JP2022099515A

JP2022099515A - 光触媒装置

Info

Publication number: JP2022099515A
Application number: JP2020213319A
Authority: JP
Inventors: 潤一染井; Junichi Somei
Original assignee: Kaltech Co Ltd
Current assignee: Kaltech Co Ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-07-05
Also published as: WO2022137717A1

Abstract

【課題】ウイルスや細菌やニオイの粒子やホコリなどの少なくともいずれかを除去する能力を向上させるための技術を提供する。【解決手段】光触媒１１２と、光触媒１１２に空気を流すためのファン１２０と、光触媒１１２よりも風上に配置されるイオン発生装置１３０と、を備える光触媒装置１００が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、光触媒装置の技術に関する。

従前より、空気の除菌や脱臭などを行うための光触媒装置が知られている。たとえば、特開２０１４－２１９１３０号公報（特許文献１）には、光触媒を利用した冷蔵庫が開示されている。特開２０１４－２１９１３０号公報（特許文献１）によると、冷気通路を構成する背面パネルの貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した触媒基台を取り付け、触媒基台に向けて光を照射するように冷気通路を構成する内箱内面に発光ダイオードを設けた。背面パネルの一部に触媒基台を設け、内箱に設けた発光ダイオードによって光触媒を励起するようにしたので、触媒基台の大きさが任意に設定でき十分な触媒面積を確保することができる。このため、容積の大きい貯蔵室の臭気成分を効果的に脱臭したり、除菌することが可能となる。更には、光触媒の触媒作用によって発生する二酸化炭素によって貯蔵室の酸素濃度を低減することができるので、野菜類の呼吸作用を抑制して野菜類を新鮮な状態で長く保管することができるという効果も奏するようになる。

特開２０１４－２１９１３０号公報

本発明の目的は、ウイルスや細菌やニオイの粒子やホコリなどの少なくともいずれかを除去する能力を向上させるための技術を提供することにある。

本発明の一態様に従うと、光触媒と、光触媒に空気を流すためのファンと、光触媒よりも風上に配置されるイオン発生装置と、を備える光触媒装置が提供される。

以上のように、本発明によれば、ウイルスや細菌やニオイの粒子やホコリなどの少なくともいずれかを除去する能力を向上させるための技術が提供される。

第１の実施の形態にかかる光触媒装置の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方斜視図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図、すなわち図１におけるＡ－Ａ断面図である。第２の実施の形態にかかる光触媒装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図、すなわち図１におけるＡ－Ａ断面図である。第３の実施の形態にかかる光触媒装置の構成を示すブロック図である。第３の実施の形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方斜視図である。第３の実施の形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方斜視図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方斜視図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方斜視図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方断面図である。別の利用形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。第４の実施の形態にかかる光触媒装置の構成を示すブロック図である。第４の実施の形態にかかる光触媒装置の内部を示す側面断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
［第１の実施の形態］

図１を参照して、本実施の形態にかかる光触媒装置１００は、筐体１０１の内部に、光触媒シート１１２と、ＬＥＤライト１４２と、イオン発生装置１３０と、ファン１２０と、を搭載する。

そして、特に本実施の形態においては、吸い込み口１０２から順に、ファン１２０と、イオン発生装置１３０と、光触媒シート１１２およびＬＥＤライト１４２と、吹き出し口１０３が配置される。ファン１２０とイオン発生装置１３０とＬＥＤライト１４２は、制御部１５０によって制御される。これによって、吸い込み口１０２から吸入された空気は、ファン１２０を通ってから、イオン発生装置１３０で発生したイオンやオゾンなどが供給される。その結果、イオンが付着したり帯電したりしたニオイの粒子やホコリや細菌やウイルスなどが光触媒シート１１２に付着しやすくなり、光触媒によってそれらが分解されやすくなる。また、イオン発生装置１３０で発生したオゾンによってもウイルスなどを不活性しやすくしながら、光触媒シート１１２によってオゾンを分解することができるため、吹き出し口１０３から排出されるオゾンの量を低減することもできる。つまり、オゾンの排出量を抑制しながら、除菌効果および脱臭効果を向上させることができる。

たとえば、一例として、図２および図３を参照して、本実施の形態にかかる光触媒装置１００は、壁に掛けられるように構成されている。光触媒装置１００の筐体１０１は、前後方向に薄型に構成されている。筐体１０１は、正面視において、略正方形に構成される。筐体１０１の下部には吸い込み口１０２が形成される。筐体１０１の上部には吹き出し口１０３が形成される。筐体１０１の正面には、正面パネル１０９が取り付けられる。

本実施の形態にかかる光触媒装置１００は、主な構成部品として、光触媒ユニット１１０と、ファン１２０と、イオン発生装置１３０と、ライトユニット１４０とを含み、それらが筐体１０１に内包されている。

ファン１２０は、筐体１０１の下部の吸い込み口１０２の近傍に配置される。ファン１２０と吸い込み口１０２の間には、フィルタ１２９が着脱可能に取り付けられる。これによって、ファン１２０にゴミなどが吸い込まれる可能性を低減している。

ファン１２０は、フィルタ１２９を介して、前下方から空気を吸い込んで、後上方から噴き出す。本実施の形態においては、フィルタ１２９の後上方には、遮光板１０３１が設けられる。これによって、ファン１２０からの空気をスムーズに光触媒シート１１２の方に送りつつ、ＬＥＤライト１４２，１４２・・・からの光が吸い込み口１０２から漏れることを防止している。

本実施の形態においては、ファン１２０は、クロスフローファンであって、モータ１２１と回転軸１２２と複数の羽１２３，１２３・・・とを備える。

ファン１２０の上方、換言すれば、筐体１０１の上下略中央部分には、光触媒ユニット１１０と、ＬＥＤライト１４２，１４２・・・とが、互いに向き合って配置される。ファン１２０から送られる空気は、光触媒ユニット１１０とＬＥＤライト１４２，１４２・・・の間を通って、上方へと流れていく。

より詳細には、光触媒ユニット１１０は、ケース１１１と、光触媒シート１１２と、複数の縦フレーム１１３，１１３・・・と、横フレーム１１４，１１４・・・と、を含む。

ここで、光触媒シート１１２は、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（Ｏ２－）とＯＨラジカル（・ＯＨ）とを生成する。そして、スーパーオキサイドアニオン（Ｏ２－）とＯＨラジカル（・ＯＨ）とは、臭気成分を分解したり、雑菌を除去したり、エチレンガスを分解して食品などの鮮度低下を抑制したりすることができる。なお、光触媒シート１１２としては、例として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、三酸化タングステン（ＷＯ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）等があげられるが、これらに限定されるものではない。

なお、本実施の形態においては、光触媒ユニット１１０は、左右方向や上方向などにスライドさせることによって、筐体１０１から取り外すことができる。

イオン発生装置１３０は、コロナ放電式であってもよいし、電子放射式であってもよく、ファン１２０によって流れる空気中に電子を放出するものである。これによって、プラズマ中の電子により酸素や水が分解されてマイナスイオンやオゾンが発生する。本実施の形態においては、ファン１２０によって流れる空気の流路の中心付近に、イオン発生装置１３０の電極１３１が配置されることが好ましい。

ライトユニット１４０は、光触媒ユニット１１０の光触媒シート１１２と互いに平行に向き合う基板１４１と、基板１４１の表面に分散して配置された複数のＬＥＤライト１４２，１４２・・・とを含む。

光触媒ユニット１１０とＬＥＤライト１４２，１４２・・・の上方には、筐体１０１の吹き出し口１０３が形成される。特に、本実施の形態においては、吹き出し口１０３には、複数の遮光板１０３１，１０３１・・・が設けられる。より詳細には、遮光板１０３１は、側面断面視において、「く」の字状に形成される。これによって、ＬＥＤライト１４２，１４２・・・からの直接光や反射による迷光が吹き出し口１０３から漏れることを防止している。
［第２の実施の形態］

上記の実施の形態においては、ファン１２０の風の下流側に光触媒シート１１２が配置され、ファン１２０と光触媒シート１１２の間にイオン発生装置１３０が配置されるものであった。しかしながら、図４および図５に示すように、ファン１２０の下流側に光触媒シート１１２が配置され、ファン１２０よりも上流側にイオン発生装置１３０が配置されてもよい。本実施の形態においても、ファン１２０によって流れる空気の流路の中心付近に、イオン発生装置１３０の電極１３１が配置されることが好ましい。
［第３の実施の形態］

上記の実施の形態においては、ファン１２０の下流側に光触媒シート１１２が配置されるものであった。しかしながら、図６に示すように、ファン１２０の方が光触媒シート１１２の下流側に配置されてもよい。つまり、吸い込み口１０２から順に、イオン発生装置１３０と、光触媒シート１１２およびＬＥＤライト１４２と、ファン１２０と、吹き出し口１０３が配置される。ファン１２０とイオン発生装置１３０とＬＥＤライト１４２とは、制御部１５０によって制御される。

たとえば、一例として、図７および図８を参照して、本実施の形態にかかる光触媒装置１００は、主な構成部品として、光触媒フィルタ１１２と、ＬＥＤライト１４２と、ファン１２０と、イオン発生装置１３０と、それらを収納する筐体１０１とを含む。

本実施の形態においては、筐体１０１の上部には、図示しない首掛けフレームが取り付けられる取り付け部１１７が形成される。ユーザは、首掛けフレームを首にかけることによって、光触媒装置１００を顔の直下に保持することができる。光触媒装置１００は、この状態で、その上部から除菌および脱臭した空気を上方、すなわちユーザの顔の近くに吹き出すものである。

本実施の形態にかかる筐体１０１には、左右の両側面に吸い込み口１０２，１０２が形成される。筐体１０１の内部の、下部には充電池１６０が配置される。筐体１０１の内部の上部には、ファン１２０や、光触媒フィルタ１１２が配置されるため、吸い込み口１０２，１０２は、充電池１６０や、光触媒フィルタ１１２などを避けた位置に形成される。

筐体１０１の内部には、下方から、充電池１６０、イオン発生装置１３０、光触媒フィルタ１１２、ＬＥＤライト１４２、ファン１２０が配置される。本実施の形態においては、側面視において、充電池１６０と光触媒フィルタ１１２との間に、吸い込み口１０２，１０２が形成され、吸い込み口１０２，１０２の間に、イオン発生装置１３０が配置される。

充電池１６０の背面側には、制御部１５０が配置される。

充電池１６０の上方には、イオン発生装置１３０が配置される。本実施の形態においても、ファン１２０によって流れる空気の流路の中心付近に、イオン発生装置１３０の電極１３１が配置されることが好ましい。

光触媒フィルタ１１２の上方には、光触媒フィルタ１１２に向けて光を照射するためのＬＥＤライト１４２が取り付けられる。ＬＥＤライト１４２には、制御部１５０からの電力が供給される。

ＬＥＤライト１４２の上方には、ファン１２０が取り付けらえる。本実施の形態においては、軸流ファンが利用される。ファン１２０には、制御部１５０からの電力が供給される。本実施の形態においては、ファン１２０は、上方の吹き出し口１０３に向けて風を送り出すように構成されている。つまり、光触媒フィルタ１１２やＬＥＤライト１４２が配置されるエリアやイオン発生装置１３０付近が負圧になり、ファン１２０の近傍に吹き出し口１０３があるため、吸い込み口１０２，１０２で吸い込まれた空気をスムーズに流すことができる。
［その他のユースケース］

上記の技術は以下のタイプの光触媒装置１００にも適用可能である。

たとえば、図９および図１０に示すように、床に据え置く形式の光触媒装置１００においても、ファン１２０と光触媒シート１１２，１１２・・・の間や、ファン１２０の上流などにイオン発生装置１３０を配置することによって除菌能力や脱臭能力を向上させることができる。

また、図１１および図１２に示すように、天井などに取り付ける電球形式の光触媒装置１００においても、ファン１２０の上流に光触媒フィルタ１１２，１１２・・・を配置して、光触媒フィルタ１１２の上流にイオン発生装置１３０を配置することによって除菌能力や脱臭能力を向上させることができる。

また、図１３および図１４に示すように、冷蔵庫や車内や机上などに配置できる小型の光触媒装置１００においても、ファン１２０と光触媒シート１１２，１１２・・・の間や、ファン１２０の上流などにイオン発生装置１３０を配置することによって除菌能力や脱臭能力を向上させることができる。

たとえば、図１５に示すように、天井に取り付ける光触媒装置１００などにおいても、ファン１２０と光触媒フィルタ１１２，１１２・・・の間や、ファン１２０の上流などにイオン発生装置１３０を配置することによって除菌能力や脱臭能力を向上させることができる。

たとえば、図１６および図１７に示すように、内部に飲食物や衛生品を収納してその鮮度を保持するための光触媒装置１００などにおいても、光触媒フィルタ１１２，１１２・・・の風上にイオン発生装置１３０を配置することによって除菌能力や脱臭能力を向上させることができる。
［第４の実施の形態］

なお、ファン１２０による風の流れを切り替えられるタイプの光触媒装置１００においては、図１８および図１９に示すように、光触媒フィルタ１１２のファン１２０側と、光触媒フィルタ１１２のファン１２０とは反対側と、にイオン発生装置１３０Ａ，１３０Ｂを配置することが好ましい。そして、制御部１５０が、ファン１２０を駆動し始める際に、あるいはファン１２０の回転方向を切り替える際に、光触媒フィルタ１１２の風上側にあるイオン発生装置１３０をＯＮして、光触媒フィルタ１１２の風下側にあるイオン発生装置１３０をＯＦＦすることが好ましい。
［第５の実施の形態］

上記の実施の形態においては、イオン発生装置１３０を利用するものであった。イオン発生装置１３０の位置に、オゾン発生装置を配置してもよい。
［まとめ］

上記の実施の形態においては、光触媒と、光触媒に空気を流すためのファンと、光触媒よりも風上に配置されるイオン発生装置と、を備える光触媒装置が提供される。

好ましくは、ファンは、光触媒よりも風上側に配置される。イオン発生装置は、ファンよりも風下側に配置される。

好ましくは、ファンは、光触媒よりも風下側に配置される。

好ましくは、イオン発生装置は、オゾンも発生させる。

上記の実施の形態においては、光触媒と、光触媒に空気を流すためのファンと、光触媒よりもファンの風上に配置されるオゾン発生装置と、を備える光触媒装置が提供される。

今回開示された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と考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、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が含まれることが意図される。

１００：光触媒装置
１０１：筐体
１０２：吸い込み口
１０３：吹き出し口
１０９：正面パネル
１１０：光触媒ユニット
１１１：ケース
１１２：光触媒シート（光触媒フィルタ）
１１３：縦フレーム
１１４：横フレーム
１２０：ファン
１２１：モータ
１２２：回転軸
１２３：羽
１２９：フィルタ
１３０：イオン発生装置
１３１：電極
１４０：ライトユニット
１４１：基板
１４２：ＬＥＤライト
１５０：制御部
１６０：充電池
１０３１：遮光板

Claims

光触媒と、
前記光触媒に空気を流すためのファンと、
前記光触媒よりも風上に配置されるイオン発生装置と、を備える光触媒装置。
前記ファンは、前記光触媒よりも風上側に配置され、
前記イオン発生装置は、前記ファンよりも風下側に配置される、請求項１に記載の光触媒装置。
前記ファンは、前記光触媒よりも風下側に配置される、請求項１に記載の光触媒装置。
前記イオン発生装置は、オゾンも発生させる、請求項１から３に記載の光触媒装置。
光触媒と、
前記光触媒に空気を流すためのファンと、
前記光触媒よりも前記ファンの風上に配置されるオゾン発生装置と、を備える光触媒装置。