53の担持は、純水に蟻酸を加えて、PH(水素イオン濃度)を2〜7に調整した水溶液に前記光触媒材料を加えたエマルジョン溶液に、ガラス繊維を10分間、浸漬することにより行っている。
The photocatalyst
上記プロセスで得られた光触媒微粒子53を坦持した第1のガラス繊維織物41は、上述した状態では安定性に欠けるので、耐光性の高い樹脂からなる2枚の取付フレーム45で端部を次の述べるようにして押えて、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32を構成している。すなわち、図5に示すように、この第1のガラス繊維織物41を挟むようにして2枚の第2のガラス繊維織物43が第1のガラス繊維織物41の両側に配設され、この三層構造は、2枚の取付フレーム45により保持されている。2枚の取付フレーム45は、例えば一方の取付フレーム45の周辺部などに突起部があり、他方の取付フレーム45の周辺部などに凹部があって、この突起部を凹部に嵌合させることにより、3層構造を一体的に固定する嵌め合い構造などで構成されても良い。
Since the first
図5に示すように、第1のガラス繊維織物41は、例えば透明なガラス繊維を束ねた横糸群と縦糸群から構成されるガラス繊維織物(ガラスクロスともいう)で構成されている。第1のガラス繊維織物41には、複数の通気孔51が形成される。多数の光触媒微粒子53は、ガラス繊維織物を構成するガラス繊維の間に挟まれて担持されている。光触媒微粒子53は、第1光触媒シート31の第1のガラス繊維織物41の全面と第2光触媒シート32の第1のガラス繊維織物41の全面において、均一に担持されている。第1のガラス繊維織物41の光触媒微粒子53は非常に微細なものであるが、図5では、誇張して図示されている。
As shown in FIG. 5, the 1st
図5に示すように、2枚の第2のガラス繊維織物43も、同様に、例えば透明なガラス繊維を束ねた横糸群と縦糸群から構成されるガラス繊維織物で構成されている。2枚の第2のガラス繊維織物43には、複数の通気孔51が同様に形成されているが、光触媒微粒子53は担持されていない。
As shown in FIG. 5, the two second
第1のガラス繊維織物41のガラス繊維織物の各通気孔51の形成位置は、ガラス繊維織物43の各通気孔51の形成位置は、一致している。取付フレーム45は、長方形の開口部49,49を有しており、これらの通気孔51は開口部49内に入っている。これにより、空気は各通気孔51と開口部49を通じてスムーズに通すことができる。
The formation positions of the respective vent holes 51 of the glass fiber fabric of the first
すでに説明したように、図5に示すように、第1LED実装基板11と第2LED実装基板12は、複数個の例えば円形状の通風孔13を有している。図5に示すように、第1光拡散板21と第2光拡散板22は、空気を通すための例えば長方形状の通気孔60を有している。この通気孔60が形成されている第1光拡散板21と第2光拡散板22の位置は、LED光源20の光90が第1光拡散板21と第2光拡散板22に対して照射される光照射領域Lを外れている。第1光拡散板21と第2光拡散板22では、通気孔60の位置は、LED光源20の光90が第1光拡散板21と第2光拡散板22に対して照らす光照射領域Lに対して、好ましくはちょうど対角線側に設定されている。これにより、これにより、脱臭しようとする空気は、LED実装基板の通風孔と光拡散板用の通風孔を通じて光触媒シート側にスムーズに通すことができる。光拡散板用の通風孔は、LED光源の光が照射される光拡散板の領域を外した位置に形成されているので、光拡散板は、LED光源の光を拡散する機能を低下させること無く光を拡散することができる。
As already described, as shown in FIG. 5, the first
しかも、図5に示す1枚の第1のガラス繊維織物41の複数の通気孔51と2枚の第2のガラス繊維織物43の複数の通気孔51が形成されている領域は、ともにLED光源20の光90が第1光拡散板21と第2光拡散板22に対して拡散して照射される光照射領域LLを外れている。第1のガラス繊維織物41の複数の通気孔51と第2のガラス繊維織物43の複数の通気孔51は、ガラス繊維織物において、空気がスムーズに流れるようにして空気の通過に抵抗が生じるのを防いでいる。
Moreover, the region where the plurality of ventilation holes 51 of the first
これにより、LED光源20の光Lは、第1光拡散板21と第2光拡散板22に対して通気孔60を避けて、確実に照射でき、第1光拡散板21と第2光拡散板22により拡散された光は、複数の通気孔51を避けて第1光触媒シート31と第2光触媒シート32に対して、領域の拡大された光照射領域LLを得ることができる。脱臭しようとする空気は、LED実装基板の通風孔と光拡散板用の通風孔と光触媒シート用の通風孔を通じてスムーズに通すことができる。光触媒シート用の通風孔は、LED光源の拡散された光が照射される光触媒シートの領域を外した位置に形成されているので、光触媒シートは、空気を脱臭する機能を低下させること無く脱臭することができる。
Thereby, the light L of the
図3において矢印102で示すように、脱臭をしようとする空気が、光触媒脱臭装置1の第1LED実装基板11の通気孔13を通ると、図5に示す通気孔13を通った空気は、図5に示す第1光拡散板21の通気孔60を通って、第1光触媒シート31の通気孔51を通る。さらに、空気は図3に示す第2光触媒シート32の通気孔51(図5を参照)を通り、第2光触媒シート32の通気孔51を通って、第2LED実装基板12の通気孔13を通ることで空気の脱臭を行って、図3に矢印104で示すように脱臭後の空気の流出ができる。
As shown by the
このように、空気は通気孔13,60,51を通ることにより、光触媒脱臭装置1における空気の流れを円滑にして、光触媒脱臭装置1による空気の脱臭を行うことができる。空気は、光触媒脱臭装置1を通過すればよいが、好ましくは空気が通る際に圧力損失を減らすことができるように、各通気孔13,60,51を設けている。
As described above, the air passes through the vent holes 13, 60, 51, so that the flow of air in the
図6は、従来の光触媒脱臭装置1001を示している。従来の光触媒脱臭装置1001では、LED実装基板1011と光触媒シート1031の間には、光拡散板は配置されておらず、LED光源1020が発生する光の光照射領域1040は、光触媒シート1031に対して直接形成される。図5に示す本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1の光照射領域LLの面積と、図6に示す従来の光照射領域1040の面積とを比較すると、従来の光照射領域1040の面積は小さい。
FIG. 6 shows a conventional
すでに述べたように、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化の要求により、LED実装基板1011と光触媒シート1031の間隔が小さくなると、LED光源1020と光触媒シート1031との間の距離が小さい。このため、強い光が光触媒シート1031の小さい光照射領域1040内の光触媒微粒子だけに当たってしまうので、小さい光照射領域1040内の光触媒微粒子の脱臭性能が飽和してしまうが、そのほかの領域の光触媒微粒子は光が当たらないことになって脱臭性能が上がらない。
As already described, when the distance between the
これに対して、図5に示す本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1では、第1光拡散板21と第2光拡散板22により拡大された光照射領域LLが、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32にそれぞれ得られるので、従来では光が当たっていない光触媒シートの部分にも広く照射されることになる。このため、強くはない光ではあるが、この光は、図6に示す光照射領域1040に比べて、第1光触媒シート31と第2光触媒シート32のより広い光照射領域LLの光触媒微粒子に当たって光照射領域LLの光触媒微粒子が活性化される。このため、図5に示す本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1の脱臭能力は、図6に示す従来の触媒脱臭装置1001の脱臭能力に比べて、向上する。
On the other hand, in the
このように、本発明の光触媒脱臭装置の第1実施形態では、LED光源20から放射される光90は、光拡散板21(22)により屈折、散乱され、近似的に点光源から面光源に変換される。光拡散板21(22)を通過した光は、面発光源として、光触媒微粒子を担持した光触媒シート31(32)を遍く照らすことにより、照射光を受光できる光触媒微粒子の割合が劇的に増加する。これに対して、従来のように光拡散板を挿入しない場合には、活性化していない(所謂、光が当たっていない)光触媒微粒子が大部分である。
Thus, in 1st Embodiment of the photocatalyst deodorizing apparatus of this invention, the light 90 radiated | emitted from the LED
図5に示す本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1の脱臭能力が、図6に示す従来の触媒脱臭装置1001の脱臭能力に比べて、向上することを示す具体的な例を、図7を参照して説明する。
FIG. 5 is a specific example showing that the deodorizing ability of the
図7は、本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1のアセトアルデヒドの分解特性と、従来の光触媒脱臭装置1001におけるアセトアルデヒドの分解特性とを比較して示している。図7のグラフでは、横軸に照射時間(分)を示し、縦軸にアセトアルデヒド濃度(%)を示している。
FIG. 7 shows a comparison of the acetaldehyde decomposition characteristics of the
本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1におけるアセトアルデヒドの分解特性は黒塗りの円形で示し、従来の光触媒脱臭装置1001におけるアセトアルデヒドの分解特性は、黒塗りの三角形で示している。本発明の第1実施形態の光触媒脱臭装置1における空気中のアセトアルデヒド濃度は、従来の光触媒脱臭装置1001における空気中のアセトアルデヒド濃度に比べて、大幅に低下していることが分かる。脱臭性能の評価は、アセトアルデヒド10ppmの基質ガスを用いて行っている。
The decomposition characteristics of acetaldehyde in the
(第2実施形態)
図8は、本発明の光触媒脱臭装置の好ましい第2実施形態を示している。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a second preferred embodiment of the photocatalytic deodorization apparatus of the present invention.
図8に示す光触媒脱臭装置1Aは、1枚のLED実装基板11と、1枚の光拡散板21と、1枚の光触媒シート31と、そして基板70が、筐体82により平行に固定されており、この基板70にも図示しない通風孔が形成されている。これにより、図8に示す光触媒脱臭装置1Aは、さらなる小型化と薄型化が図れる。このように、図8に示す光触媒脱臭装置1Aは、図3に示す光触媒脱臭装置1に比べて、構成要素が減っている点が異なり、その他の構成は同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
A
本発明の実施形態の光触媒脱臭装置では、光拡散板が、LED実装基板と光触媒シートの間に配置されているので、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化が要求に基づいて、LED実装基板と光触媒シートとの間隔が小さく設定されても、光拡散板がLED光源からの光を拡散できる。このため、光触媒シートに照射される光照射領域は、従来に比べて大きく確保できるので、実用的に十分な脱臭性能が確保できる。これにより、LED光源からの光は、光散乱板により散乱して、図4に例示するように、例えば光の強さがある一定の値Vを超えない程度に光触媒シートに対して照射することができる。このため、光触媒シートでは、より広い領域の光触媒微粒子を活性化することができるので、空気の脱臭性能を上げることができる。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to the embodiment of the present invention, the light diffusion plate is disposed between the LED mounting substrate and the photocatalyst sheet. Even if the distance from the photocatalyst sheet is set small, the light diffusion plate can diffuse the light from the LED light source. For this reason, since the light irradiation area | region irradiated to a photocatalyst sheet can ensure large compared with the past, practically sufficient deodorizing performance can be ensured. Thereby, the light from the LED light source is scattered by the light scattering plate, and as shown in FIG. 4, for example, the light intensity is applied to the photocatalyst sheet so as not to exceed a certain value V. Can do. For this reason, since the photocatalyst sheet can activate the photocatalyst fine particles in a wider area, the deodorizing performance of air can be improved.
光触媒微粒子は、すでに述べたようにある一定以上の光強度で飽和する。この飽和を避けるために、光拡散板により拡散した光は光触媒シート上に照射する領域を広げて、飽和するような明るい部分を減らして薄く広く万遍に光を照らす。このようにすることで、光触媒微粒子が飽和しないようにして、光活性化している光触媒微粒子の面積を増やすことができる。したがって、本発明の実施形態の光触媒脱臭装置の脱臭性能を上げることができる。 As already described, the photocatalyst fine particles are saturated at a certain light intensity. In order to avoid this saturation, the light diffused by the light diffusing plate widens the area irradiated on the photocatalyst sheet, reduces bright portions that saturate, and shines light widely and uniformly. By doing so, it is possible to increase the area of the photocatalyst fine particles that are photoactivated by preventing the photocatalyst fine particles from being saturated. Therefore, the deodorizing performance of the photocatalyst deodorizing apparatus according to the embodiment of the present invention can be improved.
本発明の実施形態の光触媒脱臭装置は、一方の面に複数のLED光源が搭載され、通風孔が形成されたLED実装基板と、LED実装基板に平行に配置され、光触媒微粒子を担持したガラス繊維織物を有する光触媒シートとを有し、LED実装基板の通風孔から入る空気が光触媒シートを通過するように構成された光触媒脱臭装置である。この光触媒脱臭装置のLED実装基板と光触媒シートの間には、LED光源の光を拡散する光拡散板が配置されている。 The photocatalyst deodorization apparatus according to the embodiment of the present invention includes an LED mounting substrate on which a plurality of LED light sources are mounted on one surface and formed with ventilation holes, and a glass fiber that is disposed in parallel to the LED mounting substrate and carries photocatalyst fine particles. The photocatalyst sheet which has a textile fabric, and is the photocatalyst deodorizing apparatus comprised so that the air which enters from the ventilation hole of a LED mounting substrate may pass a photocatalyst sheet. A light diffusing plate for diffusing the light from the LED light source is disposed between the LED mounting substrate and the photocatalytic sheet of the photocatalytic deodorizing apparatus.
これにより、LED光源の光は、光拡散板により拡散して光触媒シートに照射することができる。このため、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化が要請されることによりLED実装基板と光触媒シートの間隔を小さくしても、拡散した光は光触媒シートの広い領域を照射して広い領域の光触媒シートの光触媒微粒子を活性化することができる。このため、空気の脱臭性能を確保しながら、光触媒脱臭装置の小型化と薄型化を図ることができる。 Thereby, the light from the LED light source can be diffused by the light diffusing plate and irradiated to the photocatalyst sheet. For this reason, even if the distance between the LED mounting substrate and the photocatalyst sheet is reduced due to the demand for downsizing and thinning of the photocatalyst deodorizing apparatus, the diffused light irradiates a wide area of the photocatalyst sheet and widens the photocatalyst sheet. The photocatalyst fine particles can be activated. For this reason, the photocatalyst deodorization apparatus can be reduced in size and thickness while ensuring the air deodorization performance.
本発明の実施形態の光触媒脱臭装置では、光拡散板は光拡散板用の通風孔を有し、光拡散板用の通風孔は、LED光源の光が照射される光拡散板の領域を外した位置に形成されている。これにより、脱臭しようとする空気は、LED実装基板の通風孔と光拡散板用の通風孔を通じて光触媒シート側にスムーズに通すことができる。光拡散板用の通風孔は、LED光源の光が照射される光拡散板の領域を外した位置に形成されているので、光拡散板は、LED光源の光を拡散する機能を低下させること無く光を拡散することができる。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to the embodiment of the present invention, the light diffusion plate has a ventilation hole for the light diffusion plate, and the ventilation hole for the light diffusion plate outside the region of the light diffusion plate irradiated with the light of the LED light source. It is formed at the position. Thereby, the air to be deodorized can be smoothly passed to the photocatalyst sheet side through the ventilation hole of the LED mounting substrate and the ventilation hole for the light diffusion plate. Since the vent hole for the light diffusing plate is formed at a position excluding the region of the light diffusing plate irradiated with the light from the LED light source, the light diffusing plate reduces the function of diffusing the light from the LED light source. It is possible to diffuse light.
本発明の実施形態の光触媒脱臭装置では、光触媒シートは光触媒シート用の通風孔を有し、光触媒シート用の通風孔は、LED光源の拡散された光が照射される光触媒シートの領域を外した位置に形成されている。これにより、脱臭しようとする空気は、LED実装基板の通風孔と光拡散板用の通風孔と光触媒シート用の通風孔を通じてスムーズに通すことができる。光触媒シート用の通風孔は、LED光源の拡散された光が照射される光触媒シートの領域を外した位置に形成されているので、光触媒シートは、空気を脱臭する機能を低下させること無く脱臭することができる。 In the photocatalyst deodorization apparatus according to the embodiment of the present invention, the photocatalyst sheet has a vent hole for the photocatalyst sheet, and the vent hole for the photocatalyst sheet excludes the region of the photocatalyst sheet irradiated with the diffused light of the LED light source. Formed in position. Thereby, the air to be deodorized can be smoothly passed through the ventilation hole of the LED mounting substrate, the ventilation hole for the light diffusion plate, and the ventilation hole for the photocatalyst sheet. The vent hole for the photocatalyst sheet is formed at a position outside the area of the photocatalyst sheet irradiated with the diffused light of the LED light source, so the photocatalyst sheet deodorizes without deteriorating the function of deodorizing air. be able to.
本発明の実施形態の光触媒脱臭装置では、2枚のLED実装基板が平行に配置され、光触媒シートが各LED実装基板にそれぞれ平行に配置され、各LED実装基板と光触媒シートの間には、光拡散板が配置されている。これにより、2枚のLED実装基板と2枚の光触媒シートを用いることで、空気はさらに効率よく脱臭することができる。 In the photocatalyst deodorizing apparatus according to the embodiment of the present invention, two LED mounting substrates are arranged in parallel, a photocatalytic sheet is arranged in parallel with each LED mounting substrate, and light between each LED mounting substrate and the photocatalytic sheet is light. A diffusion plate is arranged. Thereby, air can be deodorized more efficiently by using two LED mounting substrates and two photocatalyst sheets.
本発明の光触媒脱臭装置の実施形態では、空気(風)を送るための送風手段は特に記載されていないが、特に特殊な送風手段を必要とするものではない。 In the embodiment of the photocatalyst deodorization apparatus of the present invention, the air blowing means for sending air (wind) is not particularly described, but a special air blowing means is not particularly required.
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、各実施形態は一例であり、特許請求の範囲に記載される発明の範囲は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更できるものである。 The present invention has been described with reference to the embodiments. However, each embodiment is an example, and the scope of the invention described in the claims can be variously modified without departing from the scope of the invention. .
例えば、上述した本発明の各実施形態では、各LED実装基板に搭載されるLED光源を構成するLED光源は、2個ずつであるが、これに限らず各LED実装基板には、必要に応じて3個以上のLED光源により構成するようにしても良い。筐体において光触媒シートを配置する枚数は、1枚あるいは2枚に限らず、必要に応じて3枚以上であっても良い。 For example, in each of the embodiments of the present invention described above, there are two LED light sources that constitute the LED light source mounted on each LED mounting substrate, but the present invention is not limited to this, and each LED mounting substrate may be provided as necessary. It may be configured by three or more LED light sources. The number of the photocatalyst sheets disposed in the housing is not limited to one or two, and may be three or more as necessary.
図5に示すLED実装基板用の通風孔13と、光拡散板用の通風孔60と、そして光触媒シート用の通風孔51の各形状と個数および形成位置は、図示例に限らない。図1に示す例では、光触媒脱臭装置1は、冷蔵庫100の庫内の脱臭を行うために冷蔵庫100の庫内に配置されているが、これに限らず本発明の実施形態の光触媒脱臭装置は、冷蔵庫以外の脱臭対象物に対して配置することができる。
The shape, the number, and the formation position of the
1 光触媒脱臭装置
1A 光触媒脱臭装置
2 筐体
11 第1LED実装基板
12 第2LED実装基板
13 LED実装基板用の通風孔
20 LED光源
21 第1光拡散板
22 第2光拡散板
31 第1光触媒シート
32 第2光触媒シート
51 光触媒シート用の通風孔
53 光触媒微粒子
60 光拡散板用の通風孔
90 LED光源の光
L 光照射領域
LL 光照射領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記LED実装基板と前記光触媒シートとの間に、前記LED光源の光を拡散する光拡散板が配置されていることを特徴とする光触媒脱臭装置。 A plurality of LED light sources are mounted on one surface, and an LED mounting substrate in which ventilation holes are formed, and a photocatalytic sheet that is arranged in parallel to the LED mounting substrate and has a glass fiber fabric carrying photocatalyst fine particles, A photocatalyst deodorization device configured to allow air entering from the ventilation holes of the LED mounting substrate to pass through the photocatalyst sheet,
A photocatalyst deodorizing apparatus, wherein a light diffusion plate for diffusing light of the LED light source is disposed between the LED mounting substrate and the photocatalyst sheet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012127919A JP2013252175A (en) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Photocatalytic deodorizing device |
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ID=49950222
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016224177A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus |
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- 2012-06-05 JP JP2012127919A patent/JP2013252175A/en active Pending
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