JP2003310723A

JP2003310723A - 空気浄化装置、および触媒

Info

Publication number: JP2003310723A
Application number: JP2002119548A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Yoshida; 恵一郎吉田; Atsushi Ueda; 厚上田; Yusuke Yamada; 裕介山田; Tetsuhiko Kobayashi; 哲彦小林
Original assignee: Denso Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Denso Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】未分解のオゾンＯ₃の装置外への排出を防止
した空気清浄装置Ａの提供。【解決手段】空気浄化装置Ａは、下部１２と上部１４
とを壁１５により区画した略Ｓ字状のダクト１内に、オ
ゾンランプ２と触媒３とを配設してなり、ダクト出口１
３近傍の上部１４内に臨むランプ上部２２に、２００ｎ
ｍ以下の波長の紫外線をカットするサック２３を被せ、
２５４ｎｍの波長の紫外線をダクト出口１３近傍のダク
ト１内に放射して未分解のオゾンＯ₃を分解（Ｏ₃→Ｏ
＋Ｏ₂）し、ダクト出口１３からの外部へのオゾンＯ₃
流出を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気浄化装置、お
よびこの空気浄化装置に好適な触媒に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、以下に示す空気浄化装置が知
られている。従来技術１の空気浄化装置は、紫外線照射
や放電により触媒を活性化させて、浄化対象空気中の悪
臭・有害ガスを分解・除去する。

【０００３】従来技術２の空気浄化装置は、二酸化チタ
ンや酸化亜鉛等の光触媒に、波長が２００ｎｍを越える
紫外線を照射して空気浄化を行う。

【０００４】従来技術３の空気浄化装置は、コロナ放電
や紫外線照射等で生じたオゾンと対象ガスとを触媒上で
結び付けて空気浄化を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の空
気浄化装置は、以下に示す課題を有する。（従来技術１）触媒が劣化したり、触媒の容積が小さい
場合には、未分解のオゾンが装置から排出される。

【０００６】（従来技術２）二酸化チタンや酸化亜鉛等
の光触媒は、オゾン分解能力が低いので、酸素分子解離
→オゾン生成、の反応を抑制する必要がある。このた
め、２００ｎｍ以下の波長の紫外線をカットする必要が
あり、エネルギーの利用効率が悪い。（従来技術３）オゾンの酸化力は、それほど強力でない
ので、対象ガスを充分に分解除去できない。

【０００７】本発明の第１の目的は、未分解のオゾンの
装置外への排出を防止した空気浄化装置の提供にある。

【０００８】本発明の第２の目的は、２００ｎｍ以下の
波長の紫外線をカットする必要が無く、エネルギーの利
用効率が高い空気浄化装置の提供にある。

【０００９】本発明の第３の目的は、紫外線照射下また
は放電下で、汚染物質の酸化分解能力に優れた空気浄化
装置の提供にある。

【００１０】本発明の第４の目的は、紫外線照射下また
は放電下で、浄化対象空気中の汚染物質を強力に酸化分
解可能な触媒の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】［請求項１について］光
源は、１８５ｎｍ以下の波長を含む紫外線を放射する。
その波長の紫外線の照射により、浄化対象空気中の酸素
分子が解離（Ｏ₂→２Ｏの反応）する。

【００１２】触媒は、波長が１８５ｎｍ以下の紫外線の
照射を受けると活性化して、浄化対象空気中の対象ガス
分子と活性酸素との反応（Ｘ＋Ｏ→ＸＯ）を促進させ
る。これにより、対象ガス分子が酸化して、二酸化炭素
や無害のガスになる。

【００１３】空気浄化装置は、１８５ｎｍ以下の波長を
含む紫外線により酸素分子を解離させて活性酸素（＝解
離酸素）を生成し、この活性酸素と対象ガス分子との反
応を触媒により促進させているので、強力に対象ガス分
子を酸化分解することができる。

【００１４】また、波長が１８５ｎｍ以下の紫外線の照
射を受けると活性化する触媒を採用しているので、２０
０ｎｍ以下の短い波長の紫外線も有効に利用できるので
エネルギーの利用効率が高い。

【００１５】［請求項２について］気流発生手段は、ダ
クト入口からダクト出口に向かう気流をダクト内に発生
させる。触媒活性化手段は、放電や紫外線照射により、
ダクト内に配される触媒を励起させ、これにより、触媒
が活性化して汚染物質の分解を行う。

【００１６】ダクト出口近傍に配置した光源は、２５４
ｎｍ前後の波長の紫外線をダクト内に放射する。これに
より、未分解のオゾンが、この波長の紫外線を吸収して
分解（Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂）され、未分解のオゾンの空気浄
化装置外への排出が防止できる。

【００１７】［請求項３について］活性酸素生成手段が
紫外線照射や放電を行うので、Ｏ₂→Ｏ＋ＯやＯ₃→Ｏ
₂＋Ｏの反応が起こり、エネルギーの高い活性酸素Ｏ
（＝解離酸素、活性種）が生じる。空気流制御手段は、
触媒に浄化対象空気が触れる様に、浄化対象空気の流れ
を制御する。

【００１８】活性酸素生成手段の近傍（下流側が好適）
に配される触媒上で、活性酸素Ｏと、浄化対象空気中の
対象ガス分子（汚染物質）とが結合し、酸化分解され
る。なお、対象ガス分子も、紫外線照射やコロナ放電に
よってエネルギーが与えられて反応し易い状態になって
いるので、より一層、分解が促進される。

【００１９】［請求項４〜９について］以下に示す触媒
は、紫外線照射または放電によって活性酸素Ｏが生成さ
れる空間に配置することにより、浄化対象空気中の汚染
物質を強力に酸化分解可能である。（１）マンガンの酸化物、鉄の酸化物、アルミニウムの
酸化物、およびマグネシウムの酸化物の一種類以上を、
混合または複合化した触媒。

【００２０】（２）上記（１）の触媒に、コバルトの酸
化物、銅の酸化物、およびニッケルの酸化物の内、一種
類以上を混合または複合化した触媒。（３）上記（２）の触媒に、ジルコニウムの酸化物、亜
鉛の酸化物、セリウムの酸化物、カルシウムの酸化物、
リチウムの酸化物内、一種類以上を混合または複合化し
た触媒。

【００２１】（４）上記（１）乃至（３）の何れかの触
媒をセピオライトに担持させた触媒。（５）上記（１）乃至（４）の何れかの触媒に白金超微
粒子を混合させた触媒。（６）上記（１）乃至（５）の何れかの触媒を担持体に
担持させた触媒。

【００２２】［請求項１０について］請求項１乃至請求
項３の何れかの空気浄化装置の触媒に、セピオライト、
または上記（１）乃至（６）の何れかの触媒を用いる
と、浄化対象空気中の汚染物質を強力に酸化分解するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の第１実施例（請
求項２、４、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ａを
図１に基づいて説明する。

【００２４】空気浄化装置Ａは、ダクト１内に、オゾン
ランプ２（触媒活性化手段）と、図示しない送風機と、
触媒３とを配設してなる。略Ｓ字状を呈するダクト１
は、ダクト入口１１を有する下部１２と、ダクト出口１
３を有する上部１４とを壁１５により区画している。

【００２５】紫外線を放射（主に１８５ｎｍと２５４ｎ
ｍ）するオゾンランプ２は壁１５を上下に貫いて設置さ
れ、波長２００ｎｍ以下の紫外線が透過可能な石英を管
材に用いている。これにより、下部１２内に臨むランプ
下部２１から紫外線が放射され、下部１２のダクト１内
にオゾンＯ₃が発生する。

【００２６】ダクト出口１３近傍の上部１４内に臨むラ
ンプ上部２２には、２００ｎｍ以下の波長の紫外線をカ
ットするサック２３が被せられている。これにより、２
５４ｎｍの波長の紫外線が、ダクト出口１３近傍のダク
ト１内に放射される。

【００２７】ダクト１の上部１４に達した未分解のオゾ
ンＯ₃は、波長２５４ｎｍの紫外線を吸収すると分解
（Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂）する。活性酸素Ｏは活性が高いの
で、触媒３で分解されなかった悪臭ガスやＶＯＣ成分を
酸化分解する。なお、悪臭ガスやＶＯＣ成分（揮発性有
機化合物）の分解に使われなかった活性酸素Ｏは酸素分
子に戻る（Ｏ＋Ｏ→Ｏ₂）。

【００２８】送風機（気流発生手段）は、下部１２のダ
クト入口１１近傍に配置され、ダクト入口１１からダク
ト出口１３に向かう気流１０をダクト１内に発生させ
る。触媒３は、ランプ下部２１後方の下部１２を塞ぐ直
方体形状である。そして、紫外線を受けると励起して活
性化し、悪臭ガスやＶＯＣ成分を酸化分解する。本実施
例では、触媒３は、所定割合の、鉄、マンガン、および
アルミニウムの各酸化物を複合化したものを担持体（直
方体形状）に担持させたものである。

【００２９】本実施例の空気浄化装置Ａは、以下の利点
を有する。ダクト出口１３近傍の上部１４内に臨むラン
プ上部２２に、２００ｎｍ以下の波長の紫外線をカット
するサック２３を被せているので、２５４ｎｍの波長の
紫外線が、ダクト出口１３近傍のダクト１内に放射され
る。これにより、未分解のオゾンＯ₃が分解（Ｏ₃→Ｏ
＋Ｏ₂）され、ダクト出口１３からの外部へのオゾンＯ
₃の放出が防止できる。

【００３０】また、未分解のオゾンＯ₃を分解するため
の紫外線照射ランプを別途、設ける必要がないので、占
有スペースが小さくて済むとともに、そのランプの部品
代が不要である。

【００３１】つぎに、本発明の第２実施例（請求項２、
４、５、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ｂを図２
に基づいて説明する。

【００３２】空気浄化装置Ｂは、ダクト１内に、オゾン
ランプ２（触媒活性化手段）と、図示しない送風機と、
触媒３とを配設してなる。ダクト１は、大径の円筒体で
あり、下方開口がダクト入口１１となり、上方開口がダ
クト出口１３となっている。

【００３３】ダクト１の中心に遊嵌される触媒３は、ダ
クト１の長さの略半分の長さを有し、軸方向に軸孔３１
を有する厚肉円筒体である。なお、触媒３の末端（図示
上端）は、邪魔板３０によって塞がれている。この触媒
３は、紫外線を受けると励起して活性化し、悪臭ガスや
ＶＯＣ成分を酸化分解する。

【００３４】本実施例では触媒３に、下記に示す触媒α
と触媒βとを所定割合に複合した触媒を、担持体（軸孔
３１付きの厚肉円筒体）に担持させたものである。・所定割合の、鉄およびマンガンの各酸化物を複合化し
た触媒α。・所定割合の、コバルト、銅、およびニッケルの各酸化
物を複合化した触媒β。

【００３５】邪魔板３０を貫通するオゾンランプ２（触
媒活性化手段）は、触媒３の軸孔３１中心に遊嵌され、
軸孔３１の内壁面方向に紫外線を放射（主に１８５ｎｍ
と２５４ｎｍ）する。このオゾンランプ２は、波長２０
０ｎｍ以下の紫外線が透過可能な石英を管材に用いてい
る。これにより、触媒３内に臨むランプ下部から１８５
ｎｍの波長の紫外線が放射され、軸孔３１内にオゾンＯ
₃が発生する。

【００３６】ランプ上部には、２００ｎｍ以下の波長の
紫外線をカットするサック２３が被せられている。これ
により、２５４ｎｍの波長の紫外線が、ダクト出口１３
近傍のダクト１内に放射される。

【００３７】ダクト１の上部１４に達した未分解のオゾ
ンＯ₃は、波長２５４ｎｍの紫外線を吸収すると分解
（Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂）する。活性酸素Ｏは活性が高いの
で、触媒３で分解されなかった悪臭ガスやＶＯＣ成分を
酸化分解する。なお、悪臭ガスやＶＯＣ成分の分解に使
われなかった活性酸素Ｏは酸素分子に戻る（Ｏ＋Ｏ→Ｏ
₂）。

【００３８】送風機（気流発生手段）は、ダクト入口１
１に配置され、ダクト入口１１からダクト出口１３に向
かう気流１０をダクト１内に発生させる。

【００３９】本実施例の空気浄化装置Ｂは、以下の利点
を有する。ダクト出口１３近傍に位置するランプ上部
に、２００ｎｍ以下の波長の紫外線をカットするサック
２３を被せているので、２５４ｎｍの波長の紫外線が、
ダクト出口１３近傍のダクト１内に放射される。これに
より、未分解のオゾンＯ₃が分解（Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂）さ
れ、ダクト出口１３からの外部へのオゾンＯ₃の放出が
防止できる。

【００４０】また、未分解のオゾンＯ₃を分解するため
の紫外線照射ランプを別途、設ける必要がないので、占
有スペースが小さくて済むとともに、そのランプの部品
代が不要である。ダクト１の形状が円筒体であるので構
造が簡単である。

【００４１】つぎに、本発明の第３実施例（請求項２、
４、５、６、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ｃを
図３に基づいて説明する。

【００４２】空気浄化装置Ｃは、ダクト１内に、触媒ユ
ニット２０と、殺菌ランプ２４（光源）と、図示しない
送風機とを配設してなる。ダクト１は、図示左方開口が
ダクト入口１１となっており、図示右側開口がダクト出
口１３となっている。

【００４３】触媒ユニット２０は、上流側にオゾンラン
プ２が配され、下流側に触媒３が配されている。オゾン
ランプ２（触媒活性化手段）は、触媒３の図示左面方向
に紫外線を放射（主に１８５ｎｍと２５４ｎｍ）する。

【００４４】このオゾンランプ２は、波長２００ｎｍ以
下の紫外線が透過可能な石英を管材に用いている。これ
により、触媒ユニット２０内にオゾンＯ₃が発生する。
触媒３は、直方体形状であり、紫外線を受けると励起し
て活性化し、悪臭ガスやＶＯＣ成分を酸化分解する。

【００４５】本実施例では触媒３に、下記に示す触媒α
と触媒βと触媒γとを所定割合に混合した触媒を、担持
体（直方体形状）に担持させたものである。・所定割合の、鉄およびマンガンの各酸化物を複合化し
た触媒α。・所定割合の、コバルト、銅、およびニッケルの各酸化
物を複合化した触媒β。・所定割合の、二酸化チタン、および亜鉛の各酸化物を
複合化した触媒γ。

【００４６】送風機（気流発生手段）は、ダクト入口１
１近傍に配置され、ダクト入口１１からダクト出口１３
に向かう気流１０をダクト１内に発生させる。殺菌ラン
プ２４は、ダクト出口１３の近傍に配され、２５４ｎｍ
の波長の紫外線をダクト１内に放射する。

【００４７】触媒ユニット２０からダクト１内に出た未
分解のオゾンＯ₃は、波長２５４ｎｍの紫外線を吸収す
ると分解（Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂）する。活性酸素Ｏは活性が
高いので、触媒３で分解されなかった悪臭ガスやＶＯＣ
成分を酸化分解する。なお、悪臭ガスやＶＯＣ成分の分
解に使われなかった活性酸素Ｏは酸素分子に戻る（Ｏ＋
Ｏ→Ｏ₂）。

【００４８】本実施例の空気浄化装置Ｃは、以下の利点
を有する。ダクト出口１３の近傍に殺菌ランプ２４を配
し、２５４ｎｍの波長の紫外線をダクト出口１３近傍の
ダクト１内に放射している。このため、未分解のオゾン
Ｏ₃が分解（Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂）され、ダクト出口１３か
らの外部へのオゾンＯ₃の放出が防止できる。

【００４９】つぎに、本発明の第４実施例（請求項１、
４、５、６、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ｄを
図４〜図８に基づいて説明する。空気浄化装置Ｄは、紫
外線ランプ２５の近傍に触媒３を配置してなる。また、
図示しない送風機により、気流１０が図示方向に流れて
いる。

【００５０】紫外線ランプ２５は、管材に石英を用い、
触媒３方向に紫外線（主に１８５ｎｍと２５４ｎｍ）を
放射する。

【００５１】触媒３は、直方体形状であり、紫外線を受
けると励起して活性化し、悪臭ガスやＶＯＣ成分を酸化
分解する。

【００５２】本実施例では触媒３は、下記に示す各触媒
を、担持体（直方体形状）に所定割合に混合して担持さ
せたものである。・所定割合の、鉄、マンガン、コバルト、銅、アルミニ
ウム、およびニッケルの各酸化物を複合した触媒。・二酸化チタン。・酸化亜鉛。

【００５３】紫外線や触媒３により、対象ガス分子Ｘ
が、酸化・無害化する原理を以下に示す（図５〜図８参
照）。１８５ｎｍ以下の波長の紫外線により、Ｏ₂→２Ｏの
反応が起きる。分解対象の対象ガス分子Ｘと活性酸素Ｏ
とが触媒表面に近づくと、Ｘ＋Ｏ→ＸＯの反応が起き、
対象ガス分子Ｘは酸化され、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、或いは無
害のガスになる（図５参照）。

【００５４】Ｏ＋Ｏ₂＋Ｍ→Ｏ₃＋Ｍ（Ｍ；空気分
子）の反応によりオゾンＯ₃が発生する。オゾンＯ₃は
触媒表面で、Ｏ₃→Ｏ₂＋Ｏの反応を起こし、活性酸素
Ｏが発生する。この活性酸素Ｏにより、対象ガス分子Ｘ
は酸化され、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、或いは無害のガスになる
（図６参照）。

【００５５】紫外線ランプ２５から照射される２５４
ｎｍ前後の波長の紫外線により、オゾンＯ₃が分解（Ｏ
₃→Ｏ₂＋Ｏ）され、活性酸素Ｏが発生する。この活性
酸素Ｏにより、触媒３から離れた場所にある対象ガス分
子Ｘも酸化され、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、或いは無害のガスに
なる（図７参照）。

【００５６】紫外線ランプ２５から照射される２５４
ｎｍ〜３８８ｎｍ前後の紫外線により、二酸化チタンや
酸化亜鉛が活性化し、水分子Ｈ₂Ｏからヒドロキシラジ
カルＨＯを生成する。これにより、浄化対象空気が浄化
される（図８参照）。

【００５７】本実施例の空気浄化装置Ｄは、以下の利点
を有する。空気浄化装置Ｄは、上記の作用に示す様
に、１８５ｎｍ以下の波長を含む紫外線により酸素分子
を解離させて活性酸素Ｏ（＝解離酸素）を生成し、この
活性酸素Ｏと対象ガス分子Ｘとを触媒３により反応させ
ているので、強力に対象ガス分子Ｘを酸化分解すること
ができる。また、波長が１８５ｎｍ以下の紫外線の照射
を受けると活性化する触媒３を採用しているため、２０
０ｎｍ以下の短い波長の紫外線も有効に利用できるので
エネルギーの利用効率が高い。

【００５８】紫外線が直接、当たらない触媒３の裏面で
も、の作用に示す原理により、対象ガス分子Ｘが酸化
分解される。２５４ｎｍ前後の波長の紫外線の照射によ
り発生する活性酸素Ｏも、の作用に示す原理により、
対象ガス分子Ｘの酸化分解に寄与する。二酸化チタンお
よび酸化亜鉛を混合しているので、の作用に示す原理
により、２５４ｎｍ〜３８８ｎｍ前後の紫外線により触
媒３が活性化し、ヒドロキシラジカルによる対象ガス分
子Ｘの酸化分解も可能である。

【００５９】つぎに、本発明の第５実施例（請求項３、
４、５、６、７、９、１０に対応）に係る空気浄化装置
Ｅを図９に基づいて説明する。空気浄化装置Ｅは、紫外
線ランプ２５（活性酸素生成手段）と、触媒３、３２
と、図示しない送風機（空気流制御手段）とを備える。

【００６０】紫外線ランプ２５は、１８５ｎｍ〜３８０
ｎｍの波長の紫外線を放射する光源である。触媒３２
は、光触媒である二酸化チタン（ＴｉＯ₂）を、ハニカ
ム状に成形した担持体に担持させたものである。この触
媒３２は、紫外線ランプ２５の上流側に配置される。こ
の触媒３２に、３８０ｎｍ前後の波長の紫外線が当たる
と、ヒドロキシラジカルＯＨや活性酸素Ｏが生成され、
対象ガス分子Ｘの酸化分解を行う。

【００６１】触媒３（Ｍｎ- Ｃｏ- Ｚｒ酸化物／セピオ
ライト）は、所定割合の、マンガン、コバルト、ジルコ
ニウムの各酸化物を複合化した触媒を、セピオライトを
ハニカム状に成形した担持体に担持させたものである。
この触媒３は、紫外線ランプ２５の下流側に配置され
る。

【００６２】１８５ｎｍ以下の波長の紫外線の照射によ
り活性酸素Ｏが発生（Ｏ₂→２Ｏ）し、分解対象の対象
ガス分子Ｘと活性酸素Ｏとが励起状態の触媒３に近づく
と、対象ガス分子Ｘが酸化され（Ｘ＋Ｏ→ＸＯ）、ＣＯ
₂、Ｈ₂Ｏ、或いは無害のガスになる。

【００６３】本実施例の空気浄化装置Ｅは、以下の利点
を有する。空気浄化装置Ｅは、触媒３を紫外線ランプ２
５の下流側に配しているので、触媒３２側で分解しきれ
なかった対象ガス分子Ｘが触媒３側で酸化分解されるの
で空気浄化能力が高い。なお、触媒３２側で生成されて
使われなかった活性酸素Ｏは、触媒３側で対象ガス分子
Ｘの酸化分解に利用される。

【００６４】つぎに、本発明の第６実施例（請求項３、
４、５、７、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ｆを
図１０に基づいて説明する。空気浄化装置Ｆは、触媒３
と、紫外線ランプ２５（活性酸素生成手段）と、図示し
ない送風機（空気流制御手段）とを備える。

【００６５】触媒３（Ｍｎ- Ｃｏ- Ｍｇ酸化物／セピオ
ライト）は、所定割合の、マンガン、コバルト、マグネ
シウムの各酸化物を複合化した触媒を、多数の通気穴を
有する厚肉円筒状の担持体（セピオライト製）に担持さ
せたものである。

【００６６】送風機は、軸孔３３の一端側と他端側とに
配され、軸孔３３内に空気を吸引する。これにより、浄
化対象空気中の対象ガス分子Ｘは、軸孔３３内に流入す
る。

【００６７】紫外線ランプ２５は、１８５ｎｍ〜３８０
ｎｍの波長の紫外線を放射する光源であり、触媒３の軸
孔３３内に配される。この紫外線照射により、活性酸素
Ｏ、オゾンＯ₃、およびヒドロキシラジカルＯＨ等が軸
孔３３内で生成され、対象ガス分子Ｘが酸化分解され
る。浄化された空気は、気流１０に乗って触媒３の通気
穴から流出する。

【００６８】本実施例の空気浄化装置Ｆは、以下の利点
を有する。送風機により軸孔３３内に吸引された浄化対
象空気は、全て触媒３の通気穴を通って流出する。この
ため、活性酸素Ｏ、オゾンＯ₃、およびヒドロキシラジ
カルＯＨ等による対象ガス分子Ｘの酸化分解を効率良く
行える。

【００６９】つぎに、本発明の第７実施例（請求項３、
４、５、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ｇを図１
１に基づいて説明する。空気浄化装置Ｇは、触媒３と、
図示しない送風機（空気流制御手段）と、紫外線ランプ
２５（活性酸素生成手段）とを備える。

【００７０】触媒３（Ｍｎ- Ｃｏ- Ｍｇ酸化物／珪酸ア
ルミニウム）は、所定割合の、マンガン、コバルト、お
よびマグネシウムの各酸化物を複合化した触媒を、珪酸
アルミニウムを網状に成形した担持体に担持させたもの
である。この触媒３は、等角度でリング３４、３５に固
定され、図示しない回転駆動機構により矢印方向に回転
する。

【００７１】送風機は、紫外線ランプ２５の一端側と他
端側とに配され、浄化部３６内に空気を吸引する。紫外
線ランプ２５は、１８５ｎｍ〜３８０ｎｍの波長の紫外
線を放射する光源であり、触媒３の浄化部３６内に配さ
れる。この紫外線照射により、活性酸素Ｏ、オゾン
Ｏ₃、およびヒドロキシラジカルＯＨ等が浄化部３６内
で生成される。対象ガス分子Ｘは、気流１０に乗って触
媒３の網目を通過し、浄化される。

【００７２】本実施例の空気浄化装置Ｇは、以下の利点
を有する。網状の触媒３が回転し、浄化部３６内の空気
が遠心力で流出する構成であるので、浄化対象空気が触
媒３に激しく接触して対象ガス分子Ｘが酸化分解する。
このため、高い浄化能力が得られる。

【００７３】つぎに、本発明の第８実施例（請求項３、
４、５、６、９、１０に対応）に係る空気浄化装置Ｈを
図１２に基づいて説明する。空気浄化装置Ｈは、放電電
極４１、４２（活性酸素生成手段）と、触媒３と、図示
しない送風機（空気流制御手段）とを備える。

【００７４】放電電極４１、４２は、放電電極４１、４
２間に放電４０を起こすための電極であり、高電圧が引
加される。触媒３（Ｍｎ- Ｃｏ- Ｌｉ酸化物／セピオラ
イト）は、所定割合の、マンガン、コバルト、リチウム
の各酸化物を複合化した触媒を、セピオライトを多数の
通通気孔を有する板状に成形した担持体に担持させたも
のである。放電により、活性酸素Ｏ、オゾンＯ₃、およ
びヒドロキシラジカルＯＨ等が生成され、対象ガス分子
Ｘは、触媒３により浄化される。

【００７５】送風機は、放電電極４１側に配され、空気
を吸引するので、放電電極４１から放電電極４２へ気流
１０が流れる。

【００７６】本実施例の空気浄化装置Ｈは、以下の利点
を有する。放電電極４１、４２間に触媒３を配置してい
るので、浄化対象空気の対象ガス分子Ｘが効率良く酸化
分解される。

【００７７】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。ａ．触媒３は、例えば、図１３に記載したものが使用で
き、図１５の試験装置でアセトアルデヒドを流して測定
した各１パス除去率を図１３に示す。触媒無し（紫外線
放射のみ）で１０％程度。セピオライトハニカム（単
体）で１８％程度。セピオライトハニカムに酸化マグネ
シウムを担持させたものでは２７％程度。マンガン酸化
物とコバルト酸化物を複合化したものでは５０％程度。
マンガン酸化物とニッケルの酸化物を複合化したもので
は５８％程度。その他のもので、６０％〜６７％程度。

【００７８】図１４に示す白抜の棒グラフは、放電管を
作動させず、放電管の紫外線照射で発生する濃度のオゾ
ンＯ₃をアセトアルデヒドとに混合して流し、オゾン脱
臭触媒として作動させた場合の１パス除去率である。図
１４に示すメッシュ付の棒グラフは、放電管を作動さ
せ、アセトアルデヒドを流した場合の１パス除去率であ
る。両者の差が、触媒３が活性酸素Ｏを有効利用して対
象ガス分子Ｘを分解している証拠である。

【００７９】ｂ．オゾンランプの照射場所や放電下で
は、Ｏ₃→Ｏ＋Ｏ₂の反応が活発に起きるので、その上
流側にオゾナイザを配置し、対象ガスの濃度が高くなっ
た場合にオゾナイザを作動させる様にしても良い。これ
により、触媒３付近の活性酸素Ｏの濃度を高くでき、浄
化力が向上する。

【００８０】ｃ．触媒３に混合させる白金超微粒子は、
直径１０ｎｍ以下、好ましくは、２ｎｍ〜６ｎｍのもの
が好適である（請求項８に対応）。ｄ．所定割合の、
鉄、マンガンの各酸化物に対して、銀、コバルト、銅、
アルミニウム、ニッケル、チタン、の各酸化物を所定割
合、混合または複合して触媒にしても良い。

【００８１】ｅ．放電電極４１、４２に引加する高電圧
は、直流以外に、パルス（正、負）、交流、脈流等であ
っても良い。ｆ．担持体は、通気性があれば、ハニカム以外に、ウー
ル、不織布、織布等であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る空気浄化装置の構造
を示す説明図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る空気浄化装置の構造
を示す説明図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る空気浄化装置の構造
を示す説明図である。

【図４】本発明の第４実施例に係る空気浄化装置の構造
を示す説明図である。

【図５】１８５ｎｍ以下の波長の紫外線により、対象ガ
ス分子Ｘが、酸化・無害化する原理を示す説明図であ
る。

【図６】オゾンＯ₃により、対象ガス分子Ｘが、酸化・
無害化する原理を示す説明図である。

【図７】２５４ｎｍ前後の波長の紫外線により、オゾン
Ｏ₃が活性酸素Ｏに分解され、その活性酸素Ｏにより、
対象ガス分子Ｘが、酸化・無害化する原理を示す説明図
である。

【図８】２５４ｎｍ〜３８８ｎｍの波長の紫外線により
生成されるヒドロキシラジカルＯＨにより、対象ガス分
子Ｘが、酸化・無害化する原理を示す説明図である。

【図９】本発明の第５実施例に係る空気浄化装置の構造
を示す説明図である。

【図１０】本発明の第６実施例に係る空気浄化装置の構
造を示す説明図である。

【図１１】本発明の第７実施例に係る空気浄化装置の構
造を示す説明図である。

【図１２】本発明の第８実施例に係る空気浄化装置の構
造を示す説明図である。

【図１３】試験装置で測定した、各触媒毎の各１パス除
去率を示すグラフである。

【図１４】試験装置で測定した、各触媒毎の各１パス除
去率（オゾン混合下、紫外線照射）を示すグラフであ
る。

【図１５】試験装置の構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１ダクト２オゾンランプ（触媒活性化手段）３触媒１０気流１１ダクト入口１３ダクト出口２４殺菌ランプ（光源）２５紫外線ランプ（活性酸素生成手段）４１、４２放電電極（活性酸素生成手段）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ空気浄化装置

フロントページの続き (72)発明者上田厚大阪府池田市緑丘１丁目８番31号独立行政法人産業技術総合研究所関西センター内 (72)発明者山田裕介大阪府池田市緑丘１丁目８番31号独立行政法人産業技術総合研究所関西センター内 (72)発明者小林哲彦大阪府池田市緑丘１丁目８番31号独立行政法人産業技術総合研究所関西センター内Ｆターム(参考） 4C080 AA07 AA10 BB02 CC01 HH05 JJ04 KK08 LL10 MM02 MM03 NN30 QQ17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浄化対象空気中の酸素分子を解離させる
１８５ｎｍ以下の波長を含む紫外線を放射する光源の近
傍に、その波長の紫外線の照射を受けると活性化して対
象ガス分子と活性酸素との反応を促進させる触媒を配置
した空気浄化装置。
【請求項２】ダクト入口からダクト出口に向かう気流
をダクト内に発生させる気流発生手段と、ダクト内に配され、活性化により汚染物質の分解を行う
触媒と、放電や紫外線照射により前記触媒を励起させる触媒活性
化手段とを備える空気浄化装置において、２５４ｎｍ前後の波長の紫外線を放射する光源をダクト
出口近傍に配置したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項３】紫外線照射や放電により活性酸素を生成
する活性酸素生成手段と、該活性酸素生成手段の近傍に配され、前記活性酸素によ
り浄化対象空気中の汚染物質の酸化分解を行う触媒と、前記浄化対象空気を前記触媒に触れさせるように制御す
る空気流制御手段とを備える空気浄化装置。
【請求項４】マンガンの酸化物、鉄の酸化物、アルミ
ニウムの酸化物、およびマグネシウムの酸化物の一種類
以上を、混合または複合化した触媒。
【請求項５】請求項４に記載の触媒に、コバルトの酸
化物、銅の酸化物、およびニッケルの酸化物の内、一種
類以上を混合または複合化した触媒。
【請求項６】請求項５に記載の触媒に、ジルコニウム
の酸化物、亜鉛の酸化物、セリウムの酸化物、カルシウ
ムの酸化物、およびリチウムの酸化物の内、一種類以上
を混合または複合化した触媒。
【請求項７】請求項４乃至請求項６の何れかに記載の
触媒をセピオライトに担持させた触媒。
【請求項８】請求項４乃至請求項７の何れかに記載の
触媒に白金超微粒子を混合させた触媒。
【請求項９】請求項４乃至請求項８の何れかに記載の
触媒を担持体に担持させた触媒。
【請求項１０】請求項１乃至請求項３の何れかに記載
の空気浄化装置の触媒に、セピオライト、または請求項
４乃至請求項９の何れかに記載の触媒を用いたことを特
徴とする空気浄化装置。