JP2006017425A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率的にタバコに含まれる一酸化炭素を除去可能な空気調和機を提供する。
【解決手段】吸込口30と吹出口33とを連通する空気流路28を有する本体11と、吸込口30の背部に配設したフィルタ16A,16Bと、吸込口30から空気流路28に空気を取り入れフィルタ16A,16Bを通過させて塵埃を除去した後に吹出口33から排出する送風手段(ファン21)とを備えた空気調和機(空気清浄機10)において、空気流路28におけるフィルタ16A,16Bの下流側に、ハニカム形状とした基材に親水性のゼオライトを担持させ更に0.10から0.20重量%の白金を担持させた触媒36と、触媒36の温度を検出する温度検出手段(温度センサ37)と、温度検出手段の検出値に基づいて触媒36を250℃から400℃に加熱する加熱手段(ヒータ38)とを備えた一酸化炭素の除去ユニット34を配設する。
【選択図】図1
【解決手段】吸込口30と吹出口33とを連通する空気流路28を有する本体11と、吸込口30の背部に配設したフィルタ16A,16Bと、吸込口30から空気流路28に空気を取り入れフィルタ16A,16Bを通過させて塵埃を除去した後に吹出口33から排出する送風手段(ファン21)とを備えた空気調和機(空気清浄機10)において、空気流路28におけるフィルタ16A,16Bの下流側に、ハニカム形状とした基材に親水性のゼオライトを担持させ更に0.10から0.20重量%の白金を担持させた触媒36と、触媒36の温度を検出する温度検出手段(温度センサ37)と、温度検出手段の検出値に基づいて触媒36を250℃から400℃に加熱する加熱手段(ヒータ38)とを備えた一酸化炭素の除去ユニット34を配設する。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気清浄機、除湿機および加湿機などの空気調和機に関するものである。
空気調和機の1つである空気清浄機は、室内の空気を吸引して清浄した後、その清浄空気を再び室内に循環供給するものである。また、除湿機は、室内の空気を吸引して内部で吸引した空気に含まれる水分を取り除き、除湿した乾燥空気を再び室内に循環供給するものである。また、加湿機は、給水された水を外部に放散して室内の空気を加湿するものである。そして、これらの空気調和機は、室内の空気を取り入れる吸込口の背部に、空気に含有する塵埃を除去するためのフィルタを備えている。
この種の空気調和機のうち、特に空気清浄機は、空気中に含まれるタバコの臭いを脱臭する目的として使用されることが多い。そして、このタバコに含まれるニコチン、タールや酢酸、アンモニア、アセトアルデヒドなどの臭い成分は、活性炭フィルタでろ過している。しかし、この空気清浄機には、タバコの煙に含まれた有害成分のうち、大部分を占める一酸化炭素に対して何ら対策が施されていない。
このタバコに含まれる一酸化炭素を除去することを目的としたものではないが、一酸化炭素を除去するという本発明の空気調和機に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
この特許文献1では、汚染ガスを吸着するゼオライト等の吸着材からなる吸着手段と、吸着手段から汚染ガスを脱着させる電気ヒータ等の脱着手段と、パンチング板に白金等の貴金属を担持した触媒および加熱手段からなる分解手段とを備えた空気清浄機が提供されている。
そして、この空気清浄機は、部屋の空気に含まれる汚染ガスを除去する吸着モードの際は、送風手段のみを駆動し、汚染ガスを吸着手段に吸着させる。吸着手段に所定量の汚染ガスが吸着すると、次に再生モードに移行して、送風手段を停止または送風量を減じた後、脱着手段および分解手段を駆動する。これにより、汚染ガスが吸着手段から脱着し、分解手段である高温の加熱手段に接触し瞬間的に酸化されて、燃焼機などから発生する一酸化炭素を水や二酸化炭素として排出する構成としている。
しかしながら、前記空気清浄機では、室内の空気の状態、例えばタバコの煙が室内に充満しているにも拘わらず、吸着手段に所定量の汚染ガスが吸着すると再生モードに移行され、室内の空気の吸引が停止または減少されるため、ユーザに違和感を与えるという不都合がある。また、一旦吸着させた一酸化炭素を脱着させた後に、化学的に変化させるため、構成が複雑であり、コスト高になるという問題がある。
そこで、本発明では、効率的にタバコに含まれる一酸化炭素を除去可能な空気調和機を提供することを課題とするものである。
前記課題を解決するため、本発明の空気調和機は、吸込口と吹出口とを連通する空気流路を有する本体と、前記吸込口の背部に配設したフィルタと、前記吸込口から空気流路に空気を取り入れ前記フィルタを通過させて塵埃を除去した後に前記吹出口から排出する送風手段とを備えた空気調和機において、前記空気流路におけるフィルタの下流側に、ハニカム形状とした基材に親水性のゼオライトを担持させ更に0.10から0.20重量%の白金を担持させた触媒と、該触媒の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出値に基づいて前記触媒を250℃から400℃に加熱する加熱手段とを備えた一酸化炭素除去ユニットを配設した構成としている。
この空気調和機では、前記加熱手段を、空気流路において前記触媒の上流側に配設することが好ましい。
本発明では、フィルタを通過させて塵埃を除去した後に吹出口から排出する送風手段を備えた空気調和機に、触媒と温度検出手段と加熱手段とを備えた一酸化炭素除去ユニットを配設しているため、室内の空気に含まれた一酸化炭素は、前記一酸化炭素除去ユニットを通過する際に二酸化炭素に化学的に変化させて排出(除去)することができる。また、この除去ユニットは、構成が簡単であり、既存の空気清浄機、除湿機および加湿機などの空気調和機の所定位置に一体的に組み付けることが可能である。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1から図6は、本発明の実施形態に係る空気調和機である空気清浄機10を示す。この空気清浄機10は薄型の機械集塵式であり、ファン21を動作させることにより室内に浮遊する粉塵やガスを含んだ空気を本体11内に吸引し、清浄フィルタ16A,16Bを通して吸引した空気を清浄した後、その清浄した空気を本体11の外部に循環供給するものである。
前記本体11は、図1から図3に示すように、前後部を開口したベース12と、該ベース12の前側開口を遮蔽する前カバー29と、前記ベース12の後側開口閉鎖する後カバー31とからなる。
前記ベース12は、図1および図4(A),(B)に示すように、前後を仕切る仕切板13を備え、この仕切板13には多数の通気孔14が形成されている。このベース12には、前記仕切板13によって区画された前側に清浄フィルタ16A,16Bおよび一酸化炭素の除去ユニット34が配設されるとともに、後側にファン21と、表示基板24と、回路基板とが配設される。
具体的には、ベース12の前側には、図4(A)に示すように、後向きに窪んだフィルタ配設部15が設けられ、このフィルタ配設部15に、活性炭フィルタからなる軟質で薄い脱臭用の清浄フィルタ16Aと、数ミクロンの極細繊維を濾材とした集塵用のHEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルタからなる厚肉の清浄フィルタ16Bとが配設される。また、ベース12の前側において、前記フィルタ配設部15の上部には表示パネル17の配設部18が設けられている。
前記ベース12の後側には、図4(B)に示すように、前記通気孔14を囲繞するように略渦形状の隔板19が一体に設けられ、この隔板19により、送風手段であるモータ20により駆動するファン21を配設する内部のファン配設部22と、外部の基板配設部23とに区画されている。また、ベース12の後側において、前記フィルタ配設部15の上部には、表示パネル配設部の背部に位置する表示基板24の配設部25が設けられている。前記ベース12の上面には、前記表示基板配設部の垂直方向上側に位置する操作パネル26の配設部27が設けられている。
前記ベース12において、前記フィルタ配設部15、通気孔14、および、隔壁内であるファン配設部22は、後述する吸込口30と吹出口33とを連通する空気流路28を構成する。
前記前カバー29は、図2に示すように、水平方向に延びるスリットからなる多数の吸込口30を備えている。前記後カバー31は、図3に示すように、前記ベース12に取り付けることによって、その内面と前記隔板19とを当接させてこれらの間をシールするものである。この後カバー31には、後方に膨出する膨出部32が設けられ、この膨出部32の上面に前記ベース12の隔板19内と連通する吹出口33が設けられている。
前記一酸化炭素の除去ユニット34は、前記空気流路28において吸込口30の背部に位置する清浄フィルタ16A,16Bの下流側に位置するように、フィルタ配設部15内に配設されている。具体的には、この除去ユニット34は、図1および図4(A)に示すように、ケーシング35の内部に触媒36と温度検出手段である温度センサ37と加熱手段であるヒータ38とを配設したものである。
前記ケーシング35は、フィルタ配設部15内においてファン配設部22と連通する複数の通気孔14を覆う円環状の筒からなる。このケーシング35は、外筒部35aと内筒部35bとが所定位置で連結部(図示せず)によって連結されている。
前記触媒36は、紙状としたセラミックをハニカム形状とした基材に、親水性のゼオライトを担持させ、更に0.10から0.20重量%の白金を担持させたものである。ここで、白金を担持させる量を0.10重量%より少なくした場合には、担持させたゼオライトの表面を覆うことができず、一酸化炭素を化学反応させて除去する効率が低下する。また、0.20重量%より多くした場合には、一酸化炭素を化学反応させて除去する効率が低下することはないが、多くするに従って格段に効率が向上することはなく、コストのみが高くなる。そのため、0.10から0.20重量%の白金を担持させることが好ましく、本実施形態では、0.15重量%の白金を担持させる構成としている。
前記温度センサ37は、前記触媒36の温度を検出するためのもので、該触媒36と清浄フィルタ16A,16Bとの間に配設されている。
前記ヒータ38は、前記温度センサ37の検出値に基づいて前記触媒36を250℃から400℃に加熱するもので、空気流路28において前記触媒36の上流側に位置するように、前記温度センサ37と清浄フィルタ16A,16Bとの間に配設されている。ここで、触媒36の加熱温度を250℃より低くした場合には、一酸化炭素を化学反応させることができない。また、400℃より高くした場合には、一酸化炭素は化学的に変化させて二酸化炭素として排出することはできるが、ゼオライトが溶融したり、NOまたはNO2が発生する。そのため、ヒータ38による触媒36の加熱温度は、250℃から400℃が好ましく、本実施形態では、加熱部分のバラツキを考慮して300℃に加熱する構成としている。
前記表示基板24に実装された制御手段であるマイコンは、ユーザのスイッチ操作に応じて、内蔵したROMに記憶されたプログラムに従って、室内の空気の清浄動作を行う。そして、本実施形態では、この空気清浄動作と並行して、前記温度センサ37による検出値に基づいてヒータ38によって触媒36を加熱することにより、吸引した空気に含まれる一酸化炭素の除去を行う。
本発明者は、前記除去ユニット34の触媒36およびその加熱温度の最適条件を見出すために、1m3の密閉ボックス内で日本たばこ産業株式会社製のセブンスター(登録商標)5本を燻らせ、前記除去ユニット34を30分動作させた。なお、この条件下で発生した一酸化炭素の量は約400PPMで、前記除去ユニット34を動作させない場合には、30分間で一酸化炭素の量に変化は無かった。
まず、本発明者は、白金を担持させる材料であるゼオライトは、親水性および疎水性のいずれが良いかを判断するために、それぞれに0.05重量%、0.10重量%、0.15重量%、1.00重量%の白金を担持させ、その各触媒36が約400℃になるように加熱して実験を行った。
その結果、図5に示すように、両者はいずれも白金の量が増えるにつれて一酸化炭素の除去率が向上した。しかし、いずれの量でも親水性のゼオライトの方が除去率は高いことを見出した。
ついで、発明者は、親水性のゼオライトに白金を担持させる最適な量を判断するために、前記と同様に0.05重量%、0.10重量%、0.15重量%、1.00重量%の白金を担持させた触媒36を、100℃から400℃の温度で加熱する実験を行った。
その結果、100℃に加熱した場合には、白金の量に拘わらず一酸化炭素の濃度は400PPMのままで除去はされていなかった。また、図6に示すように、いずれの量でも加熱温度が高くなるに従って一酸化炭素の除去効率も向上していた。しかし、0.05重量%の白金を担持させた触媒36は、他の触媒36と比べていずれの温度でも、除去率に明らかな差が見られ、高い効果は得ることができないと判断できた。また、0.10重量%の白金を担持させた触媒36は、加熱温度が高くなるにつれて、それより担持量が多い触媒36と同等の除去率が得られると判断できた。さらに、0.15重量%の白金を担持させた触媒36は、各温度で常に安定した除去率が得られると判断できた。そして、1.00重量%の白金を担持させた触媒36は、0.05重量%や0.10重量%の場合より除去率は高いが、温度が低い場合には0.15重量%よりも低い除去率になると判明した。そのため、白金を担持させる量は増加に比例して除去率を上げられるものではないことが判明した。
ついで、発明者は、白金を担持させた触媒36に対する最適な加熱温度を判断するために、前記と同様に0.05重量%、0.10重量%、0.15重量%の白金を担持させた触媒36を、250℃、300℃、400℃の温度で加熱して実験を行った。
その結果、図7に示すように、250℃の加熱温度と、他の加熱温度では除去率に大きな差が生じることを判断できた。また、300℃と400℃の加熱温度では、やはり400℃に加熱する方が除去率は高いが、大差は生じないことを判断できた。
これらの実験により、本発明者は、ハニカム形状とした基材に親水性のゼオライトを担持させ、更に0.10から0.20重量%の白金を担持させ、250℃から400℃に加熱するという条件が好ましいことを見出した。そして、触媒36の製造時のバラツキや搭載する機器の部品性能のバラツキを考慮すると、親水性ゼオライトに対して0.15重量%の白金を担持させたハニカム状の触媒36を使用し、この触媒36を350℃に加熱することがこの種の空気調和機には最適であることを見出した。
このような一酸化炭素の除去ユニット34を搭載した空気清浄機10では、まず、ファン21によって本体11内に吸い込まれた室内の空気は、吸込口30の背部に配設された清浄フィルタ16A,16Bを通過する際に塵埃や臭気が分離除去される。そして、清浄フィルタ16A,16Bを通過した清浄空気は、通気孔14を覆うように配設した除去ユニット34に集束し、該除去ユニット34を通過する際に含まれた一酸化炭素が化学的に変化(除去)され、二酸化炭素として吹出口33から室内に循環供給される。そのため、室内の空気を清浄する主目的として使用されるタバコの有害成分を確実に清浄することが可能である。また、この除去ユニット34は、構成が簡単であるため、既存の空気清浄機10を大幅に設計変更することなく、所定位置に一体的に組み付けることが可能である。
なお、本発明の空気調和機は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、前記除去ユニット34を清浄フィルタ16A,16Bとファン21との間に配設したが、清浄フィルタ16の下流側であれば、いずれの部分に配設してもよい。
本発明の一酸化炭素の除去ユニットは、空気清浄機に限られず、除湿器や加湿器など、吸込口と吹出口とを連通する空気流路を有し、前記吸込口の背部にフィルタを配設するとともに、本体の外部の空気を吸引して循環供給する送風手段を備えた空気調和機であればいずれでも適用可能であり、同様の作用および効果を得ることができる。
10…空気清浄機(空気調和機) 11…本体
16A,16B…清浄フィルタ 20…モータ
21…ファン(送風手段) 28…空気流路
29…前カバー 30…吸込口
31…後カバー 33…吹出口
34…除去ユニット 35…ケーシング
36…触媒 37…温度センサ(温度検出手段)
38…ヒータ(加熱手段)
16A,16B…清浄フィルタ 20…モータ
21…ファン(送風手段) 28…空気流路
29…前カバー 30…吸込口
31…後カバー 33…吹出口
34…除去ユニット 35…ケーシング
36…触媒 37…温度センサ(温度検出手段)
38…ヒータ(加熱手段)
Claims (2)
- 吸込口と吹出口とを連通する空気流路を有する本体と、前記吸込口の背部に配設したフィルタと、前記吸込口から空気流路に空気を取り入れ前記フィルタを通過させて塵埃を除去した後に前記吹出口から排出する送風手段とを備えた空気調和機において、
前記空気流路におけるフィルタの下流側に、ハニカム形状とした基材に親水性のゼオライトを担持させ更に0.10から0.20重量%の白金を担持させた触媒と、該触媒の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出値に基づいて前記触媒を250℃から400℃に加熱する加熱手段とを備えた一酸化炭素除去ユニットを配設したことを特徴とする空気調和機。 - 前記加熱手段を、空気流路において前記触媒の上流側に配設したことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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2004
- 2004-07-05 JP JP2004197922A patent/JP2006017425A/ja active Pending
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