JP2005331124A - Heat exchanger having air cleaning function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気清浄機能を有する熱交換器に関し、特に車両用熱交換器に適用して好適である。 The present invention relates to a heat exchanger having an air cleaning function, and is particularly suitable for application to a vehicle heat exchanger.
従来、熱交換器に臭気成分(有機物)が付着することを防止する技術として、熱交換器表面にポリアニリンからなる被膜を形成したものが特許文献1にて知られている(以下、従来例と称す)。 Conventionally, as a technique for preventing odor components (organic substances) from adhering to a heat exchanger, a technique in which a film made of polyaniline is formed on the surface of a heat exchanger is known in Patent Document 1 (hereinafter referred to as a conventional example). Called).
この図5の従来例では、周知の車室内への空調用空気を冷却する蒸発器のコア部を構成する基材16の表面にポリアニリンからなる被膜17が形成されている。このポリアニリン被膜17は、蒸発器表面に発生する凝縮水19が接触すると凝縮水19に溶け込んだ溶存酸素を活性化させて、活性酸素であるスーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)を発生させる。
In the conventional example of FIG. 5, a
このスーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)により、蒸発器表面に付着した臭気成分を酸化分解(清浄化)できる。したがって、使用年数の経過とともに徐々に増加して蒸発器表面に付着、蓄積した臭気成分が蒸発器表面から離脱して車室内へ流れることを防止できる。つまり、車室内の乗員が感じる空気吹き出し口からの不快臭の問題を防止できる。
しかし、特許文献1の蒸発器では、蒸発器表面に付着した臭気成分を酸化分解することはできるが、コア部を通過する空気に含まれる臭気成分を分解することができないため、車室内に臭気成分が流れてしまうという問題がある。
However, in the evaporator of
本発明は、上記点に鑑み、熱交換器表面に付着した臭気成分を酸化分解できる熱交換器において、熱交換器を通過する臭気成分を含んだ空気を清浄化することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to purify air containing an odor component that passes through the heat exchanger in a heat exchanger that can oxidatively decompose the odor component adhering to the surface of the heat exchanger.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、空気清浄機能を有する熱交換器において、基材(16)で形成され、内部を流通する流体と空気(A)とを熱交換させる熱交換部(15)と、少なくとも一部の基材(16)を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素を発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜(17)と、ポリアニリン含有被膜(17)に積層配置され、熱交換部(15)で発生する水分(B、19)が透過する水分透過層(18)と、水分透過層(18)に積層配置され、空気(A)中の臭気成分を吸着する吸着材層(20)と、吸着材層(20)に担持される触媒(21)と、吸着材層(20)およびポリアニリン含有皮膜(17)に電気的に接続される電源(23)とを備え、
ポリアニリン含有被膜(17)には、還元電流が供給されるようになっていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the heat exchanger having an air cleaning function, heat exchange is performed between the fluid formed in the base material (16) and the air flowing through the inside (A). A polyaniline-containing film (17) containing polyaniline, which is disposed so as to cover the heat exchange part (15) and at least a part of the substrate (16) and generates active oxygen when it comes into contact with moisture, and a polyaniline-containing film (17 ) And a moisture permeable layer (18) through which moisture (B, 19) generated in the heat exchange section (15) permeates, and a moisture permeable layer (18) and odor in the air (A). An adsorbent layer (20) for adsorbing components, a catalyst (21) supported on the adsorbent layer (20), and a power source (20) electrically connected to the adsorbent layer (20) and the polyaniline-containing film (17) 23)
The polyaniline-containing coating (17) is characterized in that a reduction current is supplied.
これによると、空気(A)中の臭気成分は吸着材層(20)に吸着する。一方、熱交換部(15)で発生する水分(B、19)は、水分透過層(18)を透過してポリアニリン含有被膜(17)に接触するため、水分(B、19)中に溶け込んでいる溶存酸素が変換されて活性酸素であるスーパーオキシドアニオンラジカルが連続的に発生する。 According to this, the odor component in air (A) adsorb | sucks to an adsorbent layer (20). On the other hand, the moisture (B, 19) generated in the heat exchange part (15) permeates the moisture permeable layer (18) and comes into contact with the polyaniline-containing coating (17), so that it dissolves in the moisture (B, 19). The dissolved oxygen is converted to continuously generate superoxide anion radical which is active oxygen.
さらに、このスーパーオキシドアニオンラジカルは、水分(B、19)中で容易に過酸化水素に変換される。この過酸化水素を含んだ水分(B、19)は、水分透過層(18)を透過して吸着材層(20)に染み込み、吸着材層(20)の表面に担持されている触媒(21)と接触する。この時、酸化力の強い活性酸素、ヒドロキシラジカルが発生し、このヒドロキシラジカルにより、吸着材層(20)に吸着した臭気成分を酸化分解することができる。 Furthermore, this superoxide anion radical is easily converted to hydrogen peroxide in water (B, 19). The moisture (B, 19) containing hydrogen peroxide permeates the moisture permeable layer (18) and penetrates the adsorbent layer (20), and the catalyst (21 supported on the surface of the adsorbent layer (20)). ). At this time, active oxygen and hydroxy radical having strong oxidizing power are generated, and the odor component adsorbed on the adsorbent layer (20) can be oxidatively decomposed by the hydroxy radical.
このように、熱交換部(15)を通過する空気(A)中の臭気成分を分解して空気(A)を清浄化できる。なお、本発明では水分(B、19)がポリアニリン含有被膜(17)に接して発生するスーパーオキシドアニオンラジカルにより、水分(B、19)中の臭気成分も酸化分解できる。 Thus, the odor component in the air (A) passing through the heat exchange part (15) can be decomposed to clean the air (A). In the present invention, the odor component in the moisture (B, 19) can also be oxidatively decomposed by the superoxide anion radical generated when the moisture (B, 19) contacts the polyaniline-containing coating (17).
また、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、吸着材層(20)として導電性を有する活性炭素繊維を使用すれば、具体的に熱交換器を通過する空気(A)に含まれる臭気成分を吸着させ、空気を清浄化することができる。
Further, as in the invention described in claim 2, in the heat exchanger having an air cleaning function described in
また、活性炭素繊維が導電性を有するため、吸着材層(20)をポリアニリン含有被膜(17)に対して還元電流を供給するための対向電極とすることができる。これにより、ポリアニリン含有被膜(17)中のポリアニリンに連続的にスーパーオキシドアニオンラジカルおよびヒドロキシラジカルの素となる過酸化水素を発生させることができる。 Moreover, since activated carbon fiber has electroconductivity, an adsorbent layer (20) can be used as a counter electrode for supplying a reduction current with respect to a polyaniline containing film (17). As a result, hydrogen peroxide can be generated continuously in the polyaniline in the polyaniline-containing coating (17), which becomes a base of superoxide anion radical and hydroxy radical.
また、請求項3に記載の発明のように、請求項1または2に記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、水分透過層(18)を絶縁性を有する多孔質膜として、吸着材層(20)とポリアニリン含有被膜(17)とを電源(23)を介して電気的に接続したときの短絡を防止してもよい。なお、多孔質であるため、当然にポリアニリン含有被膜(17)表面で発生した過酸化水素を含んだ水分(B、19)が吸着材層(20)に行き渡ることができる。
Further, as in the invention described in claim 3, in the heat exchanger having the air cleaning function described in
また、請求項4に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、触媒(21)を鉄、銅、亜鉛、チタンのうち少なくとも1つを含むようにすれば、吸着材層(20)に染込んだ水に含まれる過酸化水素を還元し、酸化力の強い活性酸素、ヒドロキシラジカルを発生させることができる。
Moreover, in the heat exchanger having the air cleaning function according to any one of
また、請求項5に記載の発明のように、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、基材(16)をアルミニウム合金または樹脂としてもよい。
Further, in the heat exchanger having the air cleaning function according to any one of
また、請求項6に記載の発明のように、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、ポリアニリン含有皮膜(17)中のポリアニリンを化学式5ないし化学式8で表されるポリアニリンのうち少なくとも1つを含むようにしてもよい。
Further, in the heat exchanger having an air cleaning function according to any one of
また、請求項7に記載の発明のように、請求項1ないし6のいずれか1つ記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、熱交換部(15)で発生する水分が前記空気(A)中の水分が凝縮した凝縮水(B、19)であってもよい。
Further, in the heat exchanger having the air cleaning function according to any one of
また、請求項8に記載の発明のように、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、熱交換器内部を流通する流体を熱交換部(15)における空気(A)からの吸熱により蒸発する冷媒としてもよい。
Further, in the heat exchanger having an air cleaning function according to any one of
また、請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の空気清浄機能を有する熱交換器において、電源を車両に搭載される車載バッテリー(23)とし、空気を車室内へ流れる空調用空気(A)としたことを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the heat exchanger having an air cleaning function according to any one of the first to eighth aspects, the power source is an in-vehicle battery (23) mounted on a vehicle, It is characterized by air conditioning air (A) flowing into the passenger compartment.
これによると、請求項1で述べたように、車室内へ流れる空調用空気(A)中の臭気成分を分解して空気(A)を清浄化でき、さらに、水分(B、19)中の臭気成分も酸化分解できる。したがって、車室内の乗員が感じる空気吹き出し口からの不快臭の問題を防止することができる。
According to this, as described in
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本実施形態は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた車両用空調装置の蒸発器に本発明に係る熱交換器を適用したものであり、図1は本実施形態に係る蒸発器の正面図である。
(First embodiment)
In the present embodiment, a heat exchanger according to the present invention is applied to an evaporator of a vehicle air conditioner using a vapor compression refrigeration cycle, and FIG. 1 is a front view of the evaporator according to the present embodiment. .
なお、蒸気圧縮式冷凍機とは、低圧の冷媒を蒸発器等の低圧側熱交換器にて蒸発させて低温側の熱を吸熱し、この蒸発した気相冷媒を圧縮して高温とすることにより低温側で吸熱した熱を高温側に放熱するもので、通常、圧縮機、放熱器、減圧器および蒸発器等から構成されている。 Note that the vapor compression refrigerator is a method in which a low-pressure refrigerant is evaporated by a low-pressure side heat exchanger such as an evaporator to absorb heat from a low-temperature side, and the evaporated gas-phase refrigerant is compressed to a high temperature. The heat absorbed by the low temperature side is dissipated to the high temperature side, and usually comprises a compressor, a radiator, a decompressor, an evaporator, and the like.
蒸発器10には、図1に示すように、冷媒が流れる複数本のチューブ11と、チューブ11の長手方向両端側にて複数本のチューブ11に連通するヘッダタンク12、13と、チューブ11の外表面に接合されて蒸発器10に流入する空調用空気(矢印A)との伝熱面積を増大させるフィン14とが備えられている。ここで、フィン14やチューブ11等からなる熱交換部をコア部15と称する。
As shown in FIG. 1, the
なお、通常コア部15の端部には、コア部15を補強するサイドプレート(図示せず)が配置される。また、図1中12aは流入側タンク12に冷媒が流入する流入ジョイントであり、13aは流出側タンク13から冷媒が流出する流出ジョイント13bである。本実施形態ではチューブ11やヘッダタンク12、13等の構成部品をアルミニウム合金製とするとともに、これらをろう付けして一体接合している。
Note that a side plate (not shown) that reinforces the
次に、図2を使用してコア部15のフィン14について説明すると、本実施形態ではフィン14もチューブ11等と同様にアルミニウム合金の基材16で形成されている。そして、基材16の表面には、ポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜17が形成され、このポリアニリン含有被膜17には絶縁体である多孔性膜18が積層配置されている。
Next, the
そして、最表面には触媒21を含んだ導電材料である活性炭素繊維層21が形成されている。また、ポリアニリン被膜17および活性炭素繊維層20には、リード線22が接続されており、この接続部は耐水性の樹脂で被覆されている。このリード線22はバッテリー23を介してポリアニリン含有被膜17と活性炭素繊維層20を電気的に接続している。
An activated carbon fiber layer 21 that is a conductive material including the catalyst 21 is formed on the outermost surface. Further,
次に、空気清浄効果を評価した供試モジュールの作製方法(本実施形態の蒸発器10におけるフィン14の作成方法に該当する)を説明する。
Next, a method for producing a test module that evaluates the air cleaning effect (corresponding to a method for producing the
(A)まず、ポリアニリンの合成を行う。氷冷浴中で十分に冷却した過硫酸アンモニウム12gを含む1モル塩酸水溶液50mlを、同じく冷却したアニリンを約2.8g含む1モル塩酸水溶液300mlに徐々に添加し、冷却を続けながら1時間30分撹拌した。溶液は無色から緑青色に変化し、上記化学式5にて陰イオンAが塩素イオンである塩酸ドープ型のポリアニリンが生成した。
上記方法により生じた生成物を吸引ろ過し、1モル塩酸水溶液とアセトンでよく洗浄した。次に、これを28%アンモニア水に懸濁し、24時間撹拌することで、上記化学式6で示される脱ドープ型のポリアニリンが得られる。
(A) First, polyaniline is synthesized. 50 ml of 1 mol hydrochloric acid aqueous solution containing 12 g of ammonium persulfate sufficiently cooled in an ice-cooled bath was gradually added to 300 ml of 1 mol hydrochloric acid aqueous solution containing about 2.8 g of aniline which had been cooled, and the cooling continued for 1
The product produced by the above method was suction filtered and washed well with 1 molar aqueous hydrochloric acid and acetone. Next, this is suspended in 28% aqueous ammonia and stirred for 24 hours, whereby a dedope type polyaniline represented by the above chemical formula 6 is obtained.
(B)次に、上記合成方法(A)で得られた脱ドープ型のポリアニリン粉末4gを、カンファースルホン酸1gを溶解したNMP(N−メチル−2−ピロリドン)100mlに対し、凝集しないように気をつけながら少量ずつ溶かし込み、4%ドープ型ポリアニリン溶液を得た。 (B) Next, 4 g of the dedope type polyaniline powder obtained by the synthesis method (A) is not aggregated with respect to 100 ml of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) in which 1 g of camphorsulfonic acid is dissolved. While taking care, it was dissolved little by little to obtain a 4% doped polyaniline solution.
(C)次に、基材16に前処理を施す。基材16であるアルミ合金材(3cm×5cm)を60℃に保たれた5%水酸化ナトリウム水溶液200mlに30秒間浸漬した後、30%硝酸水溶液200mlに60秒間浸漬し、次に、水道水で30秒間水洗いする。この処理により、油分などの表面汚染物質およびアルミ合金材表面に形成された酸化皮膜が除去される。
(C) Next, the
(D)次に、(C)にて前処理したアルミ合金材(基材16)の両面に、片面でのポリアニリン担持量が0.2mg/cm2となるように4%ポリアニリン溶液を塗布し、140℃に保温された恒温槽に入れて20分間加熱し、アルミ合金材(基材16)表面にドープ型ポリアニリン皮膜17を形成した。
(D) Next, a 4% polyaniline solution was applied to both surfaces of the aluminum alloy material (base material 16) pretreated in (C) so that the polyaniline carrying amount on one surface was 0.2 mg / cm 2, The dope type polyaniline film |
このポリアニリン皮膜17の表面に水分透過層18である住友電工ファインポリマー製ポアフロンRメンブレン(3cm×5cm)を貼り合わせ、さらにその上に触媒21を担持した吸着材層20である東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120(3cm×5cm)を貼り合わせた。さらに、2本のリード線22をシリコンボンドにてポリアニリン皮膜17および東レ製トレカRカーボンペーパー(吸着材層20)に電気的に接続し、これを供試のためのモジュールとした。
Toraytec R carbon made by Toray, which is an
(E)なお、東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120(吸着材層20)への触媒21の担持方法として、東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120(吸着材層20)を10mMFeCl3水溶液に10分間浸漬し、N2雰囲気下80℃に保温された恒温槽内に30分間放置して加熱乾燥した。 (E) In addition, 10MMFeCl as carrier a catalyst 21 to Toray Torayca R carbon paper TGP-H-120 (adsorbent layer 20), manufactured by Toray Industries, Trading R carbon paper TGP-H-120 (the adsorbent layer 20) It was immersed in 3 aqueous solutions for 10 minutes, and it was left to stand in a thermostat kept at 80 ° C. in an N 2 atmosphere for 30 minutes and dried by heating.
上述の(A)〜(E)の方法により、図2に示すような積層構造を基材16に表面に形成した。
A laminated structure as shown in FIG. 2 was formed on the surface of the
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明すると、空調用空気(A)がコア部15に流入すると空気(A)中の臭気成分は、吸着材層20に吸着する(図2中、矢印C)。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. When the air-conditioning air (A) flows into the
また、チューブ11内を流れる冷媒が、直接またはフィン14を介して空気(A)から吸熱して蒸発し、気相状態となる。空気Aは、この冷媒の吸熱により冷却されるが、空気Aが露点以下となると空気A中の水分が凝縮してフィン14表面に付着する(図2中、矢印B)。なお、点線19はフィン14表面に溜まった凝縮水を示している。
Further, the refrigerant flowing in the
また、ポリアニリン含有被膜には、リード線22中のスイッチをオン(通電状態)することにより車両用バッテリー23から還元電流が流れるようになっている。なお、ポリアニリン含有皮膜17に印加される電位は、ポリアニリン含有皮膜17が形成されている基材16(アルミニウム合金材料)の酸化還元電位よりも卑側に設定されている。
The polyaniline-containing coating is configured such that a reduction current flows from the
そして、凝縮水19とポリアニリン皮膜17とが接触すると、ポリアニリンに還元電流が供給され、ポリアニリンは凝縮水19中の溶存酸素に電子を与え、活性酸素であるスーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)を連続的に生成する。
When the
さらに、2・O2 −+2H+→H2O2+O2(以下、式Aと称す)に示すように、スーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)と凝縮水19中の水素イオンとが反応して過酸化水素水が発生する。
Further, as shown in 2 · O 2 − + 2H + → H 2 O 2 + O2 (hereinafter referred to as Formula A), the superoxide anion radical (• O 2 − ) reacts with hydrogen ions in the
この過酸化水素水は、活性炭繊維層(吸着材層20)に担持した触媒21(ここでは鉄)の作用により還元され、H2O2+Fe2+→・OH+OH−+Fe3+(以下、式Bと称す)に示すように、強い酸化力をもつ活性酸素、ヒドロキシラジカル(・OH)を連続的に生成する(図2中の矢印D)。そして、このヒドキシラジカル(・OH)が吸着材層20に吸着した臭気成分を酸化分解する。
This hydrogen peroxide solution is reduced by the action of the catalyst 21 (iron in this case) carried on the activated carbon fiber layer (adsorbent layer 20), and H 2 O 2 + Fe 2+ → OH + OH − + Fe 3+ (hereinafter referred to as Formula B) As shown in FIG. 2, active oxygen and hydroxy radical (.OH) having strong oxidizing power are continuously generated (arrow D in FIG. 2). Then, this oxy radical (.OH) oxidizes and decomposes the odor component adsorbed on the
次に、第1実施形態による作用効果を列挙すると、(1)凝縮水がポリアニリンと接して、スーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)→過酸化水素水(H2O2)となり、過酸化水素水(H2O2)が吸着材層20の触媒21と反応してヒドキシラジカル(・OH)を発生させる。そして、このヒドキシラジカル(・OH)が吸着材層20に吸着した臭気成分を酸化分解するため、コア部15に流入する空調空気A中の臭気成分を清浄化することができる。
Next, actions and effects according to the first embodiment are listed. (1) Condensed water comes into contact with polyaniline and becomes superoxide anion radical (.O 2 − ) → hydrogen peroxide water (H 2 O 2 ). Hydrogen water (H 2 O 2 ) reacts with the catalyst 21 of the
(2)凝縮水がポリアニリンと接して、スーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)を発生させる。そして、このスーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)が凝縮水19中の臭気成分、つまりコア部15表面に付着した臭気成分を酸化分解するため、臭気成分がコア部15表面から離脱して車室内へ流れることを防止できる。
(2) The condensed water comes into contact with polyaniline to generate a superoxide anion radical (.O 2 − ). The superoxide anion radical (.O 2 − ) oxidizes and decomposes the odor component in the
これらの作用効果(1)、(2)が相まって車室内の乗員が感じる空気吹き出し口からの不快臭の問題を防止することができる。 A combination of these operational effects (1) and (2) can prevent the problem of unpleasant odor from the air outlet sensed by the passenger in the passenger compartment.
(3)ポリアニリン被膜17に還元電流を給電したため、連続的に凝縮水19中にスーパーオキシドアニオンラジカル(・O2 −)→過酸化水素水(H2O2)を発生させることができ、臭気成分の酸化分解を継続的に行うことができる。
(3) Since the reduction current is supplied to the
図3は、車載用バッテリー23(電源)からポリアニリンへの通電時間と過酸化水素の発生量との関係を示したものである。この過酸化水素の発生量測定は以下の方法で行った。 FIG. 3 shows the relationship between the energization time from the in-vehicle battery 23 (power source) to the polyaniline and the amount of hydrogen peroxide generated. The amount of hydrogen peroxide generated was measured by the following method.
まず、前述の(A)〜(E)工程のうち、触媒を担持した東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120(吸着材層20)の代わりに、触媒を担持しない東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120を組み込んだ触媒無し供試モジュールを作製した。これは、過酸化水素が触媒21に触れるとヒドキシラジカル(・OH)となってしまうため、過酸化水素量が測定できなくなってしまうからである。 First, of the aforementioned (A) ~ (E) step, in place of steel catalyst carrying Toray Trading R carbon paper TGP-H-120 (adsorbent layer 20), the catalyst does not carry the Toray Torayca R carbon paper A catalyst-free test module incorporating TGP-H-120 was prepared. This is because when hydrogen peroxide comes into contact with the catalyst 21, it becomes a hydroxyl radical (.OH), making it impossible to measure the amount of hydrogen peroxide.
そして、この触媒無し供試モジュールを100mlの水道水に浸漬し、同時に直流電源と触媒無し供試モジュールを電気的に接続した。具体的には、東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120(吸着材層20)に接続したリード線をプラス側に、ポリアニリン含有被膜17に接続したリード線をマイナス側およびグランドに接続し、2.5Vの電圧を印加した。電圧印加1時間毎に水0.5mlを採取し、水中に発生した過酸化水素の濃度を電子スピン共鳴装置(日本電子製)を用いて測定した。図4から明らかなように、電圧を印加することでポリアニリン被膜17に還元電流、つまり電子が供給されることで、確実にヒドロキシルラジカル(・OH)の生成源となる過酸化水素が生成されていると言える。
Then, this catalyst-free test module was immersed in 100 ml of tap water, and at the same time, the DC power source and the catalyst-free test module were electrically connected. Specifically, the lead wire connected to Toray-made Torayca R carbon paper TGP-H-120 (adsorbent layer 20) is connected to the plus side, the lead wire connected to the polyaniline-containing
さらに、図3は、本実施形態の供試モジュール(フィン14に相等する)と、前述した触媒無し供試モジュールの臭気成分(有機物)の分解性能を示すものである。この評価では、臭気成分(有機物)の試験用代用物質としてローダミン色素を使用した。評価方法は以下の通りである。 Furthermore, FIG. 3 shows the decomposition performance of the odor component (organic matter) of the test module of this embodiment (equivalent to the fin 14) and the above-described catalyst-free test module. In this evaluation, a rhodamine dye was used as a test substitute for odor components (organic substances). The evaluation method is as follows.
まず、触媒あり(本実施形態)、触媒無しの供試モジュールの東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120(吸着材層20)に5ppmに調整したローダミン色素水溶液1mlをしみ込ませた。このとき、ローダミン色素は東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120に完全に吸着された。 First, Torayca R carbon paper TGP-H-120 (adsorbent layer 20) manufactured by Toray, a test module without a catalyst (this embodiment), was impregnated with 1 ml of an aqueous rhodamine dye solution adjusted to 5 ppm. At this time, the rhodamine dye was completely adsorbed on Torayca R carbon paper TGP-H-120 manufactured by Toray.
また、ローダミン色素が吸着されたあとの水は、ポアフロンRメンブレン(3cm×5cm,住友電工ファインポリマー製)を介してポリアニリン皮膜17に到達した。この時点で、直流電源と供試モジュールを電気的に接続した。
In addition, the water after the rhodamine dye was adsorbed reached the
具体的には、東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120に接続したリード線をプラス側に、ポリアニリン皮膜に接続したリード線をマイナス側およびグランドに接続し、2.5Vの電圧を印加した。電圧印加1時間後に東レ製トレカRカーボンペーパーTGP−H−120を供試モジュールから取り出し、80℃、100mlの水に浸漬し、吸着したローダミン色素を水中に脱離させ、紫外可視光分光光度計(島津製)を用いてローダミン色素濃度を測定した。 Specifically, the lead wire connected to Toray-made Torayca R carbon paper TGP-H-120 was connected to the plus side, the lead wire connected to the polyaniline film was connected to the minus side and the ground, and a voltage of 2.5 V was applied. . 1 hour after voltage application, Toray-made Torayca R carbon paper TGP-H-120 is taken out from the test module, immersed in 100 ml of water at 80 ° C., the adsorbed rhodamine dye is desorbed in water, and UV-visible light spectrophotometer The rhodamine dye concentration was measured using (Shimadzu).
これによると、触媒無し供試モジュールでは、吸着されたローダミン色素はほとんど分解されなかった(吸光度大)。一方、触媒を担持した供試モジュール(本実施形態のフィン14)では、ポリアニリン被膜17により生成した過酸化水素が水分透過層18を介して吸着材層20に行き渡り、担持された触媒21との反応により、ヒドロキシラジカル(・OH)が発生してローダミン色素を確実に分解していると言える。
According to this, in the test module without catalyst, the adsorbed rhodamine dye was hardly decomposed (high absorbance). On the other hand, in the test module carrying the catalyst (
したがって、ポリアニリン被膜17に還元電流を給電したため連続的に過酸化水素が発生し(図4)、この過酸化水素がヒドロキシラジカル(・OH)となり臭気成分を連続的に酸化分解する(図3)。これにより、臭気成分の酸化分解を安定的かつ継続的に行うことができる。
Therefore, since a reduction current is supplied to the
(他の実施形態)
上述の実施形態では、1枚のフィン14(基材16)がチューブ11に対して蛇行状に配置し、フィン14上のポリアニリン含有被膜17に電源23から直列的に給電した例を示したが、複数のフィン14のポリアニリン含有皮膜17にそれぞれ還元電流を電源23から並列的に給電してもよいのは当然である。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, an example is shown in which one fin 14 (base material 16) is arranged in a meandering manner with respect to the
上述の実施形態では、コア部15のフィン14にポリアニリン含有被膜17等を形成した例を示したが、ポリアニリン含有被膜17をチューブ11に配置してもよい。また、フィン14、チューブ11の一部にのみ被膜17を配置してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the polyaniline-containing
15…コア部(熱交換部)、16…基材、17…ポリアニリン含有被膜、
18…多孔質膜(水分透過層)、19、B…凝縮水(水分)、
20…活性炭素繊維(吸着材層)、21…触媒、23…車載バッテリー(電源)、
A…空気(空調用空気)。
15 ... Core part (heat exchange part), 16 ... Base material, 17 ... Polyaniline-containing film,
18 ... porous membrane (moisture permeable layer), 19, B ... condensed water (moisture),
20 ... Activated carbon fiber (adsorbent layer), 21 ... Catalyst, 23 ... In-vehicle battery (power source),
A: Air (air for air conditioning).
Claims (9)
少なくとも一部の前記基材(16)を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素を発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜(17)と、
前記ポリアニリン含有被膜(17)に積層配置され、前記熱交換部(15)で発生する水分(B、19)が透過する水分透過層(18)と、
前記水分透過層(18)に積層配置され、前記空気(A)中の臭気成分を吸着する吸着材層(20)と、
前記吸着材層(20)に担持される触媒(21)と、
前記吸着材層(20)および前記ポリアニリン含有皮膜(17)に電気的に接続される電源(23)とを備え、
前記ポリアニリン含有被膜(17)には、還元電流が供給されるようになっていることを特徴とする空気清浄機能を有する熱交換器。 A heat exchanging part (15) formed of a base material (16) for exchanging heat between the fluid flowing inside and air (A);
A polyaniline-containing coating (17) containing polyaniline which is disposed so as to cover at least a part of the substrate (16) and generates active oxygen when contacted with moisture;
A moisture permeable layer (18) that is laminated on the polyaniline-containing coating (17) and is permeable to moisture (B, 19) generated in the heat exchange section (15);
An adsorbent layer (20) that is stacked on the moisture permeable layer (18) and adsorbs odorous components in the air (A);
A catalyst (21) carried on the adsorbent layer (20);
A power source (23) electrically connected to the adsorbent layer (20) and the polyaniline-containing coating (17),
A heat exchanger having an air cleaning function, characterized in that a reduction current is supplied to the polyaniline-containing coating (17).
前記空気(A)は、車室内へ流れる空調用空気であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の空気清浄機能を有する熱交換器。 The power source is an in-vehicle battery (23) mounted on a vehicle,
The heat exchanger having an air cleaning function according to any one of claims 1 to 8, wherein the air (A) is air-conditioning air flowing into a vehicle interior.
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