JP2022078583A - 光触媒装置 - Google Patents

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Toshiyuki Kondo
隆 茂木
Takashi Mogi
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Abstract

【課題】 ファンによる騒音の発生を抑制可能な光触媒装置を提供する。【解決手段】 本発明のファンによる騒音の発生を抑制可能な光触媒装置10において、ハウジング11は、吸気口111及び排気口112を含み、吸気口111及び排気口112間に空気流路が形成されており、且つハウジング11内に風速検知部12、及び光触媒機構13を収容可能であり、風速検知部12は、送風装置が吸気及び排気の少なくとも一方を行うことで発生した風の風速を検知し、光触媒機構13は、光源部131、及び光触媒部材132を含み、光源部131は、実装基板と、前記実装基板上に配置された複数の発光素子とを含み、且つ予め設定した速さ以上の前記風速を検知した場合に光触媒部材132に光を照射する。【選択図】 図1

Description

本発明は、光触媒装置に関する。
空気を除菌・消臭するために、光触媒が内蔵された光触媒装置に関する技術が報告されている(例えば、特許文献1等)。
特開2020-44506号公報
しかしながら、特許文献1等のファンが内蔵されている装置は、ファンによる騒音が発生するという問題がある。
そこで、本発明は、ファンによる騒音の発生を抑制可能な光触媒装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の光触媒装置は、
ハウジング、風速検知部、及び光触媒機構を含み、
前記ハウジングは、吸気口及び排気口を含み、前記吸気口及び前記排気口間に空気流路が形成されており、且つ前記ハウジング内に前記風速検知部、及び前記光触媒機構を収容可能であり、
前記風速検知部は、送風装置が吸気及び排気の少なくとも一方を行うことで発生した風の風速を検知し、
前記光触媒機構は、光源部、及び光触媒部材を含み、
前記光源部は、実装基板と、前記実装基板上に配置された複数の発光素子とを含み、且つ予め設定した速さ以上の前記風速を検知した場合に前記光触媒部材に光を照射する、装置である。
本発明によれば、ファンによる騒音を抑制可能な光触媒装置を提供することができる。
図1(A)は、実施形態1における光触媒装置の斜視図であり、図1(B)は、実施形態1における光触媒装置を横から見た模式図(断面図)である。 図2(A)は、実施形態1における光触媒装置をエアコンに取り付けた時の全体図の一例であり、図2(B)は、図2(A)の上面図及びその断面図と、正面図の一例である。 図3は、電力供給部を含む実施形態1における光触媒装置の模式図である。 図4は、補助送風部を含む実施形態2における光触媒装置を横から見た模式図(断面図)である。 図5は、光触媒装置をエアコンの吸い込み口に取り付けた場合の横から見た模式図(断面図)である。 図6は、実施形態2における光触媒装置を扇風機のモーターカバー部に取り付けた一例を示す模式図である。
本発明において、「除菌」とは、微生物を取り除いて減らすことに限らず、殺菌、抗菌、消毒、滅菌、及び静菌等を含めて、最も広義に解釈されるべきであり、如何なる意味においても限定されない。殺菌とは、微生物を死滅させることを意味する。抗菌とは、微生物の増殖を抑制することを意味する。消毒とは、ヒト等の動植物に対して病原性のある微生物を死滅させたり、病原性のある微生物の能力を減退させることで、無害化させることを意味する。滅菌とは、全ての微生物を死滅させることを意味する。静菌とは、微生物の増殖を阻害あるいは阻止することを意味する。
本発明において、「抗ウイルス」とは、ウイルスの感染力の低下、ウイルスの感染予防、ウイルスの不活性化、及びウイルスの増殖阻止等を含めて、最も広義に解釈されるべきであり、如何なる意味においても限定されない。
本発明において、「消臭」とは、臭気の原因となる物質を分解することに限らず、脱臭、防臭等を含めて、最も広義に解釈されるべきであり、如何なる意味においても限定されない。脱臭とは、臭気の原因となる物質を物理的に取り除くことを意味する。防臭とは、臭気の原因となる物質の発生や発散を防ぐことを意味する。
つぎに、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。なお、以下の図面において、同一部分には、同一符号を付している。各実施形態における説明は、それぞれ、互いを援用できる。さらに、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す部分があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
[実施形態1]
図1(A)は、本実施形態における光触媒装置10の斜視図であり、図1(B)は、本実施形態における光触媒装置10を横から見た模式図(断面図)である。本実施形態の光触媒装置10は、図1に示すように、ハウジング11、風速検知部12、及び光触媒機構13(13a~13d)を含む。光触媒機構13は、光源部131、及び光触媒部材132を含む。さらに、本装置10は、例えば、後述するように、任意の構成として、さらに、取付部14、及び電力供給部15等を含んでもよい。
ハウジング11は、その内部に風速検知部12、及び光触媒機構13を収容可能である。なお、後述するように、光触媒機構13は、少なくとも1つあればよく、複数あってもよい。また、ハウジング11は、2つの開口部を含む(2つの開口部をまとめて、第1開口部ともいう)。前記開口部のうち、後述する送風装置が吸気又は排気の少なくとも一方を行うことで発生した風を吸い込む側の開口部を吸気口111(破線にて示す部分)といい、前記風を吹き出す側の開口部を排気口112(破線にて示す部分)という。図1(B)において、前記風の流れを矢印にて示す。吸気口111及び排気口112は、例えば、図1に示すように、本装置10の前面及び背面を問わず、ハウジング11の一端に吸気口111があり、他端に排気口112があればよく、その数は1つ以上あればよい。さらに、ハウジング11は、図1に示すように、吸気口111及び排気口112間に前記風を含む空気が流れる空気流路(図中、一点鎖線で示す)が形成される。ハウジング11の形状は、特に制限されないが、例えば、平面視において略長方形である。ハウジング11の大きさは、特に制限されず、後述する送風装置の大きさによって適宜設計可能である。具体的に、ハウジング11の大きさは、例えば、送風装置の大きさを1とした場合に、0.3、0.5、0.8、1.0等である。
風速検知部12は、前記送風装置が吸気及び排気の少なくとも一方を行うことで発生した風(以下、送風装置由来の風ともいう)の風速を検知する。具体的には、例えば、市販の風速センサ等を用いることができる。風速検知部12は、例えば、ハウジング11の吸気口111及び排気口112の少なくとも一方に配置されていればよい。ここで、前記送風装置は、特に制限されず、吸気及び排気の少なくとも一方を行うことができる装置であればよい。具体的には、例えば、エアーコンディショナー(エアコン;室外機を含む)、掃除機、ドライヤー、扇風機、換気扇、除湿器、スポットクーラー等がある。
光触媒機構13において、光源部131は、実装基板(図示せず)と、前記実装基板上に配置された複数の発光素子(図示せず)とを含み、且つ予め設定した速さ以上の前記風速を検知した場合に光触媒部材132に光を照射する。光源部131と風速検知部12と電源(例えば、後述の電力供給部15等)とは、例えば、機械的や電気的に接続されている。一方で、例えば、前記予め設定した速度以下の前記速度を検知した場合、光源部131は、前記光照射を行わない。前記発光素子は、特に制限されず、例えば、紫外線LED(light emitting diode)、可視光LED等がある。前記予め設定した速度は、特に制限されず、任意に設定可能であり、例えば、0.5m/S、0.8m/S、1.0m/S等である。
光触媒部材132は、特に制限されず、表面に吸着した空気中の酸素と水分とを光反応によって分解し、反応性の高いスーパーオキサイドアニオンとOHラジカルとを生成するものであればよい。前記スーパーオキサイドアニオン及び前記OHラジカルは、臭気の原因となる物質を分解したり、菌やウイルスを除去したり、カビの発生を抑制することができる。具体的に、光触媒部材132は、例えば、編みこまれたガラス繊維を素材とするシート等がある。前記ガラス繊維には、例えば、光触媒としての酸化チタンが添加されている。前記光触媒としては、酸化チタンの他、例えば、二酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、酸化カドニウム、三酸化タングステン、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等を用いることができる。光触媒部材132は、例えば、メッシュ状に形成されていてもよい。これにより、光触媒部材132の表面積が大きくなる。
光触媒機構13における光源部131及び光触媒部材132の数は、特に制限されず、1つでもよいし、2つ以上あってもよい。複数の光源部131は、例えば、ハウジング11の対向する2面にそれぞれ配置されていてもよい。複数の光源部131は、例えば、図1に示すように、複数の光源部131が前記空気流路(一点鎖線)を介して光触媒部材132を挟むように配置され、光触媒部材132の前記光触媒が添加されている面に対して光を照射してもよい。また、複数の光触媒部材132は、例えば、前記光触媒が添加されていない面同士を向かい合わせて配置してもよいし、密着して配置してもよい。光触媒部材132は、例えば、図1に示すように、複数の光触媒部材132が段状に配置されていてもよい。これにより、光触媒部材132の表面積が大きくなり、且つ前記空気流路を流れる空気の量を増やすことができる。
本装置10は、例えば、前記送風装置由来の風を吸い込み可能なように設置される据え置き型の装置であってもよい。また、本装置10は、取付部14を含む場合、取付部14により、前記送風装置由来の風を吸い込み可能なように前記送風装置に取り付け可能な装置であってもよい。取付部14は、例えば、ハウジング11の外面に設けられ、ハウジング11を前記送風装置に取り付け可能にする。具体的に、取付部14として、例えば、クリップ、磁石、粘着テープ、ねじ等を用いることができる。また、取付部14は、例えば、取付部14に紐やロープなどを通すことによって、前記送風装置由来の風を吸い込み可能なように本装置10を容易にぶら下げることができるものであってもよい。取付部14は、例えば、前記送風装置の内部に本装置10を取り付け可能なものであってもよいし、前記送風装置のハウジングに本装置10を外付け可能なものであってもよい。
図2に、本装置10を前記送風装置としてエアコン20に取り付けた一例を示す。図2に示すエアコン20は、壁埋め込み型のエアコンとして示すが、これに限定されない。図2(A)は、エアコン20に本装置10を取り付けた時の全体図の一例であり、図2(B)は、図2(A)の上面図及びその断面図と、正面図の一例である。図示するように、取付部14は、例えば、ネジ部材141と2枚の板部材142a及び142bとを含む。具体的に、ネジ部材141は、例えば、ボルト等のネジであり、ナット等の係止部材を含んでもよい。板部材142a及び142bは、ネジ部材141と連結し、ネジ部材141の回転により可動する。具体的に、ネジ部141は、例えば、ネジ部材141を一方の方向に回転させることで、板部142aと板部材142bとの幅を狭めるように可動させる。一方で、ネジ部141は、例えば、ネジ部材141を他方の方向に回転させることで、板部142aと板部材142bとの幅を広げるように可動させる。図2において、本装置10は、板部材142a及び142bにより、エアコン20のフィン21を挟み込んで固定することで、エアコン20に取り付けられている。なお、これは一例であり、送風装置への本装置10の取り付け及び取付部14の形状は、これに限定されない。
風速検知部12及び光源部131は、例えば、外部電源からの電力供給を受けて作動してもよい。具体的には、例えば、前記送風装置から電力供給を受けてもよいし、AC(Alternating Current)アダプタを介して商用電源から電力供給を受けてもよい。また、本装置10は、例えば、前述のように、電力供給部15を含んでもよい。図3に、電力供給部15を含む光触媒装置10の一例を示す。図3において、各部を結ぶ配線は省略する。電力供給部15は、風速検知部12及び光源部131に対して電力供給する。具体的に、電力供給部15として、例えば、放電及び充電が可能なバッテリーや乾電池等を用いることができる。
本実施形態によれば、本装置10は、ファンを内蔵することなく、前記送風装置由来の風を吸気口111から吸い込んで、前記風を前記空気流路に通させ、光触媒機構13により前記風を除菌・抗ウイルス・消臭(以下、除菌等という)し、前記除菌等した風を排気口112から吹き出すことができる。すなわち、本装置10は、ファンを内蔵していないため、ファンによる騒音を抑制することができる。また、本装置10は、例えば、前記予め設定した速度以下の風を検知した場合に、光源部131による前記光照射を行わないことで、節電することができる。さらに、本装置10は、ファンを内蔵しないことで、小型化可能である。これにより、例えば、据え置き型の空気清浄機や脱臭機等のように、部屋にこれらを置くスペースを確保する必要なく、エアコンの吹き出し口等に本装置10を取り付けることが可能である。
[実施形態2]
前記送風装置由来の風の強さを増大させる形態の光触媒装置10について説明する。
本実施形態の光触媒装置10は、図4に示すように、前記実施形態1記載の光触媒装置10に加えて、さらに、補助送風部16を含む。図4は、本装置10を横から見た模式図(断面図)である。図4において、矢印は、風の流れを示す。
本実施形態において、ハウジング11は、さらに、その内部に補助送風部16を収容可能である。また、ハウジング11は、例えば、図4(B)に示すように、補助送風部16が風を吸い込むため若しくは吹き出すための開口部を備えていてもよい(第2開口部ともいう)。
補助送風部16は、前記検知した風速が前記予め設定した速さ以下の場合に、前記風を送風するように作動する。具体的に、補助送風部16は、例えば、ファン等を用いることができる。補助送風部16は、例えば、図4(A)に示すように、排気口112側に配置されていてもよいし、図4(B)に示すように、吸気口111側に配置されていてもよい。これにより、前記送風装置由来の風を効率的に吸い込むこと若しくは吹き出すことができ、且つ前記風の強さ(風速)を増大させることができる。補助送風部16は、例えば、前記外部電源から電力供給を受けてもよいし、電力供給部15から電力供給を受けてもよい。
本実施形態において、風速検知部12は、補助送風部16により風速が増大した前記風の風速を検知する。
図4(A)は、本装置10から吹き出される前記風の流れをL字型にした場合の一例を示す図であり、補助送風部16が作動していない状態の一例を上図に示し、補助送風部16が作動している状態の一例を下図に示す。図4(A)上図に示すように、補助送風部16が作動していない状態では、本装置10から吹き出される前記風は、例えば、第1経路(経路中に補助送風部16が含まれない経路)の一方向に流れる。一方で、図4(A)下図に示すように、補助送風部16が作動している状態では、本装置10から吹き出される前記風は、例えば、前記第1経路に加えて、さらに、回転する補助送風部16により第2経路(経路中に補助送風部16が含まれる経路)に吸い込まれることで、前記第1経路及び前記第2経路の二方向に流れる。なお、補助送風部16の回転方向は、特に制限されない。このように、排気口112側に補助送風部16を配置することで、吸気口111側から吸い込まれる前記送風装置由来の風の強さをより増大させることができる。また、排気口112側に補助送風部16を配置して二方向に前記風を流すことで、本装置10を介して前記送風装置由来の風を幅広い範囲に吹き出すことができる。
図4(B)は、本装置10から吹き出される前記風の流れを直線にした場合の一例を示す図であり、補助送風部16が作動していない状態の一例を上図に示し、補助送風部16が作動している状態の一例を下図に示す。図4(B)上図に示すように、補助送風部16が作動していない状態では、本装置10が吸い込む前記風は、例えば、第1経路(経路中に補助送風部16が含まれない経路)の一方向から流れてくる。一方で、図4(B)下図に示すように、補助送風部16が作動している状態では、本装置10が吸い込む前記風は、例えば、前記第1経路に加えて、さらに、回転する補助送風部16により第2経路(経路中に補助送風部16が含まれる経路)に吸い込まれることで、前記第1経路及び前記第2経路の二方向から流れてくる。なお、補助送風部16の回転方向は、特に制限されない。このように、吸気口111側に補助送風部16を配置することで、前記送風装置由来の風の強さをより増大させることができる。
本実施形態によれば、前記検知した風速が前記予め設定した速さ以下の場合のみにファンを作動させて、風の強さを増大させることができる。このため、本実施形態によれば、前記送風装置由来の風が微弱のものであっても、補助送風部16により風速を増大させることで、風速検知部12が、前記風を検知することができる。また、前記検知した風速が前記予め設定した速さ以上の場合にはファンが作動しないので、ファンによる騒音を抑制することができる。
[実施形態3]
本発明を各種送風装置に適用した一例について説明する。
図2は、本装置10をエアコン20の吹き出し口に取り付けた一例を示す図である。エアコン20の吹き出し口に対する本装置10の設置場所は、特に制限されないが、例えば、図2に示すように、エアコン20の吹き出し口の中央部を含むように配置される。本装置10をエアコン20の吹き出し口に取り付けることで、エアコン20によって温度が調整され且つ除菌等された風を室内に吹き出すことができる。
図5は、本装置10をエアコン20の吸い込み口に取り付けた場合の横から見た模式図(断面図)である。なお、図5において、エアコン20は、その上部(天井側)に空気を吸い込む、吸い込み口(図示せず)が設けられている家庭用のエアコンとして示すが、これに限定されない。本装置10は、例えば、図5(A)に示すように、本装置10の前記第1開口部(吸気口111及び排気口112のいずれか一方)とエアコン20の上部にある空気の吸い込み口(図示せず)とが接するように、配置してもよい。すなわち、エアコン20の上部に、本装置10を長手方向に立たせて配置してもよい。一方で、本装置10は、例えば、図5(B)に示すように、本装置10の前記第1開口部(吸気口111及び排気口112のいずれか一方)が、エアコン20の上部と接することなく、配置してもよい。具体的には、例えば、エアコン20の前記吸い込み口を覆うことなく、エアコン20の上部と本装置10のハウジング11が長手方向に接するように配置してもよい。この場合、本装置10は、例えば、さらに、本装置10から吹き出される風をエアコン20の前記吸い込み口に誘導する誘導部材17を含んでもよい。これらにより、エアコン20は、本装置10を介して、前記吸い込み口から前記風を取り込むことができる。そして、本装置10をエアコン20の吹き出し口に取り付けた場合と同様に、エアコン20は、エアコン20によって温度が調整され且つ除菌等された風を室内に吹き出すことができる。また、本装置10をエアコン20の前記吸い込み口に取り付けることで、エアコン20の内部を除菌等することができる。
本装置10は、例えば、掃除機の吸い込み部や本体の内部に取り付けられていてもよい。これにより、掃除機内を除菌等することができる。また、掃除機から吹き出される空気も除菌等された空気であるから、人体やその他動物にとって害のないものになる。前記本体の吹き出し口に本装置10を取り付けた場合も同様の効果が得られる。同様にして、本装置10は、例えば、ドライヤー本体内、ドライヤーの吹き出し口、扇風機の空気取り込み口(吸い込み口)、扇風機の吹き出し口、換気扇の空気取り込み口(吸い込み口)、換気扇の吹き出し口等の各種送風装置の内部、吸い込み口、及び吹き出し口に取り付けられてもよい。これにより、各種送風装置内を除菌等することができる。また、各送風装置から吹き出される空気も除菌等された空気であるから、人体やその他動物にとって害のないものになる。特に、各種送風装置内に本装置10を取り付けることで、光源部131以外の光が光触媒部材132にあたることを抑制することができるため、光触媒部材132に光源部131の光を効率的に照射することができる。したがって、光触媒による除菌等の効果が増大する。
図6は、本装置10を扇風機30のモーターカバー部31に取り付けた一例を示す模式図である。図6の扇風機30において、モーターカバー部31以外の構成は、省略する。具体的に、図6(A)は、扇風機30のモーターカバー部31に取り付けた本装置10を背面方向からみた斜視図であり、図6(B)は、図6(A)の正面図(断面図)である。なお、図6において、本装置10は、モーターカバー部31の正面方向に取り付けられているが、これに限定されず、背面方向に取り付けられてもよい。本装置10を扇風機30に取り付ける形態の場合、図6に示すように、取付部14の板部材142a及び142bは、例えば、それぞれ円弧状に湾曲している。そして、板部材142a及び142bと連結しているネジ部材141の回転により、板部材142a及び142bが稼動し、モーターカバー部31の周囲(円周)を挟み込んで固定する。なお、板部材142a及び142bの長さは、特に制限されず、例えば、板部材142a及び142bでモーターカバー部31を挟み込んだ場合に、モーターカバー部31の半円以上を挟み込める長さであってもよい。扇風機30は、正面方向に、モーターカバー部31に内蔵しているモーターと連動する羽根部が設置されている。前記羽根部は、前記モーターの稼動により回転し、背面方向から空気を取り込み、正面方向に風として前記空気を吹き出す。前記背面方向から取り込まれた前記空気は、本装置10を通過した風を含むものであるから、前述のように、除菌等がされた空気を含む。そして、前記除菌等がされた空気を正面方向に吹き出すことで、前述したように、扇風機30内部(前記羽根部等)を除菌等したり、除菌等された風を室内に吹き出したりすることができる。なお、これは一例であって、扇風機30への本装置10の取り付け及び取付部14の形状は、これに限定されない。図2に示した取付部14の形状と同様の形状である取付部14を含む本装置10であっても、例えば、扇風機30の吹き出し口、すなわち、前記羽根部を覆う前ガードや後ガードの少なくとも一方の線状部材を、板部材142a及び142bで挟み込むことで固定することができる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
本発明によれば、ファンによる騒音の発生を抑制可能な光触媒装置を提供することができる。本発明は、例えば、光触媒を用いた除菌等を行う場合において有用である。
10 光触媒装置
11 ハウジング
111 吸気口
112 排気口
12 風速検知部
13 光触媒機構
131 光源部
132 光触媒部材
14 取付部
141 ネジ部材
142a、142b 板部材
15 電力供給部
16 補助送風部
17 誘導部材
20 エアコン
30 扇風機
31 モーターカバー部

Claims (6)

  1. ハウジング、風速検知部、及び光触媒機構を含み、
    前記ハウジングは、吸気口及び排気口を含み、前記吸気口及び前記排気口間に空気流路が形成されており、且つ前記ハウジング内に前記風速検知部、及び前記光触媒機構を収容可能であり、
    前記風速検知部は、送風装置が吸気及び排気の少なくとも一方を行うことで発生した風の風速を検知し、
    前記光触媒機構は、光源部、及び光触媒部材を含み、
    前記光源部は、実装基板と、前記実装基板上に配置された複数の発光素子とを含み、且つ予め設定した速さ以上の前記風速を検知した場合に前記光触媒部材に光を照射する、光触媒装置。
  2. 前記光源部、及び前記光触媒部材は、複数あり、
    複数の前記光源部は、前記空気流路を介して前記光触媒部材を挟むように配置され、前記光触媒部材の光触媒が添加されている面に対して光を照射し、
    複数の前記光触媒部材は、光触媒が添加されていない面同士を向かい合わせて配置される、請求項1記載の光触媒装置。
  3. さらに、取付部を含み、
    前記取付部は、前記ハウジングの外面に設けられ、前記ハウジングを前記送風装置に取り付け可能する、請求項1又は2記載の光触媒装置。
  4. 前記風速検知部及び前記光源部は、外部電源からの電力供給を受け作動する、請求項1から3のいずれか一項に記載の光触媒装置。
  5. さらに、電力供給部を含み、
    前記電力供給部は、前記風速検知部及び前記光源部に対し、電力供給し、
    前記風速検知部及び前記光源部は、前記電力供給部からの電力供給を受け作動する、請求項1から4のいずれか一項に記載の光触媒装置。
  6. さらに、補助送風部を含み、
    前記ハウジングは、さらに、前記補助送風部を収容可能であり、
    前記補助送風部は、前記検知した風速が前記予め設定した速さ以下の場合に、前記風を送風するように作動する、請求項1から5のいずれか一項に記載の光触媒装置。
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