JP7371963B1 - 空気清浄器 - Google Patents

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【課題】発生するOHラジカルの量を増大させて消臭・除菌効果を高めることができる空気清浄器を提供することを目的とする。【解決手段】空気の通路である通気路11Tを有する通気体11と、通気路11Tを横断する面に沿って広がるように設けられた板状の担持体12Mに光触媒が担持されて成る光触媒フィルタ12と、担持体12Mの外縁が通気路11Tの内面に近接して位置するように光触媒フィルタ12を保持する保持具22と、通気路11Tの内部に設置されて光触媒フィルタ12に紫外線UVを照射する光源部13と、通気路11Tの内面を覆い、光源部13から射出された紫外線UVを反射する鏡面部材23を備える。担持体12Mの側面S2と鏡面部材23との間の少なくとも一部には、光源部13から射出されて鏡面部材23で反射した紫外線UVの一部が担持体12Mの側面S2に入射する隙間SKが形成される。【選択図】図7

Description

本発明は、光触媒に紫外線を照射することによって発生するOHラジカルにより空気を清浄する空気清浄器に関する。
従来、光触媒を用いて空気を清浄する空気清浄器として、セラミックス等の担持体に酸化チタン等の光触媒を担持させた光触媒フィルタに光源部から紫外線を照射する構成のものが知られている(例えば、下記の特許文献1)。このような空気清浄器では、光触媒に紫外線を照射することで発生するOHラジカルの強力な酸化分解力を利用して光触媒フィルタを通過する空気を殺菌・消毒するようになっている。
特許第2574840号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された空気清浄器では、担持体の側面(吸着材の外周部)から紫外線が入射することはなく、その分、OHラジカルの発生量が少ないという問題点があった。
そこで本発明は、発生するOHラジカルの量を増大させて消臭・除菌効果を高めることができる空気清浄器を提供することを目的とする。
本発明の空気清浄器は、空気の通路である通気路を有する通気体と、前記通気路を横断する面に沿って広がるように設けられた板状の担持体に光触媒が担持されて成る光触媒フィルタと、前記担持体の外縁が前記通気路の内面に近接して位置するように前記光触媒フィルタを保持する保持具と、前記通気路の内部に設置されて前記光触媒フィルタに紫外線を照射する光源部と、前記通気路の内面を覆い、前記光源部から射出された紫外線を反射する鏡面部材と、を備え、前記光触媒は前記担持体の側面にも担持されており、前記担持体の側面は前記鏡面部材に対向して配置されるとともに、前記担持体の側面と前記鏡面部材との間の少なくとも一部には、前記光源部から射出されて前記鏡面部材で反射した紫外線の一部が前記担持体の側面に入射する隙間が形成されており、前記担持体の側面と前記鏡面部材との間の隙間の大きさは前記担持体の厚さよりも小さく、前記担持体は、上下方向に所定間隔をあけて配置された第1の担持体、第2の担持体を含み、前記光源部は、前記第1の担持体と前記第2の担持体の間に配置されることで、前記第1の担持体の下面と前記第2の担持体の上面に紫外線を照射するとともに、前記鏡面部材の反射により前記第1の担持体と前記第2の担持体のそれぞれの側面に紫外線を照射する
本発明の空気清浄器によれば、発生するOHラジカルの量を増大させて消臭・除菌効果を高めることができる。
本発明の一実施の形態における空気清浄器の斜視図 本発明の一実施の形態における空気清浄器の側断面図 本発明の一実施の形態における空気清浄器の平面図 本発明の一実施の形態における空気清浄器の一部の分解斜視図 本発明の一実施の形態における空気清浄器を構成する保持具を光触媒フィルタの一部とともに示す斜視図 本発明の一実施の形態における空気清浄器の一部の拡大平面図 本発明の一実施の形態における空気清浄器の一部の拡大側面図 本発明の一実施の形態における空気清浄器の一使用例を示す図 本発明の一実施の形態の変形例における空気清浄器の側断面図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1、図2および図3は本発明の一実施の形態における空気清浄器1を示している。空気清浄器1は室内等の空気を脱臭・殺菌して清浄化する装置であり、通気体11、複数の光触媒フィルタ12、複数の光源部13等を備えている。
図1および図3において、通気体11は4つの平板状部材21が平面視において矩形開口となるように組み合わされて構成されている。通気体11の内部には空気Airが通過する通気路11Tが形成されており、通気路11Tの一方側の端部(ここでは上端部)は空気入口11A、他方側の端部(ここでは下端部)は空気出口11Bとなっている。
図1および図2において、複数の光触媒フィルタ12はそれぞれ通気体11の内部に設けられている。各光触媒フィルタ12は通気路11Tを横断する面(ここでは水平面)に沿って広がるように設けられた板状(ここでは矩形板状)の担持体12M(図3)に光触媒が担持されて成る。
本実施の形態では担持体12Mはセラミックス等の多孔質材から成り、光触媒は二酸化チタンから成る。二酸化チタンは担持体12Mの表面全体、すなわち上下の2つの主面S1だけでなく4つの側面S2にも担持されている(図4)。
本実施の形態において、光触媒フィルタ12は図1および図2に示すように、通気路11Tの内部に設置されている。具体的には、通気路11Tの空気入口11A付近と、通気路11Tの空気出口11B付近と、空気入口11Aと空気出口11Bのほぼ中間の位置との3箇所に備えられている。以下、空気入口11A付近に設けられた光触媒フィルタ12を入口部フィルタ12Aと称し、空気入口11Aと空気出口11B付近のほぼ中間部に設けられた光触媒フィルタ12を中間部フィルタ12Bと称し、空気出口11B付近に設けられた光触媒フィルタ12を出口部フィルタ12Cと称する(図1、図2および図4)。
図1、図2および図3において、各光触媒フィルタ12は通気体11の内面に取り付けられた複数の保持具22によって保持されている。各保持具22は図5に示すように、通気体11の内面に取り付けられる基部22aと、通気体11の内面に取り付けられた基部22aから通気路11Tの内側に延出した一対の挟持部22bから成る。
2つの挟持部22bの上下方向の間隔KKは担持体12Mの厚さTH(図5)よりやや大きい寸法を有しており、保持具22は2つの挟持部22bによって担持体12Mの縁部を上下から挟持して保持する。本実施の形態では、各光触媒フィルタ12は、四辺のそれぞれが一辺当たり2つの保持具22によって保持されることで、通気体11の通気路11T内に固定されている(図1および図2)。このため本実施の形態では、光触媒フィルタ12は、担持体12Mの外縁(ここでは側面S2全体がこれに対応する)が通気路11Tの内面に近接して位置するように保持具22によって保持された状態となっている。
図1、図2および図4において、複数の光源部13はそれぞれ、通気路11Tの内部に設置されている。本実施の形態では、各光源部13は水平方向に(すなわち光触媒フィルら12と平行に)延びた直線形状を有し、通気体11の内部における入口部フィルタ12Aと中間部フィルタ12Bとの間の位置と、中間部フィルタ12Bと出口部フィルタ12Cとの間の位置とのそれぞれに設けられている。
各光源部13は通気体11を構成する1つの平板状部材21の内面に設けられた光源部ベース13Bに一端部が取り付けられており、片持ち状態で水平姿勢に支持されている。このように光源部13が3つの光触媒フィルタ12の隣接するもの同士の間に設けられていることから、各光源部13を点灯させることで、3つの光触媒フィルタ12それぞれに紫外線UVを照射することができる(図2)。複数の光源部13の点灯および消灯制御は、光源部ベース13Bが設けられた平板状部材21の外面に設置された制御部13Cからなされる。
制御部13Cから制御されて各光源部13が点灯し、各光触媒フィルタ12に紫外線が照射されると、各光触媒フィルタ12の担持体12Mに担持された光触媒が光触媒反応を起こしてOHラジカルが発生し、通気路11Tを通過する空気Airが殺菌・消毒される。
本実施の形態では前述したように、光触媒である二酸化チタンは担持体12Mの上下の2つの主面S1だけでなく4つの側面S2にも担持されており、しかも側面S2は何物にも覆われていないため、担持体12Mの側面S2から紫外線が入射した場合には、担持体12Mの側面S2からもOHラジカルが発生する。
図1において、通気体11の内面、すなわち4つの平板状部材21それぞれの内面には鏡面部材23が取り付けられている。このため光源部13から出射された紫外線UVは直接あるいは鏡面部材23に反射されて、2つの光触媒フィルタ12それぞれの主面S1(上面あるいは下面)に入射する。本実施の形態では、入口部フィルタ12Aにはその下面に、出口部フィルタ12Cにはその上面に、中間部フィルタ12Bにはその上面と下面の双方に紫外線UVが照射される(図2)。
図1、図3および図6(図6は図3における領域AR1の拡大図)示すように、保持具22によって通気路11T内に保持された各光触媒フィルタ12の担持体12Mは4つの側面S2はそれぞれを通気体11の内面(鏡面部材23)から離間させており、各側面S2と鏡面部材23との間には所定の大きさの隙間SKが形成されている。この隙間SKの大きさ(隙間寸法SLと称する。図5および図6)は、本実施の形態では、担持体12Mの厚さTHよりも小さくなっており(図7(図7は図2における領域AR2の拡大図)、光触媒フィルタ12を通過しない空気Airの量が極力少なくなるようにしている。なお、保持具22における通気路11Tの内面と接触する面から2つの挟持部22bの付け根までの距離AT(図5)を隙間寸法SLの大きさと一致させることで、隙間寸法SLを確保しつつ、光触媒フィルタ12を通気体11の内面に対して強固に保持することができる。
本実施の形態における空気清浄器1は、例えば、図8に示すように室内SPに設置され、空調機ACによって形成される室内SPの空気Airの流れの中に置かれる。図8では空調機ACの下方のほか、ソファSFの下方およびテーブルTBの下方のそれぞれに空気清浄器1が設置された例を示している。
空調機ACによって室内SPでの流れが形成された空気Airの一部は空気清浄器1の空気入口11Aから通気体11の内部(通気路11T内)に入って空気出口11Bから出るまでに間に3つの光触媒フィルタ12を通過する。この間、各光触媒フィルタ12は光源部13から照射される紫外線UVを受けて光触媒反応を起こしOHラジカルを発生させているので、各光触媒フィルタ12を通過する空気Airは脱臭・殺菌されて清浄化される。これにより室内SPの空気Airが清潔に保たれる。
本実施の形態における空気清浄器1では、前述したように、各光触媒フィルタ12それぞれの側面S2と通気体11の内面との間には隙間SKが形成されている。このため、光源部13から出射され、通気体11の内面を覆って設けられた鏡面部材23で反射した紫外線UVは各光触媒フィルタ12の上下の主面S1だけでなく、各光触媒フィルタ12の担持体12Mの側面S2にも入射する(図7)。このように担持体12Mの側面S2からの紫外線UVが入射する場合には、担持体12Mの側面S2から紫外線UVが入射しない場合と比較して、光触媒フィルタ12ひとつ当たりから発生するOHラジカルが増大するので、空気清浄器1による空気Airの殺菌・消毒効果が高められる。
図9は前述の空気清浄器1の変形例を示している(符号を「1A」とする)。変形例に係る空気清浄器1Aにおいて、前述の空気清浄器1と機能が同じ部位については同じ符号を付している。変形例に係る空気清浄器1Aでは、空気出口11Bの外側(下方)にファンfaが設けられている。ファンfaは制御部13Cから制御される図示しないモータによって動作し、出口部フィルタ12Cに対して平行な面(水平面)内で回転する。これより通気路11T内には、空気入口11Aから入って空気出口11Bより流出する空気Airの流れが形成され、室内SPの空気Airに対して能動的に殺菌・消毒を行うことができる。このため空調機ACがなく空気Airの流れが起きにくい室内SPであっても、その室内SPの空気Airを清浄化することができる。
以上説明したように、本実施の形態における空気清浄器1,1Aは、空気Airの通路である通気路11Tを有する通気体11と、通気路11Tを横断する面に沿って広がるように設けられた板状の担持体12Mに光触媒が担持されて成る光触媒フィルタ12と、担持体12Mの外縁が通気路11Tの内面に近接して位置するように光触媒フィルタ12を保持する保持具22と、通気路11Tの内部に設置されて光触媒フィルタ12に紫外線UVを照射する光源部13と、通気路11Tの内面を覆い、光源部13から射出された紫外線UVを反射する鏡面部材23を備えており、光源部13から射出されて鏡面部材23で反射した紫外線UVの一部は担持体12Mと鏡面部材23との間の隙間SKから担持体12Mの側面S2に入射するようになっている。このため光触媒フィルタ12ひとつ当たりから発生するOHラジカルは担持体12Mの側面S2から紫外線UVが入射しない場合と比較して多くなり、空気清浄器1,1Aによる空気Airの殺菌・消毒効果を高めることができる。
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形等が可能である。例えば、上述の実施の形態では、担持体12Mはセラミックス等の多孔質材から成り、光触媒は酸化チタンから成るとしていたが、この組み合わせは一例に過ぎず、担持体12Mは多孔質材のほかハニカム材であってもよいし、その材料はセラミックスのほかプラスチックや金属材等であってもよい。また光触媒は紫外線を受けてOHラジカルを発生するものであれば二酸化チタンに限定されない。また、上述の実施の形態では、光触媒フィルタ12の数が3つであったがこれは一例であり、光触媒フィルタ12の数は限定されない。
また、上述の実施の形態では、通気体11は4つの平板状部材21が組み合されて断面が矩形開口となる形状であったが、これは一例に過ぎない。通気体11の断面は矩形でなくてもよく、円形等であってもよいが、光触媒フィルタ12の担持体12Mの形状は通気体11の断面形状に合わせる(例えば通気体11の断面形状が円形であれば担持体12Mは円盤形状とする)必要がある。また、上述の実施の形態では、光触媒フィルタ12の担持体12Mはその全ての側面S2と通気体11の内面との間に隙間SKが形成されていたが、隙間SKは光源部13から射出されて鏡面部材23で反射した紫外線UVの一部が担持体12Mの側面S2に入射するようにするためであるので、担持体12Mの側面S2と鏡面部材23との間の少なくとも一部に隙間SKが形成されていればよい。
1,1A 空気清浄器
11 通気体
11T 通気路
11A 空気入口
11B 空気出口
12 光触媒フィルタ
12M 担持体
13 光源部
22 保持具
23 鏡面部材
S2 側面
SK 隙間
SL 隙間寸法(隙間の大きさ)
TH 厚さ
UV 紫外線
Air 空気

Claims (1)

  1. 空気の通路である通気路を有する通気体と、
    前記通気路を横断する面に沿って広がるように設けられた板状の担持体に光触媒が担持されて成る光触媒フィルタと、
    前記担持体の外縁が前記通気路の内面に近接して位置するように前記光触媒フィルタを保持する保持具と、
    前記通気路の内部に設置されて前記光触媒フィルタに紫外線を照射する光源部と、
    前記通気路の内面を覆い、前記光源部から射出された紫外線を反射する鏡面部材と、を備え、
    前記光触媒は前記担持体の側面にも担持されており、
    前記担持体の側面は前記鏡面部材に対向して配置されるとともに、前記担持体の側面と前記鏡面部材との間の少なくとも一部には、前記光源部から射出されて前記鏡面部材で反射した紫外線の一部が前記担持体の側面に入射する隙間が形成されており、
    前記担持体の側面と前記鏡面部材との間の隙間の大きさは前記担持体の厚さよりも小さく、
    前記担持体は、上下方向に所定間隔をあけて配置された第1の担持体、第2の担持体を含み、
    前記光源部は、前記第1の担持体と前記第2の担持体の間に配置されることで、前記第1の担持体の下面と前記第2の担持体の上面に紫外線を照射するとともに、前記鏡面部材の反射により前記第1の担持体と前記第2の担持体のそれぞれの側面に紫外線を照射する、空気清浄器。
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