WO2014115258A1 - 空気浄化装置 - Google Patents

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安藤　仁
伸樹 栗屋野
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盛和工業株式会社
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    • F24F8/26—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation using sterilising media using ozone

Definitions

  • the present invention relates to an air purification device.
  • an apparatus for purifying air by reacting odorous substances and harmful substances in the air there is a device that uses a photocatalyst and uses ultraviolet rays and ozone in combination.
  • Patent Document 1 a photocatalyst body in which a photocatalyst coding film is formed on a substrate is provided close to an ultraviolet lamp, air to be cleaned is introduced from a suction port by a fan, and the photocatalyst body is cleaned.
  • an air cleaning device is disclosed that is configured to discharge air purified by a photocatalyst from a blowout port, and further includes ozone generation means and ozone decomposition means.
  • Patent Document 2 an air supply fan and a three-dimensional photocatalytic filter having a large number of ventilation holes are arranged with an ultraviolet lamp interposed therebetween, and the surface of the rotating blades of the air supply fan is configured to reflect ultraviolet light.
  • a sterilization and deodorizing apparatus is disclosed in which an ozone lamp is provided in parallel with an ultraviolet lamp so that the ultraviolet lamp and the ozone lamp are selectively lit.
  • JP 2004-113621 A JP 2000-140087
  • An object of the present invention is to provide an air purification device capable of suppressing the generation of by-products when purifying air.
  • an air purification apparatus includes a ventilation body through which air passes, a photocatalytic filter provided in the ventilation body, an ultraviolet lamp that irradiates the photocatalytic filter with ultraviolet rays, An ozone lamp provided in the ventilation body and generating ozone.
  • the ozone lamp is arranged in the same direction as the ultraviolet lamp or upstream of the ultraviolet lamp with respect to the traveling direction of the air passing through the inside of the ventilation body.
  • generation of the by-product at the time of purifying air more effectively can be suppressed.
  • the ozone lamp is configured to be sandwiched by the photocatalytic filter with respect to a traveling direction of air passing through the ventilation body, and downstream of the first purification area.
  • the ultraviolet lamp has a second purification region formed so as to be sandwiched by the photocatalytic filter with respect to the traveling direction of the air passing through the ventilation body.
  • more ultraviolet lamps are provided than the ozone lamp.
  • the ozone lamp is disposed substantially at the center with respect to a direction perpendicular to a traveling direction of air passing through the inside of the ventilation body.
  • the range where ozone does not diffuse can be reduced.
  • the air purification device can suppress the generation of by-products when purifying air.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of an air purification device 10.
  • FIG. 2 shows a schematic view in a plane passing through the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic view in a plane passing through line III-III in FIG.
  • the air purification device 10 has a ventilation body 12. Openings 14a and 14b are formed at both ends of the ventilation body 12, and filters 16a and 16b are provided at the openings 14a and 14b, respectively. Air passes through the inside of the ventilation body 12.
  • a blower 20 Inside the aeration body 12, there are a blower 20, a plurality (five in the present embodiment) ultraviolet lamps 22, an ozone lamp 24, and a plurality (three in the present embodiment) photocatalytic filter 26 (blower 20.
  • the photocatalytic filters 26a, 26b, and 26c are arranged in this order from the side close to.
  • the blower 20 is a fan module, for example, and is provided in the vicinity of the opening 14a.
  • the blower 20 sucks air from the opening 14a through the filter 16a, and sends the sucked air through the gas 12 to the opening 14b.
  • the ultraviolet lamp 22 irradiates ultraviolet rays and excites the photocatalyst of the photocatalytic filter 26.
  • the ultraviolet lamp 22 irradiates, for example, ultraviolet rays having a wavelength of 380 nm or less, more specifically ultraviolet rays having a wavelength of 351 ⁇ 2 nm or 368 nm ⁇ 2 nm.
  • a black light, a mercury lamp, an LED, or the like is used as the ultraviolet lamp 22.
  • Two ultraviolet lamps 22 are arranged between the photocatalytic filter 26a and the photocatalytic filter 26b (these are called ultraviolet lamps 22a and 22b), and three ultraviolet lamps 22 are arranged between the photocatalytic filter 26b and the photocatalytic filter 26c ( These are ultraviolet lamps 22c, 22d, and 22e).
  • the ultraviolet lamp 22a and the ultraviolet lamp 22b are arranged so as to be equivalent (in a row) to the traveling direction of air passing through the inside of the ventilator 12 (hereinafter may be simply referred to as “air traveling direction”).
  • air traveling direction the traveling direction of air passing through the inside of the ventilator 12
  • the ultraviolet lamp 22c, the ultraviolet lamp 22d, and the ultraviolet lamp 22e are arranged so as to be equivalent (in a line) with respect to the air traveling direction.
  • the ozone lamp 24 is a lamp that generates ozone, and irradiates ultraviolet rays having a wavelength of 185 nm or less, for example.
  • the ozone lamp 24 is disposed between the photocatalyst filter 26a and the photocatalyst filter 26b, and is disposed substantially at the center with respect to the direction perpendicular to the air traveling direction.
  • ozone lamp 24 is disposed substantially at the center, compared with a case where the ozone lamp 24 is not disposed at the center, ozone easily reaches the entire passing air, the photocatalytic filter 26, and the like.
  • the ozone lamp 24 is disposed so as to be equivalent to the ultraviolet lamps 22a and 22b (in a single row) with respect to the air traveling direction. That is, the ozone lamp 24 is equivalent to the ultraviolet lamps 22a and 22b with respect to the air traveling direction, and is disposed upstream of the ultraviolet lamps 22c, 22d, and 22e. For this reason, the ozone generated by the ozone lamp 24 can easily reach a wider range, and the range in which ozone does not diffuse is reduced.
  • the photocatalytic filter 26 reacts and removes odorous substances and harmful substances (hereinafter sometimes referred to as “removal target”) by a photocatalytic reaction.
  • the photocatalytic filter 26 has a three-dimensional mesh structure with air permeability and is formed in a flat plate shape.
  • the photocatalytic filter 26 includes a base material made of porous ceramic and a photocatalyst layer formed on the surface of the base material and containing titanium oxide.
  • An intermediate buffer film may be formed between the base material and the photocatalyst layer.
  • the intermediate buffer film is made of alumina (Al 2 O 3 ), for example, and improves the adhesion of the photocatalyst layer to the base material.
  • the substrate those having a large porosity and surface area are preferable. If the porosity is too small, the resistance to ventilation increases. The larger the surface area, the better the reaction efficiency in the photocatalytic filter 26.
  • the ceramic constituting the base material examples include oxide ceramics such as alumina, silica, cordierite (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ), and non-oxide ceramics such as silicon carbide and silicon nitride. . Moreover, you may make it use the ceramic which consists of these mixtures.
  • titanium oxide contained in the photocatalyst layer for example, a relatively highly active anatase type is used. Titanium oxide generates active species such as OH radicals when irradiated with ultraviolet rays, and this active species breaks molecular bonds of organic substances. Thereby, a removal target object will be decomposed
  • the air purification device 10 has a first purification region 30 and a second purification region 32 formed therein.
  • the first purification region 30 is a region formed such that the ultraviolet lamps 22a and 22b and the ozone lamp 24 are sandwiched between the photocatalytic filters 26a and 26b.
  • the second purification region 32 is provided downstream of the first purification region 30 with respect to the air traveling direction, and is formed so that the ultraviolet lamps 22c, 22d, and 22e are sandwiched between the photocatalytic filters 26b and 26c. Area.
  • An ozone removing device for removing ozone may be provided between the photocatalytic filter 26c and the opening 14b. By providing the ozone removing device, ozone generated from the ozone lamp 24 is suppressed from being discharged to the outside of the air purification device 10.
  • Example 1 As the air purification apparatus of Example 1, an apparatus in which five ultraviolet lamps 22 and one ozone lamp 24 are arranged as in the above-described air purification apparatus 10 was used.
  • the photocatalyst filter 26 having a size of 260 mm ⁇ 275 mm ⁇ thickness of 20 mm was used.
  • the photocatalytic filter 26 was manufactured as follows. As a base material, a ceramic composed mainly of SiC (about 67%)-Al 2 O 3 (about 21%)-SiO 2 (about 12%) was prepared. A titanium dioxide-containing gel solution was prepared as a coating material for forming the photocatalytic layer. The substrate was then immersed in the coating material so that the coating material adhered to the entire surface of the substrate. Then, it dried at the temperature of 1000 degrees C or less. Immersion and drying were repeated a plurality of times so that the photocatalyst layer had a predetermined thickness. Subsequently, this was fired at 1300-1500 ° C.
  • Comparative Example 1 The air purification apparatus of Comparative Example 1 has the same configuration as that of Example 1 except that an ultraviolet lamp 22 is disposed in place of the ozone lamp 24. That is, in the air purification device of Comparative Example 1, six ultraviolet lamps 22 were arranged without using the ozone lamp 24.
  • xylene as a removal target is soaked into the filter paper and diffused into the sealed container. I let you. After the xylene concentration (initial concentration) in the sealed container was stabilized, the air purifier was operated for 120 minutes. Then, the xylene concentration was measured over time. The initial concentration was 10 ppm. The concentration was measured using a photoacoustic multi-gas monitor (1312 manufactured by INNOVA).
  • FIG. 4 shows the measurement results of changes with time in the xylene concentration.
  • the xylene concentration after 120 minutes was about 6 ppm.
  • the xylene concentration after 20 minutes was about 6 ppm, and the xylene concentration after 120 minutes was less than 0.5 ppm.
  • the xylene concentration after 120 minutes has been reduced as compared with Comparative Example 1. That is, Example 1 has higher performance for removing xylene than Comparative Example 1.
  • the gas in the hermetic container is collected by a pump and placed in GASTEC (ball field activated carbon repair pipe 258). Adsorbed. This was analyzed using a gas chromatograph mass spectrometer (GCMS-QP2010, manufactured by Shimadzu Corporation, column: InterCap1 (0.25 mm ⁇ 60 m ⁇ 25 ⁇ m)). The condition for collecting gas from the sealed container was 500 mL / min for 10 minutes (5 L in total).
  • GASTEC ball field activated carbon repair pipe 258
  • Table 1 shows the by-product identification results.
  • Comparative Example 1 After operating for 120 minutes, xylene was 5.45 ppm, and more than half of the initially diffused xylene remained without being removed. In Comparative Example 1, 0.29 ppm of toluene and 0.22 ppm of benzaldehyde were produced as by-products. On the other hand, in Example 1, after operating for 120 minutes, xylene was 0.38 ppm, and most of it was removed. In Example 1, toluene was 0.01 ppm and benzaldehyde was 0.003 ppm, and the amount of by-products generated was smaller than that of Comparative Example 1. In addition, the production
  • aromatics such as toluene, xylene, and benzaldehyde are difficult to decompose during air purification. Even if the aromatics react, the reaction is likely to stop at the oxide stage (the stage where the aromatic oxide is formed). For example, when xylene contained in air is decomposed, toluene and benzaldehyde are often produced as by-products due to this. Even if the substance to be removed is decomposed, the air is not purified (detoxified) as long as such a by-product is generated. In Comparative Example 1, xylene is decomposed to some extent, but a relatively large amount of by-products are generated. On the other hand, in Example 1, most of xylene was removed and generation of toluene and benzaldehyde was suppressed.
  • Example 1 The object to be removed is removed by the effects of ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 22, the photocatalyst of the photocatalytic filter 26 excited by the ultraviolet rays, ozone generated by the ozone lamp 24, and the like.
  • the photocatalyst is also excited by ultraviolet rays irradiated from the ozone lamp 24.
  • the activity of the photocatalyst is improved.
  • Example 1 it is considered that the reaction path when xylene is removed is different from the case of using another apparatus such as Comparative Example 1.
  • Comparative Example 1 one of the two methyl groups of xylene is removed to produce toluene, and further, the methyl group of toluene is oxidized to produce benzaldehyde. In this way, xylene is removed. Conceivable.
  • Example 1 it is considered that the aromatic ring of xylene is decomposed to produce a chain substance. That is, in Example 1, it is considered that xylene is removed without passing through toluene or benzaldehyde.
  • the performance of removing the removal target is increased and the generation of by-products is suppressed as compared with the case where the present configuration is not provided. .
  • the amount of aromatics present after air purification is reduced.
  • Ozone is a harmful substance to the human body. From this viewpoint, it is preferable that the amount of ozone generated is small.
  • the air purification device 10 since the photocatalytic reaction by the photocatalytic filter 26 is used in combination, the air is effectively purified while the generation amount of ozone is suppressed.
  • the air purification device 10 it is preferable to provide more ultraviolet lamps 22 than ozone lamps 24.
  • the number of ultraviolet lamps 22 and ozone lamps 24 that can be arranged in the device is limited. For this reason, disposing more ozone lamps 24 tends to lead to fewer ultraviolet lamps 22 that can be disposed.
  • the photocatalytic reaction of the photocatalytic filter 26 is hardly effectively exhibited.
  • the number of ozone lamps 24 increases, the amount of ozone generated increases, and ozone is easily discharged to the outside of the air purification device 10.
  • the configuration including the five ultraviolet lamps 22 and the one ozone lamp 24 has been described, but the number of the ultraviolet lamps 22 and the ozone lamps 24 can be set as appropriate. Further, the ultraviolet lamp 22 and the ozone lamp 24 may be twin tubes.

Abstract

　空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制することができる空気浄化装置を提供する。　空気浄化装置１０は、空気が内部を通過する通気体１２と、この通気体１２内に設けられた光触媒フィルタ２６と、この光触媒フィルタ２６に紫外線を照射する紫外線ランプ２２と、通気体１２内に設けられ、オゾンを発生させるオゾンランプ２４と、を有する。

Description

空気浄化装置
　本発明は、空気浄化装置に関する。
　空気中の臭気物質や有害物質を反応させて空気を清浄化する装置として、光触媒を用いるとともに紫外線とオゾンとを併用するものがある。
　特許文献１には、基板上に光触媒のコーディング膜を形成させた光触媒体が紫外線ランプに近接して設けられ、清浄化しようとする空気をファンにより吸込口より導入し、光触媒体により清浄化し、ついで吹出口より光触媒体により清浄化された空気を排出するように構成され、さらにオゾン発生手段およびオゾン分解手段が設けられている空気清浄化装置が開示されている。
　特許文献２には、紫外線ランプを挟んで、送気用ファン及び多数の通気孔を形成した立体構造の光触媒フィルタを配置するとともに、送気用ファンの回転羽根の表面を紫外線を反射する構造とし、紫外線ランプにオゾンランプを並設し、紫外線ランプとオゾンランプとを選択的に点灯するようにした殺菌脱臭装置が開示されている。
特開２００４－１１３６２１号公報 特開２０００－１４００８７号公報
　しかしながら、臭気物質や有害物質の反応が十分でないと、副生成物が生成され、この副生成物が有害（さらには、浄化前の空気に含まれていた物質よりも有害）である場合がある。このように、空気の浄化後に、有害な副生成物が生成されるという問題があった。
　本発明は、空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制することができる空気浄化装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る空気浄化装置は、空気が内部を通過する通気体と、前記通気体内に設けられた光触媒フィルタと、前記光触媒フィルタに紫外線を照射する紫外線ランプと、前記通気体内に設けられ、オゾンを発生させるオゾンランプと、を有する。
　これにより、空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制することができる。
　好ましくは、前記オゾンランプは、前記通気体の内部を通過する空気の進行方向に対して、前記紫外線ランプと同等又は前記紫外線ランプよりも上流側に配置されている。
　これにより、本構成を有さない場合と比較して、より効果的に空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制することができる。
　好ましくは、前記オゾンランプが、前記通気体を通過する空気の進行方向に対して前記光触媒フィルタにより挟まれるようにして形成された第一の浄化領域と、前記第一の浄化領域よりも下流側に設けられ、前記紫外線ランプが、前記通気体を通過する空気の進行方向に対して前記光触媒フィルタにより挟まれるようにして形成された第二の浄化領域と、を有する。
　これにより、本構成を有さない場合と比較して、より効果的に空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制することができる。
　好ましくは、前記紫外線ランプは、前記オゾンランプよりも多く設けられている。
　これにより、本構成を有さない場合と比較して、より効果的に空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制するとともに、オゾンが外部に排出されることを抑制することができる。
　好ましくは、前記オゾンランプは、前記通気体の内部を通過する空気の進行方向に垂直な方向に対して略中央に配置されている。
　これにより、オゾンが拡散しない範囲を低減することができる。
　本発明に係る空気浄化装置によれば、空気を浄化する際の副生成物の生成を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る空気浄化装置の概略図である。 図１のII-II線を通る面における概略図である。 図１のIII-III線を通る面における概略図である。 キシレン濃度の経時変化の測定結果である。
　空気浄化装置１０について説明する。
　図１は、空気浄化装置１０の概略図を示す。
　図２は、図１のII-II線を通る面における概略図を示す。
　図３は、図１のIII-III線を通る面における概略図を示す。
　空気浄化装置１０は、通気体１２を有する。通気体１２の両端にはそれぞれ開口１４ａ、１４ｂが形成されており、開口１４ａ、１４ｂそれぞれにはフィルタ１６ａ、１６ｂが設けられている。通気体１２は、その内部を空気が通過するようになっている。
　通気体１２の内部には、送風機２０と、複数（本実施形態においては５つ）の紫外線ランプ２２と、オゾンランプ２４と、複数（本実施形態においては３つ）の光触媒フィルタ２６（送風機２０に近い側から順に光触媒フィルタ２６ａ、２６ｂ、２６ｃとする）とが配設されている。
　送風機２０は、例えばファンモジュールであり、開口１４ａの近傍に設けられている。送風機２０は、開口１４ａからフィルタ１６ａを介して空気を吸引し、吸引した空気を通気体１２内を通過して開口１４ｂへ向かうように送る。
　紫外線ランプ２２は、紫外線を照射し光触媒フィルタ２６の光触媒を励起させる。紫外線ランプ２２は、例えば波長３８０ｎｍ以下の紫外線、より具体的には３５１±２ｎｍや３６８ｎｍ±２ｎｍの紫外線を照射する。紫外線ランプ２２としては、例えば、ブラックライトや水銀ランプ、ＬＥＤ等が用いられる。
　紫外線ランプ２２は、光触媒フィルタ２６ａと光触媒フィルタ２６ｂとの間に二つ配置され（これらを紫外線ランプ２２ａ、２２ｂとする）、光触媒フィルタ２６ｂと光触媒フィルタ２６ｃとの間に三つ配置されている（これらを紫外線ランプ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅとする）。
　紫外線ランプ２２ａ及び紫外線ランプ２２ｂは、通気体１２の内部を通過する空気の進行方向（以下、単に「空気の進行方向」と称する場合がある）に対して同等（一列）となるように配置されている。また、紫外線ランプ２２ｃ、紫外線ランプ２２ｄ及び紫外線ランプ２２ｅは、空気の進行方向に対して同等（一列）となるように配置されている。
　オゾンランプ２４は、オゾンを発生させるランプであり、例えば波長１８５ｎｍ以下の紫外線を照射する。
　オゾンランプ２４は、光触媒フィルタ２６ａと光触媒フィルタ２６ｂとの間であって、空気の進行方向に垂直な方向に対して略中央に配置されている。オゾンランプ２４が略中央に配置されている場合、中央に配置されていない場合と比較して、通過する空気や光触媒フィルタ２６等の全体に対してオゾンが行き届き易くなる。
　オゾンランプ２４は、紫外線ランプ２２ａ、２２ｂと、空気の進行方向に対して同等（一列）となるように配置されている。すなわち、オゾンランプ２４は、空気の進行方向に対して、紫外線ランプ２２ａ、２２ｂと同等となり、紫外線ランプ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅよりも上流側となるように配置されている。このため、オゾンランプ２４が発生させるオゾンがより広範囲に行き届き易くなり、オゾンの拡散しない範囲が低減される。
　光触媒フィルタ２６は、光触媒反応により臭気物質や有害物質（以下、「除去対象物」と称する場合がある）を反応させて除去するものである。光触媒フィルタ２６は、通気性のある三次元の網目状構造であり、平板状に形成されている。
　本実施形態において、光触媒フィルタ２６は、多孔質状のセラミックからなる基材と、この基材の表面に形成され酸化チタンを含む光触媒層とを備える。なお、基材と光触媒層との間に、中間緩衝膜を形成するようにしてもよい。中間緩衝膜は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなり、基材に対する光触媒層の密着性を向上させる。
　基材としては、空隙率及び表面積が大きいものが好ましい。空隙率が小さくなり過ぎると、通気に対する抵抗が大きくなる。表面積が大きいほど、光触媒フィルタ２６における反応効率が向上する。
　基材を構成するセラミックとしては、例えば、アルミナ・シリカ・コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）等の酸化物セラミックや、炭化珪素・窒化珪素等の非酸化物セラミックなどが用いられる。また、これらの混合物からなるセラミックを用いるようにしてもよい。
　光触媒層に含まれる酸化チタンとしては、例えば、比較的活性の高いアナターゼ型のものなどが用いられる。酸化チタンは紫外線が照射されるとＯＨラジカル等の活性種を発生させ、この活性種は有機物の分子結合を切断する。これにより、除去対象物が分解・除去されることとなる。
　空気浄化装置１０には、第一の浄化領域３０と、第二の浄化領域３２とが形成されている。第一の浄化領域３０は、紫外線ランプ２２ａ、２２ｂ及びオゾンランプ２４が光触媒フィルタ２６ａ、２６ｂにより挟まれるようにして形成された領域である。第二の浄化領域３２は、第一の浄化領域３０よりも空気の進行方向に対して下流側に設けられ、紫外線ランプ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが光触媒フィルタ２６ｂ、２６ｃにより挟まれるようにして形成された領域である。
　光触媒フィルタ２６ｃと開口１４ｂとの間に、オゾンを除去するオゾン除去装置を設けるようにしてもよい。オゾン除去装置を設けることで、オゾンランプ２４から発生したオゾンが、空気浄化装置１０の外部へ排出されることが抑制される。
　次に、実施例１及び比較例１を用いて、除去対象物を除去する性能の詳細について説明する。
［実施例１］
　実施例１の空気浄化装置は、上述した空気浄化装置１０のように、五つの紫外線ランプ２２と、一つのオゾンランプ２４とを配置したものを用いた。光触媒フィルタ２６は、寸法２６０ｍｍ×２７５ｍｍ×厚さ２０ｍｍのものを用いた。
　光触媒フィルタ２６は、以下のようにして製造した。
　基材として、主成分がＳｉＣ（約６７％）－Ａｌ2Ｏ3（約２１％）－ＳｉＯ2（約１２％）からなるセラミックを用意した。光触媒層を形成するコーティング材料として、二酸化チタン含有ゲル液を用意した。
　次いで、基材の表面全体にコーティング材料が付着するようにこの基材をコーティング材料に浸漬させた。その後、１０００℃以下の温度で乾燥した。光触媒層が所定の厚さとなるように、浸漬と乾燥を複数回繰り返した。続いて、これを１３００～１５００℃で焼成した。
［比較例１］
　比較例１の空気浄化装置は、オゾンランプ２４に替えて紫外線ランプ２２を配置した以外は、実施例１と同様の構成とした。すなわち、比較例１の空気浄化装置においては、オゾンランプ２４を用いず、紫外線ランプ２２を六つ配置した。
［空気浄化性能の測定］
　実施例１及び比較例１それぞれの空気浄化装置について、空気を浄化する性能を測定した。空気を浄化する性能の測定は、日本電機工業会規格　ＪＥＭ１４６７「家庭用空気清浄機」の脱臭性能試験法に準じて行った。
　具体的には、空気浄化装置を、撹拌ファンの設置された１ｍ3の密閉容器（アクリル樹脂製）に入れて密閉した後、除去対象物としてのキシレンをろ紙に染み込ませて密閉容器内に拡散させた。密閉容器内のキシレン濃度（初期濃度）が安定した後、空気浄化装置を１２０分間動作させた。そして、経時的にキシレン濃度を測定した。初期濃度は、１０ｐｐｍとなるようにした。
　濃度の測定は、光音響マルチガスモニタ（ＩＮＮＯＶＡ社製　１３１２型）を用いて行った。
　図４は、キシレン濃度の経時変化の測定結果を示す。
　比較例１では、１２０分経過後のキシレン濃度は６ｐｐｍ程度となった。一方、実施例１では、２０分経過後のキシレン濃度は６ｐｐｍ程度となり、１２０分経過後のキシレン濃度は０．５ｐｐｍ未満となった。実施例１では、比較例１と比較して、キシレン濃度が時間に対して曲線状に急激に減少していることが分かる。また、実施例１では、比較例１と比較して１２０分経過後のキシレン濃度も小さくなっている。つまり、実施例１は、比較例１と比較してキシレンを除去する性能が高い。
［副生成物の同定］
　実施例１及び比較例１それぞれの空気浄化装置について、除去対象物を除去した後の副生成物を同定した。副生成物の同定は、有害大気汚染物質測定方法マニュアル（環境省　平成２０年１０月改訂）「第２章　大気中のベンゼン等揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）の測定方法」に準じて行った。
　具体的には、上述のようにして空気浄化性能を測定した後（空気浄化装置を１２０分間動作させた後）、密閉容器内の気体をポンプで採取してＧＡＳＴＥＣ（球場活性炭補修管２５８）に吸着させた。そして、これをガスクロマトグラフ質量分析計（島津製作所社製　ＧＣＭＳ－ＱＰ２０１０、カラム：ＩｎｔｅｒＣａｐ１（０．２５ｍｍ×６０ｍ×２５μｍ））を用いて分析した。
　密閉容器からの気体の採取条件は、５００ｍＬ／ｍｉｎで１０分間（合計５Ｌ）とした。
　表１は、副生成物の同定結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　比較例１では、１２０分間動作させた後において、キシレンは５．４５ｐｐｍとなり、始めに拡散したキシレンの半分以上が除去されずに残存した。比較例１では、副生物としてトルエンが０．２９ｐｐｍ、ベンズアルデヒドが０．２２ｐｐｍ生成された。
　一方、実施例１では、１２０分間動作させた後において、キシレンは０．３８ｐｐｍとなり、大部分が除去された。実施例１では、トルエンが０．０１ｐｐｍ、ベンズアルデヒドが０．００３ｐｐｍであり、比較例１と比較して副生成物の生成量が少なかった。
　なお、比較例１及び実施例１とも、クメンの生成は確認されなかった。
　一般的に、空気の浄化に際して、トルエンやキシレン、ベンズアルデヒド等の芳香族（特に芳香環）は分解されにくい物質である。芳香族は、反応したとしてもその酸化物の段階（芳香族の酸化物が形成された段階）で反応が停止し易い。
　例えば、空気に含まれるキシレンを分解した場合、これに起因してトルエンやベンズアルデヒドが副生成物として多く生成されるときがある。除去対象物質を分解したとしても、このような副生成物が生成されるのであれば、空気は浄化（無害化）されたことにはならない。比較例１では、キシレンがある程度は分解されているものの、副生成物が比較的に多く生成されている。これに対して、実施例１では、キシレンの大部分が除去されているとともに、トルエンやベンズアルデヒドの生成が抑制されている。
　実施例１における、除去性能の高さや副生物の生成を抑制する要因としては、以下のことが推測される。
　除去対象物は、紫外線ランプ２２から照射される紫外線、紫外線により励起される光触媒フィルタ２６の光触媒、オゾンランプ２４が発生させるオゾン、これらの効果によって除去される。実施例１ではこれらに加えて、光触媒がオゾンランプ２４から照射される紫外線によっても励起されていると考えられる。これに起因して、光触媒の活性が向上している。また、励起された光触媒上にオゾンを存在させるようにすることで、これらを単に組み合わせた場合以上の効果を奏すると考えられる。
　さらには、実施例１では、キシレンを除去する際の反応経路が、比較例１など他の装置を用いた場合とは異なっていると考えられる。
　比較例１では、キシレンの二つのメチル基のうち一つが離脱してトルエンが生成され、さらにこのトルエンのメチル基が酸化されてベンズアルデヒドが生成される、このようにしてキシレンが除去されていると考えられる。これに対して、実施例１では、キシレンの芳香環が分解し、鎖状の物質が生成していると考えられる。すなわち、実施例１では、トルエンやベンズアルデヒドを介することなく、キシレンが除去されていると考えられる。
　このように、本実施形態に係る空気浄化装置１０によれば、本構成を有さない場合と比較して、除去対象物を除去する性能が高くなるとともに、副生成物の生成が抑制される。特に、空気浄化後に存在する芳香族の量が低減される。
　また、オゾンは人体に対して有害な物質である。この観点からは、オゾンの発生量は少ないことが好ましい。空気浄化装置１０によれば、光触媒フィルタ２６による光触媒反応を併用しているため、オゾンの発生量が抑制されつつ、効果的に空気が浄化される。
　空気浄化装置１０において、紫外線ランプ２２は、オゾンランプ２４よりも多く設けるようにすることが好ましい。装置自体の大きさや光触媒フィルタ２６までの距離を考慮すると、装置に配置できる紫外線ランプ２２及びオゾンランプ２４の数には制限がある。このため、オゾンランプ２４を多く配置することは、配置できる紫外線ランプ２２が少なくなることにつながり易い。紫外線ランプ２２が少なくなると、光触媒フィルタ２６の光触媒反応が効果的に発揮されにくくなる。また、オゾンランプ２４の数が多くなると、発生するオゾンの量が多くなり、オゾンが空気浄化装置１０の外部に排出され易くなる。
　上記実施形態においては、五つの紫外線ランプ２２と、一つのオゾンランプ２４とを有する構成について説明したが、これら紫外線ランプ２２及びオゾンランプ２４の数は、適宜設定することができる。
　また、紫外線ランプ２２及びオゾンランプ２４は、ツイン管としてもよい。
１０   空気浄化装置
１２   通気体
１４ａ 開口
１４ｂ 開口
１６ａ フィルタ
２０   送風機
２２   紫外線ランプ
２４   オゾンランプ
２６   光触媒フィルタ

Claims (5)

  1. 　空気が内部を通過する通気体と、
    　前記通気体内に設けられた光触媒フィルタと、
    　前記光触媒フィルタに紫外線を照射する紫外線ランプと、
    　前記通気体内に設けられ、オゾンを発生させるオゾンランプと、
    　を有する空気浄化装置。
  2. 　前記オゾンランプは、前記通気体の内部を通過する空気の進行方向に対して、前記紫外線ランプと同等又は前記紫外線ランプよりも上流側に配置されている請求項１記載の空気浄化装置。
  3. 　前記オゾンランプが、前記通気体を通過する空気の進行方向に対して前記光触媒フィルタにより挟まれるようにして形成された第一の浄化領域と、
    　前記第一の浄化領域よりも下流側に設けられ、前記紫外線ランプが、前記通気体を通過する空気の進行方向に対して前記光触媒フィルタにより挟まれるようにして形成された第二の浄化領域と、
    　を有する請求項１又は２記載の空気浄化装置。
  4. 　前記紫外線ランプは、前記オゾンランプよりも多く設けられている請求項１乃至３記載の空気浄化装置。
  5. 　前記オゾンランプは、前記通気体の内部を通過する空気の進行方向に垂直な方向に対して略中央に配置されている請求項１乃至４いずれか記載の空気浄化装置。
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