JP3543673B2

JP3543673B2 - 空気清浄機能付照明装置

Info

Publication number: JP3543673B2
Application number: JP12397999A
Authority: JP
Inventors: 修田原; 謙次浅井; 宏治尾松; 二郎石原
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP2000315420A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内やビニールハウス内、その他所定の領域を照明する照明装置に係り、特には、空気清浄機能を付加した空気清浄機能付照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シックハウス症候群や化学物質過敏症、インフルエンザの集団発生などの流行に対して、各種の健康問題に関心が高まっており、快適な生活空間の創造が望まれている。そのため、一般家庭にも空気清浄機が普及しつつある。
【０００３】
しかしながら、空気清浄機は、室内などの空気を浄化する機能だけを備えた装置であり、狭い住宅環境では、目的に対して場所をとり過ぎるという欠点がある。
【０００４】
そこで、最近では、エアコンや暖房装置、除湿機などに空気清浄機能が付加された家電製品も市販されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、上述した空気清浄機能付の家電製品は、通常、所定の季節だけ使用される季節商品であるので、年間を通して空気清浄機能を活用することができないという問題がある。
【０００６】
そのため、最近では、年間を通して使用される照明装置に空気清浄機能を付加した製品が市販されている。この従来の空気清浄機能付照明装置は、照明灯自体に光触媒をコーティングしたり、カサやセードに光触媒をコーティングしたものである。光触媒は、所定の波長の光が照射されると光触媒表面に電子やホールが形成されて酸化還元反応が生じ、汚染物質が酸化分解されて、脱臭や抗菌、抗ウイルスなどを効果を発揮する。従って、従来の空気清浄機能付照明装置は、照明光を光触媒に照射する光としても用いて、空気浄化作用を得るように構成したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の空気清浄機能付照明装置は、照明灯自体や、カサ、セードなどに光触媒をコーティングしただけのものであるので、浄化対象の物質が光触媒をコーティングした部位に到来した時だけに浄化作用が得られるに過ぎない、受動的なものである。また、光触媒と空気との接触面積は限られたものである。
【０００８】
そのため、十分な空気清浄能力が得られず、例えば、煙草の消臭を短時間で行うような目的などには適していないなどの問題がある。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、十分な空気清浄能力を備えた空気清浄機能付照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、照明装置に空気清浄機能を付加した空気清浄機能付照明装置であって、照明灯と、前記照明灯の上方に配設された光触媒と、前記照明灯と前記光触媒との間に介在された透明な空気遮断部材と、前記光触媒に空気を上下方向に送り込む送風手段とを備え、前記照明灯の照明光により下部方向の照明を行うとともに、前記照明灯の一部の照明光を前記空気遮断部材を介して前記光触媒に照射することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の空気清浄機能付照明装置において、前記光触媒は、前記照明灯からの一部の照明光が照射される位置に配置されたハニカム構造体の表面に担持させたことを特徴とするものである。
【００１２】
〔作用〕
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
照明装置に備えられた照明灯の上方に光触媒が配設され、この照明灯と光触媒との間に透明な空気遮断部材を介在させて、送風手段は、その光触媒に空気を上下方向に送り込む。これにより、照明灯からの一部の照明光が空気遮断部材を介して照射することによって光触媒が活性化されて浄化作用が得られ、さらに、送風手段によって浄化対象の物質を含む空気を積極的に光触媒に送り込むことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、照明灯からの一部の照明光が照射される位置にハニカム構造体を配置し、光触媒を、そのハニカム構造体の表面に担持させたことにより、送り込まれる空気と光触媒との接触面積を大きくすることができる。
【００１４】
なお、ハニカム構造体は、照明装置の本来の目的である照明機能を妨げないように、照明灯からの一部の照明光が照射される位置に配置する。特に、照明する方向が決まっている場合には、照明する方向に照射される照明光を妨げない位置にハニカム構造体を配置する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図１はこの発明の一実施例に係る空気清浄機能付照明装置の構成を示す縦断面図である。
【００１６】
この実施例装置は、天井１０から懸垂支持された室内照明用の照明装置であり、カサ１や、照明灯に相当する環状の蛍光灯２、電気回路部３、光触媒担持体４、送風手段に相当するファン５、透明な空気遮断部材に相当する透明板６などを備えている。
【００１７】
電気回路部３は、コード１１などよって天井１０から懸垂支持され、また、コード１１を介して、天井１０の上に配設された図示しない配線と接続され、電力が供給されるようになっている。
【００１８】
電気回路部３には、蛍光灯支持枠１２が設けられ、この蛍光灯支持枠１２に蛍光灯２が嵌め付け支持されている。電気回路部３と蛍光灯２とは図示を省略したコードを介して電気的に接続されている。
【００１９】
蛍光灯２の点灯／消灯は、スイッチ操作で切り替えられるようになっている。このスイッチ操作は、例えば、室内の壁面などに固定設置されたスイッチで行う構成でもよいし、リモートコントロールスイッチで行う構成でもよい。また、ドアや窓などに設けられたセンサと連動して、ドアや窓などの開／閉をセンサで検知して、それに応じて蛍光灯２が点灯／消灯されるような構成であってもよい。
【００２０】
なお、後述する光触媒による浄化作用は、現在用いられている光触媒では、波長が４００nm以下の光が照射されたとき得られる。蛍光灯２からの照明光には、可視光以外にも、光触媒に浄化作用を起こさせる波長の光を含んでいるので、照明機能に加えて、光触媒による浄化作用を起こさせることも可能である。
【００２１】
カサ１は、電気回路部３に設けられた支持部材１３に支持されている。また、電気回路部３には、カサ１の中で、蛍光灯２の上方に位置するように、空気清浄機構支持枠１４が取り付けられている。
【００２２】
空気清浄機構支持枠１４には、上から順番に、ファン５、光触媒担持体４、透明板６が支持されている。すなわち、蛍光灯２と、蛍光灯２の上方に配設された光触媒担持体４との間に透明板６が配設され、光触媒担持体４は、蛍光灯２から上方に照射される照明光が透明板６を介して照射されるようになっている。一方、室内照明は、蛍光灯２から下部方向に照射される照明光で行われる。従って、光触媒担持体４やファン５が室内照明の妨げにならないようになっている。
【００２３】
光触媒担持体４は、例えば、断面が略６角形状をした筒状空間６ａが連続的に形成されたハニカム構造体で構成される。この実施例では、電気回路部３と干渉しないように、蛍光灯２の形状に合わせて、平板状のハニカム構造体を円筒状に巻回して、相互に突き合わされた側面同士を接着させて、円筒状のハニカム構造体に形成している。
【００２４】
このようなハニカム構造体は、例えば、ポリエステルおよびポリエチレンの複合繊維によって、長方形状に構成された多数枚の繊維片に対して、隣接する繊維片によって、断面が略６角形状をした筒状空間６ａが得られるように、ノードラインで、隣接する繊維片同士を接着して、単体ハニカム構造体を製造し、複数の単体ハニカム構造体を相互に接着することで、平板状のハニカム構造体を形成することができる。
【００２５】
光触媒担持体４には、光触媒が担持される。光触媒としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウムなどの金属化合物半導体を用いることができる。光触媒担持体４には、１種類の光触媒を担持させてもよいし、２種類以上の光触媒を組み合わせて担持させてもよい。光触媒担持体４に２種類以上の光触媒を組み合わせて担持させる場合には、１つの光触媒担持体４に、２種類以上の光触媒を担持させてもよいし、２つ以上の光触媒担持体４に、２種類以上の光触媒を個別に担持させ、各光触媒担持体４を空気清浄機構支持枠１４に装着してもよい。なお、用いる光触媒としては、高い光触媒機能を有し、化学的にも安定であり、入手が容易な酸化チタンが好ましく、特には、二酸化チタンが好ましい。
【００２６】
例えば、ハニカム構造体で構成された光触媒担持体４に、二酸化チタン（光触媒）を担持させる場合には、二酸化チタン５〜１０重量％、メタロール４５〜６０％、水２５〜３５重量％、二酸化ケイ素１〜５重量％、２−プロパノール５〜２０重量％、硝酸０．１〜１重量％を混合したコーティング液内に、光触媒担持体（ハニカム構造体）４を数秒間浸漬させた後引き上げて、室温で２４時間乾燥させればよい。
また、光触媒には、第２成分として、Ｖ（バナジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）から選択した１種類以上の金属（金属化合物）を含有させれば、さらに高い光触媒機能を得ることができる。
【００２７】
光触媒担持体４を、ハニカム構造体で構成し、その表面、すなわち、断面が略６角形状をした多数の筒状空間６ａの各内壁表面に光触媒を担持させると、ファン５により送り込まれた空気がこれら筒状空間６ａを通過していくので、光触媒と空気の接触面積を大きくすることが可能になる。
【００２８】
なお、光触媒担持体４は、ハニカム構造体以外にも不織布状のもので構成してもよい。
【００２９】
ファン５は、例えば、軸流ファンなどで構成される。このファン５は、１つだけ備えた構成であってもよいし、この実施例のように複数備えた構成、例えば、図２の平面図に示すように、４つのファン５を、光触媒担持体４の上方に等間隔で配置するような構成などであってもよい。各ファン５は、図示を省略したコード類で電気回路部３と電気的に接続されている。これらファン５の駆動／停止は、蛍光灯２の点灯／消灯と連動して行うように構成してもよいし、スイッチ操作によって、蛍光灯２の点灯／消灯と独立して行えるように構成してもよい。前者の構成によれば、蛍光灯２の点灯によって自動的に空気清浄機構を駆動させることができ、後者の構成によれば、所望のときに空気清浄機構を駆動させることができる。なお、図１中の符号ＡＹは、ファン５を駆動したことにより形成される空気の流れの一例を示す。
【００３０】
ファン５を駆動させたときの送風量（光触媒担持体４への空気の送り込み量）は、特に限定しないが、全てのファン５を駆動させたときの送風量を、例えば、６〜１０畳程度の室内で、０．０１〜５m³/minの範囲、より好ましくは、０．１〜２m³/minの範囲とすれば、単体の空気清浄機と同等の空気清浄能力を得ることが期待できる。
【００３１】
また、ファン５の送風量に比例して、空気清浄機能を向上させることができる。従って、スイッチ操作などによって、複数のファン５のうち、任意のファン５だけを駆動できるように構成すれば、空気清浄能力を調節することができる。また、ファン５の回転数を変更可能に構成すれば、ファン５の回転数の変更によって送風量が変更でき、空気清浄能力を調節することができる。
【００３２】
透明板６は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルなどで形成される。この透明板６も、蛍光灯２や光触媒担持体４の形状に合わせて、リング状に構成されている。
【００３３】
以上の構成を有する実施例装置によれば、蛍光灯２を点灯させれば、光触媒担持体４に担持された光触媒に、蛍光灯２からの照明光が照射され、光触媒による浄化作用が得られる。そして、さらに、ファン５を駆動すれば、例えば、図１の矢印ＡＹに示すように、光触媒担持体４（ハニカム構造体の各筒状空間６ａ内）に室内の空気（浄化対象の物質を含む空気）を積極的に送り込むことができ、浄化対象の物質を含む空気が到来するのを受動的に待つ従来装置よりも高い空気清浄能力を得ることができる。従って、室内の汚れた空気を順次光触媒で浄化しながら室内で循環させることができ、室内の空気浄化を短時間で行うことができる。
【００３４】
また、蛍光灯２からの一部の照明光が照射される位置に配置された光触媒担持体４をハニカム構造体で構成し、そのハニカム構造体の表面（多数の筒状空間６ａの内壁表面）に光触媒を担持させたことで、送り込まれる空気と光触媒との接触面積を大きくすることができ、空気清浄能力をより一層向上させることができる。
【００３５】
さらに、蛍光灯２と光触媒担持体４（光触媒）との間に透明板６を配設したので、光触媒担持体４（光触媒）への照明光の照射が妨げられず、光触媒の浄化作用を損なうことがない。一方で、ファン５によって送風される汚れた空気が蛍光灯２に吹き付けられることが防止でき、汚れた空気で蛍光灯２を汚すことが抑制でき、照明機能の低下を防止することができる。
【００３６】
なお、煙草の煙は、床から天井に向かって流れるので、ファン５により形成される空気の流れを、図１の矢印ＡＹに示すように、光触媒担持体４の下方から空気を送り込み、ファン５の上方から排出するようにすれば、下から立ち登ってくる煙草の煙を光触媒担持体４に取り込んで浄化して上方から室内に戻すことができ、喫煙による汚れた空気の浄化を効率良く行えることが期待できる。
【００３７】
なお、ファン５による送風方向は、図１に示す矢印ＡＹの方向に限らない。例えば、ファン５の回転方向を逆転させて、図３の矢印ＡＹに示すように、ファン５の上方から空気を取り込み、光触媒担持体４の上方から空気を送り込み下方から排出するような構成であってもよい。
【００３８】
また、上記実施例では、透明板６は蛍光灯２の上方だけを覆うようにしているが、透明板６を、蛍光灯２の上方および外周側方を覆うように構成してもよい。なお、透明板６は必要に応じて設ければよく必ずしも設ける必要はない。
【００３９】
さらに、ファン５により形成される空気の流れの途中、例えば、図４に示すように、ファン５の上方位置や、ファン５と光触媒担持体４の間の位置などに、空気中の粉塵を除去するフィルター７を配設してもよい。このように構成すれば、空気中の粉塵も除去できて、空気の浄化をより高精度に行うことができる。なお、上記フィルター７は、定期的に取り替えたり、洗濯したりする必要があるので、取り付け／取り外し作業が行い易い場所に配設することが好ましく、その点を考慮すると、図４（ａ）に示すように、ファン５の上方位置に配設するように構成することが好ましい。
【００４０】
また、ファン５により形成される空気の流れの途中に、活性炭やゼオライトなどの吸着体を配設してもよい。吸着体の配設の仕方としては、吸着体を光触媒担持体４に光触媒とともに担持させてもよいし、吸着体を担持させた吸着体担持体を、光触媒担持体４に並設してもよい。このように構成すれば、空気中の汚染物質を吸着体で吸着できて、空気の浄化をより高精度に行うことができる。
【００４１】
なお、上記実施例では、光触媒担持体４に光触媒を担持させるように構成したが、例えば、蛍光灯２自体や、カサ１の内壁など、蛍光灯２からの照明光が照射されるところに光触媒をコーティングし、その光触媒をコーティングした部位に向けて送風手段で空気を吹き付けて送り込むように構成してもよい。
【００４２】
また、上記実施例は、室内照明用の照明装置にこの発明を適用したものであるが、その他の照明装置にもこの発明は適用することができる。
【００４３】
例えば、スタンドライトや、ベッドランプ、植物育成用の照明装置、熱帯魚などの水槽照明装置、補虫用の照明装置、殺菌用の照明装置などにもこの発明を適用することができる。その他、上述した光触媒に浄化作用を起こさせる波長の光を含む照明灯が用いられる照明装置にこの発明を適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、照明灯の上方に光触媒を配設し、この照明灯と光触媒との間に透明な光遮断部材を介在させ、送風手段によりその光触媒に空気を上下方向に送り込むように構成したので、照明灯からの一部の照明光が空気遮断部材を介して照射することによって光触媒が活性化されて浄化作用が得られるとともに、送風手段によって浄化対象の物質を含む空気を積極的に光触媒に送り込むことができ、十分な空気清浄能力を備えた空気清浄機能付照明装置を実現することができる。また、照明装置に空気清浄機能を付加したので、無駄な設置場所をとらず、空間利用効率を高めることができる。さらに、年間を通して空気清浄機能を活用することができる。また、照明灯と光触媒との間に透明な空気遮断部材を配設したので、光触媒の浄化作用を損なわずに、照明灯の汚れを防止することができ、空気清浄機能を活用しつつ、照明機能の低下を防止することができる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、照明灯からの一部の照明光が照射される位置に配置されたハニカム構造体の表面に光触媒を担持させたので、送り込まれる空気と光触媒との接触面積を大きくすることができ、空気清浄能力をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る空気清浄機能付照明装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】ファンの配置の一例を示す平面図である。
【図３】ファンによって形成される空気の流れ方向の変形例を示す概略縦断面図である。
【図４】フィルターを設けた変形例の概略縦断面図である。
【符号の説明】
２：蛍光灯
４：光触媒担持体
５：ファン
６：透明板

Claims

照明装置に空気清浄機能を付加した空気清浄機能付照明装置であって、照明灯と、前記照明灯の上方に配設された光触媒と、前記照明灯と前記光触媒との間に介在された透明な空気遮断部材と、前記光触媒に空気を上下方向に送り込む送風手段とを備え、前記照明灯の照明光により下部方向の照明を行うとともに、前記照明灯の一部の照明光を前記空気遮断部材を介して前記光触媒に照射することを特徴とする空気清浄機能付照明装置。
請求項１に記載の空気清浄機能付照明装置において、前記光触媒は、前記照明灯からの一部の照明光が照射される位置に配置されたハニカム構造体の表面に担持させたことを特徴とする空気清浄機能付照明装置。