JP2022071233A - 空気清浄機及び空気洗浄構造 - Google Patents

Abstract

【課題】光触媒フィルタと紫外線照射ランプとの距離を近接させて光触媒の清浄効果を高めると共に、空気の通流を円滑に行うことができる空気清浄機を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る空気清浄機１０は、空気流入ユニット２０側と空気排出ユニット３０を有する空気清浄ユニット４０と、空気清浄ユニット４０内の空気流入ユニット２０と空気排出ユニット３０との間に配置され、空気流入ユニット２０側から空気排出ユニット３０側に向けて空気が通流する通風路５２と、通風路５２内の空気の通流方向Ｆに対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプ７３と、紫外線照射ランプ７３の空気流入ユニット２０側又は空気排出ユニット３０側に、空気の通流方向Ｆに対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、空気清浄ユニット４０内に流入した空気が通過する通過孔６２を有すると共に、光触媒を担持した光触媒フィルタ６０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、光触媒作用により空気中のウィルスなどを殺菌可能な空気清浄機及び空気洗浄機構造に関する。

従来から空気清浄機として多種多様なものが提案されている。そのうち、光触媒を利用してウィルス、アレルゲン、タバコの煙、ハウスダスト、花粉等を分解する空気清浄化機能を有する空気清浄機が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。このような光触媒を用いた空気清浄機は、多数の空気通過孔を有する板状基材に酸化チタン等の光触媒を担持させた光触媒フィルタを通風路内に配置し、光触媒フィルタに紫外線を照射する構造を有している。空気が光触媒フィルタに触れると、紫外線で励起された光触媒により空気中の有害物が分解され、空気が清浄されることは周知である。

特開２０１７－１４８４８４号公報 特開２０１６－１２８１５４号公報

しかしながら、上述したような空気清浄機にあっては、次のような問題があった。すなわち、光触媒の作用は紫外線照射ランプとの距離を近づけるほど大きくなるが、配置によっては空気の通流が阻害されたり、部分的に紫外線照射ランプとの距離が離れたりする等して、光触媒による空気清浄作用を十分に発揮させることができなかった。

例えば、空気の通流方向に直交する向きに光触媒フィルタを配置すると紫外線照射ランプとの距離が不均一となり、紫外線照射ランプから遠い位置における光触媒の励起が不十分となる。逆に紫外線照射ランプの周囲に光触媒フィルタを筒状に配置して均一に光触媒を励起しようとすると、空気の通流量を十分に確保できない等の問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光触媒フィルタと紫外線照射ランプとの距離を近接させて光触媒の清浄効果を高めると共に、空気の通流を円滑に行うことができる空気清浄機及び空気清浄構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る空気清浄機は、一方に空気流入部と他方に空気排出部を有する筐体と、前記筐体内の前記空気流入部と前記空気排出部との間に配置され、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流する通風路と、前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記筐体内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備えている。

本発明の一態様に係る空気清浄構造は、一方に空気流入部と他方に空気排出部を有し、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流する通風路と、前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記通風路内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備えている。

本発明によれば、光触媒フィルタと紫外線照射ランプとの距離を近接させて光触媒の清浄効果を高めると共に、空気の通流を円滑に行うことができる空気清浄機及び空気清浄構を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気清浄機をランプ支持ユニット７０及び開閉蓋８０を開いた状態で示す斜視図である。 同空気清浄機の左側面を示す側面図である。 同空気清浄機を模式的に示す縦断面図である。 同空気清浄機に組み込まれた光触媒フィルタを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る空気清浄構造を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１には、本発明の第１実施形態に係る空気清浄機１０についてランプ支持ユニット７０及び開閉蓋８０を開いた状態で示し、図２には空気清浄機１０の左側面を示し、図３には空気清浄機１０の内部構造を模式的に示し説明する。なお、図４は空気清浄機１０に組み込まれた光触媒フィルタを示している。これらの図中矢印Ｆは空気の通流方向を示している。

空気清浄機１０は、室内の床面上等に移動可能に設置される。空気清浄機１０は、空気流入ユニット２０と、空気排出ユニット３０と、これら空気流入ユニット２０及び空気排出ユニット３０との間に配置された空気清浄ユニット４０を備えている。空気流入ユニット２０、空気排出ユニット３０、空気清浄ユニット４０によって筐体が形成されている。

空気流入ユニット２０は、箱状のユニット本体２１と、このユニット本体２１の前面壁２１ａに設けられた空気流入開口部２２と、ユニット本体２１の背面壁２１ｂに設けられた空気流入開口部２３を備えている。

空気排出ユニット３０は、箱状のユニット本体３１と、このユニット本体３１の上面壁３１ａに設けられた空気排出ファン３２と、制御ユニット３３を備えている。空気排出ファン３２は、後述する通風路５１内の空気の流速を７～９ｍ／ｓ程度に制御している。

空気清浄ユニット４０は、箱状の筐体本体５０を備えている。筐体本体５０は、前面壁５０ａ、背面壁５０ｂ、左側壁５０ｃ、右側壁５０ｄを備えている。筐体本体５０の前面壁５０ａに回動自在に取り付けられたランプ支持ユニット７０及び開閉蓋８０を備えている。

筐体本体５０の内部には、図２中上下方向に通風路５１が形成されている。通風路５１内部には金属製の支持板５２がその面を上下方向にして配置されている。支持板５２は光反射面となっている。支持板５２には、着脱自在に８枚の光触媒フィルタ（光触媒担持板体）６０が配置されている。光触媒フィルタ６０は、空気の通流方向Ｆに対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置されている。空気の通流方向Ｆに対し４０°未満であると、光触媒フィルタ６０の空気の通流方向Ｆの寸法が大きくなり、通風路５１の図１中上下方向の寸法が大きくなる。さらに、空気の通流方向Ｆに対し６５°を超えると、光触媒フィルタ６０の両端部（図２中左右方向）が紫外線照射ランプ７３から遠くなり、光触媒が十分に励起されない虞がある。

さらに、光触媒フィルタ６０は図３中上側から２枚ずつ１組（空気流入ユニット２０側と空気排出ユニット３０側にそれぞれ１枚）になって形成され、後述する紫外線照射ランプ７３を挟んで配置されている。一対の光触媒フィルタ６０の図３中左側端部側同士は近接して支持板５２にネジ５３によって止めつけられている。一対の光触媒フィルタ６０相互の角度は５０～１００°の範囲で設置されている。この角度範囲は６０～９０°程度がより好ましい。このような一対の光触媒フィルタ６０が空気の通流方向Ｆに沿って上下方向に４組設けられている。

光触媒フィルタ６０は、アルミ等の金属板６１に間欠的に切れ目が形成され、切れ目を開拡して通過孔６２が形成されたものに、酸化チタン等の光触媒が塗布されて形成されている。アルミ等の金属板６１に代えて、酸化チタン材の金属板を用い、光触媒の塗布を省略してもよい。

ランプ支持ユニット７０は、フレーム７１と、このフレーム７１に上述した支持板５２に対向された配置されたランプ支持板７２と、このランプ支持板７２に取り付けられた直管状の紫外線照射ランプ７３を備えている。ランプ支持板７２は光反射面（鏡面又は乱反射面）が形成されている。紫外線照射ランプ７３は、上述した一対の光触媒フィルタ６０の中間位置に配置されており、ネジ５３との間が約５０ｍｍに設定されている。

このように構成された空気清浄機１０は、制御ユニット３３を操作して電源ＯＮとすることにより、空気排出ファン３２が動作する。この空気排出ファン３２の動作により、空気流入ユニット２０の空気流入開口部２２から浄化前の空気が取り入れられる。一方、紫外線照射ランプ７３が点灯し、光触媒フィルタ６０に担持された光触媒が励起される。

光触媒フィルタ６０の通過孔６２は、空気の通流方向Ｆに対し、４０～６５°の角度範囲で傾けて配置されていることから、通流を大幅な抵抗とはならず、十分な空気量を通過させることができる。また、光触媒フィルタ６０と紫外線照射ランプ７３との距離を十分に近づけた状態で配置することができるため、紫外線照射ランプ７３からの紫外線による光触媒の励起を効率よく行うことができる。なお、支持板５２及びランプ支持板７２はいずれも光反射面が形成されているため、紫外線照射ランプ７３から照射された紫外線は効率よく光触媒フィルタ６０に照射される。

空気流入ユニット２０から取り込まれた空気は、筐体本体５０内に取り込まれ、通風路５１を通過する。この時、光触媒フィルタ６０の通過孔６２を通過し、紫外線で励起された光触媒により空気中の有害物が分解され、空気が清浄される。そして、空気排出ユニット３０から外部に排出される。

上述したように空気清浄機１０によれば、光触媒フィルタ６０と紫外線照射ランプ７３との距離を近接させて光触媒の清浄効果を高めると共に、空気の通流を円滑に行うことが可能となり、空気清浄機能を高めることができる。

なお、上述した光触媒フィルタ６０は、１枚の光触媒フィルタ６０を個々に設置するようにしているが、例えば、１枚の光触媒フィルタ６０を中央で２つ折りにして２枚分として設置してもよい。さらに、３つ折り、４つ折り等、ベンディングマシーンの性能に応じて複数枚数の光触媒フィルタ６０を折曲加工して設置するようにしてもよい。この場合、１組の光触媒フィルタ６０の挟角が狭い場合は２つ折り、挟角が広い場合は４つ折りにする等の調整が必要となる。

また、上述した紫外線照射ランプ７３は、上述した一対の光触媒フィルタ６０の中間位置に配置されているが、その位置に加え、隣接する一対の光触媒フィルタ６０の中間位置に配置しても良い。この場合、紫外線照射ランプ７３による紫外線光の照射量が増え、光触媒による空気の清浄効果は高まる。

＜第２実施形態＞
図５に、本発明の第２実施形態に係る空気清浄構造１００を示し説明する。図５において、図１～図４と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、図５中Ｒは居室、Ｗは壁内を示している。

空気清浄構造１００は、居室Ｒの壁内Ｗに設けられた構造である。空気清浄構造１００は、建築物等の空調設備（冷暖房及び換気）に設置できるものである。

空気清浄構造１００は、居室Ｒの壁内Ｗに設けられた通風路１１０を有している。通風路１１０には、空調設備１２０が設けられている。

通風路１１０内には、支持板５２がその面を上下方向にして配置されている。支持板５２は光反射面となっている。支持板５２には、着脱自在に８枚の光触媒フィルタ６０が配置されている。光触媒フィルタ６０は、空気の通流方向Ｆに対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置されている。

さらに、光触媒フィルタ６０は図３中上側から２枚ずつ１組（空気流入ユニット２０側と空気排出ユニット３０側にそれぞれ１枚）になって形成され、後述する紫外線照射ランプ７３を挟んで配置されている。一対の光触媒フィルタ６０相互の角度は５０～１００°の範囲で設置されている。この角度範囲は６０～９０°程度がより好ましい。このような一対の光触媒フィルタ６０が空気の通流方向Ｆに沿って上下方向に４組設けられている。

光触媒フィルタ６０は、アルミ等の金属板６１に間欠的に切れ目が形成され、切れ目を開拡して通過孔６２が形成されたものに、酸化チタン等の光触媒が塗布されて形成されている。

ランプ支持ユニット７０は、フレーム７１と、このフレーム７１に上述した支持板５２に対向された配置されたランプ支持板７２と、このランプ支持板７２に取り付けられた直管状の紫外線照射ランプ７３を備えている。ランプ支持板７２は光反射面が形成されている。紫外線照射ランプ７３は、上述した一対の光触媒フィルタ６０の中間位置に配置されており、ネジ５３との間が約５０ｍｍに設定されている。

このように構成された空気清浄構造１００においては、制御ユニット（不図示）を操作して電源ＯＮとすることにより、紫外線照射ランプ７３が点灯し、光触媒フィルタ６０に担持された光触媒が励起される。なお、空気の通流は空調設備１２０の動作に連動する。

光触媒フィルタ６０の通過孔６２は、空気の通流方向Ｆに対し、４０～６５°の角度範囲で傾けて配置されていることから、通流を大幅な抵抗とはならず、十分な空気量を通過させることができる。また、光触媒フィルタ６０と紫外線照射ランプ７３との距離を十分に近づけた状態で配置することができるため、紫外線照射ランプ７３からの紫外線による光触媒の励起を効率よく行うことができる。なお、支持板５２及びランプ支持板７２はいずれも光反射面が形成されているため、紫外線照射ランプ７３から照射された紫外線は効率よく光触媒フィルタ６０に照射される。

通風路１１０内を流れる空気は、光触媒フィルタ６０の通過孔６２を通過し、紫外線で励起された光触媒により空気中の有害物が分解され、空気が清浄される。そして、外部に排出され、空調設備１２０によって空気調和された後に外部に排出される。

上述したように空気清浄構造１００においても、光触媒フィルタ６０と紫外線照射ランプ７３との距離を近接させて光触媒の清浄効果を高めると共に、空気の通流を円滑に行うことが可能となり、空気清浄機能を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。例えば、ファンによって強制的に空気を通流させていたが、ファンを省略して自然対流によって空気を対流させてもよい。さらに、図５においては壁内Ｗ内に空気清浄構造１００を設置したが、天井裏、床下、別室等、居室Ｒ以外に設置するようにしても良い。

１０…空気清浄機、２０…空気流入ユニット、２１…ユニット本体、２１ａ…前面壁、２１ｂ…背面壁、２２…空気流入開口部、２３…空気流入開口部、３０…空気排出ユニット、３１…ユニット本体、３１ａ…上面壁、３２…空気排出ファン、３３…制御ユニット、４０…空気清浄ユニット、５０…筐体本体、５１…通風路、５２…支持板、５３…ネジ、６０…光触媒フィルタ（光触媒担持板体）、６１…金属板、６２…通過孔、７０…ランプ支持ユニット、７１…フレーム、７２…ランプ支持板、７３…紫外線照射ランプ、８０…開閉蓋、１００…空気清浄構造、１１０…通風路、１２０…空調設備。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る空気清浄機は、一方に空気流入部と他方に空気排出部を有する筐体と、前記筐体内の前記空気流入部と前記空気排出部との間に配置され、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流すると共に内部に光反射面が形成された通風路と、前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記筐体内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備え、前記空気流入部から前記空気排出部へと前記空気を通流させるファンを備え、前記光触媒担持板体は、間欠的に切れ目が形成された金属板を基体とし、前記切れ目を開拡して前記通過孔が形成されると共に、前記紫外線照射ランプを挟んで前記空気流入部側と前記空気排出部側にそれぞれ１枚ずつ配置され、これら一対の光触媒担持板体の一方の端部側同士は近接して配置され、前記筐体は、前記空気の通流方向に沿った回動軸によって、前記一対の光触媒担持体の他方の端部側に配置されて回動すると共に、前記紫外線照射ランプを支持すると共に、前記紫外線照射ランプ側の面に光反射面が形成されたランプ支持板を備えている。

本発明の一態様に係る空気清浄構造は、一方に空気流入部と他方に空気排出部を有し、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流すると共に内部に光反射面が形成された通風路と、前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記通風路内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備え、前記空気流入部から前記空気排出部へと前記空気を通流させるファンを備え、前記光触媒担持板体は、間欠的に切れ目が形成された金属板を基体とし、前記切れ目を開拡して前記通過孔が形成されると共に、前記紫外線照射ランプを挟んで前記空気流入部側と前記空気排出部側にそれぞれ１枚ずつ配置され、これら一対の光触媒担持板体の一方の端部側同士は近接して配置され、前記筐体は、前記空気の通流方向に沿った回動軸によって、前記一対の光触媒担持体の他方の端部側に配置されて回動すると共に、前記紫外線照射ランプを支持すると共に、前記紫外線照射ランプ側の面に光反射面が形成されたランプ支持板を備えている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。例えば、ファンによって強制的に空気を通流させていたが、ファンを省略して自然対流によって空気を対流させてもよい。さらに、図５においては壁内Ｗ内に空気清浄構造１００を設置したが、天井裏、床下、別室等、居室Ｒ以外に設置するようにしても良い。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］一方に空気流入部と他方に空気排出部を有する筐体と、
前記筐体内の前記空気流入部と前記空気排出部との間に配置され、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流する通風路と、
前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、
この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記筐体内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備えている空気清浄機。
［２］前記空気流入部から前記空気排出部へと前記空気を通流させるファンを備えている［１］に記載の空気清浄機。
［３］前記光触媒担持板体は、間欠的に切れ目が形成された金属板を基体とし、前記切れ目を開拡して前記通過孔が形成されているものである［１］に記載の空気清浄機。
［４］前記通風路の内部は、光反射面が形成されている［１］に記載の空気清浄機。
［５］前記光触媒担持板体は、前記紫外線照射ランプを挟んで前記空気流入部側と前記空気排出部側にそれぞれ１枚ずつ配置され、これら一対の光触媒担持板体の一方の端部側同士は近接して配置されている［１］に記載の空気清浄機。
［６］前記筐体は、前記空気の通流方向に沿った回動軸によって、前記一対の光触媒担持体の他方の端部側に配置されて回動すると共に、前記紫外線照射ランプを支持するランプ支持体を備えている［５］に記載の空気清浄機。
［７］一方に空気流入部と他方に空気排出部を有し、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流する通風路と、
前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、
この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記通風路内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備えている空気清浄構造。

Claims (7)

1. 一方に空気流入部と他方に空気排出部を有する筐体と、
   前記筐体内の前記空気流入部と前記空気排出部との間に配置され、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流する通風路と、
   前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、
   この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記筐体内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備えている空気清浄機。
2. 前記空気流入部から前記空気排出部へと前記空気を通流させるファンを備えている請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記光触媒担持板体は、間欠的に切れ目が形成された金属板を基体とし、前記切れ目を開拡して前記通過孔が形成されているものである請求項１に記載の空気清浄機。
4. 前記通風路の内部は、光反射面が形成されている請求項１に記載の空気清浄機。
5. 前記光触媒担持板体は、前記紫外線照射ランプを挟んで前記空気流入部側と前記空気排出部側にそれぞれ１枚ずつ配置され、これら一対の光触媒担持板体の一方の端部側同士は近接して配置されている請求項１に記載の空気清浄機。
6. 前記筐体は、前記空気の通流方向に沿った回動軸によって、前記一対の光触媒担持体の他方の端部側に配置されて回動すると共に、前記紫外線照射ランプを支持するランプ支持体を備えている請求項５に記載の空気清浄機。
7. 一方に空気流入部と他方に空気排出部を有し、前記空気流入部から前記空気排出部に向けて空気が通流する通風路と、
   前記通風路内の前記空気の通流方向に対して直交する向きに配置された直管型の紫外線照射ランプと、
   この紫外線照射ランプの前記空気流入部側又は前記空気排出部側に、前記空気の通流方向に対して４０～６５°の角度範囲で傾けて配置され、前記通風路内に流入した空気が通過する通過孔を有すると共に、光触媒を担持した一対の光触媒担持板体とを備えている空気清浄構造。

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