JP4834911B2 - 空気浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生活空間で発生する臭気，例えばタバコの臭い、トイレの臭い、生ごみの臭い、ペットの臭い、汗の臭いなどを浄化する空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光触媒による空気浄化処理では、酸化チタン等の光触媒に紫外線を照射して空気中の悪臭気体分子などを浄化する方法がある。しかし，酸化チタンのみでは空気中の悪臭気体分子などを効率的に吸着することができないので、吸着剤が併用される。悪臭気体分子などを吸着剤でとらえ、ここから光触媒表面に拡散させ分解する方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、活性炭やゼオライトの吸着剤に光触媒を混合したフィルタの場合、アンモニアなどのアルカリ性ガスや酢酸などの酸性ガスは除去できるが、イオウ系ガスの除去性能が劣るという課題があった。またイオウ系ガスを光触媒反応により処理した場合、光触媒により分解されたガスが硫酸塩として光触媒表面に残るため、光触媒が被毒し、分解再生が十分に行われず、フィルタ寿命が短くなるといった課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴としたものである。
【０００５】
上記構成によれば、上流側の金属酸化物からなる層でイオウ系ガスである硫化水素を含む空気汚染物質の大半を浄化し、前記金属酸化物からなる層より下流側の吸着剤と光触媒からなる層の、活性炭やゼオライト等の吸着剤で浄化性能を一層高めることができる。上流側の金属酸化物からなる層でイオウ系ガスである硫化水素を含む空気汚染物質の大半を浄化するので光触媒は被毒せず、ゼオライトや活性炭等の吸着剤は十分再生され、長い期間にわたって高性能の空気浄化を維持でき、吸着剤と光触媒からなる層に対して光を十分に照射し、この層で吸着した吸着ガスの分解性能をより高め、長い期間高性能の空気浄化ができるものであり、前記吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層に光を万遍なく照射でき、吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層の両方を移動させることにより、吸着剤と光触媒からなる層と光源との位置とが相対的に移動することになる。したがって、少ない光源で前記吸着剤と光触媒からなる層に光を万遍なく照射できる。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴としたものであり、この構成によれば、上流側に設けた少なくともイオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層によりイオウ系ガスを含む空気汚染物質の大半を浄化し、前記金属酸化物からなる層より下流側に配した、吸着剤（好ましくは少なくとも活性炭およびゼオライトのいずれか一方）と光触媒からなる層にはイオウ系ガスによる被毒がなくなり、光源から光を光触媒に照射することで浄化性能を一層高めることができ、またゼオライトや活性炭等の吸着剤も十分再生されるので、長い期間高性能の空気浄化ができ、光源を、吸着剤と光触媒からなる層の下流側に設置することで、吸着剤と光触媒からなる層に対して光を十分に照射し、この層で吸着した吸着ガスの分解性能をより高め、長い期間高性能の空気浄化ができるものであり、吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層の両方を移動させることにより、吸着剤と光触媒からなる層と光源との位置とが相対的に移動することになる。したがって、少ない光源で前記吸着剤と光触媒からなる層に光を万遍なく照射できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、加熱手段により吸着剤と光触媒からなる層と金属酸化物からなる層を加熱することで、酸化分解反応が加速されるようにした。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、集塵装置を吸着剤と光触媒からなる層と金属酸化物からなる層の上流側に設けることで、吸着剤、光触媒、金属酸化物をたばこの煙などのミスト状物質や粉塵による汚染から防ぐことができ、長期間にわたって高い浄化性能を維持できる。さらに、集塵装置を光源の上流側に位置させることにより、光源に対してもたばこの煙などのミスト状物質や粉塵による汚染を防止でき、長期間にわたって高い浄化性能を維持できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層との、少なくとも一方の基材をハニカム構造体で構成することにより、空気汚染物質との接触面積を大きくすることができ、長期間にわたって高い浄化性能を維持できるとともに、通気抵抗を小さくすることができ、空気汚染物質を素早く除去することができる。また、光の透過性がよいためより奥まで光を照射することができ、浄化性能を向上することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層との、少なくとも一方の基材を繊維素材からなる織布もしくは不織布で構成することにより、屈曲性、加工性に優れ、湾曲させて使用したり、プリーツ状に加工することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（参考例１）
図１は本発明の第１の参考例におけるの空気浄化装置の断面図である。図１において、１は外筐体であり、その一側壁には吸気口２が設けられ、他側壁には送気口３が設けられている。そして外筐体１内には吸気口２から送気口３にわたり順に集塵フィルタ４、金属酸化物からなる浄化フィルタ５、光触媒を励起させる光源７、活性炭またはゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ６、送風機であるファン８が配されている。
【００１９】
集塵フィルタ４はタバコの煙などの微細粒子が捕集されるようにプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ５に用いる金属酸化物としては、イオウ系ガスを選択的に吸着し、ＶＯＣやその他の臭気物質の吸着能力に優れたものが好ましい。これらの金属酸化物をセラミックハニカムにコーティングした。浄化フィルタ６に用いる吸着剤としての活性炭には椰子殻活性炭の粉末を用いた。また、活性炭としては椰子殻原料だけでなく、石炭、樹脂などの物でも良い。吸着剤であるゼオライトとしては、ＶＯＣや臭気物質の吸着能力に優れた疎水性ゼオライトが好ましい。光触媒としてはアナターゼ型、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛などの半導体物質やこれらに白金などの金属超微粒子を担持した物が用いられる。本参考例では、アナターゼ型の酸化チタンを用い、ゼオライトと酸化チタン粉末を十分混練したものをセラミックハニカムにコーティングした。なお、ゼオライトのハニカム成形体に酸化チタンの粉末をコーティングしても良い。
【００２０】
光源７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本参考例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。殺菌灯や冷陰極の紫外線灯でもよい。また、酸化チタンの励起を十分にするため、浄化フィルタ６の光源７側の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるよ
うに設定した。
【００２１】
以上のように構成された空気浄化装置について以下その動作を説明する。送風機であるファン８と光源７の電源を入れると、ハウスダストやタバコの煙、悪臭、ＶＯＣなどで汚染された空気は吸気口２から外筐体１内に流れ込む。そして、煙やハウスダストは集塵フィルタ４で捕集される。残りの悪臭とＶＯＣ物質は浄化フィルタ５の金属酸化物で大部分が吸着され、残ったものが浄化フィルタ６のゼオライトで吸着される。このように浄化された空気が送気口３から室内に戻される。浄化フィルタ６のゼオライトに吸着された物質は光源７から照射される紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。
【００２２】
本参考例の効果について、図２，図３，図４を参照しながら説明する。図２，図３は６ｍ３の密閉ボックスにおいて、本参考例の空気浄化装置および従来の空気浄化装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしてはアンモニアと硫化水素を用いた。初期濃度は２０ｐｐｍとした。本参考例の空気浄化装置においては、浄化フィルタ５の金属酸化物を１００ｇとし、浄化フィルタ６のゼオライトを５０ｇ、酸化チタンを５０ｇとした。また、送風機８の風量は３ｍ３／ｍｉｎとした。比較に用いた従来の空気浄化装置は、図１において金属酸化物フィルタ５が無い以外は本参考例と同じ条件とした。浄化フィルタ６は疎水性ゼオライトと酸化チタンからなるフィルタか、活性炭と酸化チタンからなるフィルタのどちらかである。
【００２３】
図２にアンモニア濃度の時間変化を示している。図３に硫化水素濃度の時間変化を示している。図２，図３において、実線は、活性炭１００ｇと酸化チタン１００ｇからなるフィルタのみの従来例の場合、破線は、疎水性ゼオライト１００ｇと酸化チタン１００ｇからなる浄化フィルタの従来例の場合、一点鎖線は、金属酸化物１００ｇからなるフィルタと、疎水性ゼオライト５０ｇと酸化チタン５０ｇからなるフィルタの両方を採用した本参考例の場合を示す。
【００２４】
図４は６ｍ３の密閉ボックスにおいて、本参考例の空気浄化装置および従来の空気浄化装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしてはアセトアルデヒドを用いた。初期濃度は１０ｐｐｍとし、６０分毎にアセトアルデヒドを１０ｐｐｍ注入した。本参考例の空気浄化装置においては、浄化フィルタ５の金属酸化物を１００ｇとし、浄化フィルタ６のゼオライトを５０ｇ、酸化チタンを５０ｇとした。また、送風機８の風量は３ｍ３／ｍｉｎとした。比較に用いた従来の空気浄化装置は、図１において金属酸化物フィルタが無い以外は本実施例と同じ条件とした。浄化フィルタ６は疎水性ゼオライトと酸化チタンからなるフィルタか、活性炭と酸化チタンからなるフィルタのどちらかである。
【００２５】
図４にアセトアルデヒド濃度の時間変化を示している。図４において、実線は、活性炭１００ｇと酸化チタン１００ｇからなるフィルタのみの従来例の場合、破線は、疎水性ゼオライト１００ｇと酸化チタン１００ｇからなる浄化フィルタの従来例の場合、一点鎖線は、金属酸化物１００ｇからなるフィルタと、疎水性ゼオライト５０ｇと酸化チタン５０ｇからなるフィルタの両方を採用した本参考例の場合を示す。
【００２６】
以上の結果から、本参考例の空気浄化装置は、浄化速度は活性炭と酸化チタンのフィルタおよびゼオライトと光触媒からなるフィルタよりも早かった。また、本参考例の空気浄化装置による硫化水素の除去率は非常に高く、イオウ系ガスに強い。硫化水素を金属酸化物からなるフィルタでより多く除去しているため、ゼオライトと光触媒からなるフィルタにおいて、分解された硫化水素が硫酸塩として光触媒表面に残ることによる光触媒の被毒をさけることができ、フィルタ寿命を長くすることができる。浄化速度が速く、長期間にわたって高性能の除去性能を持つ本参考例の空気浄化装置は非常に実用性が高いものである。
【００２７】
（参考例２）
図５は本発明の第２の参考例における空気浄化装置の断面図である。図５において、２０は外筐体であり、その一側壁には吸気口２１が設けられ、他側壁には送気口２２が設けられている。そして、外筐体２０内には吸気口２１から送気口２２わたり順に集塵フィルタ２３、金属酸化物からなる浄化フィルタ２４、光源２６、活性炭と光触媒からなる浄化フィルタ２５、光源２７、送風機であるファン２８が設けられている。実施例１と同じように集塵フィルタ２３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ２４、２５は実施例１と同じフィルタを用いる。光源２６、２７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本参考例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。酸化チタンの励起を十分にするため、浄化フィルタ２５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００２８】
以上のように構成された空気浄化装置の動作は参考例１と同じである。本参考例の空気浄化装置においては、参考例１に比べて、浄化フィルタ２５の両面から紫外線が照射されるので、浄化フィルタ２５の奥まで光が届きやすくり、浄化性能をより高めることができる。
【００２９】
（実施例１）
図６は本発明の第１の実施例における空気浄化装置の断面図である。図６において、３０は円筒状の外筐体であり、その外周側には吸気口３１が設けられ、下部側壁には上方には向けて開口した送気口３２が設けられている。そして、吸気口３１側から順に円筒の中心に向かって、集塵フィルタ３３、金属酸化物からなる浄化フィルタ３４、ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ３５、光源３７、反射板３８が設けられ、送風機であるファン３９は円筒状の浄化フィルタ３５内に吸気側を連通させ、排気側を送気口３２に連通させている。また、浄化フィルタ３４、３５は回転モータ３６に連結され、回転モータ３６の軸を中心に回転する。
【００３０】
参考例１と同じように集塵フィルタ３３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ３４、３５は実施例１と同じフィルタを用いる。光源３７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。また、反射板３８としては高光沢のアルミ板を用いた。本実施例では、酸化チタンの励起を十分にするため、光源３７の反射板３８の反対側に対向する浄化フィルタ３４、３５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００３１】
以上のように構成された空気浄化装置の動作において参考例１の相違点について説明する。送風機のファン３９と光源３７、および回転モータ３５の電源を入れると、円筒状の浄化フィルタ３４、３５はその円筒形の中心軸を中心に回転し、光源３７からの光の照射浄化フィルタ３４，３５が１回転することで全面に照射されることになる。この回転動作により、光源３７からの紫外線が浄化フィルタ３５に均一に照射され、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。このように、参考例１、２、実施例１に比べて少ない光源３７で浄化フィルタに均一に強い紫外線が照射され、効率よく光源３７が作用する。なお、反射板３８は平面断面が円弧状をしており、かつ、光源３７の後方、すなわち、浄化フィルタ３５から離れる方向に位置しており、光源の後方に向かう光を浄化フィルタ３５側（前方）に照射することで、効果的に紫外線の照射を行っている。
【００３２】
（実施例２）
図７は本発明の第２の実施例における空気浄化装置の断面図である。図７において、４０は外筐体であり、その一側壁には吸気口４１が設けられ、他側壁には送気口４２が設けられている。そして、外筐体４０内には、吸気口４１側から送気口４２側にわたり順に、集塵フィルタ４３、金属酸化物からなる浄化フィルタ４４、ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ４５、光源４７および送風機のファン４８が設けられている。また、浄化フィルタ４４、４５は無限軌道であり、離して平行に配した２本の回転軸４６に張架され、２本の回転軸４６の軸間を回転する。また、光源４７は無限軌道の浄化フィルタ４４、４５内に配置されている。
【００３３】
参考例１と同じように集塵フィルタ４３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ４４、４５は実施例１と同じフィルタを用いる。光源４７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本実施例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。酸化チタンの励起を十分にするため、光源４７側の浄化フィルタ４５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００３４】
以上のように構成された空気浄化装置の動作において参考例１の相違点について説明する。送風機のファン４８と光源４７および回転軸４６の電源を入れると、浄化フィルタ４４、４５は光源４７の周囲を回転する。すなわち、浄化フィルタ４５に均一に紫外線が照射され、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが、紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。このように、少ない光源４７で浄化フィルタ４５に均一に強い紫外線が照射され、効率よく光源４７が作用する。
【００３５】
（参考例３）
図８は本発明の第３の参考例における空気浄化装置の断面図である。図８において、５０は円筒状の外筐体であり、その外周側には吸気口５１が設けられ、下部側壁には上方開口した送気口５２が設けられている。そして、外筐体５０内には、吸気口５１側から順に円筒の中心に向かって、集塵フィルタ５３、金属酸化物からなる浄化フィルタ５４、活性炭またはゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ５５、光源５６、反射板５７が設けられている。送風機であるファン５９は円筒状の浄化フィルタ５５内に吸気側を連通させ、排気側を送気口５２に連通させている。また、光源５６は円筒状の浄化フィルタ５４、５５の中心軸上に配された棒状とし、反射板５７はこの光源５６の軸方向を中心に回転する。
【００３６】
実施例１と同じように集塵フィルタ５２はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ５４、５５は参考例３と同じフィルタを用いる。光源５６は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本実施例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。また、反射板５７としては高光沢のアルミ板を用いた。本参考例では、酸化チタンの励起を十分にするため、光源５６の反射板５７の反対側に対向する浄化フィルタ５５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００３７】
浄化フィルタ５５は光源５６からの直接光と反射光によって、均一で強い紫外線が照射され、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが、紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。このように、少ない光源で浄化フィルタに均一に強い紫外線が照射され、効率よく光照射が可能である。
【００３８】
（参考例４）
実施例１、２、参考例１〜３に関する図１、図５〜図８において光源７、２６、２７、３７、４７、５７によるゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ６、２５、３５、４５、５５、６５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約５ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。光源７、２６、２７、３７、４７、５７の照射は１日の中で１時間のみ汚染空気が発生していないときに照射する。高い照射強度の光源により、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが、紫外線によって励起された酸化チタンの作用で高速分解され、ゼオライトは再生される。このように、高い照射強度の光源を間欠的に照射することにより、効率よいフィルタ再生が可能である。
【００３９】
（実施例４）
図９は本発明の第４の実施例における空気浄化装置の断面図である。図９において、６０は外筐体であり、その一側壁には吸気口６１が設けられ、他側壁には送気口６２が設けられている。そして、外筐体６０内には、吸気口６１側から送気口６２側にわたり順に、集塵フィルタ６３、発熱体６６、金属酸化物からなる浄化フィルタ６４、光源６８、ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ６５、発熱体６７、および送風機のファン６９が設けられている。また、発熱体６６は浄化フィルタ６４に沿って設けられ、発熱体６７は浄化フィルタ６５に沿って設けられている。
【００４０】
参考例１と同じように集塵フィルタ６３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ６４、６５は参考例１と同じフィルタを用いる。光源６８は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本実施例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。酸化チタンの励起を十分にするため、光源６８側の浄化フィルタ６５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。また、発熱体であるヒータ６６、６７はコード状のもので、通電持に浄化フィルタ６４、６５が約７０℃になるように設定した。
【００４１】
以上のように構成された空気浄化装置の動作において参考例１の相違点について説明する。まず、送風機のファン６９の電源を入れると、吸気口６１側から汚染された空気が入り、集塵フィルタ６３で煙やハウスダストが捕集される。その後、残りの悪臭とＶＯＣ物質は浄化フィルタ６４の金属酸化物で大部分が吸着され、残ったものが浄化フィルタ６５のゼオライトで吸着される。このように浄化された空気が送気口６２から室内にもどされる。室内空気が清浄になった時点で、光源６８と発熱体６６、６７を通電すると、浄化フィルタ６４、６５の金属酸化物、ゼオライトに吸着された悪臭物質は酸化分解反応により脱着されると共に、光源６８から照射される紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。
【００４２】
（実施例５）
図１０は，参考例１に関する図１のフィルタ５を、金属酸化物をペレット状にしたものと、金属酸化物をセラミックハニカムにコーティングしたものとで浄化性能を比較評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしてはアンモニアと硫化水素を用いた。初期濃度は２０ｐｐｍとした。
【００４３】
図１０はアンモニア濃度の時間変化を示している。図１０において、実線は、金属酸化物をペレット状にした場合、破線は、金属酸化物をセラミックハニカムにコーティングした場合を示す。図１０の結果により、本実施例の空気浄化装置は、浄化速度は金属酸化物をペレット状にしたフィルタよりも早かった。このことにより、空気汚染物質を素早く除去することができると共に、長期間にわたって高い浄化性能を維持できる。
【００４４】
（実施例６）
図１１は本発明の第６の実施例における空気浄化フィルタの斜視図である。図１１において、７０は繊維素材、７１は金属酸化物粒子、７２はゼオライト粒子、７３は酸化チタン粒子である。浄化フィルタ７４は繊維材料からなる不織布基材に金属酸化物を担持させた。浄化フィルタ７５は繊維材料からなる不織布基材にゼオライトと酸化チタンを担持させたものである。これらにより、浄化フィルタ７４、７５は屈曲性、加工性、取り扱い性に優れ、振動に強い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴としたもので、この構成によれば、上流側に設けた少なくともイオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層によりイオウ系ガスを含む空気汚染物質の大半を浄化し、前記金属酸化物からなる層より下流側に配した、吸着剤（好ましくは少なくとも活性炭およびゼオライトのいずれか一方）と光触媒からなる層にはイオウ系ガスによる被毒がなくなり、光源から光を光触媒に照射することで浄化性能を一層高めることができ、またゼオライトや活性炭等の吸着剤も十分再生されるので、長い期間高性能の空気浄化ができ、光源を、吸着剤と光触媒からなる層の下流側に設置することで、吸着剤と光触媒からなる層に対して光を十分に照射し、この層で吸着した吸着ガスの分解性能をより高め、長い期間高性能の空気浄化ができるものであり、吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層の両方を移動させることにより、吸着剤と光触媒からなる層と光源との位置とが相対的に移動することになる。したがって、少ない光源で前記吸着剤と光触媒からなる層に光を万遍なく照射でき、高い浄化性能を得ることができ、光触媒を劣化させること無く長期間にわたって高性能の空気浄化を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１における空気浄化装置の断面図
【図２】 本参考例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図３】 本参考例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図４】 本参考例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図５】 参考例２における空気浄化装置の断面図
【図６】 （ａ）本発明の実施例１における空気浄化装置の横断面図
（ｂ）同空気浄化装置の縦断面図
【図７】 本発明の実施例２における空気浄化装置の断面図
【図８】 （ａ）参考例３における空気浄化装置の横断面図
（ｂ）同空気浄化装置の縦断面図
【図９】 本発明の実施例４における空気浄化装置の断面図
【図１０】 本発明の実施例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図１１】 本発明の実施例６における空気浄化フィルタの斜視図およびその拡大図
【符号の説明】
５，２４，３４，４３，５４，６４，７４ 金属酸化物からなる浄化フィルタ
６，２５，３５，４５，５５，６５，７５ ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ
７，２６，２７，３７，４７，５６，６８ 光源
３８，５７ 反射板
３６，４６，５８ 回転モータ
６６，６７ ヒータ（発熱体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、生活空間で発生する臭気，例えばタバコの臭い、トイレの臭い、生ごみの臭い、ペットの臭い、汗の臭いなどを浄化する空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光触媒による空気浄化処理では、酸化チタン等の光触媒に紫外線を照射して空気中の悪臭気体分子などを浄化する方法がある。しかし，酸化チタンのみでは空気中の悪臭気体分子などを効率的に吸着することができないので、吸着剤が併用される。悪臭気体分子などを吸着剤でとらえ、ここから光触媒表面に拡散させ分解する方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、活性炭やゼオライトの吸着剤に光触媒を混合したフィルタの場合、アンモニアなどのアルカリ性ガスや酢酸などの酸性ガスは除去できるが、イオウ系ガスの除去性能が劣るという課題があった。またイオウ系ガスを光触媒反応により処理した場合、光触媒により分解されたガスが硫酸塩として光触媒表面に残るため、光触媒が被毒し、分解再生が十分に行われず、フィルタ寿命が短くなるといった課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴としたものである。
【０００５】
上記構成によれば、上流側の金属酸化物からなる層でイオウ系ガスである硫化水素を含む空気汚染物質の大半を浄化し、前記金属酸化物からなる層より下流側の吸着剤と光触媒からなる層の、活性炭やゼオライト等の吸着剤で浄化性能を一層高めることができる。上流側の金属酸化物からなる層でイオウ系ガスである硫化水素を含む空気汚染物質の大半を浄化するので光触媒は被毒せず、ゼオライトや活性炭等の吸着剤は十分再生され、長い期間にわたって高性能の空気浄化を維持でき、吸着剤と光触媒からなる層に対して光を十分に照射し、この層で吸着した吸着ガスの分解性能をより高め、長い期間高性能の空気浄化ができるものであり、前記吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層に光を万遍なく照射でき、吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層の両方を移動させることにより、吸着剤と光触媒からなる層と光源との位置とが相対的に移動することになる。したがって、少ない光源で前記吸着剤と光触媒からなる層に光を万遍なく照射できる。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴としたものであり、この構成によれば、上流側に設けた少なくともイオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層によりイオウ系ガスを含む空気汚染物質の大半を浄化し、前記金属酸化物からなる層より下流側に配した、吸着剤（好ましくは少なくとも活性炭およびゼオライトのいずれか一方）と光触媒からなる層にはイオウ系ガスによる被毒がなくなり、光源から光を光触媒に照射することで浄化性能を一層高めることができ、またゼオライトや活性炭等の吸着剤も十分再生されるので、長い期間高性能の空気浄化ができ、光源を、吸着剤と光触媒からなる層の下流側に設置することで、吸着剤と光触媒からなる層に対して光を十分に照射し、この層で吸着した吸着ガスの分解性能をより高め、長い期間高性能の空気浄化ができるものであり、吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層の両方を移動させることにより、吸着剤と光触媒からなる層と光源との位置とが相対的に移動することになる。したがって、少ない光源で前記吸着剤と光触媒からなる層に光を万遍なく照射できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、加熱手段により吸着剤と光触媒からなる層と金属酸化物からなる層を加熱することで、酸化分解反応が加速されるようにした。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、集塵装置を吸着剤と光触媒からなる層と金属酸化物からなる層の上流側に設けることで、吸着剤、光触媒、金属酸化物をたばこの煙などのミスト状物質や粉塵による汚染から防ぐことができ、長期間にわたって高い浄化性能を維持できる。さらに、集塵装置を光源の上流側に位置させることにより、光源に対してもたばこの煙などのミスト状物質や粉塵による汚染を防止でき、長期間にわたって高い浄化性能を維持できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層との、少なくとも一方の基材をハニカム構造体で構成することにより、空気汚染物質との接触面積を大きくすることができ、長期間にわたって高い浄化性能を維持できるとともに、通気抵抗を小さくすることができ、空気汚染物質を素早く除去することができる。また、光の透過性がよいためより奥まで光を照射することができ、浄化性能を向上することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層との、少なくとも一方の基材を繊維素材からなる織布もしくは不織布で構成することにより、屈曲性、加工性に優れ、湾曲させて使用したり、プリーツ状に加工することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（参考例１）
図１は本発明の第１の参考例におけるの空気浄化装置の断面図である。図１において、１は外筐体であり、その一側壁には吸気口２が設けられ、他側壁には送気口３が設けられている。そして外筐体１内には吸気口２から送気口３にわたり順に集塵フィルタ４、金属酸化物からなる浄化フィルタ５、光触媒を励起させる光源７、活性炭またはゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ６、送風機であるファン８が配されている。
【００１９】
集塵フィルタ４はタバコの煙などの微細粒子が捕集されるようにプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ５に用いる金属酸化物としては、イオウ系ガスを選択的に吸着し、ＶＯＣやその他の臭気物質の吸着能力に優れたものが好ましい。これらの金属酸化物をセラミックハニカムにコーティングした。浄化フィルタ６に用いる吸着剤としての活性炭には椰子殻活性炭の粉末を用いた。また、活性炭としては椰子殻原料だけでなく、石炭、樹脂などの物でも良い。吸着剤であるゼオライトとしては、ＶＯＣや臭気物質の吸着能力に優れた疎水性ゼオライトが好ましい。光触媒としてはアナターゼ型、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛などの半導体物質やこれらに白金などの金属超微粒子を担持した物が用いられる。本参考例では、アナターゼ型の酸化チタンを用い、ゼオライトと酸化チタン粉末を十分混練したものをセラミックハニカムにコーティングした。なお、ゼオライトのハニカム成形体に酸化チタンの粉末をコーティングしても良い。
【００２０】
光源７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本参考例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。殺菌灯や冷陰極の紫外線灯でもよい。また、酸化チタンの励起を十分にするため、浄化フィルタ６の光源７側の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるよ
うに設定した。
【００２１】
以上のように構成された空気浄化装置について以下その動作を説明する。送風機であるファン８と光源７の電源を入れると、ハウスダストやタバコの煙、悪臭、ＶＯＣなどで汚染された空気は吸気口２から外筐体１内に流れ込む。そして、煙やハウスダストは集塵フィルタ４で捕集される。残りの悪臭とＶＯＣ物質は浄化フィルタ５の金属酸化物で大部分が吸着され、残ったものが浄化フィルタ６のゼオライトで吸着される。このように浄化された空気が送気口３から室内に戻される。浄化フィルタ６のゼオライトに吸着された物質は光源７から照射される紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。
【００２２】
本参考例の効果について、図２，図３，図４を参照しながら説明する。図２，図３は６ｍ３の密閉ボックスにおいて、本参考例の空気浄化装置および従来の空気浄化装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしてはアンモニアと硫化水素を用いた。初期濃度は２０ｐｐｍとした。本参考例の空気浄化装置においては、浄化フィルタ５の金属酸化物を１００ｇとし、浄化フィルタ６のゼオライトを５０ｇ、酸化チタンを５０ｇとした。また、送風機８の風量は３ｍ３／ｍｉｎとした。比較に用いた従来の空気浄化装置は、図１において金属酸化物フィルタ５が無い以外は本参考例と同じ条件とした。浄化フィルタ６は疎水性ゼオライトと酸化チタンからなるフィルタか、活性炭と酸化チタンからなるフィルタのどちらかである。
【００２３】
図２にアンモニア濃度の時間変化を示している。図３に硫化水素濃度の時間変化を示している。図２，図３において、実線は、活性炭１００ｇと酸化チタン１００ｇからなるフィルタのみの従来例の場合、破線は、疎水性ゼオライト１００ｇと酸化チタン１００ｇからなる浄化フィルタの従来例の場合、一点鎖線は、金属酸化物１００ｇからなるフィルタと、疎水性ゼオライト５０ｇと酸化チタン５０ｇからなるフィルタの両方を採用した本参考例の場合を示す。
【００２４】
図４は６ｍ３の密閉ボックスにおいて、本参考例の空気浄化装置および従来の空気浄化装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしてはアセトアルデヒドを用いた。初期濃度は１０ｐｐｍとし、６０分毎にアセトアルデヒドを１０ｐｐｍ注入した。本参考例の空気浄化装置においては、浄化フィルタ５の金属酸化物を１００ｇとし、浄化フィルタ６のゼオライトを５０ｇ、酸化チタンを５０ｇとした。また、送風機８の風量は３ｍ３／ｍｉｎとした。比較に用いた従来の空気浄化装置は、図１において金属酸化物フィルタが無い以外は本実施例と同じ条件とした。浄化フィルタ６は疎水性ゼオライトと酸化チタンからなるフィルタか、活性炭と酸化チタンからなるフィルタのどちらかである。
【００２５】
図４にアセトアルデヒド濃度の時間変化を示している。図４において、実線は、活性炭１００ｇと酸化チタン１００ｇからなるフィルタのみの従来例の場合、破線は、疎水性ゼオライト１００ｇと酸化チタン１００ｇからなる浄化フィルタの従来例の場合、一点鎖線は、金属酸化物１００ｇからなるフィルタと、疎水性ゼオライト５０ｇと酸化チタン５０ｇからなるフィルタの両方を採用した本参考例の場合を示す。
【００２６】
以上の結果から、本参考例の空気浄化装置は、浄化速度は活性炭と酸化チタンのフィルタおよびゼオライトと光触媒からなるフィルタよりも早かった。また、本参考例の空気浄化装置による硫化水素の除去率は非常に高く、イオウ系ガスに強い。硫化水素を金属酸化物からなるフィルタでより多く除去しているため、ゼオライトと光触媒からなるフィルタにおいて、分解された硫化水素が硫酸塩として光触媒表面に残ることによる光触媒の被毒をさけることができ、フィルタ寿命を長くすることができる。浄化速度が速く、長期間にわたって高性能の除去性能を持つ本参考例の空気浄化装置は非常に実用性が高いものである。
【００２７】
（参考例２）
図５は本発明の第２の参考例における空気浄化装置の断面図である。図５において、２０は外筐体であり、その一側壁には吸気口２１が設けられ、他側壁には送気口２２が設けられている。そして、外筐体２０内には吸気口２１から送気口２２わたり順に集塵フィルタ２３、金属酸化物からなる浄化フィルタ２４、光源２６、活性炭と光触媒からなる浄化フィルタ２５、光源２７、送風機であるファン２８が設けられている。実施例１と同じように集塵フィルタ２３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ２４、２５は実施例１と同じフィルタを用いる。光源２６、２７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本参考例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。酸化チタンの励起を十分にするため、浄化フィルタ２５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００２８】
以上のように構成された空気浄化装置の動作は参考例１と同じである。本参考例の空気浄化装置においては、参考例１に比べて、浄化フィルタ２５の両面から紫外線が照射されるので、浄化フィルタ２５の奥まで光が届きやすくり、浄化性能をより高めることができる。
【００２９】
（実施例１）
図６は本発明の第１の実施例における空気浄化装置の断面図である。図６において、３０は円筒状の外筐体であり、その外周側には吸気口３１が設けられ、下部側壁には上方には向けて開口した送気口３２が設けられている。そして、吸気口３１側から順に円筒の中心に向かって、集塵フィルタ３３、金属酸化物からなる浄化フィルタ３４、ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ３５、光源３７、反射板３８が設けられ、送風機であるファン３９は円筒状の浄化フィルタ３５内に吸気側を連通させ、排気側を送気口３２に連通させている。また、浄化フィルタ３４、３５は回転モータ３６に連結され、回転モータ３６の軸を中心に回転する。
【００３０】
参考例１と同じように集塵フィルタ３３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ３４、３５は実施例１と同じフィルタを用いる。光源３７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。また、反射板３８としては高光沢のアルミ板を用いた。本実施例では、酸化チタンの励起を十分にするため、光源３７の反射板３８の反対側に対向する浄化フィルタ３４、３５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００３１】
以上のように構成された空気浄化装置の動作において参考例１の相違点について説明する。送風機のファン３９と光源３７、および回転モータ３５の電源を入れると、円筒状の浄化フィルタ３４、３５はその円筒形の中心軸を中心に回転し、光源３７からの光の照射浄化フィルタ３４，３５が１回転することで全面に照射されることになる。この回転動作により、光源３７からの紫外線が浄化フィルタ３５に均一に照射され、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。このように、参考例１、２、実施例１に比べて少ない光源３７で浄化フィルタに均一に強い紫外線が照射され、効率よく光源３７が作用する。なお、反射板３８は平面断面が円弧状をしており、かつ、光源３７の後方、すなわち、浄化フィルタ３５から離れる方向に位置しており、光源の後方に向かう光を浄化フィルタ３５側（前方）に照射することで、効果的に紫外線の照射を行っている。
【００３２】
（実施例２）
図７は本発明の第２の実施例における空気浄化装置の断面図である。図７において、４０は外筐体であり、その一側壁には吸気口４１が設けられ、他側壁には送気口４２が設けられている。そして、外筐体４０内には、吸気口４１側から送気口４２側にわたり順に、集塵フィルタ４３、金属酸化物からなる浄化フィルタ４４、ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ４５、光源４７および送風機のファン４８が設けられている。また、浄化フィルタ４４、４５は無限軌道であり、離して平行に配した２本の回転軸４６に張架され、２本の回転軸４６の軸間を回転する。また、光源４７は無限軌道の浄化フィルタ４４、４５内に配置されている。
【００３３】
参考例１と同じように集塵フィルタ４３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ４４、４５は実施例１と同じフィルタを用いる。光源４７は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本実施例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。酸化チタンの励起を十分にするため、光源４７側の浄化フィルタ４５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００３４】
以上のように構成された空気浄化装置の動作において参考例１の相違点について説明する。送風機のファン４８と光源４７および回転軸４６の電源を入れると、浄化フィルタ４４、４５は光源４７の周囲を回転する。すなわち、浄化フィルタ４５に均一に紫外線が照射され、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが、紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。このように、少ない光源４７で浄化フィルタ４５に均一に強い紫外線が照射され、効率よく光源４７が作用する。
【００３５】
（参考例３）
図８は本発明の第３の参考例における空気浄化装置の断面図である。図８において、５０は円筒状の外筐体であり、その外周側には吸気口５１が設けられ、下部側壁には上方開口した送気口５２が設けられている。そして、外筐体５０内には、吸気口５１側から順に円筒の中心に向かって、集塵フィルタ５３、金属酸化物からなる浄化フィルタ５４、活性炭またはゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ５５、光源５６、反射板５７が設けられている。送風機であるファン５９は円筒状の浄化フィルタ５５内に吸気側を連通させ、排気側を送気口５２に連通させている。また、光源５６は円筒状の浄化フィルタ５４、５５の中心軸上に配された棒状とし、反射板５７はこの光源５６の軸方向を中心に回転する。
【００３６】
実施例１と同じように集塵フィルタ５２はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ５４、５５は参考例３と同じフィルタを用いる。光源５６は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本実施例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。また、反射板５７としては高光沢のアルミ板を用いた。本参考例では、酸化チタンの励起を十分にするため、光源５６の反射板５７の反対側に対向する浄化フィルタ５５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。
【００３７】
浄化フィルタ５５は光源５６からの直接光と反射光によって、均一で強い紫外線が照射され、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが、紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。このように、少ない光源で浄化フィルタに均一に強い紫外線が照射され、効率よく光照射が可能である。
【００３８】
（参考例４）
実施例１、２、参考例１〜３に関する図１、図５〜図８において光源７、２６、２７、３７、４７、５７によるゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ６、２５、３５、４５、５５、６５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約５ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。光源７、２６、２７、３７、４７、５７の照射は１日の中で１時間のみ汚染空気が発生していないときに照射する。高い照射強度の光源により、ゼオライトに吸着された悪臭、ＶＯＣなどが、紫外線によって励起された酸化チタンの作用で高速分解され、ゼオライトは再生される。このように、高い照射強度の光源を間欠的に照射することにより、効率よいフィルタ再生が可能である。
【００３９】
（実施例４）
図９は本発明の第４の実施例における空気浄化装置の断面図である。図９において、６０は外筐体であり、その一側壁には吸気口６１が設けられ、他側壁には送気口６２が設けられている。そして、外筐体６０内には、吸気口６１側から送気口６２側にわたり順に、集塵フィルタ６３、発熱体６６、金属酸化物からなる浄化フィルタ６４、光源６８、ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ６５、発熱体６７、および送風機のファン６９が設けられている。また、発熱体６６は浄化フィルタ６４に沿って設けられ、発熱体６７は浄化フィルタ６５に沿って設けられている。
【００４０】
参考例１と同じように集塵フィルタ６３はプリーツ加工された高性能のＨＥＰＡフィルタなどを用いる。浄化フィルタ６４、６５は参考例１と同じフィルタを用いる。光源６８は光触媒を励起する波長を持ったランプを用いる。本実施例では、酸化チタンを励起するのに十分なブラックライト水銀灯を用いた。酸化チタンの励起を十分にするため、光源６８側の浄化フィルタ６５の表面における３６０ｎｍの紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ２となるように設定した。また、発熱体であるヒータ６６、６７はコード状のもので、通電持に浄化フィルタ６４、６５が約７０℃になるように設定した。
【００４１】
以上のように構成された空気浄化装置の動作において参考例１の相違点について説明する。まず、送風機のファン６９の電源を入れると、吸気口６１側から汚染された空気が入り、集塵フィルタ６３で煙やハウスダストが捕集される。その後、残りの悪臭とＶＯＣ物質は浄化フィルタ６４の金属酸化物で大部分が吸着され、残ったものが浄化フィルタ６５のゼオライトで吸着される。このように浄化された空気が送気口６２から室内にもどされる。室内空気が清浄になった時点で、光源６８と発熱体６６、６７を通電すると、浄化フィルタ６４、６５の金属酸化物、ゼオライトに吸着された悪臭物質は酸化分解反応により脱着されると共に、光源６８から照射される紫外線によって励起された酸化チタンの作用で徐々に分解され、ゼオライトは再生される。
【００４２】
（実施例５）
図１０は，参考例１に関する図１のフィルタ５を、金属酸化物をペレット状にしたものと、金属酸化物をセラミックハニカムにコーティングしたものとで浄化性能を比較評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしてはアンモニアと硫化水素を用いた。初期濃度は２０ｐｐｍとした。
【００４３】
図１０はアンモニア濃度の時間変化を示している。図１０において、実線は、金属酸化物をペレット状にした場合、破線は、金属酸化物をセラミックハニカムにコーティングした場合を示す。図１０の結果により、本実施例の空気浄化装置は、浄化速度は金属酸化物をペレット状にしたフィルタよりも早かった。このことにより、空気汚染物質を素早く除去することができると共に、長期間にわたって高い浄化性能を維持できる。
【００４４】
（実施例６）
図１１は本発明の第６の実施例における空気浄化フィルタの斜視図である。図１１において、７０は繊維素材、７１は金属酸化物粒子、７２はゼオライト粒子、７３は酸化チタン粒子である。浄化フィルタ７４は繊維材料からなる不織布基材に金属酸化物を担持させた。浄化フィルタ７５は繊維材料からなる不織布基材にゼオライトと酸化チタンを担持させたものである。これらにより、浄化フィルタ７４、７５は屈曲性、加工性、取り扱い性に優れ、振動に強い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴としたもので、この構成によれば、上流側に設けた少なくともイオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層によりイオウ系ガスを含む空気汚染物質の大半を浄化し、前記金属酸化物からなる層より下流側に配した、吸着剤（好ましくは少なくとも活性炭およびゼオライトのいずれか一方）と光触媒からなる層にはイオウ系ガスによる被毒がなくなり、光源から光を光触媒に照射することで浄化性能を一層高めることができ、またゼオライトや活性炭等の吸着剤も十分再生されるので、長い期間高性能の空気浄化ができ、光源を、吸着剤と光触媒からなる層の下流側に設置することで、吸着剤と光触媒からなる層に対して光を十分に照射し、この層で吸着した吸着ガスの分解性能をより高め、長い期間高性能の空気浄化ができるものであり、吸着剤と光触媒からなる層および金属酸化物からなる層の両方を移動させることにより、吸着剤と光触媒からなる層と光源との位置とが相対的に移動することになる。したがって、少ない光源で前記吸着剤と光触媒からなる層に光を万遍なく照射でき、高い浄化性能を得ることができ、光触媒を劣化させること無く長期間にわたって高性能の空気浄化を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１における空気浄化装置の断面図
【図２】 本参考例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図３】 本参考例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図４】 本参考例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図５】 参考例２における空気浄化装置の断面図
【図６】 （ａ）本発明の実施例１における空気浄化装置の横断面図
（ｂ）同空気浄化装置の縦断面図
【図７】 本発明の実施例２における空気浄化装置の断面図
【図８】 （ａ）参考例３における空気浄化装置の横断面図
（ｂ）同空気浄化装置の縦断面図
【図９】 本発明の実施例４における空気浄化装置の断面図
【図１０】 本発明の実施例と従来例の浄化性能の比較を示す特性図
【図１１】 本発明の実施例６における空気浄化フィルタの斜視図およびその拡大図
【符号の説明】
５，２４，３４，４３，５４，６４，７４ 金属酸化物からなる浄化フィルタ
６，２５，３５，４５，５５，６５，７５ ゼオライトと光触媒からなる浄化フィルタ
７，２６，２７，３７，４７，５６，６８ 光源
３８，５７ 反射板
３６，４６，５８ 回転モータ
６６，６７ ヒータ（発熱体）
Claims (5)
- イオウ系ガスである硫化水素を除去する金属酸化物からなる層と、吸着剤と光触媒からなる層と、前記光触媒を励起する光源を備え、前記金属酸化物からなる層を、前記吸着剤と光触媒からなる層よりも上流側に配置し、前記光源を、前記吸着剤と光触媒からなる層の下流側に配置し、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層を、円筒状または無限軌道とし、前記光源と、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層の位置とが、相対的に移動するように、前記金属酸化物からなる層と前記吸着剤と光触媒からなる層が、前記光源の周囲を回転することを特徴とした空気浄化装置。
- イオウ系ガスである硫化水素を除去する前記金属酸化物からなる層と、前記吸着剤と光触媒からなる層が、加熱手段によって加熱されるようにした請求項１に記載の空気浄化装置。
- イオウ系ガスである硫化水素を除去する前記金属酸化物からなる層と、前記吸着剤と光触媒からなる層との上流側には、集塵手段を配した請求項１または２のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
- イオウ系ガスである硫化水素を除去する前記金属酸化物からなる層と、前記吸着剤と光触媒からなる層との、少なくとも一方の基材がハニカム構造体で構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
- イオウ系ガスである硫化水素を除去する前記金属酸化物からなる層と、前記吸着剤と光触媒からなる層との、少なくとも一方の基材が繊維素材からなる織布もしくは不織布で構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
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