(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が前記水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から前記水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、前記空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する前記水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
前記水素供給手段は、前記水素源貯蔵手段（６）から前記水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された前記水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
さらに、前記車両用空気浄化装置（９）、または前記電解部（８）を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする車両用空気浄化システム。
【請求項２】
前記加熱手段は、ラジカル状態の水素が前記空気通路内の空気と反応して活性酸素を発生する際に前記解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上で発生する反応熱を利用して加熱するものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項３】
前記加熱手段は、車両エンジン（４）の冷却水が流れる冷却管（２）からの熱を用いるものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項４】
水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が前記水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から前記水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、前記空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する前記水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
前記水素供給手段は、前記水素源貯蔵手段（６）から前記水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された前記水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
前記車両用空気浄化装置（９）内、または前記電解部（８）で発生した結露水を前記水素源貯蔵手段（６）に送ることを特徴とする車両用空気浄化システム。
【請求項５】
前記電解部（８）で生成された酸素を前記解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上に供給することを特徴とする請求項４に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項６】
水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が前記水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から前記水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、前記空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する前記水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
前記水素供給手段は、前記水素源貯蔵手段（６）から前記水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された前記水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
前記解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上で発生する反応熱を伝達する伝熱手段を設け、
前記伝熱手段は、前記反応熱を前記濃縮分離手段（１１）に伝えることを特徴とする車両用空気浄化システム。
【請求項７】
水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が前記水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が前記水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から前記水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、前記空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する前記水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
前記水素供給手段は、前記水素源貯蔵手段（６）から前記水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された前記水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
前記車両用空気浄化装置（９）を車両エンジン（４）の冷却水が流れる冷却管（２）に隣接させ、かつ前記冷却管（２）を前記車両エンジン（４）とヒータコア（５）との間に配置したことを特徴とする車両用空気浄化システム。
【請求項８】
前記車両用空気浄化装置（９）内、または前記電解部（８）で発生した結露水を前記水素源貯蔵手段（６）に送ることを特徴とする請求項１、２、３、６、７のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項９】
前記電解部（８）で生成された酸素を前記解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上に供給することを特徴とする請求項８に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１０】
前記解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上で発生する反応熱を伝達する伝熱手段を設け、前記伝熱手段は、前記反応熱を前記濃縮分離手段（１１）に伝えることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、７のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１１】
前記車両用空気浄化装置（９）を車両エンジン（４）の冷却水が流れる冷却管（２）に
隣接させ、かつ前記冷却管（２）を前記車両エンジン（４）とヒータコア（５）との間に
配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１２】
前記空気通路内に設けられ、前記空気通路内を通る空気に含まれる悪臭成分を濃縮分離する濃縮分離手段（１１）を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１３】
前記濃縮分離手段（１１）を気体透過性材料で構成することを特徴とする請求項１２に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１４】
前記濃縮分離手段（１１）をスポンジ状に発泡させた前記気体透過性材料で構成することを特徴とする請求項１３に記載の車両用空気浄化システム。
【請求項１５】
前記水素源として水を用いることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項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、活性酸素を用いて空気を浄化して自動車等の車室内にクリーンな空気を供給する車両用空気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用空気浄化装置としては、ろ材が装着されているフィルタによって空気中の有害ガス、悪臭ガス等の汚染物質を除去する装置であり、活性炭や触媒等の脱臭層を有し、この触媒には、酸化チタン等の光触媒または白金担持系の常温触媒を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、光触媒を用いた他の浄化装置として、光触媒担体が平行な多数の空気通孔を有する金属製のブロック体について、前記空気通孔の内面に光触媒を担持してなるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１０２５号公報
【特許文献２】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】
【０００３】
しかしながら、上記従来の車両用空気浄化装置は、酸素中で光を当てると光触媒の表面に活性酸素を発生しこの酸化反応を利用して汚れの分解を行っているが、光触媒においては光が当たっている表面だけに酸化反応が起こるので、一定量以上の空気浄化を行うには、相当の表面積を要し、一定以上の大きさの装置が必要になるという問題があった。また、光触媒を用いた空気浄化装置を、太陽光が使用できないような外部から閉鎖された空間に配置する場合には、一定の紫外光量を発生する光源発生装置が必要になり、装置が大きくなってしまうという問題があった。さらに、車両用の空気浄化装置の場合、車両を構成する部品が多数にのぼるため、空気浄化装置を設置する空間は制限されるので、装置の大きさに対して高い浄化能力を有する空気浄化装置が必要になる。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、空気浄化能力に優れた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】
【０００５】
上記目的を達成するために、以下に示す技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の車両用空気浄化システムの発明は、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が前記水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
水素供給手段は、水素源貯蔵手段（６）から水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
さらに、車両用空気浄化装置（９）、または電解部（８）を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、水素源の電気分解で得られた水素分子を水素分子接触面に供給することにより、安定して水素分子を供給して活性化酸素を生成できる車両用空気浄化システムが得られる。さらに、車両用空気浄化装置、または電解部を加熱することにより、反応速度を高めることができる。特に電解部を加熱する場合には、水を高速かつ安定的に分解し水素を生成することで、車両用空気浄化装置に高速かつ安定的に水素を供給することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空気浄化システムにおいて、加熱手段は、ラジカル状態の水素が空気通路内の空気と反応して活性酸素を発生する際に解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上で発生する反応熱を利用して加熱するものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、新たに加熱手段を設けることなく、活性酸素を発生する際の反応熱を有効活用することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空気浄化システムにおいて、加熱手段は、車両エンジン（４）の冷却水が流れる冷却管（２）からの熱を用いるものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、新たに加熱手段を設けることなく、車両エンジンの冷却水の排熱を有効活用することができる。
【００１１】
請求項４に記載の車両用空気浄化システムの発明は、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
水素供給手段は、水素源貯蔵手段（６）から水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
車両用空気浄化装置（９）内、または電解部（８）で発生した結露水を水素源貯蔵手段（６）に送ることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、水素源の電気分解で得られた水素分子を水素分子接触面に供給することにより、安定して水素分子を供給して活性化酸素を生成できる車両用空気浄化システムが得られる。さらに、水素分子の生成に使いきれなかった水や水蒸気を次回以降の水素分子の生成に活用することができるので、水の有効活用が図られ、水素源の補充頻度も減らすことができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空気浄化システムにおいて、電解部（８）で生成された酸素を解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上に供給することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、電解部で発生した純度の高い酸素を解離水素排出面上に供給することになり、効率よく活性酸素を得ることができ、汚染物質や悪臭成分の分解の効率が向上する。
【００１５】
請求項６に記載の車両用空気浄化システムの発明は、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が前記水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する前記水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
水素供給手段は、水素源貯蔵手段（６）から水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上で発生する反応熱を伝達する伝熱手段を設け、
伝熱手段は、反応熱を濃縮分離手段（１１）に伝えることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、解離水素排出面上で発生する反応熱を効率よく濃縮分離手段に伝達することができるので、汚染物質や悪臭成分の分解を促進することができる。
【００１７】
請求項７に記載の車両用空気浄化システムの発明は、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜（１０、２２）と、水素分子が水素解離透過膜（１０、２２）の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）と、水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）に対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内（１）へ送風される空気が通る空気通路と、ラジカル状態に解離した水素が水素分子接触面（１０ａ、２２ａ）側から水素解離透過膜（１０、２２）内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）と、を設けた車両用空気浄化装置（９、１７）と、
供給する水素分子の源となる水素源を貯蔵する水素源貯蔵手段（６）と、を備え、
水素供給手段は、水素源貯蔵手段（６）から水素源を搬送する搬送部（７）と、搬送された水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部（８）とからなり、
車両用空気浄化装置（９）を車両エンジン（４）の冷却水が流れる冷却管（２）に隣接させ、かつ冷却管（２）を車両エンジン（４）とヒータコア（５）との間に配置したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、車両用空気浄化装置を冷却管に隣接させることで反応速度を高めることができ、さらに冷却管を車両エンジンとヒータコアとの間に配置することで冷却管に高温を定常的に供給することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１、２、３、６、７のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システムにおいて、車両用空気浄化装置（９）内、または電解部（８）で発生した結露水を水素源貯蔵手段（６）に送ることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、水素分子の生成に使いきれなかった水や水蒸気を次回以降の水素分子の生成に活用することができるので、水の有効活用が図られ、水素源の補充頻度も減らすことができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の車両用空気浄化システムにおいて、電解部（８）で生成された酸素を解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上に供給することを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明によれば、電解部で発生した純度の高い酸素を解離水素排出面上に供給することになり、効率よく活性酸素を得ることができ、汚染物質や悪臭成分の分解の効率が向上する。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、７のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システムにおいて、解離水素排出面（１０ｂ、２２ｂ）上で発生する反応熱を伝達する伝熱手段を設け、伝熱手段は、反応熱を濃縮分離手段（１１）に伝えることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、解離水素排出面上で発生する反応熱を効率よく濃縮分離手段に伝達することができるので、汚染物質や悪臭成分の分解を促進することができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システムにおいて、車両用空気浄化装置（９）を車両エンジン（４）の冷却水が流れる冷却管（２）に隣接させ、かつ冷却管（２）を車両エンジン（４）とヒータコア（５）との間に配置したことを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明によれば、車両用空気浄化装置を冷却管に隣接させることで反応速度を高めることができ、さらに冷却管を車両エンジンとヒータコアとの間に配置することで冷却管に高温を定常的に供給することができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システムにおいて、空気通路内に設けられ、空気通路内を通る空気に含まれる悪臭成分を濃縮分離する濃縮分離手段（１１）を備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１２に記載の発明によれば、車室内から取り込んだ空気中の悪臭成分を濃縮分離手段に溜めておき、溜めた悪臭成分をラジカル状態の水素原子や活性酸素により、分解させることができるので、効率良く空気浄化を行うことができる。
【００２９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の車両用空気浄化システムにおいて、濃縮分離手段（１１）を気体透過性材料で構成することを特徴とする。
【００３０】
請求項１３に記載の発明によれば、空気中の汚染物質を気体透過性材料に吸着させ、捕集した物質を解離水素排出面に向かって移動させることができるので、汚染物質や悪臭成分の分解を促進することができる。
【００３１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の車両用空気浄化システムにおいて、濃縮分離手段（１１）をスポンジ状に発泡させた気体透過性材料で構成することを特徴とする。
【００３２】
請求項１４に記載の発明によれば、汚染物質や悪臭成分を濃縮分離手段に吸着させる面積を大きくすることができ、汚染物質や悪臭成分の分解性を向上することができる。
【００３３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の車両用空気浄化システムにおいて、水素源として水を用いることを特徴とする。
【００３４】
請求項１５に記載の発明によれば、水素源として水を用いることにより、車両内で発生する水を利用することができ、また車両内での水の再利用が可能になり、水素分子の供給という観点から有効である。
【００３９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（第１実施形態）
以下に、図１〜図３を用いて第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態における車両用空気浄化装置の車内における配置を示した概念図である。図２は、本発明における車両用空気浄化装置が行う空気浄化メカニズムを示した概念図である。図３は、第１実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示した概念図（図１に示すＡ部における拡大概念図）である。
【００４１】
本発明における車両用空気浄化装置は、水素分子が透過すると内部でラジカル状態に解離して不安定な水素ラジカルになる水素解離透過膜を備え、この水素解離透過膜の表面に水素分子を供給し、解離した水素ラジカルが前記水素解離透過膜の内部から外部に出た所で車室内へ送風される空気中の酸素と反応して種々の活性酸素を生成し、前記空気中の汚染物質や臭気成分が活性酸素と反応して分解することにより、空気を浄化して車室内に浄化された空気を供給する、という装置である。本発明にいうラジカル状態の水素とは、解離した水素分子のことであり、水素分子が分解されてこれを構成している原子、原子団として存在することを意図している。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態の車両用空気浄化装置９は、車両のエンジンルーム内に設置された車両エンジン４の冷却水が流れる冷却管２に隣接させて配置されている。車両用空気浄化装置９は、水素源を電気分解して水素分子を生成する電解部８と連結されているとともに、車室内１と連通する第２の空気通路１３を介して車室内１の空気を取り込み、この空気を装置内で浄化した後、車室内１と連通する第１の空気通路１２を介して車室内１に浄化した空気を送りこむ。車両エンジン４は、車両前部に配置されたラジエータ３と、車内暖房の熱源となるヒータコア５とに配管によって接続されている。
【００４３】
冷却管２は、高い温度を定常的に得るために、車両エンジン４とヒータコア５の間に配置されている。この構成により、冷却管２から車両用空気浄化装置９および電解部８に熱が供給される。車両エンジン４とヒータコア５との間の冷却管２では、通常、約９０℃であり、車両用空気浄化装置９および電解部８で所望の温度となっている。すなわち、本実施形態では、車両エンジン４の稼働時に冷却管２により車両用空気浄化装置９および電解部８が加熱されることで、車両用空気浄化装置９および電解部８の温度が８０〜９０℃となる。そのため水素解離透過膜１０の温度は８０〜９０℃となる。
【００４４】
なお、第１の空気通路１２、第２の空気通路１３のうち、少なくとも一つは、エアコンによる空調風が流れる空調用ダクト内に位置するように構成してもよい。このような構成により、前記空調用ダクト内のスペースを有効活用して車両用空気浄化システムの設置スペースを低減することができる。また、空調風とともに浄化された空気を乗員に向けて供給することができ、乗員の快適性を向上することができる。
【００４５】
また、車両用空気浄化装置９は、前記空調用ダクト内に配置されたり、空調風を送風するファンや蒸発器が収納されている空調ユニットケース内に配置されたりする構成としてもよい。このような構成により、空調用ユニットケース内のスペースを有効活用して車両用空気浄化装置の設置スペースを低減することができる。
【００４６】
本実施形態の車両用空気浄化システムは、水素分子を供給する水素供給手段と、供給された水素分子を水素ラジカルに解離して排出する水素解離透過膜１０と、第１の空気通路１２と第２の空気通路１３との間に存在するとともに、水素解離透過膜１０の出口に面し、車室内１へ送風される空気が通る空気通路と、を有する車両用空気浄化装置９、および水素源貯蔵手段６を備えている。
【００４７】
車両前部に配置されている水素源貯蔵手段６は、車両用空気浄化装置９に供給する水素分子の源となる水素源を貯蔵しておく手段であり、例えばタンクで構成される。また、水素源は、水を成分として含み、電解部８において電気分解して水素分子が生成できる物質であればよい。本実施形態では、例えば、容易に入手可能な水を水素源として用いる。この水素源貯蔵手段６は、水素源を電解部８に搬送するための搬送部７と配管を介して連通している。搬送部７は、車両前部下方に配置され、電解部８と配管を介して連通し、例えばポンプで構成されている。電解部８と搬送部７により構成される水素供給手段は、車両用空気浄化装置９に対して水素分子を供給する手段である。なお、水素源貯蔵手段６の代わりとして、自動車に搭載されているウォッシャー液中の水を用いることもできる。
【００４８】
図３に示すように、車両用空気浄化装置９は、水素解離透過膜１０と、水素解離透過膜１０の出口に面し、車室内１へ送風される空気が通る空気通路に設けられた濃縮分離手段１１と、電解部８とを備えている。
【００４９】
電解部８は、固体高分子電解質膜などで構成される隔膜１４と、水素ガス発生部１５とで構成され、水素源貯蔵手段６から搬送部７により搬送された水素源である水から水素分子と酸素分子を生成する。水素分子は水素ガスとして水素解離透過膜１０に供給されるとともに、酸素分子と水は水素源貯蔵手段６側へもどされる。なお、電解部８は、電気によって水を分解するものであれば良いが、電解部８での液量が少ない固体高分子電解質水電解方式が好ましい。
【００５０】
水素解離透過膜１０は、相対する２つの面を有する膜であり、水素分子が供給される面を水素分子接触面１０ａとし、この水素分子接触面１０ａ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ラジカルな原子状態に解離させ、原子状態の水素を水素分子接触面１０ａから解離水素排出面１０ｂに向かって水素解離透過膜１０の内部を透過させ、解離水素排出面１０ｂ上に水素ラジカルを発生させる。解離水素排出面１０ｂは、その表面積を大きくとれるように構成することで水素ラジカルの排出が増加し、空気中の酸素と反応して発生する活性酸素の生成を高めて浄化能力を向上することができる。このため、本実施形態では、解離水素排出面１０ｂは複数個の面で形成してもよい。また、解離水素排出面１０ｂは、湾曲面、凹凸面、波形状面など、その表面積を増加させる種々の形状で構成するものとする。
【００５１】
水素解離透過膜１０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。その膜厚は、例えば、０．０１〜０．１ｍｍである。０．１ｍｍ以下であれば良いが、０．０１ｍｍ以下が好ましい。
【００５２】
濃縮分離手段１１は、空気中の悪臭成分（臭い成分）をトラップする（溜める）ものである。濃縮分離手段１１は、水素解離透過膜１０の解離水素排出面１０ｂに接している。濃縮分離手段１１が配置されている空気通路は、第１の空気通路１３を通ってきた車室内空気が進入する空気通路入口１２ａと、浄化された空気が第２空気通路１２へ流出する空気通路出口１１ｂとを有しており、空気通路入口１１ａには、第１の空気経路１３が接続され、空気通路出口１１ｂには、第２の空気経路１２が接続されている。
【００５３】
濃縮分離手段１１は、炭素材料、セラミックス材料、および気体透過性材料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が、特にこれらに限定するものではなく、悪臭成分を分離濃縮できる材料であれば良い。
【００５４】
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。
【００５５】
セラミックス材料としては、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、濃縮分離手段１１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。
【００５６】
気体透過性材料としては、ポリシロキサン系、ポリブタジエン系、ブチルゴム、ポリクロロプレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、およびポリプロピレンなどが使用可能であるが、気体透過性と耐熱性の両面から判断するとポリシロキサン系の高分子材料が好ましい。と同時に、吸着面積を大きくする目的で、多孔化して表面積を大きくすることが望ましい。多孔化する手段としては、スポンジ状に発泡させることにより表面積を大きくすることができる。スポンジ形状は、連泡状、半連泡状のどちらでもよいが、通気性の高い連泡状の方が好ましい。気体透過性材料は、吸着した物質が気体透過性材料に溶解し、物質内の濃度勾配によって移動する性質を持っている。したがって、解離水素排出面１０ｂ上で悪臭成分を分解すると気体透過性材料内に濃度勾配ができ、悪臭成分が解離水素排出面１０ｂに向かって移動する。その結果、悪臭成分の処理量に応じて、解離水素排出面１０ｂ上での悪臭成分の濃縮能力が発現することになる。この気体透過性材料は、ガスのトラップ性能を高めるために、前述のゼオライトや活性炭などの多孔質材と混合して用いることもできる。
【００５７】
また、濃縮分離手段１１は、その圧力損失を小さくするために、様々な形状をとることができる。例えば、板状のものを任意の間隔で重ね、空気を通り易くする。また濃縮分離手段１１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濃縮分離を促進させることができる。
【００５８】
次に、図２を用いて本発明の車両用空気浄化装置９による空気浄化のメカニズムを説明する。この車両用空気浄化装置９は、電解部８にて水素ガスを生成し、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１の空気の浄化を行うものである。そして、以下に、水素ガスを生成するまでの過程と、活性酸素を生成して空気浄化を行うまでの過程とに分けて説明する。
【００５９】
水素を生成する過程では、まず、搬送部７により水素源貯蔵手段６の水が電解部８に送られる。電解部８では、水が電気分解されて水素ガスが生成される。その後、電解部８で生成した水素ガスは、そのまま水素解離透過膜１０の水素分子接触面１０ａに供給される。また、電解部８に残った結露水は、水素源貯蔵手段に戻され、再度、電解部８に送られることになる。
【００６０】
続いて、空気浄化を行うまでの過程を説明する。車室内１の空気浄化のメカニズムは、さらに、（Ａ）活性酸素の生成、（Ｂ）悪臭成分の吸着、（Ｃ）吸着した悪臭成分と活性酸素の接触、（Ｄ）悪臭成分の分解、の４工程からなる。なお、（Ａ）、（Ｂ）は、同時、もしくは異なるタイミングで行われる。
【００６１】
ステップ（Ａ）において、水素ガスが水素解離透過膜１０の水素分子接触面１０ａに供給されると、水素分子接触面１０ａから解離水素排出面１０ｂに向かって、水素が分子から原子に解離した状態（水素ラジカル）で、水素解離透過膜１０内を透過する。これにより、解離水素排出面１０ｂ上に水素ラジカルが排出される。
【００６２】
また、濃縮分離手段１１には、ファンなどにより、第１の空気通路１３を介して、空気通路入口１１ａから車室内１の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、解離水素排出面１０ｂ上に排出された水素ラジカルと反応して、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）、スーパー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。このようにして、解離水素排出面１０ｂ上、および濃縮分離手段１１内に、水素ラジカル、活性酸素といった活性物質が生成する。
【００６３】
ステップ（Ｂ）において、濃縮分離手段１１に車室内１から取り込まれた空気中の臭気（悪臭成分）が吸着・吸収される。このとき、臭気の分子は濃縮分離手段１１の発泡状の孔に物理的に吸着されるか、もしくは化学的に吸収される。
【００６４】
ステップ（Ｃ）において、この臭気の分子に対して、ステップ（Ａ）で生成された活性酸素が接触する。
【００６５】
ステップ（Ｄ）において、濃縮分離手段１１に吸着した臭気の分子は、活性酸素により分解される。
【００６６】
なお、ステップ（Ｃ）、（Ｄ）では、活性酸素だけでなく、水素ラジカルも直接、臭気の分子に接触し、臭気を分解することになる。
【００６７】
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。
【００６８】
発生する活性酸素のうち、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）、スーパー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（水酸）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。
【００６９】
そして、活性酸素には原子状態の酸素（Ｏ）と酸素分子の準安定状態（例えば、一重項酸素）があり、この一重項酸素とは、酸素分子（三重項状態）の電子励起状態である。従来の触媒や光触媒による浄化装置においては、活性酸素は吸着しているので、このような電子励起状態にすることはできない。このような点においても、本発明の車両用空気浄化装置は、空気中の酸素を活性化させる手段が従来の触媒や光触媒による浄化装置と異なり、水素分子のラジカル状態を用いて活性酸素を発生させるため、光触媒による活性酸素の吸着に比べて酸素との親和性が高く、酸化力の強い活性酸素を生成できるので、反応がより確実に促進されて空気浄化能力が優れている。
【００７０】
したがって、寿命の関係から、空気通路に配置された濃縮分離手段１１の範囲のうち、水素解離透過膜１０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１０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。
【００７１】
また、ラジカル状態の水素が、解離水素排出面１０ｂ上に排出されて前記空気通路内の空気と反応して活性酸素を発生する際には、解離水素排出面１０ｂ上で反応熱が発生する。この反応熱を加熱手段として利用して水素ガスの生成を促進する構成した場合には、新たに熱源を設けることなく、活性酸素を発生する際の反応熱を有効活用することができる。また、上述の解離水素排出面１０ｂ上で発生する反応熱を有効利用するため、反応熱を伝達する伝熱手段を設ける。この伝熱手段は、前記反応熱を濃縮分離手段１１に伝えるものであり、例えば、解離水素排出面１０ｂ上から空気通路内に延設される伝熱フィンで構成してもよい。この伝熱フィンは、空気通路内に延設されるとともに、濃縮分離手段１１内に深く進入するような形状や、複数本のフィンを備えることで、前記反応熱が熱伝達が大きくなり悪臭成分の分解を促進することなる。
【００７２】
また、水素解離透過膜１０は冷却管２からの熱により８０〜９０℃との温度になっているため、水素解離透過膜１０の解離水素排出面１０ｂ上付近で生成した活性酸素は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）で一旦は安定化する。その後、過酸化水素は、膜温度８０〜９０℃であるために気化し、濃縮分離手段１１内を拡散する。したがって、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が濃縮分離手段１１の隅々まで行き渡るので、濃縮分離手段１１全体に溜められている臭気を分解することができる。また、水素解離透過膜１０、濃縮分離手段１１が８０〜９０℃にさらされること、および活性酸素の雰囲気中であることから、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。また、上述のように、車両エンジン４の冷却水が流れる冷却管２からの熱を加熱手段として用いることにより反応速度を促進するように構成することもできる。
【００７３】
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、汚い空気が浄化され、浄化された空気は、空気通路出口１１ｂから第２の空気経路１２を通り、車室内１に戻され、車室内１の空気浄化が実施される。
【００７４】
また、車両用空気浄化装置９では、外部からの給電を受けることなく、水素供給手段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ので、バッテリの負荷を低減することができる。
【００７５】
なお、水素供給手段は、外部からの給電が必要であるが、本発明の車両用空調装置９においては活性酸素を生成するための必要水素量がかなり少ないため、従来の触媒や光触媒による浄化装置と同様に、バッテリの負荷低減が実現できるといえる。
【００７６】
また、この車両用空気浄化装置９による活性酸素の生成速度は、従来の触媒や光触媒による浄化装置と比較して大きく、その試算結果を以下に示す。
【００７７】
以下の試算結果は、本実施形態の車両用空気浄化装置９（以下、本実施形態とする）においての活性酸素の生成速度と、従来の触媒や光触媒による浄化装置（以下、常温触媒、光触媒とする。）においての活性酸素の生成速度を示した一例である。
【００７８】
本実施形態：１ｍｍｏｌ／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、浄化部分の容積を１Ｌとしている。浄化部分の容積が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、浄化部分に占める光照射面積が１０００ｃｍ２（１０ｃｍ×１０ｃｍ／枚×１０枚）のことである。本実施形態では、浄化部分、電解部８の容積がともに０．５Ｌ、水素解離透過膜１０の面積が１００ｃｍ２（１０ｃｍ×１０ｃｍ）のことである。
【００７９】
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。本実施形態では、水素解離透過膜１０の温度条件を、１００℃としている。
【００８０】
このように本実施形態の方が、常温触媒や光触媒よりも時間当たりの活性酸素発生量が大きいことになる。したがって、より多くの臭気を分解することができることが読み取れ、少量の水素でも大きな効果を得ることができる。また、この生成速度の値から、本実施形態によれば、従来の触媒や光触媒による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。
【００８１】
次に、本実施形態の車両用空気浄化装置によって各種ガスを浄化した場合の実験結果を図４〜図６を用いて説明する。
【００８２】
モデルガスとしては、アセトアルデヒド（図４参照）、トルエン（図５参照）、アンモニア（図６参照）を用いて、３つの空間速度（ＳＶ：Space‐Velocity：以下の式）でのワンパスの浄化試験を行った結果である。なお、水素解離透過膜を２００℃に加熱している。
【００８３】
ＳＶ［h-1］＝（Ｑ［ml/min］×６０）／Ｖ［ml］、
Ｖは、浄化部分の空間容積である。Ｑは供給するサンプルガス流量である。また、浄化率ηの算出方法は、以下の式を用いて算出している。
【００８４】
η＝（Ｃin−Ｃout）／Ｃin×１００、
Ｃinは、浄化部分に供給したサンプルガスの入り口濃度［ppm］である。Ｃoutは、浄化部分に供給したサンプルガスの出口濃度［ppm］である。また、ガス濃度の測定は、検知管（ガステック製）を用いている。
【００８５】
アセトアルデヒド（図４参照）を用いた実験結果については、初期濃度は、８２ppmであり、水素を供給することで各ＳＶ値において浄化率が高くなり、浄化効果が確認された。また、その効果はＳＶ値が大きくなるにつれて、顕著になった。
【００８６】
トルエン（図５参照）を用いた実験結果については、初期濃度は４５ppmであり、前述のアセトアルデヒドの結果と同様に、水素を供給することで各ＳＶ値において浄化率が高くなり、浄化効果が確認された。また、その効果はＳＶ値が大きくなるにつれて、顕著になった。
【００８７】
アンモニア（図６参照）を用いた実験結果については、初期濃度は１５ppmであり、前述のアセトアルデヒドおよびトルエンの結果と同様に、水素を供給することで各ＳＶ値において浄化率が高くなり、浄化効果が確認された。また、その効果はＳＶ値が大きくなるにつれて、顕著になった。アンモニアの場合は、それ自身分解して水素を発生することが可能である。よって水素を供給しない場合でも、自己分解水素を水素源として酸化分解が進む結果、比較的分解率が高くなった。
【００８８】
このように本実施形態の車両用空気浄化システムによれば、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜１０と、水素分子が水素解離透過膜１０の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面１０ａと、この水素分子接触面１０ａに対して水素分子を供給する水素供給手段と、車室内１へ送風される空気が通る空気通路と、水素ラジカルが水素分子接触面１０ａ側から水素解離透過膜１０内を透過して外部へ排出されるときの出口であり、前記空気通路内に臨むように配置された解離水素排出面１０ｂと、を設けた車両用空気浄化装置９と、供給する水素分子の源となる水を貯蔵する水素源貯蔵手段６と、を備え、前記水素供給手段は、水素源貯蔵手段６から水を搬送する搬送部７と、搬送された水を電気分解して水素分子を生成する電解部８とからなる構成としたので、安定して水素分子を供給して活性化酸素を生成できる車両用空気浄化システムが得られる。
【００８９】
また、空気通路内に設けられ、前記空気通路内を通る空気に含まれる悪臭成分を濃縮分離する濃縮分離手段１１を備えた場合には、車室内１から取り込んだ空気中の悪臭成分を濃縮分離手段１１に溜めておき、溜めた悪臭成分をラジカル状態の水素原子や活性酸素により分解させることができるので、効率良く空気浄化を行うことができる。
【００９０】
また、濃縮分離手段１１を気体透過性材料で構成した場合には、空気中の汚染物質を気体透過性材料に吸着させ、捕集した物質を解離水素排出面１０ｂに向かって移動させることができるので、悪臭成分の分解を促進することができる。
【００９１】
また、濃縮分離手段１１をスポンジ状に発泡させた気体透過性材料で構成した場合には、悪臭成分を濃縮分離手段１１に吸着させる面積を大きくすることができ、悪臭成分の分解性を向上することができる。
【００９２】
また、車両エンジン４の冷却水が流れる冷却管２からの熱を加熱手段として用いて車両用空気浄化装置９または電解部８を加熱する構成とした場合には、新たに熱源を設けることなく、車両エンジン４の冷却水の排熱を有効活用することができる。
【００９３】
また、車両用空気浄化装置９内、または前記電解部８で発生した結露水を水素源貯蔵手段６に送るように構成した場合には、水素分子の生成に使いきれなかった水や水蒸気を次回以降の水素分子の生成に活用することができるので、水の有効活用が図られ、水素源の補充頻度も減らすことができる。
【００９４】
また、電解部８で生成された酸素を解離水素排出面１０ｂ上に供給する場合には、効率よく活性酸素を得ることができ、悪臭成分の分解の効率が向上する。
【００９５】
また、車両用空気浄化装置９を冷却管２に隣接させ、かつ冷却管２を車両エンジン４とヒータコア５との間に配置した場合には、冷却管２から熱が伝わり反応速度を高めることができ、さらに冷却管２に高温を定常的に供給することができる。
【００９６】
（第２実施形態）
本実施形態の車両用空気浄化装置１７は、車室内１へ送風される空調空気が通る空調用ダクト１６内を横断するように設けられていること、および複数個の解離水素排出面２２ｂを有していることが、第１実施形態の車両用空気浄化装置９と大きく異なる点である。図７は、本実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示した概念図であり、図８は、図７における車両用空気浄化装置の水素解離透過膜の構成を示した概念図である。
【００９７】
本実施形態の車両用空気浄化装置１７は、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜２２と、水素分子が水素解離透過膜２２の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面２２ａと、ラジカル状態に解離した水素が水素分子接触面２２ａ側から水素解離透過膜２２内を透過して外部へ排出されるときの出口となる解離水素排出面２２ｂと、車室内１へ送風される空気が通る空気通路と、を備え、水素解離透過膜２２の外部へ排出される前記ラジカル状態の水素は、複数の解離水素排出面２２ｂから排出され、複数の解離水素排出面２２ｂは前記空気通路内を臨むように配置されている構成とする。
【００９８】
水素解離透過膜２２は、二重構造の筒体で形成されているとともに、筒内には、冷却水の通る冷却水管内壁である第一の内壁と水素分子接触面２２ａを内周面とする第二の内壁の二つの内壁を有しており、しかも解離水素排出面２２ｂを筒体の外筒面とした管状の筒体である。水素解離透過膜２２を構成する管状の筒体は、空調用ダクト１６内において、所定間隔を設けて車室内１の空気の送風方向に略垂直な方向、言い換えれば、空調用ダクト１６内を横断するように複数個が配置されている。この所定間隔を設けて配置された筒体の間には、車室内１の空気が通る空気通路が形成されている。この空気通路は、筒体の外周面である解離水素排出面２２ｂ上に排出される水素ラジカルと空気中の酸素とを反応させて活性酸素を生成する場所になるため、この空気通路には、空気中の悪臭成分をトラップする（溜めておく）濃縮分離手段１９が装備されている。
【００９９】
また、前記環状の筒体の内部には、水素源貯蔵手段から水素供給手段により供給される水素ガスと車両用エンジン冷却水から供給される冷却水が別々に導入され、水素供給口Ａから水素を供給し、水素分子接触面２２ａからは水素分子のみが水素解離透過膜２２内に入り水素ラジカルとして透過して解離水素排出面２２ｂ上に排出される。さらに、冷却水は、冷却水供給口Ｂから筒体の内部を通過して排水管２１を流れて冷却水２０として空調用ダクト１６の外部に排出され、その際に冷却水中の熱を車両用空気浄化装置１７および電解部８に供給する。このようにして空調用ダクト１６の外部に排出された冷却水２０は、再び車両用エンジン冷却水の冷却管２に戻され、再びエンジンの熱で暖められた後、車両用空気浄化装置１７および電解部８に熱を供給することになる。解離水素排出面２２ｂ上に排出された水素ラジカルは、筒体の外部を通る酸素分子と反応して、第１実施形態と同様に活性酸素を生成し、この活性酸素は、濃縮分離手段１１で蓄えられた悪臭成分を分解する。このようにして空気中の悪臭成分が分解されたことにより、空調用ダクト１６内を流れる車室内１の空気は浄化されてきれいな空気として車室内１に送風されることになる。
【０１００】
このように本実施形態の車両用空気浄化装置によれば、水素分子が内部でラジカル状態に解離して透過する水素解離透過膜２２と、水素分子が水素解離透過膜２２の内部に入り込むときの入口となる水素分子接触面２２ａと、ラジカル状態に解離した水素が水素分子接触面２２ａ側から水素解離透過膜２２内を透過して外部へ排出されるときの出口となる解離水素排出面２２ｂと、車室内１へ送風される空気が通る空気通路と、を備え、水素解離透過膜２２の外部へ排出されるラジカル状態の水素は、複数の解離水素排出面２２ｂから排出され、複数の解離水素排出面２２ｂは前記空気通路内を臨むように配置された構成としたので、ラジカル状態の水素を複数の面から排出することにより、空気中の酸素と反応性が高い水素ラジカルを用いたことに加えて、反応が起こる解離水素排出面２２ｂの面積を大きく構成することができるため、高い空気浄化能力を実現することができる。
【０１０１】
また、解離水素排出面２２ｂを複数の筒状面で構成した場合には、反応が起こる解離水素排出面２２ｂの面積をさらに大きく構成することができ、空気浄化能力を向上することができる。
【０１０２】
また、水素解離透過膜２２を筒体で形成するとともに、水素分子接触面２２ａを筒体の内周面とし、解離水素排出面２２ｂを筒体の外筒面とした場合には、水素分子接触面２２ａと解離水素排出面２２ｂを筒体に収納する構成としたため、小さい体積の中に水素解離透過膜２２を構成することができ、さらに空気浄化装置の小型化が図れる。
【０１０３】
また、空気通路内を通る車室内１の空気に含まれる悪臭成分を濃縮分離する濃縮分離手段１１を前記空気通路内に設けた場合には、車室内１から取り込んだ空気中の悪臭成分を濃縮分離手段１１に溜めておき、溜めた悪臭成分をラジカル状態の水素原子や活性酸素により、分解させることができるので、効率良く空気浄化を行うことができる。
【０１０４】
（第３実施形態）
車両用空気浄化装置は図９のように構成してもよい。本実施形態の車両用空気浄化装置と、第１実施形態で示した車両用空気浄化装置（図３参照）の相違点は、第１の空気通路２５と連通し、解離水素排出面１０ｂ側から車室内１に向かって空気が流れる第２の空気通路２４が、水素解離透過膜１０と濃縮分離手段１１の間に介在している点である。その他の構成については、図３と同一符号を付した構成要素は同一であり、その説明を省略する。この実施形態において車室内１の空気は、車室内１から解離水素排出面１０ｂ側に向かう第１の空気通路２５を通り、濃縮分離手段１１で悪臭成分が吸着され、折り返した流れ方向となって第２の空気通路２４を流れるとともに、空気中の酸素が解離水素排出面１０ｂ上に排出された水素ラジカルと反応して活性酸素を生成して、車室内１へ送風されることになる。
【０１０５】
そして、本実施形態では、（Ａ）悪臭成分の吸着除去、（Ｂ）水素供給による悪臭成分の分解、の２つのステップからなる。この２つのステップは、図１０に示すような運転を行う。すなわちステップ（Ａ）では、水素の供給は行わず、車室内１からの空気を導入し、濃縮分離手段１１において空気中の悪臭成分を濃縮分離して、悪臭成分の蓄積が行われる。ステップ（Ｂ）では、水素ガスを水素解離透過膜１０に供給し、解離水素排出面１０ｂ上に活性酸素を発生させる。同時に活性酸素が発生する際に発生する熱を、第２の空気通路２４と濃縮分離手段１１の間に介在させた伝熱フィン２３によって、濃縮分離手段１１に伝達し、濃縮分離手段１１を加熱する。濃縮分離手段１１は加熱されることにより、分離されていた悪臭成分が、再び空気中に濃縮されて放出される。悪臭成分の放出後、濃縮された悪臭成分は、解離水素排出面１０ｂ上に発生している活性酸素と接触し、分解されることになる。
【０１０６】
なお、車両用空気浄化装置に車室内１から供給する空気の流量は、（ステップ（Ａ）での流量）＞（ステップ（Ｂ）での流量）であることが望ましい。つまり、悪臭成分の分解時には、小風量で悪臭成分と活性酸素を反応させることになる。このようにして本実施形態の車両用空気浄化装置では、ステップ（Ａ）、ステップ（Ｂ）の運転を繰り返し行うことにより、車室内１の空気を効率よく浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態における車両用空気浄化装置の車内における配置を示した概念図である。
【図２】本発明における車両用空気浄化装置が行う空気浄化メカニズムを示した概念図である。
【図３】第１実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示した概念図である。
【図４】第１実施形態における車両用空気浄化装置によるアセトアルデヒドガスを浄化した実験結果を示す図である。
【図５】第１実施形態における車両用空気浄化装置によるトルエンガスを浄化した実験結果を示す図である。
【図６】第１実施形態における車両用空気浄化装置によるアンモニアガスを浄化した実験結果を示す図である。
【図７】第２実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示した概念図である。
【図８】図７における車両用空気浄化装置の水素解離透過膜の構成を示した概念図である。
【図９】第２実施形態における車両用空気浄化装置の構成を示した概念図である。
【図１０】第２実施形態における車両用空気浄化装置の運転方法を示す図である
【符号の説明】
【０１０８】
１                車室内
２                冷却管
４                車両エンジン
５                ヒータコア
６                水素源貯蔵手段
７                搬送部
８                電解部
９                車両用空気浄化装置
１０、２２        水素解離透過膜
１０ａ、２２ａ    水素分子接触面
１０ｂ、２２ｂ    解離水素排出面
１１、１９        濃縮分離手段
１２、２４        第２の空気通路
１３、２５        第１の空気通路
【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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