脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置および空気調和機
【課題】従来の白金系の触媒では作動温度が高く、空気調和機や空気清浄機などに応用できないという課題があり、また光触媒は吸着剤などと比較して脱臭速度が遅いことや、光源が必要であるためサイズを小さくできない、コストが高い、耐衝撃性が弱いなどの課題を有していた。
【解決手段】物理吸着作用を有する吸着剤とコバルトを含み触媒作用を有する酸化物とにより、生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤で吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドをコバルトを含む酸化物触媒により常温で酢酸へ転化し、吸着剤により吸着除去できる。
【解決手段】物理吸着作用を有する吸着剤とコバルトを含み触媒作用を有する酸化物とにより、生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤で吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドをコバルトを含む酸化物触媒により常温で酢酸へ転化し、吸着剤により吸着除去できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋や車などの生活空間の気体に含まれる臭気物質を吸着除去でき、特にタバコの主成分で、ＶＯＣの一種でもある有害性の高いアセトアルデヒドを有害性の小さい酢酸へ転化し、それを吸着除去することができる脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置および空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白金属を用いた触媒を高温（２００℃以上）で作動させ、臭気物質などを水や二酸化炭素などへ分解する白金系の熱触媒が広く知られている。また、特許文献１にはマンガンを主体とする遷移金属による複合酸化物を用いた脱臭用の触媒について開示されている。これによるとマンガンとコバルトの複合酸化物により、５０℃でアセトアルデヒドを８０％分解されるとしている。さらには、常温での臭気の分解触媒として、比表面積が大きな担体に光触媒を担持した光触媒脱臭フィルターとして特許文献２および特許文献３が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１８０１０８号公報
【特許文献２】特開平６−３４３８７５号公報
【特許文献３】特開２００３−５３１９６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、従来の白金系の触媒や特許文献１に開示の脱臭体では作動温度が高く、空気調和機や空気清浄機などに応用できないという課題があり、また光触媒は吸着剤などと比較して脱臭速度が遅いことや、光源が必要であるためサイズを小さくできない、コストが高い、耐衝撃性が弱いなどの課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドをＣｏ３Ｏ４を主成分とする酸化物触媒により常温で酢酸へ転化し、物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去できる脱臭体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】
本発明は、このような課題を解決するものであり、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する酸化物と、前記吸着剤および前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドをＣｏ３Ｏ４を主成分とする酸化物の触媒作用により常温で酢酸へ転化し、吸着剤により吸着除去できる脱臭体を実現できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の脱臭体は、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドを常温で有害性の小さい酢酸へと転化し、吸着除去できる脱臭体を提供することができる。また、本発明の脱臭装置は、人の手を煩わすことなく自動的に吸脱着を制御し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を提供することができる。さらに、本発明の空気調和機は、吸着剤を担持した脱臭体に高温の空気を通気することにより、吸着剤から臭気が脱着し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を備えた空気調和機を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する酸化物と、前記吸着剤および前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去でき、特に有害なアルデヒド類をＣｏ３Ｏ４を主成分とする酸化物の触媒作用により常温でカルボン酸へ転化し、吸着剤により吸着除去できる脱臭体を実現できる。
【０００８】
第２の発明は、吸着剤が疎水性ゼオライトである請求項１記載の脱臭体とするもので、シリカ分を高めたゼオライトは極性が小さくなるため、非極性の臭気分子を吸着できるようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸脱着できるようになるため、多様な臭気分子を吸着除去できる脱臭体を実現できる。
【０００９】
第３の発明は、担体が有機繊維から構成されるハニカム構造体である請求項１記載の脱臭体とするもので、耐衝撃性が高く、通気抵抗が小さく、比表面積が大きいため、圧損を抑え、臭気の吸脱着効率が高く衝撃に強い脱臭体を実現できる。
【００１０】
第４の発明は、酸化物が少なくとも吸着剤表面に担持されている請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体とするもので、さらに触媒作用を有する酸化物の分散性を高め、比表面積を大きくすることができ、また吸着剤と近接しているため転化により生成したカルボン酸を速やかに吸着剤へ移動させることで酸化物表面が清浄になるためにカルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。
第５の発明は、吸着剤へ吸着したカルボン酸は通気により脱着し、繰り返し使用可能な請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体とするもので、吸脱着しやすい吸着剤であるゼオライトを担持した脱臭体に通気することにより、飽和吸着に達したゼオライトが脱着再生され、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭体を実現できる。
【００１１】
第６の発明は、酸化物はスピネル型構造である請求項１もしくは請求項４記載の脱臭体とするもので、スピネル型構造の酸化物触媒がアルデヒド類を酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアルデヒド類をカルボン酸へ転化する性能が高く、カルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。
【００１２】
第７の発明は、酸化物中のナトリウムおよびカリウム成分は１ｗｔ％未満である請求項１、４、６いずれか１項に記載の脱臭体とするもので、ナトリウムやカリウムなどが陽イオンの状態で存在すると、電子の授受を阻害し触媒作用の低下をまねくため、その量を少なくすることでアルデヒド類をカルボン酸へ効率良く転化できる脱臭体を実現できる。
【００１３】
第８の発明は、アルデヒド類はアセトアルデヒドであり、カルボン酸は酢酸である請求項１記載の脱臭体とするもので、アセトアルデヒドはタバコや建材の接着剤等に多く含まれている発ガン性を有すると言われている有害な物質で、それを有害性が少ない酢酸に転化し、ゼオライトにより除去できる脱臭体を実現できる。
【００１４】
第９の発明は、少なくとも臭気を含む空気を導入する吸気口と、前記臭気を含む空気を吸気する吸気手段と、前記吸気手段により吸気した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルタと、前記フィルタにより脱臭された空気を室内あるいは車内へ導入する導入口と、前記フィルタから脱着した臭気を室外あるいは車外へ排気する排気口とを備え、前記フィルタが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体である脱臭装置とするもので、吸着剤を担持した脱臭体に通気することにより、飽和吸着に達した吸着剤から脱着した臭気が室外もし
くは車外に排気されることで、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【００１５】
第１０の発明は、吸込部から吹出部に至る通風路に、室内熱交換器と前記室内熱交換器にて温度調整された空気を室内に送り出す室内送風機と、吸入した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルターを備え、空気調和機の空調運転停止中に、室内熱交換器を加熱し、前記室内熱交換機により暖められた空気の少なくとも一部が室内機内を循環する、クリーニング運転機能を設け、前記フィルターが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体である空気調和機とするものである。吸着剤を担持した脱臭体に高温の空気を通気することにより、吸着剤から臭気が脱着し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を備えた空気調和機を実現できる。
【００１６】
第１１の発明は、請求項１０において、室内機通風路内の空気を室外に排気する排気機能を備え、クリーニング運転の実施中乃至は実施後に、前記排気手段を動作させる空気調和機とするものである。吸着剤を担持した脱臭体に高温の空気を通気させ、吸着剤から脱着した臭気を室外に排気することで、脱着した臭気成分により室内環境を著しく損ねることを更に緩和、あるいは防ぐことができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図であり、（ｂ）は脱臭体表面の拡大模式図である。脱臭体１は、担体３としてポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステル繊維やセルロース繊維などの有機繊維から構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体であり、通気方向２へ低い通気抵抗で通気することができる。
【００１９】
担体３は、物理吸着作用を有する吸着剤４（以下、本実施の形態では物理吸着剤４という）および触媒作用を有する酸化物５（以下、本実施の形態では触媒酸化物５という）を表面に担持する。物理吸着剤４や触媒酸化物５を担体３にアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により結合させ、担持されている。このときバインダを添加し、前記効果を高めると良いが、添加量が多い場合、吸着効果や触媒活性を低下させる原因となり、少ない場合、担体３との密着力が低下し、剥がれ落ちやすくなる。望ましくは、物理吸着剤４とバインダとの固形分が重量比で１：１〜２０：１程度である。また、バインダは無機系としてはナトリウムやカリウム成分を極力除去したコロイダルシリカ、リン酸アルミニウムなどが適しており、有機系としては水に酢酸ビニル、アクリル、エチレン、ビニルアルコール、変性ウレタンなどの樹脂粒子や、これらの樹脂からなる共重合樹脂粒子を分散させた水系エマルジョン型接着剤を用いるのが望ましい。この有機系バインダは、水を蒸発させることにより、樹脂粒子や共重合樹脂粒子の濃度が高くなり、そしてこれら粒子の表面同士がくっつき始め、粒子表面が互いに溶け合い、被膜を形成することで接着作用が発揮される。このように樹脂皮膜となるため、有機繊維に担持後も加工性に優れる一方で、無機系バインダより触媒性能は劣るという短所もある。
【００２０】
物理吸着剤４は、ゼオライト、シリカゲル、セピオライト、アルミナ、活性炭等の物理吸着作用を有する物質が用いられるが、臭気物質の吸脱着速度が速いゼオライトが最も望ましく、特にシリカ／アルミナ比が大きいため極性が小さい疎水性ゼオライトを用いるとよい。これにより、非極性の臭気分子も吸着するようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸脱着できるため、多様な臭気分子を吸脱着できる脱臭体を実現できる。また、ゼオライトやセピオライト等にはナトリウムやカリウム成分を極力除去した
ものを用いることが望ましい。これによりアルデヒド類からカルボン酸への転化率が向上する。
【００２１】
本実施の形態で用いた疎水性ゼオライトは０．１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。さらに、物理吸着剤４の形は図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は物理吸着剤４の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３へ担持されていると考えられる。脱臭体の表面に凹凸を設けることにより、単位体積あたりの表面積を増やすことができるようになり、より効果的である。
【００２２】
本実施の形態では、脱臭体１に有機繊維で構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体を用いたが、物理吸着剤４と触媒酸化物５との混合物を格子状に押出成型を行ったハニカム構造体を用いても良い。これにより、バインダを用いることがなくハニカム構造体全体を物理吸着剤４と触媒酸化物５とにすることができるので、吸着効果およびカルボン酸への転化率が高い脱臭体を実現できる。
【００２３】
触媒酸化物５は、コバルトを主成分とする酸化物でスピネル型の結晶構造のＣｏ３Ｏ４とすることが望ましい。その他、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属を加え、スピネル型構造の複合酸化物としても良い。これは、スピネル型構造の酸化物触媒がアルデヒド類を酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアルデヒド類をカルボン酸へ転化する性能が高く、カルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。また、本実施の形態で用いた触媒酸化物５も０．１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。さらに、触媒酸化物５の形も図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は触媒酸化物５の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３へ担持されていると考えられる。触媒酸化物５もアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により、担体３あるいは物理吸着剤４に担持されている。
【００２４】
次に担持方法について説明する。物理吸着剤４と触媒酸化物５との担体３への担持方法については、スプレーなどを用いた噴霧法、ディップ法などあるが、担体３が無機繊維の場合、物理吸着剤４と触媒酸化物５と必要に応じてバインダを水や溶剤などに分散させ、ハニカム構造体をそのスラリーに浸漬することで担持するディップ法が望ましい。また担体３が有機繊維の場合、抄紙工程中に有機繊維に加えて物理吸着剤４と触媒酸化物５とを混合しておくことで抄紙を行い、これらを担持させることができる。ディップ法の場合、粉末状の物理吸着剤４と触媒酸化物５とを分散させスラリーを作製するが、物理吸着剤４および触媒酸化物５の平均径は小さい方が望ましく、一次粒子の平均径で１μｍ以下程度が望ましい。さらには、なるべく凝集が起こらないように水や溶媒に分散させることが望ましく、必要に応じて分散剤を添加すると良い。
【００２５】
以下、脱臭体に対する実験例を示す。
（実験１）
疎水性ゼオライトと、四三酸化コバルトＣｏ３Ｏ４（以下、本実施の形態ではコバルト触媒Ａという）を水に分散させ、バインダとして固形分濃度２０ｗｔ％のナトリウムフリーのコロイダルシリカ（以下、本実施の形態ではバインダＡという）を加え、水と疎水性ゼオライトとコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＡという）を作製した。
【００２６】
また、疎水性ゼオライトと、コバルト触媒Ａを水に分散させ、バインダとしてナトリウム安定型コロイダルシリカ（以下、本実施の形態ではバインダＢという）を加え、水と疎水性ゼオライトとコバルト触媒ＡとバインダＢとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＢという）を作製した。
【００２７】
また、コバルト触媒Ａを水に分散させ、バインダＡを加え、水とコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が４：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＣという）を作製した。
【００２８】
次に、セルロース繊維からなるハニカム構造体（１２０×３６×ｔ１０、１６０セル／ｉｎｃｈ2）を３つ用意した（以下、本実施の形態ではそれぞれ、ハニカムＡ、ハニカムＢ、ハニカムＣという）。ハニカムＡをスラリーＡへ、ハニカムＢをスラリーＢへ、ハニカムＣをスラリーＣへ各々浸漬し、１３０℃での乾燥を２回繰り返し、各々に０．１ｇ／ｃｃで担持した。なおハニカムＢは、重量が９．８ｇで計算上ナトリウム分が約１ｗｔ％含有しているものである。
【００２９】
また、白金を３０ｍｇ担持したセルロース繊維からなるハニカム構造体と、マンガン：コバルトが３：１の複合酸化物を０．０５ｇ／ｃｃ担持したハニカム構造体（１２０×３６×ｔ１０、１６０セル／ｉｎｃｈ2）を用意した（以下、本実施例ではそれぞれハニカムＤ、Ｅという）。
【００３０】
作製した３種類および用意した２種類のハニカムサンプルそれぞれにアセトアルデヒドを空間速度（以下、ＳＶという）１２００、濃度１００ｐｐｍで連続通気を行い、入口側と出口側のアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフ（検出器ＦＩＤ）により測定した。また、出口側の酢酸濃度を検知管により測定した。結果を（表１）に示す。なお、ハニカムＡを用いた実験が実施例１、ハニカムＢを用いた実験が実施例２、ハニカムＣを用いた実験が実施例３、ハニカムＤを用いた実験が比較例１、ハニカムＥを用いた実験が比較例２である。
【００３１】
【表１】
【００３２】
（表１）より、コバルト触媒Ａはアセトアルデヒドを酢酸に変える触媒として働き、また白金などと比較して高い活性を有している。また、アセトアルデヒドから変わった酢酸はゼオライトに吸着保持されることが可能である。さらには、ナトリウムを含む実施例２は一度活性が落ち、また元に戻っている。これは、ナトリウムがイオン状態となり、コバルト触媒Ａ、酸素、アセトアルデヒド間の電子の授受を阻害するためであると考えられ、酢酸ナトリウムなどの化合物を形成することでカチオンが少なくなり、電子授受の影響をなくすことができると考えられる。
（実験２）
疎水性ゼオライトとコバルト触媒Ａを水に分散させ、バインダＡを加え、水と疎水性ゼオライトとコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＤという）と、活性炭とコバルト触媒Ａとを水に分散させ、バインダＡを加え、水と活性炭とコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＥという）を作製した。
【００３３】
次に、セルロース繊維からなるハニカム構造体（１２０×３６×ｔ１０、１６０セル／ｉｎｃｈ2）を２つ用意した（以下、本実施の形態ではそれぞれ、ハニカムＤ、ハニカムＥという）。ハニカムＤをスラリーＤへ、ハニカムＥをスラリーＥへ各々浸漬し、１３０℃での乾燥を２回繰り返し、各々に０．１ｇ／ｃｃで担持した。
【００３４】
作製した２種類のハニカムサンプルにファンを取り付け、各サンプルをそれぞれ１０ｐｐｍのアセトアルデヒド濃度に調整した４０Ｌ容器の中へ入れた。容器内の温度は約２０℃であった。２７０Ｌ／ｍｉｎの流量でサンプルを通過するようにファンを調整し、実験開始から６０分後の酢酸濃度を検知管により測定した。
【００３５】
実験後、それぞれのサンプルを容器から取り出し、臭気のない場所でファンを作動させ、約２０℃で４０分間通気を行った。その後、上記実験を行った。これら一連の実験、通気を１０回繰り返した。（表２）に実験結果を示す。なお、ハニカムＤを用いた実験が実施例４、ハニカムＥを用いた実験が比較例３である。なお「Ｎ．Ｄ」は検出限界（０．０５ｐｐｍ）以下を示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
（表２）より、実施例４については１０回目の酢酸濃度が０．１ｐｐｍと小さく、比較例３は１．０ｐｐｍと大きい。これは、ゼオライトは活性炭と比較して、通気により酢酸が脱着され再生率が高いことを示している。
【００３８】
これらより、酸化コバルト触媒とゼオライトによりアセトアルデヒドを常温で酢酸へと転化し、吸着除去できる脱臭体を実現でき、また通気による脱着で物理吸着作用を有する吸着剤を再生させることができるので、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭体を提供することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施例における脱臭体の模式図である。部屋あるいは車１０内部に脱臭装置１１が設置されている。脱臭装置１１は吸気手段１３と、吸気口１４と、脱臭用のフィルタ１５と、脱臭された空気を部屋に戻す導入口１７と、臭気を含む空気２０を部屋あるいは車内から排気する排気口１９からなる。また、導入口１７と排気口１９との間には、これらを切り替える切替弁１８がある。なお、本発明の脱臭装置は空気調和機や換気扇等に取り付けて、あるいは組み込んで用いることもできる。
【００４０】
吸気手段１３はシロッコファン、ターボファン、プロペラファン、クロスフローファン、貫流ファン等が一般の吸気手段として使用され、特に限定するものではない。本実施の形態ではプロペラファンを用いた。また、吸気手段１３はフィルター１５への送風手段としても用いることができる。
【００４１】
次に動作方法について説明する。部屋あるいは車１０内で臭気が発生した場合、脱臭装置１１は臭気を含む空気１２を吸気手段１３により吸気口１４を通して吸い込み、フィルタ１５を通り脱臭され、脱臭された空気１６は導入口１７を通り、部屋１０へ戻される。フィルタ１５が飽和吸着に達し、部屋あるいは車１０内に臭気がない場合、切替弁１８によって通気方向を室外へ排出する排気口１９側へ切り替え、吸気手段１３を作動させ通気させることにより、臭気が飽和吸着した物理吸着作用を有する吸着剤から臭気を脱着させ、脱着させた臭気を含む空気２０を室外あるいは車外へ排出することができる。
したがって、この動作を繰り返すことにより、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【００４２】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第１０および１１の実施の形体における空気調和機の冷凍サイクル構成図、図４は、同空気調和機の室内機の構成を示す概略断面図、図５は、同空気調和機の制御内容を示すブロック図である。
【００４３】
図３において、３０１は圧縮機、３０２は四方弁、３０３は室外熱交換器、３０４は減圧機、３０５は室内熱交換器であり、順次冷媒を通す冷媒配管で接続してヒートポンプ式の冷凍サイクルを形成している。また、３０６は室内熱交換器３０５に通風する送風手段となる室内ファン、３０７は室内熱交換器３０５を構成する配管（図示せず）の温度を検知する配管温センサ、３０８は室外熱交換器３０３に通風する室外ファンである。３０９は、室内と室外とを連通するダクト（図示せず）を介して、室内機３１３の通風路中の空気を室外に排出するための排気ファンである。圧縮機３０１と、四方弁３０２と、室外熱交換器３０３と、室外ファン３０８は、本実施の形態における空気調和機の室外機（図示せず）に内蔵されている。
【００４４】
室内機３１３は、図４に示すように、室内熱交換器３０５と、室内ファン３０６と、排気ファン３０９と、通風路を形成するケーシング３１０と、室内熱交換器３０５で熱交換された空気を吹き出す吹出部３１４に設けられ吹き出される風の向きを変える風向偏向羽根３１１と、通風路を通過する空気の臭気を除去する脱臭体のフィルタ３１２から構成されている。また、３１５は、空気調和機の運転をリモートコントロールするためのリモコンであり、ユーザがリモコン３１５上で様々な操作をおこなうことが可能となっている。
【００４５】
次に、上記構成による空気調和機の空調作用について説明する。
【００４６】
暖房運転時においては、圧縮機３０１で吸入し圧縮された冷媒は、四方弁３０２を経て室内熱交換器３０５に送られ、ここで凝縮液化する。室内熱交換器３０５を出た冷媒は減
圧機３０４で減圧され室外熱交換器３０３に導かれ、ここで冷媒が蒸発して室外空気（外気）から蒸発潜熱を奪い気化する。そして室外熱交換器３０３を経た冷媒は、再び四方弁３０２を経て圧縮機３０１に吸入される。
【００４７】
以上のように構成された空気調和機において、以下にその実施の形態について詳述する。
【００４８】
図４（ａ）は空気調和機の室内機３１３が空調運転をしている様子を概略断面図に示したものである。
【００４９】
ユーザがリモコン３１５を操作し、空気調和機の空調運転を指示すると、該指令を受け図５の３２０に示す室内機３１３に内蔵された制御装置により、配管温センサ３０７で室内熱交換器３０５の温度を検知しながら圧縮機３０１や四方弁３０２、室内ファン３０６、風向偏向羽根３１１などに必要に応じて制御信号が送られ空調運転を開始する。
【００５０】
このとき室内機３１３の据え付けられた室内に各種の臭気が存在している場合、吸込部から吹出部３１４に至る通風路中に配置されているフィルタ３１２によって室内の臭気成分を吸着除去することができる。
【００５１】
なお、空気調和機においては冷房運転中は室内機内部が多湿環境となるため、フィルタ３１２を構成する吸着剤は疎水性ゼオライトがもっとも望ましいが、吸着剤の種類はこれに限定するものではない。
【００５２】
次に、本実施の形態の空気調和機に設けられている、クリーニング運転機能について詳述する。
【００５３】
図５において、室内機３１３に内蔵された制御装置３２０は、室内熱交換器３０５を加熱する暖房運転をおこなうことにより、前記室内熱交換機３０５に付着した臭気の脱着乃至は室内機３１３の内部の乾燥もしくはヒートショックによりカビ類の繁殖を抑制するクリーニング運転をおこなわせる、クリーニング運転指示手段３２１を備えている。制御装置３２０からは、圧縮機３０１、室内ファン３０６、排気ファン３０９、風向偏向羽根３１１に必要に応じて制御信号が送られる。
【００５４】
空気調和機の運転中にリモコン３１５から停止指令が出されたとき、該指令を受けクリーニング運転指示手段３２１により、所定の温度Ｔ［℃］（例えば４０℃）を、クリーニング運転における室内熱交換器３０５の目標温度に設定し、クリーニング運転指示手段３２１により、配管温センサ３０７で室内熱交換器３０５の温度を検知しながら圧縮機３０１や室内ファン３０６を制御し、室内熱交換器３０５の温度を目標温度Ｔ［℃］に調節し、クリーニング運転を所定の時間Ｍ［分］（例えば６０分）おこなう。
【００５５】
このとき同時に、図４（ｂ）に示すように、臭気除去運転指示手段３２１により、吹出部３１４から吹き出される空気をショートサーキットさせる位置へ風向偏向羽根３１１の位置の制御をおこなう
この結果、室内機３１３の通風路を室内熱交換機３０５により加熱された空気が循環し、フィルタ３１２を高温の空気が通気することとなり、フィルタ３１２を構成する飽和吸着した物理吸着作用を有する吸着剤から臭気を脱着させることができる。
【００５６】
したがって、運転終了毎にクリーニング運転として暖房運転を実施することにより、空気調和機においてメンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を実現できる。
【００５７】
ここで示したのは、リモコン３１５から発せられた空気調和機の空調運転停止指令を受けて自動的にクリーニング運転としての暖房運転を実施する形態であるが、クリーニング運転の開始をユーザが手動で指示する形態や空調運転開始前にクリーニング運転を自動的に実施する形態など、クリーニング運転を実施するタイミングを任意に定めても同様の効果が期待できるのはいうまでもない。
【００５８】
こうしてクリーニング運転により、フィルタ３１２から臭気成分発生量が徐々に増加してくるが、このとき同時に臭気除去運転指示手段３２１により排気ファン３０９に運転指令を出し、室内機３１３の通風路内の空気を空気をダクトを介して室外に排気するようにすると、吹出部３１４から吹き出される空気は、風向偏向羽根３１１によりショートサーキットしており、また排気ファン３０９の動作により臭気成分が室外に放出され、臭気成分の室内放出を低下させることができるため、室内環境の快適性を損なうことなく、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を空気調和機に付加することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置は、上述したように生活空間で発生する臭気を吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドを常温で有害性の小さい酢酸へと転化し、吸着除去できる脱臭体を提供することができ、また人の手を煩わすことなく自動的に吸脱着を制御し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を提供することができる。
【００６０】
さらに、脱臭体は空気調和機、生ごみ処理機、ＶＯＣ分解機、介護用脱臭機などへ搭載することにより、メンテナンスフリーで長期間利用できる脱臭機能、有害物質分解機能を付加することができるものである。また、脱臭装置は部屋に設置された空気調和機や換気扇、車のカーエアコン等と連動させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体表面の拡大模式図
【図２】本発明の第２の実施の形態における脱臭装置を示す模式図
【図３】本発明の第３の実施の形態における空気調和機の冷凍サイクル構成図
【図４】本発明の第３の実施の形態における空気調和機の室内機の構成を示す概略断面図
【図５】本発明の第３の実施の形態における空気調和機の制御内容を示すブロック図
【符号の説明】
【００６２】
１ 脱臭体
２ 通気方向
３ 担体
４ 物理吸着作用を有する吸着剤
５ 触媒作用を有する酸化物
１０ 部屋あるいは車
１１ 脱臭装置
１２ 臭気を含む空気
１３ 吸気手段
１４ 吸気口
１５ フィルター
１６ 脱臭された空気
１７ 導入口
１８ 切替弁
１９ 排気口
２０ 臭気を含む空気
３０１ 圧縮機
３０２ 四方弁
３０３ 室外熱交換機
３０４ 減圧機
３０５ 室内熱交換機
３０６ 室内ファン
３０７ 配管温センサ
３０８ 室外ファン
３０９ 排気ファン
３１０ ケーシング
３１１ 風向偏向羽根
３１２ フィルタ
３１３ 室内機
３１４ 吹出部
３１５ リモコン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋や車などの生活空間の気体に含まれる臭気物質を吸着除去でき、特にタバコの主成分で、ＶＯＣの一種でもある有害性の高いアセトアルデヒドを有害性の小さい酢酸へ転化し、それを吸着除去することができる脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置および空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白金属を用いた触媒を高温（２００℃以上）で作動させ、臭気物質などを水や二酸化炭素などへ分解する白金系の熱触媒が広く知られている。また、特許文献１にはマンガンを主体とする遷移金属による複合酸化物を用いた脱臭用の触媒について開示されている。これによるとマンガンとコバルトの複合酸化物により、５０℃でアセトアルデヒドを８０％分解されるとしている。さらには、常温での臭気の分解触媒として、比表面積が大きな担体に光触媒を担持した光触媒脱臭フィルターとして特許文献２および特許文献３が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１８０１０８号公報
【特許文献２】特開平６−３４３８７５号公報
【特許文献３】特開２００３−５３１９６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、従来の白金系の触媒や特許文献１に開示の脱臭体では作動温度が高く、空気調和機や空気清浄機などに応用できないという課題があり、また光触媒は吸着剤などと比較して脱臭速度が遅いことや、光源が必要であるためサイズを小さくできない、コストが高い、耐衝撃性が弱いなどの課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドをＣｏ３Ｏ４を主成分とする酸化物触媒により常温で酢酸へ転化し、物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去できる脱臭体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】
本発明は、このような課題を解決するものであり、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する酸化物と、前記吸着剤および前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドをＣｏ３Ｏ４を主成分とする酸化物の触媒作用により常温で酢酸へ転化し、吸着剤により吸着除去できる脱臭体を実現できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の脱臭体は、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドを常温で有害性の小さい酢酸へと転化し、吸着除去できる脱臭体を提供することができる。また、本発明の脱臭装置は、人の手を煩わすことなく自動的に吸脱着を制御し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を提供することができる。さらに、本発明の空気調和機は、吸着剤を担持した脱臭体に高温の空気を通気することにより、吸着剤から臭気が脱着し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を備えた空気調和機を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する酸化物と、前記吸着剤および前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去でき、特に有害なアルデヒド類をＣｏ３Ｏ４を主成分とする酸化物の触媒作用により常温でカルボン酸へ転化し、吸着剤により吸着除去できる脱臭体を実現できる。
【０００８】
第２の発明は、吸着剤が疎水性ゼオライトである請求項１記載の脱臭体とするもので、シリカ分を高めたゼオライトは極性が小さくなるため、非極性の臭気分子を吸着できるようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸脱着できるようになるため、多様な臭気分子を吸着除去できる脱臭体を実現できる。
【０００９】
第３の発明は、担体が有機繊維から構成されるハニカム構造体である請求項１記載の脱臭体とするもので、耐衝撃性が高く、通気抵抗が小さく、比表面積が大きいため、圧損を抑え、臭気の吸脱着効率が高く衝撃に強い脱臭体を実現できる。
【００１０】
第４の発明は、酸化物が少なくとも吸着剤表面に担持されている請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体とするもので、さらに触媒作用を有する酸化物の分散性を高め、比表面積を大きくすることができ、また吸着剤と近接しているため転化により生成したカルボン酸を速やかに吸着剤へ移動させることで酸化物表面が清浄になるためにカルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。
第５の発明は、吸着剤へ吸着したカルボン酸は通気により脱着し、繰り返し使用可能な請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体とするもので、吸脱着しやすい吸着剤であるゼオライトを担持した脱臭体に通気することにより、飽和吸着に達したゼオライトが脱着再生され、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭体を実現できる。
【００１１】
第６の発明は、酸化物はスピネル型構造である請求項１もしくは請求項４記載の脱臭体とするもので、スピネル型構造の酸化物触媒がアルデヒド類を酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアルデヒド類をカルボン酸へ転化する性能が高く、カルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。
【００１２】
第７の発明は、酸化物中のナトリウムおよびカリウム成分は１ｗｔ％未満である請求項１、４、６いずれか１項に記載の脱臭体とするもので、ナトリウムやカリウムなどが陽イオンの状態で存在すると、電子の授受を阻害し触媒作用の低下をまねくため、その量を少なくすることでアルデヒド類をカルボン酸へ効率良く転化できる脱臭体を実現できる。
【００１３】
第８の発明は、アルデヒド類はアセトアルデヒドであり、カルボン酸は酢酸である請求項１記載の脱臭体とするもので、アセトアルデヒドはタバコや建材の接着剤等に多く含まれている発ガン性を有すると言われている有害な物質で、それを有害性が少ない酢酸に転化し、ゼオライトにより除去できる脱臭体を実現できる。
【００１４】
第９の発明は、少なくとも臭気を含む空気を導入する吸気口と、前記臭気を含む空気を吸気する吸気手段と、前記吸気手段により吸気した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルタと、前記フィルタにより脱臭された空気を室内あるいは車内へ導入する導入口と、前記フィルタから脱着した臭気を室外あるいは車外へ排気する排気口とを備え、前記フィルタが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体である脱臭装置とするもので、吸着剤を担持した脱臭体に通気することにより、飽和吸着に達した吸着剤から脱着した臭気が室外もし
くは車外に排気されることで、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【００１５】
第１０の発明は、吸込部から吹出部に至る通風路に、室内熱交換器と前記室内熱交換器にて温度調整された空気を室内に送り出す室内送風機と、吸入した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルターを備え、空気調和機の空調運転停止中に、室内熱交換器を加熱し、前記室内熱交換機により暖められた空気の少なくとも一部が室内機内を循環する、クリーニング運転機能を設け、前記フィルターが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体である空気調和機とするものである。吸着剤を担持した脱臭体に高温の空気を通気することにより、吸着剤から臭気が脱着し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を備えた空気調和機を実現できる。
【００１６】
第１１の発明は、請求項１０において、室内機通風路内の空気を室外に排気する排気機能を備え、クリーニング運転の実施中乃至は実施後に、前記排気手段を動作させる空気調和機とするものである。吸着剤を担持した脱臭体に高温の空気を通気させ、吸着剤から脱着した臭気を室外に排気することで、脱着した臭気成分により室内環境を著しく損ねることを更に緩和、あるいは防ぐことができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図であり、（ｂ）は脱臭体表面の拡大模式図である。脱臭体１は、担体３としてポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステル繊維やセルロース繊維などの有機繊維から構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体であり、通気方向２へ低い通気抵抗で通気することができる。
【００１９】
担体３は、物理吸着作用を有する吸着剤４（以下、本実施の形態では物理吸着剤４という）および触媒作用を有する酸化物５（以下、本実施の形態では触媒酸化物５という）を表面に担持する。物理吸着剤４や触媒酸化物５を担体３にアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により結合させ、担持されている。このときバインダを添加し、前記効果を高めると良いが、添加量が多い場合、吸着効果や触媒活性を低下させる原因となり、少ない場合、担体３との密着力が低下し、剥がれ落ちやすくなる。望ましくは、物理吸着剤４とバインダとの固形分が重量比で１：１〜２０：１程度である。また、バインダは無機系としてはナトリウムやカリウム成分を極力除去したコロイダルシリカ、リン酸アルミニウムなどが適しており、有機系としては水に酢酸ビニル、アクリル、エチレン、ビニルアルコール、変性ウレタンなどの樹脂粒子や、これらの樹脂からなる共重合樹脂粒子を分散させた水系エマルジョン型接着剤を用いるのが望ましい。この有機系バインダは、水を蒸発させることにより、樹脂粒子や共重合樹脂粒子の濃度が高くなり、そしてこれら粒子の表面同士がくっつき始め、粒子表面が互いに溶け合い、被膜を形成することで接着作用が発揮される。このように樹脂皮膜となるため、有機繊維に担持後も加工性に優れる一方で、無機系バインダより触媒性能は劣るという短所もある。
【００２０】
物理吸着剤４は、ゼオライト、シリカゲル、セピオライト、アルミナ、活性炭等の物理吸着作用を有する物質が用いられるが、臭気物質の吸脱着速度が速いゼオライトが最も望ましく、特にシリカ／アルミナ比が大きいため極性が小さい疎水性ゼオライトを用いるとよい。これにより、非極性の臭気分子も吸着するようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸脱着できるため、多様な臭気分子を吸脱着できる脱臭体を実現できる。また、ゼオライトやセピオライト等にはナトリウムやカリウム成分を極力除去した
ものを用いることが望ましい。これによりアルデヒド類からカルボン酸への転化率が向上する。
【００２１】
本実施の形態で用いた疎水性ゼオライトは０．１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。さらに、物理吸着剤４の形は図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は物理吸着剤４の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３へ担持されていると考えられる。脱臭体の表面に凹凸を設けることにより、単位体積あたりの表面積を増やすことができるようになり、より効果的である。
【００２２】
本実施の形態では、脱臭体１に有機繊維で構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体を用いたが、物理吸着剤４と触媒酸化物５との混合物を格子状に押出成型を行ったハニカム構造体を用いても良い。これにより、バインダを用いることがなくハニカム構造体全体を物理吸着剤４と触媒酸化物５とにすることができるので、吸着効果およびカルボン酸への転化率が高い脱臭体を実現できる。
【００２３】
触媒酸化物５は、コバルトを主成分とする酸化物でスピネル型の結晶構造のＣｏ３Ｏ４とすることが望ましい。その他、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属を加え、スピネル型構造の複合酸化物としても良い。これは、スピネル型構造の酸化物触媒がアルデヒド類を酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアルデヒド類をカルボン酸へ転化する性能が高く、カルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。また、本実施の形態で用いた触媒酸化物５も０．１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。さらに、触媒酸化物５の形も図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は触媒酸化物５の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３へ担持されていると考えられる。触媒酸化物５もアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により、担体３あるいは物理吸着剤４に担持されている。
【００２４】
次に担持方法について説明する。物理吸着剤４と触媒酸化物５との担体３への担持方法については、スプレーなどを用いた噴霧法、ディップ法などあるが、担体３が無機繊維の場合、物理吸着剤４と触媒酸化物５と必要に応じてバインダを水や溶剤などに分散させ、ハニカム構造体をそのスラリーに浸漬することで担持するディップ法が望ましい。また担体３が有機繊維の場合、抄紙工程中に有機繊維に加えて物理吸着剤４と触媒酸化物５とを混合しておくことで抄紙を行い、これらを担持させることができる。ディップ法の場合、粉末状の物理吸着剤４と触媒酸化物５とを分散させスラリーを作製するが、物理吸着剤４および触媒酸化物５の平均径は小さい方が望ましく、一次粒子の平均径で１μｍ以下程度が望ましい。さらには、なるべく凝集が起こらないように水や溶媒に分散させることが望ましく、必要に応じて分散剤を添加すると良い。
【００２５】
以下、脱臭体に対する実験例を示す。
（実験１）
疎水性ゼオライトと、四三酸化コバルトＣｏ３Ｏ４（以下、本実施の形態ではコバルト触媒Ａという）を水に分散させ、バインダとして固形分濃度２０ｗｔ％のナトリウムフリーのコロイダルシリカ（以下、本実施の形態ではバインダＡという）を加え、水と疎水性ゼオライトとコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＡという）を作製した。
【００２６】
また、疎水性ゼオライトと、コバルト触媒Ａを水に分散させ、バインダとしてナトリウム安定型コロイダルシリカ（以下、本実施の形態ではバインダＢという）を加え、水と疎水性ゼオライトとコバルト触媒ＡとバインダＢとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＢという）を作製した。
【００２７】
また、コバルト触媒Ａを水に分散させ、バインダＡを加え、水とコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が４：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＣという）を作製した。
【００２８】
次に、セルロース繊維からなるハニカム構造体（１２０×３６×ｔ１０、１６０セル／ｉｎｃｈ2）を３つ用意した（以下、本実施の形態ではそれぞれ、ハニカムＡ、ハニカムＢ、ハニカムＣという）。ハニカムＡをスラリーＡへ、ハニカムＢをスラリーＢへ、ハニカムＣをスラリーＣへ各々浸漬し、１３０℃での乾燥を２回繰り返し、各々に０．１ｇ／ｃｃで担持した。なおハニカムＢは、重量が９．８ｇで計算上ナトリウム分が約１ｗｔ％含有しているものである。
【００２９】
また、白金を３０ｍｇ担持したセルロース繊維からなるハニカム構造体と、マンガン：コバルトが３：１の複合酸化物を０．０５ｇ／ｃｃ担持したハニカム構造体（１２０×３６×ｔ１０、１６０セル／ｉｎｃｈ2）を用意した（以下、本実施例ではそれぞれハニカムＤ、Ｅという）。
【００３０】
作製した３種類および用意した２種類のハニカムサンプルそれぞれにアセトアルデヒドを空間速度（以下、ＳＶという）１２００、濃度１００ｐｐｍで連続通気を行い、入口側と出口側のアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフ（検出器ＦＩＤ）により測定した。また、出口側の酢酸濃度を検知管により測定した。結果を（表１）に示す。なお、ハニカムＡを用いた実験が実施例１、ハニカムＢを用いた実験が実施例２、ハニカムＣを用いた実験が実施例３、ハニカムＤを用いた実験が比較例１、ハニカムＥを用いた実験が比較例２である。
【００３１】
【表１】
【００３２】
（表１）より、コバルト触媒Ａはアセトアルデヒドを酢酸に変える触媒として働き、また白金などと比較して高い活性を有している。また、アセトアルデヒドから変わった酢酸はゼオライトに吸着保持されることが可能である。さらには、ナトリウムを含む実施例２は一度活性が落ち、また元に戻っている。これは、ナトリウムがイオン状態となり、コバルト触媒Ａ、酸素、アセトアルデヒド間の電子の授受を阻害するためであると考えられ、酢酸ナトリウムなどの化合物を形成することでカチオンが少なくなり、電子授受の影響をなくすことができると考えられる。
（実験２）
疎水性ゼオライトとコバルト触媒Ａを水に分散させ、バインダＡを加え、水と疎水性ゼオライトとコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＤという）と、活性炭とコバルト触媒Ａとを水に分散させ、バインダＡを加え、水と活性炭とコバルト触媒ＡとバインダＡとの比が８：１：１：１のスラリー（以下、本実施の形態ではスラリーＥという）を作製した。
【００３３】
次に、セルロース繊維からなるハニカム構造体（１２０×３６×ｔ１０、１６０セル／ｉｎｃｈ2）を２つ用意した（以下、本実施の形態ではそれぞれ、ハニカムＤ、ハニカムＥという）。ハニカムＤをスラリーＤへ、ハニカムＥをスラリーＥへ各々浸漬し、１３０℃での乾燥を２回繰り返し、各々に０．１ｇ／ｃｃで担持した。
【００３４】
作製した２種類のハニカムサンプルにファンを取り付け、各サンプルをそれぞれ１０ｐｐｍのアセトアルデヒド濃度に調整した４０Ｌ容器の中へ入れた。容器内の温度は約２０℃であった。２７０Ｌ／ｍｉｎの流量でサンプルを通過するようにファンを調整し、実験開始から６０分後の酢酸濃度を検知管により測定した。
【００３５】
実験後、それぞれのサンプルを容器から取り出し、臭気のない場所でファンを作動させ、約２０℃で４０分間通気を行った。その後、上記実験を行った。これら一連の実験、通気を１０回繰り返した。（表２）に実験結果を示す。なお、ハニカムＤを用いた実験が実施例４、ハニカムＥを用いた実験が比較例３である。なお「Ｎ．Ｄ」は検出限界（０．０５ｐｐｍ）以下を示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
（表２）より、実施例４については１０回目の酢酸濃度が０．１ｐｐｍと小さく、比較例３は１．０ｐｐｍと大きい。これは、ゼオライトは活性炭と比較して、通気により酢酸が脱着され再生率が高いことを示している。
【００３８】
これらより、酸化コバルト触媒とゼオライトによりアセトアルデヒドを常温で酢酸へと転化し、吸着除去できる脱臭体を実現でき、また通気による脱着で物理吸着作用を有する吸着剤を再生させることができるので、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭体を提供することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施例における脱臭体の模式図である。部屋あるいは車１０内部に脱臭装置１１が設置されている。脱臭装置１１は吸気手段１３と、吸気口１４と、脱臭用のフィルタ１５と、脱臭された空気を部屋に戻す導入口１７と、臭気を含む空気２０を部屋あるいは車内から排気する排気口１９からなる。また、導入口１７と排気口１９との間には、これらを切り替える切替弁１８がある。なお、本発明の脱臭装置は空気調和機や換気扇等に取り付けて、あるいは組み込んで用いることもできる。
【００４０】
吸気手段１３はシロッコファン、ターボファン、プロペラファン、クロスフローファン、貫流ファン等が一般の吸気手段として使用され、特に限定するものではない。本実施の形態ではプロペラファンを用いた。また、吸気手段１３はフィルター１５への送風手段としても用いることができる。
【００４１】
次に動作方法について説明する。部屋あるいは車１０内で臭気が発生した場合、脱臭装置１１は臭気を含む空気１２を吸気手段１３により吸気口１４を通して吸い込み、フィルタ１５を通り脱臭され、脱臭された空気１６は導入口１７を通り、部屋１０へ戻される。フィルタ１５が飽和吸着に達し、部屋あるいは車１０内に臭気がない場合、切替弁１８によって通気方向を室外へ排出する排気口１９側へ切り替え、吸気手段１３を作動させ通気させることにより、臭気が飽和吸着した物理吸着作用を有する吸着剤から臭気を脱着させ、脱着させた臭気を含む空気２０を室外あるいは車外へ排出することができる。
したがって、この動作を繰り返すことにより、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【００４２】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第１０および１１の実施の形体における空気調和機の冷凍サイクル構成図、図４は、同空気調和機の室内機の構成を示す概略断面図、図５は、同空気調和機の制御内容を示すブロック図である。
【００４３】
図３において、３０１は圧縮機、３０２は四方弁、３０３は室外熱交換器、３０４は減圧機、３０５は室内熱交換器であり、順次冷媒を通す冷媒配管で接続してヒートポンプ式の冷凍サイクルを形成している。また、３０６は室内熱交換器３０５に通風する送風手段となる室内ファン、３０７は室内熱交換器３０５を構成する配管（図示せず）の温度を検知する配管温センサ、３０８は室外熱交換器３０３に通風する室外ファンである。３０９は、室内と室外とを連通するダクト（図示せず）を介して、室内機３１３の通風路中の空気を室外に排出するための排気ファンである。圧縮機３０１と、四方弁３０２と、室外熱交換器３０３と、室外ファン３０８は、本実施の形態における空気調和機の室外機（図示せず）に内蔵されている。
【００４４】
室内機３１３は、図４に示すように、室内熱交換器３０５と、室内ファン３０６と、排気ファン３０９と、通風路を形成するケーシング３１０と、室内熱交換器３０５で熱交換された空気を吹き出す吹出部３１４に設けられ吹き出される風の向きを変える風向偏向羽根３１１と、通風路を通過する空気の臭気を除去する脱臭体のフィルタ３１２から構成されている。また、３１５は、空気調和機の運転をリモートコントロールするためのリモコンであり、ユーザがリモコン３１５上で様々な操作をおこなうことが可能となっている。
【００４５】
次に、上記構成による空気調和機の空調作用について説明する。
【００４６】
暖房運転時においては、圧縮機３０１で吸入し圧縮された冷媒は、四方弁３０２を経て室内熱交換器３０５に送られ、ここで凝縮液化する。室内熱交換器３０５を出た冷媒は減
圧機３０４で減圧され室外熱交換器３０３に導かれ、ここで冷媒が蒸発して室外空気（外気）から蒸発潜熱を奪い気化する。そして室外熱交換器３０３を経た冷媒は、再び四方弁３０２を経て圧縮機３０１に吸入される。
【００４７】
以上のように構成された空気調和機において、以下にその実施の形態について詳述する。
【００４８】
図４（ａ）は空気調和機の室内機３１３が空調運転をしている様子を概略断面図に示したものである。
【００４９】
ユーザがリモコン３１５を操作し、空気調和機の空調運転を指示すると、該指令を受け図５の３２０に示す室内機３１３に内蔵された制御装置により、配管温センサ３０７で室内熱交換器３０５の温度を検知しながら圧縮機３０１や四方弁３０２、室内ファン３０６、風向偏向羽根３１１などに必要に応じて制御信号が送られ空調運転を開始する。
【００５０】
このとき室内機３１３の据え付けられた室内に各種の臭気が存在している場合、吸込部から吹出部３１４に至る通風路中に配置されているフィルタ３１２によって室内の臭気成分を吸着除去することができる。
【００５１】
なお、空気調和機においては冷房運転中は室内機内部が多湿環境となるため、フィルタ３１２を構成する吸着剤は疎水性ゼオライトがもっとも望ましいが、吸着剤の種類はこれに限定するものではない。
【００５２】
次に、本実施の形態の空気調和機に設けられている、クリーニング運転機能について詳述する。
【００５３】
図５において、室内機３１３に内蔵された制御装置３２０は、室内熱交換器３０５を加熱する暖房運転をおこなうことにより、前記室内熱交換機３０５に付着した臭気の脱着乃至は室内機３１３の内部の乾燥もしくはヒートショックによりカビ類の繁殖を抑制するクリーニング運転をおこなわせる、クリーニング運転指示手段３２１を備えている。制御装置３２０からは、圧縮機３０１、室内ファン３０６、排気ファン３０９、風向偏向羽根３１１に必要に応じて制御信号が送られる。
【００５４】
空気調和機の運転中にリモコン３１５から停止指令が出されたとき、該指令を受けクリーニング運転指示手段３２１により、所定の温度Ｔ［℃］（例えば４０℃）を、クリーニング運転における室内熱交換器３０５の目標温度に設定し、クリーニング運転指示手段３２１により、配管温センサ３０７で室内熱交換器３０５の温度を検知しながら圧縮機３０１や室内ファン３０６を制御し、室内熱交換器３０５の温度を目標温度Ｔ［℃］に調節し、クリーニング運転を所定の時間Ｍ［分］（例えば６０分）おこなう。
【００５５】
このとき同時に、図４（ｂ）に示すように、臭気除去運転指示手段３２１により、吹出部３１４から吹き出される空気をショートサーキットさせる位置へ風向偏向羽根３１１の位置の制御をおこなう
この結果、室内機３１３の通風路を室内熱交換機３０５により加熱された空気が循環し、フィルタ３１２を高温の空気が通気することとなり、フィルタ３１２を構成する飽和吸着した物理吸着作用を有する吸着剤から臭気を脱着させることができる。
【００５６】
したがって、運転終了毎にクリーニング運転として暖房運転を実施することにより、空気調和機においてメンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を実現できる。
【００５７】
ここで示したのは、リモコン３１５から発せられた空気調和機の空調運転停止指令を受けて自動的にクリーニング運転としての暖房運転を実施する形態であるが、クリーニング運転の開始をユーザが手動で指示する形態や空調運転開始前にクリーニング運転を自動的に実施する形態など、クリーニング運転を実施するタイミングを任意に定めても同様の効果が期待できるのはいうまでもない。
【００５８】
こうしてクリーニング運転により、フィルタ３１２から臭気成分発生量が徐々に増加してくるが、このとき同時に臭気除去運転指示手段３２１により排気ファン３０９に運転指令を出し、室内機３１３の通風路内の空気を空気をダクトを介して室外に排気するようにすると、吹出部３１４から吹き出される空気は、風向偏向羽根３１１によりショートサーキットしており、また排気ファン３０９の動作により臭気成分が室外に放出され、臭気成分の室内放出を低下させることができるため、室内環境の快適性を損なうことなく、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を空気調和機に付加することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置は、上述したように生活空間で発生する臭気を吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドを常温で有害性の小さい酢酸へと転化し、吸着除去できる脱臭体を提供することができ、また人の手を煩わすことなく自動的に吸脱着を制御し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を提供することができる。
【００６０】
さらに、脱臭体は空気調和機、生ごみ処理機、ＶＯＣ分解機、介護用脱臭機などへ搭載することにより、メンテナンスフリーで長期間利用できる脱臭機能、有害物質分解機能を付加することができるものである。また、脱臭装置は部屋に設置された空気調和機や換気扇、車のカーエアコン等と連動させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体表面の拡大模式図
【図２】本発明の第２の実施の形態における脱臭装置を示す模式図
【図３】本発明の第３の実施の形態における空気調和機の冷凍サイクル構成図
【図４】本発明の第３の実施の形態における空気調和機の室内機の構成を示す概略断面図
【図５】本発明の第３の実施の形態における空気調和機の制御内容を示すブロック図
【符号の説明】
【００６２】
１ 脱臭体
２ 通気方向
３ 担体
４ 物理吸着作用を有する吸着剤
５ 触媒作用を有する酸化物
１０ 部屋あるいは車
１１ 脱臭装置
１２ 臭気を含む空気
１３ 吸気手段
１４ 吸気口
１５ フィルター
１６ 脱臭された空気
１７ 導入口
１８ 切替弁
１９ 排気口
２０ 臭気を含む空気
３０１ 圧縮機
３０２ 四方弁
３０３ 室外熱交換機
３０４ 減圧機
３０５ 室内熱交換機
３０６ 室内ファン
３０７ 配管温センサ
３０８ 室外ファン
３０９ 排気ファン
３１０ ケーシング
３１１ 風向偏向羽根
３１２ フィルタ
３１３ 室内機
３１４ 吹出部
３１５ リモコン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する酸化物と、前記吸着剤および前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体。
【請求項２】
吸着剤が疎水性ゼオライトである請求項１記載の脱臭体。
【請求項３】
担体が有機繊維から構成されるハニカム構造体である請求項１記載の脱臭体。
【請求項４】
酸化物が少なくとも吸着剤表面に担持されている請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体。
【請求項５】
吸着剤へ吸着したカルボン酸は通気により脱着し、繰り返し使用可能な請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体。
【請求項６】
酸化物はスピネル型構造である請求項１もしくは請求項４記載の脱臭体。
【請求項７】
酸化物中のナトリウムおよびカリウム成分は１ｗｔ％未満である請求項１、４、６いずれか１項に記載の脱臭体。
【請求項８】
アルデヒド類はアセトアルデヒドであり、カルボン酸は酢酸である請求項１記載の脱臭体。
【請求項９】
少なくとも臭気を含む空気を導入する吸気口と、前記臭気を含む空気を吸気する吸気手段と、前記吸気手段により吸気した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルタと、前記フィルタにより脱臭された空気を室内あるいは車内へ導入する導入口と、前記フィルタから脱着した臭気を室外あるいは車外へ排気する排気口とを備え、前記フィルタが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体である脱臭装置。
【請求項１０】
吸込部から吹出部に至る通風路に、室内熱交換器と前記室内熱交換器にて温度調整された空気を室内に送り出す室内送風機と、吸入した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルタを備え、空気調和機の空調運転停止中に、室内熱交換器を加熱し、前記室内熱交換機により暖められた空気の少なくとも一部が室内機内を循環する、クリーニング運転機能を設け、前記フィルタが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体であることを特徴とする空気調和機。
【請求項１１】
室内機通風路内の空気を室外に排気する排気機能を備え、クリーニング運転の実施中乃至は実施後に、前記排気手段を動作させることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機。
【請求項１】
物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する酸化物と、前記吸着剤および前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体。
【請求項２】
吸着剤が疎水性ゼオライトである請求項１記載の脱臭体。
【請求項３】
担体が有機繊維から構成されるハニカム構造体である請求項１記載の脱臭体。
【請求項４】
酸化物が少なくとも吸着剤表面に担持されている請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体。
【請求項５】
吸着剤へ吸着したカルボン酸は通気により脱着し、繰り返し使用可能な請求項１もしくは請求項２記載の脱臭体。
【請求項６】
酸化物はスピネル型構造である請求項１もしくは請求項４記載の脱臭体。
【請求項７】
酸化物中のナトリウムおよびカリウム成分は１ｗｔ％未満である請求項１、４、６いずれか１項に記載の脱臭体。
【請求項８】
アルデヒド類はアセトアルデヒドであり、カルボン酸は酢酸である請求項１記載の脱臭体。
【請求項９】
少なくとも臭気を含む空気を導入する吸気口と、前記臭気を含む空気を吸気する吸気手段と、前記吸気手段により吸気した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルタと、前記フィルタにより脱臭された空気を室内あるいは車内へ導入する導入口と、前記フィルタから脱着した臭気を室外あるいは車外へ排気する排気口とを備え、前記フィルタが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体である脱臭装置。
【請求項１０】
吸込部から吹出部に至る通風路に、室内熱交換器と前記室内熱交換器にて温度調整された空気を室内に送り出す室内送風機と、吸入した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルタを備え、空気調和機の空調運転停止中に、室内熱交換器を加熱し、前記室内熱交換機により暖められた空気の少なくとも一部が室内機内を循環する、クリーニング運転機能を設け、前記フィルタが請求項１〜８いずれか１項に記載の脱臭体であることを特徴とする空気調和機。
【請求項１１】
室内機通風路内の空気を室外に排気する排気機能を備え、クリーニング運転の実施中乃至は実施後に、前記排気手段を動作させることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１０５２１５（Ｐ２００７−１０５２１５Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９８６４６（Ｐ２００５−２９８６４６）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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