JPH04200720A - 炭素酸化物除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、室内（家屋および車両等の内部空間を意味す
る）における−酸化炭素または二酸化炭素等の炭素酸化
物を除去する炭素酸化物除去装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、建築構造の変化、具体的には接着剤を多用した新
建材或いはアルミニウム等の金属製サツシュ等の普及に
伴って、一般家屋の密閉構造化が進みつつある。また、
ビルディングや車両等も窓が常時閉じられるものが主流
となっている。このような傾向は、昨今の冷暖房装置の
普及に伴って増長されつつある。

［発明が解決しようとする課題］ その結果、通気が悪化し、ｃｏ、ｃｏ□等の炭素酸化物
が室内に滞留しやすくなっている。特に（、多人数が集
まる際には、目眩惑や息苦しさ等を（経験する他、とき
には中毒症状を呈することさえ□ ある。

また、最近一部で空気清浄器が使用されているが、この
空気清浄器も炭素酸化物の除去機能は備えておらず、室
内におけるｃｏ□等の炭素酸化物を効率的に除去し得る
除去装置の開発が望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る炭素酸化物除去装置は、上記の課題を解決
するために、炭素酸化物を吸着し加熱下に該炭素酸化物
を脱着させ得る吸着剤を収容した吸着剤槽と、室内の空
気を吸着剤槽に供給する室゛内空気導入手段と、炭素酸
化物吸着済の空気を室内に還流する還流手段と、脱着用
の熱流体を吸着剤槽に供給する熱流体供給手段と、脱着
された炭素酸化物を室外に排出する排出手段とを備えて
いることを特徴とするものである。

なお、上記熱流体供給手段により供給される熱流体は暖
房装置用の熱流体と共用することが好ましい。

また、上記炭素酸化物除去装置は吸着剤槽並びに各吸着
剤槽に対応する室内空気導入手段、還流手段、熱流体供
給手段および排出手段をそれぞれ２系統以上備えること
ができる。

その際、さらに、室内空気導入手段により供給される空
気中の炭素酸化物濃度を検出する供給側濃度検出手段と
、還流手段により還流される空気中の炭素酸化物濃度を
検出する還流側濃度検出手段と、供給側および還流側に
おける炭素酸化物濃度の差に基づいて稼働中の吸着剤槽
が飽和状態にあるか否かを判定する飽和状態判定手段と
、稼働中の吸着剤槽が飽和状態にあると判定された時に
他の吸着剤槽に切り換える切換手段とを設けることがで
きる。

吸着する炭素酸化物としては一酸化炭素および／または
二酸化炭素が挙げられる。

また、吸着する炭素酸化物を一酸化炭素および二酸化炭
素とし、上記吸着剤↓こ一酸化炭素を吸着する第１吸着
剤と二酸化炭素を吸着する第２吸着剤とを含ませること
ができ、その場合、上記第１吸着剤と第２吸着則とを混
合することが好適である。

なお、上記第１吸着剤と第２吸着剤とからなる吸着剤に
、さらに脱臭剤を含ませることができる。

〔作　用〕

上記の構成によれば、室内空気導入手段により供給され
る室内の空気に含まれる炭素酸化物を吸着剤槽で吸着し
、炭素酸化物を除去した空気を室内に還流するようにし
たので、窓を開放することにより直接的に外気を導入す
ることができないような状況でも、快適な室内環境を提
供することができる。

また、吸着剤槽に吸着された炭素酸化物は、この吸着剤
槽に熱流体供給手段から熱流体を供給して加熱すること
により、脱着することができる。

その際、脱着された炭素酸化物は排出手段により屋外に
排出される。

このように、本発明の炭素酸化物除去装置では、加熱下
に炭素酸化物を脱着させ得る吸着剤を用い、また、該吸
着剤に吸着された炭素酸化物を脱着するための熱流体供
給手段を有していることから、適宜脱着を行うことによ
り、吸着剤を長期に渡り、再生使用することができる。

また、脱着用の熱流体を暖房装置から供給するようにす
れば、炭素酸化物除去装置専用の熱流体供給手段を設け
る必要がなくなり、構成を簡素化させることができる。

さらに、吸着剤槽等を２系統以上設ければ、稼働中の吸
着剤槽が飽和状態となった時に他の吸着剤槽に切り換え
ることにより、長期間に渡って、継続的に運転を行うこ
とができるようになる。なお、飽和状態となって吸着能
の低下した吸着剤槽は、他の吸着剤槽が稼働している期
間に脱着を行うことができる。

その場合、稼働中の吸着剤槽の供給側および還流側にお
いて、供給側および還流側濃度検出手段により、それぞ
れ炭素酸化物濃度を検出し、その差に基づいて稼働中の
吸着剤槽が飽和状態にあるか否かを飽和状態判定手段に
より判定し、稼働中の吸着剤槽が飽和状態にあると判定
された時に脱着済の吸着剤槽に切り換えるようにすれば
、オペレータが吸着剤槽の切換の指示を行わなくても、
自動的に吸着剤槽の切換を行える。

また、吸着剤に脱臭剤を混合するようにすれば、室内空
気から悪臭を除去できるとともに、加熱による吸着剤の
脱着時に、脱臭剤の再生を同時に行えるようになる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

第１図に示すように、本実施例の炭素酸化物除去装置は
、例えば、ビルディングまたは車両等の空調設備の一環
として設けることができるものであって、炭素酸化物、
つまり、−酸化炭素および二酸化炭素を含む室内の空気
を本炭素酸化物除去装置に導く室内空気導入手段として
の導入配管１を備えている。

導入配管１は、先ず、前処理部２に導かれ、ここで、除
塵、除煙、殺菌等の前処理が行われた後、導入側筒１お
よび第２切換バルブ３・４に導かれる。

一方、導入側筒１および第２切換バルブ３・４には、熱
流体供給手段５から、加熱空気またはスチーム等の熱流
体が供給される。熱流体供給手段５は、例えば、暖房装
置と兼用することができる。また、熱流体供給手段５は
各種の排熱を利用して熱流体を発生させるものであって
も良い。

導入側筒１および第２切換バルブ３・４は、それぞれ上
記の室内空気または熱流体のいずれか一方を第１および
第２吸着剤槽６・７内に供給するか、或いは室内空気お
よび熱流体の供給を停止することができるようになって
いる。

第１および第２吸着剤槽６・７内には、それぞれ−酸化
炭素を吸着する第１吸着剤と、二酸化炭素を吸着する第
２吸着剤と、脱臭剤とが混合状態で収容されている。そ
して、室内空気が第１および第２吸着剤槽６・７内に供
給されると、−酸化炭素および二酸化炭素が吸着され、
かっ、悪臭が除去される。一方、熱流体が第１および第
２吸着剤槽６・７内に供給されると、温度上昇に伴って
、−酸化炭素および二酸化炭素が脱着され、がっ、脱臭
剤からの臭い粒子の放出により脱臭剤が再生されるよう
になっている。

第１および第２吸着剤槽６・７の排出口側には、排出側
梁１および第２切換バルブ８・９が設けられている。排
出側梁１および第２切換バルブ８・９は、それぞれ炭素
酸化物除去済の空気を室内に還流させる還流手段として
の還流配管１１、または、脱着された炭素酸化物および
放出された臭い粒子を屋外に排出する排出手段としての
排出配管１２のいずれかと第１および第２吸着荊槽６・
７とを連通ずるようになっている。

前処理部２と導入側筒１および第２切換バルブ３・４と
の間には、−酸化炭素および二酸化炭素の濃度を検出す
る導入側濃度検出手段としての導入側ガスセンサ１３が
設置されている。一方、排出側第１および第２切換バル
ブ８・９の下流側の還流配管１１内には、−酸化炭素お
よび二酸化炭素の濃度を検出する還流側濃度検出手段と
しての還流側ガスセンサ１４が設置されてる。さらに、
排出側梁１および第２切換バルブ８・９の下流側の排出
配管１２内には、脱着状態を監視するための脱着側ガス
センサ１５が設置されている。

導入側ガスセンサ１３、還流側ガスセンサ１４および脱
着側ガスセンサ１５の検出信号は制御部１６に送られる
ようになっている。

制御部１６は、第１または第２吸着剤槽６・７のいずれ
か一方に炭素酸化物の吸着を行わせ、その間に他方の吸
着剤槽６・７に脱着を行わせようになっている。

その際、制御部１６は導入側ガスセンサ１３および還流
側ガスセンサ１４の検出信号に基づいて、稼働中の吸着
剤槽６または７が飽和状態になったか否かを判定し、飽
和状態になった場合は導入側第１および第２切換バルブ
３・４並びに排出側梁１および第２切換バルブ８・９に
より、吸着を行う吸着剤槽６・７を切り換えるようにな
っている。また、制御部１６は導入側ガスセンサ１３が
らの検出信号に基づいて、室内空気中の炭素酸化物濃度
が一定値以下の時には、炭素酸化物の除去運転を行わな
いように制御することができる。

なお、導入側ガスセンサ１３、還流側ガスセンサＩ４お
よび脱着側ガスセンサ１５としては、−酸化炭素の検出
用には、光明理化学工業社のＴＲＡ−１０１等を使用す
ることができ、二酸化炭素の検出用には、用本物産社の
Ｈ−２５０Ｅ等を使用することができる。

第１および第２吸着剤槽６・７内に収容される第１吸着
剤としては、例えば、ゼオライト、活性炭、多孔性樹脂
、イオン交換樹脂またはキレート樹脂に、銅（１）もし
くは銅（１）　　・アルミニウム錯体を担持した複合材
料を使用することができる。（「−酸化炭素、エチレン
、−酸化窒素の固体吸着剤」二平井、浅沼、「表面Ｊ　
Ｖｏｌ、２５　Ｎｏ、１参照）。

また、二酸化炭素吸着用の第２吸着荊としては、分子中
に１級又は２級のアミノ基を有するイオン交換樹脂、特
に、１級又は２級のアミノ基がポリアルキレンポリアミ
ノ基からなる弱塩基性のイオン交換樹脂を好適に用いる
ことができる。より具体的ｔこは、市販のイオン交換樹
脂、例えば、スミカイオンＫＡ−８９０、スミカイオン
ＫＡ−８６０（以上、住友化学社製）、ダイヤイオンＷ
Ａ＝２１（三菱化成社製）を用いることができる。

さらに、第２吸着剤として、クロルメチル基又はニトリ
ル基を有する樹脂に、エチレ、ンジアミン、トリメチレ
ンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンへキ
サミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタエチレンオク
タミン、１，３−ビス（２′アミノエチルアミノ）プロ
パン、ビス（３−アミノエチル）アミン、１，３−ビス
（３゛−アミノプロピルアミノ）プロパン、１−（２’
−アミノエチル）ピペラジン、ヒドラジン、グアニジン
等のポリアミンを反応させたものを使用することもでき
る。

また、脱臭剤としては、活性炭、化学脱臭剤等を使用す
ることができる。

上記の構成Ｇこおいて、炭素酸化物の吸着運転の開始時
には、第２図に示すように、例えば、第１吸着剤槽６に
て吸着を行うように制御部１６で制御する。すなわち、
室内から導かれ、前処理部２で除塵等の前処理が施され
た室内空気が、導入側第１切換バルブ３を介して第１吸
着剤槽６に送り込まれる。

第１吸着剤槽６内で一酸化炭素および二酸化炭素が吸着
され、かつ、脱臭された空気は、排出側第１切換バルブ
８により還流配管エエ側に供給され、還流配管１１を介
して室内に還流される。

また、第１吸着剤槽６における炭素酸化物の吸着と並行
して、必要により、第２吸着荊槽７において炭素酸化物
の脱着を行うことができる。すなわち、熱流体供給手段
５がらの熱流体が、導入側第２切換バルブ４を介して第
２吸着剤槽７に供給され、この熱流体により第２吸着剤
槽７内の第１および第２吸着剤と脱臭剤とが加熱される
。

これにより、第２吸着剤槽７内の第１および第２吸着剤
に吸着された一酸化炭素および二酸化炭素が脱着される
とともに、脱臭剤に吸着された臭い粒子が放出される。

脱着された一酸化炭素および二酸化炭素と臭い粒子とを
含む脱着ガスは、排出側第２切換バルブ９を介して排出
配管１２側に供給され、排出配管１２により屋外に排出
される。その際、脱着側ガスセンサ１５により、排出ガ
ス中の炭素酸化物濃度が検出され、炭素酸化物濃度が所
定以下になると、制御部１６が第２吸着剤槽７への熱流
体の供給を停止させるようにすることができる。なお、
二酸化炭素を含む脱着ガスは、各種植物を栽培する温室
等へ導くようにしても良い。

制御部１６は、導入側および還流側ガスセンサ１３・１
４の検出信号に基づいて得られる導入側および還流側の
炭素酸化物濃度の差が一定値以下となった場合、第１吸
着剤槽６内の吸着剤が飽和状態になったものと判定し、
第３図に示すように、切換手段としての導入側第１およ
び第２切換バルブ３・４並びに排出側梁１および第２切
換バルブ８・９を連動させて９０°ずつ時計方向に回動
させることにより、前処理部２からの室内空気を第２吸
着則槽７に供給する一方、熱流体供給手段５からの熱流
体を第１吸着剤槽６に供給する。

これにより、第２吸着剤槽７により炭素酸化物の吸着お
よび脱臭が行われ、吸着、脱臭済の空気が排出側第２切
換バルブ９を介して還流配管１１に供給され、室内に還
流される。一方、第１吸着剤槽６では、吸着剤が熱流体
により加熱されて炭素酸化物の脱着および臭い粒子の放
出が行われ、脱着された炭素酸化物および臭い粒子を含
む排出ガスは排出側第１切換バルブ８を介して排出配管
１２に送られ、屋外に排出される。

このようにして、稼働中の吸着剤槽６または７が飽和状
態となる毎に吸着剤槽６または７が制御部１６により自
動的に切り換えられ、継続的に炭素酸化物の除去運転が
行われる。

その際、吸着能の低下した吸着剤槽６または７の脱着を
行う必要があるが、本炭素酸化物除去装置を暖房装置と
組み合わせて使用するか、或いは、排熱の熱量を利用し
て熱流体の供給を行うようにすれば、独立の熱流体源を
設ける必要がなくなるので、構成の簡素化を図ることが
できる。

また、本実施例では、工業用のＰＳＡ法における減圧に
代えて、加熱により脱着を行うようにしたので、減圧用
の真空ポンプ、圧力容器等を設ける必要はなくなる。従
って、装置の保守、点検が容易になるとともに、取扱い
に特別の熟練を要しなくなる。しかも、加熱により脱着
するようにしたので、脱着動作時に、万一、誤操作成い
は装置の誤動作等があっても、格別危険は生じない。

また、工業用のＰＳＡ法では、通常、原料ガスの組成は
一定であるので、予め、定められたプログラムに沿って
運転を行えば良いが、本炭素酸化物除去装置で炭素酸化
物の除去を行う場合、室内の炭素酸化物濃度は時々刻々
変化するものである。

これに対し、本実施例では、導入側ガスセンサ１３と還
流側ガスセンサ１４とを設け、炭素酸化物濃度が一定値
以下の時には運転を行わないようにするとともに、導入
側と還流側の炭素酸化物濃度の差が小さくなって吸着剤
槽６または７内の吸着剤が飽和状態となった時に、吸着
剤槽６または７を切り換えるようにしたので、制御部１
６の制御の下で室内の炭素酸化物濃度を常時適正レベル
以下に維持することができるようになる。

また、本炭素酸化物除去装置は、主として第１および第
２吸着剤槽６・７を備える簡単な構成であるので、ビル
ディング等における既存の冷暖房設備に容易に付加する
ことができ、或いは上記のような冷暖房設備に予め組み
込むことができる。

なお、上記の実施例では、吸着剤槽６または７を２槽設
けたが、吸着剤槽は３槽以上としても良い。また、吸着
剤槽を１槽のみとして、吸着と脱着を交互に行うように
することもできる。

上記の実施例では、主としてビルディグ等の大型建築物
で使用する炭素酸化物除去装置について述べたが、本炭
素酸化物除去装置は、例えば、一般家庭向けの各種暖房
装置または冷暖房装置に組み込むこともできるものであ
る。

また、上記の実施例では、−酸化炭素および二酸化炭素
の双方を除去するようにしたが、−酸化炭素と二酸化炭
素のいずれか一方のみを除去するようにしても良い。

［発明の効果］ 本発明に係る炭素酸化物除去装置は、以上のように、炭
素酸化物を吸着し加熱下に該炭素酸化物を脱着させ得る
吸着剤を収容した吸着剤槽と、室内の空気を吸着剤槽に
供給する室内空気導入手段と、炭素酸化物吸着済の空気
を室内に還流する還流手段と、脱着用の熱流体を吸着剤
槽に供給する熱流体供給手段と、脱着された炭素酸化物
を室外に排出する排出手段とを備えている構成である。

これにより、室内の空気に含まれる炭素酸化物が吸着剤
槽で吸着されて、浄化済の空気が室内に還流されるよう
になるので、窓を開放することにより直接的に外気を導
入することができないような状況でも、快適かつ安全な
生活環境を提供することができるという効果を奏する。

また、吸着剤槽に吸着された炭素酸化物は、熱流体供給
手段から供給される熱流体にて加熱することにより、脱
着され、脱着された炭素酸化物は排出手段により屋外に
排出される。

本発明の炭素酸化物除去装置では、加熱下に炭素酸化物
を脱着させ得る吸着剤を用い、また、該吸着剤に吸着さ
れた炭素酸化物を脱着するための熱流体供給手段を有し
ていることから、適宜脱着を行うことにより、吸着剤を
長期に渡り、再生使用することができる。

本発明に係る他の炭素酸化物除去装置は、上記熱流体供
給手段により供給される熱流体が暖房装置用の熱流体と
共用される構成である。

これにより、専用の熱流体供給手段を設ける必要がなく
なり、構造の簡素化を図ることができる。

本発明のさらに他の炭素酸化物除去装置は、吸着剤槽並
びに各吸着剤槽に対応する室内空気導入手段、還流手段
、熱流体供給手段および排出手段をそれぞれ２系統以上
備えた構成である。

これにより、いずれかの吸着剤槽内の吸着剤の吸着能が
低下した時に、他の吸着剤槽に切り換えるようにすれば
、長期間に渡って、継続的に稼働することができるよう
になる。また、吸着能が低下した吸着剤槽は、他の吸着
剤槽を稼働させている期間に脱着を行うことができる。

本発明のさらに他の炭素酸化物除去装置は、上記した吸
着剤槽を２系統以上備えた構成において、さらに、室内
空気導入手段により供給される空気中の炭素酸化物濃度
を検出する供給側濃度検出手段と、還流手段により還流
される空気中の炭素酸化物濃度を検出する還流側濃度検
出手段と、供給側および還流側における炭素酸化物濃度
の差に基づいて稼働中の吸着剤槽が飽和状態にあるか否
かを判定する飽和状態判定手段と、稼働中の吸着剤槽が
飽和状態にあると判定された時に脱着済の吸着剤槽に切
り換える切換手段とを設けたものである。

これにより、複数の吸着剤槽の切換制御をオペレータの
指示に軌ることな（、自動的に行うことができ、操作性
が向上する。

吸着する炭素酸化物は一酸化炭素または二酸化炭素とす
ることができる。

また、吸着する炭素酸化物を一酸化炭素および二酸化炭
素とし、上記吸着剤に一酸化炭素を吸着する第１吸着剤
と二酸化炭素を吸着する第２吸着剤とを含ませることが
できる。

その場合、上記第１吸着剤と第２吸着剤とを混合するこ
とができる。

なお、吸着剤に脱臭剤を混合することができる。これに
より、室内空気から悪臭を除去できるとともに、加熱に
よる吸着剤の脱着時に、脱臭剤の再生を同時に行うこと
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は炭素酸化物除去装置の概略説明図である。 第２図は第１吸着剤槽で吸着を行う様子を示す概略説明
図である。 第３図は第２吸着剤槽で吸着を行う様子を示す概略説明
図である。 １は導入配管（室内空気導入手段）、３・４は導入側筒
１および第２切換バルブ（切換手段）、５は熱流体供給
手段、６は第１吸着剤槽、７は第２吸着剤槽、８・９は
排出側梁１および第２切換バルブ（切換手段）、１１は
還流配管（還流手段）、１２は排出配管（排出手段）、
１３は導入側ガスセンサ（導入側濃度検出手段）、１４
は還流側ガスセンサ（還流側濃度検出手段）、１６は制
御部（飽和状態判定手段）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素酸化物を吸着し加熱下に該炭素酸化物を脱着さ
   せ得る吸着剤を収容した吸着剤槽と、室内の空気を吸着
   剤槽に導入する室内空気導入手段と、炭素酸化物吸着済
   の空気を室内に還流する還流手段と、脱着用の熱流体を
   吸着剤槽に供給する熱流体供給手段と、脱着された炭素
   酸化物を室外に排出する排出手段とを備えていることを
   特徴とする炭素酸化物除去装置。 ２、上記熱流体供給手段により供給される熱流体は暖房
   装置用の熱流体と共用されることを特徴とする請求項第
   １項に記載の炭素酸化物除去装置。 ３、上記炭素酸化物除去装置は吸着剤槽並びに各吸着剤
   槽に対応する室内空気導入手段、還流手段、熱流体供給
   手段および排出手段をそれぞれ２系統以上備えているこ
   とを特徴とする請求項第１項または第２項のいずれかに
   記載の炭素酸化物除去装置。 ４、室内空気導入手段により供給される空気中の炭素酸
   化物濃度を検出する導入側濃度検出手段と、還流手段に
   より還流される空気中の炭素酸化物濃度を検出する還流
   側濃度検出手段と、導入側および還流側における炭素酸
   化物濃度の差に基づいて稼働中の吸着剤槽が飽和状態に
   あるか否かを判定する飽和状態判定手段と、稼働中の吸
   着剤槽が飽和状態にあると判定された時に他の吸着剤槽
   に切り換える切換手段とを備えていることを特徴とする
   請求項第３項に記載の炭素酸化物除去装置。 ５、上記炭素酸化物は一酸化炭素および／または二酸化
   炭素であることを特徴とする請求項第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の炭素酸化物除去装置。 ６、上記炭素酸化物は一酸化炭素および二酸化炭素であ
   り、上記吸着剤槽には一酸化炭素を吸着する第１吸着剤
   と二酸化炭素を吸着する第２吸着剤とが収容されている
   ことを特徴とする請求項第１項ないし第４項のいずれか
   に記載の炭素酸化物除去装置。 ７、吸着剤槽に吸着剤とともに脱臭剤が収容されている
   ことを特徴とする請求項第１項ないし第６項のいずれか
   に記載の炭素酸化物除去装置。