JP3277201B2

JP3277201B2 - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP3277201B2
Application number: JP12426794A
Authority: JP
Inventors: 博史垰田; 一実加藤; 栄次渡辺; 薫一加藤; 浩明横井
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH07303817A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気清浄装置に関するも
ので、さらに詳しく言えば、室内の悪臭や空気中の有害
物質を分解して空気を浄化するのに用いられる、安全で
経済的で耐久性に優れる空気清浄装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、快適性の観点から室内や車内など
の居住空間や、オフィスや工場などの作業空間での悪臭
の問題が大きく取り上げられるようになってきている。
また、自動車の排気ガスや、ＮＯｘ、ＳＯｘ、さらには
トリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの有害
化学物質による汚染が深刻な問題となっている。これま
で、トイレや室内、車内での消臭脱臭などを行うための
空気清浄装置としては、香水などの芳香剤や化学消臭剤
を組み込んだものや、オゾン脱臭機などが使用されてき
た。しかし、芳香剤使用の場合は悪臭よりも強い臭いを
使うだけで悪臭を分解して除去するものではないため、
根本的な解決にならず、芳香剤の臭いが食べ物など、他
の物に移ってしまうなどの欠点もあった。また、化学消
臭剤やオゾンの場合にはそれ自身が有毒物質であり、安
全性に問題があった。さらに、冷蔵庫内などの狭い場所
では活性炭などの吸着剤を用いた脱臭機が使用されてい
るが、その場合には広い場所に適用し難く、吸着が飽和
に達すれば、それ以上の使用ができなくなるという欠点
があった（例えば、西田耕之助、平凡社「大百科事典」
1巻、p136 (1984)）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、芳香剤や化学消臭剤を使用することなく、悪臭や空
気中の有害物質除去をメンテナンスフリーで長期間、連
続的に効率良く行うことができ、しかも経済性、安全
性、耐久性などの面からも優れた特性を有する空気清浄
装置の提供を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は、光源の上方に酸化チタン膜で被覆されたフ
ィルターを設置した空気清浄装置であって、前記フィル
ターと光源が筒により覆われて、前記光源の光が筒の内
側で反射し、フィルターに集中するようにされるととも
に、前記筒の上部の開口部が下部の開口部よりも断面積
が大きくされていることを特徴とする空気清浄装置にあ
る。

【０００５】本発明に用いられるフィルターとしては球
状のセラミックスを焼き固めたものや多孔質ガラス製の
ものを酸化チタン膜で被覆したものが挙げられるが、石
英ガラスやケイ酸ガラス、アルミナケイ酸ガラス、ホウ
ケイ酸ガラスなどの耐熱性ガラスの透明なペレットを融
着し、酸化チタン膜で被覆して作ったものが特に好まし
い。

【０００６】本発明に用いられる光源としては蛍光灯、
白熱灯、白熱灯、ブラックライト、ＵＶランプ、水銀
灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライド
ランプなどが挙げられるが、短波長の光を多く放射する
ものが好ましく、また、それらの内の２種以上の光源を
用いても良い。

【０００７】本発明に用いられる、酸化チタン膜で被覆
されたフィルターと光源とを覆うための筒は、紙製やプ
ラスチックス製などでも良いが、耐熱性や耐薬品性など
の点からセラミックス製や金属製のものが望ましく、紙
やプラスチックスの場合には不燃紙や金属コーティング
したプラスチックスが望ましい。さらに、筒の内面が鏡
面になっていたり、酸化チタン膜で被覆されたものが好
ましい。これにより光を効率良くフィルター表面の酸化
チタン膜に照射して光触媒反応を高めることができ、あ
るいは筒内面の酸化チタン膜でも光触媒反応を行なわせ
て効率良く空気清浄化作用を行なえるようになる。

【０００８】

【発明の作用】本発明による空気清浄装置を悪臭やＮＯ
ｘ、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの
有害化学物質で空気が汚染されている室内に置き、その
光源を点灯すると、それらの有害化学物質を含有する空
気が光源によって熱せらて上昇し、光を照射されたフィ
ルター表面の酸化チタン膜に有害化学物質が接触する。
光を照射された酸化チタン膜には強い還元作用を持つ電
子と強い酸化作用を持つ正孔が生成し、酸化チタン膜に
接触した有害化学物質を酸化還元作用により分解し、炭
酸ガスなどに無毒・無臭化する。そして、空気がカビや
雑菌で汚染されている場合には、同様に光の照射によっ
て酸化チタン膜に生成した電子と正孔の酸化還元作用に
よってその繁殖を抑制あるいは滅菌することができる。
そのため、有害物質などを迅速に、かつ連続的に分解除
去することができる。

【０００９】しかも、光を照射するだけで、低コスト・
省エネルギー的でかつメンテナンスフリーで使用でき
る。そして、その酸化チタン膜の上に白金あるいはロジ
ウム、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、マンガン、
銀、銅、鉄、亜鉛の金属皮膜を被覆した場合には、その
触媒作用により有機化合物の分解除去効果が一層増大す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例の内で特に代表的なも
のを図面によって説明する。図１は、本発明装置の一実
施例の断面図であって、１は酸化チタン膜で被覆された
フィルター、２は光源、３はアルミニウム製の筒、４は
鏡、５は電源コード、６はスタンドである。

【００１１】有害化学物質で空気が汚染されている室内
で光源２（ここではサークル型の蛍光灯）を点灯する
と、空気が光源によって熱せらて上昇気流が生じ、空気
に含まれている有害化学物質が酸化チタン膜で被覆され
たフィルター１に接触する。このとき、筒３の上部の開
口部の方が下部の開口部よりも断面積が大きくなってお
り、有害化学物質の上昇速度を抑え、フィルター１の酸
化チタン膜と有害化学物質との接触時間が長くなるよう
にしてある。アルミニウム製の筒３の内側は鏡面になっ
ており、光源２からの光はアルミニウム製の筒３及び鏡
４で反射され、フィルター１の酸化チタン膜に集中して
入射する。これにより、酸化チタン膜に強い還元作用を
持つ電子と強い酸化作用を持つ正孔が生成し、酸化チタ
ン膜に接触した有害化学物質が酸化還元作用により分解
され、無毒・無臭化される。この際、太陽光がフィルタ
ー１に当たるようにすれば、分解がさらに促進される。
酸化チタン膜で被覆されたフィルター１は筒３の上にの
せてあるだけなので、汚れたら簡単に外して洗うことが
できる。

【００１２】図２は、本発明装置の他の実施例を示した
もので、ほこりの多い場所で使用するのに適したもので
ある。アルミニウム製の筒３の下部に目の細かい金網７
が張ってあり、ここでほこりが除かれる。また、アルミ
ニウム製の筒３の内側が酸化チタン膜でコーティングし
てあり、光源２（水銀灯）からの光を受けて、そこでも
有害化学物質の分解が行われるため、効率よく処理する
ことができる。また、この実施例ではスタンド６は上部
が金属製の輪でできており、アルミニウム製の筒３はそ
の輪にはめてあるだけなので、簡単に外すことができ
る。

【００１３】図３は、本発明装置の他の実施例を示した
ものである。プラスチックス製の筒８の下部に目の荒い
紙のフィルター９が張ってあり、ここでほこりが除かれ
る。また、プラスチックス製の筒８の内側が蒸着で鏡面
にしてあり、光源２（白熱灯）からの光が反射され、フ
ィルター１の酸化チタン膜に集中して入射する。フィル
ター１は、底に目の細かい網１０を張った円筒１１に酸
化チタン膜で被覆された透明な石英ガラスのペレット１
２を入れたもので、入射してきた光が酸化チタン膜全体
に当たるため、有害化学物質の分解を効率良く行うこと
ができる。しかも、円筒１１に入れるペレット１２の量
を増減することで、空気中に含まれる有害化学物質の濃
度に容易に対応することができ、汚れた場合も簡単に外
して洗うことができる。

【００１４】図４は、本発明装置の他の実施例を示した
ものである。内面を酸化チタン膜で被覆したステンレス
製の筒１３の下部に金網７が張ってあり、この上に酸化
チタン膜で被覆された多孔質セラミックスのペレット１
４が載せてある。また、フィルター１も、底に網１０を
張った円筒１１に酸化チタン膜で被覆された多孔質セラ
ミックスのペレット１４を入れたもので、光源２（サー
クル型のＵＶランプ）の光が酸化チタン膜に無駄なく当
たり、有害化学物質の分解を効率良く行うことができ
る。しかも、金網７に載せるペレット１４の量や大きさ
を変えることで、空気中に含まれる有害化学物質の濃度
に容易に対応することができ、汚れた場合も簡単に外し
て洗うことができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による空気
清浄装置は、酸化チタン膜の光触媒作用、すなわち、電
灯あるいは太陽などの光源からの光を受けてフィルター
表面の酸化チタン膜に生成した電子と正孔の酸化還元作
用により、悪臭やＮＯｘ、ＳＯｘ、有機溶剤などの空気
を汚染している有害化学物質を分解して無毒・無臭化す
る。また、本発明に用いられる酸化チタンは塗料や化粧
品、歯磨き粉などにも使われており、安価で耐候性や耐
久性に優れ、無毒かつ安全など、数多くの利点を持って
いる。

【００１６】しかも、本発明による空気清浄装置に用い
られる酸化チタン膜で被覆されたフィルターは、使用に
より汚れてきた場合には簡単に水洗いでき、長期間使用
できる利点がある。さらに、本発明による空気清浄装置
は、従来のオゾン処理などの方法に比べ、オゾンのよう
な有毒な物質を使用せず、自然循環方式で空気の搬送動
力を必要としないため、低コスト・省エネルギー的、か
つ安全に、メンテナンスフリーで使用できる。また、本
発明による空気清浄装置は、自動車の車内や居間や台
所、トイレなどの脱臭・有害化学物質の分解だけでな
く、菌やカビの繁殖防止を効果的に行うことができるな
ど、幅広い用途に適用でき、暗いところで使用すれば、
ナイトランプや案内灯としての機能も併せ持つなど、き
わめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例の断面図である。

【図２】本発明装置の他の実施例の断面図である。

【図３】本発明装置のさらに別の実施例の断面図であ
る。

【図４】本発明装置のさらに別の実施例の断面図であ
る。

【符号の説明】

１酸化チタン膜で被覆されたフィルター２光源３アルミニウム製の筒４鏡５電源コード６スタンド７金網８プラスチックス製の筒９紙製フィルター１０網１１円筒１２酸化チタン膜で被覆された透明な石英ガラスのペ
レット１３ステンレス製の筒１４酸化チタン膜で被覆された多孔質セラミックスの
ペレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤一実愛知県愛知郡東郷町和合ヶ丘２丁目15番地の３ (72)発明者渡辺栄次愛知県海部郡佐屋町大字善太新田字古株 41番地 (72)発明者加藤薫一愛知県名古屋市昭和区桜山町１丁目10番地 (72)発明者横井浩明愛知県一宮市大和町北高井1498番地審査官関美祝 (56)参考文献特開平１−231926（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−55868（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−97234（ＪＰ，Ａ) 特開平１−159033（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−11622（ＪＰ，Ａ) 特開平１−139139（ＪＰ，Ａ) 特開平６−327940（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/86 B01J 21/00 - 38/74 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源の上方に酸化チタン膜で被覆された
フィルターを設置した空気清浄装置であって、前記フィルターと光源が筒により覆われて、前記光源の
光が筒の内側で反射し、フィルターに集中するようにさ
れるとともに、前記筒の上部の開口部が下部の開口部よりも断面積が大
きくされていることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】フィルターが、酸化チタン膜で被覆され
た耐熱ガラスの透明なペレットでできていることを特徴
とする請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】光源として蛍光灯、白熱灯、ブラックラ
イト、ＵＶランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲン
ランプ、メタルハライドランプの内から選ばれた少なく
とも１種の光源を用いることを特徴とする請求項１また
は２に記載の空気清浄装置。
【請求項４】筒がセラミックス製または金属製である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載
の空気清浄装置。
【請求項５】筒の内面が酸化チタン膜で被覆されてい
ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記
載の空気清浄装置。
【請求項６】筒の内面が鏡面になっていることを特徴
とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気清浄
装置。