JP2006017425A

JP2006017425A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2006017425A
Application number: JP2004197922A
Authority: JP
Inventors: Shizunao Hatsutori; 静尚服部
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-19

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

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。

特開平１０−３３７４３６号公報

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ＮＯ_２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、１ｍ^３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。

本発明の空気調和機である空気清浄機を示す断面図である。図１の前方斜視図である。図１の後方斜視図である。ケーシングのベースを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。２種のゼオライトに白金を担持させて除去率を判断した結果を示す図表である。白金の担持量の違いによる除去率を示すグラフである。加熱温度の違いによる除去率を示すグラフである。

符号の説明

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）

Claims

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。