JP3744312B2 - 空気浄化装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン(O3 )を用いて室内空気の殺菌、脱臭及び植物の鮮度保持のためのエチレン除去等を行うための空気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
室内空気の殺菌等を行うための紫外線ランプは大きく分けて二種類のものがある。一つは殺菌ランプと呼ばれるもので、発光部分をなす管に比較的純度の低い一般石英ガラスを用いている。これによると220nm 以上、とりわけ220 〜280nm の波長の紫外線が放出され、特にそのうちの253.7nm の波長の紫外線が空気中のカビ、細菌等に対し高い殺菌力を発揮する。また369nm の波長の紫外線も殺菌に有効である。220nm 未満の波長の紫外線は管に吸収され、外部には放出されない。
【0003】
もう一つはオゾンランプと呼ばれるもので、発光部分をなす管に比較的純度の高い合成石英ガラスを用いている。これによると220nm より短い一定波長(例えば170nm )以上の紫外線を放出することができ、特にそのうちの184.9nm の波長の紫外線が、空気中の酸素に作用してオゾンを発生する。オゾンは強力な酸化力を有し、優れた殺菌、脱臭、鮮度保持機能等を有する。このためオゾンランプも殺菌用として非常に優れる。
【0004】
一方、オゾンは一定濃度(約0.1ppm)を越えると人体に有害である。このためオゾンランプを人間のいる環境で使用するにはオゾン濃度管理、残留オゾンの除去等が問題となる。一方、殺菌ランプにはこのような制約がない。このように殺菌ランプとオゾンランプとにはそれぞれ長所、短所がある。なお、従来技術として特許公報第2819395 号、同第3004953 号等がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記二つの波長(253.7nm,184.9nm )の紫外線を有効に活用して殺菌を行うことが考えられる。即ち、室内等において、昼間等の人間のいる時間帯は波長253.7nm の紫外線による空気の殺菌を行い、夜間等の人間のいない時間帯は波長184.9nm の紫外線によりオゾンを発生させてオゾン脱臭・殺菌等を行うという具合である。また、植物を保管しているような密閉空間でも、人間のいない夜間だけオゾンを発生させてエチレン除去を行うことが考えられる。
【0006】
しかし、この場合殺菌ランプとオゾンランプとが2台必要となり、装置のコストが上昇してしまうという問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、1台の紫外線ランプで2種類の波長の紫外線を利用することができ、コストダウンを図ることが可能な空気浄化装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第一の発明に係る空気浄化装置は、発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、該フィルタ部材又は上記紫外線ランプを移動させることにより上記オゾン発生部を上記フィルタ部材で覆う又は露出させるための移動手段とを備えたものである。
【0009】
また、第二の発明に係る空気浄化装置は、発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、該フィルタ部材又は上記紫外線ランプをこのランプの管軸回りに所定角度回転させることにより、上記フィルタ部材を上記オゾン発生部の外側に位置させて上記オゾン発生部を覆う又は上記フィルタ部材を上記殺菌部の外側に位置させて上記オゾン発生部を露出させるための回転移動手段とを備えたものである。
【0010】
ここで、上記第一の紫外線が波長184.9nm の紫外線を含み、上記第二の紫外線が波長253.7nm の紫外線を含むと共に、上記第一の材料が比較的純度の高い合成石英ガラスであり、上記第二の材料が比較的純度の低い一般石英ガラスであるのが好ましい。
【0011】
また、上記管が全体で直円管状であり、上記オゾン発生部と上記殺菌部とが管周方向に等しく半分ずつ形成されるか又は管周方向に等間隔で複数交互に形成されるのが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0013】
[第一実施形態]
図1乃至図3に本発明の第一実施形態を示す。図示するように空気浄化装置1は紫外線ランプ2、回転駆動装置3、フィルタ部材4、第一シール部材5及び第二シール部材6を備えて構成される。紫外線ランプ2は、直円管状に形成された管7と、管7の軸方向両端に一体的に設けられた口金8とからなり、両口金8内に管内に突出される放電端子(図示せず)が埋め込んで取り付けられ、各放電端子にリード線9が接続される。外部電源から一対の放電端子にリード線9を介して電源が供給されることで、管7内で放電が行われ、管7が発光(点灯)し紫外線が放出される。紫外線ランプ2はこの第一実施形態では固定系に固定される。
【0014】
管7はその周方向に等しく二分割され、且つそれらが互いに固着されて構成される。一方の部分はオゾン発生部10で、これは従来のオゾンランプ同様、比較的純度の高い合成石英ガラスからなる。従ってオゾン発生部10は170nm 以上の紫外線を透過することができ、特にそのうちのλ1 =184.9nm の波長の紫外線が空気中の酸素に作用してオゾンを発生させる。
【0015】
管7の他方の部分は殺菌部11で、これは従来の殺菌ランプ同様、比較的純度の低い一般石英ガラスからなる。従って殺菌部11は波長220nm 以上の紫外線を透過することができ、特にそのうちのλ2 =253.7nm の波長の紫外線が空気中のカビ、細菌等の殺菌を行う。殺菌部11では波長220nm 未満の紫外線は吸収ないし遮断されてしまい、外部に放出されない。
【0016】
なお、オゾン発生部10は170nm 以上の紫外線を透過することができるので、λ2 =253.7nm の波長の紫外線も透過できる。従ってこの紫外線で殺菌部11同様空気中のカビ、細菌等を殺菌できる。またλ2 の紫外線で、自己が発生したオゾンの分解もすることができる。
【0017】
オゾン発生部10と殺菌部11とは各々縦割り半円管状の別個の部材として作製された後、通常のガラス細工の手法を用い、互いに突き合わせられて一体に固着され、全体で直円管状に形成される。
【0018】
管7の周方向半分の部分、図1の例ではオゾン発生部10が、殺菌部11同様の一般石英ガラスで形成されたフィルタ部材4で外側から覆われる。フィルタ部材4は、オゾン発生部10や殺菌部11と同様縦割り半円管状の部材として形成され、管7より大径に形成されると共に管7と同軸に配置される。またフィルタ部材4は紫外線ランプ2と等しい全長に形成され、図1の例ではオゾン発生部10の全長を覆い隠す。フィルタ部材4の周方向の両端縁に沿って一対のフランジ部13が半径方向外側に突出して一体に形成される。これは回転駆動装置3と連結部をなし、フィルタ部材4を回転させるための部分をなす。
【0019】
回転駆動装置3はフィルタ部材4を管軸回りに1/2 回転(180 °回転)させるためのもので、周知の小型モータ、ギヤ等から構成される。
【0020】
紫外線ランプ2とフィルタ部材4との間には隙間14があり、且つこの隙間14が第一シール部材5及び第二シール部材6で塞がれる。即ち、図4に示すように第一シール部材5は断面四角の直線状に形成され、図5に示すように第二シール部材6は断面四角の半円環状に形成される。第二シール部材6がフィルタ部材4の長手方向両端においてその内面に固着され、第一シール部材5がフィルタ部材4の周方向両端縁に沿って、それぞれの内面に固着され、且つ長手方向両端の第二シール部材6に接続される。これらシール部材5,6は紫外線ランプ2に摺動可能に接触されて隙間14を塞ぐ。
【0021】
次に本実施形態の作用を述べる。
【0022】
まず図1に示すように、昼間など人間のいる時間帯でオゾンを発生させたくないときは、フィルタ部材4をオゾン発生部10の外側に位置させ、オゾン発生部10のみを完全に覆い隠す。こうなると、管7のうち殺菌部11のみが露出されるようになり、殺菌部11から放出される紫外線、特に波長λ2 の紫外線で空気中のカビ、細菌等を殺菌できる。また、オゾン発生部10から放出された紫外線のうち、波長220nm 未満の紫外線がフィルタ部材4に吸収ないし遮断されてしまい、それ以上の波長の紫外線のみがフィルタ部材4を透過して外部に放出される。これにより、オゾン発生可能な波長の紫外線、特に波長λ1 の紫外線が外部に放出されなくなり、オゾンの発生がなくなる。オゾン発生部10から放出された紫外線はフィルタ部材4を通過した後波長220nm 以上のもののみとなり、そのうち特に波長λ2 の紫外線で空気の殺菌を行える。
【0023】
このとき、オゾン発生部10から放出される紫外線については、第二シール部材6があることから管端部からの光漏れが防止され、第一シール部材5があることから殺菌部11との境界位置からの光漏れも防止される。このようにオゾンは一切発生されないので、人間がいる環境下でも安全に使用できる。
【0024】
次に、図2に示すように、夜間など人間のいない時間帯でオゾンを発生させたいときは、回転駆動装置3によりフィルタ部材4を 1/2回転させ、フィルタ部材4を殺菌部11の外側に位置させる。このとき殺菌部11がフィルタ部材4により完全に覆い隠され、管7の露出部分はオゾン発生部10のみとなる。こうなると、オゾン発生部10から放出される紫外線、特に波長λ1 の紫外線でオゾンを発生させ、強力に殺菌、脱臭、エチレン除去等を行える。一方、殺菌部11から放出される紫外線は波長220nm 以上なので、その紫外線はフィルタ部材4に吸収されることなくそのまま通過し外部に放出される。これにより特に波長λ2 の紫外線で空気の殺菌を行える。なお、このときオゾン発生部10からも波長λ2 の紫外線が放出される。
【0025】
このように、オゾンを積極的に発生させることができるので強力に殺菌、脱臭等を行える。また波長λ2 の紫外線も放出することができるので、オゾンで殺菌できないような細菌等も効果的に殺菌することができる。
【0026】
なお、再び人間のいる時間帯になったら、回転駆動装置3によりフィルタ部材4を再度 1/2回転させフィルタ部材4を元の位置に戻す。これにより上記殺菌を行える他、波長λ2 の紫外線で残留オゾンの除去等を行うこともできる。
【0027】
このように、かかる空気浄化装置及び紫外線ランプによれば、1台の紫外線ランプで2種類の波長の紫外線を利用することができ、コストダウンを図ることができる。またフィルタ部材4を回転させるので管軸方向に大きなスペースを取らないで済み、装置が非常にコンパクトとなる。
【0028】
[第二実施形態]
図6及び図7に本発明の第二実施形態を示す。この実施形態は第一実施形態とほぼ同様で、異なるのはフィルタ部材4でなく紫外線ランプ2を回転させる点である。即ち、フィルタ部材4が固定系に固定され、紫外線ランプ2が回転駆動装置3により管軸回りに半周回転される。フィルタ部材4を回転させる必要がないのでフランジ部13は省略される。作用効果については第一実施形態と同様である。
【0029】
この他にも本発明の実施の形態は様々考えられる。例えば第一及び第二実施形態では管を周方向に等しく二分割したが、四分割、六分割等とする変形も可能である。この場合、オゾン発生部と殺菌部とを周方向に等間隔で交互に形成し、フィルタ部材もオゾン発生部と同等の大きさとし、オゾン発生部のみを覆えるようにする。そしてフィルタ部材を90°,60°等の回転角で回転させ、オゾン発生部を選択的に露出させるようにする。
【0030】
また、オゾン発生部を露出させるときフィルタ部材を全く別の場所に移動することも可能である。
【0031】
本発明の「第一の紫外線」には波長λ1 =184.9nm 付近のオゾン発生可能な全ての紫外線が含まれる。同様に「第二の紫外線」には波長λ2 =253.7nm 付近或いはそれ以上の殺菌可能な全ての紫外線が含まれる。また「第一の材料」及び「第二の材料」には、前記実施形態の如き高純度の合成石英ガラス及び低純度の一般石英ガラス等の他、同等の代替材料が使用可能である。例えば「第二の材料」として、波長180 〜220nm の紫外線を吸収する特性を備えた金属酸化物、例えば酸化鉄や酸化ニッケル等が使用可能である。
【0032】
フィルタ部材の位置を連続的に可変とし、オゾン発生部又は殺菌部の露出面積又は隠蔽面積を連続可変とすることも可能である。この場合、当然ながらオゾン発生部の露出面積を大きくする程オゾン発生量が多くなる。
【0033】
なお、特許公報第3004953 号には、管の全体を第一の材料で形成し、その管軸方向の一部に第二の材料を被着したものが開示されているが、これだとオゾン発生部の露出面積を変えられないばかりか、管長全体から均等にオゾン発生用或いは殺菌用紫外線を放出することができない。本発明によればこれらが可能であり、その点でも本発明は非常に有益である。
【0034】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、1台の紫外線ランプで2種類の波長の紫外線を利用することができ、コストダウンを図ることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一実施形態を示す縦断正面図である。
【図2】 同縦断正面図でフィルタ部材の移動後を示す。
【図3】 図1の左側面図である。
【図4】 第一シール部材の斜視図である。
【図5】 第二シール部材の斜視図である。
【図6】 第二実施形態を示す縦断正面図である。
【図7】 同縦断正面図で管の移動後を示す。
【符号の説明】
1 空気浄化装置
2,2a 紫外線ランプ
3 回転駆動装置
3a スライド装置
3b 開閉スライド装置
3c 開閉装置
3d 開閉移動装置
4,4a フィルタ部材
4b,4c 分割部
7,7a 管
10 オゾン発生部
11 殺菌部
14 ヒンジ
λ1 ,λ2 波長
Claims (4)
- 発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、
該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、
該フィルタ部材又は上記紫外線ランプを移動させることにより上記オゾン発生部を上記フィルタ部材で覆う又は露出させるための移動手段とを備えたことを特徴とする空気浄化装置。 - 発光部分をなす管を、オゾン発生可能な第一の紫外線を透過し得る第一の材料で形成されたオゾン発生部と、上記第一の紫外線を吸収し且つこれより長い波長の殺菌可能な第二の紫外線を透過し得る第二の材料で形成された殺菌部とから管周方向に分割して構成し、且つこれらを互いに固着してなる紫外線ランプと、
該紫外線ランプから切り離されて上記オゾン発生部を外側から覆うように上記第二の材料から形成されたフィルタ部材と、
該フィルタ部材又は上記紫外線ランプをこのランプの管軸回りに所定角度回転させることにより、上記フィルタ部材を上記オゾン発生部の外側に位置させて上記オゾン発生部を覆う又は上記フィルタ部材を上記殺菌部の外側に位置させて上記オゾン発生部を露出させるための回転移動手段とを備えたことを特徴とする空気浄化装置。 - 上記第一の紫外線が波長184.9nm の紫外線を含み、上記第二の紫外線が波長253.7nm の紫外線を含むと共に、上記第一の材料が比較的純度の高い合成石英ガラスであり、上記第二の材料が比較的純度の低い一般石英ガラスである請求項1又は2記載の空気浄化装置。
- 上記管が全体で直円管状であり、上記オゾン発生部と上記殺菌部とが管周方向に等しく半分ずつ形成されるか又は管周方向に等間隔で複数交互に形成される請求項1〜3いずれかに記載の空気浄化装置。
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