JP2005034629A - 有害ガス除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 悪臭の原因となる水溶性のガスを含む有害ガスを容易に且つ確実に除去することができるようにする。
【解決手段】 送風機１１によって通風路１２に供給された空気に含まれる非水溶性のガスを、ガスリアクタ部１４とオゾン分解触媒部１５とで、水溶性のガスに変える。上記水溶性のガスの濃度勾配に起因する拡散現象を利用して、ガス吸着部１９内の冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に形成された水膜に、上記水溶性のガスを吸着させるようにする。これにより、悪臭の原因となる有害ガスを装置のコストを上げることなく確実に除去することができるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有害ガス除去装置に関し、特に、悪臭の原因となる有害ガスや発癌性が指摘されているホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンゼンなどのＶＯＣ（揮発性有機化合物）ガスを除去するために用いて好適なものである。

従来から、室内環境を快適にしたいという要望に応えるために、悪臭の原因となる有害ガスを除去するようにする技術が提案されている。

具体的に説明すると、二酸化マンガンなどの固形分解触媒の作用により、放電によって発生させたオゾンを分解してラジカル酸素を発生させるようにし、この発生させたラジカル酸素を除去対象の有害ガスと反応させ、空気の脱臭を行うようにする第１の従来技術がある（特許文献１を参照。）。

また、煙草から発せられるガス中に多量に含まれている一酸化炭素ガスを除去するために、固形触媒を用いるようにする第２の従来技術がある。かかる技術は、上記固形触媒の表面で一酸化炭素ガスを酸化させ、二酸化炭素ガスに変えるようにするものである。

特開平５−３１７６３９号公報

しかしながら、本願発明者らは、上述した第１の従来技術を用いて空気の脱臭を行うと、時間の経過とともに却って悪臭が発生するという問題点があることを見出した。
そこで、本願発明者らは、上記第１の従来技術に対して詳細な解析を行い、上記問題点の原因を究明した。以下に、その概要を説明する。

まず、多くのＶＯＣ（Volatile Organic Compound；揮発性有機化合物）ガスは、放電プラズマ領域に通されると、酢酸を代表とする低級脂肪酸に変化する。
すなわち、空気中に含まれるＶＯＣガスは、放電プラズマ領域に通されると、固形分解触媒である二酸化マンガンの表面などで酸化し、アルコール類はアルデヒド類に、アルデヒド類は低級脂肪酸に変化する。

そして、この低級脂肪酸が二酸化マンガンの表面に蓄積することにより、二酸化マンガンが破瓜し、悪臭が発生する。
以上のように、本願発明者らは、固形分解触媒である二酸化マンガンに、水溶性のガスである低級脂肪酸が蓄積することにより、悪臭が発生するという知見を得た。

そこで、このような悪臭の発生に対応すべく、固形分解触媒を二酸化マンガンと異なるものに変えることが考えられる。しかしながら、オゾンガスを分解するには、二酸化マンガンを用いるようにするのが最も効果的であり、これに代わる簡単な良い方法は現在のところない。

そこで、二酸化マンガンの量を多くして、二酸化マンガンの寿命を長くすることが考えられる。しかしながら、二酸化マンガンの量を多くしたとしても、二酸化マンガンの経時劣化を避けることはできない。したがって、この方法は、根本的な解決策とは言えない。さらに、二酸化マンガンは高価であるという問題点もある。

また、二酸化マンガンに他の物質を混合して固形分解触媒を形成することも考えられる。しかしながら、上述したように、二酸化マンガンを少なくすると、オゾンガスを効果的に分解することができなくなってしまうという問題点がある。
以上のように、上記第１の従来技術では、水溶性のガスである低級脂肪酸を有効に除去することができず、悪臭を除去することが極めて困難であるという第１の問題点があった。

さらに、上述した第２の従来技術では、一酸化炭素ガス以外の多種類のガスが上記固形触媒に付着すると、上記固形触媒が被毒されてしまう。例えば、煙草から発せられるガスは、一酸化炭素の他に、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、及びベンゼンなどの発癌性が指摘されるものや、悪臭がするものなど多種類の化学物質で構成されている。したがって、上記第２の従来技術のように、特定のガスしか除去することができない装置では、上記固形触媒が被毒され、煙草から発せられる複数種類のガスを除去することができず、室内環境を向上させることはできなかった。
以上のように、上記第２の従来技術では、上記固形触媒によるガス除去性能が著しく低下してしまい、一酸化炭素ガスを確実に除去することが極めて困難であるという第２の問題点があった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、悪臭の原因となる水溶性のガスを含む有害ガスを容易に且つ確実に除去することができるようにすることを第１の目的とする。
また、一酸化炭素ガスを含む多種類のガスを容易に且つ確実に除去することができるようにすることを第２の目的とする。

本発明の有害ガス除去装置は、通風路に供給された空気に含まれている有害ガスを除去する有害ガス除去装置であって、上記通風路内で間隔を有して配設された複数の捕集部と、上記複数の捕集部を冷却して、上記複数の捕集部の表面に水膜を形成させるための冷却手段とを有し、上記複数の捕集部の間に供給された有害ガスの濃度勾配に起因する拡散を利用して、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に、上記有害ガスを吸着させるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、通風路内に間隔を有して配設された複数の捕集部を冷却して、上記複数の捕集部の表面に水膜を形成し、上記形成した水膜に有害ガスを拡散させるようにしたので、装置のコストを上げることなく、有害ガスを可及的に確実に除去することができる。

また、本発明の他の特徴によれば、上記複数の捕集部の周囲の空気を加湿するようにしたので、上記複数の捕集部の表面に水膜を常時形成することができる。これにより、有害ガスをより確実に除去することができる。

また、本発明のその他の特徴によれば、上記複数の捕集部を冷却するために設けられる放熱装置を、上記通風路の外部に設けるようにしたので、上記放熱装置により放出された熱が上記通風路の内部に伝わることを可及的に防止することができる。これにより、上記通風路の内部の温度を可及的に容易に制御することが可能になる。

また、本発明のその他の特徴によれば、コンプレッサから圧縮して供給される冷媒を循環させるようにするためのパイプにより、上記コンプレッサから上記放熱装置と上記複数の捕集部とを経由して上記コンプレッサに戻る第１の経路と、上記放熱装置を経由せずに上記コンプレッサから上記複数の捕集部を経由して上記コンプレッサに戻る第２の経路とを形成するようにし、上記複数の捕集部の周囲の空気の温度に応じて、上記第２の経路のみを開閉するようにしたので、上記複数の捕集部の周囲の温度が高い場合には、上記第２の経路を閉じて、上記放熱装置により冷却された冷媒のみを上記複数の捕集部へ流すようにして、上記複数の捕集部を冷却し、上記複数の捕集部の表面に水膜を形成させることができるようになる。一方、上記複数の捕集部の周囲の温度が低い場合には、上記第２の経路を開けて、上記放熱装置を介さずに上記コンプレッサから供給される冷媒を上記複数の捕集部へ流すようにして、上記複数の捕集部の温度を上げ、上記複数の捕集部の表面に付着している霜を溶かすようにしつつ、上記複数の捕集部の表面に水膜を形成させることができるようになる。これにより、上記複数の捕集部の表面に適正量の水膜をより確実に形成させることができる。

また、本発明のその他の特徴によれば、上記通風路内に放電プラズマ領域又は紫外線照射領域を形成するとともに、上記放電プラズマ領域又は上記紫外線照射領域を形成する際に発生したオゾンガスを、オゾン分解用触媒を用いて除去するようにしたので、上記通風路中に供給された空気に含まれている非水溶性のガスを水溶性のガスに変えて、除去することができる。これにより、悪臭の原因となる有害ガスや健康上好ましくない有毒ガスをより確実に除去することができる。

また、本発明のその他の特徴によれば、構造決定パラメータλが０．６９３以上になるように、上記複数の捕集部を構成するようにしたので、有害ガスの除去効果が実用的な範囲となる装置を容易に設計することができる。これにより、ユーザのニーズに合わせた最適な装置を容易に構成することができる。

また、本発明のその他の特徴によれば、上記複数の捕集部の間を通った空気に含まれている一酸化炭素ガスを、一酸化炭素除去用触媒を用いて除去するようにしたので、一酸化炭素除去用触媒に多種類の有害ガスが流入してしまうことを防止することができ、一酸化炭素除去用触媒が被毒されてしまうことを防止することができる。これにより、一酸化炭素ガスの除去性能を従来よりも格段に向上させることができ、悪臭の原因となる多種類の有害ガスや健康上好ましくない有毒ガスを確実に除去することができる。

また、本発明の他の特徴によれば、粒子を除去してから、有害ガスを除去するようにしたので、空気清浄効果をより一層向上させることができる。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における有害ガス除去装置の構成の一例を示した図である。

図１において、有害ガス除去装置１０は、送風機１１と、通風路１２と、粒子除去手段として配設される粒子除去部１３と、ガスリアクタ部１４と、オゾンガス除去手段として配設されるオゾン分解触媒部１５と、湿度計測手段として配設される第１のセンサ１６と、加湿制御手段、冷却制御手段、及び経路開閉制御手段として配設される制御部１７と、加湿手段として配設される加湿部１８と、ガス吸着部１９と、回収部２０と、冷却手段として配設される冷却・放熱部２１と、一酸化炭素除去手段として配設されるＣＯ除去用触媒部２２と、温度計測手段として配設される第２のセンサ２３とを有している。

送風機１１は、通風路１２の下流側に配設されており、大気中の空気を通風路１２に吸引し、有害ガス除去装置１０から排出するためのものである。なお、図１において、空気は、白抜きの矢印の方向に流れている。なお、本実施の形態では、通風路１２内の空気の速度を０．２ｍ／ｓにしている。ただし、通風路１２内の空気の速度は、これに限定されない。例えば、通風路１２内の空気の速度を、１ｍ／ｓ以下、好ましくは０．５ｍ／ｓ以下にすることができる。

粒子除去部１３は、例えばＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタであり、送風機１１により通風路１２内に流入した空気によって運ばれる塵や埃などの粒子を捕集し、除去するためのものである。これにより、粒子が除去された空気がガスリアクタ部１４に供給される。

ガスリアクタ部１４は、通風路１２内の所定の空間に放電プラズマ領域を形成してラジカルを発生させるためのものである。これにより、粒子除去部１３から上記放電プラズマ領域に供給された空気に含まれるガスが、酸化反応などの化学反応を起こす。例えば、空気に含まれている非水溶性のガス（の一部）が酸化し、水溶性のガスに変わる。

具体的に説明すると、例えば、空気に含まれているＶＯＣガス（の一部）が、上記放電プラズマ領域内で酸化することにより、低級脂肪酸ガスが発生する。また、上記放電プラズマ領域を形成することによりオゾンガスが発生する。なお、上記放電プラズマ領域内では、この他にも種々の化学反応を起こすと考えられるが、ここでは、詳細な説明を省略する。

ここで、図２を参照しながら、ガスリアクタ部１４の具体的な構成の一例について説明する。
図２に示すように、ガスリアクタ部１４は、絶縁板２０１ａ〜２０１ｄと、導電性の板電極２０２ａ〜２０２ｄと、同じく導電性の網電極２０３ａ〜２０３ｈと、交流電源２０４とを有している。

絶縁板２０１ａ〜２０１ｄは、その板面が通風路１２内を流れる空気の方向（白抜きの矢印の方向）に沿うように配設されている。また、各絶縁板２０１ａ〜２０１ｄは、通風路１２の断面方向に略等しい間隔を有して並べられている。これら絶縁板２０１ａ〜２１ｄの中には、導電性の板電極２０２ａ〜２０２ｄが埋設されている。

なお、比誘電率と体積固有抵抗とが可及的に大きい材料を用いて絶縁板２０１ａ〜２０１ｄを形成するようにするのが好ましい。比誘電率を大きくすれば、網電極２０３ａ〜２０３ｈで放電を起こさせ易くすることができ、体積固有抵抗を大きくすれば、絶縁板２０１ａ〜２０１ｄで熱的な破壊が起こることを可及的に防止することができるからである。

例えば、３以上、好ましくは８以上の比誘電率を有し、且つ１×１０¹²Ω・ｃｍ以上、好ましくは１×１０¹⁵Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する材料を用いて絶縁板２０１ａ〜２０１ｄを形成することができる。具体的には、ガラス、セラミック、又はプラスチックなどを用いて絶縁板２０１ａ〜２０１ｄを形成することができる。

さらに、図２に示すように、導電性の板電極２０２ａ〜２０２ｄが埋設された絶縁板２０１ａ〜２０１ｄの上方と下方には、網電極２０３ａ〜２０３ｈが配設されている。
交流電源２０４は、導電性の板電極２０２ａ〜２０２ｄと、これら導電性の板電極２０２ａ〜２０２ｄの上方と下方にそれぞれ配設されている網電極２０３ａ〜２０３ｈとの間に交流高電圧を印加するためのものである。例えば、交流電源２０４は、周波数が５０Ｈｚ（商用周波数）、実効値が１０［ｋＶ］の交流電圧を印加する。以上のように、本実施の形態では、網電極２０３ａ〜２０３ｈと、板電極２０２ａ〜２０２ｄと、絶縁板２０１ａ〜２０１ｄと、交流電源２０４とを用いて放電プラズマ発生手段が構成される。

なお、図２では、導電性の板電極２０２ａと、その上方及び下方に配設されている網電極２０３ａ、２０３ｂとに、交流電源２０４が接続されているが、導電性の板電極２０２ｂ〜２０２ｄと、それら導電性の板電極２０２ｂ〜２０２ｄの上方及び下方にそれぞれ配設されている網電極２０３ｃ〜２０３ｈにも、交流電源２０４が接続されるということは言うまでもない。

また、図２に示すようにして、絶縁板及び板電極と、網電極との組を積層するように配設せずに、これらの組を立てて並べるように配設することも可能である。つまり、ガスリアクタ部１４を流れる空気の通風抵抗が可及的に偏らないようにするとともに、その通風抵抗が増加しないように、絶縁板及び板電極と、網電極との組を配設するようにすれば、必ずしも図２に示したようにして、ガスリアクタ部１４を構成する必要はない。

また、図２では、板電極２０２ａ〜２０２ｄの上方及び下方に網電極２０３ａ〜２０３ｈを配設してガスリアクタ部１４を構成した場合を例に挙げて説明したが、ガスリアクタ部１４は、このようなものに限定されない。網電極２０３の代わりに、例えば、図３（ａ）に示すような波板型電極２０３ｉ、２０３ｊを用いたり、図３（ｂ）に示すようなジグザグ型電極２０３ｋ、２０３ｍを用いたりすることも可能である。また、上記機能の他に、絶縁板同士の間隔を保持する機能などもガスリアクタ部１４が備えるようにすることが可能である。

この他、網電極２０３の代わりに、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐを用いるようにしてもよい。図４は、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐを用いて構成されたガスリアクタ部の構成の一例を示す図である。図５は、気流蛇行型電極２０３ｎの構成の一例を示す図である。具体的に、図５（ａ）は、気流蛇行型電極２０３ｎの正面図（背面図）である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ´方向に沿った断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ´方向に沿った断面図である。図５（ｄ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ´方向に沿った断面図である。なお、気流蛇行型電極２０３ｐも気流蛇行型電極２０３ｎと同じ構成であるということは言うまでもない。

図４及び図５に示すように、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐは、凹凸形状を有している。さらに、この気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐに形成されている凹部は、奥行き方向（図５（ａ）の白抜きの矢印の方向）において蛇行する形状を有している。そして、このような形状を有する気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐを、その奥行き方向が通風路１２を流れる空気に沿うように配設する。

以上のようにして配設される気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐは、図２及び図３に示した電極に比べて、比表面積が大きい。したがって、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐにおける熱放散を可及的に大きくすることができ、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐにおける温度分布を可及的に一様にすることができる。これにより、絶縁板２０１ａ、２０１ｂに絶縁劣化が生じてしまうことを可及的に防止することができる。

また、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐは、角部分が多いため、放電を起こしやすくすることができる。さらに、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐを通過する空気は、上記凹部を蛇行するので、乱流となる。これにより、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐを通過する空気が、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐに交流電圧を印加することにより発生するラジカルに接触する割合を増大させることができる。したがって、上記空気に含まれるガスが、酸化反応などの化学反応を起こすのを促進させることができる。

図１に説明を戻し、オゾン分解触媒部１５は、例えば、ガスリアクタ部１４で放電が起こることにより発生するオゾンガスを、二酸化マンガン粒子を用いて分解するためのものである。また、オゾン分解触媒部１５は、空気に含まれている非水溶性のガス（の一部）を酸化し、低級脂肪酸（水溶性のガス）などに変化させる。

このようにしてオゾン分解触媒部１５によって、オゾンガスが分解されるとともに、水溶性のガスなどに変化された空気は、第１のＣＯ除去用触媒部２２ａに流入する。第１のＣＯ除去用触媒部２２ａは、オゾン分解触媒部１５から流入した一酸化炭素ガスを除去する。具体的に、第１のＣＯ除去用触媒部２２ａは、白金、金、又はホプカライトなどを用いて構成され、触媒の作用を用いて一酸化炭素ガスを酸化し、二酸化炭素ガスに変える。
第１のセンサ１６は、ガス吸着部１９の周囲の空気の温度と湿度（例えば絶対湿度）を測定するためのものである。

制御部１７ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどにより構成されるマイクロコンピュータなどを用いて構成され、第１のセンサ１６により測定されたガス吸着部１９の周囲の空気の温度と絶対湿度とに基づいて、加湿部１８と冷却・放熱部２１とを制御する。
具体的に説明すると、制御部１７ａは、ガス吸着部１９の周囲の空気の絶対湿度が、限界水分量以上となるように、加湿部１８を制御する。ここで、限界水分量について説明する。

空気を冷やして、ある温度にしたときに、上記空気中の水分（水蒸気）が凝縮して液体になるためには、上記空気にある一定限度以上の水分が含まれている必要がある。この一定限度の水分の量を限界水分量という。限界水分量は、１［ｋｇ］の空気に含まれている水分の重さ［ｇ］として表される。例えば、常温の空気を９［℃］に冷やしたときに、上記空気が凝縮して液体になるには、上記空気に約７［ｇ／ｋｇ］以上の水分が含まれている必要がある。したがって、９［℃］のときの限界水分量は、約７［ｇ／ｋｇ］となる。

加湿部１８は、例えば、超音波加湿器であり、制御部１７による制御に従って、第１のＣＯ除去用触媒部２２ａからガス吸着部１９に流入する空気を加湿するためのものである。
図６に示すように、ガス吸着部１９は、複数の捕集部として配設される複数の熱伝導性のよい板３１ａ〜３１ｅを有する。なお、以下の説明では、上記複数の板３１ａ〜３１ｅを冷却フィンと表す。

冷却フィン３１ａ〜３１ｅは、その板面が空気が流れる方向（白抜きの矢印の方向）に沿うように配設されている。また、各冷却フィン３１ａ〜３１ｅは、通風路１２の断面方向に一定間隔を有して並べられている。このようにして各冷却フィン３１ａ〜３１ｅを配設するのは、後述する各冷却フィン３１ａ〜３１ｅ間でのガスの除去率を均一化できるようにし、且つ各冷却フィン３１ａ〜３１ｅ間を通る空気の通風抵抗に偏りが発生しないようにするためである。さらに、冷却フィン３１ａ〜３１ｅは、中空部を有しており、この中空部に、冷媒３２が通るパイプ２１ｂが配設される。
なお、ガス吸着部１９として、図６に示したような冷却フィン３１ａ〜３１ｅを用いずに、ひれ付コイル（finned coil）やエロフィンチューブ（aerofin tube）を用いてもよい。ここで、エロフィンチューブとは、薄い金属帯(フィン)が垂直に立つように巻き付けられたパイプである。

図１に説明を戻し、制御部１７ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどにより構成されるマイクロコンピュータなどを用いて構成され、冷却・放熱部２１の動作を制御するためのものである。なお、制御部１７ｂを用いずに、前述した制御部１７ａにより、制御部１７ｂで行う機能を実現するようにしてもよいということは言うまでもない。

冷却・放熱部２１は、コンプレッサ２１ａと、パイプ２１ｂと、クーラー部２１ｃと、プリクーラー部２１ｄと、開閉手段として配設される電磁弁２１ｅとを有している。
コンプレッサ２１ａは、制御部１７ｂによる制御に従って冷媒３２を圧縮してパイプ２１ｂ内に供給し、ガス吸着部１９（冷却フィン３１ａ〜３１ｅ）を冷却するためのものである。なお、ここではコンプレッサを用いた場合を一例として説明するが、コンプレッサ以外にも、ペルチェ素子や吸収式冷却装置などを用いることも可能である。

第１の放熱装置として配設されるクーラー部２１ｃは、放熱部として配設される複数の熱伝導性のよい板を有する。なお、以下の説明では、上記複数の板を第１の放熱フィンと表す。
上記第１の放熱フィンは、その板面が、空気が流れる方向に沿うように配設され、それぞれが互いに間隔を有して配設される。さらに、上記第１の放熱フィンは、中空部を有しており、この中空部に、パイプ２１ｂが配設される。

第２の放熱装置として配設されるプリクーラー部２１ｄは、通風路１２の外側に配設され、第２の放熱部として配設される複数の熱伝導性のよい板２１０と、送風機２１１とを有している。なお、以下の説明では、上記複数の板を第２の放熱フィン２１０と表す。
第２の放熱フィン２１０は、中空部を有しており、コンプレッサ２１ａとクーラー部２１ｃとの間にあるパイプ２１ｂが、この中空部に配設される。
送風機２１１は、第２の放熱フィン２１０に風をあてて、第２の放熱フィン２１０における放熱量を可及的に高めるようにするためのものである。

このように、本実施の形態では、クーラー部２１ｃだけでなく、通風路１２の外側に配設されたプリクーラー部２１ｄによっても冷媒３２を冷却させるようにしている。したがって、冷却・放熱部２１における温度が高くなることによって、コンプレッサ２１ａの電源が切れてしまうなどの問題を可及的に防止することができる。

具体的に説明すると、本実施の形態では、通風路１２内の空気の風速を０．２ｍ／ｓとしており、通風路１２内の速度が遅い。このために、クーラー部２１ｃにおける放熱量が十分でない場合がある。しかしながら、本実施の形態では、プリクーラー部２１ｄによっても冷媒３２を冷却させるようにしているので、このような場合であっても、上述したコンプレッサ２１ａの電源が切れてしまうなどの問題を可及的に防止することができる。

本願発明者らは、ガス吸着部１９の入り口における温度Ｔ₁と、冷却・放熱部２１の出口における温度Ｔ₂との温度差ΔＴ（＝Ｔ₁−Ｔ₂）を、プリクーラー部２１ｄを設けた場合と、設けなかった場合との２つの場合において測定した。

具体的には、通風路１２を流れる空気の速度が０．２ｍ／ｓになるように、図１に示した有害ガス除去装置１０を動作させて、温度差ΔＴを測定した。その結果、温度差ΔＴは、約２℃であった。

また、プリクーラー部２１ｄを、図１に示した有害ガス除去装置１０から取り除いて装置を構成した。そして、通風路１２を流れる空気の速度が０．２ｍ／ｓになるようにして、温度差ΔＴを測定した。その結果、温度差ΔＴは、約１５℃であった。

このように、プリクーラー部２１ｄを有害ガス除去装置１０に配設するようにすれば、パイプ２１ｂから発生する熱をより効率よく放出させるとともに、通風路１２内の温度を可及的に容易に制御することができるようになることが分かる。

具体的に説明すると、上記第１の放熱フィン（クーラー部２１ｃ）は、通風路１２内に配設されているために、上記第１の放熱フィン（クーラー部２１ｃ）から通風路１２内に熱が放出されることになり、通風路１２内の温度が上記第１の放熱フィン（クーラー部２１ｃ）から放出される熱に影響を受けることになる。一方、プリクーラー部２１ｄは通風路１２の外側に配設されているので、プリクーラー部２１ｄから通風路１２内に熱が放出されることはなく、通風路１２内の温度がプリクーラー部２１ｄから放出される熱に影響を受けることがなくなる。したがって、例えば、上記第１の放熱フィン（クーラー部２１ｃ）における放熱量と、プリクーラー部２１ｄの放熱量とを適宜設定することにより、通風路１２内の温度を制御することができる。

以上のように、クーラー部２１ｃとプリクーラー部２１ｄとの両方を有害ガス除去装置１０に配設するようにすれば、パイプ２１ｂから発生する熱をより効率よく放出させることができるとともに、通風路１２内の温度を可及的に容易に制御することができるようになり好ましいが、必ずしもクーラー部２１ｃと、プリクーラー部２１ｄとの両方を配設する必要はなく、クーラー部２１ｃと、プリクーラー部２１ｄとの少なくとも何れか一方を配設するようにすれば、冷却フィン３１ａ〜３１ｅを冷やすことができるということは言うまでもない。

また、本実施の形態では、第２の放熱フィン２１０と送風機２１１とを用いてプリクーラー部２１ｄを構成するようにしたが、第２の放熱フィン２１０だけでもパイプ２１ｄから発生する熱を十分に放出させることができる場合には、必ずしも送風機２１１を設ける必要はない。

パイプ２１ｂは、コンプレッサ２１ａからの冷媒３２を通すためのものである。このパイプ２１ｂにより、第１の経路と第２の経路とが形成される。ここで、第１の経路とは、コンプレッサ２１ａから、第２の放熱フィン２１０の中空部と、上記第１の放熱フィンの中空部と、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの中空部とを経由してコンプレッサ２１ａに戻る第１の経路である。また、第２の経路とは、コンプレッサ２１ａから、電磁弁２１ｅと、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの中空部とを経由してコンプレッサ２１ａに戻る第２の経路である。

電磁弁２１ｅは、ＣＰＵ１７ｂによる制御に従って、上記第２の経路のみを開閉するためのものである。
冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面付近の温度を測定するための第２のセンサ２３によって測定された温度が所定の温度以下になった場合に、制御部１７ｂは、電磁弁２１ｅを開放させる。これにより、コンプレッサ２１ａからの高温の冷媒３２が上記第２の経路に流れ、冷却フィン３１ａ〜３１ｅが温まる。

一方、第２のセンサ２３によって測定された温度が所定の温度よりも高くなった場合には、制御部１７ｂは、電磁弁２１ｅを閉じる。これにより、コンプレッサ２１ａからの高温の冷媒３２が上記第２の経路に流れなくなり、上記第１の放熱フィンと第２の放熱フィン２１０とにより冷却された冷媒３２のみが冷却フィン３１ａ〜３１ｅの中空部に流れ、冷却フィン３１ａ〜３１ｅが冷やされる。なお、上記所定の温度は、例えば０〜２℃である。

上述したように、制御部１７ａによる制御に従った加湿部１８の動作により、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の空気の絶対湿度は、限界水分量以上に保たれている。したがって、以上のようにしてパイプ２１ｂ内に冷媒３２を循環させることにより、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に霜が形成されてしまうことを防止しながら、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に適正量の水膜を常時形成することができる。

そして、本実施の形態では、ガスリアクタ部１４及びオゾン分解触媒部１５で発生した水溶性の有害ガスや、空気中にもともと含まれている水溶性の有害ガスを、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に形成された水膜に吸着させることにより、除去するようにする。

すなわち、ガスリアクタ部１４及びオゾン分解触媒部１５で発生した水溶性の有害ガスや、空気中にもともと含まれている水溶性の有害ガスが、ガス吸着部１９に供給されると、上記水溶性のガスの濃度勾配に起因した拡散が起こる。具体的に説明すると、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間に供給された水溶性の有害ガスは、その濃度が最も低い冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に向かって拡散する。これにより、水溶性の有害ガスは、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に形成された水膜に吸着される。水溶性の有害ガスを吸着した水膜は、自重により落下する。そして、落下した水を回収部２０で回収する。このように本実施の形態では、冷却フィン３１ａ〜３１ｅにより複数の捕集部が構成される。なお、有害ガス除去装置１０には、必要に応じて粒子除去部１３の上流側に粗粒子を捕集する機能を有する前段フィルタなどの捕集機能を有する部材を設けてもよい。

そして、以上のようにして有害ガスが除去された空気は、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂに流入する。第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂは、第１のＣＯ除去用触媒部２２ａやガス吸着部１９で除去しきれなかった一酸化炭素ガスを除去する。具体的に、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂは、白金、金、ホプカライトなどを用いて構成され、触媒の作用を用いて一酸化炭素ガスを酸化し、二酸化炭素ガスに変える。

すなわち、本実施の形態では、第１のＣＯ除去用触媒部２２ａやガス吸着部１９で除去しきれなかった一酸化炭素ガスを、一酸化炭素ガスを除去するのに適した白金触媒などを用いて除去するようにする。言い換えると、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂに多種類のガスが流入して触媒が被毒しないように、一酸化炭素ガスを除く有害ガスをガス吸着部１９で除去してから第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂで一酸化炭素ガスを除去するようにする。
以上のようにして粗粒子や粒子や有害ガスが除去された空気は、通風路１２の下流側から大気中に排出される。

次に、以上のような構成を有する有害ガス除去装置１０の効果を調査した結果について説明する。
図７は、有害ガス除去装置１０の動作時間（経過時間）と水溶性の有害ガスの除去率との関係を示した図である。

なお、ここでは、酢酸ガスを対象にして調査した。また、ガス吸着部１９に流入した酢酸ガスの量と、ガス吸着部１９から流出した酢酸ガスの量との比から、有害ガスの除去率５１を求めるようにした。

さらに、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の所定の位置における温度が約９［℃］になるように、冷却フィン３１ａ〜３１ｅを冷却するとともに、ガス吸着部１９に流入する空気の絶対湿度５２が約１２［ｇ／ｋｇ］になるように、加湿部１８により空気を加湿するようにした。

上述したように、９［℃］のときの限界水分量５３は、約７［ｇ／ｋｇ］であるので、以上のようにして有害ガス除去装置１０を動作させることにより、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に水膜が常時形成される。

図７に示すように、酢酸ガスの除去率５１は、８０［％］以上の高い値を示し、なお且つ有害ガス除去装置１０を長時間動作させても低下しないことが分かる。

また、本願発明者らは、ガス吸着部１９に流入する空気の絶対湿度が、限界水分量よりも低くなるように、有害ガス除去装置１０を動作させた場合に、有害ガスをどの位除去することができるのかを調査した。図８にその結果を示す。

図８は、ガス吸着部１９に流入する空気の絶対湿度が、限界水分量よりも低くなるように、有害ガス除去装置を動作させた場合の有害ガスの除去率を示した図である。

具体的には、ガス吸着部１９に流入する空気の絶対湿度が、約５［ｇ／ｋｇ］になるように、有害ガス除去装置を動作させて、水溶性の有害ガス（酢酸ガス）の除去率を調査した。なお、ガス吸着部１９に流入する空気の絶対湿度以外の条件は、図７に示したものと同じである。

図８に示すように、有害ガス除去装置を動作させた直後の酢酸ガスの除去率６１は、８０［％］となり、高い値を示すが、時間の経過とともに、低下してしまうことが分かる。

このように、本願発明者らは、ガス吸着部１９に流入する空気の絶対湿度６２が、限界水分量６３よりも低いと、有害ガスを安定して除去することが困難になるということを見出した。

さらに、本願発明者らは、本実施の形態の有害ガス除去装置１０をどのように構成すれば、有害ガスを適切に除去することができるのかを詳細に解析した。その結果、構造決定パラメータλが０．６９３以上となるように、冷却フィン３１ａ〜３１ｅを構成するようにすればよいということを見出した。

以下に、構造決定パラメータλが、どのようにして導出されるのかを説明する。
この構造決定パラメータλは、本願発明者らが提唱するＭＤ理論（Mixing Diffusion Theory）により決定される。このＭＤ理論は、電気集塵理論におけるドイチェ（Deutsh）の式を拡張したものである。

この電気集塵理論に適用される電気集塵機は、例えば、放電電極と、上記放電電極に対向して配設される対向電極とを有する荷電部と、上記荷電部の下流側に配設された集塵電極と、上記集塵電極に対向して配設される非集塵電極とを有する集塵部とを通風路内に備えて構成され、上記通風路の上流側から下流側に向けて空気を通風して、上記空気によって運ばれる粒子などを集塵するものである。

上記ドイチェの式は、このような電気集塵機における集塵効率η´を求めるものであり、以下の（１式）により表される。
η´＝１−ｅｘｐ（−Ａ×ω／Ｑ）・・・（１式）

上記（１式）において、Ａは集塵面積（集塵電極の面積）［ｍ²］、Ｑは風量［ｍ³／ｓ］、ωは電気的移動速度［ｍ／ｓ］である。また、集塵面積Ａと風量Ｑは、それぞれ以下の（２式）及び（３式）のように表される。
Ａ＝ｂ×Ｌ・・・（２式）
Ｑ＝ｖ×ｂ×ｗ・・・（３式）

上記（２式）及び（３式）において、ｂは集塵電極の幅方向の長さ［ｍ］、Ｌは集塵電極の奥行き方向の長さ［ｍ］、ｗは集塵電極と非集塵電極との間隔（電極間隔）［ｍ］、ｖは空気の速度［ｍ／ｓ］である。

そして、上記（２式）及び（３式）を上記（１式）に代入すると、以下の（４式）が得られる。
η´＝１−ｅｘｐ｛−（Ｌ×ω）／（ｗ×ｖ）｝・・・（４式）

上記ＭＤ理論は、上記（４式）を拡張したものである。ただし、上記ＭＤ理論では、水溶性のガスは、水膜が形成された面に接触すればそこで吸着され、再蒸発しないものという前提が必要になる。

上述したように水溶性の有害ガスは、水膜が形成された面に向かって拡散する。したがって、上記（４式）における電気的移動速度ωの代わりに、拡散速度Ｖ_D［ｍ／ｓ］を用いる。

この拡散速度Ｖ_Dは、以下の良く知られている式である（５式）のように表される。
Ｖ_D＝−（Ｄ／ｎ）×（∂ｎ／∂ｘ）・・・（５式）
上記（５式）において、Ｄは拡散係数［ｍ²／ｓ］、ｎは各冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間に存在している有害ガスの濃度［ｐｐｍ］、ｘは各冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔方向（通風路１２の断面方向）の距離［ｍ］である。

ここで、有害ガスの濃度ｎが、冷却フィン３１ａ〜３１ｅと冷却フィン３１ａ〜３１ｅとの中間点から冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に向かって、略直線的に減少しているとすると、以下の（６式）が導かれる。
（−∂ｎ／∂ｘ）≒ｎ／ａ＝ｎ／（ｄ／２）・・・（６式）

上記（６式）において、ａは拡散距離［ｍ］である。また、ｄは、互いに対向する冷却フィン３１ａ〜３１ｅと冷却フィン３１ａ〜３１ｅとの間隔［ｍ］である。

そして、上記（６式）を上記（５式）に代入すると、以下の（７式）が得られる。
Ｖ_D＝２Ｄ／ｄ・・・（７式）

また、対向する２つの冷却フィン３１ａ〜３１ｅへの有害ガスの拡散は、上記（４式）の電極間隔ｗが、あたかも冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄの半分になったように作用する。

以上のことから、上記（４式）の電気的移動速度ωを、上記（７式）の拡散速度Ｖ_D［ｍ／ｓ］に置き換えるとともに、上記（４式）の電極間隔ｗを、ｄ／２に置き換えることにより、以下の（８式）が得られる。
η＝１−ｅｘｐ｛−（４×Ｌ×Ｄ）／（ｄ²×ｖ）｝・・・（８式）

このようにして得られた上記（８式）が、ＭＤ理論による有害ガスの除去性能を表す理論式である。そして、上記（８式）の指数部が上記構造決定パラメータλとなる。この構造決定パラメータλを用いると、以下の（９式）及び（１０式）が得られる。

λ≡（４×Ｌ×Ｄ）／（ｄ²×ｖ）・・・（９式）
η＝１−ｅｘｐ（−λ）・・・（１０式）

さらに、本願発明者らは、上記（１０式）により得られるＭＤ理論式が実測値と一致するかどうかを調査した。その結果を以下に示す。
図９は、構造決定パラメータλと有害ガスの除去率との関係の一例を示した図である。図９において、黒丸が実測値である。図９に示すように、上記（１０式）により得られた理論値７０と、実測値とは、概ね一致していることが分かる。

以上のことから、上記（１０式）により得られるＭＤ理論式は、有害ガス除去装置１０を構成する際の指標として極めて優れた理論であると言える。
そして、構造決定パラメータλが０．６９３以上となるように有害ガス除去装置１０を構成すれば、有害ガスの除去率ηを５０［％］以上にすることができ、実用的な値になるということが、上記ＭＤ理論式により定量的に求めることができる。

また、上記（９式）により、構造決定パラメータλは、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄの２乗に反比例する。すなわち、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの面積（有害ガスを捕集する面積）を大きくしても、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄを小さくしなければ、有害ガスの除去率ηはあまり増加しない（上記（８式）を参照）。

このことから、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄを可及的に小さく（好ましくは１．５［ｍｍ］以下）することにより、有害ガスの除去率ηを大きくすることができるということが分かる。

以上のように、本願発明者らが今回提唱したＭＤ理論を用いることにより、試行錯誤により有害ガス除去装置１０を設計しなくても、高い除去率を有する有害ガス除去装置１０を設計することができる。

ところで、特開２００１−９６１９３号公報や、特開２００１−９６１９４号公報などには、イオン化線と、グランド電極とを互いに対向させて配設し、上記グランド電極の表面に水膜を形成することにより、水溶性のガスを除去する技術が提案されている。

そして、本願発明者らは、本実施の形態で示した技術を用いたときの有害ガスの除去効果と、上記公報に記載された技術を用いたときの有害ガスの除去効果とを比較した。

具体的には、上記（９式）で表される構造決定パラメータλと、上記（４式）の指数部λ´との比をとることにより、両者の比較を行った。これらの比は、以下の（１１式）で表される。
（λ´／λ）＝｛（Ｌ×ω）／（ｄ×ｖ）｝／｛（４×Ｌ×Ｄ）／（ｄ²×ｖ）｝＝ω／（４×Ｄ／ｄ）・・・（１１式）

なお、上記（１１式）を求める際には、上記（４式）における間隔ｗを、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄに置き換える。
そして、電気的移動速度ωは、通常、２０［ｃｍ／ｓ］程度である。また、拡散係数Ｄは、０．１〜０．２［ｃｍ²／ｓ］である。したがって、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄを８［ｍｍ］と設定すると、以下の（１２式）が得られる。

（λ´／λ）＝ω／（４×Ｄ／ｄ）＝２０〜４０・・・（１２式）
このことから、上記（９式）で表される構造決定パラメータλは、上記（４式）の指数部λ´よりも、２０分の１〜４０分の１程度の小さな値になることが分かる。

具体的に説明すると、上記公報に記載された技術を用いた装置の粒子の集塵効率が９０［％］であったとしても、水溶性のガスの除去率は、６〜１１［％］になってしまうということが、上記ＭＤ理論を用いることにより分かる。

すなわち、上記（４式）の左辺に０．９を代入して、上記（４式）の指数部λ´を求めると、指数部λ´は２．３になる。
そして、上記（９式）で表される構造決定パラメータλと、上記（４式）の指数部λ´との比は２０なので（上記（１２式）を参照）、上記公報に記載された技術を用いた装置における構造決定パラメータλは、０．１１５になる。

したがって、上記公報に記載された技術を用いた装置における有害ガスの除去率ηは、上記（１０式）から、１０．８（≒１１）［％］になる。

同様に、上記（９式）で表される構造決定パラメータλと、上記（４式）の指数部λ´との比が４０の場合、上記公報に記載された技術を用いた装置における有害ガスの除去率ηは、５．６（≒６）［％］になる。したがって、上記公報に記載された技術を用いるよりも、本実施の形態で示した技術を用いた方が、有害ガスを格段に除去することができるということが分かる。

さらに、上述したように、有害ガスの除去率ηは、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄを小さくすると、急激に増加する（上記（８式）を参照）。しかしながら、上記公報に記載の技術では、イオン化線とグランド電極との距離を短くすると、火花放電などを起こすため、電極間隔をあまり小さくすることができない。したがって、有害ガスの除去率ηを大きくすることができない。

以上のように、本願発明者らが提唱したＭＤ理論を用いることにより、いわゆる電気集塵装置の集塵電極やグランド電極に水膜を形成しても、有害ガスを殆ど除去することができないということが分かる。

さらに、本願発明者らは、ガス吸着部１９を用いて水溶性の有害ガスを除去してから第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂで一酸化炭素ガスを除去した場合と、ガス吸着部１９を用いずに第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂで一酸化炭素ガスを直接除去した場合とで、一酸化炭素ガスの除去効果にどの程度違いがあるのかの検証を行った。

具体的には、図１に示した有害ガス除去装置１０を動作させて、通風路１２に流入する一酸化炭素ガスの量と、通風路１２から流出した一酸化炭素ガスの量を測定した。また、ガスリアクタ部１４、オゾン分解触媒部１５、第１のセンサ１６、制御部１７、加湿部１８、ガス吸着部１９、回収部２０、冷却・放熱部２１、及び第１のＣＯ除去用触媒部２２ａを、図１に示した有害ガス除去装置１０から取り除いて装置を構成した。そして、上記構成した装置を動作させて、通風路１２に流入する一酸化炭素ガスの量と、通風路１２から流出した一酸化炭素ガスの量を測定した。その結果を以下の表１に示す。

表１に示すように、水溶性の有害ガスをガス吸着部１９で除去しないと、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂにおいて一酸化炭素ガスを殆ど除去することができないが、水溶性の有害ガスをガス吸着部１９で除去すると、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂにおける一酸化炭素ガスの除去率が格段に上昇することが分かる。

以上のように本実施の形態では、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間に供給された有害ガスの濃度勾配に起因する拡散現象を利用して、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に形成された水膜に、有害ガスを吸着させるようにしたので、装置のコストを上げることなく、悪臭の原因となる有害ガスや健康上から見た有毒ガスを確実に長期間除去することができる。

また、ガス吸着部１９（冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲）の絶対湿度が、限界水分量以上となるように加湿部１８を制御するようにしたので、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に水膜を常時形成することが、有害ガス除去装置１０の消費電力を大きくすることなく実現することができる。

また、構造決定パラメータλが、０．６９３以上になるように、有害ガス除去装置１０を構成するようにしたので、有害ガスの除去効果が、実用的な範囲となる有害ガス除去装置１０を容易に設計することができる。すなわち、有害ガス除去装置１０における有害ガスの除去効果と、有害ガス除去装置１０の構成との関係を定量的に関連付けるＭＤ理論を用いて、有害ガス除去装置１０を構成するようにしたので、厳密な複数の理論式を組み合わせた複雑な設計を行ったり、実験を繰り返し行ったりしなくても、設計者は、概ね実測値と一致した性能を容易に予見することができ、ユーザのニーズに合わせた最適な有害ガス除去装置１０を容易に設計することができる。

また、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔が有害ガスの除去率に大きく影響するということを、上記ＭＤ理論を用いることにより、今回始めて定量的に解析することができた。そして、本実施の形態では、有害ガスの濃度勾配に起因する拡散を利用して捕集するようにしたので、有害ガスを捕集する冷却フィン３１ａ〜３１ｅの絶縁が不要になり、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間隔ｄを容易に小さくすることができる。

また、クーラー部２１ｃだけでなく、通風路１２の外側に配設されたプリクーラー部２１ｄによってもパイプ２１ｂから発生する熱を放出させるようにしたので、冷却・放熱部２１における温度が高くなることによって、コンプレッサ２１ａの電源が切れてしまうなどの問題を可及的に防止することができる。

また、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面付近の温度が０℃以下になった場合には、電磁弁２１ｅを開放させて、コンプレッサ２１ａからの高温の冷媒３２が上記第２の経路に流れるようにして、冷却フィン３１ａ〜３１ｅを温めるようにする一方、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面付近の温度が０℃よりも高くなった場合には、電磁弁２１ｅを閉じて、上記第１の放熱フィンと第２の放熱フィン２１０とにより冷却された冷媒３２のみが冷却フィン３１ａ〜３１ｅの中空部に流れるようにして、冷却フィン３１ａ〜３１ｅを冷やすようにしたので、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の環境（温度）に影響を受けずに、適正量の水膜を冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に常時形成することができる。

また、ガスリアクタ部１４と、オゾン分解触媒部１５とを用いて、非水溶性のガスを水溶性のガスに変えてから、ガス吸着部１９により水溶性のガスを除去するようにしたので、悪臭の原因となる有害ガスをより確実に除去することができる。

また、粒子除去部１３により粒子を除去してから、有害ガスを除去するようにしたので、空気清浄効果をより一層向上させることができる。

また、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの間に供給された有害ガスの濃度勾配に起因する拡散現象を利用して、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に形成した水膜に、水溶性の有害ガスを吸着させて除去してから、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂで一酸化炭素ガスを除去するようにしたので、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂに多種類の有害ガスが流入してしまうことを防止することができ、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂを構成する白金などが被毒されてしまうことを防止することができる。これにより、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂにおける一酸化炭素ガスの除去性能を従来よりも格段に向上させることができ、悪臭の原因となる多種類の有害ガスや健康上から見た有毒ガスを確実に長期間除去することができる。

このように、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂを設ければ、一酸化炭素ガスの除去性能を格段に向上することができ好ましいが、必ずしも第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂを設ける必要はない。すなわち、第１のＣＯ除去用触媒部２２ａ及び第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂの少なくとも何れか一方を設けるようにしていればよい。

なお、図２〜図４に示したように、絶縁板２０１の中に、導電性の板電極２０２を埋設するようにすれば、電極２０３と板電極２０２との間の絶縁を可及的に確実に確保することができ好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、図１０に示すように、板電極２０２ａ、２０２ｂを、絶縁板１００１ａ〜１００１ｄで挟むようにしてもよい。このようにすれば、気流蛇行型電極２０３ｎ、２０３ｐと、板電極２０２ａ、２０２ｂとの間の絶縁を、電極２０３から板電極２０２までの沿面距離により確保することができ、なお且つ絶縁板２０１の中に、導電性の板電極２０２を埋設する場合よりも、ガスリアクタ部１４を容易に形成することができるようになる。

また、本実施の形態では、ガスリアクタ部１４により、放電プラズマ領域を形成するようにしたが、通風路１２内の所定の空間にラジカルを発生させることができれば、必ずしも放電プラズマ領域を形成するようにしなくてもよい。

例えば、図１１に示すように、通風路１２の断面方向に間隔を有して並べられたＵＶランプ８１ａ〜８１ｄを用いて、ガスリアクタ部１４を構成するようにしてもよい。このＵＶランプ８１ａ〜８１ｄにより、通風路１２内の所定の空間に紫外線照射領域を形成することができ、上記放電プラズマ領域と同様の作用を通風路１２に供給された空気に与えることができる。

また、本実施の形態では、ガス吸着部１９（冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲）の絶対湿度が、限界水分量以上となるように加湿部１８を制御するようにしたが、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に水膜を常時形成することができれば、必ずしもこの方法を用いる必要はない。

例えば、制御部１７ａが、冷却・放熱部２１における冷凍サイクルを制御して、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の温度を下げるようにしてもよい。すなわち、制御部１７ａは、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の温度が、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に水膜を常時形成することができる温度になるように、コンプレッサ２１ａを制御する。

具体的に説明すると、制御部１７ａは、第１のセンサ１６により測定されたガス吸着部１９の温度と絶対湿度に基づいて、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の温度が、何度になれば、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの表面に水膜を常時形成することができるのかを求める。そして、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の温度が、上記求めた温度になるように、コンプレッサ２１ａから流れる冷媒３２の量など制御するようにして、冷却フィン３１ａ〜３１ｅの周囲の温度を調整する。このようにすれば、加湿部１８を設けなくてもよくなり、有害ガス除去装置１０を小型化することができる。

ただし、有害ガス除去装置１０の信頼性をより向上させるために、制御部１７ａにおける加湿部１８の制御と、冷却・放熱部２１の制御とを併用するようにしてもよいということは言うまでもない。

また、第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂを構成する白金触媒などの触媒を加熱するようにクーラー部２１ｃを構成すれば、一酸化炭素ガスの除去率をより向上させることができ好ましい。なお、図１には示していないが、有害ガス除去装置１０に第２のＣＯ除去用触媒部２２ｂを加熱するための加熱装置を設け、この加熱装置を用いて上記白金触媒などの触媒を加熱して一酸化炭素ガスの除去率を向上させるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態では、ＨＥＰＡフィルタを用いて粒子除去部１３を構成するようにしたが、塵や埃などの粒子を捕集することができれば、必ずしもＨＥＰＡフィルタを用いる必要はない。例えば、図１２に示すような静電式集塵装置を用いるようにしてもよい。

図１２に示すように、静電式集塵装置（粒子除去部）９０は、荷電部９１と、集塵部９２と、電源装置９３ａ、９３ｂとを有している。
荷電部９１は、放電電極９４ａ、９４ｂと、上記放電電極９４ａ、９４ｂに対向して配設される対向電極９５ａ〜９５ｃとを有し、送風機１１によって通風路１２に供給された空気によって運ばれる塵や埃などの粒子をプラスに荷電する。

すなわち、電源装置９３ａにより、放電電極９４ａ、９４ｂと、対向電極９５ａ〜９５ｃとの間に高電圧を与えてコロナ放電空間を生じさせ、通風路１２に供給された空気によって運ばれる塵や埃などの粒子をプラスに荷電する。

集塵部９２は、荷電部９１よりも通風路１２の下流側で互いに対向して配設される非集塵電極９６ａ、９６ｂと、集塵電極９７ａ〜９７ｃとを有し、荷電部９１でプラスに荷電された粒子を集塵する。

すなわち、電源装置９３ｂにより、非集塵電極９６ａ、９６ｂに正の電位を与えるとともに、集塵電極９７ａ〜９７ｃにグランド電位を与えることにより、非集塵電極９６ａ、９６ｂと集塵電極９７ａ〜９７ｃとの間に、電位差に起因する電界を発生させる。そして、この電界の作用により、荷電部９１でプラスに荷電された粒子を集塵電極９７ａ〜９７ｃに吸引して集塵する。

本発明の実施の形態を示し、有害物質除去装置の構成の一例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガスリアクタ部の具体的な構成の第１の例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガスリアクタ部の具体的な構成の第２及び第３の例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガスリアクタ部の具体的な構成の第４の例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、気流蛇行型電極の構成の一例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガス吸着部の具体的な構成の一例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、有害物質除去装置の動作時間（経過時間）と有害ガスの除去率との関係を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガス吸着部に流入する空気の絶対湿度が、限界水分量よりも低くなるように、有害物質除去装置を動作させた場合の有害ガスの除去率を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、構造決定パラメータと有害ガスの除去率との関係の一例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガスリアクタ部の具体的な構成の第５の例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、ガスリアクタ部の具体的な構成の第６の例を示した図である。 本発明の実施の形態を示し、粒子除去部の具体的な構成の他の例を示した図である。

符号の説明

１０ 有害物質除去装置
１１ 送風機
１２ 通風路
１３ 粒子除去部
１４ ガスリアクタ部
１５ オゾン分解触媒部
１６ 第１のセンサ
１７ 制御部
１８ 加湿部
１９ ガス吸着部
２０ 回収部
２１ 冷却・放熱部
２１ａ コンプレッサ
２１ｂ パイプ
２１ｃ クーラー部
２１ｄ プリクーラー部
２１ｅ 電磁弁
２２ ＣＯ除去用触媒部
２３ 第２のセンサ
３１ 冷却フィン
２１０ 第２の放熱フィン
２１１ 送風機

Claims (22)

1. 通風路に供給された空気に含まれている有害ガスを除去する有害ガス除去装置であって、
   上記通風路内で間隔を有して配設された複数の捕集部と、
   上記複数の捕集部を冷却して、上記複数の捕集部の表面に水膜を形成させるための冷却手段とを有し、
   上記複数の捕集部の間に供給された有害ガスの濃度勾配に起因する拡散を利用して、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に、上記有害ガスを吸着させるようにしたことを特徴とする有害ガス除去装置。
2. 上記複数の捕集部の周囲の空気を加湿する加湿手段を有することを特徴とする請求項１に記載の有害ガス除去装置。
3. 上記通風路内の空気の湿度を計測する湿度計測手段と、
   上記湿度計測手段により計測された空気の湿度に応じて、上記加湿手段を制御する加湿制御手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の有害ガス除去装置。
4. 上記冷却手段は、冷媒を圧縮して供給するためのコンプレッサと、
   上記コンプレッサから上記コンプレッサに戻る経路を形成し、上記コンプレッサから供給される冷媒を循環させるようにするためのパイプと、
   上記パイプに流れる冷媒の熱を冷却するための放熱装置とを有し、
   上記複数の捕集部は、上記パイプに取り付けられており、
   上記放熱装置は、上記コンプレッサにおける上記冷媒の出口側において、上記コンプレッサと上記複数の捕集部との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
5. 上記通風路内の空気の湿度を計測する湿度計測手段と、
   上記湿度計測手段により計測された空気の湿度に応じて、上記冷却手段の冷凍サイクルの運転条件を変更し、変更した運転条件に従って上記冷却手段を制御する冷却制御手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の有害ガス除去装置。
6. 上記放熱装置を上記通風路の外部に設けたことを特徴とする請求項４又は５に記載の有害ガス除去装置。
7. 上記通風路の外部に設けられた放熱装置は、上記パイプに取り付けられた放熱部と、
   上記放熱部に風を供給する送風機とを有することを特徴とする請求項６に記載の有害ガス除去装置。
8. 上記放熱装置を上記通風路の内部に設けたことを特徴とする請求項４又は５に記載の有害ガス除去装置。
9. 上記通風路の内部に配管されているパイプに取り付けられた第１の放熱部を有する第１の放熱装置と、
   上記通風路の外部に配管されているパイプに取り付けられた第２の放熱部を有する第２の放熱装置とを有し、
   上記第２の放熱部は、上記コンプレッサにおける上記冷媒の出口側において、上記コンプレッサと上記第１の放熱部との間に配管されているパイプに取り付けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の有害ガス除去装置。
10. 上記パイプにより形成される経路を開閉する開閉手段と、
    上記複数の捕集部の周囲の空気の温度を計測する温度計測手段と、
    上記温度計測手段により計測された温度に応じて、上記開閉手段における開閉動作を制御する経路開閉制御手段とを有し、
    上記パイプは、上記コンプレッサから上記放熱装置と上記複数の捕集部とを経由して上記コンプレッサに戻る第１の経路と、上記放熱装置を経由せずに上記コンプレッサから上記複数の捕集部を経由して上記コンプレッサに戻る第２の経路とを形成し、
    上記開閉手段は、上記パイプにより形成される上記第２の経路のみを開閉することを特徴とする請求項４〜９の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
11. 上記通風路内に放電プラズマ領域を形成するようにするための放電プラズマ発生手段を有し、
    上記放電プラズマ領域を通った空気に含まれている有害ガスを、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に吸着させるようにしたことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
12. 上記放電プラズマ発生手段で発生したオゾンガスを除去するためのオゾン分解用触媒を有するオゾンガス除去手段を有し、
    上記オゾン分解用触媒を通った空気に含まれている有害ガスを、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に吸着させるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の有害ガス除去装置。
13. 上記オゾン分解用触媒は、マンガン触媒であることを特徴とする請求項１２に記載の有害ガス除去装置。
14. 上記複数の捕集部の間を通った空気に含まれている一酸化炭素ガスを、一酸化炭素除去用触媒を用いて除去する一酸化炭素除去手段を有することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
15. 上記通風路内に紫外線を照射して紫外線照射領域を形成するようにするための紫外線照射手段を有し、
    上記紫外線照射領域を通った空気に含まれている有害ガスを、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に吸着させるようにしたことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
16. 上記紫外線照射手段で発生したオゾンガスを除去するためのオゾン分解用触媒を有するオゾンガス除去手段を有し、
    上記オゾン分解用触媒を通った空気に含まれている有害ガスを、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に吸着させるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の有害ガス除去装置。
17. 上記オゾン分解用触媒は、マンガン触媒であることを特徴とする請求項１６に記載の有害ガス除去装置。
18. 上記複数の捕集部の間を通った空気に含まれている一酸化炭素ガスを、一酸化炭素除去用触媒を用いて除去する一酸化炭素除去手段を有することを特徴とする請求項１５〜１７の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
19. 上記複数の捕集部は、以下の式で表される構造決定パラメータλが、０．６９３以上になるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
    λ＝（４×Ｄ×Ｌ）／（ｄ²×ｖ）
    上記において、ｄは、上記複数の捕集部間の間隔［ｍ］、Ｌは、上記複数の捕集部の奥行き方向の長さ［ｍ］、ｖは、上記通風路に供給される空気の風速［ｍ／ｓ］、Ｄは、上記有害ガスの拡散定数［ｍ／ｓ²］である。
20. 上記複数の捕集部は、１．５［ｍｍ］以下の間隔を有して配設されていることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
21. 上記複数の捕集部は、一定の間隔を有して配設されていることを特徴とする請求項１〜２０の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。
22. 上記通風路に供給された空気に乗って運ばれた粒子を捕集して除去する粒子除去手段を有し、
    上記粒子除去手段によって粒子が除去された空気に含まれる有害ガスを、上記複数の捕集部の表面に形成された水膜に吸着させるようにしたことを特徴とする請求項１〜２１の何れか１項に記載の有害ガス除去装置。

Images