JP2000517235A - オゾン分解用の触媒反応炉を含む環境制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 オゾンを含む加熱された空気流を導入し調整して輸送装置内の居住空間へ供給する輸送装置用の環境制御システム。このシステムは触媒反応炉を備え、触媒反応炉はハウジングとハウジングの全体として円筒状の部分内に配置されるコア構造体とを含む。コア構造体はオゾンを含む空気がコア構造体の入口端部と出口端部との間を流れるに伴い、空気中に存在するオゾンの少なくとも一部を効果的に分解する触媒的に活性な金属合金から作られる。触媒的に活性な金属合金は銀を含む金属合金であり、主成分として銀および銅を含む。触媒的に活性な金属合金はオプションとして低温用途での使用で熱的に活性化される。コア構造体は複数のフィン装置を備え、反応炉のハウジングに対しろう付けされ、各フィン装置は環形リングとして構成され、リングは反応炉の軸方向に延びる中心軸を中心に全体として互いに同心に配置され、各フィン装置は半径方向に隣接するフィン装置に対しろう付けされて半径方向に隣接する対のフィン装置間で重なることを防止し得る。このシステムには更に少なくとも１の熱交換器が含まれ、反応炉から放出される空気流を冷却して輸送装置の居住空間へ供給するため、熱交換器は触媒反応炉の下流に配置されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】 オゾン分解用の触媒反応炉を含む環境制御システム （クロスリファレンス−交互開示） 本出願は１９９６年５月９日に出願され［オゾン分解用の触媒反応炉］と題し た米国特許出願第０８／６４５、０１５号の部分継続出願である。 （技術分野） 本発明は環境制御システム、特に空気中のオゾンを分解するための触媒反応炉 を含む環境制御システムに関する。本発明による環境制御システムは特に航空機 の客室に供給される空気の調整に採用される。また本発明の環境制御システムは 軍用戦車のような輸送装置に対して使用可能である。 （背景技術） 航空機内の環境制御システムは圧縮され調整された空気を航空機のキャビンに 供給すべく働く。温度、圧力および相対湿度は航空機内の搭乗客および乗員を快 適にするため好適に制御する必要がある。 現在の商用ジェット航空機は通常、空気に含まれるオゾン成分が比較的高い海 抜２５，０００フィート以上の比較的高高度で燃料を高効率に使用して運行する ようにように構成されている。従って高高度での運行中、環境制御システムから 航空機のキャビンへ供給される空気には１−３ｐｐｍｖのレベルのオゾンが含ま れている。航空機のキャビン内の空気にオゾンが存在すると、肺若しくは目が痛 くなったり、頭痛、疲労ないしは呼吸が苦しくなることがある。この結果、現在 の米国連邦航空局（ＦＡＡ）は３時間の商用飛行中のオゾン濃度を常時最大０． １ｐｐｍｖに制限する規制を行っている。触媒コンバータを用いて比較的高いオ ゾン濃度が考えられる航空機キャビンに供給される空気中の不都合なオゾンを低 減あるいは除去することは当業者には周知である。一般的な種類の触媒コンバー タの一例が米国特許４，４０５，５０７号に開示されており、この場合セラミッ ク（コーディエライト）一体支承構造体は一体支承体に塗布された高い表面積の ウオッシュコート膜を有し、ウオッシュコート膜は触媒（この場合、プラチナ族 金属および非貴金族ＶＩＩＩの参加金属やアルミネート）を保持するに使用され る。この種の触媒コンバータまたは反応炉は広く使用されているが、以下に述べ るような制限を受けている。第１に例えばコンバータが航空機で使用されるとき のように、ウオッシュコート膜が連続する振動あるいは熱サイクルを受けたとき 摩耗される。第２にウオッシュコート膜およびウオッシュコート膜に保持される 触媒が定期的な保守洗浄中、セラミック一体支承構造体から洗い流される危惧が ある。またこの種の触媒反応炉には通常複数の離間された流路が含まれ、流路は 軸方向に延びる軸に沿つて支承構造体内に形成され、オゾンを含む空気が積層状 態で流路を経て流れる。この種の触媒反応炉は通常物質移動により制限される。 即ち反応炉の効率はオゾン分子が触媒面への拡散能力により制限される。これに より積層流型反応炉が大型とする必要があり、従って反応炉を経るオゾンを含む 空気の流れを乱流にし得る種類の反応炉に比べ重量が大になる 。 １９８７年５月１９日に出願され本発明の出願人に譲渡されたリンベルグ等に よる米国特許４，６６５，９７３号に開示されるように、航空機環境制御システ ムに対してオゾン分解用に触媒コンバータを使用することも当業者には周知であ る。上記のリンベルグ等の発明ではウオッシュコート膜型の被覆層５８を提供し ており、この被覆層５８は航空機、戦車あるいは他の車両等に使用される種類の 環境制御システム１０内の主熱交換器１８の高温通路側のプレート素子５４に形 成される。上記のリンベルグ等の発明による環境制御システムはオゾン分解し且 つ連係する環境制御システムと共に重量および配設空間を最小化するが、触媒被 覆層５８は上述した種類のもので、航空機環境で受けるときのように連続する振 動や熱サイクルを受けたとき摩耗し勝ちになる。 継続出願で同じ本願出願人の所有する米国特許出願第０８／２７１，９２２号 および第０８／４９４，６５６号にはそれぞれコンパクトで軽量な構造の改良さ れた触媒オゾンコンバータが開示されている。各継続出願はアルミニウムあうり はアルミニウム合金の支承構造体を開示し、この支承構造体はコンバータのハウ ジング内に配置される一以上のフィン素子で構成される。各フィン素子の複数の フィンはハウジングの入口端部と出口端部との間で変位されつゝ列をなし、軸方 向に連続して配置される。フィン素子を構成ずることにより、オゾンを含む空気 とフィン素子との間で比較的高い質量移動が行われ、オゾンが分解されることに なる。各構成ではフ ィン素子は厚さが少なくとも２ミクロンの陽極酸化された一体面を有し、触媒は 陽極酸化された表面層上あるいは内部に配置される。特許出願第０８／２７１， ９２２号では、一以上のＶＩＩＩ族の貴金属およびオプションとしてＶＩＩ、Ｉ ＩＩＡおよびＶＩＩＡ族からの基材金属がフィン素子の陽極酸化された表面層上 あるいはその内部に付設される。特許出願第０８／４９４，６５６号の開示され た実施態様の一によれば、銀がフィン素子の陽極酸化された表面層上あるいはそ の内部に付与され、この実施態様は比較的低温の用途に用いて好ましい。各同時 継続出願に開示された触媒コンバータは従来のセラミック一体コンバータのウオ ッシュコート膜と異なり、陽極酸化された一体表面層が摩耗を受けないのでその とき存在する従来例より大幅に改良される、乱流およびその結果としての高い物 質移動速度が（フィンが変位された列として設けられることにより形成される湾 曲した通路のため）フィン素子構成により得られ、これによつてコンバータが従 来の構成よりよりコンパクトにできる。アルミニウムあるいはアルミニウム合金 の支承構造体の使用と連携して開示されたコンバータがコンパクトにされ、この 結果セラミック一体構造のものに比べコンバータがより軽量となる。一方上述し た各継続出願に開示される本発明の上述した利点にもかかわらず、各継続出願の 発明において要求される陽極酸化工程は比較的高価となる。更に、陽極酸化され た一体表面層は摩耗を受けないが、表面層上あるいはその内部に付与される触媒 は通常の保守清掃中に少なくとも一部除去される。 以上航空機の客室の場合の様に輸送装置内の居住空間に供給される空気を調整 する環境制御システムに使用可能な種類の現在の触媒コンバータまたは反応炉に 存在する周知な制限を説明した。従って上述した制限の一以上を解決する別の方 法を与えることが望ましいことは明らかである。従って詳細に後述する特徴を含 んだ好適な別の方法が与えられる。 （発明の開示） 本発明の一実施態様によれば、これは輸送装置に使用可能で、加熱され、オゾ ンを含む空気流を効果的に受容し調整して輸送装置内の居住空間に供給する環境 制御システムを提供することにより達成される。好ましい実施態様によれば、こ の環境制御システムは触媒反応炉を備え、この反応炉は加熱されたオゾンを含む 空気流内に存在するオゾンの少なくとも一部を効果的に分解する。また触媒反応 炉は金属ハウジングを備え、このハウジングはオゾンを含む加熱された空気流を 効果的に受容する入口部と、反応炉から空気流を効果的に放出する出口部と、入 口部および出口部間に接続され軸方向に配置される全体として円筒状の本体部と を有している。触媒反応炉は更に触媒的に活性な金属合金で作られ、熱的に柔軟 なコア構造体を備え、このコア構造体はハウジングの円筒部内に接続される。触 媒的に反応する金属合金は、空気流がコア構造体を流れるに伴い、オゾンを含む 加熱された空気流内に存在するオゾンの少なくとも一部を効果的に分解する。 他の実施態様では熱的に柔軟なコア構造体は複数のフィン装置を備え、各フィ ン装置は環形のリングとして構成される 。またこのコア構造体はそれ自体螺旋状の単一フィン装置からなることができる 。複数のフィン装置を有する実施態様の場合フィン装置は触媒反応炉の軸方向に 延びる中心線の軸を中心に全体として互いに同心状に配置される。各フィン装置 は半径方向に隣接する対をなすフィン装置間での重なりを防止するため、半径方 向に隣接するフィン装置に対しろう付けされる。各フィン装置には複数のフィン が含まれ、フィンが軸方向に連続する列をなして配置され、各列のフィンにより 軸方向に延びる流路が構成される。フィンおよびフィンの各列の流路はそれぞれ フィン装置の対応する一の軸方向に隣接する列のフィンおよび流路に対し円周方 向に変位されて、熱的に柔軟なコア構造体を経てオゾンを含む加熱された空気流 の流れに対し各フィン装置の流路を経ての複数の湾曲した流路を有する。 また別の実施態様によれば、触媒的に活性な金属合金は銀を含む金属合金であ り、銀および銅を含む（これに限定されない）配合物を有することも可能である 。更に詳記するに、触媒的に活性な金属合金が約５５重量％の銀、約３９重量％ の銅、約５重量％の亜鉛および約１重量％のニッケルを含む配合物を有するよう に設けられる。触媒的に活性な金属合金は約３０分〜約６０分の間約３００度Ｆ 〜約４２０度Ｆの温度まで合金を加熱することにより熱的に活性化される。 更に別の実施態様によれば、触媒反応炉の熱的に柔軟なコア構造体はハウジン グの円筒部に対してろう付けされる。 別の実施態様によれば、環境制御システムには第１の熱交 換器を含み、この熱交換器内部を流れる空気流用の入口部および出口部を有する 。第１の熱交換器は空気流と混合することなく熱交換可能な冷却流体流を受容可 能である。第１の熱交換器の入口部は触媒反応炉のハウジングの出口部と流体的 に連通している。システムは更にコンプレッサを備え、このコンプレッサは第１ の熱交換器の出口部と流体的に連通する入口部と、そこから空気流を放出するた めの出口部とを有し、コンプレッサは空気流を効果的に圧縮する。システムは更 に第２の熱交換器を備え、この熱交換器は空気流用の入口部および出口部を有し 、第２の熱交換器の入口部はコンプレッサの出口部と流体的に連通していて、第 ２の熱交換器は空気流と混合することなく熱交換する冷却流体を受容して空気流 を冷却可能である。システムは更にコンプレッサと回転可能に連結されるタービ ンを備え、タービンは第２の熱交換器の出口部と流体的に連通する入口部とそこ から空気流を放出する出口部とを有する。このタービンにより空気流を効果的に 膨張し冷却する。システムは更に触媒反応炉の上流に配置される第３の熱交換器 を備え、第３の熱交換器はオゾンを含む空気流を受容する入口部と触媒反応炉の ハウジングの入口部と流体的に連通する出口部とを有している。第３の熱交換器 は空気流と混合されることなく熱交換する冷却流体を受容して空気流を冷却可能 である。且つまたこのシステムはタービンから放出する冷却された空気流を比較 的暖かい空気流と混合して冷却空気流の温度より高い温度の混合空気流を生じさ せ、この混合空気流を輸送装置の居住空間へ供給する手段を 備える。 本発明の第２の実施態様においては、従来の環境制御システムの別のシステム はオゾンを含む加熱された空気流を調整して輸送装置内の居住空間へ供給する方 法を提供することにより達成される。好適の実施態様によれば、この方法には複 数のフィン装置を含む熱的に柔軟なコア構造体およびハウジングを有する触媒反 応炉を製作する工程が含まれる。この製造法においては触媒的に活性な単一の金 属合金からフィン装置を作る工程と、環形のリングとして各フィン装置を構成す る工程と、ハウジングの全体として円筒状の本体部内で互いにほぼ同心にフィン 装置を配置する工程と、半径方向に隣接するフィン装置間および半径方向の最外 側のフィン装置とハウジングとの間にろう付けフォイルを挿入する工程と、半径 方向に隣接する対のフィン装置間の重なりを防止するためフィン装置を互いにろ う付けし半径方向で最も外側のフィン装置をハウジングに対しろう付けする工程 とが含まれる。この方法には更に触媒反応炉の熱的に柔軟なコア構造体を経てオ ゾンを含む加熱された空気流を流し、この空気流の少なくとも一部を触媒的に活 性な金属合金と直接接触させる工程を含ませ得る。 別の実施態様によれば、この方法に更に触媒的に活性な金属合金を熱的に活性 化する工程を含み、この活性化工程は約３０分〜約６０分の間約３００度Ｆ〜約 ４２０度Ｆ（約１４８〜約２１６度Ｃ）の温度まで触媒的に活性な金属合金を加 熱する工程を含む。この触媒的に活性な金属合金は本発明の 第１の実施態様で述べたものを使用できる。またこの方法では更にコア構造体の 各フィン装置を構成してコア構造体を介してオゾンを含む加熱された空気流の湾 曲した複数の流路を形成する工程を含む。 別の実施態様では、この方法は更に触媒反応炉から放出した後の空気流を冷却 する工程を有し、この冷却工程は触媒反応炉から空気流が放出した後少なくとも 一の熱交換器を経て空気流を流す工程を含む。 本発明の装置および方法の主な利点は、空気中のオゾンを分解するため軽量で コンパクトに、且つコストの安い触媒反応炉を含む環境制御システムを設けるこ とであり、反応炉のコア構造体は触媒的に活性な金属合金から作られ、反応炉は 実質的に物質移動が制限される点にある。 （図面の簡単な説明） 本発明の上述したことおよび他の実施態様は添付図面を参照して以下の本発明 の詳細な説明からより明らかになろう。 図１は本発明の触媒反応炉に含まれるフィン装置を示す部分斜視図、図２は図 １の線２−２に沿って切断した縦断面図、図３は本発明の触媒的に活性な金属合 金のオゾン分解曲線を用いて合金を熱的に活性化する効果を示す動作説明図、図 ４は本発明の触媒的に活性な金属合金の表面配合物の温度効果を示す一連のグラ フ、図５は受け入れたままの状態の本発明の触媒的に活性な金属合金の表面述べ たミクロ写真図、図６は熱活性化後の本発明の触媒的に活性な金属合金の表面の ミクロ写真図、図７は二酸化硫黄で汚染されオゾンを含む供 給空気に一時的に晒された後本発明の触媒的に活性な金属合金の回復能力を示す オゾン分解図、図８は本発明の環境制御システムの簡略図、図９は本発明の環境 制御システムに含まれる触媒反応炉の斜視図、図１０は図９の線１０−１０に沿 った断面図、図１１は本発明の触媒反応炉の一実施態様の半径方向に隣接するフ ィン装置のろう付けを示す、図１０の拡大図、図１２は図１０と同様の、本発明 の別の実施態様による触媒反応炉の断面図である。 （発明を実施するための最良の形態） さて図面を参照するに図８は本発明の好適の実施態様としての環境制御システ ム５０の略図である。図８に図示の実施態様では環境制御システム５０が航空機 に採用される。また環境制御システム５０は軍用戦車のような別の輸送装置に対 しても使用できることは理解されよう。航空機（図示せず）は複数のエンジンを 含み、エンジンの一は５２で示されている。エンジン５２は外気５４を入力し、 従来の方法で処理して航空機を推進するための推進力を作る。環境制御システム ５０は図１および図９で流れ矢印１６により示すオゾンを含む加熱された空気流 を導管５６から導入する。且つ図示の如く空気流１６はエンジン５２のコンプレ ッサ段５８から供給される。若しくは空気流１６はラム空気のような別の供給源 ないしエンジン５２からのコンプレッサのブリード空気とラム空気の組わせ構成 も採用できる。代表的な航空機に利用する場合オゾンを含む加熱された空気流１ ６の温度が約１４９℃から約２１６℃の範囲内にされる。一方別の航空機用途の 場合、オゾンを含む加熱された空気流１６の温度はそれより大幅に低く、低い温 度での触媒活性化により空気流１６内に存在するオゾンを分解する必要があり、 これは以下に詳述する本発明の装置および方法により達成可能である。 オゾンを含む加熱された空気流１６は導管５６を介し環境制御システム５０の 熱交換器６２の第１の入口部６０へ供給される。熱交換器６２はエンジン５２に 装着されたプリクーラを備え、環境制御システム５０から省略可能である。熱交 換器６２には熱交換器６２から空気流１６を効果的に放出する第１の出口部６４ が含まれる。熱交換器６２はまた空気流１６と混合されることなく熱交換可能に 冷却流体流６６を導入し空気流１６を冷却可能である。冷却流体流６６は外気あ るいは空気流１６より低い温度でエンジン５２から供給される空気、例えばファ ン放出空気やエンジン５２の低いコンプレッサ段からの空気を使用可能である。 冷却流体流６６は熱交換器６２の第２の入口部６８へ供給され第２の出口部７０ を介し熱交換器６２から放出される。 熱交換器６２の第１の出口部６４は空気流１６内のオゾンの少なくとも一部を 効果的に分解する触媒反応炉７４と流路を形成すべく連通している。触媒反応炉 ７４に含まれるハウジング７３は入口部７２と出口部７６と入口部７２および出 口部７６間で軸方向に連結される全体として円筒状の円筒部７５とを有する。触 媒反応炉７４は更にコア構造体１０を含み、コア構造体はハウジング７３の円筒 部７５内に付設される。空気流１６は入口部７２および熱交換器６２の第１の出 口部６４間を連通する導管７７を介しハウジング７３の入口部７２へ供給される 。且つ触媒反応炉７４の特徴は以下の如く触媒反応炉７４の具体的な構造は本発 明の中心的な特徴をなしている。空気流１６内のオゾンが触媒反応炉７４内の許 容レベルまで低減された後、空気流１６は熱交換器８０の第１の入口部７８と流 体的に連通しているハウジング７３の出口部７６を経て触媒反応炉７４から放出 される。空気流１６は導管８２を経てハウジング７３の出口部７６から熱交換器 ８０の第１の入口部７８へ供給される。且つまた熱交換器８０は空気流１６をそ こから効果的に放出する第１の出口部８４を含んでいる。熱交換器８０はまたそ こから空気流１６を効果的に放出する第１の出口部８４を含んでいる。前記の熱 交換器８０はまた空気流１６と混合されることなく熱交換可能に冷却流体流８６ を導入して空気流１６を冷却（熱交換器６２が使用されるなら更に冷却）可能で ある。冷却流体流８６は冷却流体流６６と関連して上述した各種供給源から供給 可能である。更に冷却流体流６６および８６は共通の供給源からあるいは別々の 供給源から供給可能であることはことが理解されよう。冷却流体流８６は熱交換 器８０の第２の入口部８８から供給され、第２の出口部９０を介し熱交換器８０ から放出され得る。 環境制御システム５０には更に回転可能なコンプレッサ９２が包有され、この コンプレッサは導管９６を介し熱交換器８０の第１の出口部８４と流体的に連通 された入口部９４を有している。コンプレッサ９２はシャフト１００を介しター ビン９８と回転可能に連結される。コンプレッサ９２は空気流１６を効果的に圧 縮し、出口部１０２から放出する。次に空気流１６は導管１０８を介し熱交換器 １０６の第１の入口部１０４に供給される。熱交換器１０６は更に第１の出口部 １１０を有し、熱交換器１０６から空気流１６を効果的に放出する。熱交換器１ ０６もまた空気流１６と混合されることなく熱交換可能に冷却流体流１１２を導 入して空気流１６を冷却可能である。しかして熱交換器１０６はコンプレッサ９ ２内での空気流１６の圧縮による温度上昇の少なくとも一部を効果的に偏らせる 。冷却流体流１１２は熱交換器１０６の第２の入口部１１４へ供給され、第２の 出口部１１６を経て熱交換器１０６から放出される。冷却流体流１１２は冷却流 体流６６および８６と連携して上述した供給源、冷却流体流６６および８６を供 給するのに使用される共通のあるいは異なる供給源から与えることが可能になる 。熱交換器１０６の第１の出口部１１０から放出された後、空気流１６は導管１ ２０を介しタービン９８の入口部１１８へ供給される。タービン９８は空気流１ ６を効果的に膨張し、これにより空気流１６を更に冷却し得る。空気流１６はタ ービン９８を回転する起動力を付与し、この起動力によりシャフト１００を介し コンプレッサ９２が駆動される。冷却され許容レベル内のオゾンを含む空気流１ ６は出口部１２２を経てタービン９８から放出され、導管１２６を経てエアコン デショナのサブ装置１２４へ供給され、サブ装置１２４は以下に説明する方法で 動作する。空気流１６は次に導管１２９を経てエアコンデシ ョナのサブ装置１２４から居住空間１２７へ供給される。居住空間とは図８に示 す実施態様の航空機の客室である。 ある動作状態中空気流１６の温度は空気流１６がタービン９８の出口部１２２ か放出するとき外気温度より低く、空気流１６内に存在する水蒸気は凝縮して液 体に変わる。氷形成を防止するため環境制御システム５０には、タービン９８か ら放出する冷却された空気流１６を比較的暖かい空気流と混合して居住空間１２ ７へ供給する手段が含まれる。冷却された空気流１６を比較的暖かい空気流と混 合するこの手段には制御弁１２８および導管１３０、１３２が包有される。触媒 反応炉７４から出る空気流１６の一部が導管８２、１３０を経て制御弁１２８へ 送られ、更に導管１３２を経て導管１２６へ供給され、この加熱された空気流は 冷却された空気流１６と混合されてタービン９８の出口部１２２から放出される 際冷却された空気流１６の温度より高い温度の混合空気流が得られる。制御弁１ ２８は空気流を所望の流量にする。混合された空気流は次いでエアコンデショナ のサブ装置１２４へ供給される。しかして制御弁１２８を所定の位置に設定する ことにより、サブ装置１２４へ供給された混合空気流の温度は氷形成が防止され るように構成される。 エアコンデショナのサブ装置１２４は凝縮器（図示せず）と、空気ないしは水 分離器（図示せず）とリヒータ（図示せず）とを有する。サブ装置１２４は混合 空気流内に含まれる水分を効果的に分離してこの混合空気流を居住空間１２７へ 供給し、更に混合空気流の温度を効果的に上昇させて混合空 気流を航空機の居住空間１２７へ供給する。 本発明の好適な第１の実施態様による触媒反応炉７４の具体的な構造が図１、 図２および図９〜図１１に示される。ハウジング７３の入口部７２はフランジ付 きの上流端部１３４を有し、この上流端部は一対のクランプ１３６（１のみが図 ９に示される）を経て導管７７のフランジ付きの下流端部に付設される。同様に ハウジング７３の出口部７６はフランジ付きの下流端部１３８を有し、この下流 端部は一対のクランプ１４０（１のみが図９に示される）を経て導管８２のフラ ンジ付きの上流端部に付設されている。またハウジング７３の入口部７２および 出口部７６はそれぞれ対をなすボルト付きのフランジのような他の従来の手段に より導管７７、８２に付設可能である。好適な実施態様によれば、ハウジング７ ３の入口部７２、円筒部７５および出口部７６は一体的に構成される。更にハウ ジング７３は好ましくはステンレススチールで作られる。且つまたハウジング７ ３はアルミニウム、アルミニウム合金、チタンおよびチタン合金のような他の金 属から作ることもできる。好ましい実施態様の場合コア構造体１０はろう付けに よりステンレススチールのハウジング７３に直接付設される。この構成は以下で も詳述する。コア構造体１０のハウジング７３に対するろう付けを許さないよう なハウジング７３の構造材料を使用する他の実施態様では、触媒反応炉７４はコ ア構造体１０に対しろう付けされるステンレススチールで作られた中間リング（ 図示せず）を含む。これら実施態様では、中間リングはリベットのような従来の 手段によりハウジング７３に対し直接付設可能、あるいは中間リングはハウジン グ７３と中間リングとの間の異なる熱膨張を吸収する弾性マウント構造体（図示 せず）を用いてハウジング７３に付設可能である。弾性マウント構造体は一以上 のバネを含み、エラストマ材料で作ることができる。ハウジング７３の入口部は フランジ付きの上流端部１３４の直ぐ前の位置からハウジング７３の円筒部７５ に連結される下流端部へ直径が増加する拡散部である。図９に示されるように拡 散部としての入口部７２はハウジング７３の円筒部７５と平滑に連結されている 。拡散部をなす入口部７２は空気流１６の速度を効果的に減少させ静圧を増加さ せる。この静圧を得ることにより、環境制御システム５０を経て圧力低下を制限 しエンジン５２による過度の動力使用を避けて居住空間１２７へ必要な空気量を 与えることが望ましいので、ある環境制御システム５０の総合動作にとって重要 である。 触媒反応炉７４のコア構造体１０は少なくとも一のフィン装置１２を含有し、 単一のフィン装置１２の一部が図１および図２に示されている。コア構造体１０ の各フィン装置１２は空気流１６内のオゾンを効果的に分解する触媒的に活性な 金属合金から作られ、これにより本発明の主要な特徴をなしている。触媒的に活 性な金属合金の具体的な配合についても以下に詳述する。図１０に示す好ましい １実施態様によればコア構造体１０は複数のフィン装置１２を有し、各フィン装 置１２は環形のリングとして構成される。この実施態様ではフィン装置１２は触 媒反応炉７４の軸方向に延びる中心軸１ ４２（図９参照）を中心に互いに全体として同心に配置される。フィン装置１２ を環形のリングとして構成する物理的な制限のため、ハウジング７３により区画 される空間の中心はフィン付きのストリップ１４８を有する小径の支承チューブ １４６により決まる。また支承チューブ１４６は両端部をキャップ付け可能であ る。図１２に示す別の好ましい実施態様では触媒反応炉７４のコア構造体１０は 単一のフィン装置１２からなり、このフィン装置は螺旋状に構成される。図１お よび図２に示すフィン装置の図が図１０あるいは図１２に示すように構成される 前の状態を示す図であることは理解されよう。各フィン装置１２はオゾンを含む 空気流１６を効果的に導入する入口端部１４とコア構造体１０から空気流１６を 効果的に放出する出口端部１８とを有する。 各フィン装置１２は更に複数のフィン２０を有し、このフィンは対応するフィ ン装置１２の入口端部１４および出口端部１８間でフィン２０の軸方向に連続す る列２２になるよう配列される。各フィン装置１２はスタンピングのような周知 の手段により本発明の触媒的に活性な金属合金からなる実質的に平坦で比較的薄 手のシートを複数のフィン２０に成型することにより作られ得る。フィン２０の 列２２の数は各フィン装置１２の入口端部１４および出口端部１８間に配置され 、触媒反応炉７４の具体的な用途により変更可能である。フィン２０の列２２が ３個の場合が図１に２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃにより示されている。列２２Ａ、２ ２Ｂは更に図２に縦図として示される。各列２２は複数のフィン２０を有し、軸 方向に延びる流路２４を区画している。各列２２のフィン２０および流路２４は それぞれ軸方向に隣接する列２２のフィン２０および流路２４に対し距離ｘ（図 ２参照）だけ変位される。例えば列２２Ｂのフィン２０は列２２Ａ、２２Ｃのフ ィン２０に対し変位される。変位ｘは複数のあるいは単一のフィン装置１２がそ れぞれ図１０および図１２に示されるように構成された後の円周方向に変位され たことに相当する。従って各フィン装置１２は軸方向に延びる流路２４を経て複 数の湾曲した流路を形成し、流路２４が対応するフィン装置１２の入口端部１４ および出口端部１８の間にオゾンを含む加熱された空気流１６用にフィン２０の 各列２２により区画されるように構成される。この状態は図１に関連して示され るが、実際上フィン装置１２が図１０あるいは図１２のいずれかに示されるよう に構成されるまで空気流１６はフィン装置１２を流れることを防ぐことが理解さ れよう。空気流１６は図１に示されるように最前列２２Ａの流路２４を経て流れ る。列２２Ａの流路２４から放出された後、空気流１６の一部は列２２Ｂのフィ ン２０の先端縁部２５Ｂに衝突し、その後列２２Ｂの流路２４を経て流れる。空 気流１６がフィン２０の次の各列２２に遭遇するのでこの動作は反復される。例 えば、列２２Ｂの流路２４から放出された後、空気流の一部は列２２Ｃのフィン ２０の先端縁部２５Ｃと衝突する。空気流１６がフィン２０の列２２の先端縁部 ２５Ｃと衝突することにより、空気流１６が乱される。従ってフィン装置１２内 でフィン２０の列２２を変位することにより、各フィン装置 １２の入口端部１４および出口端部１８間にオゾンを含む空気流１６が大幅に乱 されることになる。空気流１６が大きく乱されるので、オゾンを含む空気流１６ と次に説明するフィン装置１２を構成する触媒との間に比較的高い物質移動が得 られる。空気流１６と触媒反応炉７４の触媒との間の全体の物質移動は、半径方 向に隣接するフィン装置１２を互いにろう付けするか、あるいは個々のフィン装 置１２の半径方向に隣接する螺旋部を互いにろう付けする以下に説明する方法（ これは触媒反応炉７４の特定構成による）により更に高められ得、このことは以 下でも詳述する。図２に示されるように各フィン２０は軸方向の図面に示される 如く好ましい実施態様では全体として矩形の断面を有し、高さＨ、軸方向の深さ Ｄ、厚さｔ、一対の平坦部Ｆおよび軸方向の深さを有する。各フィン２０は図２ にブラケットで示すように全正弦波形状に近似している。変位ｘおよびフィン２ ０の全体のサイズは特定用途のため各フィン装置１２を経て所望の流体特性を得 るよう変更可能である。各フィン列２２は用途により変更可能なフィン密度を有 している。図１、図２および図９〜図１２に示す実施例の場合、各フィン列２２ は図１０に示されるように環形のリングとしてフィン装置１２が構成する前に横 方向に測ってインチ当たり約２８個のフィンのフィン密度を有するか、図１２に 示されるようにフィン装置１２が単一の螺旋構成にされる。一方フィン２０の各 列２２のフィン密度は用途により変更できることは理解されよう。図１０に示さ れるような環形のリングとして構成される各フィン装置１２ のフィン密度、あるいは図１２に示されるような単一のフィン装置１２のフィン 密度は、フィン装置１２の特定な用途によるアコーデオン効果のためフィン２０ の半径方向部を横切って変化する。この点についても以下に詳述する。図１０に 示されるように複数のフィン装置１２を使用するか、あるいは図１２に示される ように螺旋状の単一のフィン装置１２を使用すると、比較的軽量でコンパクトな コア構造体１０が効果的に空気流１６内のオゾン成分を分解し許容レベルまで低 減して空気流１６を次に居住空間１２４へ供給できる。各フィン２０は好ましく は全体として矩形の形状を有しているが、フィン２０は全体として三角形若しく は台形の断面のような別の幾何学的形状を示すことになる。 図１０に示す実施態様では各フィン装置１２はローリングやフォーミングのよ うな周知の手段により環形のリングとして構成され、各フィン装置１２の対向端 部のフィン２０は環形のリングとして所望の構成を維持するよう互いにフック止 結合される。半径方向の最外側のフィン装置１２は、半径方向の最外側のフィン 装置１２の各フィン２０の半径方向外側の平坦部Ｆとハウジング７３の円筒部７ ５との間に薄手のロウ付けファオイル（図示せず）を挿入し、次にこの構造体を 所望のろう付け温度まで加熱することにより、ハウジング７３の円筒部７５に対 しろう付けされる。本実施態様の場合、各フィン装置１２は半径方向に隣接する フィン装置１２に対しろう付けされる。このろう付けは図１０の一部拡大図とし て図１１に示され、この場合半径方向に隣接する一対のフィ ン装置１２Ａ、１２Ｂが図１１に示される。ろう付け合金からなる薄いフォイル １４４は径方向外側のフィン装置１２Ａと径方向内側のフィン装置１２Ｂとの間 に配置される。それぞれ環形リングとして構成される複数のフィン装置１２を含 む図１０の実施態様では、ろう付け材料の各フォイル１４４はろう付け前の連続 する同心リングとして構成され、半径方向に隣接する対のフィン装置１２間に配 設される。ろう付けフォイル１４４は熔融し、整合され半径方向に隣接するフィ ン２０の平坦部Ｆが互いに接触する領域に毛管現象により移動する。更にハウジ ング７３がステンレススチールで作られる好ましい実施態様においては、ろう付 けフォイル１４４がハウジング７３と半径方向に最外側のフィン装置１２との間 に配設されコア構造体１０をハウジング７３に対しろう付けする。螺旋構成の単 一のフィン装置１２を含む図１２の実施態様ではろう付け合金の各フォイル１４ ４は長手で連続するリボンであり、単一のフィン装置１２がそれ自体に螺旋構成 で巻かれた回数と同一回数巻装される。ろう付けフォイル１４４は更に１回巻か れ、フィン装置１２の半径方向に外側の螺旋部を被覆し、必要なろう付け合金に より単一のフィン装置１２がハウジング７３の構成材料により、ハウジング７３ の円筒部７５に対して、あるいは中間リング（図示せず）に対して付設される。 図１０および図１１に示されるように、半径方向において隣接したフィン装置の それぞれのフィン２０が整合されるか、一部整合されるか若しくは不整合にされ 得る。それぞれ半径方向に隣接した対をなすフィン装置１２ の間にろう付けフォイル１４４を配置することにより、必要なろう付け温度を受 けた後、隣接する対のフィン装置１２の整合されたフィン２０が互いにろう付け される。更に詳述するに、半径方向に外側のフィン装置１２Ａの下側の平坦部Ｆ は半径方向に最内側のフィン装置１２Ｂの上側の整合された平坦部Ｆにろう付け される。半径方向に隣接するフィン装置１２のこのろう付けにより、半径方向に 隣接する対のフィン装置１２の内の半径方向に外側と半径方向に内側のものの間 の重なりが防止され、コア構造体１０が一体構造が維持される。同様の手順で、 図１２に示されるそれぞれのフィン装置１２の半径方向に隣接する螺旋部が互い にろう付けされる。図１０に示される半径方向に隣接したフィン装置１２を互い にろう付けする構成あるいは図１２に示される単一のフィン装置１２の半径方向 に隣接した螺旋部をろう付けする構成は定常的なろう付けとも呼ばれる。定常的 の構成により、ろう付けされたフィン２０の数およびコア構造体１０内のろう付 け接合部の分布が予期され得る。この情報は次いでコア構造体１０の構造特性を 決定し、コア構造体１０の使用寿命を予測するに利用される。熱交換装置に使用 されるフィン装置のような周知のフィン装置の構成をとる場合、［チューブプレ ート］あるいは［スプリッタプレート］と呼ばれる固定分離プレートは通常隣接 するフィン装置間に配置され、隣接するフィン装置のそれぞれのフィンが互いに 重なることが防止される。上述したように本発明の定常的なろう付け法により、 チューブプレートあるいはスプリッタプレートを用いる事な く半径方向に隣接するフィン装置１２間あるいは個々のフィン装置１２の半径方 向に隣接する螺旋部間の重なりが避けられる。従って本発明の定常的なろう付け 法を採用すると、半径方向に隣接するフィン装置１２間あるいはそれぞれのフィ ン装置１２の半径方向に隣接した螺旋部間のスプリッタプレート若しくはチュー ブプレートを用いる同様のフィン装置に比べ、触媒反応炉７４内にフィン装置１ ２用あるいはフィン装置１２の螺旋部用の付加の空間が得られる。 触媒反応炉７４のコア構造体１０内におけるろう付け接触部の品質および分布 は半径方向に隣接した対をなすフィン装置１２間のインターフェース部に円周方 向のフィン密度の不一致により高められる。図１０に示される実施態様では環形 リングとして構成する前の各フィン装置１２の横幅が結果としての環形リングの 平均半径に基づき決定される。フィン装置１２の個々のフィン２０のアコーデオ ン効果すなわち［ファニングアウト］のため、（半径方向外側の平坦部Ｆに相当 する）各フィン装置の半径方向に最外側の部分で計測した円周方向のフィン密度 は（半径方向に内側の平坦部Ｆに相当する）フィン装置の半径方向に最も内側の 部分で計測した円周方向のフィン密度より小さい。更にフィン装置１２のサイズ は、半径方向に隣接する一対のフィン装置１２の内半径方向内側のものの円周方 向フィン密度がインターフェース位置での対をなすフィン装置１２の内の半径方 向外側のものの円周方向フィン密度より常に小さくなるようにされる。例えば位 置１４６で計測したフィン装置１２Ｂの円周方向フィン密度 が位置１４８で計測したフィン装置１２Ａの円周方向フィン密度より小さく、こ れにより半径方向に隣接するフィン装置１２が互いに重なる可能性を更に低減し て、コア構造体１０構造の一体性が更に高められる。上述したように熱交換装置 に使用されるような従来のフィン構成の場合、スプリッタプレートが通常積層体 内の隣接するフィン装置間に挿入される。周智の構造の得られた母材は極めて堅 牢で採用する周囲環境に対し熱で柔軟にさせ得ない。これに対し本発明によるコ ア構造体１０は、コア構造体１０が使用環境のため直径を変化させる必要がある とき、図１０に示されるような半径方向に隣接するフィン装置１２あるいは図１ ２に示されるようなフィン装置１２の半径方向に隣接する螺旋部が膨張あるいは 収縮する、すなわちアコーデオン動作できるので、熱的に柔軟できる。この柔軟 性によりハウジング７３がステンレススチールで作られる好ましい実施態様では 、ステンレススチール製ハウジング７３および本発明の以下に説明する触媒的に 活性な金属合金の熱膨張係数の不一致にかかわらず、介在する熱的に柔軟な支承 構造体を使用することなく、図１０に示される半径方向に最外側のフィン装置１ ２あるいは図１２に示されるフィン装置１２の半径方向に外側の螺旋部を上述し た如くハウジング７３に対しろう付けすることにより、コア構造体１０がハウジ ング７３に対し直接付設できる。従来のフィン装置積層体にスプリッタプレート を使用する別の問題点は、このプレートの使用により装置の平均乱Ｊ要素を減じ ることにより、上述したように装置の総合性能が低下される ことにある。またスプリッタプレートを使用することによって、大きな乱流のフ ィン装置に対し得られる空間が減少される。空間が付加され大きな平均乱流が組 み合わせられたとき、本発明のコア構造体１０のような非スプリッタプレート装 置に顕著な性能が得られる。 フィン装置１２を製造するに用いられる触媒的に活性な金属合金は銀を含む金 属合金であり、好ましい実施態様では主成分として銀および銅を含む配合物を有 する。本発明者が本発明に使用可能であると決定された合金の配合物の一例とし て約５５重量％の銀、約３９重量％の銅、約５重量％の亜鉛および約１重量％の ニッケルからなる合金が挙げられる。この配合物はＡｇ：Ｃｕ：Ｚｎ：Ｎｉ：３ ０：３６：４．５：１の原子比に相当する。以下に詳述するが、本発明では活性 触媒として銀を決定し、延いては本発明の触媒的に活性な金属合金は銀を含み金 属合金を用いる要がある。一方銀と組み合わせて主成分として銀以外の金属を使 用しても本発明の範囲内に含まれることは理解されよう。 上述した原子比が３０：３６：４．５：１の触媒的に活性な金属合金を用い構 成した１フィン装置１２の一部を最初にテストで、本発明者は銀を含む金属合金 が図３の［上昇傾斜］部分に示されるような低い温度で触媒的に活性ではない事 が判明している。また引続き行ったテストでは本発明者により熱的に活性化され た後銀を含む金属合金はオゾン分解のため触媒的に活性になり、図３の［下降傾 斜］部分に示されるような低い温度領域で触媒的に活性な状態を維持できること が判明した。図３に示すテスト結果はオゾン濃度が２．３６ｐｐｍｖで流速が１ ，０００，０００ＧＨＳＶ（ＳＴＰ）に相当することは理解されよう。また図３ に示される如く、銀を含む金属合金が熱的に活性化された後、この合金はオゾン 分解のため極めて活性であり、１００℃のような低い温度で物質移動が制限され 得る性能が得られる。従って低い温度の用途、即ちオゾンを含む空気流１６が約 １４９℃より低い温度では、銀を含む金属合金は約３０分〜約６０分の間約１４ ９℃〜約２１６℃の温度に空気中で合金を加熱、すなわち焼成することにより活 性化されねばならない。高い温度用途、すなわちオゾンを含む空気流１６が少な くとも１４９℃である温度では、熱活性化工程を省略できる。 更にこの減少を更に理解するため、温度関数としてフィン装置１２の表面配合 物を詳細に熱力学的分析された。再び銀を含む金属合金の原子比は３０：３６： ４．５：１であった。図４にグラフで示した熱力学的分析結果は、（空気に晒さ れる）銀を含む金属合金の表面配合物は温度により変化することを示している。 外気温度では平衡表面配合はＣｕＯ、Ａｇ₂Ｏ、ＺｎＯおよびＮｉＯの混合であ る。図４に示されるように、この配合物は温度により変化する。温度が上昇する と、Ａｇ₂Ｏは分解してＡｇ°およびＯ₂が形成される。高いオゾン分解活性度を 得るに必要な活性温度と変化表面配合物の予測される変化との間には強い相関関 係がある。図４に示される結果、Ａｇ°金属はオゾン分解のため触媒的に活性な 種であることが分かる。これらの結果は以下で説明する実 験例および受け入れたままの銀を含む金属合金の表面の検査と各種温度で３００ 時間以上の間オゾン空気を供給して活性化された銀を含む金属合金の表面の検査 から更に確認された。 以下の実験例は本発明の以下の技術により得られる利点の一部を示すために開 示される。 実験例１ 各列が８フィンからなる２列のフィンを有するフィン装置のセクション部を含 む実験サイズの反応炉を組み立てた（図１および図２参照）。測定したフィン装 置はほぼ以下の通りである。フィン高さ（図２のＨ）は０．１８１インチ（４． ６０mm）、フィンの厚さは０．００３６インチ（０．０９１mm）、およびフィン の軸方向深さ（図１のＤ）は０．１７７インチ（４．５０mm）であった。各列の 横方向のフィン密度はインチ当たり１６個のフィンであった。フィン装置のセク ション部は配合物を有する銀を含む金属合金から作り、配合物は約５５重量％の Ａｇ、約３９重量％のＣｕ、約５重量％のＺｎおよび約１重量％のＮｉであった 。フィン装置のセクション部は実験反応炉内に装着され、容量２．３ｐｐｍのオ ゾンを含む空気がフィン装置を通過されＳＴＰで１×１０⁶ＧＨＳＶでおよび５ ０℃、１００℃、１５０℃、２００℃および２５０℃の５温度で銀を含む金属合 金の複数の表面が接触された。実験反応炉の前および後ＰＣＩオゾンモニタ（Ｍ ｏｄｅｌ ＬＣ）を用いて６０時間の動作後、イオン変換を測定した。この結果 を表１に示される。更に銀を含む金属合 金の受け入れた状態のサンプルの表面およびエージング処理されたサンプルの表 面についてＳＥＭ−ＥＤＸ分析を行なった。［受け入れた状態の］およびエージ ング処理されたもの、および活性化された銀を含むフィン表面の低い倍率（５０ ０ｘ）ＳＥＭ画像が図５および図６にそれぞれ示される。 表 １ オゾン分解能 1,000,000GHSV(STP);2.3PPMVオゾン 入口部温度 物質移動制限 最初の変換率 60時間作動後 された予測変換率 の変換率 ヘゲダスモデル 250℃ 46％ 44％ 44％ 200℃ 44％ 40％ 39％ 150℃ 42％ 42％ 45％ 100℃ 41％ 40％ 40％ 50℃ 38％ 27％ 17％ 注：物質移動制限された計算値はこの範囲で±３％変換率の誤差を有して いる。 表１の項目［物質移動制限された予測変換率］は実験で測定した実際の変換率 と比較する基準値を示す。この計算値は触媒は到着するオゾンを変換できる、す なわち化学反応は制限していないことを仮定している。次に計算値は触媒に対す る反応剤および生成物の物質移動が制限しているときに得られるべき反応速度に 基づいている（１９７３年８月、エル・ヘゲダスによる米国化学協会、シカゴ議 事録、ページ４８７ 〜５０２）。この方法では直線上の流路一体構造体に対し行い、変位されたフィ ン構造を説明するため本発明者によつて変更して行った。測定した実際上の変換 は物質移動が制限された計算の予測値と同一であれば、物質移動が実際上制限し ており、触媒活性化がない。逆に変換が物質移動制限変換より低いとき、触媒活 性化が制限される。物質移動が５０℃の温度以下制限することが表１に示す結果 から理解されよう。 銀を含む金属合金の［受け入れた状態の］表面は［白銅］光輝を有していた。 図５に示されるように、［受け入れた状態の］金属合金の表面は外観は比較的平 坦であり、サブミクロンサイズの表面縦じわ（製造中の合金のミリング処理のた め）を有する。これに比べ活性化された銀を含む金属合金の表面は灰色外観を呈 し、これは熱活性化の直後に観察した。図６に示されるように活性化された銀を 含む金属合金の表面は粗く、粒子の直径は焼く１〜１０ミクロンであった。更に ＥＤＸを用いて［受け入れた状態の］および活性化されたフィンサンプルを分析 することにより、活性化された銀を含む金属合金の表面の観察された［粒子］は 高濃度の銀を含んでいることが判明した。これに比べ銅および酸素の濃度は極め て低いことが判明した。この結果から図４に関連して上述した熱力学的分析が支 持され、銀金属はオゾン分解の活性領域にあることが確認できた。 実験例２ 実験反応炉が実験例１で説明したものと同一の列数およびフィンを有し同じ合 金から作られたフィン装置のテストセク ションに組み立てられた。耐久性テストは銀を含む金属合金が以下のようにＳＯ₂ による一時的汚染から回復する能力を決定するに行われた。当初オゾンを２． ３ｐｐｍ容量を含む［清浄］な供給空気がＳＴＰで１×１０⁶ＧＨＳＶで１００ ℃、１５０℃、２００℃および２５０℃の温度でフィン装置内に供給した。［清 浄］な供給空気を用いての２０時間のテスト後、容量１ｐｐｍのＳＯ₂が５時間 の間オゾンを含む空気に加え、その後上述した［清浄］な供給空気を各温度で更 に７５時間の間使用した。オゾン変換率はオゾンを含む空気に対し１時間、５時 間、２０時間および６０時間晒した後測定した。このテスト結果は表２および図 ７に示される。汚染された合金のＳＥＭ−ＥＤＸ分析を比較のため行った。我々 の分光分析は触媒的に活性な領域は硫黄で汚染されたという仮説と一致した。汚 染された触媒のＳＥＭ−ＥＤＸ分析により、硫黄は銀成分の多い領域と関連され 、一方銅成分の多い領域は硫黄が比較的存在しないことが判明した。 表 ２ オゾン分解能 1.000.000GHSV(STP);2.3PPMVオゾン SO₂が１ppmvでの耐久性 −−回復度−− 入口部 物質移動制限 “清浄”供給 ５時間後 １時間 ５時間 20時間 60時間 温度 された予測 のSO₂ 変換率 ヘゲダスモデル 250℃ 46％ 49％ 2％ 29％ 40％ 44％ 44％ 200℃ 44％ 39％ 0％ 26％ 37％ 39％ 40％ 150℃ 42％ 39％ 1％ 32％ 39％ 39％ − 100℃ 41％ 43％ 0％ 36％ 39％ 39％ 40％ 50℃ 38％ 27％ 17％ 硫黄は触媒汚染物として作用し、［マスキング］領域、あるいは活性物質の、 不活性化合物への変換により性能を減衰させることを更に説明する。この銀を含 む金属合金を用いると、ＳＯ₂はＡｇ粒子（マスキング領域）の表面に吸着でき るか、あるいはＡｇおよびＳＯ₂はこの酸化環境下で反応し、形成されたとき極 めて安定な触媒的に不活性なＡｇ₂ＳＯ₄が生成される。表２および図７に示され るように（２００℃テストに相当する）、ＳＯ₂が導入されると直ちに性能の大 きな減少が観察された。一方表２および図７に示されるように、物質移動制限さ れた性能への迅速な回復が観察された。この動作は各温度範囲で観察された。Ｓ Ｏ₂の表面吸着による触媒汚染は触媒的吸着結合の強さに応じて逆にできる。表 ２および図７に示されるようなＳＯ₂除去後の触媒性能の迅速な回復は、汚染が テストして温度範囲に亙り逆にされたことを示している。従って観察された一時 的性能減衰はＳＯ₂による触媒領域のマスキングすることによる。この結果、銀 を含む金属合金がオゾンを含む空気供給内の硫黄汚染により逆にされされないこ とを示している。 本発明の触媒反応炉に銀を含む金属合金を使用すると、コスト効率がよくなり 保守作業が比較的少なくて済む空気中の オゾン分解用の触媒反応炉が作成され得る。処理工程を除去できウオッシュコー ト膜を金属基板に塗布、あるいは陽極酸化する必要がないので、この反応炉は従 来の反応炉に比べコストが減少できる。更にこの合金自体が活性触媒であるので 、定例の保守清掃中触媒は除去しない。また触媒は反応炉を航空機に使用された とき生じる振動あるいは熱サイクルを受けても摩耗しない。従って本発明の触媒 反応炉７４は本願の［背景技術］で説明した周知装置に比べ使用寿命が長くなる 。少なくとも１のフィン装置１２を含むコア構造体１０の構成に本発明の銀を含 む金属合金を使用し、また本発明の統計的ろう付け法を採用することにより、オ ゾンと銀触媒との間で比較的大きな物質移動が行われ、従ってコンパクトで軽量 な反応炉が使用できる。更に本発明の定常的なろう付け法によれば、スプリッタ プレートあるいはチューブプレートの使用を避けることができ、本発明の触媒反 応炉７４の重量を最小にでき（航空機の用途では特に重要である）、本発明の触 媒反応炉７４の物質移動が高められる。更に本発明の定常的なろう付け法により 、熱的に柔軟な構造体を介在させることなく触媒反応炉７４のコア構造体１０が 環境温度の変化により膨張あるいは収縮できる。 上述では本発明の好ましい実施態様に沿って詳述したが、多くの変更物、置換 物および変化物がここに添付の特許請求の範囲に定義される本発明の精神および 範囲から離れることなく含まれることは理解されよう。従って本発明は上述した 特定の好ましい実施態様にのみ制限されるものではなく、添 付の特許請求の範囲によってのみ制限される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トム，ロバート アメリカ合衆国 カリフオルニア州 90278，レドンド ビーチ，グラハム ア ベニユー シヤープシイー 2510 (72)発明者 ウエストラーケン，ウイリアム アメリカ合衆国 カリフオルニア州 90266，マンハツタン バツク，マシユー ズ アベニユー 1514 (72)発明者 ホルイヤー，ステイーブン テイ. アメリカ合衆国 イリノイ州 60005，ア ーリントン ハイツ，エヌ．カスパー 15 (72)発明者 ミコライツイク，サラ ジエイ. アメリカ合衆国 イリノイ州 60187，ウ イートン，ストーンブリツジ ドライブ 1422 【要約の続き】 気流を冷却して輸送装置の居住空間へ供給するため、熱 交換器は触媒反応炉の下流に配置されてなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジング（７３）と、銀を含む金属合金から作られた熱的に柔軟なコア構 造体（１０）とを備え、コア構造体（１０）には複数の湾曲した流路が形成され 、コア構造体（１０）はオゾンと反応する流路面を有し、熱的に柔軟なコア構造 体（１０）はハウジング内に設けられてなる触媒反応炉（７４）。 ２．銀を含む金属合金が銀および銅を含んでなる請求項１の触媒反応炉。 ３．銀を含む金属合金が約５５重量％の銀、約３９重量％の銅、約５重量％の亜 鉛および約１重量％のニッケルを含んでなる請求項１の触媒反応炉。 ４．銀を含む金属合金が熱的に活性化されてなる請求項１の触媒反応炉。 ５．コア構造体（１０）には複数の湾曲した流路が形成されてなる請求項１の触 媒反応炉。 ６．コア構造体（１０）は少なくとも１のフィン装置（１２）を含み、各フィン 装置（１２）の複数のフィン（２０）が軸方向に連続する列（２２）として配置 され、フィン（２０）の各列（２２）には複数の流路が形成され、各列（２２） のフィン（２０）は軸方向に隣接する列のフィンに対し横方向に変位され湾曲し た複数の流路を形成してなる請求項１の触媒反応炉。 ７．各フィン（２０）が全体として矩形の断面を有してなる請求項６の触媒反応 炉。