JP2733407B2 - 自動車用脱臭装置 - Google Patents

自動車用脱臭装置

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JP2733407B2
JP2733407B2 JP4096417A JP9641792A JP2733407B2 JP 2733407 B2 JP2733407 B2 JP 2733407B2 JP 4096417 A JP4096417 A JP 4096417A JP 9641792 A JP9641792 A JP 9641792A JP 2733407 B2 JP2733407 B2 JP 2733407B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用脱臭装置に係
り、特に吸着体の取替えを不要にするのに好適な自動車
用脱臭装置に関する。
【0002】
【従来の技術】脱臭に関する従来技術として、特開昭6
2−53657号公報記載のものがある。この従来技術
では、活性炭等の吸着体に吸収させるものであるが、酸
化チタン等の金属酸化物で構成される光触媒を付加し、
紫外線ランプ等を用いて光触媒を励起させ、活性炭を再
活性化させると共に、臭いの成分を分解している。
【0003】また、特開昭63−63466号公報,特
開昭63−122456号公報,特開昭63−1277
59号公報記載の従来技術では、臭いの成分を吸着する
活性炭等の吸着体を電気ヒータ等で加熱し、吸着体を再
活性化させることにより、吸着体の取替えを不要にして
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術は、次
の様な問題がある。 (イ) 紫外線ランプを固定する部材と光の反射板を別
々に設けなければならず、しかも光の照射効率がよくな
い。 (ロ) 人体に有害な紫外線が装置外部への漏れる虞れ
がある。 (ハ) 自動車の車室内に設置した場合、車室内はかび
や細菌が繁殖しやすいため、かびや細菌の代謝物等の臭
いを吸着することができず、また、たばこの煙に含まれ
るタール等の成分が吸着体の細孔を塞ぎ、吸着体の吸着
能力を低下させてしまう。 (ニ) 自動車の車室内に設置した場合、家庭用と違い
蓄電池から電気が供給されるため、自動車の発電機によ
り蓄電池が充電されない駐車中は、脱臭装置に連続して
電気を供給できない。
【0005】また、後者の従来技術は、吸着体を再活性
化させる際に臭いの成分が放出されるため、脱臭装置を
自動車の車室に設置したときこの放出された臭いによっ
て再度車室内が臭くなってしまうという問題がある。
【0006】本発明の目的は、吸着体を再活性化させる
際に臭いの成分が放出されることを防止し、しかも、か
びや細菌の代謝物等による異臭発生や吸着体の細孔を塞
ぐ物質の流入を防止し、さらに人体に有害な紫外線が装
置外部への漏れを防止する自動車用脱臭装置を提供する
ことにある。
【0007】
【0008】
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ハニカム状
に成形された活性炭であって少なくとも表面に酸化チタ
ンが含浸された活性炭と、該活性炭の多数の通気孔方向
前方の離間した位置に配置した塵埃フィルタと、該塵埃
フィルタと前記活性炭との間に形成される空間に設置さ
れ前記活性炭に紫外線及び熱線を照射する紫外線ランプ
と、外部空気を前記塵埃フィルタを通して取り込み前記
活性炭を通した後に外部に排出し空気中の臭い成分を前
記活性炭に吸着させる送風手段と、脱臭装置本体の電源
スイッチ及び前記キースイッチが共にオン状態のあいだ
所定時間毎に前記紫外線ランプの点灯および前記送風手
段の停止と前記紫外線ランプの消灯および前記送風手段
の駆動とを繰り返し行い少なくとも前記電源スイッチと
前記キースイッチのいずれか一方がオフになったときは
前記送風手段を停止させると共に前記紫外線ランプを消
灯させる制御手段とを設けることで、達成される。
【0010】
【作用】脱臭装置本体の電源スイッチ及びキースイッチ
が共にオン状態のあいだ所定時間毎に紫外線ランプの点
灯(つまり活性炭の再活性化)および送風手段の停止と
紫外線ランプの消灯および送風手段の駆動(通常の脱臭
動作)とを繰り返し行い電源スイッチとキースイッチの
いずれか一方がオフになったときは送風手段を停止させ
ると共に紫外線ランプを消灯させるので、自動車を走行
させるときは常に脱臭装置を良好な状態に保つことがで
きて快適な車室環境を得ることができ、スイッチの切り
忘れによるバッテリの消耗を回避できる。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は、本発明の一実施例に係る自動車用脱臭
装置の構成図である。この自動車用脱臭装置は、通風路
1の内部に、空気入口側より順に、フィルタ2と、紫外
線ランプ3と、ハニカム状に成形した光触媒付活性炭4
と、送風機5を直列に配設して成る。送風機5が回転し
て送風機5と活性炭4との間の部屋の空気が外部に送風
されると、フィルタ2を通して外部から空気がランプ3
のある部屋に流入し、光触媒付活性炭4を通過し、送風
機5を通って再び外部に流出する。空気が光触媒付活性
炭4を通過する際、光触媒付活性炭4は臭いの成分を吸
着するので、送風機5からは臭いのない空気が送り出さ
れる。しかし、光触媒付活性炭4等の吸着体は、その容
量により吸着できる量が決まっているので、定期的にこ
の吸着体の温度を上昇させて再活性化する必要がある。
【0016】次に、光触媒付活性炭4の再活性化につい
て、図2,図3により説明する。図2は、光触媒付活性
炭4の吸着特性図である。光触媒付活性炭4を再活性化
する際には、紫外線ランプ3を点灯させると同時に送風
機5を停止させる。この時、紫外線ランプ3からは紫外
線と熱線とが同時に光触媒付活性炭4に照射され、光触
媒付活性炭4の温度が上昇する。図2において、脱臭動
作時の光触媒付活性炭4の温度をA(自動車に搭載した
とき略5℃)、再活性化時の光触媒付活性炭4の温度を
B(略20℃)とし、温度Aの時に光触媒付活性炭4が
飽和状態とすると、図2中で“C”で示す量の臭いの成
分が、温度上昇により活性炭4から放出される。しか
し、臭いの成分がそのままの状態で放出されると脱臭し
た意味が無くなるので、臭いの成分を臭いがない成分に
変える必要がある。
【0017】図3は、臭いの成分を酸化分解するメカニ
ズムについての説明図である。活性炭6の表面には、酸
化チタン等の金属酸化物で構成される光触媒7があり、
臭いの成分8は活性炭6に吸着されている。ここで、光
触媒7を紫外線と熱線で照射すると、上記のように温度
上昇により臭いの成分8が放出される。このとき、単に
放出されるだけではなく、紫外線と光触媒7の反応によ
り生成される水酸基(OH基)が臭いの成分8を酸化分
解し、臭いのない物質に変える。従って、臭いの成分8
が、そのまま放出されることはなく、活性炭6を再活性
化することができる。
【0018】次に、フィルタ2の作用について図4にて
説明する。図4は、活性炭6の細孔を示す断面図であ
る。活性炭6は、臭いの成分8を吸着するための細孔9
を持っており、0.3μm以上の大孔径のものを除け
ば、その平均孔径Cは、0.012〜0.03μmであ
る。しかし、たばこの煙10に含まれるタール等の成分
は粘性が強く、上記のような活性炭6の再活性化を行っ
ても除去できない。しかも、たばこの煙10の平均直径
Dは0.07〜0.15μmであり、図4に示すように
細孔9は塞がれることになる。従って、活性炭6にたば
この煙10が流入する前に、たばこの煙を除去する必要
がある。図1に示すフィルタ2は、たばこの煙10等を
除去するために設けたもので、また、紫外線ランプ3か
ら照射される人体に有害な紫外線を遮光して装置の外部
に漏らさないようにする働きもあり、本実施例において
重要な構成部品である。
【0019】次に、紫外線ランプ3と光触媒付活性炭4
を自動車用空調装置11の通風路内に設ける場合につい
て説明する。図5は、自動車用空調装置の構成図であ
り、この自動車用空調装置11は、空気の入り口側から
順に、送風機12と、蒸発器13と、ヒータ14が配設
され、温度調節や吹出し口を切り換えるドア15が設け
られている。この自動車用空調装置11の通風路16内
に、紫外線ランプ3と光触媒付活性炭4を設置する。自
動車用空調装置11の送風機12を利用することができ
るので、別途に脱臭装置専用の送風機が不要となる。
【0020】以上説明した本実施例に係る脱臭装置を自
動車の車室に設置し、これを自動車の蓄電池で動作させ
る場合には、スイッチの切り忘れ等による蓄電池の消耗
を回避する必要がある。そこで、本実施例では、図6に
示す制御回路にて脱臭装置を制御する。図6において、
蓄電池16は送風機5のモータと紫外線ランプ3を駆動
する電源であり、トランジスタ18は、車両のキースイ
ッチ19のオン,オフ状態により制御装置20に信号を
送るものである。制御装置20は、例えばマイクロコン
ピュータで構成され、トランジスタ18と脱臭装置本体
にある電源スイッチ21からの入力信号により、リレー
22とリレー23及び紫外線ランプ点灯回路24を介し
て、紫外線ランプ3と送風機5の制御を行う。インバー
タ25はリレー22への入力信号を反転させるものであ
り、この場合、紫外線ランプ3と送風機5は同時に駆動
しないようにしている。
【0021】図7は、上記の制御回路の動作タイミング
チャートである。電源スイッチ21及びキースイッチ1
9の両方がオフであれば、紫外線ランプ3と送風機5は
停止する。電源スイッチ21及びキースイッチ19の両
方がオンであれば、送風機5が稼働して脱臭を開始す
る。送風機5を所定時間稼働させた後、送風機5を止
め、紫外線ランプ3を所定時間点灯させて光触媒付活性
炭4を再活性化させるという動作を数回繰り返し、制御
を終了し電源を遮断する。もし、制御の途中でキースイ
ッチ19がオフになった場合すなわち車両が停止した場
合にも、上記の通りに、送風機5と紫外線ランプ3を所
定時間毎交互に稼働させた後、電源を遮断する。これに
より、スイッチの切り忘れ等による蓄電池の消耗が防止
できる。但し、電源スイッチ21をオフにした場合に
は、制御の途中でも全機能を停止させることがてきる。
また、紫外線ランプ3、送風機5の稼働時間について
は、車両の広さ、光触媒付活性炭4の容量や送風機5の
風量等により最適な時間を選択する必要がある。
【0022】ところで、紫外線ランプ3から照射される
紫外線は、光触媒付活性炭4のみに効率良くあたれば良
い。従って、反射板により、紫外線を効率良く光触媒付
活性炭4にあてるが、図8に示すように紫外線ランプ3
を固定する保持部材26の端部を延長し光触媒付活性炭
4の端部にまで紫外線があたるようにすれば、紫外線ラ
ンプ3を固定する保持部材26と反射板を兼用できると
共に、最も効率良く光触媒付活性炭4に紫外線を照射で
きる。
【0023】図9に示す様に、紫外線ランプ3の光源を
点光源Iと仮定すると、点光源Iからの角度が大きくな
った場合の光触媒付活性炭4表面の照度は、光が垂直に
あたる場合の余弦に比例する。従って、点光源Iからの
角度が大きくなった場合、この角度の余弦は小さくなる
ので、光触媒付活性炭4表面の照度も小さくなる。ま
た、光が垂直にあたる場合の照度は、点光源Iと光触媒
付活性炭4表面との距離の二乗に反比例する。上記のよ
うに紫外線ランプ3からは、紫外線と同時に熱線も照射
されており、光触媒付活性炭4表面の照度分布を検証す
るため、実際の装置で、光触媒付活性炭4表面の熱線に
よる温度上昇を調べた結果を以下に説明する。
【0024】図10の「」〜「」は温度の測定点で
あり、温度測定結果は、図11のグラフの様になる。図
11の横軸は温度の測定点をとってあり、縦軸には、常
温の光触媒付活性炭4表面に紫外線ランプ3を30分照
射した後の温度上昇値△Tをとっている。図10で示す
点光源Iと光触媒付活性炭4の端部とのなす角度θが6
0°の場合には、△Tは測定点による差が小さくなる
が、△Tの絶対値が小さくなる。θが160°になる
と、測定点により△Tのバラツキが大きく、測定点3付
近は△Tが大きいが、測定点,は△Tの絶対値が小
さく実用的でない。
【0025】角度θがどの位であれば、最低必要な△T
が確保できるかを調べた結果を、図12に示す。最低限
必要温度Mは、図2でも説明したように、光触媒付活性
炭4の吸着特性から、この温度Mが大きいほど光触媒付
活性炭4を再活性化する能力が大きくなる。この場合、
最低必要温度Mは、車内の臭気濃度で光触媒付活性炭4
に臭いの成分を所定時間吸着させた場合、光触媒付活性
炭4を再活性化するために必要な最低の温度である。横
軸に角度θを、縦軸に図11で測定した温度の平均値を
示す。角度θを変化させた場合、最低必要温度M以上の
温度をとれるのは、角度θが80°〜150°の範囲で
あり、この範囲内であれば、常に光触媒付活性炭4を再
活性化することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果がある。
【0027】(イ) 一度吸着された悪臭ガスがそのま
ま放出されない。また、空気入口側にごみやほこり等を
除去し、光源からの光を遮光するフィルタ設けているの
で、吸着体の細孔を塞ぐ物質の流入や人体に有害な紫外
線が装置外部への漏れを防止できる。また、フィルタを
かびや細菌等に対して抗菌効果のある抗菌フィルタにす
れば、かびや細菌等の代謝物による異臭を防止できる。
また、光触媒付吸着体と光触媒を励起させる光源とを自
動車用空調装置の通風路に設置すれば、自動車用空調装
置の送風機を利用できるので、脱臭装置単独で送風機を
設けなくても良い。
【0028】(ロ) 一度脱臭を開始すると必ず光触媒
付吸着体を再活性化できるので吸着体を交換する必要が
なくなるとともに、光源の点灯終了後自動的に電源の供
給を遮断するので、スイッチの切忘れ等による自動車の
蓄電池の消耗を防止できる。
【0029】(ハ) ランプ固定部材と反射板とを一体
化することができると共に、反射板は光触媒付吸着体の
上下あるいは左右端とランプの円周とを結ぶ線に沿って
いるので、光触媒付吸着体の全体に効率良く光を照射す
ることができる。
【0030】(ニ) 光源の中心と光触媒付吸着体の光
の照射を受ける面の最端部との成す最大角度を80°〜
150°の範囲としたことにより、光源と光触媒付吸着
体との距離を光触媒付吸着体の再活性化にとって最も効
率の良い距離にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る自動車用脱臭装置の構
成図である。
【図2】光触媒付活性炭の吸着特性図である。
【図3】臭いの成分を酸化分解するメカニズムの説明図
である。
【図4】光触媒付活性炭の細孔と吸着物の大きさの説明
図である。
【図5】自動車用空調装置の構成図である。
【図6】本発明の自動車用脱臭装置の制御回路図であ
る。
【図7】本発明の自動車用脱臭装置の制御回路の動作タ
イミングチャートである。
【図8】本発明の紫外線ランプの固定部材の構成図であ
る。
【図9】光の角度と照度との関係を示す図である。
【図10】光触媒付活性炭表面の温度測定点を示す図で
ある。
【図11】光触媒付活性炭表面の温度分布を示す図であ
る。
【図12】角度θと光触媒付活性炭の平均温度差を示す
図である。
【符号の説明】
1…フィルター、2…紫外線ランプ、3…光触媒付活性
炭、4…送風機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 津野 孝 (56)参考文献 特開 平3−60720(JP,A) 特開 平2−227119(JP,A) 特開 平4−89064(JP,A) 特開 平2−164420(JP,A) 特開 平3−32720(JP,A) 特開 平3−47517(JP,A) 特開 昭63−209660(JP,A) 特開 平4−8660(JP,A) 実開 平2−83027(JP,U) 実開 昭62−87923(JP,U) 実開 平3−124126(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハニカム状に成形された活性炭であって
    少なくとも表面に酸化チタンが含浸された活性炭と、該
    活性炭の多数の通気孔方向前方の離間した位置に配置し
    た塵埃フィルタと、該塵埃フィルタと前記活性炭との間
    に形成される空間に設置され前記活性炭に紫外線及び熱
    線を照射する紫外線ランプと、外部空気を前記塵埃フィ
    ルタを通して取り込み前記活性炭を通した後に外部に排
    出し空気中の臭い成分を前記活性炭に吸着させる送風手
    段と、脱臭装置本体の電源スイッチ及び自動車のキース
    イッチが共にオン状態のあいだ所定時間毎に前記紫外線
    ランプの点灯および前記送風手段の停止と前記紫外線ラ
    ンプの消灯および前記送風手段の駆動とを繰り返し行い
    少なくとも前記電源スイッチと前記キースイッチのいず
    れか一方がオフになったときは前記送風手段を停止させ
    ると共に前記紫外線ランプを消灯させる制御手段とを備
    えることを特徴とする自動車用脱臭装置。
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