(57)【要約】【課題】小型化が望まれる空気調和機において、給排気用配管や高価な装置を有することなく室内へ酸素濃度を高めた空気を供給できるものを提供することを目的とする。【解決手段】送風手段２と加湿手段３と酸素発生手段４を基本構成としてなる空気調和機において、送風手段２によって空気調和機１に導かれる空気に、加湿手段３を用いて多くの水分を含ませ、その加湿空気を超酸化カリウムを充填した酸素発生手段４に導いて、化学反応によって酸素を発生させる。発生した酸素を含んだ空気は酸素濃度が高められて室内に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１Ａ族に属する金属元素を含む化合物と水との反応によって酸素を発生する酸素発生手段と送風手段を備え、酸素濃度を高めた空気を供給することができる空気調和機。
【請求項２】
金属元素がリチウム、カリウム、ナトリウムから選ばれる一種類以上のもので構成される請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
金属元素を含む化合物が超酸化カリウムである請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
加湿手段を備え、空気中に水分を含ませて前記水分と超酸化カリウムとの反応により酸素を発生させることを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】
除湿手段を備え、室内空気中の水分を回収しながら前記水分を加湿手段へ供給する請求項４記載の空気調和機。
【請求項６】
金属元素を含む化合物がペルオキソ炭酸ナトリウムである請求項２記載の空気調和機。
【請求項７】
ペルオキソ炭酸ナトリウムとカタラーゼの混合物を水に溶解させ、カタラーゼの酵素効果により酸素発生を促進することができるようにした請求項６記載の空気調和機。
【請求項８】
ペルオキソ炭酸ナトリウムが溶解した水溶液に二酸化マンガンを接触させることにより、酸素発生を促進することができるようにした請求項６記載の空気調和機。
【請求項９】
二酸化マンガンを担持した担持体のペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液への浸漬深さを変化させることにより酸素発生速度を制御することができる請求項８記載の空気調和機。
【請求項１０】
ペルオキソ炭酸ナトリウムを溶解させた水溶液を中和させることにより水溶液からの酸素の自然放出を抑制することができる請求項７、８、９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、酸素濃度を高めた空気を供給する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素濃度の高い空気を供給する空気調和機としては、空気を圧縮する手段と前記圧縮空気中の窒素と酸素を分離する酸素富化膜を備え、酸素を室内に供給し、窒素を室外へ排気することにより実現するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６２−２８３８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この酸素富化膜方式の空気調和機は、空気中から分離した酸素を室内側に、残った窒素を室外側に送るような構造であるため部屋の外に装置の一部を設置できるようなエアコン等には有効なものである。しかし、室内での設置だけで完結するような空気調和機においては給排気用の配管の付帯は煩わしく、また、市場では小型で安価なものが望まれており、空気圧縮手段や高価な装置の搭載は好まれない。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するため、給排気用配管や高価な装置を有することなく室内へ酸素濃度を高めた空気を供給する空気調和機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の空気調和機は、上記目的を達成するために、請求項１に記載のとおり、室内空気を前記空気調和機へ導入するための送風装置と、周期表の１Ａ族に属する金属元素を含む化合物と水との反応によって酸素を発生する酸素発生手段を備えており、酸素濃度を高くした空気を室内に供給すること特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の空気調和機は請求項１記載の空気調和機において、金属元素がリチウム、ナトリウム、カリウムの中から選ばれる少なくとも１種類以上のもので構成されることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３記載の空気調和機は請求項２記載の空気調和機において、金属元素を含む化合物が超酸化カリウムであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４記載の空気調和機は請求項３記載の空気調和機において、加湿手段を備えてなり、空気中の水分量を強制的に高め、その水分と超酸化カリウムとの反応により酸素を発生させることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５記載の空気調和機は請求項３記載の空気調和機において、除湿手段を備えてなり、室内空気中の水分を除去、回収しながら、前記水分を加湿手段に供給することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６記載の空気調和機は請求項１記載の空気調和機において、化合物がペルオキソ炭酸ナトリウムであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７記載の空気調和機は請求項６記載の空気調和機において、ペルオキソ炭酸ナトリウムを溶解させた水溶液にカタラーゼを添加することにより酸素発生を促進することができる。
【００１２】
また、請求項８記載の空気調和機は請求項６記載の空気調和機において、ペルオキソ炭酸ナトリウムを溶解させた水溶液に二酸化マンガンを接触させることにより酸素発生を促進することができる。
【００１３】
また、請求項９記載の空気調和機は請求項８記載の空気調和機において、ペルオキソ炭酸ナトリウムを溶解させた水溶液に二酸化マンガンを担持した担持体を浸漬させ、その浸漬度合いを変化させることにより酸素発生速度を制御することができる。
【００１４】
また、請求項１０記載の空気調和機は請求項７、８、９記載の空気調和機において、ペルオキソ炭酸ナトリウムを溶解させた水溶液を中和させておくことにより、酸素の自然放出を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、室内外を結ぶ配管や高価な装置を必要としないで酸素濃度を高めた空気を室内に供給する空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、周期表における１Ａ族に属する元素の化合物と水との反応に基づいて発生する酸素を送風手段によって導き入れられる空気と混合することにより、酸素濃度の高い空気を室内に供給するものである。酸素分離膜を用いて酸素濃度を高めた空気を室内に供給する従来の空気調和機は、気体分子の分離膜通過時における速度の違いを利用することによって分離した酸素を室内側へ供給、窒素を室外側へ排出するという機構であり、その分離膜ならびに膜に空気を送り込むために必要な圧縮手段が高価であることと、酸素供給用または窒素排気用のいずれか、または両方の配管設備が必要であるという課題を抱えていて、小型で安価であることが望まれる室内設置式の空気調和機には適さなかった。
【００１７】
本発明によれば、室内外を結ぶ給排気管や高価な装置を必要としないで酸素濃度を高めた空気を室内に供給することができる。本発明の空気調和機に搭載する酸素発生手段は周期表の１Ａ族に属する元素を含む化合物と水との反応により酸素を発生するものであり、化合物との反応に必要な水は、空気調和機に予め配置された容器に入れる方法が可能であるが、酸素が必要なときに化合物を水中へ投入する方式でも、初めから化合物の水溶液としておく方式でもよい。酸素発生能力を有する化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの元素のものが好適に用いられ、特に超酸化カリウムは水との反応性が高く、水中で反応させる代わりに水分を含む空気との接触によって酸素を発生することも可能であることから、水を確保する容器が不要となって空気調和機の小型簡素化設計において都合がよい。超酸化カリウム使用の場合、加湿器のような加湿手段を備えた空気調和機に配置すれば、高湿度の空気を容易に得られ、酸素発生を促進できる。
【００１８】
また、除湿手段を備えた空気調和機に配置すれば、除湿によって得られた水分を化合物との反応に用いる水として利用可能となる。この水の利用形態に制限はなく、化合物を溶解するための水、空気を加湿するための水のいずれの用途でもよい。
【００１９】
本発明におけるペルオキソ炭酸ナトリウムを原料とした酸素発生手段は、水に溶解したときに発生する過酸化水素が分解することによって酸素を発生させるものであるが、空気調和機に配置する場合は予め水に溶解させる方式、必要なときに必要な量を水に投入する方式など特に限定はしない。水の容器はどのような形状の物でもよいが、例えば筒状に細長いものであれば、小型の空気調和機への配置にとって、小さな隙間を有効に利用できるため、好適である。一般的に過酸化水素の水溶液は酵素や触媒を接触させることによって酸素発生を促進することが知られており、例えばカタラーゼや二酸化マンガンを本発明における酸素発生手段のペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液中に付加することにより過酸化水素を分解して酸素を得ることができる。二酸化マンガンは粉末状のものでも塊状のものでもよいが、水溶液中では沈降したり堆積したりするため接触効率が悪く、酸素を消費した後に新たな水溶液に交換する場合には改めて二酸化マンガンを付加する必要があるため、材料の消費が増す。
【００２０】
担持体に二酸化マンガンを膜状に固定して過酸化水素水に接触する方式であれば、それらの課題を回避できる。担持体の材質や形状は特に限定するものではないが、セラミックスハニカムなどは小さい体積で表面積が大きいため、耐久性のみならず酸素発生効率にも優れる。過酸化水素は塩基性水溶液中では容易に自己分解して酸素を放出してしまうため、塩基性を示すペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液に、例えば硫酸などの酸を前もって添加することによって水溶液を中和しておくと過酸化水素の自己分解を抑制することができる。
【００２１】
本発明の空気調和機の酸素発生手段において、二酸化マンガンなどの触媒担持体をペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液に接触する度合いを可変とすることによって酸素の発生速度を制御することができ、必要な時に必要な量の酸素を得ることができる。
【００２２】
以下、本発明の実施例についてヅ図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
図１にその概略断面図を示すように、空気調和機１は送風手段２と加湿手段３と酸素発生手段４を基本構成とし、送風手段２によって空気調和機１に導かれる空気に、加湿手段３を用いて多くの水分を含ませ、その加湿空気を超酸化カリウムを充填した酸素発生手段４に導いて、化学反応によって酸素を発生させ、発生した酸素を含んだ空気は酸素濃度が高められて室内に供給される。
【００２４】
（実施例２）
図２にその概略斜視断面図を示すように、空気調和機１１は、送風手段１２と酸素発生手段１３を基本構成としてなる。酸素発生手段１３から発生した酸素１５は送風手段１２によって導かれる空気と混合して酸素濃度を高めた状態で室内に供給され、酸素発生手段１３は図３の如く、ペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液１４と二酸化マンガン担持体１６で構成され、参考例１の結果に基づき、二酸化マンガン担持体１６のペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液１４への接触深さを変化させることによって酸素１５の単位時間あたりの発生量を制御することができる。
【００２５】
参考例として、図４に示すように、三角フラスコ２１内に水２００ｍＬとペルオキソ炭酸ナトリウム１０ｇを混合した後、９８％硫酸を加えてこの混合液を中和することにより得られる過酸化水素含有溶液２２に、二酸化マンガンをセラミックスハニカム基材上に膜状に固定した二酸化マンガン担持体２３を前記過酸化水素含有溶液２２に投入することにより、過酸化水素を分解して酸素２４を発生させ、二酸化マンガン０．７ｇが膜状に担持された二酸化マンガン担持体試験片を用意し、過酸化水素含有溶液に投入して発生した酸素量をメスシリンダー２５を用いて計測した。その結果１分間で１５０ｍＬの酸素が発生した。また、二酸化マンガンの担持量を増やせば、単位時間あたりの酸素発生量も比例的に増加した。これにより、ペルオキソ炭酸ナトリウムへの二酸化マンガンの接触量に応じて酸素発生量を調整することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の空気調和機は、室内外を結ぶ配管や高価な装置を必要としないで酸素濃度を高めた空気を室内に供給する装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１の空気調和機の概略断面図
【図２】同実施例２の空気調和機の概略斜視断面図
【図３】同酸素発生手段の概略断面図
【図４】同酸素発生量確認試験装置の概略断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  空気調和機
２  送風手段
３  加湿手段
４  酸素発生手段
１１  空気調和機
１２  送風手段
１３  酸素発生手段
１４  ペルオキソ炭酸ナトリウム水溶液
１５  酸素
１６  二酸化マンガン担持体
２１  三角フラスコ
２２  過酸化水素含有溶液
２３  二酸化マンガン担持体
２４  酸素
２５  メスシリンダー
【図１】
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【図２】
2005114206.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005114206.tif 000006