WO2005067985A1

WO2005067985A1 - 空気清浄機

Info

Publication number: WO2005067985A1
Application number: PCT/JP2005/000417
Authority: WO
Inventors: Toshio Kawakami
Original assignee: Toshio Kawakami
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2005-07-28
Also published as: JP4033214B2; JPWO2005067985A1

Abstract

【課題】　　脱臭機においては、密封容器に保存していたため蓋の開閉時に臭いが室内に拡散されるため不快感が残っていた。【解決手段】　　本発明にかかる空気清浄機は、下部に通気孔を形成し、中央部に空気送風用のファンを設け、ファンの上部にネットを設け、同円筒面から紫外線を照射する複数の紫外線発光ダイオードとを配置し、上部に排気用の通気孔を備えた円筒形の容器と、同容器内に発泡体からなる芯材に可視光光触媒をコートされた複数の可視光光触媒発泡粒を収納するように構成した。

Description

明細書

空気清浄機

技術分野

[0001] 本発明は、空気清浄機に関する。詳しく述べると本発明は、光触媒発泡粒を使用し、発光ダイオード (以下、「LED」と称す。 )により当該光触媒発泡粒に照射して、空気を浄化する空気清浄機に関し、さらに、蛍光発泡粒および蓄光発泡粒を混合して、紫外線、紫 LED、青 LED力発する光線を照射することにより光の演出を楽しむこと力 Sできる空気清净機に関する。背景技術

[0002] 従来、浮遊移動する光触媒粒状体をフィルタ一として空気を浄化する技術が、特許文献 1に開示されている。この空気浄化装置は、透明材質からなる内筒及び当該内筒を取囲む外筒の二重の略筒体で形成され、少なくとも内筒と外筒との間の中空部分の両端に当該中空部分を他の部分から仕切る通気性を有する略板状体の仕切板が配設されると共に、当該仕切板を介して前記中空部分一端側に連通する略管状の気流導入部及び前記中空部分他端側に連通する略管状の気流排出部をそれぞれ有する中空容器と、所定波長の光を照射すると光触媒としての作用で周囲の水や酸素から活性酸素を生成し、当該活性酸素により近傍の雑菌や臭気源物質を無害化できる光触媒材料を表面に配設された所定形状の粒状体で形成され、前記中空容器の中空部分に交換可能に収納される多数の反応体と、前記中空容器の内筒内側部分に配設され、前記中空部分側に向けて所定の波長の光を照射する光源と、前記中空容器の気流導入部に連通させて配設され、気流導入部を介して前記中空部分へ向けて空気を送出す送風ファンとを備えることを特徴とする。

[0003] また、前記中空容器の気流導入部が前記中空部分に対して円筒面の接線方向で且つ円筒横断面との斜め交差方向に連通する一又は複数の略管状体力なり、前記送風ファンからの気流を中空部分に吹出して中空部分に渦流れを形成するものである。

[0004] この特許文献 1に示される技術においては、中空容器の内筒及び外筒を略円筒体とすると共に気流導入部として中空部分に対して所定方向に連通する略管状体を配設し、中空部分で空気の渦流れを発生させ、反応体を渦流れにのせて光源の周りで激しく浮遊移動させることにより、反応体の光源に面する位置を様々に変化させられることとなり、反応体における光の照射される総面積が大幅に増加して反応体全体で光触媒の作用が一層向上し、空気中からの雑菌や臭気源物質の浄化効果を高められる。（特許文献 1)

[0005] また、 LEDを使用した空気清浄機として、酸化チタン光触媒を紫外線発光ダイォードで反応させるように構成した空気清浄機が特許文献 2に開示されて、る。これは図 16に示すように、光源スィッチ 115及びファンスイッチ 116を ONにすると、紫外線 L ED光源 110の 48個の紫外線 LED112が発光して紫外線がフィルター枠 102内のフィルターに照射されると共に、ファン 109が回転してフィルターに向けて空気を送り、室内の空気を循環するように構成されている。（特許文献 2)

特許文献 1 :日本国特開 2000-262603号公報

特許文献 2 :日本国特開 2002-126055号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、この特許文献 1に示す空気清浄機にお!/、ては、光触媒材料としての二酸ィ匕チタンを粒状体にコーティングしたとの記載はある力具体的にどのようにしてコーティングしたかといった開示はなぐこの光触媒粒状体表面の光触媒材料が有効に機能し得るものであるかどうか、浮遊流動に耐えうるものであるかどうかなどといった点において、疑問の残るところが多い。さらに、この文献に開示される空気清浄機においては、光源は容器の中心にのみにあるため、風量が少ない場合は光触媒粒によつて光が遮られ、外側の円筒面まで光が届いて反射させるには風量をかなり多くして粒子間の間隔を空けなければならない。そうなると、光触媒粒同士の衝突が激しくなり、被覆した光触媒が離脱し円筒内面に光触媒の微粉末が付着し、光を遮り光触媒機能が著しく低下することになる。したがって、粒光を照射しながら中空容器内部に気流を発生させて反応体を浮遊移動させつつ空気と接触させることにより、満遍なく粒状体に光照射される保証はな、と思われる。 [0007] また、特許文献 2の空気清浄機は、酸化チタン (TiO )光触媒を塗布した不織布シ

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ートを加工したフィルターと、前記フィルターの後方に配置され、前記フィルターに紫外線を照射する 1または 2以上の紫外線発光ダイオードとを具備するものである。しかしがら、不織布のフィルタ一は平面であるため、表面積には限度があり、光触媒の性能向上のためにはさらなる改良が必要と思われる。

[0008] 従って、本発明は、高い空気清浄機能を発揮できる共に、小型で軽量かつ安価な空気清浄機を提供することを課題とするものである。本発明はまた、インテリアにも利用できる空気清浄機を提供することを課題とするものである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明者は上記問題点を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、汚れた空気をフアンで吸引し、浮遊する発泡粒間に通過せしめ、この発泡粒として光触媒をコーティグした光触媒発泡粒を用い、当該光触媒発泡粒に、紫外線 LEDの光を照射して、空気を浄化する構成の空気清浄機を思到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の第 1の発明は空気清浄機は、下部領域に吸入口を、上部領域に排気口をそれぞれ備えてなる容器と、同容器内の下部領域側に設けられた空気送風用のファンと、同容器内の同ファンの上部に設けられた容器内部を上下に区画するネットと、同ネット上および前記容器壁面上のうち少なくとも一方に設けられた紫外線を照射する複数の LEDを配した LED電気回路と、同容器内に収容された光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を有することを特徴とする。

一般に平面よりも球の面積の方は数倍表面積が大きぐ多数の光触媒発泡粒に光を照射しながら浮遊することにより、従来の平面フィルターに比べ格段の光触媒効果を発揮することができる。

第 2の発明は、 LED電気回路が少なくとも前記ネット上に設けられた紫外線を照射する複数の LEDを有することを特徴とする。

第 3の発明は、 LED電気回路が同ネット上面に複数の紫外線発光ダイオードを同心円状に配したことを特徴とする。

第 4の発明は、 LED電気回路が同ネット上面に複数の発光ダイオードを同心円状に配し、かつ中心部に複数の紫外線 LEDを配置した塔を立設したことを特徴とする。第 5の発明は、第 2—第 4の発明において、さらに、容器の外周面に多数の LEDを配設し、容器内部の光触媒発泡粒に向けて LEDの光線を照射するように構成したことを特徴とする。

第 6の発明は、前記電気回路が同ネット上面に、同心円状にダイオード 2— 3個を単位として直列に接続して円形に配列し、同円状に配列した 2— 3個のダイオードは底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配したことを特徴とする第 7の発明は、ネット上に、同心円状にダイオード 2— 3個を単位として直列に接続し円形に配列し、中心部に紫外線 LEDを配し、その外側に紫色 LEDを配し、さらにその外側に青色の LEDを配し、かつ同円状に配列した 2— 3個のダイオードは底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配したことを特徴とする。第 8の発明は、同心円状に配列したダイオードは底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配したことを特徴とする。

第 9の発明は、前記光触媒発泡粒が、発泡体の表面にバインダーを介して光触媒をコートした光触媒発泡粒であり、発泡体に紫外線を受けて光を放つ青などの蛍光材をコートした蛍光発泡粒と、発泡体に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒とに混合して用いられることを特徴する。

第 10の発明は、前記空気送風用ファンの下方には、脱臭'防塵用のフィルターが配されて!ヽることを特徴とする。

第 11の発明は、前記容器の上部領域と下部領域とが分離可能とされ、当該容器の上部領域は、光触媒発泡粒を収納した状態で、容器の下部領域との嵌合開口端をネットによりシールされて、交換可能なカートリッジとされていることを特徴とする。第 12の発明は、光触媒発泡粒を収納した容器内面を紫外線防止コーティング処理したことを特徴とする。

第 13の発明は、容器内部の頂部近傍または側面部近傍に光触媒発泡粒飛び出し防止用のフィルタ一部材を配したことを特徴とする。

発明の効果

本発明の空気清浄機は、光触媒発泡粒自身の光触媒作用により、空気清浄機能を大幅に高めると共に、インテリアにも利用できる小型で軽量かつ安価な空気清浄機を提供できる。

また本発明にかかる空気清浄機は、前記フィルターに向力つて空気を送風するファンによって、フィルターに室内の空気を循環させることができ、フィルターによる空気清浄効果をより強めることができる。

さらに本発明において、光触媒発泡粒を、蛍光剤をコートされた蛍光発泡粒と、浮遊発泡粒に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒を混合して構成する態様にお!ヽては、複数の紫外線発光ダイオードから浮遊発泡粒に紫外線が照射されると、浮遊フィルターの光触媒作用によって空気が清浄化されるとともに、同じく蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、容器内が湧水のような光の演出を楽しむことができ、インテリアにも利用できる小型で軽量かつ安価な空気清浄機とすることができる。

前記紫外線 LEDは、その発光波長が 360nm力も 400nmの範囲内とすることができる。したがって、紫外線発光ダイオードの中心発光波長は 380nmとなり、紫外線発光ダイオードといってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。これによつて、長時間紫外線発光ダイオードを点灯させても健康への影響が全くなく安全に空気清浄することが出来る。

以上述べたように、空気清浄機においては、複数の光触媒発泡粒は、光を照射しながら送風すると、光触媒発泡粒自身の光触媒作用により、従来の空気清浄機に比ベて、酸ィ匕チタン発泡粒の光触媒作用を発揮することができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1の実施の形態に力かる空気清浄機の正面図である。

[図 2]本発明の第 1の実施の形態にカゝかる空気清浄機の A— A断面図を示す断面図である。

[図 3]本発明の第 1の実施の形態に力かるデモンストレーション用の空気清浄機の斜視図である。

[図 4]本発明の第 1の実施の形態におけるネットの底面に設けられた LED電気回路の一例を示す回路図である。 [図 5]本発明の第 1の実施の形態におけるネットの底面に設けられた LED電気回路の別の一例を示す回路図である。

[図 6]本発明の第 1の実施の形態におけるネットの底面に立設された LED塔の構成を示す平面図である。

[図 7]本発明の第 1の実施の形態における容器壁面に設けられた LED電気回路の一例を示す回路図である。

[図 8A]図 3に示す空気清浄機を用いて、臭気成分として酢酸ェチルを含む空気を処理した際の臭いの強さの経時的変化を示すグラフである。

[図 8B]図 3に示す空気清浄機を用い、 LEDを消灯後に、臭気成分として酢酸ェチルを含む空気を処理した際の臭いの強さの経時的変化を示すグラフである。

[図 9]図 3に示す空気清浄機を用いて、臭気成分としてアンモニアを含む空気を処理した際の臭いの強さの経時的変化を示すグラフである。

[図 10]図 3に示す空気清浄機を用いて、臭気成分としてキシレンを含む空気を処理した際の臭いの強さの経時的変化を示すグラフである。

[図 11]本発明の第 2の実施の形態に力かる空気清浄機の正面図である。

[図 12]本発明の第 2の実施の形態に力かる空気清浄機の A-A断面図である。

[図 13]本発明の第 3の実施の形態に力かる空気清浄機の斜視図である。

[図 14]本発明の第 3の実施の形態に力かる空気清浄機の B— B断面図である。

[図 15]本発明の第 4の実施の形態に力かる空気清浄機の分解斜視図である。

[図 16]従来の実施の形態に力かる空気清浄機の斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を具体的な実施形態に基づき詳細に説明する。

本発明の空気清浄機は、下部領域に吸入口を、上部領域に排気口をそれぞれ備えてなる容器と、同容器内の下部領域側に設けられた空気送風用のファンと、同容器内の同ファンの上部に設けられた容器内部を上下に区画するネットと、同ネット上に設けられた紫外線を照射する複数の LEDを配した LED電気回路および前記容器壁面上に設けられた紫外線を照射する複数の LEDを配した LED電気回路の少なくとも一方と、同容器内に収容された光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を有することを特徴とする。

[0013] ここで、光触媒発泡粒としては、特に限定されるものではなぐ公知の各種のものを用!/、ることができる。

[0014] また、光触媒発泡粒としては、例えば、二酸化チタン、可視光反応型二酸化チタンといった光触媒をコーティングした光触媒発泡粒のみならず、二酸化チタン、可視光反応型二酸化チタンに蛍光剤、蓄光剤をそれぞれ混合してアパタイト水溶液などでコーティングした蛍光光触媒発泡粒、蓄光発泡光触媒粒などが包含され得る。

[0015] また光触媒としては、光触媒作用を有するものであれば、ずれでも良ぐ上述したような酸ィ匕チタン (チタ-ァ）の他に、例えば、ジルコユア、酸化亜鉛、酸化錫、酸ィ匕セリウム、酸化アンチモン、スズをドープした酸化インジウム（ITO)、アンチモンをドープした酸化スズ (ATO)、亜鉛をドープした酸化インジウム（IZO)、アルミニウムをドープした酸ィ匕亜鉛 (AZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ (FTO)などを用いることができ、これらの光触媒を単独であるいは複数組み合わせて、基材粒子表面にコーティングすることで光触媒発泡粒とすることができる。

[0016] また光触媒発泡粒の製法としても特に限定されるものではなぐ公知のいずれの技術を用いてもよぐ例えば、 WO2004/041431A1に示されるように、球体の表面にシリコーンバインダーを成膜手段により所定の膜厚に成膜し、ついで前記シリコーンバインダ一が未硬化のうちに光触媒を塗布手段により付着させ、次いで水中で余分の光触媒を洗浄しながら、紫外線による光触媒の光励起によってノインダ一力出る有機物を分解し、さらに水中で前記光触媒表面に親水層を形成して光触媒発泡粒とする技術、日本国特許第 2832342号に示されるように、チタ-ァ粒子の表面に水を吸着させ、この水を利用して、光触媒として不活性なセラミックスの原料となる、アルミニウム、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、チタニウムなどのアルコキシド金属アルコキシドを該粒子表面にぉ、て加水分解し、反応生成物である光触媒として不活性なセラミックスを該粒子表面に島状に付着させることによって製造した部分被覆チタ-ァ粒子、あるいは、日本国特開 2003-199810号に記載されるように、チタ-ァ粒子の表面を、光に不活性なセラミックス、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコユア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、力ルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタ-ァなどで部分的に被覆してなる被覆チタ-ァ粒子を、多孔質材料に担持する技術等を応用することができる。

[0017] さらに、チタ-ァ等の光触媒粒子の表面に白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、鉄、及び亜鉛などの金属を担持させることも可能である。

[0018] 光触媒発泡粒の基材としての発泡粒としても、特に限定されるものではなぐ例えば、活性アルミナ、ゼォライト、ガラス多孔体、金属多孔体、セラミックス多孔体、粘土成形体、無機層状化合物成形体、活性炭、発泡プラスチックス、ガラス繊維成形体、合成繊維成形体、 FRP成形体、プラスチックス-無機複合成形体、繊維成形体等を用いることがでさる。

[0019] 通常の吸着剤の場合、物質を吸着して飽和してしまうと、それ以上物質を吸着できなくなるが、本発明に係る光触媒発泡粒は、光を照射するだけで、吸着した物質を分解するため、繰り返し使用でき、低コスト'省エネルギー的で、かつメンテナンスフリーで長期間使用できる利点を有する。

[0020] また上記したように、光触媒発泡体表面に存在する光触媒粒子、例えば、チタニア粒子が、アルミナ、シリカ、ジルコユア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、力ルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、非晶質 (アモルファス）のチタ-ァなどの光に不活性なセラミックスに被覆されている態様においては、これら不活性なセラミックスの吸着作用によって大気中の汚染物質である有機化合物を効率良く吸着することができる。更に、光触媒粒子、例えば、チタ-ァ粒子の表面に、白金あるいはロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、鉄、亜鉛などの金属を担持したものを用いた場合には、その触媒作用により、有機化合物の分解'除去効果や抗菌 *抗かび効果などの環境浄ィ匕効果が一層増大する。更に、光触媒発泡粒の基材が有機物の場合でも、該有機物と接触して!/ヽる部分が光に不活性なセラミックスであるため、基材材料の分解が生じにくぐ長期間その効果を持続させることができる、という利点が生じる。

[0021] そして、本発明の空気清浄機においては、容器内に収容されたこれら光触媒発泡粒に、多数の LEDの光を効果的に照射するために、容器内の同ファンの上部に設けられた容器内部を上下に区画するネット上、およびに前記容器壁面上のうち少なくとも一方に設けられた、紫外線を照射する複数の LEDを配した LED電気回路を有する構成とした。

[0022] なお、紫外線は、一般に、波長 10— 400應の範囲のもので、観賞魚や食品、医薬、電子工業には 253.7應の波長の殺菌灯が多用されている。微生物はこの紫外線を照射されると、核酸 (DNA)が破壊され、複製機能を失うほどのものであって、人体に対しても有害であり、本発明ではこれを回避して安全な近紫外線領域 360— 400nmの紫外線を発する LEDを使用する。

[0023] 容器内に収容された光触媒発泡粒に対し、紫外線を照射する複数の LEDの配置としては、容器の形状および大きさ、ならびに容器内に配される光触媒発泡粒の量等によっても左右される力概して、少なくとも前記ネット上に配されていることが望ましい。

これは、ネット下方に位置するファンによって容器内部へと流入してくる汚染された空気に流れに、最初に接触する光触媒発泡粒群に効率よく紫外線を照射できるためである。

[0024] さらに、このようなネット上に配された複数の LEDに加えて、ネット中心部に複数の紫外線 LEDを配置した塔を立設することで、容器内に収容された光触媒発泡粒全体により効率よく紫外線を照射することが可能となる。

[0025] また、ネット上に複数の LEDを有する形態、あるいはネット上に複数の LEDを有しかつネット中心部に立設された塔に複数の LEDを有する形態において、さらに、容器の外周面に多数の LEDを配設し、容器内部の光触媒発泡粒に向けて LEDの光線を照射するように構成することで、容器内に収容された光触媒発泡粒全体により効率よく紫外線を照射することが可能となる。し力しながら、容器の外周面に配した LEDにより紫外線の照射効果を高めるためには、ネット上における配置や前記塔上における配置と比較して、非常に多くの LEDを必要とするため、空気清浄機の大きさや性能とコスト面との兼ね合いから、容器外周面上における配置は省略すべきことが好ましい場合もある。

[0026] また、前記同ネット上面における複数の紫外線発光ダイオードの配置としては、特に限定されるものではないが、複数の紫外線発光ダイオードを同心円状に配すること力容器内における光触媒発泡粒に均一かつ効率良く紫外線を照射する上において好ましい。またネット上に複数の LEDを有しかつネット中心部に立設された塔に複数の LEDを有する形態においては、同様に、 LED電気回路は同ネット上面に複数の発光ダイオードを点灯する電気回路を同心円状に配し、中心部に複数の紫外線 LEDを配置した塔を立設するものとすることが好ましい。

[0027] さらに、具体的には、ネット上に、同心円状にダイオード 2— 3個を単位として直列に接続し円形に配列し、この 2— 3個の同円状に配列したダイオードは底面中心線に対して、アーノドとカソードの向きはミラーイメージに配することが望ましい。

また、 LED発光による装飾的効果を高める上で、同心円状にダイオード 2— 3個を単位として直列に接続し円形に配列し、中心部に紫外線 LEDを配し、その外側に紫色 LEDを配し、さらにその外側に青色の LEDを配し、同円状に配列したダイオード 3個は底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配するような態様を用いることも可能である。

[0028] さらに、本発明の空気清浄機の好ましい実施の形態においては、上述した前記光触媒発泡粒が、発泡体の表面にバインダーを介して光触媒をコートした光触媒発泡粒であり、発泡体に紫外線を受けて光を放つ青などの蛍光材をコートした蛍光発泡粒と、発泡体に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒とに混合して用いられる。

[0029] このような実施の形態においては、複数の LEDから容器内に収容された浮遊発泡粒に紫外線が照射されると、浮遊発泡粒のうちの光触媒発泡粒の可視光光触媒作用によって空気が清浄化されると共に、同じく蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、第二の光源としての役割を演出するので可視光光触媒の活性ィ匕が増幅する。また、視覚的効果としても、蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するために、容器内が湧水のような光の演出を奏するという利点が生じる。

[0030] 蛍光発泡粒を調製する上で用いられる蛍光剤としては、特に限定されるものではなぐ公知のいずれのものを用いることも可能である力後述する実施例等においては、蛍光剤として、商品名「ルミノーバ尺」（根本特殊化学)を使用した。これはアルミン酸塩化合物（Sr Al 0 ： Eu,Dy)を主成分に希土類元素の賦活剤を添加焼成する事に

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より従来品と比べ、初輝度で 10倍、残光輝度で 10倍の明るさをもつ物質で、光の吸収一発光一吸収一発光を何回でも繰り返すことができ、アルミナを主成分とした酸化物であるため、自然界で安定で耐光性に優れ直射日光下での屋外使用が可能となつた。

[0031] 蓄光発泡粒を調製する上で用いられる蓄光体としても、特に限定されるものではなぐ公知のいずれのものを用いることが可能である力例えば、特開平 7— 11250号公報、特開平 7-324186号公報、特開平 8— 127772号公報、特開平 7—13028号公報に開示されるような蓄光性蛍光体を好ましく例示できる。これは、基本的構造が MAI O (Mはカルシウム、ストロンチウム、ノリウムからなる群から選ばれる少なくとも

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1つ以上の金属元素）で表される化合物を母結晶とし、これに賦活剤としてユウ口ピウムを Mで表わす金属元素に対するモル％で、 0. 002%以上 20%以下添カ卩し、更に共賦活剤として、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、テルビウム、ジスプロシゥム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ランタン、ガドリニゥム力なる群の少なくとも 1つ以上の元素を Mで表す金属元素に対するモル％で 0. 002%以上 20%以下添カ卩したものである。

[0032] また、本発明の空気清浄機において、容器体の形状としては、特に限定されるものではなぐ例えば、円筒状、卵型等の任意の形状とすることができ、また、容器体自体は自立型のものであってもあるいは他の部材へと適当なジョイントないしコネクタ部を介して支持される被支持型のものであってもよい。また、前記容器体の上部領域と下部領域とが分離可能とされ、当該容器の上部領域は、光触媒発泡粒を収納した状態で、容器の下部領域との嵌合開口端をネットによりシールされて、交換可能なカートリッジとされ、光触媒発泡体の交換を容易とする形態を採ることも可能である。

[0033] さらに、本発明の空気清浄機においては、必要に応じて、容器内面を紫外線防止コーティング処理することが可能である。これによつて、 LEDより発せられる紫外線が容器外部に漏れることが低減できる。

[0034] また、本発明の空気清浄機においては、必要に応じて、容器内部の頂部近傍または側面部近傍に光触媒発泡粒飛び出し防止用のフィルタ一部材を配することが可能である。光触媒発泡体が収容された容器の上部領域には、その表面に排気口が存在するが、このようにフィルタ一部材を配することで、運転時ないし搬送時等における光触媒発泡粒の容器外部への飛び出しが防止できる。

実施例

[0035] 以下、本発明の空気清浄機を、実施例に基づき、より具体的に説明するが、本発明は以下に例示される実施例に何ら限定されるものではない。

[0036] なお、以下の実施例においては、光触媒は、光触媒コーティング用組成物、 100m Lあたり、遠赤外線またはマイナスイオンの!/、ずれか又は両方を放射する鉱物粉末が、 0. lmg— 5gの割合で含まれているものを用いた。さらに光触媒コーティング用組成物としては、チタ二了、ジルコユア、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウム、酸化アンチモン、スズをドープした酸化インジウム（ITO)、アンチモンをドープした酸化スズ (AT 0)、亜鉛をドープした酸化インジウム (IZO)、アルミニウムをドープした酸ィ匕亜鉛 (A ZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ (FTO)よりなる群力も選ばれていなるものを含むことを特徴とするものを用いた。また必要に応じて、光触媒の表面が、光触媒として不活性なセラミックスにて部分的に被覆されており、該セラミックスは、アパタイト、シリカ、活性炭素、活性アルミナ又は多孔質ガラスのいずれかであることを特徴とするちのとすることがでさる。

[0037] より効果を高めるため、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸ィ匕ビスマス、三酸化タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウムおよび硫ィ匕カドミウムを含む金属酸ィ匕物から選ばれたいずれか 1種または二種以上力 0. 5mg— 5g、蓄光化合物力 0. lmg— 5gの割合でさらにカ卩えてもよい。これらの成分は、上述したように無機質系バインダーで発泡体にコーティングした。

[0038] また、蛍光剤は、青色の蛍光ではピーク波長 4 lOnmのものを使用した。蓄光剤は青色を白色蛍光灯にて 1000ルクス 30分照射して照射停止 2分後の輝度が、 200 mCd/m²で、発光ピーク 470nmのものを使用した。

[0039] <実施例 1 >

図 1において、 1は透明な円筒形容器であり、円筒形容器 1は下部領域に吸入口となる複数の通気孔 2を形成し、容器の軸方向における略中央部に空気送風用のファン 3を設け、さらにファン 3の上部に容器内部を上下に区画する通気性を有するネット 4を設け、ネット 4よりも容器 1の上部の領域には、容器の側面部および上面部に排気用の複数の排気孔 6を備えている。そして、円筒形容器 1の前記上部領域には浮遊発泡粒 7が収納されて、る。

[0040] 浮遊発泡粒 7は発泡体力もなる芯材の表面にバインダーを介して可視光光触媒粒子を露出して表面層を形成した可視光光触媒発泡粒、同じく発泡体力なる芯材外周に紫外線を受けて光を放つ蛍光材をコートされた蛍光発泡粒と、同じく発泡体力なる浮遊発泡粒に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒を混合してなるものである。

[0041] そして、ネット 4の底面 (裏面）には、複数の紫外線発光ダイオード 5aが配置されており、またこのネット 4の底面側にはその中心部より複数の紫外線発光ダイオード 5b を配置した塔 9が下方 (ファン側）に向けて立設されており、さらに、容器 1の円筒壁面 la上にも、前記ファン 6の配置位置と、前記ネット 4の配置位置との間の部位にお V、て、複数の紫外線発光ダイオード 5cが配置されて、る。

なお、図 1において、 8は、通気孔 2に設けられた防塵フィルターを示すものである。

[0042] 図 4は、上述したネット 4の底面に設けられた複数の紫外線発光ダイオード 5aを有する LED電気回路構成を示す回路図である。この例においては、前記電気回路 13 aは、図示するように、ダイオード 5aを 3個 1単位として直列に接続した半円弧状の回路部分を、底面中心線 Cを中心として線対称となるように 2つづつ組み合わせて円形に配列し、さらにこの円形に配列されたものが、同円状に 2重に配列された形態を有している。従って、各半円弧状の回路部分の 3個のダイオードは底面中心線 Cに対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配されている。

[0043] また、上述したネット 4の底面に設けられた複数の紫外線発光ダイオード 5aを有する LED電気回路構成は、図 4に示すものに代えて、図 5に示す別の回路とすることも可能である。図 5に示す別の例においては、前記電気回路 13bは、上記図 4に示す例と同様に、ダイオードを 3個 1単位として直列に接続した半円弧状の回路部分を、底面中心線 Cを中心として線対称となるように 2つづつ組み合わせて円形に配列し、さらにこの円形に配列されたものが、同円状に複数に配列された形態を有しているが、その最も中心側の回路部分には、紫外線 LED5aが、その外側の回路部分には紫色の LED11が、そして最も外側の回路部分には青色の LED12がそれぞれ配置されている。なおこの例においても、各半円弧状の回路部分の 3個のダイオードは底面中心線 Cに対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配されている。

[0044] 図 6は、ネット 4の底面に立設された LED塔 9の構成を示す平面図であるが、図示するように、塔 9上に設けられた複数の紫外線発光ダイオード 5bは、塔 9の周方向および高さ方向においてそれぞれがほぼ等間隔において離間されるように、均一に分散配置されている。

[0045] また、図 7は、容器壁面に設けられた複数の紫外線発光ダイオード 5cを有する LE D電気回路構成を示す回路図である。図示するように、容器壁面に設けられた複数の紫外線発光ダイオード 5cも、容器 1の周方向および所定範囲の高さ方向においてそれぞれがほぼ等間隔において離間されるように、均一に分散配置されている。

[0046] このようにして構成される本実施例の空気清浄機においては、浮遊発泡粒 7に向かつて空気を送風するファン 3によって、浮遊発泡粒 7に、当該空気清浄機が設置された室内の空気を循環し、浮遊発泡粒 7による空気清浄効果をより強めることができる。

[0047] また、このように構成した空気清浄機にお、て、複数の紫外線 LED5a、 5b、 5cから浮遊発泡粒 7に紫外線が照射されると、浮遊発泡粒 7の可視光光触媒作用によって空気が清浄化されると共に、同じく蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、第二の光源としての役割を演出するので可視光光触媒の活性化が増幅する。

[0048] なお、この実施例においては、紫外線 LED5a、 5b、 5cとしては、三菱電線株式会社製、品番 MC382WL035、外径 5mm、ピーク波長 380 nm、光出力 2mW、電流 20mAを使用した。また、紫色 LED11としては、 SM社製 SM5H15A-VP、外径 5mm 、青色 LED12としては、日亜化学社製 NSPB510S、外径 5mmをそれぞれ使用した。

[0049] アナターゼ型、ブカレット型の二酸化チタンは紫外線 LEDによって光触媒の反応し、酸化亜鉛は主に 380nm、 430nm付近、 530nm付近のピーク波形が得られ、青色 LED の光の領域まで光触媒の反応するため、効果的に汚染された空気を効率よく浄化することがでさる。 [0050] したがって実施例 1によれば、光触媒作用によって、浮遊発泡粒 7を通過する空気中の悪臭ガス、有毒ガス、微細粒子力浮遊発泡粒 7の芯材であるアパタイト等に吸着し、光触媒により分解除去されて、空気が清浄化される。

[0051] なお、図 5に示す例におけるように、青色、紫色の LEDを組み合わせて使用すると、蛍光発泡粒 7aおよび蓄光発泡粒 7bが紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、空気清浄機はインテリア照明を兼ねることができる。

[0052] 本発明の第 1の実施の形態に力かるデモンストレーション用の空気清浄機の斜視図を図 3に示す。この空気清浄機はラグビーボール形の容器 20内に前記空気清浄機 1を入れて、アンモン-ァなどの臭気を分解する様子を図示省略したパソコンのモユタ画面で観察できるようにしたものである。

[0053] なお、この容器に本発明に係る空気浄ィ匕装置を収納し、臭気計測器を双葉エレクト口-タス社製 E-NOSEに接続して、臭気測定を行った。その結果を図 8A、図 8B、図 9

、図 10に示す。

この際の試験条件としては以下のとおりであった。

(空気清浄機の仕様）

形状：図 11、 12に示すたまご形容器（高さ 150mm、直径 80mm)

電源： DC 12V

フ: Γン： DC 12V 0.10A

風直： 1.5m/ sec

(浮遊発泡粒）

粒径： 2±0. 3mm

使用量： 100cm³

混合割合：光触媒発泡粒：蛍光発泡粒：蓄光発泡粒 =8 : 1 : 1

光触媒発泡粒に使用した光触媒コーティング液：（株)シーマ電子と (有)シンクエースの共同開発品

(ラグビーボール形の容器）

容積： 10L

(試験要領）実験は、外部光の入らない暗室にて、空気清浄機を運転して行い、ラグビーボール形の容器内の空気中にそれぞれ添加された各臭気成分 (酢酸ェチル、アンモニア、キシレン）による臭いの強さの経時的変化を観測した。図 8Aは酢酸ェチル、図 9はァンモユア、図図 10はキシレンに関するグラフである。なお、これらのグラフ中、「臭いの強さ」は臭気計測器メーカーの定めた指数であり、一般的な臭いの単位とは異なる。ちなみに、実施例において、脱臭前の空気の臭いの初期は、アンモニアが「臭いの強さ」 2000で、 45ppm、醉酸ェチノレ力 S「臭ヽの強さ」 10200で、 80ppm、またキシレンが「臭いの強さ」 700で、 2. 5ppmであった。

また、酢酸ェチルに関しては、別途、空気清浄機を通常条件、すなわち、 LEDを点灯させた状態で一定時間 (約 1時間）運転した後、ラグビーボール形の容器内に入れ、 LEDを消した状態 (ファンは稼動)で同様に試験し、蛍光発泡粒ゃ蓄光発泡粒の残光効果等による清浄効果の有無を調べた。得られた結果を図 8Bに示す。

[0054] <実施例 2>

図 11は、本発明に係る空気清浄機の別の例である、卓上型の空気清浄機の正面図で、図 12は同空気清浄機のの A— A断面図である。

[0055] 両図にお、て、 21はたまご形容器で、たまご形容器 21は下部領域に複数の吸気口 22を形成し、中央部に空気送風用のファン 23を設け、ファン 23の上部に、容器内部を上下に区画する通気性を有するネット 24を設け、このネット 24上に、青または紫の可視光線を照射する複数の発光ダイオード 25を配置し、容器の上部領域に排気用の複数の排気孔 26を備えている。そして、たまご形形容器 21の前記上部領域には浮遊発泡粒 27が収納されて、る。

[0056] 浮遊発泡粒 27は、発泡体力もなる芯材の表面にバインダーを介して可視光光触媒粒子を露出して表面層を形成した可視光光触媒発泡粒、同じく発泡体力なる芯材外周に紫 LEDの光を受けて光を放つ蛍光材とニ酸ィ匕チタンがコートされた蛍光発泡粒と、同じく発泡体力なる浮遊発泡粒に紫 LEDの光を受けて光を放つ蓄光材と二酸ィ匕チタンがコートされたをコートされた蓄光発泡粒を混合してなるものである。

[0057] 発光ダイオード 25は、前記図 4に示したものと同様に、ダイオードを 3個 1単位として直列に接続した半円弧状の回路部分を、底面中心線 Cを中心として線対称となるように 2つづつ組み合わせて円形に配列し、さらにこの円形に配列されたもの力同円状に 2重に配列された形態を有している。従って、各半円弧状の回路部分の 3個のダイオードは底面中心線 Cに対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配されている。なお、配線は基盤を用いることなくネット 24上に榭脂を介して固定されている。これにより、ファンからの空気の抵抗を最小限に抑えることができる。

[0058] そしてこのようにして構成される本実施例の空気清浄機にお!/ヽては、浮遊発泡粒 2 7に向力つて空気を送風するファン 23によって、浮遊発泡粒 27に、当該空気清浄機が設置された室内の空気を循環し、室内の空気を循環し、浮遊発泡粒 7による空気清浄効果をより強めることができる。

[0059] また、このように構成した空気清浄機において、複数の発光ダイオード 25から浮遊発泡粒 7に紫、青の光線が照射されると、浮遊発泡粒 7の可視光光触媒作用によつて空気が清浄化されると共に、同じく蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、空気清浄機はインテリア照明を兼ねることができる。

[0060] <実施例 3 >

以下、本発明の実施例 3について説明する。

図 13は、本発明に係る空気清浄機の別の例である、自動車用の空気清浄機の斜視図で、図 14は同空気清浄機の B— B断面図である。

[0061] 実施例 3の空気清浄機は、実施例 2と構造は基本的に同一構造で、自動車のダッシュボードに設けた排気口のフィンを利用してクリップで固定するようになっている。両図において、 31はたまご形容器で、ファン 33の上部に、容器内部を上下に区画する通気性を有するネット 34を設け、このネット 34上に、青または紫の可視光線を照射する複数の発光ダイオード 35を配置し、容器の上部領域に排気用の複数の排気孔 36を備えている。そして、たまご形形容器 31の前記上部領域には浮遊発泡粒 37 が収納されている。なお、図中、 38は、容器 31よりその側面側に延長して設けられた固定用クリップ部を示すものである。

[0062] 浮遊発泡粒 37は、発泡体力もなる芯材の表面にバインダーを介して可視光光触媒粒子を露出して表面層を形成した可視光光触媒発泡粒、同じく発泡体力なる芯材外周に紫 LEDの光を受けて光を放つ蛍光材とニ酸ィ匕チタンがコートされた蛍光発泡粒と、同じく発泡体力なる浮遊発泡粒に紫 LEDの光を受けて光を放つ蓄光材と二酸ィ匕チタンがコートされたをコートされた蓄光発泡粒を混合してなるものである。

[0063] 発光ダイオード 35は、前記図 4に示したものと同様に、ダイオードを 3個 1単位として直列に接続した半円弧状の回路部分を、底面中心線 Cを中心として線対称となるように 2つづつ組み合わせて円形に配列し、さらにこの円形に配列されたもの力同円状に 2重に配列された形態を有している。従って、各半円弧状の回路部分の 3個のダイオードは底面中心線 Cに対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配されている。なお、配線は基盤を用いることなくネット 34上に榭脂を介して固定されている。これにより、ファンからの空気の抵抗を最小限に抑えることができる。

[0064] そして、浮遊発泡粒 37に向かって空気を送風するファン 33によって、浮遊発泡粒 3 7に室内の空気を循環し、浮遊発泡粒 37による空気清浄効果をより強めることができる。

このように構成した空気清浄機において、複数の発光ダイオード 35から浮遊発泡粒 37に紫、青の光線が照射されると、浮遊発泡粒 37の可視光光触媒作用によって空気が清浄化されると共に、同じく蛍光発泡粒および蓄光発泡粒が紫外線の照射を受けて独自の蛍光色で発光するので、空気清浄機はインテリア照明を兼ねることができる。

[0065] <実施例 4 >

以下、本発明の実施例 4について説明する。

図 15は、本発明に係る空気清浄機の別の例である、卓上型の空気清浄機の分解斜視図である。

[0066] 実施例 4の空気清浄機は、実施例 2と構造は基本的に同様の構造を有するが、たまご形容器が、上下 2つに分割可能で、その上部側が、交換可能なカートリッジとされている以外は、実施例 2と構造は基本的に同様の構造を有する。

[0067] 図において、 41はたまご形容器で、ファン 43の上部に、容器内部を上下に区画する通気性を有するネット 44を設けてなり、このネット 44の近傍で、容器 41は、上部部材 41aと下部部材 41bとに分割されている。なお、上部部材 41aと下部部材 41bとの嵌合部には、例えば、クランク溝と嵌合ピン、スクリュー溝、 oリング等の適当な接合手段が形成されており、容易に分離結合ができる構成となされて、る。

[0068] また、このネット 44上には、青または紫の可視光線を照射する複数の発光ダイォード 45を配置し、容器の上部領域に排気用の複数の排気孔 46を備えている。

しかして、前記容器の上部部材 41aは、浮遊発泡粒（図示せず)を収納した状態で、容器の下部領域との嵌合開口端をネット 48によりシールされて、交換可能なカートリッジとされている。

産業上の利用可能性

[0069] 本発明の空気清浄機によれば、容器内に配置された光触媒発泡粒に対して、 LE D力もの励起光を効率よく照射することができるため、室内、トイレ、厨房、実験室、自動車室内などの悪臭の分解が敏速に行われ、快適な生活環境を提供できる。

Claims

請求の範囲

[1] 下部領域に吸入口を、上部領域に排気口をそれぞれ備えてなる容器と、同容器内の下部領域側に設けられた空気送風用のファンと、同容器内の同ファンの上部に設けられた容器内部を上下に区画するネットと、同ネット上および前記容器壁面上のうち少なくとも一方に設けられた紫外線を照射する複数の LEDを配した LED電気回路と、同容器内に収容された光触媒をコーティグされた複数の光触媒発泡粒を有することを特徴とする空気清浄機。

[2] LED電気回路が少なくとも前記ネット上に設けられた紫外線を照射する複数の LED を有することを特徴とする請求項 1に記載の空気清浄機。

[3] LED電気回路が同ネット上面に複数の紫外線発光ダイオードを同心円状に配したことを特徴とする請求項 1または 2に記載の空気清浄機。

[4] LED電気回路が同ネット上面に複数の発光ダイオードを同心円状に配し、かつ中心部に複数の紫外線 LEDを配置した塔を立設したことを特徴とする請求項 1または 2 に記載の空気清浄機。

[5] LED電気回路は、さらに容器の外周面に多数の LEDを配設し、容器内部の光触媒発泡粒に向けて LEDの光線を照射するように構成したことを特徴とする請求項 2— 4 の!、ずれかに記載の空気清浄機。

[6] ネット上に、同前記電気回路が同ネット上面に、同心円状にダイオード 2— 3個を単位として直列に接続して円形に配列し、同円状に配列した 2— 3個のダイオードは底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配したことを特徴とする請求項 1項の空気清浄機。

[7] ネット上に、ネット上に、同心円状にダイオード 2— 3個を単位として直列に接続し円形に配列し、中心部に紫外線 LEDを配し、その外側に紫色 LEDを配し、さらにその外側に青色の LEDを配し、かつ同円状に配列した 2— 3個のダイオードは底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配したことを特徴とする請求項 1項の空気清浄機。

[8] 同心円状に配列したダイオードは底面中心線に対してアーノドとカソードの向きはミラーイメージに配したことを特徴とする請求項 1項の空気清浄機。

[9] 前記光触媒発泡粒が、発泡体の表面にバインダーを介して光触媒をコートした光触媒発泡粒であり、発泡体に紫外線を受けて光を放つ青などの蛍光材をコートした蛍光発泡粒と、発泡体に紫外線を蓄えて光を放つ蓄光材をコートされた蓄光発泡粒とに混合して用いられることを特徴する請求項 1一 8のいずれ力 1つに記載の空気清浄機。

[10] 前記空気送風用ファンの下方には、脱臭'防塵用のフィルターが配されていることを特徴とする請求項 1一 9のいずれか 1つに記載の空気清浄機。

[11] 前記容器の上部領域と下部領域とが分離可能とされ、当該容器の上部領域は、光触媒発泡粒を収納した状態で、容器の下部領域との嵌合開口端をネットによりシールされて、交換可能なカートリッジとされていることを特徴とする請求項 1一 10のいずれか 1つに記載の空気清浄機。

[12] 光触媒発泡粒を収納した容器内面を紫外線防止コーティング処理したことを特徴とする請求項 1一 11のいずれか 1つに記載の空気清浄機。

[13] 容器内部の頂部近傍または側面部近傍に光触媒発泡粒飛び出し防止用のフィルター部材を配したことを特徴とする請求項 1一 12のいずれ力 1つに記載の空気清浄機。