WO2012127645A1 - 車両用大気浄化装置 - Google Patents

車両用大気浄化装置 Download PDF

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Definitions

  • Ozone which is the cause of photochemical smog
  • Ozone is generated by the photochemical reaction of HC and NOx contained in the exhaust gas of automobiles and factories. For this reason, suppressing the emission amount of HC and NOx from the automobile is an effective means for suppressing the generation of ozone and preventing the generation of photochemical smog.
  • Patent Document 1 discloses such a DOR system in which a metal oxide such as manganese dioxide is supported on a vehicle component. This vehicle component is installed in a place where it comes into contact with the atmosphere when the vehicle is running, and manganese dioxide has a function of converting ozone contained in the atmosphere into other substances such as oxygen and purifying it. . Therefore, according to the DOR system of Patent Document 1, ozone in the atmosphere can be directly purified while the vehicle is traveling.
  • a metal oxide such as manganese dioxide
  • Activated carbon and simple metals have an ozone purifying ability comparable to that of metal oxides and are available at low cost, and thus are promising as substitutes for metal oxides.
  • activated carbon can purify ozone in a room temperature (25 ° C.) region, which is advantageous compared to a metal oxide that requires a purification temperature higher than room temperature.
  • room temperature 25 ° C.
  • ozone purification function of activated carbon or metal is easily deteriorated is due to its own ozone purification function. That is, when activated carbon or a single metal decomposes ozone, active oxygen may be generated in addition to oxygen. Since this active oxygen has a stronger oxidizing power than ozone, it easily reacts with activated carbon or simple metals to oxidize them. Therefore, if the activated carbon or the simple metal is simply applied to the DOR system, the vehicle components carrying these must be frequently replaced, which is impractical, and further improvements have to be made.
  • the second invention is the first invention, wherein An ozone purifying catalyst that is carried on the wall surface of the internal flow path, has resistance to an oxidant that is generated by the purifying function of the ozone purifying body and oxidizes the ozone purifying body, and converts ozone into another substance to purify it. It is further provided with the feature.
  • the third invention is the second invention, wherein The amount of the ozone purification catalyst supported is adjusted so that the amount on the atmosphere outlet side is larger than the amount on the atmosphere inlet side.
  • a fifth invention is any one of the first to fourth inventions,
  • the specific surface area of the ozone purifier is adjusted to be larger on the atmosphere outlet side than on the atmosphere inlet side.
  • the seventh invention is the sixth invention, wherein
  • the radiator includes a fin formed with a louver for turbulently flowing the air flowing in from the air inlet.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the radiator 14.
  • a plurality of louvers 22 are formed on the fins 20 of the radiator 14.
  • the louver 22 includes inclined pieces 22a and 22b that are inclined with respect to the air inflow direction, and a bent piece 22c that is bent. With such a configuration of the louver 22, the pressure loss of the atmosphere flowing through the radiator 14 is increased, so that the flow velocity is reduced, and a secondary flow of the atmosphere is generated. Thereby, the heat transfer performance of the radiator 14 can be improved.
  • FIG. 5 is a diagram showing the internal structure of the activated carbon.
  • activated carbon has countless pores formed from the surface toward the inside, and is classified into macropores, mesopores, and micropores depending on the size.
  • ozone molecules enter such pores, electrons are donated from the activated carbon in the pores, and the activation energy of the ozonolysis reaction is reduced.
  • ozone is converted into oxygen and active oxygen (O 3 ⁇ O 2 + O * ).
  • the amount of activated carbon coated on the fin 20 is adjusted. As described in the description of FIG. 2, the air flowing in the radiator 14 flows while reducing the flow velocity while being turbulent. Therefore, the probability that the oxidant contacts the fin 20 (hereinafter referred to as “oxidant contact probability”) is higher on the rear surface side than on the front surface side of the radiator 14.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance (mm) from the front surface of the radiator 14 and the oxidant contact probability (%).
  • the oxidant contact probability increases in a quadratic function as the distance from the front surface of the radiator 14 increases. Therefore, if the coating amount of the activated carbon on the front surface side of the radiator 14 is adjusted to be larger than the coating amount of the activated carbon on the rear surface side, the oxidation of the activated carbon on the side having a high oxidant contact probability can be satisfactorily suppressed. .
  • the radiator 14 including the fins 20 is used, but the fins 20 are not necessarily required. That is, instead of the radiator 14, a so-called honeycomb radiator in which cooling cores having narrow flow paths are densely packed may be used.
  • a honeycomb radiator is used, activated carbon is coated on the flow path wall surface. Therefore, the pressure loss of the atmosphere flowing in the flow path increases toward the downstream side, and the flow velocity decreases. Therefore, since the oxidant contact probability increases toward the downstream side, the effect described above can be obtained by adjusting the activated carbon coating amount in the same manner as in the present embodiment. Note that this modification can also be applied to the embodiments described later.
  • Embodiment 2 Although the metal complex was coated on the fin 20, you may coat an organometallic complex instead of a metal complex, and coat palladium, silver, platinum or gold, or a zeolite. May be.
  • organometallic complexes that can be used as substitutes include those of the salen type, porphyrin type, phthalocyanine type, and phenanthrin type, which have the central metal of those listed as the central metal of the metal complex.
  • these alternative materials may use 2 or more types simultaneously, and may be used with a metal complex. Note that this modification can also be applied to the embodiments described later.
  • the coating amount of the metal complex is adjusted so as to reverse the coating amount of the activated carbon.
  • the coating amount of the metal complex does not necessarily have to be adjusted in this way. That is, if a metal complex is coated on a part of the surface of the activated carbon on the rear surface side of the radiator 14, it is possible to suppress a decrease in the ozone purification capacity at that location. Further, according to such a coating, it is possible to minimize the increase in the weight of the radiator 14 due to the coating of the metal complex and the deterioration of the cooling performance of the radiator 14. Note that this modification can also be applied to the embodiments described later.
  • Embodiment 3 FIG. Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the present embodiment is characterized by adjusting the coating amount of the activated carbon or the metal complex on the upstream side and the downstream side of the cooling water channel on the premise of the first and second embodiments.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the cooling water temperature (° C.) and the activated carbon coating amount (g) in the radiator 14. As shown in FIG. 10, the temperature of the cooling water is higher on the inlet side and lower as it goes toward the outlet side. Therefore, as shown in the figure, by adjusting the activated carbon coating amount, the amount of active oxygen generated at the same distance from the front surface of the radiator 14 can be made uniform. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress the oxidation of the activated carbon on the downstream side of the fins 20 close to the cooling water inlet side.

Abstract

　この発明は、車両用大気浄化装置に関し、オゾン浄化体の浄化機能の劣化を抑制したＤＯＲ(Direct Ozone Reduction)システムを提供することを目的とする。　活性酸素は、活性炭のオゾン浄化機能により生じ、この活性酸素がラジエータ１４のフィン２０に接触する確率は、ラジエータ１４のフロント面側よりもリア面側の方が高くなる。そのため、ラジエータ１４のリア面側の活性炭は、そのフロント面側の活性炭に比して酸化されやすい。そこで、フィン２０において、ラジエータ１４のフロント面側における活性炭のコート量を、そのリア面側における活性炭のコート量よりも多くなるように調整する。これにより、活性酸素が活性炭に接触する確率を低くできる。

Description

車両用大気浄化装置
　本発明は、車両用大気浄化装置に関し、大気中のオゾンを浄化することのできる車両用大気浄化装置に関する。
　光化学スモッグの発生原因であるオゾンは、自動車や工場の排気ガスに含まれるＨＣとＮＯｘが光化学反応を起こすことによって生成される。このため、自動車からのＨＣやＮＯｘの排出量を抑えることは、オゾンの生成を抑えて光化学スモッグの発生を防ぐための有効な手段である。一方、光化学スモッグの発生を防ぐ手段としては、大気中のオゾンを直接浄化することも考えられる。反応物であるＨＣやＮＯｘの排出量の低減を目指すだけでなく、生成物であるオゾンの浄化も図ることで、光化学スモッグの発生をより効果的に防ぐことが可能となる。このような観点から、米国カリフォルニア州をはじめとする一部の地域では、大気中のオゾンを直接浄化することのできる車両用大気浄化装置を備えた自動車が実用されている。この車両用大気浄化装置は、特に、ＤＯＲ(Direct Ozone Reduction)システムと呼ばれている。
　このようなＤＯＲシステムとして、例えば特許文献１には、二酸化マンガン等の金属酸化物を車両構成部品に担持させたものが開示されている。この車両構成部品は、車両走行時に大気に触れる箇所に設置されるものであり、二酸化マンガンは、大気中に含まれるオゾンを酸素等の他の物質に変換して浄化する機能を有するものである。従って、特許文献１のＤＯＲシステムによれば、車両走行中に大気中のオゾンを直接浄化できる。
日本特表２００２－５１４９６６号公報 日本特開２００６－２３１３２４号公報
　ところで、オゾンを浄化する機能は、二酸化マンガン等の金属酸化物だけでなく、活性炭や金属単体にも備えられていることが知られている。活性炭や金属単体は、金属酸化物に匹敵するオゾン浄化能を有し、かつ、安価に入手が可能であるため、金属酸化物の代替品として有望視されている。特に活性炭は、常温（２５℃）域にてオゾンを浄化できるので、常温よりも高い浄化温度を必要とする金属酸化物に比して有利である。しかしながら、活性炭や金属単体をオゾン浄化体として用いる場合、そのオゾン浄化機能が劣化し易いという問題がある。
　活性炭や金属単体のオゾン浄化機能が劣化し易いのは、自らのオゾン浄化機能に起因する。即ち、活性炭や金属単体がオゾンを分解すると、酸素の他に、活性酸素が生成される場合がある。この活性酸素はオゾンに比べて酸化力が強いので、活性炭や金属単体と容易に反応してこれらを酸化してしまう。従って、活性炭や金属単体を単にＤＯＲシステムに適用しようとすると、これらを担持させた車両構成部品を頻繁に交換しなければならず実用性に欠けるので、更なる改良を行う必要があった。
　本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、オゾン浄化体の浄化機能の劣化を抑制したＤＯＲシステムを提供することを目的とする。
　第１の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
　車両走行時に大気が流入する大気流入口と、前記大気流入口から流入した大気を外部に排出する大気排出口と、前記大気流入口と前記大気排出口とを接続する内部流路とを備える車両構成部品と、
　前記内部流路の壁面に担持され、オゾンを他の物質に変換することにより浄化するオゾン浄化体と、を備え、
　前記オゾン浄化体の担持量が、前記大気排出口側よりも前記大気流入口側の方が多くなるように調整されていることを特徴とする。
　また、第２の発明は、第１の発明において、
　前記内部流路の壁面に担持され、前記オゾン浄化体の浄化機能により生じ前記オゾン浄化体を酸化する酸化剤への耐性を有すると共に、オゾンを他の物質に変換して浄化するオゾン浄化触媒を更に備えることを特徴とする。
　また、第３の発明は、第２の発明において、
　前記オゾン浄化触媒の担持量が、前記大気流入口側よりも前記大気排出口側の方が多くなるように調整されていることを特徴とする。
　また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
　前記オゾン浄化触媒が、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウムまたはパラジウムを中心金属とする金属錯体および有機金属錯体、ならびにパラジウム、銀、白金、金およびゼオライトのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする。
　また、第５の発明は、第１乃至第４何れか１つの発明において、
　前記オゾン浄化体の比表面積が、前記大気流入口側よりも前記大気排出口側の方が大きくなるように調整されていることを特徴とする。
　また、第６の発明は、第１乃至第５何れか１つの発明において、
　前記車両構成部品がラジエータであることを特徴とする。
　また、第７の発明は、第６の発明において、
　前記ラジエータは、前記大気流入口から流入した大気を乱流化させるルーバが形成されたフィンを備えることを特徴とする。
　また、第８の発明は、第６または第７の発明において、
　前記ラジエータは、その内部に冷却水を流通させるための冷却水路を備え、
　前記オゾン浄化体の担持量が、前記冷却水路の流入口側よりも前記冷却水路の排出口側の方が多くなるように調整されていることを特徴とする。
　また、第９の発明は、第１乃至第８何れか１つの発明において、
　前記オゾン浄化体が、活性炭、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウムおよびロジウムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする。
　活性酸素はオゾン浄化体の浄化機能により生じるので、活性酸素量は大気流入口側よりも大気排出口側の方が多くなる。そのため、オゾン浄化体が活性酸素によって酸化される確率は、大気流入口側よりも大気排出口側の方が高くなる。この点、第１の発明によれば、オゾン浄化体の担持量が、大気排出口側よりも大気流入口側の方が多くなるように調整されているので、大気排出口側において、活性酸素がオゾン浄化体に接触する確率を低くできる。従って、オゾン浄化体の浄化機能の劣化を抑制できるので、車両構成部品を長寿命化できる。
　大気排出口側におけるオゾン浄化体の担持量を少なくすると、それだけオゾン浄化能力が低下する。この点、第２の発明によれば、活性酸素等の酸化剤への耐性を有すると共に、オゾンを他の物質に変換して浄化するオゾン浄化触媒を備えるので、オゾン浄化能力の低下分をこのオゾン浄化触媒で補償できる。
　第３の発明によれば、オゾン浄化触媒の担持量が、大気流入口側よりも大気排出口側の方が多くなるように調整されているので、オゾン浄化体の担持量を少なくすることによるオゾン浄化能力の低下分を良好に補償できる。
　第４の発明によれば、好適なオゾン浄化触媒として、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウムまたはパラジウムを中心金属とする金属錯体および有機金属錯体、ならびにパラジウム、銀、白金、金およびゼオライトのうちの少なくとも１つを含むものを内部流路の壁面に担持できる。
　オゾン浄化体の比表面積が大きければ、それだけオゾン浄化能力も高くなる。第５の発明によれば、オゾン浄化体の比表面積が、大気流入口側よりも大気排出口側の方が大きくなるように調整されているので、オゾン浄化体の担持量を少なくすることによるオゾン浄化能力の低下分を補償できる。
　第６の発明によれば、オゾン浄化反応に必要なエネルギーを冷却水との熱交換により得ることができるので、オゾン浄化を促進できる。
　内部流路を流れる大気が乱流化すると、その流速が遅くなるので、活性酸素等の酸化剤を含む大気がオゾン浄化体に接触する確率が高くなる。特にルーバが形成されたフィンを備えるラジエータにおいては、大気の乱流化が顕著である。第７の発明によれば、このようなラジエータにオゾン浄化体を適用した場合でも、その浄化機能の劣化を抑制できる。
　冷却水路付きのラジエータにおいて、冷却水の流入口側には、高温の冷却水が流れ込む。そのため、オゾン分解反応の反応性としては、冷却水の流入口側の方がその排出口側よりも高いことになる。従って、冷却水の流入口側における活性酸素の発生量は、その排出口側に近いオゾン浄化体におけるそれよりも多くなる。つまり、冷却水の流入口側に近いオゾン浄化体よりも下流側においては、活性酸素との接触確率が高くなる。第８の発明によれば、オゾン浄化体の担持量が、冷却水路の流入口側よりもその排出口側の方が多くなるように調整されているので、冷却水の流入口側に近いオゾン浄化体よりも下流側において、その浄化機能が劣化することを良好に抑制できる。
　第９の発明によれば、好適なオゾン浄化体として、活性炭、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウムおよびロジウムのうちの少なくとも１つを含むものを内部流路の壁面に担持できる。
本発明の各実施の形態の大気浄化装置が適用される車両１０の構成を示す概略図である。 ラジエータ１４の断面図を示した図である。 オゾン浄化耐久試験の結果を示すデータである。 ラジエータを通過させるガスの風速と、ガス接触確率との関係を示したグラフである。 活性炭の内部構造を示す図である。 ラジエータ１４のフロント面からの距離（ｍｍ）と、酸化剤接触確率（％）との関係を示した図である。 フィン２０にコーティングする活性炭のコート量（ｇ）の具体例を示した図である。 実施の形態１の大気浄化装置の製造方法を説明するための図である。 フィン２０にコーティングする金属錯体のコート量（ｇ）の具体例を示した図である。 ラジエータ１４における、冷却水の温度（℃）と活性炭のコート量（ｇ）との関係を示した図である。
実施の形態１．
　以下、図１乃至図８を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本実施の形態の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す概略図である。車両１０は、動力装置としての内燃機関１２を備えている。内燃機関１２から排出される排気ガスには、ＨＣやＮＯｘが含まれている。オゾンはＨＣやＮＯｘを反応物として光化学反応により生成される。そのため、内燃機関１２を備える車両１０に大気浄化装置を搭載し、車両１０の走行中に大気中のオゾンを浄化することで、車両１０が環境に与える影響を低減することができる。
　車両１０において、内燃機関１２の前方には、内燃機関１２に循環させる冷却水を冷却するラジエータ１４が配置されている。ラジエータ１４の前方には、エアコンのコンデンサ１６が取り付けられている。図１に矢印で示すように、車両１０の走行時には、車両１０のフロント面のバンパーグリル１８から大気が取り込まれ、取り込まれた大気が、コンデンサ１６、ラジエータ１４をこの順に通過して後方へ排出される。
　ラジエータ１４のコアには、ルーバ付きフィンが備えられている。図２は、ラジエータ１４の断面図を示した図である。図２に示すように、ラジエータ１４のフィン２０には、ルーバ２２が複数形成されている。ルーバ２２は、大気流入方向に対して傾斜させた傾斜片２２ａ，ｂや、折り曲げ成形された折曲片２２ｃから構成されている。このようなルーバ２２の構成により、ラジエータ１４内を流れる大気の圧力損失が増加するのでその流速が低下し、また、大気の二次流れが発生する。これにより、ラジエータ１４の伝熱性能が向上できる。
　本実施の形態の大気浄化装置は、図２のフィン２０に活性炭をコーティングしたものである。また、本実施の形態においては、このフィン２０において、ラジエータ１４のフロント面側における活性炭のコート量が、そのリア面側における活性炭のコート量よりも多くなるように調整されている。このようにコート量を調整した理由について、以下、図３乃至図５を参照しながら説明する。
　図３は、オゾン浄化耐久試験の結果を示すデータである。図３の横軸は耐久距離（キロマイル）を、縦軸は初期状態（耐久距離０キロマイル時）におけるオゾン浄化率を基準とした相対値を、それぞれ示す。図３中に示す各データは、サイズおよび比表面積が同等の２つの活性炭を準備し、この２つの活性炭の前方から後方に向けて一定濃度のオゾン含有ガスを異なる速度（風速１ｍ／ｓおよび風速１０ｍ／ｓ）で通過させた際に、活性炭後方のオゾン濃度をそれぞれ測定することにより得たものである。
　図３に示すように、活性炭のオゾン浄化率は、耐久距離が長くなるに連れて低下する。また、図３に示すように、活性炭のオゾン浄化率の低下度合いは、通過させるオゾン含有ガスの風速によって変化する。具体的に、オゾン含有ガスを風速１ｍ／ｓで通過させた場合は、オゾン浄化率が約３０キロマイルで初期状態の半分まで低下するが、オゾン含有ガスを風速１０ｍ／ｓで通過させた場合は、約３０キロマイルでも初期状態の約７割以上を示し、約６０キロマイル付近でようやく初期状態の半分程度まで低下する。つまり、高速（風速１０ｍ／ｓ）で通過させた場合の方が、低速（風速１ｍ／ｓ）で通過させた場合に比して、オゾン浄化率の低下度合いが小さくなる。
　図４は、ラジエータを通過させるガスの風速と、そのガスがラジエータに接触する確率（以下、「ガス接触確率」と称す。）との関係を示したグラフである。このグラフは、アルミハニカム式のラジエータのモデルに対して、Ｇｏｒｍｌｅｙ－Ｋｅｎｎｅｄｙの拡散理論式を適用することにより算出したものである。図４に示すように、風速が１ｍ／ｓ付近ではガス接触確率が約１００％であり、風速が１０ｍ／ｓ付近ではガス接触確率が約１０％となる。つまり、ガス接触確率は、風速が遅い場合は高く、風速が速くなるにつれて緩やかに低下する。
　図３、４のグラフから、オゾン浄化率とガス接触確率との間には相関があることが分かる。即ち、図４のグラフから、風速が遅いほどガス接触確率が高く、風速が速いほどガス接触確率が低くなることが分かる。また、図３のグラフから、風速が遅いほどオゾン浄化率の低下度合いが大きく、風速が速いほどオゾン浄化率の低下度合いが小さくなることが分かる。従って、図３、４のグラフから、ガス接触確率が高ければオゾン浄化率の低下度合いが大きくなり、ガス接触確率が低ければオゾン浄化率の低下度合いが小さくなることが分かる。
　本発明者らは、オゾン浄化率とガス接触確率との間に上述した相関があるのは、活性炭の内部構造と、活性炭のオゾン分解メカニズムとに起因すると推察している。このことについて、図５を参照しながら説明する。図５は、活性炭の内部構造を示す図である。図５に示すように、活性炭は、表面から内部に向かって無数に形成された細孔を有し、そのサイズによってマクロ孔、メソ孔およびミクロ孔に分類される。このような細孔にオゾン分子が入り込むと、細孔内において活性炭から電子を供与され、オゾン分解反応の活性化エネルギーが下がった結果、オゾンが酸素及び活性酸素に変換される（O３→O２＋O*）。
　ところで、大気中にはオゾン以外の各種物質が存在し、その内には、活性炭の細孔内に入り込むことで活性炭のオゾン浄化機能を失わせる物質も存在する。例えば酸素やＮＯｘ、硝酸アンモニウムを含んだＰＭなどは、活性炭の酸化剤として作用するので、図５で示した活性炭の細孔内に入り込んだ場合には、活性炭自らが酸化されそのオゾン浄化機能が消失する可能性がある。また、活性炭のオゾン分解反応により生じた活性酸素も、活性炭の酸化剤として作用する。この活性酸素は、オゾンや上述の酸素、ＮＯｘ、ＰＭよりも遥かに強力な酸化力を有している。そのため、活性酸素が図５で示した活性炭の細孔内に入り込んだ場合には、活性炭のオゾン浄化機能が消失する可能性が極めて高い。
　このような理由により、本実施の形態では、フィン２０にコーティングする活性炭のコート量を調整している。図２の説明の際に述べたように、ラジエータ１４内を流れる大気は、乱流化しつつその流速を低下させながら流れる。そのため、上述した酸化剤がフィン２０に接触する確率（以下、「酸化剤接触確率」と称す。）は、ラジエータ１４のフロント面側よりもリア面側の方が高くなる。
　図６は、ラジエータ１４のフロント面からの距離（ｍｍ）と、酸化剤接触確率（％）との関係を示した図である。図６に示すように、ラジエータ１４のフロント面からの距離が遠くなるほど酸化剤接触確率が二次関数的に増加する。従って、ラジエータ１４のフロント面側における活性炭のコート量が、そのリア面側における活性炭のコート量よりも多くなるように調整すれば、酸化剤接触確率の高い側における活性炭の酸化を良好に抑制できる。また、活性炭のコート量を上記のように調整することで、ラジエータ１４のリア面側において、フィン２０が直接大気に触れる表面積を一定量確保できることに繋がるので、ラジエータ１４の冷却性能を担保できる。更に、活性炭のコーティングによるラジエータ１４の重量増加を最小限に留めることも可能となる。
　図７は、フィン２０にコーティングする活性炭のコート量（ｇ）の具体例を示した図である。図６の説明の際に述べたように、酸化剤接触確率は、ラジエータ１４のフロント面からの距離が遠くなるほど二次関数的に増加する。そのため、活性炭のコート量としては、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ラジエータ１４のフロント面からの距離（ｍｍ）に応じて対数関数的或いは比例関数的に低減させる。なお、活性炭のコート量の代わりに、活性炭のコート厚さ（μｍ）によって調整してもよい。
　続いて、図８を参照して、本実施の形態の大気浄化装置の製造方法を説明する。本実施の形態の大気浄化装置は、スプレー法またはディップコート法により製造できる。スプレー法を用いる場合は、図８に示すように、ラジエータ１４のフロント面側から活性炭スラリーをスプレーする。これにより、ラジエータ１４のフロント面側における活性炭のコート量を、そのリア面側における活性炭のコート量よりも多くできる。なお、スプレー噴射圧は、活性炭のコート量が上記のように調整できるように、実験等により最適値を決定しておくことが望ましい。一方、ディップコート法を用いる場合は、ラジエータ１４を活性炭スラリーに浸漬させた後、そのリア面側から引き上げてコーティング時間を調節すればよい。
　以上、本実施の形態の大気浄化装置によれば、ラジエータ１４の酸化剤接触確率の高い側における活性炭の酸化を良好に抑制できる。また、ラジエータ１４のリア面側において、フィン２０が直接大気に触れる表面積を一定量確保可能となるので、ラジエータ１４の冷却性能を担保できる。更に、活性炭のコーティングによるラジエータ１４の重量増加を最小限に留めることも可能となる。
　ところで、本実施の形態においては、フィン２０に活性炭をコーティングしたが、活性炭の代わりに、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウムまたはロジウムといった単体金属をコーティングしてもよい。これらの単体金属は、活性炭同様、オゾン浄化機能を有するものの、上記酸化剤によって酸化されるという性質を有する。従って、これらの単体金属を活性炭の代わりにコーティングした場合でも、上述した効果を得ることができる。なお、これらの単体金属は、同時に二種類以上をコーティングしてもよいし、活性炭と共にコーティングしてもよい。また、本変形例は、後述する実施の形態においても同様に適用が可能である。
　また、本実施の形態においては、フィン２０を備えるラジエータ１４を用いたが、フィン２０は必ずしも必要ではない。即ち、ラジエータ１４の代わりに、細い流路が形成された冷却コアを密集させた所謂ハニカムラジエータを用いてもよい。ハニカムラジエータを用いる場合、その流路壁面に活性炭がコーティングされる。そのため、この流路内を流れる大気の圧力損失は下流側ほど増加し、その流速が低下する。従って、酸化剤接触確率は下流側ほど大きくなるので、本実施の形態と同様に活性炭のコート量を調整すれば、上述した効果を得ることができる。なお、本変形例は、後述する実施の形態においても同様に適用が可能である。
実施の形態２．
　次に、図９を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１においては、ラジエータ１４のリア面側における活性炭のコート量が、そのフロント面側における活性炭のコート量よりも少なくなるように調整した。そのため、ラジエータ１４のリア面側においては、そのフロント面側に比してオゾン浄化能力が低くなるという問題が依然として残る。そこで、本実施の形態においては、活性炭の表面に、金属錯体をコーティングすることとしている。
　活性炭の表面にコーティングする金属錯体は、オゾン浄化機能を備える触媒として公知であり、上記酸化剤に対する耐性をも有する。このような金属錯体としては、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウムまたはパラジウムを中心金属とするものが挙げられる。これらの金属錯体は、同時に二種類以上をコーティングしてもよい。
　図９は、活性炭がコーティングされたフィン２０にコーティングする金属錯体のコート量（ｇ）の具体例を示した図である。本実施の形態では、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ラジエータ１４のフロント面からの距離（ｍｍ）に応じて対数関数的或いは比例関数的に増加させる。つまり、活性炭のコート量と逆転するように金属錯体のコート量を調整する。これにより、ラジエータ１４のリア面側においてオゾン浄化能力が低くなるのを十分に抑制できる。
　本実施の形態の大気浄化装置は、上記実施の形態１同様、スプレー法またはディップコート法により製造できる。ただし、何れの方法を用いる場合においても、活性炭のコート量が上記実施の形態１に従って調整されたラジエータ１４を用いるものとする。スプレー法を用いる場合は、ラジエータ１４のリア面側から金属錯体をスプレーする。これにより、ラジエータ１４のリア面側における金属錯体のコート量を、そのフロント面側における金属錯体のコート量よりも多くできる。一方、ディップコート法を用いる場合は、ラジエータ１４を金属錯体に浸漬させた後、そのフロント面側から引き上げつつコーティング時間を調節すればよい。
　ところで、上述した実施の形態２においては、金属錯体をフィン２０にコーティングしたが、金属錯体の代わりに有機金属錯体をコーティングしてもよいし、パラジウム、銀、白金若しくは金、またはゼオライトをコーティングしてもよい。これらの代替材は、金属錯体同様、オゾン浄化機能と上記酸化剤に対する耐性とを兼ね備える。代替材となり得る有機金属錯体としては、金属錯体の中心金属として列挙したものをその中心金属とするサレン型、ポルフィリン型、フタロシアニン型、フェナントリン型のものが挙げられる。なお、これらの代替材は同時に二種類以上を使用してもよいし、金属錯体と共に使用してもよい。なお、本変形例は、後述する実施の形態においても同様に適用が可能である。
　また、上述した実施の形態２においては、活性炭のコート量と逆転するように金属錯体のコート量を調整したが、必ずしもこのように金属錯体のコート量を調整しなくてもよい。即ち、ラジエータ１４のリア面側の活性炭の表面の一部に金属錯体がコーティングされていれば、その箇所におけるオゾン浄化能力の低下を抑制可能となる。また、このようなコーティングによれば、金属錯体のコーティングによるラジエータ１４の重量増加や、ラジエータ１４の冷却性能の悪化を最小限に留めることが可能となる。なお、本変形例は、後述する実施の形態においても同様に適用が可能である。
　また、上述した実施の形態２においては、金属錯体をコーティングする代わりに、フィン２０にコーティングした活性炭よりも比表面積の大きい活性炭をコーティングしてもよい。活性炭の比表面積が大きければ、それだけオゾン浄化能力も高い。そのため、比表面積の大きい活性炭をコーティングすれば、ラジエータ１４のリア面側においてオゾン浄化能力が低くなることを抑制できる。比表面積の大きい活性炭は、金属錯体や有機金属錯体と共にコーティングしてもよい。なお、本変形例は、後述する実施の形態においても同様に適用が可能である。
実施の形態３．
　次に、図１０を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態においては、上記実施の形態１、２を前提とし、冷却水路の上流側と下流側で活性炭や金属錯体のコート量を調整することをその特徴とする。
　ラジエータ１４の内部には、内燃機関の冷却水を流通させるための冷却水路（図示しない）が形成されている。この冷却水路における冷却水の流入口側には、内燃機関１２を経由した高温の冷却水が流れ込む。そのため、オゾン分解反応の反応性としては、冷却水の流入口側の方がその排出口側よりも高いことになる。従って、ラジエータ１４のフロント面からの距離が等しい箇所に位置する２つのフィン２０を比較した場合、冷却水の流入口側に近いフィン２０における活性酸素の発生量は、その排出口側に近いフィン２０におけるそれよりも多くなる。つまり、冷却水の流入口側に近いフィン２０よりも下流側においては、酸化剤接触確率が高くなる。
　そこで、本実施の形態においては、冷却水の流入口側における活性炭のコート量が、その排出口側における活性炭のコート量よりも少なくなるように調整する。図１０は、ラジエータ１４における、冷却水の温度（℃）と活性炭のコート量（ｇ）との関係を示した図である。図１０に示すように、冷却水の温度は、その流入口側が高く、その排出口側に向かうほど低くなる。そのため、同図に示すように、活性炭のコート量を調整することで、ラジエータ１４のフロント面からの距離が等しい箇所における活性酸素の発生量を均一化できる。従って、冷却水の流入口側に近いフィン２０よりも下流側における活性炭の酸化を良好に抑制できる。
　また、本実施の形態においては、冷却水の流入口側における金属錯体のコート量が、その排出口側における活性炭のコート量よりも多くなるように調整する。金属錯体のコート量をこのように調整することで、冷却水の流入口側においてオゾン浄化能力が低くなるのを抑制できる。
　本実施の形態の大気浄化装置は、上記実施の形態１や２同様、スプレー法またはディップコート法により製造できる。
　１０　車両
　１２　内燃機関
　１４　ラジエータ
　１６　コンデンサ
　１８　バンパーグリル
　２０　フィン
　２２　ルーバ
　２２ａ，ｂ　傾斜片
　２２ｃ　折曲片

Claims (9)

  1. 　車両走行時に大気が流入する大気流入口と、前記大気流入口から流入した大気を外部に排出する大気排出口と、前記大気流入口と前記大気排出口とを接続する内部流路とを備える車両構成部品と、
    　前記内部流路の壁面に担持され、オゾンを他の物質に変換することにより浄化するオゾン浄化体と、を備え、
    　前記オゾン浄化体の担持量が、前記大気排出口側よりも前記大気流入口側の方が多くなるように調整されていることを特徴とする車両用大気浄化装置。
  2. 　前記内部流路の壁面に担持され、前記オゾン浄化体の浄化機能により生じ前記オゾン浄化体を酸化する酸化剤への耐性を有すると共に、オゾンを他の物質に変換して浄化するオゾン浄化触媒を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用大気浄化装置。
  3. 　前記オゾン浄化触媒の担持量が、前記大気流入口側よりも前記大気排出口側の方が多くなるように調整されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用大気浄化装置。
  4. 　前記オゾン浄化触媒が、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウムまたはパラジウムを中心金属とする金属錯体および有機金属錯体、ならびにパラジウム、銀、白金、金およびゼオライトのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の車両用大気浄化装置。
  5. 　前記オゾン浄化体の比表面積が、前記大気流入口側よりも前記大気排出口側の方が大きくなるように調整されていることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の車両用大気浄化装置。
  6. 　前記車両構成部品がラジエータであることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項に記載の車両用大気浄化装置。
  7. 　前記ラジエータは、前記大気流入口から流入した大気を乱流化させるルーバが形成されたフィンを備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用大気浄化装置。
  8. 　前記ラジエータは、その内部に冷却水を流通させるための冷却水路を備え、
    　前記オゾン浄化体の担持量が、前記冷却水路の流入口側よりも前記冷却水路の排出口側の方が多くなるように調整されていることを特徴とする請求項６または７に記載の車両用大気浄化装置。
  9. 　前記オゾン浄化体が、活性炭、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウムおよびロジウムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至８何れか１項に記載の車両用大気浄化装置。
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