(57)【要約】【課題】  バッテリの負荷低減を実現したまま、浄化能力が従来よりも高い車両用空気浄化装置および当該装置を備える車両用空気浄化システムを提供する。【解決手段】  車両用空気浄化装置を水素解離透過膜１１により構成する。そして、この水素解離透過膜１１の第１の面１１ａ側に水素ガスを供給することで、水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側に水素ラジカルを生成させる。また、水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側に車室内の空気を送り込むことで、水素ラジカルと車室内の空気中の酸素とを反応させて活性酸素を生成する。このようにして生成した水素ラジカルおよび生成した活性酸素を用いて、車室内の空気を浄化する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面（１１ａ）とその反対側の第２の面（１１ｂ）とを有する膜であって、前記第１の面（１１ａ）側に供給された水素を分子状態から原子状態に解離させ、原子状態の水素を前記第１の面（１１ａ）側から前記第２の面（１１ｂ）側に向かって透過させて、前記第２の面（１１ｂ）側に活性な水素原子を発生させる水素解離透過膜（１１）を備え、
前記水素解離透過膜（１１）の前記第２の面（１１ｂ）側で、前記活性な水素原子および前記活性な水素原子と車室内の空気中の酸素とが反応して生成した活性酸素により、前記車室内の空気を浄化するようになっていることを特徴とする車両用空気浄化装置。  
【請求項２】
前記第２の面（１１ｂ）側に配置され、空気中の悪臭成分を吸着させる吸着手段（１２）を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用空気浄化装置。
【請求項３】
前記吸着手段（１２）は、前記水素解離透過膜（１１）の一部を多孔質化することで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空気浄化装置。
【請求項４】
前記吸着手段（１２）は、炭素材料、セラミックス、イオン交換樹脂のうちの１種もしくは２種以上から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空気浄化装置。
【請求項５】
前記吸着手段（１２）は、低原子価の遷移金属を有していることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の車両用空気浄化装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空気浄化装置（１０）と、
炭化水素化合物からなる燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段（２０）と、
前記燃料を水素に改質する触媒部（１３）と、
前記触媒部（１３）を加熱する加熱手段（４０）とを有し、
前記加熱手段（４０）によって前記触媒部（１３）が加熱された状態で、前記触媒部（１３）が前記燃料を改質して水素を生成することで、前記触媒部（１３）から前記車両用空気浄化装置（１０）に水素を供給するようになっていることを特徴とする車両用空気浄化システム。
【請求項７】
前記加熱手段として、車両に搭載されている排気管（４０）を用いることを特徴とする請求項６に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項８】
前記水素解離透過膜（１１）の前記第１の面（１１ａ）に接して、前記触媒部（１３）が配置されており、
前記触媒部（１３）は、前記排気管（４０）に隣接し、かつ、前記排気管（４０）の排気ガス用触媒（４１）とマフラ（４２）との間の位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項９】
前記燃料として、メタノール、エタノール、ガソリン、軽油のいずれか１つを用いることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１０】
前記燃料貯蔵手段は、ウォッシャー液タンク（２０）であり、前記燃料として、ウォッシャー液中のメタノールを用いることを特徴とする請求項９に記載の車両用空気浄化システム。  
【請求項１１】
メタノールと水のみを透過する透過手段（３２）を有し、前記透過手段（３２）により、前記ウォッシャー液からメタノールを抽出するようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１２】
車室内から前記水素解離透過膜（１１）の前記第２の面（１１ｂ）側に向かって空気が流れる第１の空気流路（１４）と、
前記第２の面（１１ｂ）側から前記車室内に向かって空気が流れる第２の空気流路（１５）とを備え、
前記第２の空気流路（１５）は、排水手段（１７）を有することを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の車両用空気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両における車室内の空気を浄化する車両用空気浄化装置および当該装置を備える車両用空気浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車室内の空気を浄化するために、車両用空気浄化装置が用いられている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
【０００３】
このような車両用空気浄化装置としては、常温触媒（例えば、特許文献３参照）や光触媒（例えば、特許文献４参照）により活性酸素を生成し、生成した活性酸素を用いて、車室内の空気を浄化するものがある。
【０００４】
常温触媒を用いた装置は、熱（常温）の供給により活性酸素を生成するものであり、一方、光触媒を用いた装置は、太陽光等の光により、活性酸素を生成するものである。このため、どちらの装置も活性酸素の発生に電力を必要とせず、バッテリへの負荷低減が実現されている。
【特許文献１】特公平７−４７３６７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４９１６号公報
【特許文献３】特開２００３−００１０２５号公報
【特許文献４】特開２０００−３０８６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の常温触媒や光触媒を用いた装置では、乗員乗車時の車室内環境範囲内での自然エネルギを用いているため、バッテリの負荷低減が実現されているが、浄化能力が低いという問題がある。
【０００６】
これは、上記の常温触媒や光触媒を用いた装置では、乗員乗車時の車室内環境が非常に穏やかであるために、浄化に有効な温度や圧力を活用することができないことが原因であると考えられる。
【０００７】
このことから、バッテリの負荷低減を実現した車両用空気浄化装置において、浄化能力の向上が市場より求められている。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、バッテリの負荷低減を実現したまま、浄化能力が従来よりも高い車両用空気浄化装置および当該装置を備える車両用空気浄化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１の面（１１ａ）とその反対側の第２の面（１１ｂ）とを有する膜であって、第１の面（１１ａ）側に供給された水素を分子状態から原子状態に解離させ、原子状態の水素を第１の面（１１ａ）側から第２の面（１１ｂ）側に向かって透過させて、第２の面（１１ｂ）側に活性な水素原子を発生させる水素解離透過膜（１１）を備えている。
【００１０】
そして、水素解離透過膜（１１）の第２の面（１１ｂ）側で、活性な水素原子および活性な水素原子と車室内の空気中の酸素とが反応して生成した活性酸素により、車室内の空気を浄化するようになっていることを特徴としている。  
【００１１】
本発明によれば、外部からの給電を受けることなく、供給された水素から空気浄化に用いる活性な水素原子もしくは活性酸素を生成することができる。このため、バッテリの負荷を低減することができる。
【００１２】
また、本発明による活性な水素原子もしくは活性酸素の生成速度は、上記背景技術の欄で説明した従来の車両用空気浄化装置と比較して、大きい。このため、本発明によれば、上記背景技術の欄で説明した従来の車両用空気浄化装置と比較して、空気の浄化能力が高い車両用空気浄化装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、第２の面（１１ｂ）側に配置され、空気中の悪臭成分を吸着させる吸着手段（１２）を有することを特徴としている。
【００１４】
これにより、車室内から取り込んだ空気中の悪臭成分を吸着手段に吸着させ、吸着した悪臭成分を活性な水素原子や活性酸素により、分解させることができる。この結果、吸着手段を有していない場合と比較して、効率良く空気の浄化を行うことができる。
【００１５】
吸着手段として、例えば、請求項３に示すように、水素解離透過膜（１１）の一部が多孔質化されたものを用いることができる。
【００１６】
また、その他に、例えば、請求項４に示すように、炭素材料、セラミックス、イオン交換樹脂のうちの１種もしくは２種以上から構成されたものを吸着手段として用いることもできる。
【００１７】
また、請求項５に示すように、吸着手段（１２）を、低原子価の遷移金属を有する構成とすることもできる。
【００１８】
請求項１に記載の発明に関して、水素解離透過膜に水素を供給する方法としては、車両に専用の水素ガス貯蔵手段を搭載して、水素ガス貯蔵手段から水素を供給したり、後述する請求項６に示すように、燃料を改質して生成した水素を水素解離透過膜に供給したりすることもできる。
【００１９】
すなわち、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空気浄化装置（１０）と、炭化水素化合物からなる燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段（２０）と、燃料を水素に改質する触媒部（１３）と、触媒部（１３）を加熱する加熱手段（４０）とを有する車両用空気浄化システムである。
【００２０】
そして、加熱手段（４０）によって触媒部（１３）が加熱された状態で、触媒部（１３）が燃料を改質して水素を生成することで、触媒部（１３）から車両用空気浄化装置（１０）に水素を供給するようになっていることを特徴としている。
【００２１】
これにより、請求項９に示すように、メタノール、エタノール、ガソリン、軽油等の一般に入手が容易な燃料を用いて水素を供給することができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明に関して、例えば、請求項７に示すように、車両に搭載されている排気管（４０）を加熱手段として用いることができる。
【００２３】
本発明によれば、エンジンの排気ガスの排熱を有効に利用することができる。これにより、加熱手段を新たに車両に搭載する場合と比較して、加熱手段を省略することができる。
【００２４】
具体的には、請求項８に示すように、車両用空気浄化装置が、水素解離透過膜（１１）の第１の面（１１ａ）に接して、触媒部（１３）が配置された構成となっている場合、触媒部（１３）が排気管（４０）に隣接するように、かつ、排気管（４０）の排気ガス用触媒（４１）とマフラ（４２）との間の位置に、車両用空気浄化装置を配置することができる。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明に関して、例えば、請求項１０に示すように、燃料貯蔵手段として、ウォッシャー液タンク（２０）を利用し、燃料として、ウォッシャー液中のメタノールを用いることができる。  
【００２６】
この場合、例えば、請求項１１に示すように、メタノールと水のみを透過する透過手段（３２）を用いることで、ウォッシャー液からメタノールを抽出することができる。
【００２７】
車両用空気浄化システムに関して、例えば、請求項１２に示すように、車室内から水素解離透過膜（１１）の第２の面（１１ｂ）側に向かって空気が流れる第１の空気流路（１４）と、第２の面（１１ｂ）側から車室内に向かって空気が流れる第２の空気流路（１５）とを備え、第２の空気流路（１５）が、排水手段（１７）を有する構成とすることができる。
【００２８】
本発明によれば、水素解離透過膜の第２の面側で生成した結露水を排水することができる。
【００２９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示す。図１に示すように、本実施形態の車両用空気浄化装置は、空気浄化装置１０と、燃料貯蔵手段としてのウォッシャー液タンク２０と、燃料輸送手段としてのポンプ部３０とを備えている。
【００３１】
空気浄化装置１０が車室内の空気を浄化するところである。空気浄化装置１０には、第１の空気経路１４と第２の空気経路１５とが接続されている。第１の空気経路１４にはファン１６が設けられており、ファン１６により、車室内から第１の空気経路１４を介して空気が取り込まれ、空気浄化装置１０で浄化された空気が、第２の空気経路１５を介して、車室内に戻るようになっている。
【００３２】
図２に、本実施形態の空気浄化装置１０の内部構成を示す。具体的には、空気浄化装置１０は、水素解離透過膜１１と、吸着手段としての吸着部１２と、触媒部１３とを有している。
【００３３】
水素解離透過膜１１は、対応する２つの面を有する膜である。なお、以下では、図２中の下側の面を第１の面１１ａ、その反対側の面を第２の面１１ｂと呼ぶ。水素解離透過膜１１は、第１の面１１ａ側に水素ガスが供給された場合、供給された水素を分子状態から原子状態に解離させ、水素解離透過膜１１中を、原子状態の水素を第１の面１１ａ側から第２の面１１ｂ側に向かって透過させ、第２の面側に活性な水素原子（以下では、水素ラジカルと呼ぶ）を発生させる。
【００３４】
水素解離透過膜１１としては、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｚｒ単体や、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒの中からと、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｙ、Ｆｅの中からそれぞれ１種以上選ばれる元素からなる合金により、構成されたものを用いることができる。膜厚は、例えば、０．０１〜０．１ｍｍである。
【００３５】
吸着部１２は、空気中の悪臭成分（臭い成分）を吸着させるものである。吸着部１２は、水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側に接している。吸着部１２は、空気入口１２ａと空気出口１２ｂとを有しており、空気入口１２ａには、第１の空気経路１４が接続され、空気出口１２ｂには、第２の空気経路１５が接続されている。
【００３６】
吸着部１２は、多孔質であり、水素解離透過膜１１と異なる材料により構成されている。吸着部１２は、炭素材料、高分子、セラミックスから選ばれた少なくとも１種以上の材料により構成されている。
【００３７】
炭素材料としては、例えば、活性炭、カーボンファイバー、グラファイト、カーボンウィスカー、カーボンブラック、モレキュラーシービングカーボンがあり、これらから選ばれた炭素材料を単独、もしくは２種以上の混合物として用いることができる。
【００３８】
また、高分子としては、例えば、イオン交換樹脂やキレート樹脂などがあり、これらを単独、もしくは２種以上の混合物として用いることができる。
【００３９】
また、セラミックスとしては、ゼオライト系（合成、天然、人工）、シリカゲル、アルミナなどがあり、これらを、単独、もしくは２種以上の混合物として用いることができる。なお、吸着部１２を構成する材料としては、悪臭成分をより多く吸着させるという観点から、比表面積が大きい材料を用いることが好ましい。
【００４０】
また、吸着部１２の表面に、酸性処理やアルカリ処理を施すこともできる。これにより、酸性処理をした部分にはアルカリ性の悪臭成分の吸着を促進させ、アルカリ処理をした部分では酸性の悪臭成分の吸着を促進させることができる。
【００４１】
触媒部１３は、水蒸気改質法により、メタノールを改質して、水素を生成するところである。触媒部１３は、水素解離透過膜１１の第１の面１１ａに接している。触媒部１３は、図示しないが、容器内に粒状の触媒が複数充填された構成となっている。触媒としては、Ｃｕ-Ｚｎ-Ａｌ（ＣｕＯ−ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）系の触媒を用いている。触媒部１３は、燃料供給口１３ａと、排出口１３ｂとを有しており、燃料供給口１３ａから燃料（メタノール）が供給され、排出口１３ｂから反応物等が排出される。
【００４２】
また、空気浄化装置１０は、加熱手段としての排気管４０の近傍に配置されている。本実施形態では、図１に示すように、例えば、空気浄化装置１０の触媒部１３は、排気管４０に隣接しており、排ガス触媒部４１とマフラ４２との間の位置に配置されている。
【００４３】
これにより、排気管４０から触媒部１３に熱が供給される。排気管４０のうち、排ガス触媒部４１とマフラ４２との間の位置では、通常、３００℃弱であり、触媒部１３で必要な温度となっている。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、エンジン稼働時に排気管４０により触媒部１３が加熱されることで、触媒部１３の温度が２５０〜３００℃となる。このとき、水素解離透過膜１１も、触媒部１３を介して、加熱される。水素解離透過膜１１の温度は２００〜２５０℃となる。
【００４５】
なお、排ガス触媒部４１よりも排気ガスの下流側に配置しているのは、排ガス触媒部４１では、熱を必要とするため、排ガス触媒部４１に必要な熱を利用できないことと、排ガス触媒部４１よりも上流側は、触媒部１３に必要な温度よりも高すぎるからである。
【００４６】
また、図２に示すように、第２の空気経路１５には、排水経路１７が設けられている。この排水経路１７は、第２の空気経路１５内における気流の邪魔にならないように、第２の空気経路１５の鉛直方向で最も下位の部位に設けられている。
【００４７】
これにより、吸着部１２で空気が浄化された後、第２の空気経路１５内に生成する結露吸いを排水することができる。
【００４８】
ウォッシャー液タンク２０は、車両にウィンドウの洗浄用として、一般的に搭載されているものである。ウォッシャー液タンク２０中のウォッシャー液は、販売されている地域により、メタノールの含有率が異なるが、ウォッシャー液中には、通常、１０〜２５％のメタノールが含まれている。
【００４９】
ウォッシャー液タンク２０には、ウォッシャー液の供給路２１を介して、ポンプ部３０が接続されている。ポンプ部３０は、ポンプ３１とメタノール透過部３２とにより構成されている。メタノール透過部３２は、メタノールの供給路３３を介して、触媒部１３の燃料供給口１３ａと接続されている。
【００５０】
メタノール透過部３２は、メタノールと水のみを透過するものである。メタノール透過部３２としては、スルホン基を持つフッ素樹脂系イオン交換膜、例えば、ナフィオン（Ｄｕ Ｐｏｎｔ社の登録商標）、Ｄｏｗ膜（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）を用いることができる。また、その他に、多孔質系ゼオライト膜や多孔質系シリカ膜を用いることもできる。
【００５１】
なお、メタノール透過部３２としては、これらに限らず、ウォッシャー液中の界面活性剤とメタノールとを分離できるものであれば、他のものを用いることもできる。また、ウォッシャー液中に硫黄成分がなければ、ウォッシャー液をそのまま用いることもできる。
【００５２】
次に、上記した構造の車両用空気浄化装置の作動について説明する。図３に、本実施形態の車両用空気浄化装置による空気浄化のメカニズムを示す。この車両用空気浄化装置は、水素ガスを生成し、生成した水素ガスから、活性物質を生成し、生成した活性物質により、車室内の空気の浄化を行うものである。
【００５３】
そこで、以下では、水素ガスを生成するまでの過程と、活性物質を生成して空気浄化を行うまでの過程に分けて説明する。
【００５４】
水素を生成する過程では、まず、図１に示すように、ポンプ３１によりウォッシャー液タンク２０中のウォッシャー液がメタノール透過部３２に送られる。そして、メタノール透過部３２において、ウォッシャー液中のメタノールおよび水が抽出されることで、メタノールおよび水が空気浄化装置１０の触媒部１３に送られる。
【００５５】
そして、図３に示すように、触媒部１３で、ポンプ部３０により供給されたメタノールと水が、排気管４０からの排熱により、蒸発する。これらの蒸気が、触媒部１３に予め設置された触媒と、排気管４０からの排熱とにより、ＣＯ２ガスと水素ガスに改質される。なお、このときの温度は、２５０〜３００℃である。このようにして、触媒部１３で水素ガスが生成する。
【００５６】
触媒部１３で生成した水素ガスは、そのまま、水素解離透過膜１１に供給される。また、ＣＯ２ガスは、触媒部１３の排出口１３ｂから排出される。
【００５７】
続いて、空気浄化を行うまでの過程を説明する。車室内の空気浄化のメカニズムは、さらに、（１）活性物質の生成、（２）悪臭成分の吸着、（３）吸着した臭気と活性物質の接触、（４）臭気の分解の４工程からなる。なお、（１）、（２）は、同じもしくは異なる時期に行われる。
【００５８】
（１）水素ガスが水素解離透過膜１１に供給されると、水素解離透過膜１１の第１の面１１ａから第２の面１１ｂに向かって、水素が分子から原子に解離した状態で、水素解離透過膜１１を透過する。これにより、第２の面１１ｂに水素ラジカルが生成する。
【００５９】
また、吸着部１２には、ファン１６により、第１の空気経路１４を介して、車室内から空気が取り込まれる。そして、取り込まれた空気中の酸素が、第２の面１１ｂから生成した水素ラジカルと反応して、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）、ス−パ−オキサイドアニオンラジカル（Ｏ２−、ＯＯＨ・）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）等の活性酸素が発生する。
【００６０】
このようにして、水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側（吸着部１２）に、水素ラジカル、活性酸素の活性物質が生成する。
【００６１】
（２）一方、吸着部１２に、車室内から取り込まれた空気中の臭気（悪臭成分）が吸着する。このとき、臭気の分子は吸着部１２の孔に物理的に吸着するが、吸着部１２に酸性処理、アルカリ性処理等が施されていれば、臭気の分子は吸着部１２に化学的に吸着するため、吸着が促進される。
【００６２】
（３）この臭気に対して、活性酸素が接触する。
【００６３】
（４）そして、吸着部１２に吸着した臭気が、活性酸素により、分解される。
【００６４】
なお、（３）、（４）では、活性酸素だけでなく、水素ラジカルも直接、臭気に接触し、臭気を分解する。
【００６５】
しかし、空気中を占める酸素および臭気の割合を比較すると、酸素の方が非常に大きいため、水素ラジカルが、臭気と反応するよりも、酸素と反応して活性酸素が生成する割合の方が大きい。このため、臭気の分解は、主に、活性酸素によって行われると推測される。
【００６６】
また、活性酸素のうち、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）、ス−パ−オキサイドアニオンラジカル（Ｏ２−、ＯＯＨ・）は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）よりも酸化力が高いが、寿命が短いものである。一方、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等を経て生成するものであり、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等よりも酸化力が弱く、寿命が長いものである。  
【００６７】
したがって、寿命の関係から、吸着部１２のうち、水素解離透過膜１１に近い側では、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）等により空気が浄化され、水素解離透過膜１１から離れた側では、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）により空気が浄化されると推測される。
【００６８】
また、水素解離透過膜１１は、排気管４０からの熱により、２００〜２５０℃となっているため、水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側で生成した過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は気化している。このため、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が吸着部１２の隅々まで行き渡るので、吸着部１２全体に吸着している臭気を分解することができる。
【００６９】
また、水素解離透過膜１１、吸着部１２が１００℃以上の高温にさらされることから、空気中のウイルスや細菌などを滅菌することも可能である。
【００７０】
このようにして、臭気が分解されたり、ウイルス等が滅菌されたりすることで、汚い空気がきれいになり、きれいな空気が、ファン１６により、第２の空気経路１５を介して、車室内に戻される。以上のようにして、車室内の空気の浄化が行われる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の車両用空気浄化装置は、水素解離透過膜１１と、触媒部１３とを有する構成となっている。この車両用空気浄化装置は、この水素解離透過膜１１の第１の面１１ａ側に触媒部１３から水素ガスが供給されると、水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側に水素ラジカルを発生させる。そして、この水素ラジカルおよび水素ラジカルと車室内の空気中の酸素とが反応して生成した活性酸素により、車室内の空気を浄化するようになっている。  
【００７２】
この車両用空気浄化装置では、外部からの給電を受けることなく、触媒部１３から供給された水素から空気浄化に用いる水素ラジカルおよび活性酸素を生成することができる。このため、バッテリの負荷を低減することができる。
【００７３】
なお、ファン１６およびポンプ３１は、外部からの給電が必要であるが、これらの消費電力量はかなり少ないため、上記背景技術の欄に記載した従来の車両用空気浄化装置と同様に、バッテリの負荷低減が実現できると言える。
【００７４】
また、この車両用空気浄化装置による活性酸素の生成速度は、上記背景技術の欄で説明した従来の車両用空気浄化装置と比較して、大きい。
【００７５】
ここで、参考として、本実施形態の車両用空気浄化装置（以下では、第１実施形態と呼ぶ）での活性酸素の生成速度と、上記背景技術の欄に記載した従来の車両用空気浄化装置（以下では、常温触媒、光触媒と呼ぶ。）での活性酸素の生成速度との試算結果の一例を示す。
第１実施形態：１０ｍｍｏｌ／ｈ（ｍｍｏｌ＝１０−３ｍｏｌ）、
常温触媒    ：２×１０−２ｍｍｏｌ／ｈ、
光触媒      ：３×１０−３ｍｍｏｌ／ｈ
なお、試算条件は、供給空気の流量を３０００Ｌ／ｈ、浄化部の容積を１Ｌとしている。浄化部の容積が１Ｌとは、常温触媒では担体の容積が１Ｌのことであり、光触媒では、浄化部に占める光照射面積が１０００ｃｍ２（１０×１０ｃｍ／枚×１０枚）のことであり、第１実施形態では、吸着部１２、触媒部１３の容積がそれぞれ０．５Ｌ、水素解離透過膜１１の面積が１００ｃｍ２（１０×１０ｃｍ）のことである。
【００７６】
また、常温触媒では、温度条件を４０〜５０℃としている。光触媒では、太陽光を想定した紫外線照射を用いている。また、第１実施形態では、水素解離透過膜１１の温度条件を、２００〜２５０℃としている。
【００７７】
このように、第１実施形態の方が、常温触媒や光触媒よりも活性酸素の生成速度が速いので、それだけ、より多くの臭気を分解することができることがわかる。このことから、本実施形態によれば、上記背景技術の欄で説明した従来の車両用空気浄化装置と比較して、空気の浄化能力が高い車両用空気浄化装置を提供することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、ウォッシャー液タンク２０中のウォッシャー液から、メタノール透過部３２により、メタノールおよび水を抽出し、そのメタノールおよび水を、触媒部１３で、水蒸気改質法により、水素ガスに改質している。
【００７９】
これにより、水素ガスを貯蔵する手段を不要とすることができる。また、ウォッシャー液中のメタノールから水素ガスを抽出するようにしているので、活性酸素を発生させるための燃料の入手が容易であり、さらに、ウォッシャー液タンク２０を利用することで、別途、専用のタンクを車両に搭載することを不要とすることができる。  
【００８０】
また、本実施形態では、メタノールの水蒸気改質の際における触媒部１３への加熱手段として、車両に搭載されている排気管４０を利用している。これにより、本実施形態によれば、専用の加熱手段を新たに車両に搭載する必要がなく、また、車両用空気浄化装置に対して、新たにエネルギを生成して、供給しなくて済むという利点がある。
【００８１】
（第２実施形態）
図４に、本実施形態の空気浄化装置１０の内部構成を示す。本実施形態は、吸着部１２の構成が第１実施形態と異なるものである。
【００８２】
第１実施形態では、水素解離透過膜１１と吸着部１２とを異なる材料で構成し、これらを別々の層とする場合を例として説明したが、本実施形態のように、水素解離透過膜１１と吸着部１２とを同じ材料により構成し、これらを一体の層とすることもできる。
【００８３】
この場合、吸着部１２は次のようにして作られる。例えば、水素解離透過膜１１を構成する材料であって、水素解離透過膜１１および吸着部１２に相当する大きさの材料を用意する。そして、その材料のうち、吸着部１２に相当する部分（水素解離透過膜１１の一部）に対して、多孔質化や化学処理を行う。
【００８４】
（他の実施形態）
（１）上記した各実施形態において、吸着部１２に低原子価の遷移金属を担持させることもできる。例えば、Ｆｅ（２価）、Ｔｉ（３価）、Ｃｒ（２価）、Ｃｕ（１価）を吸着部１２に担持させることができる。
【００８５】
これにより、吸着部１２に存在する過酸化水素を分解（いわゆるHaber-Weiss機構による過酸化水素の分解）して、過酸化水素よりも高酸化力であるヒドロキシラジカル（ＯＨ・）を生成することができる。この結果、空気の浄化能力を向上させることができる。
【００８６】
（２）上記した各実施形態では、排気管４０の排ガス触媒部４１とマフラ４２との間に隣接して、空気浄化装置１０を配置する場合を例として説明したが、排気ガスからの排熱を利用できれば、この場所に限らず、他の場所に配置することもできる。
【００８７】
例えば、排ガス触媒部４１よりも上流部であっても、排気管４０から多少離れた位置（排気管４０の近傍内）に、空気浄化装置１０を配置することもできる。
【００８８】
また、排気管４０の近傍に限らず、エンジンルーム内に空気浄化装置１０を配置することもできる。この場合、エンジンからの排熱を利用して、触媒部１３および水素解離透過膜１１を加熱することができる。
【００８９】
また、空気浄化装置１０の水素解離透過膜１１、吸着部１２を加熱する手段として、回生発電などで発電された電気を使用して、ヒータにより加熱することもできる。この場合、車室内であればシートの下、エアコンのダクトの中、トランク室などに、空気浄化装置１０およびヒータを設置することができる。
【００９０】
（３）この場合であって、空気浄化装置１０の吸着部１２の空気入口１２ａと空気出口１２ｂを車室内に露出するように、空気浄化装置１０を配置することができれば、空気入口１２ａと空気出口１２ｂで直接空気の取り入れと放出が可能であるため、第１の空気経路１４、第２の空気経路１５を省略することもできる。
【００９１】
（４）上記した各実施形態では、水蒸気改質を行う際、触媒部１３で、蒸発と改質とを行う場合を例として説明したが、触媒部１３と異なる場所で、メタノールと水を蒸発させることもできる。この場合、加熱手段として、それぞれ、排気管４０の異なる部位を利用することができる。
【００９２】
（５）上記した各実施形態では、燃料の改質方法として、水蒸気改質方法を用いる場合を例として説明したが、他の改質方法を用いることもできる。例えば、部分酸化法や水蒸気改質法と部分酸化法との組み合わせたオートサーマル法を用いることもできる。なお、部分酸化法を用いる場合では、部分酸化法は発熱反応であるため、加熱手段を必要としない。
【００９３】
（６）上記した各実施形態では、燃料貯蔵手段としてウォッシャー液タンク２０を用いる場合を例として説明したが、別途、専用のタンクを車両に搭載することもできる。また、燃料としては、ウォッシャー液内から抽出したメタノールに限らず、直接メタノールを用いることもできる。また、エタノールの他にも、ガソリン、軽油等の液体燃料や、天然ガス灯の気体燃料等の一般的に入手が容易な炭化水素化合物からなる液体の燃料を用いることもできる。
【００９４】
なお、気体燃料を用いる場合では、水蒸気改質の際に行う蒸発の工程が不要であり、触媒部１３で、改質を行うこととなる。
【００９５】
（７）上記した各実施形態では、触媒部１３を水素解離透過膜１１の第１の面１１ａに接するように配置する場合を例として説明したが、触媒部１３を水素解離透過膜１１から離して配置することもできる。この場合、触媒部１３で生成した水素を第１の面１１ａに供給する経路等が必要となる。
【００９６】
（８）また、触媒部１３の代わりに、水素ガスボンベ、水素貯蔵合金等の水素ガスを貯蔵する手段を用いて、直接水素ガスを水素解離透過膜１１に供給することもできる。
【００９７】
（９）上記した各実施形態では、吸着部１２を設ける場合を例として説明したが、吸着部１２を省略することもできる。この場合、車室内の空気が空気浄化装置１０の内部（水素解離透過膜１１の第２の面１１ｂ側）を通過する構造とする。
【００９８】
なお、吸着部１２を設けない場合よりも吸着部１２を設けた方が好ましい。これは、吸着部１２は、空気浄化装置１０内に、臭気を留めることができ、吸着部１２を設けない場合と比較して、効率良く空気の浄化を行うことができるからである。
【００９９】
（１０）上記した各実施形態では、ファン１６により、車室内の空気を空気浄化装置１０に取り込み、空気浄化装置１０から浄化した空気を戻すようにする場合を例として説明したが、ファン１６を省略することもできる。
【０１００】
この場合、空調装置による車室内の空気の流れを利用して、車室内の空気を空気浄化装置１０に取り込み、空気浄化装置１０から浄化した空気を戻すようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】図１中の破線で示す領域Ａの拡大図である。
【図３】図１の車両用空気浄化装置が行う空気浄化メカニズムの概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示す図であり、図１中の破線で示す領域Ａの拡大図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…空気浄化装置、１１…水素解離透過膜、１２…吸着部、１３…触媒部、
１４…第１の空気経路、１５…第２の空気経路、１６…ファン、１７…排水経路、
２０…ウォッシャー液タンク、３０…ポンプ部、
３１…ポンプ、３２…メタノール透過部、
４０…排気管、４１…排ガス触媒部、４２…マフラ。
【図１】
2006027505.tif 000003
【図２】
2006027505.tif 000004
【図３】
2006027505.tif 000005
【図４】
2006027505.tif 000006