JP7264451B2

JP7264451B2 - 光触媒装置

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Publication number: JP7264451B2
Application number: JP2019073969A
Authority: JP
Inventors: 豊洋原園; 潤一染井
Original assignee: Kaltech Co Ltd
Current assignee: Kaltech Co Ltd
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2039-04-09
Also published as: EP3721913A1; CN111790267A; CN111790267B; JP2020171406A

Description

本発明は、光触媒を利用して空気の脱臭や除菌などを行うための光触媒装置の技術に関する。

従前より、空気の脱臭や除菌を行うための光触媒装置が知られている。たとえば、特開２０１４－２１９１３０号公報（特許文献１）には、光触媒を利用した冷蔵庫が開示されている。特開２０１４－２１９１３０号公報（特許文献１）によると、冷気通路を構成する背面パネルの貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した触媒基台を取り付け、触媒基台に向けて光を照射するように冷気通路を構成する内箱内面に発光ダイオードを設けた。背面パネルの一部に触媒基台を設け、内箱に設けた発光ダイオードによって光触媒を励起するようにしたので、触媒基台の大きさが任意に設定でき十分な触媒面積を確保することができる。このため、容積の大きい貯蔵室の臭気成分を効果的に脱臭したり、除菌することが可能となる。更には、光触媒の触媒作用によって発生する二酸化炭素によって貯蔵室の酸素濃度を低減することができるので、野菜類の呼吸作用を抑制して野菜類を新鮮な状態で長く保管することができるという効果も奏するようになる。

特開２０１４－２１９１３０号公報

本発明の目的は、よりコンパクトに構成される光触媒装置を提供することにある。

本発明の一態様に従うと、第１の吸い込み口と、第１の吸い込み口と直角に形成される吐き出し口と、を含む筐体と、筐体の内部に配置される光触媒シートと、光触媒シートに光を照射するためのライトと、第１の吸い込み口から吸い込んだ空気を、光触媒シートを通って吐き出し口に送るためのファンとを備える、光触媒装置が提供される。

以上のように、本発明によれば、よりコンパクトに構成される光触媒装置が提供される。

第１の実施の形態にかかる光触媒装置の外観を示す前方斜視図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の外観を示す正面図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の外観を示す左側面図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の外観を示す平面図である。第１の実施の形態にかかる天面側の筐体部材を示す下方斜視図である。第１の実施の形態にかかる底面側の筐体部材を示す上方斜視図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の筐体の天面側の筐体部材を取り外した状態を示す上方斜視図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の天面側の筐体部材と光触媒シートとを取り外した状態を示す上方斜視図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の筐体の底面側の筐体部材を取り外した状態を示す下方斜視図である。図４におけるＡ－Ａ断面図である。第１の実施の形態にかかる光触媒シートを示すイメージ図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の正面を下にした状態で起立させた状態を示す斜視図である。第１の実施の形態にかかる光触媒装置の左側面を下にした状態で起立させた状態を示す斜視図である。第３の実施の形態にかかる光触媒装置を示す平面図である。第４の実施の形態にかかる光触媒装置を説明するための参考図である。第４の実施の形態にかかる光触媒装置の正面図である。第４の実施の形態にかかる光触媒装置の側面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態として、脱臭装置の一例としての、光触媒シートを搭載する光触媒装置１００について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。また以下では、光触媒装置１００の説明においても、光触媒装置１００の外観の説明においても、光触媒装置１００の内部の構成の説明においても、図１に示すように光触媒装置１００が寝かされた状態における方向、すなわち前方・後方・左方・右方・上方・下方など、を用いて説明を行う。
［第１の実施の形態］
＜光触媒装置１００の外部の構成＞

まず、本実施の形態にかかる光触媒装置１００の外部の構成について説明する。図１から図４を参照して、本実施の形態にかかる光触媒装置１００は、略直方体形状の筐体１１０に覆われる。

筐体１１０は、主に、天面プレート１１１と、底面プレート１１２と、側面部材１１３とを含む。側面部材１１３は、操作部１１７が配置される右側面１１３Ｒと、吸い込み口１１４Ｆが形成される正面１１３Ｆと、吐き出し口１１４Ｌが形成される左側面１１３Ｌと、吸い込み口１１４Ｂが形成される背面１１３Ｂと、を含む。

つまり、本実施の形態にかかる光触媒装置１００においては、正面の吸い込み口１１４Ｆと左側面の吐き出し口１１４Ｌとが直角に配置されている。また、背面の吸い込み口１１４Ｂと左側面の吐き出し口１１４Ｌとも直角に配置されている。正面の吸い込み口１１４Ｆと背面の吸い込み口１１４Ｂとは互いに平行である。

右側面１１３Ｒと、正面１１３Ｆと、左側面１１３Ｌと、背面１１３Ｂは、全体的に窪んだ形状を有している。換言すれば、正面視において右側面１１３Ｒと左側面１１３Ｌとが略Ｕ字に形成され、左側面視において正面１１３Ｆと背面１１３Ｂとが略Ｕ字に形成される。さらに換言すれば、右側面１１３Ｒと、正面１１３Ｆと、左側面１１３Ｌと、背面１１３Ｂとは、上下方向の略中央部が、上端部分や下端部分と比較して、光触媒装置１００の内側に凹んでいる。

さらに換言すれば、右側面１１３Ｒには、前端部分から後端部分まで溝が形成されている。正面１１３Ｆには左端部分から右端部分まで溝が形成されている。左側面１１３Ｌには、前端部分から後端部分まで溝が形成されている。背面１１３Ｂには左端部分から右端部分まで溝が形成されている。つまり、本実施の形態にかかる筐体１１０に関しては、側面部材１１３の全周に渡って溝が形成される。

そして、正面１１３Ｆの上下方向の略中央部の奥まった部分に吸い込み口１１４Ｆが形成され、左側面１１３Ｌの上下方向の略中央部の奥まった部分に吐き出し口１１４Ｌが形成され、背面１１３Ｂの上下方向の略中央部の奥まった部分に吸い込み口１１４Ｂが形成される。本実施の形態においては、吸い込み口１１４Ｆと、吐き出し口１１４Ｌと、吸い込み口１１４Ｂとは、多数のパンチング穴が形成されている。ただし、吸い込み口１１４Ｆと、吐き出し口１１４Ｌと、吸い込み口１１４Ｂとは、単に大きな開口部が形成されるものであってもよい。

なお、本実施の形態においては、図５に示すような天面側の筐体部材１１と、図６に示す底面側の筐体部材１２とを互いに取り付けることによって筐体１１０を構成している。そして、筐体部材１１，１２の間に、吸い込み口１１４Ｆ，１１４Ｂ用のパンチング穴が形成されたプレートと、吐き出し口１１４Ｌ用のパンチング穴が形成されたプレートと、操作部１１７が設けられるプレートと、を挟み込んで固定する。

より詳細には、天面側の筐体部材１１には、下方に向けた４本の連結部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが形成される。天面側の筐体部材１２には、上方に向けた４本の連結部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが形成される。そして、連結部材１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの間に正面用の吸い込み口１１４Ｆが形成される。連結部材１１Ｂ，１１Ｃ，１２Ｂ，１２Ｃの間に左側面用の吐き出し口１１４Ｌが形成される。連結部材１１Ｃ，１１Ｄ，１２Ｃ，１２Ｄの間に背面用の吸い込み口１１４Ｂが形成される。連結部材１１Ｄ，１１Ａ，１２Ｄ，１２Ａの間に操作部１１７が配置される。
＜光触媒装置１００の内部の構成＞

次に、本実施の形態にかかる光触媒装置１００の内部の構成について説明する。図７から図１０を参照して、本実施の形態にかかる光触媒装置１００は、主な構成部品として、光触媒シート１２０と、ＬＥＤライト１３０と、脱臭フィルター１４０と、ブロアファン１５０と、電源１６０と、制御部１７０と、それらを収納する筐体１１０とを含む。

電源１６０は筐体１１０内側の右部に配置される。電源１６０の電力がＬＥＤライト１３０やブロアファン１５０や制御部１７０に供給される。

ブロアファン１５０は、筐体１１０内部の左右略中央、すなわち吸い込み口１１４Ｆ，１１４Ｂに挟まれる位置、の上部部分に配置される。ブロアファン１５０は、モータ１５１とハネ１５２と回転軸１５３とケース１５４とを含む。ハネ１５２の回転軸１５３は、光触媒装置１００の上下方向に向けて配置される。また、ケース１５４は、その底面のうちのハネ１５２の内側にあたる部分と、その左側とが解放されており、逆に上面と背面と右面と正面と底面のうちのハネ１５２の外側にあたる部分が閉じられている。

これによって、モータ１５１が駆動されると、ブロアファン１５０の下方の空気が、ブロアファン１５０内つまりハネ１５２の内側に吸い込まれて、ハネ１５２の外側すなわち前後左右に吹き出される。吹き出された空気は、ブロアファン１５０のケース１５４の内面に案内されて、光触媒装置１００の左部に向かって、すなわち光触媒シート１２０の方に向かって流れていく。

光触媒シート１２０は、光触媒装置１００の左部の上部に水平に配置される。

ここで、本実施の形態にかかる光触媒シート１２０について説明する。光触媒シート１２０は、表面に吸着した空気中の酸素と水分とを光反応によって分解し、反応性の高いスーパーオキサイドアニオン（Ｏ２－）とＯＨラジカル（・ＯＨ）とを生成する。そして、スーパーオキサイドアニオン（Ｏ２－）とＯＨラジカル（・ＯＨ）とは、臭気成分を分解したり、雑菌を除去したり、エチレンガスを分解して食品などの鮮度低下を抑制したりすることができる。なお、光触媒シート１２０としては、例として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、三酸化タングステン（ＷＯ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）等があげられるが、これらに限定されるものではない。

本実施の形態においては、図１１に示すように、光触媒シート１２０がメッシュ状に形成されており、光触媒シート１２０の表面積が大きくなっている。

図７から図１０に戻って、本実施の形態にかかる光触媒装置１００においては、ブロアファン１５０からの空気の流れと略平行に光触媒シート１２０が配置される。つまり、本実施の形態においては、光触媒シート１２０が天面プレート１１１や底面プレート１１２と平行になるように配置される。換言すれば、本実施の形態においては、光触媒シート１２０が、吐き出し口１１４Ｌと直行するように配置され、吸い込み口１１４Ｆ，１１４Ｂとも直行するように配置される。

より詳細には、光触媒装置１００の筐体１１０は、左右方向に最も長く、その次に前後方向に長く、上下方向に最も短い。そして、光触媒シート１２０は、その法線が、光触媒装置１００の筐体１１０の最も短い寸法の上下方向に一致するように配置される。換言すれば、光触媒シート１２０は、光触媒装置１００の上下方向が光触媒シート１２０に対して垂直になるように配置される。

光触媒シート１２０の下方には、基板１３１を介してＬＥＤライト１３０が配置される。本実施の形態においては、光触媒シート１２０の前方部分に向き合う位置に配置されるＬＥＤライト１３０と、光触媒シート１２０の後方部分に向き合う位置に配置されるＬＥＤライト１３０と、が配置される。

光触媒シート１２０は、筐体１１０の天面プレート１１１の内側または光触媒シート１２０の上方に存在する面から離れた位置に保持される。すなわち、光触媒シート１２０の上方に空間が設けられる。これによって、光触媒シート１２０の上面にもＬＥＤライト１３０，１３０からの光が届きやすくなり、光反応による分解力を高めることができる。

なお、筐体１１０の天面プレート１１１の内側を白に近い色にしたり、光を反射しやすい色にしたりすることによって、光触媒シート１２０の上面にＬＥＤライト１３０，１３０からの光がさらに届きやすくなり、光反応による分解力をさらに高めることができる。あるいは、筐体１１０の天面プレート１１１の内側すなわち光触媒シート１２０の上方にＬＥＤライト１３０，１３０の光を反射するための反射プレートを配置することによって、光触媒シート１２０の上面にＬＥＤライト１３０，１３０からの光がさらに届きやすくなり、光反応による分解力をさらに高めることができる。

光触媒シート１２０よりもさらに右方には、脱臭用の脱臭フィルター１４０が配置される。換言すれば、光触媒シート１２０と吐き出し口１１４Ｌとの間に脱臭フィルター１４０が配置される。なお、脱臭フィルター１４０は、たとえば、酸化触媒、低温触媒、活性炭などのような脱臭性能を有するフィルターである。
＜光触媒装置１００の制御構成＞

次に、本実施の形態にかかる光触媒装置１００の制御構成について説明する。図１２に示すように、光触媒装置１００は、主に、制御部１７０と、操作部１１７と、ＬＥＤライト１３０，１３０と、ブロアファン１５０と、電源１６０とを含む。

制御部１７０は、操作部１１７を介して電源がＯＮされると、電源１６０の電力を利用して、ブロアファン１５０を駆動するとともに、前後のＬＥＤライト１３０，１３０を点灯させる。これにより、ブロアファン１５０によって吸い込み口１１４Ｆ，１１４Ｂから吸い込まれた空気が、光触媒シート１２０で除菌および脱臭され、さらに脱臭フィルター１４０によって脱臭後の空気が吐き出し口１１４Ｌから噴き出される。

なお、操作部１１７は、図３に示すように、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１８や、充電用のＵＳＢインターフェイス１１９などを含む。
＜第１の実施の形態にかかる光触媒装置１００のまとめ＞

このように本実施の形態においては、正面の吸い込み口１１４Ｆと左側面の吐き出し口１１４Ｌとが直角に配置されており、背面の吸い込み口１１４Ｂと左側面の吐き出し口１１４Ｌとも直角に配置されている。そして、光触媒シート１２０を水平に配置しているため、光触媒装置１００をコンパクトに構成することができる。

また、筐体１１０の側面プレート１１３全周に溝が形成されているため、図１３のように、正面１１３Ｆを下にして起立した状態で使用されても、正面１１３Ｆに形成された溝を通って吸い込み口１１４Ｆから容易に空気が吸い込まれる。同様に、背面１１３Ｂを下にして起立した状態で使用されても、背面１１３Ｂの溝を通って吸い込み口１１４Ｂから容易に空気が吸い込まれる。

また、図１４のように、左側面１１３Ｌを下にして起立した状態で使用されても、左側面１１３Ｌの溝を通って吐き出し口１１４Ｌから容易に空気が吐き出される。

なお、図１に示すように、光触媒装置１００が寝かされた状態で、光触媒装置１００の側面に物が置かれても、正面１１３Ｆの溝を通って吸い込み口１１４Ｆから容易に空気が吸い込まれるし、背面１１３Ｂの溝を通って吸い込み口１１４Ｂから容易に空気が吸い込まれるし、左側面１１３Ｌの溝を通って吐き出し口１１４Ｌから容易に空気が吐き出される。
［第２の実施の形態］

上記の実施の形態においては、右側面１１３Ｒや左側面１１３Ｌには、前端から後端まで溝が形成されており、当該溝も上端から下端にまで達するものであった。すなわち、右側面１１３Ｒや左側面１１３Ｌのほぼ全てが溝を形成するものであった。しかしながら、左側面１１３Ｌには、吐き出し口１１４Ｌと連通するものであれば、前端か後端のいずれから吐き出し口１１４Ｌまで達する溝を形成してもよいし、当該溝も、吐き出し口１１４Ｌと連通するものであれば、上下方向の一部分に形成されるものであってもよい。

同様に、正面１１３Ｆや背面１１３Ｂには、右端から左端まで溝が形成されており、当該溝も上端から下端にまで達するものであった。すなわち、正面１１３Ｆや背面１１３Ｂのほぼ全てが溝を形成するものであった。しかしながら、正面１１３Ｆには、吸い込み口１１４Ｆと連通するものであれば、右端か左端のいずれから吸い込み口１１４Ｆまで達する溝を形成してもよいし、背面１１３Ｂにも、吸い込み口１１４Ｂと連通するものであれば、右端か左端のいずれから吸い込み口１１４Ｂまで達する溝を形成してもよい。そして、正面１１３Ｆに関しても背面１１３Ｂに関しても、溝は、吸い込み口１１４Ｆ，１１４Ｂと連通するものであれば、上下方向の一部分に形成されるものであってもよい。
［第３の実施の形態］

また、溝は、前後方向に形成される溝や、左右方向に形成される溝に限らず、図１５に示すように、上下方向に形成される溝や、平面視において凹んでいることが視認できるような凹凸であってもよい。
［第４の実施の形態］

また、上記の実施の形態にかかる筐体１１０外部の溝の構成も、上記の実施の形態にかかる筐体１１０内部の構成も、他の構成の光触媒装置１００に応用することも可能である。たとえば、図１６に示すような光触媒装置に対しても、上記の光触媒装置１００の筐体１１０外部の溝の構成も筐体１１０内部の構成も適用することができる。

すなわち、右側面と、正面と、左側面と、背面とが、全体的に窪んだ形状を有していてもよい。より詳細には、図１７に示すように、正面視において右側面２１３Ｒと左側面２１３Ｌとが略Ｕ字に形成され、図１８に示すように、左側面視において正面２１３Ｆと背面２１３Ｂとが略Ｕ字に形成されてもよい。さらに換言すれば、右側面２１３Ｒと、正面２１３Ｆと、左側面２１３Ｌと、背面２１３Ｂとは、上下方向の略中央部が、上端や下端と比較して、光触媒装置２００の内側に凹んでいる。

また、上記の実施の形態にかかる筐体１１０外部の溝の構成は、略直方体の光触媒装置に限らず応用可能である。たとえば、平面視において、３角形の光触媒装置や、その他の多角形の光触媒装置や、楕円形状や円形の光触媒装置にも応用可能である。
［第５の実施の形態］

また、上記の実施の形態においては、１枚の光触媒シート１２０を搭載する光触媒装置１００について説明したが、上記の実施の形態の技術は、複数枚の光触媒シート１２０を搭載する光触媒装置にも適用可能である。たとえば、ブロアファン１５０の下流に、ブロアファン１５０からの空気の流れと平行に、すなわち吐き出し口や吸い込み口と直行するように、２枚の光触媒シート１２０を水平に互いに向き合うように配置してもよい。この場合は、ＬＥＤライト１３０を両者の間に配置したり、光触媒シート１２０の前方、後方、右方、左方に配置したりすることもできる。
［第６の実施の形態］

また、上記の実施の形態においては、脱臭装置の一例として、光触媒シート１２０を搭載する光触媒装置１００について説明したが、上記の実施の形態の技術は、シート状ではない光触媒を搭載する光触媒装置や、光触媒を搭載せずに上記の脱臭フィルター１４０や他の脱臭用の部材を搭載する脱臭装置にも適用可能なものである。
［まとめ］

上記の実施の形態においては、第１の吸い込み口と、第１の吸い込み口と直角に形成される吐き出し口と、を含む筐体と、筐体の内部に配置される光触媒シートと、光触媒シートに光を照射するためのライトと、第１の吸い込み口から吸い込んだ空気を、光触媒シートを通って吐き出し口に送るためのファンとを備える、光触媒装置が提供される。

好ましくは、光触媒シートが、第１の吸い込み口および吐き出し口の両者と略直角となるように配置される。

好ましくは、筐体が、第１の吸い込み口と平行に形成される第２の吸い込み口をさらに含む。

好ましくは、光触媒シートと吐き出し口との間に脱臭フィルターをさらに備える。

好ましくは、ファンの回転軸が、光触媒シートの垂直方向と平行に配置される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１：天面側の筐体部材
１１Ａ：連結部材
１１Ｂ：連結部材
１１Ｃ：連結部材
１１Ｄ：連結部材
１２：筐体部材
１２Ａ：連結部材
１２Ｂ：連結部材
１２Ｃ：連結部材
１２Ｄ：連結部材
１００：光触媒装置
１１０：底面側の筐体
１１１：天面プレート
１１２：底面プレート
１１３：側面部材
１１３Ｂ：背面
１１３Ｆ：正面
１１３Ｌ：左側面
１１３Ｒ：右側面
１１４Ｂ：吸い込み口
１１４Ｆ：吸い込み口
１１４Ｌ：吐き出し口
１１７：操作部
１１８：ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
１１９：ＵＳＢインターフェイス
１２０：光触媒シート
１３０：ＬＥＤライト
１３１：基板
１４０：脱臭フィルター
１５０：ブロアファン
１５１：モータ
１５２：ハネ
１５３：回転軸
１５４：ケース
１６０：電源
１７０：制御部
２００：光触媒装置
２１３Ｂ：背面
２１３Ｆ：正面
２１３Ｌ：左側面
２１３Ｒ：右側面

Claims

第１の吸い込み口と、前記第１の吸い込み口と直角に形成される吐き出し口と、を含む筐体と、
前記筐体の内部に、前記第１の吸い込み口の開口方向である空気の吸い込み方向と平行に、かつ、前記第１の吐き出し口の開口方向である空気の吐き出し方向と平行に、配置される薄型の光触媒シートと、
前記光触媒シートに光を照射するためのライトと、
前記第１の吸い込み口から吸い込んだ空気を、前記吐き出し口の吐き出し方向と同じ方向に向けて、前記光触媒シートの表面に沿って前記吐き出し口に送るためのファンとを備え、
前記筐体は、略直方体に構成され、
前記吸い込み口が形成される面には、その長手方向の端部から端部まで、空気を流すための溝が形成され、
前記吐き出し口が形成される面には、その長手方向の端部から端部まで、空気を流すための溝が形成される、光触媒装置。
前記筐体が、前記第１の吸い込み口と平行に形成される第２の吸い込み口をさらに含む、請求項１に記載光触媒装置。
前記光触媒シートと前記吐き出し口との間に脱臭フィルターをさらに備える、請求項１または２に記載の光触媒装置。
前記ファンの回転軸が、前記光触媒シートの垂直方向と平行に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の光触媒装置。
前記筐体は、前記光触媒シートと垂直な方向の長さが他の方向の長さよりも短くなるように構成され、全体として扁平形状に構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の光触媒装置。