JP3277630B2

JP3277630B2 - 空気清浄機

Info

Publication number: JP3277630B2
Application number: JP22427693A
Authority: JP
Inventors: 幸一中野; 忠視鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH0783457A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大気中に含有されてい
る有害物である窒素酸化物や一酸化炭素・炭化水素を除
去する空気清浄機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気中の窒素酸化物や一酸化炭素、炭化
水素の主たる発生原因のひとつに、走行中の自動車から
発生する排気ガスがある。このため、走行中の車内や交
通量の多い地域の窒素酸化物や一酸化炭素、炭化水素の
濃度はきわめて高くなる場合がある。このような高濃度
の窒素酸化物および一酸化炭素・炭化水素は人体に有害
であり、発生原因である自動車の排気ガスや燃焼ガスか
らの除去対策は特に急がれている。

【０００３】従来、窒素酸化物及び一酸化炭素の除去方
法としては、水・アルカリ溶液、または酸化剤とアルカ
リ溶液を併用する湿式洗浄法、種々の可燃性ガスを使用
する接触還元法、触媒を使用する接触分解法などが提案
されている。

【０００４】また炭化水素の除去方法としては、活性炭
等の吸着剤を用いたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記技術の多く
は窒素酸化物や一酸化炭素を除去するためには大規模な
設備が必要であり、車内・室内での除去には実用的に役
に立たないものであった。また吸着剤を用いる小規模な
方法も提案されているが、吸着平衡に達すると吸着剤を
再活性化、または交換しなければならず、交換不用やメ
ンテナンスフリーという面からは面倒なものであった。
さらに、触媒を用いる小規模な方法も提案されている
が、触媒活性を得るためには高温が必要となり、特に暖
房を必要としない夏季などでは、これら有害ガスの除去
は事実上できないものであった。

【０００６】このように従来の行われている技術は、室
内の窒素酸化物・一酸化炭素を除去する手段としては、
まだ実用域に達していないものである。また、炭化水素
においても、同様に具体的対策が打たれていないのが現
状である。

【０００７】そこで本発明は、このような従来の技術が
有している課題を解決しようとするもので、空気中の窒
素酸化物や一酸化炭素・炭化水素の等の有害ガスを、実
用可能である、除去剤の交換が不用な構成で実現した空
気清浄機を提供することを第一の目的とするものであ
る。

【０００８】また、前記第一の目的を一層確実に達成す
ることができる第二の手段・第三の手段を提供すること
を、第二の目的・第三の目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、吸い込み口から吹き出し口
へ至る通風路に、窒素酸化物および一酸化炭素および炭
化水素もしくはそのうちどれか一方の吸着機能および分
解機能を有した触媒を担持・塗布・含浸あるいは付着さ
せたヒータを配置した空気清浄機とするものである。

【００１０】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、本発明の第一の手段を構成するヒータとし
て、金属性のフィンを取り付け、このフィン上に触媒を
担持・塗布・含浸あるいは付着させたものを使用した空
気清浄機とするものである。

【００１１】さらに第三の目的を達成するための本発明
の第三の手段は、本発明の第一の手段を構成するヒータ
として、金属性のフィンを取り付け、このフィン上にホ
ーロを担持・塗布・含浸あるいは付着させ、このホーロ
上に触媒を担持・塗布・含浸あるいは付着させたものを
使用した空気清浄機とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の第一の手段は、通風路に配置した触媒
がその吸着作用により、窒素酸化物や一酸化炭素・炭化
水素を含有する気体から、これら有害物を吸着するよう
に作用し、室内の有害物濃度が上昇するのを防止するも
のである。触媒の吸着量が平衡に達すれば、ヒータを通
電し、触媒の分解活性を作用させることにより吸着され
た有害物を無害な物質に分解し大気中にもどして、触媒
の吸着能力を再生するもので、除去剤の交換をすること
なく、有害物の除去が可能となるものである。

【００１３】また本発明の第二の手段は、ヒータに取り
付けた金属性のフィン上に触媒を担持・塗布・含浸した
構成が、触媒を担持させる有効面積を増大して担持量を
増大させるもので、吸着作用及び触媒作用をより活発化
して有害物の除去を確実に行うよう作用するものであ
る。

【００１４】さらに本発明の第三の手段は、ヒータに取
り付けた金属性のフィン上にホーロを担持・塗布・含浸
あるいは付着させ、このホーロ上に触媒を担持・塗布・
含浸あるいは付着させた構成が、触媒の担持量をより一
層増大させ、有害物の除去を一層確実に行うよう作用す
るものである。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図１に基
づいて説明する。図１は空気清浄機の断面図である。１
は室内のまたは車内の空気を吸い込む吸い込み口、２は
吸い込み口１から吸い込んだ空気を浄化して室内または
車外に吹き出す吹き出し口である。３はファン、４は集
塵フィルタ、５は吸い込み口１から吹き出し口２への通
風路に設けた触媒を担持させたヒータである。また図中
の矢印は、通気の流れを示している。ここではヒータ５
は、一本のシーズヒータを折り曲げ、図のように気流に
対して有効に接するように配置しているものである。ま
たヒータ５に担持した触媒は、特に窒素酸化物に対して
吸着作用、分解作用のあるものを採用している。

【００１６】以下に本実施例で使用している触媒の調整
法を示す。第二塩化鉄を純水に溶解し、0.2mol/lの溶液
を調製する。この溶液に重量比で第二塩化鉄の４倍の尿
素を加え、撹拌し溶解させる。その後室温から１分当り
１℃の割合で加熱して、その後、９８℃に保ったまま４
時間静置して鉄化合物を熟成させる。この処理によっ
て、尿素は加水分解されてアンモニウムイオンが生じ、
この結果、鉄の水酸化物の沈澱が生じる。こうして所定
時間が経過すると、イオン交換水で鉄化合物の洗浄を行
なう。この洗浄が終わった後、濾過によって水分をき
り、110℃の乾燥器に３時間以上静置して、乾燥して水
分を除くものである。以上の処理によって、触媒の調整
を終了する。

【００１７】次に、前記触媒をアルミナを主成分とする
バインダーを用いて、ヒータ５に担持させる。ここでヒ
ータ５としては直径10mm、長さ120cmの形状で、1000Ｗ
仕様のシーズヒータを用いている。また触媒の担持重量
は、トータルで10.0gとしている。またこのときのヒー
タ５の形状は、前記しているように気流に対して有効に
接するように折り曲げているものである。

【００１８】以下、本実施例の触媒を使用した実験結果
を報告する。この実験は、2.5m³の実験ボックス内に窒
素酸化物を所定量注入し、前記空気清浄機に触媒を担持
させたヒータ５を配置して運転したものと、触媒なしの
ヒータ５を配置して運転したものとを比較しているもの
である。つまり、ボックス内の窒素酸化物の濃度の経時
変化を比較測定しているものである。ただしこのとき
は、ヒータ５は通電しないものとしている。なお窒素酸
化物は初期濃度を、一酸化窒素で10ppm、二酸化窒素で
同様に10ppmとし、化学発光法で測定しているものであ
る。

【００１９】この測定結果を図２に示している。図２の
横軸は経過時間、縦軸は窒素酸化物の残存率を示す。こ
の実験の結果、一酸化窒素・二酸化窒素とも本実施例の
触媒を備えたものは、触媒なしのものに比べて減衰が大
きく、触媒の吸着作用によって窒素酸化物が除去されて
いることがわかるものである。

【００２０】触媒を担持させたヒータ５で、前記した実
験を２０回実施したときの一酸化窒素の濃度の変化を図
３に示している。この実験の結果、実験回数が１０回以
降で一酸化窒素はほぼ吸着平衡に達し、減衰しないこと
がわかるものである。

【００２１】次に触媒の活性化に就いての実験結果に就
いて説明する。前記実験を２０回実施した後にヒータに
１時間通電する。このときヒータ表面温度は400℃以上
に上昇している。この活性化行程を終了した後の触媒を
使用した実験結果を、図４に示している。図４から分か
るように、この活性化行程によって、触媒は再び活性化
し吸着した窒素酸化物を活発に吸着分解しているもので
ある。

【００２２】以上のように本実施例によれば、吸い込み
口から吹き出し口へ至る通風路に、窒素酸化物に対する
吸着作用・分解作用のある触媒を担持させたヒータを配
置したことによって、除去剤の交換をすることなく窒素
酸化物の除去を行うことが可能な空気清浄機を実現でき
るものである。

【００２３】（実施例２）次に、本発明の第二の手段の
一実施例について説明する。本実施例においては、実施
例１のヒータ５に純アルミのフィンを取り付け、このフ
ィン上に実施例１の触媒を担持させているものである。
図５にこのフィンの形状を示している。このフィンは、
触媒を担持できる有効面積を増大させ、従って触媒の担
持量を増大するように作用するものである。また本実施
例で使用しているヒータ５としては、長さ400mm、直径1
0mm、300Ｗ仕様のシーズヒータを４本用いている。また
触媒の担持量は１本当り10.0ｇ、トータルで40.0ｇとな
った。

【００２４】以下前記触媒を担持したヒータ５を使用し
た性能試験の結果に就いて、図６に基づいて報告する。
この実験は、実施例１と同様の条件で、同様の実験を５
０回行い、５０回実施後にヒータ５を１時間通電する活
性化行程を実行し、さらに活性化の効果を調べる実験を
行っている。

【００２５】この実験の結果、初期性能は前記実施例１
のものよりも向上していることがわかる。また４０回以
降で吸着作用はなくなるが、活性化行程を実行すること
によって再生されることがわかる。

【００２６】（実施例３）次に、本発明の第三の手段の
一実施例について説明する。本実施例においては、実施
例１のヒータ５にアルミのフィンを取り付け、このフィ
ンの上にホーロを担持し、更にこのホーロの上に実施例
１の触媒を担持させた構成としているものである。なお
本実施例で使用しているフィンの形状は、実施例２のも
のと同様である。なおホーロを担持させる目的は、実施
例２よりもさらに大量の触媒を担持させたいためであ
る。

【００２７】次に本実施例のホーロの担持法について説
明する。ホーロの原料としては、日本フェロー製フリッ
ト4303-Mを100に対して、アルミナを5、酸化チタンを1
0、粘土１１号を2、水ガラスを20、水を40の割合で混合
したものを使用している。この混合物を図５に示してい
るフィン付きのシーズヒータに吹き付け、550℃で5分間
焼成してホーロとしている。本実施例では、このホーロ
の担持重量は一本あたり5.0gとしているものである。

【００２８】このホーロの上に担持させた触媒の重量
は、本実施例では一本あたり15.0gとなっている。本実
施例では、この触媒付きヒータを同様に４本用いてお
り、よって触媒のトータル重量は60.0gとなるものであ
る。

【００２９】以下本実施例の空気清浄機の性能試験の結
果に就いて、図７に基づいて説明する。図７は、初期性
能の評価と、実施例１と同様の実験を100回行った結果
と、この100回の実験を実施した後ヒータ５に１時間通
電する活性化行程を実施した後、さらに行った実験の結
果を示している。

【００３０】この結果、初期性能は非常に優れたものと
なっているものである。また途中の吸着性能も、非常に
優れたものとなっている。更に、７０回以降では吸着作
用は飽和するが、活性化行程を実行することによって再
生されるものである。

【００３１】なお前記各実施例では、使用する触媒は窒
素酸化物に対して吸着・分解作用のあるものを使用し
て、窒素酸化物に対して有効に作用することを示してい
るが、一酸化炭素・炭化水素にたいして有効な触媒とす
れば同様に一酸化炭素・炭化水素にたいして有効に作用
するものとなるものである。一酸化炭素に対して有効な
触媒としては、白金・パラジウム・ロジウムらの貴金属
にセリウム・ランタン・ジルコニウムなどの各種卑金属
酸化物を添加した触媒、また炭化水素に対して有効な触
媒としては、前述の白金・パラジウム・ロジウム触媒の
ほかに、亜鉛・マンガン・鉄・チタンらの酸化物よりな
る触媒が挙げられ、これらの触媒に対して本実施例の処
理を施せば、窒素酸化物に対すると同様に有効に作用す
るものである。

【００３２】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、吸い込み口から
吹き出し口へ至る通風路に、窒素酸化物および一酸化炭
素および炭化水素もしくはそのうちどれか一方の吸着機
能および分解機能を有した触媒を担持・塗布・含浸ある
いは付着させたヒータを配置した構成として、簡単な構
成で、これら有害物を除去することができ、室内または
車内の有害物濃度が上昇することを防止することができ
る空気清浄機を実現するものである。

【００３３】また本発明の第二の手段は、特にヒータに
金属性のフィンを取り付け、このフィン上に触媒を担持
・塗布・含浸あるいは付着させた構成として、触媒の担
持量を増大させることが可能となり、吸着作用及び触媒
作用が増大し、有害物の除去を確実に行え、再生するま
でのスパンものばすことが可能な空気清浄機を実現する
ものである。

【００３４】更に本発明の第三の手段は、ヒータに金属
性のフィンを取り付け、このフィン上にホーロを担持・
塗布・含浸あるいは付着させ、このホーロ上に触媒を担
持・塗布・含浸あるいは付着させた構成として、触媒の
担持量をより一層増大させて、吸着作用・触媒作用をよ
り増大でき、有害物の除去を一層確実に行え、再生する
までのスパンも一層のばすことが可能な空気清浄機を実
現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例における空気清浄
機の構成図

【図２】同実験結果を示す特性図

【図３】同実験結果を示す特性図

【図４】同実験結果を示す特性図

【図５】本発明の第二の手段の実施例におけるフィン付
きヒータの構成図

【図６】同実験結果を示す特性図

【図７】本発明の第三の手段の実施例の実験結果を示す
特性図

【符号の説明】

１吸い込み口２吹き出し口５ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−155190（ＪＰ，Ａ) 特開平６−241031（ＪＰ，Ａ) 特開平５−31359（ＪＰ，Ａ) 特開平５−21143（ＪＰ，Ａ) 特開平２−172538（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−83028（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 1/00 B01D 53/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸い込み口から吹き出し口へ至る通風路
に、窒素酸化物および一酸化炭素および炭化水素もしく
はそのうちどれか一方の吸着機能および分解機能を有し
た触媒を担持・塗布・含浸あるいは付着させたヒータを
配置した空気清浄機。
【請求項２】ヒータには金属性のフィンを取り付け、
このフィン上に触媒を担持・塗布・含浸あるいは付着さ
せた請求項１記載の空気清浄機。
【請求項３】ヒータには金属性のフィンを取り付け、
フィン上にホーロを担持・塗布・含浸あるいは付着さ
せ、このホーロ上に触媒を担持・塗布・含浸あるいは付
着させた請求項１記載の空気清浄機。