JP2004113653A - Air purification apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生活環境内で発生する室内の各種臭気や建材・家具等から発生するホルムアルデヒドや揮発性有機化合物(VOC)、および車両の車室内で発生したり外気から流入したりする各種臭気や排気ガスなど、空気中に含まれるガス状汚染物質を浄化する空気浄化装置に関するものであり、特に、放電のエネルギーを用いるものにおいて、空気浄化装置をコンパクトに構成させるための構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電極間でコロナ放電や沿面放電を生じさせ、その放電エネルギーによってガス状汚染物質を分解・除去する空気浄化装置がある。図3は、そのような放電のエネルギーを用いる従来の空気浄化装置の基本構造を表す模式図である。この装置では、筐体1の空気通路1a内で、電極2間に高電圧5を掛けて放電を生じさせ、励起したプラズマが空気流れに乗って下流の触媒体7を通過することにより脱臭を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来方法においては、放電により生じたオゾンが消費しきれずに空気中に流出してしまうという問題がある。オゾンの流出は環境基準に達しないまでも、処理空気中のオゾン濃度が高くなることは人体に悪影響を及ぼすものである。
【0004】
そこで、この空気浄化装置の下流にオゾン分解触媒を担持させた触媒体や活性炭を配して、オゾン濃度を問題のないレベルまで下げることが可能だが、空気浄化装置の体格が大きくなってしまい問題である。本発明はこのような従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、流出オゾンを消失させると共に、コンパクトに構成することのできる空気浄化装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1および請求項3記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、空気通路(1a)中に対を成す電極(2、4a〜4c)と、電極(2、4a〜4c)間に、触媒担体に常温でも触媒作用を発揮すると共に放電のエネルギーによって活性化する触媒を担持させた触媒体(3)とを備え、電極(2、4a〜4c)間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、触媒体(3)に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置において、電極(2、4a〜4c)のうち、空気流れの下流側電極(4a〜4c)にオゾン分解触媒、もしくは活性炭(6)を担持させたことを特徴とする。
【0006】
これは、触媒体(3)で浄化された後の処理空気は必ず最後に下流側電極を通過することに着目したものであり、これにより、流出オゾンを消失させると共に、空気浄化装置をコンパクトに構成することができる。
請求項2に記載の発明では、オゾン分解触媒として、二酸化マンガン、もしくはこれを主成分として含んだ材料を用いたことを特徴とする。これは、二酸化マンガンとの反応によりオゾンが効果的に分解されることによる。
【0007】
請求項3に記載の発明では、下流側電極(4a〜4c)は、多孔状の金属網(4a)、アルミニウム製ハニカム(4b)、活性炭(6)の押し出しハニカム(4c)、もしくは粒状の活性炭(6)を多孔状の金属網(4a)で固定したものであることを特徴とする。これにより、放電を生じさせるための下流側電極に成り得ると共に、電極そのものに浄化後の処理空気を流通させて効果的にオゾン除去をすることができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図1は、本発明の一実施形態における空気浄化装置の基本構造を表す模式図である。この空気浄化装置の浄化部は、筐体1内の空気通路1a内に配置されている。その空気通路1a内に対を成す電極2・4a〜4cを配置し、更にその電極2・4a〜4cの間に触媒体3を配置している。
【0009】
そして、電極2・4a〜4c間に高圧電源5から数kVの高電圧を印加して放電を生じさせると共に、触媒体3に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置である。対を成す電極のうち2および4aは、穴開きメタルやメタルメッシュ等の多孔状の金属網で形成されている。また、放電のために印加される高電圧の波形は、鋸波、パルス波、矩形波、交流、脈流である。
【0010】
浄化部材3は、後述する触媒・白金・金・吸着剤を通気性のあるハニカムや、繊維状として綿状・織布・不織布としたものや、発泡体としたものである。または、これらの成形体や、触媒の担体となるセラミックのハニカムや発泡体・セラミックペーパーのコルゲート品・セラミック繊維やガラス繊維の綿状・織布・不織布等に触媒を担持させたものや、触媒をすきこんだ紙で作ったコルゲート等である。
【0011】
担持させている触媒は、例えば放電のエネルギーによって活性化する触媒であり、具体的には、
▲1▼:マンガン(Mn)の酸化物・鉄(Fe)の酸化物・アルミニウム(Al)の酸化物およびマグネシウム(Mg)の酸化物の一種類以上を混合または複合化した触媒
▲2▼:上記触媒にコバルト(Co)の酸化物・銅(Cu)の酸化物およびニッケル(Ni)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▼:上記触媒にジルコニウム(Zr)の酸化物・亜鉛(Zn)の酸化物・セリウム(Ce)の酸化物・カルシウム(Ca)の酸化物およびリチウム(Li)の酸化物の内、一種類以上を混合または複合化した触媒
▲4▼:上記何れかの触媒をセピオライトに担持させた触媒
▲5▼:上記何れかの触媒に白金超微粒子を混合させた触媒
等である。そして、例えば上記触媒を液体に混合したスラリーの中に上記担体を含浸し、担体に触媒を付着させている。
【0012】
このような触媒体3を介して電極2・4a間に高電圧を印加すると、触媒体3周りの空気中の水分を利用して電極2・4a間で気中放電が生じることとなり、この放電により近傍の触媒が活性化されて臭い成分を酸化分解する。代表的な反応式としてアセトアルデヒド(CH3CHO)の分解例を下記に示す。
【化1】2CH3CHO+5O2→4CO2+4H2O
【0013】
下流側電極の多孔状の金属網4aには、オゾン分解触媒として二酸化マンガン、もしくはこれを主成分として含んだ材料を、例えばシリカ系のバインダで接着する等して担持させている。図2は、下流側電極4aのその他の実施形態を示す模式図である。
【0014】
図2(a)はアルミニウムのシート状に形成したものからコルゲート状のハニカムに形成したアルミニウムハニカム4bであり、このハニカムの表面に上記のオゾン分解触媒、または活性炭をバインダで接着する等して担持させている。図2(b)は活性炭をバインダと共に押し出し成形した活性炭ハニカム4cであり、図2(c)は粒状の活性炭6を上記と同様の多孔状の金属網4aで固定したものである。
【0015】
オゾン分解触媒の反応式は
【化2】O3+cat.→cat.−O+O2(cat.:触媒)
【化3】2cat.−O→cat.+O2
有機物(臭いガス、または一緒に担持した活性炭)が存在する時は
【化4】cat.−O+X→cat.+XO(XO:CO2のような酸化生成物)
のような反応も起こる。また、活性炭6の場合は
【化5】C+O3→COまたはCO2+O2
のように活性炭自身が酸化されてオゾンを分解する。
【0016】
次に、本実施形態の特徴と効果を述べる。電極2・4a〜4cのうち、空気流れの下流側電極4a〜4cにオゾン分解触媒、もしくは活性炭6を担持させている。これは、触媒体3で浄化された後の処理空気は必ず最後に下流側電極4a〜4cを通過することに着目したものであり、これにより、流出オゾンを消失させると共に、空気浄化装置をコンパクトに構成することができる。
【0017】
また、オゾン分解触媒として、二酸化マンガン、もしくはこれを主成分として含んだ材料を用いている。これは、二酸化マンガンとの反応によりオゾンが効果的に分解されることによる。また、下流側電極4a〜4cは、多孔状の金属網4a、アルミニウム製ハニカム4b、活性炭6の押し出しハニカム4c、もしくは粒状の活性炭6を多孔状の金属網4aで固定したものである。これにより、放電を生じさせるための下流側電極に成り得ると共に、電極そのものに浄化後の処理空気を流通させて効果的にオゾン除去をすることができる。
【0018】
(その他の実施形態)
上述の実施形態は、電極2・4a〜4cと触媒体3との基本構成であるため、当然、複数対の電極2・4a〜4cと複数の触媒体3とを積層する構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における空気浄化装置の基本構造を表す模式図である。
【図2】下流側電極のその他の実施形態を示す模式図である。
【図3】従来の空気浄化装置の基本構造を表す模式図である。
【符号の説明】
1a 空気通路
2 孔開きメタル、メタルメッシュ(電極、上流側電極)
3 触媒体
4a 孔開きメタル、メタルメッシュ(電極、下流側電極、多孔状の金属網)
4b アルミニウム製ハニカム(電極、下流側電極)
4c 活性炭押し出しハニカム(電極、下流側電極)
6 活性炭[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to various odors generated in a living environment, formaldehyde and volatile organic compounds (VOC) generated from building materials and furniture, and various odors generated in a vehicle cabin or flowing from outside air. The present invention relates to an air purification device for purifying gaseous pollutants contained in air, such as exhaust gas, and more particularly to a structure for making an air purification device compact when using discharge energy.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an air purification device that generates corona discharge or creeping discharge between electrodes, and decomposes and removes gaseous pollutants by the discharge energy. FIG. 3 is a schematic diagram showing a basic structure of a conventional air purification device using such discharge energy. In this device, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional method, there is a problem that ozone generated by the discharge flows out into the air without being completely consumed. Even if the outflow of ozone does not reach the environmental standard, an increase in the concentration of ozone in the treated air has a bad effect on the human body.
[0004]
Therefore, it is possible to lower the ozone concentration to a level that does not cause a problem by arranging a catalyst body or an activated carbon carrying an ozone decomposition catalyst downstream of this air purification device, but the size of the air purification device becomes large. It is. The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an air purifying apparatus that can eliminate outflow ozone and can be configured to be compact.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the technical means described in
[0006]
This focuses on the fact that the treated air that has been purified by the catalyst (3) always passes through the downstream electrode at the end, thereby eliminating outflowing ozone and making the air purification device compact. Can be configured.
The invention according to
[0007]
In the invention according to
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a basic structure of an air purification device according to an embodiment of the present invention. The purifying section of the air purifying device is arranged in an air passage 1 a in the
[0009]
This is an air purification device that applies a high voltage of several kV from the high
[0010]
The purifying
[0011]
The supported catalyst is, for example, a catalyst activated by the energy of discharge, and specifically,
{Circle around (1)} A catalyst in which one or more oxides of manganese (Mn), oxides of iron (Fe), oxides of aluminum (Al), and oxides of magnesium (Mg) are mixed or combined. A catalyst in which at least one of oxides of cobalt (Co), oxides of copper (Cu) and oxides of nickel (Ni) are mixed or complexed with the above catalyst (3): Zirconium (Zr) is added to the above catalyst Catalyst of at least one of oxides of zinc, oxides of zinc (Zn), oxides of cerium (Ce), oxides of calcium (Ca) and oxides of lithium (Li). ▼: Catalyst in which any of the above catalysts is supported on sepiolite. ▲ 5: Catalyst in which ultrafine platinum particles are mixed with any of the above catalysts. Then, for example, the carrier is impregnated in a slurry in which the catalyst is mixed with a liquid, and the catalyst is attached to the carrier.
[0012]
When a high voltage is applied between the
Embedded image 2CH 3 CHO + 5O 2 → 4CO 2 + 4H 2 O
[0013]
The
[0014]
FIG. 2A shows an
[0015]
The reaction formula of the ozonolysis catalyst is as follows: O 3 + cat. → cat. —O + O 2 (cat .: catalyst)
Embedded
When organic matter (odorous gas or activated carbon supported together) is present, cat. −O + X → cat. + XO (XO: oxidation product such as CO 2 )
A reaction like this also occurs. In addition, in the case of activated carbon 6, C + O 3 → CO or CO 2 + O 2
Activated carbon itself is oxidized to decompose ozone as in
[0016]
Next, features and effects of the present embodiment will be described. An ozone decomposition catalyst or activated carbon 6 is carried on the
[0017]
In addition, manganese dioxide or a material containing it as a main component is used as the ozone decomposition catalyst. This is because ozone is effectively decomposed by reaction with manganese dioxide. The
[0018]
(Other embodiments)
Since the above-described embodiment has a basic configuration of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a basic structure of an air purification device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of a downstream electrode.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a basic structure of a conventional air purification device.
[Explanation of symbols]
3
4b Aluminum honeycomb (electrode, downstream electrode)
4c Activated carbon extruded honeycomb (electrode, downstream electrode)
6 activated carbon
Claims (3)
前記電極(2、4a〜4c)間に、触媒担体に常温でも触媒作用を発揮すると共に放電のエネルギーによって活性化する触媒を担持させた触媒体(3)とを備え、
前記電極(2、4a〜4c)間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、前記触媒体(3)に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置において、
前記電極(2、4a〜4c)のうち、前記空気流れの下流側電極(4a〜4c)にオゾン分解触媒、もしくは活性炭(6)を担持させたことを特徴とする空気浄化装置。A pair of electrodes (2, 4a-4c) in the air passage (1a);
A catalyst body (3) supporting a catalyst that exhibits a catalytic action at room temperature and is activated by discharge energy between the electrodes (2, 4a to 4c);
In an air purification device, a high voltage is applied between the electrodes (2, 4a to 4c) to generate a discharge and to purify air by passing process air through the catalyst (3).
An air purifying apparatus characterized in that an ozone decomposition catalyst or activated carbon (6) is carried on the downstream electrodes (4a to 4c) of the air flow among the electrodes (2, 4a to 4c).
Priority Applications (1)
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JP2014117696A (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Shiko Actec Kk | Deodorization filter |
CN108543390A (en) * | 2018-03-29 | 2018-09-18 | 深圳市玖品空气净化科技有限公司 | A kind of safe air cleaning facility based on Internet of Things |
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-
2002
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