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技術 空気清浄装置

出願人 国立研究開発法人産業技術総合研究所株式会社加藤機械製作所株式会社アイワ
発明者 垰田博史加藤一実渡辺栄次加藤薫一横井浩明
出願日 1994年5月13日 (26年1ヶ月経過) 出願番号 1994-124267
公開日 1995年11月21日 (24年7ヶ月経過) 公開番号 1995-303817
状態 特許登録済
技術分野 空気の消毒,殺菌または脱臭 触媒による排ガス処理 触媒 触媒
主要キーワード 多孔質ガラス製 紙製フィルタ プラスチックス製 不燃紙 搬送動力 空気清浄化 脱臭機 耐熱性ガラス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年11月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

芳香剤化学消臭剤を使用することなく、悪臭や空気中の有害物質除去をメンテナンスフリーで長期間、連続的に効率良く行うことができ、しかも経済性、安全性、耐久性などの面からも優れた特性を有する空気清浄装置を提供する。

構成

光源2の上方に酸化チタン膜被覆されたフィルター1が設置され、それらが筒によって覆われてなる。光源によって熱せられた空気と共にその中に含まれている有害化学物質が上昇し、光を照射されたフィルター表面の酸化チタン膜に接触して、光の照射によりフィルター表面の酸化チタン膜に生成した電子正孔酸化還元作用により、有害化学物質が効率良く分解され無害化される。

概要

背景

近年、快適性の観点から室内や車内などの居住空間や、オフィス工場などの作業空間での悪臭の問題が大きく取り上げられるようになってきている。また、自動車排気ガスや、NOx、SOx、さらにはトリクロロエチレンテトラクロロエチレンなどの有害化学物質による汚染が深刻な問題となっている。これまで、トイレや室内、車内での消臭脱臭などを行うための空気清浄装置としては、香水などの芳香剤化学消臭剤を組み込んだものや、オゾン脱臭機などが使用されてきた。しかし、芳香剤使用の場合は悪臭よりも強い臭いを使うだけで悪臭を分解して除去するものではないため、根本的な解決にならず、芳香剤の臭いが食べ物など、他の物に移ってしまうなどの欠点もあった。また、化学消臭剤やオゾンの場合にはそれ自身が有毒物質であり、安全性に問題があった。さらに、冷蔵庫内などの狭い場所では活性炭などの吸着剤を用いた脱臭機が使用されているが、その場合には広い場所に適用し難く、吸着飽和に達すれば、それ以上の使用ができなくなるという欠点があった(例えば、西田耕之助、平凡社「大百科事典」1巻、p136 (1984))。

概要

芳香剤や化学消臭剤を使用することなく、悪臭や空気中の有害物質除去をメンテナンスフリーで長期間、連続的に効率良く行うことができ、しかも経済性、安全性、耐久性などの面からも優れた特性を有する空気清浄装置を提供する。

光源2の上方に酸化チタン膜被覆されたフィルター1が設置され、それらが筒によって覆われてなる。光源によって熱せられた空気と共にその中に含まれている有害化学物質が上昇し、光を照射されたフィルター表面の酸化チタン膜に接触して、光の照射によりフィルター表面の酸化チタン膜に生成した電子正孔酸化還元作用により、有害化学物質が効率良く分解され無害化される。

目的

本発明は上記の点に鑑み、芳香剤や化学消臭剤を使用することなく、悪臭や空気中の有害物質除去をメンテナンスフリーで長期間、連続的に効率良く行うことができ、しかも経済性、安全性、耐久性などの面からも優れた特性を有する空気清浄装置の提供を目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
7件

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請求項1

光源の上方に酸化チタン膜被覆されたフィルターを設置したことを特徴とする空気清浄装置

請求項2

フィルターが、酸化チタン膜で被覆された耐熱ガラスの透明なペレットでできていることを特徴とする請求項1記載の空気清浄装置。

請求項3

光源として蛍光灯白熱灯ブラックライトUVランプ水銀灯キセノンランプハロゲンランプメタルハライドランプの内から選ばれた少なくとも1種の光源を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の空気清浄装置。

請求項4

酸化チタン膜で被覆されたフィルターと光源が筒により覆われて、前記光源の光が筒の内側で反射し、フィルターに集中することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の空気清浄装置。

請求項5

筒がセラミックス製または金属製であることを特徴とする請求項4記載の空気清浄装置。

請求項6

筒の内面が酸化チタン膜で被覆されていることを特徴とする請求項4または5に記載の空気清浄装置。

請求項7

筒の内面が鏡面になっていることを特徴とする請求項4または5に記載の空気清浄装置。

請求項8

筒の上部の開口部が下部の開口部よりも断面積が大きいことを特徴とする請求項4ないし7のいずれかに記載の空気清浄装置。

技術分野

0001

本発明は空気清浄装置に関するもので、さらに詳しく言えば、室内の悪臭や空気中の有害物質を分解して空気を浄化するのに用いられる、安全で経済的で耐久性に優れる空気清浄装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、快適性の観点から室内や車内などの居住空間や、オフィス工場などの作業空間での悪臭の問題が大きく取り上げられるようになってきている。また、自動車排気ガスや、NOx、SOx、さらにはトリクロロエチレンテトラクロロエチレンなどの有害化学物質による汚染が深刻な問題となっている。これまで、トイレや室内、車内での消臭脱臭などを行うための空気清浄装置としては、香水などの芳香剤化学消臭剤を組み込んだものや、オゾン脱臭機などが使用されてきた。しかし、芳香剤使用の場合は悪臭よりも強い臭いを使うだけで悪臭を分解して除去するものではないため、根本的な解決にならず、芳香剤の臭いが食べ物など、他の物に移ってしまうなどの欠点もあった。また、化学消臭剤やオゾンの場合にはそれ自身が有毒物質であり、安全性に問題があった。さらに、冷蔵庫内などの狭い場所では活性炭などの吸着剤を用いた脱臭機が使用されているが、その場合には広い場所に適用し難く、吸着飽和に達すれば、それ以上の使用ができなくなるという欠点があった(例えば、西田耕之助、平凡社「大百科事典」1巻、p136 (1984))。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は上記の点に鑑み、芳香剤や化学消臭剤を使用することなく、悪臭や空気中の有害物質除去をメンテナンスフリーで長期間、連続的に効率良く行うことができ、しかも経済性、安全性、耐久性などの面からも優れた特性を有する空気清浄装置の提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段

0004

前記目的を達成する本発明の要旨は、光源の上方に酸化チタン膜被覆されたフィルターを設置したことを特徴とする空気清浄装置にある。なお、前記光源およびフィルターを筒によって覆うことにより、より効率的に空気の清浄化を行なうことができる。

0005

本発明に用いられるフィルターとしては球状のセラミックスを焼き固めたものや多孔質ガラス製のものを酸化チタン膜で被覆したものが挙げられるが、石英ガラスケイ酸ガラスアルミナケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスなどの耐熱性ガラスの透明なペレット融着し、酸化チタン膜で被覆して作ったものが特に好ましい。

0006

本発明に用いられる光源としては蛍光灯白熱灯、白熱灯、ブラックライトUVランプ水銀灯キセノンランプハロゲンランプメタルハライドランプなどが挙げられるが、短波長の光を多く放射するものが好ましく、また、それらの内の2種以上の光源を用いても良い。

0007

本発明に用いられる、酸化チタン膜で被覆されたフィルターと光源とを覆うための筒は、紙製プラスチックス製などでも良いが、耐熱性耐薬品性などの点からセラミックス製や金属製のものが望ましく、紙やプラスチックスの場合には不燃紙金属コーティングしたプラスチックスが望ましい。さらに、筒の内面が鏡面になっていたり、酸化チタン膜で被覆されたものが好ましい。これにより光を効率良くフィルター表面の酸化チタン膜に照射して光触媒反応を高めることができ、あるいは筒内面の酸化チタン膜でも光触媒反応を行なわせて効率良く空気清浄化作用を行なえるようになる。

0008

本発明による空気清浄装置を悪臭やNOx、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有害化学物質で空気が汚染されている室内に置き、その光源を点灯すると、それらの有害化学物質を含有する空気が光源によって熱せらて上昇し、光を照射されたフィルター表面の酸化チタン膜に有害化学物質が接触する。光を照射された酸化チタン膜には強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正孔が生成し、酸化チタン膜に接触した有害化学物質を酸化還元作用により分解し、炭酸ガスなどに無毒・無臭化する。そして、空気がカビ雑菌で汚染されている場合には、同様に光の照射によって酸化チタン膜に生成した電子と正孔の酸化還元作用によってその繁殖を抑制あるいは滅菌することができる。そのため、有害物質などを迅速に、かつ連続的に分解除去することができる。

0009

しかも、光を照射するだけで、低コスト省エネルギー的でかつメンテナンスフリーで使用できる。そして、その酸化チタン膜の上に白金あるいはロジウムルテニウムパラジウムニッケルマンガン、銀、銅、鉄、亜鉛金属皮膜を被覆した場合には、その触媒作用により有機化合物の分解除去効果が一層増大する。

0010

以下、本発明の実施例の内で特に代表的なものを図面によって説明する。図1は、本発明装置の一実施例の断面図であって、1は酸化チタン膜で被覆されたフィルター、2は光源、3はアルミニウム製の筒、4は鏡、5は電源コード、6はスタンドである。

0011

有害化学物質で空気が汚染されている室内で光源2(ここではサークル型の蛍光灯)を点灯すると、空気が光源によって熱せらて上昇気流が生じ、空気に含まれている有害化学物質が酸化チタン膜で被覆されたフィルター1に接触する。このとき、筒3の上部の開口部の方が下部の開口部よりも断面積が大きくなっており、有害化学物質の上昇速度を抑え、フィルター1の酸化チタン膜と有害化学物質との接触時間が長くなるようにしてある。アルミニウム製の筒3の内側は鏡面になっており、光源2からの光はアルミニウム製の筒3及び鏡4で反射され、フィルター1の酸化チタン膜に集中して入射する。これにより、酸化チタン膜に強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正孔が生成し、酸化チタン膜に接触した有害化学物質が酸化還元作用により分解され、無毒・無臭化される。この際、太陽光がフィルター1に当たるようにすれば、分解がさらに促進される。酸化チタン膜で被覆されたフィルター1は筒3の上にのせてあるだけなので、汚れたら簡単に外して洗うことができる。

0012

図2は、本発明装置の他の実施例を示したもので、ほこりの多い場所で使用するのに適したものである。アルミニウム製の筒3の下部に目の細かい金網7が張ってあり、ここでほこりが除かれる。また、アルミニウム製の筒3の内側が酸化チタン膜でコーティングしてあり、光源2(水銀灯)からの光を受けて、そこでも有害化学物質の分解が行われるため、効率よく処理することができる。また、この実施例ではスタンド6は上部が金属製の輪でできており、アルミニウム製の筒3はその輪にはめてあるだけなので、簡単に外すことができる。

0013

図3は、本発明装置の他の実施例を示したものである。プラスチックス製の筒8の下部に目の荒い紙のフィルター9が張ってあり、ここでほこりが除かれる。また、プラスチックス製の筒8の内側が蒸着で鏡面にしてあり、光源2(白熱灯)からの光が反射され、フィルター1の酸化チタン膜に集中して入射する。フィルター1は、底に目の細かい網10を張った円筒11に酸化チタン膜で被覆された透明な石英ガラスのペレット12を入れたもので、入射してきた光が酸化チタン膜全体に当たるため、有害化学物質の分解を効率良く行うことができる。しかも、円筒11に入れるペレット12の量を増減することで、空気中に含まれる有害化学物質の濃度に容易に対応することができ、汚れた場合も簡単に外して洗うことができる。

0014

図4は、本発明装置の他の実施例を示したものである。内面を酸化チタン膜で被覆したステンレス製の筒13の下部に金網7が張ってあり、この上に酸化チタン膜で被覆された多孔質セラミックスのペレット14が載せてある。また、フィルター1も、底に網10を張った円筒11に酸化チタン膜で被覆された多孔質セラミックスのペレット14を入れたもので、光源2(サークル型のUVランプ)の光が酸化チタン膜に無駄なく当たり、有害化学物質の分解を効率良く行うことができる。しかも、金網7に載せるペレット14の量や大きさを変えることで、空気中に含まれる有害化学物質の濃度に容易に対応することができ、汚れた場合も簡単に外して洗うことができる。

発明の効果

0015

以上説明したように、本発明による空気清浄装置は、酸化チタン膜の光触媒作用、すなわち、電灯あるいは太陽などの光源からの光を受けてフィルター表面の酸化チタン膜に生成した電子と正孔の酸化還元作用により、悪臭やNOx、SOx、有機溶剤などの空気を汚染している有害化学物質を分解して無毒・無臭化する。また、本発明に用いられる酸化チタン塗料化粧品歯磨き粉などにも使われており、安価で耐候性や耐久性に優れ、無毒かつ安全など、数多くの利点を持っている。

0016

しかも、本発明による空気清浄装置に用いられる酸化チタン膜で被覆されたフィルターは、使用により汚れてきた場合には簡単に水洗いでき、長期間使用できる利点がある。さらに、本発明による空気清浄装置は、従来のオゾン処理などの方法に比べ、オゾンのような有毒物質を使用せず、自然循環方式で空気の搬送動力を必要としないため、低コスト・省エネルギー的、かつ安全に、メンテナンスフリーで使用できる。また、本発明による空気清浄装置は、自動車の車内や居間や台所、トイレなどの脱臭・有害化学物質の分解だけでなく、菌やカビの繁殖防止を効果的に行うことができるなど、幅広い用途に適用でき、暗いところで使用すれば、ナイトランプや案内灯としての機能も併せ持つなど、きわめて有用である。

図面の簡単な説明

0017

図1本発明装置の一実施例の断面図である。
図2本発明装置の他の実施例の断面図である。
図3本発明装置のさらに別の実施例の断面図である。
図4本発明装置のさらに別の実施例の断面図である。

--

0018

1酸化チタン膜で被覆されたフィルター
2光源
3アルミニウム製の筒
4 鏡
5電源コード
6スタンド
7金網
8プラスチックス製の筒
紙製フィルタ
10 網
11円筒
12 酸化チタン膜で被覆された透明な石英ガラスのペレット
13ステンレス製の筒
14 酸化チタン膜で被覆された多孔質セラミックスのペレット

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