JPWO2004045660A1

JPWO2004045660A1 - 空気浄化装置

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Publication number: JPWO2004045660A1
Application number: JP2004553099A
Authority: JP
Inventors: 正人若村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2006-03-16
Also published as: WO2004045660A1; US20050201907A1; EP1574225B1; CN1308042C; EP1574225A1; EP1574225A4; AU2002368365A1; US8080214B2; CN1694735A

Abstract

空気浄化装置Ｘ１は、空気が内部を通過することのできる浄化室（Ｒ２）と、浄化室（Ｒ２）内に設けられた紫外線光源（１２）と、浄化室（Ｒ２）内に空気を通過させることによって浄化室（Ｒ２）内に気流を発生させるための気流発生手段（１１）と、光触媒機能を有し、且つ、浄化室（Ｒ２）に収容されて気流により変位可能な光触媒粒体（１３）とを備える。

Description

本発明は、例えば室内や車内の空気を清浄化するための、空気浄化装置に関する。

室内や車内、並びに、クローゼット、下駄箱、冷蔵庫、および食器棚の中の空気を清浄化および消臭などするために、空気浄化装置が使用される場合がある。空気浄化装置については、例えば、特開平１１−１５１４４３号公報、特開２００１−２５３２３５号公報、特開２００２−２５３６６２号公報などに開示されている。
空気浄化装置としては、光触媒物質を利用するものが知られている。そのような空気浄化装置については、例えば特開平１１−１５１４４３号公報および特開２００２−２５３６６２号公報に開示されている。
図７は、光触媒物質を利用する従来の空気浄化装置Ｘ２を模式的に表す。空気浄化装置Ｘ２は、ハウジング７１と、除塵用のフィルタ７２と、光触媒フィルタ７３，７４と、紫外線ランプ７５と、ファン７６と、フィルタ７７とを備える。
ハウジング７１は、吸気口７１ａおよび排気口７１ｂを有する。フィルタ７２は、吸気口７１ａを閉塞するように設けられており、フィルタ７７は、排気口７１ｂを閉塞するように設けられている。光触媒フィルタ７３，７４は、粉末状の酸化チタン（ＴｉＯ_２）が接着された不織布よりなり、紫外線ランプ７５により照射されることによって機能する。ファン７６は排気口７１ｂの側に設けられ、ファン７６が作動することにより空気浄化装置Ｘ２を空気が通過する。具体的には、ファン７６が作動することにより、空気は、吸気口７１ａを介して空気浄化装置Ｘ２に流入し、フィルタ７２、光触媒フィルタ７３，７４、およびフィルタ７７を順次通過した後、排気口７１ｂを介して空気浄化装置Ｘ２から排気される。
酸化チタンなどの一部の半導体物質は、光触媒機能を有する物質として知られている。光触媒機能を有する半導体物質では、一般に、価電子帯と伝導帯のバンドギャップに相当するエネルギーを有する光を吸収することによって、価電子帯の電子が伝導帯に遷移し、この電子遷移により、価電子帯には正孔が生ずる。伝導帯の電子は、当該光触媒性半導体の表面に吸着している物質に移動する性質を有し、これにより当該吸着物質は還元され得る。価電子帯の正孔は、当該光触媒性半導体の表面に吸着している物質から電子を奪い取る性質を有し、これにより当該吸着物質は酸化され得る。
光触媒機能を有する酸化チタン（ＴｉＯ_２）においては、伝導帯に遷移した電子は、空気中の酸素を還元してスーパーオキシドアニオン（・Ｏ_２ ⁻）を生成させる。これとともに、価電子帯に生じた正孔は、酸化チタン表面の吸着水を酸化してヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成させる。ヒドロキシラジカルは、非常に強い酸化力を有している。そのため、光触媒性酸化チタンに対して例えば有機物が吸着すると、ヒドロキシラジカルが作用することによって、当該有機物は、水と二酸化炭素にまで分解される場合がある。
空気浄化装置Ｘ２の作動時においては、空気中の汚染物質や細菌などは、光触媒フィルタ７３，７４に補足される。光触媒フィルタ７３，７４には、上述のような光触媒としての酸化チタンが付着しているので、これら汚染物質や細菌などは、紫外線ランプ７５により照射される光触媒フィルタ７３，７４において、分解作用を受ける。
このような従来の空気浄化装置Ｘ２において、空気浄化効率を高めるには、光触媒フィルタ７３，７４に対して空気を効率よく接触させる必要がある。当該接触効率は、光触媒フィルタ７３，７４の面積および／または厚みを大きくすることにより、向上することができる。
しかしながら、光触媒フィルタ７３，７４の面積を増大すると、空気浄化装置Ｘ２のサイズが過大となる傾向にある。また、光触媒フィルタ７３，７４の厚みの増大は、光触媒フィルタ７３，７４を空気が通過する際の圧力損失を考慮すると、好ましくない。光触媒フィルタ７３，７４の厚みを増大すると、それに応じてファン７６に要求される送風能力は高くなり、ファン７６の送風能力を高くすると、空気浄化装置Ｘ２の静寂性を維持するのが困難となるからである。
また、空気浄化装置Ｘ２では、光触媒フィルタ７３，７４における紫外線照射量には、偏りがある。すなわち、紫外線ランプ７５からの距離、および、紫外線照射角度は、光触媒フィルタ７３，７４上の位置に応じて異なる。そのため、光触媒フィルタ７３，７４において紫外線照射量の少ない部位では充分な分解作用が発揮されず、その結果、従来の空気浄化装置Ｘ２においては、光触媒フィルタ７３，７４が潜在的に有する光触媒機能を充分に享受することができない。
紫外線ランプ７５の配設個数を増加すると、紫外線照射量の偏りが比較的均されるので、光触媒フィルタ７３，７４の光触媒機能、ひいては空気浄化装置Ｘ２の空気浄化効率を、向上することは可能である。しかしながら、そのような構成によると、紫外線ランプ７５の個数に応じて、これを駆動制御するためのインバータ（図示略）などの個数も増加してしまい、空気浄化装置Ｘ２の大型化を招来してしまう。
このように、従来の空気浄化装置Ｘ２は、装置サイズを維持しつつ高い空気浄化効率を達成するのに困難性を有する。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、高い空気浄化効率を達成するのに適した空気浄化装置を提供することを目的とする。
本発明により提供される空気浄化装置は、空気が内部を通過することのできる浄化室と、浄化室内に設けられた紫外線光源と、浄化室内に空気を通過させることによって浄化室内に気流を発生させるための気流発生手段と、光触媒機能を有し、且つ、浄化室に収容されて気流により変位可能な光触媒粒体とを備える。本発明における光触媒機能とは、有機物質や有機組織などの化学構造を変化させる反応（例えば酸化分解反応）を、紫外線照射条件下で触媒する機能をいう。このような機能を有する光触媒粒体は、例えば、発泡樹脂のような軽い素材で作製した粉体と、当該軽量粉体に対して固定された光触媒物質とからなる。また、本発明における光触媒粒体の変位とは、並進運動成分および／または回転運動成分を有する光触媒粒体の運動をいう。光触媒粒体の変位とは、例えば、光触媒粒体が乱舞することをいう。
このような構成の空気浄化装置の稼動時においては、紫外線ランプなどの紫外線光源、および、ファンなどの気流発生手段が作動する。気流発生手段の作動により浄化室内に空気を通過させると、当該浄化室内には気流が発生する。浄化室内の光触媒粒体は、この気流により攪拌されて、例えば乱舞する。このとき、光触媒粒体が紫外線照射されつつ、浄化室を通過する空気が光触媒粒体と接触するので、空気中の汚染物質や細菌などは、光触媒粒体の触媒作用を受ける。光触媒粒体が適当に運動ないし乱舞する場合、光触媒粒体の全表面に対して紫外線が満遍なく照射されることとなる。
本発明の空気浄化装置においては、光触媒粒体の全表面に対して紫外線が満遍なく照射されるので、光触媒粒体の表面に存在する光触媒物質の光触媒機能は充分に発揮される。本発明の空気浄化装置においては、粒体が空気浄化機能を担うので、フィルタが空気浄化機能の担う従来の空気浄化装置よりも、単位体積あたりにおける光触媒物質と空気との接触効率は高い。そのため、本発明の空気浄化装置は、単位体積あたりの空気浄化機能を高く設定するのに適している。単位体積あたりの空気浄化機能ないし光触媒機能は、光触媒粒体の粒径ないし表面積、および、浄化室における光触媒粒体の充填率を適宜調節することによって調整することができる。また、光触媒粒体の運動ないし乱舞の態様は、浄化室における光触媒粒体の充填率、並びに、光触媒粒体の質量および形状を調節することによって、適切に調整することができる。
このように、本発明によると、空気浄化装置において高い空気浄化効率を達成するのに適しているのである。
好ましくは、光触媒粒体は、担体粒子と、当該担体粒子に固定された光触媒物質とを含む。光触媒物質は、好ましくは、光触媒アパタイトおよび酸化チタンからなる群より選択される。
光触媒物質として光触媒アパタイトを採用する場合、当該光触媒アパタイトは、好ましくは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換された化学構造を有するチタン修飾カルシウムハイドロキシアパタイト（Ｔｉ−ＣａＨＡＰ）である。
このような光触媒アパタイトは、例えば特開２０００−３２７３１５号公報に開示されている。当該公報には、光触媒機能を有する例えば酸化チタンと、特に有機物を吸着する能力に優れている例えばカルシウムハイドロキシアパタイト（ＣａＨＡＰ）とが原子レベルで複合化された光触媒アパタイトが開示されている。当該光触媒アパタイトは、具体的には、ＣａＨＡＰ（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）を構成するＣａの一部がＴｉに置換された結晶構造を有し、当該Ｔｉ導入部位には、光触媒性酸化チタンの化学構造に近似する酸化チタン様部分構造が形成されている。有機物吸着性に優れたＣａＨＡＰの結晶構造中に、光触媒機能を発揮し得る酸化チタン様部分構造が内在しているため、有機物などの分解対象物と酸化チタン様部分構造との接触効率は効果的に向上している。その結果、当該酸化チタン様部分構造は、光触媒機能に基づいて、空気中の汚染物質や細菌細胞膜などを効率良く酸化分解することが可能となっている。
光触媒物質として酸化チタンを採用する場合、当該酸化チタンは、好ましくは、アナターゼ型酸化チタンである。アナターゼ型酸化チタンは、光触媒物質として知られている。
好ましくは、担体粒子は樹脂よりなる。また、好ましくは、担体粒子の表面には光反射膜が設けられており、光触媒物質は当該光反射膜上に固定されている。
浄化室における光触媒粒体の充填率は、好ましくは５０〜８０％であり、より好ましくは６０〜７０である。
好ましくは、浄化室は主延び方向を有する柱形状を有し、紫外線光源は、柱形状における主延び方向の軸心上を延びる。より好ましくは、浄化室は円柱形状を有する。
本発明に係る空気浄化装置は、好ましくは、更に、浄化室内に流入する前に空気が通過する除塵フィルタを備える。
本発明に係る空気浄化装置は、好ましくは、更に、浄化室内に乱気流発生手段を備える。

図１は、本発明に係る空気浄化装置の一部切欠斜視図である。
図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
図３は、稼動時における空気浄化装置を表す。
図４は、図１の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
図５は、図１に示す空気浄化装置の変形例を表す。
図６は、実施例における測定結果を表す。
図７は、光触媒物質を利用した従来の空気浄化装置の断面図である。

図１から図４は、本発明に係る空気浄化装置Ｘ１を表す。空気浄化装置Ｘ１は、円筒状のハウジング１０と、ファン１１と、紫外線ランプ１２と、光触媒粒体１３とを備える。
ハウジング１０は、樹脂製または金属製であり、吸気口１０ａおよび排気口１０ｂを有する。吸気口１０ａは、除塵用のフィルタ１４により閉塞されている。排気口１０ｂは、光触媒粒体１３が通過できないフィルタ１５により閉塞されている。ハウジング１０の内部は、メッシュ材１６によって、ファン収容室Ｒ１および空気浄化室Ｒ２に区分されている。メッシュ材１６は、光触媒粒体１３が通過できない開口サイズを有する。ファン収容室Ｒ１は、ファン１１を収容する。空気浄化室Ｒ２は、紫外線ランプ１２および光触媒粒体１３を収容する。ハウジング１０の内壁面の全て又は一部には、紫外線ランプ１２からの紫外線を反射して有効利用するための光反射膜が設けられていてもよい。
ファン１１は、装置外の空気を装置内に取り込むためのものであり、所定の駆動機構（図示略）により駆動される。当該駆動機構は、ファン１１とともに、例えばファン収容室Ｒ１に収容されている。
紫外線ランプ１２は、４００ｎｍ以下（例えば３４０〜３８０ｎｍ）の波長領域の紫外線を放射するためのものであり、円筒状のハウジング１０の軸心Ｙ上に配設されている。紫外線ランプ１２は、インバータを含む所定の制御機構（図示略）により制御される。当該制御機構は、ファン１１およびファン駆動機構とともに、例えばファン収容室Ｒ１に収容されている。
光触媒粒体１３は、担体粒子と、これに固定された光触媒物質とからなる。担体粒子は、例えば発泡スチロールやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなり、例えば０．５〜１０ｍｍの平均粒径を有する。担体粒子は、複数の微小な突起を有する形状を有していてもよい。このような形状は、担体粒子において広い表面積を達成するうえで好適である。光触媒物質は、本実施形態においては、光触媒アパタイトであるチタン修飾カルシウムハイドロキシアパタイト（Ｔｉ−ＣａＨＡＰ）、および／または、アナターゼ型酸化チタンである。光触媒物質は、粉末状であってもよいし薄膜状であってもよい。担体粒子の表面には、光反射膜を設けてもよい。この場合、光触媒物質は、当該光反射膜上に固定される。軽い担体粒子と光触媒物質とからなるこのような光触媒粒体１３は、ファン１１の作動により発生する気流により乱舞することができ、且つ、紫外線ランプ１２からの紫外線照射により光触媒機能を発揮することができる。
本発明において光触媒物質として用いることのできるＴｉ−ＣａＨＡＰの基本骨格は、ＣａＨＡＰの構造に相当する。ＣａＨＡＰは、カチオンともアニオンともイオン交換し易いため吸着性に富んでおり、有機物を吸着する能力に優れている。加えて、ＣａＨＡＰは、カビや細菌などを強力に吸着することによって、それらの増殖を阻止ないし抑制し得ることが知られている。Ｔｉ−ＣａＨＡＰにおいては、ＣａＨＡＰのＣａの一部に代えてＴｉがアパタイト結晶構造中に取り込まれることによって、アパタイト結晶構造内において光触媒機能を発揮し得る光触媒性部分構造が形成されている。光触媒性部分構造とは、光触媒機能を有する金属酸化物の構造に相当するものであると考えられる。本発明で用いられるＴｉ−ＣａＨＡＰのアパタイト結晶構造に含まれる全金属原子（ＣａおよびＴｉ）に対するＴｉの存在比率は、Ｔｉ−ＣａＨＡＰにおいて優れた吸着性および光触媒機能の双方を享受するという観点より、３〜１１ｍｏｌ％の範囲が好ましい。すなわち、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｃａ）の値は、０．０３〜０．１１（モル比）であるのが好ましい。
このような化学構造を有するＴｉ−ＣａＨＡＰは、紫外線照射条件下においては、高い吸着力および光触媒機能の相乗効果により、吸着力に乏しい光触媒性金属酸化物よりも効率のよい分解作用ひいては効率のよい空気清浄作用や消臭作用などを示す。
空気浄化室Ｒ２における光触媒粒体１３の充填率は、好ましくは５０〜８０％であり、より好ましくは６０〜７０％である。当該充填率が５０％未満であると、光触媒粒体１３が少ないことに起因して、光触媒粒体１３と空気との高い接触効率を達成することが困難となる傾向にある。当該充填率が８０％を超えると、光触媒粒体１３が乱舞しにくくなることに起因して、光触媒粒体１３と空気との高い接触効率を達成することが困難となる傾向にある。
光触媒粒体１３を作製するためには、まず、例えば担体粒子に対して所定のスプレーのりを噴霧することによって、担体粒子の表面に接着膜を形成する。次に、表面に接着膜が形成された担体粒子と粉末状の光触媒物質とを接触させることによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を付着させる。次に、接着膜を乾燥することによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を固定させる。
光触媒粒体１３の他の作製方法においては、まず、担体粒子を所定の溶剤に浸漬することによって、当該担体粒子の表面を膨潤ないし軟質化させる。溶剤の種類は、担体粒子の材質に応じて選択する。例えば、発泡スチロール製の担体粒子を採用する場合には、溶剤として、キシレンなどの芳香族系有機溶媒などを使用することができる。また、浸漬時間は担体粒子および溶剤の種類に応じて適宜決定する。次に、表面が膨潤している担体粒子と粉末状の光触媒物質とを接触させることによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を付着させる。次に、担体粒子表面を乾燥することによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を固定させる。
光触媒粒体１３の作製においては、上述の２つの手法に代えて、スパッタリングにより所定のフィルム上に成膜された光触媒物質を、担体粒子表面に貼り合わせてもよい。
フィルタ１４は、例えば不織布よりなり、空気中の塵などを補足するための所定の開口サイズを有する。
フィルタ１５は、例えば不織布よりなり、光触媒粒体１３を通さないための所定の開口サイズを有する。
メッシュ材１６は、例えば金網よりなり、光触媒粒体１３を通さないための所定の開口サイズを有する。
空気浄化装置Ｘ１の稼動時においては、ファン１１が作動することにより、空気は、図３に示すように吸気口１０ａを介して空気浄化装置Ｘ１に流入し、フィルタ１４、ファン１１、メッシュ材１６を通過して、空気浄化室Ｒ２に至る。
空気浄化室Ｒ２にて、空気は、その流れによって攪拌される光触媒粒体１３と接触する。このとき、紫外線ランプ１２が作動することにより光触媒粒体１３は紫外線照射されているので、空気中の汚染物質や細菌などは、光触媒粒体１３と接触して分解作用を受ける。光触媒粒体１３としてＴｉ−ＣａＨＡＰを採用する場合には、その優れた吸着性に起因して、高い分解作用を享受することができる。
空気浄化室Ｒ２にて浄化作用を受けた空気は、排気口１０ｂを介して空気浄化装置Ｘ１から排気される。
空気浄化装置Ｘ１においては、その作動時にて、光触媒粒体１３が気流により乱舞するため、光触媒粒体１３の全表面に対して紫外線が満遍なく照射される。そのため、光触媒粒体１３に固定される光触媒物質の光触媒機能は充分に発揮される。ハウジング１０の内壁面に光反射膜が設けられている場合、紫外線が当該内壁面にて反射されるので、紫外線を有効に利用することが可能となる。同様に、光触媒粒体１３に光反射膜が設けられている場合、紫外線が各光触媒粒体１３にて乱反射されるので、紫外線を有効に利用することが可能となる。
空気浄化装置Ｘ１においては、粒体（光触媒粒体１３）が空気浄化機能を担うので、単位体積あたりにおける光触媒物質と空気との接触効率は高い。そのため、空気浄化装置Ｘ１は、単位体積あたりの空気浄化機能を高く設定するのに適している。単位体積あたりの空気浄化機能ないし光触媒機能は、光触媒粒体の粒径ないし表面積、および、容器における光触媒粒体の充填率を適宜調節することによって調整することができる。また、光触媒粒体の運動ないし乱舞の態様は、容器における光触媒粒体の充填率、並びに、光触媒粒体の質量および形状を調節することによって、適切に調整することができる。
空気浄化装置Ｘ１においては、空気浄化室Ｒ２は主延び方向を有する円柱形状を有し、紫外線ランプ１２は、当該円柱形状の軸心Ｙ上を延びている。そのため、紫外線ランプ１２の作動時には、紫外線ランプ１２は、図４に示すように、空気浄化室Ｒ２の軸心Ｙから放射状に紫外線を放射する。空気浄化室Ｒ２におけるこのような均等な紫外線放射は、気流により乱舞する個々の光触媒粒体１３に紫外線を満遍なく照射するうえでは、好適である。
本発明においては、空気浄化室Ｒ２の内部に、図５に示すような邪魔板１７を設けてもよい。邪魔板１７は、ハウジング１０の内壁面に対して垂直に設けられた例えば略矩形板であり、直線的な空気流れを阻害することによって、空気浄化室Ｒ２にて乱気流を発生させるためのものである。邪魔板１７の形状については、図５に示す形状とは異なる形状を採用してもよい。このような邪魔板１７が設けられている場合、装置作動時において光触媒粒体１３の攪拌ないし乱舞が促進される。その結果、光触媒粒体１３と空気との接触効率が向上する傾向にある。

＜光触媒粒体の作製＞
光触媒アパタイトとしてのＴｉ−ＣａＨＡＰ粉末（平均２次粒子径５．７μｍ、Ｔｉ比率１０ｍｏｌ％）０．１ｇを、発泡スチロール製ビーズ（平均粒径５ｍｍ）１ｇの表面に対して均一に付着および固定させた。
具体的には、まず、光触媒アパタイト２０％含有水分散体（（株）明成商会製）５００ｇと、アクリル樹脂系バインダ（商品名：ＴＡＳＲＥＳＩＮＵＮＤ−Ａ、バイエル（株）製）２００ｇとを混合した。次に、この混合液を、最終体積が１リットルとなるように水で希釈することによって、光触媒アパタイトコート液を調製した。次に、このコート液に対して発泡スチロール製ビーズを浸漬させた。次に、当該発泡スチロール製ビーズを、コート液から引き上げた後、乾燥器（１００℃）に入れて１分間放置することによって乾燥した。このようにして、光触媒粒体を作製した。
＜空気浄化機能の測定＞
上述のようにして得た光触媒粒体を使用して図１に示すような構成を有する空気浄化装置を作製し、当該空気浄化装置の空気浄化機能について調べた。
本実施例の装置の空気浄化室は、直径１００ｍｍおよび高さ２００ｍｍの内寸法を有する円筒壁により規定されている。紫外線ランプとしては、ブラックライト（商品名：ＦＬ１０ＢＬＢ（１０ｗ）、東芝製）を使用した。ファンとしては、冷却ファン（商品名：ＤＣファンモータ「ＳＡＮＡＣＥ１２０Ｌ」、山洋電気（株）製）を使用した。空気浄化室における光触媒粒体の充填率は５０％とした。
空気浄化機能の測定においては、上述のようにして用意した装置を、試験チャンバ（容積１ｍ^３）に設置し、装置のファンを作動させることによって、容器内に４ｍ^３／ｍｉｎの速度で空気を送りこんだ。試験チャンバには、５０ｐｐｍの濃度でアセトアルデヒドを予め充満させておいた。装置を３時間稼働させ、アセトアルデヒドの濃度を３０分間隔で測定した。その結果、アセトアルデヒドの濃度は次第に減少することが確認された。また、アセトアルデヒドの分解反応により生ずる二酸化炭素（気体）の濃度は、アセトアルデヒド濃度の減少に呼応して次第に増大することも確認された。図６は、この測定結果を表す。図６においては、縦軸は、アセトアルデヒドの初期濃度に対する測定濃度の比率、および、測定された二酸化炭素濃度を表し、横軸は経過時間を表す。図６のグラフＡは、アセトアルデヒド濃度の経時変化を表し、グラフＢは二酸化炭素濃度の経時変化を表す。図６を参照すると、本実施例の空気浄化装置によりアセトアルデヒドが適切に分解されていることが理解できよう。

【書類名】明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】空気が内部を通過することのできる浄化室と、
前記浄化室内に設けられた紫外線光源と、
前記浄化室内に空気を通過させることによって前記浄化室内に気流を発生させるための気流発生手段と、
光触媒機能を有し、且つ、前記浄化室に収容されて前記気流により変位可能な光触媒粒体と、を備える、空気浄化装置。
【請求項２】前記光触媒粒体は、担体粒子と、当該担体粒子に固定された光触媒物質と、を含む、請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】前記光触媒物質は、光触媒アパタイトおよび酸化チタンからなる群より選択される、請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】前記光触媒アパタイトは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換された化学構造を有する、請求項３に記載の空気浄化装置。
【請求項５】前記酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンである、請求項３に記載の空気浄化装置。
【請求項６】前記担体粒子は樹脂よりなる、請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項７】前記担体粒子の表面には光反射膜が設けられており、前記光触媒物質は当該光反射膜上に固定されている、請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項８】前記浄化室における前記光触媒粒体の充填率は、６０〜７０％である、請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項９】前記浄化室は主延び方向を有する柱形状を有し、前記紫外線光源は、前記柱形状における主延び方向の軸心上を延びる、請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項１０】前記浄化室は円柱形状を有する、請求項９に記載の空気浄化装置。
【請求項１１】更に、前記浄化室内に流入する前に空気が通過する除塵フィルタを備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項１２】更に、前記浄化室内に乱気流発生手段を備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、例えば室内や車内の空気を清浄化するための、空気浄化装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
室内や車内、並びに、クローゼット、下駄箱、冷蔵庫、および食器棚の中の空気を清浄化および消臭などするために、空気浄化装置が使用される場合がある。空気浄化装置については、例えば、特開平１１−１５１４４３号公報、特開２００１−２５３２３５号公報、特開２００２−２５３６６２号公報などに開示されている。
【０００３】
空気浄化装置としては、光触媒物質を利用するものが知られている。そのような空気浄化装置については、例えば特開平１１−１５１４４３号公報および特開２００２−２５３６６２号公報に開示されている。
【０００４】
図７は、光触媒物質を利用する従来の空気浄化装置Ｘ２を模式的に表す。空気浄化装置Ｘ２は、ハウジング７１と、除塵用のフィルタ７２と、光触媒フィルタ７３，７４と、紫外線ランプ７５と、ファン７６と、フィルタ７７とを備える。
【０００５】
ハウジング７１は、吸気口７１ａおよび排気口７１ｂを有する。フィルタ７２は、吸気口７１ａを閉塞するように設けられており、フィルタ７７は、排気口７１ｂを閉塞するように設けられている。光触媒フィルタ７３，７４は、粉末状の酸化チタン（ＴｉＯ₂）が接着された不織布よりなり、紫外線ランプ７５により照射されることによって機能する。ファン７６は排気口７１ｂの側に設けられ、ファン７６が作動することにより空気浄化装置Ｘ２を空気が通過する。具体的には、ファン７６が作動することにより、空気は、吸気口７１ａを介して空気浄化装置Ｘ２に流入し、フィルタ７２、光触媒フィルタ７３，７４、およびフィルタ７７を順次通過した後、排気口７１ｂを介して空気浄化装置Ｘ２から排気される。
【０００６】
酸化チタンなどの一部の半導体物質は、光触媒機能を有する物質として知られている。光触媒機能を有する半導体物質では、一般に、価電子帯と伝導帯のバンドギャップに相当するエネルギーを有する光を吸収することによって、価電子帯の電子が伝導帯に遷移し、この電子遷移により、価電子帯には正孔が生ずる。伝導帯の電子は、当該光触媒性半導体の表面に吸着している物質に移動する性質を有し、これにより当該吸着物質は還元され得る。価電子帯の正孔は、当該光触媒性半導体の表面に吸着している物質から電子を奪い取る性質を有し、これにより当該吸着物質は酸化され得る。
【０００７】
光触媒機能を有する酸化チタン（ＴｉＯ₂）においては、伝導帯に遷移した電子は、空気中の酸素を還元してスーパーオキシドアニオン（・Ｏ₂ ^-）を生成させる。これとともに、価電子帯に生じた正孔は、酸化チタン表面の吸着水を酸化してヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成させる。ヒドロキシラジカルは、非常に強い酸化力を有している。そのため、光触媒性酸化チタンに対して例えば有機物が吸着すると、ヒドロキシラジカルが作用することによって、当該有機物は、水と二酸化炭素にまで分解される場合がある。
【０００８】
空気浄化装置Ｘ２の作動時においては、空気中の汚染物質や細菌などは、光触媒フィルタ７３，７４に捕捉される。光触媒フィルタ７３，７４には、上述のような光触媒としての酸化チタンが付着しているので、これら汚染物質や細菌などは、紫外線ランプ７５により照射される光触媒フィルタ７３，７４において、分解作用を受ける。
【０００９】
このような従来の空気浄化装置Ｘ２において、空気浄化効率を高めるには、光触媒フィルタ７３，７４に対して空気を効率よく接触させる必要がある。当該接触効率は、光触媒フィルタ７３，７４の面積および／または厚みを大きくすることにより、向上することができる。
【００１０】
しかしながら、光触媒フィルタ７３，７４の面積を増大すると、空気浄化装置Ｘ２のサイズが過大となる傾向にある。また、光触媒フィルタ７３，７４の厚みの増大は、光触媒フィルタ７３，７４を空気が通過する際の圧力損失を考慮すると、好ましくない。光触媒フィルタ７３，７４の厚みを増大すると、それに応じてファン７６に要求される送風能力は高くなり、ファン７６の送風能力を高くすると、空気浄化装置Ｘ２の静寂性を維持するのが困難となるからである。
【００１１】
また、空気浄化装置Ｘ２では、光触媒フィルタ７３，７４における紫外線照射量には、偏りがある。すなわち、紫外線ランプ７５からの距離、および、紫外線照射角度は、光触媒フィルタ７３，７４上の位置に応じて異なる。そのため、光触媒フィルタ７３，７４において紫外線照射量の少ない部位では充分な分解作用が発揮されず、その結果、従来の空気浄化装置Ｘ２においては、光触媒フィルタ７３，７４が潜在的に有する光触媒機能を充分に享受することができない。
【００１２】
紫外線ランプ７５の配設個数を増加すると、紫外線照射量の偏りが比較的均されるので、光触媒フィルタ７３，７４の光触媒機能、ひいては空気浄化装置Ｘ２の空気浄化効率を、向上することは可能である。しかしながら、そのような構成によると、紫外線ランプ７５の個数に応じて、これを駆動制御するためのインバータ（図示略）などの個数も増加してしまい、空気浄化装置Ｘ２の大型化を招来してしまう。
【００１３】
このように、従来の空気浄化装置Ｘ２は、装置サイズを維持しつつ高い空気浄化効率を達成するのに困難性を有する。
【００１４】
【発明の開示】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、高い空気浄化効率を達成するのに適した空気浄化装置を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明により提供される空気浄化装置は、空気が内部を通過することのできる浄化室と、浄化室内に設けられた紫外線光源と、浄化室内に空気を通過させることによって浄化室内に気流を発生させるための気流発生手段と、光触媒機能を有し、且つ、浄化室に収容されて気流により変位可能な光触媒粒体とを備える。本発明における光触媒機能とは、有機物質や有機組織などの化学構造を変化させる反応（例えば酸化分解反応）を、紫外線照射条件下で触媒する機能をいう。このような機能を有する光触媒粒体は、例えば、発泡樹脂のような軽い素材で作製した粉体と、当該軽量粉体に対して固定された光触媒物質とからなる。また、本発明における光触媒粒体の変位とは、並進運動成分および／または回転運動成分を有する光触媒粒体の運動をいう。光触媒粒体の変位とは、例えば、光触媒粒体が乱舞することをいう。
【００１６】
このような構成の空気浄化装置の稼動時においては、紫外線ランプなどの紫外線光源、および、ファンなどの気流発生手段が作動する。気流発生手段の作動により浄化室内に空気を通過させると、当該浄化室内には気流が発生する。浄化室内の光触媒粒体は、この気流により攪拌されて、例えば乱舞する。このとき、光触媒粒体が紫外線照射されつつ、浄化室を通過する空気が光触媒粒体と接触するので、空気中の汚染物質や細菌などは、光触媒粒体の触媒作用を受ける。光触媒粒体が適当に運動ないし乱舞する場合、光触媒粒体の全表面に対して紫外線が満遍なく照射されることとなる。
【００１７】
本発明の空気浄化装置においては、光触媒粒体の全表面に対して紫外線が満遍なく照射されるので、光触媒粒体の表面に存在する光触媒物質の光触媒機能は充分に発揮される。本発明の空気浄化装置においては、粒体が空気浄化機能を担うので、フィルタが空気浄化機能の担う従来の空気浄化装置よりも、単位体積あたりにおける光触媒物質と空気との接触効率は高い。そのため、本発明の空気浄化装置は、単位体積あたりの空気浄化機能を高く設定するのに適している。単位体積あたりの空気浄化機能ないし光触媒機能は、光触媒粒体の粒径ないし表面積、および、浄化室における光触媒粒体の充填率を適宜調節することによって調整することができる。また、光触媒粒体の運動ないし乱舞の態様は、浄化室における光触媒粒体の充填率、並びに、光触媒粒体の質量および形状を調節することによって、適切に調整することができる。
【００１８】
このように、本発明によると、空気浄化装置において高い空気浄化効率を達成するのに適しているのである。
【００１９】
好ましくは、光触媒粒体は、担体粒子と、当該担体粒子に固定された光触媒物質とを含む。光触媒物質は、好ましくは、光触媒アパタイトおよび酸化チタンからなる群より選択される。
【００２０】
光触媒物質として光触媒アパタイトを採用する場合、当該光触媒アパタイトは、好ましくは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換された化学構造を有するチタン修飾カルシウムハイドロキシアパタイト（Ｔｉ−ＣａＨＡＰ）である。
【００２１】
このような光触媒アパタイトは、例えば特開２０００−３２７３１５号公報に開示されている。当該公報には、光触媒機能を有する例えば酸化チタンと、特に有機物を吸着する能力に優れている例えばカルシウムハイドロキシアパタイト（ＣａＨＡＰ）とが原子レベルで複合化された光触媒アパタイトが開示されている。当該光触媒アパタイトは、具体的には、ＣａＨＡＰ（Ｃａ₁₀(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂）を構成するＣａの一部がＴｉに置換された結晶構造を有し、当該Ｔｉ導入部位には、光触媒性酸化チタンの化学構造に近似する酸化チタン様部分構造が形成されている。有機物吸着性に優れたＣａＨＡＰの結晶構造中に、光触媒機能を発揮し得る酸化チタン様部分構造が内在しているため、有機物などの分解対象物と酸化チタン様部分構造との接触効率は効果的に向上している。その結果、当該酸化チタン様部分構造は、光触媒機能に基づいて、空気中の汚染物質や細菌細胞膜などを効率良く酸化分解することが可能となっている。
【００２２】
光触媒物質として酸化チタンを採用する場合、当該酸化チタンは、好ましくは、アナターゼ型酸化チタンである。アナターゼ型酸化チタンは、光触媒物質として知られている。
【００２３】
好ましくは、担体粒子は樹脂よりなる。また、好ましくは、担体粒子の表面には光反射膜が設けられており、光触媒物質は当該光反射膜上に固定されている。
【００２４】
浄化室における光触媒粒体の充填率は、好ましくは５０〜８０％であり、より好ましくは６０〜７０％である。
【００２５】
好ましくは、浄化室は主延び方向を有する柱形状を有し、紫外線光源は、柱形状における主延び方向の軸心上を延びる。より好ましくは、浄化室は円柱形状を有する。
【００２６】
本発明に係る空気浄化装置は、好ましくは、更に、浄化室内に流入する前に空気が通過する除塵フィルタを備える。
【００２７】
本発明に係る空気浄化装置は、好ましくは、更に、浄化室内に乱気流発生手段を備える。
【００２８】
【発明を実施するための最良の形態】
図１から図４は、本発明に係る空気浄化装置Ｘ１を表す。空気浄化装置Ｘ１は、円筒状のハウジング１０と、ファン１１と、紫外線ランプ１２と、光触媒粒体１３とを備える。
【００２９】
ハウジング１０は、樹脂製または金属製であり、吸気口１０ａおよび排気口１０ｂを有する。吸気口１０ａは、除塵用のフィルタ１４により閉塞されている。排気口１０ｂは、光触媒粒体１３が通過できないフィルタ１５により閉塞されている。ハウジング１０の内部は、メッシュ材１６によって、ファン収容室Ｒ１および空気浄化室Ｒ２に区分されている。メッシュ材１６は、光触媒粒体１３が通過できない開口サイズを有する。ファン収容室Ｒ１は、ファン１１を収容する。空気浄化室Ｒ２は、紫外線ランプ１２および光触媒粒体１３を収容する。ハウジング１０の内壁面の全て又は一部には、紫外線ランプ１２からの紫外線を反射して有効利用するための光反射膜が設けられていてもよい。
【００３０】
ファン１１は、装置外の空気を装置内に取り込むためのものであり、所定の駆動機構（図示略）により駆動される。当該駆動機構は、ファン１１とともに、例えばファン収容室Ｒ１に収容されている。
【００３１】
紫外線ランプ１２は、４００ｎｍ以下（例えば３４０〜３８０ｎｍ）の波長領域の紫外線を放射するためのものであり、円筒状のハウジング１０の軸心Ｙ上に配設されている。紫外線ランプ１２は、インバータを含む所定の制御機構（図示略）により制御される。当該制御機構は、ファン１１およびファン駆動機構とともに、例えばファン収容室Ｒ１に収容されている。
【００３２】
光触媒粒体１３は、担体粒子と、これに固定された光触媒物質とからなる。担体粒子は、例えば発泡スチロールやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなり、例えば０．５〜１０ｍｍの平均粒径を有する。担体粒子は、複数の微小な突起を有する形状を有していてもよい。このような形状は、担体粒子において広い表面積を達成するうえで好適である。光触媒物質は、本実施形態においては、光触媒アパタイトであるチタン修飾カルシウムハイドロキシアパタイト（Ｔｉ−ＣａＨＡＰ）、および／または、アナターゼ型酸化チタンである。光触媒物質は、粉末状であってもよいし薄膜状であってもよい。担体粒子の表面には、光反射膜を設けてもよい。この場合、光触媒物質は、当該光反射膜上に固定される。軽い担体粒子と光触媒物質とからなるこのような光触媒粒体１３は、ファン１１の作動により発生する気流により乱舞することができ、且つ、紫外線ランプ１２からの紫外線照射により光触媒機能を発揮することができる。
【００３３】
本発明において光触媒物質として用いることのできるＴｉ−ＣａＨＡＰの基本骨格は、ＣａＨＡＰの構造に相当する。ＣａＨＡＰは、カチオンともアニオンともイオン交換し易いため吸着性に富んでおり、有機物を吸着する能力に優れている。加えて、ＣａＨＡＰは、カビや細菌などを強力に吸着することによって、それらの増殖を阻止ないし抑制し得ることが知られている。Ｔｉ−ＣａＨＡＰにおいては、ＣａＨＡＰのＣａの一部に代えてＴｉがアパタイト結晶構造中に取り込まれることによって、アパタイト結晶構造内において光触媒機能を発揮し得る光触媒性部分構造が形成されている。光触媒性部分構造とは、光触媒機能を有する金属酸化物の構造に相当するものであると考えられる。本発明で用いられるＴｉ−ＣａＨＡＰのアパタイト結晶構造に含まれる全金属原子（ＣａおよびＴｉ）に対するＴｉの存在比率は、Ｔｉ−ＣａＨＡＰにおいて優れた吸着性および光触媒機能の双方を享受するという観点より、３〜１１ｍｏｌ％の範囲が好ましい。すなわち、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｃａ）の値は、０．０３〜０．１１（モル比）であるのが好ましい。
【００３４】
このような化学構造を有するＴｉ−ＣａＨＡＰは、紫外線照射条件下においては、高い吸着力および光触媒機能の相乗効果により、吸着力に乏しい光触媒性金属酸化物よりも効率のよい分解作用ひいては効率のよい空気清浄作用や消臭作用などを示す。
【００３５】
空気浄化室Ｒ２における光触媒粒体１３の充填率は、好ましくは５０〜８０％であり、より好ましくは６０〜７０％である。当該充填率が５０％未満であると、光触媒粒体１３が少ないことに起因して、光触媒粒体１３と空気との高い接触効率を達成することが困難となる傾向にある。当該充填率が８０％を超えると、光触媒粒体１３が乱舞しにくくなることに起因して、光触媒粒体１３と空気との高い接触効率を達成することが困難となる傾向にある。
【００３６】
光触媒粒体１３を作製するためには、まず、例えば担体粒子に対して所定のスプレーのりを噴霧することによって、担体粒子の表面に接着膜を形成する。次に、表面に接着膜が形成された担体粒子と粉末状の光触媒物質とを接触させることによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を付着させる。次に、接着膜を乾燥することによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を固定させる。
【００３７】
光触媒粒体１３の他の作製方法においては、まず、担体粒子を所定の溶剤に浸漬することによって、当該担体粒子の表面を膨潤ないし軟質化させる。溶剤の種類は、担体粒子の材質に応じて選択する。例えば、発泡スチロール製の担体粒子を採用する場合には、溶剤として、キシレンなどの芳香族系有機溶媒などを使用することができる。また、浸漬時間は担体粒子および溶剤の種類に応じて適宜決定する。次に、表面が膨潤している担体粒子と粉末状の光触媒物質とを接触させることによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を付着させる。次に、担体粒子表面を乾燥することによって、担体粒子表面に光触媒物質粉末を固定させる。
【００３８】
光触媒粒体１３の作製においては、上述の２つの手法に代えて、スパッタリングにより所定のフィルム上に成膜された光触媒物質を、担体粒子表面に貼り合わせてもよい。
【００３９】
フィルタ１４は、例えば不織布よりなり、空気中の塵などを捕捉するための所定の開口サイズを有する。
【００４０】
フィルタ１５は、例えば不織布よりなり、光触媒粒体１３を通さないための所定の開口サイズを有する。
【００４１】
メッシュ材１６は、例えば金網よりなり、光触媒粒体１３を通さないための所定の開口サイズを有する。
【００４２】
空気浄化装置Ｘ１の稼動時においては、ファン１１が作動することにより、空気は、図３に示すように吸気口１０ａを介して空気浄化装置Ｘ１に流入し、フィルタ１４、ファン１１、メッシュ材１６を通過して、空気浄化室Ｒ２に至る。
【００４３】
空気浄化室Ｒ２にて、空気は、その流れによって攪拌される光触媒粒体１３と接触する。このとき、紫外線ランプ１２が作動することにより光触媒粒体１３は紫外線照射されているので、空気中の汚染物質や細菌などは、光触媒粒体１３と接触して分解作用を受ける。光触媒粒体１３としてＴｉ−ＣａＨＡＰを採用する場合には、その優れた吸着性に起因して、高い分解作用を享受することができる。
【００４４】
空気浄化室Ｒ２にて浄化作用を受けた空気は、排気口１０ｂを介して空気浄化装置Ｘ１から排気される。
【００４５】
空気浄化装置Ｘ１においては、その作動時にて、光触媒粒体１３が気流により乱舞するため、光触媒粒体１３の全表面に対して紫外線が満遍なく照射される。そのため、光触媒粒体１３に固定される光触媒物質の光触媒機能は充分に発揮される。ハウジング１０の内壁面に光反射膜が設けられている場合、紫外線が当該内壁面にて反射されるので、紫外線を有効に利用することが可能となる。同様に、光触媒粒体１３に光反射膜が設けられている場合、紫外線が各光触媒粒体１３にて乱反射されるので、紫外線を有効に利用することが可能となる。
【００４６】
空気浄化装置Ｘ１においては、粒体（光触媒粒体１３）が空気浄化機能を担うので、単位体積あたりにおける光触媒物質と空気との接触効率は高い。そのため、空気浄化装置Ｘ１は、単位体積あたりの空気浄化機能を高く設定するのに適している。単位体積あたりの空気浄化機能ないし光触媒機能は、光触媒粒体の粒径ないし表面積、および、容器における光触媒粒体の充填率を適宜調節することによって調整することができる。また、光触媒粒体の運動ないし乱舞の態様は、容器における光触媒粒体の充填率、並びに、光触媒粒体の質量および形状を調節することによって、適切に調整することができる。
【００４７】
空気浄化装置Ｘ１においては、空気浄化室Ｒ２は主延び方向を有する円柱形状を有し、紫外線ランプ１２は、当該円柱形状の軸心Ｙ上を延びている。そのため、紫外線ランプ１２の作動時には、紫外線ランプ１２は、図４に示すように、空気浄化室Ｒ２の軸心Ｙから放射状に紫外線を放射する。空気浄化室Ｒ２におけるこのような均等な紫外線放射は、気流により乱舞する個々の光触媒粒体１３に紫外線を満遍なく照射するうえでは、好適である。
【００４８】
本発明においては、空気浄化室Ｒ２の内部に、図５に示すような邪魔板１７を設けてもよい。邪魔板１７は、ハウジング１０の内壁面に対して垂直に設けられた例えば略矩形板であり、直線的な空気流れを阻害することによって、空気浄化室Ｒ２にて乱気流を発生させるためのものである。邪魔板１７の形状については、図５に示す形状とは異なる形状を採用してもよい。このような邪魔板１７が設けられている場合、装置作動時において光触媒粒体１３の攪拌ないし乱舞が促進される。その結果、光触媒粒体１３と空気との接触効率が向上する傾向にある。
【００４９】
【実施例】
＜光触媒粒体の作製＞
光触媒アパタイトとしてのＴｉ−ＣａＨＡＰ粉末（平均２次粒子径５．７μｍ、Ｔｉ比率１０mol％）０．１ｇを、発泡スチロール製ビーズ（平均粒径５ｍｍ）１ｇの表面に対して均一に付着および固定させた。
【００５０】
具体的には、まず、光触媒アパタイト２０％含有水分散体（（株）明成商会製）５００ｇと、アクリル樹脂系バインダ（商品名：TASRESIN UND-A、バイエル（株）製）２００ｇとを混合した。次に、この混合液を、最終体積が１リットルとなるように水で希釈することによって、光触媒アパタイトコート液を調製した。次に、このコート液に対して発泡スチロール製ビーズを浸漬させた。次に、当該発泡スチロール製ビーズを、コート液から引き上げた後、乾燥器（１００℃）に入れて１分間放置することによって乾燥した。このようにして、光触媒粒体を作製した。
【００５１】
＜空気浄化機能の測定＞
上述のようにして得た光触媒粒体を使用して図１に示すような構成を有する空気浄化装置を作製し、当該空気浄化装置の空気浄化機能について調べた。
【００５２】
本実施例の装置の空気浄化室は、直径１００ｍｍおよび高さ２００ｍｍの内寸法を有する円筒壁により規定されている。紫外線ランプとしては、ブラックライト（商品名：FL10BLB(10w)、東芝製）を使用した。ファンとしては、冷却ファン（商品名：ＤＣファンモータ「SAN ACE 120L」、山洋電気（株）製）を使用した。空気浄化室における光触媒粒体の充填率は５０％とした。
【００５３】
空気浄化機能の測定においては、上述のようにして用意した装置を、試験チャンバ（容積１ｍ³）に設置し、装置のファンを作動させることによって、容器内に４ｍ³／ｍｉｎの速度で空気を送りこんだ。試験チャンバには、５０ｐｐｍの濃度でアセトアルデヒドを予め充満させておいた。装置を３時間稼働させ、アセトアルデヒドの濃度を３０分間隔で測定した。その結果、アセトアルデヒドの濃度は次第に減少することが確認された。また、アセトアルデヒドの分解反応により生ずる二酸化炭素（気体）の濃度は、アセトアルデヒド濃度の減少に呼応して次第に増大することも確認された。図６は、この測定結果を表す。図６においては、縦軸は、アセトアルデヒドの初期濃度に対する測定濃度の比率、および、測定された二酸化炭素濃度を表し、横軸は経過時間を表す。図６のグラフＡは、アセトアルデヒド濃度の経時変化を表し、グラフＢは二酸化炭素濃度の経時変化を表す。図６を参照すると、本実施例の空気浄化装置によりアセトアルデヒドが適切に分解されていることが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る空気浄化装置の一部切欠斜視図である。
【図２】
図１の線II−IIに沿った断面図である。
【図３】
稼動時における空気浄化装置を表す。
【図４】
図１の線IV−IVに沿った断面図である。
【図５】
図１に示す空気浄化装置の変形例を表す。
【図６】
実施例における測定結果を表す。
【図７】
光触媒物質を利用した従来の空気浄化装置の断面図である。

Claims

空気が内部を通過することのできる浄化室と、
前記浄化室内に設けられた紫外線光源と、
前記浄化室内に空気を通過させることによって前記浄化室内に気流を発生させるための気流発生手段と、
光触媒機能を有し、且つ、前記浄化室に収容されて前記気流により変位可能な光触媒粒体と、を備える、空気浄化装置。
前記光触媒粒体は、担体粒子と、当該担体粒子に固定された光触媒物質と、を含む、請求項１に記載の空気浄化装置。
前記光触媒物質は、光触媒アパタイトおよび酸化チタンからなる群より選択される、請求項２に記載の空気浄化装置。
前記光触媒アパタイトは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換された化学構造を有する、請求項３に記載の空気浄化装置。
前記酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンである、請求項３に記載の空気浄化装置。
前記担体粒子は樹脂よりなる、請求項２に記載の空気浄化装置。
前記担体粒子の表面には光反射膜が設けられており、前記光触媒物質は当該光反射膜上に固定されている、請求項２に記載の空気浄化装置。
前記浄化室における前記光触媒粒体の充填率は、６０〜７０％である、請求項１に記載の空気浄化装置。
前記浄化室は主延び方向を有する柱形状を有し、前記紫外線光源は、前記柱形状における主延び方向の軸心上を延びる、請求項１に記載の空気浄化装置。
前記浄化室は円柱形状を有する、請求項９に記載の空気浄化装置。
更に、前記浄化室内に流入する前に空気が通過する除塵フィルタを備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
更に、前記浄化室内に乱気流発生手段を備える、請求項１に記載の空気浄化装置。