JPH0938189A

JPH0938189A - 空気浄化機能をもつファン

Info

Publication number: JPH0938189A
Application number: JP7192829A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamanaka; 修山中; Tadanobu Iwasa; 忠信岩佐; Masato Tamaki; 真人田牧; Kazuhiro Sakai; 和宏酒井; Toshio Yamaguchi; 寿夫山口
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】手軽に利用できかつ効率的に空気を浄化できる
空気浄化機能をもつファンを提供する。【解決手段】この空気浄化機能をもつファンは、回転軸
部１１と複数の翼４１と、翼４１の少なくとも風圧を受
ける側の面に設けられた二酸化チタンの薄膜５１と、を
具備する。また、二酸化チタンの薄膜５１の活性化のた
めの紫外線源として発光ダイオ−ド７を設けることもで
きる。空気と最も良く接触する翼４１の少なくとも風圧
を受ける側の面に二酸化チタンの薄膜５１が形成されて
いる。このため二酸化チタンの薄膜５１の単位面積当た
りの空気浄化能力は極めて高くなる。発光ダイオード７
を設けた場合、各種装置に手軽にこのファンを組み込む
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二酸化チタンの薄膜
からなる光触媒反応を利用した空気浄化機能をもつファ
ンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、二酸化チタンＴｉＯ₂に代表され
る光半導体の微粒子による光触媒作用、特にその強い酸
化触媒作用に高い注目が集められている。即ち、二酸化
チタン等の光半導性を有する粒子状物質をそのバンドキ
ャップエネルギ以上の光（二酸化チタンの場合は４００
ｎｍ以下の光、即ち、紫外線）で照射すると、価電子帯
の電子が光励起されて伝導帯に移り、伝導帯には自由電
子が生成すると共に、価電子帯には正の電荷を帯びた粒
子（正孔）が生成する。これらの正孔と電子とは半導体
粒子内部を運動し、時間の経過と共に再結合して消滅す
る。しかしその粒子表面に空気または水、或いはそれら
の正孔や電子よりもエネルギの低い空順位を有する化合
物やイオンが存在すると、その粒子表面を通してそれら
の正孔と電子が化合物やイオンに移動し、その結果、正
孔は粒子表面に接触する化合物やイオンを直接酸化し、
或いは活性酸素の１つである水酸基ラジカルを生成す
る。

【０００３】また、電子による還元反応は主に酸素の還
元であり、電子が付加された酸化性のある酸素種が生成
される。こうして、光半導体微粒子は光が照射されるこ
とによって酸化性の活性表面を形成し、有機化合物の分
解等に触媒として作用する（「季刊化学総説『光が
関わる触媒化学』Ｎｏ．２３，１９９４）。このような
光半導体微粒子による酸化触媒作用は、光半導体の中で
も二酸化チタンが特に高い。また、二酸化チタンは安定
性や安全性にも優れている。そして、この二酸化チタン
の微粉末を薄膜として基体表面に担持して光触媒を形成
し、紫外線照射時のその高い酸化力を有機化合物等の分
解に利用した種々の応用が既に知られている。

【０００４】例えば、二酸化チタンの薄膜からなる光触
媒をコーティングした中空のガラスビーズは海上に流出
した原油の分解剤として知られている。すなわち、ガラ
スビーズ表面に付着した原油は太陽光中の紫外線によっ
て活性化された二酸化チタンの強い酸化触媒作用によっ
て分解される。また最近では、室内空気の脱臭または消
臭、殺菌（抗菌）、タバコのヤニや油膜等の汚れの分解
にもその応用が試みられ、自然光または蛍光灯の光に含
まれる紫外線を利用してその光触媒を活性化させ、それ
の酸触媒反応によって接触するメルカブタン等の臭気化
合物、或いはタバコのヤニ等の有機物を分解し、また
は、細菌等の微生物を死滅させ、またはその繁殖を抑え
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】二酸化チタンの薄膜に
よる空気の浄化は紫外線を受ける二酸化チタンの薄膜に
空気が接触する必要がある。このため多量の空気を浄化
するには効率が低いという問題がある。また、従来は、
二酸化チタン（ＴｉＯ₂）の薄膜を活性化させる紫外線
源として、太陽光や蛍光灯に頼っていた。このため、太
陽で照射されていない所では利用できないとか、大きな
蛍光灯を必要とした。

【０００６】本発明はかかる不都合を解消するもので、
手軽に利用できかつ効率的に空気を浄化できる空気浄化
機能をもつファンを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の空気浄化機能を
もつファンは、回転軸部と、該回転軸部に保持され周方
向に等間隔で配列された複数の翼と、該翼の表面に設け
られた二酸化チタンの薄膜と、を具備することを特徴と
する。すなわち、本発明の空気浄化機能をもつファン
は、空気と最も良く接触する翼の表面に光触媒である二
酸化チタンの薄膜が形成されている。このためより多量
の空気を効率的に浄化できる。

【０００８】本発明の空気浄化機能をもつファンは翼の
表面に二酸化チタンの薄膜をもつことに第一の特色があ
る。そして本発明の空気浄化機能をもつファンは翼の表
面に二酸化チタンの薄膜をもつこととこの二酸化チタン
の薄膜に波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を放射する発
光ダイオ−ドをもつことに第二の特色をもつ。そして、
ファンそのものは従来のファンと同一である。すなわ
ち、本発明の空気浄化機能をもつファンは従来のファン
と同様に回転軸部とこの回転軸部に固定され周方向に等
間隔に配列された翼をもつ。また、本発明の空気浄化機
能をもつファンは、翼の先端の回転軌跡の遠心側を囲む
筒状の案内部を持つものとすることができる。

【０００９】本発明の空気浄化機能をもつファンは、紫
外線源が他に存在する場合には、紫外線を照射する発光
ダイオードを必要としない。しかし他に紫外線源がない
場合には発光ダイオードを必要とする。この発光ダイオ
ードはファンと一体であるのが好ましく、また、効率的
に翼の二酸化チタンの薄膜を照射する必要がある。かか
る見地から、発光ダイオードは、翼の先端の回転軌跡の
遠心側を囲む筒状の案内部とか、回転軸部に設けるのが
好ましい。さらには、最も効率的に紫外線を照射できる
位置に専有のブラケットを設け、このブラケツトに発光
ダイオードを固定することもできる。

【００１０】また、翼が紫外線を透過できる透明な材料
で形成されている場合、翼自体を導光体として利用し、
翼に発光ダイオードを埋設することもできる。二酸化チ
タンの薄膜は表面に設ける必要がある。翼の全表面を二
酸化チタンの薄膜で覆うことも、紫外線の照射を受ける
他の部品の表面を二酸化チタンの薄膜で覆うこともでき
る。

【００１１】この二酸化チタンの薄膜は光触媒となるも
のである。この二酸化チタンの薄膜を形成する二酸化チ
タンの粒子径は、十分に小さいほど「量子サイズ効果」
等によって光触媒作用が高い。そのため、その薄膜は、
二酸化チタンのコロイドを基体表面に塗布し焼成する等
の方法によって、一般に０．３μｍ以下、好ましくは
０．２μｍ以下の膜厚の透明な薄膜として、またはその
ような薄膜を多層化した薄膜として形成するのが好まし
い。また、物理的蒸着法（ＰＶＤ）や化学的蒸着法（Ｃ
ＶＤ）等の方法によって形成することもできる。

【００１２】発光ダイオ−ドは、紫外線を放出できるも
ので、具体的にはｐｎ接合された窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）系光半導体の結晶体で構成することができる。この
ｐｎ接合された窒化ガリウム（ＧａＮ）系光半導体の結
晶体は、波長３６０〜４００ｎｍの光（電磁波）、即
ち、紫外線を放射する。本発明の空気浄化機能をもつフ
ァンに組み込まれた発光ダイオードは、ファンの駆動と
ともに発光ダイオードにも通電され、発光ダイオードか
ら紫外線が照射されるようにするのが好ましい。

【００１３】また、本発明の空気浄化機能をもつファン
は新鮮な空気の必要とする送風の必要な装置、例えばエ
アコン装置の送風機、室内への空気導入ファン、扇風機
等に使用できる。

【００１４】

【作用】本発明の空気浄化機能をもつファンは、空気と
最も良く接触する翼の表面に二酸化チタンの薄膜が形成
されている。このため二酸化チタンの薄膜の単位面積当
たりの空気浄化能力は極めて高くなる。特にこの二酸化
チタンの薄膜に紫外線を照射する発光ダイオードを設け
た場合、色々な装置にこのファンを組み込むことが可能
となる。また、発光ダイオードが非常に小さな発光素子
であるため、ファンを特に大きくする必要もなく、従来
のファンと同じ大きさのものとすることができる

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（第一実施例）図１は本発明の第一実施例の空気浄化機
能をもつファンを示す。このファンはシロッコファンと
呼ばれているタイプのファンで、図１は翼の一部が省略
されている。このファンは全体が一体的に射出成形で作
られているもので、回転軸部１とリング状の側面板２と
この回転軸部１と側面板２とを結ぶ支柱３と側面板２よ
り軸方向に伸び、互いに所定間隔を隔てて設けられた複
数の翼４とからなる。そして翼４の全面に二酸化チタン
の薄膜５が形成されている。この薄膜５は二酸化チタン
のコロイドを顔料として含む無機塗料を塗布して形成し
たものである。なお、この二酸化チタンのコロイドは、
通常の顔料とは異なり、二酸化チタン表面に不活性化皮
膜を持たず、直接二酸化チタン表面が表出している。

【００１６】このファンはシロッコファンと呼ばれるも
ので矢印に示す反時計回転方向に回転することにより空
気が軸方向から遠心方向に送られる。本実施例の空気浄
化機能をもつファンは、翼４に照射される紫外線を受
け、翼４の全面に形成された二酸化チタンの薄膜５が活
性化され、酸化性の活性表面が形成される。そしてこの
活性表面により翼４に当たる空気を効率的に浄化する。
特に翼４には、回転に伴い空気が中心部から遠心方向に
駆動され、翼４の表面にそって流れ、多量の空気が翼４
の表面に形成された二酸化チタンの薄膜５に当接する。
そのため、多量の空気を効率的に浄化できる。（第二実施例）図２は本発明の第二実施例の空気浄化機
能をもつファンを示す。このファンは通常のプロペラ式
のファンで、回転軸部１１と、この回転軸部１１の外周
面側より遠心方向に伸び互いに所定間隔を隔てて設けら
れた複数の翼４１と、これら翼４１の全面に形成された
二酸化チタンの薄膜５１と、これらの翼４１を囲む円筒
状の案内部６と、この案内部６の内周面に等間隔で設け
られた複数の発光ダイオード７とからなる。二酸化チタ
ンの薄膜５１は二酸化チタンのコロイドを顔料として含
む無機塗料を塗布して形成したものである。

【００１７】発光ダイオ−ド７はｐｎ接合された窒化ガ
リウム（ＧａＮ）系光半導体の結晶体からなる光を放射
するチップと、このチップを封止すると共に放射された
光に指向性を与えるモ−ルドレンズとを主要部として備
える小さな発光素子である。この発光ダイオ−ド７は、
波長３６０〜４００ｎｍの光（電磁波）、即ち、紫外線
を放射する。

【００１８】なお、発光ダイオ−ド７は、波長３６０〜
４００ｎｍのスペクトル範囲の光のみ放射するものであ
ることが、発光効率及び電力消費の点で好ましい。しか
し、実際には、発光ダイオ−ドの放射する光は、半導体
レーザの場合とは異なり、一般に少なくとも５０ｎｍの
スペクトル範囲を有するため、波長３６０〜４００ｎｍ
のみの光を放射する発光ダイオ−ドを得ることは困難で
ある。そのため、ここで使用する発光ダイオ−ド３とし
ては、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を十分に含む光
（電磁波）を放射するものであれば、どのような発光ダ
イオ−ドでも使用することができる。

【００１９】しかし、この発光ダイオ−ド７としては、
好ましくは、人体に有害な紫外線、即ち、３２０ｎｍ以
下の波長の遠紫外線（ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）を放射しな
いものが好ましい。そして、このような発光ダイオ−ド
３によれば、人体に無害な空気浄化機能をもつファンを
形成することができ、日常生活における用途にも安全に
使用することができる。

【００２０】これに対して、可視光である４００ｎｍ以
上の波長の光は人体に無害であるため、このような可視
光を含む光を放射する発光ダイオ−ドは、何等問題なく
使用することができる。また、そのような発光ダイオ−
ド７を使用することによって、その発光ダイオ−ド７が
作動していることを容易に確認することができ、更に、
その可視光が明彩色である場合には照明や表示としての
効果を得ることができる。ただし、４００ｎｍ以下の波
長の光（紫外線）であっても、３８０ｎｍ程度までの光
はぼんやりとした背景（暗い紫色）を呈するため、発光
ダイオ−ド７が４００ｎｍ以下の波長の光のみ放射する
場合でも、その光は完全なブラック光ではなく、一般に
視認可能なものである。

【００２１】本実施例の空気浄化機能をもつファンは、
駆動モータの駆動軸に固定されて使用される。そして駆
動モータの駆動とともに発光ダイオード７にも通電さ
れ、発光ダイオードから紫外線が放出される。モータの
回転とともに翼４１が回転し、翼４１に押されて空気が
軸方向に駆動される。一方、発光ダイオード７から出た
紫外線は翼４１の表面に形成された二酸化チタンの薄膜
を照射し、表面を活性化する。そして光触媒として機能
し、空気中に含まれる臭い成分とか、煙草の煙成分を効
果的に分解し、空気を浄化する。特に翼４１の表面には
連続して新しい空気が接触するため、単位時間に多量の
空気が浄化できる。

【００２２】また、本実施例の空気浄化機能をもつファ
ンは、紫外線光原と光触媒との両者を備えているため、
そのまま各種の装置の送風機として組み込むことができ
る。（第三実施例）図３は本発明の第三実施例の空気浄化機
能をもつファンの断面を示す。このファンは通常のプロ
ペラ式のファンで、回転軸部１２と、この回転軸部１２
の外周面側より遠心方向に伸び互いに所定間隔を隔てて
設けられた複数の翼４２と、これら翼４２の全面に形成
された二酸化チタンの薄膜５２と、回転軸部１２とこれ
らの翼４１との境界部分にそれぞれ埋設した発光ダイオ
ード７１とからなる。回転軸部１２および複数の翼４２
は紫外線を通す透明樹脂で一体的に射出成形されてい
る。発光ダイオード７１はその後それぞれの翼４２に隣
接した回転軸部１２に埋設したものである。

【００２３】二酸化チタンの薄膜５２はＰＶＤで蒸着し
たもので、半透明の薄い黄色をしている。本実施例の空
気浄化機能をもつファンは、翼４２を導光体として使用
している。すなわち、発光ダイオード７１により照射さ
れた紫外線は翼４２の内部を通りその表面に送られる。
そして翼４２の表面で二酸化チタンの薄膜５２に照射さ
れ、二酸化チタンの薄膜５２を活性化する。翼４２は風
を送るためその表面には絶えず新しい空気が多量に接触
する。そして翼４２の二酸化チタンの薄膜５２と接触
し、空気中に含まれる臭い成分、煙草の煙成分等の物質
が分解除去され、空気が浄化される。

【００２４】

【発明の効果】本発明の空気浄化機能をもつファンは、
常に多量の空気が接触する翼の表面に二酸化チタンの薄
膜が形成されている。このため多量の空気を効率的に浄
化できる。また、発光ダイオードを組付けたファンで
は、紫外線光源と光触媒が一組として存在するため、紫
外線光源を別に必要としない。このため各種装置の送風
機として組み込み、装置を流れる空気を浄化できる。

【００２５】また、発光ダイオ−ドは非常に小さな発光
素子であるため、発光ダイオ−ドを設置するための多く
の空間を必要としない。このため空気浄化機能をもつフ
ァンが大型化することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例の空気浄化機能を
もつファンの一部を省略した平面図である。

【図２】図２は本発明の第二実施例の空気浄化機能を
もつファンの平面図である。

【図３】図３は本発明の第三実施例の空気浄化機能を
もつファンの横断面図である。

【符号の説明】

１：回転軸部２：側面板３：支柱４：翼５：二酸化
チタンの薄膜６：案内部７：発光ダイオード１１：回転軸
部１２：回転軸部４１：翼４２：翼５１：二酸化チタンの薄膜５２：二酸
化チタンの薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田牧真人愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者酒井和宏愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者山口寿夫愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸部と、該回転軸部に保持され周方向に等間隔で配列された複数
の翼と、該翼の表面に設けられた二酸化チタンの薄膜と、を具備することを特徴とする空気浄化機能をもつファ
ン。
【請求項２】前記二酸化チタンの薄膜に波長３６０〜４
００ｎｍの紫外線を放射する発光ダイオ−ドをもつ請求
項１に記載の空気浄化機能をもつファン。
【請求項３】前記翼の先端の回転軌跡の遠心側を囲む筒
状の案内部を持ち、前記発光ダイオードは該案内部に設
けられている請求項２に記載の空気浄化機能をもつファ
ン。
【請求項４】前記発光ダイオードは前記回転軸部に設け
られている請求項２に記載の空気浄化機能をもつファ
ン。
【請求項５】前記発光ダイオ−ドは、ｐｎ接合された窒
化ガリウム（ＧａＮ）系光半導体の結晶体からなる請求
項２、請求項３または請求項４に記載の空気浄化機能を
もつファン。