光触媒脱臭機
【課題】脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた脱臭機を提供すること。
【解決手段】吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源としてのランプ２と、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４と、送風手段としてのファン５を備え、ランプ２の長手方向に対する脱臭シート３の傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように脱臭シート３が傾斜して積層され、ファン５によって送られた空気を脱臭フィルタ４を通過させる構成とすることにより、低圧損で高効率の光触媒脱臭機を提供することができる。
【解決手段】吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源としてのランプ２と、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４と、送風手段としてのファン５を備え、ランプ２の長手方向に対する脱臭シート３の傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように脱臭シート３が傾斜して積層され、ファン５によって送られた空気を脱臭フィルタ４を通過させる構成とすることにより、低圧損で高効率の光触媒脱臭機を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒を利用した脱臭機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脱臭装置には、臭気成分を吸着する吸着剤に光触媒を練込みハニカム状に形成し、ハニカム孔に通風しながら光触媒を励起させる励起させる脱臭装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その脱臭装置について図１７を参照しながら説明する。
【０００４】
図１７に示すように、脱臭装置は、吸着剤１０１に光触媒１０２を練り込みハニカム状に形成したものである。ハニカム孔１０３に臭気を含む空気を通風させるとともに、光触媒励起源としてのランプ１０４を点灯させ、光触媒１０２を励起させて臭気の分解脱臭を行うものである。
【０００５】
また、図１８に示すように、従来の脱臭装置として、脱臭ユニット２０１と紫外線ランプ２０２とから構成され、脱臭ユニット２０１は、複数の板状脱臭体２０３から構成され、これら複数の板状脱臭体２０３は通風方向に対し略平行に配置され、また、板状脱臭体２０３はＴｉＯ２等の光触媒と、ハイシリカゼオライト等の吸着剤とからなり、また、紫外線ランプ２０２は両端が脱臭ユニット２０１を構成する両端の板状脱臭体２０３にかかるように長手方向を板状脱臭体２０３の配列方向に沿わせて配置したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２５７４８４０号公報
【特許文献２】特開平１０−２８６４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の従来の脱臭装置は、吸着剤１０１と光触媒１０２を練り込んだハニカム構造体となっているために、ハニカム構造体の壁を厚くしないと形状を保持することが困難である。そして壁を厚くしたハニカム構造体は圧力損失が高くなりやすいという課題があった。また、光触媒励起源としてのランプ１０４から斜めに照射された光がハニカムの壁によってさえぎられ、ハニカム孔１０３の内部に陰になる部分が生じてしまい、ハニカム孔内部の光触媒１０２が活性化されないため、脱臭性能が低いという課題があった。ハニカム構造体の正面に多数のランプを配置すれば陰を作ることを回避できるが、この場合ランプ自体が通風をさえぎり、圧力損失が増大してしまうという課題があった。光を十分にあてるためにハニカムの厚みを小さくした場合には、形状安定性が低下するとともに、光触媒の担持量と光の照射面積を十分確保できないため脱臭性能が低下するという課題を有していた。
【０００７】
また、特許文献２に記載の従来の脱臭装置は、通風方向に対し略平行に配置された複数の板状脱臭体であるため、通風時の圧力損失を少なくすることができる。しかしながら、紫外線ランプから垂直方向に照射された光は、光触媒と吸着剤を混合してなる板状脱臭体には照射されずに外部にもれてしまい、光の照射効率が悪く十分な脱臭性能を得ることができないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた脱臭機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光触媒脱臭機は、上記目的を達成するために、吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源と、光触媒を含む脱臭シートを間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタと、送風手段とを備えた光触媒脱臭機であって、前記励起光源から照射された光を受光可能な位置に脱臭フィルタが配置され、前記棒状の励起光源の長手方向に対する前記脱臭シートの傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように網状の脱臭シートが傾斜して積層され、前記送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタを通過することにより脱臭されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた光触媒脱臭機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の発明は、吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源と、光触媒を含む脱臭シートを間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタと、送風手段とを備えた光触媒脱臭機であって、前記励起光源から照射された光を受光可能な位置に脱臭フィルタが配置され、前記棒状の励起光源の長手方向に対する前記脱臭シートの傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように網状の脱臭シートが傾斜して積層され、前記送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタを通過することにより脱臭されることを特徴としたものである。脱臭性能を向上させるためには、脱臭シートにより多くの光触媒を含ませたほうがよいが、そのためには脱臭シートを網状とし、網目を細かくする必要がある。しかしながら、網目を細かくすると脱臭シートの圧力損失が増大し、特許文献１のようにハニカム孔に空気を通過させる方法では、空気を網目に通過させることが困難となり脱臭性能は低下してしまう。本発明では、脱臭シートを間隔を置いて積層した配置にすることにより、送風手段によって送られた風が傾斜した脱臭シートの面に沿って通過していき、脱臭フィルタを低圧損にすることができる。また、脱臭フィルタが励起光源に対して傾斜角をもっているので光を効率的に受光でき、特許文献２のように傾斜角をもたない場合に比べて脱臭性能が向上するという効果が得られる。また、脱臭シートが開口を有する網状であることにより、通過する空気が脱臭シートの表面で乱流となって光触媒に接触する確率が高くなるので、脱臭性能を向上させることができる。
【００１２】
また、脱臭シートの傾斜角θが４０＜θ＜７８の範囲になるように網状の脱臭シートを傾斜させることを特徴としたものであり、送風手段によって送られた風が傾斜した脱臭シートの面に沿って通過していき、脱臭フィルタを低圧損にすることができる。また、脱臭フィルタが励起光源に対して傾斜角をもっているので光を効率的に受光でき、脱臭性能が向上するという効果が得られる。また、脱臭シートが開口を有する網状であり、かつ傾斜角を有することにより、通過する空気が脱臭シートの表面で乱流となって光触媒に接触する確率が高くなるので、開口を有さない平板状に比べて脱臭性能を向上させることができる。
【００１３】
また、励起光源から垂直方向に照射された光が、脱臭フィルタで遮光されるように、脱臭フィルタの傾斜角と積層間隔を調整したことを特徴としたものであり、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００１４】
また、励起光源と脱臭シートとの近接端面の距離が同じになるように、複数の脱臭シートを配列することを特徴としたものである。脱臭シートと励起光源の距離は、近いほど性能がよいため、全ての脱臭シートの近接端面を揃えることによって、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００１５】
また、励起光源と脱臭シートとの近接端面が、脱臭シートの最も低い位置になるように傾斜させることを特徴としたものである。脱臭シートは傾斜角をもっているため、重力の作用によって低い位置へ移動しやすい。脱臭シートの最も低い位置を励起光源の近接位置にすることにより、優れた脱臭性能を得ることができる。また、空気にオイルミストなどの液体が含まれている場合、脱臭シートに付着したオイルが重力の作用によって低い位置へ移動する。脱臭シートの低い位置は励起光源の近接位置にあるため、光の強度が最も強くなっており、油の分解がすみやかに行われるという作用を有する。
【００１６】
また、脱臭シートを等間隔に積層したことを特徴としたものであり、脱臭シートを等間隔に積層することにより、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００１７】
また、脱臭シートをスペーサーで支持することを特徴としたものであり、脱臭シートの間隔を保つことができるため、間隔の増減に起因する脱臭フィルタの圧力損失の分布の変動を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００１８】
また、スペーサーが光反射作用を有することを特徴としたものであり、スペーサーに照射された光を反射して、脱臭シートに照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００１９】
また、スペーサーが７０ｍｍ以下の間隔で複数設けられたことを特徴としたものであり、スペーサーの間隔を７０ｍｍ以下にすることにより、脱臭フィルタのたわみによる変形を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００２０】
また、脱臭シートがガラス繊維織物に光触媒を担持したものであることを特徴としたものであり、ガラス繊維は有機合成繊維のように光触媒による劣化をうけることがなく、長期にわたって信頼性の高い脱臭シートを得ることができる。また、ガラス繊維は光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００２１】
また、ガラス繊維織物が複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束によって形成されたことを特徴としたものである。複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束に光触媒を担持すると、繊維間に光触媒粒子が入りこみあるいは付着して固定化される。太い短繊維の表面に光触媒を担持する場合に比べて、繊維間に光触媒を保持することができるため担持量を増やすことができる。また、繊維間に入り込んだ光触媒粒子は繊維にはさまることによって強固に固定化されるとともに、外部から衝撃が加わった場合にも繊維を介して衝撃が伝わるので脱落しにくいという作用を得ることができる。
【００２２】
また、光触媒を光透過性のバインダーを用いてガラス繊維織物に固定化したことを特徴としたものであり、光透過性のバインダーを用いることにより、バインダーが光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００２３】
また、光透過性のバインダーの主成分がＳｉＯ2であることを特徴としたものであり、光触媒の結晶性を低下させるアルカリ成分がバインダーから溶出せず、光触媒の脱臭性能が低下しにくいというという作用を有する。
【００２４】
また、脱臭シートが、吸着剤を含むことを特徴としたものであり、吸着剤を含むことにより、吸着剤で臭気を濃縮して光触媒で効率的に分解させることができ、優れた脱臭性能を得ることができる。また、光触媒に光が照射されていないときでも脱臭作用を得ることができる。
【００２５】
また、励起光源の点灯管に保護カバーを備えたことを特徴としたものであり、励起光源の点灯管に保護カバーをつけることにより、点灯管の損傷による失透を防ぐことができ、機械的強度に優れた励起光源とすることができる。また、励起光源に通風することによって励起光源の温度が低下して発光強度が低下することがあるが、保護カバーをつけることによって励起光源の温度低下を抑制し、発光効率の低下を少なくすることができるという作用を有する。
【００２６】
また、励起光源をはさんで、左右対称になるように２組の脱臭フィルタが配置されていることを特徴としたものであり、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００２７】
また、脱臭フィルタの脱臭シートが、励起光源と接していない面から着脱可能であることを特徴としたものであり、ランプと接触せずに脱臭シートを着脱することができ、メンテナンスが容易であるという作用を有する。
【００２８】
また、抗菌性の金属および／または光触媒を担持した集塵フィルタを、励起光源から照射された光を受光可能な位置に備えたものであり、集塵フィルタに抗菌性を付与することができる。集塵フィルタが抗菌性を備えているので、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。光触媒を担持した場合には、抗菌性に加えて、菌の死骸まで分解して集塵フィルタを清潔な状態に保つことができる。
【００２９】
また、集塵フィルタの光を受光可能な面のみに、抗菌性の金属および／または光触媒を担持したことを特徴としたものであり、集塵フィルタに照射される光を効率よく活用して、抗菌性の金属および／または光触媒を活性化させることができる。また、集塵フィルタ全体に抗菌性の金属および／または光触媒を担持する場合に比べて、担持量を減らすことができ、経済性に優れた集塵フィルタを得ることができる。
【００３０】
また、励起光源から照射された光の紫外線強度が、０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上となる位置に集塵フィルタを備えたことを特徴としたものであり、集塵フィルタに十分な抗菌性を得ることができる。集塵フィルタが抗菌性を備えているので、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。
【００３１】
また、集塵フィルタを、励起光源から照射された殺菌作用を有する光を受光可能な位置に備えたことを特徴としたものであり、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、光によって殺菌されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３２】
また、励起光源の少なくとも一部が抗菌作用を有することを特徴としたものであり、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、光によって増殖抑制されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３３】
また、励起光源と吹出し口の間に、オゾン分解手段を備えたことを特徴としたものであり、オゾンが光触媒脱臭機の外部に放出されることがないという効果を得ることができる。また、オゾンと臭気が反応することによって、さらに脱臭効果を高めることができる。また、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、オゾンによって殺菌されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３４】
また、集塵フィルタの材質が、金属または無機化合物であることを特徴としたものであり、励起光源から照射された光による、集塵フィルタの劣化が極めて少なく、長期間性能が低下しない光触媒脱臭機を得ることができる。
【００３５】
また、集塵フィルタが、金属または無機繊維をプリーツ加工したものであり、プリーツ加工の折り目の配列が、励起光源の長手方向であることを特徴としたものである。集塵フィルタは、プリーツ加工することによって表面積を増大させ、圧力損失を低下させることができる。プリーツ加工によって、集塵フィルタには山と谷の部分ができるが、谷の部分には励起光源からの光があたりにくいという課題が生じやすい。プリーツ加工の折り目の配列を、励起光源の長手方向にそろえることによって、集塵フィルタの谷の部分まで光が照射され、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、光によって殺菌されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３６】
また、励起光源から照射された光を反射させる反射板を備え、励起光源、脱臭シート、集塵フィルタ、反射板の順に配置したことを特徴とする。励起光源からの光は距離が遠くなるに従って減衰する。光触媒による脱臭では、紫外線強度を強くするとそれに伴って脱臭性能は高くなり、特に高濃度ガスの分解を素早く行うためには強い光を照射する必要がある。一方、光触媒による殺菌では、菌を完全に分解する必要はなく、ＯＨラジカルなどの活性種によって菌の生育に必要な機能を阻害するか、細胞の一部を損傷させることで殺菌効果が発揮されるため、紫外線光量は少なくてよい。本発明のように、励起光源、脱臭シート、集塵フィルタ、反射板の順に配置することによって、脱臭性能と殺菌性能を両立させた光触媒脱臭機を得ることができる。また、反射板によって光を反射させることにより、さらに脱臭性能と殺菌性能を向上させた光触媒脱臭機を得ることができる。また、強い衝撃などによって脱臭シートから光触媒が剥離した場合にも、集塵フィルタで捕集することができ、光触媒脱臭機の外部に光触媒が飛散することがないという作用を有する。
【００３７】
また、反射板と集塵フィルタの間に、吸込み口を設けたことを特徴としたものであり、光を反射して、集塵フィルタの殺菌性能と脱臭シートの脱臭性能を向上さながら、空気が良好に通過できる光触媒脱臭機を得ることができる。
【００３８】
また、励起光源を、光触媒脱臭機の本体外部から直視できないように配したことを特徴としたものであり、光源を直視することができないので、紫外線による人体への影響を軽減し、見た目にもまぶしくないという作用を有する。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光触媒脱臭機の概略断面図、図２は本発明の実施の形態１における光触媒脱臭機のランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（側面）、図３は同ランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（平面）である。
【００４１】
本発明の光触媒脱臭機は、吸込み口と吹出し口を有した本体１の内部に棒状の光触媒の励起光源としてのランプ２と、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４と、送風手段としてのファン５とを備えている。脱臭フィルタ４は、ランプ２から照射された光を受光可能な位置に配置されている。図３に示すように、ランプ２の長手方向Ａと脱臭シート３の面方向Ｂがなす傾斜角θは、０＜θ＜９０の範囲になるように設置され、送風手段としてのファン５によって送られた空気は、脱臭フィルタ４を通過することにより脱臭される。脱臭シート３は、繊維６からなる網状体であり、略平面状のシートに無数の開口を有している。
【００４２】
本発明では、脱臭シート３を間隔を置いて積層した配置にすることにより、ファン５によって送られた風の大部分は傾斜した脱臭シート３の面に沿ってＢ方向に通過していき、一部の風のみが脱臭シート３の網目を通過するため、脱臭フィルタを低圧損にすることができる。風に含まれる臭気は、脱臭フィルタに吸着するとともに光触媒の作用を受けて脱臭される。図３に示すように、脱臭シート３は開口を有する網状であるため、通過する空気が脱臭シートの表面で乱流となって光触媒に接触する確率が高くなり、脱臭性能が向上するという作用を有する。また、脱臭シートが網状となっているため、開口のない平板状のシートに比べてシートの表面積が大きくなり、ガスとの接触面積および光の照射面積を大きくすることができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００４３】
光触媒としては、酸化スズ、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化ビスマスなどの金属酸化物、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化モリブデンなどの金属硫化物、チタンナイトライドなどの窒化物が挙げられ、安全性、経済性などの面から、酸化チタンが好ましい。また、光触媒の表面にＰｔ、ＰＤ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ等の助触媒を添加してもよい。
【００４４】
光触媒を含む脱臭シートの基材としては、金属、プラスチック、合成樹脂繊維、天然繊維、木材、紙、ガラス、セラミックなどが挙げられるが，紫外線に対する強度を有していることが望ましい。光触媒性能と担持強度が確保できる材質であることが望ましく，金属やセラミックやガラスなどが適している。プラスチックや紙を基材として用いる場合は、基材表面にシリコーンやフッ素樹脂などを被覆して光触媒を担持することが望ましい。
【００４５】
脱臭シートの形状は、シート面に開口を有していれば特に問題はなく、シートに孔を空けたパンチング形状、繊維を編みこんだ編物形状、繊維を接着した不織布形状などが好適である。シートはできるだけ平面であることが好ましいが、積層したシート同士が接触しない範囲で湾曲していてもよい。
【００４６】
送風手段としては、本体内部に風を取り込むことができれば特に問題はなく、プロペラファン、シロッコファン、ターボファンなどあらゆる送風手段を利用することができる。送風手段によって送られる空気が脱臭フィルタを通過する風量は任意の範囲で設計することができるが、十分な脱臭性能を得るためには風速０．２〜２ｍ／ｓ程度にするとよい。
【００４７】
光触媒を活性化させる棒状の励起光源としてはブラックライト、冷陰極管、殺菌灯、蛍光灯などのランプが挙げられる。光触媒を励起することができればいかなる手段を用いてもよいが，冷陰極管は比較的低コストであり，耐久寿命も長いことから光源として好ましい。ＬＥＤ光源を直線状に複数配列して棒状の励起光源としてもよい。
【００４８】
図２に示すように、励起光源としてのランプ２から発生する光の強度は、光源の長手方向Ａに対して垂直方向Ｃが一番強い。光強度が強いほど光触媒が活性化され脱臭性能が向上することから、脱臭シートを光源の長手方向Ａと平行、すなわち光源の長手方向Ａと脱臭シートの面方向Ｂがなす傾斜角θを０°とすると脱臭シートに対する光照射強度が最も強くなる。しかしながら、この配置では脱臭シートが通風をさえぎる形となるため圧力損失が増大し、通過できる風量が低下ため、脱臭装置の脱臭性能は低下してしまう。したがって、光源の長手方向Ａと脱臭シート３の面方向Ｂがなす傾斜角θは、０＜θ＜９０の範囲内で最適値に制御し、励起光源から垂直方向に照射された光がＣ´のように、脱臭フィルタで遮光されるように配置するとよく、より好ましくは、傾斜角θが４０＜θ＜７８の範囲である。このとき、脱臭シートの積層間隔とＢ方向のシート幅によって、脱臭フィルタで遮光されるように配置できる最適な傾斜角θは変化する。脱臭シートの積層間隔をｈ、脱臭シートの幅をｗとすると、最適な傾斜角θは
ｈ／ｗ＝Ｃｏｓθ
の式で計算することができる。例えば、脱臭フィルタの厚みｗが３Ｃｍ、積層間隔ｈが１Ｃｍの時は、傾斜角θを約７０．５°にするとよい。このように脱臭シートを配置することにより、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００４９】
励起光源と脱臭シートとの距離は自由に設計することができるが、距離を短くするほど脱臭シートが受光する光強度が強くなる。したがって、図２に示すように、複数の脱臭シートを配列する際には、励起光源位置Ａと脱臭シートとの近接端面の位置Ａ‘の距離が同じになるように、脱臭シートを平行に配置することが好ましい。
【００５０】
励起光源から脱臭フィルタに照射される光は、波長４００ｎｍ以下の紫外線を０．１〜５．０ｍＷ／Ｃｍ2の範囲となるように脱臭フィルタに照射されることが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍＷ／Ｃｍ2の光強度である。照射強度は、励起光源の数、発光強度、励起光源と脱臭フィルタの距離を、任意の値に設計して制御することができる。
【００５１】
励起光源と脱臭シートとの近接端面は、脱臭シートの最も低い位置になるように傾斜させると効率がよい。脱臭シートは傾斜角をもっているため、重力の作用によって低い位置へ移動しやすい。脱臭シートの最も低い位置を励起光源の近接位置にすることにより、優れた脱臭性能を得ることができる。また、空気にオイルミストなどの液体が含まれている場合、脱臭シートに付着したオイルが重力の作用によって低い位置へ移動する。脱臭シートの低い位置は励起光源の近接位置にあるため、光の強度が最も強くなっており、油の分解がすみやかに行われるという作用を有する。
【００５２】
また、脱臭シートを等間隔に積層することにより、光を受光できない部分を最小にすることができる。また、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。積層間隔に特に制約はないが、好ましくは０．１〜１０Ｃｍの距離にするとよい。
【００５３】
脱臭シートは、ガラス繊維織物に光触媒を担持したものであってもよい。ガラス繊維は有機合成繊維のように光触媒による劣化をうけることがなく、長期にわたって信頼性の高い脱臭シートを得ることができる。また、ガラス繊維は光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。ガラス繊維の材質としては、石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス光透過性および光散乱性を有するものを利用することができる。繊維形状は特に限定されないが、単繊維よりも、４〜９μｍの径を有する短繊維ガラスを複数束ねた繊維束によって形成することが好ましい。繊維束は５０本〜６４００本程度の任意の本数を束ねて利用することができる。複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束に光触媒を担持すると、繊維間に光触媒粒子が入りこみあるいは付着して固定化される。太い単繊維の表面に光触媒を担持する場合に比べて、繊維間に光触媒を保持することができるため担持量を増やすことができる。また、繊維間に入り込んだ光触媒粒子は繊維にはさまることによって強固に固定化されるとともに、外部から衝撃が加わった場合にも繊維を介して衝撃が伝わるので脱落しにくいという作用を得ることができる。
【００５４】
なお、上記のガラス繊維織物を作成する際に、繊維の脱落を防止するために集束剤と呼ばれるデンプン等のバインダーを用いることが一般的であるが、バインダーは光触媒によって分解され脱臭性能低下の原因となるため、ガラス繊維織物を形成後には４００℃以上の高温でバインダーの焼き飛ばし処理を行ったほうがよい。
【００５５】
ガラス繊維織物の目付け量としては１０〜９００ｇ／ｍ2のものが好ましく、製造を容易にするためには１００〜４００ｇ／ｍ2のものを選択するとよい。また、織物の織り方は、平織、綾織、朱子織、からみ織り、模紗織など、どのような織り方でもかまわないが、形状安定性の観点から模紗織が好ましい。糸の密度としてはタテ・ヨコの繊維束が２０〜４０本／２５ｍｍ、厚さは０．１〜２ｍｍ、引張り強度１００Ｎ／２５ｍｍ以上が好ましい。
【００５６】
ガラス繊維織物に光触媒を担持する方法としては、ディップコート、スプレー、電着、蒸着などが挙げられるが、脱臭シートの基材表面に光触媒が固定化できればいかなる手段でもよい。１回の処理で担持量が十分でなければ、複数回の処理工程を繰り返してもよい。また、光触媒ゾルを用いる場合には、乾燥機で５０〜１５０℃程度の温度で３０〜６０分程度加熱することにより基材に固定化できる。
【００５７】
光触媒は光透過性のバインダーを用いて基材に固定化してもよい。光透過性のバインダーを用いることにより、バインダーが光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。光透過性のバインダーとしては、ＮＡ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＬｉＯ2などのケイ酸塩からなるアルカリシリケート、シリカゾルなどの無機コロイド、シリカ、ケイ素、チタンなどのアルコキシド類とその加水分解物などが挙げられる。強度を向上させるために、シリコーンやフッ素樹脂等を含んでいてもよい。なお、ＮＡなどのアルカリ成分は光触媒の結晶性を低下させ、光触媒性能を低下させることがあるため、バインダーとしては、主成分がＳｉＯ2であることがのぞましく、シリカゾルまたはシリカアルコキシド類の加水分解物などが好適である。
【００５８】
脱臭シートは、吸着剤を含んでいてもよい。吸着剤を含むことにより、吸着剤で臭気を濃縮して光触媒で効率的に分解させることができ、優れた脱臭性能を得ることができる。また、光触媒に光が照射されていないときでも脱臭作用を得ることができる。吸着剤としては、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、セピオライト、珪藻土などが挙げられ、紫外線領域の光吸収量が少ないハイシリカゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ＝１６以上）が好適である。光触媒と吸着剤の比率としては任意の配合を用いることができるが、好ましくは光触媒濃度が２０〜８０ｗｔ％である。
【００５９】
励起光源の点灯管には、保護カバーを備えていてもよい。点灯菅の材質としては、石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス等光を通すことができるものを利用することができる。光透過率をよくするためには、不純物が少ない石英管を利用することが好ましいが、石英菅は比較的高価である。また、光透過率を向上させるためには点灯管をできるだけ薄くすることが好ましいが、機械的強度が低下して割れやすくなるという課題がある。励起光源の点灯管の外周部に保護カバーをつけることにより、点灯管の損傷による失透を防ぐことができ、機械的強度に優れた励起光源とすることができる。また、励起光源に通風することによって励起光源の温度が低下して発光強度が低下することがあるが、保護カバーをつけることによって励起光源の温度低下を抑制し、発光効率の低下を少なくすることができるという作用を有する。保護カバーとしては、光を透過して機械的強度に優れたものであれば特に制約はなく、ガラス、フッ素樹脂、アクリル樹脂などを利用することができる。金属などの光透過性がない材質であっても、金網、パンチングメタルなど開口を備えた形状に加工して円筒状にすれば、保護カバーとして利用することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における光触媒脱臭機の脱臭部を示す斜視図、図５は図４に示す光触媒脱臭機をＤ−Ｄ‘平面で切断した際の斜視図、図６および図７は側面板の部品図である。
【００６１】
図４に示すように、励起光源としてのランプ２および脱臭フィルタ４は、天板７および側面板８によって固定されている。ランプ２は、側面板８に平行になるように６本配置されている。前記ランプ２を中心として上流および下流側には、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４が配置されている。このような配置とすることにより、励起光源をはさんで、対称になるように２組の脱臭フィルタが配置されているため、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００６２】
前記脱臭シート３の傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように脱臭シート３は傾斜して積層され、図示しない送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタ４を通過することにより脱臭される。図５および図６に示すように、脱臭シート３は、側面板８に設けられた等間隔の支持部と、スペーサー９が形成する等間隔支持部によって支持されている。側面板に支持部を設ける手段としては、板に溝を設ける方法、板に突起を設ける方法、板と脱臭シートを接着剤で接着する方法などが挙げられる。スペーサーに支持部を設ける手段としては、スペーサーにスリットを設ける方法、棒状のスペーサーにトゲ状の突起を設ける方法、スペーサーと脱臭シートを接着剤で接着する方法などが挙げられる。
【００６３】
上記の構成により、脱臭シートの間隔を一定に保つことができるため、間隔の増減に起因する脱臭フィルタの圧力損失の分布を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００６４】
スペーサーは光反射作用を有することが好ましく、スペーサーに照射された光を反射して、脱臭シートに照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。スペーサーの材質としてはステンレス、アルミ、ガラスなどが挙げられる。複数のスペーサーの間隔を７０ｍｍ以下にすることにより、脱臭フィルタのたわみによる変形を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。また、フィルタの面振動を抑えることができ、騒音の発生を低減することができる。
【００６５】
スペーサーと側面板の形状によって、脱臭シートの支持形状を変化させることができる。図６は脱臭シートを平面状に支持した例であり、積層された脱臭シート間の風路が直線となるため、圧力損失を低減することができる。図７は側面板形状の別の一例であり、脱臭シートを湾曲させて支持した例である。この場合、積層された脱臭シート間の風路は曲線となるため、圧力損失は図６の例よりも増大するが、脱臭シート間に照射された光が湾曲した脱臭シートにさえぎられて脱臭フィルタの外部に光がもれない構成となるため、光を効率的に利用して脱臭効率を向上させることができる。
【００６６】
図８および図９は、図４の光触媒脱臭機の分解図である。脱臭フィルタの脱臭シート３は、ランプ２と接していない面から着脱可能である。脱臭フィルタはＮＯｘ、ＮＨ3、Ｈ2Ｓ、ＣＨ3ＳＨ等が高濃度で存在する雰囲気下で長期間使用すると硝酸塩、硫酸塩などが蓄積して性能低下することがあり、その場合交換が必要である。上記構成とすることにより、ランプ２と接触せずに脱臭シート３を矢印Ｅ方向に着脱することができ、メンテナンスが容易であるという作用を有する。
【００６７】
また、図９のように、天板７に切り欠き部１０を設けることにより、ランプ２も矢印Ｆ方向（図８）に着脱が容易となり、メンテナンス性が向上する。ランプを設置する際には、切り欠き部１０からランプ２をＦ‘方向に挿入し（挿入した状態がＧ）、Ｇの状態で回転させ切り欠き部１０の奥側につけた溝にランプ２の端子（またはリード線）が入るように固定（Ｈの状態）すればよい。ランプの端子は弾性を有するシリコンゴム製とし、天板７の切り欠き部１０の幅よりやや大きいサイズにしておく。このようにすることにより、ランプ２の端部に備えられた端子とリード線を天板７に固定することができる。
【００６８】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３における光触媒脱臭機の概略断面図である。実施の形態１および２と同様の部分については説明を省略する。
【００６９】
本発明の光触媒脱臭機は、本体１の内部に棒状の光触媒の励起光源としてのランプ２と、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４と、送風手段としてのファン５と、目の粗い第１の集塵フィルタ１１と、目の細かい第２の集塵フィルタ１２と反射板１３を備えている。第１の集塵フィルタ１１と第２の集塵フィルタ１２は、ランプ２から照射された光を受光可能な位置に配置されている。
【００７０】
第２の集塵フィルタ１２は、プリーツ状に加工されており、ランプ２に近い山部１４と谷部１５を有している。プリーツ加工の折り目の配列は、棒状の励起光源としてのランプ２の長手方向を向いており、第２の集塵フィルタの山部１４だけでなく、谷部１５にもランプの光が到達できる。
【００７１】
ファン５の作用によって反射板１３と第１の集塵フィルタ１１の間に設けられた吸込み口から光触媒脱臭機に吸込まれた空気は、本体１の内部に吸込まれる。第１の集塵フィルタ１１によって、繊維屑や粗塵やそれに付着する細菌などを取り除かれた空気は、脱臭フィルタ４を通過する際に脱臭され、第２の集塵フィルタ１２によって、さらに細かな細菌やカビまで取り除かれ、清浄な空気として放出される。第２の集塵フィルタ１２のランプ側の表面には、抗菌性の金属としての銀と光触媒が担持されており、第２の集塵フィルタに殺菌性を付与している。また、ランプ２は複数本のランプであり、その一部は殺菌作用を備えたランプとなっているため、第１の集塵フィルタおよび第２の集塵フィルタに捕集された細菌やカビはすみやかに殺菌され、捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。光触媒を担持した部分は、抗菌性に加えて、菌の死骸まで分解して集塵フィルタを清潔な状態に保つことができる。
【００７２】
光触媒による脱臭では、紫外線強度を強くするとそれに伴って脱臭性能は高くなる。これは光触媒が光量に応じてＯＨラジカルなどの活性種を生成するためであり、特に高濃度ガスの分解を素早く行うためには強い光エネルギーによる大量の活性種の生成が必要になる。一方、光触媒による抗菌では、菌を完全に分解する必要はなく、ＯＨラジカルなどの活性種によって菌の生育に必要な機能を阻害するか、細胞の一部を損傷させることで抗菌効果が発揮されるため、紫外線光量は少なくてよい。本発明のように、光源から発生した光を最初に脱臭フィルタに照射して脱臭効果を発揮させ、脱臭フィルタを通過して減衰した光を集塵フィルタにあてることによって抗菌効果を発揮させることにより、一つの光源で効率的に脱臭効果と抗菌効果を得ることができる。また、光源が一つでよいので、光触媒脱臭機を簡略化することができる。
【００７３】
集塵フィルタに光触媒が担持されている場合、照射される光の紫外線強度は、０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上であればよく、より好ましくは０．１ｍＷ／Ｃｍ2以上であり、さらに好ましくは０．５ｍＷ／Ｃｍ2以上である。集塵フィルタが抗菌性を備えることにより、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。
【００７４】
集塵フィルタに担持する光触媒は、脱臭フィルタと同様のものを利用することができ、安全性、経済性などの面から、酸化チタンが好ましい。抗菌性の金属としては、Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｒなどが挙げられ、光源の光があたらない場合でも抗菌性が発揮されるので、光触媒の表面にほこりや砂などが付着した場合でも、菌やカビの繁殖を抑制することができる。なお、金属ではなく、銀・銅・亜鉛などの金属イオンを溶出する銀ゼオライト、銀含有リン酸ジルコニウムなどの無機化合物を用いてもなんら問題はない。
【００７５】
抗菌作用を有するランプとしてはブラックライト、冷陰極管、殺菌灯などがあげられ、波長４００ｎｍ以下の光を含んでいるものが好ましく、特に波長２５４ｎｍの紫外線を含んでいる場合は効果が高い。また、波長１８５ｎｍの紫外線を含む場合、空気中の酸素分子をオゾンに変え、また大量の陰イオンを出すことができるため、脱臭効果および抗菌効果をさらに高めることができる。また、ランプに塗布する蛍光体の種類を場所ごとに変化させ、たとえはランプの上部は３６５ｎｍ、ランプの下部は２５４ｎｍの紫外線を出すようにしてもよい。
【００７６】
オゾンが発生する場合、励起光源と吹出し口の間には、オゾン分解手段を備えることが好ましい。オゾン分解手段により、オゾンが光触媒脱臭機の外部に放出されることがないという効果を得ることができる。また、オゾンと臭気が反応することによって、さらに脱臭効果を高めることができる。オゾン分解手段としては、活性炭、マンガン・コバルト・ニッケル・鉄・銀などの金属酸化物や水酸化物を用いることができる。オゾン分解手段は、光触媒シートの一部に光触媒と混合して担持してもよいし、オゾン分解手段のみを担持したシートを備えてもよい。また、オゾン分解手段を集塵フィルタの一部に塗布してもよいし、本体の内面に塗布してもよい。
【００７７】
集塵フィルタの材質は、金属または無機化合物であることが好ましく、アルミニウム、鉄、ステンレス、金、銀、銅などの金属や、シリカアルミナ、アルミナ、シリカガラス、ロックウール、チタン酸カリウム、ウォラストナイトなどが挙げられる。金属または無機化合物は、繊維状あるいは網状、板状のものが適しており、金属または無機化合物を接着するために、バインダーが含まれていてもよい。バインダーは少量であれば有機化合物であってもよい。プラスチックや紙などの有機化合物を用いる場合は、シリコーンやフッ素樹脂などを被覆して光触媒を担持することが望ましい。励起光源から照射された光による集塵フィルタの劣化が極めて少なく、長期間性能が低下しない光触媒脱臭機を得ることができる。
【００７８】
集塵フィルタの形状は、網状、パンチング状、編物形状、不織布形状などを用いることができ、プリーツ状に加工して用いてもよい。プリーツ加工することによって表面積を増大させ、圧力損失を低下させることができる。
【００７９】
反射板は光を反射させることができればよく、アルミニウム、鉄、ステンレス、ガラスなどを利用することができる。樹脂に金属箔を接着したり、金属を蒸着したものを反射板として用いてもよい。
【００８０】
反射板は、励起光源を、光触媒脱臭機の本体外部から直視できないように配することが好ましい。具体的には、図１０のＤ方向から見たときに、反射板によって励起光源を直視できないように遮蔽するとよい。このためには、脱臭フィルタ４よりも反射板１３を大きくするとよい。反射板は１枚の板状でも良いし、分割してブラインド状にしても良いし、パンチング形状でもよい。前記構成により、紫外線による人体への影響を軽減し、見た目にもまぶしくない光触媒脱臭機を得ることができる。
【００８１】
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【実施例１】
【００８２】
（圧力損失）
光触媒として粉末状の酸化チタンを８ｗｔ％、吸着剤としてのハイシリカゼオライトを２０ｗｔ％、バインダーとしてのコロイダルシリカを６０ｗｔ％、精製水を１２ｗ％の比率になるように材料を計量して混合した後、ボールミルで２４時間分散混合してスラリーを作成した。出来上がったスラリーに、開口率１５％のガラス繊維織物ディップして光触媒を含浸させ、エアブローして余剰液を排除した後、１２０℃の乾燥機で３０分乾燥させ、光触媒を含む脱臭シートを作成した。触媒と吸着剤とバインダーを合わせた担持量は５００ｇ／ｍ2であった。脱臭シートの基材となるガラス繊維織物は、目付け量３５４ｇ／ｍ2、糸の密度１１×３本／２５ｍｍ（タテ・ヨコ同じ）の模紗織、厚さは０．４２ｍｍのものを用いた。作成した脱臭シートの開口率は約１５％であった。
【００８３】
図４と同様の構成になるように作成した脱臭シートを２１Ｃｍ×２．５Ｃｍの大きさに切断し、積層間隔８．８ｍｍになるように縦に４９枚平行に積層した。同様の積層体を２個作成し、ランプをはさむように設置した。フィルタの合計枚数は９８枚である。このときのランプと脱臭シートの傾斜角θは約７０°とし、ランプとの近接端面が脱臭シートの最も低い位置になる向きに配置した。ランプは３．５Ｃｍ間隔で６本配置した。天板と側面板で囲まれた風路の断面積は４７Ｃｍ×２０Ｃｍに設定した。フィルタの開口率を考慮せず、フィルタの接着部を除外して計算した脱臭シートの合計表面積は約４９００Ｃｍ2である。作成した脱臭フィルタの下流側にファンを接続し、本発明の実施例１の光触媒脱臭機とした。
【００８４】
上記と同様の方法で脱臭シートを作成した後、脱臭シートが風路をふさぐ形（傾斜角θ＝０°）で、断面積が４７Ｃｍ×２０Ｃｍになるように風路に配置した。脱臭シートの合計表面積は約９４０Ｃｍ2である。フィルタの下流側に６本のランプを配置し、さらに下流側にファンを接続して、本発明の比較例１の光触媒脱臭機とした。
【００８５】
上記と同様の方法で脱臭シートを作成した後、脱臭シートが風路をふさぐ形で、断面積が４７Ｃｍ×２０Ｃｍになるように風路に配置し、これを４枚重ねた。脱臭シートの合計表面積は約３７６０Ｃｍ2である。フィルタの下流側に６本のランプを配置し、さらに下流側にファンを接続して、本発明の比較例２の光触媒脱臭機とした。
【００８６】
作成した光触媒脱臭機の風速と圧力損失の関係を図１１に示す。本発明の実施例１の光触媒脱臭機は圧力損失が低く、面風速１ｍ／ｓ時の圧力損失は１０．８ＰＡであった。一方、比較例１の光触媒脱臭機では面風速１ｍ／ｓ時の圧力損失が１９．３ＰＡ、比較例２の光触媒脱臭機では圧力損失が４６．２ＰＡとなり、実施例１の光触媒脱臭装置に比べて風路を風が通過しにくいことがわかった。フィルタの合計表面積を比較すると、本発明の光触媒脱臭機の表面積は４９００Ｃｍ2であり、比較例１の約５．２倍、比較例２の１．３倍となる。これらのことから、実施例１のように脱臭シートの傾斜角を０°以上にすることにより、脱臭フィルタの圧力損失を低減しながら、脱臭シートの合計表面積を増やすことができ、脱臭効率の良い光触媒脱臭装置を得ることができることがわかった。
【実施例２】
【００８７】
（脱臭シートの傾斜角と脱臭性能）
粉末状の酸化チタンを８ｗｔ％、吸着剤としてのハイシリカゼオライトを２０ｗｔ％、コロイダルシリカを６０ｗｔ％、精製水を１２ｗ％の比率になるように材料を計量して混合した後、ボールミルで２４時間分散混合してスラリーを作成した。出来上がったスラリーに、開口率２９％のガラス繊維織物をディップして光触媒を含浸させ、エアブローして余剰液を排除した後、１２０℃の乾燥機で３０分乾燥させ、光触媒を含む脱臭シートを作成した。
【００８８】
脱臭シートの基材となるガラス繊維織物は
（１）開口のあるガラス繊維織物（網状シート）（２）開口のないガラス繊維（板状 シート）
を用いた。
【００８９】
（１）開口のあるガラス繊維織物（網状シート）
目付け量３５４ｇ／ｍ2、糸の密度１１×３本／２５ｍｍ（タテ・ヨコ同じ）の模紗織、厚さは０．４２ｍｍのものを用いた。触媒と吸着剤とバインダーを合わせた担持量は５００ｇ／ｍ2であった。作成した脱臭シートの開口率は約１５％であった。
【００９０】
（２）開口のないガラス繊維織物（板状シート）
目付け量４０８ｇ／ｍ2、糸の密度４２本／２５ｍｍ（タテ）、３１本／２５ｍｍ（ヨコ）の綾織、厚さは０．４５ｍｍのものを用いた。触媒と吸着剤とバインダーを合わせた担持量は５００ｇ／ｍ2であった。作成した脱臭シートの開口率は０％である。
【００９１】
作成した脱臭シートを１８Ｃｍ×８Ｃｍの大きさに切断し、さらに２Ｃｍ×８Ｃｍ、９枚に分割した。任意の傾斜角θで等間隔に積層した脱臭シートを水平に置き、光源としての冷陰極管、脱臭シート、ファンの順に並べて、内容積１ｍ3のアクリルボックスに入れた。脱臭シート近接面の平均紫外線強度が２ｍＷ／Ｃｍ2になるようにランプと脱臭シートの近接面の間隔を調整した。アクリルボックスを密閉し、１０ｐｐｍのアセトアルデヒドガスを導入した。ボックス内の空気をサンプリングし、ガスクロマトグラフィーでアセトアルデヒド濃度を経時的に測定した。
【００９２】
図１２に傾斜角を変化させたときのアセトアルデヒド脱臭率を示す。縦軸は１２０分後のアセトアルデヒド濃度から求めた脱臭率、横軸はランプの長手方向と脱臭シートが形成する傾斜角θである。（１）網状シートの場合、傾斜角が０°から６０°の範囲では傾斜角の増加に伴って脱臭率が向上し、６０°から９０°の範囲では脱臭率が減少した。脱臭率は、脱臭シートの受光強度・臭気と脱臭シートの接触効率および気流の状態・通過風量などが影響するが、本発明の形状では傾斜角約６０°付近に最適値があることがわかった。一方、（２）板状シートの場合、３０°から９０°の範囲では傾斜角の増加に伴って脱臭率が向上した。なお、傾斜角０°は風路が遮断されてしまい風を通すことができないため測定しなかった。上記の試験で最も脱臭効率がよかったのは（１）網状シートを用いて傾斜角６０°にした構成であった。板状シートのθ＝９０°時の脱臭性能を基準とすると、網状シートの傾斜角θは４０＜θ＜７８の範囲になるように脱臭シートを傾斜配置するとよいことがわかった。
【実施例３】
【００９３】
（光触媒の脱臭性能と抗菌性能）
光触媒による脱臭性能と紫外線強度の関係を調べるため以下の実験を行った。光触媒としての酸化チタンを含む光触媒フィルタとランプを３Ｌの試験ボックスにいれ、外部の光が入らないように遮光した後、初期濃度が１００ｐｐｍになるようにアセトアルデヒドガスを入れた。１２０分後にランプを点灯して光触媒フィルタに光を照射した。ランプはブラックライトと蛍光灯をそれぞれ用い、紫外線強度は前者が１ｍＷ／Ｃｍ2、後者が０．０１ｍＷ／Ｃｍ2であった。試験ボックス内のガス濃度はガスクロマトグラフィーで測定した。結果を図１３に示す。光触媒フィルタなしの場合は、試験ボックス壁面への吸着と容器外への拡散で緩やかにガス濃度が減少した。光触媒フィルタありの場合には、暗所でも吸着によるガス濃度の低下が見られた。１２０分経過後、紫外線強度１ｍＷ／Ｃｍ2で光照射した場合、約３５分でガス濃度が検出限界以下となり、光触媒によるガスの分解が起こっていることがわかった。一方、紫外線強度０．０１ｍＷ／Ｃｍ2の場合も同様にガスの分解が起こったが、減少速度は緩やかであった。ここから、強い紫外線を照射したほうが短時間で臭気の分解が起こることがわかった。
【００９４】
光触媒による抗菌作用を調べるため、以下の手順で実験を行った。少量の栄養素を加えるため１／５００に希釈したブイヨン液体培地で１０5個／ｍｌになるように調製した黄色ブドウ球菌（Ｓ．ＡｕｒＥｕｓ， ＮＢＲＣ．１２７３２）を、光触媒を担持した５Ｃｍ角の集塵フィルタに０．１５ｍｌ接種した。その後、各条件で紫外線を照射して、０、８、２４時間後の菌数変化を調べた。菌数の測定は標準寒天培地を用いて３７℃で２４時間培養することにより行った。結果を図１４に示す。紫外線強度がゼロの場合、菌数はわずかに増加した。一方、紫外線を照射すると菌数は減少し、照射時間が長く紫外線強度が強いほど抗菌効果が強く現れることがわかった。また、光触媒層に照射される紫外線強度は０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上であればよいことがわかった。この程度の紫外線光量にすることにより、抗菌効果を得ることができるだけでなく、紫外線による本体樹脂の劣化を少なくすることができるという効果を得ることができる。
【実施例４】
【００９５】
（光による抗菌性能）
室内で、光触媒脱臭機を３．５ヶ月運転した。集塵フィルタには、無数のほこりが付着しており、ほこりを採取してＳＣＤＬＰ培地で洗い出した後、回収した液を標準寒天培地培養した。ほこりに含まれる生菌数は、６．０×１０2ＣＦｕ／ｍｇであった。
【００９６】
採取したほこりに殺菌灯（中心波長２５４ｎｍ）、ブラックライト（中心波長３６５ｎｍ、１ｍＷ／Ｃｍ2）の光を１８時間照射した。照射後、同様の手順で菌数の測定を行った。殺菌灯を照射したものでは、生菌数は７．５×１０1ＣＦｕ／ｍｇとなり、殺菌率は８８％であった。ブラックライトを照射したものでは、生菌数は５．３×１０2ＣＦｕ／ｍｇとなり、殺菌率は１３％であった。光を照射することにより、集塵フィルタの付着した細菌を減らすことができ、特に殺菌灯の殺菌効果が高いことがわかった。
【００９７】
ブラックライトについて、紫外線の強度を弱めて長時間の照射を行った。採取したほこりにブラックライト（中心波長３６５ｎｍ、０．５ｍＷ／Ｃｍ2）の光を１０日間照射し、同様の手順で生菌数を測定した。結果を図１５に示す。細菌数は、時間とともに減少し、１０日後の殺菌率は９４％であった。弱い紫外線であっても、長時間照射することによって殺菌作用が働くことがわかった。
【００９８】
採取したほこりにブラックライト（中心波長３６５ｎｍ）の光を照射し、同様の手順で生菌数を測定した。ブラックライトの紫外線強度は０〜２．５ｍＷ／Ｃｍ2であり、照射時間は２４時間とした。結果を図１６に示す。紫外線強度の増加とともに、殺菌率が向上することがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた脱臭機を提供することができ、脱臭装置、空気清浄機、脱臭機能付きエアコンなどの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１の光触媒脱臭機を示す概略断面図
【図２】同光触媒脱臭機のランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（側面）
【図３】同光触媒脱臭機のランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（平面）
【図４】本発明の実施の形態２の光触媒脱臭機の脱臭部を示す斜視図
【図５】同光触媒脱臭機をＤ−Ｄ‘平面で切断した斜視図
【図６】同光触媒脱臭機の側面板の部品図
【図７】同光触媒脱臭機の側面板の部品図
【図８】同光触媒脱臭機の分解図
【図９】同光触媒脱臭機の分解図
【図１０】本発明の実施の形態２の光触媒脱臭機を示す概略断面図
【図１１】実施例１の光触媒脱臭機の風速と圧力損失の関係を示すグラフ
【図１２】実施例２の傾斜角とアセトアルデヒド脱臭率の関係を示すグラフ
【図１３】本発明の光触媒フィルタの脱臭効果を示すグラフ
【図１４】本発明の光触媒の殺菌効果を示すグラフ
【図１５】本発明のランプの照射時間と残菌率の関係を示すグラフ
【図１６】本発明のランプの紫外線強度と残菌率の関係を示すグラフ
【図１７】従来の脱臭装置を示す概略斜視図
【図１８】従来の脱臭装置を示す概略斜視図
【符号の説明】
【０１０１】
１ 本体
２ ランプ
３ 脱臭シート
４ 脱臭フィルタ
５ ファン
６ 繊維
７ 天板
８ 側面板
９ スペーサー
１０ 切り欠き部
１１ 第１の集塵フィルタ
１２ 第２の集塵フィルタ
１３ 反射板
１４ 山部
１５ 谷部
１０１ 吸着剤
１０２ 光触媒
１０３ ハニカム孔
１０４ ランプ
２０１ 脱臭ユニット
２０２ 紫外線ランプ
２０３ 板状脱臭体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒を利用した脱臭機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脱臭装置には、臭気成分を吸着する吸着剤に光触媒を練込みハニカム状に形成し、ハニカム孔に通風しながら光触媒を励起させる励起させる脱臭装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その脱臭装置について図１７を参照しながら説明する。
【０００４】
図１７に示すように、脱臭装置は、吸着剤１０１に光触媒１０２を練り込みハニカム状に形成したものである。ハニカム孔１０３に臭気を含む空気を通風させるとともに、光触媒励起源としてのランプ１０４を点灯させ、光触媒１０２を励起させて臭気の分解脱臭を行うものである。
【０００５】
また、図１８に示すように、従来の脱臭装置として、脱臭ユニット２０１と紫外線ランプ２０２とから構成され、脱臭ユニット２０１は、複数の板状脱臭体２０３から構成され、これら複数の板状脱臭体２０３は通風方向に対し略平行に配置され、また、板状脱臭体２０３はＴｉＯ２等の光触媒と、ハイシリカゼオライト等の吸着剤とからなり、また、紫外線ランプ２０２は両端が脱臭ユニット２０１を構成する両端の板状脱臭体２０３にかかるように長手方向を板状脱臭体２０３の配列方向に沿わせて配置したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２５７４８４０号公報
【特許文献２】特開平１０−２８６４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の従来の脱臭装置は、吸着剤１０１と光触媒１０２を練り込んだハニカム構造体となっているために、ハニカム構造体の壁を厚くしないと形状を保持することが困難である。そして壁を厚くしたハニカム構造体は圧力損失が高くなりやすいという課題があった。また、光触媒励起源としてのランプ１０４から斜めに照射された光がハニカムの壁によってさえぎられ、ハニカム孔１０３の内部に陰になる部分が生じてしまい、ハニカム孔内部の光触媒１０２が活性化されないため、脱臭性能が低いという課題があった。ハニカム構造体の正面に多数のランプを配置すれば陰を作ることを回避できるが、この場合ランプ自体が通風をさえぎり、圧力損失が増大してしまうという課題があった。光を十分にあてるためにハニカムの厚みを小さくした場合には、形状安定性が低下するとともに、光触媒の担持量と光の照射面積を十分確保できないため脱臭性能が低下するという課題を有していた。
【０００７】
また、特許文献２に記載の従来の脱臭装置は、通風方向に対し略平行に配置された複数の板状脱臭体であるため、通風時の圧力損失を少なくすることができる。しかしながら、紫外線ランプから垂直方向に照射された光は、光触媒と吸着剤を混合してなる板状脱臭体には照射されずに外部にもれてしまい、光の照射効率が悪く十分な脱臭性能を得ることができないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた脱臭機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光触媒脱臭機は、上記目的を達成するために、吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源と、光触媒を含む脱臭シートを間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタと、送風手段とを備えた光触媒脱臭機であって、前記励起光源から照射された光を受光可能な位置に脱臭フィルタが配置され、前記棒状の励起光源の長手方向に対する前記脱臭シートの傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように網状の脱臭シートが傾斜して積層され、前記送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタを通過することにより脱臭されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた光触媒脱臭機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の発明は、吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源と、光触媒を含む脱臭シートを間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタと、送風手段とを備えた光触媒脱臭機であって、前記励起光源から照射された光を受光可能な位置に脱臭フィルタが配置され、前記棒状の励起光源の長手方向に対する前記脱臭シートの傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように網状の脱臭シートが傾斜して積層され、前記送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタを通過することにより脱臭されることを特徴としたものである。脱臭性能を向上させるためには、脱臭シートにより多くの光触媒を含ませたほうがよいが、そのためには脱臭シートを網状とし、網目を細かくする必要がある。しかしながら、網目を細かくすると脱臭シートの圧力損失が増大し、特許文献１のようにハニカム孔に空気を通過させる方法では、空気を網目に通過させることが困難となり脱臭性能は低下してしまう。本発明では、脱臭シートを間隔を置いて積層した配置にすることにより、送風手段によって送られた風が傾斜した脱臭シートの面に沿って通過していき、脱臭フィルタを低圧損にすることができる。また、脱臭フィルタが励起光源に対して傾斜角をもっているので光を効率的に受光でき、特許文献２のように傾斜角をもたない場合に比べて脱臭性能が向上するという効果が得られる。また、脱臭シートが開口を有する網状であることにより、通過する空気が脱臭シートの表面で乱流となって光触媒に接触する確率が高くなるので、脱臭性能を向上させることができる。
【００１２】
また、脱臭シートの傾斜角θが４０＜θ＜７８の範囲になるように網状の脱臭シートを傾斜させることを特徴としたものであり、送風手段によって送られた風が傾斜した脱臭シートの面に沿って通過していき、脱臭フィルタを低圧損にすることができる。また、脱臭フィルタが励起光源に対して傾斜角をもっているので光を効率的に受光でき、脱臭性能が向上するという効果が得られる。また、脱臭シートが開口を有する網状であり、かつ傾斜角を有することにより、通過する空気が脱臭シートの表面で乱流となって光触媒に接触する確率が高くなるので、開口を有さない平板状に比べて脱臭性能を向上させることができる。
【００１３】
また、励起光源から垂直方向に照射された光が、脱臭フィルタで遮光されるように、脱臭フィルタの傾斜角と積層間隔を調整したことを特徴としたものであり、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００１４】
また、励起光源と脱臭シートとの近接端面の距離が同じになるように、複数の脱臭シートを配列することを特徴としたものである。脱臭シートと励起光源の距離は、近いほど性能がよいため、全ての脱臭シートの近接端面を揃えることによって、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００１５】
また、励起光源と脱臭シートとの近接端面が、脱臭シートの最も低い位置になるように傾斜させることを特徴としたものである。脱臭シートは傾斜角をもっているため、重力の作用によって低い位置へ移動しやすい。脱臭シートの最も低い位置を励起光源の近接位置にすることにより、優れた脱臭性能を得ることができる。また、空気にオイルミストなどの液体が含まれている場合、脱臭シートに付着したオイルが重力の作用によって低い位置へ移動する。脱臭シートの低い位置は励起光源の近接位置にあるため、光の強度が最も強くなっており、油の分解がすみやかに行われるという作用を有する。
【００１６】
また、脱臭シートを等間隔に積層したことを特徴としたものであり、脱臭シートを等間隔に積層することにより、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００１７】
また、脱臭シートをスペーサーで支持することを特徴としたものであり、脱臭シートの間隔を保つことができるため、間隔の増減に起因する脱臭フィルタの圧力損失の分布の変動を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００１８】
また、スペーサーが光反射作用を有することを特徴としたものであり、スペーサーに照射された光を反射して、脱臭シートに照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００１９】
また、スペーサーが７０ｍｍ以下の間隔で複数設けられたことを特徴としたものであり、スペーサーの間隔を７０ｍｍ以下にすることにより、脱臭フィルタのたわみによる変形を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００２０】
また、脱臭シートがガラス繊維織物に光触媒を担持したものであることを特徴としたものであり、ガラス繊維は有機合成繊維のように光触媒による劣化をうけることがなく、長期にわたって信頼性の高い脱臭シートを得ることができる。また、ガラス繊維は光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００２１】
また、ガラス繊維織物が複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束によって形成されたことを特徴としたものである。複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束に光触媒を担持すると、繊維間に光触媒粒子が入りこみあるいは付着して固定化される。太い短繊維の表面に光触媒を担持する場合に比べて、繊維間に光触媒を保持することができるため担持量を増やすことができる。また、繊維間に入り込んだ光触媒粒子は繊維にはさまることによって強固に固定化されるとともに、外部から衝撃が加わった場合にも繊維を介して衝撃が伝わるので脱落しにくいという作用を得ることができる。
【００２２】
また、光触媒を光透過性のバインダーを用いてガラス繊維織物に固定化したことを特徴としたものであり、光透過性のバインダーを用いることにより、バインダーが光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００２３】
また、光透過性のバインダーの主成分がＳｉＯ2であることを特徴としたものであり、光触媒の結晶性を低下させるアルカリ成分がバインダーから溶出せず、光触媒の脱臭性能が低下しにくいというという作用を有する。
【００２４】
また、脱臭シートが、吸着剤を含むことを特徴としたものであり、吸着剤を含むことにより、吸着剤で臭気を濃縮して光触媒で効率的に分解させることができ、優れた脱臭性能を得ることができる。また、光触媒に光が照射されていないときでも脱臭作用を得ることができる。
【００２５】
また、励起光源の点灯管に保護カバーを備えたことを特徴としたものであり、励起光源の点灯管に保護カバーをつけることにより、点灯管の損傷による失透を防ぐことができ、機械的強度に優れた励起光源とすることができる。また、励起光源に通風することによって励起光源の温度が低下して発光強度が低下することがあるが、保護カバーをつけることによって励起光源の温度低下を抑制し、発光効率の低下を少なくすることができるという作用を有する。
【００２６】
また、励起光源をはさんで、左右対称になるように２組の脱臭フィルタが配置されていることを特徴としたものであり、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００２７】
また、脱臭フィルタの脱臭シートが、励起光源と接していない面から着脱可能であることを特徴としたものであり、ランプと接触せずに脱臭シートを着脱することができ、メンテナンスが容易であるという作用を有する。
【００２８】
また、抗菌性の金属および／または光触媒を担持した集塵フィルタを、励起光源から照射された光を受光可能な位置に備えたものであり、集塵フィルタに抗菌性を付与することができる。集塵フィルタが抗菌性を備えているので、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。光触媒を担持した場合には、抗菌性に加えて、菌の死骸まで分解して集塵フィルタを清潔な状態に保つことができる。
【００２９】
また、集塵フィルタの光を受光可能な面のみに、抗菌性の金属および／または光触媒を担持したことを特徴としたものであり、集塵フィルタに照射される光を効率よく活用して、抗菌性の金属および／または光触媒を活性化させることができる。また、集塵フィルタ全体に抗菌性の金属および／または光触媒を担持する場合に比べて、担持量を減らすことができ、経済性に優れた集塵フィルタを得ることができる。
【００３０】
また、励起光源から照射された光の紫外線強度が、０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上となる位置に集塵フィルタを備えたことを特徴としたものであり、集塵フィルタに十分な抗菌性を得ることができる。集塵フィルタが抗菌性を備えているので、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。
【００３１】
また、集塵フィルタを、励起光源から照射された殺菌作用を有する光を受光可能な位置に備えたことを特徴としたものであり、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、光によって殺菌されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３２】
また、励起光源の少なくとも一部が抗菌作用を有することを特徴としたものであり、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、光によって増殖抑制されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３３】
また、励起光源と吹出し口の間に、オゾン分解手段を備えたことを特徴としたものであり、オゾンが光触媒脱臭機の外部に放出されることがないという効果を得ることができる。また、オゾンと臭気が反応することによって、さらに脱臭効果を高めることができる。また、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、オゾンによって殺菌されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３４】
また、集塵フィルタの材質が、金属または無機化合物であることを特徴としたものであり、励起光源から照射された光による、集塵フィルタの劣化が極めて少なく、長期間性能が低下しない光触媒脱臭機を得ることができる。
【００３５】
また、集塵フィルタが、金属または無機繊維をプリーツ加工したものであり、プリーツ加工の折り目の配列が、励起光源の長手方向であることを特徴としたものである。集塵フィルタは、プリーツ加工することによって表面積を増大させ、圧力損失を低下させることができる。プリーツ加工によって、集塵フィルタには山と谷の部分ができるが、谷の部分には励起光源からの光があたりにくいという課題が生じやすい。プリーツ加工の折り目の配列を、励起光源の長手方向にそろえることによって、集塵フィルタの谷の部分まで光が照射され、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、光によって殺菌されるため、集塵フィルタ表面で増殖してにおいを発生することがない。
【００３６】
また、励起光源から照射された光を反射させる反射板を備え、励起光源、脱臭シート、集塵フィルタ、反射板の順に配置したことを特徴とする。励起光源からの光は距離が遠くなるに従って減衰する。光触媒による脱臭では、紫外線強度を強くするとそれに伴って脱臭性能は高くなり、特に高濃度ガスの分解を素早く行うためには強い光を照射する必要がある。一方、光触媒による殺菌では、菌を完全に分解する必要はなく、ＯＨラジカルなどの活性種によって菌の生育に必要な機能を阻害するか、細胞の一部を損傷させることで殺菌効果が発揮されるため、紫外線光量は少なくてよい。本発明のように、励起光源、脱臭シート、集塵フィルタ、反射板の順に配置することによって、脱臭性能と殺菌性能を両立させた光触媒脱臭機を得ることができる。また、反射板によって光を反射させることにより、さらに脱臭性能と殺菌性能を向上させた光触媒脱臭機を得ることができる。また、強い衝撃などによって脱臭シートから光触媒が剥離した場合にも、集塵フィルタで捕集することができ、光触媒脱臭機の外部に光触媒が飛散することがないという作用を有する。
【００３７】
また、反射板と集塵フィルタの間に、吸込み口を設けたことを特徴としたものであり、光を反射して、集塵フィルタの殺菌性能と脱臭シートの脱臭性能を向上さながら、空気が良好に通過できる光触媒脱臭機を得ることができる。
【００３８】
また、励起光源を、光触媒脱臭機の本体外部から直視できないように配したことを特徴としたものであり、光源を直視することができないので、紫外線による人体への影響を軽減し、見た目にもまぶしくないという作用を有する。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光触媒脱臭機の概略断面図、図２は本発明の実施の形態１における光触媒脱臭機のランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（側面）、図３は同ランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（平面）である。
【００４１】
本発明の光触媒脱臭機は、吸込み口と吹出し口を有した本体１の内部に棒状の光触媒の励起光源としてのランプ２と、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４と、送風手段としてのファン５とを備えている。脱臭フィルタ４は、ランプ２から照射された光を受光可能な位置に配置されている。図３に示すように、ランプ２の長手方向Ａと脱臭シート３の面方向Ｂがなす傾斜角θは、０＜θ＜９０の範囲になるように設置され、送風手段としてのファン５によって送られた空気は、脱臭フィルタ４を通過することにより脱臭される。脱臭シート３は、繊維６からなる網状体であり、略平面状のシートに無数の開口を有している。
【００４２】
本発明では、脱臭シート３を間隔を置いて積層した配置にすることにより、ファン５によって送られた風の大部分は傾斜した脱臭シート３の面に沿ってＢ方向に通過していき、一部の風のみが脱臭シート３の網目を通過するため、脱臭フィルタを低圧損にすることができる。風に含まれる臭気は、脱臭フィルタに吸着するとともに光触媒の作用を受けて脱臭される。図３に示すように、脱臭シート３は開口を有する網状であるため、通過する空気が脱臭シートの表面で乱流となって光触媒に接触する確率が高くなり、脱臭性能が向上するという作用を有する。また、脱臭シートが網状となっているため、開口のない平板状のシートに比べてシートの表面積が大きくなり、ガスとの接触面積および光の照射面積を大きくすることができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００４３】
光触媒としては、酸化スズ、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化ビスマスなどの金属酸化物、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化モリブデンなどの金属硫化物、チタンナイトライドなどの窒化物が挙げられ、安全性、経済性などの面から、酸化チタンが好ましい。また、光触媒の表面にＰｔ、ＰＤ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ等の助触媒を添加してもよい。
【００４４】
光触媒を含む脱臭シートの基材としては、金属、プラスチック、合成樹脂繊維、天然繊維、木材、紙、ガラス、セラミックなどが挙げられるが，紫外線に対する強度を有していることが望ましい。光触媒性能と担持強度が確保できる材質であることが望ましく，金属やセラミックやガラスなどが適している。プラスチックや紙を基材として用いる場合は、基材表面にシリコーンやフッ素樹脂などを被覆して光触媒を担持することが望ましい。
【００４５】
脱臭シートの形状は、シート面に開口を有していれば特に問題はなく、シートに孔を空けたパンチング形状、繊維を編みこんだ編物形状、繊維を接着した不織布形状などが好適である。シートはできるだけ平面であることが好ましいが、積層したシート同士が接触しない範囲で湾曲していてもよい。
【００４６】
送風手段としては、本体内部に風を取り込むことができれば特に問題はなく、プロペラファン、シロッコファン、ターボファンなどあらゆる送風手段を利用することができる。送風手段によって送られる空気が脱臭フィルタを通過する風量は任意の範囲で設計することができるが、十分な脱臭性能を得るためには風速０．２〜２ｍ／ｓ程度にするとよい。
【００４７】
光触媒を活性化させる棒状の励起光源としてはブラックライト、冷陰極管、殺菌灯、蛍光灯などのランプが挙げられる。光触媒を励起することができればいかなる手段を用いてもよいが，冷陰極管は比較的低コストであり，耐久寿命も長いことから光源として好ましい。ＬＥＤ光源を直線状に複数配列して棒状の励起光源としてもよい。
【００４８】
図２に示すように、励起光源としてのランプ２から発生する光の強度は、光源の長手方向Ａに対して垂直方向Ｃが一番強い。光強度が強いほど光触媒が活性化され脱臭性能が向上することから、脱臭シートを光源の長手方向Ａと平行、すなわち光源の長手方向Ａと脱臭シートの面方向Ｂがなす傾斜角θを０°とすると脱臭シートに対する光照射強度が最も強くなる。しかしながら、この配置では脱臭シートが通風をさえぎる形となるため圧力損失が増大し、通過できる風量が低下ため、脱臭装置の脱臭性能は低下してしまう。したがって、光源の長手方向Ａと脱臭シート３の面方向Ｂがなす傾斜角θは、０＜θ＜９０の範囲内で最適値に制御し、励起光源から垂直方向に照射された光がＣ´のように、脱臭フィルタで遮光されるように配置するとよく、より好ましくは、傾斜角θが４０＜θ＜７８の範囲である。このとき、脱臭シートの積層間隔とＢ方向のシート幅によって、脱臭フィルタで遮光されるように配置できる最適な傾斜角θは変化する。脱臭シートの積層間隔をｈ、脱臭シートの幅をｗとすると、最適な傾斜角θは
ｈ／ｗ＝Ｃｏｓθ
の式で計算することができる。例えば、脱臭フィルタの厚みｗが３Ｃｍ、積層間隔ｈが１Ｃｍの時は、傾斜角θを約７０．５°にするとよい。このように脱臭シートを配置することにより、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００４９】
励起光源と脱臭シートとの距離は自由に設計することができるが、距離を短くするほど脱臭シートが受光する光強度が強くなる。したがって、図２に示すように、複数の脱臭シートを配列する際には、励起光源位置Ａと脱臭シートとの近接端面の位置Ａ‘の距離が同じになるように、脱臭シートを平行に配置することが好ましい。
【００５０】
励起光源から脱臭フィルタに照射される光は、波長４００ｎｍ以下の紫外線を０．１〜５．０ｍＷ／Ｃｍ2の範囲となるように脱臭フィルタに照射されることが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍＷ／Ｃｍ2の光強度である。照射強度は、励起光源の数、発光強度、励起光源と脱臭フィルタの距離を、任意の値に設計して制御することができる。
【００５１】
励起光源と脱臭シートとの近接端面は、脱臭シートの最も低い位置になるように傾斜させると効率がよい。脱臭シートは傾斜角をもっているため、重力の作用によって低い位置へ移動しやすい。脱臭シートの最も低い位置を励起光源の近接位置にすることにより、優れた脱臭性能を得ることができる。また、空気にオイルミストなどの液体が含まれている場合、脱臭シートに付着したオイルが重力の作用によって低い位置へ移動する。脱臭シートの低い位置は励起光源の近接位置にあるため、光の強度が最も強くなっており、油の分解がすみやかに行われるという作用を有する。
【００５２】
また、脱臭シートを等間隔に積層することにより、光を受光できない部分を最小にすることができる。また、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。積層間隔に特に制約はないが、好ましくは０．１〜１０Ｃｍの距離にするとよい。
【００５３】
脱臭シートは、ガラス繊維織物に光触媒を担持したものであってもよい。ガラス繊維は有機合成繊維のように光触媒による劣化をうけることがなく、長期にわたって信頼性の高い脱臭シートを得ることができる。また、ガラス繊維は光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。ガラス繊維の材質としては、石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス光透過性および光散乱性を有するものを利用することができる。繊維形状は特に限定されないが、単繊維よりも、４〜９μｍの径を有する短繊維ガラスを複数束ねた繊維束によって形成することが好ましい。繊維束は５０本〜６４００本程度の任意の本数を束ねて利用することができる。複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束に光触媒を担持すると、繊維間に光触媒粒子が入りこみあるいは付着して固定化される。太い単繊維の表面に光触媒を担持する場合に比べて、繊維間に光触媒を保持することができるため担持量を増やすことができる。また、繊維間に入り込んだ光触媒粒子は繊維にはさまることによって強固に固定化されるとともに、外部から衝撃が加わった場合にも繊維を介して衝撃が伝わるので脱落しにくいという作用を得ることができる。
【００５４】
なお、上記のガラス繊維織物を作成する際に、繊維の脱落を防止するために集束剤と呼ばれるデンプン等のバインダーを用いることが一般的であるが、バインダーは光触媒によって分解され脱臭性能低下の原因となるため、ガラス繊維織物を形成後には４００℃以上の高温でバインダーの焼き飛ばし処理を行ったほうがよい。
【００５５】
ガラス繊維織物の目付け量としては１０〜９００ｇ／ｍ2のものが好ましく、製造を容易にするためには１００〜４００ｇ／ｍ2のものを選択するとよい。また、織物の織り方は、平織、綾織、朱子織、からみ織り、模紗織など、どのような織り方でもかまわないが、形状安定性の観点から模紗織が好ましい。糸の密度としてはタテ・ヨコの繊維束が２０〜４０本／２５ｍｍ、厚さは０．１〜２ｍｍ、引張り強度１００Ｎ／２５ｍｍ以上が好ましい。
【００５６】
ガラス繊維織物に光触媒を担持する方法としては、ディップコート、スプレー、電着、蒸着などが挙げられるが、脱臭シートの基材表面に光触媒が固定化できればいかなる手段でもよい。１回の処理で担持量が十分でなければ、複数回の処理工程を繰り返してもよい。また、光触媒ゾルを用いる場合には、乾燥機で５０〜１５０℃程度の温度で３０〜６０分程度加熱することにより基材に固定化できる。
【００５７】
光触媒は光透過性のバインダーを用いて基材に固定化してもよい。光透過性のバインダーを用いることにより、バインダーが光透過性および光散乱性を有するため、光触媒に効率的に光を照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。光透過性のバインダーとしては、ＮＡ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＬｉＯ2などのケイ酸塩からなるアルカリシリケート、シリカゾルなどの無機コロイド、シリカ、ケイ素、チタンなどのアルコキシド類とその加水分解物などが挙げられる。強度を向上させるために、シリコーンやフッ素樹脂等を含んでいてもよい。なお、ＮＡなどのアルカリ成分は光触媒の結晶性を低下させ、光触媒性能を低下させることがあるため、バインダーとしては、主成分がＳｉＯ2であることがのぞましく、シリカゾルまたはシリカアルコキシド類の加水分解物などが好適である。
【００５８】
脱臭シートは、吸着剤を含んでいてもよい。吸着剤を含むことにより、吸着剤で臭気を濃縮して光触媒で効率的に分解させることができ、優れた脱臭性能を得ることができる。また、光触媒に光が照射されていないときでも脱臭作用を得ることができる。吸着剤としては、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、セピオライト、珪藻土などが挙げられ、紫外線領域の光吸収量が少ないハイシリカゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ＝１６以上）が好適である。光触媒と吸着剤の比率としては任意の配合を用いることができるが、好ましくは光触媒濃度が２０〜８０ｗｔ％である。
【００５９】
励起光源の点灯管には、保護カバーを備えていてもよい。点灯菅の材質としては、石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス等光を通すことができるものを利用することができる。光透過率をよくするためには、不純物が少ない石英管を利用することが好ましいが、石英菅は比較的高価である。また、光透過率を向上させるためには点灯管をできるだけ薄くすることが好ましいが、機械的強度が低下して割れやすくなるという課題がある。励起光源の点灯管の外周部に保護カバーをつけることにより、点灯管の損傷による失透を防ぐことができ、機械的強度に優れた励起光源とすることができる。また、励起光源に通風することによって励起光源の温度が低下して発光強度が低下することがあるが、保護カバーをつけることによって励起光源の温度低下を抑制し、発光効率の低下を少なくすることができるという作用を有する。保護カバーとしては、光を透過して機械的強度に優れたものであれば特に制約はなく、ガラス、フッ素樹脂、アクリル樹脂などを利用することができる。金属などの光透過性がない材質であっても、金網、パンチングメタルなど開口を備えた形状に加工して円筒状にすれば、保護カバーとして利用することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における光触媒脱臭機の脱臭部を示す斜視図、図５は図４に示す光触媒脱臭機をＤ−Ｄ‘平面で切断した際の斜視図、図６および図７は側面板の部品図である。
【００６１】
図４に示すように、励起光源としてのランプ２および脱臭フィルタ４は、天板７および側面板８によって固定されている。ランプ２は、側面板８に平行になるように６本配置されている。前記ランプ２を中心として上流および下流側には、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４が配置されている。このような配置とすることにより、励起光源をはさんで、対称になるように２組の脱臭フィルタが配置されているため、励起光源から照射された光を外部に無駄に放出させず、効率的に利用することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。
【００６２】
前記脱臭シート３の傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように脱臭シート３は傾斜して積層され、図示しない送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタ４を通過することにより脱臭される。図５および図６に示すように、脱臭シート３は、側面板８に設けられた等間隔の支持部と、スペーサー９が形成する等間隔支持部によって支持されている。側面板に支持部を設ける手段としては、板に溝を設ける方法、板に突起を設ける方法、板と脱臭シートを接着剤で接着する方法などが挙げられる。スペーサーに支持部を設ける手段としては、スペーサーにスリットを設ける方法、棒状のスペーサーにトゲ状の突起を設ける方法、スペーサーと脱臭シートを接着剤で接着する方法などが挙げられる。
【００６３】
上記の構成により、脱臭シートの間隔を一定に保つことができるため、間隔の増減に起因する脱臭フィルタの圧力損失の分布を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。
【００６４】
スペーサーは光反射作用を有することが好ましく、スペーサーに照射された光を反射して、脱臭シートに照射することができ、優れた脱臭性能を得ることができる。スペーサーの材質としてはステンレス、アルミ、ガラスなどが挙げられる。複数のスペーサーの間隔を７０ｍｍ以下にすることにより、脱臭フィルタのたわみによる変形を抑制することができる。その結果、脱臭シートに均一な風を送ることができるので、効率的に脱臭性能をひきだすことができる。また、フィルタの面振動を抑えることができ、騒音の発生を低減することができる。
【００６５】
スペーサーと側面板の形状によって、脱臭シートの支持形状を変化させることができる。図６は脱臭シートを平面状に支持した例であり、積層された脱臭シート間の風路が直線となるため、圧力損失を低減することができる。図７は側面板形状の別の一例であり、脱臭シートを湾曲させて支持した例である。この場合、積層された脱臭シート間の風路は曲線となるため、圧力損失は図６の例よりも増大するが、脱臭シート間に照射された光が湾曲した脱臭シートにさえぎられて脱臭フィルタの外部に光がもれない構成となるため、光を効率的に利用して脱臭効率を向上させることができる。
【００６６】
図８および図９は、図４の光触媒脱臭機の分解図である。脱臭フィルタの脱臭シート３は、ランプ２と接していない面から着脱可能である。脱臭フィルタはＮＯｘ、ＮＨ3、Ｈ2Ｓ、ＣＨ3ＳＨ等が高濃度で存在する雰囲気下で長期間使用すると硝酸塩、硫酸塩などが蓄積して性能低下することがあり、その場合交換が必要である。上記構成とすることにより、ランプ２と接触せずに脱臭シート３を矢印Ｅ方向に着脱することができ、メンテナンスが容易であるという作用を有する。
【００６７】
また、図９のように、天板７に切り欠き部１０を設けることにより、ランプ２も矢印Ｆ方向（図８）に着脱が容易となり、メンテナンス性が向上する。ランプを設置する際には、切り欠き部１０からランプ２をＦ‘方向に挿入し（挿入した状態がＧ）、Ｇの状態で回転させ切り欠き部１０の奥側につけた溝にランプ２の端子（またはリード線）が入るように固定（Ｈの状態）すればよい。ランプの端子は弾性を有するシリコンゴム製とし、天板７の切り欠き部１０の幅よりやや大きいサイズにしておく。このようにすることにより、ランプ２の端部に備えられた端子とリード線を天板７に固定することができる。
【００６８】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３における光触媒脱臭機の概略断面図である。実施の形態１および２と同様の部分については説明を省略する。
【００６９】
本発明の光触媒脱臭機は、本体１の内部に棒状の光触媒の励起光源としてのランプ２と、光触媒を含む網状の脱臭シート３を間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタ４と、送風手段としてのファン５と、目の粗い第１の集塵フィルタ１１と、目の細かい第２の集塵フィルタ１２と反射板１３を備えている。第１の集塵フィルタ１１と第２の集塵フィルタ１２は、ランプ２から照射された光を受光可能な位置に配置されている。
【００７０】
第２の集塵フィルタ１２は、プリーツ状に加工されており、ランプ２に近い山部１４と谷部１５を有している。プリーツ加工の折り目の配列は、棒状の励起光源としてのランプ２の長手方向を向いており、第２の集塵フィルタの山部１４だけでなく、谷部１５にもランプの光が到達できる。
【００７１】
ファン５の作用によって反射板１３と第１の集塵フィルタ１１の間に設けられた吸込み口から光触媒脱臭機に吸込まれた空気は、本体１の内部に吸込まれる。第１の集塵フィルタ１１によって、繊維屑や粗塵やそれに付着する細菌などを取り除かれた空気は、脱臭フィルタ４を通過する際に脱臭され、第２の集塵フィルタ１２によって、さらに細かな細菌やカビまで取り除かれ、清浄な空気として放出される。第２の集塵フィルタ１２のランプ側の表面には、抗菌性の金属としての銀と光触媒が担持されており、第２の集塵フィルタに殺菌性を付与している。また、ランプ２は複数本のランプであり、その一部は殺菌作用を備えたランプとなっているため、第１の集塵フィルタおよび第２の集塵フィルタに捕集された細菌やカビはすみやかに殺菌され、捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。光触媒を担持した部分は、抗菌性に加えて、菌の死骸まで分解して集塵フィルタを清潔な状態に保つことができる。
【００７２】
光触媒による脱臭では、紫外線強度を強くするとそれに伴って脱臭性能は高くなる。これは光触媒が光量に応じてＯＨラジカルなどの活性種を生成するためであり、特に高濃度ガスの分解を素早く行うためには強い光エネルギーによる大量の活性種の生成が必要になる。一方、光触媒による抗菌では、菌を完全に分解する必要はなく、ＯＨラジカルなどの活性種によって菌の生育に必要な機能を阻害するか、細胞の一部を損傷させることで抗菌効果が発揮されるため、紫外線光量は少なくてよい。本発明のように、光源から発生した光を最初に脱臭フィルタに照射して脱臭効果を発揮させ、脱臭フィルタを通過して減衰した光を集塵フィルタにあてることによって抗菌効果を発揮させることにより、一つの光源で効率的に脱臭効果と抗菌効果を得ることができる。また、光源が一つでよいので、光触媒脱臭機を簡略化することができる。
【００７３】
集塵フィルタに光触媒が担持されている場合、照射される光の紫外線強度は、０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上であればよく、より好ましくは０．１ｍＷ／Ｃｍ2以上であり、さらに好ましくは０．５ｍＷ／Ｃｍ2以上である。集塵フィルタが抗菌性を備えることにより、集塵フィルタで捕集された細菌やカビが、集塵フィルタ表面で増殖して、においを発生することがない。
【００７４】
集塵フィルタに担持する光触媒は、脱臭フィルタと同様のものを利用することができ、安全性、経済性などの面から、酸化チタンが好ましい。抗菌性の金属としては、Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｒなどが挙げられ、光源の光があたらない場合でも抗菌性が発揮されるので、光触媒の表面にほこりや砂などが付着した場合でも、菌やカビの繁殖を抑制することができる。なお、金属ではなく、銀・銅・亜鉛などの金属イオンを溶出する銀ゼオライト、銀含有リン酸ジルコニウムなどの無機化合物を用いてもなんら問題はない。
【００７５】
抗菌作用を有するランプとしてはブラックライト、冷陰極管、殺菌灯などがあげられ、波長４００ｎｍ以下の光を含んでいるものが好ましく、特に波長２５４ｎｍの紫外線を含んでいる場合は効果が高い。また、波長１８５ｎｍの紫外線を含む場合、空気中の酸素分子をオゾンに変え、また大量の陰イオンを出すことができるため、脱臭効果および抗菌効果をさらに高めることができる。また、ランプに塗布する蛍光体の種類を場所ごとに変化させ、たとえはランプの上部は３６５ｎｍ、ランプの下部は２５４ｎｍの紫外線を出すようにしてもよい。
【００７６】
オゾンが発生する場合、励起光源と吹出し口の間には、オゾン分解手段を備えることが好ましい。オゾン分解手段により、オゾンが光触媒脱臭機の外部に放出されることがないという効果を得ることができる。また、オゾンと臭気が反応することによって、さらに脱臭効果を高めることができる。オゾン分解手段としては、活性炭、マンガン・コバルト・ニッケル・鉄・銀などの金属酸化物や水酸化物を用いることができる。オゾン分解手段は、光触媒シートの一部に光触媒と混合して担持してもよいし、オゾン分解手段のみを担持したシートを備えてもよい。また、オゾン分解手段を集塵フィルタの一部に塗布してもよいし、本体の内面に塗布してもよい。
【００７７】
集塵フィルタの材質は、金属または無機化合物であることが好ましく、アルミニウム、鉄、ステンレス、金、銀、銅などの金属や、シリカアルミナ、アルミナ、シリカガラス、ロックウール、チタン酸カリウム、ウォラストナイトなどが挙げられる。金属または無機化合物は、繊維状あるいは網状、板状のものが適しており、金属または無機化合物を接着するために、バインダーが含まれていてもよい。バインダーは少量であれば有機化合物であってもよい。プラスチックや紙などの有機化合物を用いる場合は、シリコーンやフッ素樹脂などを被覆して光触媒を担持することが望ましい。励起光源から照射された光による集塵フィルタの劣化が極めて少なく、長期間性能が低下しない光触媒脱臭機を得ることができる。
【００７８】
集塵フィルタの形状は、網状、パンチング状、編物形状、不織布形状などを用いることができ、プリーツ状に加工して用いてもよい。プリーツ加工することによって表面積を増大させ、圧力損失を低下させることができる。
【００７９】
反射板は光を反射させることができればよく、アルミニウム、鉄、ステンレス、ガラスなどを利用することができる。樹脂に金属箔を接着したり、金属を蒸着したものを反射板として用いてもよい。
【００８０】
反射板は、励起光源を、光触媒脱臭機の本体外部から直視できないように配することが好ましい。具体的には、図１０のＤ方向から見たときに、反射板によって励起光源を直視できないように遮蔽するとよい。このためには、脱臭フィルタ４よりも反射板１３を大きくするとよい。反射板は１枚の板状でも良いし、分割してブラインド状にしても良いし、パンチング形状でもよい。前記構成により、紫外線による人体への影響を軽減し、見た目にもまぶしくない光触媒脱臭機を得ることができる。
【００８１】
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【実施例１】
【００８２】
（圧力損失）
光触媒として粉末状の酸化チタンを８ｗｔ％、吸着剤としてのハイシリカゼオライトを２０ｗｔ％、バインダーとしてのコロイダルシリカを６０ｗｔ％、精製水を１２ｗ％の比率になるように材料を計量して混合した後、ボールミルで２４時間分散混合してスラリーを作成した。出来上がったスラリーに、開口率１５％のガラス繊維織物ディップして光触媒を含浸させ、エアブローして余剰液を排除した後、１２０℃の乾燥機で３０分乾燥させ、光触媒を含む脱臭シートを作成した。触媒と吸着剤とバインダーを合わせた担持量は５００ｇ／ｍ2であった。脱臭シートの基材となるガラス繊維織物は、目付け量３５４ｇ／ｍ2、糸の密度１１×３本／２５ｍｍ（タテ・ヨコ同じ）の模紗織、厚さは０．４２ｍｍのものを用いた。作成した脱臭シートの開口率は約１５％であった。
【００８３】
図４と同様の構成になるように作成した脱臭シートを２１Ｃｍ×２．５Ｃｍの大きさに切断し、積層間隔８．８ｍｍになるように縦に４９枚平行に積層した。同様の積層体を２個作成し、ランプをはさむように設置した。フィルタの合計枚数は９８枚である。このときのランプと脱臭シートの傾斜角θは約７０°とし、ランプとの近接端面が脱臭シートの最も低い位置になる向きに配置した。ランプは３．５Ｃｍ間隔で６本配置した。天板と側面板で囲まれた風路の断面積は４７Ｃｍ×２０Ｃｍに設定した。フィルタの開口率を考慮せず、フィルタの接着部を除外して計算した脱臭シートの合計表面積は約４９００Ｃｍ2である。作成した脱臭フィルタの下流側にファンを接続し、本発明の実施例１の光触媒脱臭機とした。
【００８４】
上記と同様の方法で脱臭シートを作成した後、脱臭シートが風路をふさぐ形（傾斜角θ＝０°）で、断面積が４７Ｃｍ×２０Ｃｍになるように風路に配置した。脱臭シートの合計表面積は約９４０Ｃｍ2である。フィルタの下流側に６本のランプを配置し、さらに下流側にファンを接続して、本発明の比較例１の光触媒脱臭機とした。
【００８５】
上記と同様の方法で脱臭シートを作成した後、脱臭シートが風路をふさぐ形で、断面積が４７Ｃｍ×２０Ｃｍになるように風路に配置し、これを４枚重ねた。脱臭シートの合計表面積は約３７６０Ｃｍ2である。フィルタの下流側に６本のランプを配置し、さらに下流側にファンを接続して、本発明の比較例２の光触媒脱臭機とした。
【００８６】
作成した光触媒脱臭機の風速と圧力損失の関係を図１１に示す。本発明の実施例１の光触媒脱臭機は圧力損失が低く、面風速１ｍ／ｓ時の圧力損失は１０．８ＰＡであった。一方、比較例１の光触媒脱臭機では面風速１ｍ／ｓ時の圧力損失が１９．３ＰＡ、比較例２の光触媒脱臭機では圧力損失が４６．２ＰＡとなり、実施例１の光触媒脱臭装置に比べて風路を風が通過しにくいことがわかった。フィルタの合計表面積を比較すると、本発明の光触媒脱臭機の表面積は４９００Ｃｍ2であり、比較例１の約５．２倍、比較例２の１．３倍となる。これらのことから、実施例１のように脱臭シートの傾斜角を０°以上にすることにより、脱臭フィルタの圧力損失を低減しながら、脱臭シートの合計表面積を増やすことができ、脱臭効率の良い光触媒脱臭装置を得ることができることがわかった。
【実施例２】
【００８７】
（脱臭シートの傾斜角と脱臭性能）
粉末状の酸化チタンを８ｗｔ％、吸着剤としてのハイシリカゼオライトを２０ｗｔ％、コロイダルシリカを６０ｗｔ％、精製水を１２ｗ％の比率になるように材料を計量して混合した後、ボールミルで２４時間分散混合してスラリーを作成した。出来上がったスラリーに、開口率２９％のガラス繊維織物をディップして光触媒を含浸させ、エアブローして余剰液を排除した後、１２０℃の乾燥機で３０分乾燥させ、光触媒を含む脱臭シートを作成した。
【００８８】
脱臭シートの基材となるガラス繊維織物は
（１）開口のあるガラス繊維織物（網状シート）（２）開口のないガラス繊維（板状 シート）
を用いた。
【００８９】
（１）開口のあるガラス繊維織物（網状シート）
目付け量３５４ｇ／ｍ2、糸の密度１１×３本／２５ｍｍ（タテ・ヨコ同じ）の模紗織、厚さは０．４２ｍｍのものを用いた。触媒と吸着剤とバインダーを合わせた担持量は５００ｇ／ｍ2であった。作成した脱臭シートの開口率は約１５％であった。
【００９０】
（２）開口のないガラス繊維織物（板状シート）
目付け量４０８ｇ／ｍ2、糸の密度４２本／２５ｍｍ（タテ）、３１本／２５ｍｍ（ヨコ）の綾織、厚さは０．４５ｍｍのものを用いた。触媒と吸着剤とバインダーを合わせた担持量は５００ｇ／ｍ2であった。作成した脱臭シートの開口率は０％である。
【００９１】
作成した脱臭シートを１８Ｃｍ×８Ｃｍの大きさに切断し、さらに２Ｃｍ×８Ｃｍ、９枚に分割した。任意の傾斜角θで等間隔に積層した脱臭シートを水平に置き、光源としての冷陰極管、脱臭シート、ファンの順に並べて、内容積１ｍ3のアクリルボックスに入れた。脱臭シート近接面の平均紫外線強度が２ｍＷ／Ｃｍ2になるようにランプと脱臭シートの近接面の間隔を調整した。アクリルボックスを密閉し、１０ｐｐｍのアセトアルデヒドガスを導入した。ボックス内の空気をサンプリングし、ガスクロマトグラフィーでアセトアルデヒド濃度を経時的に測定した。
【００９２】
図１２に傾斜角を変化させたときのアセトアルデヒド脱臭率を示す。縦軸は１２０分後のアセトアルデヒド濃度から求めた脱臭率、横軸はランプの長手方向と脱臭シートが形成する傾斜角θである。（１）網状シートの場合、傾斜角が０°から６０°の範囲では傾斜角の増加に伴って脱臭率が向上し、６０°から９０°の範囲では脱臭率が減少した。脱臭率は、脱臭シートの受光強度・臭気と脱臭シートの接触効率および気流の状態・通過風量などが影響するが、本発明の形状では傾斜角約６０°付近に最適値があることがわかった。一方、（２）板状シートの場合、３０°から９０°の範囲では傾斜角の増加に伴って脱臭率が向上した。なお、傾斜角０°は風路が遮断されてしまい風を通すことができないため測定しなかった。上記の試験で最も脱臭効率がよかったのは（１）網状シートを用いて傾斜角６０°にした構成であった。板状シートのθ＝９０°時の脱臭性能を基準とすると、網状シートの傾斜角θは４０＜θ＜７８の範囲になるように脱臭シートを傾斜配置するとよいことがわかった。
【実施例３】
【００９３】
（光触媒の脱臭性能と抗菌性能）
光触媒による脱臭性能と紫外線強度の関係を調べるため以下の実験を行った。光触媒としての酸化チタンを含む光触媒フィルタとランプを３Ｌの試験ボックスにいれ、外部の光が入らないように遮光した後、初期濃度が１００ｐｐｍになるようにアセトアルデヒドガスを入れた。１２０分後にランプを点灯して光触媒フィルタに光を照射した。ランプはブラックライトと蛍光灯をそれぞれ用い、紫外線強度は前者が１ｍＷ／Ｃｍ2、後者が０．０１ｍＷ／Ｃｍ2であった。試験ボックス内のガス濃度はガスクロマトグラフィーで測定した。結果を図１３に示す。光触媒フィルタなしの場合は、試験ボックス壁面への吸着と容器外への拡散で緩やかにガス濃度が減少した。光触媒フィルタありの場合には、暗所でも吸着によるガス濃度の低下が見られた。１２０分経過後、紫外線強度１ｍＷ／Ｃｍ2で光照射した場合、約３５分でガス濃度が検出限界以下となり、光触媒によるガスの分解が起こっていることがわかった。一方、紫外線強度０．０１ｍＷ／Ｃｍ2の場合も同様にガスの分解が起こったが、減少速度は緩やかであった。ここから、強い紫外線を照射したほうが短時間で臭気の分解が起こることがわかった。
【００９４】
光触媒による抗菌作用を調べるため、以下の手順で実験を行った。少量の栄養素を加えるため１／５００に希釈したブイヨン液体培地で１０5個／ｍｌになるように調製した黄色ブドウ球菌（Ｓ．ＡｕｒＥｕｓ， ＮＢＲＣ．１２７３２）を、光触媒を担持した５Ｃｍ角の集塵フィルタに０．１５ｍｌ接種した。その後、各条件で紫外線を照射して、０、８、２４時間後の菌数変化を調べた。菌数の測定は標準寒天培地を用いて３７℃で２４時間培養することにより行った。結果を図１４に示す。紫外線強度がゼロの場合、菌数はわずかに増加した。一方、紫外線を照射すると菌数は減少し、照射時間が長く紫外線強度が強いほど抗菌効果が強く現れることがわかった。また、光触媒層に照射される紫外線強度は０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上であればよいことがわかった。この程度の紫外線光量にすることにより、抗菌効果を得ることができるだけでなく、紫外線による本体樹脂の劣化を少なくすることができるという効果を得ることができる。
【実施例４】
【００９５】
（光による抗菌性能）
室内で、光触媒脱臭機を３．５ヶ月運転した。集塵フィルタには、無数のほこりが付着しており、ほこりを採取してＳＣＤＬＰ培地で洗い出した後、回収した液を標準寒天培地培養した。ほこりに含まれる生菌数は、６．０×１０2ＣＦｕ／ｍｇであった。
【００９６】
採取したほこりに殺菌灯（中心波長２５４ｎｍ）、ブラックライト（中心波長３６５ｎｍ、１ｍＷ／Ｃｍ2）の光を１８時間照射した。照射後、同様の手順で菌数の測定を行った。殺菌灯を照射したものでは、生菌数は７．５×１０1ＣＦｕ／ｍｇとなり、殺菌率は８８％であった。ブラックライトを照射したものでは、生菌数は５．３×１０2ＣＦｕ／ｍｇとなり、殺菌率は１３％であった。光を照射することにより、集塵フィルタの付着した細菌を減らすことができ、特に殺菌灯の殺菌効果が高いことがわかった。
【００９７】
ブラックライトについて、紫外線の強度を弱めて長時間の照射を行った。採取したほこりにブラックライト（中心波長３６５ｎｍ、０．５ｍＷ／Ｃｍ2）の光を１０日間照射し、同様の手順で生菌数を測定した。結果を図１５に示す。細菌数は、時間とともに減少し、１０日後の殺菌率は９４％であった。弱い紫外線であっても、長時間照射することによって殺菌作用が働くことがわかった。
【００９８】
採取したほこりにブラックライト（中心波長３６５ｎｍ）の光を照射し、同様の手順で生菌数を測定した。ブラックライトの紫外線強度は０〜２．５ｍＷ／Ｃｍ2であり、照射時間は２４時間とした。結果を図１６に示す。紫外線強度の増加とともに、殺菌率が向上することがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
脱臭装置の通風時の圧力損失を少なくし、光触媒に効率よく光を照射することができ、脱臭性能に優れた脱臭機を提供することができ、脱臭装置、空気清浄機、脱臭機能付きエアコンなどの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１の光触媒脱臭機を示す概略断面図
【図２】同光触媒脱臭機のランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（側面）
【図３】同光触媒脱臭機のランプおよび脱臭フィルタ部の拡大図（平面）
【図４】本発明の実施の形態２の光触媒脱臭機の脱臭部を示す斜視図
【図５】同光触媒脱臭機をＤ−Ｄ‘平面で切断した斜視図
【図６】同光触媒脱臭機の側面板の部品図
【図７】同光触媒脱臭機の側面板の部品図
【図８】同光触媒脱臭機の分解図
【図９】同光触媒脱臭機の分解図
【図１０】本発明の実施の形態２の光触媒脱臭機を示す概略断面図
【図１１】実施例１の光触媒脱臭機の風速と圧力損失の関係を示すグラフ
【図１２】実施例２の傾斜角とアセトアルデヒド脱臭率の関係を示すグラフ
【図１３】本発明の光触媒フィルタの脱臭効果を示すグラフ
【図１４】本発明の光触媒の殺菌効果を示すグラフ
【図１５】本発明のランプの照射時間と残菌率の関係を示すグラフ
【図１６】本発明のランプの紫外線強度と残菌率の関係を示すグラフ
【図１７】従来の脱臭装置を示す概略斜視図
【図１８】従来の脱臭装置を示す概略斜視図
【符号の説明】
【０１０１】
１ 本体
２ ランプ
３ 脱臭シート
４ 脱臭フィルタ
５ ファン
６ 繊維
７ 天板
８ 側面板
９ スペーサー
１０ 切り欠き部
１１ 第１の集塵フィルタ
１２ 第２の集塵フィルタ
１３ 反射板
１４ 山部
１５ 谷部
１０１ 吸着剤
１０２ 光触媒
１０３ ハニカム孔
１０４ ランプ
２０１ 脱臭ユニット
２０２ 紫外線ランプ
２０３ 板状脱臭体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源と、光触媒を含む脱臭シートを間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタと、抗菌性の金属および／または光触媒を担持した集塵フィルタと、送風手段とを備えた光触媒脱臭機であって、前記励起光源から照射された光を受光可能な位置に前記脱臭フィルタと前記集塵フィルタが配置され、前記棒状の励起光源の長手方向に対する前記脱臭シートの傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように網状の脱臭シートが傾斜して積層され、前記送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタを通過することにより脱臭されることを特徴とする光触媒脱臭機。
【請求項２】
脱臭シートの傾斜角θが４０＜θ＜７８の範囲になるように網状の脱臭シートを傾斜させることを特徴とする請求項１記載の光触媒脱臭機。
【請求項３】
励起光源から垂直方向に照射された光が、脱臭フィルタで遮光されるように、脱臭フィルタの傾斜角と積層間隔を調整したことを特徴とする請求項１または２記載の光触媒脱臭機。
【請求項４】
励起光源と脱臭シートとの近接端面の距離が同じになるように、複数の脱臭シートを配列することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項５】
励起光源と脱臭シートとの近接端面が、脱臭シートの最も低い位置になるように傾斜させることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項６】
脱臭シートを等間隔に積層したことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項７】
脱臭シートをスペーサーで支持することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項８】
スペーサーが光反射作用を有することを特徴とする請求項７記載の光触媒脱臭機。
【請求項９】
スペーサーが７０ｍｍ以下の間隔で複数設けられたことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１０】
脱臭シートがガラス繊維織物に光触媒を担持したものであることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１１】
ガラス繊維織物が、複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束によって形成されたことを特徴とする請求項１０記載の光触媒脱臭機。
【請求項１２】
光触媒を光透過性のバインダーを用いてガラス繊維織物に固定化したことを特徴とする請求項１０または１１記載の光触媒脱臭機。
【請求項１３】
光透過性のバインダーの主成分がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項１２光触媒脱臭機。
【請求項１４】
脱臭シートが、吸着剤を含むことを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１５】
励起光源の点灯管に保護カバーを備えたことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１６】
励起光源をはさんで、対称になるように２組の脱臭フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１７】
脱臭フィルタの脱臭シートが、励起光源と接していない面から着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至１６いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１８】
集塵フィルタの光を受光可能な面のみに、抗菌性の金属および／または光触媒を担持したことを特徴とする請求項１乃至１７いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１９】
励起光源から照射された光の紫外線強度が、０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上となる位置に集塵フィルタを備えたことを特徴とする請求項１乃至１８いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２０】
励起光源から照射された光が殺菌作用を有することを特徴とした請求項１乃至１７いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２１】
励起光源と吹出し口の間に、オゾン分解手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至２０いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２２】
集塵フィルタの材質が、金属または無機化合物であることを特徴とした請求項１乃至２１いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２３】
集塵フィルタが、金属または無機化合物をプリーツ加工したものであり、プリーツ加工の折り目の配列が、励起光源の長手方向であることを特徴とした請求項１乃至２２いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２４】
励起光源から照射された光を反射させる反射板を備え、励起光源、脱臭シート、集塵フィルタ、反射板の順に配置したことを特徴とする請求項１乃至２３いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２５】
反射板と集塵フィルタの間に、吸込み口を設けたことを特徴とする請求項２４記載の光触媒脱臭機。
【請求項２６】
励起光源を、本体外部から直視できないように配したことを特徴とする請求項１乃至２５いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１】
吸込み口と吹出し口を有した本体内に、棒状の光触媒の励起光源と、光触媒を含む脱臭シートを間隔を空けて複数枚積層した脱臭フィルタと、抗菌性の金属および／または光触媒を担持した集塵フィルタと、送風手段とを備えた光触媒脱臭機であって、前記励起光源から照射された光を受光可能な位置に前記脱臭フィルタと前記集塵フィルタが配置され、前記棒状の励起光源の長手方向に対する前記脱臭シートの傾斜角θが０＜θ＜９０の範囲になるように網状の脱臭シートが傾斜して積層され、前記送風手段によって送られた空気が脱臭フィルタを通過することにより脱臭されることを特徴とする光触媒脱臭機。
【請求項２】
脱臭シートの傾斜角θが４０＜θ＜７８の範囲になるように網状の脱臭シートを傾斜させることを特徴とする請求項１記載の光触媒脱臭機。
【請求項３】
励起光源から垂直方向に照射された光が、脱臭フィルタで遮光されるように、脱臭フィルタの傾斜角と積層間隔を調整したことを特徴とする請求項１または２記載の光触媒脱臭機。
【請求項４】
励起光源と脱臭シートとの近接端面の距離が同じになるように、複数の脱臭シートを配列することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項５】
励起光源と脱臭シートとの近接端面が、脱臭シートの最も低い位置になるように傾斜させることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項６】
脱臭シートを等間隔に積層したことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項７】
脱臭シートをスペーサーで支持することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項８】
スペーサーが光反射作用を有することを特徴とする請求項７記載の光触媒脱臭機。
【請求項９】
スペーサーが７０ｍｍ以下の間隔で複数設けられたことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１０】
脱臭シートがガラス繊維織物に光触媒を担持したものであることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１１】
ガラス繊維織物が、複数の短繊維ガラスを束ねた繊維束によって形成されたことを特徴とする請求項１０記載の光触媒脱臭機。
【請求項１２】
光触媒を光透過性のバインダーを用いてガラス繊維織物に固定化したことを特徴とする請求項１０または１１記載の光触媒脱臭機。
【請求項１３】
光透過性のバインダーの主成分がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項１２光触媒脱臭機。
【請求項１４】
脱臭シートが、吸着剤を含むことを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１５】
励起光源の点灯管に保護カバーを備えたことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１６】
励起光源をはさんで、対称になるように２組の脱臭フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１７】
脱臭フィルタの脱臭シートが、励起光源と接していない面から着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至１６いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１８】
集塵フィルタの光を受光可能な面のみに、抗菌性の金属および／または光触媒を担持したことを特徴とする請求項１乃至１７いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項１９】
励起光源から照射された光の紫外線強度が、０．００１ｍＷ／Ｃｍ2以上となる位置に集塵フィルタを備えたことを特徴とする請求項１乃至１８いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２０】
励起光源から照射された光が殺菌作用を有することを特徴とした請求項１乃至１７いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２１】
励起光源と吹出し口の間に、オゾン分解手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至２０いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２２】
集塵フィルタの材質が、金属または無機化合物であることを特徴とした請求項１乃至２１いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２３】
集塵フィルタが、金属または無機化合物をプリーツ加工したものであり、プリーツ加工の折り目の配列が、励起光源の長手方向であることを特徴とした請求項１乃至２２いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２４】
励起光源から照射された光を反射させる反射板を備え、励起光源、脱臭シート、集塵フィルタ、反射板の順に配置したことを特徴とする請求項１乃至２３いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【請求項２５】
反射板と集塵フィルタの間に、吸込み口を設けたことを特徴とする請求項２４記載の光触媒脱臭機。
【請求項２６】
励起光源を、本体外部から直視できないように配したことを特徴とする請求項１乃至２５いずれかに記載の光触媒脱臭機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２４００５３（Ｐ２０１０−２４００５３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９９２９（Ｐ２００９−８９９２９）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]