JP3649241B1 - 空気清浄部材および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる空気清浄部材、空気清浄ユニットおよび空気調和装置を提供する。
【解決手段】 空気清浄機の第１光触媒フィルタ３３は、ウィルスまたは菌を含む微粒子を含む空気を清浄するためのフィルタであって、光触媒フィルタ３３１と、光触媒アパタイト３３４とを備えている。光触媒フィルタ３３１は、微粒子を捕集する。光触媒アパタイト３３４は、光触媒フィルタ３３１により捕集される微粒子に含まれるウィルスまたは菌を除去する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、空気清浄部材および空気調和装置に関する。

従来から、調和された空気をビルや住宅などの屋内に提供することにより屋内の快適性を向上させる空気調和装置が知られている。例えば、空気清浄機は、清浄された空気を屋内に送風することにより、屋内を快適な環境に保つことができる（例えば、特許文献１）。
このような空気清浄機は、例えば、ケーシングと、送風装置と、プレフィルタと、空気清浄部材とを備えている。ケーシングは、屋内の空気を吸い込むための吸い込み口と、清浄された空気を屋内に吹き出すための吹き出し口とを有している。送風装置は、屋内の空気を吸い込み口からケーシング内に吸い込み、清浄後の空気を屋内に吹き出す。プレフィルタは、吸い込み口を覆うように設けられ、ケーシング内に吸い込まれる空気中に含まれる比較的径の大きい塵や埃などを空気中から除去する。空気清浄部材は、プレフィルタを通過した後の空気が屋内に送風される前に通過する。空気清浄部材では、プレフィルタにより除去されない比較的径の小さい塵や埃などが、空気中から除去される。

この空気清浄機においては、送風装置により、ケーシング内に屋内の空気が吸い込まれる。この際、プレフィルタにおいて、空気中の比較的径の大きい塵や埃などが空気中から除去される。そして、プレフィルタを通過した空気が、空気清浄部材を通過する。この際、空気清浄部材において、比較的径の小さい塵や埃などが、空気中から除去される。その後、空気清浄部材を通過した空気は、送風装置により、屋内に送風される。空気清浄機では、このようにして、屋内に清浄された空気を提供している。
特開平１１−３１９４５１号公報

ところで、このような空気清浄機においては、フィルタに空気中から除去された粒子が付着する。この粒子には、空気中の塵や埃などが含まれている。また、この塵や埃には、カビ菌や細菌などの菌やウィルスなども含まれている。しかし、従来の空気清浄機においては、それらの菌やウィルスは、粒子の除去からフィルタの清掃や交換までの間、フィルタ上で放置されている。したがって、菌がフィルタ上で繁殖したりウィルスが再放出されたりして、悪臭や空気汚染の原因となる可能性がある。このため、従来の空気清浄機では、悪臭の発生や空気の汚染を防ぐために、例えば空気清浄機の使用者などが、フィルタの清掃や交換を頻繁に行うことが必要となっている。

そこで、本発明では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられるフィルタおよび空気調和装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の空気清浄部材は、ウィルスまたは菌を含む微粒子を含む空気を清浄するための空気清浄部材であって、集塵部と、除菌部とを備えている。集塵部は、微粒子を捕集する。除菌部は、光触媒能を有するアパタイトを含む。なお、ここにいう「集塵部」とは、フィルタ（例えば、静電式フィルタ（正電荷および負電荷を有する物質を、不織布を構成する繊維に担持させたフィルタなど）、ろ過式フィルタ、衝突粘着型フィルタ、吸着式フィルタ、および吸収式フィルタなど）、吸着剤（活性炭、ゼオライト、およびアパタイトなど）および電気集塵器などである。また、ここにいう「光触媒能を有するアパタイト」とは、例えばカルシウムイオンをチタンイオンでイオン交換して光触媒能を持たせたカルシウムヒドロキシアパタイトなどをいう。

この空気清浄部材では、微粒子が、集塵部により捕集される。そして、集塵部により捕集される微粒子に含まれるウィルスまたは菌が、除菌部に含まれる光触媒能を有するアパタイトにより除去される。
従来の空気清浄部材では、捕集されたウィルスや菌が空気清浄部材上に長時間放置されている。ところが、この空気清浄部材では、集塵部により捕集されたウィルスや菌が除菌部により除去される。このため、この空気清浄部材では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。また、従来、光触媒としては、ゼオライトなどの吸着剤と酸化チタンとの混合物などが用いられている。一方、アパタイトは、ウィルスや菌に対する吸着特性が高いことが知られており、除菌部の効果を上げるためにアパタイトを先の形態の吸着剤の替わりの構成とすることが考えられる。しかし、このような構成を採ったとしても、触媒機能を発現する酸化チタン近傍に吸着されたウィルスや菌に効果があるのみで、アパタイトに吸着されているがその近傍に酸化チタンがない場合には、そのウィルスや菌が除去されずにアパタイト上に残存したままになり、長期間経過後に悪臭の発生や空気の汚染などが起こることが心配されている。しかし、この光触媒能を有するアパタイトは、吸着サイトそのものが光触媒機能を有するので、吸着されたウィルスや菌をほぼ完全に除去することができる。このため、この空気清浄部材では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。

請求項２に記載の空気清浄部材は、請求項１に記載の空気清浄部材であって、除菌部は、光触媒材料をさらに含む。なお、ここにいう「光触媒材料」とは、物質の性質として光触媒能を有するものをいう。代表的な光触媒材料として酸化チタンが挙げられるが、その他にも金属酸化物の光触媒、炭素系の光触媒、遷移金属からなるナイトライド、オキシナイトライドなどがある。金属酸化物の光触媒としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化鉄などが挙げられる。また、炭素系の光触媒としてはＣ ₆₀ などフラーレンが挙げられる。

アパタイト型の光触媒は従来の酸化チタンなどよりもウィルスや菌の吸着能が高いが、光源の状態によっては十分な活性を得られない場合がある。一方、金属酸化物光触媒または炭素系光触媒など一般の光触媒材料は結晶構造の制御やイオン注入などによって触媒反応が起こる光の主波長領域を変化させ易いため、光源の状態に依らず相対的に高い活性を示す。したがって、この空気清浄部材では、光源の状態が悪い場合でも、金属酸化物光触媒または炭素系光触媒など一般の光触媒の近傍のアパタイトに吸着されたウィルスや菌を除去することができる。

請求項３に記載の空気清浄部材は、請求項１または２に記載の空気清浄部材であって、集塵部は、除菌部を担持する。
ここでは、除菌部が集塵部に担持される。このため、この空気清浄部材では、ウィルスや菌を容易に除去することができる。
請求項４に記載の空気清浄部材は、請求項２または３に記載の空気清浄部材であって、光触媒材料は、可視光線型の光触媒材料である。

ここでは、光触媒材料が可視光線型の光触媒材料である。したがって、可視光線を取得可能な場所であれば、特別な光源を準備することなく、光触媒材料によりウィルスや菌を除去することができる。このため、この空気清浄部材では、簡易な構成でウィルスや菌を除去することができる。なお、この空気清浄部材を、外部の光が採光できるように空気調和装置の吸込口付近に取り付けるようにすれば、この空気清浄部材の性能をより効率的に引き出すことができる。

なお、光触媒能を有するアパタイトは、元来の光触媒材料ではないため触媒反応が起こる光の主波長領域を制御するのは困難である。しかし、酸化チタン、金属酸化物の光触媒、炭素系の光触媒、遷移金属からなるナイトライド、およびオキシナイトライドなどのような光触媒材料では、イオン注入などをしてバンドギャップを変え可視光化することができる。

請求項５に記載の空気清浄部材は、請求項１から４のいずれかに記載の空気清浄部材であって、集塵部は、繊維により構成される。なお、この繊維は、芯と被覆層とから成る。また、この被覆層は、光触媒能を有するアパタイトの一部が空気側に露出するように光触媒能を有するアパタイトを保持する。
一般的に、樹脂に異物が混入すると、その物体は脆くなる傾向が強いという問題がある。

しかし、ここでは、繊維に芯があり、被覆層のみに光触媒が担持されている。このため、芯の強度を良好に保つことができる。したがって、この空気清浄部材では、集塵部の強度を長期に保つことができる。
また、ここでは、被覆層が、光触媒の一部が空気側に露出するように光触媒を保持する。このため、光触媒がウィルスや菌に接触することができる。したがって、ウィルスや菌を除去することが可能となる。

なお、芯の材料と被覆層の材料とは接着性に優れる組合せであることが好ましい。また、被覆層は芯に比べ十分薄いのが好ましい。
請求項６に記載の空気清浄部材は、請求項１から４のいずれかに記載の空気清浄部材であって、集塵部は、電極である。
ここでは、集塵部が、電極である。このため、電極に吸着されるウィルスや菌が光触媒能を有するアパタイトにより分解される。このため、この空気清浄部材では、電極の洗浄効率を向上させることができる。

請求項７に記載の空気清浄部材は、請求項１から６のいずれかに記載の空気清浄部材であって、集塵部は、プラスに帯電されている。
一般的に、ウィルスや菌類などは負電荷を有していると言われている。ここでは、集塵部が、プラスに帯電されている。このため、この空気清浄部材では、集塵部が、さらに効率よくウィルスや菌を捕集することができる。

請求項８に記載の空気清浄部材は、請求項１から７のいずれかに記載の空気清浄部材であって、抗菌部をさらに備える。抗菌部は、ウィルスを不活化したり菌の繁殖を抑制したりする。
この空気清浄部材は、ウィルスを不活化する又は菌の繁殖を抑制する抗菌部をさらに備える。したがって、集塵部により捕集された微粒子に含まれるウィルスや菌を除菌部が完全に除去することができない場合であっても、抗菌部によりウィルスを不活化したり菌の繁殖を抑制したりすることができる。このため、この空気清浄部材では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項９に記載の空気清浄部材は、請求項８に記載の空気清浄部材であって、抗菌部は、集塵部に担持されている。
ここでは、抗菌部が集塵部に担持されている。したがって、集塵部に担持される抗菌部により、集塵部において捕集されるウィルスが不活化されたり菌の繁殖が抑制されたりする。このため、この空気清浄部材では、捕集したウィルスを容易に不活化したり菌の繁殖を容易に抑制したりすることができる。

請求項１０に記載の空気清浄部材は、請求項８または９に記載の空気清浄部材であって、抗菌部は、カテキンを有する。カテキンは、ポリフェノールの一種であって、エピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキンガレート、エピガロカテキンガレートなどの総称である。
ここでは、抗菌部がカテキンを有している。一般的に、カテキンは、ウィルスを不活化する作用や菌の繁殖を抑制する作用に優れている、といわれている。したがって、集塵部において捕集されるウィルスをより効率的に不活化したり菌の繁殖をさらに抑制したりすることができる。このため、この空気清浄部材では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項１１に記載の空気清浄部材は、請求項８から１０のいずれかに記載の空気清浄部材であって、抗菌部は、溶菌酵素を有する。
ここでは、抗菌部が溶菌酵素を有している。一般的に、溶菌酵素は、菌の細胞壁を溶かすため、菌の繁殖を抑制する作用に優れている、といわれている。したがって、この空気清浄部材では、菌の繁殖をさらに抑制することができる。このため、この空気清浄部材では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項１２に記載の空気調和装置は、調和空気を屋内に供給するための空気調和装置であって、ケーシングと、送風部と、空気清浄部材とを備えている。送風部は、ケーシング内に吸い込んだ空気を屋内に吹き出す。空気清浄部材には、ケーシング内に吸い込まれる空気が通過する。なお、この空気清浄部材は、請求項１から１１のいずれかに記載の空気清浄部材である。

この空気調和装置では、屋内の空気が、送風部によりケーシング内に吸い込まれる。ケーシング内に吸い込まれた空気は、空気清浄部材を通過する。この際、空気清浄部材において、空気中に含まれる微粒子が集塵部により捕集される。そして、集塵部により捕集される微粒子に含まれるウィルスや菌が、除菌部により除去される。そして、清浄された空気が、送風部により屋内に吹き出される。

従来の空気調和装置では、捕集されたウィルスや菌が空気清浄部材上に長時間放置されている。ところが、この空気調和装置では、空気清浄部材により捕集されたウィルスや菌が除菌部により除去される。このため、この空気調和装置では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。
請求項１３に記載の空気調和装置は、請求項１２に記載の空気調和装置であって、光触媒能を有するアパタイトは、空気清浄部材において集塵部の空気流れ方向上流側の面に設けられる。

一般的にウィルスや菌は塵や埃に付着していることが多い。そして、ほとんど塵や埃は、通常、集塵部の空気流れ方向上流側の面でせき止められる。したがって、ウィルスや菌は、集塵部の空気流れ方向上流側の面に多く存在するはずである。ここでは、光触媒能を有するアパタイトが、空気清浄部材において集塵部の空気流れ方向上流側の面に設けられる。このため、この空気清浄部材では、光触媒能を有するアパタイトが効率よくウィルスや菌を吸着することができる。

請求項１４に記載の空気調和装置は、請求項１２に記載の空気調和装置であって、集塵部の下流側の空間には光源が配置されている。また、光触媒能を有するアパタイトは、空気清浄部材において集塵部の空気流れ方向下流の面に設けられる。
一般に光源は、塵埃の捕集濃度が高い集塵部の上流側に設けられることが多い。しかし、ここでは、集塵部の下流側の空間に光源が配置されている。また、光触媒能を有するアパタイトが、空気清浄部材において集塵部の空気流れ方向下流の面に設けられる。したがって、集塵部において捕集できなかったウィルスや菌を含む空気が、光触媒能を有するアパタイトに接触する。その結果、光触媒能を有するアパタイトが、集塵部において捕集できなかったウィルスや菌を吸着し、除去する。つまり、光触媒能を有するアパタイトがウィルスや菌を除菌する際に、集塵部において捕集される微粒子により光触媒に投射される光が遮られる可能性が低減される。したがって、光触媒能を有するアパタイトにはウィルスや菌の除去に必要な光が十分照射されるため、光触媒能を有するアパタイトは、さらに多くのウィルスや菌を除去することができる。このため、この空気調和装置では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項１５に記載の空気調和装置は、請求項１２から１４のいずれかに記載の空気調和装置であって、除湿部をさらに備える。除湿部は、空気を除湿する。また、空気清浄部材は、除湿部の空気流れ方向下流側に配置される。なお、ここにいう「除湿部」とは、熱交換器やゼオライトなどの吸着剤などによる除湿器などである。
ここでは、除湿部が、空気を除湿する。また、空気清浄部材が、除湿部の空気流れ方向下流側に配置される。通常、空気調和装置では、暖房運転、冷房運転にかかわらず、熱交換器下流側は相対湿度が低くなる傾向にある。基本的にＳＡＲＳを含むウィルスは、低湿度な環境を好む傾向がある。このため、この空気調和装置では、効率的にウィルスを捕集することができる。また、光触媒能を有するアパタイトは湿度が高い雰囲気下ではウィルスではなく水分を吸着する傾向にある。このため、相対的に乾燥している熱交換器下流側の方がウィルスの捕集効率を向上することができる。ちなみに、通常、デパートなどは室内での産熱量が多いため、冬でも冷房運転されることがある。したがって、本発明は、空気調和装置が暖房している場合に限られるものではない。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１に係る空気清浄部材では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。
請求項２に記載の空気清浄部材では、光源の状態が悪い場合でも、金属酸化物光触媒または炭素系光触媒など一般の光触媒の近傍のアパタイトに吸着されたウィルスや菌を除去することができる。

請求項３に記載の空気清浄部材では、ウィルスや菌を容易に除去することができる。
請求項４に記載の空気清浄部材では、簡易な構成でウィルスや菌を除去することができる。
請求項５に記載の空気清浄部材では、集塵部の強度を長期に保つことができる。
また、ここでは、被覆層が、光触媒の一部が空気側に露出するように光触媒を保持する。このため、光触媒がウィルスや菌に接触することができる。したがって、ウィルスや菌を除去することが可能となる。

請求項６に記載の空気清浄部材では、電極の洗浄効率を向上させることができる。
請求項７に記載の空気清浄部材では、集塵部が、さらに効率よくウィルスや菌を捕集することができる。
請求項８に記載の空気清浄部材では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項９に記載の空気清浄部材では、捕集したウィルスを容易に不活化したり菌の繁殖を容易に抑制したりすることができる。
請求項１０に記載の空気清浄部材では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。
請求項１１に記載の空気清浄部材では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項１２に記載の空気調和装置では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。
請求項１３に記載の空気調和装置では、光触媒能を有するアパタイトが効率よくウィルスや菌を吸着することができる。
請求項１４に記載の空気調和装置では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

請求項１５に記載の空気調和装置では、効率的にウィルスを捕集することができる。

＜第１実施形態＞
［空気清浄機の全体構成］
図１に、本発明の一実施の形態が採用される空気清浄機１の外観図を示す。
空気清浄機１は、ビルや住宅などの室内空気を清浄し清浄後の空気を室内に送風することにより、室内を快適な環境に保つ。この空気清浄機１は、ケーシング１０と、送風機構２０（図２参照）と、制御部５０（図３参照）と、フィルタユニット３０（図２参照）とを備えている。

ケーシング１０は、空気清浄機１の外表面を構成し、送風機構２０と、制御部５０と、フィルタユニット３０とを内包する。ケーシング１０は、本体部１１と、正面パネル１２とを有している。
本体部１１は、上面吸い込み口１３と、側面吸い込み口１４と、吹き出し口１５とを有している。上面吸い込み口１３と側面吸い込み口１４とは、空気清浄機１内において室内空気を清浄するために、室内空気を空気清浄機１内に吸い込むための略矩形の開口である。上面吸い込み口１３は、吹き出し口１５が設けられる面と同じ本体部１１上面の正面側端部に設けられる。側面吸い込み口１４は、本体部１１の側面に左右それぞれ設けられる一対の開口である。吹き出し口１５は、本体部１１上面の背面側端部に設けられる。吹き出し口１５は、清浄後の空気を空気清浄機１から室内に向かって吹き出すための開口である。

正面パネル１２は、本体部１１の前方に設けられ、本体部１１の内部に設置されるフィルタユニット３０を覆っている。正面パネル１２は、正面吸い込み口１６と、表示パネル開口１７とを有している。正面吸い込み口１６は、正面パネル１２の略中央部に設けられる室内空気を空気清浄機１内に吸い込むための略矩形の開口である。表示パネル開口１７は、後述する表示パネル５６がケーシング１０外部から目視できるように設けられている。

送風機構２０は、各吸い込み口（上面吸い込み口１３、側面吸い込み口１４および正面吸い込み口１６）から室内空気を吸い込み、吹き出し口１５から清浄後の空気を吹き出す。この送風機構２０は、ケーシング１０の内方に設けられ、各吸い込み口から吸い込んだ室内空気がフィルタユニット３０を通過するように構成されている。また、送風機構２０は、図２に示されるように、ファンモータ２１と、ファンモータ２１によって回転駆動される送風ファン２２とを備えている。ファンモータ２１としては、インバータ回路により周波数制御されるインバータモータが採用される。送風ファン２２としては、遠心ファンが採用される。

空気清浄機１は、さらに、マイクロプロセッサで構成される制御部５０を備えている。図３に示されるように、制御部５０には、制御プログラムや各種パラメータが格納されるＲＯＭ５１、処理中の変数などを一時的に格納するＲＡＭ５２などが接続されている。
また、制御部５０には、温度センサ５３、湿度センサ５４、ダストセンサ５５などの各種センサ類が接続されており、各センサの検出信号が入力される。ダストセンサ５５は、導入される空気中に光を照射し、空気中に含まれる煙、ホコリ、花粉、その他の粒子によって乱射されて受光素子に到達した光量を検出して、粉塵などの粒子濃度を測定することができる。

さらに、制御部５０には、表示パネル５６が接続されている。表示パネル５６は、運転モード、各種センサによるモニタ情報、タイマ情報、メンテナンス情報などを表示し、使用者などが外部から表示パネル開口１７を介して目視できるようになっている。また、この表示パネル５６は、液晶表示パネル・ＬＥＤ・その他の表示素子またはこれらの組み合わせで構成することが可能である。

さらに、制御部５０は、ファンモータ２１に接続されており、使用者の操作や各種センサの検出結果などに応じて、これらの装置の稼働を制御することができる。
［フィルタユニットの構成］
フィルタユニット３０は、ケーシング１０の内部に設けられ、各吸い込み口１３，１４，１６から吸い込んだ室内空気に含まれる微粒子を除去する。図２に示されるように、フィルタユニット３０は、プレフィルタ３１と、プラズマイオン化部３２と、第１光触媒フィルタ３３と、第２光触媒フィルタ３４と、インバータランプ３５とを有している。フィルタユニット３０は、各吸い込み口から吸い込んだ室内空気がプレフィルタ３１、プラズマイオン化部３２、第１光触媒フィルタ３３、第２光触媒フィルタ３４の順にフィルタユニット３０内を通過するように構成されている。

プレフィルタ３１は、送風機構２０によりケーシング１０内に吸い込まれる空気から比較的大きな塵埃などを除去するためのフィルタである。プレフィルタ３１は、ネット部３１０と、フレーム３１１とを有している（図４参照）。ネット部３１０は、ポリプロピレン（以下、ＰＰという）製の糸状の樹脂網であって、ケーシング１０内に吸い込まれる空気に含まれる比較的大きな塵埃などが付着する。また、ネット部３１０を構成する繊維は、ＰＰによって構成される芯３１０ａと同じくＰＰによって構成される被覆層３１４とからなる。被覆層３１４には、可視光線型の光触媒３１２とカテキン３１３とが空気側に露出するように担持されている（図５参照）。可視光線型の光触媒３１２は、可視光線により光触媒作用が活性化される酸化チタンなどを含んでおり、ネット部３１０に付着する塵埃などに含まれるカビ菌や細菌などの菌やウィルスを除去する。カテキンは、ポリフェノールの一種であって、エピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキンガレート、エピガロカテキンガレートなどの総称である。このカテキンは、ネット部３１０に付着する塵埃などに含まれるカビ菌や細菌などの菌の繁殖を抑制したりウィルスを不活化したりする（図５参照）。

プラズマイオン化部３２は、プレフィルタ３１通過後の空気に含まれる塵埃などに強い電荷をかけて帯電させる。この帯電により、後述する第１光触媒フィルタ３３の静電フィルタ３３０における塵埃などの捕集効率が高められる。また、このプラズマイオン化部３２は、塵埃に含まれるウィルスや菌も帯電させるため、後述する光触媒アパタイトへのウィルスや菌の吸着効率を向上させることができ、ひいてはウィルスや菌の除去効率を向上させることになる。

図６に、第１光触媒フィルタ３３の断面図の一部を示す。第１光触媒フィルタ３３は、複数回分の長さを巻き込んだロール状とされており、使用中の面が汚れた場合に引き出して汚れた部分をカットするような構成となっている。この第１光触媒フィルタ３３は、静電フィルタ３３０と、光触媒フィルタ３３１とを有している。静電フィルタ３３０と光触媒フィルタ３３１とが積層されることにより、第１光触媒フィルタ３３が形成されている。静電フィルタ３３０は送風機構２０による空気流れの上流側に、光触媒フィルタ３３１は空気流れの下流側にそれぞれ配置される。静電フィルタ３３０は、プラズマイオン化部３２で帯電させられた塵埃などを吸着する。光触媒フィルタ３３１には、静電フィルタ３３０を通過する塵埃などが付着する。光触媒フィルタ３３１の空気流れ下流側の表面には、カルシウムヒドロキシアパタイトのカルシウム原子がチタン原子と置換された光触媒アパタイト３３４が担持されている。この光触媒アパタイト３３４は、塵埃などに含まれるウィルスやカビ菌、細菌などを吸着して除去する。また、この光触媒アパタイト３３４は、光触媒フィルタ３３１を通過する空気に含まれるアンモニア類、アルデヒド類３３６、窒素酸化物３３７なども吸着して分解する（図７参照）。なお、表１には、この光触媒アパタイト３３４のウィルス、菌および毒素に対する不活化率を示す。表１から明らかなように、この光触媒アパタイト３３４は、インフルエンザウィルス、大腸菌（Ｏ−１５７）、黄色ブドウ球菌およびクロカワカビに対して９９．９９％以上の不活化率を示す。また、この光触媒アパタイト３３４は、エンテロトキシン（毒素）に対しても９９．９％以上の不活化率を示す。

第２光触媒フィルタ３４には、光触媒作用を有する酸化チタンが担持されている。第２光触媒フィルタ３４では、第１光触媒フィルタ３３に吸着されなかった空気中の埃や塵などを吸着する。この第２光触媒フィルタ３４は、吸着された埃や塵などに含まれるカビ菌や細菌、ウィルスなどを酸化チタンにより除菌する。
インバータランプ３５は、第１光触媒フィルタ３３と第２光触媒フィルタ３４と間に配置されている。このインバータランプ３５は、第１光触媒フィルタ３３の光触媒フィルタ３３１と第２光触媒フィルタ３４とに紫外線を照射するものであり、各光触媒フィルタの光触媒作用を活性化する。

なお、これらの不活化率は、財団法人 日本食品分析センターにおいて、以下に示す方法で測定されている。
［インフルエンザウィルスの不活化率］
（１）試験概要
光触媒アパタイト３３４が塗布されているフィルタ（約３０ｍｍ×３０ｍｍ）にインフルエンザウィルス浮遊液を滴下し、室温にて暗条件（遮光）および明条件［ブラックライト照射下（フィルタとブラックライトとの距離 約２０ｃｍ）］で保存し、２４時間後のウィルス感染価を測定した。

（２）不活化率の計算
不活化率＝１００×（１−１０^B／１０^A）
Ａ：接種直後のウィルス感染価
Ｂ：光照射下２４時間後のフィルタのウィルス感染価
（３）試験方法
Ａ．試験ウィルス：インフルエンザウィルスＡ型（Ｈ１Ｎ１）
Ｂ．使用細胞：ＭＤＣＫ（ＮＢＬ−２）細胞 ＡＴＣＣ ＣＣＬ−３４株［大日本製薬株式会社］
Ｃ．使用培地
ａ）細胞増殖培地
Ｅａｇｌｅ ＭＥＭ（０．０６ｍｇ／ｍｌカナマイシン含有）に新生コウシ血清を１０％加えたものを使用した。

ｂ）細胞維持培地
以下の組成の培地を使用した。
Ｅａｇｌｅ ＭＥＭ １，０００ｍＬ
１０％ ＮａＨＣＯ３ ２４〜４４ｍＬ
Ｌ−グルタミン（３０ｇ／Ｌ） ９．８ｍＬ
１００×ＭＥＭ用ビタミン液 ３０ｍＬ
１０％ アルブミン ２０ｍＬ
トリプシン（５ｍｇ／ｍＬ） ２ｍＬ
Ｄ．ウィルス浮遊液の調製
ａ）細胞の培養
細胞増殖培地を用い、ＭＤＣＫ細胞を組織培養用フラスコ内に単層培養した。

ｂ）ウィルスの接種
単層培養後にフラスコ内から細胞増殖培地を除き、試験ウィルスを接種した。次に、細胞維持培地を加えて３７℃の炭酸ガスインキュベーター（ＣＯ₂濃度：５％）内で２〜５日間培養した。
ｃ）ウィルス浮遊液の調製
培養後、倒立位相差顕微鏡を用いて細胞の形態を観察し、８０％以上の細胞に形態変化（細胞変成効果）が起こっていることを確認した。次に培養液を遠心分離（３，０００ｒ／ｍｉｎ、１０分間）し、得られた上澄み液をウィルス浮遊液とした。

Ｅ．試料の調製
フィルタ（約３０ｍｍ×３０ｍｍ）を湿熱滅菌（１２１℃、１５分間）後１時間風乾し、プラスチックシャーレに入れ、ブラックライト（ブラックライトブルー、ＦＬ２０Ｓ ＢＬ−Ｂ ２０ Ｗ、２本平行）を１２時間以上照射したものを試料とした。
Ｆ．試験操作
試料にウィルス浮遊液０．２ｍＬを滴下した。室温にて遮光およびブラックライト照射下（フィルタとブラックライトとの距離 約２０ｃｍ）で保存した。また、ポリエチレンフィルムを対照試料として、同様に試験した。

Ｇ．ウィルスの洗い出し
保存２４時間後、試験片中のウィルス浮遊液を細胞維持培地２ｍＬで洗い出した。
Ｈ．ウィルス感染価の測定
細胞増殖培地を用い、ＭＤＣＫ細胞を組織培養用マイクロプレート（９６穴）内で単層培養した後、細胞増殖培地を除き細胞維持培地を０．１ｍＬずつ加えた。次に、洗い出し液およびその希釈液０．１ｍＬを４穴ずつに接種し、３７℃の炭酸ガスインキュベーター（ＣＯ₂濃度：５％）内で４〜７日間培養した。培養後、倒立位相差顕微鏡を用いて細胞の形態変化（細胞変成効果）の有無を観察し、Ｒｅｅｄ−Ｍｕｅｎｃｈ法により５０％組織培養感染量（ＴＣＩＤ₅₀）を算出して洗い出し液１ｍＬ当たりのウィルス感染価に換算した。

［大腸菌（Ｏ−１５７）、黄色ブドウ球菌およびクロカワカビの不活化率］
（１）試験概要
抗菌製品技術協議会 試験法「抗菌加工製品の抗菌力評価試験法ＩＩＩ（２００１年度版）光照射フィルム密着法」［以下「光照射フィルム密着法（抗技協２００１年度版）」という。］を参考にして、フィルタの抗菌力試験を行った。

なお、試験は以下の通りに実施した。
試料に大腸菌、黄色ブドウ球菌およびクロカワカビの菌液を滴下し、その上に低密度ポリエチレンフィルムをかぶせ、密着させた。これらを室温（２０〜２５℃）、暗条件（遮光）および明条件［ブラックライト照射下（フィルタとブラックライトとの距離 約２０ｃｍ）］で保存し、２４時間後の生菌数を測定した。

（２）試験方法
Ａ．試験菌株
細菌：
Escherichia coli IFO 3972（大腸菌）
Staphylococcus aureus subsp. aureus IFO 12732（黄色ブドウ球菌）
カビ：
Cladosporium cladosporioides IFO 6348（クロカワカビ）
Ｂ．試験培地
ＮＡ培地：普通寒天培地［栄研化学株式会社］
１／５００ＮＢ培地：肉エキス０．２％を添加した普通ブイヨン［栄研化学株式会社］をリン酸緩衝液で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調製したもの
ＳＣＤＬＰ培地：ＳＣＤＬＰ培地［日本製薬株式会社］
ＳＡ培地：標準寒天培地［栄研器材株式会社］
ＰＤＡ培地：ポテトデキストロース寒天培地［栄研器材株式会社］
Ｃ．菌液の調製
細菌：
ＮＡ培地で３５℃、１６〜２４時間前培養した試験菌株をＮＡ培地に再度接種して３５℃、１６〜２０時間培養した菌体を１／５００ＮＢ培地に均一に分散させ、１ｍＬ当たりの菌数が２．５×１０⁵〜１．０×１０⁶となるように調製した。

カビ：
ＰＤＡ培地で２５℃、７〜１０日間培養した後、胞子（分生子）を０．００５％スルホこはく酸ジオクチルナトリウム溶液に浮遊させ、ガーゼでろ過後、１ｍＬ当たりの胞子数が２．５×１０⁵〜１．０×１０⁶となるように調製した。
Ｄ．試料の調製
フィルタ（約５０ｍｍ×５０ｍｍ）を湿熱滅菌（１２１℃、１５分間）後１時間風乾し、プラスチックシャーレに入れ、ブラックライト（ブラックライトブルー、ＦＬ２０Ｓ ＢＬ−Ｂ ２０ Ｗ、２本平行）を１２時間以上照射したものを試料とした。

Ｅ．試験操作
試料に菌液０．４ｍＬを滴下し、その上に低密度ポリエチレンフィルム（４０ｍｍ×４０ｍｍ）をかぶせ、密着させた。これらを室温（２０〜２５℃）、遮光およびブラックライト照射下（フィルタとブラックライトとの距離 約２０ｃｍ）で保存した。また、ポリエチレンフィルムを対照試料として、同様に試験した。

Ｆ．生菌数の測定
保存２４時間後にＳＣＤＬＰ培地で試料から生残菌を洗い出し、この洗い出し液の生菌数を、細菌はＳＡ培地（３５℃、２日間培養）、カビはＰＤＡ培地（２５℃、７日間培養）を用いた混釈平板培養法により測定し、試料１個当たりに換算した。また、接種直後の測定は対照試料で行った。

［エンテロトキシンの不活化率］
（１）試験概要
試料にブドウ球菌エンテロトキシンＡ（以下、「ＳＥＴ−Ａ」と略す。）を接種し、室温（２０〜２５℃）、暗条件（遮光）および明条件（紫外線強度約１ｍＷ／ｃｍ²の光照射下）で保存し、２４時間後のＳＥＴ−Ａ濃度を測定し、分解率を算出した。

（２）試験方法
Ａ．標準原液の調製
ＳＥＴ―Ａ標準品［ＴＯＸＩＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ］を０．５％ウシ血清アルブミン含有１％塩化ナトリウム溶液で溶解し、５μｍ／ｍＬの標準原液を調製した。
Ｂ．検量線用標準溶液
標準原液をＶＩＤＡＸ Ｓｔａｐｈ ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ（ＳＥＴ）［ｂｉｏＭｅｒｉｅｕｘ］付属の緩衝液で希釈し、０．２、０．５および１ｎｇ／ｍＬの標準溶液を調製した。

Ｃ．試料の調製
フィルタを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断し、約１ｃｍの距離からブラックライトを２４時間照射したものを試料とした。
Ｄ．試験操作
試料をプラスチックシャーレに入れ、ＳＥＴ―Ａ標準原液０．４ｍＬを接種した。これらを室温（２０〜２５℃）、遮光および紫外線強度約１ｍＷ／ｃｍ²の光照射下（ブラックライト、ＦＬ２０Ｓ ＢＬ−Ｂ ２０ Ｗ、２本平行）で保存した。

保存２４時間後にＶＩＤＡＸ Ｓｔａｐｈ ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ（ＳＥＴ）［ｂｉｏＭｅｒｉｅｕｘ］付属の緩衝液１０ｍＬで試料からＳＥＴ−Ａを洗い出し試料溶液とした。
なお、試料を入れないプラスチックシャーレにＳＥＴ−Ａ標準原液０．４ｍＬを接種して直ちにＶＩＤＡＸ Ｓｔａｐｈ ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ（ＳＥＴ）［ｂｉｏＭｅｒｉｅｕｘ］付属の緩衝液１０ｍＬを加えたものを対照とした。

Ｅ．検量線の作成
検量線用標準溶液について、ＶＩＤＡＸ Ｓｔａｐｈ ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ（ＳＥＴ）［ｂｉｏＭｅｒｉｅｕｘ］を用いたＥＬＩＳＡ法で測定し、標準溶液の濃度と蛍光強度から検量線を作成した。
Ｆ．ＳＥＴ―Ａ濃度の測定および分解率の算出
試料溶液について、ＶＩＤＡＸ Ｓｔａｐｈ ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ（ＳＥＴ）［ｂｉｏＭｅｒｉｅｕｘ］を用いたＥＬＩＳＡ法で蛍光強度を測定し、Ｅ．で作成した検量線からＳＥＴ−Ａ濃度を求め、次式により分解率を算出した。

分解率（％）＝（対照の測定値−試料溶液の測定値）／対照の測定値×１００
［本空気清浄機の特徴］
（１）
従来の空気清浄機では、プレフィルタのネット部に付着した塵埃などに含まれるウィルスやカビ菌、細菌などが、空気清浄機の使用者などがプレフィルタの清掃を行うまで、ネット部に付着したままで放置されている。したがって、従来の空気清浄機では、ウィルスが再放出されたりネット部上でカビ菌や細菌などが繁殖したりして、悪臭や空気汚染の原因となる可能性がある。

しかし、この空気清浄機１では、室内空気に含まれる比較的大きな塵埃などが、プレフィルタ３１のネット部３１０に付着する。そして、ネット部３１０に付着した塵埃などに含まれるウィルスやカビ菌、細菌などが、可視光線型の光触媒３１２により除去される。このため、この空気清浄機１では、プレフィルタ３１の清掃を頻繁に行うことなく、悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。

（２）
従来の空気清浄機では、フィルタに付着した塵埃などに含まれるウィルスやカビ菌、細菌などが、空気清浄機の使用者などがフィルタの交換を行うまで、ネット部に付着したままで放置されている。したがって、従来の空気清浄機では、ウィルスが再放出されたりネット部上でカビ菌や細菌などが繁殖したりして、悪臭や空気汚染の原因となる可能性がある。

しかし、この空気清浄機１では、空気に含まれる塵埃などが、光触媒フィルタ３３１に付着する。そして、光触媒フィルタ３３１に付着した塵埃などに含まれるウィルスやカビ菌、細菌などが、光触媒アパタイト３３４により吸着され除菌される。このため、この空気清浄機１では、第１光触媒フィルタ３３の交換を頻繁に行うことなく、悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。

また、この空気清浄機１では、空気中のウィルスやカビ菌、細菌などが、可視光線型の光触媒３１２や光触媒アパタイト３３４により除去される。このため、この空気清浄機１では、ウィルスやカビ菌、細菌などを容易に除去することができる。
（３）
この空気清浄機１では、プレフィルタ３１のネット部３１０の表面に可視光線型の光触媒３１２が担持されている。したがって、ネット部３１０に室内光が投射されれば、光触媒３１２の光触媒作用が活性化される。つまり、特別な光源を準備することなく、ウィルスやカビ菌、細菌などの除去することができる。このため、この空気清浄機１では、簡易な構成でウィルスやカビ菌、細菌などを除去することができる。

（４）
この空気清浄機１では、プレフィルタ３１のネット部３１０が繊維により構成されている。そして、この繊維は、芯３１０ａと被覆層３１４とから成る。また、この被覆層３１４は、光触媒３１２の一部が空気側に露出するように光触媒３１２を保持する。
一般的に、光触媒を繊維に担持させるには、光触媒の粉体などを樹脂に分散した状態で射出成形するなどの手法が採られる。しかし、このような繊維は、その光触媒が触媒反応を起こす波長の光が照射されるたびに徐々に劣化する。このため、このような繊維から構成されるフィルタは、徐々にその強度を失うことになる。また、一般に、樹脂に異物が混入すると、その物体は脆くなる傾向が強いという問題もある。

しかし、この繊維３１０には芯３１０ａがあり、被覆層３１４のみに光触媒３１２が担持されている。このため、被覆層３１４はその光触媒３１２が触媒反応を起こす波長の光が照射されるたびに徐々に劣化するが、芯３１０ａはその光により劣化することがない。また、この芯３１０ａには異物（光触媒）が混入していないので、その強度も良好である。したがって、このプレフィルタ３１は、その強度を長期に保つことができる。

（５）
この空気清浄機１では、光触媒フィルタ３３１の空気流れ下流側の表面には、光触媒アパタイト３３４が担持されている。従来、光触媒フィルタとしては、ゼオライトなどの吸着剤と酸化チタンとの混合物などが用いられている。一方、アパタイトは、ウィルスや菌に対する吸着特性が高いことが知られており、除菌部の効果を上げるためにアパタイトを先の形態の光触媒フィルタの吸着剤の替わりの構成とすることが考えられる。しかし、このような構成を採ったとしても、触媒機能を発現する酸化チタン近傍に吸着されたウィルスや菌に効果があるのみで、アパタイトに吸着されているがその近傍に酸化チタンがない場合には、そのウィルスや菌が除去されずにアパタイト上に残存したままになり、長期間経過後に悪臭の発生や空気の汚染などが起こることが心配されている。しかし、この光触媒アパタイト３３４は、吸着サイトそのものが光触媒機能を有するので、吸着されたウィルスや菌などをほぼ完全に除去することができる。このため、この光触媒フィルタ３３１では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。

（６）
この空気清浄機１では、第１触媒フィルタ３３がプラズマイオン化部３２の空気流れ方向下流に設けられている。また、この第１触媒フィルタ３３には、光触媒アパタイト３３４が担持されている。
アパタイトは化学構造上の見地から電荷を帯びていると考えられ、他の物質と水素結合やイオン結合を形成する能力があるといわれている。また、ウィルスや菌は、糖鎖やタンパク質などから構成されているため、微弱な電荷を有している。アパタイトがウィルスや菌に対して高い吸着能を有するのは、両者間に電荷的な作用が働くためであると考えられている。

つまり、この空気清浄機１が上記のような構成を採用しているため、ウィルスや菌は、フィルタに捕集される前にプラズマイオン化部３２においてより強い電荷を与えられる。したがって、ウィルスや菌が光触媒アパタイト３３４により吸着されやすくなる。その結果、ウィルスや菌の捕集効率を向上させることができる。また、この光触媒アパタイト３３４はウィルスや菌を除去する機能を有する。したがって、この空気清浄機１では、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。

（７）
この空気清浄機１では、光触媒作用を有する光触媒アパタイト３３４が、光触媒フィルタ３３１の空気流れ下流側の表面に担持されている。つまり、光触媒フィルタ３３１に付着しなかったウィルスやカビ菌、細菌などを含む空気が、光触媒アパタイト３３４に接触する。その結果、光触媒アパタイト３３４においてこれらのウィルスやカビ菌、細菌などが吸着され、光触媒アパタイト３３４がそれらを除去する。つまり、光触媒アパタイト３３４がウィルスやカビ菌、細菌などを除菌する際に、インバータランプ３５から光触媒アパタイト３３４に投射される紫外線が、光触媒フィルタ３３１に付着する塵埃などにより遮られる可能性が低減される。したがって、光触媒アパタイト３３４にウィルスや菌の除去に必要な光が十分照射されるため、光触媒アパタイト３３４は、さらに多くのウィルスやカビ菌、細菌などを除去することができる。このため、この空気清浄機１では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

（８）
この空気清浄機１では、カテキン３１３が、プレフィルタ３１のネット部３１０を構成する繊維の表面に担持されている。一般的に、カテキンは、ウィルスを不活化する作用や菌の繁殖を抑制する作用に優れている、といわれている。したがって、ネット部３１０に付着するカビ菌や細菌などの繁殖をさらに抑制したりウィルスをより効率的に不活化したりすることができる。このため、この空気清浄機１では、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

（９）
この空気清浄機１では、カテキン３１３が、ＰＰに練り込まれることにより、ネット部３１０を形成するＰＰの表面に担持されている。したがって、カテキン３１３が、ネット部３１０から剥離しにくくなっている。このため、例えば空気清浄機１の使用者などが、プレフィルタ３１の清掃のためにプレフィルタ３１を洗浄しても、カテキン３１３がネット部３１０から剥離してしまうことが殆どない。

［他の実施の形態］
以上、本発明について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（Ａ）
上記実施の形態では、プレフィルタ３１のネット部３１０にカテキン３１３が担持されている。これに代えて（加えて）、プレフィルタのネット部に溶菌酵素が担持されてもよい。一般的に、溶菌酵素は、菌の細胞壁を溶解するため、菌の繁殖を抑制する作用に優れている、といわれている。したがって、上記の空気清浄機では、菌の繁殖をさらに抑制することができるため、悪臭の発生や空気の汚染が起こることをより抑えられる。

（Ｂ）
上記実施の形態では、プレフィルタ３１のネット部３１０にカテキン３１３が
担持されている。これに加えて、酸化チタンフィルタや第２光触媒フィルタにカテキンが担持されてもよい。
（Ｃ）
上記実施の形態では、第１光触媒フィルタ３３の光触媒フィルタ３３１にアパタイト３３４が担持されている。これに加えて、プレフィルタ３１のネット部３１０にアパタイトが担持されてもよい。

（Ｄ）
上記実施の形態では、プレフィルタ３１のネット部３１０には可視光型の光触媒が担持されていた。しかし、これに代えて可視光型の光触媒と光触媒アパタイトとの混合物をプレフィルタ３１のネット部３１０に担持させてもよい。
アパタイト型の光触媒は従来の酸化チタンなどよりもウィルスや菌の吸着能が高いが、光源の状態によっては十分な活性を得られない場合がある。一方、金属酸化物光触媒または炭素系光触媒など一般の光触媒材料は結晶構造の制御やイオン注入などによって触媒反応が起こる光の主波長領域を変化させ易いため、光源の状態に依らず相対的に高い活性を示す。したがって、このような混合型光触媒は、光源の状態が悪い場合でも、金属酸化物光触媒または炭素系光触媒など一般の光触媒の近傍のアパタイトに吸着されたウィルスや菌を除去することができる。

（Ｅ）
上記実施の形態では、本発明を空気清浄機１に適用しているが、図８に示すような冷暖房を行う空気調和機１００に本発明を適用してもよい。
この空気調和機１００は、調和された空気を室内に供給するための装置であって、室内の壁面などに取り付けられる室内機１０１と、室外に設置される室外機１０２とを備えている。室内機１０１には、室内の空気を空気調和機１００内に取り込むための吸い込み口１０５が設けられており、この吸い込み口１０５の内側にフィルタユニット（図示せず）が装備される。このフィルタユニットに対して本発明を適用した場合にも、フィルタユニットに付着および吸着されるウィルスやカビ菌、細菌などが除去されるため、悪臭の発生や空気の汚染が起こることを抑えられる。

（Ｆ）
上記実施の形態では、光触媒フィルタ３３１の空気流れ下流側の表面に、アパタイト３３４に光触媒アパタイト３３４が導入された光触媒アパタイトが担持されている。これに代えて、光触媒フィルタ３３１の空気流れ下流側の表面に光触媒作用を有する酸化チタンとアパタイトとを担持してもよい。

（Ｇ）
上記実施の形態では、プラズマイオン化部３２と第１触媒フィルタ３３とが独立して設けられたが、プラズマイオン化部３２と第１触媒フィルタ３３とがあらかじめユニット化されていてもよい。
（Ｈ）
上記実施の形態では、第１光触媒フィルタ３３の下流側にインバータランプ３５が設けられたが、インバータランプ３５は、第１光触媒フィルタ３３の上流側に設けられてもかまわない。一般的には、ウィルスや菌が付着した塵埃は、フィルタの上流側の面に多く捕集されることが多い。したがって、このようにすれば、より高効率にウィルスや菌を除去することができる。

（Ｉ）
上記実施の形態では、空気清浄部材として第１光触媒フィルタ３３および第２光触媒フィルタを用いたが、これに代えて、電気集塵器などを用いてもよいし、またエレクトレット（静電式フィルタ（正電荷および負電荷を有する物質を、不織布を構成する繊維に担持させたフィルタ）などを用いてもよい。また、電気集塵機を用いる場合には、捕集電極にアパタイト層を設けてもよい。

（Ｊ）
上記実施の形態では、空気清浄部材として第１光触媒フィルタ３３および第２光触媒フィルタを用いたが、これに代えて、正電荷を帯びたフィルタなどを用いてもかまわない。一般に、ウィルスや菌は負電荷を帯びているので、プラズマイオン化部３２を設けなくても、積極的にウィルスや菌を捕集することができる。

＜第２実施形態＞
［空気清浄システムの全体構成］
図９に本発明の一実施の形態が採用される空気調和システム４００のシステム構成図を示す。
空気調和システム４００は、病院向けの空気調和システムであり、通常、室内を浮遊粉塵濃度０．１５ｍｇ／ｍ³以下に保っている。空気調和システム４００は、図９に示すように、主に、外気導入ダクト４１１、外気導入ダンパ４６１、第１ダクト４１２、ダクト式空調ユニット４４０、送風機４２０、第２ダクト４１３、空気清浄フィルタユニット４３０、第３ダクト４１４、および排気ダクト４１５から構成される。

［空気調和システムの構成要素］
（１）外気導入ダクト
外気導入ダクト４１１は、屋外に通じており、屋外から室内へ空気ＯＡを導入するために設けられている。なお、この外気導入ダクト４１１の一端は屋外に面しており、そこにはプレフィルタ４９０が設けられている。このプレフィルタ４９０とは、比較的大きな塵埃を除去するためのフィルタである。また、この外気導入ダクト４１１のもう一端には、第１ダクト４１２および第３ダクト４１４が配管接続されている。また、その接続点には外気導入ダンパ４６１が設けられている。

（２）外気導入ダンパ
外気導入ダンパ４６１は、外気導入ダクト４１１と第１ダクト４１２との接続点に設けられる。外気導入ダンパ４６１は、第１状態と第２状態とに切り替えが可能となっている。第１状態（実線の状態）では、外気導入が遮断される。第２状態（点線の状態）では、外気導入が行われる。したがって、第１状態での主な空気の流れとしては、ＲＡ→ＣＡ１→ＣＡ２→ＳＡ→ＲＡ（図９の白抜き矢印参照）となる。また、第２状態での主な空気の流れとしては、ＲＡ＋ＯＡ→ＣＡ１→ＣＡ２→ＳＡ→ＲＡ→ＲＡ＋ＯＡ（図９の白抜き矢印参照）となる。

（３）第１ダクト
第１ダクト４１２は、その一端が外気導入ダクト４１１および第３ダクト４１４に配管接続されており、他端が送風機４２０の入口に配管接続されている。また、この第１ダクト４１２には、その間に、ダクト式空調ユニット４４０が設けられる。なお、このダクト式空調ユニット４４０には、還気ＲＡと屋内の空気の混合空気、または還気ＲＡ、外気ＯＡおよび屋内の空気の混合空気が供給されることとなる。

（４）ダクト式空調ユニット
ダクト式空調ユニット４４０は、第１ダクト４１２の間に設けられ、内部に、図示しない送風ファンと熱交換器とを備える。送風ファンは、外気導入時に、外気導入ダクト４１１および第１ダクト１１２を介して屋外の空気を吸い込む。また、この送風ファンは、外気導入にかかわらず、屋内の空気をも吸い込む。さらに、この送風ファンは、外気導入にかかわらず、室内からの還気ＲＡをも吸い込む。そして、この送風ファンは、吸い込んだ空気を送風機４２０へ供給する。熱交換器は、図示しない室外ユニットと冷媒配管を介して接続される。この熱交換器には、室外ユニットから冷媒配管を介して冷媒（冷房時は冷媒液、暖房時は冷媒ガス）が供給される。そして、この熱交換器では、空気がその冷媒と熱交換を起こすことにより冷却または加熱され、調和空気ＣＡ１が生成される。

（５）送風機
送風機４２０は、主に、図示しない送風ファンとファンモータとから構成される。ファンモータは、送風ファンを駆動する。すると、その送風ファンにより空気の流れ（図９の白抜き矢印ＣＡ２参照）が生成される。なお、この送風ファンは、第２ダクト４１３を介して室内に調和空気ＣＡ２を配送する。

（６）第２ダクト
第２ダクト４１３は、その一端が送風機４２０の出口に配管接続されており、他端が室内に接続される。なお、この第２ダクトの室内側には、プレフィルタ４９０が設けられる。この第２ダクト４１３では、送風機４２０により調和空気が室内へと流れる（図９の白抜き矢印ＣＡ２参照）。

（７）空気清浄フィルタユニット
空気清浄フィルタユニット４３０は、第２ダクト４１３の室内吹出口、第３ダクト４１４の室内排気口および第４ダクト４１５の室内排気口に設けられる。この空気清浄フィルタユニット４３０は、主に、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０およびコロナ放電器４５０から構成される。改良ＨＥＰＡフィルタ４４０には、図１０に示すように、ＨＥＰＡフィルタ４４３、オゾン分解触媒層４４２および光触媒アパタイト層４４１が設けられている。ＨＥＰＡ４４３は、０.３ミクロン以上のものなら粉塵・花粉・細菌を問わず、あらゆる種類の微粒子を９９.９７％以上除去する性能を持つフィルタである。オゾン分解触媒層は、コロナ放電器４５０により発生するオゾンを分解するためのものである。光触媒アパタイト層４４１は、カルシウムヒドロキシアパタイトの一部のカルシウム原子をチタン原子に置換した物質からなっており、ウィルスや菌に対して高い吸着能を示すと同時に光触媒とても機能する。なお、この空気清浄フィルタユニット４３０は、空気流れ方向上流側にコロナ放電器４５０が、空気流れ方向下流側に改良ＨＥＰＡフィルタ４４０が向くようにして設置される。

（８）第３ダクト
第３ダクト４１４は、その一端が第１ダクト４１２に配管接続されており、他端が室内の排気口に配管接続されている。第３ダクト４１４では、室内からダクト式空調ユニット４４０へ空気が流れる。なお、この第３ダクト４１４の室内側には、プレフィルタ４９０が設けられる。

（９）排気ダクト
排気ダクト４１５は、その一端が室内の排気口に配管接続されており、他端が屋外に通じている。この排気ダクトでは、室内に吹き出された空気ＳＡの一部が排気される（図９の白抜き点線矢印ＥＡ参照）
［空気調和システムの特徴］
第２実施形態に係る空気調和システム４００では、空気流れ方向上流側にコロナ放電器４５０が、空気流れ方向下流側に改良ＨＥＰＡフィルタ４４０が向くようにして空気清浄フィルタユニット４３０が設置される。このため、ウィルスや菌は光触媒アパタイト層４４１に達する前に、コロナ放電器４５０において強く帯電される。したがって、ウィルスや菌がより光触媒アパタイト層４４１に吸着される。その結果、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０のウィルスや菌に対する捕集能力を向上させることができる。また、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０の光触媒アパタイト層４４１は、この放電により発生する紫外線により、活性化される。したがって、空気清浄システム４００には、特殊な光源を配置する必要がなくなる。この結果、光源にかかる費用を削減することができる。

［他の実施の形態］
（Ａ）
第２実施形態では、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０に光触媒アパタイト層４４１が設けられていたが、これに代えて、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、フラーレン、ナイトライド、オキシナイトライドなどの光触媒と、アパタイトとの混合物を層状にしたものを設けてもよい。

（Ｂ）
第２実施形態では、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０に光触媒アパタイト層４４１が設けられていたが、これに代えて、アパタイト層を設けてもよい。この場合、ウィルスや菌は積極的に除去されないが、捕集能力という点ではＨＥＰＡフィルタを上回るはずである。
（Ｃ）
第２実施形態では、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０にＨＥＰＡフィルタが用いられたが、これに代えて、ＵＬＰＡフィルタを用いてもよい。

（Ｄ）
第２実施形態では、コロナ放電器４５０を用いたが、これに代えてプラズマ放電器を用いてもよい。
（Ｅ）
第２実施形態では、空気清浄フィルタユニット４３０は、第２ダクト４１３の室内吹出口、第３ダクト４１４の室内排気口および第４ダクト４１５の室内排気口に設けられたが、これに加えて、ダクト式空調ユニット４４０の熱交換器の空気流れ方向下流側にさらに空気清浄フィルタユニット４３０を設けてもよい。通常、空気調和装置では、暖房運転、冷房運転にかかわらず、熱交換器下流側は相対湿度が低くなる傾向にある。基本的にＳＡＲＳを含むウィルスは、低湿度な環境を好む傾向がある。このため、効率的にウィルスを捕集することができる。

＜第３実施形態＞
図１１に本発明の一実施の形態が採用される空気調和システム５００のシステム構成図を示す。
［空気清浄システムの全体構成］
図１１に本発明の一実施の形態が採用される空気調和システム５００のシステム構成図を示す。

空気調和システム５００は、病院向けの空気調和システムであり、通常、手術室内を浮遊粉塵濃度０．１５ｍｇ／ｍ³以下に保っている。空気調和システム５００は、図１１に示すように、主に、外気導入ダクト５１１、外気導入ダンパ５６１、第１ダクト５１２、ダクト式空調ユニット５４０、ダクト送風機５２０、第２ダクト５１３、空気清浄ユニット５６０、および第３ダクト５１４から構成される。

［空気調和システムの構成要素］
（１）外気導入ダクト
外気導入ダクト５１１は、屋外に通じており、屋外から室内へ空気ＯＡを導入するために設けられている。なお、この外気導入ダクト５１１の一端は屋外に面しており、そこにはプレフィルタ５９０が設けられている。このプレフィルタ５９０とは、比較的大きな塵埃を除去するためのフィルタである。また、この外気導入ダクト５１１のもう一端には、第１ダクト５１２および第３ダクト５１４が配管接続されている。また、その接続点には外気導入ダンパ５６１が設けられている。

（２）外気導入ダンパ
外気導入ダンパ５６１は、外気導入ダクト５１１と第１ダクト５１２との接続点に設けられる。外気導入ダンパ５６１は、第１状態と第２状態とに切り替えが可能となっている。第１状態（実線の状態）では、外気導入が遮断される。第２状態（点線の状態）では、外気導入が行われる。したがって、第１状態での主な空気の流れとしては、ＯＲＡ→ＣＡ１→ＣＡ２→ＲＳＡ→ＯＲＡ（図１１の白抜き矢印参照）となる。また、第２状態での主な空気の流れとしては、ＯＲＡ＋ＯＡ→ＣＡ１→ＣＡ２→ＲＳＡ→ＯＲＡ→ＯＲＡ＋ＯＡ（図１１の白抜き矢印参照）となる。

（３）第１ダクト
第１ダクト５１２は、その一端が外気導入ダクト５１１および第３ダクト５１４に配管接続されており、他端がダクト送風機５２０の入口に配管接続されている。また、この第１ダクト５１２には、その間に、ダクト式空調ユニット５４０が設けられる。なお、このダクト式空調ユニット５４０には、還気ＲＡと屋内の空気の混合空気、または還気ＲＡ、外気ＯＡおよび屋内の空気の混合空気が供給されることとなる。

（５）ダクト式空調ユニット
ダクト式空調ユニット５４０は、第１ダクト５１２の間に設けられ、内部に、図示しない送風ファンと熱交換器とを備える。送風ファンは、外気導入時に、外気導入ダクト５１１および第１ダクト１１２を介して屋外の空気を吸い込む。また、この送風ファンは、外気導入にかかわらず、屋内の空気をも吸い込む。さらに、この送風ファンは、外気導入にかかわらず、室内からの還気ＲＡをも吸い込む。そして、この送風ファンは、吸い込んだ空気をダクト送風機５２０へ供給する。熱交換器は、図示しない室外ユニットと冷媒配管を介して接続される。この熱交換器には、室外ユニットから冷媒配管を介して冷媒（冷房時は冷媒液、暖房時は冷媒ガス）が供給される。そして、この熱交換器では、空気がその冷媒と熱交換を起こすことにより冷却または加熱され、調和空気ＣＡ１が生成される。

（５）ダクト送風機
ダクト送風機５２０は、主に、図示しない送風ファンとファンモータとから構成される。ファンモータは、送風ファンを駆動する。すると、その送風ファンにより空気の流れ（図１１の白抜き矢印ＣＡ２参照）が生成される。なお、この送風ファンは、第２ダクト５１３を介して室内に調和空気ＣＡ２を配送する。

（６）第２ダクト
第２ダクト５１３は、その一端がダクト送風機５２０の出口に配管接続されており、他端が室内に接続される。なお、この第２ダクトの室内側には、プレフィルタ５９０が設けられる。この第２ダクト５１３では、ダクト送風機５２０により調和空気が室内へと流れる（図１１の白抜き矢印ＣＡ２参照）。

（７）空気清浄ユニット
空気清浄ユニット５６０は、図１１に示すように、天井裏に配置され、主に、室内送風機５６５および空気清浄フィルタユニット５３０から構成される。室内送風ファンは、手術室に吹き出された調和空気ＲＳＡまたは手術室内の還気ＩＲＡを吸い込み、その空気を空気清浄フィルタユニット５３０に供給する。なお、空気清浄フィルタユニット５３０を通過した空気は、ガラススクリーン６１０内で手術台６００および床面に向かって垂直に流れる（図１１の白抜き矢印ＩＳＡ参照）。なお、手術室における主な空気の流れとしては、ＲＳＡ→ＩＲＡ→ＩＳＡ→（ＯＲＡまたはＩＲＡ）（図１１の白抜き矢印参照）となる。空気清浄フィルタユニット５３０は、第２実施形態にかかる空気清浄フィルタユニットと同じものである（図１０参照）。なお、この空気清浄ユニット５６０は、空気流れ方向上流側にコロナ放電器５５０が、空気流れ方向下流側に改良ＨＥＰＡフィルタ５４０が向くようにして設置される。

（８）第３ダクト
第３ダクト５１４は、その一端が第１ダクト５１２に配管接続されており、他端が室内の排気口に配管接続されている。第３ダクト５１４では、室内からダクト式空調ユニット５４０へ空気が流れる。なお、この第３ダクト５１４の室内側には、プレフィルタ５９０が設けられる。

［空気調和システムの特徴］
（１）
第３実施形態に係る空気調和システム５００では、空気流れ方向上流側にコロナ放電器が、空気流れ方向下流側に改良ＨＥＰＡフィルタが向くようにして空気清浄フィルタユニット５３０が設置される。このため、ウィルスや菌は光触媒アパタイト層５４１に達する前に、コロナ放電器において強く帯電される。したがって、ウィルスや菌がより光触媒アパタイト層５４１に吸着される。その結果、改良ＨＥＰＡフィルタのウィルスや菌に対する捕集能力を向上させることができる。また、改良ＨＥＰＡフィルタの光触媒アパタイト層は、この放電により発生する紫外線により、活性化される。したがって、空気清浄システム５００には、特殊な光源を配置する必要がなくなる。この結果、光源にかかる費用を削減することができる。

［他の実施の形態］
（Ａ）
第３実施形態では、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０に光触媒アパタイト層４４１が設けられていたが、これに代えて、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、フラーレン、ナイトライド、オキシナイトライドなどの光触媒と、アパタイトとの混合物を層状にしたものを設けてもよい。

（Ｂ）
第３実施形態では、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０に光触媒アパタイト層４４１およびオゾン分解触媒層４４２が設けられていたが、これアパタイト層のみとしてもよい。
（Ｃ）
第３実施形態では、改良ＨＥＰＡフィルタ４４０にＨＥＰＡフィルタが用いられたが、これに代えて、ＵＬＰＡフィルタを用いてもよい。

（Ｄ）
第３実施形態では、コロナ放電器４５０を用いたが、これに代えてプラズマ放電器を用いてもよい。

本発明に係る空気清浄部材は、清掃や交換を頻繁に行わずに悪臭の発生や空気の汚染を抑制することができ、空気清浄機や空気清浄システムなどに応用することができる。

本発明の一実施の形態が採用される空気清浄機の外観斜視図。 フィルタ類および送風機構の分解斜視図。 制御部の概略ブロック図。 プレフィルタの詳細図。 プレフィルタのネット部の断面拡大図。 ロールフィルタの断面図の一部。 ロールフィルタが微粒子を捕集する際のロールフィルタの断面拡大図。 本発明の他の実施の形態が採用される空気調和機の外観斜視図。 本発明の一実施の形態が採用される空気調和システムのシステム構成図。 改良ＨＥＰＡフィルタの詳細図。 本発明の一実施の形態が採用される空気調和システムのシステム構成図。

符号の説明

１ 空気清浄機
１０ ケーシング
２０ 送風機構（送風部）
３３ 第１光触媒フィルタ（空気清浄部材、空気清浄部）
３３１ 光触媒フィルタ（集塵部）
３３４ 光触媒アパタイト（除菌部）
４３０ 空気清浄ユニット
４４０ 改良ＨＥＰＡフィルタ（空気清浄部材）
４４１ 光触媒アパタイト層（アパタイト、光触媒）

Claims (15)

1. ウィルスまたは菌を含む微粒子を含む空気を清浄するための空気清浄部材であって、
   前記微粒子を捕集する集塵部（３３０、４４３）と、
   光触媒能を有するアパタイト（３３４、４４１）を含む除菌部と、
   を備える空気清浄部材（３３、４４０）。
2. 前記除菌部は、光触媒材料をさらに含む、
   請求項１に記載の空気清浄部材。
3. 前記集塵部（３３０、４４３）は、前記除菌部（３３４、４４１）を担持する、
   請求項１または２に記載の空気清浄部材（３３、４４０）。
4. 前記光触媒材料は、可視光線型の光触媒材料である、
   請求項２または３に記載の空気清浄部材。
5. 前記集塵部は、芯と、前記芯を被覆し前記光触媒能を有するアパタイトの一部が空気側に露出するように前記光触媒能を有するアパタイトを保持する被覆層とから成る繊維により構成される、
   請求項１から４のいずれかに記載の空気清浄部材。
6. 前記集塵部は、電極である、
   請求項１から４のいずれかに記載の空気清浄部材。
7. 前記集塵部は、プラスに帯電されている、
   請求項１から６のいずれかに記載の空気清浄部材。
8. 前記ウィルスを不活化する又は前記菌の繁殖を抑制する抗菌部をさらに備える、
   請求項１から７のいずれかに記載の空気清浄部材。
9. 前記抗菌部は、前記集塵部に担持されている、
   請求項８に記載の空気清浄部材。
10. 前記抗菌部は、カテキンを有する、
    請求項８または９に記載の空気清浄部材。
11. 前記抗菌部は、溶菌酵素を有する、
    請求項８から１０のいずれかに記載の空気清浄部材。
12. 調和空気を屋内に供給するための空気調和装置であって、
    ケーシング（１０）と、
    前記ケーシング（１０）内に吸い込んだ空気を前記屋内に吹き出す送風部（２０）と、
    前記ケーシング（１０）内に吸い込まれる空気が通過する請求項１から１１のいずれかに記載の空気清浄部材と、
    を備える空気調和装置（１）。
13. 前記光触媒能を有するアパタイト（３３４）は、前記空気清浄部材において前記集塵部（３３０）の空気流れ方向上流側の面に設けられる、
    請求項１２に記載の空気調和装置（１）。
14. 前記集塵部（３３０）の下流側の空間には光源が配置されており、
    前記光触媒能を有するアパタイト（３３４）は、前記空気清浄部材において前記集塵部（３３０）の空気流れ方向下流側の面に設けられる、
    請求項１２に記載の空気調和装置（１）。
15. 前記空気を除湿する除湿部をさらに備え、
    前記空気清浄部材は、前記除湿部の空気流れ方向下流側に配置される、
    請求項１２から１４のいずれかに記載の空気調和装置。

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