WO2022163844A1 - 空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体 - Google Patents

空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体 Download PDF

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WO2022163844A1
WO2022163844A1 PCT/JP2022/003466 JP2022003466W WO2022163844A1 WO 2022163844 A1 WO2022163844 A1 WO 2022163844A1 JP 2022003466 W JP2022003466 W JP 2022003466W WO 2022163844 A1 WO2022163844 A1 WO 2022163844A1
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less
pressure loss
air
mass
sec
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PCT/JP2022/003466
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信彰 根岸
太郎 佐藤
Original Assignee
国立研究開発法人産業技術総合研究所
株式会社 釜石電機製作所
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    • 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
    • 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
    • A61L9/01—Deodorant compositions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0071—Indoor units, e.g. fan coil units with means for purifying supplied air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning

Definitions

  • the present invention relates to an air cleaning device, an air cleaning method, a microorganism removing device, a microorganism removing method, and a channel body.
  • Photocatalyst materials are used in air purifiers because they can decompose foul-smelling substances, house dust, etc. under the irradiation of light.
  • an air purifier using a photocatalyst material is used by adding the photocatalyst material to a filter.
  • Patent Document 1 discloses an air cleaner using a photocatalytic filter in which a photocatalytic material and a zeolite-based material as an adsorbent are supported on a fibrous filter base.
  • the present invention provides an air purifying device, an air purifying method, a microorganism removing device, a microorganism removing method, and a flow path body used therefor, which can efficiently capture and remove organic components contained in aerosols in the air. intended to provide
  • the present inventors have proposed an air cleaner comprising a flow path having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow rate of 5 m/sec, and a photocatalyst material disposed on the wall surface of the pressure loss portion.
  • the inventors have found that the organic component contained in the aerosol in the air can be efficiently captured and removed by the airborne aerosol, and have completed the present invention.
  • the present invention provides the following.
  • An air purifying device comprising a flow path having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air passes through at a flow rate of 5 m/sec, and a photocatalyst material disposed on a wall surface of the pressure loss portion.
  • Air passes through a channel having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow rate of 5 m / sec, and a photocatalytic material is arranged on the wall surface of the pressure loss portion.
  • An air cleaning method comprising the step of allowing
  • a microorganism removing apparatus comprising a flow path having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air passes through at a flow rate of 5 m/sec, and a photocatalyst material disposed on the wall surface of the pressure loss portion.
  • Air passes through a flow path having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow rate of 5 m / sec, and a photocatalyst material is arranged on the wall surface of the pressure loss portion.
  • an air purifying device an air purifying method, a microorganism removing device, a microorganism removing method, and a channel body that can efficiently capture and remove organic components contained in aerosols in the air.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the central path, and is a schematic vertical cross-sectional view of the flow path body of the air cleaning device according to the present embodiment.
  • 1 is a schematic perspective view of an air purifying device in which a channel body is introduced;
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of the air purifying device in which the channel body is introduced;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view including a cross section of a channel body used in Examples.
  • FIG. 4 is a plot of pressure drop versus wind speed between the ports of platform 41c and platform 41e and between the ports of platform 41c and platform 41g.
  • FIG. 4 is a plot of the ratio of the number of aerosols at the port of the platform 41e to the number of aerosols at the port of the platform 41c versus wind speed.
  • 4 is a plot of the ratio of the number of aerosols at the port of the platform 41g to the number of aerosols at the port of the platform 41c versus the intake air velocity. It is a simulation result of air flow inside the channel body when air is passed through the channel body at a flow velocity of 1 m/sec. It is a simulation result of air flow inside the channel body when air is passed through the channel body at a flow rate of 3 m/sec.
  • the air purifying device the air purifying method, the microorganism removing device, the microorganism removing method, and the flow channel body according to the present embodiment will be described by showing specific examples. It is not limited to specific examples, and can be implemented with appropriate modifications as long as the effects are not impaired. Also, each component shown below can be implemented in combination with each other.
  • the air purifying device has a flow path having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow velocity (herein, also referred to as "wind velocity") of 5 m/sec. and a photocatalyst material arranged on the wall surface of the pressure loss portion.
  • the pressure loss when passing air at a flow velocity of 5 m/sec is more than the required amount, which means that the air taken into the pressure loss part strongly collides and contacts the wall surface of the pressure loss part. to reduce the pressure. Therefore, the aerosol contained in the air can be captured by such a pressure loss portion.
  • the organic components such as viruses contained in the captured aerosol come into contact with the photocatalytic material, and the organic components are decomposed by photocatalytic activity. be.
  • the fact that the pressure loss when passing air at a flow rate of 5 m/sec is greater than or equal to the required amount is irrelevant to the air flow rate when such an air cleaner is actually used. That is, the flow velocity of the air when actually using the air cleaning device may be 5 m/sec, or may not be 5 m/sec.
  • air cleaning refers to inhaling air and removing all or part of the organic components in the air.
  • placing a filter in the flow channel increases the pressure loss.
  • the value obtained by measuring the pressure loss when passing air at a flow rate of 5 m/sec with the filter removed is used as the pressure loss.
  • the above pressure loss is caused only by the shape of the wall surface of the pressure loss portion. Therefore, the pressure loss is measured in a state in which devices such as a light irradiation section and a heating section, which will be described later, arranged in the flow path are removed, but the photocatalyst material is measured in a state in which it is arranged on the wall surface.
  • the “filter” here means a device whose surface is arranged non-parallel to the direction of movement of the flow channel, and which is used as a part of the flow channel for the purpose of removing some of the components contained in the air. It refers to something that covers part or all, and the purpose of the filter is not limited, and includes everything such as a photocatalyst filter and a dust filter. However, it is only intended to be measured by excluding the filter when measuring the pressure loss described above, and in the air cleaning device according to the present embodiment, the filter may be arranged inside or outside the pressure loss part. does not exclude However, in the air cleaning device according to this embodiment, it is preferable not to arrange a filter at least in the pressure loss section. Also, in one embodiment, the air purifying device does not have to have filters all over its interior. Surprisingly, the air purifying device according to this embodiment can remove aerosols in the air with high efficiency without arranging filters in the entire interior thereof.
  • the value measured at 20°C shall be used as the pressure loss.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a channel body of an air cleaning device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view including a cross section of the flow path body of the air cleaner according to the present embodiment.
  • the flow path body 1 includes a substrate 2 with a photocatalyst material and a light irradiation section 3 .
  • the channel body 1 has a wall surface constituted by the substrate 2 with the photocatalyst material, and a hollow channel 13 defined by the wall surface and through which air passes.
  • the channel 13 is provided inside the channel body 1 .
  • the wall surface of this side is abbreviate
  • one of the three rectangular photocatalyst material-attached substrates 2(1) to 2(3) having the same size is used.
  • the two opposite sides of the material 2 (2) and the sides of the remaining two photocatalyst material-attached substrates 2 (1) and 2 (3) are respectively attached, and the photocatalyst material-attached substrate 2 (1) and the photocatalyst material-attached
  • the angle formed by the substrate 2 (2) and the angle formed by the substrate 2 (2) with the photocatalytic material and the substrate 2 (3) with the photocatalytic material are both 120°, and 2 (2)
  • a pedestal body 11a is formed so as to extend on the same main surface side of the , and has an open bottom surface on one side.
  • a plurality of (the pedestals 11a, 11c, 11e, and 11g) are connected to each other at the ends of the pedestal (for example, the side opposite to the side of 2(3) connected to 2(2)).
  • the connecting trapezoidal body 12A faces a connecting trapezoidal body 12B formed by connecting the trapezoidal bodies 11b, 11d, 11f, and 11h in the same manner, with the open sides of the trapezoids facing each other.
  • the two connecting pedestals 12A and 12B are opposed to each other with a half period (half the length of the width (connecting direction) of the pedestals) shifted from the connecting cycle of the connecting pedestals.
  • the remaining sides perpendicular to the connecting direction are closed by being joined with metal plates as side walls 14 .
  • Air passes through a hollow channel 13 formed between the two connecting pedestals 12A and 12B.
  • the substrate with photocatalytic material may be used as the side wall 14 in order to close the remaining sides (remaining two sides per one substrate with photocatalytic material) perpendicular to the connecting direction.
  • the photocatalyst material-attached base material 2 that constitutes the wall surface is configured by supporting the photocatalyst material 21 on the base material 22.
  • the light irradiating part 3 is arranged in the channel 13 near the joint between the ends of the pedestals (the details of the light irradiating part 3 will be described later).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the central path, and is a vertical cross-sectional schematic diagram of the flow path body of the air cleaning device according to the present embodiment.
  • the pressure loss portion has 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more bending portions configured such that the central path is bent at 90° or more and 150° or less. , 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or more, 12 or more, 13 or more, 14 or more, 15 or more, 16 or more, 17 or more, 18 or more, 19 or more, 20 or more.
  • the number of bent portions is 100 or less, 95 or less, 90 or less, 85 or less, 80 or less, 75 or less, 70 or less, 65 or less, 60 or less, 55 or less, 50 or less, 45 or less, 40 or less, 35 or less. , 30 or less, 25 or less, 20 or less, 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, 12 or less, 11 or less, 10 or less. 2 has 16 bends.
  • the lower limit of the bending angle of any of the two or more bending portions of the central path is not particularly limited, but is, for example, more than 90°, 91° or more, 92° or more, 93° or more, 94° or more, 95° or more, 100 ° or more, 105° or more, 110° or more, or 115° or more.
  • the upper limit of the bending angle of any of the two or more bending portions of the central path is preferably 145° or less, 140° or less, 135° or less, 130° or less, and 125° or less. Air retention can be prevented by setting the bending angle of the bending portion of the central path to be greater than or equal to the required amount.
  • the air cleaner according to the present embodiment may have both a bent portion satisfying the above-described angle range and a bent portion not satisfying the above-described angle range.
  • the pressure loss when air is passed at a flow rate of 5 m / sec is not particularly limited as long as it is 40 Pa or more as described above, but for example, 41 Pa or more, 42 Pa or more, 43 Pa or more, 44 Pa or more, 45 Pa or more.
  • the pressure loss is, for example, 500 Pa or less, 480 Pa or less, 460 Pa or less, 440 Pa or less, 420 Pa or less, 400 Pa or less, 380 Pa or less, 360 Pa or less, 340 Pa or less, 320 Pa or less, 300 Pa or less, 280 Pa or less, 260 Pa or less, 240 Pa or less, 220 Pa or less, 200 Pa or less, 190 Pa or less, 180 Pa or less, 170 Pa or less, 160 Pa or less, 150 Pa or less, 140 Pa or less, 130 Pa or less, 120 Pa or less, 110 Pa or less, 100 Pa or less, 95 Pa or less, 90 Pa or less, 85 Pa or less, 80 Pa or less, 75 Pa or less , 70 Pa or less, 65 Pa or less, or 60 Pa or less.
  • the bent shape as described above does not necessarily result in a required amount of pressure loss, for example, if the distance between the two connecting pedestals 12A and 12B is reduced, the pressure loss is generally increased. , and increasing the distance generally reduces the pressure loss. Further, if the bending angle is made smaller, the pressure loss will generally increase, and if the bending angle is made larger, the pressure loss will generally become smaller.
  • the flow path 13 is the pressure loss portion as it is is shown.
  • pressure loss portion or one or more pressure loss portions and small pressure loss portions may be combined.
  • the pressure loss described above may be measured by disassembling only the pressure loss portion, but if any portion (its length is also arbitrary) has the pressure loss described above, , shall satisfy the pressure loss requirements mentioned above (in this case, the entire flow path inevitably also satisfies the pressure loss requirements mentioned above).
  • only one flow path body 1 or flow path 13 as described above may be arranged in the air purifier, or a plurality thereof may be arranged.
  • the arrangement method is not particularly limited.
  • the channels 13 may be connected.
  • the shape of the flow path is limited to a curved flow path as shown in FIG. Any shape of pressure loss portion can be used, for example, a helical channel or the like can be used.
  • the photocatalytic material 21 contains a substance exhibiting photocatalytic activity (hereinafter referred to as “photocatalytic substance”).
  • the photocatalyst material 21 penetrates into the above flow path and decomposes, by its photocatalytic activity, organic components such as viruses contained in the aerosol captured by the above pressure loss.
  • the properties of the photocatalyst material 21 are not particularly limited, and include photocatalyst single crystals composed of photocatalyst substances, photocatalyst polycrystals, photocatalyst particles themselves, deposits of photocatalyst particles, deposits mixed with photocatalyst particles and other materials, and photocatalyst particles. is mixed with another material (resin, etc.).
  • the shape of the photocatalyst material 21 is not particularly limited, and examples thereof include lumps, layers, films, and powders.
  • the photocatalytic substance is not particularly limited, and titanium oxide (TiO 2 , there are three types of crystal structures: anatase, rutile and brookite, any of which may be used.), tungsten (III) oxide ( WO3), zinc oxide (ZnO), strontium titanate (SrTiO3), tin oxide ( SnO2), iron ( III ) oxide ( Fe2O3 ) , magnesium oxide (MgO), chromium dioxide ( CrO2), chromic oxide ( Cr2O3 ), manganese oxide (MnO2), iron ( III ) oxide ( II ) ( Fe3O4 ), cobalt oxide (CoO), nickel oxide (NiO), copper oxide (CuO ), zirconium oxide (ZrO 2 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), solid solutions selected from these, and compounds obtained by doping these with other elements.
  • photocatalyst substances it is preferable to contain titanium oxide particles. Photocatalytic activity can be further increased by using titanium oxide as the photocatalyst particles. As the titanium oxide particles, it is preferable to use an anatase type.
  • anatase-type titanium oxide and tungsten (III) oxide may be combined.
  • the mass ratio of anatase-type titanium oxide:tungsten oxide is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the catalytic ability of anatase-type titanium oxide as a main photocatalyst, it is preferably 60:40 to 99:1, and 70:30. ⁇ 98:2 is more preferred, and 80:20 to 97:3 is even more preferred.
  • “A:B to C:D" for the ratio of "X:Y" is Y means that takes a range of C or less and D or more.
  • the content of the photocatalytic substance is not particularly limited, but is, for example, 1% by mass or more, 2% by mass or more, 3% by mass or more, 4% by mass or more, and 5% by mass.
  • % or more 6% by mass or more, 7% by mass or more, 8% by mass or more, 9% by mass or more, 10% by mass or more, 11% by mass or more, 12% by mass or more, 13% by mass or more, 14% by mass or more, 15% by mass % or more, 16 mass% or more, 17 mass% or more, 18 mass% or more, 19 mass% or more, 20 mass% or more, 22 mass% or more, 24 mass% or more, 26 mass% or more, 28 mass% or more, 30 mass% % or more, 35% by mass or more, 40% by mass or more, 45% by mass or more, 50% by mass or more, 55% by mass or more, 60% by mass or more, 65% by mass or more, 70% by mass or more, 75% by mass or more, 80% by mass % or more, 85% by mass or more, 90% by mass or more, 95% by mass or more, 97% by mass or more, 98% by mass or more, 99% by mass or more, 99.9% by mass or more, 99
  • the photocatalytic activity can be further enhanced.
  • the content of the photocatalyst particles is, for example, 100% by mass or less, 99.99% by mass or less, 99% by mass or less, 98% by mass or less, 97% by mass or less, 95% by mass or less, 90% by mass or less, and 85% by mass.
  • % or less 80% by mass or less, 75% by mass or less, 70% by mass or less, 65% by mass or less, 60% by mass or less, 55% by mass or less, 50% by mass or less, 45% by mass or less, 40% by mass or less, 35% by mass % or less, 30% by mass or less, 28% by mass or less, 26% by mass or less, 24% by mass or less, 22% by mass or less, 20% by mass or less, 19% by mass or less, 18% by mass or less, 17% by mass or less, 16% by mass % or less, 15% by mass or less, 14% by mass or less, 13% by mass or less, 12% by mass or less, 11% by mass or less, 10% by mass or less, 9% by mass or less, 8% by mass or less, 7% by mass or less, 6% by mass % or less, 5 mass % or less, 4 mass % or less, 3 mass % or less, 2 mass % or less, or 1.5 mass % or less.
  • the thickness of the photocatalyst material 21 is not particularly limited, but is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more, and 500 nm or more. is more preferable, and 1 ⁇ m or more is particularly preferable. Photocatalytic activity can be further enhanced by setting the thickness of the photocatalyst material 21 to a required amount or more.
  • the thickness of the photocatalyst material 21 may be 500 ⁇ m or less, 400 ⁇ m or less, 300 ⁇ m or less, 200 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 70 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, 40 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, or 20 ⁇ m or less.
  • the photocatalyst material 21 is in the form of a layer or a film having a curved surface (see, for example, FIG. 4)
  • the photocatalyst material 21 is manufactured by bending after forming the layer or film, the peeling of the photocatalyst material 21 may occur. From the viewpoint of preventing this, it may be 10 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or less.
  • the photocatalyst material 21 is preferably formed by depositing photocatalyst particles.
  • a photocatalyst material 21 can be manufactured by thermally spraying photocatalyst particles onto a substrate (details of which will be described later) by, for example, a cold spray thermal spraying method.
  • the average particle size of the photocatalyst particles is not particularly limited, but is preferably 500 nm or less, more preferably 400 nm or less, and 300 nm. It is more preferably 200 nm or less, particularly preferably 100 nm or less, most preferably 100 nm or less.
  • the photocatalyst activity of the photocatalyst material 21 can be further increased by setting the average particle diameter of the photocatalyst particles to be equal to or less than the required amount.
  • the average particle diameter of the photocatalyst particles may be, for example, 1 nm or more, 2 nm or more, 5 nm or more, or 10 nm or more.
  • the term "average particle size" as used herein refers to the half width of the peak attributed to the photocatalyst particles in the X-ray diffraction pattern obtained by performing the X-ray diffraction measurement on the photocatalyst material 21. It refers to the crystallite diameter obtained by substituting.
  • the photocatalyst particles deposited are not particularly limited as long as they exhibit photocatalytic activity (for example, the various materials described above), but titanium oxide particles may be included. More preferably, it contains anatase-type titanium oxide particles.
  • the photocatalyst material 21 When the photocatalyst material 21 is formed by accumulating photocatalyst particles, the photocatalyst material 21 may contain a dispersant to allow the photocatalyst particles to exist independently. By including the dispersing agent in the photocatalyst material 21 in this way, the aggregation of the photocatalyst particles can be further suppressed, and the photocatalytic activity can be enhanced.
  • the content of the dispersant is not particularly limited, but is preferably 0.05% by mass or more with respect to the total amount of the photocatalyst material, and 0.1% by mass. % or more, more preferably 0.5% by mass or more, and particularly preferably 1% by mass or more.
  • the content of the dispersant is at least the required amount, aggregation of the photocatalyst particles is further suppressed, and photocatalytic activity can be enhanced.
  • the content of the dispersant is 25% by mass or less, 20% by mass or less, 15% by mass or less, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, It may be 0.5% by mass or less.
  • the photocatalyst material 21 contains various additives such as promoters and stabilizers in an amount of more than 0% by mass and 20% by mass or less (preferably 15% by mass or less, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.2% by mass or less, 0.1% by mass or less, 0.05% by mass or less, 0.02% by mass or less, 0.01% by mass or less).
  • additives such as promoters and stabilizers in an amount of more than 0% by mass and 20% by mass or less (preferably 15% by mass or less, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.2% by mass or less, 0.1% by mass or less, 0.05% by mass or less, 0.02% by mass or less, 0.01% by mass or less).
  • the air cleaner according to this embodiment includes a base material 22 for fixing and supporting the photocatalyst material 21 described above.
  • the base material 22 is not particularly limited, and for example, one or more of metals, alloys, ceramics, resins, paper, wood, glass, plastics, etc. can be used.
  • the substrate preferably contains metals and/or alloys. Metals that can be used include iron, gold, silver, copper, nickel, cobalt, titanium, aluminum, chromium, platinum, haladium, and zinc.
  • alloys of these metals can be used, such as cast iron, permalloy, brass, phosphor bronze, stainless steel, and the like. More preferably, it contains aluminum and/or aluminum alloys as metals and/or alloys. These metals and alloys often have desirable chemical and mechanical durability in the environment where the photocatalyst material is used.
  • the base material 22 is not particularly limited, and may be composed of only one kind of material, or may be composed of two or more kinds of materials.
  • the state of existence of each material is not particularly limited, and two or more materials may be laminated or simply mixed. good.
  • the shape of the base material 22 is not particularly limited. space, etc.).
  • the size of the substrate 22 is not particularly limited, and can be appropriately designed according to the intended use (more specifically, the substance to be decomposed, the concentration, the strength required for the laminate, the space to be used, etc.). can be done.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more, and 1.5 mm or more. is more preferred. Material strength can be increased by making the thickness of the base material 22 equal to or greater than the required amount.
  • the thickness of the substrate 22 may be 1000 mm or less, 500 mm or less, 200 mm or less, 100 mm or less, 50 mm or less, 20 mm or less, 10 mm or less, 5 mm or less, 4 mm or less, 3 mm or less, or 2 mm or less.
  • Thermal conductivity can be enhanced by setting the thickness of the base material 22 to be equal to or less than the required amount.
  • the base material 22 contains various additives in an amount of more than 0% by mass and 20% by mass or less (preferably 15% by mass or less, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass % or less, 0.2 mass % or less, 0.1 mass % or less, 0.05 mass % or less, 0.02 mass % or less, 0.01 mass % or less).
  • the substrate 22 is shown and described in FIGS. 2 and 3, the substrate 22 is not an essential component.
  • the air cleaner according to this embodiment further includes a light irradiation unit 3 .
  • the light irradiation unit 3 irradiates the excitation light of the photocatalyst material.
  • the light irradiation unit 3 is not particularly limited as long as it is a light source capable of generating excitation light for a photocatalyst material. If available, a UV cold cathode tube, UV-LED, or the like can be used.
  • the light irradiation unit 3 is not particularly limited as long as it can excite the photocatalyst material and express photocatalytic activity, but it is preferable to use a light source that complies with Japanese Industrial Standards (JIS R 1709: 2014).
  • the amount of light is preferably 1 mW/cm 2 or more in the UV-A region.
  • the size of the light irradiation unit 3 is not particularly limited as long as it can excite the photocatalyst material 21 to exhibit photocatalytic activity.
  • the arrangement position of the light irradiation unit 3 is not particularly limited as long as it can excite the photocatalyst material 21 to exhibit photocatalytic activity.
  • the light irradiator 3 is arranged in the flow path 13 of the air taken inside the air cleaning device.
  • the arrangement position of the light irradiation unit 3 in the flow channel 13 is not particularly limited as long as it is a position where the photocatalyst material 21 is irradiated with the light of the light irradiation unit 3.
  • it may be attached to the wall surface of the channel.
  • the light irradiator 3 is illustrated and explained, but as long as the photocatalytic activity of the photocatalyst material 21 can be ensured, the light irradiator 3 is not an essential component.
  • the air purifier according to this embodiment may include an intake mechanism for sucking air from the outside of the air purifier to the inside.
  • the suction mechanism is not particularly limited, and for example, a sirocco fan, an axial fan, a line fan, or the like can be used.
  • the position of the suction mechanism is not particularly limited as long as it can suck air into the flow path 13 .
  • the performance of the inhalation mechanism is not particularly limited, and is, for example, 2 m/sec or more, 2.1 m/sec or more, 2.2 m/sec or more, 2.3 m/sec or more, 2.4 m/sec or more, 2.5 m/sec or more.
  • the air purifying device may include a heating unit that heats the photocatalyst material.
  • the heating unit is connected to a temperature controller, and the user may manually set on/off and heating temperature.
  • One or more heating conditions selected from a group may be configured to be controlled.
  • the heating unit is not particularly limited as long as it can heat the surface of the photocatalyst material, and devices such as hot plates, panel heaters, ceramic heaters, infrared heaters, and hot air blowers can be used.
  • the heating method conforms to the method of using these devices, but in the case of a contact-type device, it is placed on a surface different from the surface on which the photocatalytic reaction is performed or on a part of the surface on which the photocatalytic reaction is performed.
  • a non-contact device can be placed in either position as long as it is heated.
  • the air purifying device controls one or more heating conditions selected from the group consisting of the presence or absence of heating by the heating unit, the heating temperature, and the heating time based on the humidity of the installation space in which the air purifying device is arranged. You may provide the heating control part which carries out.
  • the heating control unit is selected from the group consisting of a humidity acquisition unit that acquires humidity information of the installation space in which the air purifier is placed, and the presence or absence of heating by the heating unit based on the humidity, the heating temperature, and the heating time. It is composed of a condition determination unit that determines the above heating conditions and a condition instruction unit that instructs the heating unit to perform heating under the determined conditions. Note that each of these units may be configured as one device, or may be configured as a plurality of devices.
  • the acquisition of humidity information by the heating control unit may be continuous or intermittent. If intermittent, it is preferable to obtain humidity information periodically, such as once an hour. When the humidity measurement unit measures the humidity intermittently, it is preferable that the heating control unit acquires the humidity information at the timing of the measurement.
  • the heating control unit may control heating by the heating unit when the humidity is higher, and not heating by the heating unit when the humidity is lower. More specifically, the heating control unit may instruct the heating unit to start heating when the humidity in the installation space is equal to or exceeds the threshold.
  • This threshold value may be appropriately determined by considering the concentration of organic matter to be decomposed in the air in the installation space, the photocatalytic activity of the photocatalytic material, the relationship between humidity and photocatalytic activity, and so on.
  • the heating control unit may control the heating temperature of the heating unit to a higher temperature when the humidity is higher, and the heating temperature of the heating unit to a lower temperature when the humidity is lower. More specifically, the heating control section may instruct the heating section to perform heating at a high temperature when the humidity in the installation space exceeds or exceeds a threshold. In this case, only one threshold may be used, or a plurality of thresholds may be used. In addition, the heating control unit stores in advance the relationship between humidity and heating temperature (for example, a function, a lookup table, etc.), calculates the heating temperature from the humidity, and instructs the heating unit to perform heating at that heating temperature. You may
  • the heating control unit may control the heating time of the heating unit to be longer when the humidity is higher and the heating time of the heating unit to be shorter when the humidity is lower. More specifically, the heating control unit may instruct the heating unit to perform heating for a long period of time when the humidity in the installation space exceeds or exceeds the threshold. In this case, only one threshold may be used, or a plurality of thresholds may be used. Further, the heating control unit stores in advance the relationship between humidity and heating time (for example, a function, a lookup table, etc.), calculates the heating time from the humidity, and instructs the heating unit to heat for that heating time. may
  • the air cleaner according to this embodiment may further include a humidity measuring section. This humidity measurement unit measures the humidity in the installation space.
  • the humidity measurement by the humidity measurement unit may be continuous or intermittent. If intermittent, it is preferable to obtain humidity information periodically, such as once an hour.
  • the humidity measurement unit is not particularly limited as long as it is a hygrometer. optical type) or the like can be used.
  • the psychrometric hygrometer and the ventilated psychrometric hygrometer basically obtain humidity as analog data.
  • an electric resistance hygrometer, a capacitance hygrometer, and a dew point thermometer basically obtain humidity as digital data.
  • the heating controller can perform some control based on the humidity by converting analog data into digital data, etc.
  • a psychrometric hygrometer and a ventilated psychrometric hygrometer can be used.
  • the humidity measurement unit is configured to be able to transmit measured humidity information to the heating control unit. Then, the humidity measured by this humidity measurement unit is directly or indirectly transmitted to the above-described heating control unit.
  • the air purifier according to this embodiment may have normal mechanisms that air purifiers have, such as a power source, various electrical mechanisms, and various filters (dust filters, dust filters, etc.).
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of an air cleaning device in which a channel body is introduced.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the AA cross section of the air purifying device in which the channel body is introduced.
  • the air purifying device 100 includes a channel body 1, an intake port 101 for sucking air from one end of the channel body 1, and a fan 102 near the other end. and an ejection port 103 for ejecting air to the outside.
  • the microorganism removal apparatus comprises a flow path having a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow rate of 5 m/sec, and a photocatalyst material disposed on the wall surface of the pressure loss portion.
  • the term "microorganism” is a concept including viruses, bacteria, fungi, microalgae, protozoa, and the like.
  • each component is the same as that of the air purifying device described above, detailed description thereof will be omitted here.
  • the air cleaning method according to the present embodiment has a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow rate of 5 m/sec, and a flow path in which a photocatalyst material is arranged on the wall surface of the pressure loss portion. It includes a step of passing air inside.
  • This air cleaning method can be performed using, for example, the air cleaning device or flow path described above.
  • the microorganism removal method has a pressure loss portion having a pressure loss of 40 Pa or more when air is passed at a flow rate of 5 m / sec, and a flow path in which a photocatalyst material is arranged on the wall surface of the pressure loss portion. It includes a step of passing air inside. Since each component is the same as the air cleaning method described above, detailed description is omitted here.
  • the air purifying device, air purifying method, microorganism removing device, microorganism removing method, and flow channel body according to the present embodiments are not limited to the specific embodiments described above, and are within the scope that does not impede the effects of the present invention. , can be implemented with appropriate changes.
  • the air purifying device, air purifying method, microorganism removing device, and microorganism removing method according to the present embodiment will be described below in more detail by showing examples, but the present invention is not limited to the following examples. is not.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view including a cross-section of a channel body used in Examples.
  • the channel body 4 having the shape shown in FIG. 6 does not have the photocatalyst material 21 inside the channel body 1 shown in FIGS. It is the same except that it does not have In this example, the amount of aerosol that can be captured due to the pressure loss resulting from the structure of the flow path is examined.
  • the pedestal bodies 41a, 41c, 41e and 41g form a connecting pedestal body 42A
  • the pedestal bodies 41b, 41d, 41f and 41h form a connecting pedestal body 42B.
  • the period of connection of the connecting pedestals is shifted by half a period, the open bottom side is arranged to face each other, and the remaining sides perpendicular to the connecting direction (remaining 2 sides per one substrate with photocatalytic material: the paper surface of FIG. 1
  • the front side and back side surfaces (sidewalls 14) were joined and closed with side plates (not shown) to which isosceles trapezoidal polyethylene films were pasted, thereby forming the flow path body 4.
  • the flow path body is open at both ends (halves of the pedestals 41a and 41h on the outer side of the paper surface) (open from the pedestal 41a toward the upper side of the paper surface and from the pedestal body 41h toward the lower side of the paper surface). It is One open end (the side of the pedestal 41h) is used as an outlet, and a variable wind speed intake sirocco fan is placed in the vicinity of this. ) was provided with a measurement port for measuring aerosol and pressure loss. While sucking air at a predetermined wind speed on the outlet side of the channel body 4, a water aerosol is generated on the inlet side using an ultrasonic nebulizer (Medical ultrasonic nebulizer, NE-U780, manufactured by Omron Corporation).
  • an ultrasonic nebulizer Medical ultrasonic nebulizer, NE-U780, manufactured by Omron Corporation.
  • the internal channel 43 was made to suck.
  • the aerosol particle size and particle number on the inlet side were measured with a laser particle counter (Handheld 3016 manufactured by Lighthouse), and the aerosol particle size and particle number were also measured at each port.
  • the above operation was performed while changing the wind speed (suction speed to the flow path 43) and the particle size of the aerosol.
  • the pressure loss was measured using a differential pressure gauge (DM-280 manufactured by AS ONE).
  • the wind speed was measured using an anemometer (Model 425 manufactured by Testo) placed near the entrance.
  • Table 1 shows the distance between the port of the pedestal 41c and the port of the pedestal 41e (hereinafter sometimes abbreviated as “between 41c and 41e"), and the port of the pedestal 41c and the port of the pedestal 41g. Between (hereinafter sometimes abbreviated as “between 41c and 41g”), the pressure loss when air is passed at a flow rate of 5 m/sec is shown.
  • FIG. 7 is a plot of pressure drop vs. wind speed between the ports of pedestal 41c and 41e, and between the ports of pedestal 41c and 41g.
  • FIG. 8 is a plot of the ratio of the number of aerosols at the port of the platform 41e to the number of aerosols at the port of the platform 41c versus wind speed.
  • FIG. 9 is a plot of the ratio of the number of aerosols at the port of the platform 41g to the number of aerosols at the port of the platform 41c versus the intake air velocity. 8 and 9, "Ratio of the number of aerosols at the port of the pedestal 41e to the number of aerosols at the port of the pedestal 41c" The aerosol number ratio” is described as the “exit aerosol number/entrance aerosol” number.
  • aerosol can be captured inside a flow path having a pressure loss portion with a pressure loss of 40 Pa or more when air passes through at a flow rate of 5 m/sec.
  • analysis software Autodesk CFD Autodesk Inc., San Rafael, California was used to pass air at a flow rate of 1 m / sec, 3 m / sec, and 5 m / sec.
  • this analysis software cannot simulate evaporation particles such as bioaerosol, after performing a steady-state analysis, use a tracer with mass (1000 kg / m 3 , 10 ⁇ m, coefficient of restitution 0.01) post processing. That is, in the simulation in this embodiment, even if the introduced particles collide with the inner wall of the flow channel, they are treated as elastic collisions.
  • FIG. 10 is a simulation result of air flow containing aerosol inside the channel body when air is passed through the channel body at a flow rate of 1 m/sec.
  • FIG. 11 is a simulation result of air flow inside the channel body when air is passed through the channel body at a flow rate of 3 m/sec.
  • FIG. 12 is a simulation result of air flow inside the channel body when air is passed through the channel body at a flow rate of 5 m/sec. 10 to 12, the higher the flow velocity, the closer to white the color is.
  • the flow velocity near the wall surface (the upper and lower surfaces in the figure) of the air that has entered the flow channel body is higher than the flow velocity at the same position in FIG. 10, and the direction of the flow is toward the wall surface. It turns out that there is This indicates that the speed of the air passing through the inside of the flow path body is as high as 3 m/sec and 5 m/sec, so that the air cannot bend completely and collide with the wall surface. It was found that the aerosol contained in the air can adhere to the wall surface and be captured by the collision of the air with the wall surface.
  • an air purifying device was constructed in which the channel body 4 having the above-described shape was introduced. Specifically, in the air cleaner shown in FIGS. 4 and 5, instead of the channel body 1, a channel body 4 is used.
  • An aerosol was generated by an ultrasonic nebulizer (NE-U780, Omron Co., Ltd.) in a chamber with an internal volume of 4.5 m 3 and diffused by a circulator to fill the interior. One hour after the relative humidity reached 100%, the circulator was stopped and at the same time the operation of the air cleaner 100 was started. The temperature in the chamber was maintained at 25-26°C.
  • the aerosol discharge port of the nebulizer is 1.5 m from the floor (assuming the height of a person's mouth when standing), and the aerosol amount measurement port is 1.0 m (assuming the height of a person's nose when seated).
  • Fig. 13 is a plot showing changes over time in the number of aerosols when the air purifier was not in operation. Note that FIG. 13 shows the change over time in the number of aerosols for each aerosol particle diameter. Moreover, in FIG. 13, after the relative humidity reached 100%, the output of the nebulizer was changed to 1/2 of that before reaching.
  • FIG. 14 is a plot showing changes over time in the number of aerosols when the air purifier is in operation. Note that FIG. 14 shows the change over time in the number of aerosols for each aerosol particle diameter.
  • Table 2 shows the aerosol removal rate when the air purifier was operated. The aerosol removal rate is the number of aerosol particles in the chamber 60 minutes after the aerosol concentration reaches saturation, and the number of aerosol particles in the chamber every 15 minutes from 120 to 300 minutes after the start of aerosol generation. It is a value obtained by dividing the difference from the average value by the number of aerosol particles in the chamber 60 minutes after the aerosol concentration saturation. From these results, it was found that the air purifiers of Examples can remove aerosols in the space in which the air purifiers are installed with a high removal rate regardless of the particle size.

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Abstract

空気中のエアロゾルに含まれる有機成分を効率的に捕捉除去することができる空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及びそれらに用いる流路体を提供すること。　本発明の空気清浄装置は、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備える。

Description

空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体
　本発明は、空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体に関する。
　光触媒材料料は、光の照射下で悪臭物質、ハウスダスト等を分解することができるため、空気清浄機に利用されている。一般に、光触媒材料を用いた空気清浄機では、フィルターに光触媒材料を添加して用いている。
　例えば、特許文献１には、繊維状のフィルターの基体に光触媒材料と吸着剤としてのゼオライト系材料とを担持させた光触媒フィルターを用いた空気清浄機が開示されている。
特開２００７－２６０６０３号公報
　ところで、近年特に、ウイルス性の感染症の拡大に伴ってウイルス除去に対する要求が高まっている。このようなウイルスの感染経路の一つとして、空気中に浮遊するエアロゾル感染が挙げられており、空気清浄機においても、エアロゾルに含まれる有機成分を効率的に捕捉して除去することが求められている。
　本発明では以上の実情に鑑み、空気中のエアロゾルに含まれる有機成分を効率的に捕捉除去することができる空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及びそれらに用いる流路体を提供することを目的とする。
　本発明者らは、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備える空気清浄機が、空気中のエアロゾルに含まれる有機成分を効率的に捕捉除去することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は、以下のものを提供する。
（１）空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、前記圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備える空気清浄装置。
（２）前記圧力損失部は、中心経路が９０°以上１５０°以下屈曲するように構成される屈曲部を２以上有する（１）に記載の空気清浄装置。
（３）前記光触媒材料は、平均粒子径が５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光触媒粒子が堆積してなる（１）又は（２）に記載の空気清浄装置。
（４）前記光触媒粒子は、酸化チタン粒子を含む（３）に記載の空気清浄装置。
（５）前記光触媒材料の励起光を照射する光照射部をさらに備える（１）～（４）のいずれかに記載の空気清浄装置。
（６）空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有し、かつ前記圧力損失部における壁面に光触媒材料を配置した流路内に、空気を通過させる工程を含む空気清浄方法。
（７）空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、前記圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備える微生物除去装置。
（８）空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有し、かつ前記圧力損失部における壁面に光触媒材料を配置した流路内に、空気を通過させる工程を含む微生物除去方法。
（９）内部に、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を含む流路を有し、前記圧力損失部における壁面に光触媒材料を有する流路体。
　本発明によれば、空気中のエアロゾルに含まれる有機成分を効率的に捕捉除去することができる空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体を提供することができる。
本実施形態に係る空気清浄装置の流路体の斜視模式図である。 本実施形態に係る空気清浄装置の流路体の断面を含む斜視模式図である。 中心経路を説明するための図であって、本実施形態に係る空気清浄装置の流路体の縦断面模式図である。 流路体を内部に導入した空気清浄装置の斜視模式図である。 流路体を内部に導入した空気清浄装置のＡ－Ａ断面の断面模式図である。 実施例に用いた流路体の断面を含む斜視模式図である。 台状体４１ｃのポート及び台状体４１ｅのポートの間、並びに台状体４１ｃのポート及び台状体４１ｇのポートの間の圧力損失対風速のプロットである。 台状体４１ｃのポートにおけるエアロゾル数に対する台状体４１ｅのポートにおけるエアロゾル数の割合対風速のプロットである。 台状体４１ｃのポートにおけるエアロゾル数に対する台状体４１ｇのポートにおけるエアロゾル数の割合対吸入風速のプロットである。 流路体に空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における空気の流れのシミュレーション結果である。 流路体に空気を流速３ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における空気の流れのシミュレーション結果である。 流路体に空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における空気の流れのシミュレーション結果である。 空気清浄機の運転をしなかった場合のエアロゾル数の経時変化を示すプロットである。 空気清浄機の運転をした場合のエアロゾル数の経時変化を示すプロットである。
　以下、本実施形態に係る空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体について、具体例を示して説明するが、本実施形態に係る空気清浄装置は、以下に示す具体例に何ら限定されるものではなく、その効果を阻害しない限りにおいて、適宜変更を加えて実施することができる。また、以下に示す各構成要素は、互いに組み合わせて実施することができる。
〔空気清浄装置〕
　本実施形態に係る空気清浄装置は、空気を流速（本明細書では、「風速」ということもある）５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備えるものである。
　流路の圧力損失部において、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が所要量以上であるということは、圧力損失部内に取り込まれる空気が圧力損失部の壁面と強く衝突、接触して、圧力を低減させていることを意味する。したがって、このような圧力損失部によって、空気に含まれるエアロゾルを捕捉できる。また、圧力損失部の壁面に光触媒材料が存在することにより、このようにして捕捉されたエアロゾルに含まれるウイルス等の有機成分が、光触媒材料との接触し、光触媒活性によってかかる有機成分が分解される。なお、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が所要量以上であることは、かかる空気清浄装置を実際に使用する際の空気の流速とは無関係である。すなわち、空気清浄装置を実際に使用する際の空気の流速は、５ｍ／秒であってもよいし、５ｍ／秒でなくてもよい。
　ここで「空気清浄」とは、空気を吸入し、その空気中の有機成分の全部又は一部を除去することを言う。
　なお、一般に、流路内にフィルターを配置すると圧力損失は大きくなる。圧力損失部にこのようなフィルターを有する場合、圧力損失としては、フィルターを除去した状態で、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失を測定して得られる値を用いる。これは、圧力損失部の壁面の形状のみによって上述した圧力損失を有することを意味する。したがって、圧力損失については、後述する光照射部や加熱部等流路内に配置される装置等を除去した状態で測定するが、光触媒材料については壁面に配置した状態で測定する。また、ここでの「フィルター」とは、その面が流路の進行方向と非平行に配置されたものであり、空気内に含まれる成分の何らかを除去することを目的として流路の一部又は全てを覆うものをいい、そのフィルターの目的は限定されず、光触媒フィルター、埃フィルター等あらゆるものを包含する。ただし、上述した圧力損失の測定の際にフィルターを除いて測定することのみを意図したものであり、本実施形態に係る空気清浄装置において、フィルターを圧力損失部内又は圧力損失部外に配置することを排除するものではない。ただし、本実施形態に係る空気清浄装置は、少なくとも圧力損失部内には、フィルターを配置しない方が好ましい。また、一実施形態において、空気清浄装置は、その内部全てにフィルターを配置しなくてもよい。驚くべきことに、本実施形態に係る空気清浄装置は、その内部全てにフィルターを配置しなくても空気中のエアロゾルを高い効率で除去することができるものである。
　また、圧力損失としては、２０℃で測定した値を用いるものとする。
　以下、本実施形態に係る空気清浄装置について、詳細に説明する。
　［流路］
　図１は、本実施形態に係る空気清浄装置の流路体の斜視模式図である。また、図２は、本実施形態に係る空気清浄装置の流路体の断面を含む斜視模式図である。流路体１は、光触媒材料付き基材２と、光照射部３とを備えるものである。流路体１は、光触媒材料付き基材２により構成される壁面と、壁面により区画構成された、空気が通過する空洞の流路１３とを有している。流路１３は、流路体１の内部に設けられる。なお、図２においては、説明の便宜上、手前側の壁面を省略している。また、図１及び図２においては、流路１３をそのまま圧力損失部とする。
　図１及び図２に示される流路体１において、同一の大きさを有する矩形状の３枚の光触媒材料付き基材２（１）～２（３）のうちの１枚の光触媒材料付き基材２（２）の相対する２辺と、残り２枚の光触媒材料付き基材２（１），２（３）の辺とをそれぞれ付け、光触媒材料付き基材２（１）と光触媒材料付き基材２（２）とのなす角、及び光触媒材料付き基材２（２）と光触媒材料付き基材２（３）とのなす角がいずれも１２０°となるように、かつ２（２）の同じ主面側に延在するように付けて、片側の底面部が開いた台状体１１ａが形成される。また、この台状体の端部（例えば２（３）の２（２）と連結している辺に対抗する辺等）同士で複数（台状体１１ａ，１１ｃ，１１ｅ，１１ｇ）連結された連結台状体１２Ａについて、同様にして台状体１１ｂ，１１ｄ，１１ｆ，１１ｈを連結して構成した連結台状体１２Ｂと、台形の開いた側を相互に向けて対向させる。なお、２つの連結台状体１２Ａ，１２Ｂでは、連結台状体の連結周期を半周期（台状体の幅（連結方向）の半分の長さ）ずらして対向される。また、連結の方向と垂直となる残りの辺（光触媒材料付き基材１枚あたり残り２辺）については側壁１４として金属板で接合して閉じられている。空気は、２つの連結台状体１２Ａ，１２Ｂの間に形成された空洞状の流路１３を通過する。
　なお、連結の方向と垂直となる残りの辺（光触媒材料付き基材１枚あたり残り２辺）を閉じるために、側壁１４として光触媒材料付き基材を用いてもよい。
　流路体１において、壁面を構成する光触媒材料付き基材２は、光触媒材料２１が基材２２に担持されて構成されてなる。また、流路体１において、光照射部３は、台状体の端部同士の連結部近く、流路１３に配置される（光照射部３の詳細は後述する。）。
　　（屈曲部）
　流路１３においては、中心経路が１２０°屈曲するように構成される屈曲部を２箇所以上有する。ここで、中心経路は、対向する壁間の最短距離の１／２の位置を通る経路である。図３は、中心経路を説明するための図であって、本実施形態に係る空気清浄装置の流路体の縦断面模式図である。
　また、流路１３においては、圧力損失部は、中心経路が、９０°以上１５０°以下屈曲するように構成される屈曲部を２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、１０以上、１１以上、１２以上、１３以上、１４以上、１５以上、１６以上、１７以上、１８以上、１９以上、２０以上有することが好ましい。一方、屈曲部の数としては、１００以下、９５以下、９０以下、８５以下、８０以下、７５以下、７０以下、６５以下、６０以下、５５以下、５０以下、４５以下、４０以下、３５以下、３０以下、２５以下、２０以下、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、１５以下、１４以下、１３以下、１２以下、１１以下、１０以下であってよい。なお、図２における流路体１においては、屈曲部を１６有している。
　２以上の中心経路の屈曲部のいずれもの屈曲角の下限値としては、特に限定されないが、例えば９０°超、９１°以上、９２°以上、９３°以上、９４°以上、９５°以上、１００°以上、１０５°以上、１１０°以上、１１５°以上であることが好ましい。一方、２以上の中心経路の屈曲部のいずれもの屈曲角の上限値としては、１４５°以下、１４０°以下、１３５°以下、１３０°以下、１２５°以下であることが好ましい。中心経路の屈曲部の屈曲角が所要量以上であることにより、空気の滞留を防止することができる。また、中心経路の屈曲部の屈曲角が所要量以下であることにより、流路を曲がりきることができないエアロゾルを増加させてエアロゾルの捕捉の確率をより高めることができる。なお、本実施形態に係る空気清浄機においては、上述した所定の圧力損失が担保される限りにおいて、上述した下限値未満、上限値超の屈曲角を有することを排除するものではない。また、本実施形態に係る空気清浄機においては、上述した角度の範囲を満たす屈曲部と、上述した角度の範囲を満たさない屈曲部を併せ持っていてもよい。
　圧力損失部において、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失としては、上述したとおり４０Ｐａ以上であれば特に限定されないが、例えば４１Ｐａ以上、４２Ｐａ以上、４３Ｐａ以上、４４Ｐａ以上、４５Ｐａ以上、４６Ｐａ以上、４７Ｐａ以上、４８Ｐａ以上、４９Ｐａ以上、５０Ｐａ以上、５１Ｐａ以上、５２Ｐａ以上、５３Ｐａ以上、５４Ｐａ以上、５５Ｐａ以上、５６Ｐａ以上、５７Ｐａ以上、５８Ｐａ以上、５９Ｐａ以上、６０Ｐａ以上、６１Ｐａ以上、６２Ｐａ以上、６３Ｐａ以上、６４Ｐａ以上、６５Ｐａ以上、６６Ｐａ以上、６７Ｐａ以上、６８Ｐａ以上、６９Ｐａ以上、７０Ｐａ以上、７１Ｐａ以上、７２Ｐａ以上、７３Ｐａ以上、７４Ｐａ以上、７５Ｐａ以上、７６Ｐａ以上であることが好ましい。一方、圧力損失としては、例えば５００Ｐａ以下、４８０Ｐａ以下、４６０Ｐａ以下、４４０Ｐａ以下、４２０Ｐａ以下、４００Ｐａ以下、３８０Ｐａ以下、３６０Ｐａ以下、３４０Ｐａ以下、３２０Ｐａ以下、３００Ｐａ以下、２８０Ｐａ以下、２６０Ｐａ以下、２４０Ｐａ以下、２２０Ｐａ以下、２００Ｐａ以下、１９０Ｐａ以下、１８０Ｐａ以下、１７０Ｐａ以下、１６０Ｐａ以下、１５０Ｐａ以下、１４０Ｐａ以下、１３０Ｐａ以下、１２０Ｐａ以下、１１０Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、９５Ｐａ以下、９０Ｐａ以下、８５Ｐａ以下、８０Ｐａ以下、７５Ｐａ以下、７０Ｐａ以下、６５Ｐａ以下、６０Ｐａ以下であってよい。
　なお、以上のような屈曲した形状であれば、必ず圧力損失が所要量とはなるものではないが、例えば２つの連結台状体１２Ａ，１２Ｂの間の距離を小さくすれば一般に圧力損失は大きくなり、その距離を大きくすれば一般に圧力損失は小さくなる。また、屈曲角を小さくすれば一般に圧力損失は大きくなり、屈曲角を大きくすれば一般に圧力損失は小さくなる。
　以上に示した例では、流路１３がそのまま圧力損失部である例について示したが、例えば、流路１３を圧力損失部として、その前後に圧力損失の少ない、例えばストレートな流路部分（小圧力損失部）を設けたり、圧力損失部と小圧力損失部をそれぞれ１つ又は２つ以上組み合わせたりしてもよい。なお、このような場合において、上述した圧力損失は、圧力損失部のみを分解して測定してもよいが、ある任意の部分（その長さも任意）で、上述した圧力損失を有する場合には、上述した圧力損失の要件を満たすものとする（なお、この場合、必然的に、流路全体も上述した圧力損失の要件を満たす。）。
　また、以上のような流路体１又は流路１３は、空気清浄機内に１つのみを配置しても、複数を配置してもよい。流路体１や流路１３のいずれかを複数配置する場合、その配置方法としては特に限定されないが、例えば、図２の紙面上の上下方向に流路体１を複数個重ねて、相互に流路１３を連結してもよい。
　流路の形状は、流路の圧力損失部において、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上であれば、図２に示すような屈曲した形状の流路に限定されるものではなく、あらゆる形状の圧力損失部を用いることができ、例えばらせん状の流路等を用いることもできる。
　［光触媒材料］
　光触媒材料２１は、光触媒活性を示す物質（以下、「光触媒物質」という。）を含んでなるものである。光触媒材料２１は、上述の流路内に侵入し、上述した圧力損失によって捕捉したエアロゾルに含まれるウイルス等の有機成分を、その光触媒活性によって分解するものである。
　光触媒材料２１の性状としては、特に限定されず、光触媒物質から構成される光触媒単結晶、光触媒多結晶、光触媒粒子そのもの、光触媒粒子の堆積物、光触媒粒子と他の材料の混合堆積物、光触媒粒子が他の材料（樹脂等）に混合したもの等が挙げられる。
　光触媒材料２１の形状としては、特に限定されず、塊体、層状態、膜状体、粉体等が挙げられる。
　光触媒物質としては、特に限定されず、酸化チタン（ＴｉＯ２、アナターゼ型、ルチル型及びブルッカイト型の３種の結晶構造が存在するが、いずれを用いてもよい。）、酸化タングステン（ＩＩＩ）（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、二酸化クロム（ＣｒＯ２）、酸化第二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化鉄（ＩＩＩ）鉄（ＩＩ）（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）やこれらから選択される固溶体、これらに他の元素をドープした化合物等のうち１種又は２種以上を用いることができる。
　光触媒物質としては、上述したもののうち、酸化チタン粒子を含むことが好ましい。光触媒粒子として、酸化チタンを用いることにより、光触媒活性をより高くすることができる。なお、酸化チタン粒子としては、アナターゼ型を用いることが好ましい。
　また、光触媒物質として、アナターゼ型酸化チタンと、酸化タングステン（ＩＩＩ）（以下、タングステンの価数について省略する。）を組み合わせてもよい。アナターゼ型酸化チタン：酸化タングステンの質量比としては、特に限定されないが、アナターゼ型酸化チタンを主たる光触媒としてこの触媒能を高める観点から、６０：４０～９９：１であることが好ましく、７０：３０～９８：２であることがより好ましく、８０：２０～９７：３であることがさらに好ましい。なお、「Ｘ：Ｙ」の比についての「Ａ：Ｂ～Ｃ：Ｄ」は、ＸがＡ以上Ｂ以下の範囲を取るとき、Ｘ＋Ｙが合計１００（質量％）となる関係を維持したままＹがＣ以下Ｄ以上の範囲を取ることを意味する。
　光触媒材料２１中に光触媒物質以外の材料を含む場合、光触媒物質の含有量としては、特に限定されないが、例えば１質量％以上、２質量％以上、３質量％以上、４質量％以上、５質量％以上、６質量％以上、７質量％以上、８質量％以上、９質量％以上、１０質量％以上、１１質量％以上、１２質量％以上、１３質量％以上、１４質量％以上、１５質量％以上、１６質量％以上、１７質量％以上、１８質量％以上、１９質量％以上、２０質量％以上、２２質量％以上、２４質量％以上、２６質量％以上、２８質量％以上、３０質量％以上、３５質量％以上、４０質量％以上、４５質量％以上、５０質量％以上、５５質量％以上、６０質量％以上、６５質量％以上、７０質量％以上、７５質量％以上、８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９７質量％以上、９８質量％以上、９９質量％以上、９９．９質量％以上、９９．９９質量％以上であることが好ましい。光触媒粒子の含有量が所要量以上であることにより、その光触媒活性をさらに高めることができる。一方、光触媒粒子の含有量としては、例えば１００質量％以下、９９．９９質量％以下、９９質量％以下、９８質量％以下、９７質量％以下、９５質量％以下、９０質量％以下、８５質量％以下、８０質量％以下、７５質量％以下、７０質量％以下、６５質量％以下、６０質量％以下、５５質量％以下、５０質量％以下、４５質量％以下、４０質量％以下、３５質量％以下、３０質量％以下、２８質量％以下、２６質量％以下、２４質量％以下、２２質量％以下、２０質量％以下、１９質量％以下、１８質量％以下、１７質量％以下、１６質量％以下、１５質量％以下、１４質量％以下、１３質量％以下、１２質量％以下、１１質量％以下、１０質量％以下、９質量％以下、８質量％以下、７質量％以下、６質量％以下、５質量％以下、４質量％以下、３質量％以、２質量％以下、１．５質量％以下であってよい。
　光触媒材料２１が、層状態、膜状体である場合において、光触媒材料２１の厚さとしては、特に限定されないが、例えば１００ｎｍ以上であることが好ましく、２００ｎｍ以上であることがより好ましく、５００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、１μｍ以上であることが特に好ましい。光触媒材料２１の厚さが所要量以上であることにより、光触媒活性をより高めることができる。一方、光触媒材料２１の厚さとしては、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、７０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下であってよい。なお、光触媒材料２１が、曲面を有する層状態、膜状体である場合（例えば図４参照）において、層や膜の形成後に曲げて製造するものである場合等には、光触媒材料２１の剥がれを防止する観点から、さらに１０μｍ以下、５μｍ以下、２μｍ以下、１μｍ以下であってもよい。
　一実施形態において、光触媒材料２１としては、光触媒粒子が堆積してなるものであることが好ましい。なお、このような光触媒材料２１は、例えばコールドスプレー溶射法により、光触媒粒子を基材（詳細は後述する）に溶射することにより製造することができる。
　光触媒材料２１として光触媒粒子が堆積してなるものを用いる場合において、光触媒粒子の平均粒子径としては、特に限定されないが、例えば５００ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以下であることが特に好ましく、１００ｎｍ以下であることが最も好ましい。光触媒粒子の平均粒子径が所要量以下であることにより、光触媒材料２１の光触媒活性をより高くすることができる。一方、光触媒粒子の平均粒子径としては、例えば１ｎｍ以上、２ｎｍ以上、５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上であってよい。なお、ここでいう「平均粒子径」とは、光触媒材料２１についてＸ線回折測定を行い得られたＸ線回折パターンにおいて、光触媒粒子に起因する最も強度の高いピークの半値幅を、Ｓｃｈｅｒｒｅｒ式に代入して求められる結晶子径をいう。
　光触媒材料２１として光触媒粒子が堆積してなるものを用いる場合において、光触媒粒子としては、光触媒活性を示すもの（例えば上述した種々の素材）であれば特に限定されないが、酸化チタン粒子を含むことが好ましく、アナターゼ型酸化チタン粒子を含むことがより好ましい。
　光触媒材料２１として光触媒粒子が堆積してなるものを用いる場合において、光触媒材料２１は、光触媒粒子を独立して存在させるための分散剤を含んでいてもよい。このようにして光触媒材料２１が分散剤を含むことにより、光触媒粒子の凝集がより抑制され、光触媒活性を高めることができる。
　このように光触媒材料２１が分散剤を含む場合、分散剤の含有量としては、特に限定されないが、光触媒材料の総量に対して例えば０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．５質量％以上であることがさらに好ましく、１質量％以上であることが特に好ましい。分散剤の含有量が所要量以上であることにより、光触媒粒子の凝集がさらに抑制され、光触媒活性を高めることができる。一方、分散剤の含有量としては、２５質量％以下、２０質量％以下、１５質量％以下、１０質量％以下、５質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下であってよい。
　なお、光触媒材料２１は、光触媒活性物質や分散剤以外に、助触媒、安定剤等の各種添加剤をそれぞれ０質量％超２０質量％以下（好ましくは、１５質量％以下、１０質量％以下、５質量％以下、２質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下、０．０５質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１質量％以下）含んでいてもよい。
　［基材］
　本実施形態に係る空気清浄装置は、上述した光触媒材料２１を固定して支持するための基材２２を備える。
　基材２２としては、特に限定されず、例えば金属、合金、セラミックス、樹脂、紙、木材、ガラス、プラスチック等のうち１種又は２種以上を用いることができる。基材としては、金属及び／又は合金を含むことが好ましい。金属としては、鉄、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、チタン、アルミニウム、クロム、白金、ハラジウム、亜鉛等を用いることができる。また、合金としては、それらの金属の合金を用いることができ、例えば鋳鉄、パーマロイ、黄銅、リン青銅、ステンレス等を用いることができる。金属及び／又は合金として、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金を含むことがより好ましい。なお、これらの金属や合金は、金属や合金は、光触媒材料料が使用される環境において化学的、機械的に好ましい耐久性を有していることが多い。
　基材２２としては、特に限定されず、１種の材料のみから構成されてもよいし、２種以上の材料から構成されてもよい。基材が２種以上の材料から構成される場合、各材料の存在状態としては特に限定されず、２種以上の材料が積層したものであってもよいし、単に混在したものであってもよい。
　基材２２の形状としては、特に限定されず、例えば塊状、板状、棒状等のものを、使用用途（より具体的には、分解対象の物質、濃度、積層体に求められる強度、使用する空間等）等に応じて用いることができる。
　基材２２の大きさとしては、特に限定されず、使用用途（より具体的には、分解対象の物質、濃度、積層体に求められる強度、使用する空間等）等に応じて適宜設計することができる。
　基材２２が板状である場合、基材の厚さとしては、特に限定されないが、例えば０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることがより好ましく、１．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。基材２２の厚さが所要量以上であることにより材料強度を高めることができる。一方、基材２２の厚さとしては、１０００ｍｍ以下、５００ｍｍ以下、２００ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下であってよい。基材２２の厚さが所要量以下であることにより熱伝導性を高めることができる。
　基材２２は、各種添加剤を０質量％超２０質量％以下（好ましくは、１５質量％以下、１０質量％以下、５質量％以下、２質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下、０．０５質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１質量％以下）含んでいてもよい。
　なお、図２及び３において、基材２２について図示して説明したが、基材２２は必須の構成ではない。
　［光照射部］
　本実施形態に係る空気清浄装置は、光照射部３をさらに備える。この光照射部３は、光触媒材料の励起光を照射するものである。
　具体的に、光照射部３としては、光触媒材料の励起光を発生させることができる光源であれば特に限定されるものではなく、例えばＵＶで活性を示すアナターゼ型酸化チタンのような光触媒材料であれば、ＵＶ冷陰極管、ＵＶ－ＬＥＤ等を用いることができる。
　光照射部３としては、光触媒材料を励起して光触媒活性を発現させることができるものであれば特に限定されないが、日本工業規格（ＪＩＳ　Ｒ　１７０９：２０１４）に準拠する光源を用いることが好ましく、その光量としてはＵＶ－Ａ領域において１ｍＷ／ｃｍ２の強度以上あることが好ましい。
　光照射部３の大きさとしては、光触媒材料２１を励起して光触媒活性を発現させることができるものであれば特に限定されない。
　光照射部３の配置位置としては、光触媒材料２１を励起して光触媒活性を発現させることができるものであれば特に限定されない。
　光触媒材料を用いた空気清浄装置において、光照射部３は、当該空気清浄装置の内部に取り込まれた空気の流路１３内に配置する。ここで、光照射部３の流路１３内での配置位置としては、光触媒材料２１に当該光照射部３の光が照射される位置であれば特に限定されず、流路１３中に配置してもよいし、流路の壁面に付けて配置してもよい。
　なお、図２及び３において、光照射部３について図示して説明したが、光触媒材料２１の光触媒活性を担保できる限りにおいて、光照射部３は必須の構成ではない。
　本実施形態に係る空気清浄装置は、空気清浄装置の外部から内部へ空気を吸入するための吸入機構を備えてもよい。
　具体的に、吸入機構としては、特に限定されず、例えばシロッコファン、軸流ファン、ラインファン等を用いることができる。
　吸入機構の位置としては、流路１３内に空気を吸入できる位置であれば特に限定されない。
　吸入機構の性能としては、特に限定されず、例えば２ｍ／秒以上、２．１ｍ／秒以上、２．２ｍ／秒以上、２．３ｍ／秒以上、２．４ｍ／秒以上、２．５ｍ／秒以上、２．６ｍ／秒以上、２．７ｍ／秒以上、２．８ｍ／秒以上、２．９ｍ／秒以上、３ｍ／秒以上、３．１ｍ／秒以上、３．２ｍ／秒以上、３．３ｍ／秒以上、３．４ｍ／秒以上、３．５ｍ／秒以上、３．６ｍ／秒以上、３．７ｍ／秒以上、３．８ｍ／秒以上、３．９ｍ／秒以上、４ｍ／秒以上、４．１ｍ／秒以上、４．２ｍ／秒以上、４．３ｍ／秒以上、４．４ｍ／秒以上、４．５ｍ／秒以上、４．６ｍ／秒以上、４．７ｍ／秒以上、４．８ｍ／秒以上、４．９ｍ／秒以上、５ｍ／秒以上、５．１ｍ／秒以上、５．２ｍ／秒以上、５．３ｍ／秒以上、５．４ｍ／秒以上、５．５ｍ／秒以上、５．６ｍ／秒以上、５．７ｍ／秒以上、５．８ｍ／秒以上、５．９ｍ／秒以上、６ｍ／秒以上、６．１ｍ／秒以上、６．２ｍ／秒以上、６．３ｍ／秒以上、６．４ｍ／秒以上、６．５ｍ／秒以上、６．６ｍ／秒以上、６．７ｍ／秒以上、６．８ｍ／秒以上、６．９ｍ／秒以上、７ｍ／秒以上、７．１ｍ／秒以上、７．２ｍ／秒以上、７．３ｍ／秒以上、７．４ｍ／秒以上、７．５ｍ／秒以上、７．６ｍ／秒以上、７．７ｍ／秒以上、７．８ｍ／秒以上、７．９ｍ／秒以上、８ｍ／秒以上、８．１ｍ／秒以上、８．２ｍ／秒以上、８．３ｍ／秒以上、８．４ｍ／秒以上、８．５ｍ／秒以上、８．６ｍ／秒以上、８．７ｍ／秒以上、８．８ｍ／秒以上、８．９ｍ／秒以上、９ｍ／秒以上、９．１ｍ／秒以上、９．２ｍ／秒以上、９．３ｍ／秒以上、９．４ｍ／秒以上、９．５ｍ／秒以上の流速で空気を吸入できるものであることが好ましい。
　［加熱部］
　本実施形態に係る空気清浄装置は、光触媒材料を加熱する加熱部を備えてもよい。また、加熱部は、温度調整器に接続され、ユーザにより、オン・オフや加熱温度を手動で設定してもよいし、後述する加熱制御部によって、加熱の有無、加熱温度及び加熱時間からなる群から選択される１以上の加熱条件を制御されるように構成されてもよい。
　光触媒材料を加熱することにより、光触媒材料への水の吸着による光触媒活性低下を防止することができ、また、吸着した水に含まれるウイルスを熱によって不活化することもできる。
　具体的に、加熱部としては、光触媒材料の表面を加熱し得るものであれば特に限定されず、例えばホットプレート、パネルヒーター、セラミックヒーター、赤外線ヒーター、熱風器等の装置を用いることができる。加熱方法は、これらの装置の使用方法に準じるが、接触式の装置であれば、光触媒反応を行う面とは異なる面又は光触媒反応を行う面の一部に配置する。非接触式の装置であれば、加熱される限りにおいてどちらの位置に配置してもよい。
　［加熱制御部］
　本実施形態に係る空気清浄装置は、空気清浄装置が配置される配置空間の湿度に基づき、加熱部による加熱の有無、加熱温度及び加熱時間からなる群から選択される１以上の加熱条件を制御する加熱制御部を備えてもよい。
　加熱制御部は、空気清浄装置が配置される配置空間の湿度情報を取得する湿度取得部と、その湿度に基づいて加熱部による加熱の有無、加熱温度及び加熱時間からなる群から選択される１以上の加熱条件を決定する条件決定部と、加熱部に決定された条件での加熱を指示する条件指示部から構成される。なお、これら各部は、１つの装置として構成してもよいし、複数の装置として構成してもよい。
　加熱制御部の湿度情報の取得は、連続的であっても、間隙的であってもよい。間隙的である場合、例えば１時間に１回等、定期的に湿度情報を取得することが好ましい。湿度測定部の湿度の測定が間隙的である場合、加熱制御部の湿度情報の取得は測定のタイミングに合わせることが好ましい。
　例えば加熱制御部は、湿度がより高い場合には加熱部による加熱を行い、湿度がより低い場合には加熱部による加熱を行わないと制御してもよい。より具体的に、加熱制御部は、配置空間の湿度が、閾値以上となったか又は閾値を超えた場合、加熱部に加熱の開始を指示してもよい。
　この閾値としては、配置空間の空気の分解対象の有機物の濃度や、光触媒材料の光触媒活性、湿度と光触媒活性との関係等を考慮して適宜決定すればよい。
　例えば加熱制御部は、湿度がより高い場合には加熱部による加熱温度をより高温に、湿度がより低い場合には加熱部による加熱温度をより低温に制御してもよい。より具体的に、加熱制御部は、配置空間の湿度が、閾値以上となったか又は閾値を超えた場合、加熱部により高温での加熱を指示してもよい。なお、この場合において、閾値は１つのみを用いても、複数を用いてもよい。また、加熱制御部は、事前に湿度と加熱温度との関係（例えば関数、ルックアップテーブル等）を記憶しておき、湿度から加熱温度を算出し、加熱部にその加熱温度での加熱を指示してもよい。
　例えば加熱制御部は、湿度がより高い場合には加熱部による加熱時間をより長く、湿度がより低い場合には加熱部による加熱時間をより短く制御してもよい。より具体的に、加熱制御部は、配置空間の湿度が、閾値以上となったか又は閾値を超えた場合、加熱部により長時間の加熱を指示してもよい。なお、この場合において、閾値は１つのみを用いても、複数を用いてもよい。また、加熱制御部は、事前に湿度と加熱時間との関係（例えば関数、ルックアップテーブル等）を記憶しておき、湿度から加熱時間を算出し、加熱部にその加熱時間の加熱を指示してもよい。
　［湿度測定部］
　本実施形態に係る空気清浄装置は、湿度測定部をさらに備えていてもよい。この湿度測定部は配置空間の湿度を測定するものである。
　湿度測定部の湿度の測定は、連続的であっても、間隙的であってもよい。間隙的である場合、例えば１時間に１回等、定期的に湿度情報を取得することが好ましい。
　具体的に、湿度測定部としては、湿度計であれば特に限定されず、例えば乾湿球形湿度計、通風形乾湿球湿度計、電気抵抗式湿度計、静電容量式湿度計、露点温度計（光学式）等を用いることができる。なお、乾湿球形湿度計及び通風形乾湿球湿度計は、基本的にはアナログデータとして湿度が得られる。一方、電気抵抗式湿度計、静電容量式湿度計及び露点温度計（光学式）は、基本的にはデジタルデータとして湿度が得られる。加熱制御部への送信のしやすさを考慮すると、デジタルデータとして湿度が得られる、電気抵抗式湿度計、静電容量式湿度計及び露点温度計（光学式）のいずれか１種以上を用いることが好ましいが、アナログデータからデジタルデータの変換を行う等して、湿度に基づき、加熱制御部が何らかの制御ができれば、乾湿球形湿度計及び通風形乾湿球湿度計を用いることはできる。
　湿度測定部は、測定した湿度情報を、加熱制御部に送信可能に構成される。そして、この湿度測定部で測定された湿度は、直接又は間接的に、上述した加熱制御部へ送信される。
　本実施形態に係る空気清浄装置は、上述した構成の他、電源、各種電気機構、各種フィルター（埃フィルター、粉塵フィルター等）等、空気清浄装置が備える通常の機構を有していてもよい。
　［空気清浄装置の具体例］
　上述した形状の流路体を内部に導入した空気清浄装置（空気清浄機）を構成した。図４は、流路体を内部に導入した空気清浄装置の斜視模式図である。また、図５は、流路体を内部に導入した空気清浄装置のＡ－Ａ断面の断面模式図である。図４及び５に示すとおり、空気清浄装置１００は、流路体１と、流路体１の一方の端部からその内部に吸気するための吸気口１０１と、他方の端部近傍にファン１０２と、空気を外部に吐出するための吐出口１０３を備えるものである。
〔微生物除去装置〕
　本実施形態に係る微生物除去装置は、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備えるものである。なお、「微生物」とは、ウイルス、細菌、菌類、微細藻類、原生動物等を含む概念である。ここで、それぞれの構成要素は、上述した空気清浄装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
〔空気清浄方法〕
　本実施形態に係る空気清浄方法は、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有し、かつ圧力損失部における壁面に光触媒材料を配置した流路内に、空気を通過させる工程を含むものである。
　この空気清浄方法は、例えば上述した空気清浄装置又は流路を用いて行うことができる。
〔微生物除去方法〕
　本実施形態に係る微生物除去方法は、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有し、かつ圧力損失部における壁面に光触媒材料を配置した流路内に、空気を通過させる工程を含むものである。それぞれの構成要素は、上述した空気清浄方法と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
　本実施形態に係る空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置、微生物除去方法及び流路体は、以上の具体的な実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲において、適宜変更を加えて実施することができる。
　以下、実施例を示して本実施形態に係る空気清浄装置、空気清浄方法、微生物除去装置及び微生物除去方法をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
〔実験〕
　図６は、実施例に用いた流路体の断面を含む斜視模式図である。図６に示される形状の流路体４は、図１～３に示される流路体１の内部（流路１３を構成する外壁）に光触媒材料２１を有しないこと、及び光照射部３を有しないこと以外同様のものである。本実施例においては、流路の構造に由来する圧力損失により捕捉できるエアロゾル量について検討する。
　（流路体４の作製方法）
　１枚３００ｍｍ×３０ｍｍのポリエチレンフィルムを貼付した板材５（２）の相対する２辺に、同じ面側に１２０°の角をなしてポリエチレンフィルムを貼付した板材５（１），５（３）を接合して片側の底面が開放した等脚の台状体４１ａを形成した。また、同様にして台状体４１ｂ～４１ｈも形成した。１２０°の角をなして接合した板材の端部（台状体を構成する他の板材と接合されている辺と相対する辺）同士を、台状体が４つ連続して並ぶよう連結し、台状体４１ａ、４１ｃ、４１ｅ、４１ｇにより連結台状体４２Ａ，台状体４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、４１ｈにより連結台状体４２Ｂを形成した。連結台状体の連結の周期を半周期ずらして、開放された底面側を対向配置し、連結した方向と垂直な残りの辺（光触媒材料付き基材１枚あたり残り２辺：図１の紙面手前側及び奥側の面（側壁１４））については、等脚台形状のポリエチレンフィルムを貼付した側板材（図示せず）で接合して閉じて、流路体４を形成した。
　流路体は、図６に示すように、両端（台状体４１ａ，４１ｈの紙面外方側半分）が開放（台状体４１ａから紙面上方、台状体４１ｈから紙面下方に向けて開放）されている。一方の開放端（台状体４１ｈ側）を出口としてこの付近に可変風速型の吸気用シロッコファンを配置し、台状体４１ａ～４１ｈの板面の中央部（例えば４１ａならば板材５（２）の中央部）にエアロゾル及び圧力損失を測定するための測定ポートを設けた。流路体４の出口側で所定の風速で吸引しながら、入口側で超音波式ネブライザー（オムロン社製　医療用超音波ネブライザー、ＮＥ－Ｕ７８０）を用いて水エアロゾルを発生させ、流路体４内部の流路４３に吸引させた。まず、入口側におけるエアロゾル粒径及び粒子数をレーザー式パーティクルカウンター（ライトハウス社製　ハンドヘルド３０１６）で測定するとともに、各ポートにおいてエアロゾルの粒径及び粒子数を測定した。以上の操作を、風速（流路４３への吸引速度）とエアロゾルの粒径を変えて行った。なお、圧力損失については、差圧計（アズワン社製　ＤＭ－２８０）を用いて測定した。また、風速については、風速計（テストー社製　Ｍｏｄｅｌ４２５）を用いて、入口付近にこれを配置して測定した。
　表１に、台状体４１ｃのポート及び台状体４１ｅのポートの間（以下、「４１ｃ－４１ｅ間」と略すこともある。）、並びに台状体４１ｃのポート及び台状体４１ｇのポートの間（以下、「４１ｃ－４１ｇ間」と略すこともある。）それぞれにおいて、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図７は、台状体４１ｃのポート及び台状体４１ｅのポートの間、並びに台状体４１ｃのポート及び台状体４１ｇのポートの間の圧力損失対風速のプロットである。図８は、台状体４１ｃのポートにおけるエアロゾル数に対する台状体４１ｅのポートにおけるエアロゾル数の割合対風速のプロットである。図９は、台状体４１ｃのポートにおけるエアロゾル数に対する台状体４１ｇのポートにおけるエアロゾル数の割合対吸入風速のプロットである。なお、図８及び９において、「台状体４１ｃのポートにおけるエアロゾル数に対する台状体４１ｅのポートにおけるエアロゾル数の割合」及び「台状体４１ｃのポートにおけるエアロゾル数に対する台状体４１ｇのポートにおけるエアロゾル数の割合」を「出口エアロゾル数／入口エアロゾル」数と記載する。
　以上の実施例から、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路を用いることにより、その内部にエアロゾルを捕捉できることが分かった。
　上述した形状の流路体について、解析ソフトＡｕｔｏｄｅｓｋＣＦＤ（Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｃ．，Ｓａｎ　Ｒａｆａｅｌ，カリフォルニア州）を用いて、空気を流速１ｍ／秒、３ｍ／秒及び５ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における空気の流れについてシミュレーションを行った。具体的に、この解析ソフトではバイオエアロゾルのような蒸発粒子を含んだシミュレーションはできないため、定常解析を行った後、質量有のトレーサー（１０００ｋｇ／ｍ３、１０μｍ、反発係数０．０１）を用いてポスト処理を行った。すなわち、本実施例におけるシミュレーションでは、導入粒子は流路内壁に衝突しても弾性衝突をするものとして扱われる。
　図１０は、流路体に空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における、エアロゾルを含む空気の流れのシミュレーション結果である。また、図１１は、流路体に空気を流速３ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における空気の流れのシミュレーション結果である。さらに、図１２は、流路体に空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの流路体の内部における空気の流れのシミュレーション結果である。図１０～１２において、流速が高いほど白色に近い色で示している。
　図１１及び１２の、流路体の内部に侵入した空気が壁面（図の上下の面）付近の流速が、図１０の同位置の流速に比べて高く、その流れの向きが壁面に向かっていることがわかった。これは流路体の内部に通過させる空気の速度が３ｍ／秒及び５ｍ／秒と高くなることで空気が曲がり切れず、壁面に衝突していることを示している。空気が壁面に衝突することによって、そこに含まれるエアロゾルが壁面に付着し捕捉できることがわかった。
　続いて、上述した形状の流路体４を内部に導入した空気清浄装置を構成した。具体的には、図４及び５に示す空気清浄装置において、流路体１の代わりに、流路体４を用いたものである。
　内容積４．５ｍ３のチャンバー内に超音波式ネブライザー（ＮＥ－Ｕ７８０、オムロン株式会社）でエアロゾルを発生させ、サーキュレータで拡散させ内部に充満させた。相対湿度が１００％に到達して１時間後に、サーキュレータを停止し、同時に空気清浄機１００の運転を開始した。チャンバー内の温度は２５～２６℃に維持した。ネブライザーのエアロゾル吐出口は床面から１．５ｍ（立席時の人間の口の高さを想定）、エアロゾル量の測定口は同１．０ｍ（着席時のヒトの鼻の高さを想定）とし、パーティクルカウンター（Ａｅｒｏｔｒａｋ　Ｈａｎｄｈｅｌｄ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｃｏｕｎｔｅｒ９３０６， ＴＳＩ　Ｃｏｒｐ．）によりエアロゾルの粒径ごとの個数をカウントした。また、対照として、空気清浄機１００の運転を開始しなかった場合についても、同様の実験を行った。
　図１３は、空気清浄機の運転をしなかった場合のエアロゾル数の経時変化を示すプロットである。なお、図１３においては、エアロゾルの粒子径ごとにエアロゾル数の経時変化を示している。また、図１３においては、相対湿度が１００％に到達した後、ネブライザーの出力を到達前の１／２に変更した。
　また、図１４は、空気清浄機の運転をした場合のエアロゾル数の経時変化を示すプロットである。なお、図１４においては、エアロゾルの粒子径ごとにエアロゾル数の経時変化を示している。表２に、空気清浄機の運転をした場合のエアロゾル除去率を示す。なお、エアロゾル除去率は、エアロゾル濃度が飽和に達した時点から６０分後のチャンバー内のエアロゾルの粒子数と、エアロゾル発生開始から１２０～３００分の１５分おきのチャンバー内のエアロゾルの粒子数の平均値との差を、エアロゾル濃度飽和から６０分後のチャンバー内のエアロゾルの粒子数で除した値である。これらの結果より、実施例の空気清浄機によれば、粒子径によらず高い除去率でかかる空気清浄機が配置された空間内のエアロゾルを除去できることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　１，４　　流路体
　１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ　　台状体
　１２Ａ，１２Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ　　連結台状体
　１３，４３　　流路（圧力損失部）
　１４　　側壁
　２（１），２（２），２（３）　　光触媒材料付き基材
　２１　　光触媒材料
　２２　　基材
　３　　光照射部
　５（１），５（２），５（３）　　板材
　１００　　空気清浄装置
　１０１　　吸気口
　１０２　　ファン
　１０３　　吐出口

Claims (9)

  1. 　空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、前記圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備える
    　空気清浄装置。
  2. 　前記圧力損失部は、中心経路が９０°以上１５０°以下屈曲するように構成される屈曲部を２以上有する
    　請求項１に記載の空気清浄装置。
  3. 　前記光触媒材料は、平均粒子径が５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光触媒粒子が堆積してなる
    　請求項１又は２に記載の空気清浄装置。
  4. 　前記光触媒粒子は、酸化チタン粒子を含む
    　請求項３に記載の空気清浄装置。
  5. 　前記光触媒材料の励起光を照射する光照射部をさらに備える
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
  6. 　空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有し、かつ前記圧力損失部における壁面に光触媒材料を配置した流路内に、空気を通過させる工程を含む
    　空気清浄方法。
  7. 　空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有する流路と、前記圧力損失部における壁面に配置される光触媒材料とを備える
    　微生物除去装置。
  8. 　空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を有し、かつ前記圧力損失部における壁面に光触媒材料を配置した流路内に、空気を通過させる工程を含む
    　微生物除去方法。
  9. 　内部に、空気を流速５ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が４０Ｐａ以上である圧力損失部を含む流路を有し、前記圧力損失部における壁面に光触媒材料を有する
    　流路体。
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