JP2005177226A - Method and apparatus for cleaning air using photocatalyst - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二酸化チタンに光源例えば紫外線を照射すると、光触媒反応により大気中や水中の有機物を酸化分解することがあるのを利用して、空気の浄化、防汚(セルフクリーニング)、防曇(超親水性)、抗菌、殺菌、防臭等の効果を得ようとするものである。 The present invention utilizes the fact that when titanium dioxide is irradiated with a light source such as ultraviolet rays, organic substances in the air or water may be oxidatively decomposed by photocatalytic reaction, so that air purification, antifouling (self-cleaning), antifogging ( (Superhydrophilicity), antibacterial, sterilizing, deodorizing and other effects.
図12に示した構成は、従来例において、二酸化チタンを塗布又はコーテイングした面(接触面)11に太陽光を直接照射するか蛍光灯等で紫外線等を発生する光源6を直接照射する方法を示し、汚染物質を触媒面に沿って並行に移動接触させるものである。
The configuration shown in FIG. 12 is a conventional method in which a surface (contact surface) 11 coated or coated with titanium dioxide is directly irradiated with sunlight or directly with a
図13に示した構成は、従来例において、二酸化チタン等を塗布又はコーテイングした面(触媒面)11を内側にした円筒形の内側に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源6を直接照射する方法で、汚染物質は触媒面11に沿って並行に移動接触させるものである。
The configuration shown in FIG. 13 directly irradiates a
図14は従来例において、両面に二酸化チタン等を塗布又はコーテイングした素材(触媒面)11を複数配置して、その中間に蛍光灯等で紫外線等を発生する光源6を設置し、両面に直接照射する方法である。、
二酸化チタンを塗布又はコーテイングした材料(触媒材)は高価であり、太陽光を利用する場合は別として、夜間及び太陽光の当たらない場所で、触媒材に光触媒反応に必要な波長の紫外線を照射しようとすれば、紫外線を発生する光源が多数必要になる。当然価格も高価になり、これらの材料を使用して製作する製品は高価なものになってしまう。また光源のためのスペースがより広く必要になり、光源のための電力も大量に必要になる。したがって触媒である二酸化チタンに少数の光源と少量の電力で効率的に紫外線を照射する構造が必要になる。 Titanium dioxide-coated or coated material (catalyst material) is expensive. Except when using sunlight, the catalyst material is irradiated with ultraviolet rays of the wavelength necessary for the photocatalytic reaction at night and in places not exposed to sunlight. If it is going to do, many light sources which generate | occur | produce an ultraviolet-ray will be needed. Naturally, the price is also expensive, and the products manufactured using these materials become expensive. Also, a wider space for the light source is required, and a large amount of power for the light source is also required. Therefore, a structure that efficiently irradiates ultraviolet rays with a small number of light sources and a small amount of power is required for titanium dioxide as a catalyst.
紫外線を発生する光源は高価なため、使用個数を少なくし光源からの紫外線を内部機構により並行光にしてより遠距離まで透過させ、なおかつ屈折反射させて触媒面に効率的に紫外線を照射する構造を考えようとするものである。 Light sources that generate ultraviolet rays are expensive, so the number used is reduced, the ultraviolet rays from the light sources are converted into parallel light by an internal mechanism, transmitted to a longer distance, and refracted and reflected to efficiently irradiate the catalyst surface with ultraviolet rays Is to think about.
この発明によれば、比較的高価な紫外線を発生する光源の使用個数を少なくし、また光源からの紫外線を並行光にして、より遠距離まで透過させ、しかも紫外線光軸を屈曲反射させて効率的に触媒面に紫外線を照射させることを可能とするものである。。 According to the present invention, the number of light sources that generate relatively expensive ultraviolet rays is reduced, the ultraviolet rays from the light sources are converted into parallel light, transmitted to a longer distance, and the ultraviolet optical axis is bent and reflected to improve efficiency. In particular, the catalyst surface can be irradiated with ultraviolet rays. .
図1において、本体1の通路2にファン3により取入口4から吸入された汚染空気の汚染物質はプレフィルター5によって空気中に浮遊する比較的大きなゴミが集塵され、紫外線を発生する光源6により照射されその構成を後述する光触媒フィルター7で有害ガス、細菌が分離され、活性炭フィルター8で消臭脱臭されファン3により排出排出口9から排出される。この際、光触媒フィルター7の後位に配設された反射板10によって後述する光源6からの光束が反射される。なお活性炭フィルター8をプレフィルター5と光源6の中間に設置する場合もありうる。
In FIG. 1, the pollutant of polluted air sucked from the
前記ファン3は吸引作用による場合を示したが、実用上圧入により構成することも可能である。また、紫外線を照射する光源6としては、蛍光灯、ブラックライト、光化学ランプ、冷陰極蛍光ランプなどによって構成されるものとする。
Although the
図2において、ファン3により吸入される汚染空気の汚染物質はプレフィルター5で空気中に浮遊する比較的大きなゴミが集塵され、紫外線が発生する光源6によって照射される2層に配設された光触媒フィルター7で有害ガス、細菌が分解され、活性炭フィルター8で消臭脱臭されファン3により排出される。活性炭フィルター8をプレフィルター5と光触媒フィルター7の中間に設置する場合もありうる。
In FIG. 2, the pollutant of polluted air sucked by the
図3は光触媒フィルター7の基本構造であって、パンチングしたアルミニュウム板からなる本体1の内側壁に、例えば二酸化チタンを塗布又はコーテイングした触媒面11が内側になるように配置する。このように二酸化チタンを塗布又はコーテイングすると二酸化チタンの防汚(セルフクリーニング)効果を期待しうるものであるが、場合によってはこのような二酸化チタンの塗布又はコーテイングをしないコとも考慮される。通路2内には光源6からの光束の通過を許容する隙間を形成する部材13を配設し、アルミニュウムなどの触媒によって酸化分解されない材料からなるこれら部材13によって挟み込まれるように、これら部材13に対して交叉する方向に光源6からの光束を透過、乱反射する形状の多数の素材12を設置する。
FIG. 3 shows the basic structure of the
これら素材12は,ガラス、アクリル樹脂、ABS、塩化ビニールのような透過反射材で断面形状が多面体からなり、前記触媒面11に対し並行な位置に紫外線を発生させた光源6から照射される紫外線の一部14は透過、乱反射する素材12の垂直面15を透過して末端部16に到達する。紫外線の一部14の到達した紫外線の末端部16は反射板17により反射され、再度触媒材の中間を透過する。紫外線の一部14を透過、反射された紫外線18は、透過、乱反射する形状の素材12の内部19によって屈折され、触媒面11を照射すると共に触媒面11により反射され、これが繰り返し行なわれる。
These
また光源6から照射される紫外線の一部20は透過、乱反射する形状の素材12の外側斜面21によって乱反射され、触媒面11を照射するともに触媒面11により反射される。以上のように紫外線光軸を反射、屈折させることにより紫外線は効率よく触媒面11を照射することになる。
Further, a
図4は図3の俯瞰透視図であり、図5は図3の構造の光触媒フィルター7を複数個積層して光触媒層22とするものであって、複数個で構成される図4の光触媒層22に対して紫外線を発生する光源6の配置方法は、以下、図6から図11まで共通である。
4 is an overhead perspective view of FIG. 3, and FIG. 5 is a
図6とこの図6の俯瞰透視図である図7において、光触媒層22の外側に紫外線を発生する光源6を配置し、凹面の反射鏡23を光源6の外側に設置し、反対側に反射板17を設置することによって光源6から照射される紫外線を透過、乱反射する形状の素材12の作用によって紫外線の光束を反射、屈折させることにより紫外線は効率よく触媒面11を照射する。
In FIG. 6 and FIG. 7, which is a perspective view of FIG. 6, the
図8とこの図8の俯瞰透視図である図9において、光触媒層22の両側に紫外線を発生する光源6を配置し、凹面の反射鏡23を光源6の両外側に設置することによって、光源6から照射される紫外線を透過、乱反射する形状の素材12の作用によって紫外線の光束を反射、屈折させることにより紫外線は効率よく触媒面11を照射する。
In FIG. 8 and FIG. 9, which is a perspective view of FIG. 8, a
図10とこの図10の俯瞰透視図である図11において、光触媒層22を両側に配置し中心部に紫外線を発生する光源6を配置して、光触媒層22の両外側に反射板17を設置することによって、光源6から照射される紫外線を透過、乱反射する形状の素材12の作用によって紫外線光軸を反射、屈折させることにより紫外線は効率よく触媒面11に照射する。
In FIG. 10 and FIG. 11, which is a perspective view of FIG. 10, a
上述の構成において、防汚(セルフクリーニング)のためには、光源6、素材12、部材13の表面にも二酸化チタンの塗布又はコーテイングを形成することが望ましい。
In the above-described configuration, it is desirable to form a titanium dioxide coating or coating on the surfaces of the
1 本体
2 通路
3 ファン
4 取入口
5 プレフィルター
6 光源
7 光触媒フィルター
8 活性炭フィルター
9 排出口
10 反射板
11 触媒面
12 素材(多面体、多角形)
13 部材
14 紫外線の一部
15 垂直面
16 末端部
17 反射板
18 紫外線
19 内部(素材12の)
20 紫外線の一部
21 外側斜面
22 光触媒層
23 反射鏡(凹面の)
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13
20 Part of
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