WO2017221998A1 - 空気浄化装置 - Google Patents

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air
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勇次 今井
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株式会社Ｎａｎｏ Ｗａｖｅ
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    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling

Definitions

  • the present invention relates to an air purification device using a photocatalyst.
  • Photocatalysts such as titanium oxide (TiO 2 ) are activated when irradiated with ultraviolet rays to produce a strong redox effect, and harmful compounds and pollutants such as nitrogen oxides (NO X ) and sulfur oxides (SO X ) Demonstrates the action of effectively decomposing etc.
  • an ultraviolet lamp is housed in a housing having an intake port and an exhaust port, and a photocatalyst is disposed within an irradiation range of ultraviolet rays generated by the ultraviolet lamp. (See Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an air purification device capable of improving the acetaldehyde removal performance.
  • a housing a photocatalyst member disposed in the housing and containing titanium oxide, a light emitting unit disposed in the housing, irradiating the photocatalyst member with ultraviolet light, and including a plurality of LED elements And an activated carbon member disposed in the housing, and a fan for circulating the air in the housing.
  • the activated carbon member is preferably disposed downstream of the photocatalytic member in the air flow direction.
  • the acetaldehyde removal performance can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view of an air purifying apparatus showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the LED light emitting unit mounting substrate, which is a 13-by-4 parallel case.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a mounting substrate in which an LED element is mounted on a Cu substrate.
  • FIG. 4 is a graph showing the removal performance of acetaldehyde.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional explanatory view of an air purification device showing a modification.
  • FIG. 6 is a graph showing the operating performance of the LED element with the horizontal axis representing forward current (mA) and the vertical axis representing LED light output (mW).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view of an air purifying apparatus showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the LED light emitting unit mounting substrate, which is a 13-by-4 parallel case.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional explanatory view of an air purification device showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the removal performance of acetaldehyde.
  • FIG. 9 is a graph showing the acetaldehyde removal performance.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view of an air purification device.
  • the air purification device 1 includes a rectangular parallelepiped housing 2, a ceramic foam 3 disposed in the housing 2 and coated with titanium oxide (TiO 2 ), and a housing 2.
  • a light emitting device 4 that irradiates the ceramic foam 3 with ultraviolet light, a fan 5 that circulates air in the housing 2, and a filter 6 that is disposed in the housing 2 and removes dust from the air.
  • a light emitting device 4 that irradiates the ceramic foam 3 with ultraviolet light
  • a fan 5 that circulates air in the housing 2
  • a filter 6 that is disposed in the housing 2 and removes dust from the air.
  • the housing 2 is made of aluminum, for example, and has an intake port 2a and an exhaust port 2b.
  • the intake port 2a and the exhaust port 2b are provided on the side surfaces facing each other.
  • the fan 5, the light emitting device 4, the ceramic foam 3, and the filter 6 are arranged in this order from the intake port 2 a side to the exhaust port 2 b.
  • the housing 2 has a dimension in the air flow direction of 20 cm, a horizontal dimension orthogonal to the dimension of 15 cm, and a height dimension of 15 cm.
  • the black light of the conventional fluorescent tube is long, and it is necessary to set the dimension of the conventional casing in the height direction to at least 20 cm or more.
  • the current situation is that a single black light is not effective and a plurality of black lights are used.
  • the height dimension of the housing can be made 15 cm or less.
  • the intake port 2a and the exhaust port 2b are respectively covered with an insect-proof net 7 made of an antibacterial material. As a result, insects do not enter the housing 2 due to the light of the light emitting device 4.
  • the ceramic foam 3 as a photocatalyst member is made of alumina, for example, and has a three-dimensional network structure inside.
  • the surface of the ceramic foam 3 is coated with titanium oxide particles as a photocatalyst. Titanium oxide can be excited by light having a wavelength of 410 nm or less, and purifies the air in the vicinity of the excited state.
  • the fan 5 sends the air in the housing 2 from the intake port 2a side to the exhaust port 2b side during operation.
  • the type of the fan 5 is arbitrary, and may be a propeller fan or a sirocco fan.
  • the filter 6 is provided so as to close the exhaust port 2a in the housing 2.
  • the light emitting device 4 as a light emitting unit includes a housing 41, a power supply substrate 44 disposed inside the housing 41, a plurality of LED elements 43 mounted on a mounting substrate 42 at the top of the housing, and the power supply substrate 44. And wiring 45 for connecting an external power source (not shown) for supplying DC power.
  • the housing 41 is made of ceramic, for example, and has an opening. The light emitting device 4 irradiates the light of each LED element 43 from the opening of the housing 41.
  • FIG. 2 is a plan view of the LED light emitting unit mounting substrate, which is a 13-by-4 parallel case.
  • the LED light emitting mounting substrate 42 is formed in a square shape, and the LED elements 43 are arranged in alignment in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the circuit pattern 423 includes a pair of anode electrode 426 and cathode electrode 427, and supplies power to each LED element 43.
  • four series connection portions 428 in which 13 LED elements 43 are arranged are connected in parallel, and a total of 52 LED elements 43 are used.
  • each LED element 43 has a size of 350 ⁇ m ⁇ 350 ⁇ m in plan view, and is mounted on the LED light emitting mounting substrate 42 with a mounting accuracy of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m. By mounting with this mounting accuracy, a highly integrated structure of each LED element 43 is realized.
  • the shape of the housing 41 is arbitrary. For example, a housing having a halogen lamp shape can be used as the housing 41.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a mounting substrate in which an LED element is mounted on a Cu substrate.
  • the LED light emitting mounting substrate 42 includes a substrate body 421 made of metal, an insulating layer 422 made of resin formed on the upper side of the substrate body 421, and a circuit made of metal formed on the upper side of the insulating layer 422. It has a pattern 423 and a heat dissipation pattern 424 and a white resist layer 425 as a surface layer formed on the insulating layer 422 and made of an insulating material.
  • the substrate body 421 is made of copper, and is connected to the heat dissipation pattern 424 through the heat dissipation portion 422a made of metal through the insulating layer 422.
  • the heat radiation part 422a and the heat radiation pattern 424 are also made of copper.
  • the insulating layer 422 is made of, for example, polyimide resin, epoxy resin, liquid crystal polymer, or the like, and insulates the substrate body 421 having conductivity and the circuit pattern 423.
  • the circuit pattern 423 is made of, for example, copper having a thin film-like gold on the surface (upper surface), and is electrically connected to each LED element 43 by a wire 431.
  • the white resist layer 425 is made of, for example, an epoxy-based resin mixed with a titanium oxide filler and exhibits a white color.
  • Each LED element 43 has, for example, an InGaN-based light emitting layer and emits ultraviolet light.
  • the peak wavelength of each LED element 43 is 405 nm.
  • each LED element 43 is a face-up type, and is electrically connected to the circuit pattern 20 by a wire 60.
  • the fan 5 is operated in a state in which the ceramic foam 3 is irradiated with the ultraviolet light from the light emitting device 4, so that the air taken in from the intake port 2 a is removed from the ceramic foam 3. Can be purified and discharged from the exhaust port 2b.
  • the LED element 43 that emits ultraviolet light as the light emitting device 4 and having a highly integrated high output structure, the acetaldehyde removal performance can be improved as compared with the black light using the fluorescent tube.
  • FIG. 4 is a graph showing acetaldehyde removal performance with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing acetaldehyde concentration.
  • Example A was compared with a copper-based mounting substrate 42 (hereinafter, Example B).
  • Example B a propeller fan was used as a fan.
  • the concentration of acetaldehyde during ultraviolet irradiation decreased compared to Example A.
  • the acetaldehyde removal performance is further improved by using the mounting substrate 42 of the light emitting device 4 as the copper base substrate.
  • Example B was compared with the fan 5 using a sirocco fan (hereinafter, Example C). Also in Example C, a copper-based substrate was used as the mounting substrate 42. As shown in FIG. 4, in Example C, the acetaldehyde concentration during ultraviolet irradiation was lower than that in Example B. Thereby, it is understood that the acetaldehyde removal performance is further improved by using the sirocco fan as the fan 5 of the air purification device 1.
  • Example C was compared with one in which the casing 41 of the light emitting device 4 was removed and the power supply substrate 44 was opened in the air (hereinafter referred to as Example D) as shown in FIG. Also in Example D, a copper-based one was used as the mounting board 42, and the fan 5 was a sirocco fan. As shown in FIG. 4, in Example D, the concentration of acetaldehyde during ultraviolet irradiation decreased compared to Example C. Thereby, it is understood that the acetaldehyde removal performance is further improved by not providing the casing 41 of the light emitting device 4 (exposing the power supply substrate 44).
  • FIG. 6 is a graph showing the operating performance of the LED element with the horizontal axis representing forward current (mA) and the vertical axis representing LED light output (mW).
  • mA forward current
  • mW LED light output
  • the light output of the LED element 43 improves in the order of Example A, Example B, Example C, and Example D. This is because the heat dissipation of the LED is improved. That is, if the mounting substrate 42 of the light emitting device 4 is a copper base substrate, the light output of the LED element 43 is improved as compared with the case of an aluminum base substrate, and if the fan 5 of the air purification device 1 is a sirocco fan, it is more than that of a propeller fan. The light output of the LED element 43 is improved, and the light output of the LED element 43 is improved as compared with the case where the housing 41 of the light emitting device 4 is not provided.
  • the LED element 43 having a peak wavelength of 405 nm is used.
  • the peak wavelength is not limited to this, and may be 365 nm, for example.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional explanatory view of an air purifying apparatus showing a second embodiment of the present invention.
  • the air purification device 101 includes a rectangular parallelepiped casing 102, a ceramic foam group 103 disposed in the casing 102 and coated with titanium oxide (TiO 2 ), and a casing 102.
  • the light emitting device 4 that is disposed and irradiates the ceramic foam group 103 with ultraviolet light, the fan 105 that circulates the air in the housing 102, and the activated carbon filter 109 that is disposed in the housing 102 are included. .
  • the housing 102 is made of, for example, aluminum and has an intake port 102a and an exhaust port (not shown).
  • the intake port 102a is provided on a predetermined side surface, and the exhaust port is provided on the other side surface.
  • a filter (not shown) for removing dust from the air is provided near the exhaust port.
  • the light emitting device 4, the ceramic foam group 103, the activated carbon filter 109, and the fan 105 are arranged in the horizontal direction from the air inlet 102 a side.
  • the fan 105 is a sirocco fan, and sucks air that flows in the axial direction of the fan and discharges it in the radial direction. Since the light emitting device 4 has the same configuration as that of the first embodiment, it will not be described in detail here.
  • the intake port 102a and the exhaust port are each covered with an insect repellent net 7 made of an antibacterial material. As a result, insects do not enter the housing 102 due to the light of the light emitting device 4.
  • the ceramic foam group 103 as a photocatalyst member is configured by stacking a first ceramic foam 103a, a second ceramic foam 103b, and a third ceramic foam 103c having a predetermined thickness.
  • Each ceramic foam 103a, 103b, 103c is made of alumina, for example, and has a three-dimensional network structure inside. In the present embodiment, each ceramic foam 103a, 103b, 103c has a thickness of 10 mm to 15 mm. Concavities and convexities are formed on both surfaces of each ceramic foam 103a, 103b, 103c, thereby increasing the surface area.
  • the surface of each ceramic foam 103a, 103b, 103c is coated with titanium oxide particles as a photocatalyst. Titanium oxide can be excited by light having a wavelength of 410 nm or less, and purifies the air in the vicinity of the excited state. A plastic such as polyester may be used as the photocatalyst member instead of ceramic.
  • the activated carbon filter 109 is made of a porous substance containing oxygen, hydrogen, calcium, etc. in addition to most of carbon, and adsorbs many substances in its fine holes. Since the surface has a nonpolar property, it is possible to selectively adsorb granular organic substances smaller than the pores and obtain a deodorizing action.
  • the activated carbon filter 109 has a thickness of 5 mm to 30 mm.
  • the fan 105 is operated in a state where the ceramic foam group 103 is irradiated with ultraviolet light from the light emitting device 4, whereby the air taken in from the air inlet 102 a is converted into the ceramic foam. It can be purified by the group 103 and discharged from the exhaust port.
  • the air since the air is purified by the activated carbon filter 109 in addition to the ceramic foam group 103, the acetaldehyde removal performance can be dramatically improved.
  • the plurality of ceramic foams 103a, 103b, 103c are stacked, and the surface area is increased by forming irregularities on both surfaces of each ceramic foam 103a, 103b, 103c.
  • the purification action can be improved.
  • the activated carbon filter 109 is arranged downstream of the ceramic foam group 103 in the air flow direction, the air entering the activated carbon filter 109 is purified in advance by the ceramic foams 103a, 103b, 103c. I can leave it to you. Therefore, deterioration of the activated carbon filter 109 can be suppressed, and the purification performance of the activated carbon filter 109 can be maintained over a long period of time.
  • the excitation light emitted from the light emitting device 4 is blocked by the ceramic foams 103a, 103b, and 103c and does not directly enter the activated carbon filter 109, this also suppresses the deterioration of the activated carbon filter 109. Can do.
  • Example 8 and 9 are graphs showing the acetaldehyde removal performance with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing acetaldehyde concentration.
  • Comparative Example 2 the one using only the first specification activated carbon filter
  • Comparative Example 3 the one using only the second specification activated carbon filter
  • Example F the ceramic foam
  • Example E the group using only the group
  • Example F the one using the ceramic foam group added with the activated carbon filter of the first specification
  • Example E and Example F the mounting substrate of the light-emitting device using the LED element was an aluminum base.
  • ultraviolet irradiation was started immediately after the start.
  • FIG. 8 in Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which purification is performed using only an activated carbon filter, the concentration of acetaldehyde does not change after a certain period of time.
  • cleans only with ceramic foam groups the density
  • FIG. 9 in Example F which purifies
  • the air purification apparatus of the present invention can improve the acetaldehyde removal performance and is industrially useful.

Abstract

アセトアルデヒドの除去性能を向上させた空気浄化装置を提供する。光触媒を用いた空気浄化装置１０１において、筐体１０２と、筐体１０２内に配置され酸化チタンを含む光触媒部材１０３と、筐体１０２内に配置され光触媒部材１０３に対して紫外光を照射し複数のＬＥＤ素子を含む発光部と、筐体１０２内に配置された活性炭部材１０９と、筐体１０２内の空気を流通させるファン１０５と、を含むようにした。

Description

空気浄化装置
　本発明は、光触媒を用いた空気浄化装置に関する。
　酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒は、紫外線の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮する。光触媒を利用した空気浄化装置として、吸気口及び排気口を備えた筐体内に、紫外線ランプを収納すると共に、該紫外線ランプで生成される紫外線の照射範囲内に光触媒を配置したものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００３－２２０１２３号公報
　しかしながら、酸化チタンを励起する際に、蛍光管のブラックライトを多数用いないと、アセトアルデヒドの除去性能が不十分であるという問題点があった。
　本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アセトアルデヒドの除去性能を向上させることのできる空気浄化装置を提供することにある。
　本発明では、筐体と、前記筐体内に配置され、酸化チタンを含む光触媒部材と、前記筐体内に配置され、前記光触媒部材に対して紫外光を照射し、複数のＬＥＤ素子を含む発光部と、前記筐体内に配置された活性炭部材と、前記筐体内の空気を流通させるファンと、を含む空気浄化装置が提供される。
　上記空気浄化装置において、前記活性炭部材は、前記光触媒部材よりも、空気の流通方向について下流側に配置されることが好ましい。
　本発明によれば、アセトアルデヒドの除去性能を向上させることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す空気浄化装置の模式断面説明図である。 図２は、ＬＥＤ発光部実装基板の平面図であり、１３直４並列の場合である。 図３は、Ｃｕ基板上にＬＥＤ素子をマウントした実装基板の一部断面図である。 図４は、アセトアルデヒドの除去性能を示すグラフである。 図５は、変形例を示す空気浄化装置の模式断面説明図である。 図６は、横軸を順方向電流（ｍＡ）、縦軸をＬＥＤ光出力（ｍＷ）としたＬＥＤ素子の動作性能を示すグラフである。 図７は、本発明の第２の実施形態を示す空気浄化装置の模式断面説明図である。 図８は、アセトアルデヒドの除去性能を示すグラフである。 図９は、アセトアルデヒドの除去性能を示すグラフである。
　図１から図３は本発明の第１の実施形態を示し、図１は空気浄化装置の模式断面説明図である。
　図１に示すように、この空気浄化装置１は、直方体状の筐体２と、筐体２内に配置され酸化チタン（ＴｉＯ２）がコーティングされたセラミックフォーム３と、筐体２内に配置されセラミックフォーム３に対して紫外光を照射する発光装置４と、筐体２内の空気を流通させるファン５と、筐体２内に配置され空気の塵埃を除去するためのフィルター６と、を有している。
　筐体２は、例えばアルミニウムからなり、吸気口２ａと排気口２ｂとを有している。本実施形態においては、吸気口２ａ及び排気口２ｂは、互いに対向する側面にそれぞれ設けられる。筐体２内には吸気口２ａ側から排気口２ｂへ向かって、ファン５、発光装置４、セラミックフォーム３、フィルター６の順に並べられる。
　筐体２は、空気の流れる方向の寸法が２０ｃｍ、これと直交する水平方向の寸法が１５ｃｍ、高さ方向の寸法が１５ｃｍとなっている。ここで、従来の蛍光管のブラックライトは長尺であり、従来の筐体の高さ方向の寸法を少なくとも２０ｃｍ以上とする必要があった。しかも、ブラックライト１本では効果がなく複数本用いられているのが現状である。しかしながら、複数のＬＥＤ素子４３を有する発光装置４を用いることにより、筐体の高さ方向の寸法を１５ｃｍ以下とすることができる。
　また、吸気口２ａと排気口２ｂは、それぞれ抗菌材料からなる防虫ネット７でそれぞれ覆われている。これにより、発光装置４の光に誘因されて筐体２内へ虫が侵入することはない。
　光触媒部材としてのセラミックフォーム３は、例えばアルミナからなり、内部が三次元網目構造となっている。セラミックフォーム３の表面には、光触媒としての酸化チタンの粒子がコーティングされている。酸化チタンは４１０ｎｍ以下の波長の光で励起可能であり、励起状態となる付近の空気を浄化する。
　ファン５は、作動時に筐体２内の空気を吸気口２ａ側から排気口２ｂ側へ送出する。ファン５の型式は任意であり、プロペラファンであってもシロッコファンであってもよい。また、フィルター６は、筐体２内の排気口２ａを塞ぐよう設けられる。
　発光部としての発光装置４は、筐体４１と、筐体４１の内部に配置される電源基板４４と、筐体上部の実装基板４２に実装される複数のＬＥＤ素子４３と、電源基板４４へ直流電力を供給するための外部電源（図示せず）とを接続する配線４５と、を有する。筐体４１は、例えばセラミックからなり、開口部を有する。発光装置４は、各ＬＥＤ素子４３の光を筐体４１の開口部から照射する。
　図２は、ＬＥＤ発光部実装基板の平面図であり、１３直４並列の場合である。
　図２に示すように、ＬＥＤ発光実装基板４２は正方形状に形成され、各ＬＥＤ素子４３が縦方向及び横方向に整列して配置される。回路パターン４２３は、一対のアノード電極４２６及びカソード電極４２７を有し、各ＬＥＤ素子４３へ電力を供給する。本実施形態においては、１３個のＬＥＤ素子４３が並べられた４つの直列接続部４２８が並列に接続され、計５２個のＬＥＤ素子４３が使用される。
　具体的に、各ＬＥＤ素子４３は平面視にて３５０μｍ×３５０μｍであり、２０μｍから２００μｍの実装精度でＬＥＤ発光実装基板４２に搭載される。この実装精度で搭載することにより、各ＬＥＤ素子４３の高集積構造が実現される。各ＬＥＤ素子４３の高集積構造を有していれば筐体４１の形状は任意であり、例えば筐体４１としてハロゲンランプ形状のものを用いることができる。
　図３は、Ｃｕ基板上にＬＥＤ素子をマウントした実装基板の一部断面図である。
　図３に示すように、ＬＥＤ発光実装基板４２は、金属からなる基板本体４２１と、基板本体４２１の上側に形成され樹脂からなる絶縁層４２２と、絶縁層４２２の上側に形成され金属からなる回路パターン４２３及び放熱パターン４２４と、絶縁層４２２の上側に形成され絶縁材からなる表層としての白色レジスト層４２５と、を有している。基板本体４２１は銅からなり、絶縁層４２２を貫通し金属からなる放熱部４２２ａを通じて、放熱パターン４２４と接続される。本実施形態においては、放熱部４２２ａ及び放熱パターン４２４も銅から構成される。絶縁層４２２は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、液晶ポリマー等からなり、導電性を有する基板本体４２１と回路パターン４２３との絶縁を図る。回路パターン４２３は、例えば表面（上面）に薄膜状の金を有する銅からなり、各ＬＥＤ素子４３とワイヤ４３１により電気的に接続される。白色レジスト層４２５は、例えば酸化チタンのフィラーが混入されたエポキシ系の樹脂からなり白色を呈する。
　各ＬＥＤ素子４３は、例えばＩｎＧａＮ系の発光層を有し、紫外光を発する。本実施形態においては、各ＬＥＤ素子４３のピーク波長は４０５ｎｍである。本実施形態においては、各ＬＥＤ素子４３はフェイスアップ型であり、それぞれワイヤ６０により回路パターン２０と電気的に接続される。
　以上のように構成された空気浄化装置１では、発光装置４からセラミックフォーム３に対して紫外光を照射した状態でファン５を作動させることにより、吸気口２ａから取り込まれた空気をセラミックフォーム３で浄化して排気口２ｂから排出することができる。ここで、発光装置４として紫外光を発するＬＥＤ素子４３を用い、高集積高出力構造とすることによって、蛍光管を用いたブラックライトよりもアセトアルデヒド除去性能を向上させることができる。
　図４は、横軸を時間、縦軸をアセトアルデヒド濃度としたアセトアルデヒドの除去性能を示すグラフである。アセトアルデヒドの除去性能を調べるにあたり、まず、蛍光管を用いたブラックライトを用いたもの（以下、比較例１）と、ＬＥＤ素子４３を用いた発光装置４の実装基板４２をアルミニウムベースとしたもの（以下、実施例Ａ）とを比較した。尚、比較例１と実施例Ａにおいては、ファンとしてプロペラファンを用いた。データを取得するにあたり、開始から３０分で紫外線照射を開始し、開始から２１０分で紫外線照射を終了した。図４に示すように、実施例Ａは、比較例１と比べて、紫外線照射中のアセトアルデヒド濃度が低下した。これにより、ＬＥＤ素子４３を高集積高出力構造とすることによって、アセトアルデヒド除去性能が向上したことが理解される。
　次いで、実施例Ａと、実装基板４２を銅ベースとしたもの（以下、実施例Ｂ）と、を比較した。尚、実施例Ｂにおいても、ファンとしてプロペラファンを用いた。図４に示すように、実施例Ｂは、実施例Ａと比べて、紫外線照射中のアセトアルデヒド濃度が低下した。これにより、発光装置４の実装基板４２を銅ベース基板とすることにより、アセトアルデヒド除去性能がさらに向上したことが理解される。
　次いで、実施例Ｂと、ファン５をシロッコファンとしたもの（以下、実施例Ｃ）と、を比較した。尚、実施例Ｃにおいても、実装基板４２として銅ベースのものを用いた。図４に示すように、実施例Ｃは、実施例Ｂと比べて、紫外線照射中のアセトアルデヒド濃度が低下した。これにより、空気浄化装置１のファン５をシロッコファンとすることにより、アセトアルデヒド除去性能がさらに向上したことが理解される。
　次いで、実施例Ｃと、図５に示すように発光装置４の筐体４１を外し、電源基板４４を空気中に開放したもの（以下、実施例Ｄ）と、を比較した。尚、実施例Ｄにおいても、実装基板４２として銅ベースのものを用い、ファン５をシロッコファンとしたものを用いた。図４に示すように、実施例Ｄは、実施例Ｃと比べて、紫外線照射中のアセトアルデヒド濃度が低下した。これにより、発光装置４の筐体４１を設けないこと（電源基板４４を露出させること）により、アセトアルデヒド除去性能がさらに向上したことが理解される。
　図６は、横軸を順方向電流（ｍＡ）、縦軸をＬＥＤ光出力（ｍＷ）としたＬＥＤ素子の動作性能を示すグラフである。
　図６に示すように、実施例Ａ、実施例Ｂ、実施例Ｃ、実施例Ｄの順に、ＬＥＤ素子４３の光出力が向上することが理解される。これはＬＥＤの放熱を向上させたことによる。すなわち、発光装置４の実装基板４２を銅ベース基板とするとアルミニウムベース基板の場合よりもＬＥＤ素子４３の光出力が向上し、空気浄化装置１のファン５をシロッコファンとするとプロペラファンの場合よりもＬＥＤ素子４３の光出力が向上し、発光装置４の筐体４１を設けないと設けた場合よりもＬＥＤ素子４３の光出力が向上する。
　尚、前記実施形態においては、４０５ｎｍをピーク波長とするＬＥＤ素子４３を用いたものを示したが、ピーク波長はこれに限定されず例えば３６５ｎｍとすることもできる。
　また、前記実施形態においては、酸化チタンの粒子をコーティングしたセラミックフォーム３を用いたものを示したが、酸化チタンを含んでいればセラミックフォーム３の代わりにプラスチック材料や水等の液体を用いることもできる。
　図７は本発明の第２の実施形態を示す空気浄化装置の模式断面説明図である。
　図７に示すように、この空気浄化装置１０１は、直方体状の筐体１０２と、筐体１０２内に配置され酸化チタン（ＴｉＯ２）がコーティングされたセラミックフォーム群１０３と、筐体１０２内に配置されセラミックフォーム群１０３に対して紫外光を照射する発光装置４と、筐体１０２内の空気を流通させるファン１０５と、筐体１０２内に配置された活性炭フィルター１０９と、を有している。
　筐体１０２は、例えばアルミニウムからなり、吸気口１０２ａと排気口（図示せず）とを有している。本実施形態においては、吸気口１０２ａは所定の側面に、排気口は他の側面に設けられる。排気口近傍には、空気の塵埃を除去するための図示しないフィルターが設けられる。筐体１０２内には吸気口１０２ａ側から水平方向に、発光装置４、セラミックフォーム群１０３、活性炭フィルター１０９、ファン１０５の順に並べられる。本実施形態においては、ファン１０５はシロッコファンであり、ファンの軸方向に流れてきた空気を吸入して、径方向へ吐出する。尚、発光装置４は第１の実施形態と同様の構成であるので、ここでは詳述しない。
　また、吸気口１０２ａと排気口は、それぞれ抗菌材料からなる防虫ネット７でそれぞれ覆われている。これにより、発光装置４の光に誘因されて筐体１０２内へ虫が侵入することはない。
　光触媒部材としてのセラミックフォーム群１０３は、所定厚さの第１セラミックフォーム１０３ａ、第２セラミックフォーム１０３ｂ及び第３セラミックフォーム１０３ｃが重ねられて構成される。各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、例えばアルミナからなり、内部が三次元網目構造となっている。本実施形態においては、各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、それぞれ厚さが１０ｍｍ～１５ｍｍである。各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの両面には凹凸が形成され、これにより表面積の増大が図られている。各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの表面には、光触媒としての酸化チタンの粒子がコーティングされている。酸化チタンは４１０ｎｍ以下の波長の光で励起可能であり、励起状態となる付近の空気を浄化する。尚、光触媒部材としてセラミックの代わりにポリエステル等のプラスチックを使用してもよい。
　活性炭フィルター１０９は、大部分の炭素の他、酸素、水素、カルシウム等を含む多孔質の物質からなり、その微細な穴に多くの物質を吸着させる。表面が非極性の性質を持つため、細孔より小さな粒状の有機物を選択的に吸着し、脱臭作用を得ることができる。本実施形態においては、活性炭フィルター１０９の厚さは５ｍｍ～３０ｍｍである。
　以上のように構成された空気浄化装置１０１では、発光装置４からセラミックフォーム群１０３に対して紫外光を照射した状態でファン１０５を作動させることにより、吸気口１０２ａから取り込まれた空気をセラミックフォーム群１０３で浄化して排気口から排出することができる。本実施形態においては、セラミックフォーム群１０３に加えて、活性炭フィルター１０９によっても空気が浄化されるため、アセトアルデヒド除去性能が飛躍的に向上させることができる。
　また、本実施形態においては、複数のセラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを重ね、さらに各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの両面に凹凸を形成して表面積の増大が図ったので、セラミックフォーム群１０３における浄化作用を向上させることができる。
　また、本実施形態においては、活性炭フィルター１０９をセラミックフォーム群１０３よりも、空気の流通方向について下流側に配置したので、活性炭フィルター１０９へ進入する空気を各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃで予め浄化させておくことができる。従って、活性炭フィルター１０９の劣化を抑制して、活性炭フィルター１０９の浄化性能を長期間にわたって維持することができる。また、発光装置４から照射される励起光が各セラミックフォーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃで遮られ、活性炭フィルター１０９へ直接的に入射することはないので、これによっても活性炭フィルター１０９の劣化を抑制することができる。
　図８及び図９は、横軸を時間、縦軸をアセトアルデヒド濃度としたアセトアルデヒドの除去性能を示すグラフである。アセトアルデヒドの除去性能を調べるにあたり、第１仕様の活性炭フィルターのみを用いたもの（以下、比較例２）と、第２仕様の活性炭フィルターのみを用いたもの（以下、比較例３）と、セラミックフォーム群のみを用いたもの（以下、実施例Ｅ）と、第１仕様の活性炭フィルターを追加したセラミックフォーム群を用いたもの（以下、実施例Ｆ）を比較した。尚、比較例２、比較例３、実施例Ｅ及び実施例Ｆにおいては、ファンとしてシロッコファンを用いた。また、実施例Ｅ及び実施例Ｆにおいては、ＬＥＤ素子を用いた発光装置の実装基板をアルミニウムベースとした。データを取得するにあたり、実施例Ｅ及び実施例Ｆでは、開始直後から紫外線照射を開始した。図８に示すように、活性炭フィルターのみで浄化を行う比較例２及び比較例３では、一定時間を経過すると、アセトアルデヒドの濃度が変化しなくなる。これに対し、セラミックフォーム群のみで浄化を行う実施例Ｅでは、一定時間経過後もアセトアルデヒドの濃度が減少する。そして、図９に示すように、活性炭フィルターを追加したセラミックフォーム群で浄化を行う実施例Ｆでは、比較例２，比較例３及び実施例Ｅと比べ、開始直後からアセトアルデヒドの濃度を急激に減少させることができる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組み合わせの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
　以上のように、本発明の空気浄化装置は、アセトアルデヒドの除去性能を向上させることができ産業上有用である。
　１  空気浄化装置
　２  筐体
　３  セラミックフォーム
　４  発光装置
　５  ファン
　４２  実装基板
　４３  ＬＥＤ素子
　１０１ 空気浄化装置
　１０２ 筐体
　１０３ セラミックフォーム群
　１０３ａ 第１セラミックフォーム
　１０３ｂ 第２セラミックフォーム
　１０３ｃ 第３セラミックフォーム
　１０５ ファン
　１０９ 活性炭フィルター

Claims (2)

  1. 　筐体と、
    　前記筐体内に配置され、酸化チタンを含む光触媒部材と、
    　前記筐体内に配置され、前記光触媒部材に対して紫外光を照射し、複数のＬＥＤ素子を含む発光部と、
    　前記筐体内に配置された活性炭部材と、
    　前記筐体内の空気を流通させるファンと、を含む空気浄化装置。
  2. 　前記活性炭部材は、前記光触媒部材よりも、空気の流通方向について下流側に配置される請求項１に記載の空気浄化装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005343427A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Shigeaki Kokubo 車載型空気清浄装置
JP2008104739A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Sharp Corp 空気浄化装置
JP2012069749A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュール
JP2014506988A (ja) * 2011-03-02 2014-03-20 エルジー・ハウシス・リミテッド 空気清浄機能を有する光触媒を用いた加湿装置
JP2016140397A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 大陽工業株式会社 空間清浄装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235154A (ja) * 1997-02-28 1998-09-08 Nhk Spring Co Ltd 脱臭装置または空気清浄機用脱臭フィルタ
JPWO2002053196A1 (ja) * 2000-12-28 2004-04-30 東芝ライテック株式会社 脱臭装置
JP3822093B2 (ja) * 2001-11-05 2006-09-13 株式会社東エンジニアリング 光分解による汚染空気の浄化装置及びその方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005343427A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Shigeaki Kokubo 車載型空気清浄装置
JP2008104739A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Sharp Corp 空気浄化装置
JP2012069749A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュール
JP2014506988A (ja) * 2011-03-02 2014-03-20 エルジー・ハウシス・リミテッド 空気清浄機能を有する光触媒を用いた加湿装置
JP2016140397A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 大陽工業株式会社 空間清浄装置

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