JP3774946B2

JP3774946B2 - 空気調質装置

Info

Publication number: JP3774946B2
Application number: JP21988396A
Authority: JP
Inventors: 歓治郎木下
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: JPH1062010A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、空気質の改質を行う空気調質装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、室内環境の改善という観点から、例えば居室内の空気を浄化し、その脱臭、抗菌あるいは有害物質の除去等を行うことで空気質を改質するという要求があり、かかる空気質の改質を行うための空気調質装置として従来より種々のものが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平６−１２１９１４号公報には、有害物質、不快臭物質の除去機能をもつ微粒子触媒又は超微粒子触媒をエレメントに担持させて有害物質除去フィルターを構成し、これを空気調和機の室内機の吸込口部分に配置し、室内機側に吸い込まれる室内空気が上記有害物質除去フィルター部分を通過する際、該有害物質除去フィルターにて室内空気中に含まれていた有害物質を除去するようにしている。
【０００４】
また一方、特開平７−１３６４６０号公報には、空気質の改質のひとつの項目である「脱臭」を行うための脱臭装置が開示されている。この脱臭装置は、触媒層を発熱体により加熱して触媒を活性化させ、空気中の不快臭成分を除去するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のものにおいては、室内空気を、室内機の吸込口部分に配置された有害物質除去フィルターを通過させて有害物質の除去を行うものであるため、該有害物質除去フィルターを通過する空気の流速は、空気調和機の暖房・冷房能力を確保する必要上、例えば１ｍ／ｓ程度と速く、このため、該空気の上記有害物質除去フィルター内におれる滞留時間が少なく、結果的に触媒による有害物質の除去作用を十分に得ることが難しく、空気質の改質性能という点において不満の残るものであった。
【０００６】
また、後者のものにおいては、触媒の活性化のために発熱体を必要とすることから、装置の構造の複雑化、運転コストが嵩むという問題がある。さらに、上記触媒の活性化温度が２５０℃近傍と高温であることから、低温時あるいは常温時における運転開始直後には触媒の活性化が不十分であり、従って、触媒による脱臭効果を得ることができないという問題があった。
【０００７】
そこで本願発明は、低温あるいは常温時においても触媒を有効に作用させて高い空気質の改質効果が得られる空気調質装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【０００９】
本願の第１の発明では、通気性の外周壁１ｂをもつ平板状の空気室１ａを備えるとともに該空気室１ａには温度調整あるいは湿度制御等がなされた調整空気Ａ₂を導入するための導入路４を設けてなる空気層部材１と、通気性の外周壁２ｂをもつ平板状の充填室２ａ内に微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持体に担持固定せしめた充填体３を封入してなる空気質改質部材２とを、これらの板厚方向に対向させて配置し、上記空気室１ａに導入された調整空気Ａ₂をその外周壁１ｂから上記空気質改質部材２を通過させて該空気質改質部材２の外周壁２ｂから外方へ放出させる如く構成したことを特徴とする空気調質装置。
【００１０】
本願の第２の発明では、上記第１の発明にかかる空気調質装置において、上記空気層部材１の上記外周壁１ｂのうち、該空気層部材１の厚さ方向において対向する両側壁部１ｃ，１ｄのそれぞれが通気性を有するとともに、該両側壁部１ｃ，１ｄの外側にそれぞれ上記空気質改質部材２，２が配置されていることを特徴としている。
【００１１】
本願の第３の発明では、上記第１の発明にかかる空気調質装置において、上記空気層部材１の上記外周壁１ｂのうち、該空気層部材１の厚さ方向において対向する両側壁部１ｃ，１ｄのうちのいずれか一方の側壁部１ｃが通気性を有するとともに、該側壁部１ｃの外側に上記空気質改質部材２が配置されていることを特徴としている。
【００１２】
本願の第４の発明では、上記第１、第２又は第３の発明にかかる空気調質装置において、上記充填体３を、作用の異なる複数の微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持固定して構成したことを特徴としている。
【００１３】
本願の第５の発明では、上記第１、第２又は第３の発明にかかる空気調質装置において、上記空気層部材１の外周壁１ｂ及び上記空気質改質部材２の外周壁２ｂを、共に布状通気性材で構成したことを特徴としている。
【００１４】
本願の第６の発明では、上記第１、第２、第３、第４又は第５の発明にかかる空気調質装置において、上記導入路４を、熱交換器３５と該熱交換器３５の背後を吸込領域とする第１ファンユニット３３とを内蔵してなる空気調和機の室内機３１における上記第１ファンユニット３３の吹出領域に対して、第２ファンユニット３４を備えたダクトユニット３２を介して接続したことを特徴としている。
【００１５】
【発明の効果】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００１６】
▲１▼ 本願の第１の発明にかかる空気調質装置によれば、空気層部材１の空気室１ａに導入された調整空気Ａ₂がその外周壁１ｂから空気質改質部材２を通過してその外周壁２ｂから外方へ放出される場合、上記空気室１ａ及び上記空気質改質部材２の充填室２ａが共に平板状の形態を有し、上記調整空気Ａ₂が該空気室１ａの全域から上記充填室２ａの全域に亙ってその厚さ方向に流通することから、第１に、上記調整空気Ａ₂の流路容積が大きくその流速が小ならしめられることで上記空気質改質部材２における調整空気Ａ₂の滞留時間が長くなり、第２に、該調整空気Ａ₂の流通に伴ってこれと接触する上記空気質改質部材２の表面積が大きくなり、これらの相乗効果として、上記充填室２ａ内に充填された充填体３による上記調整空気Ａ₂の空気質の改質作用が効果的に行われ、高い空気調質効果が得られるものである。
【００１７】
さらに、上記空気質改質部材２の充填室２ａに充填される充填体３が、表面積が大きく活性の強い微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持体に担持固定せしめて構成されているので、例え低温あるいは常温の雰囲気中においても触媒が良好な活性度を示し、空気質の改質効果が確実に得られるものである。また、従来のように発熱体により触媒を活性化させる必要がないことから、装置の簡略化及び低コスト化が図れるものである。
【００１８】
▲２▼ 本願の第２の発明にかかる空気調質装置によれば、上記第１の発明にかかる空気調質装置において、上記空気層部材１の上記外周壁１ｂのうち、該空気層部材１の厚さ方向において対向する両側壁部１ｃ，１ｄのそれぞれが通気性を有するとともに、該両側壁部１ｃ，１ｄの外側にそれぞれ上記空気質改質部材２，２を配置しているので、上記空気層部材１をその厚さ方向に挟んでその両面側にそれぞれ配置された空気質改質部材２，２からそれぞれ改質空気Ａ₀が吹き出され、例えばこの空気調質装置を室内の中央寄り位置に設置することで、室内の比較的広い範囲における空気質の改質が可能となるものである。
【００１９】
▲３▼ 本願の第３の発明にかかる空気調質装置によれば、上記第１の発明にかかる空気調質装置において、上記空気層部材１の上記外周壁１ｂのうち、該空気層部材１の厚さ方向において対向する両側壁部１ｃ，１ｄのうちのいずれか一方の側壁部１ｃが通気性を有するとともに、該側壁部１ｃの外側に上記空気質改質部材２を配置しているので、空気質改質部材２が配置されていない側を室内壁面あるいは床面に衝合させて配置することで該空気調質装置の壁掛け設置あるいは床面上設置が可能となり、その設置自由度が向上する。
【００２０】
また、空気質の改質領域が比較的狭いことから、例えば室内居住者に近い領域だけの空気質をスポット的に改質することも可能であり、例えば室内全域を空気質改質の対象とする場合に比して、運転コストの低廉化が図れることになる。
【００２１】
▲４▼ 本願の第４の発明にかかる空気調質装置によれば、上記第１、第２又は第３の発明にかかる空気調質装置において、上記充填体３を、作用の異なる複数の微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持固定して構成しているので、単一の空気調質装置の設置により、上記複数の微粒子触媒又は超微粒子触媒のそれぞれの作用に対応して、有害物質あるいは不快臭物質の除去作用と抗菌作用等の複合的な空気質の改質効果が得られるものである。
【００２２】
▲５▼ 本願の第５の発明にかかる空気調質装置によれば、上記第１、第２又は第３の発明にかかる空気調質装置において、上記空気層部材１の外周壁１ｂ及び上記空気質改質部材２の外周壁２ｂを、共に布状通気性材で構成しているので、上記空気層部材１及び空気質改質部材２が適度の可撓性をもつことになり、例えばこれらが剛性材で構成される場合に比して、その製作の容易化あるいは低コスト化が図れるとともに、多様な用途に供することができるものである。
【００２３】
▲６▼ 本願の第６の発明にかかる空気調質装置によれば、上記第１、第２、第３、第４又は第５の発明にかかる空気調質装置において、上記導入路４を、熱交換器３５と該熱交換器３５の背後を吸込領域とする第１ファンユニット３３とを内蔵してなる空気調和機の室内機３１における上記第１ファンユニット３３の吹出領域に対して、第２ファンユニット３４を備えたダクトユニット３２を介して接続しているので、例えば暖房運転時で且つ低風速時には上記空気質改質部材２の充填体３の温度が上昇し、該充填体３による室内の輻射暖房効果が期待できるものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
Ａ：第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態にかかる空気調質装置Ｚを空気調和機Ｘに接続した状態を、また図２及び図３には上記空気調質装置Ｚの具体的構造を、それぞれ示している。
【００２５】
上記空気調質装置Ｚは、図２及び図３に示すように、次述する空気層部材１と空気質改質部材２との二重構造体である。
【００２６】
空気層部材１
空気層部材１は、例えば合成樹脂材等の素材を用いて中空の矩形平板状に一体形成され且つその内部空間を空気室１ａとした内ケース２１と、該内ケース２１の一つの縁部に沿って接続されその円周の一側において上記空気室１ａと連通せしめられた所定径の管体でなる導入路４とを備えている。この導入路４の一端は、上記内ケース２１から外方へ延出した位置において開口せしめられており、該開口端４ａには、後述するダクトユニット３２の一端が接続される。
【００２７】
また、上記空気室１ａをその厚さ方向に挟んで対向する一対の壁部２１ａ，２１ｂ（即ち、空気層部材１の外周壁１ｂのうち、上記空気室１ａの厚さ方向に対向する一対の側壁部１ｃ，１ｄ）は、多数の孔１１，１１，・・が形成されることで通気性を有している。さらに、上記空気室１ａの内部には、上記導入路４に対して略直交する方向へ延びる補強ステー５，５が設けられ、該空気室１ａはこの補強ステー５，５により、上記導入路４の軸方向に向かって三つの部屋１ａ₁，１ａ₂，１ａ₃に分割されている。
【００２８】
従って、上記導入路４の開口端４ａから導入される空気は、図２に矢印で示すよう下流側へ流れるに伴って、順次上記各部屋１ａ₁，１ａ₂，１ａ₃に分流して導入されるとともに、該各部屋１ａ₁，１ａ₂，１ａ₃に対応する上記側壁部１ｃ，１ｄの各孔１１，１１，・・を通って該側壁部１ｃ，１ｄの全域から外部へ吹き出されることになる。
【００２９】
空気質改質部材２
空気質改質部材２は、上記空気層部材１の外側を所定の間隔をもって囲繞する如く、中空の矩形平板状に一体形成された外ケース２２を備えている。そして、この外ケース２２の厚さ方向に対向する一対の壁部２２ａ，２２ｂ（即ち、空気質改質部材２の外周壁２ｂのうち、厚さ方向に対向する一対の側壁部２ｃ，２ｄ）は、多数の孔１２，１２，・・が形成されることで通気性を有している。
【００３０】
また、この一対の側壁部２ｃ，２ｄは、それぞれ上記空気層部材１の側壁部１ｃ，１ｄに対して所定の間隔をもって対向せしめられており、この対向空間をそれぞれ充填室２ａ，２ａとしている。そして、この各充填室２ａ，２ａ内には、それぞれ次述の充填体３が充填収容されている。
【００３１】
充填体３
充填体３は、粒径0.1〜数μｍ程度の微粒子触媒あるいは粒径0.1μｍ以下の超微粒子触媒を担持体に担持固定させて構成される。
【００３２】
担持体としては、フッ素樹脂等の樹脂材、金属材、セラミック材を素材とし、これを布状、綿状あるいは短冊状に成形したものが好適である。
【００３３】
この担持体への触媒の担持方法としては、液相法によって担持体の表面に触媒を強固に付着させる方法、気相法によって担持体の表面に触媒を打ち込む方法、あるいは担持体の内部に触媒を練り込む方法等が適用できる。
【００３４】
担持体の構造としては、例えば一つの担持体に、作用の異なる複数種類の触媒を担持させた複合体構造とか、一つの担持体に一種類の触媒を担持させたものを複数種類組み合わせた複合体構造とかが好適である。
【００３５】
触媒としては、白金、酸化マンガン系、鉄系、酸化鉄系と酸化タングステンの複合体、ロジウム、酸化チタン、銀とかが有用である。
【００３６】
ここで、白金触媒では、有害物質としてのＣＯ、ＮＯ_Xの除去作用と、不快臭物質であるトリメチルアミンの浄化作用とが得られる。また、酸化マンガン系触媒及び鉄系触媒も、白金触媒の場合と同様である。
【００３７】
酸化鉄系と酸化タングステンの複合触媒では、ＣＯ₂の分解作用が得られる。
【００３８】
ロジウム触媒では、ＣＨ_X、ＣＯ、ＮＯ_Xの除去作用が得られる。
【００３９】
酸化チタン触媒では、脱臭、抗菌、抗菌作用、及びＮＯ_X、ＳＯ_Xの除去作用が得られる。
【００４０】
銀触媒では、抗菌作用が得られる。
【００４１】
以上の如き構成の充填体３を上記充填室２ａに充填収容することで上記空気質改質部材２が構成され、結果的に該空気質改質部材２と上記空気層部材１との組み合わせにかかる空気調質装置Ｚが得られるものである。
【００４２】
空気調質装置Ｚの空気調和機Ｘへの接続
上述の如く構成された空気調質装置Ｚは、例えば空気調和機Ｘの室内機３１に接続して使用され、空調が行われている室内の空気質を改質して空気質環境の改善を行う。
【００４３】
上記空気調和機Ｘの室内機３１は、吸込口に臨んでプレフィルター３６と熱交換器３５とを配置するとともに、この熱交換器３５の背後を吸込領域とする第１ファンユニット３３を配置して構成される。そして、この室内機３１の第１ファンユニット３３の背後の吹出領域と、上記空気調質装置Ｚの上記導入路４の開口端４ａとを、その通路途中に第２ファンユニット３４を備えたダクトユニット３２を介して接続する。尚、この第２ファンユニット３４には、小風量高静圧型のファンが採用される。
【００４４】
作用効果の説明
室内機３１が運転されると、室内空気は第１ファンユニット３３により吸い込まれ、熱交換器３５において熱交換され、その大部分は温風あるいは冷風の調整空気Ａ₁として室内にそのまま吹き出されるが、その一部は調整空気Ａ₂として室内ダクトユニット３２を介して第２ファンユニット３４により上記空気調質装置Ｚ側に送り込まれる。
【００４５】
室内機３１側から空気調質装置Ｚ側に送り込まれた調整空気Ａ₂は、図２に示すように、上記導入路４から上記空気層部材１における上記空気室１ａの各部屋１ａ₁，１ａ₂，１ａ₃内に順次導入され、該各部屋１ａ₁，１ａ₂，１ａ₃内をその下流側に流れながら、該空気層部材１の外周壁１ｂの側壁部１ｃ，１ｄにそれぞれ設けた孔１１，１１，・・を通ってその外側の空気質改質部材２，２側へ流出する。
【００４６】
この空気層部材１側から空気質改質部材２，２側への流出空気は、該各空気質改質部材２，２の充填体３，３を通過する際に、該充填体３を構成する微粒子触媒あるいは超微粒子触媒により有害物質の除去、不快臭成分の除去、あるいは抗菌等の各作用を受けて浄化され、該空気質改質部材２の側壁部２ｃ，２ｄに設けた上記各孔１２，１２，・・を通って改質空気Ａ₀として室内へ吹き出され、これにより室内の空気質環境の改善が図られるものである。
【００４７】
この場合、この実施形態の空気調質装置Ｚによれば、上記空気室１ａ及び上記空気質改質部材２の充填室２ａが共に平板状の形態を有し、上記調整空気Ａ₂が該空気室１ａの全域から上記充填室２ａの全域に亙ってその厚さ方向に流通することから、第１に、上記調整空気Ａ₂の流路容積が大きくその流速が小ならしめられることで上記空気質改質部材２における調整空気Ａ₂の滞留時間が長くなり、第２に、該調整空気Ａ₂の流通に伴ってこれと接触する上記充填体３の表面積が大きくなり、これらの相乗効果として、上記充填室２ａ内に充填された充填体３による上記調整空気Ａ₂の空気質の改質作用がより一層効果的に行われ、高い空気調質効果が得られるものである。
【００４８】
さらに、上記充填体３が、表面積が大きく活性の強い微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持体に担持固定せしめて構成されているので、例え低温あるいは常温の雰囲気中においても触媒が良好な活性度を示す。このため、低温あるいは常温の雰囲気中においても高い空気質の改質効果が得られるものである。また、従来のように発熱体により触媒を活性化させる必要がないことから、装置の簡略化及び低コスト化が図れるものである。
【００４９】
尚、この実施形態の如く、上記空気層部材１をその厚さ方向に挟んでその両面側にそれぞれ空気質改質部材２，２を配置し、該各空気質改質部材２，２からそれぞれ改質空気Ａ₀を吹き出すように構成した場合には、例えばこの空気調質装置Ｚを室内の中央寄り位置に設置することで、室内の比較的広い範囲における空気質の改質が可能となり、特に室内全域の空気質改善を目的とする場合に好適である。
【００５０】
また、この実施形態のように、上記空気調質装置Ｚをダクトユニット３２を介して空気調和機Ｘの室内機３１に接続すると、特に空気調和機Ｘが暖房運転される場合で且つ低風速時には、上記空気質改質部材２における上記充填体３の温度が上昇し、空気質の改質作用の他に、該充填体３による室内の輻射暖房効果が期待できるものである。
【００５１】
Ｂ：第２の実施形態
図４には、本願発明の第２の実施形態にかかる空気調質装置Ｚの構造を示している。この実施形態の空気調質装置Ｚは、上記第１の実施形態にかかる空気調質装置Ｚが上記空気層部材１の両面側にそれぞれ空気質改質部材２，２を配置していたのに対して、該空気層部材１の一方の側面側にのみ空気質改質部材２を配置し、該空気質改質部材２のみから改質空気Ａ₀を室内側に吹き出すようにしたものである。このため、構造上においては、空気質改質部材２の外周壁２ｂのうち、厚さ方向に対向する上記空気層部材１の一対の側壁部１ｃ，１ｄのうちの一方の側壁部１ｃのみに孔１１，１１，・・を設けて通気性を持たせるようにしている。
【００５２】
かかる構造の空気調質装置Ｚによれば、該空気調質装置Ｚの室内への設置に際して、上記空気質改質部材２が配置されていない側の面を室内壁面あるいは床面に衝合させて配置することで、該空気調質装置Ｚの壁掛け設置あるいは床面上設置が可能となり、それだけ該空気調質装置Ｚの設置上における自由度が向上することになる。
【００５３】
また、一方の側面のみから改質空気Ａ₀を吹き出す構成であることから、空気質の改質領域が比較的狭く、このため、例えば室内居住者に近い領域だけの空気質をスポット的に改質することも可能であり、例えば室内全域を空気質改質の対象とする場合に比して、運転コストの低廉化が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる空気調質装置を空気調和装置に接続した状態を示す正面図である。
【図２】図１のII-II矢視図である。
【図３】図２のIII-III断面図である。
【図４】本願発明の第２の実施形態にかかる空気調質装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１は空気層部材、２は空気質改質部材、３は充填体、４は導入路、５は補強ステー、１１及び１２は孔、２１は内ケース、２２は外ケース、３１は室内機、３２はダクトユニット、３３は第１ファンユニット、３４は第２ファンユニット、３５は熱交換器、３６はプレフィルター、Ｘは空気調和機、Ｚは空気調質装置である。

Claims

通気性の外周壁（１ｂ）をもつ平板状の空気室（１ａ）を備えるとともに該空気室（１ａ）には温度調整あるいは湿度制御等がなされた調整空気Ａ₂を導入するための導入路（４）を設けてなる空気層部材（１）と、
通気性の外周壁（２ｂ）をもつ平板状の充填室（２ａ）内に微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持体に担持固定せしめた充填体（３）を封入してなる空気質改質部材（２）とを、
これらの板厚方向に対向させて配置し、
上記空気室（１ａ）に導入された調整空気（Ａ₂）をその外周壁（１ｂ）から上記空気質改質部材（２）を通過させて該空気質改質部材（２）の外周壁（２ｂ）から外方へ放出させる如く構成したことを特徴とする空気調質装置。
請求項１において、
上記空気層部材（１）の上記外周壁（１ｂ）のうち、該空気層部材（１）の厚さ方向において対向する両側壁部（１ｃ），（１ｄ）のそれぞれが通気性を有するとともに、該両側壁部（１ｃ），（１ｄ）の外側にそれぞれ上記空気質改質部材（２），（２）が配置されていることを特徴とする空気調質装置。
請求項１において、
上記空気層部材（１）の上記外周壁（１ｂ）のうち、該空気層部材（１）の厚さ方向において対向する両側壁部（１ｃ），（１ｄ）のうちのいずれか一方の側壁部（１ｃ）が通気性を有するとともに、該側壁部（１ｃ）の外側に上記空気質改質部材（２）が配置されていることを特徴とする空気調質装置。
請求項１，２又は３において、
上記充填体（３）が、作用の異なる複数の微粒子触媒又は超微粒子触媒を担持固定して構成されていることを特徴とする空気調質装置。
請求項１，２又は３において、
上記空気層部材（１）の外周壁（１ｂ）及び上記空気質改質部材（２）の外周壁（２ｂ）が、共に布状通気性材で構成されていることを特徴とする空気調質装置。
請求項１，２，３，４又は５において、
上記導入路（４）が、
熱交換器（３５）と該熱交換器（３５）の背後を吸込領域とする第１ファンユニット（３３）とを内蔵してなる空気調和機の室内機（３１）における上記第１ファンユニット（３３）の吹出領域に対して、
第２ファンユニット（３４）を備えたダクトユニット（３２）を介して接続されていることを特徴とする空気調質装置。