(57)【要約】      （修正有）【課題】電気エネルギの無駄をなくし、短時間に効率よく消臭、除菌、特定物質を除去して空気を浄化する空気浄化装置の提供。【解決手段】アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉とを混合した焼結原料混合物の全体を混練し、成形し、それを焼結した空隙を有する触媒機能付多孔質発熱体３００、及び、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体に白金族触媒を担持させた触媒機能付多孔質発熱体１００Ａ，１００Ｂを具備し、電極１７，１８間に印加する電圧によって触媒機能付多孔質発熱体を所定の温度とし、かつ、電極を有しない触媒機能付多孔質発熱体の加熱により、その温度状態を維持し、触媒機能を活性化する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間の何れか１つの閉鎖空間と、
前記閉鎖空間に接続され、前記閉鎖空間内の空気を排出する排気路及び／または前記閉鎖空間に空気を循環させる循環路と、
前記排気路及び／または循環路に設けられ、焼結によって５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電する電極を有しない多孔質抵抗成型体と、
前記排気路及び／または循環路に設けられたアルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有し、両側に金属を溶射させて電極を形成し、前記多孔質抵抗成型体よりも下の位置に配置され通電自在な電極付多孔質抵抗成型体と、
前記電極を有しない多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体に担持させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒と
を具備することを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
前記閉鎖空間には、送風機によって外気を供給または排出することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】
前記閉鎖空間には、送風機によって空気を循環させることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記焼結原料混合物には、更に、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載する空気浄化装置。
【請求項５】
前記白金族触媒は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載する空気浄化装置。
【請求項６】
前記白金族触媒は、エタノール４０〜５０ｗｔ％、ノルマルプロピルアルコール５〜１０ｗｔ％、パラジウム５ｗｔ％以下、メタノール０．５〜３ｗｔ％、分散樹脂０．５ｗｔ％以下、残余を水として配合したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載する空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)サーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する多孔質抵抗成型体を利用したものであり、この正の抵抗温度特性は、常温では抵抗値が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗値が増大するという抵抗温度特性を有しており、この正の抵抗温度特性は多孔質抵抗成型体として、触媒としての機能を高める触媒機能付の消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置に関するものである。この空気浄化装置は工場または車両の排ガス、排水、集塵、粉体、酪農のし尿処理等に使用され、それら排ガス、排水、集塵、粉体、酪農のし尿処理等から消臭、除菌、特定物質の除去により空気を浄化するのに使用される。
直接には、焼却炉、焼成炉、乾燥炉、脱脂炉等の排ガスの浄化に使用できます。また、空調に加えることにより、病院、介護施設の消臭、除菌もできます。そして、酪農、畜産のし尿処理槽及び動物飼育舎の消臭にも使用できます。
【背景技術】
【０００２】
金属や金属酸化物・窒化物等の粉末を焼成してなる焼結体は、その緻密性から様々な分野での利用可能性があり、従来から多くの技術が開発されてきた。特に、金属材料としてのアルミニウム材料は、軽量、かつ、安価であり、加工性も良いことから、従来から焼結体を製造する原材料としてアルミニウム材料が検討されてきた。
しかし、アルミニウム材料は極めて酸化し易く、その表面に安定で硬い酸化皮膜が形成され易いため、これをそのまま焼結させても機械的強度の高い焼結体を得ることは困難であった。
にもかかわらず、本出願人は、先に、アルミニウム粉末を使用した焼結体の発明に係る特許文献１に記載の特許出願をした。この特許文献１に記載の焼結体の発明は、アルミニウム微粒子と有機バインダ及び／または無機バインダとを含有し、これらが均一に混合された焼結原料混合物を、常温でプレス成形し、非酸化雰囲気において１２００℃〜１８００℃の範囲内の温度で焼結したもので、これによって、優れた機械的強度を有する焼結体が得られた。
【０００３】
特許文献１においては、１２００℃〜１８００℃の範囲内の温度で焼結したことから、得られる焼結体は主にアルミナ質となり、通電発熱はなく、抵抗体、抵抗発熱体等の用途に適した導電性は備えられていなかった。このため、アルミニウム材料を使用した焼結体として応用分野の拡大を図ることはできなかった。
また、従来から使用されている発熱体として、ニクロム合金、カンタル（ニッケル・クロム）合金等の金属材料や、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料からなるものが開発されている。しかし、金属材料からなる発熱体は、液体加熱用の発熱体等として使用する場合において、金属の周囲にマグネシア等の絶縁物を配設し、更に、全体を金属シースで包む必要があることから、また、金属線によって面放熱させていたことから、発熱効率が低かった。一方、セラミック材料からなる発熱体においては、脆くて急激な温度変化による熱衝撃にも弱く、急速加熱や急速冷却は困難であった。
【０００４】
本発明者はそれ等の問題点を追求し、特許文献２で正の抵抗温度特性を有する発熱体の発明を提供した。
当該正の抵抗温度特性の発熱体は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔を設け、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極を具備し、前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正の抵抗温度特性を得たものである。
【０００５】
また、多孔質抵抗成型体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって前記焼結原料混合物は複合化されて、空隙を有する正の抵抗温度特性発熱体となり、かかる正の抵抗温度特性発熱体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正の抵抗温度特性発熱体となり、かかる多孔質の正の抵抗温度特性発熱体は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
【０００６】
特に、こうして得られた正の抵抗温度特性の多孔質発熱体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正の抵抗温度特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、多孔質抵抗成型体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で多孔質抵抗成型体の抵抗分布を調節することによって、多孔質抵抗成型体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る正の抵抗温度特性の多孔質発熱体は、抵抗発熱体としての使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御用熱源として使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−３６４７０
【特許文献２】特開２０１３−４３６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
殊に、特許文献２は特許文献１の問題点を解決したものである。正の抵抗温度特性の発熱体における空隙は、本発明者が実験研究を重ねた結果、多孔質抵抗成型体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、多孔質抵抗成型体における空隙が少ないと、正の抵抗温度特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、多孔質抵抗成型体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用するにも、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この多孔質抵抗成型体の空隙は、形成した乾燥状態の多孔質抵抗成型体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、「パラフィン浸透装置（ＵＬＶＡＣ  ＤＡ−１５Ｄ）」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、ここでは前者、後者の区別なく説明する。よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正の抵抗温度特性の発熱体が得られる。
このように、通電によって安定して発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい大電力に耐えられる正の抵抗温度特性の抵抗体が得られるものの、その空隙による表面面積が大きくなることが生かされておらず、しかも、その用途が電熱用に限られていた。また、正の抵抗温度特性も十分に生かされていなかった。
また、畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からの空気に含まれる有機系成分によっては、具体的には、一般的な冷蔵庫、冷凍庫においては、冷蔵庫、冷凍庫に保管されている果物、野菜等から放出される微量なエチレンガスが、保管している果物、野菜、生花等の腐敗を進行させる。そこで、冷蔵庫内、冷凍庫内の空気から消臭、除菌、特定物質の除去により空気を浄化しようとすると、常に触媒機能が活性化できているように触媒の温度を上げる必要性があった。しかし、白金族触媒を使用すれば、室温でエチレンガス単独では２０ｐｐｍまで低減できることが判明した。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる不具合を解決すべくなされたものであって、正の抵抗温度特性を生かし、必要に応じて任意の温度にそのキュリー点温度を設定し、電気エネルギの無駄をなくし、空気を浄化できる触媒機能を用いて短時間に効率よく消臭、除菌、特定物質の除去により浄化維持する空気浄化装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の空気浄化装置は、焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間の何れか１つの閉鎖空間に接続され、前記閉鎖空間内の空気を排出する排気路及び／または前記閉鎖空間に循環させる循環路と、前記排気路及び／または前記循環路に設けられた、例えば、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、そして、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を形成し、両側に電極を有しない多孔質抵抗成型体と、前記排気路及び／または前記循環路に設けられたアルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有し、両側に金属を溶射させて電極を形成すると共に、前記多孔質抵抗成型体の下側に配置した電極付多孔質抵抗成型体と、電極を有しない前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体に担持させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒とを具備し、前記排気路及び／または前記循環路を流れる空気の温度に応じて、前記電極付多孔質抵抗成型体の前記電極間に印加する電圧を決定し、前記電極間から前記電極付多孔質抵抗成型体に電気エネルギを供給することにより、前記電極付多孔質抵抗成型体の温度を変動させ、前記白金族触媒の温度を所定の温度とする。このとき、前記電極付多孔質抵抗成型体の温度を上昇によって、多孔質抵抗成型体が加熱され室温以上の温度によって触媒機能を活性化するものである。
【００１１】
前記多孔質抵抗成型体と電極付多孔質抵抗成型体とは、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成形し、乾燥の後、焼結させたもので、更に正確には、通電したとき、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する電気特性を有するものである。但し、前記多孔質抵抗成型体は、導電体であってもよいが絶縁物としての使用が望ましい。導通性があると部分的接触点で温度上昇し、その接触点を電流路としてしまう可能性がある反面、前記電極付多孔質抵抗成型体と同じものが使用でき、効率的である。したがって、絶縁物としての仕様が望ましい。なお、前記電極付多孔質抵抗成型体に絶縁性を持たせるには、焼成温度を１３００℃以上とすればよい。
【００１２】
上記アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を９００℃とし、また、１２００℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を１２００℃としたものである。１０００℃〜１１００℃の範囲内で焼結するのが好ましい。
ここで、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が特定の配合により混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の電極付多孔質抵抗成型体を得ることができる。また、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体の木粉は、多孔質の空隙に関係するだけではなく、焼結時の還元雰囲気にも効果的であるが、多すぎると炉内を煤で劣化させる可能性があるので、少ないほうが良い。
また、粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物の電極付多孔質抵抗成型体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、前記電極付多孔質抵抗成型体に対して設けた１以上の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
【００１３】
ここで、アルミニウム粉は、例えば、アトマイズ法（噴霧式）によって製造された不規則な形状（針状、紡錘形状等）のものが使用される。レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が３０μｍ〜７５μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満であるもの、好ましくは、中位径が３５μｍ〜６５μｍの範囲内であり、粒子径が１００μｍ未満であるものである。
【００１４】
ところで、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数（または質量）が、全粉体のそれの５０％を占めるときの粒子径（直径）、即ち、オーバサイズ５０％の粒径であり、通常、メディアン径または５０％粒子径といいＤ50と表わされる。定義的には、平均粒子径と中位径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した値である。
そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」とは、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が５０％となる粒子径（Ｄ50）をいう。
なお、上記数値は、当然、測定等による誤差を含む値であり、数割の誤差を否定するものではない。この誤差の観点から見ると、正規分布に近似している限り、平均粒子径との差も僅少であり、平均粒子径＝中位径と見做すことができる。
【００１５】
また、「ふるい分け試験（ふるい試験法）」とは、ＪＩＳ−Ｚ−８８０１によって規定された目開きをもつ標準ふるいを用いて、測定対象となる粉末をふるい分けることによって粒度分布を測定する試験方法をいうものである。標準ふるいなどを用いて行う粒径，粒径分布を測定する方法のことである。粒径と、粒径分布の表現は、使用したふるいの目開き（μｍ）とふるい上残量（オーバサイズ）またはふるい下通過量（アンダーサイズ）の全体に対する比率で表される。
【００１６】
そして、炭素粉は、例えば、熱伝導率が低く、高温下でも前記アルミニウム粉とは反応しない黒鉛粉が選択される。ここでは、前記アルミニウム粉の溶融点（６６８℃）より低い温度では状態変化しないものであればよく、例えば、黒鉛、カーボンブラック、活性炭、炭素繊維等の粉状物が挙げられる。カーボン質材料の繊維は、石油系ピッチから合成できる。更に、黒鉛粉体の純度は９０％以上が好ましい。また、黒鉛粉は、人造黒鉛であっても、また天然黒鉛であってもよい。即ち、本発明の実施の形態で使用するのは、炭素粉は前記アルミニウム粉の溶融点より低い温度では状態変化しない炭素以外の混ざりもの及び炭素を含むものであり、通常の炭素粉では、必ず１００％は存在していない。純度からすれば、ダイヤモンド、グラファイト、黒鉛の順で炭素の純度が低くなる。本発明では黒鉛等で実施する純度である。
【００１７】
更に、上記アルミニウム粉、前記炭素粉、前記無機酸化物材料の粉末が比重の違いによって移動が生じない量の水及び／またはバインダを混合した焼結原料混合物は、圧力を加えて成形し、焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有するものと、前記アルミニウム粉、前記炭素粉、前記無機酸化物材料の粉末を概略的に特定し、かつ、電気的抵抗体として通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体と特定したものである。バインダはポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,ＰＶＡ)の水溶液の３０％液を水０〜２５ｗｔ％として使用しています。
加えて、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体に充填させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒とは、元素のうち周期表において、第５周期及び第６周期、第８、９、１０族に位置する元素、即ち、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等の総称であり、ここではそれらのうちから選択した触媒であり、それを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものである。
【００１８】
上記電極付多孔質抵抗成型体の両側に金属を溶射させて形成した電極は、焼成された前記焼結原料混合物の端部に形成されたもので、端面または外面の一部と端面または内面の一部と端面または端面または外面の一部、内面の一部とすることができる。いずれにせよ、抵抗発熱できる面積が得られれば良い。
ここで、前記電極付多孔質抵抗成型体の両端に形成した前記電極が、金属の溶射によって形成した電極膜の場合には、電極付多孔質抵抗成型体との接続が表面積を大な条件で接合形成でき、電極膜側の抵抗値を小さくでき、長時間の使用に際しても、電極膜の劣化が生じ難い。前記電極付多孔質抵抗成型体に設けた両側の電極は、金属の溶射によって形成したものであり、少なくとも金属の溶射によって形成した電極膜が必要であることを意味するものであり、ここにはステンレス電極リード及び電極端子を省略することも、接続することもできる。
また、上記排気路は焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間、または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間の何れかの閉鎖空間に接続され、前記閉鎖空間内の空気を排出するものである。また、前記排気路とは、前記電極付多孔質抵抗成型体の内周の貫通孔及びその周囲の面を流れる外周の通路を意味する。上記循環路は、前記閉鎖空間から空気を排出し、その排出した空気を再度前記閉鎖空間に返す循環系の空気路である。この循環路は前記閉鎖空間から空気を取り出して浄化し、その浄化した空気の全部または一部を再度前記閉鎖空間に戻すものである。本発明においては、全体が煩雑になるので前記排気路を中心に説明する。
【００１９】
そして、前記閉鎖空間とは、完全に閉じられた空間のみを意味するものではなく、その閉鎖空間に外部から空気が供給される程度の閉鎖を意味する。そして、排気路を排気される排出量及び／または前記循環路を循環する循環量を制御するには、前記閉鎖空間に外部の空気を送風機で送風し、それによって排出量、循環量を決定するのが望ましい。この際の排出量、循環量とは、前記閉鎖空間内の空気を排出する排出路に限定されるものではなく、前記閉鎖空間に空気を循環させる循環路とする場合もある。或いは、その両者とする場合もある。
加えて、上記電極付多孔質抵抗成型体の温度と印加電圧との関係を一義的に決定しておけば、上記排気路及び／または上記循環路を流出する空気の温度に応じて、前記電極間に印加する電圧を決定し、前記電極付多孔質抵抗成型体の温度を変動させ、前記白金族触媒の温度を所定の温度とすることは、前記排気路及び／または前記循環路の流出する温度が高いときにはその温度を直接触媒が使用できればよいし、また、前記排気路及び／または前記循環路の流出する温度が低いときには、触媒によって化学反応速度を速める成分の種類によって、触媒の温度を決定すべく前記電極間の印加電圧を決定できればよい。
なお、本実施の形態で説明する多孔質抵抗成型体と電極付多孔質抵抗成型体は、成分の配合は同一で、その焼結温度（多孔質抵抗成型体は１３００℃、電極付多孔質抵抗成型体は１２００℃）のみ相違する場合で説明する。
【００２０】
請求項２の空気浄化装置は、更に、浄化すべき空気が前記排気路を流れるように前記閉鎖空間内に外気を供給する送風機を排気路側または閉鎖空間内に配設したものである。
ここで、前記送風機は、前記外気を導入する箇所に設置することにより、送風機が高い温度環境化で使用されることを避け、絶縁劣化等の生じない低い温度環境で使用可能となるものである。しかし、排気路側に配設した方が制御が確実であり、閉鎖空間内の圧力を増加させることがない。
【００２１】
請求項３の空気浄化装置は、更に、浄化すべき空気が前記循環路を流れるように前記閉鎖空間に空気を循環させる送風機を循環路側または閉鎖空間内に配設したものである。
ここで、前記送風機は、前記閉鎖空間に空気を循環させる送風機を配設するものであるから、送風機が大気の温度環境化で使用され、絶縁劣化等の生じない温度の低い環境で使用可能となるものである。しかし、循環路側に配設した方が制御が確実であり、閉鎖空間内の圧力を増加させることがない。
【００２２】
請求項４の空気浄化装置は、更に、前記焼結原料混合物が、半導体である金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものである。
ここで、上記金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％は、酸化しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉０〜１０ｗｔ％は、抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン粉及び鉄粉の混合は、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
【００２３】
請求項５の空気浄化装置の前記白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含むパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムからなる２層を構成する構造とすることができる。
【００２４】
請求項６の空気浄化装置の前記白金族触媒は、エタノール４０〜５０ｗｔ％、ノルマルプロピルアルコール５〜１０ｗｔ％、パラジュウム５ｗｔ％以下、メタノール０．５〜３ｗｔ％、分散樹脂０．５ｗｔ％以下、残余を水として配合したものである。
【００２５】
ここで、白金族触媒のパラジュウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸ができ、前記多孔質抵抗成型体の表面に塗布とその乾燥をすることができる。基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものであればよい。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明にかかる空気浄化装置は、焼結された多孔質抵抗成型体は５％〜５０％の範囲内の空隙を有しているから、その表面積は広くなり、その表面を白金族触媒として使用するものであるから、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。実験でも、常温で白金族触媒が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は３００℃またはそれ以下で、無機物についても６５０℃またはそれ以下で殆ど消臭除去できることが確認された。
【００２７】
本発明を実施する場合の電極を有しない多孔質抵抗成型体及び電極付多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。
即ち、焼結原料混合物において、例えば、アルミニウム粉の含有量が３０ｗｔ％未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出するという焼結不良が生じ易くなる。アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％であるから、通電性が維持でき、焼結不良も生じ難い。
【００２８】
また、例えば、黒鉛粉の含有量が５ｗｔ％未満であると、黒鉛粉が極めて少な過ぎてアルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が１０ｗｔ％を超えると、黒鉛粉が多過ぎて前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。黒鉛粉の含有量が５〜１０ｗｔ％であるから、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良や、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体の強度が低下しない。
そして、陶磁器用の粘土粉の含有量が、例えば、３０ｗｔ％未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の粘土粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれるが、本発明はその範囲内に設定しているから、それらの問題が生じない。
【００２９】
更に、木粉は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉が入っていなくても前記多孔質抵抗成型体及び／または前記電極付多孔質抵抗成型体を得ることはできる。通常、０〜１０ｗｔ％配合するのが望ましい。したがって、この正の抵抗温度特性の発熱体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、前記焼結原料混合物において、前記アルミニウム粉の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内であり、前記黒鉛粉の含有量が５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内であり、前記鉱物質粉（陶磁器用の粘土粉）の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内であることによって、更に確実に多孔質であり、正の抵抗温度特性を有する発熱体において、より好ましい高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できる。
【００３０】
そして、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体に付着させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒は、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等が使用でき、ここではそれらのうちから選択した触媒を、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから製造が簡単である。また、通電により高温度で触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速める場合に好適である。また、白金族触媒は電気的に低抵抗にならないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体が前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体を形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体から白金族触媒に通電されることがない。
【００３１】
前記排気路及び／または循環路は、焼成炉、焼却炉、冷蔵庫、冷凍庫または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等からなる専用の閉鎖空間の何れかの閉鎖空間に接続され、前記閉鎖空間内の空気を排出するもの及び／または循環するものである。その排気路及び／または循環路を流出する空気の温度は、閉鎖空間の専用の内容によって略一義的に特徴が決定されるので、その温度に応じて、前記電極間に印加する電圧を決定し、前記電極付多孔質抵抗成型体の温度を触媒の処理速度に応じて変動させるものである。
【００３２】
このとき、焼成炉、焼却炉、冷蔵庫、冷凍庫、または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等からなる閉鎖空間は、使用に際し、閉鎖空間内の内容によって専用になるのが一般的であるから、前記白金族触媒の温度は専用仕様として特定され、前記排気路及び／または前記循環路の流出する温度が高いときにはその温度を直接触媒が使用できればよいし、また、前記排気路及び／または前記循環路の流出する温度が低いときには、触媒によって化学反応速度を速める成分の種類によって、触媒の温度を決定すべく前記電極間の印加電圧を決定できればよく、無駄な消費電力の使用に繋がらないので省電力として使用できる。
【００３３】
なお、発明者の行った本実施の形態の空気浄化装置による消臭試験では、他社の同一風量の電熱ヒータを用いた脱臭装置に比較して消費電力量が約１／５〜１／３になり、臭気を脱臭する装置の大きさも約１／５〜１／３になることが確認された。特に、本願発明の前記電極付多孔質抵抗成型体では、特定の温度に上昇する個所が限られた範囲であることから消費電力が少なくてすみ、また、通過する被浄化空気との接触面積が広い面積で行われるので、他社製品に比較して約１／５〜１／３に小型化した商品とすることができた。
これらのことから、本実施の形態の空気浄化装置は、閉鎖された室内の臭気を外に排出する場合に使用でき、また、動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合にも使用でき、そして、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等にも使用できることが確認された。特に、触媒は、前記電極付多孔質抵抗成型体の膨大な表面の凹凸と微細な通気孔にガッチリ担持され、その中を通過する有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅することが確認された。この白金族触媒は、従来から自動車の排ガス（炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物）等の分解・浄化に使用されていることは周知であるが、有毒ガスや微生物を水と炭酸ガスに酸化分解する機能も有していることが確認された。
そして、前記電極付多孔質抵抗成型体で発熱された熱エネルギは、前記電極付多孔質抵抗成型体で加熱された空気となって前記多孔質抵抗成型体に伝えられ、前記多孔質抵抗成型体が暫くその温度を上昇させた状態を維持する。これによって暫く温度が外気温を上回り、前記白金族触媒の活性化を維持し、触媒反応が長持ちさせることができる。
【００３４】
また、本実施の形態の空気浄化装置に使用する前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体の空隙は５％〜５０％としているが、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体自体の実用的な機械的強度及び触媒の担持される機械的強度、温度上昇させる部分的な範囲の熱伝導、被浄化空気との接触面積の広さ等を考慮すると、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極付多孔質抵抗成型体の空隙は３０％〜４０％の範囲が好ましい。そして、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体は、温度と抵抗値の関係が一義的に設定でき、温度を維持するための制御が必要ないから、それを使用する空気浄化装置等の装置が廉価に製造できる。
【００３５】
請求項２の発明にかかる消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置には、更に、外気を供給する送風機を配設したものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、外気を閉鎖空間に供給することにより、浄化しようとする空気を前記排気路に導くことができるから送風機に高温度条件下に耐える耐熱性の電動機等を使用することなく設置できる。また、前記排気路から流出される空気の量を送風機で調整することもできる。
【００３６】
請求項３の発明にかかる消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置には、更に、空気を循環させる送風機を配設したものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、浄化しようとする空気を前記循環路に導くことができ、送風機を駆動する電動機を高温度条件下に耐える耐熱性の電動機等を使用することなく設置できる。また、前記循環路から流出される空気の量を送風機で調整することもできる。
【００３７】
請求項４の発明にかかる空気浄化装置は、更に、前記焼結原料混合物として金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに該当する効果に加えて、金属シリコン粉５〜１５ｗｔ％及び鉄粉０〜５ｗｔ％を配合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正の抵抗温度特性の発熱体とするか否かを制御できる。
特に、シリコン粉(半導体)５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものでは、キュリー点温度を設定しやすい。
【００３８】
請求項５の発明にかかる空気浄化装置の前記白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウム等のように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造としたものであるから、請求項１乃至請求項４の何れか１つに該当する効果に加えて、単一のパラジュウム、またはパラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造によって、白金族触媒がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
【００３９】
請求項６の発明にかかる空気浄化装置の前記白金族触媒は、エタノール４０〜５０ｗｔ％、ノルマルプロピルアルコール５〜１０ｗｔ％、パラジウム５ｗｔ％以下、メタノール０．５〜３ｗｔ％、分散樹脂０．５ｗｔ％以下、残余を水として配合したものであるから、請求項１乃至請求項４の何れか１つに該当する効果に加えて、触媒のパラジウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸により担持させることができ、また、その乾燥速度を速くできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する両側に電極を有しない多孔質抵抗成型体の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を示すもので、（ａ）は円筒状の多孔質抵抗成型体の斜視図、（ｂ）は円筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体斜視図、（ｃ）は円筒状の多孔質抵抗成型体で溶射電極を配設した斜視図、(ｄ)は触媒機能付多孔質発熱体の斜視図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を示すもので、（ａ）は四角筒状の多孔質抵抗成型体の斜視図、（ｂ）は四角筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体斜視図、（ｃ）は四角筒状の多孔質抵抗成型体で溶射電極を配設した斜視図、(ｄ)は触媒機能付多孔質発熱体の斜視図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する多孔質抵抗成型体の斜視図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体束を示すもので、（ａ）は円筒状の多孔質抵抗成型体の連続接続した斜視図、（ｂ）は円筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体束の斜視図、（ｃ）は円筒状の多孔質抵抗成型体で四角柱を形成すべく連続接続した斜視図、(ｄ)は円筒状の多孔質抵抗成型体で四角柱を形成した触媒機能付多孔質発熱体束の斜視図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の特性図で、(ａ)は温度−抵抗特性図、(ｂ)は時間−電流特性図、(ｃ)は時間−温度特性図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置の斜視図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置の変形例の斜視図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態１にかかる空気浄化装置の触媒機能付多孔質発熱体収容した状態を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質を発熱体のアンモニア消臭試験の特性図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を利用した硫化水素ガス消臭試験の特性図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体を利用した空気浄化装置のエチレンガス消臭試験の特性図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体を利用した空気浄化装置の酢酸ガス消臭試験の特性図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態２にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の配置を示す概略斜視図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態２にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の収容状態を示す概略断面図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態２にかかる空気浄化装置の全体の概略説明図である。
【図１８】図１８は本発明の実施の形態２にかかる空気浄化装置の制御器が行う制御のフローチャートである。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態３にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の他の配置例を示す説明図である。
【図２０】図２０は本発明の実施の形態３にかかる空気浄化装置の全体の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態１の空気浄化装置について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、同一記号及び同一符号は、実施の形態の同一または相当する機能部分を意味し、実施の形態相互との同一記号及び同一符号は、それら実施の形態に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
【００４２】
［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体について、図１乃至図７を参照して説明する。
本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００，３００としての電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃと、電極を有していない、即ち、通電によって発熱しない多孔質抵抗成型体３０Ｃを構成する焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ，３０Ａは、アルミニウム粉２、炭素粉としての黒鉛粉３、無機酸化物材料としての陶磁器用の粘土粉である蛙目粘土粉４、必要に応じて、木粉５、水及び／またはバインダ６を配合した焼結原料混合物を使用して製造されたものである。ここで、木粉５は焼成後のヒートショックを強くするのに役立つものである。また、水及び／またはバインダ６を省略し、粉体を固めたものとして焼成することもできる。木粉は焼成によって煤となるが、この煤がヒートショックの強化に直接的または間接的に役立っている可能性がある。木粉５はその性状から、黒鉛粉３によって代用することができ、その成分をなくすことができる。
【００４３】
なお、ここで電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃと電極を有しない状態の多孔質抵抗成型体３０Ｃの相違点を述べると、両者は成分及び配合比は同じであるが、焼成温度は多孔質抵抗成型体３０Ｃが１３００℃〜１３５０℃、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃが９００℃〜１２００℃としたものであり、多孔質抵抗成型体３０Ｃは絶縁物としての特性を有し、かつ、その外形も、多孔質抵抗成型体３０Ｃの軸方向の長さが１０〜５０ｍｍの範囲である。多孔質抵抗成型体３０Ｃの焼成温度は、１３００℃〜１３５０℃に拘束されるものではなく、１３００℃以下であってもよいし、１３５０℃以上であってもよい。なお、電極を有しない状態の多孔質抵抗成型体３０Ｃの成分の配合比は、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃと同一とし、焼成温度のみを異なった温度とした。
【００４４】
図１のフローチャートに示されるように、本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、最初に、ステップＳ１の焼結原料の混合工程にて、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、木粉５、水及び／またはバインダ６が混合され、ステップＳ２の成形工程で成形する焼結原料混合物１０を得る。このとき、バインダはポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,ＰＶＡ)の３０％水溶液を、水及び／またはバインダ６の１５〜２５ｗｔ％重量比にあてた。更に、３０％水溶液のＰＶＡには抵抗調整剤７として金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合した。
勿論、焼結原料混合物１０を粉体のみで固める場合には、水が０ｗｔ％となり、また、抵抗調整剤７として金属シリコン粉及び鉄粉も混合しない成分となる。
【００４５】
ここで、アルミニウム粉２としては、市販のアルミニウム粉末を用いることができ、このようなアルミニウム粉末は、ミナルコ（株）、日本軽金属（株）、東洋アルミニウム（株）、大和金属粉工業（株）等から発売されている。また、アルミニウム粉２には、１００％アルミニウムでなく、無機物等の不純物が僅かに含まれたものや、リサイクルのアルミニウムでも使用可能であり、更には、鉄やステンレス等の金属を僅かに含有したアルミニウム合金の粉末等を使用することも可能である。
【００４６】
アルミニウム粉２には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が３０μｍ〜７５μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満であるものを用いるのが好ましい。つまり、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性を向上させるためである。また、アルミニウム粉２の中位径が３０μｍ未満であると、焼成過程においてアルミニウム粉２が低温で溶融しやすくて表面に噴出する可能性があり、一方、アルミニウム粉２の中位径が７５μｍを超えると、黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる可能性がある。アルミニウム粉２のふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ以上の場合においても、黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定したアルミニウム粉２の中位径が３５μｍ〜６５μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１００μｍ未満である。
【００４７】
炭素粉としての黒鉛粉３は、アルミニウム粉２の溶融点より低い温度では溶融しないものであり、この黒鉛粉３には、市販の黒鉛粉末を用いることができる。そして、このような黒鉛粉末は、西村黒鉛（株）、日本黒鉛工業（株）、伊藤黒鉛工業（株）、（株）中越黒鉛工業所等から発売されている。市販の黒鉛粉末には、鱗状黒鉛や土状黒鉛等の天然黒鉛、鱗状天然黒鉛粉末を長柱状に造粒した長柱状造粒黒鉛等の人造黒鉛が存在するが、中でも、一般的に純度が高いとされる天然の鱗状黒鉛を用いるのが好ましい。鱗状黒鉛を用いることで、アルミニウム粉２に絡んで付着し易く、アルミニウム粉２の溶融によりアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を効果的に抑制することができるからである。
【００４８】
この黒鉛粉３には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が６０μｍ〜９０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が２００μｍ未満であるものを用いるのが好ましい。ここでも、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
また、黒鉛粉３の中位径が６０μｍ未満であると、焼成過程において黒鉛粉３が液状化し易く、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉３の中位径が９０μｍを超えると、黒鉛粉３が均一に分散混合され難くなって、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、同様に焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。黒鉛粉３のふるい試験法によって測定した粒子径が２００μｍ以上の場合においても、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した黒鉛粉３の中位径が７０μｍ〜８０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満である。
【００４９】
陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４は、花崗岩が風化し堆積してできた風化残留粘土を水簸（珪砂と粘土の分離）し、精製して粉末状にしたものであり、アルミニウムのケイ酸塩鉱物のＡｌ2Ｓｉ4０10（ＯＨ）8であるカオリン主成分で、石英、長石、雲母等が混在する粘土粉である。そして、一般的に、化学成分析によればアルミニウム酸化物のＡｌ2Ｏ3及びケイ素酸化物ＳｉＯ2の成分量が最も多く、その他にＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等の成分を含有しているが、成分量は産地等により異なるため、主としてＡｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2が含有されていればその他の成分や組成比は特に限定されるものではない。この蛙目粘土粉４には、例えば、（株）ヤマス、共立マテリアル（株）等から発売されている市販の蛙目粘土粉を用いることができる。
【００５０】
また、この蛙目粘土粉４にはレーザ回折・散乱法によって測定した中位径が５μｍ〜３０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１００μｍ未満であるとし、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
そして、蛙目粘土粉４の中位径が５μｍ未満の微細粉されたものを得るのにはコストが掛かる上に、蛙目粘土粉４の中位径が５μｍ未満であると、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすくなり、後述の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃとなったとき、安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。一方、蛙目粘土粉４の中位径が３０μｍを超えると、蛙目粘土粉４が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすかったりする可能性があり、それによって、やはり電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
蛙目粘土粉４のふるい試験法によって測定した粒子径が、１００μｍ以上の場合においても、同様に、蛙目粘土粉４が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすかったりする。それによって、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した蛙目粘土粉４の中位径が１０μｍ〜２０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が７０μｍ未満である。
【００５１】
木粉５は、大鋸屑、間伐材のチップ、小径木、製材端材、樹皮等の木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉５を使用することでアルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４等の原料がウィスカーの髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、この状態で後述の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなる。そして、この成形された焼結原料混合物を焼結することによって得られる電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは、その強度が非常に高いものとなる。
【００５２】
また、この木粉５には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が８０μｍ〜１２０μｍｍの範囲内であり、ふるい試験法による粒子径が２００μｍ未満であるものを用いることが好ましい。小径粒子と大径粒子の組み合わせによって充填性が向上するからである。また、木粉５の中位径が８０μｍ未満の微細粉されたものを得るにはコストが掛かり、一方で、木粉５の中位径が１２０μｍを超えると、木粉５が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａにおいて安定した強度が確保されない可能性がある。また、木粉５のふるい試験法による粒子径が２００μｍ以上の場合においても、木粉５が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａにおいて安定した強度が確保されない。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した木粉５の中位径が５０μｍ〜１００μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満である。
【００５３】
なお、粒子径が２００μｍ未満の木粉５を経済的に得るには、間伐材、小径木、樹皮、製材端材、大鋸屑等の木屑を、水分２０重量部以下に乾燥した後に、微粉砕する必要がある。木屑を水分２０重量部以下に乾燥することによって、粉砕物がスラリー化して微粉砕を妨げることを防止できるからである。更に、乾燥した木屑を微粉砕して、粒子径が２００μｍ未満の木粉５とするためには、周速５０ｍ／秒〜８０ｍ／秒の範囲内の微粉砕機を用いるのが好ましく、このような微粉砕機としては、例えば、河本鉄工（株）製のミクロンコロイドミル等がある。
ここで、スギ（杉）・ヒノキ（檜）等の針葉樹は、我が国において広く分布しており、建材等として大量に使用されているため、大鋸屑や間伐材並びに樹皮を容易に大量に入手することができる。更に、針葉樹の微細組織はウィスカー状であり、微粉砕して木粉５とすることが容易である。したがって、原料収集と国土保全上は、大鋸屑及び間伐材のチップ並びに樹皮としては、針葉樹の大鋸屑または針葉樹の間伐材のチップ或いは針葉樹の樹皮を用いることが好ましい。
【００５４】
そして、本実施の形態１の空気浄化装置では、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、及び木粉５に、これら原料が比重の違いによって移動が生じない量（重力沈降しない量）の水及び／またはバインダ６が混合されることによって、蛙目粘土粉４が粘土鉱物質であることからこれが成形性または保形性等の確保に有利に機能して、原料同士が互いに接着され、手で握っても崩れることなくまとまった状態の焼結原料混合物１０が得られる。このようにして得られた焼結原料混合物１０は、アルミニウム粉２や木粉５の表面に黒鉛粉３が付着した状態になっている。
【００５５】
バインダは、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,ＰＶＡ)の水溶液の３０％液を水及び／またはバインダ６として１５〜２５ｗｔ％使用した。また、多孔質の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの抵抗値調整用としてバインダに対して金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合使用した。鉄粉、金属シリコン粉は、アルミニウム粉２や木粉５、黒鉛粉３の管理状況によって増減する。また、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４の成分によっても変化する。鉄粉はヘガネスジャパン株式会社製で、中位径が２０μｍ〜１８０μｍの範囲内、金属シリコン粉(正確には半導体)はキンセイマテック株式会社製で、中位径が７５μｍ以下の範囲内のものを使用した。
【００５６】
なお、本実施の形態１の空気浄化装置においては、これら原料の混合に精密分散混合機が用いられ、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４及び木粉５、抵抗調整剤７が均一に分散混合されて焼結原料混合物１０となっている。なお、精密分散混合機としては、周速５μｍ／秒〜８０ｍ／秒の範囲内、より好ましくは、周速２０ｍ／秒〜３０ｍ／秒の範囲内の高速攪拌分散機を用いるのが好ましく、このような高速攪拌分散機としては、例えば、ホソカワミクロン（株）製の横型タービュライザ（登録商標）等が使用できる。
【００５７】
また、本実施の形態１においては、原料に蛙目粘土粉４を用いることから、水(６)を少量混合するだけで容易に原料同士が接着されてまとまった状態となり、後述の成形工程においては常温で加圧するだけで、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａが成形されて強固なものとすることができるが、本発明を実施する場合には、原料同士の接着に、有機バインダや無機バインダを使用することも可能であり、水とバインダとを併用することも可能である。
【００５８】
ここで、有機バインダとしては、例えば、合成樹脂、澱粉、合成糊、砂糖等を用いることができる。また、合成樹脂には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂があり、熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂等を用いることができ、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、イソシアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタンプレポリマー等を用いることができる。本実施の形態のバインダはポリビニルアルコール(ＰＶＡ)の３０％水溶液を使用した。なお、中でも、ポリオール系樹脂とイソシアネート系樹脂とは常温で反応して強固な結合を成形し、特に、イソシアネート系樹脂は、木粉５等における水酸基（−ＯＨ）と反応して強固なウレタン結合を成形するため、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを成形したものはとても強固で緻密な状態のものとなる。
【００５９】
無機バインダとしては、セメント等の水硬性材料、磁器（タイル）・陶器の原料であるベントナイト等の粘土、ρ−アルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ・ｎＨ2 Ｏ：ｎ≒０．５）、ケイ酸ナトリウム、水溶性アルカリケイ酸、（株）ジャパンナノコート製のシリカバインダ、グランデックス（株）製のシリカバインダである汎用バインダＦＪ２９４等を用いることができる。
なお、有機バインダは、加熱過程において焼失し空隙となり、無機バインダは、焼失せずに焼成されることになる。
【００６０】
更に、本発明を実施する場合においては、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４及び木粉５に、水及び／またはバインダ６(水、必要に応じてバインダ)、抵抗調整剤７を入れ、スラリー状の焼結原料混合物１０として金型に充填し、固めた後に、ステップＳ２の成形工程に供する。また、セラミックや磁器（タイル）の製造のように、焼結原料混合物１０をスプレードライヤーによって乾燥させた後、ステップＳ２の成形工程に供することも可能である。また、水及び／またはバインダ６を使用しないで粉体のみの焼結原料混合物１０を固めることもできる。いずれにせよ、後述する焼成過程において形状が保持される程度に固化された状態のものが作製できれば、水及び／または原料同士を接着する手段やバインダの種類は特に限定されない。
【００６１】
次に、本実施の形態１の空気浄化装置においては、この焼結原料混合物１０が、ステップＳ２の成形工程において、常温で加圧され強固で緻密な固形状態の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａとなる。
ここで、ステップＳ２の成形工程においては、焼結原料混合物１０をプレス成形金型に投入し所定圧力のプレスで成形するプレス成形と、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを耐圧性の金型に入れ所定圧力で押し出して成形する押出成形等が可能である。
【００６２】
因みに、本実施の形態においては、原料に蛙目粘土粉４を用いたことから、上述の如く、水及び／またはバインダ６を少量混合するか、またはなくすことができるので容易に原料同士が接着されてまとまった状態となる。このため、常温での加圧で、更に、低圧力で成形することができる。よって、高圧力や加熱装備のプレス装置を必ずしも用いなくても良く、低コスト化を図ることができる。
具体的に、水及び／またはバインダ６を混合してなる焼結原料混合物１０をプレス成形する場合、プレス圧力は１０ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2未満であると、焼結原料混合物１０が十分に圧縮されないため、得られる焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が２００ｋｇ／ｃｍ2を超えると、焼結原料混合物１０に圧力が掛かり過ぎて高緻密度となり、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの抵抗値が小さくなってステップＳ３の焼成後の多孔質の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの通電発熱性が損なわれる可能性がある。また、焼結不良となる可能性がある。より好ましくは、プレス成形の圧力は５０ｋｇ／ｃｍ2〜１５０ｋｇ／ｃｍ2の範囲内である。特に、水分量が多いほど低圧力での成形が可能となる。
【００６３】
そして、このように本実施の形態１においては、常温の加圧によって成形でき、外部からの均一な加熱が不要であるため、プレス成形の場合には、厚い焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ（例えば、１５０トンのプレス機で約２０ｍｍ厚まで）を得ることも可能である。更に、加熱機構が不要であることから、プレス成形機及び金型の構造を簡単にして、広い面積の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ（例えば、１０００ｍｍ×２０００ｍｍ）を得ることも可能である。なお、このときのプレス成形機としては、例えば、１５０トン以上の粉末成形プレス機が使用できる。このプレス機によれば、成形途中にガス抜きが出来る機構が付いているため、成形によって高強度のものが安定して得られる。勿論、例えば、後述するように、凹凸を有する金型や曲線部を有する金型枠型等を使用し、成形によって焼結原料混合物１０の意匠面に凹凸を成形し、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを所望形状に成形することも可能である。
【００６４】
一方、押出成形の場合には、焼結原料混合物１０を曲面形状の筒状・棒状等複雑な形状に成形することが可能である。特に、水及び／またはバインダ６を混合してなる焼結原料混合物１０は、成形性が良いため、押出成形によって各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形（ハニカム状）等の極めて複雑な形状に成形することも可能である。また、その貫通孔１１，２１の断面形状の大きさも任意の大きさとし、複数の大きさを組み合わせることもできる。また、その数も任意の数とすることができるし、全体の外形も任意の形状が選択できる。このようにして、図３及び図４に示す本実施の形態１及びその変形例にかかる押出成形した焼結前成型体１０Ａ(図３参照)及び射出成型した焼結前成型体２０Ａ(図４参照)が得られる。
【００６５】
なお、本発明を実施する場合には、勿論、加熱加圧によって、焼結原料混合物１０を成形することも可能である。殊に、本発明においては、蛙目粘土粉４等の鉱物質粉が使用され、これが成形性または保形性等の確保に有利に機能することから、加熱加圧の場合、水やバインダを混合せずとも成形が可能である。因みに、水やバインダを混合せず加熱加圧する場合のプレス成形圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ2〜３００ｋｇ／ｃｍ2の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が５０ｋｇ／ｃｍ2未満であると、水やバインダを混合していない場合に焼結原料混合物１０が十分に圧縮されないため強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ2を超えると、焼結原料混合物１０に圧力が掛かり過ぎて高緻密度となり、得られる焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの抵抗値が小さくなって、焼成しても成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの通電発熱性が損なわれる可能性がある。より好ましくは、１００ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の範囲内である。しかし、抵抗値及び複合成分によっては、１００ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の範囲外の使用も有り得る。
【００６６】
続いて、焼結原料混合物１０は、ステップＳ３の焼結工程において、温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結される。
ここで、焼結の温度が９００℃〜１２００℃の範囲内とは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では、十分な焼成が行われずに粉状態のものが得られ焼結不良となってしまうことが確認されたことから、焼結温度の下限値を９００℃とし、一方で、１２００℃を超えると、得られる成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは通電発熱性を有さないことが判明したので、焼結温度の上限値を１２００℃としたものである。なお、焼結工程の昇温プログラムは、各原料の種類、粒子径、配合量や、後述の触媒機能付多孔質発熱体１００，２００において必要とされる抵抗値、発熱温度等によって予め実験によって最適値が設定される。
そして、このように９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結することによって、正特性の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂとなる。このようにして得られた正特性の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、常温では抵抗が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗が増大するという抵抗温度特性を有し、通電によって容易に抵抗発熱する。特に、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは全面で放熱し、かつ、多孔質であるから表面積が広くなる。
【００６７】
ステップＳ３で正特性の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂを焼成した後、ステップＳ４で成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの所望の位置に金属（アルミニウムで実施）の溶射によって電極膜１３，１４，２３，２４を成形する。この電極膜１３，１４，２３，２４は、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂが多孔質であるから、より堅固に成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂに対して接合される。この成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの電極膜１３，１４，２３，２４は、成型抵抗体１０Ｂの長さ方向の端部側に成形される。その後、ステップＳ５で電極膜１３，２３に板状または線状のステンレス電極リード１５，２５、電極膜１４，２４にステンレス電極リード１６,２６を重ね、再度溶射することにより、電極膜１３，２３とステンレス電極リード１５，２５及び電極膜１４，２４とステンレス電極リード１６，２６とを一体に固着する。
ここで、電極膜１３，２３とステンレス電極リード１５，２５の対向面及び電極膜１４，２４とステンレス電極リード１６，２６の対向面は接合できないから、電極膜１３，１４，２３，２４に対向するステンレス電極リード１５，１６，２５，２６に対し、穴を穿設しておくか、外周のシルエットラインを葉脈状(リアス式海岸状)に凹凸を成形し、両者間の接合力を増すことが望ましい。
【００６８】
また、本実施の形態１の電極膜１３，１４，２３，２４に対するステンレス電極リード１５,１６，２５，２６の取付けは、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００として発熱体を収容する形態によっては、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６及び電極端子１７，１８，２７，２８を省略することもできる。即ち、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに設けた両側の電極膜１３，２３は、金属の溶射によって成形したものであり、少なくとも金属の溶射によって成形した電極膜１３，２３が必要であることを意味するものであり、ステンレス電極リード１５，１６，２５，２６及び電極端子１７，１８，２７，２８を省略することも、接続することもできる。
【００６９】
次に、水等の無機溶剤及び／またはアルコールやアセトン、ヘキサン等の有機溶剤で溶かした白金族触媒溶液に対して電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの全体を浸漬し、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの外表面に白金族触媒１９，２９を担持させ、それを乾燥させて白金族触媒１９，２９を多孔質部分の表面に付着固定する。
ここで、白金族触媒１９，２９とは、元素のうち周期表において、第５及び第６周期、第８、９、１０族に位置する元素、即ち、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジュウム、オスミウム、イリジウム、白金等の総称であり、ここではそれらのうちから選択した触媒であり、それを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものである。この実施の形態１で使用できる白金族触媒１９，２９は、パラジュウムＰｄと白金Ｐｔ、パラジュウムＰｄと銀Ａｇ、パラジュウムＰｄとルテニュウムＲｕ、パラジュウムＰｄとロジュウムＲｈのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造以上の複数構造としたものである。
本実施の形態では、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに対し、エタノール４０〜５０ｗｔ％、ノルマルプロピルアルコール５〜１０ｗｔ％、パラジュウム５ｗｔ％以下、メタノール０．５〜３ｗｔ％、分散樹脂０．５ｗｔ％以下、残余を水として配合し、そこに全体を浸漬させている。
【００７０】
図３（ａ）は、外形が円筒状の成型抵抗体１０Ｂの両端部に溶射により、図３（ｂ）及び図３(ｃ)に示すように、電極膜１３とステンレス電極リード１５及び電極膜１４とステンレス電極リード１６とを一体に設けたものであり、更に、ステンレス電極リード１５，１６には、電極端子１７，１８が接続されている。そして、図３（ｄ）に示すように、円筒状の成型抵抗体１０Ｂの周囲に白金族触媒１９を付着させ、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００を得ている。
同様に、図４（ａ）は、外形が四角筒状の成型抵抗体２０Ｂの両端部に溶射により、図４（ｂ）及び(ｃ)に示すように、電極膜２３とステンレス電極リード２５及び電極膜２４とステンレス電極リード２６とを一体に設け、更に、図４（ｄ）に示すように、四角筒状の成型抵抗体２０Ｂの周囲に白金族触媒２９を付着させ、電極付多孔質抵抗成型体２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体２００を得る。
なお、図３に示す円柱状の成型抵抗体１０Ｂの長さ方向に対して、対向端部面に電極膜１３，１４を溶融アルミニウム槽に端部を交互に瞬間的に浸漬して一体に設けることもできる。このときの成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの電流路は、貫通孔１１の肉厚によって決定される。
【００７１】
図３及び図４に示すように、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは、内部の貫通孔１１,２１を各々断面円形または断面四角形とし、外形が円筒状または四角筒状とし、その両端に金属を溶射して成形した１対の電極膜１３，１４，２３，２４とからなる。この１対の電極膜１３，１４，２３，２４は、焼結原料混合物１０を成形した後、成型工程のステップＳ２で金型によって１以上の貫通孔１１，２１を成形した。成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂを焼成した後、ステップＳ４及びステップＳ５の溶射で電極膜１３，１４，２３，２４、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６、電極端子１７，１８，２７，２８を成形したものである。なお、この実施の形態１の電極膜１３，１４，２３，２４は、アルミニウム膜である。金属の溶射は、焼結工程の後に行うものであるから、高温にさらされて溶融することがないので、電極膜１３，１４，２３，２４は如何なる金属も一般的に使用できる。
発明者らの実験では、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６を、低抵抗材料として選択されたアルミニウム、銅、黄銅、ステンレス等を使用した。
【００７２】
なお、本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃでは金属の溶射で一対の電極膜１３，１４，２３，２４を成形したが、本発明を実施する場合には、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ自体、即ち、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａに図示しない電極を埋設してもよいし、または端部表面に電極を張り合わせてもよいし、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを強圧する構造としてもよい。何れにせよ、端子は接触抵抗が低い状態で通電できるものとするのが望ましい。
【００７３】
また、図３及び図４のように、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの１対の電極膜１３，１４，２３，２４は、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの長さ方向の両端側に成形したものとすることもできるし、また、図示しないが、長さ方向に対する直角方向の対向面側に成形することもできる。
特に、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの１対の電極膜１３，１４，２３，２４は、金属の溶射によって成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂに設けたものであり、溶射された電極膜１３，１４，２３，２４とステンレス線からなるステンレス電極リード１５,１６，２５，２６とを一体に設けてなるものであるが、金属の溶射によって成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂに設けた後、鋳込みで電極端子１７，１８，２７，２８を成形することもできる。
なお、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの電極膜１３，１４、２３，２４を配設する場合には、仕上げ精度、取付け性を良くするために成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの表面、特に、電極膜１３，１４，２３，２４を成形する面を研磨し、精度を上げることもできる。機械研磨を行っても抵抗値の変化は殆ど生じなかった。
【００７４】
一方、電極を有していない多孔質抵抗成型体３０Ｃとして形成する工程は、図２に示すように、図１に示す触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の製造過程のステップＳ１までは同じである。
ステップＳ１１の成型工程で、図５に示す焼結前成型体の円筒状本体３２の内周面となる貫通孔３１と、その厚みは、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃと相違するものではないが、相違するのは、図５に示すように、触媒機能付多孔質発熱体３００の円筒状の長さが１０〜５０ｍｍの範囲内のマカロニ状に形成される。電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは、蓄積できる熱量、風量、触媒に対する接触時間によって決定される。特に、一律に１０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍと単一の寸法に形成するものではなく、複数長の焼結前成型体３０Ａの長さとするのが好適である。ステップＳ１１の成型工程では、１回の成形で複数長のものを組み合わせてもよいし、１回の成形で同一寸法のものを形成し、それを複数回繰り返してもよい。
【００７５】
焼結前の焼結前成型体３０ＡをステップＳ１２で焼結させる。そして、焼結前成型体３０Ａを焼結した電極のない多孔質抵抗成型体３０Ｃを得る。そして、ステップＳ１３で無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒３９に多孔質抵抗成型体３０Ｃの全体を浸漬し、その後、ステップＳ１４の乾燥工程で多孔質抵抗成型体３０Ｃの周囲に白金族触媒３９を付着させた後、それを乾燥し、固定化している。白金族触媒３９を担持させ、それを固定化させたものが、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体３００であり、多孔質抵抗成型体３０Ｃである。
【００７６】
このように、多孔質抵抗成型体３０Ｃとして形成するものは、図２に示すように、ステップＳ１で成形された焼結原料混合物１０は、ステップＳ１２の焼結工程において、温度制御電気炉内にて１３００℃〜１３５０℃の範囲内で焼結される。ここで、焼結の温度が１３００℃〜１３５０℃の範囲内とは、敢えて、多孔質抵抗成型体３０Ｃに絶縁性を持たせるために高温で焼成したものであり、９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結し、導電体としての性質を持たせてもよいし、絶縁体としての性質を持たせてもよい。本実施の形態では、敢えて、導電体の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃとの違いを導くために、絶縁物としたものである。
【００７７】
なお、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃを焼成する焼結工程の昇温プログラムは、各原料の種類、粒子径、配合量や、後述の触媒機能付多孔質発熱体１００，２００において必要とされる抵抗値、発熱温度等によって予め実験によって最適値が設定される。このように成形された多孔質抵抗成型体は、全体が多孔質であるから表面積が広くなる。
次に、ステップＳ１３で無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒３９に多孔質抵抗成型体３０Ｃの全体を浸漬し、その後、ステップＳ１４の乾燥工程で多孔質抵抗成型体３０Ｃの周囲に白金族触媒３９を付着させた後、それを固定化する。白金族触媒３９を担持させ、それを固定化させたものが、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体３００である。
【００７８】
上記実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００，３００について、本発明者らの実験研究によれば、次のような特徴が確認された。
原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって触媒機能付多孔質発熱体１００，２００，３００の抵抗値が変化することが確認された。その要因は、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び電極を設けてない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる緻密度が変化するためと思われる。具体的には、例えば、原料に粗い粒子を用いた場合、細かい粒子を用いた場合よりも抵抗値が大きくなったり、成形時におけるプレス圧力が高い程、抵抗値が大きくなったりもした。
【００７９】
よって、本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００によれば、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力の調節によって電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの緻密度を変化させることにより、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値を制御することが可能である。因みに、本発明者らの実験研究により、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの緻密度を高めると、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値が低くなることが確認されている。したがって、加熱したい所望の位置のみの発熱を高くできる。
【００８０】
特に、本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００，３００によれば、原料に木粉５が用いられており、焼成過程において、この木粉５が焼失することによってその部分が空隙となり、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの緻密性に大きく影響する。このため、木粉５の添加量を調節することで、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値の制御が容易にできる。
【００８１】
また、本発明者らの実験研究によって、焼結温度の９００℃〜１２００℃の範囲内において、焼結させる温度を様々調節することで、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値が変化することが判明している。これは、焼結温度によって焼結密度（焼成過程における粒子同士の密度）が変化するためと思われる。したがって、焼結温度を調節することによっても、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値を制御することが可能である。
なお、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、その形状によっても、抵抗値が変化したり、通電量によっても変化したりすることから、その形状や通電量を調節することによっても、正特性発熱体としての抵抗値を制御することができる。
【００８２】
更に、このように、本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００によれば、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値は、その緻密度、即ち、圧縮圧によって影響されることから、焼結原料混合物１０を成形する際に、その緻密度分布を調節することにより、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいて抵抗分布の制御が可能となる。即ち、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂにおいて異なる発熱温度の設定ができ、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを特定温度に発熱させることができる。
【００８３】
また、プレス成形の際に曲線部を有する金型を使用して、焼結原料混合物１０をプレス成形することによって、曲線部で緻密度が大きく変化したものを得ることができる。よって、これを焼結してなる成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、曲線部で抵抗値が大きく変化し、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは通電による発熱温度が部位によって大きく異なるものとなる。
そして、プレス成形の際に、プレス成形金型に焼結原料混合物１０の充填率を変化させてプレス成形することによって、また、焼結原料混合物１０を厚みが部位によって変化するようにプレス成形をすることによって、充填量や厚みの差によって緻密度が変化することから、これを焼結してなる成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂも、部位によって抵抗値が大きく変化し、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは通電による発熱温度が部位によって大きく異なったものとなる。
【００８４】
本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水１５〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧縮成形または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００となるものであり、焼結した成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものである。
【００８５】
このようにして得られた本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は軽量であると共に、アルミニウムより硬くて摩耗にも強く、各原料を混合して成形したものよりもその機械的強度は増大しており、高い機械的強度を有していた。殊に、本実施の形態１の触媒機能付多孔質発熱体１００，２００が発熱している際に水を吹きつけたヒートショックに対しても割れることもなく、また後述するように、この触媒機能付多孔質発熱体１００，２００に熱勾配（温度分布）がある場合においても、発熱時に割れることはなかった。更に、酸等の化学的にも強靭であることが判明した。
【００８６】
発明者らの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：２次電子像）の調査により、本実施の形態１にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００には、開口した空隙が分布しており、多孔質であることが分かった。更に、この空隙の大きさは、ガス吸着式細孔分布測定器により測定した結果、数μｍ〜数十μｍであったが、原料の粒子形状や配合量、成形時の圧力等によってこの空隙の大きさ、空隙率は制御可能である。
【００８７】
図６に示すように、図３及び図４においては、本実施の形態１の触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を個々のものの製造として説明したが、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂを直接製造することもできる。
即ち、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ（２０Ｃ）には電極膜１３，１４を形成したものである。本実施の形態では、図６(ａ)に示すように、電極膜１３，１４に対してステンレス線からなるステンレス電極リード１５,１６を１〜３回巻回(図では１回巻回)させ、順次編みこんで行く。最後の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを巻き込んだ後、ステンレス電極リード１５,１６のみを引き出し、内部に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを束ねるように、引き出した端部をそこに巻回し、両端部を使用して捩じり込み、そこに圧着端子からなる電極端子１７，１８を挿着し、圧着固定する。
このように、図６(ｂ)に示すように、円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａを製造することができる。触媒機能付多孔質発熱体束１００Ｂも同様である。
【００８８】
また、電極膜１３，１４を形成した電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃも、本実施の形態の図６(ａ)に示すように、電極膜１３，１４に対してステンレス線からなるステンレス電極リード１５,１６を１〜３回巻回(図では１回巻回)させ、順次編みこんで行く。そして、所定数の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを一列に並べ、順次、所定数の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの列を図６(ｃ)に示すように重ねて並べる。特定の縦、横、高さの寸法になったとき、ステンレス電極リード１５,１６のみを引き出し、内部に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを入れで長方形状に束ねるように、引き出した端部をそこに巻回し、両端部を使用して捩じり込み、そこに圧着端子からなる電極端子１７，１８を挿着し、圧着固定する。
このように、図６(ｄ)に示すように、円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａを製造することができる。四角筒状(四角柱状)の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ｂも同様である。
【００８９】
正の抵抗温度特性を有する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、図７（ａ）に示すように、抵抗は常温では低く、かつ、電源を印加して電流を流すと、その温度は上昇するが、徐々に抵抗値が低下する。しかし、ある温度（キュリー点温度）Ｃｕになると、急激に温度が上昇すると共に、急激に抵抗が増大する。このとき、温度と抵抗値とは一義的に決定される。キュリー点温度Ｃｕ以上であれば、定電力特性を示すから、横軸の特定の温度Ｔ℃とその２倍の温度２Ｔ℃を出力するには、図７（ａ）に示す特性から、抵抗値ＲＴを算出し、その抵抗値ＲＴで横軸の特定の温度Ｔ℃のときの電流との積をとれば、印加すべき電圧が一義的に決定できる。
また、定電圧電源から電圧を供給すると、図７（ｂ）に示すように、最初の電流Ｉｓは増加傾向となり、キュリー点温度Ｃｕの抵抗Ｒｃｕを若干超えたところでピーク電流Ｉｐとなり、その後、徐々に低下し、一定の定電流Ｉｔとなる。定電流Ｉｔが一定になることはその発熱量も、電力も一定であり、その際の触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は特定温度の発熱となり、白金族触媒１９，２９の触媒温度が決定される。
【００９０】
このとき、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、キュリー点温度Ｃｕまで急速に上昇し、定電流Ｉｔの制御に入るために電流はオーバーシュートする。しかし、総合的にその経過時間を見ると、キュリー点温度Ｃｕ以上の温度では、温度変化に対する抵抗値変化が大きくなり、定電流Ｉｔ状態に入りやすくなる。
したがって、キュリー点温度Ｃｕ（ピーク電流Ｉｐ）を超えて、所定の電圧を印加すると、特定の温度が維持され、白金族触媒１９，２９が所定の温度を維持し、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。
【００９１】
常温で白金族触媒１９，２９が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は３００℃で、無機物についても６５０℃で殆ど消臭除去ができることが確認された。勿論、３００℃以下で有機物、６５０℃以下で無機物が除去できるものもある。
白金族触媒１９，２９は、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の外周面の多孔質面及び内周面となる貫通孔１１，２１の多孔質面に対し付着されるから、その白金族触媒１９，２９の表面積が広く、かつ、触媒温度を所定の電圧を印加させることにより可能であるから、その触媒の影響を受ける時間は、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の長さ及びその直列長さに寄って任意の時間、任意の温度下に置くことができ、触媒の反応時間を反応に十分な時間とすることもできる。特に、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を複数段設けることにより、触媒の反応時間を任意に設定できる。しかも、触媒が触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の多孔質面に対し担持されているから、効率良く触媒が反応することができる。
【００９２】
一方、触媒機能付多孔質発熱体３００としての電極を設けない多孔質抵抗成型体３０Ｃは、通電によって自己発熱しないものであり、図５に示す構造で、常温で白金族触媒３９が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は３００℃に加熱すると、無機物についても６５０℃に加熱すると殆ど消臭除去ができることが確認された。勿論、３００℃以下で有機物、６５０℃以下で無機物が除去できる。
【００９３】
即ち、白金族触媒３９は、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の外周面の多孔質面及び内周面となる貫通孔３１の多孔質面に対し付着されるから、その白金族触媒３９の表面積が広く、かつ、その温度を特定温度の雰囲気中に置くことができるから、触媒温度を所定の電圧を印加させることにより可能であるから、その触媒の影響を受ける時間は、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の長さによって任意の時間、任意の温度下に置くことができ、触媒の反応時間を反応に十分な時間とすることもできる。特に、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を複数段設けることにより、触媒の反応時間を任意に設定できる。しかも、触媒が触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の多孔質面に対し担持されているから、効率良く触媒反応を行わせることができる。
【００９４】
図８は本実施の形態１にかかる空気浄化装置の全体構成を示す概略斜視図であり、図９は本実施の形態１にかかる空気浄化装置の変形例を示す概略斜視図であり、図１０は同じく触媒機能付多孔質発熱体１００とその上方に触媒機能付多孔質発熱体３００を収容した状態を示す概略断面図である。
図８乃至図１０において、本実施の形態１の空気浄化装置は、触媒機能付多孔質発熱体１００及び触媒機能付多孔質発熱体３００を収納して所定の温度で触媒を活性化させて、浄化する空気の流れを発生させるハウジング４００からなり、更に、外部空気を送給する電動機と直結された送風機４１０を有するものである。ハウジング４００はステンレス鋼板または鉄板から構成している。しかし、ステンレス鋼板または鉄板の内側に耐熱煉瓦を積んで、ステンレス鋼板または鉄板まで熱が伝わらないようにしてもよい。
【００９５】
本実施の形態１では、筐体からなるハウジング４００は、例えば、ハウジング４００の外の室温または外気温の影響を受けると熱損失が大きくなる。したがって、ハウジング４００を構成する全体のステンレス鋼板をグラスウールまたはロックウール等の耐熱絶縁材で断熱し、更には合成樹脂等で断熱した外層とするのが望ましい。
このハウジング４００は、単独で、室温、冷蔵庫または冷凍庫の庫内温度等の特定温度条件下において使用することができる。しかし、自己発熱できない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の白金族触媒３９は、活性化させ、処理能力の効率を上げるには、他から熱エネルギを与える必要がある。例えば、有機物処理には３００℃として有機系の有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は、水と炭酸ガスに酸化分解し、消滅させることが必要となる。
【００９６】
また、触媒機能付多孔質発熱体１００を束ねてグラスウール、セラミック系のロックウール等の燃焼温度が高く、両端を除き耐熱性のある耐熱絶縁材で外周を絶縁し、触媒機能付多孔質発熱体１００を複数束ねたものであり、ここでは、これを下段の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ、上段の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ｂと呼ぶこととする。
詳しくは、ハウジング４００の下部は、導入管路４２０から被浄化空気を導入する底部空間４２１に繋がり、その上面には網状の下段五徳４２２が配設されている。下段五徳４２２はその上に載置する触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａを支持し、下から触媒機能付多孔質発熱体１００の貫通孔１１を通り易く流体抵抗が小さくなるように設定されている。
そして、下段五徳４２２はチタン製（融点：１６６８℃）を使用したが、チタンまたはステンレス、磁器であればよく、また、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａが落下しない程度に支持できるものであればよい。
【００９７】
下段五徳４２２の上には、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａが載置され、更に、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの上面に空気の流れを均衡化する５〜１０ｃｍの間隔のスペースを隔てて、中段五徳４２３を配設する。中段五徳４２３についてもチタン製（融点：１６６８℃）を使用した。中段五徳４２３の上にも、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ｂが載置され、更に、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ｂの上面に５〜１０ｃｍの間隔を隔てて上段五徳４２４を配設した。この上段五徳４２４の網目は小さく、触媒機能付多孔質発熱体３００が落下しない程度の網目とした。上段五徳４２４についてもチタン製を使用した。
【００９８】
上段五徳４２４に積載した通電ができない、即ち、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００は、外径が１０〜３０ｍｍで、長さが１０〜５０ｍｍであり、その積載は触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの比重の１〜１．５倍程度の重量である。特に、発明者の実験によると触媒機能付多孔質発熱体３００を充填していないときと、充填したときの風量は、充填したときの風量が充填していないときの風量に対して１／３〜２／３の低減が、熱効率の良い触媒となる。
そして、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の上面と、ハウジング４００の内側上面との間の上部空間４２５には、浄化空気の通路となる導出管路４３０を介して熱交換器４４０を経て、出口管路４６０の送風機４１０を介して浄化しようとする空気を閉鎖空間５００（図１７参照）に戻すか、閉鎖空間５００から排出する。
【００９９】
制御器４７０は、閉鎖空間５００の温度センサ、中段五徳４２３及び上段五徳４２４に配設した熱電対温度センサによって、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂを所望の温度に設定する。同時にタイマを駆動し、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂに電力を供給してからの経過時間で、触媒機能付多孔質発熱体３００に対する熱エネルギの蓄積が推定できるから、そのタイミングを設定する。また、所定の時間、特定温度以上が維持されることが推定できる。それらの情報によって触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの印加電圧の大小の制御またはＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことができる。
【０１００】
ハウジング４００は正面板及び裏面板並びに枠体となる上面板及び下面板と右面板及び左面板で成形されている６面からなる箱で成形されている。また、下段五徳４２２、中段五徳４２３、上段五徳４２４は、１５００℃以上の耐熱温度の材料で形成されたものである。即ち、下段五徳４２２、中段五徳４２３、上段五徳４２４は、ハウジング４００内を上下に３区画成形している。この下段五徳４２２、中段五徳４２３、上段五徳４２４を設けることにより、本実施の形態の被浄化空気はハウジング４００の下から上方に移動し、浄化されることになる。
本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体１００は、複数本を束ね、電極端子１７，１８相互間に通電できるように互いに電気的に接続し、それら束ねた触媒機能付多孔質発熱体１００を絶縁と同時に周囲に空気の主流が生じないように重ね合わせ、空気流が触媒機能付多孔質発熱体１００の貫通孔１１に生じるようにしている。複数の触媒機能付多孔質発熱体１００は、耐熱絶縁材で束ねて絶縁した触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂは、電極膜１３，１４に成形した電極端子１７，１８が必要数直列または必要数並列に接続される。このとき、電極端子１７，１８は図示しない状態で電気的に接続されている。
【０１０１】
図８及び図１０に示すように、電極膜１３，１４に設けた電極端子１７，１８が必要数並列に接続され、そこに電力が供給されると、電圧に応じた電流値が流れ、抵抗値が所定の値で温度が一定となり、温度が変動しなくなる。例えば、触媒機能付多孔質発熱体１００は、空気の温度を有機物は３００℃または３００℃以下、無機物は６５０℃または６５０℃以下と設定するとき、当該温度に対応する抵抗値から温度を決定すれば、特に、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する多孔質抵抗成型体を実測値により利用することにより、温度と電圧との関係を対応させるだけで、外部に大掛かりな制御回路を設ける必要がなくなる。なお、この被浄化空気の有機物を分解する温度３００℃、無機物６５０℃は、白金族触媒１９を用いたときに、それ以下の温度で浄化できることを示すもので、これらの温度から５０℃または１００℃低く設定しても特定の有機物または無機物においても浄化できないことを意味するものではない。
【０１０２】
このように、本発明を実施する場合の空気浄化装置で使用する図３に示す触媒機能付多孔質発熱体１００は、束ねて使用する場合があるし、図４に示す触媒機能付多孔質発熱体２００は、外部が長方形状を呈しており、かつ、多孔質の内外面を有しているので、単純に束ねても、互いに長さ方向に滑り難いことから、結束が容易になる。しかし、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の外面に塗布した白金族触媒１９，２９の利用ができなくなる。このような場合には、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００間に間隔を設けると、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の表面に塗布した白金族触媒１９，２９の利用が可能となる。勿論、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は治具を用いたり、接続方法により触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂとして、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの外周及び内周を生かしたり、外周のみを生かしたり、内周のみを生かしたりすることができる。
【０１０３】
このように、本実施の形態１の空気清浄機は、閉鎖空間５００内の被浄化空気を図示しないフィルタを介して、入口管路４５０を通り、熱交換器４４０で熱交換され、導入管路４２０を経て底部空間４２１に被浄化空気が送られる。底部空間４２１で均圧化された被浄化空気は、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの貫通孔１１を通過し、このとき、電極端子１７と電極端子１８との間が通電されているときには所定の温度に加熱される。このとき、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂを２段に積載しているのは、被浄化空気をどれだけの時間特定の温度雰囲気中に置くかで決定される。本実施の形態１では、２５ｃｍの長さの触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂが２段で、空気の通過時間は１０秒以下であった。特定の温度で白金族触媒１９，２９が作用する物質に対しては、酸化され、触媒を加熱することにより高速に消臭、殺菌することができた。消臭効果については、有機物は３００℃で、無機物についても６５０℃で完全に消臭除去ができることが確認された。
【０１０４】
触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの電極端子１７と電極端子１８との間が通電されていないとき、室温のとき、または所定の温度上昇から温度が降下しているとき、白金族触媒１９，２９の作用で触媒の能力は低下するが、閉鎖空間５００内の臭気または細菌の繁殖を抑える。特に、図１１乃至図１４に示すように、電圧を触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂに印加して温度上昇させなくても、時間の経過と共に閉鎖空間５００の被浄化空気を白金族触媒１９，２９により、有機系の有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子等は、水と炭酸ガスに酸化分解し、消滅させることができる。
例えば、一般に触媒の処理能力は、温度が上昇するとき１０℃毎に自乗で増加するから、常温であっても、触媒の処理能力がないのではなく、低下するだけである。
したがって、所定の時間間隔で、加熱をＯＮ−ＯＦＦすれば、閉鎖空間５００の有機系の有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は増加できなくなる。
【０１０５】
発明者は、触媒の能力を検討するために、次のような実験を行った。
実験．１
発明者は、閉じたアクリルボックス(４１リットル)の空間で送風機を回転させて循環させ、そこに２０φ、２０ｃｍの触媒機能付多孔質発熱体１００を３本入れ、そこにアンモニアガス４１００ｐｐｍを１リットル注入した。測定器としては北川式ガス検知管１０５ＳＣ(５〜２６０ｐｐｍ)である。触媒機能付多孔質発熱体１００の間には電極膜１３，１４には１４Ｖの電圧を印加し、触媒機能付多孔質発熱体１００のピーク温度として１８０℃を得た。
表１は触媒機能付多孔質発熱体１００のアンモニア消臭能力試験結果であり、表２はブランク試験結果である。図１１はアンモニア消臭試験の特性図である。
【０１０６】
注入時８５ｐｐｍであったアンモニア濃度は、電圧印加後４５分後には、定量下限である５ｐｐｍ未満、電圧印加１．５時間後には０ｐｐｍとなった。また、アクリルＢＯＸ(常温)のブランク試験では、アンモニアガス注入時８０ｐｐｍであったアンモニア濃度は、アンモニアガス注入２．５時間後に６０ｐｐｍになった。そして、常温でアクリルボックスに触媒機能付多孔質発熱体１００を３本収納した状態では、アンモニアガス注入時９０ｐｐｍであったアンモニア濃度は、ガス注入２．５時間後に定量下限である５ｐｐｍ未満になった。
この結果は、触媒機能付多孔質発熱体１００の電極膜１３，１４間に１４Ｖの電圧を印加しても、白金族触媒１９が急激にピーク温度(１８０℃)に到達するものでないから、ピーク温度(１８０℃)付近では、急激にアンモニアが触媒によって分解されたことを意味する。
【０１０７】
【表１】
2015202136.tif 000003
【０１０８】
【表２】
2015202136.tif 000004
【０１０９】
実験．２
発明者は、同様に、閉じたアクリルボックス(４１リットル)の空間で送風機を回転させて循環させ、そこに２０φ、２０ｃｍの触媒機能付多孔質発熱体１００を３本使用し、そこに硫化水素１０００ｐｐｍを０．８リットル注入した。測定器としては北川式ガス検知管１２０ＳＥ(０．５〜４０ｐｐｍ)である。触媒機能付多孔質発熱体１００の間には電極膜１３，１４には２０Ｖの電圧を印加し、触媒機能付多孔質発熱体１００のピーク温度として２００℃を得ていた。
表３は触媒機能付多孔質発熱体１００の硫化水素ガス消臭能力試験結果であり、表４はブランク試験結果である。
【０１１０】
また、アクリルＢＯＸ(常温)のブランク試験では、硫化水素ガス注入時１７ｐｐｍであった硫化水素ガス濃度は、硫化水素ガス注入２時間後でも１７ｐｐｍを維持した。そして、硫化水素ガス注人時１０ｐｐｍであった硫化水素ガス濃度は、電圧印加後３０分後には、０ｐｐｍとなった。そして、常温でアクリルボックスに触媒機能付多孔質発熱体１００を３本収納した状態でも、硫化水素ガス注入時１３ｐｐｍであった硫化水素ガス濃度は、硫化水素ガス注入２時間後に０ｐｐｍになった。
この結果は、触媒機能付多孔質発熱体１００の電極膜１３，１４間に２０Ｖの電圧を印加しても、白金族触媒１９が急激にピーク温度(２００℃)に到達するものでないから、ピーク温度(２００℃)付近では、急激に硫化水素ガスが触媒によって分解されたことを意味する。特に、図１２及び表４のように常温でも硫化水素ガスが白金族触媒１９で分解されていることを示している。
【０１１１】
【表３】
2015202136.tif 000005
【０１１２】
【表４】
2015202136.tif 000006
【０１１３】
発明者は、福井県立大学の生物資源学部に消臭試験の協力依頼をし、各種のガスの除去試験を行ったが、アンモニア除去試験、硫化水素ガス除去試験は殆ど同じであり、図１３にエチレンガスの除去試験を検知管測定器とエチレンガス検知管で、図１４に酢酸ガスの除去試験を検知管測定器と酢酸ガス検知管で行ったもので、同様に、触媒の作用効果が確認できた。基本的に各種ガスを変更しても、金属触媒は１０℃温度が上がるごとに２乗で性能がアップすることから、有機系のガスを３００℃で処理すると短時間で処理できることになる。
即ち、白金族触媒１９，２９は常温ヒータ触媒のデータが示すように、触媒温度を上げなくても、常温で繰り返し触媒に接触させることにより、有機系の有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子等は、水と炭酸ガスに酸化分解し、消滅させることができる。
【０１１４】
特に、本実施の形態では、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂで加熱された空気が、更に、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００を加熱するから、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂから上昇する空気の温度は、上段五徳４２４の下部にある熱電対温度センサの値が最大になる。その熱エネルギは触媒機能付多孔質発熱体３００の隙間を通過する際に、加熱された空気から触媒機能付多孔質発熱体３００に移行され、触媒機能付多孔質発熱体３００の温度が高くなる。しかし、触媒機能付多孔質発熱体３００自体に熱源を有しているものでないから、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂ側の電源を切れば、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００は自然に温度が降下する。これによって、触媒の能力は低下するが、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂに電源を印加している際に、有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子等を低下させておけば、その状態を容易に維持することができる。
【０１１５】
多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００を通り抜けた浄化された空気は、上部空間４２５で集合させられ、ハウジング４００の上部空間４２５から導出管路４３０を介して熱交換器４４０に入力され、熱交換器４４０を通った空気は、出口管路４６０の送風機４１０を介して浄化しようとする空気を閉鎖空間５００（図１７参照）に戻すか、閉鎖空間５００から排出する。このとき、送風機４１０は閉鎖空間５００からの吸引として働き、導入管路４２０の風量の制御、導出管路４３０の風量の制御として使用できる。
本発明の実施の形態では、触媒機能付多孔質発熱体３００を上に、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂをその下に配設するものであるから、空気の流れの上流側に熱源が配置されており、加熱されて比重が軽くなった空気が上に移動するから、無理のない空気流を生じさせることができる。
【０１１６】
また、ハウジング４００の上部空間４２５から導出管路４３０を介して熱交換器４４０に入力された空気は、浄化された空気であり、大きな熱エネルギを持つものである。また、図示しないフィルタ及び入口管路４５０から熱交換器４４０を通過し、導入管路４２０を経て底部空間４２１に被浄化空気を供給する被浄化空気の流れは、閉鎖空間５００からの空気の供給になるから、通常、常温以下の温度である。したがって、熱交換器４４０では、導出管路４３０側の熱エネルギが入口管路４５０から吸引された被浄化空気の温度を上昇させる。
このとき、熱交換器４４０が入口管路４５０から供給された被浄化空気の温度を上昇させるが、このとき、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂで発生した熱エネルギは、触媒機能付多孔質発熱体３００に蓄積されるから、触媒機能付多孔質発熱体３００がないときに比較して長時間の熱交換が行われる。
【０１１７】
また、熱エネルギは触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂで発生したものが、熱交換器４４０で熱エネルギの移動が行われる前に、触媒機能付多孔質発熱体３００で熱エネルギの蓄熱吸収が行われており、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂで発生した熱エネルギの有効利用がなされ、熱効率の良い使用ができる。
なお、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂは、本実施の形態では、図３に示した電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを縦置きとして使用しているが、本発明を実施する場合には、横置きとしてもよいし、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの形状を円筒、四角筒、三角筒等の他の形状としてもよい。本実施の形態では、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを縦置きとし、空気抵抗を小さくしている。
【０１１８】
発明者の行った本実施の形態の空気浄化装置における触媒機能付多孔質発熱体１００，２００による消臭試験では、他社の同一風量の電熱ヒータを用いた空気浄化装置に比較して消費電力量が１／５〜１／３になり、装置の大きさも約１／５〜１／３になることが確認された。特に、本実施の形態の空気浄化装置では、特定の温度に上昇する個所が限られていることから消費電力が少なくなり、また、通過する被浄化空気との接触面積が広い面積で行われるので、他社製品に比較して約１／５〜１／３に小型化した商品とすることができる。
これらのことから、閉鎖された室内の臭気を外に排出する場合に使用でき、また、動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合にも使用でき、そして、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等にも使用できることが確認された。特に、触媒は、前記多孔質抵抗成型体の膨大な表面の凹凸と微細な通気孔に強固に担持され、その中を通過する有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅することが確認された。
【０１１９】
［実施の形態２］
図１５乃至図１７は、本実施の形態２における空気浄化装置の全体の概略構造を示す説明図である。
図において、被浄化空気源としては、焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間５００、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間５００または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間５００の何れか１つを示すもので、全体が閉じられた空間である。全体が閉じられた空間の場合には、閉鎖空間５００に対して循環路によって空気浄化装置を通る系となる。または、閉鎖空間５００に外部から空気を送り、その送り込んだ空気の量だけ排出させる系もできる。即ち、全体が閉じられた閉鎖空間５００であっても、全く空気を通さないものではなく、焼成炉、焼却炉、冷蔵庫、冷凍庫、畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等からなる閉鎖空間５００内の被浄化空気を接続管路５０１等で接続し、また、接続管路５０２から雨滴防止用のカバー５０３を介して浄化空気を排出している。この閉鎖空間５００には、送風機４１０が配設されている。この送風機４１０は、接続管路５０２から排出される排出空気の流れを強制している。勿論、送風機４１０は、接続管路５０２から排出される排出空気の流れを直接接続管路５０２に配設し、強制排気してもよい。この方法であると、閉鎖空間５００の圧力が上がらないので、作業環境が通常の状態となるので望ましい使用となる。しかし、送風機４１０のファンのみが高温仕様のものが必要になる。
【０１２０】
この焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間５００、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間５００または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等の閉鎖空間５００は、通常、鉄筋コンクリート、テント地、木材等で構成されるが、本発明を実施する場合の閉鎖空間５００は、その構成材料及び形状等を問うものではない。
この閉鎖空間５００には、空気を導入する送風機４１０が配設されており、送風機４１０の回転速度によって、閉鎖空間５００からハウジング４００内の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの貫通孔１１の内周囲面及び外周面に付着させた白金族触媒１９で形成された通路を流れる概略の空気量を決定している。送風機４１０は、閉鎖空間５００から排出される空気量を決定できるが、閉鎖空間５００が完全な閉鎖状態でないから概略的に導入空気量が排気空気量に略等しくなる。但し、閉鎖空間５００に直接送風機４１０を取付けた場合よりも、接続管路５０２側に送風機を配設する方が排気空気の量の精度を上げることができる。
【０１２１】
触媒機能付多孔質発熱体３００はハウジング４００の最高位置に配設される。即ち、通常、ハウジング４００内の対流、浮力で上方の温度が高くなるから、排気路は閉鎖空間５００の高い位置に配設され、そこを通して閉鎖空間５００の浄化空気（循環の場合も含む）を排出することになる。
閉鎖空間５００の接続管路５０１の側には、閉鎖空間５００側の下部空間４０１の温度を検出する熱電対温度センサからなる供給温度センサ５１１と、閉鎖空間５００から外部に排出する上部空間４２５の排気温度を検出する熱電対温度センサからなる排気温度センサ５１５を配設している。また、それらの間に、下段動作温度センサ５１２は下段の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの温度を検出し、上段動作温度センサ５１３は上段の触媒機能付多孔質発熱体１００Ｂの温度検出用であり、近似的に白金族触媒１９の触媒温度を計測している。排気温度センサ５１５はハウジング４００の上部の排出温度を検出するものであり、最上部温度センサ５１４は触媒機能付多孔質発熱体３００からの排出空気の温度として検出し、排気温度センサ５１５と共に下段の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａと上段の触媒機能付多孔質発熱体１００Ｂの電圧印加後の継続時間等の判断に使用するものである。これらセンサは何れも熱電対温度センサとしている。
それら供給温度センサ５１１の出力、下段動作温度センサ５１２の出力、上段動作温度センサ５１３の出力、最上部温度センサ５１４の出力、排気温度センサ５１５の出力は、マイクロコンピュータからなる制御器４７０に入力されている。
【０１２２】
本実施の形態のハウジング４００内には、両端に電極膜１３と電極膜１４、及びステンレス電極リード１５,１６、及び電極端子１７，１８を形成した触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂが配設されており、制御器４７０の出力によって電極膜１３と電極膜１４間の多孔質抵抗成型体１０Ｃの温度を所定の温度に設定することができる。温度設定器４６０は、多孔質抵抗成型体１０Ｃ（触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂ）に付与する設定温度を入力し、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの電極膜１３と電極膜１４間、即ち、電極端子１７と電極端子１８間に印加する電圧を決定するものである。本発明を実施する場合の多孔質抵抗成型体１０Ｃの電極端子１７と電極端子１８間に印加する電圧は、交流でも直流でもよい。因みに、本実施の形態ではインバータを介して直流電圧の制御とした。
なお、閉鎖空間５００には、制御器４７０で制御される送風機４１０が配設されている。この送風機４１０の回転数制御は、多孔質抵抗成型体１０Ｃの温度、即ち、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの温度が維持できる程度の回転数制御が可能である。
なお、温度設定器４７１は、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの温度と印加電圧との関係を一義的に決定しており、閉鎖空間５００に流出する空気の温度に応じて、溶射された電極膜１３，１４とステンレス電極リード１５,１６とを一体に設けてなる電極間に印加する電圧を決定し、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの温度を変動させるものである。
【０１２３】
この焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間５００、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間５００または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等の閉鎖空間５００は、通常、鉄筋コンクリート、テント地、木材等で構成されるが、本発明を実施する場合の閉鎖空間５００は、その構成材料及び形状等を問うものではない。
この閉鎖空間５００には、作業用の開閉扉５１０が設けられていて、作業者またはリフト等の作業車両が出入り自由に形成されている。また、閉鎖空間５００には、空気を外部から供給する送風機４１０が配設されており、送風機４１０の回転速度によって、閉鎖空間５００からハウジング４００内の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂの貫通孔１１の内周囲面及び外周面に付着させた白金族触媒１９で形成された閉鎖空間５００を流れる概略の空気量を決定している。ハウジング４００は、閉鎖空間５００から排出される空気量を決定できるが、閉鎖空間５００が完全な閉鎖状態でないから概略的に空気量がハウジング４００に略等しくなる。但し、閉鎖空間５００に直接送風機４１０を取付けた場合には、閉鎖空間５００に送風機４１０を配設するよりも、精度を上げることができる。
【０１２４】
ここで制御器４７０の実行する制御プログラムについて図１８を用いて説明する。このルーチンは、全体制御を行うものである。
ステップＳ２１でタイマをスタートさせる。このタイマは閉鎖空間５００等の空間に存在する可燃性ガス等の存在を予測して閉鎖空間５００に存在する可燃性ガス等の排出を行うために、ステップＳ２２で送風機４１０を高速回転させて排出を促し、ステップＳ２３でタイマに設定されたタイマによるＴＭ分の経過を判断し、防爆機能が満たされる時間の経過があった時、ステップＳ２４で触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの設定温度Ｔ1と、触媒機能付多孔質発熱体１００Ｂの設定温度Ｔ2とを温度設定器４７１で設定する。
【０１２５】
ステップＳ２５で触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの現在の温度と、設定温度Ｔ1とを比較し、現在の温度が低いときにはステップＳ２７で電圧を所定の電位に上昇させ、また、現在の温度が高いときステップＳ２６で電圧を所定の電位に下降させる。ステップＳ２５で触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの現在の温度が設定温度Ｔ1と等しくなったとき、次のステップＳ２８で触媒機能付多孔質発熱体１００Ｂの現在の温度と設定温度Ｔ2とを比較し、現在の温度が低いとき、ステップＳ３０で電圧を上昇させ、また、現在の温度が高いときステップＳ２９で電圧を下降させる。ステップＳ２８で触媒機能付多孔質発熱体１００Ｂの現在の温度が設定温度Ｔ2と等しくなったとき、ステップＳ３１で送風機４１０の出力回転数を制御器４７０の入力から判断する。ステップＳ３２で送風機４１０の現在の出力回転数が所定の設定値Ｎとを比較し、現在の回転速度が低いとき、ステップＳ３４で周波数を上昇させ、また、現在の回転速度が高いときステップＳ３３で周波数を下降させる。
【０１２６】
ステップＳ３２で送風機４１０の現在の出力回転数が所定の設定値Ｎと等しくなったとき、ステップＳ３５の処理に入る。ステップＳ３５では供給温度センサ５１１の温度を検出し、温度が高いときには、処理速度を上げることができるから、送風機４１０の回転数を決定する周波数補正を行い、ステップＳ３６で周波数補正した送風機４１０の回転数を出力する。この状態で所定に時間まで運転を継続するか、或いは図示しないガスセンサによって特定のガスが存在しなくなったとき、ステップＳ３７でそれが判断され、運転を終了することになる。
このように本実施の形態の空気浄化装置は、制御器４７０が内蔵する制御プログラムによって、全体制御を行うことができる。
【０１２７】
［実施の形態３］
図１９及び図２０は、実施の形態３を示すものである。
カップリング部６０１は、ステンレス鋼板で形成した円筒部分６０１ａ及びその円筒部分６０１ａを外周としたフランジ部分６０１ｂを有し、閉鎖空間５００に配設するもので、一体となるハウジング４００を構成する。このため、脚部６１０にスクリューボルトまたはボルトを締付けることによって閉鎖空間５００の構造物に一体に固着されるようになっている。なお、図１９の脚部６１０はスクリューボルトを締付け、閉鎖空間５００の構造物に固着されるものであるが、図１７のように、閉鎖空間５００との間に管路を接続してもよい。
【０１２８】
そのカップリング部６０１の上部には、同様にステンレスで形成した円筒部分６０２ａ及びその円筒部分６０２ａを外周としたフランジ部分６０２ｂを有し、その円筒部分６０２ａよりも小径にした触媒機能付多孔質発熱体１００の束からなる触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａにより、大径部６０２が構成されている。更に詳しくは、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの外周と円筒部分６０２ａの内周との間には、通常、５〜５０ｍｍ程度の隙間を形成し、その間に、グラスウールまたはロックウール等の耐熱絶縁材６０２ｄで絶縁及び断熱を施している。触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａを構成する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの貫通孔１１は、１５〜３０φとし、空気抵抗を低くし、その空間の容積を大きくしている。
【０１２９】
フランジ部分６０２ｂの上部には、ステンレス鋼板で形成した円筒部分６０３ａ及びその円筒部分６０３ａを外周としたフランジ部分６０３ｂを有し、その円筒部分６０３ａには、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００が充填されている。また、円筒部分６０３ａの内周には、グラスウールまたはロックウール等の耐熱絶縁材で絶縁及び断熱を施している。触媒機能付多孔質発熱体３００の貫通孔３１は、空気抵抗を小さくし、触媒機能が促進され易くしている。
【０１３０】
フランジ部分６０３ｂの上部には、ステンレス鋼板で形成した円筒部分６０４ａ及びその円筒部分６０４ａを外周としたフランジ部分６０４ｂを有し、その円筒部分６０４ａには触媒機能付多孔質発熱体３００が充填されている。触媒機能付多孔質発熱体３００は、グラスウールまたはロックウール等の耐熱絶縁材で絶縁及び断熱をし、円筒部分６０４ａの内周側に充填している。
大径部６０２の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ、中径部６０３の触媒機能付多孔質発熱体３００、小径部６０４の触媒機能付多孔質発熱体３００によって、浄化するように構成されている。
【０１３１】
更に、小径部６０４の上部には、雨滴防止用のカバー５０５が配設され、雨滴防止用のカバー６０５は３本の支柱によって小径部６０４の開口端部に立設されている。この雨滴防止用のカバー６０５は屋内で使用する場合には、省略することができる。また、小径部６０４の上部から雨水等の水滴が侵入しない構造であれば、本実施の形態の構造に限定されるものではない。そして、小径部６０４の開口は多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００が離脱しない程度の大きさになっている。
また、カップリング部６０１の下面側の開口は、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａが離脱、落下しないように桟をカップリング部６０１のフランジ部分６０１ｂの裏面に図示しないボルト・ナットで締め付けている。
このとき、大径部６０２の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの電極端子１７，１８は、リード線によって電気的に接続ができるように２本のリード線６０６が導き出されている。
【０１３２】
この電極端子１７，１８は、制御器４７０の出力に接続されており、個々に触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの発熱を制御自在となっている。したがって、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａが、希望する所定の温度に設定でき、個々の触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ毎に温度の異なる制御を行うことも、或いは全体を均一の温度として制御することもできる。
ここで、カップリング部６０１及び大径部６０２及び中径部６０３及び小径部６０４は、一体となってハウジング４００を構成する。即ち、本実施の形態３では、ステンレス鋼板で形成した円筒部分６０１ａ，６０２ａ，６０３ａ，６０４ａ及びフランジ部分６０１ｂ，６０２ｂ，６０３ｂ，６０４ｂは、ハウジング４００を構成している。また、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａは、ハウジング４００内の触媒機能付多孔質発熱体１００に設けられた貫通孔１１の内周囲面及び外周面に付着させた白金族触媒１９で形成されている。
【０１３３】
図２０は、本実施の形態３における空気浄化装置の全体の概略構造を示す説明図である。
図において、被浄化空気源としては、焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間５００、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間５００または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間５００の何れであってもよい。しかし、全体が閉じられた空間であっても、全く空気を通さないものではなく、焼成炉、焼却炉、冷蔵庫、冷凍庫、畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等からなる閉鎖空間５００内の被浄化空気を排出できる程度に空気流が生じる隙間が存在しているか。或いは小窓が開放できるようになっている。勿論、閉鎖空間５００を空気が循環する場合もある。
カップリング部６０１は、ステンレス鋼板で形成した円筒部分６０１ａ及びその円筒部分６０１ａを外周としたフランジ部分６０１ｂを有し、閉鎖空間５００に配設するものである。このため、脚部６１０にスクリューボルトを締付けることによって閉鎖空間５００の構造物に固着されている。
【０１３４】
カップリング部６０１の上部には、円筒部分６０２ａ及びフランジ部分６０２ｂを有する大径部６０２が構成され、ここには触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａが収納されている。フランジ部分６０２ｂの上部には円筒部分６０３ａ及びフランジ部分６０３ｂを有する中径部６０３が、また、フランジ部分６０３ｂの上部には円筒部分６０４ａ及びフランジ部分６０４ｂを有する中径部６０４が構成され、ここには多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００が収納されている。
大径部温度センサ６１１は触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａの温度を検出するものであり、排出空気検出用温度センサ６１２は、触媒機能付多孔質発熱体３００を通過して排出される空気の温度を検出するものである。
この実施の形態においても、図１８に示す基本的な制御が行われる。
【０１３５】
このように、図１乃至図２０に示す空気浄化装置は、閉鎖空間５００に存在する被浄化空気がハウジング４００に導かれると、ハウジング４００内で触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を通過して、白金族触媒１９，２９の作用によって浄化され、排出される。
このとき、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａには、電極膜１３，１４、及びステンレス電極リード１５,１６、及び電極端子１７，１８を形成した触媒機能付多孔質発熱体１００，２００から構成されているから、触媒によって分解しようとする温度になるように電極端子１７と電極端子１８との間に電圧を印加すれば、当該温度で触媒が反応する。
【０１３６】
しかし、ハウジング４００に供給される被浄化空気の温度を供給温度センサ５１１及び上段動作温度センサ５１３の温度を検出し、それが特定の臭気ガス分解温度以上の温度である場合には、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａに対し、熱エネルギを与えないように電力供給を遮断し、逆に、下段動作温度センサ５１２の温度を検出し、それが特定の臭気ガス分解温度以上の温度でない場合でも、触媒機能付多孔質発熱体３００から熱エネルギを取り出し、電力供給を行うことになる。
したがって、供給温度センサ５１１を通過する空気の温度が高い場合と、低い場合によって白金族触媒１９，２９，３９の温度を変化させ、電力の無駄使いを少なくすることができる。
【０１３７】
発明者は、臭いの種類、即ち、汗臭(アンモニア、イソ吉草酸、酢酸)、加齢臭(アンモニア、イソ吉草酸、酢酸、ノネナール)、排泄臭(アンモニア、酢酸、メチルメルカプタン、硫化水素、インドール)、生ごみ臭(アンモニア、メチルメルカプタン、トリメチルアミン、硫化水素)、タバコ臭(アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸、ピリジン、硫化水素)の臭気物質を特定し、４大悪臭物質のうち、アンモニア、硫化水素についてのデータを添付した。他のメチルメルカプタン、トリメチルアミンについても同様であるので省略する。特に、本発明を実施する場合には、消臭効果については、有機物は３００℃、無機物についても６５０℃で完全に消臭除去ができることを確認したが、有機物は２００℃、無機物についても５００℃でも確認されており、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００及び多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の実温度が部分的に有機物３００℃、無機物６５０℃になっておれば浄化できると思われる現象が生じていた。
【０１３８】
特に、金属触媒は１０℃温度が上がるごとに自乗で性能がアップすることから、常温付近での実験の特性は、機能しているか否かを示すものにすぎない。
また、白金触媒によって硫黄、りん、塩素等を除く無機ガスを分解する場合には、２５０℃が必要である。但し、触媒を白金としたものでは、触媒の白金が酸化して戻らないのでメンテナンス交換が必要となる。しかし、パラジュウムは硫黄、りん、塩素等を除く無機ガスを分解する場合、パラジュウムが一度は酸化するが、高温で金属化するので白金よりも有利である。この条件を満たすには、触媒温度３００℃が必要である。
そして、各種のガスを触媒で処理する温度は、ガスの種類で処理温度が変化する。エチレンガスは８０℃程度であり、アンモニアガスは最も高い温度が必要で一般に３００℃といわれている。
【０１３９】
ここで使用した白金族触媒１９，２９，３９のパラジュウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に含浸でき、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ、多孔質抵抗成型体３０Ｃの表面に塗布したり、それを乾燥したりすることができる。白金族触媒１９，２９，３９としては、基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものであればよい。
本実施の形態では無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ、多孔質抵抗成型体３０Ｃの全体を浸漬しているが、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ、多孔質抵抗成型体３０Ｃの外周のみまたは内周のみにスプレーで噴霧、刷毛等で塗布してもよい。
【０１４０】
本実施の形態では、ステップＳ６またはステップＳ１３で無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び多孔質抵抗成型体３０Ｃの全体を浸漬し、その後、ステップＳ７またはステップＳ１４の乾燥工程で電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び多孔質抵抗成型体３０Ｃの周囲に白金族触媒１９，２９，３９を付着させた後、それを固定化している。白金族触媒１９，２９，３９を担持させ、それを固定化させたものが、本実施の形態の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００及び通電を予定しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００である。
なお、本実施の形態ではバインダとしてポリビニルアルコール(ＰＶＡ)の水溶液の３０％液を使用しており、必ずしも絶縁特性を呈しないが、電気抵抗を低減させるため、電極端子１７，１８，２７，２８は表面をエタノールで洗浄したが、機械的に表面の汚れを落とす研磨等の処理をしてもよい。これによって、電極端子１７，１８，２７，２８の接触抵抗を低くすることができる。
【０１４１】
以上のように、本実施の形態にかかる空気浄化装置は、焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間５００、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間５００または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間５００の何れか１つの閉鎖空間５００と、閉鎖空間５００に接続され、閉鎖空間５００内の空気を排出する排気路及び／または閉鎖空間５００に空気を循環させる循環路と、前記排気路及び／または循環路に設けられ、焼結によって５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電する電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃと、前記排気路及び／または循環路に設けられたアルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物１０とし、焼結原料混合物１０の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有し、両側に金属を溶射させて電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極を形成し、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００よりも下の位置に配置された電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００と、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００に担持させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９とを具備するものである。
【０１４２】
または、本実施の形態にかかる空気浄化装置は、閉鎖空間５００内の空気を排出する排気路及び／または閉鎖空間５００に空気を循環させる循環路と、前記排気路及び／または循環路に設けられ、焼結によって５％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結原料混合物１０からなる触媒機能付多孔質発熱体３００と、焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有し、両側に金属を溶射させて電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極を形成した電極付多孔質抵抗成型体１００，２００と、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００及び触媒機能付多孔質発熱体３００に担持させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９とを具備する構成として本発明を実施できる。
【０１４３】
または、本実施の形態にかかる空気浄化装置は、焼結によって５％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結原料混合物１０からなる触媒機能付多孔質発熱体３００と、焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有し、両側に金属を溶射させて電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極を形成した触媒機能付多孔質発熱体１００，２００と、電極付多孔質抵抗成型体１００，２００及び触媒機能付多孔質発熱体３００に担持させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９を具備し、閉鎖空間５００内の空気を排出する排気路の管路及び／または閉鎖空間５００に空気を循環させる循環路の管路に配設することもできる。
【０１４４】
したがって、流れる空気の温度に応じて、電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間に印加する電圧を決定し、電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間から電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに電力を供給することにより、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの温度を変動させ、白金族触媒１９，２９の温度を所定の温度とするものである。白金族触媒１９，２９は、このときの温度で触媒として機能し、動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合にも使用でき、そして、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等にも使用でき、特に、触媒は電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの膨大な表面の凹凸と微細な通気孔に強固に担持され、その中を通過する有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅させる。
【０１４５】
また、電極を有していない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００は、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を通過する温度の影響を受けるから、ステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間に電圧が印加されてなくても、例えば、焼却炉、焼成炉等の炉内の温度を受けるものでは、その炉内温度に依存することになるから、電極を有していない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の温度閑居によって、その膨大な表面の凹凸と微細な通気孔に強固に担持され、その中を通過する有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅させることもできる。
【０１４６】
そして、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間に電圧を印加すると、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃが温度上昇する。同時に触媒機能付多孔質発熱体１００，２００としての電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを通過する空気がその熱エネルギを運び、上に位置する多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００を加熱する。多孔質抵抗成型体３０Ｃも多孔質で表面積が広いから、通過する空気の熱エネルギを効率よく自己の加熱エネルギとして使用し、昇温及び蓄熱を行う。
【０１４７】
この間、電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間から触媒機能付多孔質発熱体１００，２００に電力を供給しておれば、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの温度は所定の温度で一定となり、白金族触媒１９，２９の温度を所定の温度とし、白金族触媒１９，２９は、その温度の触媒として機能する。動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等に使用でき、特に、触媒は電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び多孔質抵抗成型体３０Ｃの膨大な表面の凹凸と微細な通気孔に強固に担持され、その中を通過する有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅させる。
【０１４８】
電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間で印加していた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電力を切ると、被浄化空気の温度に応じて徐々に冷却され、その温度を下げる。電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を通過した空気は、熱エネルギを持つから、多孔質抵抗成型体３０Ｃの温度は急激に大きく降下しない。このとき、白金族触媒１９，２９による触媒機能が、徐々に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００から、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃから多孔質抵抗成型体３０Ｃ側に移行する。
【０１４９】
そして、更に、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電力が切られてから、被浄化空気の温度によって電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の熱容量によって順次温度が低下する。
しかし、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の多孔質抵抗成型体３０Ｃは、それまで放出するエネルギが少なかったので、爾後は触媒機能付多孔質発熱体３００の多孔質抵抗成型体３０Ｃが熱エネルギを放出する。これによって多孔質発熱体３００がそのときの電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の温度よりも高い温度で、白金族触媒１９，２９の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。
【０１５０】
電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、木粉５、必要に応じて抵抗調整剤７を混合し、それを焼結原料混合物１０とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ６を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に対し、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９を付着させ、それを乾燥させたものである。
したがって、焼結された電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は５％〜５０％の範囲内の空隙を有しているから、その表面積は広くなり、その表面を白金族触媒１９，２９として使用するものであるから、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。実験でも、常温で白金族触媒１９，２９が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は３００℃で、無機物についても６５０℃で完全に消臭除去ができることが確認された。
【０１５１】
これに対して、この多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００は、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、木粉５、必要に応じて抵抗調整剤７を混合し、それを焼結原料混合物１０とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ６を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有する多孔質抵抗成型体に対し、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒３９を付着させ、それを乾燥させたものである。
したがって、焼結された多孔質抵抗成型体３０Ｃは５％〜５０％の範囲内の空隙を有しているから、その表面積は広くなり、その表面を白金族触媒３９として使用するものであるから、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。実験でも、常温で白金族触媒３９が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。
【０１５２】
この電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、焼結原料混合物１０において、例えば、アルミニウム粉の含有量が３０ｗｔ％未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出するという焼結不良が生じ易くなる。ところが、本実施の形態では、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％であるから、通電性が維持でき、焼結不良も生じ難い。
それに対して、多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００は絶縁性の材料としているが、本発明を実施する場合には、導電体であってもよいし、絶縁体であってもよい。絶縁体であれば、充填の際に短絡を考慮する必要性がなくなる。また、導電性のものでは、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の不要品等を再利用することができる。
【０１５３】
また、例えば、黒鉛粉３の含有量が５ｗｔ％未満であると、黒鉛粉３が極めて少な過ぎてアルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉３の含有量が１０ｗｔ％を超えると、黒鉛粉３が多過ぎて多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。ところが、本実施の形態では、黒鉛粉の含有量が５〜１０ｗｔ％であるから、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良や、多孔質抵抗成型体の強度が低下しない。
そして、陶磁器用の蛙目粘土粉４等の粘土粉の含有量が、例えば、３０ｗｔ％未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の蛙目粘土粉４の含有量が５０ｗｔ％を超えると、陶磁器用の蛙目粘土粉４が多過ぎて、通電性が損なわれるが、本発明の実施の形態ではその範囲内に設定しているから、それらの問題が生じない。
【０１５４】
更に、木粉５は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉５を使用することでアルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、ステップＳ２の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉５が入っていなくても電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００を得ることはできる。通常、０〜１０ｗｔ％配合するのが望ましい。したがって、この発明の正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃによれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
【０１５５】
なお、焼結原料混合物１０において、アルミニウム粉２の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内であり、黒鉛粉３の含有量が５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内であり、鉱物質粉（陶磁器用の蛙目粘土粉４）の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内あることによって、更に確実に正の抵抗温度特性である電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
そして、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃに付着させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９は、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等が使用でき、ここではそれらのうちから選択した触媒を、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから製造が簡単である。
【０１５６】
このように、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置は、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、木粉５との配合で混合した焼結原料混合物１０とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ６を加えてステップＳ１で混練し、ステップＳ２で圧力を加えて成形し、それをステップＳ３で焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに対し、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒１９，２９，３９を担持付着させ、それを乾燥させたものである。
【０１５７】
したがって、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００及び白金族触媒１９，２９を一体化して収容するハウジング４００を具備し、電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間に電圧を印加することにより、温度を制御でき、かつ、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極と白金族触媒を一体としたものをハウジング４００に収容しているから、熱損失を少なく抑えることができる。
また、熱交換器４４０はハウジング４００から高温度の浄化空気を導入し、当該浄化空気が排出されるまでの間に、ハウジング４００に供給される浄化処理すべき空気に熱エネルギを供給するものであるから、その内部のみを高温度とするものであるから熱エネルギの損失が少ない。
【０１５８】
加えて、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は通電により高温度の触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速めることができる。また、白金族触媒１９，２９は電気的に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒１９，２９の濃度を低くできること及びアルミニウム粉２が電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃから白金族触媒１９，２９に通電されることがない。
そして、通電により高温度で触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速める場合に好適である。また、白金族触媒１９，２９は電気的に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒１９，２９の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体２が電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃから白金族触媒１９，２９に通電されることがない。
【０１５９】
本実施の形態の閉鎖空間５００は、焼成炉、焼却炉、冷蔵庫、冷凍庫、または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等からなる専用の閉鎖空間の何れかの閉鎖空間５００に接続され、閉鎖空間５００内の空気を排出するものである。その流出する空気の温度は、閉鎖空間５００の専用の内容によって略一義的に特徴が決定されるので、その温度に応じて、電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間に印加する電圧を決定し、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの温度を触媒の処理速度に応じて設定可能としたものである。
このとき、焼成炉、焼却炉、冷蔵庫、冷凍庫、または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎等からなる閉鎖空間５００は、使用に際し、閉鎖空間５００内の内容によって専用になるのが常であるから、白金族触媒１９，２９の温度は専用仕様として特定され、ハウジング４００から流出する温度が高いときにはその温度を直接触媒が使用できればよいし、また、閉鎖空間５００の流出する温度が低いときには、触媒によって化学反応速度を速める成分の種類によって、触媒の温度を決定すべく電極膜１３，１４及びステンレス電極リード１５,１６及び電極端子１７，１８からなる電極間の印加電圧を決定できればよく、無駄な消費電力の使用に繋がらないので省電力として使用できる。
【０１６０】
上記実施の形態の空気浄化装置は、炉体には外部から送風機４１０によって閉鎖空間５００に空気を供給するものである。したがって、浄化しようとする空気を閉鎖空間５００に導くことができ、送風機４１０を高温度条件下に耐える耐熱性の電動機等を使用することなく、通常の仕様のものが使用できる。勿論、上記実施の形態の空気浄化装置は、炉体に空気を循環させる循環路によって閉鎖空間５００に空気を供給することもできる。
上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃには、その両側に金属の溶射によって電極膜１３，１４を設けたものであるから、高温度で触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速める場合に好適である。また、白金族触媒１９，２９は電気的に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒１９，２９の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体２が電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを成形する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃから白金族触媒１９，２９に通電されることがない。
【０１６１】
そして、上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの両側に金属の溶射によって電極膜１３，１４を設けたものである。ここで、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの両端に成形した電極膜１３，１４は、金属の溶射によって成形したものであるから、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃとの接続が表面積を大な条件で接合成形でき、電極膜１３，１４側の抵抗値を小さくでき、長時間の使用に際しても、電極膜１３，１４の劣化が生じ難い。
【０１６２】
焼結原料混合物１０には、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正の抵抗温度特性の発熱体とするか否かを制御できる。特に、シリコン粉(半導体)５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものでは、キュリー点温度を設定しやすい。
上記金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％は、酸化しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉０〜１０ｗｔ％は、酸化により抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン粉及び鉄粉の混合は、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
【０１６３】
更に、白金族触媒１９，２９，３９は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造としたものである。
したがって、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の白金族触媒１９，２９，３９は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウム等のように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造としたものであるから、白金族触媒１９，２９，３９がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
【０１６４】
白金族触媒１９，２９，３９は、エタノール４０〜５０ｗｔ％、ノルマルプロピルアルコール５〜１０ｗｔ％、パラジュウム５ｗｔ％以下、メタノール０．５〜３ｗｔ％、分散樹脂０．５ｗｔ％以下、残余を水として配合したものである。
ここで、白金族触媒１９，２９，３９のパラジュウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸ができ、前記多孔質抵抗成型体の表面に塗布とその乾燥をすることができる。基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものであればよい。
【０１６５】
上記実施の形態にかかる空気浄化装置では、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００の使用として実施の形態を説明したが、本発明を実施する場合には、ステップＳ２の成形工程において成形する焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ、焼結前成型体３０Ａを任意の形状に焼成することができる。特に、本実施の形態の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００のように、複数本の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを用いると、それら電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの異常で１本毀損しても、他の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃで運転可能であるから、触媒機能付多孔質発熱体３００及び触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂは複数合せた方が信頼性を高くできる。
【０１６６】
上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用では、触媒機能付多孔質発熱体束１００Ａ，１００Ｂを束ねるのに、耐熱絶縁材としてグラスウール、ロックウール等の耐熱温度の高い耐熱絶縁材を使用した。しかし、本発明を実施する場合には、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃとした時点で表面が酸化アルミニウムの膜が成形され、絶縁状態になっているから、その表面に白金族触媒は、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、パラジウム、メタノール、分散樹脂、残余を水として配合し、それを電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに担持させても、ハウジング４００との間に電気的絶縁は保たれているから、必ずしも電気的絶縁物を使用する必要性はない。しかし、ハウジング４００の取り扱いにユーザの個人差があるから、耐熱絶縁材とした仕様の方が安全性は高い。
【０１６７】
本実施の形態にかかる消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置には、更に、外気を供給する送風機４１０を配設することができる。送風機４１０は排気路及び／または循環路の何れにも配設できるが、閉鎖空間５００側に配設し、外気をその閉鎖空間５００に供給することにより閉鎖空間５００内部の圧力を高め、浄化しようとする空気を排気路及び／または循環路に導くことができるから送風機４１０に高温度条件下に耐える耐熱性の電動機、ファン等を使用することなく設置できる。また、前記排気路から流出される空気の量を送風機４１０で調整することもできる。
また、本実施の形態にかかる空気浄化装置は、空気を循環させる循環路に送風機４１０を配設することもできる。浄化しようとする空気を前記循環路を介して導くことができ、送風機４１０を駆動する電動機を高温度条件下に耐える耐熱性の電動機等を使用することなく、ファンのみを所定の温度条件から設置できる。また、前記循環路を流れる空気の量を送風機４１０で調整することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
上記実施の形態にかかる空気浄化装置では、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００として説明したが、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体１００，２００に通電しない状態としても本発明は拡張できる。
即ち、焼成炉または焼却炉からなる閉鎖空間５００、冷蔵庫または冷凍庫からなる閉じられた閉鎖空間５００または畜産農家の飼育場から出た糞尿を収集する堆肥舎からなる閉鎖空間５００の何れかの閉鎖空間５００と、閉鎖空間５００に接続され、閉鎖空間５００内の空気を排出する排気路及び／または閉鎖空間５００に空気を循環させる循環路と、排気路及び／または循環路に設けられ、焼結によって５％〜５０％の範囲内の空隙を有する電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃと、前記排気路及び／または循環路に設けられたアルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物１０とし、焼結原料混合物１０の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、電極のない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００、及び電極のない多孔質抵抗成型体３０Ｃからなる触媒機能付多孔質発熱体３００に担持させた無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒３９を具備する構成とすることもできる。
【０１６９】
したがって、電極を有しない触媒機能付多孔質発熱体３００の多孔質抵抗成型体３０Ｃは、その周囲を流れる環境温度になるので、当該温度で白金族触媒３９の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。特に、白金族触媒３９は、このときの温度で触媒として機能し、動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合等の有機物の処理に使用でき、そして、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等にも使用でき、特に、触媒は多孔質抵抗成型体３０Ｃの膨大な表面の凹凸と微細な通気孔に強固に担持され、その中を通過する有害ガス（悪臭）、雑菌、カビの胞子は水と炭酸ガスに酸化分解され消滅させる。
この種の使用態様として、電極を有しない触媒機能付多孔質発熱体３００の多孔質抵抗成型体３０Ｃは、電極を有していても通電しない使用とすることができる。即ち、触媒機能付多孔質発熱体１００，２００の破損したもの、焼成が良くない物等を使用することができる。
【０１７０】
本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、工場または車両の排ガス、排水、集塵、粉体等の被浄化空気の浄化を行う空気浄化装置について説明したが、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、有機物質、無機物質の混在する成分から特定の成分を消去する場合に使用される。また、畜産農家の所有するし尿処理装置に取付けて臭いを消去する装置としても使用できる。
また、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体１００，２００は、貫通孔１１，２１を１個だけ設けた事例で説明したが、本発明を実施する場合には、１本の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａに対し、２個以上の貫通孔１１，１２を設けた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ、電極を有しない多孔質抵抗成型体３０Ｃとすることもできる。
【符号の説明】
【０１７１】
２    アルミニウム粉
３    黒鉛粉（黒鉛粉）
４    蛙目粘土粉
５    木粉
６    水／バインダ
７    抵抗調整剤
１０    焼結原料混合物
１１，２１    貫通孔
１０Ａ，２０Ａ    焼結前成型体
１０Ｂ，２０Ｂ    成型抵抗体
１０Ｃ，２０Ｃ    電極付多孔質抵抗成型体
３０Ｃ            電極なしの多孔質抵抗成型体
１３，１４，２３，２４    電極膜
１５，１６，２５，２６    ステンレス電極リード
１７，１８，２７，２８    電極端子
１９，２９，３９    白金族触媒
１００，２００      触媒機能付多孔質発熱体（電極付）
１００Ａ，１００Ｂ        触媒機能付多孔質発熱体束
３００    触媒機能付多孔質発熱体（電極なし）
４００    ハウジング
４４０    熱交換器
４７０    制御器
５００    閉鎖空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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