WO2021149724A1 - 光触媒ユニット及び該光触媒ユニットを備えたマスク - Google Patents

光触媒ユニット及び該光触媒ユニットを備えたマスク Download PDF

Info

Publication number
WO2021149724A1
WO2021149724A1 PCT/JP2021/001858 JP2021001858W WO2021149724A1 WO 2021149724 A1 WO2021149724 A1 WO 2021149724A1 JP 2021001858 W JP2021001858 W JP 2021001858W WO 2021149724 A1 WO2021149724 A1 WO 2021149724A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
photocatalyst
fluid
impeller
light
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/001858
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
輝夫 渡邉
秀満 渡邉
泰之 渡邉
剛文 渡邉
山口　雅夫
Original Assignee
Ａｐｓジャパン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ａｐｓジャパン株式会社 filed Critical Ａｐｓジャパン株式会社
Priority to EP21744915.6A priority Critical patent/EP4094832A4/en
Priority to CN202180010506.9A priority patent/CN115023288A/zh
Priority to JP2021572765A priority patent/JPWO2021149724A1/ja
Publication of WO2021149724A1 publication Critical patent/WO2021149724A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1192—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres with antimicrobial agent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation
    • A61L9/205—Ultraviolet radiation using a photocatalyst or photosensitiser
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/006—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort with pumps for forced ventilation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30—Tungsten
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L2209/10—Apparatus features
    • A61L2209/14—Filtering means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/02—Masks

Definitions

  • the present invention relates to a photocatalyst unit that purifies a fluid such as air with a photocatalyst, and a mask provided with the photocatalyst unit.
  • an air purifier having an air purifying structure for decomposing viruses and the like using a photocatalyst has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a photocatalyst such as titanium oxide is supported on one of the front and back surfaces of a plate-shaped base material (filter base material) having a large number of air passage holes penetrating in the thickness direction.
  • a photocatalyst filter is configured, and a photocatalyst unit in which a plurality of ultraviolet lamps are arranged at intervals facing the photocatalyst-supporting surface of the photocatalyst filter is provided.
  • the photocatalyst filter and the ultraviolet lamp are arranged so as to face each other in the thickness direction of the filter, so that the thickness of the unit becomes large and the thinness and compactness are limited.
  • the structure is such that air flows between the ultraviolet lamps, there is a limit to increasing the number of ultraviolet lamps that resist the air, and the amount of ultraviolet rays irradiated to the photocatalyst filter and the improvement of irradiation efficiency are also constant.
  • the photocatalyst is supported to the inner surface of the air passage hole of the plate-shaped base material, it is difficult to efficiently irradiate the ultraviolet rays to the inner surface.
  • a photocatalyst filter in which a plurality of plate-shaped portions on which photocatalysts are supported on the front and back surfaces are arranged so that the front and back surfaces of adjacent plate-shaped portions face each other with a gap, and the gap is used as an air flow passage. At a position facing at least one end face of the end face on the inlet side of the air to the gap and the end face on the outlet side of the air from the gap among the end faces of each plate-shaped portion of the photocatalyst filter.
  • An ultraviolet irradiation portion that irradiates ultraviolet rays toward the gap is arranged at a position separated from the end face by a predetermined distance, and is substantially parallel to the end face between the ultraviolet irradiation portion and the end face of each plate-shaped portion. Air that takes in air from the side and supplies it to the flow passage formed by the gap between the plate-shaped portions, or air discharged from the flow passage to the side substantially parallel to the end face.
  • An air purification structure forming an discharge channel has been proposed (see Patent Document 3).
  • an ultraviolet irradiation portion is arranged at a position separated from the end surface on the inlet side or the outlet side of the air among the end faces of each plate-shaped portion of the photocatalyst filter by a predetermined distance, and the ultraviolet irradiation portion and each plate are arranged.
  • An ultraviolet lamp is formed between the end face of the shaped portion and an air supply path that takes in air from a side substantially parallel to the end face or an air discharge path that discharges air to a side substantially parallel to the end face.
  • the degree of freedom in designing the ultraviolet irradiation part is significantly improved, and the photocatalyst of each plate-shaped part efficiently irradiates ultraviolet rays to significantly improve the air cleaning action of the photocatalyst. It becomes easy to make it.
  • an air purifying structure is a structure in which air is supplied or discharged in an L shape from the side between the ultraviolet irradiation unit and the photocatalyst filter, the form of air supply / discharge (flow path). Is limited, and it is inevitable that the unit as a whole will become large. Further, when it is desired to pass the fluid straight in the filter thickness direction instead of the L shape, the above configuration cannot be adopted, and there is a problem that the flow path structure is limited.
  • the present invention is to solve the problem by efficiently irradiating the photocatalyst with ultraviolet rays to improve the fluid cleaning action of the photocatalyst, and at the same time, the photocatalyst unit including the photocatalyst filter and the light irradiation unit.
  • the present invention is to provide a photocatalyst unit, which can be thinned and miniaturized and has a high degree of freedom in designing a flow path structure, and a mask provided with the photocatalyst unit.
  • the applicant has already proposed the following fluid purification structure using a photocatalyst, which is thin and can be miniaturized and has a high degree of freedom in designing the flow path structure (Japanese Patent Application No. 2019-123741). That is, it is composed of a corrugated member in which a plurality of peaks and valleys are alternately formed, and fluid passage holes for passing fluid are formed in one or both of the top of the peak and the bottom of the valley.
  • a photocatalyst filter in which a photocatalyst is supported on the front and back surfaces and one or both of one end side and the other end side of the photocatalyst filter in the direction in which the peaks and valleys extend are provided, and the peaks and valleys extend.
  • a fluid cleaning structure using a photocatalyst including a fluid discharge path and a dust collection filter provided in one or both of the fluid supply path and the fluid discharge path and facing the one surface or the other surface. is doing.
  • the light irradiation portion is not provided at a position facing the filter surface as in the conventional case, but is provided at one end side in the direction in which the peaks and valleys of the photocatalytic filter extend. Since it is provided on one or both of the end sides and is configured to irradiate ultraviolet rays or visible light toward the inside where the peaks and valleys extend from that position, it interferes with the light irradiation portion. It is possible to circulate the fluid straight in the filter thickness direction without being squeezed, the degree of freedom in flow path design is improved, and the unit composed of the filter and the light irradiation unit can be remarkably made thinner and more compact. ..
  • the structure is such that light is irradiated inward from the end in the direction in which the peaks and valleys of the photocatalyst filter extend, when the area of the photocatalyst filter is increased and the peaks and valleys become long, It is difficult for the light to reach the inner part sufficiently, especially in the mountain / valley part far from the position of the light irradiation part, the light becomes insufficient, and it is necessary to increase the amount of light or increase the number of the light irradiation part. There were problems of cost increase and heat generation.
  • the present inventor does not use the conventional fixed corrugated plate having peaks and valleys, but a plurality of blade plates on which a photocatalyst is supported are fluids.
  • the surface of the blade plate can be sequentially and uniformly illuminated.
  • the present invention includes the following inventions.
  • a photocatalyst filter having a fluid passage path through which a fluid passes and having a photocatalyst body carrier in which a photocatalyst is supported on a surface in contact with the fluid, and a photocatalyst filter provided inside the photocatalyst filter.
  • a photocatalyst unit including a photocatalyst unit that irradiates light of ultraviolet rays or visible light toward the surface of the photocatalyst carrier on which the photocatalyst is supported, wherein the photocatalyst is supported on the surface of the photocatalyst carrier.
  • the impeller has a plurality of blade plate portions, and these plurality of blade plate portions receive pressure from the fluid passing through the fluid passage path and rotate about the axis, and the light irradiation unit is the blade.
  • a photocatalyst unit provided so as to irradiate the rotating blade plate portion of the impeller from a predetermined position on the outer peripheral side of the blade plate portion of the vehicle with the light.
  • the photocatalyst carrier is like a propeller fan having a shaft portion that rotates around the axis and a plurality of blade plate portions that are provided on the outer peripheral portion of the shaft portion and have the photocatalyst supported on the surface.
  • the impeller, the fluid passage path is a fluid introduction portion that introduces the fluid from a direction along the axis, and a fluid derivation that derives the fluid toward the downstream side in the direction along the axis.
  • the photocatalyst unit according to (1) which comprises a part.
  • the photocatalyst filter is formed in a flat box shape having a thickness smaller than the size of the upper and lower surfaces, and is orthogonal to a frame provided with a fluid passage path inside the frame and the thickness direction of the frame.
  • the frame is a grid-like frame provided with a gap through which a fluid passes on the upper surface or the lower surface, and the impeller is rotatably erected at a predetermined intersection provided in the grid-like frame.
  • the photocatalyst unit according to (3), wherein the light irradiation unit that irradiates the blade plate portion of the impeller with light is attached to another intersection around the intersection.
  • the photocatalyst filter has a tubular frame extending in a direction along the axial center and a plurality of impellers arranged on a shaft portion extending in a length direction of the tubular frame.
  • the photocatalyst carrier is like a blower fan having a shaft portion that rotates around the axis and a plurality of blade plate portions that are provided on the outer peripheral side of the shaft portion and have the photocatalyst supported on the surface.
  • the fluid passage path is a fluid introduction portion that introduces the fluid from one side in a direction along the axis or a direction orthogonal to the axis, and a direction along the axis.
  • the photocatalyst unit according to (1) which has a fluid out-drawing unit for leading out the fluid toward the other side in a direction orthogonal to the axis.
  • the photocatalyst carrier is a cross-fluid fan having a shaft portion that rotates about the axis and a plurality of blade plate portions that are provided on the outer peripheral side of the shaft portion and have the photocatalyst supported on the surface.
  • the fluid passage path introduces the fluid from a position different from the fluid introduction portion that introduces the fluid from the direction orthogonal to the axis and the fluid introduction portion in the direction orthogonal to the axis.
  • the photocatalyst unit according to (1) which has a fluid derivation unit for derivation.
  • a reflective member is provided on the outer peripheral side of the impeller so as to extend in the circumferential direction of the impeller and the inner peripheral surface facing the impeller is a reflective surface for reflecting light (1). )-(10).
  • the photocatalyst unit is provided on the outer peripheral side of the impeller so as to extend in the circumferential direction of the impeller and the inner peripheral surface facing the impeller is a reflective surface for reflecting light (1). )-(10).
  • a generator that generates electric power from the electric power generated by the rotation of the impeller is further provided, and the irradiation unit irradiates the light in response to the electric power supplied from the generator.
  • the photocatalyst unit according to any one of (11).
  • a mask comprising the photocatalyst unit according to any one of (1), (2) or (8) above, and the photocatalyst unit is arranged in an air passage portion generated in response to the breathing of the mask wearer. ..
  • a plurality of blade plate portions on which a photocatalyst is supported are irradiated with ultraviolet rays or visible light from a light irradiation portion provided at a position on the outer peripheral side. Harmful substances and foul odors in the fluid can be efficiently decomposed and removed by the photocatalyst supported on the front and back surfaces of the filter and the inner surface of the fluid passage hole. Further, since the light irradiation unit is not provided at the position facing the filter surface as in the conventional case, but is provided at the position on the outer peripheral side of the blade plate portion as described above, the fluid flows without being disturbed by the light irradiation unit. This makes it possible to improve the degree of freedom in flow path design, and the unit including the filter and the light irradiation unit can be remarkably made thinner and more compact.
  • the light from the light irradiation unit can be sequentially and uniformly illuminated on the surface of the blade plate portion rotating by the fluid pressure, and the photocatalyst supporting portion is uniformly and efficiently illuminated with a small amount of light irradiation unit. It is possible to obtain a sufficient cleaning effect as a whole without increasing the amount of light or increasing the number of lights, avoiding cost increase, suppressing the amount of heat generated by the light irradiation part, and solving the heat problem. be able to. Further, since such an impeller is not driven by a motor, the support structure of the shaft can be a simple structure, and it is easy to make it a removable structure, for example. If the impeller can be removed in this way, dirt such as oil adhering to the blade plate portion and the wall surface of the fluid passage path can be easily cleaned and other maintenance can be facilitated.
  • the light irradiation unit it is efficient for the light irradiation unit to irradiate light from a predetermined position on the outer peripheral side toward the shaft portion of the impeller in order to irradiate the surfaces on both the upper and lower sides of the blade plate portion. ..
  • a propeller fan-like body having the photocatalyst carrier having a shaft portion rotating about the axis and a plurality of blade plate portions provided on the outer peripheral portion of the shaft portion and carrying the photocatalyst on the surface.
  • the impeller can be smoothly rotated by being installed in a fluid passage path through which fluid is forcibly circulated by an electric fan or the like, or in an environment in which fluid naturally circulates.
  • the photocatalyst filter is formed in a flat box shape having a thickness smaller than the size of the upper and lower surfaces, and is orthogonal to a frame provided with a fluid passage path inside the photocatalyst filter in the thickness direction of the frame.
  • the whole is also maintained thin.
  • the number of impellers that are photocatalyst carriers can be increased, and the fluid cleaning effect of the photocatalyst can be enhanced.
  • the blade plate of each impeller can be rotated to the minimum. It is possible to uniformly irradiate the blade plate portion with light from the light irradiation portion to improve the efficiency of fluid cleaning by the photocatalyst.
  • the frame is a grid-like frame provided with a gap through which a fluid passes on the upper surface or the lower surface, and the impeller is rotatably erected at a predetermined intersection provided in the grid-like frame.
  • the rigidity is maintained. While providing the shaft part of the impeller and the light irradiation part at the intersection, the fluid passing between the rotating blade plate parts is efficiently flowed in or discharged through the gap of the lattice frame without the light irradiation part or the like getting in the way. , The pressure loss due to the passage resistance of the fluid can be suppressed to a low level, and the weight of the whole can be reduced while maintaining the strength.
  • the frame is provided with a rolling bearing that rotatably supports the impeller, smooth rotation of the blade plate portion is maintained for a long period of time even if dust or the like accumulates on the shaft portion, and fluid pressure loss occurs. Even when the amount of fluid passing (flow rate) is small and the fluid pressure is small, the blade plate of each impeller is rotated to uniformly illuminate the blade plate from the minimum light irradiation unit. It is possible to increase the efficiency of fluid cleaning by a photocatalyst by irradiating.
  • the photocatalyst filter has a tubular frame extending in a direction along the axial center and a plurality of impellers arranged on a shaft portion extending in a length direction of the tubular frame, and the light. If one or more irradiation units are provided for each impeller, there is an opportunity for the fluid to come into contact with the photocatalyst carrier without increasing the installation area of the photocatalyst unit in the direction orthogonal to the axis. There is an advantage that a sufficient cleaning effect can be obtained by increasing the amount of water.
  • a blower fan-like body having the photocatalyst carrier having a shaft portion rotating about the axis and a plurality of blade plate portions provided on the outer peripheral side of the shaft portion and carrying the photocatalyst on the surface.
  • the impeller is an impeller
  • the fluid passage path is a fluid introduction portion that introduces the fluid from one side in a direction along the axis or a direction orthogonal to the axis, and a direction along the axis or a direction along the axis.
  • the light-irradiating unit passes through the fluid passage path while irradiating light toward the rotating blade plate portion.
  • a cross-fluid fan-like body having the photocatalyst carrier having a shaft portion rotating about the axis and a plurality of blade plate portions provided on the outer peripheral side of the shaft portion and carrying the photocatalyst on the surface.
  • the fluid is derived from a position different from the fluid introduction portion in which the fluid passage path introduces the fluid from the direction orthogonal to the axis and the fluid introduction portion in the direction orthogonal to the axis.
  • harmful substances and foul odors in the fluid can be efficiently decomposed and removed by the catalytic action of the photocatalyst, and the time for the fluid to temporarily stay between the rotating blade plates is increased.
  • the fluid passage path can be made large in the axial direction, and the impeller is effective even when the wind pressure of the fluid passing through the fluid passage path is weak. In addition to being able to rotate to a relatively large flow path, it can be efficiently installed in a relatively large flow path, and it is easy to keep the flow resistance lower.
  • a generator that generates electricity according to the rotation of the impeller is further provided, and the irradiation unit irradiates the light with the electric power generated by the generator, directly from the generator or the generator.
  • It has a built-in battery that stores the electric power generated in the above, and it is possible to supply electric power to the irradiation unit to irradiate light from the battery, and it is not necessary to supply electric power to the light irradiation unit from an external power source.
  • the mask of the present invention provided with the photocatalyst unit and the photocatalyst unit is arranged in an air passage portion generated in response to the respiration of the mask wearer, the air flow generated in response to the respiration of the mask wearer
  • the impeller of the photocatalyst unit can be rotated accordingly. Then, in a state where the blade plate portion of the impeller is irradiated with light from the light irradiation portion, by bringing air into contact with the photocatalyst supported on the surface thereof, harmful components and malodorous components in the air are catalyzed by the photocatalyst. It can be efficiently decomposed and removed, and can inactivate viruses and the like in the air. After that, since air is derived from the air outlet on the rear side of the mask or the air outlet on the front side of the mask, it effectively prevents viruses and the like from invading the human body and spreading into the atmosphere. There is an advantage that it can be done.
  • the reflecting member has an inner peripheral surface having a substantially C-shaped cross section whose inner peripheral side is recessed in a curved shape so as to cover the tip of the blade plate portion of the impeller, the light from the light irradiation portion is emitted from the impeller. It is possible to efficiently irradiate the entire surface of the blade plate portion of the unit, and it is possible to prevent light leakage from the fluid inlets and outlets above and below the unit.
  • the light from the light irradiation portion can be more reliably irradiated toward the blade plate portion, and the light irradiation portion can be more reliably emitted.
  • the heat generated by the light irradiation unit can be transmitted to the reflective member and radiated to the fluid passing through the inner surface of the reflective member.
  • the reflective member is provided in an annular shape so as to cover the impeller over substantially the entire circumference, the light from the light irradiation portion is more efficiently applied to the surface of the impeller blade plate portion as a whole. It can be irradiated.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. BB sectional view of FIG. Similarly, the bottom view of the photocatalyst unit.
  • the perspective view which also shows the main part of the photocatalyst unit. An explanatory view showing a usage state of the photocatalyst unit as well.
  • a partial cross-sectional view showing a photocatalyst unit according to another embodiment of the present invention The perspective view which shows the photocatalyst unit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. Similarly, a plan view of the photocatalyst unit. Similarly, a cross-sectional view of the photocatalyst unit. The perspective view which shows the air purifier provided with the photocatalyst unit of 2nd Embodiment. The cross-sectional view which shows the photocatalyst unit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. The cross-sectional view which shows the photocatalyst unit which concerns on 4th Embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example in which the fluid flow is reversed in the photocatalyst unit shown in FIG.
  • the perspective view which shows the photocatalyst unit which concerns on 6th Embodiment of this invention.
  • a plan sectional view of the photocatalyst unit which concerns on 6th Embodiment of this invention.
  • a plan sectional view of the photocatalyst unit Similarly, a side sectional view of the photocatalyst unit.
  • the perspective view which shows the embodiment of the mask which concerns on this invention.
  • the photocatalyst unit 1 includes a flat box-shaped lattice frame 20 having a thickness smaller than the vertical and horizontal dimensions of the upper and lower surfaces, and a fluid.
  • a photocatalyst filter 2 having a photocatalyst carrier 3 on which a photocatalyst is supported on a contact surface, and a light irradiation unit provided inside the photocatalyst filter 2 and irradiating the surface of the photocatalyst carrier 3 with light consisting of ultraviolet rays or visible light.
  • the photocatalyst of the photocatalyst carrier can efficiently decompose and remove harmful substances, malodors, and the like in the fluid.
  • the grid-like frame 20 has a frame main body 22 (see FIGS. 2 and 6) forming the lower surface thereof and an upper lid 23 (see FIGS. 1 and 5A and 5B) forming the upper surface thereof, and the grids on the upper and lower surfaces thereof.
  • the fluid passage path 10 in the thickness direction is configured so that a fluid such as air can pass through the inside in the thickness direction through the gap.
  • the frame body 22 and the upper lid 23 constituting the grid-like frame 20 are both made of metal, and the upper lid 23 is fitted in a state of being in contact with the inner surfaces of the side walls 220, 221 222, 223 of the grid-like frame 20 to be integrally formed. It is assembled.
  • the fluid passage path 10 includes a fluid introduction portion 10a for introducing a fluid from the upper surface side of the lattice frame 20 from a direction along the axis of the impeller 4, which will be described later, and the fluid introduction portion 10a along the axis. It has a fluid lead-out unit 10b that leads out the fluid toward the downstream side in the vertical direction.
  • the photocatalyst carrier 3 is attached to a predetermined intersection 21A having rigidity of the grid-like frame 20 on the lower surface side, and is attached to the intersection 21B having the same rigidity in the vicinity thereof.
  • the light irradiation unit 5 is attached. Therefore, the fluid is efficiently flowed in or out through the gaps of the grid-like frame 20 without the light irradiation unit 5 or the like getting in the way, the pressure loss due to the passage resistance of the fluid can be suppressed low, and the pressure loss due to the passage resistance of the fluid can be suppressed low. It is said to be a lightweight unit while maintaining sufficient strength.
  • the photocatalyst carrier 3 is provided on a shaft portion 40 that rotates about an axial center extending in the thickness direction of the grid-like frame 20 and a plurality of shaft portions 40 on the outer peripheral portion of the shaft portion 40, and the photocatalyst is supported on the surface thereof. It is composed of a blade plate portion 41, and these plurality of blade plate portions 41 are propeller fan-like impellers 4 that rotate under pressure from a fluid passing through the fluid passage path 10. That is, in the impeller 4, the plurality of blade plate portions 41 are led out to the fluid lead-out portion 10b by rotating like a wind turbine under the pressure of the fluid introduced from the fluid introduction portion 10a. be.
  • the shaft portion 40 of the impeller 4 is rotatably erected at a predetermined intersection 21A of the grid-like frame 20 constituting the upper surface or the lower surface, and is rotatably erected on the blade plate portion 41 of the impeller 4.
  • the light irradiation unit 5 that irradiates light is attached to another intersection 21B around the intersection 21A.
  • the shaft portion 40 of the impeller 4 is rotatably supported by the rolling bearing 42 fixed to the frame main body 22 constituting the lower surface of the lattice-shaped frame 20, whereby the blade plate portion 41 is smoothly rotated. It is configured to be able to.
  • the upper lid 23 of the grid-like frame 20 may be provided with a rolling bearing 42, or both the frame main body 22 and the upper lid 23 may be provided with a rolling bearing 42.
  • both the shaft portion 40 and the blade plate portion 41 are made of metal.
  • a plurality of blade plate portions 41 are integrally processed by pressing a metal plate, and a photocatalyst layer is coated on the upper and lower surfaces thereof. That is, it is configured as a single blade material in which a plurality of blade plate portions 41 are formed at predetermined intervals in the radial direction from the central portion having the mounting holes, and the mounting holes are formed on the outer peripheral portion of the tip of the shaft portion 40.
  • the blade material having the shaft portion 40 and the blade plate portion 41 is integrated by being caulked.
  • the metal material of the shaft portion 40 and the blade plate portion 41 various metal materials such as aluminum and stainless steel can be used, but the metal material is not limited thereto. It may be made of a material other than metal.
  • the photocatalyst layer is a layer in which photocatalyst particles such as ultraviolet-excited photocatalyst particles such as titanium oxide and visible light-excited photocatalyst particles containing tungsten trioxide as a main component are supported on the surface of a member.
  • the method of supporting the photocatalyst particles is not particularly limited, but a slurry immersion impregnation method, which is relatively inexpensive, is preferable. Other means such as an immersion impregnation method, a vacuum impregnation method, and a sol-gel method can also be used.
  • the light irradiation unit 5 is provided so as to irradiate the rotating blade plate portion 41 of the impeller 4 with the light from a predetermined position on the outer peripheral side of the blade plate portion 41 of the impeller 4. Specifically, as shown in FIG. 7, an upright piece 21C is provided at the intersection 21B, and the light irradiation unit 5 is fixed to the upright piece 21C. Therefore, the heat of the light irradiation unit 5 is transferred to the entire grid-like frame 20 through the upright piece 21C, and is efficiently dissipated into the fluid passing through the gap of the frame.
  • the light irradiation unit 5 for example, an LED substrate 50 having an LED element 51 as a light source for irradiating light with electric power supplied from a power source (not shown) is used, but the light irradiation unit 5 is not limited to this.
  • the two light irradiation units 5 are provided at angle positions shifted by 90 degrees from each other, and the plurality of blade plate portions 41 of the impeller 4 rotate to receive light in sequence, and the surfaces of all the blade plate portions 41 are received. The entire surface will be uniformly illuminated with light.
  • the photocatalyst carrier 3 composed of 4 rotates, when the blade plate portion 41 and the shaft portion 40 are close to the installation portion of the light irradiation unit 5, the surface thereof is sequentially irradiated with light from the light irradiation unit 5. .. Therefore, it is possible to uniformly irradiate the entire surface of all the blade plate portions 41 with only one or two light irradiation portions 5.
  • the irradiation direction of the light irradiation unit 5 is set to irradiate the shaft portion 40 of the impeller 4 from the predetermined position, but irradiates the light in an oblique direction deviated from the shaft portion 40. You may. Irradiation may be performed from diagonally above or below. However, as described above, the entire surface of all the blade plate portions 41, that is, the upper surface of the blade plate portion 41 located on the upstream side in the fluid passage direction and the lower surface of the blade plate portion 41 located on the downstream side in the fluid passage direction. In order to uniformly irradiate both of them, it is preferable to irradiate the light in a direction perpendicular to the axis of the shaft portion 40.
  • a plurality of impellers 4 are arranged side by side in a direction orthogonal to the filter thickness direction, and one or two or more light irradiation units 5 are provided for each impeller 4.
  • a total of 12 impellers 4 are provided, 3 ⁇ 4 each in the vertical and horizontal directions of the grid-like frame 20.
  • the shaft portions 40 of the impeller 4 are provided at substantially vertical / horizontal equal intervals at the intersection portion 21A of the grid-like frame 20, and light is applied to the intersection portion 21B diagonally adjacent to the intersection portion 21A provided with each shaft portion 40.
  • the part 5 is provided.
  • one intersection 21B is efficiently configured by providing two or more light irradiation units 5 corresponding to two or more different impellers 4.
  • the number and arrangement of the impellers 4 are not limited to the embodiment of this example.
  • a photocatalyst filter provided with only one impeller 4 may be used, or two or more impellers may be provided.
  • only one row or another arrangement may be provided, for example, randomly arranged.
  • each impeller 4 On the outer peripheral side of each impeller 4, a metal reflecting member 6 extending in the circumferential direction of the impeller 4 and having an inner peripheral surface facing the impeller 4 as a reflecting surface 60 for reflecting light is formed. It is provided.
  • the reflective surface 60 is composed of a surface in which the metal material surface of the inner peripheral surface of the reflective member 6 is directly processed or processed into a mirror surface, a surface in which a mirror surface sheet is attached to the inner peripheral surface, a surface coated with a reflective material, or the like. ..
  • the reflective member 6 has a substantially C-shaped inner peripheral surface (60) whose inner peripheral side is recessed in a curved shape so as to cover the tip of the blade plate portion 41 of the impeller 4. It is possible to efficiently irradiate the surface of the blade plate portion 41 of the impeller 4 with the light from the light irradiation portion 5 as a whole, and prevent the light from leaking from the fluid inlets and outlets above and below the unit. It is configured so that it can be done.
  • the inner peripheral surface is arcuate in cross section, but various shapes such as a polygonal shape and a combination of a flat surface and a curved surface can be adopted.
  • the reflective member 6 is provided in an annular shape so as to cover the impeller 4 over substantially the entire circumference.
  • it is configured by combining two dividing members that cover substantially half a circumference.
  • the light irradiation unit 5 is arranged in close contact with the outer peripheral surface side of the reflective member 6, and only the light emitting element 51 penetrates the inner peripheral surface (60) side to illuminate the impeller 4. It is configured in.
  • the reflective member 6 may be configured to be interrupted in the middle, and the light irradiation unit 5 may be attached to the interrupted position. Further, a light irradiation unit may be provided at a position inside the reflective member.
  • the impeller 4 that rotates under the pressure from the fluid is used as the photocatalyst carrier, and by irradiating the photocatalyst unit 5 with light, the blade plate portion 41 that rotates Light is uniformly and efficiently applied to the entire surface to efficiently obtain a fluid cleaning action by a photocatalyst.
  • an electric motor in a ventilation duct 8 or the like that ventilates a building. It can be made to function by being installed along the fluid passage 10 through which the fluid is forcibly circulated by a fan 7 or the like.
  • the present invention is not limited to being provided in an environment in which the fluid is forcibly distributed in this way, and of course, it can be provided in an environment in which the fluid naturally circulates to function.
  • the impeller consists of a shaft portion that rotates about an axis extending in the thickness direction and a plurality of blade plate portions provided on the outer peripheral portion of the shaft portion and having the photocatalyst supported on the surface thereof.
  • An example of the configuration (an example of a so-called "horizontal axis type" impeller in which the axis is set parallel to the direction in which the fluid flows) has been described, but as shown in FIG. 9, an axis extending in a direction orthogonal to the thickness direction.
  • the photocatalyst unit 12 includes a support frame 24 formed in a flat box shape, and a single photocatalyst carrier 3 composed of a propeller fan-like impeller 4 arranged in the support frame 24. ..
  • the support frame 24 includes an upper surface plate 27 and a lower surface plate 28 provided with grid-like portions 26 provided with rolling bearings 42 that rotatably support the opening 25 through which the fluid flows and the impeller 4, respectively, and above these. It has a connecting member 29 that connects the face plate 27 and the bottom plate 28 to each other.
  • the support frame 24 includes a fluid introduction portion 10a that introduces a fluid into the support frame 24 from the opening 25 of the upper surface plate 27, and a fluid lead-out portion 10b that guides the fluid out of the support frame 24 from the opening 25 of the lower surface plate 28.
  • a fluid passage 10 having the above is provided.
  • the photocatalyst unit 12 emits light composed of ultraviolet rays or visible light toward the surface of the photocatalyst carrier 3 on which the photocatalyst is supported, specifically, the surface of the shaft portion 40 and the blade plate portion 41 of the impeller 4.
  • a light irradiation unit 5 for irradiation and a reflecting member 6 extending in the circumferential direction of the impeller 4 and having an inner peripheral surface facing the impeller 4 as a reflecting surface for reflecting light are provided.
  • the photocatalyst unit 12 according to the second embodiment can be made to function by being provided, for example, inside a ventilation duct through which a fluid is forcibly circulated, or in an environment where a fluid naturally circulates.
  • the photocatalyst unit 12 of the second embodiment is unitized in a more compact unit than the photocatalyst unit 1 of the first embodiment in which a plurality of impellers 4 are arranged in a direction orthogonal to the thickness direction of the frame.
  • Various types of devices can be efficiently configured by freely combining a plurality of units vertically / horizontally according to a required fluid flow rate, flow path size, installation location form, etc., and pass through the fluid passage path 10. Even when the amount of fluid is small, the impeller 4 can be rotated smoothly.
  • the photocatalyst unit 12 shown in FIGS. 10 to 12 is arranged in the tubular case 17 in a coaxial form in which the shaft portion 40 is aligned with the central axis of the tubular case 17, and the photocatalyst unit 12 is arranged.
  • a desktop type air purifier in which a small electric fan 70 is also installed coaxially below the unit 12 is shown. According to this air purifier, the fluid introduced into the tubular case 17 from the opening 18 provided below the tubular case 17 passes through the installation portion of the photocatalyst unit 12 according to the suction force of the electric fan 70.
  • the photocatalyst is carried on the impeller 4 to carry harmful substances and odors in the fluid in an extremely compact configuration by allowing the photocatalyst to be led out of the tubular case 17 through an opening 19 provided above the tubular case 17. It can be efficiently decomposed and removed by the catalytic action of.
  • the electric fan 70 that takes in air into the case is provided at the lower end of the case, but it can also be provided at the upper end or an intermediate position. Further, the positions of air introduction and derivation are not limited to those introduced from below and exhausted from above as in this example.
  • FIG. 14 shows the photocatalyst unit 13 according to the third embodiment of the present invention.
  • the photocatalyst unit 13 has an armature iron core 90 that rotates integrally with the shaft portion 40 of the impeller 4 constituting the photocatalyst carrier 3, and a field winding 91 arranged on the outer peripheral side thereof.
  • a generator 9 that generates electricity according to the rotation of the impeller 4 is provided.
  • the electric power generated by the generator 9 is supplied to the light irradiation unit 5 via the lead wire 92, so that the light composed of ultraviolet rays or visible light is directed from the light irradiation unit 5 toward the axis of the impeller 4 and the like. Is to be irradiated.
  • the photocatalyst unit 13 can be further simplified, and the installation work is remarkably performed. It will be easier and the range of applications will be dramatically improved. Further, in such a system that irradiates light with the electric power generated by the generator 9, the shaft portion 40 rotates faster, and when the flow rate of the passing fluid increases, the electric power generated by the generator 9 also increases. , It can irradiate light with stronger illuminance, and it becomes a very efficient system. (Fourth Embodiment)
  • FIG. 15 shows the photocatalyst unit 14 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a plurality of the photocatalyst units 14 are arranged on a tubular frame 30 extending in a direction along the axial center of the impeller 4 and a single shaft portion 44 extending in the length direction of the tubular frame 30 (FIG. Example). It has 3) impellers 4. Then, light that irradiates light from a predetermined position on the outer peripheral side of the impeller 4 toward the rotating blade plate 41, preferably toward the shaft 44, in a direction perpendicular to the axis thereof.
  • One or two or more irradiation units 5 are provided for each impeller 4.
  • a reflective member 80 extending in the length direction along the inner peripheral surface thereof is arranged. Further, a generator (not shown) that generates electric power according to the rotation of the impeller 4 and supplies the electric power to the light irradiation unit 5 is provided on the shaft portion 44 of the impeller 4 as needed. ing.
  • FIG. 15 Although the example of the tubular case storage form shown in FIG. 13 has already been described, as shown in FIG. 15, a plurality of impellers 4 are placed on one shaft portion 44 extending in the length direction of the tubular frame 30. As shown in FIG. 16, a plurality of photocatalyst carriers 3 composed of a single impeller 4 are arranged in a support frame 24 formed in a flat box shape instead of the above-described embodiment in which the above-described embodiments are arranged.
  • the photocatalyst unit 12 (see the second embodiment shown in FIG. 11) may be arranged so as to be overlapped in the axial direction of the impeller 4.
  • a plurality of impellers 4 are fixed to one shaft portion 44, and the plurality of impellers 4 are integrally rotated through the shaft portion 44.
  • a part or all of the impellers 4 may be independently rotatably supported by the shaft portion 44, and may be configured to rotate independently.
  • the photocatalyst unit 15 is a blower fan having a shaft portion 45 which is a rotation center of the photocatalyst carrier 3 and a plurality of blade plate portions 46 which are provided on the outer peripheral side of the shaft portion 45 and have a photocatalyst supported on the surface.
  • the impeller 4A is arranged in a flat box-shaped frame 31. Further, the photocatalyst unit 15 is in a direction perpendicular to the axis of the impeller 4A from a predetermined position on the outer peripheral side of the impeller 4A toward the rotating blade plate portion 41, preferably toward the shaft portion 45.
  • a light irradiation unit 5 for irradiating light to the impeller 4A and a reflection member 81 extending in the circumferential direction of the impeller 4A and having an inner peripheral surface facing the impeller 4A as a reflection surface for reflecting light are provided. There is.
  • the box-shaped frame 31 has a fluid introduction portion 10a for introducing a fluid from an opening 32 formed on the upper surface thereof from a direction along the axis of the impeller 4A, and an opening formed on the side surface of the box-shaped frame 31.
  • a fluid passage 10 is provided with a fluid lead-out portion 10b for leading out the fluid from 33 in a direction orthogonal to the axis.
  • the impeller 4A has substantially the same shape as the blades of a blower fan (also referred to as a turbo fan) that discharges fluid in a direction orthogonal to the rotation axis by centrifugal force, and the axis of the impeller 4A from the fluid introduction portion 10a. By rotating under the pressure of the fluid introduced in the direction, the fluid is led out in the direction orthogonal to the axis of the impeller 4A via the fluid lead-out unit 10b.
  • a blower fan also referred to as a turbo fan
  • the fluid passing through the fluid passage 10 comes into contact with the photocatalyst supported on the surface of the blade plate portion 46 or the like in a state where the light irradiation unit 5 irradiates the rotating blade plate portion 41 with light.
  • harmful substances, malodors, etc. in the fluid can be efficiently decomposed and removed by the catalytic action of the photocatalyst.
  • the flow direction of the fluid passing through the fluid passage path changes in the direction orthogonal to the above direction and the fluid temporarily stays between the rotating blade plate portions 41, the blade plate portion on which the fluid and the photocatalyst are supported is supported. 41 The chance of contact with the surface is increased, and the above-mentioned catalytic action can be enhanced.
  • the photocatalyst unit 15 according to the fifth embodiment can also be configured to be provided with a generator that generates electric power according to the rotation of the impeller 4A and supplies the electric power to the light irradiation unit 4.
  • the introduction direction of the fluid introduced via the fluid introduction unit 10a is set to be along the axis of the impeller 4A, and the fluid is introduced via the fluid lead-out unit 10b.
  • the derivation direction of the fluid to be derived is set to be orthogonal to the axis of the impeller 4A, it is also possible to reverse the flow of the fluid. That is, as shown in FIG. 20, a fluid introduction portion 10a for introducing a fluid from an opening 33 formed on the side surface of the box-shaped frame 31 in a direction orthogonal to the axis of the impeller 4A, and an upper surface of the box-shaped frame 31.
  • FIG. 21 to 23 show the photocatalyst unit 16 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the impeller 4B has substantially the same shape as the impeller of a cross-flow fan (also referred to as a cross-flow fan) that discharges a fluid so as to cross the shaft portion 47 by centrifugal force.
  • the impeller 4B has a shaft portion 47 which is the center of rotation thereof, a pair of end plates 48 fixed to the shaft portion 47, and a shaft portion in a state where the side end portions are fixed to both end plates 48.
  • the box-shaped frame 31 three electric fans 71 installed so as to face each of the openings 35 formed in the front surface thereof, and a predetermined position on the outer peripheral side of the blade plate portion 49 of each impeller 4B.
  • a plurality of light irradiation units 5 that irradiate light toward the rotating blade plate portion 49 from the position are arranged.
  • a fluid introduction portion 10a for introducing a fluid from the opening 35 in a direction orthogonal to the axis of the impeller 4B according to the blowing action of the electric fan 71, and a rear surface of the box-shaped frame 31.
  • a fluid passage 10 is provided having a fluid lead-out portion 10b for leading out the fluid from the opening 36 formed in the above to the downstream side in the direction orthogonal to the axis.
  • the fluid passing through the fluid passage 10 comes into contact with the photocatalyst supported on the surface of the blade plate portion 49 or the like in a state where the light irradiation unit 5 irradiates the rotating blade plate portion 41 with light.
  • harmful substances, malodors, etc. in the fluid can be efficiently decomposed and removed by the catalytic action of the photocatalyst.
  • the time for the fluid to temporarily stay between the rotating blade plate portions 49 can be made longer than that of the blower fan-like one, and the chance of contact between the fluid and the surface of the blade plate portion 49 on which the photocatalyst is supported is further increased. Catalysis can be enhanced.
  • the fluid passage path 10 can be made large in the axial direction, and the impeller even when the wind pressure of the fluid passing through the fluid passage 10 is weak. In addition to being able to rotate 4B effectively, it can be efficiently installed in a relatively large flow path, and it is easy to keep the flow resistance lower.
  • the photocatalyst unit 16 according to the sixth embodiment may also be provided with a generator that generates electric power according to the rotation of the impeller 4B and supplies the electric power to the light irradiation unit 5. Further, the number of the photocatalyst carriers 3 composed of the cross-flow fan-like impeller 4B arranged in the box-shaped frame 34 is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the photocatalyst unit 12 (see FIGS. 10 to 12) according to the second embodiment including the photocatalyst carrier 3 composed of the propeller fan-like impeller 4 is used for breathing by the mask wearer.
  • a sanitary mask such as a cloth mask or a non-woven mask, which is formed in the air passage portion 11 generated in response, specifically, a portion located on the front side of the nose and mouth of the mask wearer.
  • the photocatalyst unit 12 is provided with a filtration filter 73 that covers the front side portion thereof, and a light irradiation portion (not shown) that irradiates the blade plate portion of the impeller 4 with light.
  • the mask 72 is provided with a button battery for supplying electric power to the light irradiation unit, a jack for taking in an external power source, a generator for supplying electric power generated according to the rotation of the impeller 4 to the light irradiation unit, and the like. Has been done.
  • the photocatalyst unit is attached to a sanitary mask such as cloth or non-woven fabric, but the mask of the present invention is not limited to this, and the main body is made of synthetic rubber or synthetic resin.
  • the filter unit of the dust mask which is replaceably assembled with the filter unit, is configured by incorporating the photocatalyst unit according to the present invention, or the photocatalyst unit and the filtration filter are attached instead of the filter unit. Is also a preferable example.
  • the droplet infection protection mask 74 made of a so-called face shield formed of a transparent plastic plate or the like, on the back side thereof, for example, FIGS. 17 to 20.
  • the photocatalyst unit 15 of the fifth embodiment shown is arranged in the air passage portion 11 generated in response to the breathing of the mask wearer. Then, when the mask wearer inhales, for example, air is introduced from the air introduction unit 11a located on the lower side of the photocatalyst unit 15, and when the mask wearer exhales, the photocatalyst unit 15 Air may be led out from the air lead-out portion 11b'located on the lower side or the like.
  • a mask with a mouse shield may be used instead of the face shield.
  • a photocatalyst unit shown in FIG. 17 or the like is arranged in an air passage portion of a sanitary mask made of a cloth mask or a non-woven mask, and when the mask wearer inhales, the air introduction portion on the lower side of the mask is used.
  • air is introduced into the installation portion of the photocatalyst unit and the mask wearer exhales, air is introduced into the installation portion of the photocatalyst unit from the air introduction portion on the rear surface side of the mask and is provided inside the mask.
  • the impeller may be configured to rotate.
  • Photocatalyst unit 2 Photocatalyst filter 3 Photocatalyst carrier 4, 4A, 4B Impeller 5 Light irradiation unit 6, 80, 81 Reflective member 7, 70, 71 Electric fan 8 Ventilation duct 9 Generator 10 Fluid passage Road 10a Fluid introduction part 10b Fluid lead-out part 11 Air passage part 11a Air introduction part 11b Air lead-out part 20 Lattice frame 21A Crossing part 21B Crossing part 21C Standing piece 22 Frame body 23 Top lid 30 Cylindrical frame 40, 40A, 44, 45 , 47 Shaft 41, 41A, 46, 49 Blade plate 42 Bearing 50 Substrate 51 Light emitting element 60 Reflective surface 72, 74 Mask 220, 222, 222, 223 Side plate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

【課題】光触媒に効率よく紫外線を照射して光触媒による流体清浄化作用を向上できると同時に、光触媒フィルタと光照射部とからなる光触媒ユニットとして、薄型、小型化が可能であり、流路構造の設計自由度も高い、光触媒ユニットを提供せんとする。 【解決手段】光触媒担持体３は、表面に光触媒が担持された複数の羽根板部４１を有し、これら複数の羽根板部４１が流体通過路１０を通過する流体から圧力を受けて回転する羽根車４であり、光照射部５は、羽根車４の羽根板部４１よりも外周側の所定位置から当該羽根車４の回転する羽根板部４１に光を照射するように設けられている。

Description

光触媒ユニット及び該光触媒ユニットを備えたマスク
　本発明は、光触媒により空気等の流体を清浄化する光触媒ユニット、及び該光触媒ユニットを備えたマスクに関する。
　従来、光触媒を利用してウイルス等を分解する空気清浄化構造を有する空気清浄機が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照。）。これら従来の光触媒による空気清浄化構造は、厚み方向に貫通する多数の空気通過孔を有する板状基材（フィルタ基材）の表裏面の一方の面に、酸化チタンなどの光触媒を担持させて光触媒フィルタを構成し、当該光触媒フィルタの光触媒担持面に対面する位置に紫外線ランプを、複数本間隔をあけて配置した光触媒ユニットを設け、該ユニットに対し、表裏一方の側からフィルタ厚み方向に空気を供給して、フィルタの空気通過孔、光触媒層及び複数本の紫外線ランプの間の隙間に空気を流通させる構造である。そして、光触媒層を通過する過程で、紫外線で励起した光触媒により空気中の有害物を分解・除去する。
　このような従来の光触媒ユニットを用いた空気清浄化構造は、光触媒フィルタと紫外線ランプとをフィルタの厚み方向に互いに対面させて配置していることからユニットの厚みが大きくなり、薄型コンパクト化に限界がある。また、紫外線ランプの間を空気が流通する構造であるため、空気の抵抗になる紫外線ランプの本数を増やすにも限界があり、光触媒フィルタへの紫外線の照射量、照射効率の向上にも一定の限界がある。たとえば、板状基材の空気通過孔の内面奥側まで光触媒を担持させたとしても、当該奥まで効率よく紫外線を照射させることが難しい。
　これに対し、表裏面に光触媒が担持される複数の板状部を、隣接する板状部の表裏面が隙間をあけて対向するように配置し、前記隙間を空気の流通路とする光触媒フィルタを構成し、前記光触媒フィルタの各板状部の端面のうち、前記隙間への空気の入口側の端面及び前記隙間からの空気の出口側の端面の少なくとも一方の側の端面に対向する位置であって、該端面から所定距離離れた位置に、前記隙間に向けて紫外線を照射する紫外線照射部を配置し、該紫外線照射部と各板状部の端面との間に、該端面に略平行な側方より空気を取り込み、前記板状部の間の隙間よりなる前記流通路に供給する空気供給路、又は前記流通路から出た空気を、前記端面に略平行な側方に排出する空気排出路を形成してなる空気清浄化構造が提案されている（特許文献３参照）。
　このような空気清浄化構造では、光触媒フィルタの各板状部の端面のうち空気の入口側又は出口側の端面から所定距離離れた位置に紫外線照射部を配置し、該紫外線照射部と各板状部の端面との間に、該端面に略平行な側方より空気を取り込む空気供給路、又は空気を前記端面に略平行な側方に排出する空気排出路を形成しており、紫外線ランプの隙間を通じて空気を供給又は排出するものではないので、紫外線照射部の設計の自由度が著しく向上し、各板状部の光触媒により効率よく紫外線を照射して光触媒による空気清浄化作用を著しく向上させることが容易となる。
　しかし、このような空気清浄化構造は、紫外線照射部と光触媒フィルタとの間の側方から空気をＬ字状に供給又は排出する構造であるため、空気の供給／排出の形態（流路）が限定されるとともに、ユニット全体として大型化してしまうことが避けられない。また、このようなＬ字状ではなくフィルタ厚み方向にまっすぐに流体を通したい場合等には、前記構成を採用できず、流路構造が限定されてしまうという問題があった。
実用新案登録第３１５０８９４号公報 特表２０１１－１１４８９４号公報 特開２０１７－１４８４８４号公報
　そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、光触媒に効率よく紫外線を照射して光触媒による流体清浄化作用を向上できると同時に、光触媒フィルタと光照射部とからなる光触媒ユニットとして、薄型、小型化が可能であり、流路構造の設計自由度も高い、光触媒ユニット、及び該光触媒ユニットを備えたマスクを提供する点にある。
　本出願人は、すでに薄型、小型化が可能で、流路構造の設計自由度も高い、次のような光触媒による流体清浄化構造を提案している（特願２０１９－１２３７４１号）。すなわち、山部と谷部が交互に複数形成された波型の部材よりなり、前記山部の頂部および谷部の底部の一方又は双方に、流体を通過させるための流体通過穴が形成され、表裏面に光触媒が担持された光触媒フィルタと、前記光触媒フィルタの前記山部および谷部が延びている方向の一端側と他端側の一方又は双方に設けられ、前記山部および谷部が延びている内方に向けて紫外線又は可視光の光を照射する光照射部と、前記光触媒フィルタの前記表裏面のうち一方の面の側に設けられ、前記一方の面に向けて流体を供給する流体供給路と、前記光触媒フィルタの前記表裏面のうち他方の面の側に設けられ、前記流体供給路から供給されて前記流体通過穴を通過し、前記他方の面から出た流体を排出する流体排出路と、前記流体供給路及び前記流体排出路の一方又は双方に内装され、前記一方の面又は他方の面に対面して設けられる集塵フィルタとを備える光触媒による流体清浄化構造を提案している。
　このような流体清浄化構造によれば、光照射部は、従来のようにフィルタ面に対面した位置に設けるのではなく、光触媒フィルタの山部および谷部が延びている方向の一端側と他端側の一方又は双方に設けられ、その位置から前記山部および谷部が延びている内方に向けて紫外線又は可視光の光を照射するように構成しているため、光照射部に邪魔されることなく流体をフィルタ厚み方向にまっすぐに流通させることが可能となり、流路設計上の自由度が向上するとともに、フィルタ及び光照射部からなるユニットを著しく薄型化、コンパクト化することができる。
　しかしながら、上記のごとく光触媒フィルタの山部および谷部が延びている方向の端部から内方に光を照射する構造であるため、光触媒フィルタを大面積化して山部、谷部が長くなると、内方奥まで光が十分に届きにくく、特に、光照射部の位置から離れた山部／谷部は光が不十分となり、光照射部の光量を大きくしたり、数は増やす必要があり、コスト増大および発熱の課題があった。
　本発明者は、かかる現況に鑑み、鋭意検討した結果、光触媒フィルタを従来からの山部、谷部を有する固定式の波板からなるものではなく、光触媒が担持された複数の羽根板が流体から圧力を受けて回転する羽根車を設け、この羽根車の回転する羽根板に対して外周側から光を照射すれば、該羽根板の表面に順次、均一に光を照らすことができ、これにより少ない光照射部で光触媒担持部に均一に効率よく光を供給し、光量を大きくしたり、数を増やすことなく、全体として十分な清浄化効果を得ることが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち本発明は、以下の発明を包含する。
　（１）流体が通過する流体通過路を有するとともに、該流体通過路内に、前記流体が接する表面に光触媒が担持された光触媒体担持体を有する光触媒フィルタと、前記光触媒フィルタの内部に設けられ、前記光触媒担持体の前記光触媒が担持された表面に向けて紫外線又は可視光の光を照射する光照射部とを備える光触媒ユニットであって、前記光触媒担持体は、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部を有し、これら複数の羽根板部が前記流体通過路を通過する流体から圧力を受けて軸心を中心に回転する羽根車であり、前記光照射部は、前記羽根車の羽根板部よりも外周側の所定位置から当該羽根車の回転する羽根板部に前記光を照射するように設けられている光触媒ユニット。
　（２）前記光触媒担持体は、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周部に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するプロペラファン様の羽根車であり、前記流体通過路は、前記軸心に沿った方向から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心に沿った方向の下流側に向けて前記流体を導出する流体導出部とを有する、（１）記載の光触媒ユニット。
　（３）前記光触媒フィルタは、上下面の大きさに比べて厚みが小さい扁平な箱状に形成されるとともに、その内部に前記流体通過路が設けられたフレームと、該フレームの厚み方向と直交する方向に並設された複数の前記羽根車とを有し、前記光照射部を前記各羽根車ごとに１つ又は２つ以上設けてなる、（１）または（２）記載の光触媒ユニット。
　（４）前記フレームは、上面又および下面に流体が通過する隙間が設けられた格子状フレームであり、前記格子状フレームに設けられた所定の交差部に、前記羽根車が回転自在に立設され、且つ、該羽根車の羽根板部に光を照射する前記光照射部が、前記交差部の周囲にある他の交差部に付設されている、（３）記載の光触媒ユニット。
　（５）前記他の交差部に起立片が設けられ、前記光照射部が該起立片に固定されている、（４）記載の光触媒ユニット。
　（６）前記フレームには、前記羽根車を回転自在に支持する転がり軸受が設けられている、（３）～（５）のいずれか１項に記載の光触媒ユニット。
　（７）前記光触媒フィルタは、前記軸心に沿った方向に延びる筒状フレームと、該筒状フレームの長さ方向に延びる軸部上に配列された複数の前記羽根車とを有し、前記光照射部が前記各羽根車ごとに１つ又は２つ以上設けられてなる、（１）又は（２）記載の光触媒ユニット。
　（８）前記光触媒担持体は、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周側に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するブロアファン様の羽根車であり、前記流体通過路は、前記軸心に沿った方向、もしくは該軸心と直交する方向の一方側から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心に沿った方向、もしくは該軸心直交する方向の他方側に向けて前記流体を導出する流体導出部とを有する、（１）記載の光触媒ユニット。
　（９）前記光触媒担持体は、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周側に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するクロスフローファン様の羽根車であり、前記流体通過路は、前記軸心と直交する方向から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心と直交する方向の前記流体導入部と異なる位置から前記流体を導出する流体導出部とを有する、（１）記載の光触媒ユニット。
　（１０）前記光照射部は、前記所定位置から前記羽根車の軸心に向けて前記光を照射する、（１）～（９）のいずれかに記載の光触媒ユニット。
　（１１）前記羽根車の外周側に、該羽根車の周方向に延設され、該羽根車に対面する内周面が光を反射する反射面とされる反射部材を設けてなる、（１）～（１０）のいずれかに記載の光触媒ユニット。
　（１２）前記羽根車の回転で発電された電力により発電する発電機を、さらに備え、前記照射部は、前記発電機から供給される電力に応して前記光を照射する、（１）～（１１）のいずれかに記載の光触媒ユニット。
　（１３）前記（１）、（２）又は（８）のいずれかに記載の光触媒ユニットを備え、該光触媒ユニットがマスク着用者の呼吸に応じて生じる空気通過部に配設されている、マスク。
　（１４）前記反射部材が、前記羽根車の羽根板部先端を覆うように内周側が湾曲状に凹んだ断面視略Ｃ字状の内周面を有する、（１１）記載の光触媒ユニット。
　（１５）前記反射部材の前記内周面に貫通して前記光照射部が付設されている、（１１）又は（１４）記載の光触媒ユニット。
　（１６）前記反射部材が、前記羽根車を、その略全周にわたって覆うように環状に設けられている、（１１）、（１４）又は（１５）のいずれかに記載の光触媒ユニット。
　以上のように構成してなる本願発明によれば、光触媒が担持された複数の羽根板部に対し、外周側の位置に設けた光照射部より紫外線又は可視光の光を照射することで、流体中の有害物質や悪臭等をフィルタ表裏面および流体通過孔の内面に担持されている光触媒によって効率よく分解・除去することができる。また、光照射部は従来のようにフィルタ面に対面した位置に設けるのではなく、上記のとおり羽根板部の外周側の位置に設けられるため、光照射部に邪魔されることなく流体を流通させることが可能となり、流路設計上の自由度が向上するとともに、フィルタ及び光照射部からなるユニットを著しく薄型化、コンパクト化することができる。
　さらに、本発明によれば、光照射部からの光を、流体圧で回転する羽根板部の表面に順次、均一に照らすことができ、少ない光照射部で光触媒担持部に均一に効率よく光を供給し、光量を大きくしたり、数を増やすことなく、全体として十分な清浄化効果を得ることが可能となり、コスト増大を避け、光照射部による発熱量を抑え、熱の問題も解決することができる。また、このような羽根車は、モータで駆動するものではないため、軸の支持構造を簡易な構造とすることができ、たとえば取り外し可能な構造とすることも容易である。このように羽根車を取り外すことができれば、羽根板部や流体通過路の壁面などに付着した油分等の汚れを洗浄することやその他のメンテナンスが容易となる。
　ここで、前記光照射部は、前記外周側の所定位置から当該羽根車の軸部に向けて光を照射することが、羽根板部の上下両側の表面に光を当てるうえで効率的である。
　また、前記光触媒担持体が、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周部に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するプロペラファン様の羽根車であり、前記流体通過路が、前記軸心に沿った方向から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心に沿った方向の下流側に向けて前記流体を導出する流体導出部とを有するものでは、電動ファンなどで流体が強制的に流通する流体通過路、又は自然に流通する環境下に設置されることで、前記羽根車をスムーズに回転させることができる。
　また、前記光触媒フィルタが、上下面の大きさに比べて厚みが小さい扁平な箱状に形成されるとともに、その内部に前記流体通過路が設けられたフレームと、該フレームの厚み方向と直交する方向に並設された複数の前記羽根車とを有し、前記光照射部を前記各羽根車ごとに１つ又は２つ以上設けて構成されるものでは、同じく全体を薄型に維持しつつ、光触媒担持体である羽根車の数を増やすことができ、光触媒による流体清浄化効果を高めることができる。また、数を増やし、一つあたりのサイズを小さくすれば、流体の通過量（流量）が少なく、流体圧が小さい場合であっても、各羽根車の羽根板部を回転させ、最小限の光照射部から羽根板部に均一に光を照射して光触媒による流体清浄化の効率を高めることができる。
　また、前記フレームが、上面又および下面に流体が通過する隙間が設けられた格子状フレームであり、前記格子状フレームに設けられた所定の交差部に、前記羽根車が回転自在に立設され、且つ、該羽根車の羽根板部に光を照射する前記光照射部が、前記交差部の周囲にある他の交差部に付設されている付設されているものでは、剛性の維持される上記交差部に羽根車の軸部や光照射部を設けつつ、回転する羽根板部間を通過する流体を、光照射部等が邪魔になることなく格子状フレームの隙間を通じて効率よく流入又は排出させ、流体の通過抵抗による圧損を低く抑えることができ、さらに強度を維持しつつ全体を軽量化することができる。
　また、前記フレームに、前記羽根車を回転自在に支持する転がり軸受が設けられているものでは、軸部に埃等が溜まっても羽根板部のスムーズな回転が長期にわたり維持され、流体の圧損を低減できるとともに、流体の通過量（流量）が少なく、流体圧が小さい場合であっても、各羽根車の羽根板部を回転させ、最小限の光照射部から羽根板部に均一に光を照射して光触媒による流体清浄化の効率を高めることができる。
　また、前記光触媒フィルタが、前記軸心に沿った方向に延びる筒状フレームと、該筒状フレームの長さ方向に延びる軸部上に配列された複数の前記羽根車とを有し、前記光照射部が前記各羽根車ごとに１つ又は２つ以上設けられているものでは、前記軸心と直交する方向における光触媒ユニットの設置面積を大きくすることなく、流体と光触媒担持体との接触機会を増大させて、十分な清浄化効果が得られるという利点がある。
　また、前記光触媒担持体が、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周側に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するブロアファン様の羽根車であり、前記流体通過路は、前記軸心に沿った方向、もしくは該軸心と直交する方向の一方側から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心に沿った方向、もしくは該軸心直交する方向の他方側に向けて前記流体を導出する流体導出部とを有するものでは、光照射部から回転する羽根板部に向けて光を照射した状態で、流体通過路を通過する流体を羽根板部の表面に担持された光触媒に接触させることにより、同じく流体中の有害物質や悪臭等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができるとともに、流体通過路を通過する流体の流動方向が上記直交する方向に変化することや、回転する羽根板部間に流体が一時滞留することから流体と光触媒が担持された前記羽根板部の表面との接触機会が高まり、上記触媒作用を高めることができる。また、上記のとおり流体導入部に対して直交する方向に流体導出部が設けられるため、設計上のバリエーションを高めることができる。
　また、前記光触媒担持体が、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周側に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するクロスフローファン様の羽根車であり、流体通過路が、前記軸心と直交する方向から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心と直交する方向の前記流体導入部と異なる位置から前記流体を導出する流体導出部とを有するものでは、同じく流体中の有害物質や悪臭等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができるとともに、回転する羽根板部間に流体が一時滞留する時間を前記ブロアファン様のものよりも長くでき、流体と光触媒が担持された前記羽根板部の表面との接触機会がより高まり、上記触媒作用を高めることができる。また、羽根板部の軸心方向の寸法を自由に設定できるため、流体通過路を軸心方向に大きくとることができ、流体通過路を通過する流体の風圧が弱い場合でも羽根車を効果的に回転させることが可能であるとともに、比較的大きな流路にも効率よく設置でき、流通抵抗をより低く抑えることも容易である。
　また、前記羽根車の外周側に、該羽根車の周方向に延設され、該羽根車に対面する内周面が光を反射する反射面とされる反射部材を設けたものでは、光照射部からの光を羽根車の羽根板部の表面に効率よく全体的に照射させることができる。
　また、前記羽根車の回転に応じて発電する発電機をさらに備え、前記照射部は、前記発電機で発電された電力により前記光を照射するものでは、該発電機から直接、または該発電機で発電された電力を溜めるバッテリーを内蔵し、該バッテリーから、照射部に電力を供給して光を照射させることができ、外部電源から光照射部に電力を供給する必要がなくなるため、羽根車の回転動力が不要であることと相俟って、外部電源からの配線等を一切無くすことが可能となり、当該光触媒ユニットを既設のダクト内などに後付けする際の作業性や設置の自由度が著しく向上し、用途を著しく高めることができる。
　また、前記光触媒ユニットを備え、該光触媒ユニットがマスク着用者の呼吸に応じて生じる空気通過部に配設されている本発明のマスクによれば、マスク着用者の呼吸に応じて生じる空気流に応じて前記光触媒ユニットの羽根車を回転させることができる。そして、光照射部から羽根車の羽根板部に光を照射した状態で、その表面に担持された光触媒に空気を接触させることにより、空気中の有害成分や悪臭成分等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができるとともに、空気中のウイルス等を不活性化することができる。その後、マスク後面側の空気導出部もしくはマスク前面側の空気導出部から空気が導出されるため、ウイルス等が人体に浸入したり、ウイルス等が大気中に拡散したりするのを効果的に防止できるという利点がある。
　また、反射部材が、前記羽根車の羽根板部先端を覆うように内周側が湾曲状に凹んだ断面視略Ｃ字状の内周面を有するものでは、光照射部からの光を羽根車の羽根板部の表面により効率よく全体的に照射させることができ、ユニット上下の流体出入口からの光の漏れも防ぐことができる。
　また、前記反射部材の前記内周面に貫通して前記光照射部が付設されているものでは、光照射部からの光をより確実に羽根板部に向けて照射することができるとともに、当該反射部材に光照射部の発する熱を伝え、反射部材の内側面を通過する流体中に放熱させることができる。
　また、前記反射部材が、略全周にわたって前記羽根車を覆うように環状に設けられているものでは、光照射部からの光を羽根車の羽根板部の表面に、より効率よく全体的に照射させることができる。
本発明の第一実施形態に係る光触媒ユニットを示す斜視図。 同じく光触媒ユニットの上蓋を取り外した状態を示す斜視図。 さらに反射部材を取り外した状態を示す斜視図。 図３で示した状態の平面図であり、上蓋および反射部材を仮想線で示した図。 図４のＡ－Ａ断面図。 図４のＢ－Ｂ断面図。 同じく光触媒ユニットの底面図。 同じく光触媒ユニットの要部を示す斜視図。 同じく光触媒ユニットの使用状態を示す説明図。 本発明の他の実施形態に係る光触媒ユニットを示す部分断面図。 本発明の第二実施形態に係る光触媒ユニットを示す斜視図。 同じく光触媒ユニットの平面図。 同じく光触媒ユニットの断面図。 第二実施形態の光触媒ユニットを備えた空気清浄機を示す斜視図。 本発明の第三実施形態に係る光触媒ユニットを示す断面図。 本発明の第四実施形態に係る光触媒ユニットを示す断面図。 前記第四実施形態に係る光触媒ユニットの変形例を示す断面図。 本発明の第五実施形態に係る光触媒ユニットを示す斜視図。 同じく光触媒ユニットの平面断面図。 同じく光触媒ユニットの側面断面図。 図１４に示す光触媒ユニットで流体の流れを逆向きとした例を示す斜視図。 本発明の第六実施形態に係る光触媒ユニットを示す斜視図。 同じく光触媒ユニットの平面断面図。 同じく光触媒ユニットの側面断面図。 本発明に係るマスクの実施形態を示す斜視図。 本発明に係るマスクの別の実施形態を示す斜視図。
　次に、本発明に係る光触媒ユニットの第一実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
（第一実施形態）
　本発明の第一実施形態に係る光触媒ユニット１は、図１～図７に示すように、上下面の縦横寸法に比べて厚み寸法が小さい扁平な箱体状の格子状フレーム２０、及び流体が接する表面に光触媒が担持された光触媒担持体３を有する光触媒フィルタ２と、光触媒フィルタ２の内部に設けられ、光触媒担持体３の表面に向けて紫外線又は可視光からなる光を照射する光照射部５とを備え、流体中の有害物質や悪臭等を光触媒担持体の光触媒によって効率よく分解・除去することができる。
　格子状フレーム２０は、その下面を構成するフレーム本体２２（図２及び図６参照）と、上面を構成する上蓋２３（図１および図５Ａ，５Ｂ参照）とを有し、これら上下面の格子状の隙間を通じて、空気等の流体が内部を厚み方向に通過できるように、厚み方向の流体通過路１０が構成されている。格子状フレーム２０を構成するフレーム本体２２及び上蓋２３は、とも金属製であり、上蓋２３は格子状フレーム２０の側壁２２０、２２１、２２２、２２３の内面に接した状態に嵌め込まれ、一体的に組付けられている。これにより、光照射部５が発する熱をフレーム全体で吸収したうえ、流体中に効率よく放熱できるように構成されている。前記流体通過路１０は、図５Ｂに示すように、格子状フレーム２０の上面側から後述する羽根車４の軸心に沿った方向から流体を導入する流体導入部１０ａと、前記軸心に沿った方向の下流側に向けて流体を導出する流体導出部１０ｂとを有している。
　光触媒担持体３は、図３、図４、図６から分かるように、下面側の格子状フレーム２０の剛性を有する所定の交差部２１Ａに取り付けられ、その近傍の同じく剛性を有する交差部２１Ｂに光照射部５が取り付けられている。したがって、光照射部５等が邪魔になることなく、格子状フレーム２０の隙間を通じて流体を効率よく流入又は排出させ、流体の通過抵抗による圧損を低く抑えられ、流体の通過抵抗による圧損を低く抑えられ、さらに十分な強度を維持しつつ軽量化なユニットとされている。
　また、光触媒担持体３は、格子状フレーム２０の厚み方向に延びる軸心を中心に回転する軸部４０と、該軸部４０の外周部に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部４１とからなり、これら複数の羽根板部４１が前記流体通過路１０を通過する流体から圧力を受けて回転するプロペラファン様の羽根車４とされている。すなわち、羽根車４は、複数の羽根板部４１が、前記流体導入部１０ａから導入された流体の圧力を受けて風車のように回転することより、前記流体導出部１０ｂへと導出するものである。
　より詳しくは、羽根車４の軸部４０が、前記上面又は下面を構成する格子状フレーム２０の所定の交差部２１Ａに、回転自在に立設されるとともに、羽根車４の羽根板部４１に光を照射する前記光照射部５が、交差部２１Ａの周囲にある他の交差部２１Ｂに付設されている。当実施形態では、格子状フレーム２０の下面を構成するフレーム本体２２に固定された転がり軸受４２により羽根車４の軸部４０が回転自在に支持され、これにより羽根板部４１をスムーズに回転させることができるように構成されている。なお、格子状フレーム２０の上蓋２３に転がり軸受４２を設け、あるいはフレーム本体２２及び上蓋２３の両方に転がり軸受４２を設けた構成としてもよい。
　本例では、軸部４０、羽根板部４１ともに金属製とされている。とくに羽根板部４１は金属板をプレス加工することにより複数が一体的に加工され、その上下表面に光触媒層が被覆形成されたものである。すなわち、取付孔を有する中心部から半径方向に所定間隔をおいて複数の羽根板部４１が形成された一枚物の羽根材として構成されており、この取付孔が軸部４０の先端外周部にカシメ止めされることにより軸部４０と羽根板部４１を有する羽根材が一体化されている。
　このような一枚物の一体加工品で複数の羽根板部４１を形成することで、当該羽根材全体の強度を維持しつつ薄型軽量化が可能とされている。軸部４０、羽根板部４１の金属材料としては、アルミニウムやステンレスその他、種々の金属素材を用いることができるが、これに限定されない。金属以外の素材のものでもよい。
　光触媒層は、酸化チタン等の紫外線励起型の光触媒粒子や、三酸化タングステンを主成分とした可視光励起型の光触媒粒子などの光触媒粒子を、部材の表面に担持させた層である。光触媒粒子の担持（光触媒層の形成）の方法は特に限定されないが、比較的コストの掛からないスラリー浸漬含浸法が好ましい。その他の浸漬含浸法、真空含浸法、ゾルゲル法などの手段を用いることもできる。
　光照射部５は、羽根車４の羽根板部４１よりも外周側の所定位置から当該羽根車４の回転する羽根板部４１に前記光を照射するように設けられている。具体的には、図７にも示すように、上記交差部２１Ｂに起立片２１Ｃが設けられ、光照射部５はこの起立片２１Ｃに固定されている。したがって、光照射部５の熱は当該起立片２１Ｃを通じて格子状フレーム２０の全体に伝わり、フレームの隙間を通過する流体中に効率よく放熱される。
　光照射部５としては、たとえば図外の電源等から供給される電力により光を照射する光源としてのＬＥＤ素子５１を有するＬＥＤ基板５０が用いられているが、これに限定されない。本例では２つの光照射部５が互いに９０度ずれた角度位置にそれぞれ設けられ、羽根車４の複数の羽根板部４１が回転することにより順次光を受け、すべての羽根板部４１の表面全体に均一に光照射されることになる。
　すなわち、従来からの光触媒フィルタでは光触媒担持体の表面に光を照射する照射部は、当該表面の大きさに応じてすべてを同時に照らせるだけの数を設ける必要があるが、本発明では、羽根車４からなる光触媒担持体３が回転するため、光照射部５の設置部に、羽根板部４１及び軸部４０が近接した時点で、その表面に順次、光照射部５から光が照射される。したがって、１つ又は２つ程度の光照射部５を設けるだけで、すべての羽根板部４１の表面全体に均一に、光照射することが可能となるのである。
　光照射部５の照射方向は、前記所定位置から当該羽根車４の軸部４０に向けて光を照射するようにされているが、軸部４０からずれた斜め方向に向けて光を照射してもよい。斜め上又は下方向から照射してもよい。しかし、上記のとおりすべての羽根板部４１の表面全体、つまり流体の通過方向の上流側に位置する羽根板部４１の上面及び流体の通過方向の下流側に位置する羽根板部４１の下面の両方に均一に光照射するには、軸部４０の軸心に直角な方向に光を照射することが好ましい。
　本例では、羽根車４がフィルタ厚み方向に直交する方向に複数並設され、光照射部５は各羽根車４ごとに１つ又は２つ以上設けられている。具体的には、格子状フレーム２０の縦横に３×４個づつ合計１２個の羽根車４が設けられている。羽根車４の軸部４０は、格子状フレーム２０の交差部２１Ａにほぼ縦／横等間隔に設けられ、各軸部４０が設けられる交差部２１Ａに斜め方向に隣接する交差部２１Ｂに光照射部５が設けられている。本例では、図４からも分かるように、一つの交差部２１Ｂに２つ以上の異なる羽根車４に対応した２つ以上の光照射部５を設けることで効率的に構成されている。
　なお、羽根車４の数、配列は本例の形態に限定されず、たとえば後述の第二実施形態に示すように、羽根車４を一つのみ設けた光触媒フィルタとしてもよいし、２つ以上設ける場合も、３×４個の配列以外に、一列のみ又は他の配列、たとえばランダムに配置してもよい。
　各羽根車４の外周側には、該羽根車４の周方向に延設され、該羽根車４に対面する内周面が光を反射する反射面６０とされる金属製の反射部材６が設けられている。反射面６０には、反射部材６の内周面の金属素材面をそのまま又は鏡面に加工した面や、鏡面シートを内周面に貼り付けたもの、反射素材を塗布したものなどで構成される。
　反射部材６は、図５Ａ，図５Ｂにも示すように、羽根車４の羽根板部４１先端を覆うように内周側が湾曲状に凹んだ断面視略Ｃ字状の内周面（６０）を有する形状とされ、光照射部５からの光を羽根車４の羽根板部４１の表面により効率よく全体的に照射させることができ、ユニット上下の流体出入口からの光の漏れも防ぐことができるように構成されている。略Ｃ字状として、本例では内周面が断面視円弧状であるが、多角形状、平面と曲面の組み合わせの形状など、種々の形状を採用できる。
　反射部材６は、略全周にわたって羽根車４を覆うように環状に設けられている。本例では、図７に示すように略半周を覆う分割部材を２つ組み合わせて構成されている。このように略全周にわたって羽根車４を覆うことによって、光照射部５からの光を羽根車４の羽根板部４１の表面に、より効率よく全体的に照射させることができる。ただし、本発明はこれに限定されず、途中で途切れていても、断続的に設けるものでもよい。
　光照射部５は、図５Ｂに示すように反射部材６の外周面側にほぼ密着した状態で配置され、その発光素子５１のみ内周面（６０）側に貫通して羽根車４を照らすように構成されている。貫通するのではなく、反射部材６を途中で途切れるように構成するとともに当該途切れた位置に光照射部５が付設されてもよい。また、反射部材の内側位置に光照射部を設けてもよい。
　本発明に係る光触媒ユニット１は、上記のとおり流体からの圧を受けて回転する羽根車４を光触媒担持体とし、これに光照射部５から光を当てることで、回転する羽根板部４１の全体に均一に効率よく光を当て、光触媒による流体清浄化作用を効率よく得るものであり、使用形態の例としては、図８に示すように、建物の換気を行う換気ダクト８等内の電動ファン７などで流体が強制的に流通する流体通過路１０に沿って設置されることで機能させることができる。ただし、このように流体が強制的に流通する環境下に設けることに何ら限定されず、たとえば自然に流通する環境下に設けて機能させることも勿論できる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではない。たとえば、上述の例では羽根車につき、厚み方向に延びる軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周部に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とから構成した例（軸心を流体の流れる方向と平行に設定した、いわゆる「水平軸型」の羽根車の例）を説明したが、図９に示すように、厚み方向に直交する方向に延びる軸心を中心に回転する軸部４０Ａと、これを中心に回転する複数の羽根板部４１Ａとから構成したもの（軸心を流体の流れる方向に直交する方向に設定した、いわゆる「垂直軸型」の羽根車）でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
（第二実施形態）
　図１０～図１２は、本発明の第二実施形態に係る光触媒ユニット１２を示している。この光触媒ユニット１２は、扁平な箱状に形成された支持フレーム２４と、この支持フレーム２４内に配設されたプロペラファン様の羽根車４からなる単一の光触媒担持体３とを備えている。支持フレーム２４は、流体が流通する開口部２５及び羽根車４を回転可能に支持する転がり軸受４２が設けられた格子状部２６がそれぞれ設けられた上面板２７及び下面板２８と、これらの上面板２７及び下面板２８を互いに連結する連結部材２９とを有している。
　支持フレーム２４には、上面板２７の開口部２５から流体を支持フレーム２４内に導入する流体導入部１０ａと、下面板２８の開口部２５から流体を支持フレーム２４外に導出する流体導出部１０ｂとを有する流体通過路１０が設けられている。また、光触媒ユニット１２には、光触媒が担持された光触媒担持体３の表面、具体的には、羽根車４の軸部４０及び羽根板部４１の表面に向けて紫外線又は可視光からなる光を照射する光照射部５と、羽根車４の周方向に延設され、該羽根車４に対面する内周面が光を反射する反射面とされる反射部材６とが設けられている。
　そして、羽根車４の羽根板部４１よりも外周側の所定位置から当該羽根車４の回転する羽根板部４１に向けて、好ましくは軸部４０に向けてその軸心に直角な方向に光照射部５の光を照射した状態で、流体通過路１０を通過する流体を羽根板部４１等の表面に担持された光触媒に接触させることにより、流体中の有害物質や悪臭等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができる。
　第二実施形態に係る光触媒ユニット１２は、たとえば流体が強制的に流通する換気ダクトの内部や、流体が自然に流通する環境下等に設けられることで機能させることができる。しかも、第二実施形態の光触媒ユニット１２では、複数の羽根車４がフレームの厚み方向と直交する方向に配列された第一実施形態に係る光触媒ユニット１に比べ、よりコンパクトな単位でユニット化し、必要な流体流量や流路サイズ、設置場所の形態等に応じて複数ユニットを縦／横に自在に組み合わせて種々の形態の装置を効率よく構成することができるとともに、流体通過路１０を通過する流体量が少ない場合においても、羽根車４をスムーズに回転させることができる。
　たとえば図１３は、図１０～図１２に示す光触媒ユニット１２が、筒状ケース１７内にその軸部４０を筒状ケース１７の中心軸に一致させた同軸の形態で配設されるとともに、光触媒ユニット１２の下方に小型の電動ファン７０が同じく同軸に設置された卓上タイプの空気清浄機を示してる。この空気清浄機によれば、電動ファン７０の吸引力に応じて筒状ケース１７の下方に設けられた開口１８から筒状ケース１７内に導入された流体を、光触媒ユニット１２の設置部を通過させるとともに、筒状ケース１７の上方に設けられた開口１９から筒状ケース１７外に導出させることにより、極めてコンパクトな構成で流体中の有害物質や悪臭等を、羽根車４に担持された光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができる。本例ではケース内に空気を取り込む電動ファン７０をケースの下端部に設けているが、上端部または中間位置に設けることもできる。また、空気の導入、導出の位置についても、本例のように下方から導入して上方から排気するものに何ら限定されない。筒状ケース１７内には、光触媒ユニット１２の四隅に設けた挿通孔２４０に挿通され、光触媒ユニット１２を位置固定するための支柱部１７１が軸平行に４本設けられている。本例では、光触媒ユニット１２を一つのみ設けているが、本例ではこの支柱部１７１に同じように挿通孔２４０を挿通させることで、二つ以上の光触媒ユニット１２を軸方向に組み合わせて配設することもできる。
（第三実施形態）
　図１４は、本発明の第三実施形態に係る光触媒ユニット１３を示している。この光触媒ユニット１３には、光触媒担持体３を構成する羽根車４の軸部４０と一体に回転する電機子鉄心９０と、その外周側に配設された界磁巻線９１とを有し、羽根車４の回転に応じて発電する発電機９が設けられている。この発電機９において発電された電力が、導線９２を介して光照射部５に供給されることにより、この光照射部５から羽根車４の軸心等に向けて紫外線又は可視光からなる光が照射されるようになっている。この構成によれば、離れた位置に設けられた別体の電源等から光照射部５に電力を供給する必要がなく、光触媒ユニット１３を、より簡易化することが可能で、設置作業も著しく容易となり、用途の幅が飛躍的に向上する。また、このような発電機９で発電された電力で光を照射するシステムは、軸部４０の回転が速くなり、通過する流体の流量が多くなる際に、発電機９による発電電力も大きくなり、より強い照度で光を照射でき、非常に効率的なシステムとなる。
（第四実施形態）
　図１５は、本発明の第四実施形態に係る光触媒ユニット１４を示している。この光触媒ユニット１４は、羽根車４の軸心に沿った方向に延びる筒状フレーム３０と、該筒状フレーム３０の長さ方向に延びる一本の軸部４４上に配列された複数（図例では３個）の羽根車４とを有している。そして、羽根車４の羽根板部４１よりも外周側の所定位置から、回転する羽根板部４１に向けて、好ましくは軸部４４に向けてその軸心に直角な方向に光を照射する光照射部５が、各羽根車４ごとに１つ又は２つ以上設けられている。また、筒状フレーム３０内には、その内周面に沿って長さ方向に延びる反射部材８０が配設されている。さらに、羽根車４の軸部４４上には、羽根車４の回転に応じて発電して、その電力を光照射部５に供給する発電機（図示せず）が、必要に応じて設けられている。
　この構成によれば、たとえば流体導入部１０ａ及び流体導出部１０ｂからなる流体通過路を通過する流体量が多い場合や、その流速が速い場合等においても、羽根車４の軸心と直交する方向における光触媒ユニット１４の設置面積を大きくすることなく、流体と光触媒担持体３との接触機会を増大させて、十分な清浄化効果が得られるという利点がある。
　なお、図１３に示す筒状ケース収納形態の例ですでに説明したが、図１５に示すように、筒状フレーム３０の長さ方向に延びる一本の軸部４４上に複数の羽根車４を配列してなる上述の実施形態に代え、図１６に示すように、扁平な箱状に形成された支持フレーム２４内に単一の羽根車４からなる光触媒担持体３が配設された複数の光触媒ユニット１２（図１１に示す第二実施形態参照）を、羽根車４の軸心方向に重ねて配列した構成としてもよい。この構成においても、流体の通過方向と直交する方向における光触媒ユニット１２の設置面積を増大させることなく、流体と光触媒担持体３との接触機会を増大させることができる。また、図１５の例では、一本の軸部４４に複数の羽根車４を固定し、軸部４４を通じて複数の羽根車４を一体的に回転させているが、複数の羽根車４のうち一部または全ての羽根車４を、前記軸部４４に対して各々独立して回転可能に支持させ、独立回転するように構成してもよい。
（第五実施形態）
　図１７～図１９は、本発明の第五実施形態に係る光触媒ユニット１５を示している。この光触媒ユニット１５は、光触媒担持体３の回転中心となる軸部４５と、該軸部４５の外周側に設けられるとともに、表面に光触媒が担持された複数の羽根板部４６とを有するブロアファン様の羽根車４Ａが、扁平な箱状フレーム３１内に配設されたものである。また、光触媒ユニット１５には、羽根車４Ａの羽根板部４６よりも外周側の所定位置から、回転する羽根板部４１に向けて、好ましくは軸部４５に向けてその軸心に直角な方向に光を照射する光照射部５と、羽根車４Ａの周方向に延設され、該羽根車４Ａに対面する内周面が光を反射する反射面とされる反射部材８１とが設けられている。
　箱状フレーム３１には、その上面に形成された開口部３２から羽根車４Ａの軸心に沿った方向から流体を導入する流体導入部１０ａと、箱状フレーム３１の側面に形成された開口部３３から前記軸心と直交する方向に向けて流体を導出する流体導出部１０ｂとを有する流体通過路１０が設けられている。羽根車４Ａは、遠心力で流体を回転軸と直交する方向に吐出するブロアファン（ターボファンともいう）の羽根とほぼ同様の形状を有し、前記流体導入部１０ａから羽根車４Ａの軸心方向に導入された流体の圧力を受けて回転することより、前記流体導出部１０ｂを介して流体を羽根車４Ａの軸心と直交する方向に向けて導出するものである。
　この構成によれば、光照射部５から回転する羽根板部４１に向けて光を照射した状態で、流体通過路１０を通過する流体を羽根板部４６等の表面に担持された光触媒に接触させることにより、流体中の有害物質や悪臭等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができる。しかも、流体通過路を通過する流体の流動方向が上記直交する方向に変化することや、回転する羽根板部４１の間に流体が一時滞留することから、流体と光触媒が担持された羽根板部４１表面との接触の機会が高まり、上記触媒作用を高めることができる。また、上記のとおり流体導入部に対して直交する方向に流体導出部が設けられるため、設計上のバリエーションを高めることができる。この第五実施形態に係る光触媒ユニット１５においても、羽根車４Ａの回転に応じて発電して、その電力を光照射部４の供給する発電機を設けた構成とすることができる。
　なお、第五実施形態に係る光触媒ユニット１５では、流体導入部１０ａを介して導入される流体の導入方向を羽根車４Ａの軸心に沿った方向に設定し、且つ流体導出部１０ｂを介して導出される流体の導出方向を羽根車４Ａの軸心と直交する方向に設定しているが、流体の流れを逆向きとすることも可能である。すなわち、図２０に示すように、箱状フレーム３１の側面に形成された開口部３３から羽根車４Ａの軸心と直交する方向に流体を導入する流体導入部１０ａと、箱状フレーム３１の上面に形成された開口部３２から羽根車４Ａの軸心に沿った方向に向けて流体を導出する流体導出部１０ｂとにより、流体通過路１０を構成することも可能である。そして、羽根車４Ａを、上述の場合と逆方向に回転させることにより、側方の開口部３３から羽根車４Ａの軸心と直交する方向から導入された流体を、上方の開口部３２から羽根車４Ａの軸心に沿った方向に向けて導出させるようにしてもよい。
（第六実施形態）
　図２１～図２３は、本発明の第六実施形態に係る光触媒ユニット１６を示している。この光触媒ユニット１６は、クロスフローファン様の羽根車４Ｂからなる二個の光触媒担持体３が、箱状フレーム３４内に配設されたものである。羽根車４Ｂは、遠心力で軸部４７を横切るように流体を吐出するクロスフローファン（横流ファンともいう）の羽根車とほぼ同様の形状を有するものである。具体的には、羽根車４Ｂは、その回転中心となる軸部４７と、この軸部４７に固定された一対の端板４８と、両端板４８に側端部が固定された状態で軸部４７の外周側に設けられるとともに、光触媒が担持された複数の羽根板部４９とを有している。そして、羽根車４Ｂは、その軸心と直交する方向に流動する流体の風圧が弱い場合でも、これに応じて回転することより、前記流体を羽根車４Ｂの軸心と直交する方向の下流側に向けて導出する機能を有している。
　また、箱状フレーム３１には、その前面に形成された開口部３５にそれぞれ対向するように設置された三個の電動ファン７１と、各羽根車４Ｂの羽根板部４９よりも外周側の所定位置から、回転する羽根板部４９に向けてそれぞれ光を照射する複数の光照射部５とが配設されている。さらに、箱状フレーム３４内には、電動ファン７１の送風作用に応じて開口部３５から羽根車４Ｂの軸心と直交する方向に流体を導入する流体導入部１０ａと、箱状フレーム３１の後面に形成された開口部３６から前記軸心と直交する方向の下流側へ前記流体を導出する流体導出部１０ｂとを有する流体通過路１０が設けられている。
　この構成によれば、光照射部５から回転する羽根板部４１に向けて光を照射した状態で、流体通過路１０を通過する流体を羽根板部４９等の表面に担持された光触媒に接触させることにより、流体中の有害物質や悪臭等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができる。また、回転する羽根板部４９の間に流体が一時滞留する時間を前記ブロアファン様のものよりも長くでき、流体と光触媒が担持された羽根板部４９表面との接触機会がより高まり、上記触媒作用を高めることができる。また、羽根板部４９の軸心方向の寸法を自由に設定できるため、流体通過路１０を軸心方向に大きくとることができ、流体通過路１０を通過する流体の風圧が弱い場合でも羽根車４Ｂを効果的に回転させることが可能であるとともに、比較的大きな流路にも効率よく設置でき、流通抵抗をより低く抑えることも容易である。
　なお、第六実施形態に係る光触媒ユニット１６においても、羽根車４Ｂの回転に応じて発電して、その電力を前記光照射部５に供給する発電機を設けた構成とすることができる。また、箱状フレーム３４内に配設されるクロスフローファン様の羽根車４Ｂからなる光触媒担持体３の個数は、二個に限られず、一個でもよく、あるいは三個以上であってもよい。
　次に、本発明に係るマスクの実施形態を図２４に基づいて説明する。当実施形態に係るマスク７２は、プロペラファン様の羽根車４からなる光触媒担持体３を備えた第二実施形態に係る光触媒ユニット１２（図１０～図１２参照）が、マスク着用者の呼吸に応じて生じる空気通過部１１、具体的にはマスク着用者の鼻および口の前面側に位置する部分に配設されてなる布マスクもしくは不織布マスク等の衛生用マスクである。光触媒ユニット１２には、その前面側部を覆う濾過フィルタ７３と、羽根車４の羽根板部に光を照射する図略の光照射部とが設けられている。また、マスク７２には、前記光照射部に電力を供給するボタン電池、外部電源を取り込むジャック、もしくは、羽根車４の回転に応じて発電した電力を光照射部に供給する発電機等が設けられている。
　前記マスク７２の着用者が息を吸う場合には、マスク前面側の空気導入部１１ａから光触媒ユニット１２の設置部に空気が導入されて羽根車４が回転する。一方、前記マスク７２の着用者が息を吐く場合には、マスク後面側の空気導入部１１ａ´から光触媒ユニット１２の設置部に空気が導入されて羽根車４が回転する。そして、光照射部から羽根車４の羽根板部に光を照射した状態で、その表面に担持された光触媒に空気を接触させることにより、空気中の有害成分や悪臭成分等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができるとともに、空気中のウイルス等を不活性化することができる。その後、マスク７２の着用者が息を吸う場合には、マスク後面側の空気導出部１１ｂから空気が導出されるため、マスク着用者の口等からウイルス等が浸入するのを防止することができる。一方、マスク７２の着用者が息を吐く場合には、マスク前面側の空気導出部１１ｂ´から空気が導出されるため、ウイルス等が大気中に拡散するのを防止することができる。本例では全体が布又は不織布等の衛生用マスクに光触媒ユニットを組付けた例を示したが、本発明のマスクはこれに何ら限定されず、合成ゴムや合成樹脂を用いて作製された本体部にフィルタユニットを取り替え可能に組み付けた防塵用マスクの当該フィルタユニット部に、本発明に係る光触媒ユニットを組み込んで構成したもの、またはフィルタユニット部の代わりに同光触媒ユニットおよび濾過フィルタを取り付けて構成したものなども好ましい実施例である。
　なお、上述の実施形態に代え、図２５に示すように、透明なプラスチック板等により形成されたいわゆるフェイスシールドからなる飛沫感染防護のマスク７４において、その背面側に、たとえば図１７～図２０に示す第五実施形態の光触媒ユニット１５を、マスク着用者の呼吸に応じて生じる空気通過部１１に配設した構成とすることも可能である。そして、マスク着用者が息を吸う場合には、たとえば前記光触媒ユニット１５の下方側等に位置する空気導入部１１ａから空気を導入し、マスク着用者が息を吐く場合には、光触媒ユニット１５の下方側等に位置する空気導出部１１ｂ´から空気を導出させるようにしてもよい。フェイスシールドの代わりにマウスシールドとしたマスクでもよい。
　そして、図略の光照射部から回転する羽根板部に向けて光を照射した状態で、その表面に担持された光触媒に空気を接触させることにより、この空気中の有害物質や悪臭等を、光触媒の触媒作用によって効率よく分解・除去することができるとともに、ウイルス等を効果的に不活性化することができる。その後に、マスク後面側の空気導出部１１ｂもしくはマスク下方側の空気導出部１１ｂ´から空気を導出することにより、ウイルス等が人体に浸入したり、ウイルス等が空気中に拡散したりするのを効果的に防止することができる。
　さらに、布マスクもしくは不織布マスク等からなる衛生用マスクの空気通過部に、図１７等に示す光触媒ユニットを配設し、マスク着用者が息を吸う場合には、マスク下方側の空気導入部から前記光触媒ユニットの設置部に空気を導入させ、且つマスク着用者が息を吐く場合には、マスク後面側の空気導入部から前記光触媒ユニットの設置部に空気を導入させて、その内部に設けられた羽根車を回転させるように構成してもよい。
　以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。たとえば各実施形態において、羽根車の軸の支持構造を取り外し可能な構造とし、羽根板部や周囲に付着した汚れを洗浄する等のメンテナンス性を向上させたものも好ましい実施例である。
　１、１Ａ、１２～１７　光触媒ユニット
　２　光触媒フィルタ
　３　光触媒担持体
　４、４Ａ、４Ｂ　羽根車
　５　光照射部
　６、８０、８１　反射部材
　７、７０，７１　電動ファン
　８　換気ダクト
　９　発電機
　１０　流体通過路
　１０ａ　流体導入部
　１０ｂ　流体導出部
　１１　空気通過部
　１１ａ　空気導入部
　１１ｂ　空気導出部
　２０　格子状フレーム
　２１Ａ　交差部
　２１Ｂ　交差部
　２１Ｃ　起立片
　２２　フレーム本体
　２３　上蓋
　３０　筒状フレーム
　４０，４０Ａ、４４、４５、４７　軸部
　４１，４１Ａ、４６、４９　羽根板部
　４２　軸受
　５０　基板
　５１　発光素子
　６０　反射面
　７２、７４　マスク
　２２０、２２１、２２２、２２３　側板部

Claims (13)

  1. 　流体が通過する流体通過路を有するとともに、該流体通過路内に、前記流体が接する表面に光触媒が担持された光触媒体担持体を有する光触媒フィルタと、
    　前記光触媒フィルタの内部に設けられ、前記光触媒担持体の前記光触媒が担持された表面に向けて紫外線又は可視光の光を照射する光照射部とを備える光触媒ユニットであって、
    　前記光触媒担持体は、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部を有し、これら複数の羽根板部が前記流体通過路を通過する流体から圧力を受けて軸心を中心に回転する羽根車であり、
    　前記光照射部は、前記羽根車の羽根板部よりも外周側の所定位置から当該羽根車の回転する羽根板部に前記光を照射するように設けられている、
    光触媒ユニット。
  2. 　前記光触媒担持体は、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周部に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するプロペラファン様の羽根車であり、
    　前記流体通過路は、前記軸心に沿った方向から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心に沿った方向の下流側に向けて前記流体を導出する流体導出部とを有する、
    　請求項１記載の光触媒ユニット。
  3. 　前記光触媒フィルタは、上下面の大きさに比べて厚みが小さい扁平な箱状に形成されるとともに、その内部に前記流体通過路が設けられたフレームと、該フレームの厚み方向と直交する方向に並設された複数の前記羽根車とを有し、
    　前記光照射部を前記各羽根車ごとに１つ又は２つ以上設けてなる、
    　請求項１又は２記載の光触媒ユニット。
  4. 　前記フレームは、上面又および下面に流体が通過する隙間が設けられた格子状フレームであり、
    　前記格子状フレームに設けられた所定の交差部に、前記羽根車が回転自在に立設され、
    　且つ、該羽根車の羽根板部に光を照射する前記光照射部が、前記交差部の周囲にある他の交差部に付設されている、
    　請求項３記載の光触媒ユニット。
  5. 　前記他の交差部に起立片が設けられ、前記光照射部が該起立片に固定されている、
    　請求項４記載の光触媒ユニット。
  6. 　前記フレームには、前記羽根車を回転自在に支持する転がり軸受が設けられている、
    請求項３～５のいずれか１項に記載の光触媒ユニット。
  7. 　前記光触媒フィルタは、前記軸心に沿った方向に延びる筒状フレームと、該筒状フレームの長さ方向に延びる軸部上に配列された複数の前記羽根車とを有し、
    　前記光照射部が前記各羽根車ごとに１つ又は２つ以上設けられてなる、
    　請求項１又は２記載の光触媒ユニット。
  8. 　前記光触媒担持体は、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周側に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するブロアファン様の羽根車であり、
    　前記流体通過路は、前記軸心に沿った方向、もしくは該軸心と直交する方向の一方側から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心に沿った方向、もしくは該軸心直交する方向の他方側に向けて前記流体を導出する流体導出部とを有する、
    　請求項１載の光触媒ユニット。
  9. 　前記光触媒担持体は、前記軸心を中心に回転する軸部と、該軸部の外周側に設けられ、表面に前記光触媒が担持された複数の羽根板部とを有するクロスフローファン様の羽根車であり、
    　前記流体通過路は、前記軸心と直交する方向から前記流体を導入する流体導入部と、前記軸心と直交する方向の前記流体導入部と異なる位置から前記流体を導出する流体導出部とを有する、
    　請求項１記載の光触媒ユニット。
  10. 　前記光照射部は、前記所定位置から前記羽根車の軸心に向けて前記光を照射する、請求項１～９のいずれか１項に記載の光触媒ユニット。
  11. 　前記羽根車の外周側に、該羽根車の周方向に延設され、該羽根車に対面する内周面が光を反射する反射面とされる反射部材を設けてなる、
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の光触媒ユニット。
  12. 　前記羽根車の回転に応じて発電する発電機を、さらに備え、
    　前記照射部は、前記発電機で発電された電力により前記光を照射する、
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の光触媒ユニット。
  13. 　請求項１、２又は８のいずれか１項に記載の光触媒ユニットを備え、
    　該光触媒ユニットがマスク着用者の呼吸に応じて生じる空気通過部に配設されている、
    マスク。
PCT/JP2021/001858 2020-01-24 2021-01-20 光触媒ユニット及び該光触媒ユニットを備えたマスク WO2021149724A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21744915.6A EP4094832A4 (en) 2020-01-24 2021-01-20 PHOTOCATALYST UNIT AND MASK PROVIDED WITH A PHOTOCATALYST UNIT
CN202180010506.9A CN115023288A (zh) 2020-01-24 2021-01-20 光催化组件和包括该光催化组件的口罩
JP2021572765A JPWO2021149724A1 (ja) 2020-01-24 2021-01-20

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-009694 2020-01-24
JP2020009694 2020-01-24
JP2020-210179 2020-12-18
JP2020210179 2020-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021149724A1 true WO2021149724A1 (ja) 2021-07-29

Family

ID=76991772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/001858 WO2021149724A1 (ja) 2020-01-24 2021-01-20 光触媒ユニット及び該光触媒ユニットを備えたマスク

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4094832A4 (ja)
JP (1) JPWO2021149724A1 (ja)
CN (1) CN115023288A (ja)
TW (1) TW202142270A (ja)
WO (1) WO2021149724A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0938189A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Toyoda Gosei Co Ltd 空気浄化機能をもつファン
JPH10216478A (ja) * 1997-01-31 1998-08-18 Toshiba Lighting & Technol Corp 脱臭装置
JP2001113267A (ja) * 1999-10-15 2001-04-24 Akira Aoyanagi 光触媒使用有害物質分解装置
JP2011104490A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Panasonic Corp 光触媒ユニット及び光触媒脱臭機
JP2013230344A (ja) * 2012-11-22 2013-11-14 Marronnier Gijutsu Kenkyusho:Kk 浄化装置及び浄化方法
JP2014018404A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Aso Corp マスク
US20170035926A1 (en) * 2010-03-30 2017-02-09 Rolf Engelhard Photo-catalyzing fluid mobilizing systema nd method
JP2017148484A (ja) 2015-12-11 2017-08-31 Ａｐｓジャパン株式会社 空気清浄機の光触媒による空気清浄化構造、該空気清浄化構造を備える空気清浄機、及び前記空気清浄化構造に用いる光触媒フィルタ
JP2019123741A (ja) 2011-06-06 2019-07-25 アケビア セラピューティクス インコーポレイテッドＡｋｅｂｉａ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ Ｉｎｃ． ［（３−ヒドロキシピリジン−２−カルボニル）アミノ］アルカン酸、エステル及びアミドの製造方法
KR20190138151A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 최재완 웨어러블 광촉매 살균마스크

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001238939A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Nippon Kobunshi Kk 空気清浄機
JP2001293072A (ja) * 2000-04-15 2001-10-23 Koichi Nakayama 光触媒フィルターの多層化紫外線照射方法
GB0219205D0 (en) * 2002-08-17 2002-09-25 Univ Nottingham Apparatus for catalysing a reaction in a fluid material
CN103381336B (zh) * 2012-05-01 2015-07-15 有限会社玛罗尼埃技术研究所 净化装置以及净化方法
JP7021761B2 (ja) * 2016-12-09 2022-02-17 Ａｐｓジャパン株式会社 金属フィルタ及び該金属フィルタの製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0938189A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Toyoda Gosei Co Ltd 空気浄化機能をもつファン
JPH10216478A (ja) * 1997-01-31 1998-08-18 Toshiba Lighting & Technol Corp 脱臭装置
JP2001113267A (ja) * 1999-10-15 2001-04-24 Akira Aoyanagi 光触媒使用有害物質分解装置
JP2011104490A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Panasonic Corp 光触媒ユニット及び光触媒脱臭機
US20170035926A1 (en) * 2010-03-30 2017-02-09 Rolf Engelhard Photo-catalyzing fluid mobilizing systema nd method
JP2019123741A (ja) 2011-06-06 2019-07-25 アケビア セラピューティクス インコーポレイテッドＡｋｅｂｉａ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ Ｉｎｃ． ［（３−ヒドロキシピリジン−２−カルボニル）アミノ］アルカン酸、エステル及びアミドの製造方法
JP2014018404A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Aso Corp マスク
JP2013230344A (ja) * 2012-11-22 2013-11-14 Marronnier Gijutsu Kenkyusho:Kk 浄化装置及び浄化方法
JP2017148484A (ja) 2015-12-11 2017-08-31 Ａｐｓジャパン株式会社 空気清浄機の光触媒による空気清浄化構造、該空気清浄化構造を備える空気清浄機、及び前記空気清浄化構造に用いる光触媒フィルタ
KR20190138151A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 최재완 웨어러블 광촉매 살균마스크

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4094832A4

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021149724A1 (ja) 2021-07-29
TW202142270A (zh) 2021-11-16
EP4094832A4 (en) 2024-04-17
CN115023288A (zh) 2022-09-06
EP4094832A1 (en) 2022-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109069684B (zh) 空气净化装置
JP6771269B2 (ja) 空気浄化装置
KR20160015084A (ko) 공기 청정기
KR101515786B1 (ko) 자외선의 집광 및 확산 기능을 갖는 공기정화용 광촉매 살균모듈
KR100891128B1 (ko) 공기 정화 및 살균 모듈
KR20080039896A (ko) 휘발성 유기 화합물과 오존을 감소시키도록 공기를 이송 및조화하기 위한 시스템 및 방법
KR20160001945A (ko) 공간 활용형 공기 정화장치
KR20110135526A (ko) 천장형 공기정화 및 살균장치
KR20210140930A (ko) 공기청정기
WO2021149724A1 (ja) 光触媒ユニット及び該光触媒ユニットを備えたマスク
KR20160001542A (ko) 공기 청정기
JP2001190646A (ja) 光触媒清浄装置
KR100543330B1 (ko) 탈취필터를 갖춘 공기청정기
JP2001087361A (ja) 光触媒式空気清浄機
JP2021090735A (ja) 空気浄化モジュール及びそれを用いた空気清浄機
JP2011104490A (ja) 光触媒ユニット及び光触媒脱臭機
JP2001238939A (ja) 空気清浄機
KR102202544B1 (ko) 광화학반응에 의한 고효율의 공기살균 에어덕트 및 공기청정장치
JP2013094736A (ja) 空気清浄器
JP2000283512A (ja) 加湿装置
CN212431108U (zh) 水洗空气净化装置和空调
JP7209570B2 (ja) 空気清浄機
JP2002085534A (ja) 脱臭浄化用エレメントおよびこれを用いた脱臭浄化ユニット並びに同ユニットを用いた脱臭浄化システム
CN110871031A (zh) 空气净化装置和具有其的空气净化器
TWI272951B (en) Titania photo-catalyst sterilization device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21744915

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021572765

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021744915

Country of ref document: EP

Effective date: 20220824