(57)【要約】  航空機キャビン環境内の空気を処理するための空気処理触媒システムおよび方法が提供される。前記触媒システムおよび方法はオゾン、揮発性有機化合物、ＮＯｘおよびその他の汚染物質を除去する。前記キャビンの空気を処理するために用いられる前記触媒システムは、その上に搭載されたオゾン除去触媒を有し気流の源と前記キャビンとの間に積層構造で配列される複数の離散した基材を有し、前記気流の前記源に隣接する少なくとも前記最初の２つの基材は鉄ベースの合金を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の客室に入る気流内のオゾンを処理するための触媒システムであって、
オゾン除去触媒が搭載されるとともに、離散して直列配置された複数の基材を有し、
該基材が、前記気流の源と前記客室との間に積層形態で配列され、
少なくとも最初に前記気流に隣接する２つの基材が鉄ベースの合金を含むことを特徴とする触媒システム。
【請求項２】
各基材が、ハニカム構造を備えることを特徴とする請求項１に記載の触媒システム。
【請求項３】
少なくとも最初に前記気流に隣接する２つの基材が、鉄クロム合金を含むことを特徴とする請求項２に記載の触媒システム。
【請求項４】
前記鉄クロム合金が約６０質量パーセントから約８０．０質量パーセントの範囲の鉄、約１５質量パーセントから約３０質量パーセントの範囲のクロム、約２質量パーセントから約１０質量パーセントの範囲のアルミニウムおよび約１質量パーセント未満で混合されたランタンとセリウムを含むことを特徴とする請求項３に記載の触媒システム。
【請求項５】
前記鉄クロム合金が約７０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の鉄、約２０質量パーセントから約２５質量パーセントの範囲のクロム、約４質量パーセントから約８質量パーセントの範囲のアルミニウムおよび約０．５質量パーセント未満で混合されたランタンとセリウムを含むことを特徴とする請求項４に記載の触媒システム。
【請求項６】
前記鉄クロム合金が約７６質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の鉄、約１４質量パーセントから約１７質量パーセントの範囲のクロム、約５質量パーセントから約６質量パーセントの範囲のアルミニウム、約０．５質量パーセント以下の炭素、約１質量パーセント以下のマンガン、約１質量パーセント以下のシリコンおよび約０．５質量パーセント以下の硫黄を含むことを特徴とする請求項３に記載の触媒システム。
【請求項７】
前記鉄ベースの合金が約６．９ｇ／ｃｍ３から約７．２ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有することを特徴とする請求項３に記載の触媒システム。
【請求項８】
少なくとも前記最初の２つの基材の下流に配置される基材が、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項３に記載の触媒システム。
【請求項９】
少なくとも前記最初の２つの基材の下流に配置される基材が、セラミック材を含むことを特徴とする請求項３に記載の触媒システム。
【請求項１０】
前記オゾン除去触媒がマンガン成分を有し、前記各基材がキャニスター内で離間して配置されることを特徴とする請求項３に記載の触媒システム。
【請求項１１】
航空機の客室に入る気流内のオゾンを処理する方法であって、
オゾン除去触媒が搭載されるとともに、離散して直列配置された複数の基材を有し、
最初の２つの前記基材が鉄ベースの合金を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
各基材がハニカム構造を備え、少なくとも前記最初の２つの基材が鉄クロム合金を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記鉄クロム合金が約７０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の鉄、約２０質量パーセントから約２５質量パーセントの範囲のクロム、約４質量パーセントから約８質量パーセントの範囲のアルミニウムおよび約０．５質量パーセント未満で混合されたランタンとセリウムを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記鉄クロム合金が約７６質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の鉄、約１４質量パーセントから約１７質量パーセントの範囲のクロム、約５質量パーセントから約６質量パーセントの範囲のアルミニウム、約０．５質量パーセント以下の炭素、約１質量パーセント以下のマンガン、約１質量パーセント以下のシリコンおよび約０．５質量パーセント以下の硫黄を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記鉄ベースの合金が約６．９ｇ／ｃｍ3から約７．２ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有し、
前記オゾン除去触媒がマンガン成分を含み、複数の前記触媒がキャニスター内で離間して配置されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の実施形態は航空機のキャビン空気の処理の空気処理システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行中や航空機の操縦中にキャビン環境の空気は継続的に処理され外気が補給される。既存の空気は継続的に再循環されウイルスやバクテリアのような汚染物を除去するためにフィルターを掛けられ、この既存の空気の一部はまた消費され補充される。操縦や飛行中に消費されたキャビン空気を補充するのに用いられる外気は大気から取り入れられ、処理されてから再循環されたキャビン空気に混ぜられる。場合によっては大気からの空気は汚染物質の除去のために更に処理される。
【発明の概要】
【０００３】
航空機は一般に、より燃費の良い操縦のためにより高い高度で飛ぶ。高度が高いと、大気は高レベルのオゾンを含み、ある高度で遭遇するオゾンプルームは更に高いオゾン濃度を有する。大気中のオゾンの存在は紫外線からの保護を提供するが、吸い込むと有害となることもある。この空気と航空機キャビン内に存在する空気はオゾンに加えてＮＯｘ、揮発性有機化合物（「ＶＯＣｓ」）とその他の不要化合物および粒子状物質を含む多くのその他の成分を含む。この大気からの空気は一般に航空機のエンジンを通してキャビンに供給される。外の空気がエンジンの圧縮機に入るにつれてより高い圧力と温度に圧縮され熱せられる。一般に「抽気」と呼ばれるエンジンからの加熱され圧縮された空気は取り出される空気の量を制御する抽気口によって圧縮機から取り出される。抽気は環境制御システム（「ＥＣＳ」）に供給される。
【０００４】
抽気が触媒とＥＣＳを通る間にオゾンとその他の汚染物質が除去され温度と圧力が調整され得るが、その後抽気は空調パックに循環され、そこで更にキャビンに導入するための設定温度に冷却される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
キャビンからの既存の空気はフィルターを掛けられ、空気処理システムに再循環され抽気と混合される。再循環されたキャビン空気と抽気の混合はそれからキャビンに供給される。キャニスター内に直列に配列される複数のハニカム触媒がオゾンおよびその他の汚染物質の除去のためにキャビン空気を処理するために使用される。一般に、触媒部材はその上に触媒塗装を有するアルミ基板から作られている。
【０００６】
軍用機のような特定の航空機の触媒システムおよび要素は触媒の損耗を生じることがある厳しい環境条件に直面する。例えば、軍用機内の触媒システムを通じて分配される気流は触媒要素の時期尚早の損耗を生じることがある砂およびその他の粒子状物質を含むことがある。改善された耐久性を示す触媒システムおよび方法を供給することが望ましい。
【０００７】
本発明の１つ以上の態様は航空機の客室に入る気流の中のオゾンを処理するための触媒システムに関する。１つ以上の実施形態において、前記触媒システムは複数の離散基材を有しても良い。ある特定の実施形態の複数の基材はその上に搭載されたオゾン除去触媒を含む。１つ以上の実施形態において、前記オゾン除去触媒はマンガン成分を有しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
１つ以上の実施形態において、前記複数の基材は直列に配列されるが、気流の源と客室との間に積層構造で配列されても良い。１つ以上の実施形態において、前記複数の基材はまた各々ハニカムを有しても良い。１つ以上の実施形態で用いられる基材はまたキャニスター内に配置されても良く、キャニスター内で離間関係に配列されても良い。
【０００９】
１つ以上の実施形態において、気流に隣接して配置される前記複数の基材の最初の２つの基材は鉄ベースの合金を有しても良い。ある特定の実施形態では、前記気流に隣接して配置される最初の２つの基材は鉄クロム合金を有する。１つ以上の実施形態はまたアルミニウムを含む基材を用いても良い。こうした実施形態において、アルミ基材は気流から下流に配置されるが、また鉄ベースのおよび／または鉄クロム合金の基材を含むことがある最初の２つの基材の下流に配置されても良い。１つ以上の実施形態において前記基材は気流の下流に配置され、またセラミック材を有しても良い。こうした基材は鉄ベースの基材および／または鉄クロム合金の基材を含むことがある最初の２つの基材の下流に配置されても良い。
【００１０】
１つ以上の実施形態において、前記鉄ベースの合金は約６．９ｇ／ｃｍ3から約７．２ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有する。１つ以上の特定の実施形態に用いられる鉄クロム合金は鉄、クロム、アルミニウム、ランタン、セリア、ランタンおよびセリアの一つ又はひとつ以上の組み合わせおよびそれらの色々な組み合わせを有しても良い。１つ以上の実施形態において、鉄は約６０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲で存在する。ある特定の実施形態において、鉄は約７０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲で存在し、更に具体的な実施形態において鉄は約７６質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の量が存在する。
【００１１】
鉄クロム合金を用いる１つ以上の実施形態は、約１５質量パーセントから約３０質量パーセントの範囲で存在するクロムを有しても良い。こうした特定の実施形態において、クロムは約２０質量パーセントから約２５質量パーセントの範囲で存在しても良く、更に具体的な実施形態においてクロムは約１４質量パーセントから約１７パーセントの範囲の量が存在しても良い。
【００１２】
１つ以上の実施形態に用いられる鉄クロム合金はまた約２質量パーセントから約１０質量パーセントの範囲のアルミニウムを含んでも良い。１つ以上の特定の実施形態において、鉄クロム合金は約４質量パーセントから約８質量パーセントの範囲のアルミナを含んでも良く、更に具体的な実施形態において前記アルミナは約５質量パーセントから約６質量パーセントの範囲で存在しても良い。
【００１３】
１つ以上の特定の実施形態に用いられる鉄クロム合金は組み合わせ量が約１質量パーセント未満の、または更に具体的な実施形態においては約０．５質量パーセント未満のランタンとセリアを含んでも良い。
【００１４】
本発明の別の実施形態は炭素、マンガン、シリコン、硫黄および／またはそれらの組み合わせを含む鉄クロム合金を用いる。１つのこうした実施形態において、前記鉄クロム合金は最大約０．５質量パーセントの量の炭素、最大約１質量パーセントの量のマンガン、最大約１質量パーセントの量のシリコン、最大約０．５質量パーセントの量の硫黄および／またはそれらの組み合わせを含む。
【００１５】
本発明の別の態様は航空機の客室に入る気流の中のオゾンを処理するための方法に関する。１つ以上の実施形態において、前記方法は、気流の源と客室との間に直列に配列されても良い複数の離散基材を設置することを含む。こうした実施形態において、前記複数の基材はその上に搭載されたオゾン除去触媒を含んでも良い。
【００１６】
ある特定の実施形態において、前記方法は中で気流に隣接して配置される最初の２つの基材が鉄ベースの合金を含む複数の基材を用いて、ある特定の実施形態においては鉄クロム合金を有しても良い。より具体的な実施形態において、前記基材は約６．９ｇ／ｃｍ3から約７．２ｇ／ｃｍ3の範囲の密度の鉄ベースの合金を有しても良い。１つ以上の実施形態において、各基材はハニカムを有し、特定の実施形態において前記各基材はハニカムを備え、その最初の２つは鉄クロム合金ハニカムを含んでも良い。より具体的な実施形態において、前記最初の２つの鉄クロム合金基材はキャニスター内に配置され、前記キャニスター内で離間関係に配列されても良い。
【００１７】
本明細書に記載される前記方法の１つ以上の特定の実施形態に用いられる鉄クロム合金は鉄、クロム、アルミニウム、ランタン、セリア、ランタンおよびセリアの一つ又は一つ以上の組み合わせを有しても良い。１つ以上の実施形態において、前記鉄ベースの合金は約６．９ｇ／ｃｍ3から約７．２ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有する。１つ以上の実施形態において、鉄は約６０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲で存在する。前記方法のある特定の実施形態において、鉄は約７０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲で存在し、更に具体的な実施形態において鉄は約７６質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の量が存在する。
【００１８】
鉄クロム合金を用いる前記方法の１つ以上の実施形態は約１５質量パーセントから約３０質量パーセントの範囲で存在するクロムを有しても良い。前記方法の特定の実施形態において、クロムは約２０質量パーセントから約２５質量パーセントの範囲の量が存在しても良く、更に具体的な実施形態においてクロムは約１４質量パーセントから約１７パーセントの範囲の量が存在しても良い。
【００１９】
１つ以上の実施形態に用いられる前記鉄クロム合金はまた約２質量パーセントから約１０質量パーセントの範囲のアルミニウムを含んでも良い。前記方法の１つ以上の特定の実施形態において、前記鉄クロム合金は約４質量パーセントから約８質量パーセントの範囲のアルミナを含んでも良く、更に具体的な実施形態において前記アルミナは約５質量パーセントから約６質量パーセントの範囲で存在しても良い。
【００２０】
前記方法の１つ以上の特定の実施形態に用いられる前記鉄クロム合金は組み合わせ量が約１質量パーセント未満のランタンとセリアを含んでも良く、または更に具体的な実施形態においてはランタンとセリアの組み合わせ量が約０．５質量パーセント未満である。
【００２１】
前記方法の別の実施形態は炭素、マンガン、シリコン、硫黄および／またはそれらの組み合わせを含む鉄クロム合金を用いる。１つのこうした実施形態において、前記鉄クロム合金は最大約０．５質量パーセントの量の炭素、最大約１質量パーセントの量のマンガン、最大約１質量パーセントの量のシリコン、最大約０．５質量パーセントの量の硫黄および／またはそれらの組み合わせを含む。
【００２２】
本発明の実施形態を例示する添付の図面を参照する以下の詳細な説明を参照することにより本発明の内容をより完全に認識できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態による航空機空気処理システムを示す図である。
【図２】ハニカム基材を示す図である。
【図３】１つの実施形態による触媒システムの透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
１つ以上の本発明の実施形態によると、空気の処理のためのシステムおよび航空機のキャビン空気を処理するための方法は図面を参照することにより、より簡単に理解されるであろうが、図面は本質的に例示のみであり本発明やその適応や使用を制限するものではない。本発明のいくつかの実施形態について記述する前に、本発明は以下に記述される構造の詳細や処理手順に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は他の実施形態が可能であると共に様々な方法で実践または実行することができる。
【００２５】
本発明の実施形態は圧縮空気、再循環空気および／または複合した圧縮と再循環空気を処理するための１つ以上の触媒を備える空気処理システムに関する。本発明の空気処理システムは１つの圧縮機または圧縮空気源、ＥＣＳ、ミキサー、再循環空気システムおよび触媒を備える。
【００２６】
本願を通して用いられるように、「環境制御システム」（略して「ＥＣＳ」）の用語は空気が抽気であろうがブリードレスであろうが（本明細書に定義の通り）キャビンに供給される前記空気の圧力、温度、湿度および汚染物質レベルの１つ以上を制御するシステムを含むが、これに限定されるものではない。ミキサーは圧縮空気と再循環空気を含む可能性がある空気源を混ぜるためのいかなる手段も含むように定義されるものとする。空気処理システムは抽気からオゾンを除去するための触媒を含んでも良い。本願を通して用いられるように「処理する」、「除去する」および「汚染物質を除去する」という用語は少なくともオゾン、一酸化炭素、炭化水素およびＶＯＣの変換および／またはこれらの吸着を含むものとする。
【００２７】
図１に示すように航空機１０８のための空気処理システム１００の一般的な例が示される。圧縮空気としての抽気を用いる実施形態において、エンジン１１０に入るとすぐに外の空気すなわち新鮮な空気（エンジン１１０を入る矢印１１２で示される）はより高い圧力および温度に圧縮され加熱される。エンジン１１０を通り流れるこの空気の一部は空気処理システム２００を通り、また１つ以上の放出ポート１２０を通り第一の導管１２２に入るように向けられる。前記抽気はそれから前記空気分配システム２００内の導管１２２を通り環境制御システム１６０に向かう。前記空気処理システム２００は航空機１０８ｔのキャビン１３０内の空気を再循環しフィルターをかける再循環空気システム１８０を有する。１つ以上の実施形態では、再循環空気システム１８０は天井を通してまたは床空間下からキャビンを通じて空気を吸うまたは取り入れる。前記再循環空気システム６００および前記環境制御システムから流れる空気はキャビン１３０内に送られる前にミキサー２００内で混ぜ合わされる。
【００２８】
前記触媒１４０は図２により詳細に示されるが、金属キャニスター２５０内に配置される複数の触媒基材を一般に備える。前記触媒１４０は前記キャニスター２５０を有し、前記基材２５０は図１に示されるように気流の通路内に配置される。本発明の実施形態において複数の離散基材２６０、２６２、２６４、２６６、２６８、２７０、２７２は離間関係の状態でキャニスター２４０内に積層構造で直列に配列される。各触媒はその上に搭載される前記気流と前記客室との間に積層構造に配列されるオゾン除去触媒を有する。本発明の実施形態では、前記気流に隣接する少なくとも前記最初の２つの基材２６０、２６２は鉄ベースの合金を有する。
【００２９】
少なくとも前記最初の２つの基材は前記気流による損傷を軽減するために入口端部に鉄クロムのような鉄ベースの合金を有する。一つの典型的実施形態において、前記基材の各々は少なくとも８．２インチの直径と少なくとも０．８インチの高さを有する。基材の重量は触媒システムの設計に考慮すべき重大事項であるため、一般に、前記基材はアルミニウム金属からなる。触媒システムの重量を最小化するためにセラミックおよびその他の金属の基材は航空機の触媒システムには一般に用いられない。
【００３０】
しかしながら、その中で前記の入ってくる気流に隣接する前記最初の２つの触媒基材が鉄ベースの合金を含む触媒システムを提供することによって触媒の重量と触媒システムの耐久性との間に許容される相殺取引が存在することが確認されている。適切な鉄ベースの合金は鉄クロム合金を含む。鉄クロム合金の例は約６０質量パーセントから約８０．０質量パーセントの範囲の鉄、約１５質量パーセントから約３０質量パーセントの範囲のクロム、約２質量パーセントから約１０質量パーセントの範囲のアルミニウムおよび約１質量パーセント未満の組み合わせた量のランタンおよびセリウムを含む。更に具体的な実施形態において前記鉄クロム合金は約７０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の鉄、約２０質量パーセントから約２５質量パーセントの範囲のクロム、約４質量パーセントから約８質量パーセントの範囲のアルミニウムおよび約０．５質量パーセント未満の組み合わせた量のランタンおよびセリウムを含む。本発明の特定の実施形態において、前記鉄クロム合金は約７１．８質量パーセントから約７５．０質量パーセントの範囲の鉄、約２０．０質量パーセントから約２２．０質量パーセントの範囲のクロム、約５．０質量パーセントから約６．０質量パーセントの範囲のアルミニウムおよび約０．０２質量パーセントから約０．１５重量の範囲の組み合わせた量のランタンおよびセリウムを含む。
【００３１】
別の実施形態において、前記鉄クロム合金は約７６質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲の鉄、約１４質量パーセントから約１７質量パーセントの範囲のクロム、約５質量パーセントから約６質量パーセントの範囲のアルミニウム、最高約０．５質量パーセントの炭素、最高約１質量パーセントのマンガン、最高約１質量パーセントのシリコンおよび最高約０．５質量パーセントの硫黄を含む。別の特定の実施形態の前記鉄クロム合金は約７５．９質量パーセントから約８０．３質量パーセントの範囲の鉄、約１４．７質量パーセントから約１６．４質量パーセントの範囲のクロム、約５．０質量パーセントから約６．０質量パーセントの範囲のアルミニウム、最高約０．０８質量パーセントの炭素、最高約０．８質量パーセントのマンガン、最高約０．８質量パーセントのシリコンおよび最高約０．０１質量パーセントの硫黄を含む。
【００３２】
１つの実施形態において、前記鉄ベースの合金は約６．９ｇ／ｃｍ3から約７．２ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有する。
【００３３】
前記触媒基材は概ね図３に示される様にハニカム基材３００の形状である。前記ハニカム基材３００は外面３０２および、入口端３０４から出口端３０６に伸びる複数の管３０１を有する。前記管３０１は前記ハニカムの軸の長さに沿って長手方向に伸び、壁要素が境界となる。ハニカムは概ねアルミニウム金属からなる。
【００３４】
前記ハニカム３００の管３０１は概ねウォッシュコートの形状の触媒材で覆われる。この点に関し、本発明の適量の粉状の触媒を水で混ぜるような当業者に知られる手段によりスラリーを用意しても良い。結果的なスラリーはボールミルで使用可能なスラリー形状となる。当業者に周知の手段でこのスラリーを現在用いて本発明の触媒の薄い膜または塗装をモノリス型担体上に沈殿できる。任意選択で、アルミナ、シリカ、珪酸ジルコニウム、珪酸アルミニウム、酢酸ジルコニウム、有機ポリマーやシリコーン等の接着補助が水性スラリーまたは溶液の形状で追加できる。一般的な方法はモノリス型担体を前記スラリーに浸し、過剰なスラリーを吹き飛ばし、乾燥させ約４５０℃から約６０００Ｃで約１から約４時間空気中で焼成することを含む。この手順は本発明の所望の量の触媒が前記モノリス型ハニカム担体上に沈殿するまで繰り返すことができる。本発明の前記触媒が前記モノリス型担体上に担体量ｉｎ3あたり約１〜４ｇの範囲の量の触媒が存在することが好ましく、望ましくは約１．５〜３ｇ／ｉｎ3である。
【００３５】
本発明の実施形態に従って用いられる特定の触媒は航空機のキャビン空気を処理するために適するいかなる触媒でも良い。１つ以上の実施形態において、触媒はＡｕ、 Ａｇ、 Ｉｒ、 Ｐｄ、 Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｍｎ、 Ｃｕ、 Ｆｅ、バナジア、ゼオライト、チタン、セリアの様な成分およびそれらの混合および、オゾン、ＶＯＣｓ、ＮＯｘおよびその他の汚染物質を除去することで知られるその他の組成物を含む。これらの組成物は金属または酸化物の形で用いることができる。本明細書に記載される各実施形態に用いることができる適正な補助物はアルミナ、チタン、酸化マンガン、二酸化マンガンおよび二酸化コバルトのような耐火金属酸化物を含む。１つ以上の実施形態において、前記触媒補助物は更にシリカを含むことができる。１つ以上の実施形態において、ハニカム補助物が用いられ、前記ハニカムはセラミックまたは金属である。本発明の１つ以上の実施形態に従って使える一つの特定のタイプの触媒は米国特許番号５，４２２，３３１に記載され、その全内容は本明細書に参照として組み込まれる。特に、前記触媒は（ａ）微細粒子耐火金属酸化物およびシリカ、アルミナ、ジルコニアおよびチタンゾルの１つ以上からなる種類から選択されるゾルの混成を含む下塗層、および（ｂ）少なくとも１つの触媒金属成分が上に散布された耐火金属酸化物補助物を含む上層を備えても良い。前記触媒金属成分はパラジウム成分を含んでも良い。前記ゾルはシリカゾルでも良い。前記上層耐火金属酸化物は活性アルミナを含んでも良い。１つ以上の実施形態において、前記耐火金属酸化物は約５から５０質量パーセントのシリカと約５０から９５質量パーセントのアルミナを含むシリカアルミナである。特定の実施形態において、前記触媒金属要素はパラジウム成分とマンガン成分を含み、前記パラジウムはパラジウム・テトラアミン酸化物または硝酸パラジウム・テトラアミンのようなパラジウム塩を有する耐火金属酸化物上に散布されても良い。前記パラジウム成分の量は約５０から約２５０ｇ／ｆｔ3であってよい。
【００３６】
その他の適するオゾン除去触媒は米国特許番号４，３４３，７７６、４，２０６，０８３、 ４，９００，７１２、 ５，０８０，８８２、５，１８７，１３７、５，２５０，４８９、５，４２２，３３１、５，６２０，６７２、６，２１４，３０３、６，３４０，０６６、６，６１６，９０３および７，２５０，１４１に記載され、それらは本明細書に参照として組み込まれ、本発明の実施に有用である。
【００３７】
例示例として米国特許番号６，６１６，９０３があり、少なくとも１つの貴金属成分、具体的には耐火酸化物補助物のような適正な補助物上に散布されるパラジウム成分を有する有用なオゾン処理触媒を開示する。その成分は０．１から２０．０質量パーセントを有し、貴金属（金属であって酸化物でない）および前記補助物の重量に基づく耐火酸化物補助物のような、補助物上の具体的には０．５から１５質量パーセントの貴金属を有する。パラジウムは２から１５、より具体的には５から１５、更に具体的には８から１２質量パーセントの量が用いられても良い。白金は０．１から１０、より具体的には０．１から５．０、更に具体的には２から５質量パーセントの量が用いられても良い。パラジウムはオゾンが酸素を生じる反応を触媒するのに用いても良い。補助物は上記のグループから選択できる。１つの実施形態において、大量のマンガン成分または貴金属、具体的にはパラジウム成分としての同一または別の耐火酸化物補助物上に散布されるマンガン成分を追加可能である。汚染物質処理組成物内のパラジウムおよびマンガン金属の重量に基づく最高で８０の、具体的には最高で５０の、より具体的には１から４０の、更に具体的には５から３５質量パーセントのマンガン成分が可能である。換言すると、具体的には約２から３０および具体的には約２から１０質量パーセントのマンガン成分がある。立方フット(ｇ/ｆｔ3)の触媒量あたりの触媒投入量は２０から２５０グラムで具体的には約５０から２５０グラムのパラジウムである。触媒量は最終触媒成分の総量であるので、気体流路により供給される隙間を含む空調コンデンサーや放熱板の総容量を含む。一般に、パラジウムの投入量が多いほどオゾン変換は大きい、すなわち処理気流中のオゾン分解の割合が大きい。
【００３８】
米国特許番号６，６１６，９０３の別の用例は二酸化マンガン成分および白金族金属成分のような貴金属成分を含むオゾンを処理するための触媒組成物を備える。両成分とも触媒活性だが、二酸化マンガンはまた前記貴金属成分を支援可能である。前記白金族金属成分は具体的にはパラジウムおよび／または白金成分である。白金族金属化合物の量は具体的には前記組成の約０．１から約１０質量パーセントの範囲（白金族金属の重量に基づく）である。具体的には、白金が存在する場合、その量は０．１から５質量パーセントで、約０．５から約７０ｇ/ｆｔ3の範囲の支援品目の量に基づいて、汚染物質処理触媒量に関する有用で望ましい量を備える。パラジウム成分の量は具体的には組成物の約２から約１０質量パーセントで、約１０から約２５０ｇ/ｆｔ3の範囲の汚染物質処理触媒量に関する有用で望ましい量を備える。
【００３９】
適正な触媒材料の別の例は米国特許番号６，５１７，８９９にみられるが、その全内容は参照として本明細書に組み込まれる。米国特許番号６，５１７，８９９は化学量論的な二酸化マンガン（例えばＭｎＯ(1.5-2.0)）および／またはＭｎ2Ｏ3を含む、二酸化マンガンを含むマンガン化合物を包含する触媒組成物について記載する。名目上ＭｎＯ2と呼ばれるこうした二酸化マンガンはＭｎ8Ｏ16のようにマンガンの酸化物に対するモル比が約１．５から２．０の化学式を有する。オゾンおよびその他の空中の不要な成分を処理するために触媒組成物内に最高１００質量パーセントの二酸化マンガンＭｎＯ2を用いることができる。可能な別の組成物は二酸化マンガンおよび酸化銅のみまたは酸化銅およびアルミナのような化合物を含む
【００４０】
有用な二酸化マンガンは名目上酸素に対するマンガンのモル比が１から２のアルファ二酸化マンガンである。有用なアルファ二酸化マンガンはオー・ヤング等による米国特許番号５，３４０，５６２、また３４２ページに始まる１９９１年８月２５〜３０日の石油化学会社部門米国化学会ニューヨーク市会議の前に発表されたゼオライトと柱状粘土構造の進歩のシンポジウムで発表されたオー・ヤングのトンネル構造の二酸化マンガンの熱水合成に、およびマッケンジーの１９７１年１２月鉱物学雑誌３８巻４９３〜５０２ページのバーネサイト、クリプトメランおよびその他の酸化物とマンガン水酸化物の合成に開示される。適切なアルファ二酸化マンガンはホーランダイト、（ＢａＭｎ8Ｏ16XＨ2Ｏ）、クリプトメラン（ＫＭｎ8Ｏ16・ｘＨ2Ｏ）、万次郎鉱（ＮａＭｎ8Ｏ16・ｘＨ2Ｏ) およびコロナド鉱（ＰｂＭｎ8Ｏ16.ｘＨ2Ｏ）でも良い２Ｘ２トンネル構造を有することが可能である。
【００４１】
前記触媒組成物は好ましいバインダーが高分子接着剤である下記のバインダーを有しても良い。前記組成物は更に好ましい貴金属成分が貴金属の酸化物である、好ましくは白金族金属の酸化物、および最も好ましくはパラジウム黒や白金黒とも呼ばれるパラジウムや白金の酸化物である貴金属成分を含んでも良い。パラジウムや白金黒の量は０から２５％の範囲が可能で、有用な量はマンガン成分および貴重な成分の重量に基づき約１から２５および５から１５の質量パーセントの範囲である。
【００４２】
クリプトメランの形態のアルファ二酸化マンガンを有する、これは高分子接着剤  Aを含む組成物の使用もまた望ましい。クリプトメランの高分子接着剤  A部は最高２５％の例えば１５〜２５％の重量％のパラジウム黒（ＰｄＯ）で置き換えても良い。適切なクリプトメラン型二酸化マンガンは１．０から３．０質量パーセントの、具体的にはＫ2Ｏとしての、カリウム、および２から１０ｎｍの範囲の結晶子サイズを有する。前記クリプトメランは過マンガン酸化合物を伴うＭｎＣｌ2、Ｍｎ（ＮＯ3）2、ＭｎＳＯ4およびＭｎ（ＣＨ3ＣＯＯ）2を有するグループから選択された塩を含むマンガン塩を反応させることにより生成可能である。クリプトメランは過マンガン酸カリウムを用いて生成でき、ホーランダイトは過マンガン酸バリウムを用いて生成でき、コロナド鉱は過マンガン酸鉛を用いて生成でき、万次郎鉱は過マンガン酸ナトリウムを用いて生成できる。本発明で有用なアルファ・マンガンはホーランダイト、クリプトメラン、万次郎鉱またはコロナド鉱化合物の一つ以上を含むことが可能なことは知られる。クリプトメランの生成中にナトリウムのような少量の他の金属イオンが存在しても良い。アルファ二酸化マンガンを作る有用な方法は参照として組み込まれる上記参照に記載される。
【００４３】
前記クリプトメランは「混じりけがない」又は実質的に無機陰イオンが、特に表面上に、なくても良い。そうした陰イオンはクリプトメランを生成するための方法の中で入る塩化物、硫酸塩および硝酸塩を含むことがある。混じりけのないクリプトメランを作るための代わりの方法はカルボン酸マンガン酸の、好ましくは酢酸マンガンを過マンガン酸カリウムと反応することである。焼成したそうした材料の使用は「混じりけがない」と知られている。
【００４４】
触媒および吸着組成物の表面、例えば金属面への接着は接着促進剤としての粘土鉱物の混入により改善しても良い。こうした粘土鉱物はアタパルジャイト、スメクタイト（例えばモンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、サポナイト等）、カオリナイト、タルク、マイカおよび合成粘土（例えばサザン・クレイ・プロダクト社製から販売されるラポナイト）を含むがこれらに限定されない。二酸化マンガン触媒スラリー中の粘土鉱物の使用は結果として生じる金属面への触媒塗装の接着を向上すると証明されている。
【００４５】
触媒および吸着組成物のためのさらなる適切な金属面接着促進材料は水性シリコーン樹脂重合体エマルションである。水性シリコーン重合体エマルションの使用は例えば二酸化マンガン触媒塗装の金属表面への接着の向上が可能である。１つの実施形態では、シリコーン重合体の利点は塗装前に水性シリコーン・ラテックス・エマルションを触媒スラリー製剤に取り込むことで得られる。しかしながら、更なる実施形態では、シリコーン重合体の利点は乾いた触媒塗装上にシリコーン・ラテックスの希薄溶液を塗布することで得られる。前記シリコーン・ラテックスは塗装に浸透すると考えられ、乾燥するとすぐに塗装の接着を著しく向上する多孔架橋ポリマー「ネットワーク」が残る。
【００４６】
本明細書を通じた「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「１つ以上の実施形態」や「実施形態」とは前記実施形態に関して述べてある特定の機能、構造、材料や特徴が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。かくして、本明細書内の様々な箇所の「１つ以上の実施形態」、「ある実施形態」、「１つの実施形態」や「実施形態」のような用語は必ずしも全て同じ本発明の実施形態を指すものではない。更に、特定の機能、構造、材料や特徴が１つ以上の実施形態に適切な方法で組み合わされても良い。
【００４７】
本明細書の発明は特定の実施形態を参照して記載されるが、実施形態は本発明の原則と適用の例示の目的のみであることを理解いただきたい。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく本発明の方法および装置に様々な改良および変形を行っても良いことは当業者には明らかであろう。したがって、本発明は添付の請求項およびその同等物の範囲内で改良および変形も対象とすることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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