JP4270826B2 - 一酸化炭素の酸化方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機、分煙機、脱臭機、空気調和機等に適用される一酸化炭素の酸化方法および装置に係り、特に、一酸化炭素を常温で酸化させ、除去したり、その濃度を減少させる一酸化炭素の酸化方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気中の臭気成分や浮遊菌等を除去して居住空間や作業空間を改善し、快適にする空気清浄装置が存在する。この種の空気清浄装置として特開平５−３１７６３９号公報（特許文献１参照）および特開平１０−８５５３３号公報（特許文献２参照）に開示された技術がある。
【０００３】
この空気清浄装置は、通気路にオゾンを発生させるオゾン発生手段と、発生したオゾンを分解して活性酸素を発生させるオゾン分解手段とを順次配設し、オゾン発生手段で発生したオゾンを、オゾン分解手段に設けられたオゾン分解触媒で分解して発生期の酸素原子、いわゆる活性酸素（ラジカル酸素）を発生させ、この活性酸素を臭気成分と反応させて、空気を脱臭させ、清浄化させるようにしている。
【０００４】
オゾンを利用した空気清浄装置により、空気中の悪臭成分、例えば、アンモニア、硫化水素、アセドアルデヒド、ホルムアルデヒド、メタルチルカブタン、トリメチルアミン、エチレン、ニ硫化メチル、スチレン等の悪臭成分を有効的に除去することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３１７６３９号公報（明細書の段落［００１２］〜［００１４］および図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−８５５３３号公報（明細書の段落［００１１］〜［００１７］および図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気清浄装置では、煙草の喫煙等の不完全燃焼により発生する一酸化炭素（ＣＯ）の除去を行なうことが困難である。ＣＯは、血液中のヘモグロビンと結合して組織内機能を麻痺させ、あるいは阻止する生理的に猛毒な物質である。
【０００８】
不完全燃焼により発生するＣＯが活性酸素と酸化反応を生じさせることができれば、ＣＯは酸化されて二酸化炭素（ＣＯ２）となるために、空気中の猛毒なＣＯ量を減少あるいは除去することができる。しかし、オゾンが分解して得られた活性酸素（ラジカル酸素）の寿命は１０−６〜１０−７ｓｅｃオーダと非常に短かい。
【０００９】
このため、従来の空気清浄装置では、オゾン分解手段とこの下流側に低級脂肪酸吸着フィルタあるいは活性炭の吸着フィルタがセパレートして設けられ、一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着手段が設けられていないため、オゾン発生手段で発生した活性酸素を一酸化炭素と酸化反応させることが困難であった。
【００１０】
特開平５−３１７６３９号公報記載の空気清浄装置では、ＣＯ吸着手段が設けられていないため、オゾン発生手段で発生した活性酸素を一酸化炭素の酸化反応に用いることができず、空気中のＣＯを酸化させてＣＯ量を減少させたり、取り除くことができなかった。
【００１１】
また、特開平１０−８５５３３号公報記載の空気清浄装置では、オゾン分解手段と活性炭の吸着フィルタがセパレートして設けられる一方、オゾン分解手段は第１および第２オゾン分解フィルタの２つのフィルタで構成される。第１フィルタは白金系触媒がフィルタ母材に付着しているが、白金層とオゾン分解層とが異なるため、活性酸素を効率よく一酸化炭素に接触させて酸化反応を生じさせることができず、また、吸着フィルタは活性炭であるため、交換物品であり、頻繁に取り換えなければならず、長寿命化が図れない等の問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、臭気成分を有効的に除去するとともに空気中のＣＯを常温で積極的に酸化反応させ、ＣＯ量を減少あるいは除去することができる一酸化炭素の酸化方法および装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、一酸化炭素の酸化反応に交換部品を不要とし、メンテナンスフリーで長寿命化を図ることができる一酸化炭素の酸化方法および装置を提供するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る一酸化炭素の酸化方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンをオゾン発生領域にて発生させるオゾン発生工程と、このオゾン発生工程により発生したオゾンをオゾン分解領域にて分解して活性酸素を生じさせると共に、前記活性酸素の有効反応距離内で、不完全燃焼により発生する一酸化炭素をＣＯ吸着領域に密に捕捉して吸着保持することにより、前記オゾン分解領域とＣＯ吸着領域とを共通の酸化反応領域としてこの酸化反応領域にてオゾン分解により生じた活性酸素を用いた接触反応により一酸化炭素を酸化する一酸化炭素酸化工程とを有し、この一酸化炭素酸化工程における前記酸化反応領域では、前記ＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体から構成されるオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成することを特徴とする方法である。
【００１５】
また、本発明に係る一酸化炭素の酸化方法は、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、通気路の吸気口から流入した空気を排気口に向けて強制的に通気させる工程と、空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンを前記通気路に設けられたオゾン発生領域で発生させるオゾン発生工程と、このオゾン発生工程により発生したオゾンをオゾン分解領域にて分解して活性酸素を生じさせると共に、前記活性酸素の有効反応距離内で、不完全燃焼により発生する一酸化炭素をＣＯ吸着領域に密に捕捉して吸着保持することにより、前記オゾン分解領域とＣＯ吸着領域とを共通の酸化反応領域としてこの酸化反応領域にてオゾン分解により生じた活性酸素を用いて一酸化炭素を接触反応により酸化する一酸化炭素酸化工程とを有し、この一酸化炭素酸化工程における前記酸化反応領域では、前記ＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成することを特徴とする方法である。
【００１６】
さらに、本発明に係る一酸化炭素の酸化装置は、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンをオゾン発生領域で発生させるオゾン発生手段と、このオゾン発生手段で発生したオゾンをオゾン分解手段で分解して活性酸素を生じさせるオゾン分解領域および前記活性酸素の有効反応距離内で不完全燃焼で生じた一酸化炭素をＣＯ吸着手段に密に捕捉して吸着保持させるＣＯ吸着領域とから共通の酸化反応領域を形成し、この酸化反応領域にて前記活性酸素を用いた接触反応により一酸化炭素を酸化させるＣＯ酸化手段とを通気路に設け、前記ＣＯ吸着手段における前記酸化反応領域ではＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成し、前記オゾン分解手段およびＣＯ吸着手段は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に設けられ、前記ＣＯ吸着手段により形成されるＣＯ吸着領域がオゾン分割手段で形成されるオゾン分解領域に設けられて共通のＣＯ酸化反応領域を構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
さらにまた、本発明に係る一酸化炭素の酸化装置は、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、前記オゾン分解手段およびＣＯ吸着手段は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に設けられ、前記ＣＯ吸着手段により形成されるＣＯ吸着領域がオゾン分解手段で形成されるオゾン分解領域に設けられ、共通のＣＯ酸化反応領域を構成したり、また、請求項８に記載したように、前記多孔体は、Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉの酸化物、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕを含有する多孔質カーボン、ゼオライト、粘土鉱物の少なくとも１つのオゾン分解物質でハニカム構造あるいは三次元網目構造に構成され、前記多孔体にＣＯ吸着手段を構成する微粒子が担持されたり、請求項９に記載したように、前記ＣＯ吸着手段は、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも１種類の白金系貴金族の微粒子で構成され、この微粒子がオゾン分解手段を構成するオゾン分解物質に担持されて共通のＣＯ酸化反応領域が構成されたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一酸化炭素の酸化方法および装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、一酸化酸素の酸化装置の第１実施形態を示す原理図である。この一酸化炭素の酸化装置１０は、空気清浄機、分煙機、脱臭機、空気調和機、空気清浄・脱臭装置等に備えられる。あるいは、空気清浄機や分煙機、脱臭機、空気清浄・脱臭装置として用いられる。この一酸化炭素の酸化装置１０は、空気中の臭気成分を脱臭させるとともに、不完全燃焼で生じた一酸化炭素（ＣＯ）を常温で酸化させ、その濃度を減少させたり、除去する装置である。
【００２０】
一酸化炭素の酸化装置１０は、筒状の本体ケーシング１１を有し、この本体ケーシング１１内に空気を流通させる通気路１２が備えられる。通気路１２には、吸気口１３側から空気中の塵芥等の異物を除去するプレフィルタ１４と、オゾン（Ｏ３）を発生させるオゾン発生手段１５と、一酸化炭素（ＣＯ）を常温で酸化させるＣＯ酸化手段１６とを順次備える一方、本体ケーシング１１内の通気路１２上の適宜位置に送風機１７が１台以上設けられる。ＣＯ酸化手段１６にて空気中の一酸化炭素を常温で酸化して二酸化炭素（ＣＯ２）とした後、発生したＣＯ２を排気口１８から外部に放出するようになっている。
【００２１】
オゾン発生手段１５は、放電型光触媒モジュール、紫外線ランプ装置、コロナ放電装置、沿面放電装置、Ｘ線発生装置を単独あるいは１つ以上組み合せて構成され、通気路１２内にオゾン発生領域Ａを形成しており、このオゾン発生領域Ａで空気の清浄、脱臭を行なうことができる。オゾンは空気中でコロナ放電や沿面放電を行なったり、紫外線やＸ線、陰極線を照射することにより発生し、強い消毒、漂白、酸化作用を有する。
【００２２】
オゾン発生手段１５には、図２に示す、放電型光触媒モジュール２０を用いてもよい。放電型光触媒モジュール２０は、放電電極２１間に光触媒を担持した多孔質セラミックス２２を設けたものである。多孔質セラミックス２２は光触媒の担持体を構成して光触媒を担持しており、放電により生ずる紫外線を光触媒の励起に直接利用したものである。この多孔質セラミックス２２でもフィルタ作用が行なわれる。
【００２３】
放電電極２１間の放電により生ずる紫外線を光触媒へ照射することにより、紫外線による殺菌力、発生したオゾンによる酸化力、さらには活性化する光触媒の分解作用により、空気清浄、脱臭を効率よく行なうことができる。放電型光触媒モジュール２０による放電効果、オゾン効果、光触媒効果による臭気成分の分解性能は、従来のランプ型光触媒モジュールの分解性能の約１０倍である。
【００２４】
この放電型光触媒モジュール２０をオゾン発生手段１５に適用することにより、放電による発光を光源とすることができ、活性炭やランプのような交換部品が不要となり、長寿命化を図ることができる。さらに、光触媒の触媒表面積を改質し、比表面積の大きな光触媒モジュールを構成することで、光触媒の分解作用を促進させることができ、空気清浄力や脱臭力を向上させることができる。
【００２５】
オゾン発生手段１５にて発生したオゾン（Ｏ３）はオゾン発生領域Ａで空気清浄・脱臭作用が行なわれる一方、送風機１７により送風されてＣＯ酸化手段１６に導かれる。ＣＯ酸化手段１６には、図３に示すように、発生したオゾンを分解して活性酸素（ラジカル酸素）を発生させるオゾン分解手段２４と不完全燃焼により発生する一酸化炭素（ＣＯ）を吸着するＣＯ吸着手段２５とが備えられ、一酸化炭素の酸化反応領域Ｂを構成している。オゾン分解手段２４とＣＯ吸着手段２５は共通のＣＯ酸化反応領域Ｂに一酸化炭素（ＣＯ）を活性酸素で酸化反応可能に設けられる。
【００２６】
オゾン分解手段２４は、Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉの酸化物、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕを含有する多孔質カーボン、ゼオライト、粘土鉱物の少なくとも１つ以上のオゾン分解物質２７で構成される。オゾン分解物質２７は、廃オゾン触媒で構成され、ハニカム構造あるいは三次元網目構造（スポンジ構造）の多孔体から構成される基材２６にコーティングあるいは溶着等により設けられる。
【００２７】
オゾン分解物質２７を設けた基材２６は、アルミナ、シリカ、マグネシウム、炭化珪素、チタン酸アルミニウムの少なくとも一種類以上の化合物からなり、この基材２６の化合物は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に成形される。
【００２８】
また、オゾン分解物質２７を基材２６に設ける代りに、オゾン分解物質２７自体をハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に成形してもよい。この場合には、オゾン分解手段２４が基材としての担持機能を兼ねるので、基材は不要となる。
【００２９】
一方、ＣＯ吸着手段２５は、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも一種類の白金系ＶＩＩＩ属貴金族元素の微粒子２８で構成される。
【００３０】
この白金系貴金族の微粒子２８は、１０Å〜１０００Åの粒径を、好ましくは、５０Å〜４００Åの粒径を有する。この微粒子２８はＣＯ吸着手段２５を構成する廃オゾン触媒であるオゾン分解物質２７上に、図３に示すように担持される。すなわち、ＣＯ吸着手段２５を構成する白金系貴金族の微粒子、例えば白金微粒子２８は、廃オゾン触媒であるオゾン分解物質２７上に多数密に担持され、共通のＣＯ酸化反応層あるいは反応面を形成している。ＣＯ吸着手段２５に白金（Ｐｔ）微粒子を用いた場合、オゾン分解物質２７は白金担持触媒を構成している。
【００３１】
オゾン分解手段２４を構成するオゾン分解物質２７は、オゾン（Ｏ３）を分解して活性酸素（ラジカル酸素：Ｏ）を発生させるが、この活性酸素（Ｏ）の寿命は、１０−６〜１０−７ｓｅｃオーダと非常に短かい。この活性酸素により一酸化炭素（ＣＯ）を酸化させるためには、活性酸素の有効寿命である有効反応距離内に一酸化炭素を密に捕捉させておく必要がある。
【００３２】
すなわち、活性酸素（酸素原子Ｏ）が発生してから消滅するまでの間に一酸化炭素分子と接触反応させる必要があり、この接触により常温で酸化反応を生じさせることができる。このため、オゾンが分解して活性酸素が発生する極く近傍に一酸化炭素分子を密に多数捕捉させておく必要がある。
【００３３】
この一酸化炭素の酸化装置においては、オゾン分解手段２４で構成されるオゾン分解領域Ｃ内に一酸化炭素（ＣＯ）を吸着するＣＯ吸着領域Ｄを構成する。ＣＯ吸着領域Ｄは微粒子構造のＣＯ吸着手段２５により構成される網目状領域である。
【００３４】
オゾン分解手段２４によるオゾン分解領域ＣとＣＯ吸着手段２５によるＣＯ吸着領域Ｄとを、図３に示すように、共通のＣＯ酸化反応領域Ｂに形成することにより、不完全燃焼により発生し、捕捉される一酸化炭素に活性酸素で接触させ、常温で酸化反応させることが容易にできる。一酸化炭素は、生理的に猛毒で、血液中のヘモグロビンと結合してその機能を麻痺させたり、阻止するが、一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素とすることで、猛毒を解消できる。
【００３５】
次に、一酸化炭素の酸化装置の作用を説明する。
【００３６】
この一酸化炭素の酸化装置１０は、不完全燃焼による一酸化炭素（ＣＯ）を常温で酸化させ、一酸化炭素を除去したり、その濃度を大幅に減少させることができる他、空気清浄・脱臭装置として、乗用車、タクシー、車両等の車内脱臭；病院・介護施設等の消毒臭の脱臭；車載用冷蔵庫、家庭用冷蔵庫、トラック荷室等の脱臭；トイレ、生ゴミ臭の脱臭；その他に適用することができる。
【００３７】
この一酸化炭素の酸化装置１０は、本体ケーシング１１内の通気路１２に流入する塵や埃等の塵芥をプレフィルタ１４で除去している。塵芥が除去された空気は送風機１７にて通気路１２内を強制的に送風され、オゾン発生手段１５に案内される。
【００３８】
オゾン発生手段１５では、コロナ放電あるいは沿面放電、紫外線照射によりオゾンが発生しており、発生したオゾンにより空気中の臭気成分が除去されたり、殺菌せしめられる。
【００３９】
オゾン発生手段１５を図２および図３に示すように、放電型光触媒モジュール２０で構成した場合には、紫外線による殺菌作用、発生したオゾンの酸化力、殺菌力、光触媒の分解により、空気中の臭気成分を無臭成分に分解することができる。
【００４０】
例えば、喫煙室では、煙草の燃焼により燃焼ガス中にＣＯ２の他、不完全燃焼による一酸化炭素やアンモニア、アルコール類、アルデヒド類が含まれている。また、建物の建材に含まれるホルムアルデヒド、さらには、生ゴミ臭や食品臭に含まれるアンモニア、硫化水素、トリメチルアミン、またさらに、車内空気に含まれるアンモニア、酢酸、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、トリメチルアミン等がある。
【００４１】
空気中の悪臭成分である例えばアンモニア、硫化水素、トリメチルアミン、二酸化メチル、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、スチレン等がオゾン発生領域Ａを通る間に分解除去され、無臭化される。しかし、不完全燃焼ガスであるＣＯはオゾン発生領域Ａをそのまま通過し、ＣＯ酸化反応領域Ｂに案内される。
【００４２】
ＣＯ酸化反応領域Ｂを構成するＣＯ酸化手段１６には、悪臭成分が除去された空気も一酸化炭素とともに案内される。このＣＯ酸化手段１６は、オゾン分解手段２４とＣＯ吸着手段２５とが一酸化炭素を酸化反応可能に共通のＣＯ酸化反応領域Ｂに設けられる。オゾン分解手段２４で構成されるオゾン分解領域Ｃ内にＣＯ吸着手段２５によるＣＯ吸着領域Ｄが設けられ、オゾン分解領域ＣとＣＯ吸着領域Ｄとから共通のＣＯ酸化反応領域Ｂが形成される。
【００４３】
ＣＯ酸化手段１６では、オゾン（Ｏ３）を分解して活性酸素（ラジカル酸素）を発生させるオゾン分解領域Ｃの極く近傍に、一酸化炭素（ＣＯ）を吸着させる微粒子２８を密に分布させたＣＯ吸着領域Ｄを構成している。ＣＯ吸着領域Ｄを構成するＣＯ吸着手段２５は白金系貴金族の微粒子２８で構成され、白金系貴金族のこれらの微粒子２８は、多孔体あるいは多孔体表面に形成されるオゾン分解物質２７のオゾン分解層上で密な分布状態に担持される。このため、一酸化炭素を吸着する白金系貴金族の微粒子２８の表面積を大きくとることができ、結果的に、ＣＯ担持面積（ＣＯ吸着面積）を大きくとることができる。
【００４４】
このように、オゾン分解手段２４で分解されるオゾン発生箇所の極近傍に、一酸化炭素（ＣＯ）分子を吸着するＣＯ担持面積の大きなＣＯ吸着領域Ｄが設けられる。しかも、ＣＯ吸着領域Ｄを形成するＣＯ吸着手段２５は、大きなＣＯ担持面積を有し、空気中の一酸化炭素分子を高密度に捕捉することが可能となる一方、多数の白金系貴金族の微粒子２８を担持したＣＯ吸着手段２５は微粒子周辺にオゾン分解物質２７によるオゾン分解層が形成され、共通の酸化反応層を形成するように位置される。
【００４５】
このＣＯ酸化手段１６は、オゾン分解領域Ｃ内に、多数の微粒子２８を分布させたＣＯ吸着領域Ｄが設けられるため、オゾン分解手段２４で発生する活性酸素はその近傍に捕捉されて位置する高密度分布の一酸化炭素に容易に接触させることができ、酸化反応を促進させることができる。したがって、ＣＯ酸化手段１６では、オゾン分解手段２４で発生した活性酸素をその近傍のＣＯ吸着手段２５で捕捉された高密度の一酸化炭素に接触させ、酸化反応を容易に生じさせることができる。
【００４６】
このように、オゾン分解手段２４により発生する活性酸素発生箇所の極く近傍に一酸化炭素を捕捉させておくことで、一酸化炭素の酸化反応を促進させることができる。すなわち、活性酸素発生箇所近傍に一酸化炭素を高密度で捕捉しておくことにより、一酸化炭素を容易に酸化できることを初めて確認することができた。
【００４７】
この一酸化炭素の酸化装置１０を用いると、図４に示すように、空気を、通気路１２のオゾン発生領域ＡおよびＣＯ酸化反応領域Ｂに通すことにより、一酸化炭素を活性酸素で常温で酸化反応させることができ、通気路１２の排気口１８から排出される空気中に含まれる一酸化炭素濃度、その濃度曲線Ｅに示すように、ほぼゼロとすることができる。また、二酸化炭素濃度はその濃度曲線Ｆに示すように、一酸化炭素の酸化反応により増加する。一酸化炭素濃度や二酸化炭素濃度はそれぞれＣＯあるいはＣＯ２のガス濃度計により測定される。
【００４８】
図４からもわかるように、この一酸化炭素の酸化装置１０では、一酸化炭素を常温で効率よく、有効的に酸化させ、二酸化炭素を生成することができる。したがって、一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を行なうことにより、一酸化炭素濃度を減少させ、あるいはゼロにすることができる。
【００４９】
なお、ＣＯ酸化手段１６のオゾン分解手段２４でオゾンが分解され、活性酸素が発生しても、この活性酸素の寿命は非常に短かいので、排気口１８から活性酸素が外部に流出することは確実に防止できる。
【００５０】
図５は、本発明に係る一酸化炭素の酸化装置の第２実施形態を示す原理図である。
【００５１】
この実施形態に示された一酸化炭素の酸化装置１０Ａは、プレフィルタ１４の下流側通気路１２に電気集塵機３０を設けた構成が、図１に示した酸化装置１０と基本的に相違する。他の構成および作用は、図１に示される一酸化炭素の酸化装置１０と実質的に異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
電気集塵機３０では、プレフィルタ１４で除去不能な微細な塵芥を除去するようにしたものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明に係る一酸化炭素の酸化反応方法および装置は、オゾン発生手段で発生したオゾンにより空気中の臭気成分を有効的に除去するとともに、オゾン分解手段とＣＯ吸着手段を共通のＣＯ酸化反応領域に設けて空気中の一酸化炭素を常温で積極的に酸化反応させ、ＣＯ濃度を大幅に減少させたり、あるいはＣＯ量を除去することができる。
【００５４】
また、この一酸化炭素の酸化反応方法および装置では、一酸化炭素の酸化反応に交換部品を不要とするので、面倒な部品交換作業が不要となり、メンテナンスフリーで長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一酸化炭素の酸化方法および装置の第１実施形態を示す原理図。
【図２】本発明に係る一酸化炭素の酸化装置に備えられるオゾン発生手段としての放電型光触媒モジュールを示す図。
【図３】本発明に係る一酸化炭素の酸化装置に備えられるＣＯ酸化反応の原理を示すモデル図。
【図４】本発明に係る一酸化炭素の酸化装置によるＣＯ酸化反応による効果を示すグラフ。
【図５】本発明に係る一酸化炭素の酸化方法および装置の第２実施形態を示す原理図。
【符号の説明】
１０ 一酸化炭素の酸化装置
１１ 本体ケーシング
１２ 通気路
１３ 吸気口
１４ プレフィルタ
１５ オゾン発生手段
１６ ＣＯ酸化手段
１７ 送風機
１８ 排気口
２０ 放電型光触媒モジュール
２１ 放電電極
２２ 多孔質セラミックス
２４ オゾン分解手段
２５ ＣＯ吸着手段
２６ 基材（多孔体）
２７ オゾン分解物質（廃オゾン触媒）
２８ 白金系貴金族の微粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機、分煙機、脱臭機、空気調和機等に適用される一酸化炭素の酸化方法および装置に係り、特に、一酸化炭素を常温で酸化させ、除去したり、その濃度を減少させる一酸化炭素の酸化方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気中の臭気成分や浮遊菌等を除去して居住空間や作業空間を改善し、快適にする空気清浄装置が存在する。この種の空気清浄装置として特開平５−３１７６３９号公報（特許文献１参照）および特開平１０−８５５３３号公報（特許文献２参照）に開示された技術がある。
【０００３】
この空気清浄装置は、通気路にオゾンを発生させるオゾン発生手段と、発生したオゾンを分解して活性酸素を発生させるオゾン分解手段とを順次配設し、オゾン発生手段で発生したオゾンを、オゾン分解手段に設けられたオゾン分解触媒で分解して発生期の酸素原子、いわゆる活性酸素（ラジカル酸素）を発生させ、この活性酸素を臭気成分と反応させて、空気を脱臭させ、清浄化させるようにしている。
【０００４】
オゾンを利用した空気清浄装置により、空気中の悪臭成分、例えば、アンモニア、硫化水素、アセドアルデヒド、ホルムアルデヒド、メタルチルカブタン、トリメチルアミン、エチレン、ニ硫化メチル、スチレン等の悪臭成分を有効的に除去することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３１７６３９号公報（明細書の段落［００１２］〜［００１４］および図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−８５５３３号公報（明細書の段落［００１１］〜［００１７］および図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気清浄装置では、煙草の喫煙等の不完全燃焼により発生する一酸化炭素（ＣＯ）の除去を行なうことが困難である。ＣＯは、血液中のヘモグロビンと結合して組織内機能を麻痺させ、あるいは阻止する生理的に猛毒な物質である。
【０００８】
不完全燃焼により発生するＣＯが活性酸素と酸化反応を生じさせることができれば、ＣＯは酸化されて二酸化炭素（ＣＯ２）となるために、空気中の猛毒なＣＯ量を減少あるいは除去することができる。しかし、オゾンが分解して得られた活性酸素（ラジカル酸素）の寿命は１０−６〜１０−７ｓｅｃオーダと非常に短かい。
【０００９】
このため、従来の空気清浄装置では、オゾン分解手段とこの下流側に低級脂肪酸吸着フィルタあるいは活性炭の吸着フィルタがセパレートして設けられ、一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着手段が設けられていないため、オゾン発生手段で発生した活性酸素を一酸化炭素と酸化反応させることが困難であった。
【００１０】
特開平５−３１７６３９号公報記載の空気清浄装置では、ＣＯ吸着手段が設けられていないため、オゾン発生手段で発生した活性酸素を一酸化炭素の酸化反応に用いることができず、空気中のＣＯを酸化させてＣＯ量を減少させたり、取り除くことができなかった。
【００１１】
また、特開平１０−８５５３３号公報記載の空気清浄装置では、オゾン分解手段と活性炭の吸着フィルタがセパレートして設けられる一方、オゾン分解手段は第１および第２オゾン分解フィルタの２つのフィルタで構成される。第１フィルタは白金系触媒がフィルタ母材に付着しているが、白金層とオゾン分解層とが異なるため、活性酸素を効率よく一酸化炭素に接触させて酸化反応を生じさせることができず、また、吸着フィルタは活性炭であるため、交換物品であり、頻繁に取り換えなければならず、長寿命化が図れない等の問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、臭気成分を有効的に除去するとともに空気中のＣＯを常温で積極的に酸化反応させ、ＣＯ量を減少あるいは除去することができる一酸化炭素の酸化方法および装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、一酸化炭素の酸化反応に交換部品を不要とし、メンテナンスフリーで長寿命化を図ることができる一酸化炭素の酸化方法および装置を提供するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る一酸化炭素の酸化方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンをオゾン発生領域にて発生させるオゾン発生工程と、このオゾン発生工程により発生したオゾンをオゾン分解領域にて分解して活性酸素を生じさせると共に、前記活性酸素の有効反応距離内で、不完全燃焼により発生する一酸化炭素をＣＯ吸着領域に密に捕捉して吸着保持することにより、前記オゾン分解領域とＣＯ吸着領域とを共通の酸化反応領域としてこの酸化反応領域にてオゾン分解により生じた活性酸素を用いた接触反応により一酸化炭素を酸化する一酸化炭素酸化工程とを有し、この一酸化炭素酸化工程における前記酸化反応領域では、前記ＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体から構成されるオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成することを特徴とする方法である。
【００１５】
また、本発明に係る一酸化炭素の酸化方法は、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、通気路の吸気口から流入した空気を排気口に向けて強制的に通気させる工程と、空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンを前記通気路に設けられたオゾン発生領域で発生させるオゾン発生工程と、このオゾン発生工程により発生したオゾンをオゾン分解領域にて分解して活性酸素を生じさせると共に、前記活性酸素の有効反応距離内で、不完全燃焼により発生する一酸化炭素をＣＯ吸着領域に密に捕捉して吸着保持することにより、前記オゾン分解領域とＣＯ吸着領域とを共通の酸化反応領域としてこの酸化反応領域にてオゾン分解により生じた活性酸素を用いて一酸化炭素を接触反応により酸化する一酸化炭素酸化工程とを有し、この一酸化炭素酸化工程における前記酸化反応領域では、前記ＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成することを特徴とする方法である。
【００１６】
さらに、本発明に係る一酸化炭素の酸化装置は、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンをオゾン発生領域で発生させるオゾン発生手段と、このオゾン発生手段で発生したオゾンをオゾン分解手段で分解して活性酸素を生じさせるオゾン分解領域および前記活性酸素の有効反応距離内で不完全燃焼で生じた一酸化炭素をＣＯ吸着手段に密に捕捉して吸着保持させるＣＯ吸着領域とから共通の酸化反応領域を形成し、この酸化反応領域にて前記活性酸素を用いた接触反応により一酸化炭素を酸化させるＣＯ酸化手段とを通気路に設け、前記ＣＯ吸着手段における前記酸化反応領域ではＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成し、前記オゾン分解手段およびＣＯ吸着手段は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に設けられ、前記ＣＯ吸着手段により形成されるＣＯ吸着領域がオゾン分割手段で形成されるオゾン分解領域に設けられて共通のＣＯ酸化反応領域を構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
さらにまた、本発明に係る一酸化炭素の酸化装置は、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、前記オゾン分解手段およびＣＯ吸着手段は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に設けられ、前記ＣＯ吸着手段により形成されるＣＯ吸着領域がオゾン分解手段で形成されるオゾン分解領域に設けられ、共通のＣＯ酸化反応領域を構成したり、また、請求項８に記載したように、前記多孔体は、Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉの酸化物、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕを含有する多孔質カーボン、ゼオライト、粘土鉱物の少なくとも１つのオゾン分解物質でハニカム構造あるいは三次元網目構造に構成され、前記多孔体にＣＯ吸着手段を構成する微粒子が担持されたり、請求項９に記載したように、前記ＣＯ吸着手段は、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも１種類の白金系貴金族の微粒子で構成され、この微粒子がオゾン分解手段を構成するオゾン分解物質に担持されて共通のＣＯ酸化反応領域が構成されたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一酸化炭素の酸化方法および装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、一酸化酸素の酸化装置の第１実施形態を示す原理図である。この一酸化炭素の酸化装置１０は、空気清浄機、分煙機、脱臭機、空気調和機、空気清浄・脱臭装置等に備えられる。あるいは、空気清浄機や分煙機、脱臭機、空気清浄・脱臭装置として用いられる。この一酸化炭素の酸化装置１０は、空気中の臭気成分を脱臭させるとともに、不完全燃焼で生じた一酸化炭素（ＣＯ）を常温で酸化させ、その濃度を減少させたり、除去する装置である。
【００２０】
一酸化炭素の酸化装置１０は、筒状の本体ケーシング１１を有し、この本体ケーシング１１内に空気を流通させる通気路１２が備えられる。通気路１２には、吸気口１３側から空気中の塵芥等の異物を除去するプレフィルタ１４と、オゾン（Ｏ３）を発生させるオゾン発生手段１５と、一酸化炭素（ＣＯ）を常温で酸化させるＣＯ酸化手段１６とを順次備える一方、本体ケーシング１１内の通気路１２上の適宜位置に送風機１７が１台以上設けられる。ＣＯ酸化手段１６にて空気中の一酸化炭素を常温で酸化して二酸化炭素（ＣＯ２）とした後、発生したＣＯ２を排気口１８から外部に放出するようになっている。
【００２１】
オゾン発生手段１５は、放電型光触媒モジュール、紫外線ランプ装置、コロナ放電装置、沿面放電装置、Ｘ線発生装置を単独あるいは１つ以上組み合せて構成され、通気路１２内にオゾン発生領域Ａを形成しており、このオゾン発生領域Ａで空気の清浄、脱臭を行なうことができる。オゾンは空気中でコロナ放電や沿面放電を行なったり、紫外線やＸ線、陰極線を照射することにより発生し、強い消毒、漂白、酸化作用を有する。
【００２２】
オゾン発生手段１５には、図２に示す、放電型光触媒モジュール２０を用いてもよい。放電型光触媒モジュール２０は、放電電極２１間に光触媒を担持した多孔質セラミックス２２を設けたものである。多孔質セラミックス２２は光触媒の担持体を構成して光触媒を担持しており、放電により生ずる紫外線を光触媒の励起に直接利用したものである。この多孔質セラミックス２２でもフィルタ作用が行なわれる。
【００２３】
放電電極２１間の放電により生ずる紫外線を光触媒へ照射することにより、紫外線による殺菌力、発生したオゾンによる酸化力、さらには活性化する光触媒の分解作用により、空気清浄、脱臭を効率よく行なうことができる。放電型光触媒モジュール２０による放電効果、オゾン効果、光触媒効果による臭気成分の分解性能は、従来のランプ型光触媒モジュールの分解性能の約１０倍である。
【００２４】
この放電型光触媒モジュール２０をオゾン発生手段１５に適用することにより、放電による発光を光源とすることができ、活性炭やランプのような交換部品が不要となり、長寿命化を図ることができる。さらに、光触媒の触媒表面積を改質し、比表面積の大きな光触媒モジュールを構成することで、光触媒の分解作用を促進させることができ、空気清浄力や脱臭力を向上させることができる。
【００２５】
オゾン発生手段１５にて発生したオゾン（Ｏ３）はオゾン発生領域Ａで空気清浄・脱臭作用が行なわれる一方、送風機１７により送風されてＣＯ酸化手段１６に導かれる。ＣＯ酸化手段１６には、図３に示すように、発生したオゾンを分解して活性酸素（ラジカル酸素）を発生させるオゾン分解手段２４と不完全燃焼により発生する一酸化炭素（ＣＯ）を吸着するＣＯ吸着手段２５とが備えられ、一酸化炭素の酸化反応領域Ｂを構成している。オゾン分解手段２４とＣＯ吸着手段２５は共通のＣＯ酸化反応領域Ｂに一酸化炭素（ＣＯ）を活性酸素で酸化反応可能に設けられる。
【００２６】
オゾン分解手段２４は、Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉの酸化物、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕを含有する多孔質カーボン、ゼオライト、粘土鉱物の少なくとも１つ以上のオゾン分解物質２７で構成される。オゾン分解物質２７は、廃オゾン触媒で構成され、ハニカム構造あるいは三次元網目構造（スポンジ構造）の多孔体から構成される基材２６にコーティングあるいは溶着等により設けられる。
【００２７】
オゾン分解物質２７を設けた基材２６は、アルミナ、シリカ、マグネシウム、炭化珪素、チタン酸アルミニウムの少なくとも一種類以上の化合物からなり、この基材２６の化合物は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に成形される。
【００２８】
また、オゾン分解物質２７を基材２６に設ける代りに、オゾン分解物質２７自体をハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に成形してもよい。この場合には、オゾン分解手段２４が基材としての担持機能を兼ねるので、基材は不要となる。
【００２９】
一方、ＣＯ吸着手段２５は、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも一種類の白金系ＶＩＩＩ属貴金族元素の微粒子２８で構成される。
【００３０】
この白金系貴金族の微粒子２８は、１０Å〜１０００Åの粒径を、好ましくは、５０Å〜４００Åの粒径を有する。この微粒子２８はＣＯ吸着手段２５を構成する廃オゾン触媒であるオゾン分解物質２７上に、図３に示すように担持される。すなわち、ＣＯ吸着手段２５を構成する白金系貴金族の微粒子、例えば白金微粒子２８は、廃オゾン触媒であるオゾン分解物質２７上に多数密に担持され、共通のＣＯ酸化反応層あるいは反応面を形成している。ＣＯ吸着手段２５に白金（Ｐｔ）微粒子を用いた場合、オゾン分解物質２７は白金担持触媒を構成している。
【００３１】
オゾン分解手段２４を構成するオゾン分解物質２７は、オゾン（Ｏ３）を分解して活性酸素（ラジカル酸素：Ｏ）を発生させるが、この活性酸素（Ｏ）の寿命は、１０−６〜１０−７ｓｅｃオーダと非常に短かい。この活性酸素により一酸化炭素（ＣＯ）を酸化させるためには、活性酸素の有効寿命である有効反応距離内に一酸化炭素を密に捕捉させておく必要がある。
【００３２】
すなわち、活性酸素（酸素原子Ｏ）が発生してから消滅するまでの間に一酸化炭素分子と接触反応させる必要があり、この接触により常温で酸化反応を生じさせることができる。このため、オゾンが分解して活性酸素が発生する極く近傍に一酸化炭素分子を密に多数捕捉させておく必要がある。
【００３３】
この一酸化炭素の酸化装置においては、オゾン分解手段２４で構成されるオゾン分解領域Ｃ内に一酸化炭素（ＣＯ）を吸着するＣＯ吸着領域Ｄを構成する。ＣＯ吸着領域Ｄは微粒子構造のＣＯ吸着手段２５により構成される網目状領域である。
【００３４】
オゾン分解手段２４によるオゾン分解領域ＣとＣＯ吸着手段２５によるＣＯ吸着領域Ｄとを、図３に示すように、共通のＣＯ酸化反応領域Ｂに形成することにより、不完全燃焼により発生し、捕捉される一酸化炭素に活性酸素で接触させ、常温で酸化反応させることが容易にできる。一酸化炭素は、生理的に猛毒で、血液中のヘモグロビンと結合してその機能を麻痺させたり、阻止するが、一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素とすることで、猛毒を解消できる。
【００３５】
次に、一酸化炭素の酸化装置の作用を説明する。
【００３６】
この一酸化炭素の酸化装置１０は、不完全燃焼による一酸化炭素（ＣＯ）を常温で酸化させ、一酸化炭素を除去したり、その濃度を大幅に減少させることができる他、空気清浄・脱臭装置として、乗用車、タクシー、車両等の車内脱臭；病院・介護施設等の消毒臭の脱臭；車載用冷蔵庫、家庭用冷蔵庫、トラック荷室等の脱臭；トイレ、生ゴミ臭の脱臭；その他に適用することができる。
【００３７】
この一酸化炭素の酸化装置１０は、本体ケーシング１１内の通気路１２に流入する塵や埃等の塵芥をプレフィルタ１４で除去している。塵芥が除去された空気は送風機１７にて通気路１２内を強制的に送風され、オゾン発生手段１５に案内される。
【００３８】
オゾン発生手段１５では、コロナ放電あるいは沿面放電、紫外線照射によりオゾンが発生しており、発生したオゾンにより空気中の臭気成分が除去されたり、殺菌せしめられる。
【００３９】
オゾン発生手段１５を図２および図３に示すように、放電型光触媒モジュール２０で構成した場合には、紫外線による殺菌作用、発生したオゾンの酸化力、殺菌力、光触媒の分解により、空気中の臭気成分を無臭成分に分解することができる。
【００４０】
例えば、喫煙室では、煙草の燃焼により燃焼ガス中にＣＯ２の他、不完全燃焼による一酸化炭素やアンモニア、アルコール類、アルデヒド類が含まれている。また、建物の建材に含まれるホルムアルデヒド、さらには、生ゴミ臭や食品臭に含まれるアンモニア、硫化水素、トリメチルアミン、またさらに、車内空気に含まれるアンモニア、酢酸、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、トリメチルアミン等がある。
【００４１】
空気中の悪臭成分である例えばアンモニア、硫化水素、トリメチルアミン、二酸化メチル、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、スチレン等がオゾン発生領域Ａを通る間に分解除去され、無臭化される。しかし、不完全燃焼ガスであるＣＯはオゾン発生領域Ａをそのまま通過し、ＣＯ酸化反応領域Ｂに案内される。
【００４２】
ＣＯ酸化反応領域Ｂを構成するＣＯ酸化手段１６には、悪臭成分が除去された空気も一酸化炭素とともに案内される。このＣＯ酸化手段１６は、オゾン分解手段２４とＣＯ吸着手段２５とが一酸化炭素を酸化反応可能に共通のＣＯ酸化反応領域Ｂに設けられる。オゾン分解手段２４で構成されるオゾン分解領域Ｃ内にＣＯ吸着手段２５によるＣＯ吸着領域Ｄが設けられ、オゾン分解領域ＣとＣＯ吸着領域Ｄとから共通のＣＯ酸化反応領域Ｂが形成される。
【００４３】
ＣＯ酸化手段１６では、オゾン（Ｏ３）を分解して活性酸素（ラジカル酸素）を発生させるオゾン分解領域Ｃの極く近傍に、一酸化炭素（ＣＯ）を吸着させる微粒子２８を密に分布させたＣＯ吸着領域Ｄを構成している。ＣＯ吸着領域Ｄを構成するＣＯ吸着手段２５は白金系貴金族の微粒子２８で構成され、白金系貴金族のこれらの微粒子２８は、多孔体あるいは多孔体表面に形成されるオゾン分解物質２７のオゾン分解層上で密な分布状態に担持される。このため、一酸化炭素を吸着する白金系貴金族の微粒子２８の表面積を大きくとることができ、結果的に、ＣＯ担持面積（ＣＯ吸着面積）を大きくとることができる。
【００４４】
このように、オゾン分解手段２４で分解されるオゾン発生箇所の極近傍に、一酸化炭素（ＣＯ）分子を吸着するＣＯ担持面積の大きなＣＯ吸着領域Ｄが設けられる。しかも、ＣＯ吸着領域Ｄを形成するＣＯ吸着手段２５は、大きなＣＯ担持面積を有し、空気中の一酸化炭素分子を高密度に捕捉することが可能となる一方、多数の白金系貴金族の微粒子２８を担持したＣＯ吸着手段２５は微粒子周辺にオゾン分解物質２７によるオゾン分解層が形成され、共通の酸化反応層を形成するように位置される。
【００４５】
このＣＯ酸化手段１６は、オゾン分解領域Ｃ内に、多数の微粒子２８を分布させたＣＯ吸着領域Ｄが設けられるため、オゾン分解手段２４で発生する活性酸素はその近傍に捕捉されて位置する高密度分布の一酸化炭素に容易に接触させることができ、酸化反応を促進させることができる。したがって、ＣＯ酸化手段１６では、オゾン分解手段２４で発生した活性酸素をその近傍のＣＯ吸着手段２５で捕捉された高密度の一酸化炭素に接触させ、酸化反応を容易に生じさせることができる。
【００４６】
このように、オゾン分解手段２４により発生する活性酸素発生箇所の極く近傍に一酸化炭素を捕捉させておくことで、一酸化炭素の酸化反応を促進させることができる。すなわち、活性酸素発生箇所近傍に一酸化炭素を高密度で捕捉しておくことにより、一酸化炭素を容易に酸化できることを初めて確認することができた。
【００４７】
この一酸化炭素の酸化装置１０を用いると、図４に示すように、空気を、通気路１２のオゾン発生領域ＡおよびＣＯ酸化反応領域Ｂに通すことにより、一酸化炭素を活性酸素で常温で酸化反応させることができ、通気路１２の排気口１８から排出される空気中に含まれる一酸化炭素濃度、その濃度曲線Ｅに示すように、ほぼゼロとすることができる。また、二酸化炭素濃度はその濃度曲線Ｆに示すように、一酸化炭素の酸化反応により増加する。一酸化炭素濃度や二酸化炭素濃度はそれぞれＣＯあるいはＣＯ２のガス濃度計により測定される。
【００４８】
図４からもわかるように、この一酸化炭素の酸化装置１０では、一酸化炭素を常温で効率よく、有効的に酸化させ、二酸化炭素を生成することができる。したがって、一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を行なうことにより、一酸化炭素濃度を減少させ、あるいはゼロにすることができる。
【００４９】
なお、ＣＯ酸化手段１６のオゾン分解手段２４でオゾンが分解され、活性酸素が発生しても、この活性酸素の寿命は非常に短かいので、排気口１８から活性酸素が外部に流出することは確実に防止できる。
【００５０】
図５は、本発明に係る一酸化炭素の酸化装置の第２実施形態を示す原理図である。
【００５１】
この実施形態に示された一酸化炭素の酸化装置１０Ａは、プレフィルタ１４の下流側通気路１２に電気集塵機３０を設けた構成が、図１に示した酸化装置１０と基本的に相違する。他の構成および作用は、図１に示される一酸化炭素の酸化装置１０と実質的に異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
電気集塵機３０では、プレフィルタ１４で除去不能な微細な塵芥を除去するようにしたものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明に係る一酸化炭素の酸化反応方法および装置は、オゾン発生手段で発生したオゾンにより空気中の臭気成分を有効的に除去するとともに、オゾン分解手段とＣＯ吸着手段を共通のＣＯ酸化反応領域に設けて空気中の一酸化炭素を常温で積極的に酸化反応させ、ＣＯ濃度を大幅に減少させたり、あるいはＣＯ量を除去することができる。
【００５４】
また、この一酸化炭素の酸化反応方法および装置では、一酸化炭素の酸化反応に交換部品を不要とするので、面倒な部品交換作業が不要となり、メンテナンスフリーで長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一酸化炭素の酸化方法および装置の第１実施形態を示す原理図。
【図２】本発明に係る一酸化炭素の酸化装置に備えられるオゾン発生手段としての放電型光触媒モジュールを示す図。
【図３】本発明に係る一酸化炭素の酸化装置に備えられるＣＯ酸化反応の原理を示すモデル図。
【図４】本発明に係る一酸化炭素の酸化装置によるＣＯ酸化反応による効果を示すグラフ。
【図５】本発明に係る一酸化炭素の酸化方法および装置の第２実施形態を示す原理図。
【符号の説明】
１０ 一酸化炭素の酸化装置
１１ 本体ケーシング
１２ 通気路
１３ 吸気口
１４ プレフィルタ
１５ オゾン発生手段
１６ ＣＯ酸化手段
１７ 送風機
１８ 排気口
２０ 放電型光触媒モジュール
２１ 放電電極
２２ 多孔質セラミックス
２４ オゾン分解手段
２５ ＣＯ吸着手段
２６ 基材（多孔体）
２７ オゾン分解物質（廃オゾン触媒）
２８ 白金系貴金族の微粒子
Claims (10)
- 空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンをオゾン発生領域にて発生させるオゾン発生工程と、
このオゾン発生工程により発生したオゾンをオゾン分解領域にて分解して活性酸素を生じさせると共に、前記活性酸素の有効反応距離内で、不完全燃焼により発生する一酸化炭素をＣＯ吸着領域に密に捕捉して吸着保持することにより、前記オゾン分解領域とＣＯ吸着領域とを共通の酸化反応領域としてこの酸化反応領域にてオゾン分解により生じた活性酸素を用いた接触反応により一酸化炭素を酸化する一酸化炭素酸化工程とを有し、
この一酸化炭素酸化工程における前記酸化反応領域では、前記ＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体から構成されるオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成することを特徴とする一酸化炭素の酸化方法。 - 前記オゾン発生領域は、放電型光触媒モジュールにて臭気成分を除去するオゾンを発生させる一方、一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着領域内に前記オゾンを分解するオゾン分解領域を形成する請求項１記載の一酸化炭素の酸化方法。
- 通気路の吸気口から流入した空気を排気口に向けて強制的に通気させる工程と、
空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンを前記通気路に設けられたオゾン発生領域で発生させるオゾン発生工程と、
このオゾン発生工程により発生したオゾンをオゾン分解領域にて分解して活性酸素を生じさせると共に、前記活性酸素の有効反応距離内で、不完全燃焼により発生する一酸化炭素をＣＯ吸着領域に密に捕捉して吸着保持することにより、前記オゾン分解領域とＣＯ吸着領域とを共通の酸化反応領域としてこの酸化反応領域にてオゾン分解により生じた活性酸素を用いて一酸化炭素を接触反応により酸化する一酸化炭素酸化工程とを有し、
この一酸化炭素酸化工程における前記酸化反応領域では、前記ＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成することを特徴とする一酸化炭素の酸化方法。 - 空気中の臭気成分を脱臭させるオゾンをオゾン発生領域で発生させるオゾン発生手段と、
このオゾン発生手段で発生したオゾンをオゾン分解手段で分解して活性酸素を生じさせるオゾン分解領域および前記活性酸素の有効反応距離内で不完全燃焼で生じた一酸化炭素をＣＯ吸着手段に密に捕捉して吸着保持させるＣＯ吸着領域とから共通の酸化反応領域を形成し、この酸化反応領域にて前記活性酸素を用いた接触反応により一酸化炭素を酸化させるＣＯ酸化手段とを通気路に設け、
前記ＣＯ吸着手段における前記酸化反応領域ではＣＯ吸着領域を１０Å〜１０００Åの粒径を有する白金系貴金属の微粒子で構成し、この微粒子をオゾン分解物質で担持して前記オゾン分解領域と前記ＣＯ吸着領域を共通のＣＯ酸化反応領域に構成し、
前記オゾン分解手段およびＣＯ吸着手段は、ハニカム構造あるいは三次元網目構造の多孔体に設けられ、前記ＣＯ吸着手段により形成されるＣＯ吸着領域がオゾン分割手段で形成されるオゾン分解領域に設けられて共通のＣＯ酸化反応領域を構成したことを特徴とする一酸化炭素の酸化装置。 - 前記オゾン発生手段は、放電型光触媒モジュール、紫外線ランプ装置、コロナ放電装置、沿面放電装置の少なくとも１つで構成され、かつオゾン分解手段およびＣＯ吸着手段の上流側通気路に設けられた請求項４記載の一酸化炭素の酸化装置。
- 前記多孔体は、アルミナ、シリカ、マグネシア、炭化珪素、チタン酸アルミニウムの少なくとも１種類の化合物の基材で、かつハニカム構造あるいは三次元網目構造に構成され、この多孔体にオゾン分解手段とＣＯ吸着手段とが一酸化炭素の酸化反応可能に設けられた請求項４記載の一酸化炭素の酸化装置。
- 前記多孔体は、Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉの酸化物、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕを含有する多孔質カーボン、ゼオライト、粘土鉱物の少なくとも１つのオゾン分解物質でハニカム構造あるいは三次元網目構造に構成され、前記多孔体にＣＯ吸着手段を構成する微粒子が担持された請求項４記載の一酸化炭素の酸化装置。
- 前記ＣＯ吸着手段は、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも１種類の白金系貴金族の微粒子で構成され、この微粒子がオゾン分解手段を構成するオゾン分解物質に担持されて共通のＣＯ酸化反応領域が構成された請求項４記載の一酸化炭素の酸化装置。
- 前記通気路の吸気口側に塵、埃等の塵芥を除去するプレフィルタを設け、このプレフィルタの下流側に少なくとも１台の送風機を設けた請求項４記載の一酸化炭素の酸化装置。
- 前記通気路の吸気口側に塵、埃等の塵芥を除去するプレフィルタを設け、このプレフィルタの下流側に少なくとも１台の送風機と、微細な塵芥を除去する電気集塵機とを設置した請求項４記載の一酸化炭素の酸化装置。
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