WO2012117547A1 - 空気清浄装置 - Google Patents

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WO2012117547A1
WO2012117547A1 PCT/JP2011/054862 JP2011054862W WO2012117547A1 WO 2012117547 A1 WO2012117547 A1 WO 2012117547A1 JP 2011054862 W JP2011054862 W JP 2011054862W WO 2012117547 A1 WO2012117547 A1 WO 2012117547A1
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WO
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air
photocatalytic filter
ultraviolet lamp
photocatalytic
filter
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/054862
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English (en)
French (fr)
Inventor
徳岳　文夫
寛治 太田
Original Assignee
株式会社オー・ティー・エー
湘南セラミックス株式会社
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Publication date
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Priority to JP2013502112A priority patent/JPWO2012117547A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/15—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means
    • F24F8/167—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means using catalytic reactions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering

Definitions

  • the present invention relates to an air cleaning device that houses a photocatalytic filter.
  • the currently popular photocatalytic filter is mainly composed of an alumina ceramic porous body with a UV-responsive photocatalytic layer made of titanium oxide (titanium dioxide: TiO2) formed on the surface of the base material.
  • titanium oxide titanium dioxide
  • the anatase type with high photocatalytic performance is mainly used for titanium oxide.
  • Titanium oxide uses fine particles having a small particle size, particularly nanoparticles having a particle size of the order of several nanometers, in order to increase the specific surface area of the photocatalytically active layer and enhance the decomposition and removal ability.
  • the photocatalytic filter is used for various purposes such as air cleaning and water (contaminated wastewater) cleaning.
  • air purifiers that are housed in an air purifier and those that are attached to an air introduction path to the room or an air exhaust path to the outside, and can be provided in various places.
  • an ultraviolet lamp is accommodated in the case of the air purifier in addition to the photocatalytic filter.
  • the ultraviolet lamp is used to irradiate the photocatalyst with ultraviolet rays to excite the photocatalyst to oxidize and decompose harmful substances in the air.
  • a suction fan is housed in the housing in order to take in the outside air, pass the air through the photocatalytic filter, and discharge the outside.
  • Patent Document 1 is a device related to an air purifier that decomposes and removes pollutants in the air using a photocatalyst, and is a mechanism that is compact for home use and has improved maintainability.
  • Patent Document 1 We have already filed an application for a device for the structure and registered a utility model.
  • the ceramic is used as the base material of the photocatalyst, and the surface has a concave portion, so that it has water absorption, and the slurry of titanium oxide can be absorbed and held on the surface when manufacturing the photocatalytic filter. This is because there are advantages and it is difficult to oxidize even when irradiated with ultraviolet rays.
  • the reason why alumina ceramic is used is that light reflectivity is good and ultraviolet rays are efficiently irradiated onto the photocatalyst to increase the oxidative decomposition ability.
  • the photocatalyst substrate is made of a porous material in order to allow air to be removed from harmful substances to pass through, and to increase the light permeability and efficiently irradiate the photocatalyst with ultraviolet light to enhance the oxidative decomposition ability. Because of the reason.
  • Patent Document 2 a cylindrical photocatalytic filter is mounted in a double tubular reaction tube made of an ultraviolet light transmissive material, and a supply tube is connected to one end in the longitudinal direction of the reaction tube and discharged to the other end.
  • An invention in which a tube is connected, contaminated air is supplied into the reaction tube via the supply tube, the decontaminated air is discharged from the discharge tube, and an air flow is formed in the longitudinal direction of the reaction tube to remove the contaminants. Is described. Utility Model Registration No. 3150894 (No. 2009-1595) JP 2010-88964 A
  • Patent Document 1 Although the conventional air cleaner shown in Patent Document 1 is compact, it has a problem that it is too large to be installed in a vehicle such as an automobile. Furthermore, further compactness and further cost reduction are required when installing for home use.
  • the photocatalyst filter accommodated in the conventional air cleaner is formed in a plate shape so that the photocatalyst filter is directly inserted into and stored in the air cleaner, for example, the photocatalyst filter is taken in and out of the air cleaner.
  • the material may be broken by impact or dust of the material (ceramic) constituting the photocatalytic filter may be generated on the contact surface with the storage case of the air cleaner.
  • the oxidative decomposition ability of the photocatalytic filter may be reduced, or ceramic dust may be discharged from the inside of the air cleaner to contaminate the room.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the invention is to achieve further downsizing and cost reduction while improving or maintaining the air cleaning capability by the air cleaning device. Is. Another object of the present invention is to prevent the photocatalyst filter housed in the air purifier from being broken when it is impacted or generating dust from the constituent material of the photocatalyst filter. .
  • the first invention is A photocatalytic filter in which a photocatalytic layer is formed on the surface of a substrate, comprising a hollow part and a thick part covering the hollow part, and a hole communicating in the thickness direction is formed in the thick part.
  • a photocatalytic filter An ultraviolet lamp disposed with a gap of a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion by being inserted into the hollow portion of the photocatalytic filter;
  • a storage case in which the ultraviolet lamp and the photocatalytic filter are accommodated in a mode in which an air inflow opening and an air outflow opening are arranged in a direction perpendicular to the insertion direction of the ultraviolet lamp; It is an air purifier provided with supporting means for supporting both ends of the photocatalytic filter and both ends of the ultraviolet lamp in the storage case.
  • the second invention is the first invention,
  • the base material is a ceramic porous body.
  • the third invention is the first invention,
  • the substrate is made of plastic, metal, or glass.
  • a fourth invention is the first invention,
  • the photocatalytic filter is formed in a cylindrical shape.
  • a fifth invention is the first invention,
  • the cross-sectional shape of the photocatalytic filter perpendicular to the insertion direction of the ultraviolet lamp is a quadrangle.
  • a sixth invention is the first invention,
  • the gap of the predetermined size is 2 mm to 20 mm.
  • a seventh invention is the first invention, Both ends of the ultraviolet lamp are attached to respective socket portions provided inside the storage case, and both ends of the photocatalytic filter are each supported by the ultraviolet lamp via an elastic member.
  • the eighth invention A photocatalytic filter in which a photocatalytic layer is formed on the surface of a substrate, comprising a hollow part and a thick part covering the hollow part, and a hole communicating in the thickness direction is formed in the thick part.
  • a photocatalytic filter An ultraviolet lamp disposed with a gap of a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion by being inserted into the hollow portion of the photocatalytic filter;
  • a housing for housing the photocatalytic filter and the ultraviolet lamp; Support means for supporting both ends of the photocatalytic filter and both ends of the ultraviolet lamp in the housing;
  • It is an air purifying apparatus provided with the air flow formation means which forms the flow of the air discharged
  • a ninth invention is the eighth invention,
  • the air flow forming means includes It is characterized by including a blower.
  • the tenth invention is the ninth invention,
  • the air discharge port is provided on one end side in the longitudinal direction of the photocatalyst filter, and the air delivery port of the blower is provided on the other end side in the longitudinal direction of the photocatalyst filter,
  • the blower and the photocatalytic filter are partitioned by a partition plate that closes the other end of the photocatalytic filter and communicates the air delivery port of the blower and the outer peripheral surface of the thick portion of the photocatalytic filter.
  • the air discharge port, the photocatalytic filter, the partition plate, and the blower are sequentially arranged from the top to the bottom of the housing.
  • the said partition plate is a support means of Claim 1 connected to the internal peripheral surface of the said housing
  • the casing has a cylindrical shape.
  • the fourteenth invention is the eighth invention,
  • the base material is a ceramic porous body.
  • the fifteenth invention is the eighth invention,
  • the substrate is made of plastic, metal, or glass.
  • the photocatalytic filter is formed in a cylindrical shape.
  • the cross-sectional shape of the photocatalytic filter perpendicular to the insertion direction of the ultraviolet lamp is a quadrangle.
  • the gap of the predetermined size is 2 mm to 20 mm.
  • the nineteenth invention is the twelfth invention, Both ends of the ultraviolet lamp are respectively attached to the sockets provided on the upper plate and the partition plate of the housing, and both ends of the photocatalytic filter are supported by the upper plate and the partition plate of the housing, respectively. It is characterized by being.
  • the storage case is provided in an apparatus main body of an air purifier.
  • the twenty-first invention is the first invention,
  • the storage case is arranged in a duct or a pipe.
  • the twenty-second invention A photocatalytic filter in which a photocatalytic layer is formed on the surface of a substrate, comprising a hollow part and a thick part covering the hollow part, and a hole communicating in the thickness direction is formed in the thick part.
  • a photocatalytic filter An ultraviolet lamp disposed with a gap of a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion by being inserted into the hollow portion of the photocatalytic filter;
  • a housing for housing the photocatalytic filter and the ultraviolet lamp; Support means for supporting both ends of the photocatalytic filter and both ends of the ultraviolet lamp in the housing;
  • An air inlet provided in the housing on one end side in the longitudinal direction of the photocatalytic filter;
  • An air outlet provided in the housing on the other end side in the longitudinal direction of the photocatalytic filter; Air sucked from the air inlet is supplied to the gap of the predetermined size through the thick portion, and the air gap of the casing is passed through the air outlet through the gap of the predetermined size.
  • the twenty-third invention is the twenty-second invention, in which
  • the housing is provided in the duct or pipe so that the air inlet and the air outlet are arranged along the longitudinal direction of the duct or the longitudinal direction of the pipe
  • the air flow forming means includes It is configured to include a blower or a suction fan, and is characterized by forming an air flow along the longitudinal direction of the duct or pipe.
  • a twenty-fourth invention is the first invention, A plurality of recesses are formed on the surface of the substrate, a plurality of fine irregularities finer than the recesses are formed on the surface of the substrate, and a photocatalytic layer is formed on the surface of the substrate.
  • 25th invention is the 1st invention or the 24th invention.
  • the photocatalytic filter has a louver structure.
  • the twenty-sixth invention is the eighth invention, wherein A plurality of recesses are formed on the surface of the substrate, a plurality of fine irregularities finer than the recesses are formed on the surface of the substrate, and a photocatalytic layer is formed on the surface of the substrate.
  • the twenty-seventh invention is the eighth invention or the twenty-sixth invention,
  • the photocatalytic filter has a louver structure.
  • the twenty-eighth aspect of the present invention is the twenty-second aspect of the invention, A plurality of recesses are formed on the surface of the substrate, a plurality of fine irregularities finer than the recesses are formed on the surface of the substrate, and a photocatalytic layer is formed on the surface of the substrate.
  • the twenty-ninth invention is the twenty-second invention or twenty-eighth invention,
  • the photocatalytic filter has a louver structure.
  • the 30th invention is the 24th invention, the 26th invention or the 28th invention,
  • a groove traversing the plurality of recesses is formed to guide a oxidative decomposition product of harmful substances by the photocatalyst layer.
  • the ultraviolet lamp is inserted through the hollow portion of the photocatalytic filter and disposed with a gap of a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion,
  • a gap (air) and a photocatalytic filter (thick part) that can be irradiated with ultraviolet rays exist in all radial directions from a center (cross section perpendicular to the lamp insertion direction) within a predetermined distance.
  • ultraviolet rays are irradiated to the photocatalyst layer very efficiently, and harmful substances in the air are oxidized and decomposed very efficiently when air passes through the photocatalyst filter. For this reason, harmful substances are captured and decomposed and removed very efficiently by the photocatalytic filter.
  • the present invention has a structure in which both ends of a hollow photocatalyst filter are supported and arranged in an air purifier, and the photocatalyst filter is not directly inserted into and stored in a storage case as in the prior art.
  • the photocatalyst filter is not impacted and broken, and dust of the constituent material of the photocatalyst filter is not generated.
  • the invention described in Patent Document 2 is a structure in which ultraviolet lamps are arranged in the double tube without any gap, and the air flow from one end to the other end in the longitudinal direction of the double tube is formed. Yes, it does not form an air flow that passes through the thick part from the outside of the thick part of the photocatalytic filter and exhausts the air to the outside through the hollow part (predetermined gap) as in the present invention. This is essentially different from the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of the air cleaner of the first embodiment, and is a view showing the front surface of the air cleaner.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the air cleaner of the first embodiment, and is a view showing a rear surface of the air cleaner.
  • FIG. 3 is a perspective view showing each component of the air cleaner of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the air cleaner as viewed from the side, and is a view for explaining the flow of air.
  • FIG. 5 is a perspective view of the storage case.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C are views showing the structure of the photocatalytic filter of the first embodiment and the positional relationship between the photocatalytic filter and the ultraviolet lamp, respectively.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing other configuration examples corresponding to FIGS. 6B and 4, respectively.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams showing other configuration examples corresponding to FIGS. 6B and 4, respectively.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the second embodiment and exemplifies a usage example in which the storage case is arranged in a duct of an indoor air conditioner or an automobile air conditioner.
  • FIGS. 10A, 10B and 10C show an air cleaner according to a third embodiment having a layout different from the layout of the air cleaner described in the first embodiment and the second embodiment.
  • FIG. FIGS. 11A and 11B are cross-sectional perspective views of the air cleaner of the third embodiment.
  • FIG. 12 is an external perspective view of components of the air cleaner according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a photocatalytic filter using another material corresponding to FIG.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a photocatalytic filter corresponding to FIG. 6A, and is a diagram showing a photocatalytic filter configured by housing a plurality of granular photocatalyst carriers in a housing formed in a hollow shape.
  • FIG. 15 is a diagram showing a fourth embodiment, and is a diagram showing an example in which a housing is arranged in a pipe having a circular cross section.
  • FIG. 16 is a development view of the photocatalyst filter of the fifth embodiment.
  • FIG. 16A is a front view of the development of the photocatalyst filter of the fifth embodiment, and FIG. It is AA sectional drawing of (a).
  • FIG. 17A is a view showing the surface layer portion of the photocatalytic filter of the fifth embodiment
  • FIG. 17B is an enlarged view showing the concave portion of FIG. 18A and 18B are diagrams showing a photocatalytic filter according to a fifth embodiment.
  • FIG. 18A is a perspective view
  • FIG. 18B is a cross-sectional view.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a base material used in the sixth embodiment, and is a view illustrating a base material constituting a photocatalytic filter having a louver structure
  • FIG. FIG. 31B is a cross-sectional view of the slats
  • FIG. 31C is a perspective view showing a part of the surface of the slats in an enlarged manner.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a base material used in the sixth embodiment, and is a view illustrating a base material constituting a photocatalytic filter having a louver structure
  • FIG. 31B is a cross-sectional
  • FIG. 20A is a cross-sectional view conceptually showing the action of the photocatalytic filter used in the air cleaning apparatus shown in the sixth embodiment
  • FIG. 20B is the air cleaning shown in the fifth embodiment. It is sectional drawing which shows notionally the effect
  • FIG. 21A and FIG. 21B are diagrams illustrating a groove formation mode.
  • Photocatalytic filter 140 UV lamp, 200 Air cleaner, 201 Storage case, 300 housing
  • (First embodiment) 1 and 2 are perspective views showing the appearance of the air cleaner 200 of the first embodiment.
  • FIG. 1 shows the front surface of the air cleaner 200
  • FIG. 2 shows the rear surface of the air cleaner 200.
  • the air purifier 200 is placed in a room or the like with the front panel 8 mounted on the apparatus main body 1 and operates.
  • the air cleaner 200 is formed with an intake port 203 for sucking air from the outside on the left and right side surfaces, and the rear surface of the air cleaner 200 is formed with an exhaust port 204 for exhausting air to the outside.
  • FIG. 3 is a perspective view showing each component of the air cleaner 200 of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the air purifier 200 as viewed from the side, and is a diagram illustrating the flow of air.
  • the left side is defined as the front side of the air cleaner 200
  • the right side in the drawings is defined as the rear side of the air cleaner 200.
  • the air purifier 200 is mainly composed of an apparatus main body 1, a storage case 201, a prefilter 7, a front panel 8, and a control circuit mechanism unit 9. .
  • the apparatus main body 1 is provided with a suction fan 202 with a built-in motor, which will be described later, on the inner side of the rear part, and the front surface is opened to form an accommodation recess 3.
  • a storage case 201 is accommodated in the air cleaner 200.
  • the material of the storage case 201 can be an ultraviolet resistant plastic such as ABS.
  • the storage case 201 is detachably accommodated in the accommodation recess 3 of the apparatus main body 1, and an ultraviolet lamp 140 described later and a photocatalytic filter 30 described later are accommodated therein detachably.
  • the ultraviolet lamp 140 may be a hot cathode tube, a cold cathode tube, an LED, or the like.
  • a suction fan 202 is provided at the rear of the air purifier 200 and behind the storage case 201.
  • the suction fan 202 is driven and controlled by the control circuit mechanism unit 9 including a motor, a control circuit, and the like.
  • the pre-filter 7 is formed in a net shape and is arranged so as to cover the front surface of the storage case 201.
  • the front panel 8 is detachably attached to the housing recess 3 side of the apparatus main body 1 so as to be covered with the front surface of the prefilter 7 in a separated state.
  • the pre-filter 7, the front opening 205 of the storage case 201, the rear opening 206, and the rear opening 206 are provided on the left and right sides.
  • An intake port 203 (FIGS. 1 and 2) is formed. That is, an air inlet 203 is formed in the front part of the air cleaner 200 and in front of the storage case 201.
  • An air inflow opening 205 and an air outflow opening 206 are formed in a storage case 201 provided with an exhaust port 204 at the rear of the air cleaner 200 and behind the suction fan 202.
  • the storage case 201 is disposed such that the air inflow opening 205 is located on the front side of the air purifier 200 and the air outflow opening 206 is located on the rear side of the air purifier 200.
  • the control circuit mechanism unit 9 is disposed at a predetermined location in the housing recess 3 of the apparatus main body 1 and drives and controls the ultraviolet lamp 140 and the suction fan 202 described above.
  • FIG. 5 shows the storage case 201 in a perspective view.
  • the storage case 201 is formed in a rectangular box shape having openings 205 and 206 on the front surface and the rear surface, respectively.
  • the photocatalyst filter 30 and the ultraviolet lamp 140 are housed in a state where the ultraviolet lamp 140 is disposed in the hollow portion 131 of the hollow photocatalyst filter 30.
  • the photocatalytic filter 30 is formed in a cylindrical shape, and includes a hollow portion 131 and a thick portion 132 that covers the hollow portion 131.
  • the thick portion 132 is formed by using, for example, an alumina ceramic porous body as a base material and a titanium oxide layer as a photocatalyst layer formed on the surface thereof.
  • a hole communicating in the thickness direction that is, a hole 133 that is structurally formed as a ceramic porous body is formed. Accordingly, the structure allows air to flow into the hollow portion 131 via the thick portion 132 or allows the air to flow out from the hollow portion 131 via the thick portion 132.
  • the photocatalytic filter 30 is manufactured to have an inner diameter and a length that allow the ultraviolet lamp 140 to be inserted into the hollow portion 131.
  • the inner diameter of the photocatalytic filter 30 is such that when the ultraviolet lamp 140 is inserted into the hollow portion 131, the gap d has a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion 132, and preferably has a gap d of 2 mm to 20 mm. Is set to a size that can be arranged.
  • the photocatalytic filter 30 is housed inside the housing case 201 with the ultraviolet lamp 140 disposed in the hollow portion 131.
  • both ends of the ultraviolet lamp 140 are supported so that the photocatalyst is supported in such a manner that the air inflow opening 205 and the air outflow opening 206 are arranged in a direction perpendicular to the insertion direction of the ultraviolet lamp 140.
  • the filter 30 is accommodated.
  • Each ultraviolet lamp 140 is attached to the inner center of the storage case 201 in a horizontal direction at a predetermined interval.
  • Each ultraviolet lamp 140 is mounted on a pair of left and right sockets 17, 17, 17 provided on the left and right inner walls inside the storage case 201, respectively. Thereby, each ultraviolet lamp 140 and the photocatalytic filter 30 can be attached and detached through any one of the front opening 205 and the rear opening 206.
  • both ends of the ultraviolet lamp 140 are attached to the socket portions 17 provided inside the storage case 201 as described above, and both ends of the photocatalytic filter 30 are elastic members (for example, ultraviolet resistant rubber).
  • 139 is supported by the ultraviolet lamp 140 through the 139. That is, the elastic member 139 has a hole 139a attached to the end portion of the ultraviolet lamp 140 and a step that contacts the end surface 132a and the inner peripheral surface 132b of the thick portion 132 of the photocatalytic filter 30. For this reason, both ends of the photocatalytic filter 30 are sealed by mounting the elastic member 139 and the photocatalytic filter 30 can be supported via the ultraviolet lamp 140.
  • the ultraviolet lamp 140 is first inserted into the hollow portion 131 of the photocatalyst filter 30.
  • the elastic members 139 and 139 are attached to both ends of the photocatalyst filter 30 and both ends of the ultraviolet lamp 140, respectively, with the electrodes 140a and 140a at both ends of the ultraviolet lamp 140 being exposed from the both end surfaces 132a and 132a, respectively.
  • an ultraviolet lamp 140 on which the photocatalytic filter 30 is supported is inserted through an elastic member 139 from one of the opening 205 on the front surface of the storage case 201 and the opening 206 on the rear surface (for example, the front opening 205).
  • the electrodes 140 and 140 are respectively positioned on the left and right sides, and attached to the pair of left and right socket portions 17 and 17 in the storage case 201, respectively.
  • This mounting method is an example, and one electrode 140a of both ends of the ultraviolet lamp 140 is mounted on one socket portion 17, and then the elastic member 139 is mounted on the other, and the other electrode 140a is mounted on the other.
  • a method of attaching to the socket part 17 is also possible.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing a state where the electrodes 140 a and 140 a at both ends of the ultraviolet lamp 140 are attached to the pair of left and right socket portions 17 and 17.
  • a plurality of sets including the ultraviolet lamp 140 and the photocatalytic filter 30 are arranged in a line along the vertical direction of the storage case 201.
  • the photocatalytic filters 30, 30, 30 adjacent to each other in the vertical direction have a structure in which the outer peripheries are in contact with each other without gaps.
  • the ultraviolet lamp 140 is controlled to be turned on and off by a control circuit mechanism unit 9 including a power supply, a control circuit, and the like.
  • the ultraviolet lamp 140 is inserted into the hollow portion 131 of the photocatalytic filter 30 and disposed with a gap d having a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion 132.
  • the titanium oxide layer as the photocatalyst layer is irradiated with ultraviolet rays very efficiently, and harmful substances in the air are oxidized and decomposed very efficiently when the air passes through the photocatalyst filter 30. For this reason, harmful substances are captured and decomposed and removed very efficiently by the photocatalytic filter 30. Accordingly, the photocatalytic filter 30 having a size smaller than that of the photocatalytic filter used in the conventional air cleaning device disclosed in Patent Document 1 exhibits an air cleaning capability equal to or higher than that of the conventional one. Therefore, the size of the air cleaner can be reduced.
  • both ends of the hollow photocatalyst filter 30 are supported and disposed in the air purifier 200, and the photocatalyst filter is not directly inserted into and stored in the storage case as in the conventional case.
  • the elastic member 139 is attached to both ends of the photocatalytic filter 30 so that the outer peripheral surface of the photocatalytic filter 30 comes into direct contact with the storage case 201 or the outer peripheral surface of the photocatalytic filter 30 when the photocatalytic filter 30 is stored. Is not held in direct contact with the storage case 201. For this reason, when the photocatalyst filter 30 is accommodated in the air purifier 200, the photocatalyst filter 30 is not impacted and broken, and dust of the constituent material of the photocatalyst filter 30 is not generated.
  • a plurality of sets including the ultraviolet lamp 140 and the photocatalytic filter 30 are described as being arranged and stored in a line along the vertical direction of the storage case 201. It is possible to arrange and store only two sets, or to arrange and store two sets or four sets or more.
  • the case where the photocatalytic filter 30 is formed in a cylindrical shape is illustrated, but any shape can be used as long as it is hollow. Further, the case where one ultraviolet lamp 140 is disposed per one independently separated photocatalytic filter 30 is illustrated, but a plurality of ultraviolet lamps 140 are disposed per one independently separated photocatalytic filter 30. May be.
  • FIGS. 7A and 7B show other configuration examples corresponding to FIGS. 6B and 4, respectively.
  • vertical with respect to the insertion direction of the ultraviolet lamp 140 is formed in the square (for example, square). Further, as shown in FIG. 7B, one ultraviolet lamp 140 is arranged for each independently separated photocatalytic filter 30, and a plurality of sets of the photocatalytic filters 30 and the ultraviolet lamps 140 are accommodated to store the air cleaner. 200 is configured.
  • FIGS. 8A and 8B show other configuration examples corresponding to FIGS. 6B and 4, respectively.
  • the cross-sectional shape of the photocatalytic filter 30 perpendicular to the insertion direction of the ultraviolet lamp 140 is a quadrangle (for example, a rectangle).
  • a plurality of (for example, three) ultraviolet lamps 140, 140, 140 are arranged per one independently separated photocatalytic filter 30, and one set of the photocatalytic filter 30 and the ultraviolet lamp are arranged.
  • the air purifier 200 is configured.
  • FIG. 9 exemplifies an air purifier configured by arranging the storage case 201 in a duct of an indoor air conditioner or an automobile air conditioner.
  • a storage case 201 is provided in a duct 210, and an air flow is formed in the longitudinal direction of the duct 210 as indicated by an arrow by an axial fan or the like (not shown), so that an air conditioner duct is formed. Hazardous substances in the air passing through the inside are captured, decomposed and removed.
  • the duct is an example, and a storage case 201 may be provided in another arbitrary pipe to capture and decompose and remove harmful substances in the air passing through the pipe.
  • the layout of the air purifier 200 described in the first embodiment is an example, and any other layout can be used.
  • FIG. 10 shows a configuration example of a layout different from the layout of the air purifier 200 described in the first embodiment.
  • 10A, 10B, and 10C are cross-sectional views of the air cleaner 200 of the third embodiment
  • FIGS. 11A and 11B are views of the air cleaner 200 of the third embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional perspective view
  • FIG. 12 is an external perspective view of components of the air cleaner 200 of the third embodiment.
  • FIG. 10A shows a longitudinal sectional view of the air purifier 200
  • FIG. 10B shows an AA section of FIG. 10A
  • FIG. 10C shows FIG. BB cross section is shown.
  • FIG. 11A shows a state where only the ultraviolet lamp 140 is attached to the air cleaner 200
  • FIG. 11B shows a state where both the ultraviolet lamp 140 and the photocatalytic filter 30 are attached to the air cleaner 200. Is shown.
  • a hollow photocatalytic filter 30 and an ultraviolet lamp 140 similar to those shown in FIGS. A cleaner 200 is configured.
  • the casing 300 has a substantially cylindrical shape, and the photocatalytic filter 30 is also formed in a similar cylindrical shape.
  • the cylindrical casing 300 is installed such that the longitudinal direction is the vertical vertical direction.
  • the air cleaner 200 according to the third embodiment is installed, for example, in an automobile.
  • the air purifier 200 can be driven by inserting a plug into a cigarette lighter socket in an automobile.
  • UV-resistant plastic for example, ABS can be used as the housing 300 and the material inside the housing 300.
  • the housing 300 has an air inlet 302 and an air outlet 303 formed therein.
  • the air inlet 302 is provided on the lower side surface of the casing 300, and the air outlet 303 is provided on the upper plate 300 ⁇ / b> T of the casing 300.
  • the air exhaust port 303 and the ultraviolet lamp 140 are inserted and arranged from the upper side to the lower side of the housing 300, and the photocatalyst filter 30, the partition plate 301, and the blower 310 constituting the air flow forming unit are arranged.
  • the structure is arranged sequentially.
  • the air inlet 302 is formed on the side of the blower 310.
  • the blower 310 is a centrifugal blower, and sucks air in the axial direction from the air suction port 311 and sends air in the circumferential direction from the air feed port 312.
  • An air discharge port 303 is provided on one end side (upper side) of the photocatalyst filter 30 in the longitudinal direction, and an air delivery port 312 of the blower 310 is provided on the other end side (lower side) of the photocatalyst filter 30 in the longitudinal direction.
  • the blower 310 and the photocatalytic filter 30 are partitioned by a partition plate 301.
  • the partition plate 301 is configured to close the lower end surface of the photocatalytic filter 30 and to communicate the air delivery port 312 of the blower 310 and the outer peripheral surface of the thick portion 132 of the photocatalytic filter 30 through the opening 304. ing.
  • the photocatalytic filter 30 is supported in the housing 300 by a partition plate 301 as a support means.
  • the partition plate 301 is connected to the inner peripheral surface of the housing 300 and supports the lower ends of the photocatalytic filter 30 and the ultraviolet lamp 140.
  • a lower holding member 305 is provided on the upper surface of the partition plate 301.
  • a socket portion 17 is provided in the lower holding member 305.
  • the lower holding member 305 has a hole 305c through which the ultraviolet lamp 140 can be inserted, and an annular portion 305a having a diameter capable of contacting the inner peripheral surface of the photocatalytic filter 30 (thick portion 132), and the photocatalytic filter 30 A seating surface 305b that can come into contact with the end surface 132a is provided.
  • the upper plate 300T of the housing 300 is detachable from the main body of the housing 300 as shown in FIG. 12, and the photocatalytic filter 30 and the ultraviolet lamp 140 are mounted by attaching the upper plate 300T to the main body of the housing 300. The upper end of the is supported.
  • the socket portion 17 is provided on the inner side surface (lower surface) of the upper plate 300T of the housing 300.
  • an air discharge port 303 has a gap d between the thick portion 132 of the photocatalytic filter 30 and the ultraviolet lamp 140 (FIG. 6B).
  • the air outlet 303 is formed at a position communicating with the hollow portion 131. In the present embodiment, the diameter of the air outlet 303 is larger than the gap d.
  • An upper holding member 300S is provided on the inner surface of the upper plate 300T.
  • the upper holding member 300 ⁇ / b> S is formed in an annular shape having a diameter on the outer periphery of the air discharge port 303 and capable of contacting the outer peripheral surface of the photocatalytic filter 30 (the outer peripheral surface of the thick portion 132).
  • the upper end surface 132a of the photocatalytic filter 30 is designed to be disposed at a position separated from the inner side surface (lower surface) of the upper plate 300T.
  • the photocatalytic filter 30 and the ultraviolet lamp 140 As shown by a one-dot chain line in FIG. 12, first, the upper plate 300T is removed, and in this state, the ultraviolet lamp 140 is inserted into the housing 300 and the ultraviolet lamp is inserted.
  • the lower electrode 140 a of 140 is attached to the socket portion 17 provided on the partition plate 301, and then the photocatalytic filter 30 is inserted in the same manner so that the lower end surface 132 a of the photocatalytic filter 30 is the seating surface 305 b of the lower holding member 305.
  • the lower inner peripheral surface (the lower inner peripheral surface of the thick portion 132) of the photocatalytic filter 30 is positioned at a position where it can contact the annular portion 305a of the lower holding member 305, and then the photocatalytic filter 30.
  • the upper outer peripheral surface (the upper outer peripheral surface of the thick portion 132) is in contact with the upper holding member 300S, and the upper electrode 140a of the ultraviolet lamp 140 is provided on the upper plate 300T. Attaching the top plate 300T in the body of the housing 300 is positioned at a position capable of mounting the socket section 17.
  • FIG. 11A shows a state in which the electrodes 140a and 140a at both ends of the ultraviolet lamp 140 are mounted and supported by the socket portions 17 and 17 provided inside the housing 300.
  • FIG. ) Shows a state where both ends of the photocatalytic filter 30 are supported by the partition plate 301 and the upper plate 300T via the lower holding member 305 and the upper holding member 300S, respectively.
  • the lower end portion of the photocatalytic filter 30 is sealed, and the hollow portion 131 can be communicated with the air discharge port 303 so that air does not leak outward from the upper end portion of the photocatalytic filter 30. . Further, the relative position of the ultraviolet lamp 140 and the photocatalytic filter 30 can be positioned at a position where the gap d can be maintained.
  • the support structure of the photocatalyst filter 30 is an example.
  • the photocatalyst filter 30 may be supported by forming grooves corresponding to the end surface 132a of the photocatalyst filter 30 in the upper plate 300T and the partition position 131, respectively. Good.
  • control circuit mechanism unit 9 is arranged at a predetermined location in the housing 300, controls the turning on and off of the ultraviolet lamp 140 and controls the blower 310.
  • the blower 310 when the blower 310 rotates, the blower 310 sucks air sucked from the air suction port 302 from the air suction port 311 and sends it out from the air delivery port 312 to partition the air.
  • the hollow portion 131 is supplied to the hollow portion 131 through the opening portion 304 of the plate 301 and the thick portion 132 of the photocatalytic filter 30, and is discharged to the outside of the casing 300 through the hollow portion 131 and the air discharge port 303.
  • the ultraviolet lamp 140 is assumed to be lit.
  • the ultraviolet lamp 140 is inserted into the hollow portion 131 of the photocatalytic filter 30 and disposed with a gap d having a predetermined size with respect to the inner peripheral surface of the thick portion 132.
  • the titanium oxide layer as the photocatalyst layer is irradiated with ultraviolet rays very efficiently, and harmful substances in the air are oxidized and decomposed very efficiently when the air passes through the photocatalyst filter 30. For this reason, harmful substances are captured and decomposed and removed very efficiently by the photocatalytic filter 30.
  • the casing 300 is configured in a cylindrical shape corresponding to the shape of the photocatalytic filter 30, further downsizing is achieved as compared with the air purifier 200 of the first embodiment, and the installation space such as in an automobile is reduced. Suitable for air cleaning applications in small places.
  • both ends of the hollow photocatalyst filter 30 are supported and arranged in the air purifier 200, and the photocatalyst filter is not directly inserted into and stored in the storage case as in the prior art.
  • the photocatalytic filter 30 is not impacted and broken when it is stored in the air purifier 200, and dust of the constituent material of the photocatalytic filter 30 is not generated.
  • the photocatalytic filter 30 may have a rectangular cross section as shown in FIGS. 7 (a) and 8 (a).
  • the photocatalytic filter 30 having a ceramic porous body as a base material is used.
  • a photocatalytic layer is formed on the surface of the base material.
  • the photocatalyst filter 30 having any material such as plastic, metal, or glass is also possible to use as a base material, as long as the photocatalyst layer can be held (during loading) on the base material.
  • FIG. 13 illustrates a photocatalytic filter 30 corresponding to FIG.
  • plastic, metal, or glass is used as the base material, and the thick portion 132 made of the material has a plurality of through-holes 12, 12,... Communicating in the thickness direction as shown partially enlarged. It is formed.
  • the through-hole 12 is a hole corresponding to the hole 133 structurally formed as the ceramic porous body described above, and air flows into the hollow part 131 through the thick part 132, or the air is thick from the hollow part 131. It is an artificially formed hole that can flow out to the outside through the portion 132.
  • the through-hole 12 can be easily formed using a plastic or metal processing technique.
  • a plurality of granular photocatalyst carriers 21, 21... are housed in a hollow housing 31 to constitute a photocatalytic filter 30 in the first embodiment, It is also possible to configure the air purifying apparatus of the second embodiment and the third embodiment.
  • the granular photocatalyst carrier 21 is formed by forming a titanium oxide layer on the surface of a granular substrate made of, for example, artificial zeolite.
  • FIG. 14 shows a photocatalytic filter 30 corresponding to FIG. 6A, in which the container 31 is formed in a cylindrical shape, and the photocatalytic filter 30 is formed in a cylindrical shape.
  • the container 31 is deformed with a metal or the like as a material in order to maintain its shape. It is desirable that the housing case be hard and strong. In addition, as long as a certain shape can be hold
  • the photocatalytic filter 30 having the configuration shown in FIGS. 13 and 14 may also be formed in a quadrilateral cross section in the same manner as in FIGS. 7A and 8A.
  • FIG. 15 illustrates a usage example in which the housing 300 is disposed in the pipe 211.
  • the blower 310 and the air suction port 302 of the casing 300 shown in FIG. be able to.
  • the partition plate 301 constitutes the outer plate of the housing 300, and the opening 304 functions as an “air intake port”.
  • a housing 300 is provided in the pipe 211, and an air flow is formed along the longitudinal direction of the pipe 311 as shown by an arrow by an axial fan or the like (not shown).
  • the air flowing through the pipe 211 flows into the hollow portion 131 via the thick portion 132 of the photocatalytic filter 30 through the opening 304 of the partition plate 301 as the air inlet of the housing 300 and is supplied to the hollow portion 131.
  • the casing 300 is discharged from the air discharge port 303 via the part 131 and guided to the rear of the pipe 211.
  • the titanium oxide layer 20 as a photocatalyst layer is irradiated with ultraviolet rays and air passes through the photocatalyst filter 30, the harmful substances in the air are oxidatively decomposed and captured by the photocatalyst filter 30. , Decomposed and removed.
  • FIG. 15 shows an example in which the housing 300 is arranged in the pipe 211 having a circular cross section, but the shape of the pipe 211 is arbitrary. Moreover, it is not necessarily limited to piping, and it is also possible to arrange the housing 300 in the duct. For example, when the cross section is a quadrangular shape like the duct 210 shown in FIG. 9, the cross sectional shape of the housing 300 can be a quadrangular shape according to the shape.
  • the photocatalytic filter 30 may have a rectangular cross section as in FIGS. 7A and 8A, and the photocatalytic filter 30 may be made of plastic, metal,
  • the photocatalyst filter 30 may be constituted by accommodating a plurality of granular photocatalyst carriers 21, 21... In the container 31 as in FIG.
  • FIG. 13 illustrates an example in which a photocatalytic filter 30 is formed by forming a photocatalyst layer of titanium oxide or the like on the surface of a base material made of plastic or the like.
  • FIG. 16 shows a developed view of the photocatalytic filter 30 of the fifth embodiment.
  • FIG. 16A is a front view of the developed photocatalytic filter 30 of the fifth embodiment
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the cylindrical photocatalytic filter 30 can be manufactured by forming the flat photocatalytic filter 30 (base material 10) shown in a development view in FIG. 16 into a roll shape.
  • the photocatalytic filter 30 is formed by forming a photocatalytic layer 20 such as a titanium oxide layer on the surface of a base material 10 made of plastic, preferably UV-resistant plastic, for example, ABS.
  • the base material 10 has a louver structure. That is, in the base material 10, the frame plate 37 is partitioned by the partition plate 38, and a plurality of blades 39, 39... Are fixed in the vertical direction in the figure in the frame partitioned by the frame plate 37 and the partition plate 38. The structure is arranged at intervals. When viewed from the cross section of the base material 10, the wing plate 39 is disposed with a predetermined inclination angle ⁇ with respect to the plate thickness direction so that the front surface 30a side is lowered and the back surface 30b side is raised.
  • the photocatalytic filter 30 having such a louver structure has a light shielding efficiency between the front surface 30a and the back surface 30b depending on the inclination angle ⁇ , the length and width of the wing plate 39, and the size of the arrangement interval of the wing plates 39 in the vertical direction in the drawing. The amount of air passing can be adjusted.
  • FIG. 17A is a diagram showing a surface layer portion of the photocatalytic filter 30, and FIG. 17B is an enlarged view showing the concave portion 11 of FIG. 17A.
  • a material made of plastic is used as a base material 10, and a plurality of recesses 11 are artificially formed on the surface of the base material 10, and the surface of the base material 10 is finer than the recesses 11.
  • a plurality of fine irregularities 11b are formed. Therefore, the fine unevenness 11b is also formed in the recess 11.
  • a louvered mold (a mold corresponding to the frame plate 37, the cut plate 38, and the wing plate 39) is formed on the original mold plate.
  • a mold corresponding to the plurality of recesses 11, 11, is formed on the original mold plate.
  • the mold is subjected to sand blasting to form a mold corresponding to the plurality of fine irregularities 11b, 11b.
  • a molten plastic material is put into the mold, and a plurality of recesses 11, 11... Are formed on the surface by, for example, injection molding. Are formed with a plurality of fine irregularities 11b, 11b.
  • the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the base material 10.
  • the thickness of the photocatalyst layer 20 can be adjusted according to the depth of the recess 11.
  • the photocatalyst filter 30 manufactured in this way has an extremely high anchor effect of the titanium oxide particles by the concave portions 11 and the fine irregularities 11b in the concave portions 11, and the photocatalytic layer 20 made of titanium oxide is firmly adhered to the surface and is extremely difficult to peel off. It will be a thing.
  • the photocatalytic filter 30 having high durability and high oxidative decomposition ability can be manufactured.
  • FIG. 18 is a view showing the photocatalytic filter 30 of the fifth embodiment, FIG. 18 (a) is a perspective view, and FIG. 18 (b) is a sectional view.
  • the photocatalytic filter 30 having a louver structure is composed of a hollow portion 131 and a thick portion 132 as in the hollow photocatalytic filter 30 shown in FIG. Inserted and placed.
  • the thick portion 132 is formed into a roll shape so that the plate-like photocatalytic filter 30 shown in FIG. 16A is a circumferential direction. It is desirable that the front surface 30a be on the outer peripheral side and the back surface 30b be on the inner peripheral side. With this arrangement, the photocatalyst layer can be efficiently irradiated with the ultraviolet rays generated by the ultraviolet lamp 140, and the shielding efficiency of the ultraviolet rays can be improved.
  • the louver-structured photocatalytic filter 30 shown in FIG. 18 is similar to the photocatalytic filter 30 described in each of the above-described embodiments, and includes an indoor air purifier, an automobile air purifier, a duct air purifier, and a pipe interior. It can be used for various applications such as an air cleaning device.
  • the gap between the blades 39 adjacent to each other in the circumferential direction in the photocatalytic filter 30 is a hole for air passage in the thickness direction of the thick portion 132 as in the case of the through hole 12 shown in FIG. Function.
  • the photocatalytic filter 30 having the louver structure shown in FIG. 18 is used in an air cleaning device having the same configuration as that of each of the embodiments described above, ultraviolet rays are extremely applied to the titanium oxide layer 20 as the photocatalytic layer.
  • harmful substances in the air are oxidized and decomposed very efficiently by the photocatalytic filter 30, and the harmful substances are captured and decomposed very efficiently by the photocatalytic filter 30. It will be.
  • the photocatalytic filter 30 of the fifth embodiment since the titanium oxide layer 20 is extremely difficult to peel off, the ultraviolet shielding efficiency is high and the influence of ultraviolet rays to the outside can be suppressed as much as possible. The durability of the equipment will be extremely high.
  • the photocatalytic filter 30 may have a quadrangular cross section as in FIGS. 7 (a) and 8 (a).
  • FIG.20 (b) is sectional drawing which shows notionally the effect
  • the titanium oxide layer 20 which is a photocatalyst layer
  • ultraviolet light L of an ultraviolet lamp not shown
  • the excited and activated photocatalyst reacts with harmful substances in the air, and the harmful substances are oxidized and decomposed.
  • An oxidative decomposition product 11 d (reaction product) such as the above is generated and deposited on the surface of the photocatalytic filter 30.
  • the specific gravity of carbon dioxide gas is heavier than that of air and is easily deposited in the recess 11, and the oxidative decomposition product 11 d such as carbon dioxide deposited in the recess 11 cannot be easily removed.
  • the oxidative decomposition product 11d deposited on the surface of the photocatalytic filter 30 inhibits the irradiation of the ultraviolet light L onto the titanium oxide layer 20. Therefore, when the photocatalytic filter 30 is used for a long time, the ability to oxidize and decompose harmful substances may be reduced.
  • the purpose of the sixth embodiment is to remove the oxidative decomposition product 11d so as not to inhibit the irradiation of the ultraviolet light L onto the titanium oxide layer 20.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating the base material 10 used in the sixth embodiment, and is a diagram illustrating the base material 10 constituting the photocatalytic filter 30 having a louver structure.
  • 19A is a view of the portion of the wing plate 39 of the base material 10 as viewed from above
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of the wing plate 39
  • FIG. It is a perspective view which expands and shows a part of surface.
  • the surface of the slat 39 includes a plurality of circular recesses 11, 11,... Having a predetermined diameter d1 (for example, 1.5 mm) as viewed from above. It is formed at a predetermined pitch PT1 (for example, 2 mm) in the width direction, the length direction, that is, the vertical direction in the drawing and the horizontal direction in the drawing. Further, on the surface of the slat 39, as shown by broken lines in the figure, a groove that traverses the plurality of recesses 11, 11,..., Is a groove 11c into which the oxidative decomposition product 11d of harmful substances by the photocatalyst layer is guided. Is formed.
  • the grooves 11c are formed in the vertical direction in the figure and in the horizontal direction in the figure so as to intersect each other perpendicularly at the center of the concave part 11 at the same pitch PT1 of the concave part 11.
  • the recess 11 has a predetermined depth dp1 (for example, 0.3 mm), and the groove 11c has the same depth dp1 as indicated by a broken line in the figure. ing.
  • the depth dp1 and the width of the groove 11c are such that the oxidative decomposition product 11d is guided to the groove 11c and the oxidative decomposition product 11d is removed so as not to inhibit the irradiation of the ultraviolet light L onto the titanium oxide layer 20. It is set to a value that is possible.
  • a plurality of fine irregularities 11b are formed on the surface of the base material 10 which is the slat 39 as in the fifth embodiment.
  • the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the substrate 10, and the photocatalytic filter 30 is manufactured.
  • the substrate 10 can be made of plastic.
  • the photocatalytic filter 30 used in the air cleaning device of this embodiment removes the oxidative decomposition product 11d by guiding the oxidative decomposition product 11d to the groove 11c, and inhibits the irradiation of the ultraviolet light L onto the titanium oxide layer 20. You can avoid it.
  • Fig.20 (a) is sectional drawing which shows notionally the effect
  • the excited and activated photocatalyst reacts with harmful substances in the air to oxidize and decompose the harmful substances.
  • an oxidative decomposition product 11d reaction product
  • the generated oxidative decomposition product 11d is intensively guided to the groove 11c as indicated by an arrow in the figure, and is removed from the surface of the photocatalytic filter 30, particularly from the recess 11.
  • the photocatalytic filter 30 even if the photocatalytic filter 30 is used for a long period of time, it is possible to suppress the oxidative decomposition product 11d from being deposited particularly on the concave portion 11 on the surface of the photocatalytic filter 10, and to suppress a decrease in the ability to oxidize and decompose harmful substances. it can. Thereby, the durability of the photocatalytic filter 30 is dramatically improved.
  • FIG. 19 the case where the groove 11c is formed so as to intersect perpendicularly at the center of the concave portion 11 at a predetermined pitch PT1 in the width direction and the length direction of the wing plate 39 has been described as an example.
  • the form of formation is arbitrary, and as shown in FIG. 21 (a), it may be formed in an oblique direction of the slats 39. As shown in FIG. 21 (b), only one groove 11c is formed in the recess 11. You may form so that it may cross.
  • the photocatalyst filter 30 is formed in an arbitrary place such as an air intake of a building such as a factory or a building, a ventilation fan, an exhaust duct of an indoor or automobile air conditioner in a shape and a size corresponding to the place. Can be installed.

Abstract

　空気清浄装置による空気清浄能力の向上若しくは維持を図りつつも更なるコンパクト化、低コスト化を達成できるようにし、また、空気清浄装置に収納される光触媒フィルタが衝撃を受けた際に割れたり、光触媒フィルタの構成材料の粉塵が発生することがないようにすることを目的とする空気清浄装置である。基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている。紫外線ランプは、光触媒フィルタの中空部に挿通されることにより肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置されている。収納ケースは、紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる方向に、空気流入用の開口部と空気流出用の開口部が配置される態様で、紫外線ランプおよび光触媒フィルタを収納する。支持手段は、収納ケース内で光触媒フィルタの両端および紫外線ランプの両端を支持している。

Description

空気清浄装置
本発明は、光触媒フィルタを収納した空気清浄装置に関するものである。
従来より、光触媒を利用してウイルスなどの有害物を捕獲、分解除去する光触媒フィルタが開発され、製品化されている。
　現在市販されている光触媒フィルタは、アルミナセラミック多孔質体を基材として、その基材表面に酸化チタン（二酸化チタン：ＴiＯ2）からなる紫外線応答型の光触媒層を形成したものが主流を占めている。なお、酸化チタンには、光触媒性能の高いアナターゼ型が主として使用される。酸化チタンは、光触媒活性層の比表面積を拡大させて分解除去能力を高めるために、粒径が小さい微粒子、とりわけ粒径数ナノオーダーのナノ粒子が用いられる。
　光触媒フィルタは、空気清浄用、水（汚染排水）清浄用と様々な用途に用いられる。また空気清浄用としても、空気清浄機内に収容されるもの、室内への空気導入路あるいは室外への空気排気路に取り付けられるものなどがあり、様々な場所に設けることができる。
光触媒フィルタを、たとえば空気清浄機内に収容する場合には、空気清浄機の筐体内に、光触媒フィルタに加えて、紫外線ランプが収容される。紫外線ランプは、光触媒に紫外線を照射し光触媒を励起し空気中の有害物を酸化分解させるために用いられる。また同筐体内に、外気を取り込み光触媒フィルタに空気を通過させて外部に排出させるために吸入ファンが収納される。
これにより空気清浄機に外気が取り込まれて光触媒フィルタを外気が通過し、その際に有害物が光触媒フィルタで捕獲、分解除去され、清浄な空気となって外部に排出される。
本出願人は、下記特許文献１に掲げるように、光触媒を利用して空気中の汚染物質を分解除去する空気清浄機に関する考案であって、家庭用にコンパクト化し、かつメンテナンス性を高めた機構、構造に関する考案を、既に出願し、実用新案登録している。
光触媒の基材に、セラミックを用いているのは、表面に凹部が形成されており、それにより、吸水性があり、光触媒フィルタの製造の際に酸化チタンのスラリーを表面で吸水して保持できる利点があること、また紫外線を照射しても酸化しにくいこと、などの理由からである。また、アルミナセラミックを用いているのは、光の反射性がよく紫外線が光触媒に効率よく照射され酸化分解能力が高まるなどの理由からである。
また光触媒の基材を多孔質体としているのは、有害物除去対象となる空気を通過させるため、また光透過性を高めて光触媒に紫外光を効率よく照射して酸化分解能力を高めるためなどの理由による。
また、特許文献２には、円筒状の光触媒フィルタを紫外線透過性材料で形成された二重管状の反応管内に装着し、反応管の長手方向の一端に供給管を接続するとともに他端に排出管を接続し、供給管を介して汚染空気を反応管内に供給し、排出管から除汚空気を排出して、反応管の長手方向に空気の流れを形成して汚染物を除去するという発明が記載されている。
実用新案登録第３１５０８９４号公報（実願２００９-１５９５号） 特開２０１０－８８９６４号公報
　特許文献１に示される従来の空気清浄機は、コンパクト化されているとはいえ、自動車などの車内に設置するには大きすぎるという問題がある。さらに家庭用に設置する際にも更なるコンパクト化、更なる低コスト化が求められている。
また、従来の空気清浄機に収納される光触媒フィルタは板状に形成されており空気清浄機に光触媒フィルタを直接挿入して収納するようにしているため、たとえば空気清浄機から光触媒フィルタを出し入れする際に、衝撃で割れたり、空気清浄機の収納ケースとの接触面で光触媒フィルタを構成する材料（セラミック）の粉塵が発生することがある。この結果、光触媒フィルタの酸化分解能力が低下したり、セラミックの粉塵が空気清浄機内部から外部に排出されて、室内を汚染するおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、空気清浄装置による空気清浄能力の向上若しくは維持を図りつつも更なるコンパクト化、低コスト化を達成できるようにすることを解決課題とするものである。また、本発明は、空気清浄装置に収納される光触媒フィルタが衝撃を受けた際に割れたり、光触媒フィルタの構成材料の粉塵が発生することがないようにすることを解決課題とするものである。
第１発明は、
基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている光触媒フィルタと、
前記光触媒フィルタの前記中空部に挿通されることにより前記肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置された紫外線ランプと、
前記紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる方向に、空気流入用の開口部と空気流出用の開口部が配置される態様で、前記紫外線ランプおよび前記光触媒フィルタが収納される収納ケースと、
前記収納ケース内で前記光触媒フィルタの両端および前記紫外線ランプの両端を支持する支持手段と
を備えた空気清浄装置であることを特徴とする。
第２発明は、第１発明において、
前記基材は、セラミック多孔質体であることを特徴とする。
第３発明は、第１発明において、
前記基材は、プラスチックまたは金属またはガラスであることを特徴とする。
第４発明は、第１発明において、
前記光触媒フィルタは円筒状に形成されていることを特徴とする。
第５発明は、第１発明において、
紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状は、四角形であることを特徴とする。
第６発明は、第１発明において、
前記所定の大きさの隙間は、２ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする。
第７発明は、第１発明において、
紫外線ランプの両端は、収納ケースの内部に設けられた各ソケット部に装着され、光触媒フィルタの両端はそれぞれ、弾性部材を介して紫外線ランプによって支持される構造であることを特徴とする。
第８発明は、
基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている光触媒フィルタと、
前記光触媒フィルタの前記中空部に挿通されることにより前記肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置された紫外線ランプと、
前記光触媒フィルタおよび前記紫外線ランプを収納する筐体と、
前記筐体内で前記光触媒フィルタの両端および前記紫外線ランプの両端を支持する支持手段と、
前記筐体に形成された空気吸入口および空気排出口と、
前記空気吸入口から吸入された空気を前記肉厚部を介して前記所定の大きさの隙間に供給し、当該所定の大きさの隙間を経由して前記空気排出口を介して前記筐体の外部に排出させる空気の流れを形成する空気流れ形成手段と
を備えた空気清浄装置であることを特徴とする。
第９発明は、第８発明において、
前記空気流れ形成手段は、
送風機を含んで構成されていることを特徴とする。
第１０発明は、第９発明において、
前記光触媒フィルタの長手方向の一端側に前記空気排出口が設けられ、前記光触媒フィルタの長手方向の他端側に、前記送風機の空気送り出し口が設けれ、
前記送風機と前記光触媒フィルタとは、当該光触媒フィルタの他端を閉塞し、かつ前記送風機の空気送り出し口と前記光触媒フィルタの肉厚部の外周面とを連通する仕切り板によって仕切られていること
を特徴とする。
第１１発明は、第９発明において、
前記筐体の上方から下方に向けて、前記空気排出口、前記光触媒フィルタ、前記仕切り板、前記送風機が順次配置される構造であること
を特徴とする。
第１２発明は、第９発明において、
前記仕切り板は、前記筐体の内周面に接続されて前記光触媒フィルタ端部を支持する請求項１記載の支持手段であること
を特徴とする。
第１３発明は、第８発明において、
前記筐体は、円筒形状であることを特徴とする。
第１４発明は、第８発明において、
前記基材は、セラミック多孔質体であることを特徴とする。
第１５発明は、第８発明において、
前記基材は、プラスチックまたは金属またはガラスであることを特徴とする。
第１６発明は、第８発明において、
前記光触媒フィルタは円筒状に形成されていることを特徴とする。
第１７発明は、第８発明において、
紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状は、四角形であることを特徴とする。
第１８発明は、第８発明において、
前記所定の大きさの隙間は、２ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする。
第１９発明は、第１２発明において、
紫外線ランプの両端はそれぞれ、前記筐体の上板および前記仕切板に設けられた各ソケット部に装着され、光触媒フィルタの両端はそれぞれ、前記筐体の上板および前記仕切板によって支持される構造であることを特徴とする。
第２０発明は、第１発明において、
前記収納ケースは、空気清浄機の装置本体内に設けられることを特徴とする。
第２１発明は、第１発明において、
前記収納ケースは、ダクト内あるいは配管内に配置されることを特徴とする。
第２２発明は、
基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている光触媒フィルタと、
前記光触媒フィルタの前記中空部に挿通されることにより前記肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置された紫外線ランプと、
前記光触媒フィルタおよび前記紫外線ランプを収納する筐体と、
前記筐体内で前記光触媒フィルタの両端および前記紫外線ランプの両端を支持する支持手段と、
前記光触媒フィルタの長手方向の一端側にあって前記筐体に設けられた空気吸入口と、
前記光触媒フィルタの長手方向の他端側にあって前記筐体に設けられた空気排出口と、
前記空気吸入口から吸入された空気を前記肉厚部を介して前記所定の大きさの隙間に供給し、当該所定の大きさの隙間を経由して前記空気排出口を介して前記筐体の外部に排出させる空気の流れを形成する空気流れ形成手段と
を備えた空気清浄装置であることを特徴とする。
第２３発明は、第２２発明において、
前記筐体は、前記空気吸入口および前記空気排出口が、ダクトの長手方向または配管の長手方向に沿って配置されるように当該ダクト内または配管内に設けられ、
前記空気流れ形成手段は、
送風機または吸入ファンを含んで構成され、ダクトまたは配管の長手方向に沿った空気の流れを形成することを特徴とする。
第２４発明は、第１発明において、
前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
を特徴とする。
第２５発明は、第１発明または第２４発明において、
前記光触媒フィルタは、ルーバ構造であること
　を特徴とする。
第２６発明は、第８発明において、
前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
を特徴とする。
第２７発明は、第８発明または第２６発明において、
前記光触媒フィルタは、ルーバ構造であること
　を特徴とする。
第２８発明は、第２２発明において、
前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
を特徴とする。
第２９発明は、第２２発明または第２８発明において、
前記光触媒フィルタは、ルーバ構造であること
　を特徴とする。
第３０発明は、第２４発明または第２６発明または第２８発明において、
前記複数の凹部を横断する溝であって、光触媒層による有害物の酸化分解生成物が導かれる溝が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、紫外線ランプが光触媒フィルタの中空部に挿通されて肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置されているため、紫外線ランプの断面（紫外線ランプの挿通方向に垂直となる断面）中心から半径方向の全方位、所定距離内に、紫外線が照射され得る隙間（空気）、光触媒フィルタ（肉厚部）が存在する。この結果、光触媒層に紫外線が極めて効率よく照射され、空気が光触媒フィルタを通過する際に、極めて効率よく空気中の有害物が酸化分解される。このため有害物が光触媒フィルタにて極めて効率よく捕獲、分解除去される。したがって、特許文献１に示される従来の空気清浄装置に用いられる光触媒フィルタに比して小さいサイズの光触媒フィルタでありながら、従来以上あるいは従来と同等の空気清浄能力を発揮する。よって空気清浄装置の小型化を図ることができる。
また、本発明は、中空状の光触媒フィルタの両端が支持されて空気清浄装置内に配置される構造であり、従来のように収納ケース内に光触媒フィルタを直接挿入、収納するものでないため、光触媒フィルタが空気清浄装置に収納される際に光触媒フィルタが衝撃を受けて割れたり、光触媒フィルタの構成材料の粉塵が発生することがない。
なお、特許文献２に記載された発明は、二重管内に紫外線ランプを隙間なく配置する構造であって、二重管の長手方向の一端から他端に向う空気の流れを形成するというものであり、本発明のように光触媒フィルタの肉厚部の外側から肉厚部を通過して中空部（所定の隙間）を介して外部に空気を排出するという空気を流れを形成するものではないので、本発明と本質的に異なるものである。
図１は、第１実施例の空気清浄機の外観を示す斜視図で、空気清浄機の前面を示した図である。 図２は、第１実施例の空気清浄機の外観を示す斜視図で、空気清浄機の後面を示した図である。 図３は、第１実施例の空気清浄機の各構成要素を示す斜視図である 図４は、空気清浄機を側面からみた断面図であり空気の流れを説明する図である。 図５は、収納ケースの斜視図である。 図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、第１実施例の光触媒フィルタの構造および光触媒フィルタと紫外線ランプの位置関係について示す図である。 図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図６（ｂ）、図４に相当する他の構成例を示す図である。 図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図６（ｂ）、図４に相当する他の構成例を示す図である。 図９は、第２実施例を説明する図で、収納ケースを室内用エアコンあるいは自動車用エアコンのダクト内に配置する使用例を例示する図である。 図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１実施例、第２実施例で説明した空気清浄機のレイアウトとは異なるレイアウトの構成例の第３実施例の空気清浄機を示す図である。 図１１（ａ）、（ｂ）は、第３実施例の空気清浄機の断面斜視図である。 図１２は、第３実施例の空気清浄機の構成要素の外観斜視図である。 図１３は、図６（ａ）に対応する他の材料を用いた光触媒フィルタを例示する図である。 図１４は、図６（ａ）に対応する光触媒フィルタを例示する図で、複数の粒状の光触媒担持体を、中空状に形成した収容体に収納することで構成した光触媒フィルタを示す図である。 図１５は、第４実施例を示す図で、断面円形の配管内に筐体を配置する例を示した図である。 図１６は、第５実施例の光触媒フィルタを展開図として示した図で、図１６（ａ）は、第５実施例の光触媒フィルタを展開したものの正面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 図１７（ａ）は、第５実施例の光触媒フィルタの表層部を示す図で、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の凹部を拡大して示す図である。 図１８は、第５実施例の光触媒フィルタを示す図で、図１８（ａ）は斜視図で、図１８（ｂ）は断面図である。 図１９は、第６実施例に用いられる基材を例示した図であり、ルーバ構造の光触媒フィルタを構成する基材を示した図であり、図３１（ａ）は、基材のうち羽板の部分を上面からみた図で、図３１（ｂ）は、羽板の断面図で、図３１（ｃ）は、羽板の表面を一部拡大して示す斜視図である。 図２０（ａ）は、第６実施例に示される空気清浄装置に使用される光触媒フィルタの作用を概念的に示す断面図で、図２０（ｂ）は、第５実施例に示される空気清浄装置に使用される光触媒フィルタの作用を概念的に示す断面図である。 図２１（ａ）、（ｂ）は、溝の形成態様を例示する図である。
　３０　光触媒フィルタ、１４０　紫外線ランプ、２００　空気清浄機、２０１　収納ケース、３００　筐体
　以下、図面を参照して、本発明に係る空気清浄装置の実施の形態について説明する。
（第１実施例）
図１および図２は、第１実施例の空気清浄機２００の外観を斜視図にて示したものである。
図１は、空気清浄機２００の前面を示し、図２は、空気清浄機２００の後面を示している。
空気清浄機２００は、フロントパネル８が装置本体１に装着された状態で、室内等に置かれ、作動する。
空気清浄機２００の左右側面には、外部より空気を吸気する吸気口２０３が形成されているとともに、空気清浄機２００の後面には、外部に空気を排気する排気口２０４が形成されている。
図３は、第１実施例の空気清浄機２００の各構成要素を斜視図にて示している。また図４は、空気清浄機２００を側面からみた断面図であり空気の流れを説明する図である。
図３、図４の図中左側を空気清浄機２００の前側、図中右側を空気清浄機２００の後ろ側と定義する。
　同図３、４に示すように、空気清浄機２００は、大きくは、装置本体１と、収納ケース２０１と、プレフィルタ７と、フロントパネル８と、制御回路機構部９とから構成されている。
装置本体１は、後述するモータ内蔵の吸引ファン２０２を後部内側に備え、前面が開放されて収容凹所３が形成されている。
空気清浄機２００には、収納ケース２０１が収容されている。なお収納ケース２０１の材料には、耐紫外線のプラスチック、たとえばＡＢＳを用いることができる。
収納ケース２０１は、装置本体１の収容凹所３内に脱着可能に収容され、内部に後述する紫外線ランプ１４０および後述する光触媒フィルタ３０が脱着可能に収納されている。なお紫外線ランプ１４０は、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤなどを用いることができる。
空気清浄機２００の後部にあって収納ケース２０１よりも後方には、吸引ファン２０２が設けられる。なお、吸引ファン２０２は、モータ、制御回路等で構成される制御回路機構部９によって駆動制御される。
プレフィルタ７は、ネット状に形成されており、収納ケース２０１の前面を覆うように配置されている。
フロントパネル８は、プレフィルタ７の前面に離間した状態で被せられるよう、装置本体１の収容凹所３側に対し脱着可能に取り付けられている。フロントパネル８と装置本体１とが互いに離間した状態で装着されることで、左右両側面に、プレフィルタ７、収納ケース２０１の前面の開口部２０５、後面の開口部２０６を経て排気口２０４に通じる吸気口２０３（図１、図２）が形成される。すなわち、空気清浄機２００の前部にあって収納ケース２０１の前方には、吸気口２０３が形成されている。空気清浄機２００の後部にあって吸引ファン２０２よりも後方には、排気口２０４が設けられる
収納ケース２０１には、空気流入用の開口部２０５と空気流出用の開口部２０６が形成されている。収納ケース２０１は、空気流入用の開口部２０５が空気清浄機２００の前側に位置し空気流出用の開口部２０６が空気清浄機２００の後ろ側に位置するように、配置されている。
制御回路機構部９は、装置本体１の収容凹所３内の所定箇所に配され、後述する紫外線ランプ１４０および前述の吸引ファン２０２等を駆動制御する。
図５は、収納ケース２０１を斜視図にて示している。
収納ケース２０１は、前面、後面それぞれに開口部２０５、２０６を有する矩形箱状に形成されている。
収納ケース２０１の内部には、中空状の光触媒フィルタ３０の中空部１３１内に紫外線ランプ１４０が配置された状態で、これら光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０が収納されている。
ここで、本第１実施例の光触媒フィルタ３０の構造および光触媒フィルタ３０と紫外線ランプ１４０の位置関係について図６を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、光触媒フィルタ３０は、円筒形状に形成されており、中空部１３１と、当該中空部１３１を覆う肉厚部１３２とからなる。肉厚部１３２は、たとえばアルミナセラミック多孔質体を基材とし、その表面に光触媒層としての酸化チタン層が形成されてなるものである。肉厚部１３２には、一部を拡大して示すように、肉厚方向に連通する孔、つまりセラミック多孔質体として構造上有する孔１３３が形成されている。したがって、肉厚部１３２を介して空気が中空部１３１に流入することが可能な構造あるいは中空部１３１から空気が肉厚部１３２を介して外部に流出することが可能な構造となっている。
図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、光触媒フィルタ３０は、中空部１３１に、紫外線ランプ１４０を挿通でき配置することができる内径、長さになるように製造されている。光触媒フィルタ３０の内径は、紫外線ランプ１４０が中空部１３１に挿通された際に肉厚部１３２の内周面に対して所定の大きさの隙間ｄ、望ましくは２ｍｍ～２０ｍｍの隙間ｄを以って配置することができる大きさに設定される。なお、光触媒フィルタ３０の内径Ｄは、上記隙間ｄと紫外線ランプ１４０の直径Ｘとを合計した値D＝Ｘ+２ｄとして設定される。
図５に戻り、収納ケース２０１の内部には、中空部１３１に紫外線ランプ１４０が配置された状態で光触媒フィルタ３０が収納される。この場合、紫外線ランプ１４０の挿通方向に対して垂直となる方向に、空気流入用の開口部２０５と空気流出用の開口部２０６が配置される態様で、紫外線ランプ１４０の両端が支持されて光触媒フィルタ３０が収納される。
収納ケース２０１の内部中央には、３本の紫外線ランプ１４０、１４０、１４０が所定の間隔を置いて横向き並列となって取り付けられている。各紫外線ランプ１４０は、収納ケース２０１内部の左右内壁に設けられている上段、中段、下段それぞれ左右一対のソケット部１７、１７、１７に各装着されている。これにより前面の開口部２０５、後面の開口部２０６のいずれかの開口部を通しての各紫外線ランプ１４０および光触媒フィルタ３０の脱着を可能としている。
このように紫外線ランプ１４０の両端は、上記のごとく収納ケース２０１の内部に設けられた各ソケット部１７に装着されているとともに、光触媒フィルタ３０の両端はそれぞれ、弾性部材（たとえば耐紫外線のゴム）１３９を介して紫外線ランプ１４０によって支持される構造となっている。すなわち弾性部材１３９は、紫外線ランプ１４０の端部に装着される孔１３９ａを有しているとともに光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２の端面１３２ａおよび内周面１３２ｂに当接する段差を有している。このため弾性部材１３９の装着により光触媒フィルタ３０の両端が封止されるとともに、紫外線ランプ１４０を介して光触媒フィルタ３０を支持することができる。これにより光触媒フィルタ３０の中空部１３１から光触媒フィルタ３０の両端部を介して外部へ空気が流出することを阻止することができるとともに、上述した隙間ｄを保持できる位置に紫外線ランプ１４０と光触媒フィルタ３０の相対位置を位置決めすることができる。
収納ケース２０１内に光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を装着するには、同図５に一点鎖線にて示すように、まず、光触媒フィルタ３０の中空部１３１に紫外線ランプ１４０を挿通して紫外線ランプ１４０の両端面１３２ａ、１３２ａそれぞれから、紫外線ランプ１４０の両端それぞれの電極１４０ａ、１４０ａを露出させた状態にして、光触媒フィルタ３０両端および紫外線ランプ１４０の両端それぞれに、弾性部材１３９、１３９を装着する。ついで収納ケース２０１の前面の開口部２０５、後面の開口部２０６のいずれかの開口部（たとえば前面開口部２０５）より、弾性部材１３９を介して光触媒フィルタ３０が支持されている紫外線ランプ１４０を挿入して、各電極１４０、１４０を、それぞれ左右に位置させて、収納ケース２０１内の左右の一対のソケット部１７、１７にそれぞれ装着する。なお、この装着方法は一例であり、紫外線ランプ１４０の両端のうち一方の電極１４０ａを一方のソケット部１７に装着してから、他方に弾性部材１３９を装着して、他方の電極１４０ａを他方のソケット部１７に装着する方法も可能である。
図６（ｃ）は、紫外線ランプ１４０の両端の各電極１４０ａ、１４０ａが左右一対のソケット部１７、１７に装着された状態を断面図にて示している。
このようにして、図３あるいは図４に示すごとく、紫外線ランプ１４０および光触媒フィルタ３０からなる組が複数組（たとえば３組）、収納ケース２０１の上下方向に沿って一列に配置される。
この場合、図４に示すように、上下方向に隣り合う光触媒フィルタ３０、３０、３０は、それらの外周が互いに接触する程度に隙間なく配置する構造とすることが望ましい。なお、紫外線ランプ１４０は、電源、制御回路等からなる制御回路機構部９によってその点灯および消灯が制御される。
図４に矢印にて空気の流れを示すように、吸引ファン２０２が回転すると、空気清浄機２００の吸気口２０３から外気が吸込まれ、収納ケース２０１の空気流入用の開口部２０５を介して、空気が光触媒フィルタ３０に達する。さらに空気は肉厚部１３２を通過して中空部１３１に入り込み、中空部１３１を介して反対側の肉厚部１３２を通過する。さらに空気は、収納ケース２０１の空気流出用の開口部２０６を介して空気清浄機２００の排気口２０４から外部に排出される。このとき紫外線ランプ１４０は点灯状態にあるものとする。
前述したごとく紫外線ランプ１４０は光触媒フィルタ３０の中空部１３１に挿通されて肉厚部１３２の内周面に対して所定の大きさの隙間ｄを以って配置されている。このため、紫外線ランプ１４０の断面（紫外線ランプ１４０の挿通方向に垂直となる断面）中心から半径方向の全方位、所定距離内に、紫外線が照射され得る隙間（空気）、光触媒フィルタ３０（肉厚部１３２）が存在する。この結果、光触媒層としての酸化チタン層に紫外線が極めて効率よく照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、極めて効率よく空気中の有害物が酸化分解される。このため有害物が光触媒フィルタ３０にて極めて効率よく捕獲、分解除去される。したがって、特許文献１に示される従来の空気清浄装置に用いられる光触媒フィルタに比して小さいサイズの光触媒フィルタ３０でありながら、従来以上あるいは従来と同等の空気清浄能力を発揮する。よって空気清浄機の小型化を図ることができる。
また、中空状の光触媒フィルタ３０の両端が支持されて空気清浄機２００内に配置される構造であり、従来のように収納ケース内に光触媒フィルタを直接挿入、収納するものでない。すなわち光触媒フィルタ３０の両端に弾性部材１３９が装着されることで支持されており、光触媒フィルタ３０を収納する際に光触媒フィルタ３０の外周面が収納ケース２０１に直接接触したり光触媒フィルタ３０の外周面が収納ケース２０１に直接接触した状態で保持されるわけではない。このため、光触媒フィルタ３０が空気清浄機２００に収納される際に光触媒フィルタ３０が衝撃を受けて割れたり、光触媒フィルタ３０の構成材料の粉塵が発生することがない。
上述した構成例では、紫外線ランプ１４０および光触媒フィルタ３０からなる組が複数組（たとえば３組）、収納ケース２０１の上下方向に沿って一列に配置、収納されるものとして説明したが、当然１組のみを配置、収納する実施も可能であり、また２組ないしは４組以上を配置、収納する実施も可能である。
上述した構成例では、光触媒フィルタ３０を円筒形状にする場合を例示したが、中空状であれば任意の形状とすることができる。また、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、１本の紫外線ランプ１４０を配置する場合を例示したが、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、複数本の紫外線ランプ１４０を配置するように構成してもよい。
図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図６（ｂ）、図４に相当する他の構成例を示す。
図７（ａ）に示すように、紫外線ランプ１４０の挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタ３０の断面の形状は、四角形（たとえば正方形）に形成されている。また、図７（ｂ）に示すように、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、１本の紫外線ランプ１４０が配置され、複数組の光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を収納することで空気清浄機２００が構成される。
図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図６（ｂ）、図４に相当する他の構成例を示す。
図８（ａ）に示すように、紫外線ランプ１４０の挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタ３０の断面の形状は、四角形（たとえば長方形）に形成されている。また、図８（ｂ）に示すように、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、複数本（たとえば３本）の紫外線ランプ１４０、１４０、１４０が配置され、１組の光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を収納することで空気清浄機２００が構成される。
（第２実施例）
図１～図８で説明した第１実施例では、光触媒フィルタ３０が空気清浄機２００に用いられる場合を例示したが、これは一例であり、任意の用途に用いることができる。
図９は、収納ケース２０１を室内用エアコンあるいは自動車用エアコンのダクト内に配置することで構成した空気清浄装置を例示する。
同図９に示すように、ダクト２１０内に収納ケース２０１が設けられ、図示しない軸流ファンなどによって、矢印にて示すようにダクト２１０の長手方向に空気の流れが形成されて、エアコンのダクト内を通過する空気中の有害物が捕獲、分解除去される。なお、ダクトは一例であり、他の任意の配管内に収納ケース２０１を設けて配管内を通過する空気中の有害物を捕獲、分解除去するようにしてもよい。
（第３実施例）
第１実施例で説明した空気清浄機２００のレイアウトは、一例であり、これ以外の任意のレイアウトにすることができる。
図１０は、第１実施例で説明した空気清浄機２００のレイアウトとは異なるレイアウトの構成例を示す。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第３実施例の空気清浄機２００の各断面図、図１１（ａ）、（ｂ）は、第３実施例の空気清浄機２００の断面斜視図、図１２は、第３実施例の空気清浄機２００の構成要素の外観斜視図である。
図１０、図１１、図１２において、図中上側を空気清浄機２００の上側、図中下側を空気清浄機２００の下側と定義する。図１０（ａ）は、空気清浄機２００の縦断面図を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ－Ａ断面を示し、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のＢ－Ｂ断面を示している。図１１（ａ）は、空気清浄機２００に紫外線ランプ１４０のみが装着された状態を示し、図１１（ｂ）は、空気清浄機２００に紫外線ランプ１４０および光触媒フィルタ３０の両方が装着された状態を示している。
これら図１０、１１、１２に示すように、図６（ａ）、（ｂ）に示されるのと同様の中空状の光触媒フィルタ３０と紫外線ランプ１４０が、筐体３００内に設けられて、空気清浄機２００が構成される。筐体３００は、略円筒形状であり、光触媒フィルタ３０も同様の円筒形状に形成されている。円筒形状の筐体３００は、長手方向が鉛直上下方向となるように設置される。
第３実施例の空気清浄機２００は、たとえば自動車の車内に設置される。この場合、たとえば自動車内のドリンクホルダに設置できる大きさ、形状に設計することが望ましい。また、自動車のバッテリから供給される直流電力で駆動できるように設計することが望ましい。たとえばプラグを自動車内のシガーライタ用ソケットに差し込むことにより空気清浄機２００を駆動できるように構成することが望ましい。
なお筐体３００および筐体３００の内部の材料には、耐紫外線のプラスチック、たとえばＡＢＳを用いることができる。
筐体３００には、空気吸入口３０２および空気排出口３０３が形成されている。空気吸入口３０２は、筐体３００の下側側面に設けられ、空気排出口３０３は、筐体３００の上板３００Ｔに設けられている。
図１０に示すように、筐体３００の上方から下方に向けて、空気排出口３０３、紫外線ランプ１４０が挿通、配置された光触媒フィルタ３０、仕切り板３０１、空気流れ形成手段を構成する送風機３１０が順次配置される構造となっている。空気吸入口３０２は、送風機３１０の側方に形成されている。送風機３１０は、遠心型の送風機であり、空気吸込み口３１１から軸方向に空気を吸込み、空気送り出し口３１２から周方向に空気を送り出す。
光触媒フィルタ３０の長手方向の一端側（上側）に空気排出口３０３が設けられ、光触媒フィルタ３０の長手方向の他端側（下側）に、送風機３１０の空気送り出し口３１２が設けられている。
送風機３１０と光触媒フィルタ３０とは、仕切り板３０１によって仕切られている。仕切り板３０１は、光触媒フィルタ３０の下側端面を閉塞し、かつ送風機３１０の空気送り出し口３１２と光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２の外周面とを開口部３０４を介して連通させるように構成されている。
光触媒フィルタ３０は、筐体３００内で、支持手段としての仕切り板３０１により支持されている。仕切り板３０１は、筐体３００の内周面に接続されており、光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０の下側端部を支持している。
すなわち、仕切り板３０１の上面には、下側保持部材３０５が設けられている。下側保持部材３０５内には、ソケット部１７が設けられている。下側保持部材３０５は、紫外線ランプ１４０が挿通し得る孔３０５ｃを有し、光触媒フィルタ３０（肉厚部１３２）の内周面に当接し得る径を有する円環部３０５ａと、光触媒フィルタ３０の端面１３２ａに当接し得る座面３０５ｂを備えている。
筐体３００の上板３００Ｔは、図１２に示すごとく筐体３００の本体に対して脱着自在であり、上板３００Ｔが筐体３００の本体に装着されることで、光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０の上側端部を支持している。
すなわち、筐体３００の上板３００Ｔの内側面（下面）には、ソケット部１７が設けられている。上板３００Ｔの内側面（下面）にあってソケット部１７の外周には、空気排出口３０３が、光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２と紫外線ランプ１４０との間の隙間ｄ（図６（ｂ））の断面形状（円環状）に沿って配置されている。空気排出口３０３は、中空部１３１に連通する位置に形成されている。なお、本実施例では、空気排出口３０３の径は、隙間ｄよりも大きくなっている。上板３００Ｔの内側面には、上側保持部材３００Ｓが設けられている。上側保持部材３００Ｓは、空気排出口３０３の外周にあって光触媒フィルタ３０の外周面（肉厚部１３２の外周面）に当接し得る径を有する円環状に形成されている。なお、本実施例では、光触媒フィルタ３０が装着された際に、光触媒フィルタ３０の上側端面１３２ａが上板３００Ｔの内側面（下面）から離間した位置に配置されるように設計されている。
図１２に一点鎖線にて示すように、光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を装着するには、まず、上板３００Ｔを外し、この状態で、筐体３００内に紫外線ランプ１４０を挿入して紫外線ランプ１４０の下側の電極１４０ａを仕切り板３０１に設けられたソケット部１７に装着し、ついで光触媒フィルタ３０を同様に挿入して光触媒フィルタ３０の下側端面１３２ａが下側保持部材３０５の座面３０５ｂに当接し、かつ光触媒フィルタ３０の下側内周面（肉厚部１３２の下側内周面）が下側保持部材３０５の円環部３０５ａに当接し得る位置に位置決めし、ついで光触媒フィルタ３０の上側外周面（肉厚部１３２の上側外周面）が上側保持部材３００Ｓに当接し、かつ紫外線ランプ１４０の上側の電極１４０ａが上板３００Ｔに設けられたソケット部１７に装着できる位置に位置決めして上板３００Ｔを筐体３００の本体に装着する。
図１１（ａ）は、紫外線ランプ１４０の両端の電極１４０ａ、１４０ａが、筐体３００の内部に設けられたこれら各ソケット部１７、１７に装着されて支持された状態を示し、図１１（ｂ）は、更に光触媒フィルタ３０の両端がそれぞれ、下側保持部材３０５、上側保持部材３００Ｓを介して仕切り板３０１、上板３００Ｔによって支持された状態を示している。
このため光触媒フィルタ３０の下側端部が封止されるとともに、光触媒フィルタ３０の上側端部から外方への空気の漏れがないように中空部１３１を空気排出口３０３に連通させることができる。また隙間ｄを保持できる位置に紫外線ランプ１４０と光触媒フィルタ３０の相対位置を位置決めすることができる。
なお、かかる光触媒フィルタ３０の支持構造は一例であり、たとえば、光触媒フィルタ３０の端面１３２ａに応じた溝をそれぞれ上板３００Ｔ、仕切り位１３１に形成することで光触媒フィルタ３０を支持するようにしてもよい。
図１０に示すように、制御回路機構部９は、筐体３００内の所定箇所に配され、紫外ランプ１４０の点灯および消灯を制御するとともに送風機３１０を駆動制御する。
図１０に矢印にて空気の流れを示すように、送風機３１０が回転すると、送風機３１０は、空気吸入口３０２から吸入された空気を、空気吸込み口３１１より吸込んで空気送り出し口３１２から送り出し、仕切り板３０１の開口部３０４、光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２を介して中空部１３１に供給し、当該中空部１３１を経由して空気排出口３０３を介して筐体３００の外部に排出させる。このとき紫外線ランプ１４０は点灯状態にあるものとする。
前述したごとく紫外線ランプ１４０は光触媒フィルタ３０の中空部１３１に挿通されて肉厚部１３２の内周面に対して所定の大きさの隙間ｄを以って配置されている。このため、紫外線ランプ１４０の断面（紫外線ランプ１４０の挿通方向に垂直となる断面）中心から半径方向の全方位、所定距離内に、紫外線が照射され得る隙間（空気）、光触媒フィルタ３０（肉厚部１３２）が存在する。この結果、光触媒層としての酸化チタン層に紫外線が極めて効率よく照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、極めて効率よく空気中の有害物が酸化分解される。このため有害物が光触媒フィルタ３０にて極めて効率よく捕獲、分解除去される。また、筐体３００が光触媒フィルタ３０の形状に応じた円筒形状に構成されていることも相まって、第１実施例の空気清浄機２００よりも更なる小型化が図られ、自動車内など設置スペースの小さい場所における空気清浄の用途に好適である。
また、中空状の光触媒フィルタ３０の両端が支持されて空気清浄機２００内に配置される構造であり、従来のように収納ケース内に光触媒フィルタを直接挿入、収納するものでないため、光触媒フィルタ３０が空気清浄機２００に収納される際に光触媒フィルタ３０が衝撃を受けて割れたり、光触媒フィルタ３０の構成材料の粉塵が発生することがない。
なお、図１０に示す構成例の空気清浄機２００においても図７（ａ）、図８（ａ）に示すように光触媒フィルタ３０の断面を四角形に形成してもよい。
なお、また、上述した各第１実施例、第２実施例、第３実施例では、基材をセラミック多孔質体とする光触媒フィルタ３０を用いる例を挙げたが、基材の表面に光触媒層を形成でき基材上で光触媒層を保持（担時）できるものであれば、プラスチックまたは金属またはガラスなどの任意の材料を基材とする光触媒フィルタ３０を用いる実施も可能である。
図１３に、図６（ａ）に対応する光触媒フィルタ３０を例示する。たとえば基材としてプラスチックまたは金属またはガラスが用いられ、それを材料とする肉厚部１３２には、一部を拡大して示すように、肉厚方向に連通する複数の貫通孔１２、１２…が形成される。貫通孔１２は、前述したセラミック多孔質体として構造上有する孔１３３に対応する孔であり、肉厚部１３２を介して空気が中空部１３１に流入すること、あるいは中空部１３１から空気が肉厚部１３２を介して外部に流出することを可能ならしめる人工的に形成した孔のことである。貫通孔１２は、プラスチック、金属の加工技術を用いて容易に形成することができる。
また、図１４に示すように、複数の粒状の光触媒担持体２１、２１…を、中空状に形成した収容体３１に収納することで光触媒フィルタ３０を構成したものを用いて第１実施例、第２実施例、第３実施例の空気清浄装置を構成する実施も可能である。この場合、粒状の光触媒担持体２１は、たとえば人工ゼオライトで構成された粒状の基材の表面に酸化チタン層が形成されてなるものである。図１４は、図６（ａ）に対応する光触媒フィルタ３０を示しており、収容体３１が円筒形状に形成され、光触媒フィルタ３０が円筒形状に形成されている。収容体３１の内部には、一部を拡大して示すように、複数の粒状の光触媒担持体２１、２１…が収容される。図６（ｂ）と同様に紫外線ランプ１４０を中空部１３１に所定の大きさの隙間をもって配置させるには、収容体３１としては、その形状を保持するために、金属などを材料とする変形しにくく強度の高い収容ケースであることが望ましい。なお、ある程度の形状を保持することができるのであれば収容体３１をネット、メッシュ状の袋などで構成してもよい。
また、図１３、図１４に示す構成の光触媒フィルタ３０についても、図７（ａ）、図８（ａ）と同様に断面を四角形に形成してもよい。
（第４実施例）
第３実施例では、光触媒フィルタ３０が空気清浄機２００として自動車内などに設置される場合を例示したが、これは一例であり、任意の用途に用いることができる。
図１５は、筐体３００を配管２１１内に配置する使用例を例示する。ただし、別途、送風機３１０と同機能の送風機あるいは吸入ファンが筐体３００の外部に設置される場合には、図１０（ａ）において示した送風機３１０および筐体３００の空気吸入口３０２を省略することができる。この場合、仕切り板３０１が筐体３００の外板を構成し開口部３０４が「空気吸入口」として機能する。
図１５に示すように、配管２１１内に筐体３００が設けられ、図示しない軸流ファンなどによって、矢印に示すように配管３１１の長手方向に沿って空気の流れが形成される。これにより配管２１１を流れる空気は、仕切り板３０１の開口部３０４を筐体３００の空気吸入口としてこれに流入し、光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２を介して中空部１３１に供給され、当該中空部１３１を経由して空気排出口３０３から筐体３００の排出され、配管２１１の後方へ導かれる。このため光触媒層としての酸化チタン層２０に紫外線が照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、空気中の有害物が酸化分解される等して当該有害物が光触媒フィルタ３０にて捕獲、分解除去される。
なお、図１５では、断面円形の配管２１１内に筐体３００を配置する例を示しているが配管２１１の形状は任意である。また配管に限定されるわけではなくダクト内に筐体３００を配置する実施も可能である。たとえば図９に示すダクト２１０のように断面が四角形状である場合には、その形状に応じて、筐体３００の断面形状を四角形とすることができる。
この第４実施例においても、図７（ａ）、図８（ａ）と同様に光触媒フィルタ３０の断面を四角形に形成してもよく、また図１３と同様に光触媒フィルタ３０をプラスチック、金属、ガラスなどで構成してもよく、また図１４と同様に収容体３１内に複数の粒状の光触媒担持体２１、２１…を収容することで光触媒フィルタ３０を構成してもよい。
（第５実施例）
　図１３では、プラスチックなどを材料とする基材の表面に、酸化チタンなどの光触媒層を形成してなるものを光触媒フィルタ３０とする例を説明した。
つぎに、同じくプラスチックからなる材料を基材とする光触媒フィルタ３０の別の構成例について説明する。
図１６は、第５実施例の光触媒フィルタ３０を展開図として示したものである。図１６（ａ）は、第５実施例の光触媒フィルタ３０を展開したものの正面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ－Ａ断面図である。後述するように図１６に展開図として示される平板状の光触媒フィルタ３０（基材１０）をロール状に形成することで、円筒形状の光触媒フィルタ３０を製造することができる。
光触媒フィルタ３０は、プラスチック、望ましくは耐紫外線のプラスチック、たとえばＡＢＳを材料とする基材１０の表面に酸化チタン層などの光触媒層２０を形成してなるものである。
基材１０は、ルーバ構造となっている。すなわち、基材１０は、枠板３７内が仕切り板３８によって仕切られ、枠板３７と仕切り板３８とによって仕切られた枠内に、複数の羽板３９、３９…が図中上下方向に一定間隔で配置された構造となっている。羽板３９は、基材１０の断面でみたとき、オモテ面３０ａ側が下がり裏面３０ｂ側が上がるように板厚方向に対して所定の傾斜角度αをもって配置されている。かかるルーバ構造の光触媒フィルタ３０は、傾斜角度α、羽板３９の長さ、幅、羽板３９の図中上下方向の配置間隔の大きさによって、オモテ面３０ａ、裏面３０ｂ間における光の遮蔽効率、空気の通過量を調整することができる。
図１７（ａ）は、光触媒フィルタ３０の表層部を示す図で、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の凹部１１を拡大して示す図である。
同図１７に示すように、プラスチックからなる材料を基材１０として、その基材１０の表面に、人工的に複数の凹部１１が形成され、かつ基材１０の表面に、凹部１１よりも細かい複数の微細凹凸１１ｂが形成される。したがって、凹部１１内にも微細凹凸１１ｂが形成されることになる。
かかる基材１０を製造するには、たとえば、まず、金型の原板に、ルーバ構造の型（仕枠板３７、切り板３８、羽板３９に応じた型）を形成する。つぎに複数の凹部１１、１１、…に応じた型を形成する。つぎに、金型にサンドブラスト処理を施して複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…に応じた型を形成する。こうして基材１０を成形するための金型が形成されると、金型に、溶融したプラスチック材料を投入して、たとえば射出成形により、表面に複数の凹部１１、１１…が形成され、さらに表面に複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…が形成された基材１０を成形する。
こうして基材１０が製造されると、基材１０の表面に酸化チタン層２０を形成する。なお、光触媒層２０の厚さは、凹部１１の深さに応じて調整することができる。
こうして製造された光触媒フィルタ３０は、凹部１１と凹部１１内の微細凹凸１１ｂによる酸化チタン粒子のアンカー効果が極めて高く、表面に酸化チタンからなる光触媒層２０が強固に密着して、極めて剥離し難いものとなる。このように耐久性が高く酸化分解能力の高い光触媒フィルタ３０を製造することができる。
　図１８は、第５実施例の光触媒フィルタ３０を示す図で、図１８（ａ）は斜視図で、図１８（ｂ）は断面図である。
同図１８に示すように、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０は、図１３に示す中空状の光触媒フィルタ３０と同様に、中空部１３１と肉厚部１３２とからなり、中空部１３１に紫外線ランプ１４０が挿入、配置される。肉厚部１３２は、図１６（ａ）を展開図として同図１６（ａ）に示される板状の光触媒フィルタ３０を同図１６（ａ）の上下方向が周方向となるようにロール状に形成してなるものであり、オモテ面３０ａが外周側、裏面３０ｂが内周側となるように形成することが望ましい。このように配置することで紫外線ランプ１４０によって発生した紫外線が効率よく光触媒層に照射されるとともに、紫外線の遮蔽効率を向上させることができる。
図１８に示されるルーバ構造の光触媒フィルタ３０は、前述の各実施例で説明した光触媒フィルタ３０と同様にして、室内用空気清浄機、自動車内用空気清浄機、ダクト内空気清浄装置、配管内空気清浄装置などの各種用途に用いることができる。この場合、光触媒フィルタ３０における周方向に隣り合う羽板３９、３９間の隙間は、前述した図１３に示される貫通孔１２と同様に肉厚部１３２の肉厚方向における空気通過用の孔として機能する。
この図１８に示されるルーバ構造の光触媒フィルタ３０を、前述した各実施例と同様の構成の空気清浄装置に用いた場合にも、同様にして、光触媒層としての酸化チタン層２０に紫外線が極めて効率よく照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、空気中の有害物が極めて効率よく酸化分解される等して当該有害物が光触媒フィルタ３０にて極めて効率よく捕獲、分解除去されることになる。また、この第５実施例の光触媒フィルタ３０は、酸化チタン層２０が極めて剥離し難く、紫外線の遮蔽効率が高く外部への紫外線の影響を極力抑制することができるため、空気清浄装置およびその周囲の機器の耐久性が極めて高いものとなる。
なお、この第５実施例においても、図７（ａ）、図８（ａ）と同様に光触媒フィルタ３０の断面を四角形に形成してもよい。
（第６実施例）
図２０（ｂ）は、第５実施例の空気清浄装置に使用される光触媒フィルタ３０の作用を概念的に示す断面図である。
図示しない紫外線ランプの紫外線Ｌが光触媒層である酸化チタン層２０に照射されると、励起され活性化された光触媒と空気中の有害物とが反応して、有害物が酸化分解され、二酸化炭素等の酸化分解生成物１１ｄ（反応生成物）が生成され、光触媒フィルタ３０の表面に堆積する。とりわけ二酸化炭素ガスの比重は空気より重く、凹部１１に堆積され易く、凹部１１に堆積された二酸化炭素等の酸化分解生成物１１ｄは、容易に除去することができない。かかる光触媒フィルタ３０の表面に堆積された酸化分解生成物１１ｄは、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害する。したがって、光触媒フィルタ３０を長期使用すると、有害物を酸化分解する能力が低下するおそれがある。
この第６実施例の目的は、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害することのないように酸化分解生成物１１ｄを除去することにある。
以下では、図１６、図１８で説明したルーバ構造の光触媒フィルタ３０を想定して説明する。
図１９は、第６実施例に用いられる基材１０を例示した図であり、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０を構成する基材１０を示した図である。図１９（ａ）は、基材１０のうち羽板３９の部分を上面からみた図で、図１９（ｂ）は、羽板３９の断面図で、図１９（ｃ）は、羽板３９の表面を一部拡大して示す斜視図である。
同図１９（ａ）に示すように、羽板３９の表面には、上面からみて、所定の直径ｄ１（たとえば１．５ｍｍ）を有する円形状の凹部１１、１１…が複数、羽板３９の幅方向、長さ方向、つまり図中上下方向および図中左右方向に所定のピッチＰＴ１（たとえば２ｍｍ）で形成されている。さらに、羽板３９の表面には、図中破線にて示すように、複数の凹部１１、１１…を横断する溝であって、光触媒層による有害物の酸化分解生成物１１ｄが導かれる溝１１ｃが形成されている。溝１１ｃは、図中上下方向および図中左右方向に、凹部１１のピッチＰＴ１と同ピッチにて、凹部１１の中心で互いに垂直に交差するように形成されている。図１９（ｂ）に示すように、凹部１１は、所定の深さｄｐ１（たとえば０．３ｍｍ）を有しており、図中破線にて示すように溝１１ｃについても同じ深さｄｐ１を有している。溝１１ｃの深さｄｐ１および幅は、酸化分解生成物１１ｄを当該溝１１ｃに導き、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害することのないように酸化分解生成物１１ｄを除去することができる程度の値に定められる。
図１９（ｃ）に拡大して示すように、羽板３９たる基材１０の表面には、第５実施例と同様に、複数の微細凹凸１１ｂが形成されている。
さらに、図２０（ａ）に断面図にて示すように、基材１０の表面に酸化チタン層２０が形成されて、光触媒フィルタ３０が製造されることになる。基材１０は、プラスチックで構成することができる。
本実施例の空気清浄装置に使用される光触媒フィルタ３０は、酸化分解生成物１１ｄを溝１１ｃに導くことで酸化分解生成物１１ｄを除去して、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害することのないようにすることができる。
図２０（ａ）は、第６実施例の空気清浄装置に使用される光触媒フィルタ３０の作用を概念的に示す断面図である。
図示しない紫外線ランプの紫外線Ｌが光触媒層である酸化チタン層２０に照射されると、励起され活性化された光触媒と空気中の有害物とが反応して、有害物が酸化分解され、二酸化炭素等の酸化分解生成物１１ｄ（反応生成物）が生成される。生成された酸化分解生成物１１ｄは、図中矢印に示すごとく、溝１１ｃに集中的に導かれ、光触媒フィルタ３０の表面、とりわけ凹部１１から除去される。このため光触媒フィルタ３０を長期使用したとしても、酸化分解生成物１１ｄが、光触媒フィルタ１０の表面のとりわけ凹部１１に堆積することを抑制でき、有害物を酸化分解する能力の低下を抑制することができる。これにより光触媒フィルタ３０の耐久性が飛躍的に向上する。
なお、図１９では、溝１１ｃが羽板３９の幅方向、長さ方向に所定のピッチＰＴ１で凹部１１の中心で垂直に交差するように形成される場合を例にとり説明したが、溝１１ｃの形成態様は任意であり、図２１（ａ）に示すように、羽板３９の斜め方向に形成してもよく、図２１（ｂ）に示すように、凹部１１に１本の溝１１ｃのみが横断するように形成してもよい。
なお、以上の説明では、中空状の光触媒フィルタ３０が空気清浄機内に収納される場合や中空状の光触媒フィルタ３０がダクト内あるいは配管内に設けられる場合を想定して説明したが、これは一例であり、工場、ビルディング等の建屋の空気取り入れ口、換気扇、室内用あるいは自動車用エアコンデショナの排気ダクトなど任意の場所に、その場所に応じた形状、大きさに光触媒フィルタ３０を形成して、設置することができる。

Claims (30)

  1. 基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている光触媒フィルタと、
    前記光触媒フィルタの前記中空部に挿通されることにより前記肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置された紫外線ランプと、
    前記紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる方向に、空気流入用の開口部と空気流出用の開口部が配置される態様で、前記紫外線ランプおよび前記光触媒フィルタが収納される収納ケースと、
    前記収納ケース内で前記光触媒フィルタの両端および前記紫外線ランプの両端を支持する支持手段と
    を備えたことを特徴とする空気清浄装置。
  2. 前記基材は、セラミック多孔質体であることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  3. 前記基材は、プラスチックまたは金属またはガラスであることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  4. 前記光触媒フィルタは円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  5. 紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状は、四角形であることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  6. 前記所定の大きさの隙間は、２ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  7. 紫外線ランプの両端は、収納ケースの内部に設けられた各ソケット部に装着され、光触媒フィルタの両端はそれぞれ、弾性部材を介して紫外線ランプによって支持される構造であることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  8. 基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている光触媒フィルタと、
    前記光触媒フィルタの前記中空部に挿通されることにより前記肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置された紫外線ランプと、
    前記光触媒フィルタおよび前記紫外線ランプを収納する筐体と、
    前記筐体内で前記光触媒フィルタの両端および前記紫外線ランプの両端を支持する支持手段と、
    前記筐体に形成された空気吸入口および空気排出口と、
    前記空気吸入口から吸入された空気を前記肉厚部を介して前記所定の大きさの隙間に供給し、当該所定の大きさの隙間を経由して前記空気排出口を介して前記筐体の外部に排出させる空気の流れを形成する空気流れ形成手段と
    を備えたことを特徴とする空気清浄装置。
  9. 前記空気流れ形成手段は、
    送風機を含んで構成されていることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  10. 前記光触媒フィルタの長手方向の一端側に前記空気排出口が設けられ、前記光触媒フィルタの長手方向の他端側に、前記送風機の空気送り出し口が設けれ、
    前記送風機と前記光触媒フィルタとは、当該光触媒フィルタの他端を閉塞し、かつ前記送風機の空気送り出し口と前記光触媒フィルタの肉厚部の外周面とを連通する仕切り板によって仕切られていること
    を特徴とする請求項９記載の空気清浄装置。
  11. 前記筐体の上方から下方に向けて、前記空気排出口、前記光触媒フィルタ、前記仕切り板、前記送風機が順次配置される構造であること
    を特徴とする請求項９記載の空気清浄装置。
  12. 前記仕切り板は、前記筐体の内周面に接続されて前記光触媒フィルタを支持する請求項１記載の支持手段であること
    を特徴とする請求項９記載の空気清浄装置。
  13. 前記筐体は、円筒形状であることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  14. 前記基材は、セラミック多孔質体であることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  15. 前記基材は、プラスチックまたは金属またはガラスであることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  16. 前記光触媒フィルタは円筒状に形成されていることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  17. 紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状は、四角形であることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  18. 前記所定の大きさの隙間は、２ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  19. 紫外線ランプの両端はそれぞれ、前記筐体の上板および前記仕切板に設けられた各ソケット部に装着され、光触媒フィルタの両端はそれぞれ、前記筐体の上板および前記仕切板によって支持される構造であることを特徴とする請求項１２記載の空気清浄装置。
  20. 前記収納ケースは、空気清浄機の装置本体内に設けられることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  21. 前記収納ケースは、ダクト内あるいは配管内に配置されることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  22. 基材の表面に光触媒層が形成されてなる光触媒フィルタであって、中空部と当該中空部を覆う肉厚部とからなり、当該肉厚部には肉厚方向に連通する孔が形成されている光触媒フィルタと、
    前記光触媒フィルタの前記中空部に挿通されることにより前記肉厚部の内周面に対して所定の大きさの隙間を以って配置された紫外線ランプと、
    前記光触媒フィルタおよび前記紫外線ランプを収納する筐体と、
    前記筐体内で前記光触媒フィルタの両端および前記紫外線ランプの両端を支持する支持手段と、
    前記光触媒フィルタの長手方向の一端側にあって前記筐体に設けられた空気吸入口と、
    前記光触媒フィルタの長手方向の他端側にあって前記筐体に設けられた空気排出口と、
    前記空気吸入口から吸入された空気を前記肉厚部を介して前記所定の大きさの隙間に供給し、当該所定の大きさの隙間を経由して前記空気排出口を介して前記筐体の外部に排出させる空気の流れを形成する空気流れ形成手段と
    を備えたことを特徴とする空気清浄装置。
  23. 前記筐体は、前記空気吸入口および前記空気排出口が、ダクトの長手方向または配管の長手方向に沿って配置されるように当該ダクト内または配管内に設けられ、
    前記空気流れ形成手段は、
    送風機または吸入ファンを含んで構成され、ダクトまたは配管の長手方向に沿った空気の流れを形成することを特徴とする請求項２２記載の空気清浄装置。
  24. 前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
    を特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
  25. 前記光触媒フィルタは、ルーバ構造であること
    　を特徴とする請求項１または２４記載の空気清浄装置。
  26. 前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
    を特徴とする請求項８記載の空気清浄装置。
  27. 前記光触媒フィルタは、ルーバ構造であること
    　を特徴とする請求項８または２６記載の空気清浄装置。
  28. 前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
    を特徴とする請求項２２記載の空気清浄装置。
  29. 前記光触媒フィルタは、ルーバ構造であること
    　を特徴とする請求項２２または２８記載の空気清浄装置。
  30. 前記複数の凹部を横断する溝であって、光触媒層による有害物の酸化分解生成物が導かれる溝が形成されていることを特徴とする請求項２４または２６または２８記載の空気清浄装置。
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