(57)【要約】【課題】室内空間において発生する低濃度の一酸化炭素と高濃度の一酸化炭素とを常温で除去し、ランニングコストを低くし、かつ寿命を長くする。【解決手段】空気調和機は、送風機１２と、含有物酸化触媒フィルタ１６と、閉鎖ブロック２２と、測定装置２０と、閉鎖制御装置２４とを含む。送風機１２は、空気を移送する。含有物酸化触媒フィルタ１６は、一酸化炭素を除去する。閉鎖ブロック２２は、含有物酸化触媒フィルタ１６の除去能力を変更する。測定装置２０は、空気に含まれた一酸化炭素の濃度を測定する。閉鎖制御装置２４は、一酸化炭素の濃度が閾値を越える場合、濃度が閾値以下の場合よりも含有物酸化触媒フィルタ１６の除去能力が向上するように、除去能力を制御する。【選択図】図１
2008264669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を移送するための移送手段と、
前記空気が含む一酸化炭素を除去するための一酸化炭素除去手段と、
前記一酸化炭素除去手段が前記一酸化炭素を除去する能力である除去能力を変更するための変更手段と、
前記空気に含まれた前記一酸化炭素の濃度を測定するための測定手段と、
前記測定手段が測定した前記濃度が閾値を越える場合、前記濃度が前記閾値以下の場合よりも前記一酸化炭素除去手段の除去能力が向上するように、前記除去能力を制御するための能力制御手段とを含む、空気調和機。
【請求項２】
前記一酸化炭素除去手段は、一酸化炭素を酸化する貴金属フィルタを含み、
前記変更手段は、前記貴金属フィルタが前記一酸化炭素を酸化するための条件を変更するための条件変更手段を含み、
前記能力制御手段は、前記濃度が前記閾値を越える場合は前記条件を変更するように前記条件変更手段を制御するための条件制御手段を含む、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記条件変更手段は、前記貴金属フィルタを加熱するための加熱手段を含み、
前記条件制御手段は、前記濃度が前記閾値を越える場合は前記貴金属フィルタを加熱するように前記加熱手段を制御するための加熱制御手段を含む、請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記一酸化炭素除去手段は、
前記空気が含む一酸化炭素を除去するための含有物除去手段と、
前記含有物除去手段により前記一酸化炭素が除去された空気である処理後空気に残留する前記一酸化炭素を除去するための残留物除去手段とを含み、
前記変更手段は、前記残留物除去手段による前記空気からの前記一酸化炭素の除去を防止するための防止手段を含み、
前記測定手段は、前記処理後空気に残留した前記一酸化炭素の濃度を測定するための手段を含み、
前記能力制御手段は、前記濃度が前記閾値を越える場合には前記一酸化炭素の除去の防止を解除するように前記防止手段を制御するための解除制御手段を含む、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記防止手段は、
少なくとも２つの通路を有する部材と、
前記少なくとも２つの通路のいずれかを閉鎖するための閉鎖手段とを含み、
前記残留物除去手段は、前記閉鎖手段が閉鎖の対象とする前記通路のいずれかに設置された、前記一酸化炭素を除去するための手段を含み、
前記解除制御手段は、前記測定手段が測定した前記濃度が前記閾値を越える場合、前記残留物除去手段が設置された前記通路である設置通路の閉鎖を解除するように前記閉鎖手段を制御するための閉鎖制御手段を含む、請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記閉鎖手段は、
前記少なくとも２つの通路における前記空気の入口をそれぞれ開閉するための複数の入口開閉手段と、
前記設置通路における前記空気の出口を開閉するための出口開閉手段とを含み、
前記閉鎖制御手段は、前記測定手段が測定した前記濃度が前記閾値を越える場合、前記設置通路の前記入口と前記出口とを開き、かつ前記設置通路とは異なる前記通路の前記入口を閉じるように前記複数の入口開閉手段を制御し、前記濃度が前記閾値以下の場合、前記設置通路の前記入口と前記出口とを閉じ、かつ前記設置通路とは異なる少なくとも１つの前記通路の前記入口を開くように前記複数の入口開閉手段と前記出口開閉手段とを制御するための開閉制御手段を含む、請求項５に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記含有物除去手段は、一酸化炭素を酸化するための含有物酸化手段を含み、
前記残留物除去手段は、前記含有物除去手段よりも高濃度の前記一酸化炭素を酸化するための残留物酸化手段を含む、請求項４に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記含有物酸化手段は、貴金属フィルタを含む、請求項７に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記貴金属フィルタは、
基材と、
前記基材に形成された担体と、
前記担体に担持された触媒とを含む、請求項８に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記触媒は、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、銀、および金の少なくともいずれかを含む、請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１１】
前記触媒の平均粒径は、１ナノメートルから１０ナノメートルまでである、請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１２】
前記担体は、金属化合物であり、前記金属が、ジルコニウム、アルミニウム、チタン、ケイ素、マグネシウム、鉄、バリウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、コバルト、ガリウム、ゲルマニウム、ストロンチウム、カドミウム、インジウム、錫、ハフニウム、セリウム、タングステン、燐、およびタンタルからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１３】
前記基材の構造は、ハニカム構造である、請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１４】
前記含有物酸化手段は、貴金属フィルタを含み、
前記残留物酸化手段は、ホプカライトフィルタを含む、請求項７に記載の空気調和機。
【請求項１５】
前記空気調和機は、前記測定手段が測定した前記濃度が前記閾値を越えると前記濃度が前記閾値を越えたことを示す情報を出力するための情報出力手段をさらに含む、請求項１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関し、特に、一酸化炭素を除去する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素は、血液中で酸素の運搬役となっている赤血球のヘモグロビンと強力に結合する。一酸化炭素とヘモグロビンとの結合力は、酸素の約２００倍である。一酸化炭素とヘモグロビンとは、互いに結合することにより一酸化炭素ヘモグロビン（ＣＯ−Ｈｂ）を形成する。一酸化炭素ヘモグロビンが形成されると、酸素はヘモグロビンに結合できなくなる。酸素がヘモグロビンに結合できなくなると、血液中の酸素濃度が低下する。血液中の酸素濃度が低下すると、細胞への酸素の供給が阻害されるので、細胞は酸欠状態になる。細胞が酸欠状態になると、一酸化炭素の濃度が０．０２％（２００ｐｐｍ）の場合、２〜３時間その室内に居た人は軽度の頭痛を感じる。一酸化炭素の濃度が０．０４％（４００ｐｐｍ）の場合、１〜２時間その室内に居た人は吐き気、耳鳴りなどを催す。一酸化炭素の濃度が０．１０〜０．２０％（１０００〜２０００ｐｐｍ）の場合、０．５時間〜１時間前後で頭痛、吐き気が激しくなり、意識を失う。一酸化炭素の濃度が０．４０％（４０００ｐｐｍ）の場合、短時間でも吸引すれば、生命が危険になる。
【０００３】
上述したように、生活環境の空気中に存在する一酸化炭素は人体に深刻な影響をおよぼすため、一酸化炭素の効果的な除去技術は人々に望まれている。
【０００４】
一酸化炭素を除去する方法の１つは、窓の開放や換気装置による換気である。しかしながら、冷気や暖気など不必要な空気を室内へ入れてしまうことやプライバシーを保護することといった理由により、窓の開放が望ましくない場合がある。換気装置による換気は次に述べるようなさまざまな問題を有する。その問題とは、建物の構造上設置が困難であることが多いこと、設置コストが非常にかかること、あるいは発生源の近傍への移動が容易ではないことである。
【０００５】
空気調和機により一酸化炭素を除去できることが望ましい。空気調和機により一酸化炭素を除去できるならば、設置条件に制限が無い、設置コストが不要、あるいは発生源近傍への移動も簡易であるといった効果が得られる。
【０００６】
なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した空気調和機により一酸化炭素を除去しようとする場合、高濃度の一酸化炭素を除去することが現実的には難しいという問題点がある。以下、この問題点について具体的に説明する。
【０００８】
空気調和機に類似する浄化装置としては、触媒酸化燃焼法を適用したガス浄化装置がある。このガス浄化装置は、工場や車から発生する排ガス処理に有効に利用されている。この触媒酸化燃焼法を空気調和機に適用すれば、低濃度の一酸化炭素も高濃度の一酸化炭素も除去できると考えられる。
【０００９】
しかしながら、触媒酸化燃焼法を適用した空気調和機は、常時加熱することにより膨大な消費電力を費やすという問題点を有する。
【００１０】
ホプカライト触媒を空気調和機に適用すれば、低濃度の一酸化炭素も高濃度の一酸化炭素も常温において除去できると考えられる。しかしながら、ホプカライト触媒は、湿気により数時間で活性が失われる。数時間で活性が失われるので、従来の技術に基づいてホプカライト触媒を用いた場合、寿命が非常に短くなるという問題点がある。
【００１１】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、室内空間において発生する低濃度の一酸化炭素と高濃度の一酸化炭素とを常温で除去することができ、ランニングコストが低く、かつ長寿命な空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のある局面にしたがうと、空気調和機は、移送手段と、一酸化炭素除去手段と、変更手段と、測定手段と、能力制御手段とを含む。移送手段は、空気を移送する。一酸化炭素除去手段は、空気が含む一酸化炭素を除去する。変更手段は、除去能力を変更する。除去能力は、一酸化炭素除去手段が一酸化炭素を除去する能力である。測定手段は、空気に含まれた一酸化炭素の濃度を測定する。能力制御手段は、測定手段が測定した濃度が閾値を越える場合、濃度が閾値以下の場合よりも一酸化炭素除去手段の除去能力が向上するように、除去能力を制御する。
【００１３】
また、上述した一酸化炭素除去手段は、一酸化炭素を酸化する貴金属フィルタを含むことが望ましい。併せて、変更手段は、貴金属フィルタが一酸化炭素を酸化するための条件を変更するための条件変更手段を含むことが望ましい。併せて、能力制御手段は、濃度が閾値を越える場合は条件を変更するように条件変更手段を制御するための条件制御手段を含むことが望ましい。
【００１４】
もしくは、上述した条件変更手段は、貴金属フィルタを加熱するための加熱手段を含むことが望ましい。併せて、条件制御手段は、濃度が閾値を越える場合は貴金属フィルタを加熱するように加熱手段を制御するための加熱制御手段を含むことが望ましい。
【００１５】
また、上述した一酸化炭素除去手段は、含有物除去手段と、残留物除去手段とを含むことが望ましい。含有物除去手段は、空気が含む一酸化炭素を除去する。残留物除去手段は、処理後空気に残留する一酸化炭素を除去する。処理後空気は、含有物除去手段により一酸化炭素が除去された空気である。併せて、変更手段は、残留物除去手段による空気からの一酸化炭素の除去を防止するための防止手段を含むことが望ましい。併せて、測定手段は、処理後空気に残留した一酸化炭素の濃度を測定するための手段を含むことが望ましい。併せて、能力制御手段は、濃度が閾値を越える場合には一酸化炭素の除去の防止を解除するように防止手段を制御するための解除制御手段を含むことが望ましい。
【００１６】
もしくは、上述した防止手段は、少なくとも２つの通路を有する部材と、閉鎖手段とを含むことが望ましい。閉鎖手段は、少なくとも２つの通路のいずれかを閉鎖する。併せて、残留物除去手段は、閉鎖手段が閉鎖の対象とする通路のいずれかに設置された、一酸化炭素を除去するための手段を含むことが望ましい。併せて、解除制御手段は、測定手段が測定した濃度が閾値を越える場合、設置通路の閉鎖を解除するように閉鎖手段を制御するための閉鎖制御手段を含むことが望ましい。設置通路は、残留物除去手段が設置された通路である。
【００１７】
もしくは、上述した閉鎖手段は、複数の入口開閉手段と、出口開閉手段とを含むことが望ましい。複数の入口開閉手段は、少なくとも２つの通路における空気の入口をそれぞれ開閉する。出口開閉手段は、設置通路における空気の出口を開閉する。併せて、閉鎖制御手段は、開閉制御手段を含むことが望ましい。開閉制御手段は、測定手段が測定した濃度が閾値を越える場合、設置通路の入口と出口とを開き、かつ設置通路とは異なる通路の入口を閉じるように複数の入口開閉手段を制御し、濃度が閾値以下の場合、設置通路の入口と出口とを閉じ、かつ設置通路とは異なる少なくとも１つの通路の入口を開くように複数の入口開閉手段と出口開閉手段とを制御する。
【００１８】
もしくは、上述した含有物除去手段は、一酸化炭素を酸化するための含有物酸化手段を含むことが望ましい。併せて、残留物除去手段は、含有物除去手段よりも高濃度の一酸化炭素を酸化するための残留物酸化手段を含むことが望ましい。
【００１９】
もしくは、上述した含有物酸化手段は、貴金属フィルタを含むことが望ましい。
もしくは、上述した貴金属フィルタは、基材と、基材に形成された担体と、担体に担持された触媒とを含むことが望ましい。
【００２０】
もしくは、上述した触媒は、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、銀、および金の少なくともいずれかを含むことが望ましい。
【００２１】
もしくは、上述した触媒の平均粒径は、１ナノメートルから１０ナノメートルまでであることが望ましい。
【００２２】
もしくは、上述した担体は、金属酸化物であり、金属が、ジルコニウム、アルミニウム、チタン、ケイ素、マグネシウム、鉄、バリウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、コバルト、ガリウム、ゲルマニウム、ストロンチウム、カドミウム、インジウム、錫、ハフニウム、セリウム、タングステン、燐、およびタンタルからなる群から選択される少なくとも一種であることが望ましい。
【００２３】
もしくは、上述した基材の構造は、ハニカム構造であることが望ましい。
もしくは、上述した含有物酸化手段は、貴金属フィルタを含むことが望ましい。併せて、残留物酸化手段は、ホプカライトフィルタを含むことが望ましい。
【００２４】
もしくは、上述した空気調和機は、情報出力手段をさらに含むことが望ましい。情報出力手段は、測定手段が測定した濃度が閾値を越えると濃度が閾値を越えたことを示す情報を出力する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る空気調和機は、室内空間において発生する低濃度の一酸化炭素と高濃度の一酸化炭素とを常温で除去することができ、ランニングコストが低く、かつ寿命を長くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２７】
<第１の実施の形態>
以下、本発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機について説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態にかかる空気調和機の構成を表わす概略図である。図１を参照して、空気調和機は、筐体１０と、送風機１２と、送風機１２に対して送風機１２が空気を移送する側に設けられたプレフィルタ１４と、含有物酸化触媒フィルタ１６と、送風機制御装置１８と、測定装置２０と、閉鎖ブロック２２と、閉鎖制御装置２４と、残留物酸化触媒フィルタ２６と、警報器２８とを含む。
【００２９】
筐体１０は、送風機１２その他の装置を収容する部材である。筐体１０には、空気導入口４０と、出口４２と、出口４４とが設けられている。
【００３０】
空気導入口４０は、汚染物質（本実施の形態の場合は一酸化炭素）を含有する空気を空気通路５０に取込む口である。
【００３１】
出口４２および出口４４は、清浄化された空気を排出する空気の出口である。
また、筐体１０の内部には、空気通路５０と、第１排出通路５２と、第２排出通路５４とが形成されている。
【００３２】
空気通路５０には、送風機１２と、プレフィルタ１４と、含有物酸化触媒フィルタ１６とが設置されている。
【００３３】
第１排出通路５２には、測定装置２０の一部である一酸化炭素濃度センサ７０と、閉鎖ブロック２２を構成する装置である第１入口シャッタ６０とが設置されている。
【００３４】
第２排出通路５４には、閉鎖ブロック２２を構成する装置のうち第１入口シャッタ６０以外の装置と、残留物酸化触媒フィルタ２６とが設置されている。
【００３５】
第２排出通路５４は、空気通路５０を流れる空気を取り込むことができる位置に設けられる必要がある。また、第２排出通路５４は、閉鎖されていたとしても含有物酸化触媒フィルタ１６による空気の浄化を妨げない位置に設けられる必要がある。
【００３６】
送風機１２は、筐体１０の中に空気を取込み、含有物酸化触媒フィルタ１６に対して空気の風を送風する。
【００３７】
プレフィルタ１４は、粉塵などの粒子状物質を除去する。
含有物酸化触媒フィルタ１６は、送風機１２が移送する空気から一酸化炭素を除去する。本実施の形態の場合、含有物酸化触媒フィルタ１６は、常温において空気から一酸化炭素を除去できる。
【００３８】
なお、本実施の形態において、「除去」とは、空気から一酸化炭素を抽出し、かつ取り除くことの他、空気に含まれた一酸化炭素を別の物質に変換することも含む。一酸化炭素を別の物質に変換することの例として、本実施の形態では、一酸化炭素を酸化して二酸化炭素にする場合について説明している。
【００３９】
送風機制御装置１８は、送風機１２を制御する。
測定装置２０は、処理後空気に残留した一酸化炭素の濃度を測定する。本実施の形態の場合、処理後空気とは、含有物酸化触媒フィルタ１６により一酸化炭素が除去された空気を意味する。
【００４０】
測定装置２０は、一酸化炭素濃度センサ７０と、判定部７２とを含む。
一酸化炭素濃度センサ７０は、空気中の一酸化炭素の濃度を示す信号を出力する。判定部７２は、一酸化炭素濃度センサ７０が出力した信号に基づいて、空気中の一酸化炭素の濃度が閾値を越えたか否かを判定し、その判定の結果を示す信号を出力する。
【００４１】
閉鎖ブロック２２は、筐体１０の内部に設けられた２つの通路である、第１排出通路５２と第２排出通路５４とのうちいずれかを閉鎖する。
【００４２】
閉鎖ブロック２２は、第１入口シャッタ６０と、第２入口シャッタ６２と、出口シャッタ６４とを含む。
【００４３】
第１入口シャッタ６０および第２入口シャッタ６２は、第１排出通路５２と第２排出通路５４との入口（この場合、空気の入口）をそれぞれ開閉する。
【００４４】
出口シャッタ６４は、第２排出通路５４の出口４４を開閉する。
なお、本実施の形態にかかる第１入口シャッタ６０と第２入口シャッタ６２と出口シャッタ６４とについては、ハッチングが付されていることは入口または出口を閉じていることを意味し、２本の一点鎖線によって示されていることは入口または出口を開いていることを意味することとする。
【００４５】
閉鎖制御装置２４は、測定装置２０が測定した一酸化炭素の濃度が閾値を越える場合には、残留物酸化触媒フィルタ２６が設置された通路すなわち第２排出通路５４の閉鎖を解除するように、閉鎖ブロック２２を制御する。
【００４６】
閉鎖制御装置２４は、開閉制御部８０を含む。開閉制御部８０は、測定装置２０が測定した一酸化炭素の濃度が閾値を越える場合、第２排出通路５４の入口と出口とを開き、かつ第１排出通路５２の入口を閉じるように第１入口シャッタ６０および第２入口シャッタ６２を制御する。また、開閉制御部８０は、一酸化炭素の濃度が閾値以下の場合、第２排出通路５４の入口と出口とを閉じ、かつ第１排出通路５２の入口を開くように、第１入口シャッタ６０および第２入口シャッタ６２と出口シャッタ６４とを制御する。
【００４７】
残留物酸化触媒フィルタ２６は、処理後空気から一酸化炭素をさらに除去する。
本実施の形態の場合、残留物酸化触媒フィルタ２６は、ホプカライトフィルタである。ホプカライトフィルタとは、触媒としてホプカライトが用いられ、ホプカライトによって一酸化炭素を分解するフィルタを意味する。
【００４８】
触媒としてホプカライトが用いられるのは、含有物酸化触媒フィルタ１６に用いられている触媒（後述するように貴金属である）と比べて一酸化炭素を除去する能力が少なくとも使用初期において優れている（少なくとも使用初期において、含有物酸化触媒フィルタ１６に用いられている触媒よりも高濃度の一酸化炭素を酸化できる）ためである。ただし、空気中に含まれる一酸化炭素の濃度がそれほど高くならないと予測されるような場合には、残留物酸化触媒フィルタ２６に用いられる触媒はホプカライトでなくともよい。
【００４９】
ホプカライトは湿度が高い環境下において急速にその能力を失うので、本実施の形態の場合、第２排出通路５４には除湿剤９０が置かれている。除湿剤９０が適宜交換されることより、残留物酸化触媒フィルタ２６を使用していない期間には、第２排出通路５４の湿度が１％以下に保たれることが望ましい。
【００５０】
ちなみに、除湿剤９０としては、シリカゲル、塩化カルシウム、および生石灰が好適である。
【００５１】
警報器２８は、測定装置２０が測定した一酸化炭素の濃度が閾値を越えるとそのことを示す情報を警報音として出力する。
【００５２】
図２は、本実施の形態にかかる含有物酸化触媒フィルタ１６の構造を示す概念図である。図２は、含有物酸化触媒フィルタ１６のある断面を示す図でもある。図２を参照して、本実施の形態に係る含有物酸化触媒フィルタ１６は、ハニカム構造の基材１００と、基材１００の内周部に形成された担体１０２と、担体１０２に担持された貴金属である貴金属触媒１０４とを含む。
【００５３】
本実施の形態の場合、担体１０２の素材は特に制限されないが、金属酸化物が好ましい。例えば、ジルコニウム（元素記号「Ｚｒ」）、アルミニウム（元素記号「Ａｌ」）、チタン（元素記号「Ｔｉ」）、ケイ素（元素記号「Ｓｉ」）、マグネシウム（元素記号「Ｍｇ」）、鉄（元素記号「Ｆｅ」）、バリウム（元素記号「Ｂａ」）、クロム（元素記号「Ｃｒ」）、マンガン（元素記号「Ｍｎ」）、銅（元素記号「Ｃｕ」）、亜鉛（元素記号「Ｚｎ」）、コバルト（元素記号「Ｃｏ」）、ガリウム（元素記号「Ｇａ」）、ゲルマニウム（元素記号「Ｇｅ」）、ストロンチウム（元素記号「Ｓｒ」）、カドミウム（元素記号「Ｃｄ」）、インジウム（元素記号「Ｉｎ」）、錫（元素記号「Ｓｎ」）、バリウム（元素記号「Ｂａ」）、ハフニウム（元素記号「Ｈｆ」）、セリウム（元素記号「Ｃｅ」）、タングステン（元素記号「Ｗ」）、燐（元素記号「Ｐ」）およびタンタル（元素記号「Ｔａ」）の少なくとも一種を含む酸化物は担体として用いられ得る。これらの中でもジルコニウム、アルミニウム、チタン、あるいはケイ素を含む酸化物は担体１０２として好ましい。ジルコニウムとケイ素とが特に好ましい。
【００５４】
なお、担体１０２の役割を基材１００が果たしてもよいが、本実施の形態の場合には、担体１０２は基材１００に金属酸化物がコーティングされたものであることとする。
【００５５】
また、基材１００の形状は、ハニカム状の他、粉末状、球状、粒状、発泡体状、繊維状、布状、あるいはリング状など、一般的に使用されている形状が使用可能である。これらの中でも内部を障壁で区切ったハニカム状が作製および空気が通過する時の圧力損失の観点から特に好適であるため、本実施の形態においては、基材１００の形状をハニカム状としている。
【００５６】
また、貴金属触媒１０４は、白金（元素記号「Ｐｔ」）、パラジウム（元素記号「Ｐｄ」）、イリジウム（元素記号「Ｉｒ」）、ロジウム（元素記号「Ｒｈ」）、ルテニウム（元素記号「Ｒｕ」）、銀（元素記号「Ａｇ」）、および金（元素記号「Ａｕ」）の少なくともいずれか、またはこれらの混合物、またはこれらの合金を用いることができる。触媒活性の点で特に好適なのは、白金あるいはパラジウムである。本実施の形態の場合、貴金属触媒１０４は白金であることとする。
【００５７】
貴金属触媒１０４の大きさは特に制限されないが、超微粒子であることが好ましい。本実施の形態の場合、その平均粒径は、通常約２５０ｎｍ以下であって、１ナノメートルから１０ナノメートルまでであることとする。
【００５８】
以上のような構造に基づく、空気調和機の動作について説明する。
図３は、一酸化炭素の濃度が閾値以下の場合（平常時）における、閉鎖ブロック２２の状態と空気の流れとを示す概略図である。
【００５９】
平常時には、第１入口シャッタ６０は開かれている。第２入口シャッタ６２と出口シャッタ６４とは閉じられている。この状態で、空気導入口４０から取込まれた空気は、送風機１２によって空気通路５０の中を流れる。
【００６０】
空気通路５０を流れる空気は、プレフィルタ１４によって粉塵などの粒子状物質を取除かれる。粉塵などが取除かれた空気は、含有物酸化触媒フィルタ１６を通過する。
【００６１】
含有物酸化触媒フィルタ１６は、空気中の一酸化炭素を酸化し、炭素と二酸化炭素とに分解する。これにより、一酸化炭素は除去されることとなる。
【００６２】
一酸化炭素が除去された空気は、そのまま空気通路５０を流れる。図３に示す状態の場合、第１入口シャッタ６０が開き、第２入口シャッタ６２と出口シャッタ６４とは閉じているので、空気は第１排出通路５２を流れることとなる。第１排出通路５２を流れる空気は、出口４２から排出される。
【００６３】
この間、第２排出通路５４は第２入口シャッタ６２と出口シャッタ６４とによって密閉されている。また、第２排出通路５４には除湿剤９０が置かれている。これらにより、第２排出通路５４の内部の湿度は低く保たれている。第２排出通路５４の湿度が低く保たれているので、残留物酸化触媒フィルタ２６のホプカライトの劣化は防止される。
【００６４】
図４は、一酸化炭素の濃度が閾値を超える場合（緊急時）における、閉鎖ブロック２２の状態と空気の流れとを示す概略図である。含有物酸化触媒フィルタ１６が一酸化炭素を空気から除去している間、測定装置２０の一酸化炭素濃度センサ７０は、一酸化炭素の濃度を示す信号を常時判定部７２に出力している。判定部７２は、その信号に基づいて、空気中の一酸化炭素の濃度が閾値を超えたか否かを繰返し判定している。空気中の一酸化炭素の濃度が閾値を超えたと判定部７２が判定すると、そのことを示す信号は閉鎖制御装置２４および警報器２８に出力される。その信号が出力されると、警報器２８は、一酸化炭素の濃度が閾値を超えたことを示す信号を警報音として出力する。閉鎖制御装置２４の開閉制御部８０は、第１入口シャッタ６０を閉じかつ第２入口シャッタ６２を開くようにこれらを制御する。併せて、開閉制御部８０は、出口シャッタ６４が開くようにこれを制御する。これにより、第１排出通路５２は閉鎖され、第２排出通路５４は開放される。
【００６５】
第１排出通路５２が閉鎖され、第２排出通路５４が開放されると、含有物酸化触媒フィルタ１６が一酸化炭素を除去した空気は、第２排出通路５４を流れる。この場合、空気中の一酸化炭素の濃度が高すぎるので、含有物酸化触媒フィルタ１６によっては一酸化炭素を酸化し除去することが十分にはできない。このため、第２排出通路５４を流れる空気には一酸化炭素が高濃度に含まれていることとなる。残留物酸化触媒フィルタ２６は、ホプカライトの触媒作用により、そのような一酸化炭素を酸化する。これにより、空気中の一酸化炭素は十分に除去されることとなる。
【００６６】
一酸化炭素が十分に除去され無害化された空気は、出口４４から排出される。
以上のようにして、本実施の形態に係る空気調和機は、貴金属触媒とホプカライトとを用いることにより、常温において一酸化炭素を除去する。
【００６７】
貴金属触媒は、常温においても一酸化炭素を除去できる。しかしながら、加熱時と比べて常温では一酸化炭素を除去する能力が極端に落ちるので、貴金属触媒は、高濃度の一酸化炭素を常温において除去することはできない。
【００６８】
ホプカライトを用いると、常温においても高濃度の一酸化炭素を除去できる。しかしながら、ホプカライトが一酸化炭素を除去する能力は湿気により急速に失われるので、高濃度の一酸化炭素を除去する必要がない場合、本実施の形態に係る空気調和機はポプカライトが触媒として用いられているフィルタが設置された通路を密閉している。その通路が密閉されているので、一酸化炭素を除去する能力をホプカライトが失うことは防止される。
【００６９】
貴金属触媒とホプカライトとを用いることにより、本実施の形態に係る空気調和機は、空気中に含まれた低濃度の一酸化炭素だけでなく、高濃度の一酸化炭素も常温で除去できる。本実施の形態に係る空気調和機は、複雑な構造を必要とすることなく低濃度の一酸化炭素も高濃度の一酸化炭素も常温で除去できるので、ランニングコストその他空気の浄化のために必要な費用を低く抑制できる。それらのコストを低く抑制できるので、本実施の形態に係る空気調和機は、オフィスビル、喫煙所、病院、老人ホーム、映画館、あるいは一般家庭などの一酸化炭素が発生する場所で利用できる。
【００７０】
なお、本実施の形態に係る第１の変形例において、プレフィルタ１４は含まれていなくともよい。
【００７１】
また、本実施の形態に係る第２の変形例において、活性炭などの吸着剤や紫外線発生装置やイオン発生装置などが含まれていてもよい。
【００７２】
また、本実施の形態に係る第３の変形例において、閉鎖ブロック２２の構成は図１などに示すものに限定されない。たとえば、第１入口シャッタ６０と第２入口シャッタ６２とに代え、第１排出通路５２の入口と第２排出通路５４の入口とを択一的に閉じる扉が閉鎖ブロック２２に含まれてもよい。この場合、第１排出通路５２の入口と第２排出通路５４の入口との境界に蝶番によってその扉が取付けられていてもよい。
【００７３】
また、本実施の形態に係る第４の変形例において、一酸化炭素の濃度が閾値を越えた場合に第２排出通路５４に処理後空気を誘導することに代え、図示しない容器に収容されていた残留物酸化触媒フィルタ２６を第１排出通路５２に設置しても良い。この場合、上述した容器に加え、一酸化炭素の濃度が閾値以下の間は上述した容器の入口を密閉する扉（開閉制御部８０はこの扉を開閉することとなる）と、残留物酸化触媒フィルタ２６を第１排出通路５２に設置するための設置装置とが必要である。一方、閉鎖ブロック２２と第２排出通路５４とは不要である。
【００７４】
また、本実施の形態に係る第５の変形例において、一酸化炭素の濃度が閾値を越えた場合に第２排出通路５４に処理後空気を誘導することに代え、第１排出通路５２に設置された図示しない容器の扉を開き、その中に収容されている残留物酸化触媒フィルタ２６に一酸化炭素を除去させても良い。この場合、上述した容器が必要である。また、開閉制御部８０はこの容器の扉を開閉することとなる。一方、閉鎖ブロック２２と第２排出通路５４とは不要である。
【００７５】
<第２の実施の形態>
以下、本発明の第２の実施の形態にかかる空気調和機について説明する。
【００７６】
図５は、本実施の形態にかかる空気調和機の構成を表わす概略図である。図５を参照して、空気調和機は、筐体１１０と、送風機１２と、送風機１２に対して送風機１２が空気を移送する側に設けられたプレフィルタ１４と、含有物酸化触媒フィルタ１６と、送風機制御装置１８と、測定装置２０と、警報器２８と、加熱装置１１４と、加熱制御装置１１６とを含む。
【００７７】
筐体１１０は、送風機１２その他の装置を収容する部材である。筐体１１０には、空気導入口４０と、出口１２０とが設けられている。出口１２０は、清浄化された空気を排出する空気の出口である。
【００７８】
また、筐体１１０の内部には、空気通路１３０が形成されている。空気通路１３０には、送風機１２と、プレフィルタ１４と、含有物酸化触媒フィルタ１６と、加熱装置１１４と、測定装置２０の一部である一酸化炭素濃度センサ７０とが設置されている。
【００７９】
本実施の形態の場合、空気調和機は、第１の実施の形態の係る空気調和機と同一の含有物酸化触媒フィルタ１６を含む。ただし、常温で一酸化炭素を除去（本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、「除去」とは、空気から一酸化炭素を抽出し、かつ取り除くことの他、空気に含まれた一酸化炭素を別の物質に変換することも含む。）でき、かつ加熱により一酸化炭素を除去する能力が向上するものであれば触媒フィルタ１６以外のフィルタが含まれていてもよい。
【００８０】
ちなみに、本実施の形態にかかる空気調和機に適したフィルタとしては、貴金属触媒を用いたフィルタが特に好適である。
【００８１】
加熱装置１１４は、電気抵抗により生じた熱で含有物酸化触媒フィルタ１６を加熱する。ただし、本実施の形態にかかる加熱装置１１４の具体的な構造や発熱の原理は、含有物酸化触媒フィルタ１６を加熱することが可能なものであれば特に制限されない。そのような原理の例には、含有物酸化触媒フィルタ１６に送り込む空気をシーズヒータにより加熱する空気加熱方式や、通電加熱により含有物酸化触媒フィルタ１６を直接加熱する触媒フィルタ加熱方式がある。
【００８２】
加熱装置１１４が含有物酸化触媒フィルタ１６を加熱している間の含有物酸化触媒フィルタ１６の温度は、８０℃〜１５０℃が好適である。その温度が８０℃以下ならば含有物酸化触媒フィルタ１６の加熱による活性向上度は低い。また、その温度が１５０℃以上ならば空気調和機の安全性が問題となる。
【００８３】
加熱制御装置１１６は、一酸化炭素の濃度が閾値を越えたことを示す信号を測定装置２０が出力すると、含有物酸化触媒フィルタ１６を加熱するように加熱装置１１４を制御する。
【００８４】
なお、その他のハードウェア構成については前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、空気調和機の動作について説明する。
【００８６】
空気導入口４０から取込まれた空気は、送風機１２によってプレフィルタ１４に送られる。プレフィルタ１４は粉塵などの粒子状物質をその空気から除去する。
【００８７】
プレフィルタ１４によって粒子状物質が除去された空気は、含有物酸化触媒フィルタ１６を通過する。含有物酸化触媒フィルタ１６は、空気中の一酸化炭素を酸化し二酸化炭素とする。これにより、一酸化炭素が空気中から除去される。一酸化炭素が除去された空気は出口１２０から排出される。
【００８８】
測定装置２０の一酸化炭素濃度センサ７０は、空気中の一酸化炭素の濃度を検知し、その濃度を示す信号を判定部７２に出力している。判定部７２は、一酸化炭素濃度センサ７０が出力した信号に基づき、空気中の一酸化炭素の濃度が閾値を超えたか否かを繰返し判定している。
【００８９】
空気中の一酸化炭素の濃度が閾値を超えると、判定部７２は、そのことを示す信号を出力する。その信号が出力されると、警報器２８は、一酸化炭素の濃度が閾値を超えたことを示す信号を警報音として出力する。加熱制御装置１１６は、含有物酸化触媒フィルタ１６を加熱するように加熱装置１１４を制御する。
【００９０】
加熱装置１１４によって加熱された酸化触媒フィルタは、一酸化炭素の除去能力が高かる。除去能力が高くなるので、空気中の一酸化炭素の濃度が高くても、それらの一酸化炭素を除去することができる。
【００９１】
以上のようにして、本実施の形態に係る空気調和機は、空気中の一酸化炭素の濃度が閾値を超える場合、触媒の温度を高くすることにより、その触媒の能力を向上させる。これにより、常温では除去できなかった高濃度の一酸化炭素を除去できる。
【００９２】
一方、空気中の一酸化炭素の濃度が閾値以下の場合、含有物酸化触媒フィルタ１６は、加熱されなくとも一酸化炭素を除去する。この場合、加熱のためにエネルギが消費されないので、ランニングコストを抑えることが可能となる。
【００９３】
なお、本実施の形態に係る第１の変形例において、プレフィルタ１４は含まれていなくともよい。
【００９４】
また、本実施の形態に係る第２の変形例において、活性炭などの吸着剤や紫外線発生装置やイオン発生装置などが含まれていてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態に係る第３の変形例において、一酸化炭素の濃度が閾値を越えた場合に行う処理は、上述したものに限定されない。たとえば、一酸化炭素の濃度が閾値を越えた場合、送風機制御装置１８は、送風機１２が単位時間の間に送風する空気の量を変えるように送風機１２を制御してもよい。
【００９６】
図６は、白金を担持したセラミックハニカム構造体を酸化触媒フィルタとして用いた場合の、常温における、セラミックハニカム構造体を通過する風量と単位時間当たりの一酸化炭素の除去量との関係を表わす図である。図６において、破線で描かれた曲線は一酸化炭素の濃度が１００ｐｐｍの空気を流通させた場合の関係を表わす。図６において、実線で描かれた曲線は一酸化炭素の濃度が２００ｐｐｍの空気を流通させた場合の関係を表わす。図６において、一点鎖線で描かれた曲線は一酸化炭素の濃度が４００ｐｐｍの空気を流通させた場合の関係を表わす。このセラミックハニカム構造体において、セラミックハニカムの材質はＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯである。このセラミックハニカム構造体のサイズは１００ｍｍφ×５０ｍｍである。このセラミックハニカム構造体２のセル密度は３００ｃｐｓｉ（Ｃｅｌｌｓ  Ｐｅｒ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｉｎｃｈ：１インチ平方に含まれるセル数）である。このセラミックハニカム構造体における白金触媒の担持量は２．０ｇ／Ｌである。
【００９７】
図６を参照して、本変形例にかかる風量の制御の概念を説明する。
フィルタ式の空気調和機を用いて室内空気の有害化学物質（どのような有害化学物質かということは、空気調和機の設計者によって任意に決定される。本変形例においては、単に「有害化学物質」と称した場合、空気調和機の設計者によって決定された物質を意味することとする。）を除去する場合、単位時間当たりの有害化学物質の除去量は、濃度と風量と有害化学物質の除去率との積に等しい。トルエンを始めとする一般的な化学物質の場合、風量や濃度は除去率に比例する。風量や濃度が除去率に比例するので、風量の増減に伴い、除去量も増減する。このような関係が成立するので、次のような制御が実施されてきた。その制御とは、室内の空気において有害化学物質の濃度が高い場合は風量を増やすことにより除去能力を上げ、濃度が低い場合は最低限の風量に下げることにより消費電力を抑えるといった制御である。
【００９８】
しかしながら、ある種の化学物質を含む空気をその物質に適した酸化触媒に常温で通過させてその化学物質を除去する場合、風量や濃度によって除去率は大きく変化する。触媒の除去能力が加熱時と比べて常温ではかなり低くなることは、その原因の１つと考えられる。
【００９９】
上述した図６によれば、どの濃度においても風量の増加に伴い途中まで除去量は増加する。その後の風量の増加に伴い除去量は減少する。風量がある値以上になると、一酸化炭素はまったく除去できなくなっている。つまり風量がある値以上になると、除去率が０％になってしまう。また、風量が２．０ｍ3／ｍｉｎで濃度が１００ｐｐｍの場合、除去量は最も高い。風量が２．０ｍ3／ｍｉｎで濃度が４００ｐｐｍの場合、一酸化炭素はまったく除去できない。濃度が４００ｐｐｍの場合、一酸化炭素を除去しようとすると、風量を減らす必要がある。これは、一般的な空気調和機の制御とは逆の制御である。
【０１００】
つまり、濃度の如何に関わらず有害化学物質を常温で効果的に除去するためには、予め、各濃度において除去量が最大になる風量を予め調べておき、その結果に基づいて風量を制御することが必要である。そこで、測定装置２０が出力した信号に対応する量の空気を送風するように送風機１２を送風機制御装置１８が制御すれば、空気中の一酸化炭素は効果的に除去されることとなる。この場合、送風機制御装置１８に内蔵された図示しないメモリは、一酸化炭素の濃度が閾値を越えたか否かと送風機１２の単位時間あたりの送風量を示すデータとを予め対応付けて記憶しておく必要がある。なお、この場合、加熱装置１１４と加熱制御装置１１６とは不要である。
【０１０１】
送風機制御装置１８が風量を制御することに代え、含有物酸化触媒フィルタ１６に対し送風機１２に設けられた図示しないブラインドが含有物酸化触媒フィルタ１６に供給される空気の量を制限してもよい。この場合に、加熱制御装置１１６に代え、ブラインドの開閉を制御する制御装置が必要である。加熱装置１１４が不要なことは言うまでもない。
【０１０２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機の構成を表わす概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る含有物酸化触媒フィルタの構造を示す概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る平常時の閉鎖ブロックの状態と空気の流れとを示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る緊急時の閉鎖ブロックの状態と空気の流れとを示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の構成を表わす概略図である。
【図６】セラミックハニカム構造体を通過する風量と単位時間当りの一酸化炭素の除去量との関係を表わす図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０，１１０  筐体、１２  送風機、１４  プレフィルタ、１６  含有物酸化触媒フィルタ、１８  送風機制御装置、２０  測定装置、２２  閉鎖ブロック、２４  閉鎖制御装置、２６  残留物酸化触媒フィルタ、２８  警報器、４０  空気導入口、４２，４４，１２０  出口、５０，１３０  空気通路、５２  第１排出通路、５４  第２排出通路、６０  第１入口シャッタ、６２  第２入口シャッタ、６４  出口シャッタ、７０  一酸化炭素濃度センサ、７２  判定部、８０  開閉制御部、９０  除湿剤、１００  基材、１０２  担体、１０４  貴金属触媒、１１４  加熱装置、１１６  加熱制御装置。
【図１】
2008264669.tif 000003
【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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