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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024085769
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】気体浄化装置
(51)【国際特許分類】
A61L 9/00 20060101AFI20240620BHJP
A61L 9/20 20060101ALI20240620BHJP
【ＦＩ】
A61L9/00 C
A61L9/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022200487
(22)【出願日】2022-12-15
(71)【出願人】
【識別番号】000003757
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100146592
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 浩
(74)【代理人】
【氏名又は名称】白井 達哲
(74)【代理人】
【識別番号】100176751
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 耕平
(72)【発明者】
【氏名】津崎 修
【テーマコード（参考）】
4C180
【Ｆターム（参考）】
4C180AA02
4C180AA07
4C180AA16
4C180BB06
4C180BB08
4C180CC03
4C180CC13
4C180DD03
4C180DD04
4C180EA33X
4C180EA34X
4C180HH05
4C180HH15
4C180HH19
4C180JJ03
(57)【要約】
【課題】メンテナンス性の向上を図ることができる気体浄化装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る気体浄化装置は、内部に、処理を行う気体が流れる空間を有する筐体と；前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：を具備している。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態に係る気体浄化装置は、内部に、処理を行う気体が流れる空間を有する筐体と；前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：を具備している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に、処理を行う気体が流れる空間を有する筐体と；
前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；
前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；
前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：
を具備した気体浄化装置。
前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；
前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；
前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：
を具備した気体浄化装置。
【請求項2】
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、
前記光源は、前記光触媒体の下流側に設けられ、
前記加熱部は、前記光触媒体の上流側に設けられている請求項１記載の気体浄化装置。
前記光源は、前記光触媒体の下流側に設けられ、
前記加熱部は、前記光触媒体の上流側に設けられている請求項１記載の気体浄化装置。
【請求項3】
前記光源は、前記第１の紫外線よりも短いピーク波長を有する第２の紫外線を照射する第２の発光素子をさらに有し、
前記第２の発光素子は、前記筐体の内部を流れる前記気体に前記第２の紫外線を照射する請求項１または２に記載の気体浄化装置。
前記第２の発光素子は、前記筐体の内部を流れる前記気体に前記第２の紫外線を照射する請求項１または２に記載の気体浄化装置。
【請求項4】
前記加熱部は、
熱線を照射する発熱部と；
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、前記発熱部の上流側に設けられたカバーと；
を有する請求項１または２に記載の気体浄化装置。
熱線を照射する発熱部と；
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、前記発熱部の上流側に設けられたカバーと；
を有する請求項１または２に記載の気体浄化装置。
【請求項5】
前記加熱部は、前記光触媒体の機能を回復させる際に、前記光触媒体を加熱する請求項１または２に記載の気体浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、気体浄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
健康意識の高まりを反映して、電車や自動車などの車内、冷蔵庫内、居住空間などの、いわゆる閉鎖空間における気体の浄化（例えば、空気の浄化）の要望が高まっている。例えば、雰囲気に含まれているアンモニア、エチレン、および、アセトアルデヒドなどのＶＯＣ(Volatile Organic Compounds；揮発性有機化合物）の除去、雰囲気の脱臭、雰囲気に含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化の要望が高まっている。
【0003】
そのため、複数の発光素子を有する光源と、光触媒を有する光触媒体とを備えた気体浄化装置が提案されている。
また、光触媒作用を発現させるための発光素子と、細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うための発光素子と、を備えた気体浄化装置も提案されている。
また、光触媒作用を発現させるための発光素子と、細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うための発光素子と、を備えた気体浄化装置も提案されている。
【0004】
ここで、気体浄化装置を動作させると、光触媒体の機能が経時的に低下する場合がある。そのため、光触媒体の機能を回復させるためのメンテナンスが必要となる。例えば、気体浄化装置の筐体の内部に取り付けられた光触媒体を筐体から取り外し、筐体の外部において光触媒体を洗浄および乾燥させた後に、光触媒体を筐体の内部に取り付けるようにしている。この様なメンテナンスは、定期的に、あるいは必要に応じて行う必要がある。
【0005】
しかしながら、この様なメンテナンスにおいては、光触媒体の取り外し、光触媒体の洗浄および乾燥、光触媒体の取り付けという一連の作業を行う必要がある。そのため、メンテナンスにかかる時間が長くなったり、メンテナンスに手間がかかったりしていた。
そこで、メンテナンス性の向上を図ることができる気体浄化装置の開発が望まれていた。
そこで、メンテナンス性の向上を図ることができる気体浄化装置の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第７０２５７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、メンテナンス性の向上を図ることができる気体浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態に係る気体浄化装置は、内部に、処理を行う気体が流れる空間を有する筐体と；前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：を具備している。
【発明の効果】
【0009】
本発明の実施形態によれば、メンテナンス性の向上を図ることができる気体浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0012】
本実施の形態に係る気体浄化装置１は、気体浄化装置１が設けられる雰囲気にある気体Ｇを浄化する。気体Ｇは、例えば、空気を主成分とし、浄化の対象となるものを含んでいる。浄化の対象となるものは、光触媒作用、および紫外線の少なくともいずれかにより浄化できるものであればよい。浄化の対象となるものは、例えば、化学物質、細菌、ウイルスなどである。化学物質は、例えば、アンモニア、エチレン、およびアセトアルデヒドなどのＶＯＣである。
【0013】
図１は、本実施の形態に係る気体浄化装置１を例示するための模式斜視図である。
図２は、図１における気体浄化装置１の、Ａ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１、および図２に示すように、気体浄化装置１は、例えば、筐体２、フィルタ３、送風部４、光触媒体５、光源６、加熱部７、およびコントローラ８を有する。
図２は、図１における気体浄化装置１の、Ａ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１、および図２に示すように、気体浄化装置１は、例えば、筐体２、フィルタ３、送風部４、光触媒体５、光源６、加熱部７、およびコントローラ８を有する。
【0014】
筐体２は、箱状を呈している。筐体２は、内部に、処理を行う気体Ｇが流れる空間を有する。気体Ｇの流入側から見た場合に、筐体２の輪郭は、例えば、多角形とすることができる。図１、および図２に例示をした筐体２の輪郭は、四角形である。筐体２の輪郭が四角形であれば、光触媒体５の着脱を容易としたり、気体浄化装置１のスペース効率を向上させたりすることができる。
【0015】
筐体２は、一方向に延びる形状を呈している。例えば、筐体２の形状は、直方体である。筐体２が延びる方向における、筐体２の両側の端部は開口している。筐体２の一方の開口２ａは、処理の対象となる気体Ｇの流入口となる。筐体２の他方の開口２ｂは、処理済みの気体Ｇの流出口となる。そのため、筐体２の内部に、一方の端部から他方の端部に向かって流れる気流を形成することができる。
【0016】
また、筐体２の側部に開口２ｃを設け、開口２ｃを介して、光触媒体５、光源６、および加熱部７の着脱を行うこともできる。開口２ｃには、蓋２ｄを着脱自在に設けることができる。また、筐体２の側部などには、筐体２の外部に設けられたコントローラ８と、筐体２の内部に設けられた光源６および加熱部７と、の電気的な接続を行うためのコネクタを設けることができる。
【0017】
筐体２、および蓋２ｄの材料は、光源６から照射される紫外線に対する耐性、気体Ｇに含まれている化学物質に対する耐性、および加熱部７からの熱に対する耐性があれば特に限定はない。筐体２および蓋２ｄの材料は、例えば、金属や樹脂とすることができる。金属は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などとすることができる。樹脂は、例えば、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂などとすることができる。
【0018】
また、筐体２の内壁は、光源６から照射される紫外線に対する反射率が高くなるようにすることが好ましい。例えば、筐体２をアルミニウム合金などの金属から形成したり、樹脂から形成された筐体２の内壁に、アルミニウム合金などの金属から形成された板やシートを設けたりすることができる。この様にすれば、光源６から照射され、筐体２の内壁に入射した紫外線を効率良く反射させることができる。筐体２の内壁において反射された紫外線は、筐体２の内部を流れる気体Ｇに照射される。そのため、光源６から照射された紫外線の利用効率を向上させることができる。
【0019】
また、筐体２の内壁が、アルミニウム合金などの金属から形成されていれば、加熱部７から照射され、筐体２の内壁に入射した熱線（例えば、赤外線）を効率良く反射させることができる。筐体２の内壁において反射された熱線は、筐体２の内部に設けられた光触媒体５に照射される。そのため、加熱部７から照射された熱線の利用効率を向上させることができる。
【0020】
フィルタ３は、筐体２の、気体Ｇの流入側の端部に設けられている。フィルタ３は、筐体２の開口２ａを覆っている。フィルタ３は、例えば、筐体２の端部に設けられたブラケットに着脱自在に取り付けることができる。
【0021】
フィルタ３は、筐体２の外部にあるゴミなどが、筐体２の内部に吸引されるのを抑制する。フィルタ３は、例えば、目視にて確認できる程度の大きさのゴミを除去する。フィルタ３の材料は、光源６から照射される紫外線に対する耐性、気体Ｇに含まれている化学物質に対する耐性、および加熱部７からの熱に対する耐性があれば特に限定はない。フィルタ３の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。フィルタ３は、例えば、ステンレス製の平織金網（線径φ０．１ｍｍ、１００メッシュ）とすることができる。なお、フィルタ３は、例えば、ステンレス製の畳織金網、綾織金網などであってもよい。
【0022】
送風部４は、筐体２の、気体Ｇの流出側の端部に設けられている。送風部４は、筐体２の開口２ｂに接続されている。送風部４は、開口２ｂを介して、筐体２の内部の気体Ｇを筐体２の外部に排出する。そのため、筐体２の内部に、フィルタ３側から送風部４側に向かう気体Ｇの流れが形成される。
【0023】
図２に例示をした送風部４は軸流ファンであるが、送風部４は気体Ｇを流動可能なものであればよい。例えば、送風部４は、遠心ファンやシロッコファンなどであってもよい。ただし、送風部４が軸流ファンであれば、高風量化、低騒音化などを図ることができる。また、送風部４は、ダクトなどの配管を介して筐体２に接続することもできる。この場合、ダクトなどの配管を介して、複数の筐体２に１つの送風部４を設けることもできる。
【0024】
光触媒体５は、筐体２の内部に設けられている。光触媒体５は、例えば、筐体２の、気体Ｇの流入側の端部の近傍に設けられている。例えば、図１、および図２に示すように、筐体２が延びる方向において、光触媒体５は、光源６と加熱部７との間に設けられる。この場合、筐体２の内部を気体Ｇが流れる方向において、光触媒体５は、加熱部７の下流側、且つ、光源６の上流側に設けることができる。光触媒体５は、例えば、筐体２の内壁に設けられたブラケット２ｅに着脱自在に取り付けられる。
【0025】
光触媒体５は、例えば、基材、および光触媒を有する。
基材は、例えば、ハニカム構造を有し、直径が３ｍｍ程度の孔を複数有するセラミック板とすることができる。また、基材は、シート状を呈し、複数のガラス繊維を織り込むことで形成されたものとすることができる。また、基材は、シート状を呈し、金属を含む複数の線状体を織り込むことで形成されたものとすることができる。線状体に含まれる金属は、例えば、ステンレス、ニッケル、モネル、リン青銅、チタン、銅、銅合金、銀、銀合金などである。
基材は、例えば、ハニカム構造を有し、直径が３ｍｍ程度の孔を複数有するセラミック板とすることができる。また、基材は、シート状を呈し、複数のガラス繊維を織り込むことで形成されたものとすることができる。また、基材は、シート状を呈し、金属を含む複数の線状体を織り込むことで形成されたものとすることができる。線状体に含まれる金属は、例えば、ステンレス、ニッケル、モネル、リン青銅、チタン、銅、銅合金、銀、銀合金などである。
【0026】
セラミックを用いた基材や、金属を含む複数の線状体を用いた基材とすれば、基材の剛性を高めることができる。そのため、基材を透過する気体Ｇの流量や流速を増加させることができるので、処理能力の向上を図ることができる。
【0027】
光触媒は、例えば、粒状を呈し、所定の波長を有する光が入射した際に光触媒作用を発現する。光触媒の種類は、気体浄化装置１の用途や、気体Ｇに含まれている処理の対象となる物質などに応じて適宜選択することができる。例えば、光触媒は、紫外線応答型の光触媒や可視光応答型の光触媒とすることができる。紫外線応答型の光触媒は、例えば、酸化チタンなどを含んでいる。可視光応答型の光触媒は、例えば、酸化タングステン、窒素などをドープした酸化チタン、異種金属をイオン注入した酸化チタンなどを含んでいる。
【0028】
ここで、光触媒の表面に有機物などの異物が付着すると、光触媒に光が入射し難くなるので光触媒作用が発現し難くなる。そのため、光触媒体５は、防着部をさらに有することができる。防着部は、光触媒とともに基材に坦持させることができる。防着部は、例えば、ケイ素化合物を含む。ケイ素化合物は、例えば、ケイ素の酸化物（例えば、二酸化ケイ素）、ケイ素の窒化物、ケイ素の酸窒化物、ケイ素の炭化物、ケイ素の硫化物などである。ケイ素化合物を含む防着部が設けられていれば、有機物などの異物が光触媒に付着するのを抑制することができる。また、ケイ素化合物を含む防着部が設けられていれば、光触媒と基材との間の接合強度を高めることもできる。
【0029】
光源６は、光触媒体５に所定の波長を有する光を照射する。光源６は、筐体２の内部に設けられている。光源６は、光触媒体５と対向している。光源６は、例えば、筐体２の開口２ｂ側（気体Ｇの流出口側）の端部の近傍に設けられている。この場合、筐体２の内部を気体Ｇが流れる方向において、光源６は、光触媒体５の下流側に設けることができる。光源６は、例えば、筐体２の端部の内壁に着脱自在に設けたり、筐体２の内壁に設けられたブラケットに着脱自在に設けたりすることができる。
【0030】
光源６は、少なくとも１つ設けることができる。図１、および図２に例示をした気体浄化装置１は、互いに離隔させて、並べて設けられた２つの光源６を備えている。光源６は、例えば、筐体２が延びる方向と直交する方向に並べて設けることができる。光源６は、例えば、筐体２に設けられたコネクタを介して、筐体２の外部に設けられたコントローラ８と電気的に接続される。
【0031】
図３は、光源６の模式斜視図である。
図３に示すように、光源６は、例えば、基板６ａ、発光素子６ｂ（第１の発光素子の一例に相当する）、および発光素子６ｃ（第２の発光素子の一例に相当する）を有する。
基板６ａは、板状を呈している。基板６ａは、光触媒体５と対向している。
図３に示すように、光源６は、例えば、基板６ａ、発光素子６ｂ（第１の発光素子の一例に相当する）、および発光素子６ｃ（第２の発光素子の一例に相当する）を有する。
基板６ａは、板状を呈している。基板６ａは、光触媒体５と対向している。
【0032】
ここで、筐体２の内部（気体Ｇの流路）に基板６ａが設けられていると、気体Ｇの流通が妨げられるおそれがある。この場合、基板６ａの厚み方向を貫通する複数の孔を基板６ａに設けることができる。しかしながら、孔の大きさが小さければ圧力損失が大きくなるので気体Ｇの流通が妨げられる。孔の大きさを大きくすると、発光素子６ｂ、発光素子６ｃ、および配線パターンの配置や数などに制約が生じる。そのため、基板６ａの幅寸法Ｗ１は、光触媒体５の幅寸法Ｗ２よりも小さくしている。
【0033】
基板６ａの材料や構造には特に限定はない。例えば、基板６ａは、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどの無機材料（セラミックス）、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料から形成することができる。また、基板６ａは、金属板の表面を絶縁材料で被覆したメタルコア基板などであってもよい。
【0034】
発光素子６ｂ、６ｃの発熱量が多い場合には、放熱性の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板６ａを形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、メタルコア基板などを例示することができる。また、基板６ａは、単層構造を有するものであってもよいし、多層構造を有するものであってもよい。
【0035】
発光素子６ｂ、６ｃは、基板６ａの、光触媒体５と対向する面に並べて設けられている。発光素子６ｂ、６ｃは、例えば、基板６ａの面に設けられた配線パターンと電気的に接続される。発光素子６ｂ、６ｃの数や配置は、気体浄化装置１の用途や、筐体２の大きさ、光触媒体５の大きさなどに応じて適宜変更することができる。
【0036】
後述するように、発光素子６ｂは、主に、光触媒体５の光触媒を励起させるために設けられる。そのため、光触媒体５の大部分(面積比で６０％以上)において、光照射強度が１ｍＷ／ｃｍ２以上となるように、発光素子６ｂの数や配置を設定すればよい。
後述するように、発光素子６ｃは、主に、処理を行う気体Ｇに含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化のために設けられる。そのため、発光素子６ｃの数は、殺菌や不活性化の能力や、筐体２の大きさなどに応じて適宜決定することができる。
発光素子６ｂ、６ｃの数や配置は、例えば、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定すればよい。
後述するように、発光素子６ｃは、主に、処理を行う気体Ｇに含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化のために設けられる。そのため、発光素子６ｃの数は、殺菌や不活性化の能力や、筐体２の大きさなどに応じて適宜決定することができる。
発光素子６ｂ、６ｃの数や配置は、例えば、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定すればよい。
【0037】
発光素子６ｂ、６ｃの形式には特に限定はない。発光素子６ｂ、６ｃは、例えば、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることができる。発光素子６ｂ、６ｃは、例えば、砲弾型などのリード線を有する発光素子とすることもできる。発光素子６ｂ、６ｃは、例えば、チップ状の発光素子（ベアチップ）とすることもできる。チップ状の発光素子は、例えば、ＣＯＢ（Chip On Board）により、基板６ａの配線パターンに実装することができる。この場合、チップ状の発光素子を覆う封止部を設けることができる。
なお、図２、および図３に例示をした発光素子６ｂ、６ｃは、表面実装型の発光素子である。
なお、図２、および図３に例示をした発光素子６ｂ、６ｃは、表面実装型の発光素子である。
【0038】
発光素子６ｂは、主に、光触媒体５の光触媒を励起させるための光を照射する。この場合、光触媒の材料や組成が変われば、光触媒の吸収波長領域が変化する。そのため、光触媒の吸収波長領域に応じて、適切な波長の光を照射する発光素子６ｂを選択する。
【0039】
例えば、光触媒が、酸化タングステンなどの可視光応答型の光触媒の場合には、発光素子６ｂは、ピーク波長が、４０５ｎｍ以上、６００ｎｍ以下の可視光を照射する発光ダイオード、レーザダイオード、有機発光ダイオードなどとすることができる。
【0040】
ただし、可視光を細菌やウイルスに照射しても、殺菌や不活性化を行うことができない。これに対して、紫外線を細菌やウイルスに照射すれば、殺菌や不活性化を行うことができる。そのため、発光素子６ｂは、紫外線（第１の紫外線の一例に相当する）を光触媒体５に照射するものとすることが好ましい。例えば、光触媒を、紫外線応答型の光触媒とし、発光素子６ｂを、紫外線を照射する発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。この様にすれば、光触媒作用の発現に加えて、殺菌や不活性化を行うことができる。
【0041】
例えば、光触媒を、酸化チタンなどの紫外線応答型の光触媒とし、発光素子６ｂを、ピーク波長が３１５ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の紫外線（ＵＶ－Ａ）を照射する発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。
【0042】
ここで、細菌やウイルスのＤＮＡやＲＮＡに紫外線を吸収させれば、細菌やウイルスのＤＮＡやＲＮＡを破壊することができる。細菌やウイルスのＤＮＡやＲＮＡを破壊することができれば、高い殺菌効果や、高い不活性化の効果を得ることができる。例えば、細菌やウイルスのＤＮＡやＲＮＡは、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を吸収し易い。
【0043】
そのため、発光素子６ｃは、主に、細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うために、発光素子６ｂが照射する紫外線よりも短いピーク波長を有する紫外線（第２の紫外線の一例に相当する）を照射する。発光素子６ｃは、筐体２の内部を流れる気体Ｇに紫外線を照射する。
【0044】
例えば、発光素子６ｃは、ピーク波長が、２７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の紫外線（ＵＶ－Ｃ）を照射する発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。発光素子６ｃが設けられていれば、筐体２の内部を流れる気体Ｇに含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化、および光触媒体５や筐体２の内壁などに付着している細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うことができる。
【0045】
この場合、発光素子６ｂから照射される紫外線は、発光素子６ｃから照射される紫外線に比べて、殺菌や不活性化の能力が低くなる。しかしながら、発光素子６ｂから紫外線が照射されれば、発光素子６ｃから照射される紫外線による殺菌や不活性化を増強することができる。
【0046】
そのため、例えば、雰囲気の脱臭などとともに、雰囲気に含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行う場合には、紫外線応答型の光触媒を有する光触媒体５とし、主に、光触媒を励起させる紫外線を照射する発光素子６ｂと、主に、殺菌や不活性化を行う紫外線を照射する発光素子６ｃを設けることが好ましい。この様にすれば、光触媒作用による脱臭などと、雰囲気に含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化を効果的に行うことができる。
【0047】
ここで、一般的に、発光素子６ｂ、６ｃの封止材にはシリコーン樹脂が含まれている。シリコーン樹脂は紫外線に対する耐性が高いが、発光素子６ｂ、６ｃから照射された紫外線により、シリコーン樹脂が経時的に分解される場合がある。また、発光素子６ｂ、６ｃから紫外線を照射する際には熱が発生する。発生した熱により、シリコーン樹脂が加熱されると、シリコーン樹脂の分解がさらに生じ易くなる。
【0048】
シリコーン樹脂が分解されると、シリコーン樹脂の成分を含むガスが発光素子６ｂ、６ｃから放出される。放出されたシリコーン樹脂の成分を含むガスが光触媒体５に到達すると、シリコーン樹脂の成分が光触媒に付着するおそれがある。シリコーン樹脂の成分が光触媒に付着すると、紫外線が光触媒に入射し難くなったり、処理の対象となる気体Ｇが光触媒に接触し難くなったりする。そのため、気体浄化装置１の機能が経時的に低下するおそれがある。
【0049】
そこで、図１、および図２に示すように、筐体２の内部を気体Ｇが流れる方向において、光源６（発光素子６ｂ、６ｃ）は、光触媒体５の下流側に設けられている。この様にすれば、発光素子６ｂ、６ｃからシリコーン樹脂の成分を含むガスが放出されたとしても、放出されたガスが、気体Ｇの流れにのって光触媒体５の下流側に流れ易くなる。そのため、シリコーン樹脂の成分を含むガスが光触媒体５に到達するのを抑制することができるので、気体浄化装置１の機能が経時的に低下するのを抑制することができる。
【0050】
また、紫外線のピーク波長が短くなるほどシリコーン樹脂の分解が生じ易くなる。そのため、発光素子６ｃから放出されるガスは、発光素子６ｂから放出されるガスよりも多くなる。
【0051】
そこで、図３に示すように、ガスの放出量が多い発光素子６ｃを筐体２（基板６ａ）の中央側に設け、発光素子６ｃよりもガスの放出量が少ない発光素子６ｂを、発光素子６ｃよりも筐体２の内壁側に設けている。筐体２の中央領域を流れる気体Ｇは、筐体２の内壁の近傍を流れる気体Ｇよりも流速が速く、また、流量も多い。そのため、発光素子６ｃが、発光素子６ｂよりも筐体２の中央側に設けられていれば、発光素子６ｃから放出されるガスが多くなったとしても、ガスが光触媒体５に到達し難くなる。
【0052】
また、前述した様に、発光素子６ｃは、主に、細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うための紫外線を照射する。そのため、発光素子６ｃが、発光素子６ｂよりも筐体２の中央側に設けられていれば、筐体２の内部のより広い空間に、殺菌や不活性化を行うための紫外線を照射するのが容易となる。
【0053】
そのため、細菌やウイルスの殺菌や不活性化の観点からも、発光素子６ｃが、発光素子６ｂよりも筐体２の中央側に設けられていることが好ましい。例えば、図３に示すように、発光素子６ｃは、発光素子６ｂよりも基板６ａの中央側に設けることができる。
【0054】
ここで、気体浄化装置１にはフィルタ３が設けられているが、気体浄化装置１が設けられた雰囲気に含まれている異物が筐体２の内部に吸引されるのを完全に防止するのは困難である。そのため、気体浄化装置１を動作させると、吸引された異物が光触媒体５に付着して、気体Ｇの浄化効果が経時的に低下する場合がある。この場合、一般的には、筐体２の内部に取り付けられている光触媒体５を筐体２から取り外し、筐体２の外部において光触媒体５を洗浄および乾燥させた後に、光触媒体５を筐体２の内部に取り付けるようにしている。この様なメンテナンスは、定期的に、あるいは必要に応じて行う必要がある。
【0055】
しかしながら、この様なメンテナンスにおいては、光触媒体５の取り外し、光触媒体５の洗浄および乾燥、光触媒体５の取り付けという一連の作業を行う必要がある。そのため、メンテナンスにかかる時間が長くなったり、メンテナンスに手間がかかったりすることになる。
【0056】
そこで、気体浄化装置１には、光触媒体５を加熱する加熱部７が設けられている。後述するように、加熱部７は、光触媒体５の機能を回復させる際に、光触媒体５を加熱する。
図１、および図２に示すように、加熱部７は、筐体２の内部に設けられ、光触媒体５と対向している。加熱部７は、例えば、筐体２の，開口２ａ側（気体Ｇの流入口側）の端部の近傍に設けられている。筐体２の内部を気体Ｇが流れる方向において、加熱部７は、光触媒体５の上流側に設けられている。加熱部７が光触媒体５の上流側に設けられていれば、光源６（発光素子６ｂ、６ｃ）から照射された紫外線が、加熱部７により遮られることがない。すなわち、光触媒体５への紫外線の入射が阻害されることがない。また、発光素子６ｂ、６ｃから放出されたシリコーン樹脂の成分を含むガスが加熱部７（発熱部７ａ）に到達するのを抑制することができる。そのため、加熱部７（発熱部７ａ）にシリコーン樹脂の成分が付着するのを抑制することができる。
図１、および図２に示すように、加熱部７は、筐体２の内部に設けられ、光触媒体５と対向している。加熱部７は、例えば、筐体２の，開口２ａ側（気体Ｇの流入口側）の端部の近傍に設けられている。筐体２の内部を気体Ｇが流れる方向において、加熱部７は、光触媒体５の上流側に設けられている。加熱部７が光触媒体５の上流側に設けられていれば、光源６（発光素子６ｂ、６ｃ）から照射された紫外線が、加熱部７により遮られることがない。すなわち、光触媒体５への紫外線の入射が阻害されることがない。また、発光素子６ｂ、６ｃから放出されたシリコーン樹脂の成分を含むガスが加熱部７（発熱部７ａ）に到達するのを抑制することができる。そのため、加熱部７（発熱部７ａ）にシリコーン樹脂の成分が付着するのを抑制することができる。
【0057】
加熱部７は、例えば、筐体２の内壁に着脱自在に設けたり、筐体２の内壁に設けられたブラケットに着脱自在に設けたりすることができる。加熱部７は、少なくとも１つ設けることができる。図１、および図２に例示をした気体浄化装置１は、互いに離隔させて、並べて設けられた３つの加熱部７を備えている。加熱部７は、例えば、筐体２が延びる方向と直交する方向に並べて設けることができる。加熱部７は、例えば、筐体２に設けられたコネクタを介して、筐体２の外部に設けられたコントローラ８と電気的に接続される。
【0058】
図１、および図２に示すように、加熱部７は、例えば、発熱部７ａ、およびカバー７ｂを有する。
発熱部７ａは、例えば、一方向に延びた形状を有している。発熱部７ａは、例えば、筐体２が延びる方向と直交する方向に延びている。複数の発熱部７ａを設ける場合には、複数の発熱部７ａを、所定の間隔をあけて並べて設けることができる。この場合、複数の発熱部７ａが互いに平行となるようにすることができる。発熱部７ａの数と配置は、発熱部７ａの発熱量、光触媒体５の大きさ、光触媒体５の加熱に要する時間、加熱時における光触媒体５の温度ムラなどに応じて適宜決定することができる。例えば、発熱部７ａの数と配置は、光触媒体５の温度が１００℃程度となり、且つ、光触媒体５の温度ムラがなるべく小さくなるようにすればよい。例えば、発熱部７ａの数と配置は、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。
発熱部７ａは、例えば、一方向に延びた形状を有している。発熱部７ａは、例えば、筐体２が延びる方向と直交する方向に延びている。複数の発熱部７ａを設ける場合には、複数の発熱部７ａを、所定の間隔をあけて並べて設けることができる。この場合、複数の発熱部７ａが互いに平行となるようにすることができる。発熱部７ａの数と配置は、発熱部７ａの発熱量、光触媒体５の大きさ、光触媒体５の加熱に要する時間、加熱時における光触媒体５の温度ムラなどに応じて適宜決定することができる。例えば、発熱部７ａの数と配置は、光触媒体５の温度が１００℃程度となり、且つ、光触媒体５の温度ムラがなるべく小さくなるようにすればよい。例えば、発熱部７ａの数と配置は、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。
【0059】
発熱体７ａは、印加された電力を熱に変換する。発熱体７ａは、例えば、ハロゲンヒータ、カーボンヒータ、カンタルヒータ、シーズヒータ、セラミックヒータなどとすることができる。図１、および図２に例示をした発熱体７ａは、ハロゲンヒータである。発熱部７ａがハロゲンヒータなどの熱線（例えば、赤外線）を照射するものの場合には、筐体２が延びる方向において、発熱体７ａと光触媒体５との間に隙間を設けることができる。発熱部７ａが発生させたジュール熱をそのまま用いる場合には、発熱部７ａを光触媒体５に接触させることができる。
【0060】
また、図２に示すように、発熱部７ａと、光触媒体５との間の距離Ｌ２は、発光素子６ｂ、６ｃの光の出射面と、光触媒体５との間の距離Ｌ１よりも小さくすることができる。この様にすれば、光触媒体５と、筐体２の流入口側の端部との間の空間（加熱部７が設けられる空間）の体積を小さくすることができるので、加熱部７が設けられる空間の温度を上昇させたり、下降させたりするのが容易となる。そのため、光触媒体５の温度を上昇させる時間を短縮したり、光触媒体５の温度を下降させる時間を短縮したりするのが容易となる。また、発熱部７ａから照射された熱線が光触媒体５に到達し易くなるので、光触媒体５を効率良く加熱することができる。
また、発光素子６ｂ、６ｃの光の出射面と、光触媒体５との間の距離Ｌ１が長ければ、発光素子６ｂ、６ｃから放出されたガスが光触媒体５に到達するのを抑制することができる。
また、発光素子６ｂ、６ｃの光の出射面と、光触媒体５との間の距離Ｌ１が長ければ、発光素子６ｂ、６ｃから放出されたガスが光触媒体５に到達するのを抑制することができる。
【0061】
カバー７ｂは、例えば、１つの発熱部７ａに対して１つ設けることができる。カバー７ｂは、発熱部７ａと対向している。カバー７ｂと発熱部７ａとの間には隙間が設けられている。筐体２が延びる方向において、カバー７ｂは、発熱部７ａの、光触媒体５側とは反対側に設けることができる。すなわち、筐体２の内部を気体Ｇが流れる方向において、カバー７ｂは、発熱部７ａの上流側に設けることができる。発熱部７ａの上流側にカバー７ｂが設けられていれば、筐体２の内部に吸引された異物が発熱部７ａに付着したり、筐体２の内部に吸引された気体Ｇが発熱部７ａに直接接触したりするのを抑制することができる。そのため、発熱部７ａが汚れたり、発熱部７ａから照射される熱線量が減少したりするのを抑制することができる。
【0062】
カバー７ｂの、発熱部７ａ側の面は、発熱部７ａの中心を通り、筐体２が延びる方向に延びる線分を対称軸として線対称となる形状を有している。カバー７ｂの、発熱部７ａ側の面は、屈曲面または湾曲面とすることができる。カバー７ｂの、発熱部７ａ側の面がこの様な形状を有していれば、発熱部７ａから照射され、光触媒体５側とは反対側に向かう熱線を反射して、光触媒体５に向かうようにすることができる。そのため、発熱部７ａから照射された熱線の利用効率を向上させることができる。
【0063】
カバー７ｂの、発熱部７ａ側とは反対側の面は、発熱部７ａの中心を通り、筐体２が延びる方向に延びる線分を対称軸として線対称となる形状を有している。カバー７ｂの、発熱部７ａ側とは反対側の面は、気体Ｇの流れの上流側（光触媒体５側とは反対側）に突出する屈曲面とすることができる。カバー７ｂの、発熱部７ａ側とは反対側の面がこの様な形状を有していれば、気体Ｇの流れに乱れが生じるのを抑制することができる。
【0064】
カバー７ｂの材料は、耐熱性を有し、発熱部７ａから照射された熱線に対する反射率が高い材料とすることが好ましい。カバー７ｂの材料は、例えば、アルミニウム合金やステンレスなどの金属とすることができる。
【0065】
コントローラ８は、送風部４、光源６、および加熱部７を制御する。コントローラ８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、メモリなどの記憶部とを備えている。コントローラ８は、例えば、コンピュータである。コントローラ８は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、送風部４、光源６、および加熱部７を制御する。
【0066】
例えば、気体浄化装置１を用いて雰囲気にある気体Ｇを浄化する場合には、コントローラ８は、送風部４を制御して、雰囲気にある気体Ｇを筐体２の内部に吸引する。
【0067】
また、コントローラ８は、光源６を制御して、発光素子６ｂから、主に、光触媒体５の光触媒を励起させるための光を照射させる。紫外線応答型の光触媒が用いられる場合には、発光素子６ｂから紫外線（例えば、ＵＶ－Ａ）が照射される。可視光応答型の光触媒が用いられる場合には、発光素子６ｂから可視光が照射される。なお、前述した様に、発光素子６ｂから紫外線が照射されれば、発光素子６ｃから照射される紫外線による殺菌や不活性化を増強することができる。
発光素子６ｂから照射された光により、光触媒体５の光触媒が励起して、光触媒作用が発現する。そのため、気体Ｇに含まれているＶＯＣなどが、光触媒作用により分解される。
発光素子６ｂから照射された光により、光触媒体５の光触媒が励起して、光触媒作用が発現する。そのため、気体Ｇに含まれているＶＯＣなどが、光触媒作用により分解される。
【0068】
また、コントローラ８は、光源６を制御して、発光素子６ｃから、主に、細菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うための紫外線（例えば、ＵＶ－Ｃ）を照射させる。
発光素子６ｃから照射された紫外線（例えば、ＵＶ－Ｃ）により、気体Ｇに含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化が行われる。また、筐体２の内壁や光触媒体５に、発光素子６ｃから紫外線が照射されることで、これらに付着している細菌やウイルスの殺菌や不活性化が行われる。
発光素子６ｃから照射された紫外線（例えば、ＵＶ－Ｃ）により、気体Ｇに含まれている細菌やウイルスの殺菌や不活性化が行われる。また、筐体２の内壁や光触媒体５に、発光素子６ｃから紫外線が照射されることで、これらに付着している細菌やウイルスの殺菌や不活性化が行われる。
【0069】
ここで、浄化を行う雰囲気によっては、光触媒作用による浄化のみを行えば良い場合、紫外線の照射による殺菌などの浄化のみを行えば良い場合、光触媒作用による浄化と紫外線の照射による殺菌などの浄化の両方を行った方が良い場合がある。
【0070】
そのため、コントローラ８に、モードの切替スイッチを設けることもできる。例えば、コントローラ８は、モードの切替スイッチからの情報に基づいて、光触媒作用による浄化、および紫外線の照射による殺菌などの浄化の少なくともいずれかを選択して実行することができる。
【0071】
例えば、モードの切替スイッチにより、光触媒作用による浄化のみを行うことが選択された場合には、コントローラ８は、発光素子６ｂのみから光を照射させる。例えば、モードの切替スイッチにより、紫外線の照射による殺菌などの浄化のみを行うことが選択された場合には、コントローラ８は、発光素子６ｃのみから紫外線を照射させる。例えば、モードの切替スイッチにより、光触媒作用による浄化、および紫外線の照射による殺菌などの浄化を行うことが選択された場合には、コントローラ８は、発光素子６ｂから光を照射させ、且つ、発光素子６ｃから紫外線を照射させる。
【0072】
モードの切替スイッチにより、光触媒作用による浄化、および紫外線の照射による殺菌などの浄化のいずれかを選択すれば、省エネルギー化を図ることができる。モードの切替スイッチにより、光触媒作用による浄化、および紫外線の照射による殺菌などの浄化の両方を選択すれば、種々の雰囲気における浄化に対応することができる。
【0073】
また、モードの切替スイッチにより、処理時間や処理流量の選択が行える様にすることもできる。例えば、モードの切替スイッチにより、処理時間の短縮や処理流量の増加が選択された場合には、コントローラ８は、送風部４を制御して送風量を増加させ、光源６を制御して照射量を増加させることができる。例えば、気体浄化装置１の動作時における騒音を小さくしたい場合には、モードの切替スイッチにより、静音モードなどに切り替えることができる。例えば、静音モードが選択された場合には、コントローラ８は、送風部４を制御して送風量を減少させ、光源６を制御して照射量を減少させることができる。
【0074】
また、加熱部７を用いて、光触媒体５の機能回復（メンテナンス）を行う場合には、コントローラ８は、加熱部７を制御して、例えば、発熱部７ａから熱線を照射させる。コントローラ８は、例えば、光触媒体５に設けられた温度センサ（例えば、熱電対）からの出力に基づいて、発熱部７ａに印加する電力の制御、ひいては光触媒体５の温度制御を行うことができる。また、コントローラ８は、例えば、発熱部７ａに印加する電力と、電力の印加時間などを制御することで光触媒体５の温度制御を行うこともできる。なお、発熱部７ａに印加する電力および電力の印加時間と、光触媒体５の温度との関係は、予め実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。
【0075】
発熱部７ａから照射された熱線が光触媒体５に入射することで、光触媒体５が加熱される。なお、発熱部７ａが光触媒体５に接触している場合は、発熱部７ａからの熱が光触媒体５に伝搬することで、光触媒体５が加熱される。光触媒体５が加熱されることで、光触媒体５に付着している異物が除去される。例えば、光触媒体５の温度は、３０℃以上、２００℃以下となるようにすることができる。加熱時間（メンテナンス時間）は、例えば、１時間程度とすることができる。
【0076】
光触媒体５の温度、および加熱時間は、雰囲気に含まれている異物の量、光触媒体５に付着している異物の量、発熱部７ａの数や発熱量、要求されるメンテナンス時間などに応じて適宜変更することができる。光触媒体５の温度、および加熱時間は、例えば、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。
【0077】
光触媒体５の機能回復を行う場合には、コントローラ８は、光源６による紫外線などの照射、および送風部４による送風を行わないようにすることができる。送風部４による送風が行われなければ、光触媒体５の温度上昇に要する時間を短縮することができる。また、コントローラ８は、送風部４による送風を行い、送風量を、気体Ｇの浄化を行う際の送風量よりも少なくすることもできる。この様にすれば、光触媒体５に付着している異物が加熱されることで放出されたガスを筐体２の外部に排出するのが容易となる。
【0078】
光触媒体５の機能回復が終了した場合には、コントローラ８は、加熱部７を制御して、例えば、発熱部７ａからの熱線の照射を停止させる。また、コントローラ８は、送風部４を制御して、筐体２の内部に気体Ｇを吸引することができる。この様にすれば、光触媒体５に付着している異物が加熱されることで放出されたガスを筐体２の外部に排出することができる。また、光触媒体５および加熱部７の冷却時間を短縮することができる。なお、光触媒体５の機能回復が終了した場合には、気体Ｇの浄化を続けて行うこともできる。この様にすれば、光触媒体５および加熱部７の冷却と、気体Ｇの浄化を同時に行うことができる。
【0079】
雰囲気にある気体Ｇの浄化と、光触媒体５の機能回復とは、例えば、前述したモードの切替スイッチにより選択することができる。また、光触媒体５の機能回復は、定期的に行うこともできるし、操作者などの判断により、必要に応じて行うこともできる。この場合、例えば、雰囲気にある気体Ｇの浄化が終了した際に、光触媒体５の機能回復を自動的に続けて行うこともできる。
【0080】
図４は、光触媒体５の機能回復の効果を例示するためのグラフである。
図４中のＢは、所定の時間使用された光触媒体５を用いて、気体Ｇの浄化を行った場合である。すなわち、Ｂは、光触媒体５を加熱して機能回復を行わない場合である。
図４中のＣは、所定の時間使用された光触媒体５を加熱して機能回復を行った後に、気体Ｇの浄化を行った場合である。
光触媒体５の機能は、アセトアルデヒドの残存率で評価した。
光触媒体５の加熱温度は１００℃とし、加熱時間は１時間とした。
図４中のＢは、所定の時間使用された光触媒体５を用いて、気体Ｇの浄化を行った場合である。すなわち、Ｂは、光触媒体５を加熱して機能回復を行わない場合である。
図４中のＣは、所定の時間使用された光触媒体５を加熱して機能回復を行った後に、気体Ｇの浄化を行った場合である。
光触媒体５の機能は、アセトアルデヒドの残存率で評価した。
光触媒体５の加熱温度は１００℃とし、加熱時間は１時間とした。
【0081】
図４から分かる様に、所定の時間使用された光触媒体５を加熱すれば、アセトアルデヒドの残存率を低くすることができる。このことは、所定の時間使用された光触媒体５を加熱すれば、光触媒体５の機能回復を行うことができることを意味する。
【0082】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【0083】
以下、前述した実施形態に関する付記を示す。
【0084】
（付記１）
内部に、処理を行う気体が流れる空間を有する筐体と；
前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；
前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；
前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：
を具備した気体浄化装置。
内部に、処理を行う気体が流れる空間を有する筐体と；
前記筐体の内部に設けられ、光触媒を有する光触媒体と；
前記筐体の内部に設けられ、第１の紫外線を前記光触媒体に照射する第１の発光素子を有する光源と；
前記筐体の内部に設けられ、前記光触媒体を加熱する加熱部と：
を具備した気体浄化装置。
【0085】
（付記２）
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、
前記光源は、前記光触媒体の下流側に設けられ、
前記加熱部は、前記光触媒体の上流側に設けられている付記１記載の気体浄化装置。
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、
前記光源は、前記光触媒体の下流側に設けられ、
前記加熱部は、前記光触媒体の上流側に設けられている付記１記載の気体浄化装置。
【0086】
（付記３）
前記光源は、前記第１の紫外線よりも短いピーク波長を有する第２の紫外線を照射する第２の発光素子をさらに有し、
前記第２の発光素子は、前記筐体の内部を流れる前記気体に前記第２の紫外線を照射する付記１または２に記載の気体浄化装置。
前記光源は、前記第１の紫外線よりも短いピーク波長を有する第２の紫外線を照射する第２の発光素子をさらに有し、
前記第２の発光素子は、前記筐体の内部を流れる前記気体に前記第２の紫外線を照射する付記１または２に記載の気体浄化装置。
【0087】
（付記４）
前記加熱部は、
熱線を照射する発熱部と；
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、前記発熱部の上流側に設けられたカバーと；
を有する付記１～３のいずれか１つに記載の気体浄化装置。
前記加熱部は、
熱線を照射する発熱部と；
前記筐体の内部を前記気体が流れる方向において、前記発熱部の上流側に設けられたカバーと；
を有する付記１～３のいずれか１つに記載の気体浄化装置。
【0088】
（付記５）
前記加熱部は、前記光触媒体の機能を回復させる際に、前記光触媒体を加熱する付記１～４のいずれか１つに記載の気体浄化装置。
前記加熱部は、前記光触媒体の機能を回復させる際に、前記光触媒体を加熱する付記１～４のいずれか１つに記載の気体浄化装置。
【符号の説明】
【0089】
１ 気体浄化装置、２ 筐体、３ フィルタ、４ 送風部、５ 光触媒体、６ 光源、６ｂ 発光素子、６ｃ 発光素子、７ 加熱部、７ａ 発熱部、７ｂ カバー、８ コントローラ、Ｇ 気体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】