JPH1015351A - 空気浄化用の触媒体と空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光励起触媒を利用した空気浄化装置の浄化性
能を向上させる。 【解決手段】 ケーシング３の内部を空気流路とし、こ
のケーシング３内に流路の軸方向所定間隔おきに流路を
塞ぐように触媒体４を設置し、隣り合う触媒体間に複数
のランプ５を設置する。触媒体４は、連続気孔によって
通気性を付与された基材に光励起触媒を坦持して構成す
る。ランプ５の光が触媒体４に照射されると、光励起触
媒が光励起して酸化力を有するようになる。空気が触媒
体４の内部を通過する際に、空気中のガス状不純物が光
励起触媒によって酸化され、浄化された空気が流路の下
流に流れていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス状不純物を除
去することができる空気浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子（ＬＳＩ）や液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）などを製造するクリーンルームには極めて
高い空気清浄度が要求される。この要求を満たすため
に、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate
Air Filter）やＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetrat
ion Air Filter）などと称される微粒子除去用の精密フ
ィルタが開発され、これら精密フィルタによってクリー
ンルームに供給される空気には汚染源となり得る微粒子
は殆ど存在しなくなった。

【０００３】ところが、配線サイズがサブミクロン以下
の高集積半導体素子の製造工程などでは、微粒子よりも
さらに微細なガス状不純物が製品に悪影響を及ぼすこと
が判明した。このようにクリーンルームの用途によって
は、空気中からガス状不純物を除去する必要が生じた。
ここでいうガス状不純物には、有機ガス、酸性ガス、ア
ルカリガス、及び、ＳＯxやＮＯx等のガス状の空気汚染
物質が含まれる。

【０００４】従来、常温雰囲気下においてガス状不純物
を除去するには、活性炭、繊維状活性炭、シリカゲル、
ゼオライトなどの吸着剤を用いて物理吸着する物理吸着
法や、これら吸着剤や他の基材に化学添着剤を付加した
ものを用いて化学吸着する化学吸着法（特開平８−８９
７４７号等）や、酸化触媒を用いてガス状不純物を酸化
して良性の物質に変質する触媒法が採用されていた。

【０００５】前記酸化触媒としては、白金、パラジウム
を活性金属とした貴金属触媒が主流であり、この外に
銅、マンガン、クロム、ニッケル、鉄等の酸化物を利用
したものがある。これらの酸化触媒は、ペレット状、ハ
ニカム状、金属発泡体の基材に坦持され、高温（約２０
０゜Ｃ以上）で触媒活性が得られる。

【０００６】しかしながら、従来の物理吸着法や化学吸
着法では、吸着剤の種類毎にガス状不純物の吸着容量が
決まっており、吸着量の増加とともに除去性能が低下す
る。したがって、所定の除去性能を維持するためには、
吸着剤の再生や交換を定期的に行う必要があり、メンテ
ナンスに手間がかかり、ランニングコストも高くなると
いう不利点があった。

【０００７】詳述すると、例えば交換を行う場合であれ
ば交換時期の決定が難しく、通常ある程度の吸着容量を
残して交換を行っている。ここで日本工業規格では、Ｊ
ＩＳＢ ９９０１「ガス除去フィルタの性能試験方法」
において、吸着フィルタの除去容量の定義を、初期除去
効率に対して１５％低下した時点までに吸着できるガス
の量としている。しかしながら、工場などではメンテナ
ンスを行える期間が操業停止時期に限られるために、除
去容量に達する前の吸着剤でも交換する場合が多い。こ
のようなことも、ランニングコストやメンテナンスコス
トを増加させる原因となっている。

【０００８】また、装置を設置した場所において物理吸
着剤の再生を行っている装置では、定期的に物理吸着剤
を加熱して吸着物質を離脱させているため、再生の際に
多くの熱エネルギーを必要とし、さらに、離脱物質の排
気設備や排気処理が必要となり、装置の大型化や設備コ
ストの上昇などの点で不利であった。

【０００９】また、酸化触媒法では、加熱により除去性
能の向上を図っているものが多く、ガス状不純物の除去
と同時に処理空気の加熱が行われることとなるため、除
去処理後に空気の冷却が必要となる。したがって、酸化
触媒法では、除去工程における加熱のためと除去終了後
の後処理工程における冷却のために多くの熱エネルギー
を必要とし、これがランニングコストを高くする要因に
なっている。

【００１０】また、近年に至っては、特開平８−１２１
８２７号公報や特開平８−７１３７０号公報に開示され
ているように、光励起触媒と称される物質の酸化作用を
利用した空気浄化装置が開発されている。光励起触媒と
は、所定の波長の光を照射すると光励起して触媒化する
ものであり、酸化チタンや酸化亜鉛、あるいはこれらの
混合物等で構成された光励起触媒は強い酸化力を有する
ことが知られている。したがって、この種の光励起触媒
に光を照射し、ガス状不純物を含む空気と接触させる
と、空気中のガス状不純物を除去することができる。

【００１１】この光励起触媒は酸化力が大きく、寿命が
半永久的である等の利点を有するため、光励起触媒を用
いた空気浄化装置は、従来の物理吸着法や化学吸着法や
触媒法を利用した空気浄化装置よりも小型にでき、設備
コストやランニングコストが安価で、メンテナンスにも
手間がかからない等の点で有利である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光励起触媒を利用した空気浄化装置においては、板状基
板や不織布などに光励起触媒を坦持させて触媒体を形成
し、この触媒体をハニカム状あるいは波板状に組み立
て、これを空気流路内に設置するに際して、触媒体の表
面を空気流路の軸方向に沿う姿勢に配しているので、光
励起触媒と空気との接触効率が低く、光励起触媒に接触
することなく換言すれば光励起触媒による酸化作用を受
けることなく通過する空気が多く、浄化性能が低いとい
う欠点があった。

【００１３】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、光励起触媒と通過する空気
との接触効率を高めることにより浄化性能を高め、ま
た、小型化、コストダウンを図ることができる空気浄化
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。 （１）本発明は、連続気孔によって通気性を付与された
基材に光励起触媒を坦持して構成されていることを特徴
とする空気浄化用の触媒体である。基材には気孔が連続
して形成されているので、空気はこの気孔を順次通過す
ることにより基材を透過することができる。

【００１５】光励起触媒は基板の表面及び気孔の内部に
固定される。ここで、光励起触媒とは、所定の波長の光
を照射すると光励起して触媒化するものであり、酸化チ
タンや酸化亜鉛、あるいはこれらの混合物等で構成され
た光励起触媒は４００ｎｍ以下の短波長光を照射すると
強い酸化力を保有することが知られている。したがっ
て、この種の光励起触媒に光を照射し、ガス状不純物を
含む空気と接触させると、空気中のガス状不純物を除去
することができる。

【００１６】この触媒体では基材が通気性を有している
ので、流路を塞ぐように設置しても、空気は触媒体を通
過することができる。

【００１７】（２）本発明は、気体が通過する流路の内
部に、この流路を塞ぐように前記（１）に記載の触媒体
が設置され、この触媒体の前後の少なくとも一方に光励
起触媒を励起せしめる光源が設置されていることを特徴
とする空気浄化装置である。

【００１８】この空気浄化装置においては、光源からの
光が触媒体に照射され、触媒体に坦持された光励起触媒
が光励起されて触媒化する。この触媒体を空気が通過す
る時に、空気中のガス状不純物（有機ガス、酸性ガス、
アルカリガス、及び、ＳＯxやＮＯx等）は光励起触媒に
より酸化されるので、空気は浄化されて流路の下流に流
れていく。

【００１９】触媒体の基材の表面及び内部には光励起触
媒が多量に坦持されており、この触媒体の内部を空気が
通過していき、さらに通過する際に空気の流れが適度に
乱れるので、空気中のガス状不純物と光励起触媒との接
触効率が高く、空気に対する浄化性能が極めて高い。し
かも、装置を小型化できる。

【００２０】（３）本発明は、前記（２）に記載の空気
浄化装置における触媒体の替わりに、通気性を備えたシ
ート状の基材に光励起触媒を坦持して構成された空気浄
化用の触媒体を用いた空気浄化装置である。

【００２１】前記シート状の基材としては、ガラス繊維
や石英繊維等をシート状に形成したものを例示すること
ができる。表面に多量の光励起触媒が坦持されたシート
状の触媒体を空気が通過していくので、空気中のガス状
不純物と光励起触媒との接触効率が高く、空気に対する
浄化性能が極めて高い。

【００２２】このシート状の触媒体は、流路の上流方向
と下流方向へ交互に折り返して鋸刃状に設置することが
可能である。このようにすると、光励起触媒の総量を多
くすることができ、浄化性能の向上と装置の小型化を図
ることができる。また、触媒体を通過する空気の流速を
遅くすることができ、その結果、装置の空気抵抗を小さ
くすることができる。

【００２３】前記（２）または（３）に記載の空気浄化
装置は、１つの触媒体と一つの光源で構成することもで
きるが、触媒体を流路に沿って多段に設置し、隣り合う
触媒体の間に光源を設置して構成することもできる。触
媒体を多段に設置する方が浄化性能が高まり、より清浄
な空気を得ることができる。

【００２４】（４）本発明は、気体が通過する流路の内
部に、板状の基材に光励起触媒を坦持して構成された空
気浄化用の多数の触媒体が互いに離間して且つ各触媒体
の表面を流路の軸方向に対し傾斜する姿勢にして設置さ
れ、これら触媒体の近傍に光励起触媒を励起せしめる光
源が設置されていることを特徴とする空気浄化装置であ
る。

【００２５】多数の板状の触媒体がその表面を流路の軸
方向に対して傾斜する姿勢にして設置されているので、
流路を流れる空気は触媒体によって撹拌される。その結
果、空気中のガス状不純物と光励起触媒との接触効率が
高まり、空気に対する浄化性能も高まる。

【００２６】前記（２）から（４）のいずれかに記載の
空気浄化装置における光励起触媒としては、酸化チタン
や酸化亜鉛あるいはこれらの混合物等が採用可能であ
り、その場合の光源には４００ｎｍ以下の短波長光を照
射できるもの（殺菌灯や蛍光灯など）を用いる。

【００２７】前記（２）から（４）のいずれかに記載の
空気浄化装置における光源は、触媒体の前後の少なくと
も一方に設置されていれば足りるが、光励起触媒の触媒
化効率を高くするために、触媒体の前後両側に設置する
方が好ましい。

【００２８】前記（２）から（４）のいずれかに記載の
空気浄化装置においては、少なくとも光源が設置された
部位の周辺における流路の内面を鏡面に形成して、流路
の内面で光が反射するようにするのが好ましい。このよ
うにすると、光を光励起触媒の励起に効率的に利用する
ことができる。

【００２９】尚、前記（２）から（４）のいずれかに記
載の空気浄化装置では、流路内において最も上流側に設
置された触媒体あるいは光源よりも更に上流側に、微粒
子除去用のプレフィルタを設置することも可能である。

【００３０】プレフィルタは空気が触媒体に流入する前
に空気中の微細な塵埃を除去し、触媒体の表面に塵埃が
堆積するのを防止して、光励起触媒の活性を高い状態に
維持する。プレフィルタとしては、ＨＥＰＡフィルタや
ＵＬＰＡフィルタ等の精密フィルタが好ましい。

【００３１】（５）本発明は、前記（２）から（４）の
いずれかに記載の空気浄化装置において、流路内におい
て最も下流側に設置された触媒体あるいは光源よりも更
に下流側に、光励起触媒により酸化されて生じた酸化生
成物を除去する除去手段が設置されていることを特徴と
する空気浄化装置である。

【００３２】このようにすると、空気浄化装置による処
理空気をより清浄にすることができ、処理空気をクリー
ンルームで用いる場合等に特に有効である。除去手段と
しては、例えば活性炭、繊維状活性炭、シリカゲル、ゼ
オライトなどの物理吸着体や、それらに化学添着剤を付
加した化学吸着体、あるいはイオン交換繊維、エアーワ
ッシャーなどを例示でき、これらを単独で用いてもよい
し、いくつか組み合わせて用いてもよい。

【００３３】（６）本発明は、前記（２）から（４）の
いずれかに記載の空気浄化装置において、光源が、前記
流路の外に設置された外部光源に光ファイバを介して接
続されている光照射装置によって構成されていることを
特徴とする空気浄化装置である。

【００３４】このようにすると、外部光源を集中光源と
することができるので、メンテナンスが容易になる。外
部光源を太陽光集光装置で構成して太陽光を利用するこ
とも可能であり、このようにするとランニングコストを
低くすることができる。

【００３５】（７）本発明は、前記（２）から（４）の
いずれかに記載の空気浄化装置であって、流路を通過し
た空気中の除去対象ガス濃度を検出するガス濃度検出手
段と、このガス濃度検出手段のモニター値に基づいて前
記光源の出力を制御する出力制御手段と、を備えたこと
を特徴とする空気浄化装置である。

【００３６】制御手段による光源出力の制御方法は、ガ
ス濃度検出手段のモニター値が設定値に達しているか否
かによって光源をＯＮ−ＯＦＦするようにしてもよい
し、ガス濃度検出手段のモニター値に応じて光源の発光
量を連続的に変化させ調節するようにしてもよい。

【００３７】前記（２）から（４）のいずれかに記載の
空気浄化装置は、クリーンルーム内の空気浄化に用いる
ことが可能である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の空気浄化装置の実
施の形態を図１から図１２の図面に基いて説明する。

【００３９】〔第１の実施の形態〕本発明の空気浄化装
置の第１の実施の形態を図１から図３に基いて説明す
る。図１は空気浄化装置１の分解斜視図であり、図２は
同縦断面図である。空気浄化装置１は、内部が空気の流
路２となる矩形筒状のケーシング３と、このケーシング
３内に設置された複数の触媒体４及び複数のランプ（光
源）５とから構成されている。

【００４０】ケーシング３の前端は空気入口３ａとして
開口し、後端は空気出口３ｂとして開口しており、ケー
シング３の内面は光を反射する鏡面に形成されている。
触媒体４は、三次元的な網目構造（三次元骨格構造）を
なし図３に示すように多数の連続気孔を有する平板状の
基材６に、多数の光励起触媒（図示せず）が坦持されて
構成されている。

【００４１】基材６の素材としては、株式会社ブリヂス
トン製の商品名セラミックフォームを例示することがで
きる。これはセラミック多孔体であり、空孔率が非常に
高く（８０〜９０％）、見掛け比重が小さく（０．３５
〜０．６０）軽量で、表面積が非常に大きいという特徴
がある。

【００４２】尚、光励起触媒を基材６に坦持する方法の
一例としては、微粒子状の光励起触媒を液体溶媒に分散
させた溶液に基材６全体を浸し、その後に引き上げて所
定の温度条件下で乾燥させる方法を例示することができ
る。このような方法で基材６に光励起触媒を坦持させる
と、光励起触媒は空気が基材６を流通する際に接触する
部分（即ち、液体溶媒が入り込んでいける部分）に、つ
まり基材６のバルク表面（ここでいうバルク表面とは、
基材６に形成されている全ての気孔の表面をも含む意味
である）の全てに坦持される。ただし、基材６のバルク
内部（ここでいうバルク内部とは、基材６の肉の部分の
内部という意味である）に光励起触媒が浸透し坦持され
ることはない。

【００４３】基材６は、その連続気孔によって空気や水
などの流体を容易に透過させるが、直進性を有する光な
どは透過しにくい構造になっている。基材６は、例え
ば、ポリウレタン等を材料とした連続気孔を有する三次
元骨格構造発泡体にセラミックやカーボン等をコーティ
ングしたもので構成することができる。

【００４４】光励起触媒とは、所定の波長の光を照射す
ると光励起して触媒化するものであり、本発明では、触
媒化した時に強い酸化力を有するものが使用される。本
発明の実施に好適な光励起触媒としては、酸化チタンや
酸化亜鉛あるいはこれらの混合物等を例示することがで
きる。

【００４５】このように構成された複数の触媒体４が、
流路２を塞ぐようにして流路２の軸方向所定間隔おきに
ケーシング３内に設置されている。隣り合う触媒体４，
４間には、複数のランプ５がその軸心をケーシング３の
幅方向に沿わせて水平姿勢にし、互いに上下方向に所定
間隔をおいて設置されており、各触媒体４に光をほぼ均
一に照射することができるようになっている。ランプ５
は４００ｎｍ以下の短波長光を照射することができるも
のであればよく、例えば、殺菌ランプ、各種蛍光ランプ
を用いることができる。

【００４６】尚、近紫外光〜真空紫外光を照射すること
ができる低圧水銀ランプや重水素ランプなどをランプ５
として使用することも可能であるが、これらランプを空
気中で用いた場合にはオゾンが発生するので、必要があ
れば空気浄化装置１の下流側にオゾン処理手段を設け
る。

【００４７】この空気浄化装置１のランプ５を点灯し、
有機ガス、酸性ガス、アルカリガス、及び、ＳＯxやＮ
Ｏx等のガス状不純物を含んだ空気をケーシング３の空
気入口３ａから流路２に流入すると、空気は触媒体４を
順次透過して空気出口３ｂから流出する。

【００４８】この時、触媒体４に坦持された光励起触媒
が励起されて触媒化されるので、触媒体４を空気が透過
する時に空気中のガス状不純物は酸化されて清浄な空気
になる。

【００４９】特に、この実施の形態では触媒体４を多段
に設置しているので、一段目の触媒体４で酸化されなか
ったガス状不純物は二段目の触媒体４で酸化され、同様
に順次、前段の触媒体４で酸化されなかったガス状不純
物は後段の触媒体４で酸化されるので、空気出口３ｂか
ら流出する処理空気中のガス状不純物濃度を極めて低く
することができる。

【００５０】尚、図１及び図２において一点鎖線で示す
ように、１段目の触媒体４よりも上流側や最終段の触媒
体４よりも下流側にそれぞれランプ５を配置してもよ
い。このようにすると、１段目の触媒体４や最終段の触
媒体４の光励起触媒を効率的に励起し触媒化することが
でき、空気浄化装置１の浄化性能を高めることができ
る。

【００５１】この実施の形態における触媒体４の基材６
は三次元的な網目構造（三次元骨格構造）をなしている
ため前述したように光を透過させにくいが、ランプ５か
ら照射された光は基材６の気孔の内壁や坦持された光励
起触媒の表面で順次反射を繰り返すことにより基材６の
内部に侵入することができるので、ランプ５から照射さ
れた光を有効に利用することができる。

【００５２】また、三次元的な網目構造（三次元骨格構
造）をなす基材６に活性アルミナ（γアルミナ）等をコ
ーティングして、基材６の比表面積（単位体積当たりの
表面積）を大きくすることにより、ランプ５から照射さ
れた光の分散を良好にすることもできる。

【００５３】〔第２の実施の形態〕次に、本発明の空気
浄化装置の第２の実施の形態を図４及び図５に基いて説
明する。第２の実施の形態の空気浄化装置１と第１の実
施の形態のものとの相違点は、触媒体４の構成と触媒体
４のケーシング３への装着形態にあり、その他の点は第
１の実施の形態と同じである。以下、第１の実施の形態
との相違点だけを説明し、第１の実施の形態と同一態様
部分については図中同一符号を付して説明を省略する。

【００５４】図４に示すように、第２の実施の形態にお
ける触媒体４の基材６は、ガラス繊維や石英繊維等の細
繊維６ａをシート状に形成して構成されており、通気性
を有している。この基材６の表面に光励起触媒を坦持さ
せて触媒体４が構成されている。通常、基材６を構成す
る前記繊維６ａの繊維径は１μｍ程度である。前記繊維
素材以外でも光励起触媒を坦持することが可能な繊維で
あれば基材６として採用可能である。

【００５５】この触媒体４を第１の実施の形態のように
平坦な形態で流路２を塞ぐように設置することも可能で
あるが、このようにすると、触媒体４の空気抵抗が大き
いため、空気を透過させるのに大きな動力が必要とな
る。

【００５６】そこで、第２の実施の形態では、図５に示
すように、シート状の触媒体４を流路２の上流方向と下
流方向へ交互に折り返して鋸刃状に形成し、触媒体４の
表面積（換言すれば、触媒体４の展開面積）を大きくす
ることによって、空気が触媒体４を低速で透過すること
ができるようにし、空気浄化装置１における圧力損失を
低減することができるようにしている。

【００５７】また、このように触媒体４の表面積を大き
くすると、触媒体４に坦持される光励起触媒の量も多く
することができるとともに、ランプ５から照射された光
を分散して効率的に光励起触媒に照射することができる
ので、空気浄化装置１の浄化性能をより高めることがで
きる。

【００５８】尚、図５では触媒体４を尖った形態に折り
返してあるが、丸みを帯びた弧状に折り返してもよいこ
とは勿論である。また、第２の実施の形態の触媒体４
は、通気性を有する薄板状の基材に光励起触媒を坦持さ
せて構成することも可能である。その場合の基材の原材
料としては、金属やセラミックを素材としたパンチング
プレートやメタルラス金網を例示することができる。

【００５９】〔第３の実施の形態〕次に、本発明の空気
浄化装置の第３の実施の形態を図６に基いて説明する。
第３の実施の形態の空気浄化装置１と第１の実施の形態
のものとの相違点は、触媒体４の構成と触媒体４のケー
シング３への装着形態にあり、その他の点は第１の実施
の形態と同じである。以下、第１の実施の形態との相違
点だけを説明し、第１の実施の形態と同一態様部分につ
いては図中同一符号を付して説明を省略する。

【００６０】第３の実施の形態における触媒体４（図６
においては４ａ，４ｂで表示する）は、通気性を有さな
い薄板状の基材に光励起触媒を坦持させて構成されてい
る。基材の素材としては、アルミ板、金属板、セラミッ
ク板を例示することができる。

【００６１】この触媒体４は、その長手方向をケーシン
グ３の幅方向に沿わせる姿勢にされて、ケーシング３の
空気入口３ａから空気出口３ｂに向かって複数列設置さ
れており、さらに、各列において触媒体４は上下方向に
所定間隔おきに複数設置されている。空気入口３ａ側か
ら見て奇数列目の触媒体４ａは下流側に向かってケーシ
ング３の軸心に対し若干下り傾斜した姿勢に設置され、
偶数列目の触媒体４ｂは下流側に向かってケーシングの
軸心に対し若干登り傾斜した姿勢に設置されている。そ
して、ランプ５は触媒体４の二列おきに設置されてい
る。

【００６２】このように触媒体４ａ，４ｂを配置する
と、流路２を通過する空気が撹拌されて空気中のガス状
不純物と光励起触媒との接触効率が高まるとともに、ラ
ンプ５の光が各触媒体４ａ，４ｂに効率よく照射される
ようになるので、これら相乗効果により空気浄化装置１
の浄化性能を高めることができる。また、この構造の空
気浄化装置１は圧力損失を極めて小さくすることができ
るという利点もある。

【００６３】〔第４の実施の形態〕次に、本発明の空気
浄化装置の第４の実施の形態を図７に基いて説明する。
第４の実施の形態の空気浄化装置１と第１の実施の形態
のものとの相違点は、流路２において最下流に位置する
触媒体４あるいはランプ５とケーシング３の空気出口３
ａとの間に、光励起触媒により酸化されて生じた酸化生
成物や光励起触媒では処理できない成分を除去すること
ができる除去手段７が設置されていることにある。

【００６４】このようにすると、空気浄化装置１による
処理空気をより清浄にすることができ、処理空気をクリ
ーンルームで用いる場合等に有効である。除去手段７と
しては、例えば活性炭、繊維状活性炭、シリカゲル、ゼ
オライトなどの物理吸着体や、それらに化学添着剤を付
加した化学吸着体、あるいはイオン交換繊維、エアーワ
ッシャーなどを例示でき、これらを単独で用いてもよい
し、いくつか組み合わせ用いてもよい。

【００６５】その他の点は第１の実施の形態と同じであ
るので、第１の実施の形態と同一態様部分については図
中同一符号を付して説明を省略する。尚、この実施の形
態における除去手段７を、前記第２の実施の形態や第３
の実施の形態の空気浄化装置１に装備することも可能で
ある。

【００６６】〔第５の実施の形態〕次に、本発明の空気
浄化装置の第５の実施の形態を図８に基いて説明する。
第５の実施の形態の空気浄化装置１と第１の実施の形態
のものとの相違点は、ケーシング３の空気入口３ａより
も上流側にプレフィルタ８が設けられ、ケーシング３の
空気出口３ｂの下流側にファン９が設置されていること
にある。

【００６７】プレフィルタ８には微粒子除去用の高性能
な精密フィルタを用いる。このプレフィルタ８は空気が
ケーシング３に流入する前に空気中の微細な塵埃を除去
し、触媒体４の表面に塵埃が堆積するのを防止する。触
媒体４の表面に塵埃が堆積すると光励起触媒の活性が低
下するが、プレフィルタ８はこれを防止し、光励起触媒
の活性を高い状態に維持する。

【００６８】その他の点は第１の実施の形態と同じであ
るので、第１の実施の形態と同一態様部分については図
中同一符号を付して説明を省略する。

【００６９】尚、塵埃濃度の低い清浄な空気を空気浄化
装置１で処理しようとする場合には、前記プレフィルタ
８を設置しなくてもよい。図８ではプレフィルタ８をケ
ーシング３の外側に設置しているが、ケーシング３の内
部に収納することも可能である。

【００７０】また、この実施の形態におけるプレフィル
タ８あるいはファン９を、前記第２から第４の実施の形
態の空気浄化装置１に装備することも可能である。

【００７１】〔第６の実施の形態〕次に、本発明の空気
浄化装置の第６の実施の形態を図９に基いて説明する。
第６の実施の形態の空気浄化装置１と第５の実施の形態
のものとの相違点は、ケーシング３の外部に外部光源１
０を設置し、ケーシング３内にランプ５の替わりに光源
としての光照射装置１１を設置し、外部光源１０と光照
射装置１１とを光ファイバー１２により光学的に接続し
たところにある。ここで光照射装置１１はレンズ等の光
学系要素で構成されている。この実施の形態では、光フ
ァイバー１２によって導かれた外部光源１０の光が光照
射装置１１から触媒体４の光励起触媒に照射される。

【００７２】また、外部光源１０を太陽光集光装置で構
成し、太陽光を光源として利用することも可能である。
このようにするとランニングコストを低くすることがで
きる。

【００７３】この実施の形態のように外部光源１０を用
いた場合には、外部光源１０による光源の集中化が可能
なため、外部光源１０の点検や交換等のメンテナンスが
容易にできる。第１から第５の実施の形態のように、ケ
ーシング３内の触媒体４の間に複数のランプ５を設置し
た場合には、ランプ５の点検や交換等のメンテナンスの
面で若干の不利がある。

【００７４】尚、図９ではプレフィルタ８をケーシング
３の外側に設置しているが、ケーシング３の内部に収納
することも可能である。

【００７５】〔第７の実施の形態〕次に、本発明の空気
浄化装置の第７の実施の形態を図１０に基いて説明す
る。第７の実施の形態の空気浄化装置１では、除去対象
ガスの濃度に応じてランプ５の光量を自動制御すること
ができるようになっている。このために、空気浄化装置
１は、ファン９から吹き出される処理空気中の除去対象
ガス濃度を検出するガス濃度測定器（ガス濃度検出手
段）１３と、ガス濃度測定器１３のモニター値に基いて
ランプ５の出力を制御する出力制御装置（出力制御手
段）１４とを備えている。その他の構成は第５の実施の
形態と同じであるので、第５の実施の形態と同一態様部
分については図中同一符号を付して説明を省略する。

【００７６】この空気除去装置１の出力制御装置１４
は、ガス濃度測定器１３のモニター値に基いてランプ５
をＯＮ−ＯＦＦするようになっていて、ガス濃度測定器
１３のモニター値が設定値以下になると自動的にランプ
５の点灯本数を減らすように構成されている。これによ
り、処理空気のガス濃度を常に設定値以下に保持するこ
とができるようになるとともに、省エネルギーとランプ
寿命の延長を図ることができる。尚、光励起触媒の活性
化は光を照射した直後から始まるので、時間遅れなども
ほとんど問題にならない。

【００７７】また、出力制御装置１４により全ランプ５
の出力（光量）を連続的に変化させるようにし、センサ
１３のモニター値が低い時には全ランプ５の出力（光
量）を小さくし、センサ１３のモニター値が高い時には
全ランプ５の出力（光量）を大きくするように制御する
ことも可能である。

【００７８】また、出力制御装置１４においてガス濃度
設定値を適宜に変えることができるようにしておくのが
好ましい。このようにしておくと、使用中に必要に応じ
てガス濃度設定値を変更することもでき、空気浄化装置
１の浄化性能を簡単に変更することが可能となる。

【００７９】従来から用いられている活性炭などの物理
吸着剤は使用中に除去性能の調整を行うことは極めて難
しく、当初の設計仕様で除去性能は固定されていた。
尚、図１０ではプレフィルタ８をケーシング３の外側に
設置しているが、ケーシング３の内部に収納することも
可能である。

【００８０】

【実施例】前述した各実施の形態における空気浄化装置
１をクリーンルームで用いる場合の設置例を図１１及び
図１２に示す。この様な雰囲気中では塵埃濃度がすでに
低くなっているため、空気浄化装置１には高性能フィル
タからなるプレフィルタ８を設置しなくてもよい場合が
多い。

【００８１】図１１を参照して空気浄化装置１の設置場
所を説明する。外気導入系の設置例として、空気浄化装
置１ａは外調機２０に内蔵したものであり、空気浄化装
置１ｂは外調機２０の出口に連なる外気導入ダクト２１
内に設置したものである。

【００８２】空気浄化装置１を外気導入系に設置する場
合には、１パスでガス状不純物を除去する必要があるた
め、光励起触媒を坦持した触媒体４と光源（ランプ５）
を交互に連続して設置する数を多くし、可能な限り除去
効率を高くする必要がある。

【００８３】クリーンルーム３０内の設置例として、空
気浄化装置１ｃはファンフィルタユニット３１の吸い込
み側に設置したものであり、空気浄化装置１ｄはレター
ンシャフト３２の入口部分に設置したものであり、空気
浄化装置１ｅはレターンプレナムチャンバ３３等の空気
循環系に設置したものである。また、局所的な半閉鎖空
間であるウエハストッカ３４内等に空気浄化装置１ｆを
組み込むこともできる。

【００８４】空気浄化装置１を空気循環系に設置する場
合には、循環空気とともにガス状不純物を繰り返し除去
処理することができるので、光励起触媒を坦持した触媒
体４と光源（ランプ５）を交互に連続して設置する数は
必ずしも多くする必要はない。

【００８５】また、必ずしも循環空気の全量を空気浄化
装置１に通過させて処理する必要はなく、空気浄化装置
１ｅのように一部の空気だけを通過させて処理するよう
にしてもよい。

【００８６】このようにクリーンルーム３０で用いる場
合にも、第７の実施の形態のように空気除去装置１の浄
化性能を自動制御することが可能であり、外気中の除去
対象ガス濃度あるいはクリーンルーム３０内の空気中の
除去対象ガス濃度に基いて、光源（ランプ５）の出力を
調整し、省エネルギー運転をすることも可能である。ま
た、クリーンルーム３０内の空気中の除去対象ガス濃度
の管理値を定めて、一定濃度となるように制御すること
も可能である。

【００８７】また、クリーンルーム３０の空気循環系自
体が空気流路を形成しているので、図１２に示すよう
に、触媒体４と光源（ランプ５）をクリーンルーム３０
内にケーシング３で囲まずに直接設置することもでき
る。この場合には、光励起触媒専用の光源（ランプ５）
だけでなく、蛍光灯などの室内照明用の光を光励起用の
光源の一部として利用することも可能である。

【００８８】また、本発明の空気浄化装置１は、有機ガ
ス、アンモニアガス、ＳＯｘ、ＮＯｘ等のガス状汚染物
質の酸化分解ができるとともに、細菌などの微生物の繁
殖を抑えることができるので、殺菌装置としても用いる
ことができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気浄化
用の触媒体は、連続気孔によって通気性を付与された基
材に光励起触媒を坦持して構成したことにより、触媒体
の内部に空気を通過させることができ、その結果、空気
中のガス状不純物と光励起触媒との接触効率を高め、空
気に対する浄化性能を高めることができるという優れた
効果が奏される。

【００９０】また、本発明の空気浄化装置は、連続気孔
によって通気性を付与された基材に光励起触媒を坦持し
て構成した触媒体、あるいは、通気性を備えたシート状
の基材に光励起触媒を坦持して構成した触媒体が、流路
を塞ぐように設置され、この触媒体の前後の少なくとも
一方に光励起触媒を励起せしめる光源が設置されている
ことにより、光源の光により触媒化された光励起触媒と
空気が効率的に接触することができ、空気に対する浄化
性能が極めて高いという優れた効果が奏される。しか
も、空気が触媒体の内部を通過するので、装置を小型に
できる。

【００９１】通気性を備えたシート状の基材に光励起触
媒を坦持して構成した空気浄化用の触媒体を用いた空気
浄化装置においては、触媒体を流路の上流方向と下流方
向へ交互に折り返して鋸刃状に設置すると、浄化性能の
向上と装置の小型化を図ることができるとともに、圧力
損失を小さくすることができるという優れた効果が奏さ
れる。

【００９２】本発明の空気浄化装置において、触媒体を
複数備え、隣り合う触媒体の間に光源を少なくとも一つ
備えた場合には、浄化性能をより高めることができ、よ
り清浄な空気を得ることができるという優れた効果が奏
される。

【００９３】また、本発明の空気浄化装置は、気体が通
過する流路の内部に、板状の基材に光励起触媒を坦持し
て構成された空気浄化用の多数の触媒体を互いに離間し
て且つ各触媒体の表面を流路の軸方向に対し傾斜する姿
勢にして設置し、これら触媒体の近傍に光源を設置して
構成したことにより、流路を流れる空気は触媒体によっ
て撹拌されるので、空気中のガス状不純物と光励起触媒
との接触効率を高めることができ、空気に対する浄化性
能を高めることができるという優れた効果が奏される。

【００９４】本発明の空気浄化装置において、少なくと
も光源が設置された部位の周辺における流路の内面を鏡
面にした場合には、流路の内面で反射した光が光励起触
媒に照射されるので、光源の光を光励起触媒の励起に効
率的に利用することができるという優れた効果が奏され
る。

【００９５】本発明の空気浄化装置において、流路内に
おいて最も下流側に設置された触媒体あるいは光源より
も更に下流側に、光励起触媒により酸化されて生じた酸
化生成物を除去する除去手段を設置した場合には、より
清浄な処理空気を得ることができるという優れた効果が
奏される。

【００９６】本発明の空気浄化装置において、流路の外
に設置された外部光源に光ファイバを介して接続されて
いる光照射装置によって光源を構成し、その外部光源と
して太陽光集光装置を採用した場合には、ランニングコ
ストを下げることができるとともに、メンテナンスが容
易になる。

【００９７】本発明の空気浄化装置において、前記流路
を通過した空気中の除去対象ガス濃度を検出するガス濃
度検出手段と、このガス濃度検出手段のモニター値に基
づいて前記光源の出力を制御する出力制御手段と、を備
えた場合には、処理空気の浄化度を所定値以下に保持す
ることができるとともに、省エネルギーや光源の寿命の
延長を図ることができるという優れた効果が奏される。

【００９８】本発明のいずれの空気浄化装置において
も、光励起触媒を利用しているので装置の寿命は半永久
的であり、経済的に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の空気浄化装置における第１の実施の
形態の分解斜視図である。

【図２】 本発明の空気浄化装置における第１の実施の
形態の縦断面図である。

【図３】 本発明の空気浄化装置における第１の実施の
形態に用いられる触媒体の基材の断面図である。

【図４】 本発明の空気浄化装置における第２の実施の
形態に用いられる触媒体の基材の断面図である。

【図５】 本発明の空気浄化装置における第２の実施の
形態の縦断面図である。

【図６】 本発明の空気浄化装置における第３の実施の
形態の縦断面図である。

【図７】 本発明の空気浄化装置における第４の実施の
形態の縦断面図である。

【図８】 本発明の空気浄化装置における第５の実施の
形態の縦断面図である。

【図９】 本発明の空気浄化装置における第６の実施の
形態の縦断面図である。

【図１０】 本発明の空気浄化装置における第７の実施
の形態の縦断面図である。

【図１１】 本発明の空気浄化装置をクリーンルームの
空気浄化用として用いる場合の設置例を示すクリーンル
ームの縦断面図である。

【図１２】 本発明の空気浄化装置をクリーンルームの
空気浄化用として用いる場合の別の設置例を示すクリー
ンルームの縦断面図である。

【符号の説明】

１ 空気浄化装置 ２ 流路 ３ ケーシング ４，４ａ，４ｂ 触媒体 ５ ランプ（光源） ６ 基材 ７ 除去手段 １０ 外部光源 １１ 光照射装置 １２ 光ファイバ １３ ガス濃度測定器（ガス濃度検出手段） １４ 出力制御装置（出力制御手段） ３０ クリーンルーム

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続気孔によって通気性を付与された基
   材に光励起触媒を坦持して構成されていることを特徴と
   する空気浄化用の触媒体。
2. 【請求項２】 気体が通過する流路の内部に、この流路
   を塞ぐように請求項１記載の触媒体が設置され、この触
   媒体の前後の少なくとも一方に光励起触媒を励起せしめ
   る光源が設置されていることを特徴とする空気浄化装
   置。
3. 【請求項３】 気体が通過する流路の内部に、通気性を
   備えたシート状の基材に光励起触媒を坦持して構成され
   た空気浄化用の触媒体が、前記流路を塞ぐように設置さ
   れ、この触媒体の前後の少なくとも一方に光励起触媒を
   励起せしめる光源が設置されていることを特徴とする空
   気浄化装置。
4. 【請求項４】 前記触媒体は、前記流路の上流方向と下
   流方向へ交互に折り返して鋸刃状に設置されていること
   を特徴とする請求項３に記載の空気浄化装置。
5. 【請求項５】 前記触媒体を複数備え、隣り合う触媒体
   の間に前記光源を少なくとも一つ備えていることを特徴
   とする請求項２から４のいずれかに記載の空気浄化装
   置。
6. 【請求項６】 気体が通過する流路の内部に、板状の基
   材に光励起触媒を坦持して構成された空気浄化用の多数
   の触媒体が互いに離間して且つ各触媒体の表面を流路の
   軸方向に対し傾斜する姿勢にして設置され、これら触媒
   体の近傍に光励起触媒を励起せしめる光源が設置されて
   いることを特徴とする空気浄化装置。
7. 【請求項７】 少なくとも前記光源が設置された部位の
   周辺における前記流路の内面が、光を反射する鏡面に形
   成されていることを特徴とする請求項２から６のいずれ
   かに記載の空気浄化装置。
8. 【請求項８】 前記流路内において最も下流側に設置さ
   れた前記触媒体あるいは前記光源よりも更に下流側に、
   光励起触媒により酸化されて生じた酸化生成物を除去す
   る除去手段が設置されていることを特徴とする請求項２
   から７のいずれかに記載の空気浄化装置。
9. 【請求項９】 前記光源は、前記流路の外に設置された
   外部光源に光ファイバを介して接続されている光照射装
   置で構成されていることを特徴とする請求項２から７の
   いずれかに記載の空気浄化装置。
10. 【請求項１０】 前記流路を通過した空気中の除去対象
    ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃度
    検出手段のモニター値に基づいて前記光源の出力を制御
    する出力制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項
    ２から７のいずれかに記載の空気浄化装置。
11. 【請求項１１】 クリーンルーム内の空気浄化に用いら
    れることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載
    の空気浄化装置。