(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物を含む空気中の汚損成分を吸着する吸着層と吸着した成分を加熱・脱着するためのヒーターとを備え、加熱・脱着時に脱着ガスである前記窒素酸化物から酸素を除去し窒素と酸素に分離する、一方の面を陽極で、他方の面を陰極で構成した酸素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子の陰極面が前記吸着層の壁面の一部に備えられていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
窒素酸化物を含む空気中の汚損成分を吸着する吸着層と吸着した成分を加熱・脱着するためのヒーターとを備え、加熱・脱着時に脱着ガスである前記窒素酸化物中の酸素と反応させる水素イオンを供給する、一方の面を陽極で、他方の面を陰極で構成した水素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子の陰極面が前記吸着層の壁面の一部に備えられていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空気浄化装置を複数個備え、少なくとも一方の空気浄化装置で窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の吸着・除去を行い、他方の空気浄化装置で窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の脱着および窒素への分解を行い、その役割を交番することにより、連続的に空気浄化と、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の窒素と酸素への分解を行うことを特徴とする空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、例えば特公昭５７−２９２１１号公報に記載された空気浄化装置を説明するための図である。
図３において、まず、処理前ガス１７は、ダクト１５を通って吸着層１１に進入する。吸着層１１には、活性炭粒子が充填され、汚損成分の吸着が行われる。処理後ガス１８はダクト１５’を通って排気される。なお、１９はパルス電圧を印加する電極であり、吸着層１１で吸着ガスが飽和状態になった時にパルス電圧を印加して活性炭粒子間で火花放電を行わせ、吸着ガスを脱着する。この装置では吸着層が一対あり（図示していない）、一方の吸着層でガス吸着、他方の吸着層で脱着ができるので、汚損成分を連続的に処理できる。この方法はパルス電圧を加えることにより、比較的低温で吸着ガスの脱着が行われ、脱着されたガスが燃焼を起こさずに処理することができる連続空気浄化装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の空気浄化装置は汚損成分の回収には優れているが、汚損成分を分解除去するわけではないので、汚損成分が窒素酸化物である場合は、更なる処理が必要であった。また、脱着時の火花放電により吸着ガスから新たな汚損成分を生成する可能性があり、二次汚染対策が必要であった。
したがって本発明の目的は、汚損成分を完全に分解除去し、二次汚損を起こすことの無い空気浄化装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分を吸着する吸着層と吸着した成分を加熱・脱着するためのヒーターとを備え、加熱・脱着時に脱着ガスである前記窒素酸化物から酸素を除去し窒素と酸素に分離する、一方の面を陽極で、他方の面を陰極で構成した酸素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子の陰極面が前記吸着層の壁面の一部に備えられていることを特徴とする空気浄化装置である。
請求項２の発明は、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分を吸着する吸着層と吸着した成分を加熱・脱着するためのヒーターとを備え、加熱・脱着時に脱着ガスである前記窒素酸化物中の酸素と反応させる水素イオンを供給する、一方の面を陽極で、他方の面を陰極で構成した水素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子の陰極面が前記吸着層の壁面の一部に備えられていることを特徴とする空気浄化装置である。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の空気浄化装置を複数個備え、少なくとも一方の空気浄化装置で窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の吸着・除去を行い、他方の空気浄化装置で窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の脱着および窒素への分解を行い、その役割を交番することにより、連続的に空気浄化と、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の窒素と酸素への分解を行うことを特徴とする空気浄化装置である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図１および２を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、１は吸着層でありシリカゲルが充填されている。窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）が含まれている処理前ガス７は、ダクト５を通って導入され、吸着層１でＮＯｘが吸着除去され処理後ガス８として排出される。このときスイッチその１（９−１）、スイッチその２（９−２）は開となっている。
次に吸着層１のシリカゲルの再生、並びに、吸着されたＮＯｘの分解操作について説明する。
スイッチその１（９−１）、スイッチその２（９−２）は閉とする。これでヒーター３は通電され吸着層１並びに分離層２を昇温させる。
図２は、分離層２を説明するための図である。この分離層２は、本発明における酸素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子に相当する。図２において、（２−１）は陰極、（２−３）は陽極であり、いずれも多孔性のＰｔである。（２−２）は固体電解質であり、ＺｒＯ2にＹ2Ｏ3を添加した安定化ジルコニアである。なお、４は直流電源であり、（６−１）、（６−２）はリード線である。この分離層２の陰極（２−１）側が吸着層１の壁面と接している。吸着層２がヒーター３で昇温され、吸着されていたＮＯｘは脱着されガス化し、陰極（２−１）、陽極（２−３）でそれぞれ以下の反応を起こす。
【０００６】
陰極：ＮＯｘ＋ｘｅ-→（１／２）Ｎ2＋ｘＯ2-  （ｉ）
陽極： ｘＯ2-→（ｘ／２）Ｏ2＋ ２ｘｅ-     （ｉｉ）
【０００７】
即ち、陰極（２−１）上でＮＯｘの酸素はイオン化し窒素成分は窒素ガスとして陰極と接する空間に留まり、処理後ガス８として系外に排出される。一方、イオン化した酸素、すなわち酸素イオンは固体電解質（２−２）中を陰極（２−１）から陽極（２−３）へ向かって移動し陽極（２−３）で電子を放出して酸素ガスとなり系外へ排出される。このようにして吸着されたＮＯｘは最終的に無害な窒素ガスと酸素ガスに分離され系外に排出される。
【０００８】
実施の形態２．
図２において、固体電解質（２−２）が水素イオン導電性固体、例えば、高温（６００−１０００℃）で水素イオン導電性を示すペロブスカイト型酸化物（ＢａＣｅ0.8Ｙ0.2Ｏ3-α）を用いると下記の反応を生ずる。
【０００９】
陰極：ＮＯｘ＋２ｘＨ+＋２ｘｅ- →（１／２）Ｎ2＋ｘＨ2Ｏ  （iii）
陽極：ｘＨ2Ｏ→（ｘ／２）Ｏ2＋２ｘＨ+＋２ｘｅ-          （iv）
【００１０】
陽極（２−３）と接する空間の水蒸気は陽極で（iv）の反応が起こり水素イオンと酸素と電子に分解される。水素イオンは固体電解質（２−２）中を陽極（２−３）から陰極（２−１）へ移動しそこで（iii）の反応が起こる。即ち、水素イオンはＮＯｘ中の酸素と反応し水を生成し、窒素成分は窒素ガスとして陰極と接する空間に留まり、処理後ガス８として系外に排出される。このようにして吸着されたＮＯｘは最終的に無害な窒素ガスと酸素ガスに分離され系外に排出される。
【００１１】
実施の形態３．
前記で説明した空気浄化装置を複数個備え、一方の空気浄化装置において吸着層１によりＮＯｘの吸着・除去を行い、他方の空気浄化装置において分離層２によりＮＯｘの脱着および窒素と酸素への分解を行い、その役割を交番することにより、連続的にＮＯｘの吸着・除去とＮＯｘの窒素と酸素への分解を行うことができる。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分を吸着する吸着層と吸着した成分を加熱・脱着するためのヒーターとを備え、加熱・脱着時に脱着ガスである前記窒素酸化物から酸素を除去し窒素と酸素に分離する、一方の面を陽極で、他方の面を陰極で構成した酸素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子の陰極面が前記吸着層の壁面の一部に備えられていることを特徴とする空気浄化装置であるので、汚損成分を完全に分解除去し、二次汚損を起こすことの無い空気浄化装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分を吸着する吸着層と吸着した成分を加熱・脱着するためのヒーターとを備え、加熱・脱着時に脱着ガスである前記窒素酸化物中の酸素と反応させる水素イオンを供給する、一方の面を陽極で、他方の面を陰極で構成した水素イオン導電性固体を用いた電気化学的素子の陰極面が前記吸着層の壁面の一部に備えられていることを特徴とする空気浄化装置であるので、汚損成分を完全に分解除去し、二次汚損を起こすことの無い空気浄化装置を提供することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の空気浄化装置を複数個備え、少なくとも一方の空気浄化装置で窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の吸着・除去を行い、他方の空気浄化装置で窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の脱着および窒素への分解を行い、その役割を交番することにより、連続的に空気浄化と、窒素酸化物を含む空気中の汚損成分の窒素と酸素への分解を行うことを特徴とする空気浄化装置であるので、連続的に窒素酸化物の吸着・除去と窒素酸化物の窒素と酸素への分解を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１．を説明するための図である。
【図２】  分離層を説明するための図である。
【図３】  特公昭５７−２９２１１号公報に記載された空気浄化装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１  吸着層、２  分離層、２−１  陰極、２−２  固体電解質、２−３  陽極、３  ヒーター、７  処理前ガス、８  処理後ガス、９−１  スイッチその１、９−２  スイッチその２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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