JP4033214B2 - 空気清浄機 - Google Patents
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Description
さらに、この文献に開示される空気清浄機においては、光源は容器の中心にのみにあるため、風量が少ない場合は光触媒粒によって光が遮られ、外側の円筒面まで光が届いて反射させるには風量をかなり多くして粒子間の間隔を空けなければならない。そうなると、光触媒粒同士の衝突が激しくなり、被覆した光触媒が離脱し円筒内面に光触媒の微粉末が付着し、光を遮り光触媒機能が著しく低下することになる。
これに対して、本発明は、高い空気清浄機能を発揮できる共に、小型で軽量かつ安価な空気清浄機を提供することを課題とするものである。本発明はまた、インテリアにも利用できる空気清浄機を提供することを課題とするものである。
第1の発明の空気清浄機は、容器の下部領域には、吸入口、防塵用のフィルターを備え、その上部に空気送風用のファンを備え、前記ファンの上部に容器内部を上下に区画するネットを設け、同ネットの中心部に複数の紫外線LEDを配置し、その外側には可視光線のLEDを同心円状に配置して結線したLED電気回路を設け、上部領域は、容器を透明とし、同容器の上方に排気口および飛び出し防止用のフィルターを備え、同フィルターとネットで仕切られた空間に光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を収納したことを特徴とする。
本発明の空気清浄機において、容器は外から目視で内部の光触媒発泡粒、可視光光触媒発泡粒、光触媒蓄光発泡粒、光触媒蛍光発泡粒の動きが見ることができる透明な容器であることが必要不可欠である。容器体の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、円筒状、卵形等の任意の形状とすることができ、また、容器体自体は自立型のものであってもあるいは他の部材へと適当なジョイントないしコネクタ部を介して支持される被支持型のものであってもよい。
一般に、光触媒発泡粒は、半径を同じくした円の面積と球の表面積を比較した場合、円の面積よりも球の表面積の方は数倍表面積が大きく、光触媒発泡粒を球体とした場合、多数の光触媒発泡粒に光を照射しながら浮遊することにより、従来の平面フィルターに比べ格段の光触媒効果を発揮することができる。
上部容器と下部容器を分離自在とすることにより、上部容器に収納された光触媒発泡粒が表面を損傷、剥離した場合に、上部容器を交換するだけで簡単にメンテナンスが容易に行える。
上部容器と下部容器との嵌合部には、例えば、クランク溝と嵌合ピン、スクリュー溝、Oリング等の適当な接合手段が形成されており、容易に分離結合ができる構成となされている。
第3の発明の空気清浄機は、第1の発明および第1の発明において、電気回路は複数の発光ダイオードを同心円状に配し、かつ中心部に複数の紫外線LEDを配置したことを特徴とする。
なお、紫外線は、一般に、波長10〜400nmの範囲のもので、観賞魚や食品、医薬、電子工業には253.7nmの波長の殺菌灯が多用されている。微生物はこの紫外線を照射されると、核酸〔DNA〕が破壊され、複製機能を失うほどのものであって、人体に対しても有害であり、本発明ではこれを回避して安全な近紫外線領域360〜400nmの紫外線を発するLEDを使用する。
容器内に収容された光触媒発泡粒に対し、紫外線を照射する複数のLEDの配置としては、容器の形状および大きさ、ならびに容器内に配される光触媒発泡粒の量等によっても左右されるが、概して、少なくとも前記ネット上に配されていることが望ましい。
これは、ネット下方に位置するファンによって容器内部へと流入してくる汚染された空気に流れに、最初に接触する光触媒発泡粒群に効率よく紫外線を照射できるためである。
さらに、このようなネット上に配された複数のLEDに加えて、ネット中心部に複数の紫外線LEDを配置した塔を立設することで、容器内に収容された光触媒発泡粒全体により効率よく紫外線を照射することが可能となる。
上部容器と下部容器との嵌合部には、例えば、クランク溝と嵌合ピン、スクリュー溝、Oリング等の適当な接合手段が形成されており、容易に分離結合ができる構成となされている。
光触媒発泡体表面に存在する光触媒粒子、例えば、チタニア粒子が、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、非晶質(アモルファス)のチタニアなどの光に不活性なセラミックスに被覆されている態様においては、これら不活性なセラミックスの吸着作用によって大気中の汚染物質である有機化合物を効率良く吸着することができる。
光触媒は、光触媒コーティング用組成物、100mLあたり、遠赤外線またはマイナスイオンのいずれか又は両方を放射する鉱物粉末が、0.1mg〜5gの割合で含まれているものである。
さらに光触媒コーティング用組成物としては、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウム、酸化アンチモン、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、アンチモンをドープした酸化スズ(ATO)、亜鉛をドープした酸化インジウム(IZO)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)よりなる群から選ばれたものを含むことを特徴とする。
また必要に応じて、光触媒の表面が、光触媒として不活性なセラミックスにて部分的に被覆されており、該セラミックスは、アパタイト、シリカ、活性炭素、活性アルミナ又は多孔質ガラスのいずれかであることを特徴とする。
より効果を高めるため、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化ビスマス、三酸化タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウムおよび硫化カドミウムを含む金属酸化物から選ばれたいずれか1種または二種以上が、0.5mg〜5g、蓄光化合物が、0.1mg〜5gの割合でさらに加えてもよい。
光触媒発泡粒の基材としての発泡粒としても、特に限定されるものではなく、例えば、活性アルミナ、ゼオライト、ガラス多孔体、金属多孔体、セラミックス多孔体、粘土成形体、無機層状化合物成形体、活性炭、発泡プラスチックス、ガラス繊維成形体、合成繊維成形体、FRP成形体、プラスチックス−無機複合成形体、繊維成形体等を用いることができる。
本発明の空気清浄機の好ましい実施の形態においては、上述した前記光触媒発泡粒が、発泡体の表面にバインダーを介して光触媒をコートした光触媒発泡粒であり、発泡体に紫外線を受けて光を放つ青などの蛍光材をコートした蛍光発泡粒と、発泡体に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒とに混合して用いられる。
具体的には、光触媒発泡粒を、蛍光剤をコートされた光触媒蛍光発泡粒と、蓄光材をコートされた光触媒蓄光発泡粒を混合して構成する態様においては、光触媒作用によって空気が清浄化されるとともに、蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて、光触媒作用と共に、蛍光色で発光するので、容器内が湧水のような光のゆらぎの演出を楽しむことができ、インテリアとしても利用でき、小型で軽量かつ安価な空気清浄機を提供することができる。
本発明の空気清浄機の好ましい実施の形態においては、上述した前記光触媒発泡粒が、発泡体の表面にバインダーを介して光触媒をコートした光触媒発泡粒であり、発泡体に紫外線を受けて光を放つ青などの蛍光材をコートした蛍光発泡粒と、発泡体に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒とに混合して用いられる。
本発明の空気清浄機は、下部領域に吸入口を、上部領域に排気口をそれぞれ備えてなる容器と、同容器内の下部領域側に設けられた空気送風用のファンと、同容器内の同ファンの上部に設けられた容器内部を上下に区画するネットと、同ネット上に設けられた紫外線を照射する複数のLEDを配したLED電気回路および前記容器壁面上に設けられた紫外線を照射する複数のLEDを配したLED電気回路の少なくとも一方と、同容器内に収容された光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を有することを特徴とする。
本実施例において、電源はすべて、DC 12V、ファン、LEDはすべて直流12Vを使用している。また、蛍光剤は、青色の蛍光ではピーク波長410nmのものを使用した。蓄光剤は青色を白色蛍光灯にて1000ルクス30分照射して照射停止2分後の輝度が、200mCd/m2で、発光ピーク470nmのものを使用した。
<実施例1>
そして、ネット4の底面(裏面)には、複数の紫外線発光ダイオード5aが配置されており、またこのネット4の底面側にはその中心部より複数の紫外線発光ダイオード5bを配置した塔9が下方(ファン側)に向けて立設されており、さらに、容器1の円筒壁面1a上にも、前記ファン6の配置位置と、前記ネット4の配置位置との間の部位において、複数の紫外線発光ダイオード5cが配置されている。
なお、図1において、8は、通気孔2に設けられた防塵フィルターを示すものである。
なお、この容器に本発明に係る空気浄化装置を収納し、臭気計測器を双葉エレクトロニクス社製E−NOSEに接続して、臭気測定を行った。その結果を図8A、図8B、図9、図10に示す。
この際の試験条件としては以下のとおりであった。
形状:図11、12に示す卵形容器(高さ 150mm、直径 80mm)
電源:DC 12V
ファン:DC 12V 0.10A
風量:1.5m/sec
(浮遊発泡粒)
粒径:2±0.3mm
使用量:100cm3
混合割合: 光触媒発泡粒:蛍光発泡粒:蓄光発泡粒=8:1:1
光触媒発泡粒に使用した光触媒コーティング液:(株)シーマ電子と(有)シンク エースの共同開発品
(ラグビーボール形の容器)
(試験要領)
実験は、外部光の入らない暗室にて、空気清浄機を運転して行い、ラグビーボール形の容器内の空気中にそれぞれ添加された各臭気成分(酢酸エチル、アンモニア、キシレン)による臭いの強さの経時的変化を観測した。
図8Aは酢酸エチル、図9はアンモニア、図10はキシレンに関するグラフである。なお、これらのグラフ中、「臭いの強さ」は臭気計測器メーカーの定めた指数であり、一般的な臭いの単位とは異なる。ちなみに、実施例において、脱臭前の空気の臭いの初期は、アンモニアが「臭いの強さ」2000で、45ppm、酢酸エチルが「臭いの強さ」10200で、80ppm、またキシレンが「臭いの強さ」700で、2.5ppmであった。
図11は、本発明に係る空気清浄機の別の例である、卓上型の空気清浄機の正面図で、図12は同空気清浄機のA−A断面図である。
両図において、21は卵形容器で、卵形容器21は下部領域に複数の吸気口22を形成し、中央部に空気送風用のファン23を設け、ファン23の上部に、容器内部を上下に区画する通気性を有するネット24を設け、このネット24上に、青または紫の可視光線を照射する複数の発光ダイオード25を配置し、容器の上部領域に排気用の複数の排気孔26を備えている。そして、卵形容器21の前記上部領域には浮遊発泡粒27が収納されている。
以下、本発明の実施例3について説明する。
図13は、本発明に係る空気清浄機の別の例である、自動車用の空気清浄機の斜視図で、図14は同空気清浄機のB−B断面図である。
両図において、31は卵形容器で、ファン33の上部に、容器内部を上下に区画する通気性を有するネット34を設け、このネット34上に、青または紫の可視光線を照射する複数の発光ダイオード35を配置し、容器の上部領域に排気用の複数の排気孔36を備えている。そして、卵形容器31の前記上部領域には浮遊発泡粒37が収納されている。なお、図中、38は、容器31よりその側面側に延長して設けられた固定用クリップ部を示すものである。
従って、各半円弧状の回路部分の3個のダイオードは底面中心線Cに対してアノードとカソードの向きはミラーイメージに配されている。なお、配線は基盤を用いることなくネット34上に樹脂を介して固定されている。これにより、ファンからの空気の抵抗を最小限に抑えることができる。
このように構成した空気清浄機において、複数の発光ダイオード35から浮遊発泡粒37に紫、青の光線が照射されると、浮遊発泡粒37の可視光光触媒作用によって空気が清浄化されると共に、同じく蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、空気清浄機はインテリア照明を兼ねることができる。
以下、本発明の実施例4について説明する。
図15は、本発明に係る空気清浄機の別の例である、卓上型の空気清浄機の分解斜視図である。
しかして、前記容器の上部部材41aは、浮遊発泡粒(図示せず)を収納した状態で、容器の下部領域との嵌合開口端をネット48によりシールされて、交換可能なカートリッジとされている。
Claims (2)
- 容器の下部領域には、吸入口、防塵用のフィルターを備え、その上部に空気送風用のファンを備え、前記ファンの上部に容器内部を上下に区画するネットを設け、同ネットの中心部に複数の紫外線LEDを配置し、その外側には可視光線のLEDを同心円状に配置して結線したLED電気回路を設け、上部領域は、容器を透明とし、同容器の上方に排気口および飛び出し防止用のフィルターを備え、同フィルターとネットで仕切られた空間に光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を収納したことを特徴とした空気清浄機。
- 容器の下部領域は、下部に吸入口、防塵用のフィルターを備え、上部に空気送風用のファンを備え、前記ファンの上部にネットを設け、同ネットの中心部に複数の紫外線LEDを配置し、その外側には可視光線のLEDを同心円状に配置して結線したLED電気回路を設け、上部領域は、容器を透明とし、同容器の上方に排気口および飛び出し防止用のフィルターを備え、前記容器の下部領域との嵌合開口端をネットでシールし、前記フィルターと前記ネットで仕切られた空間に光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を収納して前記容器の上部領域を交換可能なカートリッジとしたことを特徴とした空気清浄機。
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