JP4107938B2 - Air purification device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光触媒を用いた空気浄化装置に係り、特に、空気浄化装置内部に配置する光触媒の表面積を拡大させることのできる空気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
酸化チタン(TiO)等の光触媒は、紫外線の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物(NO)、硫黄酸化物(SO)等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮するものであることから、この光触媒を利用した空気浄化装置が種々提案されている。
図12は、斯かる従来の空気浄化装置の一例を示したものであり、該空気浄化装置70は、吸気口72及び排気口74を備えた筐体76の内壁表面に光触媒78を膜状に被着すると共に、筐体76内に光触媒を活性化する光源としての紫外線ランプ80を配置して成る。
この空気浄化装置70にあっては、紫外線ランプ80で生成される紫外線を光触媒78に照射して活性化することにより、筐体76内部に導入した空気の浄化を行っているのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光触媒による有害化合物や汚濁物等の分解は、これら有害化合物や汚濁物等が光触媒に接触することによって生じる作用である。従って、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには、光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましい。
しかしながら、上記従来の空気浄化装置70にあっては、光触媒76を筐体76の内壁表面に膜状に配置していたことから、光触媒76の表面積の拡大には限界があり、例え筐体76の内壁全面に光触媒76を配置したとしても、光触媒76の表面積を筐体76内壁の表面積以上に拡大することはできなかった。
【0004】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空気浄化装置内部に配置する光触媒の表面積を拡大させることのできる空気浄化装置の実現にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の空気浄化装置にあっては、吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置して成ることを特徴とする。
【0006】
請求項1に記載の空気浄化装置にあっては、紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、光触媒で被覆された多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置したことから、光触媒の配置される基体の表面積が、被着された多数の繊維状体の表面積分増大することとなり、基体表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、筐体内部に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0007】
また、請求項2に記載の空気浄化装置にあっては、吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプを構成する紫外線透過材料より成る気密容器の外表面に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、気密容器の外表面に対して立設状態で被着したことを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の空気浄化装置にあっては、光触媒で被覆された多数の繊維状体を、紫外線ランプを構成する気密容器の外表面に対して立設状態で被着したことから、光触媒の配置される気密容器外表面の表面積が、被着された多数の繊維状体の表面積分増大することとなり、この結果、気密容器外表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、筐体内部に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0009】
さらに、請求項3に記載の空気浄化装置にあっては、吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置し、また、上記紫外線ランプを構成する紫外線透過材料より成る気密容器の外表面に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、気密容器の外表面に対して立設状態で被着したことを特徴とする。
【0010】
請求項3に記載の空気浄化装置にあっては、紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、光触媒で被覆された多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置したことから、光触媒の配置される基体の表面積が、被着された多数の繊維状体の表面積分増大することとなり、基体表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、筐体内部に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
しかも、紫外線ランプの気密容器の外表面にも、光触媒で被覆された多数の繊維状体を被着していることから、紫外線の照射範囲内に配置される光触媒の表面積を一層拡大することができる。
【0011】
請求項1乃至請求項3において、上記繊維状体は、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る
この場合、シリカガラスの微細孔中に、アナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層を介して、光触媒と繊維とが結合されることとなるため、光触媒と繊維との結合が非常に強固となり、光触媒が容易に剥離を生じることがなく、耐久性に優れている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係る空気浄化装置の実施形態を説明する。
図1は、本発明に係る空気浄化装置10の概略断面図であり、この空気浄化装置10は、筐体12の内部に、3本の紫外線ランプ14と、2個のファン16と、光触媒担持体18と、フィルタ20を収納すると共に、筐体12の外壁面に取付けられた駆動部22を備えている。
上記筐体12の下面には、空気を筐体12内部に取り入れるための吸気口24が形成され、また、筐体12の上面には、筐体12内部の空気を外部に放出するための排気口26が形成されている。
【0013】
上記紫外線ランプ14は、図2に示すように、石英ガラス等の紫外線透過ガラスより成る略円筒状の一対の直管部28,28と、両直管部28,28を連通接続する曲管部30と、上記直管部28,28の開口を溶融封止して成る封止部32とから構成される気密容器34と、該気密容器34内の両端封止部32近傍にそれぞれ配置された一対の放電電極36,36と、各放電電極36に接続されたリード線38とを備えて成る。
上記気密容器34内には、アルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或いは、キセノンを主体とした紫外線放射ガスが充填されている。また、気密容器34の直管部28,28と曲管部30の内表面には、後述する紫外線波長変換用の蛍光体層40(図3及び図4参照)が形成されている。
上記放電電極36は、モリブデン、タングステン等より成り、先端部は直管部28内に露出すると共に、基端部は気密容器34の封止部32内に埋設されている。封止部32内に埋設された放電電極36の基端部には、リード線38の一端が接続され、該リード線38の他端は、気密容器34の外部に導出されている。
【0014】
図3及び図4に拡大して示すように、上記気密容器34を構成する直管部28,28の外表面には、表面をアナターゼ型の酸化チタン(TiO)より成る光触媒42で被覆された多数の細長い第1の繊維状体44(図5及び図6)が、接着剤46を介して、上記直管部28,28外表面に対して略垂直に立設状態で被着されている。この第1の繊維状体44は、ガラス繊維や樹脂繊維等の繊維48の表面に光触媒42をコーティングして構成され、その直径は5〜50μm、長さは20〜5000μm程度である。また、隣接する第1の繊維状体44同士の間隔は、5〜100μm程度と成されていて密集度は高い。
上記光触媒42の厚さは、1〜3μm程度と成されている。上記繊維48への光触媒42の被覆方法は、従来から用いられている各種方法を使用でき、例えば、光触媒の分散液中に、ガラス繊維や樹脂繊維等の繊維48を浸漬した後、乾燥・焼成させることにより被覆可能である。
直管部28,28外表面への上記第1の繊維状体44の被着は、静電植毛法を用いて行うことができる。これは、第1の繊維状体44を、静電気を利用して立毛させた状態で、接着剤46の塗布された直管部28,28外表面に植毛するものである。
尚、上記接着剤46は、紫外線透過性を備えた材料より成り、例えば、アルカリシリケート結合物、エチルシリケート結合物、アルコキシラン結合物、有機官能基を部分的に導入したアルコキシラン結合物及び有機ポリマーを反応させたアルコキシラン結合物等の無機結合材やハイブリッド系無機結合材を好適に用いることができる。
このように、紫外線ランプ14の気密容器34の外表面に光触媒42を配置することにより、紫外線ランプ14で生成された紫外線を光触媒42に効率的に照射することができる。
【0015】
上記蛍光体層40は、放電電極36,36間の放電によって紫外線放射ガスから放射される様々な波長の紫外線の中で、300nm未満の波長の紫外線を、光触媒42の活性化に特に適した300〜400nmの波長の紫外線に変換するために設けられたものである。
上記蛍光体層40は、例えば、(CaZn)(PO:Tl、Ca(PO:Tl、SrB:Eu、(Ba,Sr,Mg)Si:Pb、BaSi:Pb、YPO:Ce、Ce(Mg,Ba)Al1119、LaPO:Ce等の少なくとも1種を含む材料で構成することができる。
このように、上記蛍光体層40を設けたことにより、紫外線放射ガスから放射され、上記光触媒42に照射される各種波長の紫外線の中で、該光触媒42の活性化にあまり寄与しない波長(300nm未満の波長)の紫外線が、光触媒42の活性化に特に適した波長の紫外線(300〜400nm)に変換されるので、光触媒42の活性化を促進することができる。
【0016】
尚、上記蛍光体層40は、気密容器34を構成する直管部28,28の外表面に形成しても良い。この場合には、気密容器34の外表面に形成した蛍光体層40の表面に、上記接着剤46を塗布し、該接着剤46を介して、上記第1の繊維状体44を被着すれば良い。或いは、蛍光体層40を構成する蛍光体を混入した接着剤46を、気密容器34の外表面に塗布し、蛍光体の混入された当該接着剤46を介して、上記第1の繊維状体44を被着しても良い。
【0017】
上記紫外線ランプ14にあっては、一対の放電電極36,36間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が生成される。生成された紫外線は、蛍光体層40に照射されることにより、光触媒42の活性化に特に適した波長の紫外線(300〜400nm)に変換された後、気密容器34を透過して光触媒42に照射される。この結果、光触媒42が活性化して空気の浄化を行うことができるのである。尚、上記の通り、接着剤46も紫外線透過性を有していることから、当該接着剤46によって紫外線が遮られることはない。
上記各第1の繊維状体44は、直管部28,28外表面に対して「略垂直」に被着されていることから、第1の繊維状体44同士が交差して絡み合うことがなく、その結果、紫外線の照射を受けた際に、紫外線の当たらない影の部分を生じることが殆どない。従って、各第1の繊維状体44の光触媒42に紫外線が十分に照射されることとなり、光触媒42の活性化効率が非常に高い。
【0018】
上記光触媒担持体18は、筐体12内壁面に取り付けられており、上記3本の紫外線ランプ14を囲繞するように配置されている。該光触媒担持体18は、ガラス、樹脂、金属等の適宜な材料より成る断面略波形の基体50の表面に、図7に示す如く、光触媒42で被覆された多数の細長い第1の繊維状体44を接着剤46を介して、上記基体50表面に対して略垂直に立設状態で被着して構成されているものである。
この光触媒担持体18は、第1の繊維状体44表面の光触媒42を活性化させるため、上記紫外線ランプ14で生成された紫外線の照射範囲内に配置される必要がある。
【0019】
この光触媒担持体18における第1の繊維状体44表面の光触媒42に、上記紫外線ランプ14からの紫外線の照射を受けると、光触媒42が活性化して該光触媒42表面に接触した空気の浄化を行うことができるのである。
尚、上記紫外線ランプ14の直管部28外表面には第1の繊維状体44が被着されているが、上記の通り、各第1の繊維状体44は、直管部28,28外表面に対して「略垂直」に、且つ、所定の間隔で被着されていることから、直管部28を透過した紫外線の一部は、第1の繊維状体44,44の間を通って、光触媒担持体18の光触媒42に照射されることとなる。また、第1の繊維状体44が被着されていない紫外線ランプ14の曲管部30や封止部32を透過した紫外線も、光触媒担持体18の光触媒42に照射されることとなる。
図7に示す通り、光触媒担持体18の各第1の繊維状体44の一部は、上記接着剤46中に埋没した状態で基体50表面に被着されることとなるが、上記の通り、接着剤46は紫外線透過性を有していることから、当該接着剤46中に埋没した部分の第1の繊維状体44表面の光触媒42にも紫外線を十分に照射することができる。
尚、上記第1の繊維状体44を、筐体12の内壁表面に直接被着することによって光触媒担持体を構成することもでき、この場合には、筐体12の内壁が、光触媒担持体の「基体」として機能することになる。
【0020】
以下において、上記空気浄化装置10を用いて、空気の浄化処理を行う手順を説明する。
先ず、駆動部22から上記ファン16及び紫外線ランプ14に電源供給することにより、ファン16を駆動させると共に紫外線ランプ14を点灯させる。
上記ファン16の駆動により、外部の空気が吸気口24より筐体12内に導入され、また、上記紫外線ランプ14の点灯によって生成された紫外線の照射を受けて、紫外線ランプ14の第1の繊維状体44表面の光触媒42、光触媒担持体18の第1の繊維状体44表面の光触媒42が活性化することとなる。
筐体12内部に導入された空気は、上記フィルタ20によって塵等が除去された後、排気口26に向かって上昇していく過程で、活性化した上記光触媒42と接触することにより、該空気中の有害化合物や汚濁物等が分解されて浄化されることとなる。
【0021】
本発明の空気浄化装置10にあっては、紫外線ランプ14で生成された紫外線の照射範囲内に、光触媒42で被覆された多数の第1の繊維状体44を基体50表面に対して略垂直に立設状態で被着して構成した光触媒担持体18を配置したことから、光触媒42の配置される基体50の表面積が、被着された多数の第1の繊維状体44の表面積分増大することとなり、基体50表面に光触媒42を膜状に配置する場合に比較して、配置される光触媒42の表面積を飛躍的に拡大することができる。例えば、被着する第1の繊維状体44の数、直径、長さ、第1の繊維状体44同士の間隔を適宜調整することにより、基体50表面積の数千倍以上の表面積で光触媒42を配置することが可能である。
しかも、本発明の空気浄化装置10にあっては、紫外線ランプ14の気密容器34を構成する直管部28,28の外表面にも、光触媒42で被覆された多数の第1の繊維状体44を被着していることから、紫外線の照射範囲内に配置される光触媒42の表面積を一層拡大することができる。
すなわち、光触媒42で被覆された多数の第1の繊維状体44を、紫外線ランプ14を構成する気密容器34の直管部28,28外表面に対して略垂直に立設状態で被着したことから、直管部28,28外表面の表面積が、被着された多数の第1の繊維状体44の表面積分増大することとなり、この結果、直管部28,28外表面に光触媒42を膜状に配置する場合に比較して、直管部28,28に配置される光触媒42の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0022】
上記光触媒26としては、上記の酸化チタン以外に、ZnO、SrTiO、BaTiO、Fe等、光触媒作用を有する他の金属酸化物を用いることができるが、アナターゼ型の酸化チタンが、光触媒活性に優れており最も好適に使用できる。
【0023】
本発明の上記空気浄化装置10において、上記第1の繊維状体44の代わりに、図8及び図9に示すような表面を光触媒42で被覆された第2の繊維状体60、或いは、図10及び図11に示すような光触媒繊維66で構成された第3の繊維状体64を用いても良い。
すなわち、上記第1の繊維状体44の代わりに、紫外線ランプ14の気密容器34を構成する直管部28,28の外表面に、多数の第2の繊維状体60、或いは、多数の第3の繊維状体64を、接着剤46を介して、上記直管部28,28外表面に対して略垂直に立設状態で被着しても良い。
この場合、表面を光触媒42で被覆された多数の第2の繊維状体60、或いは、光触媒繊維66で構成された多数の第3の繊維状体64が、紫外線ランプ14を構成する気密容器34の直管部28,28外表面に対して略垂直に立設状態で被着されることから、直管部28,28外表面の表面積が、被着された多数の第2の繊維状体60、或いは、多数の第3の繊維状体64の表面積分増大することとなり、この結果、直管部28,28外表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、直管部28,28外表面に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0024】
同様に、上記第1の繊維状体44の代わりに、上記光触媒担持体18の基体50の表面に、多数の第2の繊維状体60、或いは、多数の第3の繊維状体64を、接着剤46を介して、上記基体50表面に対して略垂直に立設状態で被着しても良い。
この場合、表面を光触媒42で被覆された多数の第2の繊維状体60、或いは、光触媒繊維66で構成された多数の第3の繊維状体64が、光触媒担持体18の基体50の表面に対して略垂直に立設状態で被着されることから、基体50の表面積が、被着された多数の第2の繊維状体60、或いは、多数の第3の繊維状体64の表面積分増大することとなり、基体50表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0025】
図8及び図9に示す第2の繊維状体60は、シリカガラスより成る繊維48の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層62が形成され、さらに、上記シンタリング層62の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒42が被覆されることにより構成されている。
この第2の繊維状体60は、シリカガラスより成る繊維48の作成時において、シリカガラス繊維の材料であるシリカの焼結前に、該シリカを、光触媒42の材料であるチタンの金属アルコキシド溶液中に含浸させた後、400〜800℃の温度で加熱・焼結させることにより得ることができる。
すなわち、焼結前のシリカは、表面に多数の微細孔を有しているため、シリカをチタンの金属アルコキシド溶液中に含浸させると、上記シリカの表面がチタンの金属アルコキシド溶液で被覆されると共に、シリカの微細孔中に、チタンの金属アルコキシド溶液が浸透することとなる。この状態で、400〜800℃の温度で加熱すると、シリカが焼結してシリカガラスより成る繊維48が形成されると共に、シリカ表面のチタンの金属アルコキシド溶液が加水分解・重合反応してアナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒42が形成される。さらに、シリカ表面のの微細孔も焼結してシリカガラスが形成されると共に、シリカの微細孔中に浸透したチタンの金属アルコキシド溶液も加水分解・重合反応してアナターゼ型の酸化チタンが形成され、この結果、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結した上記シンタリング層62が構成されることととなる。
この第2の繊維状体60にあっては、シリカガラスの微細孔中に、アナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層62を介して、光触媒42と繊維48とが結合されることとなるため、光触媒42と繊維48との結合が非常に強固となり、光触媒42が容易に剥離を生じることがなく、耐久性に優れている。
【0026】
図10及び図11に示す第3の繊維状体64は、アナターゼ型の酸化チタン(TiO)より成る光触媒繊維66で構成されている。
この光触媒繊維66は、例えば、以下の方法により形成することができる。 先ず、チタンの金属アルコキシドと、該チタンの金属アルコキシドの加水分解のための水と、メタノール等の溶媒と、上記チタンの金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤とを調合し、溶液状態の光触媒材料を作製する。
次に、溶液状態の光触媒材料を、例えば200℃程度の比較的低温で加熱等することにより、溶媒を蒸発させると共に、上記チタンの金属アルコキシドの加水分解・重合反応を一部進行させて、溶液状態の光触媒材料を粘性ゾル状と成す。
次に、粘性ゾル状の光触媒材料を延伸した後、400℃〜800℃の温度で加熱・焼成して、チタンの金属アルコキシドの重合反応を完全に進行させることにより、ゲル状の細長い光触媒繊維を形成し、この光触媒繊維を、所定の長さに切断すれば、上記光触媒繊維66を形成することができる。
【0027】
【発明の効果】
請求項1に記載の空気浄化装置にあっては、紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、光触媒で被覆された多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置したことから、光触媒の配置される基体の表面積が、被着された多数の繊維状体の表面積分増大することとなり、基体表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、筐体内部に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0028】
請求項2に記載の空気浄化装置にあっては、光触媒で被覆された多数の繊維状体を、紫外線ランプを構成する気密容器の外表面に対して立設状態で被着したことから、光触媒の配置される気密容器外表面の表面積が、被着された多数の繊維状体の表面積分増大することとなり、この結果、気密容器外表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、筐体内部に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
【0029】
請求項3に記載の空気浄化装置にあっては、紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、光触媒で被覆された多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置したことから、光触媒の配置される基体の表面積が、被着された多数の繊維状体の表面積分増大することとなり、基体表面に光触媒を膜状に配置する場合に比較して、筐体内部に配置される光触媒の表面積を飛躍的に拡大することができる。
しかも、紫外線ランプの気密容器の外表面にも、光触媒で被覆された多数の繊維状体を被着していることから、紫外線の照射範囲内に配置される光触媒の表面積を一層拡大することができる。
【0030】
請求項1乃至請求項3において、上記繊維状体は、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る。
この場合、シリカガラスの微細孔中に、アナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層を介して、光触媒と繊維とが結合されることとなるため、光触媒と繊維との結合が非常に強固となり、光触媒が容易に剥離を生じることがなく、耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る空気浄化装置の概略断面図である。
【図2】 紫外線ランプを示す正面図である。
【図3】 紫外線ランプにおける気密容器の直管部の部分拡大縦断面図である。
【図4】 紫外線ランプにおける気密容器の直管部の拡大横断面図である。
【図5】 第1の繊維状体の拡大縦断面図である。
【図6】 第1の繊維状体の拡大横断面図である。
【図7】 光触媒担持体の部分拡大断面図である。
【図8】 第2の繊維状体の拡大縦断面図である。
【図9】 第2の繊維状体の拡大横断面図である。
【図10】 第3の繊維状体の拡大縦断面図である。
【図11】 第3の繊維状体の拡大横断面図である。
【図12】 従来の空気浄化装置を示す概略説明図である。
【符号の説明】
10 空気浄化装置
12 筐体
14 紫外線ランプ
18 光触媒担持体
24 吸気口
26 排気口
34 気密容器
40 蛍光体層
42 光触媒
44 第1の繊維状体
46 接着剤
50 基体
60 第2の繊維状体
64 第3の繊維状体
66 光触媒繊維
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air purification device using a photocatalyst, and more particularly to an air purification device capable of expanding the surface area of a photocatalyst disposed inside the air purification device.
[0002]
[Prior art]
Photocatalysts such as titanium oxide (TiO 2 ) are activated when irradiated with ultraviolet rays to produce a strong redox effect, and harmful compounds and pollutants such as nitrogen oxides (NO X ) and sulfur oxides (SO X ) Therefore, various air purifying apparatuses using this photocatalyst have been proposed.
FIG. 12 shows an example of such a conventional air purifying device. The air purifying device 70 forms a photocatalyst 78 in the form of a film on the inner wall surface of a casing 76 having an intake port 72 and an exhaust port 74. An ultraviolet lamp 80 serving as a light source for activating the photocatalyst is disposed in the casing 76 while being deposited.
In this air purification device 70, the air introduced into the housing 76 is purified by irradiating the photocatalyst 78 with an ultraviolet ray generated by the ultraviolet lamp 80 and activating it.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, decomposition of harmful compounds, pollutants and the like by the photocatalyst is an effect caused by contact of these harmful compounds and pollutants with the photocatalyst. Therefore, in order to improve the ability of the photocatalyst to purify air and water, it is desirable to increase the surface area of the photocatalyst as much as possible.
However, in the above-described conventional air purification device 70, since the photocatalyst 76 is disposed in the form of a film on the inner wall surface of the casing 76, there is a limit to the expansion of the surface area of the photocatalyst 76. For example, the casing 76 Even if the photocatalyst 76 is disposed on the entire inner wall of the photocatalyst, the surface area of the photocatalyst 76 could not be increased beyond the surface area of the inner wall of the housing 76.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to realize an air purification device capable of expanding the surface area of a photocatalyst disposed inside the air purification device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the air purifying apparatus according to claim 1, an ultraviolet lamp is housed in a casing having an intake port and an exhaust port, and an ultraviolet ray generated by the ultraviolet lamp is stored. Within the irradiation range, a sintering layer is formed on the surface of the fiber made of silica glass and sintered with the anatase-type titanium oxide penetrating into the fine pores of the silica glass, and further on the surface of the sintering layer. The photocatalyst carrier is formed by arranging a large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst made of anatase-type titanium oxide in a standing state on the surface of the substrate.
[0006]
In the air purifying apparatus according to claim 1, a large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst are applied in an upright state with respect to a substrate surface within an irradiation range of ultraviolet rays generated by an ultraviolet lamp. Since the photocatalyst carrier configured as described above is disposed, the surface area of the substrate on which the photocatalyst is disposed increases the surface integral of a large number of deposited fibrous bodies, and the photocatalyst is disposed on the surface of the substrate in the form of a film. Compared to the case, the surface area of the photocatalyst disposed inside the housing can be dramatically increased.
[0007]
Further, in the air purifying apparatus according to claim 2, the ultraviolet lamp is housed in a housing provided with an intake port and an exhaust port, and the outside of the airtight container made of an ultraviolet transmissive material constituting the ultraviolet lamp is provided. A sintering layer is formed on the surface of the fiber made of silica glass and sintered with anatase-type titanium oxide infiltrated into the fine pores of the silica glass. Further, on the surface of the sintering layer, anatase is formed. A large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst made of a type of titanium oxide are deposited in an upright state on the outer surface of an airtight container.
[0008]
In the air purification device according to claim 2, since a large number of fibrous bodies coated with the photocatalyst are attached in an upright state to the outer surface of the airtight container constituting the ultraviolet lamp, the photocatalyst is provided. The surface area of the outer surface of the hermetic container to be increased will increase the surface integral of a large number of adhered fibrous bodies.As a result, compared to the case where the photocatalyst is disposed in the form of a film on the outer surface of the hermetic container, The surface area of the photocatalyst disposed inside the housing can be dramatically increased.
[0009]
Furthermore, in the air purifying apparatus according to claim 3, the ultraviolet lamp is housed in a housing having an intake port and an exhaust port, and silica is contained within an irradiation range of ultraviolet rays generated by the ultraviolet lamp. On the surface of the fiber made of glass, a sintering layer is formed by sintering anatase-type titanium oxide in the fine pores of silica glass. Further, on the surface of the sintering layer, anatase-type titanium oxide is formed. A photocatalyst carrier comprising a large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst and deposited in a standing state on the surface of the substrate is disposed, and is made of an ultraviolet transmitting material constituting the ultraviolet lamp. the outer surface of the airtight container, the surface of the fibers made of silica glass, sintering layer is formed of titanium oxide of anatase in the micropores of the silica glass is sintered in a state of being penetrated Further, and wherein the surface of the sintering layer, the photocatalyst consisting of anatase type titanium oxide is a number of fibrous material comprising coated and deposited at upright position relative to the outer surface of the airtight container To do.
[0010]
In the air purification apparatus according to claim 3, a large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst are deposited in an upright state on a substrate surface within an irradiation range of ultraviolet rays generated by an ultraviolet lamp. Since the photocatalyst carrier configured as described above is disposed, the surface area of the substrate on which the photocatalyst is disposed increases the surface integral of a large number of attached fibrous bodies, and the photocatalyst is disposed on the substrate surface in a film form. Compared to the case, the surface area of the photocatalyst disposed inside the housing can be dramatically increased.
Moreover, since many fibrous bodies coated with the photocatalyst are also applied to the outer surface of the airtight container of the ultraviolet lamp, the surface area of the photocatalyst disposed within the ultraviolet irradiation range can be further increased. it can.
[0011]
The sintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibrous body is formed by sintering on the surface of the fiber made of silica glass in a state where anatase-type titanium oxide is infiltrated into the fine pores of the silica glass. Further, the surface of the sintering layer is coated with a photocatalyst made of anatase type titanium oxide.
In this case, the photocatalyst and the fiber are bonded to each other through a sintering layer sintered in a state where the anatase type titanium oxide is infiltrated into the fine pores of the silica glass. Becomes very strong, the photocatalyst does not easily peel off, and is excellent in durability.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an air purification device according to the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an air purification device 10 according to the present invention. This air purification device 10 has three ultraviolet lamps 14, two fans 16, and a photocatalyst supported inside a housing 12. The body 18 and the filter 20 are housed, and a drive unit 22 attached to the outer wall surface of the housing 12 is provided.
An intake port 24 for taking air into the housing 12 is formed on the lower surface of the housing 12, and an exhaust for releasing the air inside the housing 12 to the outside is formed on the upper surface of the housing 12. A mouth 26 is formed.
[0013]
As shown in FIG. 2, the ultraviolet lamp 14 includes a pair of substantially cylindrical straight pipe portions 28, 28 made of ultraviolet transmissive glass such as quartz glass, and a curved pipe portion that connects the straight pipe portions 28, 28 in communication with each other. 30 and an airtight container 34 composed of a sealing part 32 formed by melting and sealing the openings of the straight pipe parts 28, 28, and disposed in the vicinity of both end sealing parts 32 in the airtight container 34, respectively. A pair of discharge electrodes 36, 36 and a lead wire 38 connected to each discharge electrode 36 are provided.
The airtight container 34 is filled with an ultraviolet radiation gas obtained by mixing argon and mercury or an ultraviolet radiation gas mainly composed of xenon. Further, on the inner surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 and the curved pipe portion 30 of the hermetic container 34, a phosphor layer 40 for ultraviolet wavelength conversion (see FIGS. 3 and 4) described later is formed.
The discharge electrode 36 is made of molybdenum, tungsten, or the like, and has a distal end portion exposed in the straight tube portion 28 and a proximal end portion embedded in the sealing portion 32 of the airtight container 34. One end of a lead wire 38 is connected to the proximal end portion of the discharge electrode 36 embedded in the sealing portion 32, and the other end of the lead wire 38 is led out of the hermetic vessel 34.
[0014]
3 and 4, the outer surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 constituting the hermetic container 34 are coated with a photocatalyst 42 made of anatase type titanium oxide (TiO 2 ). A number of elongated first fibrous bodies 44 (FIGS. 5 and 6) are attached in an upright state substantially vertically to the outer surfaces of the straight pipe portions 28, 28 via an adhesive 46. Yes. The first fibrous body 44 is formed by coating the surface of a fiber 48 such as a glass fiber or a resin fiber with a photocatalyst 42, and has a diameter of 5 to 50 μm and a length of about 20 to 5000 μm. Moreover, the space | interval of adjacent 1st fibrous bodies 44 is comprised with about 5-100 micrometers, and the density is high.
The photocatalyst 42 has a thickness of about 1 to 3 μm. As the method for coating the fiber 48 with the photocatalyst 42, various conventional methods can be used. For example, the fiber 48 such as glass fiber or resin fiber is immersed in a dispersion of the photocatalyst, and then dried and fired. Can be coated.
The first fibrous body 44 can be attached to the outer surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 using an electrostatic flocking method. In this state, the first fibrous body 44 is implanted on the outer surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 to which the adhesive 46 is applied in a state where the first fibrous body 44 is raised using static electricity.
The adhesive 46 is made of a material having ultraviolet transparency, such as an alkali silicate bond, an ethyl silicate bond, an alkoxy lane bond, an alkoxy lane bond partially containing an organic functional group, and an organic An inorganic binder such as an alkoxysilane bond obtained by reacting a polymer or a hybrid inorganic binder can be suitably used.
As described above, by arranging the photocatalyst 42 on the outer surface of the airtight container 34 of the ultraviolet lamp 14, the ultraviolet light generated by the ultraviolet lamp 14 can be efficiently irradiated onto the photocatalyst 42.
[0015]
The phosphor layer 40 is 300 particularly suitable for activating the photocatalyst 42 with ultraviolet light having a wavelength of less than 300 nm among various wavelengths emitted from the ultraviolet radiation gas by the discharge between the discharge electrodes 36 and 36. It is provided for conversion to ultraviolet light having a wavelength of ˜400 nm.
The phosphor layer 40 includes, for example, (CaZn) 3 (PO 4 ) 2 : Tl, Ca 3 (PO 4 ) 2 : Tl, SrB 4 O 7 : Eu, (Ba, Sr, Mg) 3 Si 2 O 7. : Pb, BaSi 2 O 5 : Pb, YPO 4 : Ce, Ce (Mg, Ba) Al 11 O 19 , LaPO 4 : Ce, and the like.
Thus, by providing the phosphor layer 40, among the various wavelengths of ultraviolet light emitted from the ultraviolet radiation gas and irradiated on the photocatalyst 42, a wavelength (300 nm that does not contribute much to the activation of the photocatalyst 42). UV light having a wavelength less than that is converted into ultraviolet light having a wavelength particularly suitable for activation of the photocatalyst 42 (300 to 400 nm), so that activation of the photocatalyst 42 can be promoted.
[0016]
The phosphor layer 40 may be formed on the outer surface of the straight pipe portions 28 and 28 constituting the airtight container 34. In this case, the adhesive 46 is applied to the surface of the phosphor layer 40 formed on the outer surface of the airtight container 34, and the first fibrous body 44 is applied via the adhesive 46. It ’s fine. Alternatively, an adhesive 46 mixed with the phosphor constituting the phosphor layer 40 is applied to the outer surface of the airtight container 34, and the first fibrous body is passed through the adhesive 46 mixed with the phosphor. 44 may be applied.
[0017]
In the ultraviolet lamp 14, when a discharge is generated between the pair of discharge electrodes 36, 36, the electrons collide with the ultraviolet radiation gas to generate ultraviolet rays having various wavelengths. The generated ultraviolet rays are irradiated onto the phosphor layer 40 to be converted into ultraviolet rays (300 to 400 nm) having a wavelength particularly suitable for the activation of the photocatalyst 42, and then transmitted through the airtight container 34 to the photocatalyst 42. Irradiated. As a result, the photocatalyst 42 is activated and air can be purified. As described above, since the adhesive 46 also has ultraviolet transparency, the adhesive 46 does not block the ultraviolet rays.
Since each said 1st fibrous body 44 is adhere | attached "substantially perpendicularly" with respect to the straight pipe part 28 and 28 outer surface, 1st fibrous bodies 44 may mutually cross and become intertwined. As a result, there is almost no shadow portion that is not exposed to ultraviolet rays when irradiated with ultraviolet rays. Therefore, the photocatalyst 42 of each first fibrous body 44 is sufficiently irradiated with ultraviolet rays, and the activation efficiency of the photocatalyst 42 is very high.
[0018]
The photocatalyst carrier 18 is attached to the inner wall surface of the housing 12 and is disposed so as to surround the three ultraviolet lamps 14. The photocatalyst carrier 18 includes a plurality of elongated first fibrous bodies coated with a photocatalyst 42 on the surface of a substrate 50 having a substantially corrugated cross section made of an appropriate material such as glass, resin, or metal, as shown in FIG. 44 is formed by adhering 44 in an upright state with respect to the surface of the base 50 through an adhesive 46.
This photocatalyst carrier 18 needs to be disposed within the irradiation range of the ultraviolet rays generated by the ultraviolet lamp 14 in order to activate the photocatalyst 42 on the surface of the first fibrous body 44.
[0019]
When the photocatalyst 42 on the surface of the first fibrous body 44 in the photocatalyst carrier 18 is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 14, the photocatalyst 42 is activated to purify the air contacting the surface of the photocatalyst 42. It can be done.
The first fibrous body 44 is attached to the outer surface of the straight tube portion 28 of the ultraviolet lamp 14. As described above, each first fibrous body 44 is formed of the straight tube portions 28, 28. Part of the ultraviolet rays that have passed through the straight pipe portion 28 are placed between the first fibrous bodies 44 and 44 because they are deposited “substantially perpendicular” to the outer surface and at a predetermined interval. As a result, the photocatalyst 42 of the photocatalyst carrier 18 is irradiated. Further, the ultraviolet light that has passed through the bent tube portion 30 and the sealing portion 32 of the ultraviolet lamp 14 to which the first fibrous body 44 is not attached is also applied to the photocatalyst 42 of the photocatalyst carrier 18.
As shown in FIG. 7, a part of each first fibrous body 44 of the photocatalyst carrier 18 is attached to the surface of the substrate 50 in a state of being embedded in the adhesive 46, as described above. Since the adhesive 46 has ultraviolet transparency, the photocatalyst 42 on the surface of the first fibrous body 44 embedded in the adhesive 46 can be sufficiently irradiated with ultraviolet rays.
In addition, the photocatalyst carrier can also be configured by directly attaching the first fibrous body 44 to the inner wall surface of the housing 12, and in this case, the inner wall of the housing 12 is formed by the photocatalyst carrier. It will function as a “base”.
[0020]
Hereinafter, a procedure for performing an air purification process using the air purification device 10 will be described.
First, by supplying power from the drive unit 22 to the fan 16 and the ultraviolet lamp 14, the fan 16 is driven and the ultraviolet lamp 14 is turned on.
By driving the fan 16, external air is introduced into the housing 12 through the air inlet 24, and the first fiber of the ultraviolet lamp 14 is irradiated with the ultraviolet rays generated by the lighting of the ultraviolet lamp 14. The photocatalyst 42 on the surface of the filament 44 and the photocatalyst 42 on the surface of the first fibrous body 44 of the photocatalyst carrier 18 are activated.
The air introduced into the housing 12 comes into contact with the activated photocatalyst 42 in the process of rising toward the exhaust port 26 after dust and the like are removed by the filter 20, thereby Hazardous compounds and pollutants inside are decomposed and purified.
[0021]
In the air purification apparatus 10 of the present invention, a large number of first fibrous bodies 44 coated with the photocatalyst 42 are substantially perpendicular to the surface of the base 50 within the irradiation range of the ultraviolet rays generated by the ultraviolet lamp 14. Since the photocatalyst carrier 18 formed by being deposited in an upright state is disposed, the surface area of the substrate 50 on which the photocatalyst 42 is disposed increases the surface integral of the numerous first fibrous bodies 44 that are deposited. As a result, the surface area of the photocatalyst 42 to be arranged can be dramatically increased as compared with the case where the photocatalyst 42 is arranged on the surface of the substrate 50 in the form of a film. For example, the photocatalyst 42 has a surface area several thousand times greater than the surface area of the substrate 50 by appropriately adjusting the number, diameter, length, and interval between the first fibrous bodies 44 to be deposited. Can be arranged.
Moreover, in the air purification apparatus 10 of the present invention, a large number of first fibrous bodies coated with the photocatalyst 42 on the outer surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 constituting the airtight container 34 of the ultraviolet lamp 14 are also provided. Since 44 is deposited, the surface area of the photocatalyst 42 disposed within the ultraviolet irradiation range can be further increased.
That is, a large number of first fibrous bodies 44 coated with the photocatalyst 42 were deposited in an upright state substantially perpendicular to the outer surfaces of the straight tube portions 28 and 28 of the airtight container 34 constituting the ultraviolet lamp 14. Therefore, the surface area of the outer surfaces of the straight pipe portions 28, 28 increases the surface integral of the many first fibrous bodies 44 deposited, and as a result, the photocatalyst 42 is formed on the outer surfaces of the straight pipe portions 28, 28. The surface area of the photocatalyst 42 disposed in the straight pipe portions 28 and 28 can be dramatically increased as compared with the case where the film is disposed in a film shape.
[0022]
As the photocatalyst 26, in addition to the above-mentioned titanium oxide, other metal oxides having a photocatalytic action such as ZnO, SrTiO 3 , BaTiO 3 , Fe 2 O 3 and the like can be used. It is excellent in photocatalytic activity and can be most suitably used.
[0023]
In the air purification device 10 of the present invention, instead of the first fibrous body 44, the second fibrous body 60 whose surface is coated with the photocatalyst 42 as shown in FIGS. 10 and a third fibrous body 64 composed of photocatalytic fibers 66 as shown in FIG. 11 may be used.
That is, in place of the first fibrous body 44, a large number of second fibrous bodies 60 or a large number of second fibrous bodies 60 are formed on the outer surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 constituting the airtight container 34 of the ultraviolet lamp 14. Alternatively, the third fibrous body 64 may be attached in an upright state with respect to the outer surfaces of the straight pipe portions 28 and 28 through the adhesive 46.
In this case, a large number of second fibrous bodies 60 whose surfaces are coated with the photocatalyst 42 or a large number of third fibrous bodies 64 composed of the photocatalytic fibers 66 constitute an airtight container 34 constituting the ultraviolet lamp 14. Since the surface of the straight pipe portions 28, 28 is attached in a standing state substantially perpendicular to the outer surface of the straight pipe portions 28, 28, the surface area of the outer surfaces of the straight pipe portions 28, 28 is a large number of second fibrous bodies attached. 60, or the surface integral of the large number of third fibrous bodies 64 is increased, and as a result, the straight pipe portion 28 is compared with the case where the photocatalyst is arranged in the form of a film on the outer surface of the straight pipe portions 28, 28. 28, the surface area of the photocatalyst disposed on the outer surface can be dramatically increased.
[0024]
Similarly, in place of the first fibrous body 44, a large number of second fibrous bodies 60 or a large number of third fibrous bodies 64 are provided on the surface of the substrate 50 of the photocatalyst carrier 18. The adhesive 46 may be applied in a standing state substantially perpendicular to the surface of the substrate 50.
In this case, a large number of second fibrous bodies 60 whose surfaces are coated with the photocatalyst 42 or a large number of third fibrous bodies 64 composed of the photocatalytic fibers 66 are the surfaces of the substrate 50 of the photocatalyst carrier 18. Therefore, the surface area of the base 50 is the surface area of the many second fibrous bodies 60 or the many third fibrous bodies 64 that are deposited. As a result, the surface area of the photocatalyst to be arranged can be dramatically increased as compared with the case where the photocatalyst is arranged on the surface of the substrate 50 in the form of a film.
[0025]
The second fibrous body 60 shown in FIG. 8 and FIG. 9 is a sintering layer 62 that is sintered in a state where anatase-type titanium oxide penetrates into the fine pores of the silica glass on the surface of the fiber 48 made of silica glass. Further, the surface of the sintering layer 62 is coated with a photocatalyst 42 made of anatase-type titanium oxide.
This second fibrous body 60 is obtained by preparing a metal alkoxide solution of titanium, which is the material of the photocatalyst 42, before sintering the silica, which is a material of the silica glass fiber, in the production of the fiber 48 made of silica glass. After impregnating in, it can be obtained by heating and sintering at a temperature of 400 to 800 ° C.
That is, since the silica before sintering has many fine pores on the surface, when the silica is impregnated in the metal alkoxide solution of titanium, the surface of the silica is covered with the metal alkoxide solution of titanium. Then, the metal alkoxide solution of titanium penetrates into the fine pores of silica. When heated at a temperature of 400 to 800 ° C. in this state, the silica is sintered to form a fiber 48 made of silica glass, and the titanium metal alkoxide solution on the silica surface is hydrolyzed and polymerized to cause anatase type. A photocatalyst 42 made of titanium oxide is formed. In addition, the fine pores on the silica surface are also sintered to form silica glass, and the metal alkoxide solution of titanium that has penetrated into the fine pores of the silica is also hydrolyzed and polymerized to form anatase-type titanium oxide. As a result, the sintering layer 62 sintered with the anatase type titanium oxide permeating into the fine pores of the silica glass is formed.
In the second fibrous body 60, the photocatalyst 42 and the fiber 48 are bonded via the sintering layer 62 sintered in a state where the anatase-type titanium oxide is infiltrated into the fine pores of the silica glass. Therefore, the bond between the photocatalyst 42 and the fiber 48 becomes very strong, the photocatalyst 42 does not easily peel off, and is excellent in durability.
[0026]
The third fibrous body 64 shown in FIGS. 10 and 11 is composed of a photocatalytic fiber 66 made of anatase-type titanium oxide (TiO 2 ).
This photocatalytic fiber 66 can be formed by the following method, for example. First, a titanium metal alkoxide, water for hydrolysis of the titanium metal alkoxide, a solvent such as methanol, and a regulator of hydrolysis and polymerization reaction of the titanium metal alkoxide are prepared. A photocatalytic material is prepared.
Next, by heating the photocatalytic material in a solution state at a relatively low temperature of, for example, about 200 ° C., the solvent is evaporated and the hydrolysis / polymerization reaction of the metal alkoxide of titanium partially proceeds to obtain a solution. The photocatalytic material in a state is made into a viscous sol.
Next, after stretching the viscous sol-like photocatalyst material, it is heated and baked at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. to completely advance the polymerization reaction of the metal alkoxide of titanium, thereby forming a gel-like elongated photocatalyst fiber. The photocatalyst fiber 66 can be formed by forming and cutting the photocatalyst fiber into a predetermined length.
[0027]
【The invention's effect】
In the air purifying apparatus according to claim 1, a large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst are applied in an upright state with respect to a substrate surface within an irradiation range of ultraviolet rays generated by an ultraviolet lamp. Since the photocatalyst carrier configured as described above is disposed, the surface area of the substrate on which the photocatalyst is disposed increases the surface integral of a large number of deposited fibrous bodies, and the photocatalyst is disposed on the surface of the substrate in the form of a film. Compared to the case, the surface area of the photocatalyst disposed inside the housing can be dramatically increased.
[0028]
In the air purification device according to claim 2, since a large number of fibrous bodies coated with the photocatalyst are attached in an upright state to the outer surface of the airtight container constituting the ultraviolet lamp, the photocatalyst is provided. The surface area of the outer surface of the hermetic container to be increased will increase the surface integral of a large number of adhered fibrous bodies.As a result, compared to the case where the photocatalyst is disposed in the form of a film on the outer surface of the hermetic container, The surface area of the photocatalyst disposed inside the housing can be dramatically increased.
[0029]
In the air purification apparatus according to claim 3, a large number of fibrous bodies coated with a photocatalyst are deposited in an upright state on a substrate surface within an irradiation range of ultraviolet rays generated by an ultraviolet lamp. Since the photocatalyst carrier configured as described above is disposed, the surface area of the substrate on which the photocatalyst is disposed increases the surface integral of a large number of attached fibrous bodies, and the photocatalyst is disposed on the substrate surface in a film form. Compared to the case, the surface area of the photocatalyst disposed inside the housing can be dramatically increased.
Moreover, since many fibrous bodies coated with the photocatalyst are also applied to the outer surface of the airtight container of the ultraviolet lamp, the surface area of the photocatalyst disposed within the ultraviolet irradiation range can be further increased. it can.
[0030]
The sintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibrous body is formed by sintering on the surface of the fiber made of silica glass in a state where anatase-type titanium oxide is infiltrated into the fine pores of the silica glass. Further, the surface of the sintering layer is coated with a photocatalyst made of anatase type titanium oxide.
In this case, the photocatalyst and the fiber are bonded to each other through a sintering layer sintered in a state where the anatase type titanium oxide is infiltrated into the fine pores of the silica glass. Becomes very strong, the photocatalyst does not easily peel off, and is excellent in durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an air purification device according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing an ultraviolet lamp.
FIG. 3 is a partially enlarged longitudinal sectional view of a straight pipe portion of an airtight container in an ultraviolet lamp.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a straight tube portion of an airtight container in an ultraviolet lamp.
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view of a first fibrous body.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a first fibrous body.
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of a photocatalyst carrier.
FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of a second fibrous body.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a second fibrous body.
FIG. 10 is an enlarged longitudinal sectional view of a third fibrous body.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a third fibrous body.
FIG. 12 is a schematic explanatory view showing a conventional air purification device.
[Explanation of symbols]
10 Air purifier
12 housing
14 UV lamp
18 Photocatalyst carrier
24 Inlet
26 Exhaust vent
34 Airtight container
40 Phosphor layer
42 Photocatalyst
44 First fibrous body
46 Adhesive
50 substrate
60 Second fibrous body
64 Third fibrous body
66 Photocatalytic fiber

Claims (3)

吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置して成ることを特徴とする空気浄化装置。An ultraviolet lamp is housed in a housing having an intake port and an exhaust port, and within the ultraviolet irradiation range generated by the ultraviolet lamp, the surface of the fiber made of silica glass and the anatase in the silica glass micropores A sintering layer formed in a state in which titanium oxide of a type is infiltrated, and a surface of the sintering layer is coated with a photocatalyst made of anatase type titanium oxide , An air purifying device comprising a photocatalyst carrier that is attached in a standing state to a surface. 吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプを構成する紫外線透過材料より成る気密容器の外表面に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、気密容器の外表面に対して立設状態で被着したことを特徴とする空気浄化装置。A UV lamp is housed in a housing having an intake port and an exhaust port, and the outer surface of an airtight container made of an ultraviolet transmitting material constituting the UV lamp is formed on the surface of a fiber made of silica glass. A sintered sintering layer formed by anatase-type titanium oxide permeating into the pores is formed, and the surface of the sintering layer is coated with a photocatalyst made of anatase-type titanium oxide. An air purification apparatus characterized in that the body is attached in a standing state to the outer surface of an airtight container. 吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、基体表面に対して立設状態で被着して構成した光触媒担持体を配置し、また、上記紫外線ランプを構成する紫外線透過材料より成る気密容器の外表面に、シリカガラスより成る繊維の表面に、シリカガラスの微細孔中にアナターゼ型の酸化チタンが浸透した状態で焼結したシンタリング層が形成され、さらに、上記シンタリング層の表面に、アナターゼ型の酸化チタンより成る光触媒が被覆されて成る多数の繊維状体を、気密容器の外表面に対して立設状態で被着したことを特徴とする空気浄化装置。An ultraviolet lamp is housed in a housing having an intake port and an exhaust port, and within the ultraviolet irradiation range generated by the ultraviolet lamp, the surface of the fiber made of silica glass and the anatase in the silica glass micropores A sintering layer formed in a state in which titanium oxide of a type is infiltrated, and a surface of the sintering layer is coated with a photocatalyst made of anatase type titanium oxide. A photocatalyst carrier that is configured to be deposited in a standing state with respect to the surface is arranged, and on the outer surface of an airtight container made of an ultraviolet transmitting material constituting the ultraviolet lamp, on the surface of a fiber made of silica glass, A sintered sintering layer formed by anatase-type titanium oxide permeating into the fine pores of the silica glass is formed, and an anatase is formed on the surface of the sintering layer. Air purification device photocatalyst made of type titanium oxide is characterized in that a number of fibrous material comprising coated and deposited at upright position relative to the outer surface of the airtight container.
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