JPH10202041A

JPH10202041A - 空質制御装置

Info

Publication number: JPH10202041A
Application number: JP9013560A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamada; 兼二山田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】空質制御装置の小型化【解決手段】熱電変換素子１３ａの吸熱側に設けられ
た冷却側熱交換器１４には、吸着モード時に吸着塔３ま
たは４に室内の空気を送気する配管５ａ、５ｂ、５ｃが
設けられている。一方、熱電変換素子１３ａの発熱側に
設けられた加熱側熱交換器１５には、再生モード時に吸
着塔３に空気を送気する配管５ｄ、および吸着塔４に空
気を送気する配管５ｅが設けられている。熱電変換素子
１３ａに通電することにより、吸着モードとなっている
吸着塔３に送気される空気を冷却するとともに、再生モ
ードとなっている吸着塔４に送気される空気を加熱する
ことができる。つまり、１つの電子冷凍装置１３によっ
て、吸着モードとなっている吸着塔３に送気される空気
と再生モードとなっている吸着塔４に送気される空気の
温調を行うことができるので、空質制御装置１全体を小
型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の窒素濃度
を低下させて空質を改善する空質制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内の窒素濃度の増加を防いで居
住空間の快適性を維持するために、吸着塔の内部に収め
られたゼオライト等の吸着剤に、空気中に含まれる窒素
を吸着させることで、空気中の窒素を一部除去して空気
中の窒素濃度を低下させて酸素富化空気を生成する空質
制御装置が知られている。

【０００３】このような空質制御装置では、窒素の吸着
量が増加するにしたがって吸着剤の吸着能力が低下する
ため、吸着塔内の空気を排気し、吸着剤に付着している
窒素を取り除いて吸着能力を再生させる再生運転を間欠
的に行っている。ところで、吸着剤の吸着能力および再
生能力を向上させた空質制御装置としては、例えば特開
平７−１４８４１３号公報に開示されているような車両
用空調装置に適用した空質制御装置が知られている。上
記特開平７−１４８４１３号公報では、吸着剤の再生時
に、吸着塔の内部を減圧するとともに、エンジンの排熱
を発熱源として用いて吸着塔を加熱し、吸着剤からの吸
着成分の脱離を促進させるとともに、吸着成分の吸着時
には、吸着塔に送気する空気を冷房装置などにより冷却
させることにより吸着能力を高めることができるとして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平７−１４８
４１３号公報に開示されているように、車両用空調装置
に適用される空質制御装置の場合、再生時に吸着塔を加
熱する加熱手段として自動車の走行用エンジンを用いる
ことができるとともに、吸着時に吸熱塔を冷却する冷却
手段として従来から設けられている冷房装置などを用い
ることができるので、吸着剤の加熱／冷却手段を容易に
得ることができる。

【０００５】しかしながら、例えば、建築物の室内など
に空質制御装置を設置する場合、吸熱塔の加熱／冷却手
段を別個に設ける必要があり、空質制御装置全体が大型
化してしまうという問題点があった。そこで、本発明は
上記の点に鑑みてなされたものであり、吸着剤の十分な
吸着能力および十分な吸着剤の再生を行うことが可能な
空質制御装置の小型化を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１ないし３の発明
によれば、再生モード時に吸着塔（３、４）の内部に空
気を送気する再生時送気手段（５ｄ、５ｅ、２１ｃ）が
熱電変換素子（１３ａ、２２ａ）の発熱面側に、一方、
吸着モード時に吸着塔（３、４）の内部に空気を送気す
る吸着時送気手段（５ａ、５ｂ、５ｃ、２１ａ）が熱電
変換素子（１３ａ、２２ａ）の吸熱面側にそれぞれ設け
られているので、熱電変換素子（１３ａ、２２ａ）に通
電することによって、再生モード時には、熱電変換素子
（１３ａ、２２ａ）の発熱面によって加熱された空気を
吸着塔（３、４）の内部に送気し、吸着剤を昇温するこ
とができるとともに、吸着モード時には、熱電変換素子
（１３ａ、２２ａ）によって冷却された空気を吸着塔
（３、４）の内部に送気し、吸着剤を冷却することがで
きる。つまり、熱電変換素子（１３ａ、２２ａ）によっ
て、再生時における吸着剤の加熱、および吸着時におけ
る吸着剤の冷却とを行うことができるため、空質制御装
置（１）全体を小型化することができる。

【０００７】また、特に、請求項２の発明によれば、少
なくとも２つの吸着塔（３、４）のうち、どちらか一方
が吸着モードとなり、他方は再生モードとなっている。
また、これらの吸着塔（３、４）は交互に再生モードと
なるように流路切替手段（７、８）によって切り替えら
れるので、一方の吸着塔（３、４）において吸着剤の再
生が行われている間であっても、他方の吸着塔（４、
３）において室内の空気中に含まれる吸着成分の吸着を
行うことができる。したがって、吸着剤の再生のために
吸着モードをいったん停止することなく、常に、空気中
に含まれる吸着成分の吸着をおこなうことができる。

【０００８】さらに、特に、請求項３の発明によれば、
少なくとも２つの吸着塔（３、４）のうち吸着モードで
ある吸着塔（３、４）において吸着成分が吸着され、吸
着成分が低濃度となった空気が、連通路（５ｄ、５ｅ、
１１）を介して再生モードである他方の吸着塔（４、
３）の内部に送気されるので、再生モードである吸着塔
（３、４）の内部に送気される空気と、再生モードであ
る吸着塔（３、４）の内部に納められた吸着剤との吸着
成分の濃度差により、再生モードである吸着塔（３、
４）の内部を吸着剤から吸着成分が脱離しやすい状態と
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。〔第１の実施の形態〕まず、吸着塔を２つ有する２塔式
の空質制御装置に本発明を適用した第１の実施の形態に
ついて、図１ないし図５に基づいて説明する。

【００１０】空質制御装置１は、室内の空気を吸引する
吸気手段である吸気ポンプ２と、内部に窒素などの吸着
成分の吸着を行う吸着剤（例えば、ゼオライトなど）が
充填され、並列に配される吸着塔３および４と、吸着塔
３または４において窒素が吸着された空気を室内へと放
出する吐出口（図示しない）と、これらを接続する配管
５と、熱交換器６とを備えている。

【００１１】吸気ポンプ２に接続された配管５ａは配管
５ｂと配管５ｃに分岐し、吸着塔３、４にそれぞれ接続
される。配管５ａ、５ｂ、５ｃは、後述する吸着モード
時、吸気ポンプ２によって吸引された室内の空気を吸着
塔３または４の内部に送気する、請求項における吸着時
送気手段となっている。配管５ｂおよび５ｃにはそれぞ
れ、流路切替手段である電磁弁７、８が設けられてお
り、これらの電磁弁７、８の開閉を切り替えることによ
りポンプ２により吸引された室内の空気は、吸着塔３ま
たは４へと一定のサイクルで交互に送気される。

【００１２】また、配管５ｂの、電磁弁７と吸着塔３と
の間、および配管５ｃの、電磁弁８と吸着塔４との間と
なる位置には、窒素を室外へと排出する排気管９、１０
がそれぞれ接続されている。なお、排気管９、１０には
それぞれ電磁弁９ａ、１０ａが設けられている。吐出口
と吸着塔３、４との間は、途中で互いに合流する配管５
ｄ、５ｅによってそれぞれ接続されており、吸着塔３ま
たは４において窒素が吸着された空気は配管５ｄまたは
配管５ｅを介して室内に吐出される。なお、配管５ｄと
配管５ｅとの間にはバイパス通路１１が接続されてお
り、このバイパス通路１１、および配管５ｄ、５ｅのそ
れぞれ一部は、吸着塔３の内部と吸着塔４の内部とを連
通させる連通路１２となっている。吸着塔３、４のうち
後述する吸着モードとなっている吸着塔３（または吸着
塔４）において窒素が吸着された空気は、連通路１２を
介して、後述する再生モードとなっている吸着塔４（ま
たは吸着塔３）へと送られており、請求項における再生
時送気手段となっている。

【００１３】また、吐出口と吸着塔３、４との間には、
後述する再生モードとなっている吸着塔３または４へと
送気される空気と後述する吸着モードとなっている吸着
塔４または３へと送気される空気とを熱交換させる熱交
換器６が設けられている。熱交換器６は、電子冷凍装置
１３と、配管５ａが設けられた冷却側熱交換器１４と、
配管５ｄ、５ｅが設けられた加熱側熱交換器１５とを備
えている。

【００１４】電子冷凍装置１３は、Ｐ型半導体とＮ型半
導体（いずれも図示しない）とを交互に配した熱電変換
素子１３ａと、この熱電変換素子１３ａに直流電圧を印
加し、通電した際に吸熱する吸熱面側に取り付けられた
セラミックからなる吸熱板１３ｂと、熱電変換素子１３
ａに直流電圧を印加し、通電した際に発熱する発熱面側
に取り付けられたセラミックからなる発熱板１３ｃとを
備えている。なお、電子冷凍装置１３は、発熱板１３ｃ
が加熱側熱交換器１５と接合し、吸熱板１３ｂが冷却側
熱交換器１４と接合するような向きで取り付けられてお
り、冷却側熱交換器１４において吸熱された熱は加熱側
熱交換器１５を通過する空気へと移動する。

【００１５】続いて、本実施の形態の作動について述べ
る。まず、吸着塔３が吸引された空気中の窒素を吸着す
る吸着モードであり、吸着塔４が吸着剤に付着した窒素
を脱離させ、吸着剤の再生を行う再生モードである場合
の作動について述べる。この際、電磁弁７は開、電磁弁
８は閉となっており、吸気ポンプ２によって吸引された
室内の空気は配管５ａ、５ｂを経て吸着塔３の内部に圧
送され、吸着塔３の内部に充填された吸着剤によって室
内の空気に含まれる窒素は吸着される。窒素が吸着さ
れ、低窒素濃度となった空気は、配管５ｄを経て吐出口
から室内に供給されるとともに、その一部はバイパス通
路１１、配管５ｅを経て吸着塔４の内部へと送気され
る。なお、配管５ａを通過する空気は冷却側熱交換器１
４において冷却され、配管５ｄ、５ｅを通過する空気は
加熱側熱交換器１５において加熱される。

【００１６】ところで、この際、排気管９に設けられて
いる電磁弁９ａは閉、排気管１０に設けられている電磁
弁１０ａは開となっている。排気管１０により吸着塔４
の内部の空気は排気され、吸着塔４の内部は減圧され
る。図３に示すように、ゼオライトの窒素の吸着容量
は、高圧となるにつれて増大し、低圧となるにつれて減
少するといった吸着特性を示す。そのため、吸着塔４の
内部に充填されたゼオライトから窒素が脱離し、吸着剤
の再生が行われる。なお、吸着剤から脱離した窒素を多
く含む空気は排気管９を経て室外へと放出される。

【００１７】一定時間が経過し、吸着塔３の内部に充填
された吸着剤に所定容量以上の窒素が吸着すると、電磁
弁８が開、電磁弁７が閉となり、吸気ポンプ２によって
吸引された室内の空気が２つの吸着塔３、４のうち、ど
ちらの吸着塔に送気されるかが切り替えられる。すなわ
ち、吸着塔４は吸着モードとなり、吸着塔３は再生モー
ドとなる。

【００１８】吸気ポンプ２によって吸引された室内の空
気は吸着塔４において窒素が吸着され、吐出口から室内
へと吐出される。低窒素濃度となった空気の一部は、配
管５ｄ、バイパス通路１１、配管５ｅを経て吸着塔３へ
と送気される。この際、電磁弁１０ａは開、電磁弁９ａ
は閉となっており、吸着塔３において吸着剤の再生が行
われ、吸着剤から脱離した窒素を多く含む空気は排気管
１０を経て室外へと放出される。なお、配管５ａを通過
する空気は冷却側熱交換器１４において冷却され、配管
５ｄ、５ｅを通過する空気は加熱側熱交換器１５におい
て加熱される。

【００１９】続いて、本実施の形態における本発明の効
果について述べる。なお、吸着塔３が吸着モードであ
り、吸着塔４が再生モードである場合を例として述べ
る。なお、吸着塔４が吸着モードであり、吸着塔３が再
生モードである場合も同様の効果が得られるため、説明
は省略する。ところで、吸着剤の窒素の吸着特性は、吸
着塔の圧力のみならず、吸着剤の温度によっても変動す
ることが知られている。図４に示すように、温度が低下
するにつれて、吸着剤の吸着容量は増大する。

【００２０】図４に示すように、圧力変動の幅が同じ
（図中Ｐ₁〜Ｐ₂）であっても、圧力のみを低下させる
場合（ＰＳＡ法）、脱離させることができる窒素の量が
ψ₁−ψ₂であるのに対して、圧力を低下させるととも
に吸着剤の温度をＴ₁からＴ₂へと上昇させる場合（Ｐ
ＴＳＡ法）、脱離させることができる窒素の量はψ₁−
ψ₃となり、圧力のみを低下させる場合に比べて、除去
できる窒素の量を増加させることができる。

【００２１】本実施の形態では、電子冷凍装置１３に通
電し、発熱板１３ｃを発熱させることによって、加熱側
熱交換器１５を通過する空気は加熱される。したがっ
て、再生モードとなっている吸着塔４へと送気される空
気は加熱（例えば約３５℃）される。その結果、吸着塔
４の内部に充填された吸着剤は昇温する。つまり、再生
モードなっている吸着塔４の内部は減圧された状態とな
っているとともに、吸着剤が加熱された状態となってい
る。したがって、室温（例えば約２０℃）の空気を吸着
塔の内部に送気し、吸着塔の内部の圧力を低下させる場
合に比べて、より多くの窒素を吸着剤から脱離させるこ
とができ、吸着剤の再生能力を向上させることができ
る。

【００２２】一方、電子冷凍装置１３に通電すると、吸
熱板１３ｃが吸熱し、冷却側熱交換器１４を通過する空
気は冷却される。したがって、吸着モードとなっている
吸着塔３へと送気される空気は冷却（例えば約１０℃）
される。その結果、吸着塔３の内部に充填された吸着剤
は冷却される。したがって、吸着モードとなっている吸
着塔３の内部は加圧された状態となっているとともに、
吸着塔３の内部に充填された吸着剤が冷却された状態と
なっている。したがって、室温（例えば約２０℃）の空
気を吸着塔の内部に送気し、吸着塔の内部の圧力を上昇
させる場合に比べて、より多くの窒素を吸着剤に吸着さ
せることができ、吸着剤の吸着能力を向上させることが
できる。

【００２３】さらに、このように吸着塔３、４の内部の
圧力を変動させるとともに、吸着剤を加熱／冷却し、吸
着剤の温度を変動させることによって、以下、図５を用
いて述べるように、変動させる圧力の幅を小さくして
も、吸着塔３、４の圧力のみを変動させる場合に比べて
より多くの窒素を吸着／脱離させることができる。一般
的に、空質制御装置において吸着剤の再生を行う場合、
吸着剤の再生を行う吸着塔の内部の圧力を２．５kgf ／
cm²Gから−０．８kgf ／cm²Gへと低下させることにより
窒素を吸着剤から脱離させている。この際、吸着塔の温
度を変化させない場合、図５においてＢとＡとの差で示
されるように、窒素吸着容量（吸着剤に窒素が吸着する
ことができる割合を示す）は約１．９％低下する。一
方、吸着塔の内部の圧力を低下させるとともに、吸着モ
ード時に冷却された吸着剤を加熱する場合、図５におい
てＤとＣとの差で示されるように、吸着塔内部の圧力を
２．５kgf ／cm²Gから−０kgf ／cm²Gへと低下させたと
しても、窒素吸着容量を約２．０％低下させることがで
きる。

【００２４】つまり、本実施の形態のように、吸着モー
ド時に冷却された吸着剤を加熱するとともに吸着塔４の
内部の圧力を低下させる場合、低下させる圧力の幅を小
さくしても、吸着塔の内部に室温の空気を送気し、吸着
塔の内部の圧力を低下させる場合に比べて、より多くの
窒素を吸着剤から脱離させることができ、窒素の脱離を
より効率的に行うことができる。

【００２５】同様に、吸着モード時においても、再生モ
ード時に加熱された吸着剤を冷却するとともに吸着塔４
の内部の圧力を上昇させる場合、上昇させる圧力の幅を
小さくしても、吸着塔の内部に室温の空気を送気し、吸
着塔の内部の圧力を上昇させる場合に比べて、より多く
の窒素を吸着剤に吸着させることができ、窒素の吸着を
より効率的に行うことができる。

【００２６】このように、吸着塔３、４の内部の圧力を
変動させるとともに、吸着剤を加熱／冷却し、吸着剤の
温度を変動させることによって、変動させる圧力の幅を
小さくしても、吸着剤の温度を一定とし、吸着塔３、４
の圧力のみを変動させる場合に比べてより多くの窒素を
吸着／脱離させることができる。したがって、吸着塔４
の再生に必要とされる吸気ポンプ２の電力を低減させる
ことができ、吸気ポンプ２を小型化することができる。

【００２７】さらに、本実施の形態では、熱電変換素子
１３ａに通電することによって吸熱板１３ｂ側に設けら
れた冷却側熱交換器１４によって吸着モードとなってい
る吸着塔３の内部へと送気される空気を冷却すると同時
に、発熱板１３ｃ側に設けられた加熱側熱交換器１５に
よって再生モードとなっている吸着塔４の内部へと送気
される空気を加熱することができる。したがって、従来
のように、窒素の吸着を行う吸着塔へと送気される空気
を冷却するための手段と、吸着剤の再生を行う吸着塔の
内部へと送気される空気を加熱する手段とをそれぞれ設
ける必要がなく、空質制御装置１全体を小型化すること
ができる。

【００２８】また、例えば車両用エンジンなどの外部発
熱源を備えていなくても、吸着剤の再生を行う吸着塔４
の内部へと送気される空気を加熱することができ、例え
ば建築物の室内などに設置することが可能となる。とこ
ろで、熱電変換素子１３ａは、入力電力に応じた熱量と
吸熱板１３ｂにおいて吸熱した熱量とを発熱板１３ｃに
与えることができるので、例えば電気ヒータなどの加熱
手段に比べて同一の入力電力であっても、より高温とな
るように発熱面側において吸着剤を加熱させることがで
きる。また、熱電変換素子１３ａは、吸熱面側において
吸着剤を常温以下となるように冷却することができる。

【００２９】本実施の形態では、特に、熱電変換素子１
３ａによって、再生モードとなっている吸着塔４の内部
へと送気される空気を加熱するとともに、吸着モードと
なっている吸着塔３の内部へと送気される空気を冷却す
るので、吸着モード時と再生モード時との吸着剤の温度
変動を大きくすることができ、より多くの量の窒素の脱
着を行うことができる。

【００３０】また、本実施の形態では、吸着塔３におい
て窒素が吸着され、低窒素濃度となった空気の一部は、
連通路１２を介して、再生モードとなっている吸着塔４
の内部に送気される。吸着塔４の吸着剤には多量の窒素
が吸着しているので、吸着塔４の内部に送気される空気
と吸着塔４内部との窒素の濃度差により、吸着剤から窒
素がより脱離しやすい状態とすることができる。

【００３１】さらに、本実施の形態では、加熱側熱交換
器１５を、吸熱板１３ｂにおいて吸熱され、低温となっ
た、吸着塔３を通過した空気が通過するので、吸熱板１
３ｂの温度は若干上昇し、加熱板１３ａと吸熱板１３ｂ
との温度差は小さくなる。そのため、図６に示すよう
に、電子冷凍装置１３の作動効率ＣＯＰ（冷却能力／消
費電力）を高くすることができ、電子冷凍装置１３を高
効率で作動させることができる。その結果、少ない消費
電力で必要な冷却能力を得ることができる。

【００３２】また、熱電変換素子１３ａは直流電源によ
って作動するが、ＡＣ−ＤＣコンバータなどの変換器を
用いることにより、交流電源や車載電源などによって作
動させることもでき、空質制御装置１を可搬式とするこ
ともできる。さらに、本実施の形態では、電磁弁７、８
の開閉を切り替えることにより、吸気ポンプ２で吸引さ
れた空気は吸着塔３または４へと一定のサイクルで、交
互に送気される。そのため、２つの吸気塔３、４は交互
に再生モードとなるように切り替えられる。なお、一方
の吸着塔が再生モードであると、他方の吸着塔は吸着モ
ードとなっているので、一方の吸着塔（例えば、吸着塔
４）において吸着剤の再生が行われている間、他方の吸
着塔（例えば、吸着塔３）において室内の空気中に含ま
れる吸着成分の吸着を行うことができる。したがって、
吸着剤の再生のために吸着モードをいったん停止するこ
となく、常に、空気中に含まれる吸着成分の吸着を行う
ことができる。

【００３３】〔第２の実施の形態〕なお、以上に述べた
第１の実施の形態では、吸着塔を２つ有する２塔式の空
質制御装置について述べたが、図７に示すように１つの
吸着塔を有する１塔式の空質制御装置に本発明を適用し
た実施の形態について述べる。なお、第１の実施の形態
と同様の構成については、第１の実施の形態と同様の符
号を付すとともに説明を省略する。

【００３４】空質制御装置２０は、吸気ポンプ２と、内
部に吸着剤が充填された吸着塔３と、低窒素濃度となっ
た空気を室内に吐出する吐出口（図示しない）と、これ
らを接続する配管２１と、電子冷凍装置２２ａを有する
熱交換器２２と、吸着塔３において窒素などの吸着成分
が吸着され、低窒素濃度となった空気を一時的に貯蔵す
るサージタンク２３とを備えている。

【００３５】吸着モード時において、吸気ポンプ２によ
って室内から吸引された空気を吸着塔３に送気する配管
２１ａには吸気ポンプ２をバイパスするバイパス通路２
１ｂが接続されており、このバイパス通路２１ｂには電
磁弁２４が設けられている。また、吸気ポンプ２の下流
側において、配管２１ａには排気管２５が接続されてお
り、この排気管２５には電磁弁２５ａが設けられてい
る。また、配管２１ａの、バイパス通路２１ｂが接続さ
れる部位と排気管２５が接続される部位との間には電磁
弁２６が設けられている。なお、電磁弁２４、２５ａ、
２６の開閉を切り替えることにより、吸着塔３の作動状
態は吸着モード／再生モードに切り替えられる。

【００３６】吐出口と吸着塔３とを接続する配管２１ｃ
には、電磁弁２７ａつきのバイパス路２７を有する逆止
弁２８を介してサージタンク２３が接続されている。熱
交換器２２は、第１の実施の形態において示した熱交換
器６とほぼ同様の構造を有しているが、その冷却側熱交
換器２２ｂには配管２１ａが、加熱側熱交換器２２ｃに
は配管２１ｃがそれぞれ設けられている。

【００３７】続いて、本実施の形態の作動について述べ
る。なお、図６中、実線矢印は吸着モード時における空
気の流れを、点線矢印は再生モード時における空気の流
れをそれぞれ示す。まず、吸着モード時における作動に
ついて述べる。吸着モードとなると、電磁弁２６は開、
電磁弁２４、２５ａは閉となっており、吸気ポンプ２に
よって吸引された室内の空気は吸着塔３の内部に圧送さ
れる。吸着剤によって窒素が吸着され、低窒素濃度とな
った空気は配管２１ｃを経て室内へと吐出されるととも
に、その一部はサージタンク２３に貯蔵される。

【００３８】この際、吸着塔３の内部に圧送される空気
は電子冷凍装置２２ａの熱電変換素子（図７中には示さ
ない；第１の実施の形態において述べた熱電変換素子１
３ａと同様の熱電変換素子である）によって冷却される
ため、第１の実施の形態において述べたように、吸着塔
の内部に室温の空気を圧送し、吸着塔の内圧を上昇させ
た場合に比べて、吸着剤による窒素の吸着量を増大させ
ることができる。

【００３９】続いて、再生モード時における作動につい
て述べる。再生モードとなると、電磁弁２４、２５ａは
開、電磁弁２６は閉となり、吸着モード時にサージタン
ク２３に貯蔵された低窒素濃度の空気は、電子冷凍装置
２２ａの熱電変換素子によって加熱された状態で、配管
２１ｃを通過して吸着塔３の内部へと送気される。加熱
された空気が送気されることにより吸着塔３の内部に納
められた吸着剤が加熱されるとともに、吸気ポンプ２に
よって吸着塔３の内部の空気は配管２１ｂおよび排気管
２５を経て室外へと排気されるために吸着塔３は減圧さ
れる。その結果、吸着していた窒素は吸着剤から脱離
し、吸着剤の再生が行われる。なお、この際、吸着塔３
の内部に圧送される空気は電子冷凍装置２２ａの熱電変
換素子によって加熱されるため、第１の実施の形態にお
いて述べたように、吸着塔の内部に室温の空気を圧送
し、吸着塔を減圧させたのみの場合に比べて、吸着剤か
らの窒素の脱離を促進させることができる。

【００４０】なお、以上に述べた実施の形態では、吸着
塔を２つ、または１つ有する空質制御装置１に本発明を
適用した実施の形態について述べたが、吸着塔を３つ以
上有する空質制御装置であっても本発明を適用すること
は可能であり、吸着塔の数については特に限定されな
い。また、第１の実施の形態では、複数の吸着塔３、４
を有する空質制御装置１において、配管５ｂ、５ｃに設
けられた電磁弁７、８の開閉を切り替えることによって
各吸着塔３、４に吸気ポンプ２から吸引された室内の空
気を交互に送気する空質制御装置１について述べたが、
複数の吸着塔を有し、各吸着塔に対して同時に吸気ポン
プから吸引された室内の空気が送気される空質制御装置
に対しても本発明は適用可能である。

【００４１】また、第１の実施の形態では、各吸着塔
３、４に接続された配管５ｂ、５ｃにそれぞれ設けられ
た電磁弁７、８を開閉させることにより、吸気ポンプ２
によって吸引された空気を、２つの吸気塔３、４うちど
ちらの吸着塔に圧送するかを切り替えた実施の形態につ
いて述べたが、例えば、配管の分岐点に設けられた三方
弁などにより切り替えるような形態としてもよい。

【００４２】なお、以上に述べた実施の形態において示
した数値などはあくまでも一実施の形態であり、これら
の数値は特に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における空質制御装置の
システム図である。

【図２】本発明の第１実施形態における熱交換器を示す
斜視図である。

【図３】圧力の変動に対する吸着剤の吸着特性の変化を
示す図である。

【図４】圧力の変動および温度の変動に対する吸着剤の
吸着特性の変化を示す図である。

【図５】圧力の変動および温度の変動に対する吸着剤の
吸着特性の変化を示す図である。

【図６】電子冷凍装置の加熱板と吸熱板の温度差に対す
るＣＯＰ特性を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態における空質制御装置の
システム図である。

【符号の説明】

１空質制御装置２吸気手段である吸気ポンプ３吸着塔４吸着塔５ａ吸着時送気手段の一部である配管５ｂ吸着時送気手段の一部である配管５ｃ吸着時送気手段の一部である配管５ｄ再生時送気手段の一部である配管５ｅ再生時送気手段の一部である配管１３ａ熱電変換素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内の空気を吸引する吸気手段と、この
吸気手段によって吸引された前記室内の空気中に含まれ
る窒素などの吸着成分を吸着する吸着剤が内部に収めら
れた吸着塔とを有し、前記吸気手段により吸引した室内の空気を前記吸着塔の
内部に圧送し、室内の空気中に含まれる吸着成分を前記
吸着剤に吸着させる吸着モードと、前記吸着塔の内部の
空気を排気して前記吸着剤に付着している吸着成分を脱
離させ、吸着剤の再生を行う再生モードとを切り替える
空質制御装置において、複数のＮ型熱電素子およびＰ型熱電素子が交互に配さ
れ、通電すると、発熱する発熱面と吸熱する吸熱面とを
有する熱電変換素子と、この熱電変換素子の前記発熱面側に設けられ、前記再生
モード時に前記吸着塔の内部に空気を送気する再生時送
気手段と、前記熱電変換素子の前記吸熱面側に設けられ、前記吸着
モード時に前記吸着塔の内部に空気を送気する吸着時送
気手段とを有することを特徴とする空質制御装置。
【請求項２】少なくとも２つの前記吸着塔と、前記吸
気手段により吸引した室内の空気を前記少なくとも２つ
の吸着塔のうちどちらに圧送するかを切り替える流路切
替手段とを有し、前記少なくとも２つの吸着塔のうちど
ちらか一方の吸着塔を前記吸着モードとし、他方の吸着
塔を前記再生モードする空質制御装置であって、前記流路切替手段を切り替えることによって、前記少な
くとも２つの前記吸着塔を交互に前記再生モードとする
ことを特徴とする請求項１記載の空質制御装置。
【請求項３】前記少なくとも２つの吸着塔の内部を連
通させる連通路を有し、この連通路が、前記少なくとも２つの吸着塔のうち前記
吸着モードである吸着塔の内部に空気を送気する前記再
生時送気手段であることを特徴とする請求項２記載の空
質制御装置。