JP2003039944A - 車両用空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成要素の交換や補充などを極力必要とせ
ず、また、廃棄時において特別な取り扱いを必要とせず
に、特にエアーコンディショナーの熱交換器でのかびの
発生を極力防止できると共に、そこから発生するかび臭
などを効率良く除去する。 【解決手段】 空間放電機構７及び光触媒モジュール８
を、車両のエアコンディショナーの熱交換器３の上流側
に配置し、オゾン分解触媒１３を下流側に配置する。空
間放電機構７において発生するオゾンの殺菌作用により
熱交換器３を殺菌でき、そこにかびが発生することを防
止する。熱交換器３を通して車内の空気が循環されるこ
とに伴い、車内の臭気成分や、熱交換器から発生するか
び臭などを、光触媒モジュール８の光触媒作用及びオゾ
ンの分解に伴う活性酸素の酸化力によって効率良く分解
除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に設置される
車両用空気浄化装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、車両、中でも乗
用車においては、車内での喫煙に伴うたばこ臭や、エア
ーコンディショナーの熱交換器（蒸発器）から発生する
かび臭、内装材（人工皮革）などから発生する臭気を低
減させること、さらには、外気を車内へ取り入れる際に
侵入するＮＯｘ（窒素酸化物）などの有害ガス成分を低
減させることの要望が高まっている。

【０００３】これらの要望に対して、従来では、例えば
活性炭に代表される吸着剤を用いて脱臭を行ったり、或
いは、臭気成分などを他の薬剤成分と反応させて臭気の
質を変化させ、臭気を低減するなどの方式が採用されて
いる。

【０００４】これらの従来技術のうち、吸着剤を用いた
ものでは、吸着剤が臭気成分などを吸着する吸着量に限
界があるため、使用が長期間にわたる場合には吸着剤を
交換することが不可欠であった。また、吸着剤の寿命期
間内（吸着能力が飽和する前）であっても、寿命末期に
おいては、一旦吸着した臭気成分などが空気中に再放出
されてしまうという問題もあった。

【０００５】もう一方の、臭気成分などを他の薬剤成分
と反応させる方式のものでは、薬剤成分が消耗すると、
それの補充や交換の必要があり、その手間が煩雑である
ことや、薬剤成分を空気中に放出させる濃度を適量に調
整する制御が困難であるという問題があった。

【０００６】また、ＮＯｘやホルムアルデヒドのような
有害ガス成分を分解除去する場合には、酸化還元電位の
高い触媒反応が必要であり、例えばオゾンを用いた酸化
分解では中間分解生成物に変換することまでが限界であ
り、完全に無害化することはできない。また、例えば酸
化チタンを用いた光触媒に紫外線を照射することによ
り、上記有害ガス成分を完全分解することは可能である
が、従来では、紫外線を照射するために蛍光管ランプを
必要としていた。蛍光管ランプには水銀が含まれている
ため、廃棄時における環境負荷の観点から好ましいもの
ではない。従って、廃棄時における取り扱いが問題とな
る。

【０００７】本発明は上記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その第１の目的は、構成要素の交換や補充な
どを極力必要とせず、また、廃棄時において特別な取り
扱いを必要とせずに、特にエアーコンディショナーの熱
交換器でのかびの発生を極力防止できると共に、そこか
ら発生するかび臭などを効率良く除去することができる
車両用空気浄化装置を提供するにある。

【０００８】また、第２の目的は、構成要素の交換や補
充などを極力必要とせず、また、廃棄時において特別な
取り扱いを必要とせずに、特に車外から車内へ取り入れ
られる空気から、ＮＯｘなどの有害ガス成分を効率良く
除去することができる車両用空気浄化装置を提供するに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した第１の目的を達
成するために、請求項１の発明の車両用空気浄化装置
は、高電圧放電によってオゾン及び紫外線を発生させる
放電手段と、この放電手段の近傍に配置され、紫外線が
照射されることにより生ずる光触媒作用によって臭気成
分や有害ガス成分などを分解する光触媒モジュールと、
前記放電手段及び光触媒モジュールよりも空気流の下流
側に配置され、前記放電手段において発生したオゾンを
分解するオゾン分解手段とを備え、前記放電手段及び光
触媒モジュールを、車両におけるエアコンディショナー
の熱交換器の上流側に配置すると共に、前記オゾン分解
手段を、前記熱交換器の下流側に配置したことを特徴と
するものである。

【００１０】上記した構成において、放電手段が駆動さ
れると、高圧放電によってオゾン及び紫外線が発生す
る。この放電手段の近傍に配置された光触媒モジュール
は、その紫外線を受けることによって励起され、光触媒
作用を発揮するようになり、この光触媒作用により、当
該光触媒モジュールを通過する空気に含まれている臭気
成分や有害ガス成分が酸化分解されるようになる。ま
た、上記高圧放電によって発生したオゾンがエアコンデ
ィショナーの熱交換器を通過することに伴い、オゾンの
殺菌作用により熱交換器が殺菌されるようになり、熱交
換器においてかびが発生することが抑えられるようにな
る。そして、熱交換器を通過したオゾンは、周囲の空気
と共にオゾン分解手段に至り、ここで分解される。オゾ
ンが分解されると、活性酸素の酸化力によって周囲の臭
気成分などが酸化分解されるようになる。

【００１１】このように上記した手段によれば、放電手
段において発生されるオゾンの殺菌作用により熱交換器
を殺菌でき、当該熱交換器においてかびが発生すること
を極力防止できるようになる。また、熱交換器を通して
車内の空気が循環されることに伴い、車内のたばこなど
の臭気成分や、熱交換器から発生するかび臭などを、光
触媒モジュールの光触媒作用及びオゾンの分解に伴う活
性酸素の酸化力によって効率良く分解除去できるような
る。

【００１２】この場合、放電手段による高圧放電によっ
て発生するオゾンの殺菌作用により熱交換器においてか
びが発生することを極力防止し、また、そのオゾンの酸
化作用、並びに紫外線照射による光触媒作用によって臭
気成分や有害ガス成分の分解、除去を行うことができる
ので、吸着剤や薬剤成分を用いる場合とは違い、構成要
素の交換や補充などを行う必要がない。また、蛍光管ラ
ンプを用いることなく紫外線を発生させることができる
ので、廃棄時において特別な取り扱いを考慮する必要が
ない。

【００１３】上記した第２の目的を達成するために、請
求項２の発明の車両用空気浄化装置は、高電圧放電によ
ってオゾン及び紫外線を発生させる放電手段と、この放
電手段の近傍に配置され、紫外線が照射されることによ
り生ずる光触媒作用によって臭気成分や有害ガス成分を
分解する光触媒モジュールと、前記放電手段及び光触媒
モジュールよりも空気流の下流側に配置され、前記放電
手段において発生したオゾンを分解するオゾン分解手段
とを備え、これら放電手段、光触媒モジュール及びオゾ
ン分解手段を、車両において車外から車内へ空気を取り
入れる空気取り入れダクト部分に配置したことを特徴と
するものである。

【００１４】上記した構成において、放電手段が駆動さ
れると、高圧放電によってオゾン及び紫外線が発生す
る。この放電手段の近傍に配置された光触媒モジュール
は、その紫外線を受けることによって励起され、光触媒
作用を発揮するようになる。このとき、車外から取り入
れられた外気が光触媒モジュールを通過する際に、その
空気に含まれているＮＯｘなどの有害ガス成分や臭気成
分を、その光触媒作用によって酸化分解できるようにな
る。また、上記高圧放電によって発生したオゾンは、周
囲の空気と共にオゾン分解手段に至り、ここで分解され
る。オゾンが分解されると、活性酸素の酸化力によって
周囲の臭気成分などを酸化分解するようになる。このよ
うに上記した手段によれば、特に車外から車内へ取り入
れられる空気から、ＮＯｘなどの有害ガス成分を効率良
く除去することができる。

【００１５】この場合も、放電手段による高圧放電によ
って発生するオゾンの酸化作用、及び紫外線照射による
光触媒作用によって臭気成分や有害ガス成分の分解、除
去を行うことができるので、吸着剤や薬剤成分を用いる
場合とは違い、構成要素の交換や補充などを行う必要が
ない。また、蛍光管ランプを用いることなく紫外線を発
生させることができるので、廃棄時において特別な取り
扱いを考慮する必要がない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１ないし図３を参照して説明する。まず、図２に
は、車両としての乗用車１に、本発明の空気浄化装置２
を設置した状態が概略的に示されている。この空気浄化
装置２は、乗用車１におけるエアコンディショナーの熱
交換器（蒸発器）３が設置される部分に設けられるよう
になっており、具体的には図１のような構成となってい
る。

【００１７】すなわち、空気浄化装置２は、熱交換器３
の上流側（図１及び図２において左側）の第１のユニッ
ト４と、下流側（図１及び図２において右側）の第２の
ユニット５とに分けられている。このうち第１のユニッ
ト４内には、プレフィルタ６と、放電手段を構成する空
間放電機構７と、光触媒モジュール８とが配設されてい
る。このうちプレフィルタ６は、第１のユニット４の入
口側に配置され、第１のユニット４内を通る空気に含ま
れている塵埃を捕獲するためのものである。

【００１８】プレフィルタ６の下流側に配置された空間
放電機構７は、例えばタングステンなどでワイヤ状に形
成された放電電極１０と、この放電電極１０の左右両側
に当該放電電極１０と対向するように配置されたそれぞ
れ網状をなす２枚の対極１１とから構成されている。放
電電極１０は、高圧トランス１２のプラス極に接続さ
れ、各対極１１は、高圧トランス１２のマイナス極に接
続されていて、これら放電電極１０と対極１１との間
に、放電電極１０が高電位極となるような高圧のパルス
状直流電圧を印加することにより、これら放電電極１０
と対極１１との間で空間放電が行われ、これにより紫外
線（３８０ｎｍ以下）及びオゾンを発生するようになっ
ている。

【００１９】放電電極１０と両対極１１との間に、それ
ぞれブロック状の光触媒モジュール８が配置されてい
る。光触媒モジュール８は、多孔質状のセラミック（例
えばアルミナ、シリカなど）からなる基体の表面に酸化
チタンなどの光触媒材料を付着させ、乾燥または焼結さ
せることによりその光触媒材料を基体の表面に固定した
ものとして構成されている。

【００２０】上記熱交換器３の下流側に配置された第２
のユニット５内には、オゾン分解手段を構成するオゾン
分解触媒１３が配設されている。オゾン分解触媒１３
は、例えば酸化マンガンベースのセラミック製ハニカム
（成形品）、或いは金属ハニカムを矩形板状に形成した
コア材に触媒成分を固定して構成されている。このよう
にハニカム構造とすることにより、オゾン分解触媒１３
と、ここを通るオゾンや臭気成分などとの接触面積をよ
り大きく確保して、分解効率を向上させるようにしてい
る。

【００２１】次に上記構成の作用を説明する。乗用車１
における空気流通形態が循環モードに設定された状態に
おいて、エアコンディショナーが運転されると、図示し
ないファンの送風作用により、熱交換器３を通った空気
が、空気浄化装置２の第２のユニット５を経て車内１５
へ供給されると共に、車内１５の空気が図示しないリタ
ーンダクトを通して熱交換器３の上流側である空気浄化
装置２の第１のユニット４側へ戻されるようになり、こ
れにより車内１５の空気が熱交換器３を通して循環され
るようになる。また、空気浄化装置２における空間放電
機構７の放電電極１０と対極１１との間に高電圧が印加
されると、これら放電電極１０と対極１１との間で空間
放電が行われ、これにより紫外線及びオゾンが発生す
る。

【００２２】このとき、車内１５のたばこ臭などの臭気
成分を含んだ空気は、第１のユニット４内のプレフィル
タ６により塵埃が捕獲された後、空間放電機構７部分に
至る。空間放電機構７においては、高電圧放電によって
発生した紫外線が光触媒モジュール８に照射され、光触
媒（酸化チタン）がその紫外線の光エネルギーを受けこ
とによって励起され、光触媒作用を発揮するようにな
り、この光触媒作用により、当該光触媒モジュール８を
通過する空気に含まれている臭気成分や有害ガス成分が
酸化分解されるようになる。

【００２３】また、高電圧放電によって発生したオゾン
が熱交換器３を通過することに伴い、オゾンの殺菌作用
により熱交換器３が殺菌されるようになり、熱交換器３
においてかびが発生することが抑えられるようになる。
そして、熱交換器３を通過したオゾンは、周囲の空気と
共にオゾン分解触媒１３に至り、ここで分解される。オ
ゾンが分解されると、活性酸素の酸化力によって周囲の
臭気成分などが酸化分解されるようになる。

【００２４】このようにして熱交換器３を通して車内１
５の空気が循環されることに伴い、車内３のたばこなど
の臭気成分や、熱交換器３から発生するかび臭などを、
光触媒モジュール８の光触媒作用及びオゾンの分解に伴
う活性酸素の酸化力によって効率良く分解除去できるよ
うなる。しかもこの場合、空間放電機構７において発生
するオゾンの殺菌作用により熱交換器３が殺菌されるよ
うになるので、熱交換器３においてかびが発生すること
を極力防止できるようになる。

【００２５】ここで、図３は、本発明の発明者らが行っ
た実験結果の一例を示すものである。容積１ｍ^３の試験
槽内にホルムアルデヒドのガスを３０ｐｐｍ注入した。
そして、その試験槽内に本発明の空気浄化装置２（第１
のユニット４と第２のユニット５）を配置し、試験槽内
の空気を循環させると共に、空気浄化装置２の運転を行
い、ホルムアルデヒドガスの相対濃度を測定した結果で
ある。この図３から明らかなように、空気浄化装置２の
運転に伴ってホルムアルデヒドガスの分解除去が進んで
濃度が低下しており、運転開始後１００分が経過した時
点での相対濃度は６０まで下がっている。なお、比較例
は、空間放電機構７による放電を行わない場合の結果で
ある。この場合には、ホルムアルデヒドガスの相対濃度
はほとんど変化していない。

【００２６】上記した実施例によれば、次のような作用
効果を得ることができる。すなわち、空間放電機構７を
熱交換器３の上流側に配置したことにより、空間放電機
構７において発生したオゾンの殺菌作用により熱交換器
３が殺菌されるようになり、熱交換器３においてかびが
発生することが抑えられるようになる。また、光触媒モ
ジュール８を空間放電機構７の近傍に設けると共に、オ
ゾン分解触媒１３を熱交換器３の下流側に配置した構成
としたことにより、熱交換器３を通して車内１５の空気
が循環されることに伴い、車内１５のたばこなどの臭気
成分や、熱交換器３から発生するかび臭などを、光触媒
モジュール８の光触媒作用及びオゾンの分解に伴う活性
酸素の酸化力によって効率良く分解除去できるような
る。

【００２７】そしてこの場合、空間放電機構７による高
圧放電によって発生するオゾンの殺菌作用により熱交換
器３においてかびが発生することを極力防止し、また、
そのオゾンの酸化作用、並びに紫外線照射による光触媒
作用によって臭気成分や有害ガス成分の分解、除去を行
うことができるので、吸着剤や薬剤成分を用いる場合と
は違い、構成要素の交換や補充などを行う必要がない。
また、蛍光管ランプを用いることなく紫外線を発生させ
ることができるので、廃棄時において特別な取り扱いを
考慮する必要がない。

【００２８】図４及び図５は本発明の第２実施例を示し
たものであり、この第２実施例は、上記した第１実施例
とは次の点が異なっている。すなわち、空気浄化装置１
６は、ユニット１７内に、プレフィルタ６と、空間放電
機構７及び光触媒モジュール８と、オゾン分解触媒１３
とが、空気流の上流から下流側に向けて（図４の左から
右に）順に配置して構成されている。そして、このよう
な構成の空気浄化装置１６は、図５に示すように、乗用
車１において車外から車内１５へ空気を取り入れる空気
取り入れダクト１８部分に配設している。

【００２９】上記した構成において、ＮＯｘなどの有害
ガス成分を含んだ汚染外気１９ａは、ユニット１７内に
おいてプレフィルタ６により塵埃などが捕獲された後、
空間放電機構７部分に至る。空間放電機構７において
は、高電圧放電によって発生した紫外線が光触媒モジュ
ール８に照射され、光触媒（酸化チタン）がその紫外線
の光エネルギーを受けことによって励起され、光触媒作
用を発揮するようになり、この光触媒作用により、当該
光触媒モジュール８を通過する空気に含まれている臭気
成分や、ＮＯｘなどの有害ガス成分が酸化分解されるよ
うになる。

【００３０】また、高電圧放電によって発生したオゾン
は、周囲の空気と共にオゾン分解触媒１３に至り、ここ
で分解される。オゾンが分解されると、活性酸素の酸化
力によって周囲の臭気成分や有害ガス成分が酸化分解さ
れるようになる。従って、車内１５へは、空気浄化装置
１６によって浄化された浄化空気１９ｂが取り入れられ
るようになる。

【００３１】このようにこの第２実施例においては、特
に車外から車内１５へ取り入れられる空気から、ＮＯｘ
などの有害ガス成分を効率良く除去することができる。
そしてこの場合も、第１実施例と同様に、空間放電機構
７による高圧放電によって発生するオゾンの酸化作用、
及び紫外線照射による光触媒作用によって臭気成分や有
害ガス成分の分解、除去を行うことができるので、吸着
剤や薬剤成分を用いる場合とは違い、構成要素の交換や
補充などを行う必要がない。また、蛍光管ランプを用い
ることなく紫外線を発生させることができるので、廃棄
時において特別な取り扱いを考慮する必要がない。

【００３２】図６及び図７は本発明の第３実施例を示し
たものであり、この第３実施例は、上記した第１及び第
２実施例とは次の点が異なっている。すなわち、空間放
電機構２０は、放電電極２１と、これと対向配置される
網状の対極２２とから構成される。ブロック状の光触媒
モジュール２３は、左右両側に矩形枠状の緩衝材２４を
介して上記放電電極２１と対極２２との間に配置されて
いる。各緩衝材２４は、例えば難燃性のシリコーンゴム
の発泡体から構成されている。

【００３３】そして、これら空間放電機構２０の放電電
極２１及び対極２２と、２個の緩衝材２４と、１個の光
触媒モジュール２３とは、左右２分割された分割ケース
２５，２６により挟まれた状態で、ユニット２７として
組み立てられている。

【００３４】ここで、一般に光触媒モジュール２３は、
比較的脆く、組み立て時や、乗用車１での使用時の振動
などにより破損しやすいという事情がある。この点、上
記した構成とした場合には、光触媒モジュール２３の左
右両側に緩衝材２４を配置したことにより、光触媒モジ
ュール２３が破損し難くなる。また、使用時の振動を受
けても、光触媒モジュール２３と、放電電極２１と、対
極２２との位置関係にずれが発生しにくくなり、安定し
た放電が可能となる利点がある。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の車両用空気浄化装置によ
れば、放電手段において発生されるオゾンの殺菌作用に
より熱交換器を殺菌でき、熱交換器においてかびが発生
することを極力防止できるようになる。また、熱交換器
を通して車内の空気が循環されることに伴い、車内のた
ばこなどの臭気成分や、熱交換器から発生するかび臭な
どを、光触媒モジュールの光触媒作用及びオゾンの分解
に伴う活性酸素の酸化力によって効率良く分解除去でき
るようなる。

【００３６】そして、放電手段による高圧放電によって
発生するオゾンの殺菌作用により熱交換器においてかび
が発生することを極力防止し、また、そのオゾンの酸化
作用、並びに紫外線照射による光触媒作用によって臭気
成分や有害ガス成分の分解、除去を行うことができるの
で、吸着剤や薬剤成分を用いる場合とは違い、構成要素
の交換や補充などを行う必要がない。また、蛍光管ラン
プを用いることなく紫外線を発生させることができるの
で、廃棄時において特別な取り扱いを考慮する必要がな
い。

【００３７】請求項２記載の車両用空気浄化装置によれ
ば、特に車外から車内へ取り入れられる空気から、ＮＯ
ｘなどの有害ガス成分を効率良く除去することができ
る。そしてこの場合も、放電手段による高圧放電によっ
て発生するオゾンの酸化作用、及び紫外線照射による光
触媒作用によって臭気成分や有害ガス成分の分解、除去
を行うことができるので、構成要素の交換や補充などを
行う必要がない。また、蛍光管ランプを用いることなく
紫外線を発生させることができるので、廃棄時において
特別な取り扱いを考慮する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の断面図

【図２】空気浄化装置を乗用車の熱交換器部分に設置し
た状態の構成を示す図

【図３】実験結果を示す図

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】空気浄化装置を乗用車の空気取り入れダクト部
分に設置した状態の構成を示す図

【図６】本発明の第３実施例を示す要部の断面図

【図７】分解斜視図

【符号の説明】

図面中、１は乗用車（車両）、２は空気浄化装置、３は
熱交換器、６はプレフィルタ、７は空間放電機構（放電
手段）、８は光触媒モジュール、１０は放電電極、１１
は対極、１３はオゾン分解触媒、１５は車内、１６は空
気浄化装置、１８は空気取り入れダクト、２０は空間放
電機構（放電手段）、２１は放電電極、２２は対極、２
３は光触媒モジュール、２４は緩衝材、２５，２６は分
割ケースを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 大信 大阪府茨木市太田東芝町１番６号 株式会 社東芝大阪工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧放電によってオゾン及び紫外線を
   発生させる放電手段と、 この放電手段の近傍に配置され、紫外線が照射されるこ
   とにより生ずる光触媒作用によって臭気成分や有害ガス
   成分を分解する光触媒モジュールと、 前記放電手段及び光触媒モジュールよりも空気流の下流
   側に配置され、前記放電手段において発生したオゾンを
   分解するオゾン分解手段とを備え、 前記放電手段及び光触媒モジュールを、車両におけるエ
   アコンディショナーの熱交換器の上流側に配置すると共
   に、前記オゾン分解手段を、前記熱交換器の下流側に配
   置したことを特徴とする車両用空気浄化装置。
2. 【請求項２】 高電圧放電によってオゾン及び紫外線を
   発生させる放電手段と、 この放電手段の近傍に配置され、紫外線が照射されるこ
   とにより生ずる光触媒作用によって臭気成分や有害ガス
   成分を分解する光触媒モジュールと、 前記放電手段及び光触媒モジュールよりも空気流の下流
   側に配置され、前記放電手段において発生したオゾンを
   分解するオゾン分解手段とを備え、 これら放電手段、光触媒モジュール及びオゾン分解手段
   を、車両において車外から車内へ空気を取り入れる空気
   取り入れダクト部分に配置したことを特徴とする車両用
   空気浄化装置。