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JP2015202135A - Air cleaning system - Google Patents

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JP2015202135A
JP2015202135A JP2014081632A JP2014081632A JP2015202135A JP 2015202135 A JP2015202135 A JP 2015202135A JP 2014081632 A JP2014081632 A JP 2014081632A JP 2014081632 A JP2014081632 A JP 2014081632A JP 2015202135 A JP2015202135 A JP 2015202135A
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JP
Japan
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porous
powder
air
temperature
heating element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014081632A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大進 西出
Hiroyuki Nishide
大進 西出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neive Heat Co Ltd
Original Assignee
Neive Heat Co Ltd
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Publication date
Application filed by Neive Heat Co Ltd filed Critical Neive Heat Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air cleaning system that generates heat by energization, has a positive resistance-temperature characteristic, can set the Curie point temperature at any temperature, and can heat-efficiently clean the air in a short period of time.SOLUTION: The air cleaning system comprises: a heating-element housing-device 300 in which a porous-resistance molded-body 100 having a porosity within a range of 5% to 50% and having a positive resistance-temperature characteristic, obtained by mixing aluminum powder, graphite powder, gairome clay powder, and wood flour into a sintering raw-material mixture, adding, to the whole sintering raw-material mixture, water and/or binder that does not cause movement due to the difference in density, kneading the same, subjecting to molding by applying pressure, and subjecting to sintering the same, and a platinum group catalyst 19 dissolved with inorganic solvent and/or organic solvent are integrated together by melt-spraying metal onto both sides of the porous-resistance molded-body 100 to make it into electrode and have it support the platinum group catalyst, and housed in a housing 310; and a heat exchanger 400 in which a high-temperature cleaned-air is introduced from the housing 310 of the heating-element housing-device 300, and during the period until the cleaned-air is discharged, heat-energy is supplied to the to-be-clean treated air supplied to the housing 310 of the heating-element housing-device 300.

Description

本発明は、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する多孔質抵抗成型体を利用したものであり、この正の抵抗温度特性は、常温では抵抗値が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗値が増大するという抵抗温度特性を有しており、この正の抵抗温度特性は多孔質抵抗成型体として、触媒としての機能を高める触媒機能付の消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置に関するものである。この空気浄化装置は工場または車両の排ガス、排水、集塵、粉体、酪農の屎尿処理等に使用され、それら排ガス、排水、集塵、粉体、酪農のし尿処理等から消臭、除菌、特定物質の除去により浄化するのに使用される。 The present invention utilizes a porous resistance molded body having a positive temperature coefficient having the same characteristics as a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor. This positive resistance temperature characteristic has a low resistance value at room temperature, It has a resistance temperature characteristic that the resistance value suddenly increases when it reaches a predetermined temperature, and this positive resistance temperature characteristic is a porous resistance molded body, a deodorant with a catalyst function that enhances the function as a catalyst, The present invention relates to an air purification device that purifies by sterilization and removal of specific substances. This air purification device is used for exhaust gas, drainage, dust collection, powder, dairy manure treatment, etc. of factory or vehicle, and deodorization and sterilization from such exhaust gas, drainage, dust collection, powder, dairy manure treatment, etc. Used to purify by removing certain substances.

金属や金属酸化物・窒化物等の粉末を焼成してなる焼結体は、その緻密性から様々な分野での利用可能性があり、従来から多くの技術が開発されてきた。特に、金属材料としてのアルミニウム材料は、軽量、かつ、安価であり、加工性も良いことから、従来から焼結体を製造する原材料としてアルミニウム材料が検討されてきた。
しかし、アルミニウム材料は極めて酸化し易く、その表面に安定で硬い酸化皮膜が形成され易いため、これをそのまま焼結させても機械的強度の高い焼結体を得ることは困難であった。
にもかかわらず、本出願人は、先に、アルミニウム粉末を使用した焼結体の発明に係る特許文献1に記載の特許出願をした。この特許文献1に記載の焼結体の発明は、アルミニウム微粒子と有機バインダ及び/または無機バインダとを含有し、これらが均一に混合された焼結原料混合物を、常温でプレス成形し、非酸化雰囲気において1200℃〜1800℃の範囲内の温度で焼結したもので、これによって、優れた機械的強度を有する焼結体が得られた。
Sintered bodies obtained by firing powders of metals, metal oxides, and nitrides can be used in various fields because of their denseness, and many techniques have been developed. In particular, an aluminum material as a metal material is lightweight, inexpensive, and has good workability. Therefore, an aluminum material has been conventionally studied as a raw material for producing a sintered body.
However, since aluminum materials are very easily oxidized and a stable and hard oxide film is easily formed on the surface thereof, it is difficult to obtain a sintered body having high mechanical strength even if it is sintered as it is.
Nevertheless, the present applicant has previously filed a patent application described in Patent Document 1 relating to the invention of a sintered body using aluminum powder. The invention of the sintered body described in Patent Document 1 contains aluminum fine particles and an organic binder and / or an inorganic binder, and a sintered raw material mixture in which these are uniformly mixed is press-molded at room temperature and non-oxidized. It was sintered at a temperature in the range of 1200 ° C. to 1800 ° C. in an atmosphere, and thereby a sintered body having excellent mechanical strength was obtained.

特許文献1においては、1200℃〜1800℃の範囲内の温度で焼結したことから、得られる焼結体は主にアルミナ質となり、通電発熱はなく、抵抗体、抵抗発熱体等の用途に適した導電性は備えられていなかった。このため、アルミニウム材料を使用した焼結体として応用分野の拡大を図ることはできなかった。
また、従来から使用されている発熱体として、ニクロム合金、カンタル(ニッケル・クロム)合金等の金属材料や、炭化ケイ素(SiC)等のセラミック材料からなるものが開発されている。しかし、金属材料からなる発熱体は、液体加熱用の発熱体等として使用する場合において、金属の周囲にマグネシア等の絶縁物を配設し、更に、全体を金属シースで包む必要があることから、また、金属線によって面放熱させていたことから、発熱効率が低かった。一方、セラミック材料からなる発熱体においては、脆くて急激な温度変化による熱衝撃にも弱く、急速加熱や急速冷却は困難であった。
In Patent Document 1, since sintering is performed at a temperature in the range of 1200 ° C. to 1800 ° C., the obtained sintered body is mainly alumina, and does not generate heat and is used for resistors, resistance heating elements, and the like. There was no suitable conductivity. For this reason, the application field could not be expanded as a sintered body using an aluminum material.
Conventionally used heating elements have been developed that are made of a metal material such as a nichrome alloy or a cantal (nickel / chromium) alloy or a ceramic material such as silicon carbide (SiC). However, when a heating element made of a metal material is used as a heating element for liquid heating, an insulator such as magnesia needs to be disposed around the metal, and further, the whole needs to be wrapped with a metal sheath. In addition, the heat generation efficiency was low because the surface was radiated by a metal wire. On the other hand, a heating element made of a ceramic material is brittle and vulnerable to thermal shock caused by a rapid temperature change, and rapid heating and rapid cooling are difficult.

本発明者はそれ等の問題点を追求し、特許文献2で正の抵抗温度特性の発熱体の発明を提供した。
当該正の抵抗温度特性の発熱体は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔を設け、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極を具備し、前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正の抵抗温度特性を得たものである。
The present inventor pursued these problems, and in Patent Document 2, provided an invention of a heating element having a positive resistance temperature characteristic.
The heating element of the positive resistance temperature characteristic is provided with a plurality of through-holes together with outer shape molding by compression molding or extrusion molding of a sintering raw material mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder, It comprises a molded resistor obtained by sintering it and an electrode provided on the molded resistor, and the molded resistor has a low resistance at room temperature and a positive resistance whose resistance increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature. Since it has temperature characteristics, by forming a sintered raw material mixture formed by mixing aluminum powder, graphite powder, and clay powder for ceramics under pressure, these sintered raw material mixtures are strong. It becomes a dense solid state. Therefore, a high resistance positive resistance temperature characteristic is obtained by sintering in this state.

また、多孔質抵抗成型体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって前記焼結原料混合物は複合化されて、空隙を有する正の抵抗温度特性発熱体となり、かかる正の抵抗温度特性発熱体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正の抵抗温度特性発熱体となり、かかる多孔質の正の抵抗温度特性発熱体は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。 In addition, because graphite powder is mixed with the porous resistance molded body, the graphite powder adheres to the surface of the aluminum powder, and the aluminum powder is covered with the graphite powder. Even if it reaches, no sintering failure occurs in which the aluminum melts and is ejected to the surface, and the sintering raw material mixture is compounded by firing to form a positive resistance temperature characteristic heating element having voids. The resistance temperature characteristic heating element generates heat when energized. As a result, a porous positive resistance temperature characteristic heating element having high mechanical strength and resistance heating upon energization becomes a resistance heating element that can rise to a specific temperature. Can be used as

特に、こうして得られた正の抵抗温度特性の多孔質発熱体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正の抵抗温度特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、多孔質抵抗成型体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で多孔質抵抗成型体の抵抗分布を調節することによって、多孔質抵抗成型体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る正の抵抗温度特性の多孔質発熱体は、抵抗発熱体としての使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御用熱源として使用することができる。
In particular, the porous heating element having a positive resistance temperature characteristic obtained in this way has a high temperature rise rate by energization and a temperature decrease rate by energization release for a large volume, and the heat generation temperature becomes constant depending on the energization amount. Therefore, resistance control in the manufacturing process is easy. That is, by selecting the particle shape and particle size distribution of the raw material, adjusting its blending amount, and adjusting the pressure during molding to adjust the density of the positive resistance temperature characteristic heating element, Furthermore, by adjusting the sintering temperature to adjust the sintering density, the resistance value of the porous resistance molded body can be controlled to control the heat generation temperature due to energization. In addition, by adjusting the resistance distribution of the porous resistance molded body by adjusting the molding shape by the mold shape at the time of molding, adjustment of the filling amount at the time of molding, partial pressure adjustment at the time of molding, etc. A specific portion of the molded body can be heated to a specific temperature.
Therefore, the porous heating element having a positive resistance temperature characteristic according to the present invention is suitable for use as a resistance heating element, and particularly suitable for use as a heating element that is heated on the surface. In addition, it is chemically strong such as acid. In this way, a porous positive heating element having high mechanical strength and energizing heat generation and suitable for use as a resistance heating element is obtained. And, since it is resistant to heat shock and can be converted into water vapor instantly even when a water droplet is dropped, it can be used as a heat source for humidity control simultaneously with temperature control.

特開2012−36470JP2012-36470 特開2013−4367JP2013-4367

殊に、特許文献2は特許文献1の問題点を解決したものである。正の抵抗温度特性の発熱体における空隙は、本発明者が実験研究を重ねた結果、多孔質抵抗成型体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、多孔質抵抗成型体における空隙が少ないと、正の抵抗温度特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、多孔質抵抗成型体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用するにも、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この多孔質抵抗成型体の空隙は、形成した乾燥状態の多孔質抵抗成型体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、「パラフィン浸透装置(ULVAC DA−15D)」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、ここでは前者、後者の区別なく説明する。よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正の抵抗温度特性の発熱体が得られる。
このように、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい大電力に耐えられる正の抵抗温度特性が得られるものの、その空隙による表面面積が大きくなることが生かされておらず、その用途が電熱用に限られていた。また、正の抵抗温度特性の発熱体であることが生かされていなかった。
一般的に冷蔵庫、冷凍庫の問題として、冷蔵庫、冷凍庫に保管されている果物、野菜等から放出される微量なエチレンガスにより、保管している果物、野菜、生花等の腐敗を進行させる等の問題があったが、その冷蔵庫内、冷凍庫内の空気から消臭、除菌、特定物質の除去により浄化しようとすると、短時間で、かつ、熱効率よく触媒で処理させようとすると、冷蔵庫内、冷凍庫内に熱源を持ち込むことになり、その使用には無理があった。
In particular, Patent Document 2 solves the problem of Patent Document 1. The voids in the heating element having a positive resistance temperature characteristic are the result of repeated experiments by the inventor. As a result, the voids in the porous resistance molded body are sufficiently strong even if they are used as a resistance heating element within a predetermined range. In addition, it was found that energization heat generation can be secured. That is, when there are few voids in the porous resistance molded body, the resistance value of the positive resistance temperature characteristic heating element is small, and the heat generation by energization is impaired. On the other hand, when there are too many voids in the porous resistance-molded body, the strength is not sufficient for use as a resistance heating element, and the electrical conductivity is impaired.
The voids of this porous resistance molded body are measured by measuring the volume and weight of the formed porous resistance molded body in a dry state, measuring the weight in a state impregnated with water, and measuring the weight after drying again. The change in weight is replaced with porosity. Moreover, the paraffin was impregnated in the place deaerated in a vacuum by the “paraffin permeation apparatus (ULVAC DA-15D)” and calculated from the change in the weight, as a result, there was no significant difference. Therefore, here, the former and the latter will be described without distinction. Therefore, a heating element having a positive resistance temperature characteristic with good heat dissipation efficiency can be obtained without generating heat by energization and increasing the temperature above a predetermined temperature.
In this way, although positive resistance temperature characteristics that can withstand high power with good heat dissipation efficiency can be obtained without generating heat above the predetermined temperature, the surface area due to the voids can be increased. However, its use was limited to electric heating. Further, it has not been utilized as a heating element having a positive resistance temperature characteristic.
Generally, problems with refrigerators and freezers, such as the progress of decay of stored fruits, vegetables, fresh flowers, etc. due to a small amount of ethylene gas released from fruits, vegetables, etc. stored in refrigerators, freezers However, if you try to purify the air in the refrigerator or freezer by deodorizing, sterilizing, or removing specific substances, if you try to treat it with a catalyst in a short time and heat efficiently, It was impossible to use the heat source inside.

そこで、本発明は、かかる不具合を解決すべくなされたものであって、正の抵抗温度特性を有し、任意の温度にそのキュリー点温度を設定でき、所定の温度以上に温度上昇することなく、空気を浄化できる触媒機能を用いて短時間で、熱効率よく使用でき、消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置の提供を課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, has a positive resistance temperature characteristic, can set its Curie point temperature to an arbitrary temperature, and does not rise above a predetermined temperature. An object of the present invention is to provide an air purifying apparatus that can be used efficiently in a short time using a catalytic function capable of purifying air, and purifies by deodorization, sterilization, and removal of a specific substance.

請求項1の空気浄化装置は、アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダ0〜25wt%を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と、前記多孔質抵抗成型体の両側に金属を溶射させて形成した電極と、前記電極間に電圧を供給して前記多孔質抵抗成型体を過熱させ、前記多孔質抵抗成型体に担持させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒と、一体化した前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒を収容するハウジングとを具備する発熱体収容装置と、前記発熱体収容装置のハウジングから高温度の浄化空気を導入し、当該浄化空気が排出されるまでの間に、前記発熱体収容装置のハウジングに供給される浄化処理すべき空気に熱エネルギを供給する熱交換器を具備する。   The air purification device according to claim 1 is a sintered raw material mixture mixed by blending aluminum powder 30-50 wt%, graphite powder 5-10 wt%, clay powder 30-50 wt%, wood powder 0-10 wt%, and the whole On the other hand, water that does not move due to a difference in specific gravity and / or a binder of 0 to 25 wt% is added and kneaded, pressure is applied to form, and it is sintered and voids in the range of 5% to 50% And having a positive resistance temperature characteristic in which the resistance is low at normal temperature and increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature when energized, and metal on both sides of the porous resistance molding And a platinum group dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent carried on the porous resistance molded body by heating the porous resistance molded body by supplying a voltage between the electrodes. Integrated with the catalyst A heating element housing device comprising a porous resistance molded body and the electrode and a housing for housing the platinum group catalyst, and high-temperature purified air is introduced from the housing of the heating body housing device, and the purified air is discharged. In the meantime, a heat exchanger for supplying heat energy to the air to be purified supplied to the housing of the heating element housing device is provided.

前記多孔質抵抗成型体とは、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させたもので、更に正確には、通電したとき、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する電気特性を有するものである。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて900℃〜1200℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて900℃〜1200℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、900℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を900℃とし、また、1200℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を1200℃としたものである。
ここで、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が特定の配合により混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の多孔質抵抗成型体を得ることができる。また、木粉は多孔質の空隙に関係するだけではなく、焼結時の還元雰囲気にも効果あるが、多すぎると炉内を煤で劣化させる可能性があるので、少ないほうが良い。
また、粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物の多孔質抵抗成型体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、前記多孔質抵抗成型体に対して設けた1以上の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
The porous resistance molded body is a sintered raw material mixture mixed by blending with aluminum powder, graphite powder, clay powder, and wood powder, and kneaded by adding water to the whole, compression forming or extrusion molding More precisely, when it is energized, it has a low resistance at room temperature and has a positive resistance temperature characteristic that increases rapidly when it rises to a predetermined temperature. It has characteristics.
A sintering raw material mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder is kneaded by adding water and formed into an arbitrary shape by compression molding or extrusion molding using a mold. For example, it is formed and sintered in a temperature controlled electric furnace within a range of 900 ° C. to 1200 ° C. Sintering in the temperature controlled electric furnace in the range of 900 ° C. to 1200 ° C. is a result of repeated experiments by the inventors, and as a result, sufficient sintering is not performed at temperatures lower than 900 ° C., resulting in poor sintering. It was confirmed that the lower limit of the sintering temperature was 900 ° C., and when it exceeded 1200 ° C., it was confirmed that the obtained formed body had a high probability of not having positive characteristics. The upper limit of the sintering temperature is 1200 ° C.
Here, by forming a sintered raw material mixture in which aluminum powder, graphite powder, and clay powder for ceramics are mixed according to a specific composition, by applying pressure, these sintered raw material mixtures are strong and dense. It becomes a solid state. Moreover, you may use it, melt | dissolving a binder with respect to water. Therefore, by sintering in this state, a high-strength porous resistance molded body can be obtained. Wood powder is not only related to porous voids but also effective in a reducing atmosphere during sintering, but if it is too much, the inside of the furnace may be deteriorated with soot, so it is better to use less.
The clay powder is a clay powder for ceramics as a mineral powder, and for example, glazed clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, and ceramic stone powder are used. The powder of the above-mentioned clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, and porcelain is usually called mineral powder and is a clay powder for ceramics.
A porous resistance molded body of a sintering raw material mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder has a low resistance at room temperature, and a positive resistance temperature at which the resistance rapidly increases when the temperature rises to a predetermined temperature. Has characteristics. Further, the one or more through-holes provided in the porous resistance molded body are not particularly limited in cross-sectional shape, but those having a small air resistance and a large surface area are suitable.

ここで、アルミニウム粉は、例えば、アトマイズ法(噴霧式)によって製造された不規則な形状(針状、紡錘形状等)のものが使用される。レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が30μm〜75μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満であるもの、好ましくは、中位径が35μm〜65μmの範囲内であり、粒子径が100μm未満であるものである。   Here, as the aluminum powder, for example, those having an irregular shape (needle shape, spindle shape, etc.) manufactured by an atomizing method (spray type) are used. The median diameter measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 30 μm to 75 μm and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm, preferably the median diameter is in the range of 35 μm to 65 μm. Yes, the particle diameter is less than 100 μm.

ところで、JIS Z 8901「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数(または質量)が、全粉体のそれの50%を占めるときの粒子径(直径)、即ち、オーバサイズ50%の粒径であり、通常、メディアン径または50%粒子径といいD50と表わされる。定義的には、平均粒子径と中位径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した値である。
そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」とは、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が50%となる粒子径(D50)をいう。
なお、上記数値は、当然、測定等による誤差を含む値であり、数割の誤差を否定するものではない。この誤差の観点から見ると、正規分布に近似している限り、平均粒子径との差も僅少であり、平均粒子径=中位径と見做すことができる。
By the way, according to definitions of terms in the text and explanation of JIS Z 8901 “Test Powder and Test Particles”, the median diameter is the number (or mass) larger than a certain particle diameter in the particle size distribution of the powder. ) is the particle diameter when occupying 50% of its Zenkonatai (diameter), i.e., a particle size of oversized 50%, usually expressed as the median diameter or 50% particle size and good D 50. By definition, the size of the particle group is expressed by the average particle diameter and the median diameter, but here, it is a value measured by the display of the product description and the laser diffraction / scattering method.
The “median diameter measured by the laser diffraction / scattering method” is a particle whose cumulative weight part is 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus. This refers to the diameter (D 50 ).
Of course, the above numerical value is a value including an error due to measurement or the like, and does not deny an error of several percent. From the viewpoint of this error, as long as it approximates a normal distribution, the difference from the average particle diameter is very small, and it can be considered that the average particle diameter is equal to the median diameter.

また、「ふるい分け試験(ふるい試験法)」とは、JIS−Z−8801によって規定された目開きをもつ標準ふるいを用いて、測定対象となる粉末をふるい分けることによって粒度分布を測定する試験方法をいうものである。標準ふるいなどを用いて行う粒径,粒径分布を測定する方法のことである。粒径と、粒径分布の表現は、使用したふるいの目開き(μm)とふるい上残量(オーバサイズ)またはふるい下通過量(アンダーサイズ)の全体に対する比率で表される。   The “sieving test (sieving test method)” is a test method for measuring the particle size distribution by sieving the powder to be measured using a standard sieve having openings defined by JIS-Z-8801. It means something. It is a method of measuring particle size and particle size distribution using a standard sieve. The expression of the particle size and the particle size distribution is expressed as a ratio of the used sieve opening (μm) and the remaining amount on the sieve (oversize) or the amount passing under the sieve (undersize) to the whole.

そして、炭素粉は、例えば、熱伝導率が低く、高温下でも前記アルミニウム粉とは反応しない黒鉛粉が選択される。ここでは、前記アルミニウム粉の溶融点(668℃)より低い温度では状態変化しないものであればよく、例えば、黒鉛、カーボンブラック、活性炭、炭素繊維等の粉状物が挙げられる。カーボン質材料の繊維は、石油系ピッチから合成できる。更に、黒鉛粉体の純度は90%以上が好ましい。また、黒鉛粉は、人造黒鉛であっても、また天然黒鉛であってもよい。即ち、本発明の実施の形態で使用するのは、炭素粉は前記アルミニウム粉の溶融点より低い温度では状態変化しない炭素以外の混ざりもの及び炭素を含むものであり、通常の炭素粉では、必ず100%は存在していない。純度からすれば、ダイヤモンド、グラファイト、黒鉛の順で炭素の純度が低くなる。本発明では黒鉛等で実施する純度である。   As the carbon powder, for example, graphite powder that has low thermal conductivity and does not react with the aluminum powder even at high temperatures is selected. Here, any material that does not change its state at a temperature lower than the melting point (668 ° C.) of the aluminum powder may be used, and examples thereof include powdery materials such as graphite, carbon black, activated carbon, and carbon fiber. Carbonaceous material fibers can be synthesized from petroleum pitch. Further, the purity of the graphite powder is preferably 90% or more. The graphite powder may be artificial graphite or natural graphite. That is, the carbon powder used in the embodiment of the present invention contains a mixture other than carbon that does not change its state at a temperature lower than the melting point of the aluminum powder and carbon. 100% does not exist. In terms of purity, the purity of carbon decreases in the order of diamond, graphite, and graphite. In the present invention, it is the purity carried out with graphite or the like.

更に、上記アルミニウム粉、前記炭素粉、前記無機酸化物材料の粉末が比重の違いによって移動が生じない量の水及び/またはバインダを混合した焼結原料混合物は、圧力を加えて成形し、焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有するものと、前記アルミニウム粉、前記炭素粉、前記無機酸化物材料の粉末を概略的に特定し、かつ、電気的抵抗体として通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と特定したものである。バインダはポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,PVA)の水溶液の30%液を水0〜25wt%として使用しています。
加えて、前記多孔質抵抗成型体に充填させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒とは、元素のうち周期表において、第5周期及び第6周期、第8、9、10族に位置する元素、即ち、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等の総称であり、ここではそれらのうちから選択した触媒であり、それを無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かしたものである。
Furthermore, the sintering raw material mixture in which the aluminum powder, the carbon powder, and the powder of the inorganic oxide material are mixed with an amount of water and / or a binder that does not move due to the difference in specific gravity is formed by applying pressure, When the gap between 5% to 50% and the powder of the aluminum powder, the carbon powder, and the inorganic oxide material are roughly specified and energized as an electrical resistor This is a porous resistance molded body having a positive resistance temperature characteristic in which the resistance value is low at room temperature and the resistance value increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature. The binder uses 30% of polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution as 0-25 wt% water.
In addition, the platinum group catalyst dissolved in the inorganic solvent and / or organic solvent filled in the porous resistance molded body is the fifth period, the sixth period, the eighth, ninth, tenth in the periodic table among the elements. It is a generic term for elements located in the group, that is, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, etc., whose physical properties and chemical properties are very similar to each other, and here is a catalyst selected from them, It is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent.

上記多孔質抵抗成型体の両側に金属を溶射させて形成した電極は、前記多孔質抵抗成型体の端部に形成されたもので、端面または外面の一部と端面または内面の一部と端面または端面または外面の一部、内面の一部とすることもできる。いずれにせよ、抵抗発熱できる面積が得られれば良い。
ここで、前記多孔質抵抗成型体の両端に形成した前記電極は、金属の溶射によって形成した電極膜であるから、多孔質抵抗成型体との接続が表面積を大な条件で接合形成でき、電極膜側の抵抗値を小さくでき、長時間の使用に際しても、電極膜の劣化が生じ難い。前記多孔質抵抗成型体に設けた両側の電極は、金属の溶射によって形成したものであり、少なくとも金属の溶射によって形成した電極膜が必要であることを意味するものであり、ここには銅電極リード及び電極端子を省略することも、接続することもできる。
また、上記発熱体収容装置は、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒を一体とし、それをハウジングに収容するもので、当該ハウジング内には、一体とした前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒が何本収納されていてもよいし、何本化を束に結束してもよい。この際のハウジングは、1重でも2重でもよい。特に、前記発熱体収容装置は、冷凍庫、冷蔵庫等の浄化しようとする空間の内部に設置するものではなく、外部に設置することにより熱エネルギの無駄を排除することができる。
そして、上記熱交換器は、前記発熱体収容装置のハウジングから高温度の消臭、除菌、特定物質の除去により浄化した浄化空気を導入し、当該浄化空気が熱交換器から排出されるまでの間に、前記発熱体収容装置のハウジングに供給されるこれから消臭、除菌、特定物質の除去する浄化処理すべき被浄化空気に熱エネルギを与えるものである。この前記熱交換器も、冷凍庫、冷蔵庫等の浄化しようとする空間の内部に設置するものではなく、外部に設置することにより熱エネルギ損失を排除することができる。
The electrode formed by spraying metal on both sides of the porous resistance molded body is formed at the end of the porous resistance molded body, and is formed at an end face or a part of the outer surface and an end face or a part of the inner face and the end face. Or it can also be made into a part of end surface or an outer surface, and a part of inner surface. In any case, it is sufficient if an area capable of generating resistance is obtained.
Here, since the electrodes formed at both ends of the porous resistance molded body are electrode films formed by metal spraying, the connection with the porous resistance molded body can be formed by bonding under a large surface area. The resistance value on the film side can be reduced, and the electrode film hardly deteriorates even when used for a long time. The electrodes on both sides provided in the porous resistance molded body are formed by metal spraying, which means that at least an electrode film formed by metal spraying is required. Leads and electrode terminals can be omitted or connected.
Further, the heating element housing device is one in which the porous resistance molded body, the electrode, and the platinum group catalyst are integrated and accommodated in a housing, and the porous resistance molding is integrated in the housing. Any number of the body, the electrodes, and the platinum group catalyst may be accommodated, and any number of the platinum group catalysts may be bundled together. The housing at this time may be single or double. In particular, the heating element housing device is not installed inside a space to be purified, such as a freezer or a refrigerator, but can be eliminated from the heat energy by being installed outside.
The heat exchanger introduces purified air purified by high temperature deodorization, sterilization, and removal of a specific substance from the housing of the heating element housing device until the purified air is discharged from the heat exchanger. In the meantime, heat energy is given to the air to be purified which is supplied to the housing of the heating element housing device and which should be subjected to deodorization, sterilization and removal of specific substances. This heat exchanger is not installed inside the space to be purified, such as a freezer or a refrigerator, but it can eliminate heat energy loss by installing it outside.

請求項2の空気浄化装置は、更に、前記熱交換器から浄化空気を吸引または前記熱交換器に被浄化空気を供給する送風機を配設したものである。
ここで、前記熱交換器から浄化空気を吸引または前記熱交換器に被浄化空気を供給する送風機は、前記熱交換器に設置することにより、送風機が有機物は300℃、無機物は500℃とする温度環境化で使用されることがないから、絶縁劣化等の生じない温度の低い環境で使用可能となるものである。
The air purification apparatus according to claim 2 further includes a blower that sucks purified air from the heat exchanger or supplies purified air to the heat exchanger.
Here, a blower that sucks purified air from the heat exchanger or supplies purified air to the heat exchanger is installed in the heat exchanger, so that the blower has an organic substance of 300 ° C. and an inorganic substance of 500 ° C. Since it is not used in a temperature environment, it can be used in an environment with a low temperature where insulation deterioration does not occur.

請求項3の空気浄化装置の前記熱交換器は、前記発熱体収容装置1台に対し、複数台とし、しかも、前記熱交換器内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換として設定したものである。
ここで、2台の前記熱交換器は互いに独立し、前記熱交換器を構成する構成部品の間の熱伝導を禁止するものであり、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換を行うものである。この際の熱交換は、熱的に均衡が保たれる温度となる。
The heat exchanger of the air purification device according to claim 3 has a plurality of heat exchangers for one heating element housing device, and the air flow for heat exchange in the heat exchanger purifies with the purified air flow. This is set as heat exchange with the air flow.
Here, the two heat exchangers are independent of each other and prohibit heat conduction between the components constituting the heat exchanger, and exchange heat between the purified air flow and the air flow to be purified. Is to do. The heat exchange at this time is a temperature at which thermal equilibrium is maintained.

請求項4の空気浄化装置の前記熱交換器は、前記発熱体収容装置1台に対し、複数台とし、しかも、前記熱交換器内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換並びに外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換として設定したものである。
したがって、前記発熱体収容装置1台に対し、少なくとも1台の熱交換器は浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換を行うものであり、また、他の熱交換器は外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換するものであり、両熱交換器は構成部品を独立させているから、この間の熱伝導は遮断され、前記発熱体収容装置の浄化された空気の温度が高くても、外気温まで下げることができる。特に、なお、外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換する熱交換器は、単に放熱手段と解釈することもできる。
5. The heat exchanger of the air purification device according to claim 4, wherein a plurality of heat exchangers are provided for one heating element housing device, and the air flow that exchanges heat in the heat exchanger purifies the purified air flow. Heat exchange with the air stream to be cleaned and heat exchange between the outside air and the purified air stream or between the outside air and the air stream to be purified.
Therefore, at least one heat exchanger performs heat exchange between the purified air flow and the air flow to be purified with respect to one heating element housing device, and the other heat exchangers are connected to the outside air. The heat exchange between the purified air flow or the outside air and the air flow to be purified is performed. Since both heat exchangers have independent components, the heat conduction between them is cut off, and the heating element housing device is purified. Even if the air temperature is high, it can be lowered to the outside temperature. In particular, a heat exchanger for exchanging heat between the outside air and the purified air flow or between the outside air and the air flow to be purified can be simply interpreted as a heat dissipation means.

請求項5の空気浄化装置の触媒機能付多孔質発熱体は、更に、前記焼結原料混合物が、半導体である金属シリコン粉5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合したものである。
ここで、上記金属シリコン粉5〜10wt%は、酸化しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉0〜10wt%は、抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン粉及び鉄粉の混合は、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
In the porous heating element with a catalytic function of the air purification device according to claim 5, the sintered raw material mixture is a mixture of metal silicon powder 5 to 10 wt% and iron powder 0 to 10 wt% as a semiconductor.
Here, the metal silicon powder of 5 to 10 wt% increases the current-carrying stability to ensure the current-carrying property as a material that does not oxidize. Moreover, 0-10 wt% of iron powder can be used for resistance value control which functions as a resistor, and can exhibit the stable performance as a heat generating body. However, the mixing of the metal silicon powder and the iron powder is not recommended to be mixed in a large amount because the property as a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor is deteriorated.

請求項6の空気浄化装置の前記白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含むパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムからなる2層を構成する構造とすることができる。   The platinum group catalyst of the air purification device according to claim 6 is palladium, or an alloy composed of a combination containing palladium such as palladium and platinum, palladium and silver, palladium and ruthenium, palladium and rhodium, or palladium containing palladium. It can be set as the structure which comprises two layers which consist of platinum, palladium and silver, palladium and ruthenium, palladium and rhodium.

請求項7の空気浄化装置の前記白金族触媒は、エタノール40〜50wt%、ノルマルプロピルアルコール5〜10wt%、パラジュウム5wt%以下、メタノール0.5〜3wt%、分散樹脂0.5wt%以下、残余を水として配合したものである。   The platinum group catalyst of the air purification device according to claim 7 is ethanol 40 to 50 wt%, normal propyl alcohol 5 to 10 wt%, palladium 5 wt% or less, methanol 0.5 to 3 wt%, dispersion resin 0.5 wt% or less, residual Is formulated as water.

ここで、白金族触媒のパラジュウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸ができ、前記多孔質抵抗成型体の表面に塗布とその乾燥をすることができる。基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かしたものであればよい。   Here, platinum, which is a platinum group catalyst, uses ethanol, normal propyl alcohol, methanol, and water as solvents, so it can be easily applied and impregnated, and can be applied to the surface of the porous resistance molded body and dried. it can. Basically, any palladium may be used as long as it is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent.

請求項1の発明にかかる空気浄化装置は、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダを加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に対し、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒を担持付着させ、それを乾燥させたものである。
したがって、焼結された多孔質抵抗成型体は5%〜50%の範囲内の空隙を有しているから、その表面積は広くなり、その表面を白金族触媒として使用するものであるから、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。実験でも、常温で白金族触媒が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は300℃以下で、無機物についても650℃以下で消臭除去できることが確認された。
The air purifying apparatus according to the invention of claim 1 is a sintered raw material mixture mixed by mixing aluminum powder, graphite powder, clay powder, and wood powder, and water that does not move due to a difference in specific gravity with respect to the whole. And / or a binder and kneading, forming by applying pressure, sintering and having a void in the range of 5% to 50%, and when energized, the resistance value is low at room temperature, A porous resistance molded body with a positive resistance temperature characteristic whose resistance value increases rapidly when the temperature rises, and a platinum group catalyst dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent is supported and adhered, and then dried. It is.
Therefore, since the sintered porous resistance molded body has voids in the range of 5% to 50%, the surface area becomes wide and the surface is used as a platinum group catalyst. The reaction rate can be increased and the reaction efficiency can be increased. Also in the experiment, a deodorizing effect was confirmed for a substance on which a platinum group catalyst acts at room temperature, and it was possible to deodorize at high speed by heating the catalyst. Regarding the deodorizing effect, it was confirmed that the organic substance can be deodorized at 300 ° C. or less and the inorganic substance can be removed at 650 ° C. or less.

前記多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。
即ち、焼結原料混合物において、例えば、アルミニウム粉の含有量が30wt%未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が50wt%を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出するという焼結不良が生じ易くなる。アルミニウム粉30〜50wt%であるから、通電性が維持でき、焼結不良も生じ難い。
また、例えば、黒鉛粉の含有量が5wt%未満であると、黒鉛粉が極めて少な過ぎてアルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が10wt%を超えると、黒鉛粉が多過ぎて多孔質抵抗成型体の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。黒鉛粉の含有量が5〜10wt%であるから、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良や、多孔質抵抗成型体の強度が低下しない。
そして、陶磁器用の粘土粉の含有量が、例えば、30wt%未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の粘土粉の含有量が50wt%を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれるが、本発明はその範囲内に設定しているから、それらの問題が生じない。
The porous resistance molded body is a sintered raw material mixture mixed by blending with aluminum powder, graphite powder, clay powder, and wood powder, and kneaded by adding water to the whole, by compression molding or extrusion molding Since it is molded, dried and then sintered, the following effects are obtained.
That is, in the sintered raw material mixture, for example, if the content of aluminum powder is less than 30 wt%, the aluminum powder is too small and the electrical conductivity is impaired. On the other hand, when the content of aluminum powder exceeds 50 wt%, the portion of the aluminum powder that is not covered with graphite powder increases, which tends to cause a sintering failure in which molten aluminum is ejected to the surface in the firing process. Become. Since it is 30-50 wt% of aluminum powder, electroconductivity can be maintained and it is hard to produce poor sintering.
Also, for example, if the content of graphite powder is less than 5 wt%, the portion of the aluminum powder that is too small to be covered with the graphite powder increases, so that the aluminum melted in the firing process becomes the surface. It becomes easy to produce the sintering defect which spouts. On the other hand, if the content of the graphite powder exceeds 10 wt%, the graphite powder is too much to reduce the strength and purity of the porous resistance molded body. Is missing. Since the content of the graphite powder is 5 to 10 wt%, the sintering failure in which aluminum is ejected to the surface and the strength of the porous resistance molded body do not decrease.
And if the content of clay powder for ceramics is less than 30 wt%, for example, there is too little clay powder for ceramics, the resistance value of the resulting molded resistor is reduced, and the resistance heating of the porous heating element When used as a body, the energization heat generation is insufficient. On the other hand, when the content of the clay powder for ceramics exceeds 50 wt%, the clay powder for ceramics is too much and the electrical conductivity is impaired. However, since the present invention is set within the range, those problems Does not occur.

更に、木粉は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉が入っていなくても多孔質抵抗成型体を得ることはできる。通常、0〜10wt%配合するのが望ましい。したがって、この発明の正の抵抗温度特性の発熱体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、前記焼結原料混合物において、前記アルミニウム粉の含有量が40wt%〜45wt%の範囲内であり、前記黒鉛粉の含有量が5wt%〜10wt%の範囲内であり、前記鉱物質粉(陶磁器用の粘土粉)の含有量が40wt%〜45wt%の範囲内あることによって、更に確実に多孔質の正の抵抗温度特性の発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
Further, wood powder obtained by finely pulverizing wood chips with a pulverizer is used, but a whisker-like one is preferably used. For example, by using whisker-like wood powder, raw materials such as aluminum powder, graphite powder, and clay-like clay powder are entangled in whisker-like crevice-like gaps, so that the filling property of the raw material is increased and pressure is increased in the molding process. Although the product produced by applying is made strong and dense, a porous resistance molded body can be obtained even without wood powder. Usually, it is desirable to mix 0 to 10 wt%. Therefore, according to the heating element having the positive resistance temperature characteristic of the present invention, it is surely high in strength and energizing heat generation and high in purity.
In the sintered raw material mixture, the aluminum powder content is in the range of 40 wt% to 45 wt%, the graphite powder content is in the range of 5 wt% to 10 wt%, and the mineral powder ( Since the content of the clay powder for ceramics) is in the range of 40 wt% to 45 wt%, it is possible to more reliably ensure high strength and purity as well as energization exothermicity in a porous positive resistance temperature characteristic heating element. More preferred.

そして、前記多孔質抵抗成型体に付着させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒は、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等が使用でき、ここではそれらのうちから選択した触媒を、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから製造が簡単である。
更に、一体化した前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒を収容するハウジングを具備する発熱体収容装置は、前記電極間に電圧を印加することにより、温度を制御でき、かつ、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒を一体としたものをハウジングに収容しているから、熱損失を少なく抑えることができる。
更にまた、前記熱交換器は前記発熱体収容装置のハウジングから高温度の浄化空気を導入し、当該浄化空気が排出されるまでの間に、前記発熱体収容装置のハウジングに供給される浄化処理すべき空気に熱エネルギを供給するものであるから、前記発熱体収容装置の内部のみを高温度とするものであるから熱エネルギの損失が少ない。
加えて、前記多孔質抵抗成型体は通電により高温度の触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速めることができる。また、白金族触媒は電気的に多孔質抵抗成型体を短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体が多孔質抵抗成型体を形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、前記多孔質抵抗成型体から白金族触媒に通電されることがない。
また、通電により高温度で触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速める場合に好適である。また、白金族触媒は電気的に多孔質抵抗成型体を短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体が多孔質抵抗成型体を形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、前記多孔質抵抗成型体から白金族触媒に通電されることがない。
And, the platinum group catalyst dissolved in the inorganic solvent and / or organic solvent attached to the porous resistance molded body, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, whose physical properties and chemical properties are similar to each other, Platinum or the like can be used, and here, the catalyst selected from them is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent, dipped, applied, and dried, so that the production is simple.
Furthermore, the heating element housing device including the integrated porous resistance molded body and the housing housing the electrode and the platinum group catalyst can control the temperature by applying a voltage between the electrodes, and Since the housing in which the porous resistance molded body, the electrode, and the platinum group catalyst are integrated is housed in a housing, heat loss can be reduced.
Furthermore, the heat exchanger introduces high-temperature purified air from the housing of the heating element housing device, and the purification process supplied to the housing of the heating element housing device until the purified air is discharged. Since heat energy is supplied to the air to be heated, only the inside of the heating element housing device is heated to a high temperature, so there is little loss of heat energy.
In addition, since the porous resistance molded body can use a high-temperature catalyst by energization, the speed of the chemical reaction of a specific substance to be treated with the catalyst can be increased. In addition, since the platinum group catalyst does not electrically short-circuit the porous resistance molded body, it can be used stably. In particular, the platinum group catalyst can be reduced in concentration and when the aluminum powder forms a porous resistance molded body, it becomes aluminum oxide and exhibits insulating properties, so that the platinum group catalyst is energized from the porous resistance molded body. There is nothing to do.
Further, since the catalyst can be used at a high temperature by energization, it is suitable for increasing the speed of the chemical reaction of the specific substance to be treated with the catalyst. In addition, since the platinum group catalyst does not electrically short-circuit the porous resistance molded body, it can be used stably. In particular, the platinum group catalyst can be reduced in concentration and when the aluminum powder forms a porous resistance molded body, it becomes aluminum oxide and exhibits insulating properties, so that the platinum group catalyst is energized from the porous resistance molded body. There is nothing to do.

なお、発明者の行った本実施の形態の消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置による消臭試験では、他社の同一風量の電熱ヒータを用いた脱臭装置に比較して消費電力量が約1/5〜1/3になり、脱臭する空気浄化装置の大きさも約1/5〜1/3になることが確認された。特に、本願発明の実施の形態の空気浄化装置では、特定の温度に上昇する個所が限られた範囲であることから消費電力が少なくてすみ、また、通過する被浄化空気との接触面積が広い面積で行われるので、他社製品に比較して約1/5〜1/3に小型化した商品とすることができた。
これらのことから、閉鎖された室内の臭気を外に排出する場合に使用でき、また、動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合にも使用でき、そして、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等にも使用できることが確認された。特に、触媒は、前記多孔質抵抗成型体の膨大な表面の凹凸と微細な通気孔にガッチリ担持され、その中を通過する有害ガス(悪臭)、雑菌、カビ菌は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅することが確認された。この確認により、白金族触媒は従来から自動車の排ガス(炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物)等の分解・浄化に使用されていることは周知の事実であるものの、有毒ガスや微生物を水と炭酸ガスに酸化分解する機能も有していると推定できる。
In addition, in the deodorization test with the air purification device that purifies by deodorization, sterilization, and removal of specific substances of the present embodiment performed by the inventor, compared with the deodorization device using the electric heater of the same air volume of other companies. It was confirmed that the amount of power consumption was about 1/5 to 1/3, and the size of the air purifying device to be deodorized was also about 1/5 to 1/3. In particular, in the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention, since the portion where the temperature rises to a specific temperature is in a limited range, the power consumption can be reduced, and the contact area with the air to be purified passing therethrough is wide. Since it is performed in the area, it was possible to make the product downsized to about 1/5 to 1/3 compared with the products of other companies.
Therefore, it can be used to discharge odors in closed rooms to the outside, and can also be used to circulate air in rooms such as animal houses and nursing homes, and removes ethylene gas from the refrigerator. It was confirmed that it can be used for deodorization, removal of germs and the like. In particular, the catalyst is firmly supported by the enormous surface irregularities and fine vents of the porous resistance molded body, and harmful gases (bad odors), germs, and fungi passing through it are oxidized into water and carbon dioxide. It was confirmed that it was decomposed and disappeared. Although it is a well-known fact that platinum group catalysts have been used for the decomposition and purification of automobile exhaust gases (hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides) and the like by this confirmation, toxic gases and microorganisms are It can be estimated that it also has a function of oxidizing and decomposing into carbon dioxide gas.

また、本実施の形態の消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置で使用する焼結された多孔質抵抗成型体の空隙は5%〜50%としているが、多孔質抵抗成型体自体の実用的な機械的強度及び触媒の担持される機械的強度、温度上昇させる部分的な範囲の熱伝導、被浄化空気との接触面積の広さ等を考慮すると、焼結された多孔質抵抗成型体の空隙は30%〜40%の範囲が好ましい。そして、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体は、温度と抵抗値の関係で一義的に設定でき、温度を維持するための制御が必要ないから、空気浄化装置が廉価に製造できる。   Further, the voids of the sintered porous resistance molded body used in the air purification apparatus for purification by deodorization, sterilization, and removal of specific substances of the present embodiment are 5% to 50%. Sintered considering the practical mechanical strength of the molded body itself and the mechanical strength on which the catalyst is supported, the heat conduction in a partial range to raise the temperature, the wide contact area with the air to be purified, etc. The porosity of the porous resistance molded body is preferably in the range of 30% to 40%. And when energized, a porous resistance molded body having a positive resistance temperature characteristic that has a low resistance value at room temperature and suddenly increases when it rises to a predetermined temperature is uniquely determined by the relationship between temperature and resistance value. Since it can be set and no control is required to maintain the temperature, the air purification device can be manufactured at low cost.

請求項2の発明にかかる消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置には、更に、前記熱交換器から浄化空気を吸引または前記熱交換器に被浄化空気を供給する送風機を配設したものであるから、請求項1に記載の効果に加えて、前記熱交換器から浄化空気を吸引または前記熱交換器に被浄化空気を供給する送風機は、前記熱交換器の反発熱体収容装置側に設置することにより、送風機に高温度条件下に耐える耐熱性の電動機等を使用することなく、高温度環境によって使用されないようにしたものである。   The air purification apparatus for purifying by deodorization, sterilization, and removal of a specific substance according to the invention of claim 2 further includes a blower that sucks purified air from the heat exchanger or supplies purified air to the heat exchanger Therefore, in addition to the effect of claim 1, the blower that sucks purified air from the heat exchanger or supplies purified air to the heat exchanger is repulsive to the heat exchanger. By installing it on the heat storage device side, the fan is not used in a high temperature environment without using a heat resistant electric motor or the like that can withstand high temperature conditions.

請求項3の空気浄化装置の前記熱交換器は、前記発熱体収容装置1台に対し、複数台とし、しかも、前記熱交換器内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換として設定したものであるから、請求項1または請求項2に記載の効果に加えて、前記熱交換器の構成部品の熱伝導を断ち、1台では所定の温度以下に温度が低下しない場合でも、分離することによって熱交換効率を上げることができる。   The heat exchanger of the air purifying apparatus according to claim 3 includes a plurality of heat exchangers for one heating element housing device, and the air flow for heat exchange in the heat exchanger purifies with the purified air flow. Since the heat exchange with the air flow should be set, in addition to the effect according to claim 1 or 2, the heat conduction of the components of the heat exchanger is cut off, and one unit has a predetermined temperature or less. Even if the temperature does not decrease, the heat exchange efficiency can be increased by separating.

請求項4の空気浄化装置の前記熱交換器は、前記発熱体収容装置1台に対し、複数台とし、しかも、前記熱交換器内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換並びに外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換として設定したものであるから、請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の効果に加えて、前記発熱体収容装置1台に対し、少なくとも1台の熱交換器は浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換を行うものであり、前記熱交換器の構成部品の熱伝導によって所定の温度以下に温度が低下しない場合でも、分離することによって熱交換効率を上げることができる。しかも、他の熱交換器は外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換するものであり、前記発熱体収容装置の浄化された空気の温度が高くても、外気温まで強制的に下げることができる。逆の視点から見れば、前記発熱体収容装置の浄化された空気の温度が低くても、外気温まで強制的に上げることができる。   5. The heat exchanger of the air purification device according to claim 4, wherein a plurality of heat exchangers are provided for one heating element housing device, and the air flow that exchanges heat in the heat exchanger purifies the purified air flow. The effect according to any one of claims 1 to 3, wherein the effect is set as heat exchange with an air stream to be cleaned and heat exchange with outside air and the purified air stream or between the outside air and the air stream to be purified. In addition, for at least one heating element housing device, at least one heat exchanger exchanges heat between the purified air flow and the air flow to be purified. Even when the temperature does not drop below a predetermined temperature due to heat conduction, the heat exchange efficiency can be increased by separation. In addition, the other heat exchanger exchanges heat between the outside air and the purified air flow or between the outside air and the air flow to be purified. Even if the temperature of the purified air in the heating element housing device is high, the outside air temperature Can be forcibly lowered. From the reverse viewpoint, even if the temperature of the purified air in the heating element housing device is low, it can be forcibly raised to the outside temperature.

請求項5の発明にかかる空気浄化装置は、更に、前記焼結原料混合物として金属シリコン粉5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合したものであるから、請求項1乃至請求項4の何れか1つに該当する効果に加えて、金属シリコン粉5〜15wt%及び鉄粉0〜5wt%を配合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正の抵抗温度特性の発熱体とするか否かを制御できる。
特に、シリコン粉(半導体)5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合したものでは、キュリー点温度を設定しやすい。
Since the air purification apparatus according to the invention of claim 5 is a mixture of metal silicon powder 5 to 10 wt% and iron powder 0 to 10 wt% as the sintering raw material mixture, the air purification apparatus of claims 1 to 4 In addition to the effects corresponding to any one of them, 5 to 15 wt% of the metal silicon powder and 0 to 5 wt% of the iron powder are blended, so that the energization stability can be ensured. Moreover, since iron powder functions as a resistor when oxidized, it can be used for resistance value control. You can control whether or not.
In particular, a mixture of silicon powder (semiconductor) 5 to 10 wt% and iron powder 0 to 10 wt% can easily set the Curie point temperature.

請求項6の発明にかかる空気浄化装置の前記白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウム等のように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む2層構造としたものであるから、請求項1乃至請求項5の何れか1つに該当する効果に加えて、単一のパラジュウム、またはパラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む2層構造によって、白金族触媒がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。   The platinum group catalyst of the air purifying apparatus according to the invention of claim 6 is palladium, an alloy composed of a combination containing palladium such as palladium and palladium, palladium and silver, palladium and ruthenium, palladium and rhodium, or palladium. In addition to the effects corresponding to any one of claims 1 to 5, the alloy includes a single palladium or a combination containing palladium, or palladium. Due to the two-layer structure, the platinum group catalyst contains palladium, which is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent, dipped, applied, and dried, so that it is easy to handle and easy to manufacture.

請求項7の発明にかかる空気浄化装置の前記白金族触媒は、エタノール40〜50wt%、ノルマルプロピルアルコール5〜10wt%、パラジウム5wt%以下、メタノール0.5〜3wt%、分散樹脂0.5wt%以下、残余を水として配合したものであるから、請求項1乃至請求項5の何れか1つに該当する効果に加えて、触媒のパラジウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸により担持させることができ、また、その乾燥速度を速くできる。   The platinum group catalyst of the air purifying apparatus according to the invention of claim 7 is ethanol 40-50 wt%, normal propyl alcohol 5-10 wt%, palladium 5 wt% or less, methanol 0.5-3 wt%, dispersion resin 0.5 wt%. Hereinafter, since the remainder is blended as water, in addition to the effects corresponding to any one of claims 1 to 5, the palladium of the catalyst is ethanol, normal propyl alcohol, methanol, water as a solvent. Therefore, it can be easily supported by coating and impregnation, and the drying speed can be increased.

図1は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a porous heating element with a catalytic function used in an air purification apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を示すもので、(a)は円筒状の多孔質抵抗成型体の斜視図、(b)は円筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体斜視図、(c)は円筒状の多孔質抵抗成型体で溶射電極を配設した斜視図、(d)は触媒機能付多孔質発熱体の斜視図である。FIG. 2 shows a porous heating element with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention. (A) is a perspective view of a cylindrical porous resistance molded body, and (b) is a cylinder. (C) is a perspective view of a cylindrical porous resistance molded body provided with spray electrodes, and (d) is a perspective view of a porous heating element with a catalytic function. is there. 図3は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を示すもので、(a)は四角筒状の多孔質抵抗成型体の斜視図、(b)は四角筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体斜視図、(c)は四角筒状の多孔質抵抗成型体で溶射電極を配設した斜視図、(d)は触媒機能付多孔質発熱体の斜視図である。FIG. 3 shows a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. (A) is a perspective view of a rectangular tubular porous resistance molded body, and (b) is a perspective view. Square cylindrical metal-sprayed porous resistance molded body perspective view, (c) is a square cylindrical porous resistance molded body with a spray electrode disposed thereon, and (d) is a porous heating element with a catalytic function. It is a perspective view. 図4は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の特性図で、(a)は温度−抵抗特性図、(b)は時間−電流特性図、(c)は時間−温度特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention, (a) is a temperature-resistance characteristic diagram, (b) is a time-current characteristic diagram, c) is a time-temperature characteristic diagram. 図5は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を利用した送風機付きの空気浄化装置の全体の概略構成斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of the overall configuration of an air purification apparatus with a blower using a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図6は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を収容した発熱体収容装置及び熱交換器との組み合わせを示した空気浄化装置の概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of an air purification device showing a combination of a heat generator housing device containing a porous heating element with a catalytic function and a heat exchanger used in the air purification device according to the embodiment of the present invention. . 図7は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の他の配置例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing another arrangement example of the porous heating element with a catalyst function used in the air purification device according to the embodiment of the present invention. 図8は本発明の実施の形態1にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体束を示すもので、(a)は円筒状の多孔質抵抗成型体の連続接続した斜視図、(b)は円筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体束の斜視図、(c)は円筒状の多孔質抵抗成型体で四角柱を形成すべく連続接続した斜視図、(d)は円筒状の多孔質抵抗成型体で四角柱を形成した触媒機能付多孔質発熱体束の斜視図である。FIG. 8 shows a porous heating element bundle with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, (a) is a perspective view in which cylindrical porous resistance molded bodies are continuously connected; (B) is a perspective view of a cylindrical metal-sprayed porous resistance molded body bundle, (c) is a perspective view of a cylindrical porous resistance molded body continuously connected to form a square column, and (d) is a cylindrical shape. FIG. 3 is a perspective view of a porous heating element bundle with a catalyst function in which a rectangular column is formed with a cylindrical porous resistance molded body. 図9は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の配置関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship of the porous heating element with a catalyst function used in the air purification device according to the embodiment of the present invention. 図10は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の空気の移動経路を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the air moving path of the porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図11は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器の全体構造を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the overall structure of the heat exchanger used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図12は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器で、(a)はその平面図及び(b)はその正面図である。12A and 12B are heat exchangers used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a front view thereof. 図13は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器で、(a)は図12の切断線A−Aによる断面図、(b)は図12の切断線B−Bによる断面図である。13A and 13B are heat exchangers used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 13A is a cross-sectional view taken along the cutting line AA in FIG. 12, and FIG. 13B is a cutting line BB in FIG. It is sectional drawing by. 図14は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器の内部の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of the inside of the heat exchanger used in the air purification device according to the embodiment of the present invention. 図15は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器の隔壁板の、斜視図(a)及び切断線C−Cによる断面図(b)である。FIG. 15: is the perspective view (a) and sectional drawing (b) by the cutting line CC of the partition plate of the heat exchanger used with the air purifying apparatus concerning embodiment of this invention. 図16は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体のアンモニア消臭試験の特性図である。FIG. 16 is a characteristic diagram of an ammonia deodorization test of a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図17は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を利用した硫化水素ガス消臭試験の特性図である。FIG. 17 is a characteristic diagram of a hydrogen sulfide gas deodorization test using a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図18は本発明の実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体を利用した空気浄化装置のエチレンガス消臭試験の特性図である。FIG. 18 is a characteristic diagram of an ethylene gas deodorization test of an air purification device using a porous heating element with a catalyst function according to an embodiment of the present invention. 図19は本発明の実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体を利用した空気浄化装置の酢酸ガス消臭試験の特性図である。FIG. 19 is a characteristic diagram of an acetic acid gas deodorization test of an air purification apparatus using a porous heating element with a catalyst function according to an embodiment of the present invention. 図20は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の触媒機能付多孔質発熱体束と空気の移動経路を示す説明斜視図である。FIG. 20 is an explanatory perspective view showing a porous heating element bundle with a catalyst function of the porous heating element with a catalyst function used in the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention and an air moving path. 図21は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体のハウジングと空気の移動経路を示す説明斜視図である。FIG. 21 is an explanatory perspective view showing a housing of a porous heating element with a catalyst function used in the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention and an air moving path. 図22は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の境界板と空気の移動経路を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing the boundary plate of the porous heating element with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention and the air moving path. 図23は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の隔壁と空気の移動経路を示す(a)は平面図、(b)は正面図である。FIG. 23A is a plan view, and FIG. 23B is a front view, showing a partition wall and a moving path of air of a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図24は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の境界板と隔壁とを示す断面の、(a)は図12の切断線A−Aによる断面図、(b)は図12の切断線B−Bによる断面図である。24 is a cross-sectional view showing a boundary plate and a partition wall of a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention, and (a) is a cross-sectional view taken along the cutting line AA of FIG. (B) is sectional drawing by the cutting line BB of FIG. 図25は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の境界板と隔壁と触媒機能付多孔質発熱体束の位置関係を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing a positional relationship among a boundary plate, a partition wall, and a porous heating element bundle with catalytic function of the porous heating element with catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention. 図26は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の部品展開を示す部品展開斜視図である。FIG. 26 is a part development perspective view showing parts development of the porous heating element with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the embodiment of the present invention. 図27は本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を利用した送風機付きの空気浄化装置の他の事例の全体の概略構成斜視図である。FIG. 27 is an overall schematic perspective view of another example of the air purification apparatus with a blower using the porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、同一記号及び同一符号は、実施の形態の同一または相当する機能部分を意味し、実施の形態相互との同一記号及び同一符号は、それら実施の形態に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
Hereinafter, a porous heating element with a catalyst function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the embodiments, the same symbols and the same reference numerals mean the same or corresponding functional parts of the embodiments, and the same symbols and the same reference numerals with the embodiments mean the functional parts common to the embodiments. Therefore, the detailed description which overlaps is abbreviate | omitted here.

[実施の形態]
まず、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体について、図1乃至図4を参照して説明する。
本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体を構成する正特性の多孔質の焼結前成型体10A,20Aは、アルミニウム粉2、炭素粉としての黒鉛粉3、無機酸化物材料としての陶磁器用の粘土粉である蛙目粘土粉4、必要に応じて、木粉5、水及び/またはバインダ6を配合した焼結原料混合物を使用して製造されたものである。ここで、木粉5は焼成後のヒートショックを強くするのに役立つものである。また、水及び/またはバインダ6を省略し、粉体を固めたものとして焼成することもできる。木粉は焼成によって煤となるが、この煤がヒートショックの強化に役立つと推定される。木粉5はその性状から、黒鉛粉3によって代用することができ、その成分を省略できる。
[Embodiment]
First, a porous heating element with a catalytic function used in an air purification device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
Positive porous pre-sintered compacts 10A and 20A constituting a porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the present embodiment are aluminum powder 2, graphite powder 3 as carbon powder, It is produced using a ceramic raw material powder 4 which is a clay powder for ceramics as an inorganic oxide material, and a sintering raw material mixture containing wood powder 5, water and / or a binder 6 as required. is there. Here, the wood powder 5 is useful for strengthening the heat shock after firing. Further, it is possible to omit the water and / or the binder 6 and fire it as a solidified powder. Wood flour turns into cocoons when fired, and this cocoon is presumed to be useful for strengthening heat shock. The wood powder 5 can be substituted by the graphite powder 3 because of its properties, and its components can be omitted.

図1のフローチャートに示されるように、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体の焼結前成型体10A,20Aでは、最初に、ステップS1の焼結原料の混合工程にて、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、木粉5、水及び/またはバインダ6が混合され、ステップS2の成形工程で成形する焼結原料混合物10を得る。このとき、バインダはポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,PVA)の30%水溶液を、水及び/またはバインダ6の15〜25wt%重量比にあてた。更に、30%水溶液のPVAには抵抗調整剤7として金属シリコン粉5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合した。
勿論、焼結原料混合物10を粉体のみで固める場合には、水が0wt%となり、また、抵抗調整剤7として金属シリコン粉及び鉄粉も混合しない成分となる。
As shown in the flowchart of FIG. 1, in the pre-sintered molded bodies 10 </ b> A and 20 </ b> A of the porous heating element with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the present embodiment, first, the sintering raw material of step S <b> 1 is used. In the mixing process, the aluminum powder 2, the graphite powder 3, the square clay powder 4, the wood powder 5, water and / or the binder 6 are mixed to obtain a sintered raw material mixture 10 to be molded in the molding process of step S2. At this time, the binder applied a 30% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) to water and / or the binder 6 in a weight ratio of 15 to 25 wt%. Furthermore, 5-10 wt% of metal silicon powder and 0-10 wt% of iron powder were mixed as a resistance adjusting agent 7 in PVA in 30% aqueous solution.
Of course, when the sintered raw material mixture 10 is hardened only by powder, water becomes 0 wt%, and the resistance adjuster 7 is a component that does not mix metal silicon powder and iron powder.

ここで、アルミニウム粉2としては、市販のアルミニウム粉末を用いることができ、このようなアルミニウム粉末は、ミナルコ(株)、日本軽金属(株)、東洋アルミニウム(株)、大和金属粉工業(株)等から発売されている。また、アルミニウム粉2には、100%アルミニウムでなく、無機物等の不純物が僅かに含まれたものや、リサイクルのアルミニウムでも使用可能であり、更には、鉄や銅等の金属を僅かに含有したアルミニウム合金の粉末等を使用することも可能である。   Here, as the aluminum powder 2, a commercially available aluminum powder can be used, and such aluminum powders are Minalco Co., Ltd., Nippon Light Metal Co., Ltd., Toyo Aluminum Co., Ltd., Daiwa Metal Powder Co., Ltd. Etc. are on sale. Further, the aluminum powder 2 can be used not only with 100% aluminum but also with a slight amount of impurities such as inorganic substances or recycled aluminum, and further contains a slight amount of metal such as iron or copper. It is also possible to use aluminum alloy powder or the like.

アルミニウム粉2には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が30μm〜75μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満であるものを用いるのが好ましい。つまり、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性を向上させるためである。また、アルミニウム粉2の中位径が30μm未満であると、焼成過程においてアルミニウム粉2が低温で溶融しやすくて表面に噴出する可能性があり、一方、アルミニウム粉2の中位径が75μmを超えると、黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる可能性がある。アルミニウム粉2のふるい試験法によって測定した粒子径が150μm以上の場合においても、黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定したアルミニウム粉2の中位径が35μm〜65μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が100μm未満である。   The aluminum powder 2 preferably has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 30 μm to 75 μm and a particle diameter measured by a sieve test method of less than 150 μm. That is, the filling property is improved by combining small particles and large particles. Further, if the median diameter of the aluminum powder 2 is less than 30 μm, the aluminum powder 2 may be easily melted at a low temperature during the firing process and may be ejected to the surface, while the median diameter of the aluminum powder 2 is 75 μm. When exceeding, the part which is not covered with the graphite powder 3 will increase, and it may become easy to produce the sintering defect by which the aluminum fuse | melted in the baking process ejects on the surface. Even when the particle diameter measured by the sieving test method of the aluminum powder 2 is 150 μm or more, the portion not covered with the graphite powder 3 increases, and as a result, the sintered aluminum in which molten aluminum is ejected to the surface during the firing process. Is likely to occur. More preferably, the median diameter of the aluminum powder 2 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 35 μm to 65 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 100 μm.

炭素粉としての黒鉛粉3は、アルミニウム粉2の溶融点より低い温度では溶融しないものであり、この黒鉛粉3には、市販の黒鉛粉末を用いることができる。そして、このような黒鉛粉末は、西村黒鉛(株)、日本黒鉛工業(株)、伊藤黒鉛工業(株)、(株)中越黒鉛工業所等から発売されている。市販の黒鉛粉末には、鱗状黒鉛や土状黒鉛等の天然黒鉛、鱗状天然黒鉛粉末を長柱状に造粒した長柱状造粒黒鉛等の人造黒鉛が存在するが、中でも、一般的に純度が高いとされる天然の鱗状黒鉛を用いるのが好ましい。鱗状黒鉛を用いることで、アルミニウム粉2に絡んで付着し易く、アルミニウム粉2の溶融によりアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を効果的に抑制することができるからである。 The graphite powder 3 as the carbon powder does not melt at a temperature lower than the melting point of the aluminum powder 2, and a commercially available graphite powder can be used as the graphite powder 3. And such graphite powder is marketed by Nishimura Graphite Co., Ltd., Nippon Graphite Industry Co., Ltd., Ito Graphite Industry Co., Ltd., Chuetsu Graphite Industry Co., Ltd., etc. Commercial graphite powder includes natural graphite such as scaly graphite and earthy graphite, and artificial graphite such as long columnar granulated graphite obtained by granulating scaly natural graphite powder into a long columnar shape. It is preferable to use natural scaly graphite, which is considered high. By using scaly graphite, it is easy to get entangled and adhered to the aluminum powder 2, and it is possible to effectively suppress the sintering failure in which aluminum is ejected to the surface due to the melting of the aluminum powder 2.

この黒鉛粉3には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が60μm〜90μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が200μm未満であるものを用いるのが好ましい。ここでも、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
また、黒鉛粉3の中位径が60μm未満であると、焼成過程において黒鉛粉3が液状化し易く、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉3の中位径が90μmを超えると、黒鉛粉3が均一に分散混合され難くなって、アルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、同様に焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。黒鉛粉3のふるい試験法によって測定した粒子径が200μm以上の場合においても、アルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した黒鉛粉3の中位径が70μm〜80μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満である。
The graphite powder 3 preferably has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 60 μm to 90 μm and a particle diameter measured by a sieve test method of less than 200 μm. This is also because the filling property is improved by combining the small-diameter particles and the large-diameter particles.
Further, if the median diameter of the graphite powder 3 is less than 60 μm, the graphite powder 3 is liable to be liquefied during the firing process, and a sintering failure in which aluminum is ejected to the surface is likely to occur. On the other hand, when the median diameter of the graphite powder 3 exceeds 90 μm, the graphite powder 3 becomes difficult to be uniformly dispersed and mixed, and the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, Sintering defects in which aluminum is ejected to the surface during the firing process tend to occur. Even when the particle diameter of the graphite powder 3 measured by the sieving test method is 200 μm or more, the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, resulting in poor sintering in which aluminum is ejected to the surface during the firing process. It becomes easy. More preferably, the median diameter of the graphite powder 3 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 70 μm to 80 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm.

陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4は、花崗岩が風化し堆積してできた風化残留粘土を水簸(珪砂と粘土の分離)し、精製して粉末状にしたものであり、アルミニウムのケイ酸塩鉱物のAl2Si410(OH)8であるカオリン主成分で、石英、長石、雲母等が混在する粘土粉である。そして、一般的に、化学成分析によればアルミニウム酸化物のAl23及びケイ素酸化物SiO2の成分量が最も多く、その他にFe23、TiO2、CaO、MgO、Na2O、K2O等の成分を含有しているが、成分量は産地等により異なるため、主としてAl23及びSiO2が含有されていればその他の成分や組成比は特に限定されるものではない。この蛙目粘土粉4には、例えば、(株)ヤマス、共立マテリアル(株)等から発売されている市販の蛙目粘土粉を用いることができる。 Sasame clay powder 4 as a clay powder for ceramics is made from the weathered residual clay formed by weathering and depositing granite, which has been refined and powdered by elutriation (separation of silica sand and clay), aluminum This is a clay powder containing a main component of kaolin which is Al 2 Si 4 0 10 (OH) 8 , which is a mixture of quartz, feldspar, mica and the like. In general, according to chemical analysis, the amount of aluminum oxide Al 2 O 3 and silicon oxide SiO 2 is the largest, and in addition, Fe 2 O 3 , TiO 2 , CaO, MgO, Na 2 O , K 2 O and other components are contained, but the amount of the component varies depending on the place of production, etc. Therefore, if Al 2 O 3 and SiO 2 are mainly contained, other components and composition ratios are not particularly limited. Absent. As this Sasame clay powder 4, for example, a commercially available Sasame clay powder marketed by Yamas Corporation, Kyoritsu Material Co., Ltd. or the like can be used.

また、この蛙目粘土粉4にはレーザ回折・散乱法によって測定した中位径が5μm〜30μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が100μm未満であるとし、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
そして、蛙目粘土粉4の中位径が5μm未満の微細粉されたものを得るのにはコストが掛かる上に、蛙目粘土粉4の中位径が5μm未満であると、熱による蛙目粘土粉4の成分変化が生じやすくなり、後述の多孔質抵抗成型体10C,20Cにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。一方、蛙目粘土粉4の中位径が30μmを超えると、蛙目粘土粉4が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉4の成分変化が生じやすかったりする可能性があり、それによって、やはり多孔質抵抗成型体10C,20Cにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
蛙目粘土粉4のふるい試験法によって測定した粒子径が、100μm以上の場合においても、同様に、蛙目粘土粉4が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉4の成分変化が生じやすかったりする。それによって、多孔質抵抗成型体10C,20Cにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した蛙目粘土粉4の中位径が10μm〜20μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が70μm未満である。
In addition, this square clay powder 4 has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 5 μm to 30 μm, and a particle diameter measured by a sieve test method is less than 100 μm. This is because the packing property is improved by combining the diameter particles.
Further, it is costly to obtain a fine powder having a median diameter of less than 5 μm, and when the median diameter of the mesh clay powder 4 is less than 5 μm, Changes in the components of the mesh clay powder 4 are likely to occur, and there is a possibility that performances such as stable strength and energization exothermicity cannot be secured in the porous resistance molded bodies 10C and 20C described later. On the other hand, if the median diameter of the Sasame clay powder 4 exceeds 30 μm, the Sasame clay powder 4 is difficult to be uniformly dispersed and mixed, resulting in an uneven distribution, or changes in the components of the Sasame clay powder 4 due to heat. As a result, there is a possibility that performances such as stable strength and energization exothermicity may not be ensured in the porous resistance molded bodies 10C and 20C.
Similarly, even when the particle size measured by the sieve test method of the square mesh powder 4 is 100 μm or more, the uniform clay powder 4 is hardly uniformly dispersed and mixed, resulting in uneven distribution, Changes in the composition of the eye clay powder 4 are likely to occur. As a result, there is a possibility that performance such as stable strength and energization exothermicity cannot be secured in the porous resistance molded bodies 10C and 20C.
More preferably, the median diameter of the square clay powder 4 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 10 μm to 20 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 70 μm.

木粉5は、大鋸屑、間伐材のチップ、小径木、製材端材、樹皮等の木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉5を使用することでアルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4等の原料がウィスカーの髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、この状態で後述の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなる。そして、この成形された焼結原料混合物を焼結することによって得られる多孔質抵抗成型体10C,20Cは、その強度が非常に高いものとなる。 The wood powder 5 is obtained by finely pulverizing wood chips such as large sawdust, thinned wood chips, small-diameter wood, lumber mill ends, and bark with a pulverizer, but is preferably a whisker. By using the whisker-like wood powder 5, raw materials such as aluminum powder 2, graphite powder 3 and glazed clay powder 4 are entangled in the whisker-like gaps of the whisker. What is generated by applying pressure in the molding process described later is strong and dense. And the porous resistance moldings 10C and 20C obtained by sintering this shaped sintering raw material mixture have very high strength.

また、この木粉5には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が80μm〜120μmmの範囲内であり、ふるい試験法による粒子径が200μm未満であるものを用いることが好ましい。小径粒子と大径粒子の組み合わせによって充填性が向上するからである。また、木粉5の中位径が80μm未満の微細粉されたものを得るにはコストが掛かり、一方で、木粉5の中位径が120μmを超えると、木粉5が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体10A,20Aにおいて安定した強度が確保されない可能性がある。また、木粉5のふるい試験法による粒子径が200μm以上の場合においても、木粉5が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体10A,20Aにおいて安定した強度が確保されない。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した木粉5の中位径が50μm〜100μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満である。 The wood powder 5 preferably has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 80 μm to 120 μm and a particle diameter by a sieve test method of less than 200 μm. This is because the filling property is improved by the combination of the small diameter particles and the large diameter particles. In addition, it is costly to obtain a fine powder having a median diameter of less than 80 μm of wood powder 5. On the other hand, if the median diameter of wood powder 5 exceeds 120 μm, the wood powder 5 is uniformly dispersed and mixed Therefore, there is a possibility that the distribution of voids due to burning is biased and stable strength is not ensured in the pre-sintered molded bodies 10A and 20A. Further, even when the particle diameter of the wood powder 5 by the sieve test method is 200 μm or more, the wood powder 5 is difficult to be uniformly dispersed and mixed, and the distribution of voids due to burning is biased. Stable strength is not ensured. More preferably, the median diameter of the wood powder 5 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 50 μm to 100 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm.

なお、粒子径が200μm未満の木粉5を経済的に得るには、間伐材、小径木、樹皮、製材端材、大鋸屑等の木屑を、水分20重量部以下に乾燥した後に、微粉砕する必要がある。木屑を水分20重量部以下に乾燥することによって、粉砕物がスラリー化して微粉砕を妨げることを防止できるからである。更に、乾燥した木屑を微粉砕して、粒子径が200μm未満の木粉5とするためには、周速50m/秒〜80m/秒の範囲内の微粉砕機を用いるのが好ましく、このような微粉砕機としては、例えば、河本鉄工(株)製のミクロンコロイドミル等がある。
ここで、スギ(杉)・ヒノキ(檜)等の針葉樹は、我が国において広く分布しており、建材等として大量に使用されているため、大鋸屑や間伐材並びに樹皮を容易に大量に入手することができる。更に、針葉樹の微細組織はウィスカー状であり、微粉砕して木粉5とすることが容易である。したがって、原料収集と国土保全上は、大鋸屑及び間伐材のチップ並びに樹皮としては、針葉樹の大鋸屑または針葉樹の間伐材のチップ或いは針葉樹の樹皮を用いることが好ましい。
In order to economically obtain the wood powder 5 having a particle diameter of less than 200 μm, the wood chips such as thinned wood, small diameter wood, bark, sawn timber, and large sawdust are dried to a water content of 20 parts by weight or less and then pulverized. There is a need. This is because by drying the wood chips to a water content of 20 parts by weight or less, the pulverized product can be prevented from becoming a slurry and hindering fine pulverization. Further, in order to finely pulverize the dried wood chips to obtain a wood powder 5 having a particle diameter of less than 200 μm, it is preferable to use a fine pulverizer having a peripheral speed in the range of 50 m / sec to 80 m / sec. An example of such a fine pulverizer is a micron colloid mill manufactured by Kawamoto Tekko Co., Ltd.
Here, conifers such as cedar (Japanese cedar) and Japanese cypress (Japanese cypress) are widely distributed in Japan and are used in large quantities as building materials, etc., so it is easy to obtain large amounts of sawdust, thinned wood and bark. Can do. Furthermore, the fine structure of coniferous trees is whisker-like, and can be easily pulverized into wood powder 5. Therefore, in terms of raw material collection and national land conservation, it is preferable to use coniferous large sawdust or coniferous thinning chips or coniferous bark as large sawdust and thinned wood chips and bark.

そして、本実施の形態の空気浄化装置では、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、及び木粉5に、これら原料が比重の違いによって移動が生じない量(重力沈降しない量)の水及び/またはバインダ6が混合されることによって、蛙目粘土粉4が粘土鉱物質であることからこれが成形性または保形性等の確保に有利に機能して、原料同士が互いに接着され、手で握っても崩れることなくまとまった状態の焼結原料混合物10が得られる。このようにして得られた焼結原料混合物10は、アルミニウム粉2や木粉5の表面に黒鉛粉3が付着した状態になっている。 In the air purification apparatus of the present embodiment, the amount of the raw material that does not move due to the difference in specific gravity (amount that does not cause gravity sedimentation) in the aluminum powder 2, the graphite powder 3, the glazed clay powder 4, and the wood powder 5. By mixing the water and / or the binder 6, the clay mesh powder 4 is a clay mineral substance, which functions advantageously to ensure moldability or shape retention, and the raw materials are bonded to each other. The sintered raw material mixture 10 can be obtained in a state that does not collapse even if it is held by hand. The sintered raw material mixture 10 thus obtained is in a state in which the graphite powder 3 is attached to the surfaces of the aluminum powder 2 and the wood powder 5.

バインダは、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,PVA)の水溶液の30%液を水及び/またはバインダ6として15〜25wt%使用した。また、多孔質の焼結前成型体10A,20Aの抵抗値調整用としてバインダに対して金属シリコン粉5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合使用した。鉄粉、金属シリコン粉は、アルミニウム粉2や木粉5、黒鉛粉3の管理状況によって増減する。また、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4の成分によっても変化する。鉄粉はヘガネスジャパン株式会社製で、中位径が20μm〜180μmの範囲内、金属シリコン粉(正確には半導体)はキンセイマテック株式会社製で、中位径が75μm以下の範囲内のものを使用した。   As the binder, 15 to 25 wt% of a 30% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) was used as water and / or binder 6. Moreover, 5-10 wt% of metal silicon powder and 0-10 wt% of iron powder were mixed and used for the binder for adjusting the resistance value of the porous pre-sintered compacts 10A, 20A. Iron powder and metal silicon powder increase or decrease depending on the management status of aluminum powder 2, wood powder 5, and graphite powder 3. Moreover, it changes also with the component of Sasame clay powder 4 as clay powder for ceramics. Iron powder is manufactured by Höganäs Japan, with a median diameter in the range of 20 μm to 180 μm. Metallic silicon powder (exactly semiconductor) is manufactured by Kinsei Tech Co., Ltd., with a median diameter in the range of 75 μm or less. did.

なお、本実施の形態の空気浄化装置においては、これら原料の混合に精密分散混合機が用いられ、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4及び木粉5、抵抗調整剤7が均一に分散混合されて焼結原料混合物10となっている。なお、精密分散混合機としては、周速5μm/秒〜80m/秒の範囲内、より好ましくは、周速20m/秒〜30m/秒の範囲内の高速攪拌分散機を用いるのが好ましく、このような高速攪拌分散機としては、例えば、ホソカワミクロン(株)製の横型タービュライザ(登録商標)等が使用できる。 In the air purifying apparatus of the present embodiment, a precision dispersion mixer is used for mixing these raw materials, and the aluminum powder 2, graphite powder 3, glazed clay powder 4 and wood powder 5, and resistance adjuster 7 are uniform. Thus, a sintered raw material mixture 10 is obtained. In addition, as the precision dispersion mixer, it is preferable to use a high-speed stirring disperser within a peripheral speed range of 5 μm / second to 80 m / second, more preferably within a peripheral speed range of 20 m / second to 30 m / second. As such a high-speed stirring disperser, for example, a horizontal turbulizer (registered trademark) manufactured by Hosokawa Micron Corporation can be used.

また、本実施の形態においては、原料に蛙目粘土粉4を用いることから、水(6)を少量混合するだけで容易に原料同士が接着されてまとまった状態となり、後述の成形工程においては常温で加圧するだけで、焼結前成型体10A,20Aが成形されて強固なものとすることができるが、本発明を実施する場合には、原料同士の接着に、有機バインダや無機バインダを使用することも可能であり、水とバインダとを併用することも可能である。
ここで、「有機バインダ」としては、例えば、合成樹脂、澱粉、合成糊、砂糖等を用いることができる。また、合成樹脂には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂があり、熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂等を用いることができ、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、イソシアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタンプレポリマー等を用いることができる。本実施の形態のバインダはポリビニルアルコール(PVA)の30%水溶液を使用した。なお、中でも、ポリオール系樹脂とイソシアネート系樹脂とは常温で反応して強固な結合を成形し、特に、イソシアネート系樹脂は、木粉5等における水酸基(−OH)と反応して強固なウレタン結合を成形するため、焼結前成型体10A,20Aを成形したものはとても強固で緻密な状態のものとなる。
Further, in the present embodiment, since the raw clay powder 4 is used as a raw material, the raw materials are easily bonded together by mixing a small amount of water (6). By simply pressurizing at room temperature, the pre-sintered molded bodies 10A and 20A can be molded and strengthened. However, when the present invention is carried out, an organic binder or an inorganic binder is used for bonding raw materials. It is also possible to use, and it is also possible to use water and a binder together.
Here, as the “organic binder”, for example, synthetic resin, starch, synthetic glue, sugar and the like can be used. Synthetic resins include thermoplastic resins and thermosetting resins, and polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, acrylic resins, polyurethane resins, etc. should be used as thermoplastic resins. As the thermosetting resin, phenol resin, epoxy resin, polyol resin, isocyanate resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, urethane prepolymer and the like can be used. The binder of this embodiment used a 30% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA). Of these, the polyol resin and the isocyanate resin react at room temperature to form a strong bond. In particular, the isocyanate resin reacts with the hydroxyl group (—OH) in the wood powder 5 or the like to form a strong urethane bond. Therefore, the molded body before sintering 10A and 20A is very strong and dense.

無機バインダとしては、セメント等の水硬性材料、磁器(タイル)・陶器の原料であるベントナイト等の粘土、ρ−アルミナ(Al23 ・nH2 O:n≒0.5)、ケイ酸ナトリウム、水溶性アルカリケイ酸、(株)ジャパンナノコート製のシリカバインダ、グランデックス(株)製のシリカバインダである汎用バインダFJ294等を用いることができる。
なお、有機バインダは、加熱過程において焼失し空隙となり、無機バインダは、焼失せずに焼成されることになる。
Inorganic binders include hydraulic materials such as cement, clay such as bentonite, which is a raw material for porcelain (tile) and earthenware, ρ-alumina (Al 2 O 3 · nH 2 O: n≈0.5), sodium silicate Water-soluble alkali silicic acid, silica binder manufactured by Japan Nanocoat Co., Ltd., general-purpose binder FJ294, which is a silica binder manufactured by Grandex Co., Ltd., and the like can be used.
Note that the organic binder is burned off in the heating process to form voids, and the inorganic binder is baked without being burned out.

更に、本発明を実施する場合においては、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4及び木粉5に、水及び/またはバインダ6(水、必要に応じてバインダ)、抵抗調整剤7を入れ、スラリー状の焼結原料混合物10として金型に充填し、固めた後に、ステップS2の成形工程に供する。また、セラミックや磁器(タイル)の製造のように、焼結原料混合物10をスプレードライヤーによって乾燥させた後、ステップS2の成形工程に供することも可能である。また、水及び/またはバインダ6を使用しないで粉体のみの焼結原料混合物10を固めることもできる。いずれにせよ、後述する焼成過程において形状が保持される程度に固化された状態のものが作製できれば、水及び/または原料同士を接着する手段やバインダの種類は特に限定されない。 Furthermore, in the case of carrying out the present invention, the aluminum powder 2, the graphite powder 3, the square clay powder 4 and the wood powder 5 are added with water and / or a binder 6 (water, binder as required), a resistance adjusting agent 7 Is filled into a mold as a slurry-like sintered raw material mixture 10 and hardened, and then subjected to the molding process of step S2. In addition, as in the production of ceramics and porcelain (tile), the sintered raw material mixture 10 can be dried by a spray dryer and then subjected to the molding process in step S2. Further, the powdered sintering raw material mixture 10 can be solidified without using water and / or the binder 6. In any case, the means for adhering water and / or raw materials and the type of binder are not particularly limited as long as a solidified state can be produced so that the shape can be maintained in the firing process described later.

次に、本実施の形態の空気浄化装置においては、この焼結原料混合物10が、ステップS2の成形工程において、常温で加圧され強固で緻密な固形状態の焼結前成型体10A,20Aとなる。
ここで、ステップS2の成形工程においては、焼結原料混合物10をプレス成形金型に投入し所定圧力のプレスで成形するプレス成形と、焼結前成型体10A,20Aを耐圧性の型枠に入れ所定圧力で押し出して成形する押出成形等が可能である。
Next, in the air purifying apparatus of the present embodiment, the sintering raw material mixture 10 is pressed at room temperature in the molding process of step S2 and is formed into a solid and solid compact before sintering 10A, 20A. Become.
Here, in the molding step of Step S2, press molding in which the sintering raw material mixture 10 is put into a press molding die and molded by pressing at a predetermined pressure, and the pre-sintered molded bodies 10A and 20A are used as a pressure-resistant mold. It is possible to perform extrusion molding or the like in which extrusion is performed at a predetermined pressure.

因みに、本実施の形態においては、原料に蛙目粘土粉4を用いたことから、上述の如く、水及び/またはバインダ6を少量混合するか、またはなくすことができるので容易に原料同士が接着されてまとまった状態となる。このため、常温での加圧で、更に、低圧力で成形することができる。よって、高圧力や加熱装備のプレス装置を必ずしも用いなくても良く、低コスト化を図ることができる。
具体的に、水及び/またはバインダ6を混合してなる焼結原料混合物10をプレス成形する場合、プレス圧力は、10kg/cm2〜200kg/cm2 の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が10kg/cm2未満であると、焼結原料混合物10が十分に圧縮されないため、得られる焼結前成型体10A,20Aの強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が200kg/cm2を超えると、焼結原料混合物10に圧力が掛かり過ぎて高緻密度とものとなり、焼結前成型体10A,20Aの抵抗値が小さくなってステップS3の焼成後の多孔質の成型抵抗体10B,20Bの通電発熱性が損なわれる可能性がある。また、焼結不良となる可能性がある。より好ましくは、プレス成形の圧力は50kg/cm2〜150kg/cm2の範囲内である。特に、水分量が多いほど低圧力での成形が可能となる。
Incidentally, in the present embodiment, because the raw clay powder 4 is used as a raw material, a small amount of water and / or binder 6 can be mixed or eliminated as described above, so that the raw materials can be easily bonded to each other. It will be in a state of being organized. For this reason, it can shape | mold by low pressure by pressurization at normal temperature. Therefore, it is not always necessary to use a press device with high pressure or heating equipment, and the cost can be reduced.
Specifically, if the sintering raw material mixture 10 obtained by mixing water and / or binder 6 is press-molded, the pressing pressure is preferably in the range of 10kg / cm 2 ~200kg / cm 2 . If the pressure of the press molding is less than 10 kg / cm 2 , the sintered raw material mixture 10 is not sufficiently compressed, so that the strength of the obtained pre-sintered molded bodies 10A and 20A becomes weak and may be damaged in the firing process described later. There is. On the other hand, when the pressure of press molding exceeds 200 kg / cm 2 , the pressure is applied to the sintering raw material mixture 10 so as to have a high density, and the resistance values of the pre-sintered compacts 10A and 20A become small, and step S3 There is a possibility that the energization exothermic property of the porous molded resistors 10B and 20B after firing may be impaired. Moreover, there is a possibility of sintering failure. More preferably, the pressure of press molding is in the range of 50kg / cm 2 ~150kg / cm 2 . In particular, as the amount of moisture increases, molding at a lower pressure becomes possible.

そして、このように本実施の形態においては、常温の加圧によって成形でき、外部からの均一な加熱が不要であるため、プレス成形の場合には、厚い焼結前成型体10A,20A(例えば、150トンのプレス機で約20mm厚まで)を得ることも可能である。更に、加熱機構が不要であることから、プレス成形機及び金型の構造を簡単にして、広い面積の焼結前成型体10A,20A(例えば、1000mm×2000mm)を得ることも可能である。なお、このときのプレス成形機としては、例えば、150トン以上の粉末成形プレス機が使用できる。このプレス機によれば、成形途中にガス抜きが出来る機構が付いているため、成形によって高強度のものが安定して得られる。勿論、例えば、後述するように、凹凸を有する金型や曲線部を有する金型枠型等を使用し、成形によって焼結原料混合物10の意匠面に凹凸を成形し、焼結前成型体10A,20Aを所望形状に成形することも可能である。   As described above, in the present embodiment, molding can be performed by pressurization at room temperature, and uniform heating from the outside is not necessary. Therefore, in the case of press molding, the thick pre-sintered compacts 10A and 20A (for example, It is also possible to obtain a thickness of about 20 mm with a 150-ton press. Furthermore, since a heating mechanism is unnecessary, it is possible to obtain a large-area pre-sintered molded body 10A, 20A (for example, 1000 mm × 2000 mm) by simplifying the structure of the press molding machine and the mold. In addition, as a press molding machine at this time, the powder molding press machine of 150 tons or more can be used, for example. According to this press machine, since a mechanism capable of degassing is provided during molding, a high-strength one can be stably obtained by molding. Of course, as will be described later, for example, a mold having irregularities, a mold frame having curved portions, or the like is used, and irregularities are formed on the design surface of the sintering raw material mixture 10 by molding. 20A can be formed into a desired shape.

一方、押出成形の場合には、焼結原料混合物10を曲面形状の筒状・棒状等複雑な形状に成形することが可能である。特に、水及び/またはバインダ6を混合してなる焼結原料混合物10は、成形性が良いため、押出成形によって各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形(ハニカム状)等の極めて複雑な形状に成形することも可能である。また、その貫通孔11,21の断面形状の大きさも任意の大きさとし、複数の大きさを組み合わせることもできる。また、その数も任意の数とすることができるし、全体の外形も任意の形状が選択できる。このようにして、図2及び図3に示す本実施の形態及びその変形例にかかる押出成形した焼結前成型体10A(図2参照)及び射出成型した焼結前成型体20A(図3参照)が得られる。   On the other hand, in the case of extrusion molding, the sintered raw material mixture 10 can be formed into a complicated shape such as a curved cylindrical shape or rod shape. In particular, since the sintering raw material mixture 10 formed by mixing water and / or the binder 6 has good moldability, the cross-sectional circle, the cross-sectional oval, the cross-sectional oval, the cross-sectional triangle, the cross-sectional square, and the hexagonal cross-section are formed by extrusion molding. It is also possible to form into an extremely complicated shape such as (honeycomb shape). Moreover, the size of the cross-sectional shape of the through-holes 11 and 21 is also an arbitrary size, and a plurality of sizes can be combined. Moreover, the number can also be made into arbitrary numbers, and arbitrary shapes can also be selected also for the whole external shape. Thus, the extrusion-molded pre-sintered molded body 10A (see FIG. 2) and the injection-molded pre-sintered molded body 20A (see FIG. 3) according to the present embodiment shown in FIGS. ) Is obtained.

なお、本発明を実施する場合には、勿論、加熱加圧によって、焼結原料混合物10を成形することも可能である。殊に、本発明においては、蛙目粘土粉4等の鉱物質粉が使用され、これが成形性または保形性等の確保に有利に機能することから、加熱加圧の場合、水やバインダを混合せずとも成形が可能である。因みに、水やバインダを混合せず加熱加圧する場合のプレス成形圧力は、50kg/cm2〜300kg/cm2の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が50kg/cm2未満であると、水やバインダを混合していない場合に焼結原料混合物10が十分に圧縮されないため強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が300kg/cm2を超えると、焼結原料混合物10に圧力が掛かり過ぎて高緻密度となり、得られる焼結前成型体10A,20Aの抵抗値が小さくなって、焼成しても成型抵抗体10B,20Bの通電発熱性が損なわれる可能性がある。より好ましくは、100kg/cm2〜200kg/cm2の範囲内である。しかし、抵抗値及び複合成分によっては、100kg/cm2〜200kg/cm2の範囲外の使用も有り得る。 In carrying out the present invention, of course, the sintered raw material mixture 10 can be formed by heating and pressing. In particular, in the present invention, mineral powder such as Sasame clay powder 4 is used, and this functions advantageously to ensure moldability or shape retention. Molding is possible without mixing. Incidentally, the press molding pressure when heating and pressing without mixing water and binder is preferably in the range of 50kg / cm 2 ~300kg / cm 2 . If the pressure of the press molding is less than 50 kg / cm 2 , the strength of the sintered raw material mixture 10 is not sufficiently compressed when water or a binder is not mixed, and the strength may be weakened and may be damaged in the firing process described later. . On the other hand, when the pressure of the press molding exceeds 300 kg / cm 2 , the sintering raw material mixture 10 is excessively pressurized, resulting in a high density, and the resistance values of the obtained pre-sintered molded bodies 10A and 20A are reduced. Even if it does, the energization exothermic property of molding resistor 10B, 20B may be spoiled. More preferably, in the range of 100kg / cm 2 ~200kg / cm 2 . However, depending on the resistance value and the composite component, there may be used outside the range of 100kg / cm 2 ~200kg / cm 2 .

続いて、ステップS2で成形された焼結原料混合物10は、ステップS3の焼結工程において、温度制御電気炉内にて900℃〜1200℃の範囲内で焼結される。
ここで、焼結の温度が900℃〜1200℃の範囲内とは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、900℃未満では、十分な焼成が行われずに粉状態のものが得られ焼結不良となってしまうことが確認されたことから、焼結温度の下限値を900℃とし、一方で、1200℃を超えると、得られる成型抵抗体10B,20Bは通電発熱性を有さないことが判明したので、焼結温度の上限値を1200℃としたものである。
なお、焼結工程の昇温プログラムは、各原料の種類、粒子径、配合量や、後述の触媒機能付多孔質発熱体100,200において必要とされる抵抗値、発熱温度等によって予め実験によって最適値が設定される。
そして、このように900℃〜1200℃の範囲内で焼結することによって、正特性の成型抵抗体10B,20Bとなる。このようにして得られた正特性の成型抵抗体10B,20Bは、常温では抵抗が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗が増大するという抵抗温度特性を有し、通電によって容易に抵抗発熱する。特に、成型抵抗体10B,20Bは全面で放熱し、かつ、多孔質であるから表面積が広くなる。
Subsequently, the sintering raw material mixture 10 formed in step S2 is sintered in a temperature controlled electric furnace within a range of 900 ° C. to 1200 ° C. in the sintering process of step S3.
Here, the sintering temperature is in the range of 900 ° C. to 1200 ° C. As a result of repeated experiments by the present inventors, when the temperature is lower than 900 ° C., a powder is obtained without sufficient firing. Since it was confirmed that the sintering was poor, the lower limit value of the sintering temperature was set to 900 ° C., and, on the other hand, when it exceeded 1200 ° C., the obtained molded resistors 10B and 20B had energization heat generation. Since it was found that there was no upper limit, the upper limit of the sintering temperature was set to 1200 ° C.
The temperature raising program for the sintering process is determined by experiments in advance according to the type, particle size, blending amount of each raw material, the resistance value required for the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function described later, the heating temperature, and the like. The optimum value is set.
Then, by sintering within the range of 900 ° C. to 1200 ° C. in this way, the molded resistors 10B and 20B having positive characteristics are obtained. The positive molded resistors 10B and 20B thus obtained have a resistance temperature characteristic that the resistance is low at room temperature, and the resistance rapidly increases when a predetermined temperature is reached. To do. In particular, since the molded resistors 10B and 20B dissipate heat over the entire surface and are porous, the surface area is increased.

ステップS3で正特性の成型抵抗体10B,20Bを焼成した後、ステップS4で成型抵抗体10B,20Bの所望の位置に金属(アルミニウムで実施)の溶射によって電極膜13,14,23,24を成形する。この電極膜13,14,23,24は、成型抵抗体10B,20Bが多孔質であるから、より堅固に成型抵抗体10B,20Bに対して接合される。この成型抵抗体10B,20Bの電極膜13,14,23,24は、成型抵抗体10B,20Bの長さ方向の端部側に成形される。その後、ステップS5で電極膜13,23に板状または線状の銅電極リード15,25、電極膜13,23に銅電極リード15,25を重ね、再度溶射することにより、電極膜13,23と銅電極リード15,25及び電極膜14,24と銅電極リード16,26とを一体に固着する。
ここで、電極膜13,23と銅電極リード15,25の対向面及び電極膜14,24と銅電極リード16,26の対向面は接合できないから、電極膜13,14,23,24に対向する銅電極リード15,16,25,26に対し、穴を穿設するか、外周のシルエットラインを葉脈状(リアス式海岸状)に凹凸を成形し、両者間の接合力を増すことが望ましい。
また、本実施の形態の電極膜13,14,23,24に対する銅電極リード15,16,25,26の取付は、触媒機能付多孔質発熱体100,200として発熱体収容装置300に収容される形態によっては、銅電極リード15,16,25,26及び電極端子17,18,27,28を省略することもできる。即ち、多孔質抵抗成型体10C,20Cに設けた両側の電極膜13,23は、金属の溶射によって成形したものであり、少なくとも金属の溶射によって成形した電極膜13,23が必要であることを意味するものであり、銅電極リード15,16,25,26及び電極端子17,18,27,28を省略することも、接続することもできる。
After firing the positive molded resistors 10B and 20B in step S3, the electrode films 13, 14, 23, and 24 are formed by spraying metal (implemented with aluminum) at desired positions of the molded resistors 10B and 20B in step S4. Mold. Since the molding resistors 10B and 20B are porous, the electrode films 13, 14, 23, and 24 are more firmly bonded to the molding resistors 10B and 20B. The electrode films 13, 14, 23, 24 of the molded resistors 10B, 20B are molded on the end side in the length direction of the molded resistors 10B, 20B. Thereafter, in step S5, the plate-like or linear copper electrode leads 15 and 25 are superimposed on the electrode films 13 and 23, and the copper electrode leads 15 and 25 are superimposed on the electrode films 13 and 23, followed by thermal spraying again, thereby the electrode films 13 and 23. The copper electrode leads 15 and 25 and the electrode films 14 and 24 and the copper electrode leads 16 and 26 are fixed together.
Here, since the opposing surfaces of the electrode films 13 and 23 and the copper electrode leads 15 and 25 and the opposing surfaces of the electrode films 14 and 24 and the copper electrode leads 16 and 26 cannot be joined, they face the electrode films 13, 14, 23, and 24. It is desirable to form holes in the copper electrode leads 15, 16, 25, 26 to be formed, or to form irregularities in the shape of a leaf vein (rear coastline) on the outer peripheral silhouette line to increase the bonding force between them.
Further, the attachment of the copper electrode leads 15, 16, 25, 26 to the electrode films 13, 14, 23, 24 of the present embodiment is accommodated in the heating element accommodating device 300 as the porous heating elements 100, 200 with a catalytic function. Depending on the form, the copper electrode leads 15, 16, 25, 26 and the electrode terminals 17, 18, 27, 28 may be omitted. That is, the electrode films 13 and 23 on both sides provided on the porous resistance molded bodies 10C and 20C are formed by metal spraying, and at least the electrode films 13 and 23 formed by metal spraying are necessary. This means that the copper electrode leads 15, 16, 25, 26 and the electrode terminals 17, 18, 27, 28 can be omitted or connected.

次に、水等の無機溶剤及び/またはアルコールやアセトン、ヘキサン等の有機溶剤で溶かした白金族触媒溶液に対して多孔質抵抗成型体10C,20Cの全体を浸漬し、多孔質抵抗成型体10C,20Cの外表面に白金族触媒19を担持させ、それを乾燥させて白金族触媒19を多孔質部分の表面に付着固定する。
ここで、白金族触媒19とは、元素のうち周期表において、第5及び第6周期、第8、9、10族に位置する元素、即ち、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジュウム、オスミウム、イリジウム、白金等の総称であり、ここではそれらのうちから選択した触媒であり、それを無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かしたものである。この実施の形態で使用できる白金族触媒19は、パラジュウムPdと白金Pt、パラジュウムPdと銀Ag、パラジュウムPdとルテニュウムRu、パラジュウムPdとロジュウムRhのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む2層構造以上の複数構造としたものである。
本実施の形態では、多孔質抵抗成型体10C,20Cに対し、エタノール40〜50wt%、ノルマルプロピルアルコール5〜10wt%、パラジュウム5wt%以下、メタノール0.5〜3wt%、分散樹脂0.5wt%以下、残余を水として配合し、そこに全体を浸漬させている。
Next, the entire porous resistance molded body 10C, 20C is immersed in a platinum group catalyst solution dissolved in an inorganic solvent such as water and / or an organic solvent such as alcohol, acetone, hexane, etc., and the porous resistance molded body 10C. , 20C is supported on the outer surface of the platinum group catalyst 19 and dried to fix the platinum group catalyst 19 to the surface of the porous portion.
Here, the platinum group catalyst 19 is an element located in the fifth and sixth periods, the eighth, ninth, and tenth groups in the periodic table, that is, physical properties and chemical properties are similar to each other. Ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum and the like, and here, a catalyst selected from them, which is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent. The platinum group catalyst 19 that can be used in this embodiment is a single alloy or palladium made of a combination containing palladium Pd and platinum Pt, palladium Pd and silver Ag, palladium Pd and ruthenium Ru, palladium Pd and rhodium Rh, and palladium. A plurality of structures including a two-layer structure or more are included.
In the present embodiment, ethanol 40 to 50 wt%, normal propyl alcohol 5 to 10 wt%, palladium 5 wt% or less, methanol 0.5 to 3 wt%, and dispersion resin 0.5 wt% with respect to porous resistance molded bodies 10C and 20C. Hereafter, the remainder is mix | blended as water and the whole is immersed there.

図2(a)は、外形が円筒状の焼結原料混合物10Aで、図2(b)及び(c)に示すように、両端部を溶射で電極膜13と銅電極リード15及び電極膜14と銅電極リード16とを一体に設けたものであり、更に、銅電極リード15,16には、電極端子17,18が接続されている。そして、図2(d)に示すように、円柱状の成型抵抗体10Bの周囲に白金族触媒19を付着させ、触媒機能付多孔質発熱体100を得ている。
同様に、図3(a)は、外形が四角筒状の焼結原料混合物20Aで、図3(b)及び(c)に示すように、両端部を溶射で電極膜23と銅電極リード25及び電極膜24と銅電極リード26とを一体に設け、更に、図3(d)に示すように、四角柱状の成型抵抗体20Bの周囲に白金族触媒29を付着させ、触媒機能付多孔質発熱体200を得る。
なお、図2に示す円柱状の成型抵抗体10Bの長さ方向に対して、対向端部面に電極膜13,14を溶融アルミニウム槽に端部を交互に瞬間的に浸漬して一体に設けることもできる。このときの成型抵抗体10Bの電流路は、貫通孔11の肉厚によって決定される。
FIG. 2A shows a sintering raw material mixture 10A having a cylindrical outer shape. As shown in FIGS. 2B and 2C, both end portions are sprayed to form an electrode film 13, a copper electrode lead 15, and an electrode film 14. And the copper electrode lead 16 are integrally provided, and the electrode terminals 17 and 18 are connected to the copper electrode leads 15 and 16. Then, as shown in FIG. 2D, a platinum group catalyst 19 is attached around the cylindrical molded resistor 10B to obtain a porous heating element 100 with a catalytic function.
Similarly, FIG. 3 (a) shows a sintering raw material mixture 20A having an outer shape of a square cylinder, and as shown in FIGS. The electrode film 24 and the copper electrode lead 26 are integrally provided, and further, as shown in FIG. 3 (d), a platinum group catalyst 29 is adhered around the square columnar molded resistor 20B, so that the porous porous structure having a catalytic function A heating element 200 is obtained.
In addition, with respect to the length direction of the columnar molded resistor 10B shown in FIG. 2, the electrode films 13 and 14 are provided on the opposite end face, and the end portions are alternately and instantaneously immersed in a molten aluminum bath. You can also. The current path of the molding resistor 10B at this time is determined by the thickness of the through hole 11.

図2及び図3に示すように、多孔質抵抗成型体10C,20Cは、内部の貫通孔11,21により、外形が円筒状または四角筒状とし、その両端に金属を溶射して成形した1対の電極膜13,14,23,24とからなる。この1対の電極膜13,14,23,24は、焼結原料混合物10を成形した後、成型工程のステップS2で金型によって1以上の貫通孔11を成形した。成型抵抗体10B,20Bを焼成した後、ステップS4及びステップS5の溶射で電極膜13,14,23,24、銅電極リード15,16,25,26、電極端子17,18,27,28を成形したものである。なお、この実施の形態の電極膜13,14,23,24は、アルミニウム膜である。金属の溶射は、焼結工程の後に行うものであるから、高温にさらされて溶融することがないので、電極膜13,14,23,24は如何なる金属も使用できる。
発明者らの実験では、銅電極リード15,16,25,26を、低抵抗材料として選択されたアルミニウム、銅、黄銅、ステンレス等を使用した。
As shown in FIGS. 2 and 3, the porous resistance molded bodies 10C and 20C have a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape by internal through holes 11 and 21, and are molded by metal spraying at both ends thereof. It consists of a pair of electrode films 13, 14, 23, 24. The pair of electrode films 13, 14, 23, 24 was formed by molding the sintered raw material mixture 10, and then forming one or more through-holes 11 using a mold in step S <b> 2 of the molding process. After firing the molded resistors 10B, 20B, the electrode films 13, 14, 23, 24, the copper electrode leads 15, 16, 25, 26, and the electrode terminals 17, 18, 27, 28 are formed by thermal spraying in steps S4 and S5. Molded. The electrode films 13, 14, 23, and 24 in this embodiment are aluminum films. Since the metal spraying is performed after the sintering process, it is not melted by being exposed to a high temperature, and therefore any metal can be used for the electrode films 13, 14, 23, and 24.
In the experiments conducted by the inventors, the copper electrode leads 15, 16, 25, 26 were made of aluminum, copper, brass, stainless steel or the like selected as a low resistance material.

なお、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する多孔質抵抗成型体10C,20Cでは金属の溶射で一対の電極膜13,14,23,24を成形したが、本発明を実施する場合には、焼結前成型体10A,20A自体、即ち、焼結前成型体10A,20Aに図示しない電極を埋設してもよいし、または端部表面に電極を張り合わせてもよいし、焼結前成型体10A,20Aを強圧する構造としてもよい。何れにせよ、端子は接触抵抗が低い状態で通電できるものとするのが望ましい。   In the porous resistance molded bodies 10C and 20C used in the air purification apparatus according to the present embodiment, the pair of electrode films 13, 14, 23, and 24 are molded by metal spraying. However, when the present invention is carried out, May be formed by embedding electrodes (not shown) in the pre-sintered molded bodies 10A and 20A themselves, that is, in the pre-sintered molded bodies 10A and 20A, or by attaching electrodes to end surfaces, or before sintering. It is good also as a structure which presses strongly the molded object 10A, 20A. In any case, it is desirable that the terminal can be energized with a low contact resistance.

また、図2及び図3のように、触媒機能付多孔質発熱体100,200の多孔質抵抗成型体10C,20Cの1対の電極膜13,14,23,24は、成型抵抗体10B,20Bの長さ方向の両端側に成形したものとすることもできるし、また、図示しないが、長さ方向に対する直角方向の対向面側に成形することもできる。
特に、成型抵抗体10B,20Bの1対の電極膜13,14,23,24は、金属の溶射によって成型抵抗体10B,20Bに設けたものであり、溶射された電極膜13,14,23,24と銅電極リード15,16,25,26とを一体に設けてなるものであるが、金属の溶射によって成型抵抗体10B,20Bに設けた後、鋳込みで電極端子17,18,27,28を成形することもできる。
なお、触媒機能付多孔質発熱体100,200の多孔質抵抗成型体10C,20Cの電極膜13,14、23,24を配設する場合には、仕上げ精度、取付け性を良くするために成型抵抗体10B,20Bの表面、特に、電極膜13,14,23,24を成形する面を研磨し、精度を上げることもできる。機械研磨を行っても抵抗値の変化は殆ど生じなかった。
As shown in FIGS. 2 and 3, the pair of electrode films 13, 14, 23, 24 of the porous resistance molded bodies 10C, 20C of the porous heating elements 100, 200 with a catalyst function are formed into the molded resistor 10B, It can also be formed on both end sides in the length direction of 20B, and can also be formed on the opposing surface side in the direction perpendicular to the length direction, although not shown.
In particular, the pair of electrode films 13, 14, 23, 24 of the molded resistors 10B, 20B are provided on the molded resistors 10B, 20B by metal spraying, and the sprayed electrode films 13, 14, 23 are formed. , 24 and the copper electrode leads 15, 16, 25, 26 are integrally provided. After being provided on the molding resistors 10B, 20B by metal spraying, the electrode terminals 17, 18, 27, 28 can also be molded.
When the electrode films 13, 14, 23, 24 of the porous resistance molded bodies 10C, 20C of the porous heating elements 100, 200 with a catalyst function are disposed, the molded films are formed to improve finishing accuracy and mounting properties. The surfaces of the resistors 10B and 20B, in particular, the surfaces on which the electrode films 13, 14, 23, and 24 are formed can be polished to increase the accuracy. Even after mechanical polishing, the resistance value hardly changed.

上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200について、本発明者らの実験研究によれば、次のような特徴が確認された。
原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって触媒機能付多孔質発熱体100,200の抵抗値が変化することが確認された。その要因は、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって多孔質抵抗成型体10C,20Cの緻密度が変化するためと思われる。具体的には、例えば、原料に粗い粒子を用いた場合、細かい粒子を用いた場合よりも抵抗値が大きくなったり、成形時におけるプレス圧力が高い程、抵抗値が大きくなったりもした。
According to the experimental study by the present inventors, the following characteristics have been confirmed for the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the above embodiment.
It was confirmed that the resistance value of the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function varies depending on the particle shape, blending amount and type of raw material, and the pressure during molding. The reason seems to be that the density of the porous resistance molded bodies 10C and 20C changes depending on the particle shape, blending amount and type of the raw material and the pressure during molding. Specifically, for example, when coarse particles are used as the raw material, the resistance value becomes larger than when fine particles are used, and the resistance value increases as the press pressure at the time of molding increases.

よって、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200によれば、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力の調節によって多孔質抵抗成型体10C,20Cの緻密度を変化させることにより、多孔質抵抗成型体10C,20Cの抵抗値を制御することが可能である。因みに、本発明者らの実験研究により、多孔質抵抗成型体10C,20Cの緻密度を高めると、多孔質抵抗成型体10C,20Cの抵抗値が低くなることが確認されている。したがって、加熱したい所望の位置のみの発熱を高くできる。   Therefore, according to the porous heating element with catalytic function 100, 200 used in the air purification apparatus according to the present embodiment, the porous resistance can be adjusted by adjusting the particle shape, blending amount and type of the raw material and the pressure during molding. By changing the density of the molded bodies 10C and 20C, it is possible to control the resistance values of the porous resistance molded bodies 10C and 20C. Incidentally, it has been confirmed by experimental studies by the present inventors that the resistance value of the porous resistance molded bodies 10C and 20C decreases when the density of the porous resistance molded bodies 10C and 20C is increased. Therefore, the heat generation only at a desired position to be heated can be increased.

特に、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200によれば、原料に木粉5が用いられており、焼成過程において、この木粉5が焼失することによってその部分が空隙となり、多孔質抵抗成型体10C,20Cの緻密性に大きく影響する。このため、木粉5の添加量を調節することで、多孔質抵抗成型体10C,20Cの抵抗値の制御が容易にできる。   In particular, according to the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the present embodiment, the wood powder 5 is used as a raw material, and this wood powder 5 is burned off during the firing process. As a result, the portion becomes a void, which greatly affects the denseness of the porous resistance molded bodies 10C and 20C. For this reason, the resistance value of the porous resistance molded bodies 10C and 20C can be easily controlled by adjusting the amount of the wood powder 5 added.

また、本発明者らの実験研究によって、焼結温度の900℃〜1200℃の範囲内において、焼結させる温度を様々調節することで、多孔質抵抗成型体10C,20Cの抵抗値が変化することが判明している。これは、焼結温度によって焼結密度(焼成過程における粒子同士の密度)が変化するためと思われる。したがって、焼結温度を調節することによっても、多孔質抵抗成型体10C,20Cの抵抗値を制御することが可能である。
なお、触媒機能付多孔質発熱体100,200は、その形状によっても、抵抗値が変化したり、通電量によっても変化したりすることから、その形状や通電量を調節することによっても、正特性発熱体としての抵抗値を制御することができる。
In addition, the resistance values of the porous resistance molded bodies 10C and 20C change by variously adjusting the sintering temperature in the range of 900 ° C. to 1200 ° C. of the sintering temperature by the inventors' experimental research. It has been found. This seems to be because the sintering density (the density of particles in the firing process) changes depending on the sintering temperature. Therefore, it is possible to control the resistance values of the porous resistance molded bodies 10C and 20C also by adjusting the sintering temperature.
Note that the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function change in resistance value or in accordance with the amount of energization depending on their shape. The resistance value as the characteristic heating element can be controlled.

更に、このように、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200によれば、多孔質抵抗成型体10C,20Cの抵抗値は、その緻密度、即ち、圧縮圧によって影響されることから、焼結原料混合物10を成形する際に、その緻密度分布を調節することにより、多孔質抵抗成型体10C,20Cにおいて抵抗分布の制御が可能となる。即ち、成型抵抗体10B,20Bにおいて異なる発熱温度の設定ができ、多孔質抵抗成型体10C,20Cの特定部位を特定温度に発熱させることができる。   Further, as described above, according to the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the present embodiment, the resistance values of the porous resistance molded bodies 10C and 20C are the density, that is, Since it is influenced by the compression pressure, the resistance distribution can be controlled in the porous resistance molded bodies 10C and 20C by adjusting the density distribution when the sintered raw material mixture 10 is molded. That is, different heat generation temperatures can be set for the molded resistors 10B and 20B, and specific portions of the porous resistance molded bodies 10C and 20C can be heated to a specific temperature.

また、プレス成形の際に曲線部を有する金型を使用して、焼結原料混合物10をプレス成形することによって、曲線部で緻密度が大きく変化したものを得ることができる。よって、これを焼結してなる成型抵抗体10B,20Bは、曲線部で抵抗値が大きく変化し、多孔質抵抗成型体10C,20Cは通電による発熱温度が部位によって大きく異なるものとなる。
そして、プレス成形の際に、プレス成形金型に焼結原料混合物10の充填率を変化させて充填し、プレス成形することによって、また、焼結原料混合物10を厚みが部位によって変化するようにプレス成形をすることによって、充填量や厚みの差によって緻密度が変化することから、これを焼結してなる成型抵抗体10B,20Bも、部位によって抵抗値が大きく変化し、多孔質抵抗成型体10C,20Cは通電による発熱温度が部位によって大きく異なったものとなる。
Moreover, what presses the sintering raw material mixture 10 using the metal mold | die which has a curve part in the case of press molding can obtain what changed the density largely in the curve part. Therefore, the resistance values of the molded resistor bodies 10B and 20B formed by sintering this change greatly at the curved portion, and the heat generation temperature due to energization of the porous resistance molded bodies 10C and 20C varies greatly depending on the part.
Then, during press molding, the press mold is filled by changing the filling rate of the sintering raw material mixture 10, and press molding is performed, and the thickness of the sintering raw material mixture 10 changes depending on the part. Since the density changes due to the difference in filling amount and thickness due to the press molding, the resistance values of the molding resistors 10B and 20B formed by sintering this also change greatly depending on the part, and the porous resistance molding is performed. The bodies 10C and 20C have greatly different heat generation temperatures depending on the part.

本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する成型抵抗体10B,20Bは、アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25wt%を加えて混練し、圧縮成形または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、触媒機能付多孔質発熱体100,200となるものであり、焼結した成型抵抗体10B,20Bは、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものである。   Molding resistors 10B and 20B used in the air purifying apparatus according to the present embodiment are blended with aluminum powder 30 to 50 wt%, graphite powder 5 to 10 wt%, clay powder 30 to 50 wt%, and wood powder 0 to 10 wt%. The resulting mixture is kneaded by adding water in an amount of 15 to 25 wt%, molded by compression molding or extrusion molding, dried, sintered, and porous heating element 100,200 with a catalytic function. The sintered molded resistors 10B and 20B have a positive resistance-temperature characteristic in which the resistance is low at room temperature and the resistance rapidly increases as the temperature rises to a predetermined temperature.

このようにして得られた本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は軽量であると共に、アルミニウムより硬くて摩耗にも強く、各原料を混合して成形したものよりもその機械的強度は増大しており、高い機械的強度を有していた。殊に、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100,200が発熱している際に水を吹きつけたヒートショックに対しても割れることもなく、また後述するように、この触媒機能付多孔質発熱体100,200に熱勾配(温度分布)がある場合においても、発熱時に割れることはなかった。更に、酸等の化学的にも強靭であることが判明した。   The porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the present embodiment thus obtained are lightweight, harder than aluminum and resistant to wear. Its mechanical strength was higher than that of the molded one, and it had high mechanical strength. In particular, the porous heating element 100, 200 with catalytic function of the present embodiment is not broken even by heat shock that is sprayed with water when the porous heating element 100, 200 generates heat, and this catalytic function is described later. Even when the attached porous heating elements 100 and 200 had a thermal gradient (temperature distribution), they were not cracked during heat generation. Furthermore, it has been found that it is chemically strong such as acid.

発明者らの走査型電子顕微鏡(SEM:2次電子像)により、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200には、開口した空隙が分布しており、多孔質であることが分かった。更に、この空隙の大きさは、ガス吸着式細孔分布測定器により測定した結果、数μm〜数十μmであったが、原料の粒子形状や配合量、成形時の圧力等によってこの空隙の大きさ、空隙率は制御可能である。   According to the inventors' scanning electron microscope (SEM: secondary electron image), open pores are distributed in the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the present embodiment. It was found to be porous. Furthermore, the size of the voids was several μm to several tens of μm as a result of measurement with a gas adsorption type pore distribution measuring device. The size and porosity can be controlled.

発明者の行った消臭試験では、他社の同一風量の脱臭装置に比較して消費電力量が従来の電熱ヒータに比較して、1/5〜1/3になり、装置の大きさも約1/5〜1/3になることが確認された。特に、本願発明の本触媒機能付多孔質発熱体では、特定の温度に上昇する個所が限られているから消費電力が少なくなり、また、通過する被浄化空気との接触面積が広い面積で行われるので、他社製品に比較して約1/5〜1/3に小型化した商品とすることができた。
これらのことから、閉鎖された室内の臭気を外に排出する場合に使用でき、また、動物舎、介護施設等の室内で空気を循環させる場合にも使用でき、そして、冷蔵庫内のエチレンガス除去、脱臭、雑菌除去等にも使用できることが確認された。特に、触媒は、前記多孔質抵抗成型体の膨大な表面の凹凸と微細な通気孔にガッチリ担持され、その中を通過する有害ガス(悪臭)、雑菌、カビ菌は、水と炭酸ガスに酸化分解され消滅することが確認された。
In the deodorization test conducted by the inventor, the amount of power consumption is 1/5 to 1/3 of that of a conventional electric heater as compared with a deodorizing device of the same air volume of another company, and the size of the device is also about 1 It was confirmed to be / 5 to 1/3. In particular, in the porous heating element with catalytic function of the present invention, power consumption is reduced because there are limited places where the temperature rises to a specific temperature, and the contact area with the air to be purified passing through is wide. Therefore, it was possible to make the product downsized to about 1/5 to 1/3 of the products of other companies.
Therefore, it can be used to discharge odors in closed rooms to the outside, and can also be used to circulate air in rooms such as animal houses and nursing homes, and removes ethylene gas from the refrigerator. It was confirmed that it can be used for deodorization, removal of germs and the like. In particular, the catalyst is firmly supported by the enormous surface irregularities and fine vents of the porous resistance molded body, and harmful gases (bad odors), germs, and fungi passing through it are oxidized into water and carbon dioxide. It was confirmed that it was decomposed and disappeared.

正の抵抗温度特性を有する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、図4(a)に示すように、抵抗は常温では低く、かつ、電源を印加して電流を流すと、その温度は上昇するが、徐々に抵抗値が低下する。しかし、ある温度(キュリー点温度)Cuになると、急激に温度が上昇すると共に、急激に抵抗が増大する。このとき、温度と抵抗値とは一義的に決定される。キュリー点温度Cu以上であれば、定電力特性を示すから、横軸の特定の温度T℃とその2倍の温度2T℃を出力するには、図4(a)に示す特性から、抵抗値RTを算出し、その抵抗値RTで横軸の特定の温度T℃のときの電流との積をとれば、印加すべき電圧が一義的に決定できる。
また、定電圧電源から電圧を供給すると、図4(b)に示すように、最初の電流Isは増加傾向となり、キュリー点温度Cuの抵抗Rcuを若干超えたところでピーク電流Ipとなり、その後、徐々に低下し、一定の定電流Itとなる。定電流Itが一定になることはその発熱量も、電力も一定であり、その際の触媒機能付多孔質発熱体100,200は特定温度の発熱となり、白金族触媒19,29の触媒温度が決定される。
As shown in FIG. 4 (a), the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function having a positive resistance temperature characteristic have a low resistance at room temperature, and when a current is applied by applying a power source, the temperature is Although it rises, the resistance value gradually decreases. However, when a certain temperature (Curie point temperature) Cu is reached, the temperature rises rapidly and the resistance suddenly increases. At this time, the temperature and the resistance value are uniquely determined. If the Curie point temperature is equal to or higher than Cu, constant power characteristics are exhibited. Therefore, in order to output a specific temperature T ° C on the horizontal axis and a temperature 2T ° C that is twice that temperature, the resistance value is obtained from the characteristics shown in FIG. If RT is calculated and the product of the resistance value RT and the current at the specific temperature T ° C. on the horizontal axis is taken, the voltage to be applied can be uniquely determined.
When a voltage is supplied from a constant voltage power source, as shown in FIG. 4B, the initial current Is tends to increase, and reaches a peak current Ip when it slightly exceeds the resistance Rcu at the Curie point temperature Cu, and then gradually. To a constant constant current It. When the constant current It becomes constant, the heat generation amount and power are constant, and the porous heating elements 100 and 200 with catalytic function at that time generate heat at a specific temperature, and the catalyst temperatures of the platinum group catalysts 19 and 29 are It is determined.

このとき、触媒機能付多孔質発熱体100,200は、キュリー点温度Cuまで急速に上昇し、定電流Itの制御に入るために電流はオーバーシュートする。しかし、総合的にその経過時間を見ると、キュリー点温度Cu以上の温度では、温度変化に対する抵抗値変化が大きくなり、定電流It状態に入りやすくなる。
したがって、キュリー点温度Cu(ピーク電流Ip)を超えて、所定の電圧を印加すると、特定の温度が維持され、白金族触媒19,29が所定の温度を維持し、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。常温で白金族触媒19,29が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は300℃で、無機物についても650℃で完全に消臭除去ができることが確認された。
At this time, the porous heating elements 100 and 200 with the catalyst function rapidly rise to the Curie point temperature Cu, and the current overshoots to enter the control of the constant current It. However, when the elapsed time is comprehensively seen, at a temperature equal to or higher than the Curie point temperature Cu, the resistance value change with respect to the temperature change becomes large and the constant current It state is easily entered.
Therefore, when a predetermined voltage is applied exceeding the Curie point temperature Cu (peak current Ip), the specific temperature is maintained, the platinum group catalysts 19 and 29 maintain the predetermined temperature, and the reaction rate of the catalyst is increased. The reaction efficiency can be increased. A deodorizing effect was confirmed for the substance on which the platinum group catalysts 19 and 29 act at normal temperature, and furthermore, the catalyst could be deodorized at high speed by heating the catalyst. Regarding the deodorizing effect, it was confirmed that the organic substance can be completely deodorized at 300 ° C. and the inorganic substance can be completely removed at 650 ° C.

常温で白金族触媒19,29が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は300℃で、無機物についても650℃で完全に消臭除去ができることが確認された。勿論、300℃以下で有機物、650℃以下で無機物が除去できるものもある。
白金族触媒19,29は、触媒機能付多孔質発熱体100,200の外周面の多孔質面及び内周面となる貫通孔11,21の多孔質面に対し付着されるから、その白金族触媒19の表面積が広く、かつ、触媒温度を所定の電圧を印加させることにより可能であるから、その触媒の影響を受ける時間は、触媒機能付多孔質発熱体100,200の長さ及びその直列長さに寄って任意の時間、任意の温度下に置くことができ、触媒の反応時間を反応に十分な時間とすることもできる。特に、触媒機能付多孔質発熱体100,200を複数段設けることにより、触媒の反応時間を任意に設定できる。しかも、触媒が触媒機能付多孔質発熱体100,200の多孔質面に対し担持されているから、効率良く触媒が反応することができる。
A deodorizing effect was confirmed for the substance on which the platinum group catalysts 19 and 29 act at normal temperature, and furthermore, the catalyst could be deodorized at high speed by heating the catalyst. Regarding the deodorizing effect, it was confirmed that the organic substance can be completely deodorized at 300 ° C. and the inorganic substance can be completely removed at 650 ° C. Of course, some organic substances can be removed at 300 ° C. or lower, and inorganic substances can be removed at 650 ° C. or lower.
Since the platinum group catalysts 19 and 29 are attached to the porous surface of the outer peripheral surface of the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function and the porous surface of the through holes 11 and 21 which are the inner peripheral surface, the platinum group catalyst Since the surface area of the catalyst 19 is large and the catalyst temperature can be applied by applying a predetermined voltage, the time affected by the catalyst is determined by the length of the porous heating elements 100 and 200 with the catalyst function and the series thereof. Depending on the length, it can be placed at any temperature for any time, and the reaction time of the catalyst can be sufficient for the reaction. In particular, the reaction time of the catalyst can be arbitrarily set by providing a plurality of stages of porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function. Moreover, since the catalyst is supported on the porous surfaces of the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function, the catalyst can efficiently react.

図5は本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100を利用した空気浄化装置の全体構成を示す概略斜視図であり、図6は同じく触媒機能付多孔質発熱体100を収容した発熱体収容装置300と熱交換器400との空気浄化装置の組み合わせを示す概略説明図である。
図5及び図6において、本実施の形態の空気浄化装置は、触媒機能付多孔質発熱体100を収納して所定の温度で触媒を活性化させて空気を浄化させる発熱体収容装置300及び発熱体収容装置300の熱エネルギを浄化空気の排出時に回収して、被浄化空気の温度上昇とする熱交換器400からなり、更に、被浄化空気を送給したり、被浄化空気を吸引したりする送風機500を有するものである。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an air purification device using the porous heating element 100 with a catalytic function used in the air purification device according to the present embodiment, and FIG. 6 is also a porous heat generation with a catalytic function. It is a schematic explanatory drawing which shows the combination of the air purification apparatus of the heat generating body accommodating apparatus 300 and the heat exchanger 400 which accommodated the body 100. FIG.
5 and 6, the air purifying apparatus of the present embodiment accommodates a porous heating element 100 with a catalytic function and activates the catalyst at a predetermined temperature to purify air and generate heat. It consists of a heat exchanger 400 that recovers the thermal energy of the body housing device 300 when the purified air is discharged and raises the temperature of the purified air, and further supplies the purified air or sucks the purified air. It has the air blower 500 which performs.

発熱体収容装置300は、触媒機能付多孔質発熱体100を束ねてグラスウール、セラミック系のロックウール等の燃焼温度が高く、耐熱性のある耐熱絶縁材313でハウジング310との間を絶縁したものである。詳しくは、発熱体収容装置300は全体をステンレス鋼板で成形したハウジング310の筐体311(311a,311b,311c,311d,311e,311f)及び空気等の流体をジグザグに通過させる複数枚の隔壁312、接続管路320,330から構成している。
筐体311は6面からなる箱で成形しており、裏面板311a及び正面板311b並びに枠体となる上面板311c及び下面板311dと右面板311e及び左面板311fで成形されている。また、隔壁312は筐体311を上下に6区画成形している。この隔壁312を設けることにより、本実施の形態の空気流は筐体311の横幅(正面板311bの幅)の6倍の距離を進むことになり、結果、浄化される。
The heating element housing apparatus 300 is a unit in which the porous heating element 100 with a catalytic function is bundled and insulated from the housing 310 by a heat-resistant insulating material 313 having a high combustion temperature such as glass wool and ceramic rock wool. It is. Specifically, the heating element housing apparatus 300 includes a housing 311 (311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f) of a housing 310 formed entirely of a stainless steel plate and a plurality of partition walls 312 that allow a fluid such as air to pass in a zigzag manner. , Connecting pipes 320 and 330.
The housing 311 is formed by a box having six sides, and is formed by a back plate 311a and a front plate 311b, and an upper plate 311c and a lower plate 311d which are frames, a right plate 311e and a left plate 311f. In addition, the partition 312 is formed by molding the casing 311 vertically into six sections. By providing the partition wall 312, the air flow in the present embodiment travels a distance six times the lateral width of the casing 311 (the width of the front plate 311 b), and as a result is purified.

筐体311の上面板311cまたは下面板311dと隔壁312との間、隔壁312相互間には、グラスウール、ロックウール等の耐熱絶縁材313で絶縁した触媒機能付多孔質発熱体100が配設されている。即ち、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100は、複数本を束ね、電極端子17,18相互間に通電できるように互いに電気的に接続し、それら束ねた触媒機能付多孔質発熱体100を絶縁と同時に周囲に空気の流れが生じないようにシール性を持たせ、空気流が触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11のみに生じるようにしている。このように触媒機能付多孔質発熱体100を複数束ね、それを耐熱絶縁材313で絶縁したものを、ここでは触媒機能付多孔質発熱体束301〜306と呼ぶ。   Between the upper surface plate 311c or the lower surface plate 311d of the housing 311 and the partition wall 312 and between the partition walls 312 is disposed a porous heating element 100 having a catalytic function insulated by a heat-resistant insulating material 313 such as glass wool or rock wool. ing. That is, the porous heating element 100 with a catalyst function of the present embodiment is bundled and electrically connected to each other so that the electrode terminals 17 and 18 can be energized. The body 100 is insulated and has a sealing property so as not to generate an air flow around it, so that an air flow is generated only in the through hole 11 of the porous heating element 100 with a catalytic function. A plurality of the porous heat generating elements 100 with catalyst function and bundled with the heat-resistant insulating material 313 are referred to as porous heat generating element bundles 301 to 306 with catalytic function.

このとき、上面板311cまたは下面板311dと隔壁312との間、隔壁312相互間の間隔及び触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11の大きさは、触媒の処理能力によって決定される。
ハウジング310と隔壁312で成形された空間は、触媒機能付多孔質発熱体束301〜306を収納するものであり、触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11を空気流が流れる前提で説明したが、触媒機能付多孔質発熱体100相互間の外周が形成する空間も空気流が流れ、触媒の作用が期待できる。特に、本発明を実施する場合には、触媒機能付多孔質発熱体100の外周を空気流の通過路とすると、効率の良い触媒の反応が得られる。
At this time, the space between the upper surface plate 311c or the lower surface plate 311d and the partition wall 312, the distance between the partition walls 312 and the size of the through hole 11 of the porous heating element 100 with a catalyst function are determined by the processing ability of the catalyst.
The space formed by the housing 310 and the partition wall 312 accommodates the porous heating element bundles 301 to 306 with a catalytic function, and is explained on the assumption that an air flow flows through the through holes 11 of the porous heating element 100 with a catalytic function. However, an air flow also flows in the space formed by the outer periphery between the porous heating elements 100 with a catalyst function, and the action of the catalyst can be expected. In particular, when carrying out the present invention, if the outer periphery of the porous heating element 100 with a catalyst function is an air flow passage, an efficient catalyst reaction can be obtained.

図7はその一部を例示したものである。並行して対向する収容枠材54は電気的導電体または電気的絶縁物からなり、全体の触媒機能付多孔質発熱体100をまとめるものである。ジグザグ電極板51は、ジグザグに成形した銅板または真鍮板からなり、弾性を有する導電体であり、また、弾性体からなる平板52はジグザグ電極板51の一方の面を支持するもので、収容枠材54と共に基準となるものである。これら平板52及びジグザグ電極板51は、隣接する触媒機能付多孔質発熱体100を導通状態とする弾性電極板53を構成している。
触媒機能付多孔質発熱体100の電極膜13,14から直接、弾性電極板53の平板52またはジグザグ電極板51に通電できるようになっている。したがって、電極膜13,14としては、溶射の場合に膜厚を厚く成形するのが望ましい。勿論、本実施の形態においては、図2(d)に示す銅電極リード15,16及び電極端子17,18を設ける必要性がないが、設けても実施できる。
FIG. 7 illustrates a part thereof. The accommodation frame members 54 facing in parallel are made of an electrical conductor or an electrical insulator, and collect the entire porous heating element 100 with a catalytic function. The zigzag electrode plate 51 is made of a copper plate or a brass plate formed into a zigzag, and is an elastic conductor, and the flat plate 52 made of an elastic body supports one surface of the zigzag electrode plate 51 and has a housing frame. Together with the material 54, it becomes a reference. The flat plate 52 and the zigzag electrode plate 51 constitute an elastic electrode plate 53 that makes the adjacent porous heating element 100 with a catalytic function conductive.
The plate 52 or the zigzag electrode plate 51 of the elastic electrode plate 53 can be energized directly from the electrode films 13 and 14 of the porous heating element 100 with a catalyst function. Therefore, it is desirable to form the electrode films 13 and 14 thickly in the case of thermal spraying. Of course, in the present embodiment, it is not necessary to provide the copper electrode leads 15 and 16 and the electrode terminals 17 and 18 shown in FIG.

このように、図7の実施の形態では、触媒機能付多孔質発熱体100を束ねるのに、一対の収容枠材54で触媒機能付多孔質発熱体100及び弾性電極板53を挟持し、空気の流れが、触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11とその触媒機能付多孔質発熱体100の周囲としている。したがって、触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11の内周囲面及び触媒機能付多孔質発熱体100の外周面に付着させた白金族触媒19が両面に作用する。
なお、本実施の形態の空気浄化装置では、周囲に配設するグラスウール、ロックウール等の耐熱絶縁材313は、ボルト・ナット55による空間が周囲に成形されないように、一対の収容枠材54の単位で触媒機能付多孔質発熱体束301〜306を成形した後、必要な量の流路を塞ぐべくグラスウールまたはロックウール等の耐熱絶縁材313で包み込み、或いはその周囲の充填に使用される。勿論、一対の収容枠材54の周囲を耐熱及び絶縁物で覆って成形してもよい。
Thus, in the embodiment of FIG. 7, in order to bundle the porous heating element 100 with catalytic function, the porous heating element 100 with catalytic function and the elastic electrode plate 53 are sandwiched between the pair of housing frame members 54, and the air Is a through hole 11 of the porous heating element 100 with a catalyst function and the periphery of the porous heating element 100 with a catalyst function. Therefore, the platinum group catalyst 19 attached to the inner peripheral surface of the through-hole 11 of the porous heating element 100 with a catalytic function and the outer peripheral surface of the porous heating element 100 with a catalytic function acts on both surfaces.
In the air purifying apparatus of the present embodiment, the heat-resistant insulating material 313 such as glass wool and rock wool disposed around the pair of housing frame members 54 is formed so that the space by the bolts and nuts 55 is not formed around. After forming the porous heating element bundles 301 to 306 with a catalyst function in units, they are encased in a heat-resistant insulating material 313 such as glass wool or rock wool so as to block a necessary amount of the flow path, or used for filling the surroundings. Of course, the surroundings of the pair of housing frame members 54 may be formed by covering them with heat and insulation.

図8に示すように、図2及び図3においては、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100,200を個々のものの製造として説明したが、触媒機能付多孔質発熱体束100A,100Bを直接製造することもできる。
即ち、電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cには電極膜13,14、23,24を形成したものである。本実施の形態では、図8(a)に示すように、電極膜13,14、23,24に対してステンレス線からなるステンレス電極リード15,16,25,26を1〜3回巻回(図では1回巻回)させ、順次編みこんで行く。最後の電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cを巻き込んだ後、ステンレス電極リード15,16,25,26のみを引き出し、内部に電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cを束ねるように、引き出した端部をそこに巻回し、両端部を使用して捩じり込み、そこに圧着端子からなる電極端子17,18,27,28を挿着し、圧着固定する。
このように、図8(b)に示すように、円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質発熱体束100Aを製造することができる。触媒機能付多孔質発熱体束100Bも同様である。
As shown in FIG. 8, in FIGS. 2 and 3, the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function of the present embodiment have been described as individual manufactures. 100B can also be manufactured directly.
That is, the electrode films 13, 14, 23, 24 are formed on the porous resistance molded bodies 10C, 20C with electrodes. In the present embodiment, as shown in FIG. 8 (a), the stainless steel electrode leads 15, 16, 25, 26 made of stainless steel wire are wound 1 to 3 times on the electrode films 13, 14, 23, 24 ( In the figure, it is wound once) and weaved sequentially. After the last porous resistance molded bodies 10C, 20C with electrodes were wound, only the stainless electrode leads 15, 16, 25, 26 were pulled out, and pulled out so as to bundle the porous resistance molded bodies 10C, 20C with electrodes inside. The end portion is wound around and twisted by using both end portions, and electrode terminals 17, 18, 27, and 28 comprising crimp terminals are inserted into the end portions and fixed by crimping.
In this way, as shown in FIG. 8B, a cylindrical (columnar) porous heating element bundle 100A with a catalytic function can be manufactured. The same applies to the porous heating element bundle 100B with a catalyst function.

また、電極膜13,14、23,24を形成した電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cも、本実施の形態の図8(a)に示すように、電極膜13,14、23,24に対してステンレス線からなるステンレス電極リード15,16,25,26を1〜3回巻回(図では1回巻回)させ、順次編みこんで行く。そして、所定数の電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cを一列に並べ、順次、所定数の電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cの列を図6(c)に示すように重ねて並べる。特定の縦、横、高さの寸法になったとき、ステンレス電極リード15,16,25,26のみを引き出し、内部に電極付多孔質抵抗成型体10C,20Cを入れで長方形状に束ねるように、引き出した端部をそこに巻回し、両端部を使用して捩じり込み、そこに圧着端子からなる電極端子17,18,27,28を挿着し、圧着固定する。
このように、図8(d)に示すように、円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質発熱体束100Aを製造することができる。触媒機能付多孔質発熱体束100Bも同様である。
In addition, as shown in FIG. 8A of the present embodiment, the electrode-formed porous resistance molded bodies 10C and 20C on which the electrode films 13, 14, 23, and 24 are formed are also used. On the other hand, the stainless steel electrode leads 15, 16, 25, and 26 made of a stainless steel wire are wound 1 to 3 times (1 time in the figure) and are knitted sequentially. Then, a predetermined number of porous resistance molded bodies 10C, 20C with electrodes are arranged in a line, and a predetermined number of rows of porous resistance molded bodies 10C, 20C with electrodes are sequentially stacked as shown in FIG. 6 (c). . When specific vertical, horizontal, and height dimensions are reached, only the stainless steel electrode leads 15, 16, 25, and 26 are pulled out, and the electrode-attached porous resistance molded bodies 10C and 20C are placed inside and bundled into a rectangular shape. Then, the drawn end is wound around it, twisted using both ends, and the electrode terminals 17, 18, 27, 28, which are crimp terminals, are inserted therein and fixed by crimping.
Thus, as shown in FIG. 8D, a cylindrical (columnar) porous heating element bundle 100A with a catalytic function can be manufactured. The same applies to the porous heating element bundle 100B with a catalyst function.

図9は発熱体収容装置300の背後を手前として見た上下の隔壁312の配置説明図であり、図10は発熱体収容装置300の中央断面図である。
複数の触媒機能付多孔質発熱体100からなる耐熱絶縁材313で束ねて絶縁した触媒機能付多孔質発熱体束301〜306は、電極膜13,14に成形した電極端子17,18が必要数直列または必要数並列に接続される。その状態で束ねて耐熱絶縁材313で巻き込み、そして、筐体311の上面板311cまたは下面板311dと隔壁312との間、隔壁312相互間の間隔に触媒機能付多孔質発熱体束301〜306が配設される。このとき、電極端子17,18は図示しない状態で電気的に接続されている。
FIG. 9 is an explanatory view of the arrangement of the upper and lower partition walls 312 when the back of the heating element housing device 300 is viewed from the front, and FIG. 10 is a central sectional view of the heating element housing device 300.
The porous heating element bundles 301 to 306 having a catalytic function, which are bundled and insulated by a heat-resistant insulating material 313 composed of a plurality of porous heating elements 100 having a catalytic function, have the necessary number of electrode terminals 17 and 18 formed on the electrode films 13 and 14. Connected in series or in parallel as required. In this state, the heat-resistant insulating material 313 is bundled, and the porous heating element bundles 301 to 306 with a catalyst function are provided between the upper surface plate 311c or the lower surface plate 311d of the housing 311 and the partition 312 and between the partition walls 312. Is disposed. At this time, the electrode terminals 17 and 18 are electrically connected in a state not shown.

図9及び図10に示すように、電極膜13,14に設けた電極端子17,18が必要数並列に接続され、そこに電力が供給されると、電圧に応じた電流値が流れ、抵抗値が所定の値で温度が一定となり、温度が変動しなくなる。例えば、触媒機能付多孔質発熱体100は、空気の温度を有機物は300℃、無機物は650℃と設定するとき、当該温度に対応する抵抗値から温度を決定すれば、特に、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する多孔質抵抗成型体を実測値により利用することにより、温度と電圧との関係を対応させるだけで、外部に大掛かりな制御回路を設ける必要がなくなる。なお、この被浄化空気の有機物を分解する温度300℃、無機物650℃は、白金族触媒19を用いたときに、それ以下の温度で浄化できることを示すもので、これらの温度から50℃または100℃低く設定しても特定の有機物または無機物においても浄化できないことを意味するものではない。   As shown in FIG. 9 and FIG. 10, when the required number of electrode terminals 17 and 18 provided on the electrode films 13 and 14 are connected in parallel and electric power is supplied thereto, a current value corresponding to the voltage flows, and the resistance The temperature is constant at a predetermined value, and the temperature does not fluctuate. For example, when the temperature of the air is set to 300 ° C. for an organic material and 650 ° C. for an inorganic material, the porous heating element 100 with a catalyst function is particularly similar to a PTC thermistor if the temperature is determined from the resistance value corresponding to the temperature By using a porous resistance molded body having a positive temperature coefficient having the above characteristics based on actual measurement values, it is not necessary to provide a large-scale control circuit outside only by making the relationship between temperature and voltage correspond. The temperature of 300 ° C. and the inorganic material of 650 ° C. for decomposing the organic matter in the air to be purified indicate that when the platinum group catalyst 19 is used, it can be purified at a temperature lower than that. Even if it is set at a low temperature, it does not mean that it cannot be purified even with a specific organic or inorganic substance.

このように、本発明を実施する場合の空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100は、図5に示すように束ねて使用する場合があるし、図3に示す触媒機能付多孔質発熱体200は、外部が長方形状を呈しており、かつ、多孔質の内外面を有しているので、単純に積層しても、互いに長さ方向に滑り難いことから、組付けが容易になる。しかし、触媒機能付多孔質発熱体200の外面に塗布した白金族触媒29の利用ができなくなる。このような場合には、ジグザグ電極板51を空間を成形する手段として、縦方向または横方向、縦方向及び横方向に配設すると、触媒機能付多孔質発熱体200の表面に塗布した白金族触媒29の利用が可能となる。   As described above, the porous heating element 100 with a catalytic function used in the air purifying apparatus when the present invention is carried out may be used in a bundle as shown in FIG. 5, or the porous with a catalytic function shown in FIG. The heat generating element 200 has a rectangular shape on the outside and has a porous inner and outer surface. Therefore, even if it is simply laminated, it is difficult to slide in the length direction, so that it can be easily assembled. become. However, the platinum group catalyst 29 applied to the outer surface of the porous heating element 200 with a catalyst function cannot be used. In such a case, when the zigzag electrode plate 51 is disposed in the vertical direction, the horizontal direction, the vertical direction, and the horizontal direction as a means for forming the space, the platinum group applied to the surface of the porous heating element 200 with a catalytic function. The catalyst 29 can be used.

なお、本実施の形態では、発熱体収容装置300は全体をハウジング310の筐体311(311a,311b,311c,311d,311e,311f)及び空気等の流体をジグザグに通過させる複数枚の隔壁312、接続管路320,330から構成されることを説明したが、発熱体収容装置300においては、例えば、発熱体収容装置300外の室温または外気温の影響を受けると熱損失が大きくなる。したがって、筐体311の全体のステンレス鋼板をグラスウールまたはロックウール等の耐熱絶縁材313で断熱し、更には合成樹脂等で断熱した外層とするのが望ましい。
この発熱体収容装置300は、単独で、室温、冷蔵庫または冷凍庫の庫内温度等の特定の温度条件下において使用することができる。しかし、白金族触媒19,29を活性化させ、処理能力を上げるには、例えば、有機物処理には300℃として有機系の有害ガス(悪臭)、雑菌、カビ菌は、水と炭酸ガスに酸化分解し、消滅させることが望ましい。
In the present embodiment, the heating element housing apparatus 300 is entirely composed of the housing 311 (311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f) of the housing 310 and a plurality of partition walls 312 that allow fluid such as air to pass in a zigzag manner. However, in the heating element accommodating device 300, for example, when it is affected by the room temperature or the outside temperature outside the heating element accommodating device 300, the heat loss increases. Therefore, it is desirable that the entire stainless steel plate of the housing 311 be insulated with a heat-resistant insulating material 313 such as glass wool or rock wool, and further be an outer layer insulated with a synthetic resin or the like.
This heating element housing apparatus 300 can be used alone under a specific temperature condition such as room temperature, the temperature inside a refrigerator or a freezer. However, in order to activate the platinum group catalysts 19 and 29 and increase the treatment capacity, for example, organic treatment is performed at 300 ° C., organic harmful gases (bad odor), miscellaneous bacteria, and fungi are oxidized into water and carbon dioxide gas. It is desirable to decompose and extinguish.

熱交換器400は、接続管路330を介して供給される浄化された浄化空気が、接続管路350を介して排出する浄化空気によって接続管路340を介して導入される被浄化空気を加熱し、熱エネルギを回収するものであり、この熱交換器400は、流体損失が少ないものであれば、従来から市販されている熱交換器が使用可能である。
因みに、本実施の形態で使用する熱交換器400は、本出願人が先に特願2013−258149として出願したものである。
基本的構成は、図11乃至図15に示すように、断熱材からなる側板401、スペーサ434及び表面に凹凸形状または凹凸線条423を成形して表面積を広くし、熱伝導の良好な材料からなる隔壁板402及びスペーサ434の必要な数だけ繰り返し重ねた後、他端の側板401を重ねることにより全体を構成する。そして、側板401と隔壁板402の間、隔壁板402の相互間を対向面が1つの流体路になるように1個置きに連結し、外部から被浄化空気を導入し、隔壁板402に沿って移動させる接続管路340から接続管路320への経路、発熱体収容装置300で処理された浄化空気を隔壁板402に沿って移動させて接続管路330から接続管路350への経路を設けている。また、側板401と隔壁板402の間、隔壁板402の相互間を対向面が1つになる1個置きに連結した他方に外部から被浄化空気を導入する接続管路320と、接続管路320から流入した流体を隔壁板402に沿って移動させて排出する接続管路350を設けたものである。
The heat exchanger 400 heats the purified air introduced through the connection line 340 by the purified air supplied via the connection line 330 and the purified air discharged via the connection line 350. The heat exchanger 400 recovers heat energy. As the heat exchanger 400, a commercially available heat exchanger can be used as long as the fluid loss is small.
Incidentally, the heat exchanger 400 used in the present embodiment was previously filed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 2013-258149.
As shown in FIGS. 11 to 15, the basic configuration is that a side plate 401 made of a heat insulating material, a spacer 434, and an uneven shape or an uneven line 423 are formed on the surface to increase the surface area, and from a material having good heat conduction. After the necessary number of partition plates 402 and spacers 434 are repeatedly stacked, the other side plate 401 is stacked to form the whole. Then, between the side plates 401 and the partition plate 402, the partition plates 402 are connected to each other so that the opposing surfaces form one fluid path, and purified air is introduced from the outside along the partition plate 402. The path from the connection pipe line 340 to be moved to the connection pipe line 320, the purified air processed by the heating element housing device 300 is moved along the partition plate 402, and the path from the connection pipe line 330 to the connection pipe line 350 is changed. Provided. In addition, a connecting line 320 for introducing the air to be purified from the outside to the other between the side plate 401 and the partition plate 402 connected to every other one of the opposing surfaces between the partition plates 402, and a connecting line A connection pipe 350 is provided for discharging the fluid flowing in from 320 through the partition plate 402.

更に、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器400について、図11乃至図15を用いて説明する。図11及び図15に示す断熱材からなり両面に対向して配設した2枚の側板401は、合成樹脂製の板であり、合成樹脂としては、例えば、エンジニアリング・プラスチック、スーパー・エンジニアリング・プラスチックを用いることができる。具体的には、ポリアミド(ナイロン、芳香族ポリアミド等)、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン等がある。そして、スーパーエンプラとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアレート、液晶ポリマー、ポリアミドイミド等が使用できる。   Furthermore, a heat exchanger 400 used in the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 15. The two side plates 401 made of the heat insulating material shown in FIGS. 11 and 15 and arranged to face both sides are synthetic resin plates, and examples of the synthetic resin include engineering plastic and super engineering plastic. Can be used. Specific examples include polyamide (nylon, aromatic polyamide, etc.), polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), glass fiber reinforced polyethylene terephthalate, and cyclic polyolefin. As the super engineering plastic, polytetrafluoroethylene (PTFE), polysulfone, polyethersulfone, amorphous polyarate, liquid crystal polymer, polyamideimide and the like can be used.

また、隔壁板402は、熱伝導の良好な銅、アルミニウム、黄銅、鉄等の材料を側板401間の面方向に必要な複数枚積層配設してなる。図15に示すように、表面に凹凸線条423を成形し、平面面積に対して表面積を広くし、通常、隔壁板402の全体形状(シルエットライン)は長方形に成形されている。そして、上下1〜2割が加工しない平面424であり、その中央の6〜8割の表面に凹凸線条423が成形されている。本実施の形態では、上下に長い凹凸線条423としたものであるが、上下に、または左右に長い凹凸線条423に代えて、特定の円柱状または円錐台状等の複数の凹凸形状とすることができる。また、上下1〜2割の加工しない平面424には、ボルトを通すボルト貫通孔421が設けられている。本実施の形態の隔壁板402は、アルミニウム0.3mmを使用している。   Further, the partition plate 402 is formed by stacking a plurality of necessary materials such as copper, aluminum, brass, iron, and the like having good heat conduction in the plane direction between the side plates 401. As shown in FIG. 15, an uneven line 423 is formed on the surface to increase the surface area relative to the planar area, and the entire shape (silhouette line) of the partition plate 402 is usually formed in a rectangle. And 10-20% of the upper and lower sides are the flat surfaces 424 that are not processed, and the uneven line 423 is formed on the surface of 60-80% at the center. In this embodiment, the concave and convex lines 423 that are long in the vertical direction are used, but instead of the concave and convex lines 423 that are long in the vertical and horizontal directions, a plurality of concave and convex shapes such as a specific columnar shape or a truncated cone shape are used. can do. Moreover, the bolt through-hole 421 which lets a volt | bolt pass is provided in the plane 424 which does not process 10-20% of the upper and lower sides. The partition plate 402 of the present embodiment uses 0.3 mm of aluminum.

図13に示すスペーサ434は、1枚の側板401と隔壁板402の間、または隔壁板402の相互間の隔壁板402に沿った流体の流れを成形し、ボルト貫通孔421で位置決め配設している。スペーサ434は、固着した断熱材からなる隔壁板402の加工しない平面424の上下1〜2割に密着するように貼り付けられている。スペーサ434は、同一厚みで、正面(最大面積側)から見て楔状になっており、隔壁板402の上端及び下端に配設される。スペーサ434の厚みは2〜5mm均一に設定されている。幅の狭い個所と広い個所では1:4〜1:5程度になっている。このスペーサ434の厚み、大きさは、熱交換器の能力によってその値が変化する。スペーサ434としては、アルミニウム、銅、鉄等の2〜5mm厚のものを使用できる。また、ステンレス鋼板を使用しても、全体的な効率は若干低下するものの、熱交換器に導入する温度範囲によっては影響が殆どでない。本実施の形態の側板401は、ステンレス鋼板2.0mmを使用し、また、スペーサ434としては3.0mmのアルミニウム板を使用した。他の部品もアルミニウムで構成している。
このスペーサ434の貼り付けは、ボルト貫通孔421で位置決めし、隔壁板402の加工しない平面に密着されている。この際に使用する接着剤は、合成樹脂系、合成ゴム系が望ましい。完全な接着が望ましいが、仮止めができる程度に位置合わせを行って個々の接合を行わないものでもよい。
The spacer 434 shown in FIG. 13 forms a flow of fluid along the partition plate 402 between one side plate 401 and the partition plate 402, or between the partition plates 402, and is positioned by the bolt through holes 421. ing. The spacers 434 are attached so as to be in close contact with the upper and lower 10 to 20% of the unprocessed flat surface 424 of the partition wall plate 402 made of the fixed heat insulating material. The spacers 434 have the same thickness and are wedge-shaped when viewed from the front (maximum area side), and are disposed at the upper and lower ends of the partition plate 402. The thickness of the spacer 434 is set to 2 to 5 mm uniformly. In a narrow part and a wide part, it is about 1: 4 to 1: 5. The thickness and size of the spacer 434 vary depending on the ability of the heat exchanger. As the spacer 434, a spacer having a thickness of 2 to 5 mm such as aluminum, copper, or iron can be used. Even if a stainless steel plate is used, the overall efficiency is slightly reduced, but there is almost no influence depending on the temperature range introduced into the heat exchanger. The side plate 401 of the present embodiment uses a stainless steel plate of 2.0 mm, and the spacer 434 uses a 3.0 mm aluminum plate. Other parts are also made of aluminum.
The spacer 434 is attached by positioning with the bolt through-hole 421 and is in close contact with a flat surface of the partition plate 402 that is not processed. The adhesive used at this time is preferably a synthetic resin system or a synthetic rubber system. Although complete adhesion is desirable, alignment may be performed to the extent that temporary fixing is possible, and individual bonding may not be performed.

次に、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する熱交換器400の組み立てについて説明する。
まず、図11乃至図15に示すように、隔壁板402の4辺に略L字状のスペーサ434をボルト貫通孔421で位置決めして、複数の隔壁板402を取付ける。そして、図13及び図14に示すように、必要枚数隔壁板402及びスペーサ434を積層する。
隔壁板402及びスペーサ434の積層が完了した時点で、図13及び図14に示す側板401を両側の面にスペーサ434を介してボルト貫通孔421で締付けを行う。
そこで、ボルト416の一方の側板401の挿通孔であるボルト貫通孔421から挿入し、反対側の側板401に挿入されているボルト416の先端にナット417を回転させて捩子止めする。ボルト416とナット417との捩子止めは、その間に配設されているスペーサ434との密着度を決定するものであるから、適当な密着性で締付けられる。
Next, assembly of the heat exchanger 400 used in the air purification apparatus according to this embodiment will be described.
First, as shown in FIGS. 11 to 15, substantially L-shaped spacers 434 are positioned on the four sides of the partition plate 402 by bolt through holes 421, and the plurality of partition plates 402 are attached. Then, as shown in FIGS. 13 and 14, the required number of partition walls 402 and spacers 434 are stacked.
When the lamination of the partition plate 402 and the spacer 434 is completed, the side plate 401 shown in FIGS. 13 and 14 is fastened to the both sides by the bolt through holes 421 through the spacers 434.
Therefore, the bolt 416 is inserted from the bolt through hole 421 which is the insertion hole of one side plate 401, and the nut 417 is rotated to the tip of the bolt 416 inserted in the opposite side plate 401 to be screwed. The screwing of the bolt 416 and the nut 417 determines the degree of adhesion with the spacer 434 disposed therebetween, and is tightened with appropriate adhesion.

図11のダクト接続板407を正面とする左右には、両外の側板401の内側には、複数のスペーサ434及び隔壁板402が配設されて、複数のスペーサ434及び隔壁板402が繰り返し配設されている。ここで、一対の側板401及び複数のスペーサ434及び複数枚の隔壁板402の端部はスペーサ434及びダクト接続板406,407で封止され、一対の側板401及び複数のスペーサ434及び複数枚の隔壁板402の端部が閉じられた構造となる。
これらダクト接続板406,407は、弾性を有するスペーサ434を面で保持し、押圧するものであるから、ダクト接続板406は接続管路340からダクト接続板407の接続管路320に繋がっている。また、ダクト接続板407の接続管路330はダクト接続板406の接続管路350に繋がっている。
A plurality of spacers 434 and partition plates 402 are disposed on the inner sides of the outer side plates 401 on the left and right sides of the duct connection plate 407 in FIG. 11. The plurality of spacers 434 and partition plates 402 are repeatedly arranged. It is installed. Here, the end portions of the pair of side plates 401, the plurality of spacers 434, and the plurality of partition plates 402 are sealed with the spacers 434 and the duct connection plates 406, 407, and the pair of side plates 401, the plurality of spacers 434, and the plurality of pieces of the partition plates 402 are sealed. The partition plate 402 has a closed end.
Since these duct connection plates 406 and 407 hold and press the spacer 434 having elasticity on the surface, the duct connection plate 406 is connected from the connection pipeline 340 to the connection pipeline 320 of the duct connection plate 407. . Further, the connection pipe line 330 of the duct connection plate 407 is connected to the connection pipe line 350 of the duct connection plate 406.

このように構成した熱交換器400は、高温度の浄化空気流の熱エネルギを低温の被浄化空気流に熱移動させるべく熱交換するものである。具体的には、次のように動作する。
まず、接続管路330から高温度の浄化空気流を導入すると、空気はスペーサ434に案内されながら、隔壁板402の凹凸線条423を徐々に下方に移動し、熱交換された残余の温度の空気が接続管路350から排出される。
また、接続管路340から低温度の浄化すべき被浄化空気流を導入し、導入した被浄化空気流はスペーサ434に案内されながら、凹凸線条423によって徐々に下方に移動し、熱交換された温度が高くなった空気は、接続管路320に導かれる。
The heat exchanger 400 thus configured exchanges heat so that the heat energy of the high temperature purified air stream is transferred to the low temperature purified air stream. Specifically, the operation is as follows.
First, when a high-temperature purified air flow is introduced from the connection pipe line 330, the air gradually moves down the uneven line 423 of the partition plate 402 while being guided by the spacer 434, and the remaining temperature after the heat exchange is performed. Air is exhausted from the connecting line 350.
In addition, a low-temperature purified air flow to be purified is introduced from the connection pipe 340, and the introduced purified air flow is gradually moved downward by the concavo-convex wire 423 while being guided by the spacer 434, and is subjected to heat exchange. The air whose temperature has increased is guided to the connecting pipe 320.

このとき、浄化空気流と被浄化空気流とは、1枚の隔壁板402を挟んで一方が浄化空気流で、他方が被浄化空気流となる。この構成は、隔壁板402毎に生じているから、熱交換器400の能力は、この隔壁板402の面積、流体の流速、被浄化空気流の温度と浄化空気流の温度及び環境温度等によって決定される。
ところが、被浄化空気流と浄化空気流が独立した回路であるから、例えば、被浄化空気流が−40℃で浄化空気流が400℃と高温であると、低温側が暖められて水分が凝集して水滴が発生する場合がある。このような場合に水滴をそのままにしておくと、熱交換の効率が低下したり、或いは熱湯が噴き出したり、空気ダクト内を化学的反応する水が流れたりして好ましくない状態が生ずる。このような場合には、熱交換中の水滴を除去するのが望ましい。
At this time, one of the purified air flow and the purified air flow is the purified air flow with the one partition plate 402 interposed therebetween, and the other is the purified air flow. Since this configuration occurs for each partition plate 402, the capacity of the heat exchanger 400 depends on the area of the partition plate 402, the flow velocity of the fluid, the temperature of the purified air flow, the temperature of the purified air flow, the environmental temperature, and the like. It is determined.
However, since the purified air flow and the purified air flow are independent circuits, for example, if the purified air flow is -40 ° C. and the purified air flow is as high as 400 ° C., the low temperature side is warmed and moisture condenses. Water droplets may be generated. In such a case, if the water droplets are left as they are, an unfavorable state occurs because the efficiency of heat exchange is reduced, hot water is blown out, or water that chemically reacts flows in the air duct. In such a case, it is desirable to remove water drops during heat exchange.

このように、図11乃至図14に示す浄化空気流は、発熱体収容装置300から出力される温度の高い浄化空気流を接続管路330から供給され、供給された浄化空気流を隔壁板402に沿って移動させて熱交換しながら接続管路350に導く。同様に、被浄化空気流は、外部から温度の低い被浄化空気流を接続管路340から供給され、供給された被浄化空気流を隔壁板402に沿って移動させて接続管路320に導く。
ダクト接続板407の接続管路330とダクト接続板406の接続管路350、ダクト接続板406の接続管路340とダクト接続板407の接続管路320は、対向面の上下反対側に設けられており、浄化空気流と被浄化空気流はX軸状の流れとなる。
なお、このとき、スペーサ434にガイドされて液化した水滴を収集して排出することもできる。特に、隔壁板402に対向していても、空気流の澱みが生じる澱み流域491,492は、スペーサ434の幅をそのように設定することもできる。
As described above, the purified air flow shown in FIGS. 11 to 14 is supplied from the connection pipe 330 with the purified air flow having a high temperature output from the heating element housing device 300, and the supplied purified air flow is supplied to the partition plate 402. It guides to the connection pipe line 350, exchanging heat and exchanging heat. Similarly, the purified air flow is supplied from the outside with a low temperature purified air flow from the connection pipe 340, and the supplied purified air flow is moved along the partition plate 402 to guide the connection pipe 320. .
The connection pipeline 330 of the duct connection plate 407 and the connection pipeline 350 of the duct connection plate 406, the connection pipeline 340 of the duct connection plate 406 and the connection pipeline 320 of the duct connection plate 407 are provided on the opposite sides of the opposing surface. The purified air flow and the purified air flow are X-axis flow.
At this time, water droplets guided by the spacer 434 and liquefied can be collected and discharged. In particular, the width of the spacer 434 can be set as such in the starch flow areas 491 and 492 where the air flow stagnation occurs even when facing the partition plate 402.

また、本実施の形態にかかる空気浄化装置では、断熱材からなる一対の側板401と、側板401と対向する外壁板480との間に、熱交換の対象となる浄化空気流と被浄化空気流との流体以外の流体の入る断熱層を外壁板480で成形したものである。
即ち、断熱材からなる一対の側板401の外側に、ステンレス鋼板、アルミニウム、銅、合成樹脂等で箱形の容器で外壁板480を成形し、それをボルト416で固着し、その内部を一対の側板401との間で封止したものである。これによって空気の断熱層が成形され、熱交換効率をより良くすることができる。
また、本実施の形態では、一対の側板401の外で空気の断熱層が成形されているから、設置したときに、外部を加熱したり、冷却したりするのが防止できる。
Further, in the air purification apparatus according to the present embodiment, the purified air flow and the purified air flow to be heat exchanged between the pair of side plates 401 made of a heat insulating material and the outer wall plate 480 facing the side plate 401. The outer wall plate 480 is formed with a heat insulating layer containing a fluid other than the above fluid.
That is, the outer wall plate 480 is formed with a box-shaped container with stainless steel plate, aluminum, copper, synthetic resin, etc. on the outside of the pair of side plates 401 made of heat insulating material, and fixed with bolts 416, and the inside is paired with a pair of It is sealed between the side plate 401. Thereby, a heat insulating layer of air is formed, and the heat exchange efficiency can be improved.
Moreover, in this Embodiment, since the heat insulation layer of air is shape | molded out of a pair of side plate 401, when installing, it can prevent heating outside or cooling.

本実施の形態では、断熱材からなる一対の側板401と、一対の側板401と対向する一対の外壁板480との間に、熱交換の対象となる浄化空気流の低温流体と被浄化空気流以外の空気等の流体の入る断熱層を成形したものである。しかし、側板401と外壁板480を一体に成形し、それを(側板兼用)外壁板480または(外壁板兼用)側板401とすることもできる。
また、このとき、(側板兼用)外壁板480または(外壁板兼用)側板401の断熱層を単純に空気層とせず、発泡層としたり、他の部材を充填したりすることもできるし、真空層とすることもできる。
なお、これらの構成は、発熱体収容装置300にも、熱交換器400にも使用できる。
In this embodiment, the low-temperature fluid of the purified air stream to be heat exchanged and the air flow to be purified between the pair of side plates 401 made of heat insulating material and the pair of outer wall plates 480 facing the pair of side plates 401. A heat insulating layer containing a fluid other than air is formed. However, the side plate 401 and the outer wall plate 480 may be integrally formed and used as the outer wall plate 480 (also serving as a side plate) or the side plate 401 (also serving as an outer wall plate).
Further, at this time, the heat insulating layer of the outer wall plate 480 (also used as a side plate) or the side plate 401 (also used as an outer wall plate) may not be simply an air layer, but may be a foamed layer or may be filled with other members. It can also be a layer.
Note that these configurations can be used for both the heating element housing device 300 and the heat exchanger 400.

本実施の形態の浄化空気流と被浄化空気流との流体は、隔壁板402を隔てて上方向から下方向に流れるものであるから、両者が並行して流れ、熱交換器の熱変換効率を良くすることもできる。また、液化した水滴を収集して排出する水分排出路は、下部の円筒の接続管路320及び/または接続管路350に成形でき、所望の排出を行うことができる。
なお、スペーサ434は、図13に示すように、略L字状に成形し、一対として使用するものであるが、材料は、金属、ゴム、合成樹脂、木材の何れで成形してもよい。スペーサ434の図13及び図14の内側の浄化空気流と被浄化空気流が接触する面には、テーパを設けて液化した水滴が流れやすく構成することもできる。
Since the fluid of the purified air flow and the purified air flow of the present embodiment flows from the upper side to the lower side across the partition plate 402, both flow in parallel, and the heat conversion efficiency of the heat exchanger Can also be improved. In addition, the water discharge path for collecting and discharging the liquefied water droplets can be formed in the lower cylindrical connection pipe 320 and / or the connection pipe 350, and desired discharge can be performed.
As shown in FIG. 13, the spacer 434 is formed in a substantially L shape and used as a pair, but the material may be formed of metal, rubber, synthetic resin, or wood. The surface of the spacer 434 in FIG. 13 and FIG. 14 where the purified air flow and the purified air flow are in contact with each other can be configured so that a liquefied water droplet flows easily by providing a taper.

このような構成を有する熱交換器400は、フィルタ510を介して浄化しようとする被浄化空気を送風機500の図示しない送風ファンで送給する。この送風機500の吸入する被浄化空気は、その設備によって冷蔵室、冷凍室、住居室内、特定有害ガスの発生源等になる。フィルタ510は、粉塵等の燃焼可能性のある物質を除去するものである。
送風機500で吸引された吸入空気は、フィルタ510で粉塵等が除去され、接続管路340から熱交換器400を介して徐々に加熱され、接続管路320から発熱体収容装置300の最下段の触媒機能付多孔質発熱体100で加熱及び触媒で処理され、発熱体収容装置300の内部を上昇し、最終的に触媒によって処理された空気は、接続管路330から排出される。このとき、発熱体収容装置300から排出される空気の温度は有機物は300℃で、無機物は650℃の設定温度で処理されるから、その温度で発熱体収容装置300から排出される。
The heat exchanger 400 having such a configuration supplies the air to be purified to be purified through the filter 510 by a blower fan (not shown) of the blower 500. The to-be-purified air sucked by the blower 500 becomes a refrigerated room, a freezer room, a residential room, a source of specific harmful gas, etc. depending on the equipment. The filter 510 removes substances that may burn, such as dust.
Dust and the like are removed from the intake air sucked by the blower 500 by the filter 510 and gradually heated from the connection line 340 through the heat exchanger 400, and the lowermost stage of the heating element housing device 300 is connected from the connection line 320. The air heated by the porous heating element 100 with the catalytic function 100 and treated with the catalyst, ascends the inside of the heating element housing apparatus 300, and finally treated with the catalyst is discharged from the connecting pipe 330. At this time, the temperature of the air discharged from the heating element housing device 300 is processed at a set temperature of 300 ° C. for the organic substance and 650 ° C. for the inorganic substance.

発熱体収容装置300から排出された空気は、有機物または有機物及び無機物が除去されているが、高温度であるので熱交換器400で熱交換器400の接続管路340から発熱体収容装置300の接続管路320に流れる空気の温度を加熱し、温度上昇させ、熱エネルギを失った空気流となりも接続管路350から排出される。
したがって、特定有害ガスの発生源が冷蔵室、冷凍室、住居室内の何れであっても、浄化した空気の熱エネルギを小さくしており、冷蔵室、冷凍室、住居室内の装置の負荷を大きく増加させることがない。
なお、ここで使用した接続管路320,330,340,350は、フレキシブル管であっても固定管であってもよい。
Although the organic matter or the organic matter and the inorganic matter are removed from the air exhausted from the heating element accommodation device 300, since it is at a high temperature, the heat exchanger 400 uses the connection pipe 340 of the heat exchanger 400 to connect the heating element accommodation device 300. The temperature of the air flowing through the connection pipe line 320 is heated to increase the temperature, and an air flow that has lost heat energy is also discharged from the connection pipe line 350.
Therefore, regardless of whether the source of the specific harmful gas is a refrigerated room, a freezer room, or a residential room, the thermal energy of the purified air is reduced, and the load on the equipment in the refrigerated room, freezer room, and residential room is increased. There is no increase.
The connecting pipes 320, 330, 340, 350 used here may be flexible pipes or fixed pipes.

発明者は、臭いの種類、即ち、汗臭(アンモニア、イソ吉草酸、酢酸)、加齢臭(アンモニア、イソ吉草酸、酢酸、ノネナール)、排泄臭(アンモニア、酢酸、メチルメルカプタン、硫化水素、インドール)、生ごみ臭(アンモニア、メチルメルカプタン、トリメチルアミン、硫化水素)、タバコ臭(アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸、ピリジン、硫化水素)の臭気物質を特定し、4大悪臭物質のうち、アンモニア、硫化水素についてのデータを添付した。他のメチルメルカプタン、トリメチルアミンについても同様であるので省略する。特に、本発明を実施する場合には、消臭効果については、有機物は300℃、無機物についても650℃で完全に消臭除去ができることを確認したが、有機物は200℃、無機物についても500℃でも確認されており、触媒機能付多孔質発熱体100,200の実温度が部分的に有機物300℃、無機物650℃になっておれば浄化できると思われる現象が生じていた。   The inventor is the kind of odor, namely sweat odor (ammonia, isovaleric acid, acetic acid), aging odor (ammonia, isovaleric acid, acetic acid, nonenal), excretion odor (ammonia, acetic acid, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, Indole), garbage odors (ammonia, methyl mercaptan, trimethylamine, hydrogen sulfide), tobacco odors (ammonia, acetaldehyde, acetic acid, pyridine, hydrogen sulfide), and ammonia and hydrogen sulfide among the four major odorous substances Attached data about. The same applies to the other methyl mercaptans and trimethylamines, and the description thereof is omitted. In particular, when carrying out the present invention, it was confirmed that the deodorization effect can be completely removed at 300 ° C. for organic materials and 650 ° C. for inorganic materials, but 200 ° C. for organic materials and 500 ° C. for inorganic materials. However, it has been confirmed that there has been a phenomenon that can be purified if the actual heating temperatures of the porous heating elements 100 and 200 with catalytic function are partially 300 ° C. organic and 650 ° C. inorganic.

特に、金属触媒は10℃温度が上がるごとに自乗で性能がアップすることから、常温付近での特性は機能しているか否かを示すものにすぎない。
また、白金触媒によって硫黄、りん、塩素等を除く無機ガスを分解する場合には、250℃が必要である。但し、触媒を白金としたものでは、触媒の白金が酸化して戻らないのでメンテナンス交換が必要となる。
しかし、パラジュウムは硫黄、りん、塩素等を除く無機ガスを分解する場合、パラジュウムが一度は酸化するが、高温で金属化するので白金よりも有利である。この条件を満たすには、触媒温度300℃が必要である。
そして、各種のガスを触媒で処理する温度は、ガスの種類で処理温度が変化する。エチレンガスは80℃程度であり、アンモニアガスは一番温度が必要で一般に300℃といわれている。
In particular, since the performance of a metal catalyst increases by the square when the temperature rises by 10 ° C., the characteristics near normal temperature only indicate whether or not it is functioning.
Moreover, when decomposing | disassembling inorganic gas except sulfur, phosphorus, chlorine, etc. with a platinum catalyst, 250 degreeC is required. However, when the catalyst is platinum, the platinum of the catalyst is not oxidized and returned, so that maintenance replacement is necessary.
However, when palladium decomposes inorganic gases other than sulfur, phosphorus, chlorine, etc., palladium is oxidized once, but is more advantageous than platinum because it is metallized at a high temperature. In order to satisfy this condition, a catalyst temperature of 300 ° C. is required.
And as for the temperature which processes various gas with a catalyst, processing temperature changes with the kind of gas. Ethylene gas is about 80 ° C., and ammonia gas requires the highest temperature and is generally said to be 300 ° C.

ここで使用した白金族触媒19,29のパラジュウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に含浸でき、多孔質抵抗成型体10C,20Cの表面に塗布したり、それを乾燥したりすることができる。白金族触媒19としては、基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かしたものであればよい。
本実施の形態では無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29に多孔質抵抗成型体10C,20Cの全体を浸漬しているが、多孔質抵抗成型体10C,20Cの外周のみまたは内周のみにスプレーで噴霧、刷毛等で塗布してもよい。
The platinum group catalysts 19 and 29 used here have ethanol, normal propyl alcohol, methanol and water as solvents, so they can be easily impregnated and applied to the surfaces of the porous resistance molded bodies 10C and 20C. Can be dried. The platinum group catalyst 19 may basically be one obtained by dissolving palladium in an inorganic solvent and / or an organic solvent.
In this embodiment, the entire porous resistance molded bodies 10C and 20C are immersed in platinum group catalysts 19 and 29 dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent, but only the outer periphery of the porous resistance molded bodies 10C and 20C. Alternatively, spraying or brushing may be applied only to the inner periphery.

本実施の形態では無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29に多孔質抵抗成型体10C,20Cの全体を浸漬し、その後、ステップS7の乾燥工程で多孔質抵抗成型体10C,20Cの周囲に白金族触媒19,29を付着させた後、それを固定化している。白金族触媒19,29を担持させ、それを固定化させたものが、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100,200である。
なお、本実施の形態ではバインダとしてポリビニルアルコール(PVA)の水溶液の30%液を使用しており、必ずしも絶縁特性を呈しないが、電気抵抗を低減させるため、電極端子17,18,27,28は表面をエタノールで洗浄したが、機械的に表面の汚れを落とす研磨等の処理をしてもよい。これによって、電極端子17,18,27,28の接触抵抗を低くすることができる。
In the present embodiment, the entire porous resistance molded body 10C, 20C is immersed in platinum group catalysts 19, 29 dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent, and then the porous resistance molded body 10C is dried in step S7. , 20C, platinum group catalysts 19 and 29 are attached, and then fixed. The platinum group catalysts 19 and 29 supported and immobilized thereon are the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function of the present embodiment.
In this embodiment, a 30% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) is used as the binder and does not necessarily exhibit insulating properties, but in order to reduce electrical resistance, the electrode terminals 17, 18, 27, 28 are used. The surface was washed with ethanol, but may be subjected to a treatment such as polishing to remove the surface stain mechanically. Thereby, the contact resistance of the electrode terminals 17, 18, 27, 28 can be lowered.

発明者は、触媒の能力を検討するために、次のような実験を行った。
実験.1
発明者は、閉じたアクリルボックス(41リットル)の空間でファンを回転させて循環させ、そこに20φ、20cmの触媒機能付多孔質発熱体100を3本を入れ、そこにアンモニアガス4100ppmを1リットル注入した。測定器としては北川式ガス検知管105SC(5〜260ppm)である。触媒機能付多孔質発熱体100の間には電極膜13,14には14Vの電圧を印加し、触媒機能付多孔質発熱体100のピーク温度として180℃を得た。
表1は触媒機能付多孔質発熱体100のアンモニア消臭能力試験結果であり、表2はブランク試験結果である。図16は本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体を利用したアンモニア消臭試験の特性図である。
The inventor conducted the following experiment in order to examine the ability of the catalyst.
Experiment. 1
The inventor rotates and circulates a fan in a space of a closed acrylic box (41 liters), puts three 20φ, 20 cm porous heating elements 100 with a catalytic function therein, and adds 4100 ppm of ammonia gas to it. Liter was injected. The measuring instrument is a Kitagawa gas detector tube 105SC (5 to 260 ppm). A voltage of 14 V was applied to the electrode films 13 and 14 between the porous heating element 100 with catalytic function, and 180 ° C. was obtained as the peak temperature of the porous heating element 100 with catalytic function.
Table 1 shows the ammonia deodorizing ability test results of the porous heating element 100 with a catalyst function, and Table 2 shows the blank test results. FIG. 16 is a characteristic diagram of an ammonia deodorization test using the porous heating element with a catalyst function of the present embodiment.

注入時85ppmであったアンモニア濃度は、電圧印加後45分後には、定量下限である5ppm未満、電圧印加1.5時間後には0ppmとなった。また、アクリルBOX(常温)のブランク試験では、アンモニアガス注入時80ppmであったアンモニア濃度は、アンモニアガス注入2.5時間後に60ppmになった。そして、常温でアクリルボックスに触媒機能付多孔質発熱体100を3本収納した状態では、アンモニアガス注入時90ppmであったアンモニア濃度は、ガス注入2.5時間後に定量下限である5ppm未満になった。
この結果は、触媒機能付多孔質発熱体100の電極膜13,14間に14Vの電圧を印加しても、白金族触媒19が急激にピーク温度(180℃)に到達するものでないから、ピーク温度(180℃)付近では、急激にアンモニアが触媒によって分解されたことを意味する。
The ammonia concentration, which was 85 ppm at the time of injection, was less than 5 ppm, which is the lower limit of quantification, 45 minutes after the voltage application, and 0 ppm after 1.5 hours of voltage application. Moreover, in the blank test of acrylic BOX (room temperature), the ammonia concentration which was 80 ppm at the time of ammonia gas injection became 60 ppm after 2.5 hours of ammonia gas injection. And in the state which accommodated three porous heating elements 100 with a catalyst function in the acrylic box at normal temperature, the ammonia concentration which was 90 ppm at the time of ammonia gas injection becomes less than 5 ppm which is a minimum limit of quantification after 2.5 hours of gas injection. It was.
This result shows that even when a voltage of 14 V is applied between the electrode films 13 and 14 of the porous heating element 100 with a catalyst function, the platinum group catalyst 19 does not rapidly reach the peak temperature (180 ° C.). In the vicinity of the temperature (180 ° C.), it means that ammonia was rapidly decomposed by the catalyst.

Figure 2015202135
Figure 2015202135

Figure 2015202135
Figure 2015202135

実験.2
発明者は、同様に、閉じたアクリルボックス(41リットル)の空間でファンを回転させて循環させ、そこに20φ、20cmの触媒機能付多孔質発熱体100を3本使用し、そこに硫化水素1000ppmを0.8リットル注入した。測定器としては北川式ガス検知管120SE(0.5〜40ppm)である。触媒機能付多孔質発熱体100の間には電極膜13,14には20Vの電圧を印加し、触媒機能付多孔質発熱体100のピーク温度として200℃を得ていた。
表3は触媒機能付多孔質発熱体100の硫化水素ガス消臭能力試験結果であり、表4はブランク試験結果である。
Experiment. 2
Similarly, the inventor rotates and circulates a fan in the space of a closed acrylic box (41 liters), and uses three 20φ, 20 cm porous heating elements 100 with a catalytic function therein, and hydrogen sulfide therein. 1000 liters of 1000 liters were injected. The measuring instrument is a Kitagawa gas detection tube 120SE (0.5 to 40 ppm). A voltage of 20 V was applied to the electrode films 13 and 14 between the porous heating element 100 with a catalytic function, and 200 ° C. was obtained as the peak temperature of the porous heating element 100 with a catalytic function.
Table 3 shows the hydrogen sulfide gas deodorizing ability test results of the porous heating element 100 with a catalyst function, and Table 4 shows the blank test results.

また、アクリルBOX(常温)のブランク試験では、硫化水素ガス注入時17ppmであった硫化水素ガス濃度は、硫化水素ガス注入2時間後でも17ppmを維持した。そして、硫化水素ガス注入時10ppmであった硫化水素ガス濃度は、電圧印加後30分後には、0ppmとなった。そして、常温でアクリルボックスに触媒機能付多孔質発熱体100を3本収納した状態でも、硫化水素ガス注入時13ppmであった硫化水素ガス濃度は、硫化水素ガス注入2時間後に0ppmになった。
この結果は、触媒機能付多孔質発熱体100の電極膜13,14間に20Vの電圧を印加しても、白金族触媒19が急激にピーク温度(200℃)に到達するものでないから、ピーク温度(200℃)付近では、急激に硫化水素ガスが触媒によって分解されたことを意味する。特に、図17及び表4のように常温でも硫化水素ガスが白金族触媒19で分解されていることを示している。
In the blank test of acrylic BOX (room temperature), the hydrogen sulfide gas concentration, which was 17 ppm at the time of hydrogen sulfide gas injection, was maintained at 17 ppm even after 2 hours of hydrogen sulfide gas injection. The hydrogen sulfide gas concentration, which was 10 ppm at the time of hydrogen sulfide gas injection, became 0 ppm 30 minutes after the voltage application. Even when three porous heating elements 100 with a catalyst function were housed in an acrylic box at room temperature, the hydrogen sulfide gas concentration, which was 13 ppm at the time of hydrogen sulfide gas injection, became 0 ppm after 2 hours of hydrogen sulfide gas injection.
This result shows that even when a voltage of 20 V is applied between the electrode films 13 and 14 of the porous heating element 100 with a catalyst function, the platinum group catalyst 19 does not rapidly reach the peak temperature (200 ° C.). In the vicinity of the temperature (200 ° C.), it means that the hydrogen sulfide gas was rapidly decomposed by the catalyst. In particular, as shown in FIG. 17 and Table 4, hydrogen sulfide gas is decomposed by the platinum group catalyst 19 even at room temperature.

Figure 2015202135
Figure 2015202135

Figure 2015202135
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発明者は、福井県立大学の生物資源学部に消臭試験の協力依頼をし、各種のガスの除去試験を行ったが、アンモニア除去試験、硫化水素ガス除去試験は殆ど同じであり、図18にエチレンガスの除去試験を検知管測定器とエチレンガス検知管で、図19に酢酸ガスの除去試験を検知管測定器と酢酸ガス検知管で行ったもので、同様に、触媒の作用効果が確認できた。基本的に各種ガスを変更しても、金属触媒は10℃温度が上がるごとに2乗で性能がアップすることから、有機系のガスを300℃で処理すると短時間で処理できることになる。   The inventor asked the Fukui Prefectural University's Department of Biological Resources to cooperate in the deodorization test and conducted various gas removal tests. The ammonia removal test and the hydrogen sulfide gas removal test were almost the same, and FIG. An ethylene gas removal test was performed with a detector tube and an ethylene gas detector tube, and the acetic acid gas removal test was performed with a detector tube meter and an acetic acid gas detector tube in FIG. did it. Basically, even if various gases are changed, the performance of the metal catalyst increases by a square whenever the temperature of 10 ° C. rises. Therefore, if an organic gas is treated at 300 ° C., it can be processed in a short time.

更に、図20乃至図26は本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200を用いた他の事例の発熱体収容装置600である。
図において、発熱体収容装置600は触媒機能付多孔質発熱体100を図示しないグラスウール、ロックウール等の耐火性のある耐熱絶縁材613でハウジング650との間を絶縁したものである。
詳しくは、発熱体収容装置600は全体をステンレス鋼板で成形したハウジング650の筐体611及び空気等の流体をジグザグに通過させる境界板620、隔壁625,626、接続管路320,330から構成している。
筐体611は6面からなる箱で成形されており、裏面板611a及び正面板611bと枠体としての上面板611c及び下面板611dと右面板611e及び左面板611fで成形されている。
また、筐体611の隔壁625,626は、前側と後側と区別し、夫々を上下に10区画に成形している。この隔壁625,626を設けることにより、空気流は筐体611の正面板611bの横幅に対して、その10倍の距離を進むことになる。
Further, FIG. 20 to FIG. 26 show another example of the heating element housing device 600 using the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the present embodiment.
In the figure, a heating element housing device 600 is an insulation of the porous heating element 100 with a catalyst function from a housing 650 by a heat-resistant heat insulating material 613 such as glass wool or rock wool (not shown).
Specifically, the heating element housing device 600 is composed of a casing 611 of a housing 650 formed entirely of a stainless steel plate, a boundary plate 620 that allows fluid such as air to pass in a zigzag manner, partition walls 625 and 626, and connection pipe lines 320 and 330. ing.
The casing 611 is formed by a box having six surfaces, and is formed by a back plate 611a and a front plate 611b, an upper plate 611c and a lower plate 611d as a frame, a right plate 611e, and a left plate 611f.
In addition, the partition walls 625 and 626 of the housing 611 are distinguished from the front side and the rear side, and each is formed into 10 sections vertically. By providing the partition walls 625 and 626, the air flow travels 10 times as much as the lateral width of the front plate 611b of the housing 611.

隔壁625相互間、隔壁626相互間には、グラスウール、ロックウール等の耐熱絶縁材613の何れかで絶縁した触媒機能付多孔質発熱体100、触媒機能付多孔質発熱体束601〜605が配設されている。即ち、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100は、複数本を束ね、電極端子17,18相互間に通電できるように互いに電気的に接続し、それら束ねた触媒機能付多孔質発熱体100を絶縁と同時に周囲のシール性を高め、空気流が触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11のみに生じるようにしている。
この変形例においても、図3に示す実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体200の使用も可能であり、また、図7に示す触媒機能付多孔質発熱体100の他の配置例を示す説明図のように、組付けることもできる。
Between the partition walls 625 and between the partition walls 626, a porous heating element 100 with a catalytic function and porous heating element bundles 601 to 605 with a catalytic function insulated by any one of heat-resistant insulating materials 613 such as glass wool and rock wool are arranged. It is installed. That is, the porous heating element 100 with a catalyst function of the present embodiment is bundled and electrically connected to each other so that the electrode terminals 17 and 18 can be energized. The body 100 is insulated and at the same time the surrounding sealability is enhanced so that an air flow is generated only in the through hole 11 of the porous heating element 100 with a catalytic function.
Also in this modification, the porous heating element 200 with the catalyst function of the embodiment shown in FIG. 3 can be used, and another arrangement example of the porous heating element 100 with the catalyst function shown in FIG. 7 is shown. It can also be assembled as shown in the illustration.

このとき、発熱体収容装置600の上面板611cと隔壁625,626との間、または下面板611dと隔壁625,626との間はデットスペースとなっている。勿論、この下面板611dと隔壁625,626との間のデットスペースには、発熱体収容装置600を安定して立設させるコンクリートまたは焼成の良くない触媒機能付多孔質発熱体等の重量物を詰めてもよい。
他の隔壁625,626相互間の間隔及び触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11の大きさは、触媒の処理能力によって決定される。
筐体611(裏面板611a、正面板611b、上面板611c、下面板611d、右面板611e、左面板611f)と隔壁625,626で成形された空間は、触媒機能付多孔質発熱体束601〜605を収納するものであり、触媒機能付多孔質発熱体100の貫通孔11を被浄化空気が流れる前提で説明したが、本発明を実施する場合にも、図7のように、触媒機能付多孔質発熱体100の外周を空気流の透過路とすると、効率の良い触媒の反応が得られる。
At this time, there is a dead space between the upper surface plate 611c and the partition walls 625 and 626 of the heating element housing device 600 or between the lower surface plate 611d and the partition walls 625 and 626. Of course, in the dead space between the lower surface plate 611d and the partition walls 625 and 626, there is a heavy object such as a concrete or a porous heating element with a catalytic function that is not well baked, which allows the heating element housing device 600 to stand stably. You can pack it.
The distance between the other partition walls 625 and 626 and the size of the through hole 11 of the porous heating element 100 with a catalyst function are determined by the treatment capacity of the catalyst.
A space formed by the casing 611 (back plate 611a, front plate 611b, top plate 611c, bottom plate 611d, right plate 611e, left plate 611f) and partition walls 625, 626 is a porous heating element bundle 601 with a catalytic function. 605 is stored, and it has been described on the premise that the air to be purified flows through the through-hole 11 of the porous heating element 100 with a catalyst function. However, even when the present invention is implemented, as shown in FIG. When the outer periphery of the porous heating element 100 is an air flow permeation path, an efficient catalyst reaction can be obtained.

図5乃至図15に示す実施の形態の空気浄化装置では、触媒機能付多孔質発熱体100を上下方向に6段積載した触媒機能付多孔質発熱体束301〜306を配設している。しかし、熱源として有機物で300℃、無機物で650℃のピーク値とするよりも、その温度雰囲気を少しでも長く継続させて、有機物で300℃、無機物で650℃の温度雰囲気を被浄化空気が通過する触媒の反応時間を長くし、処理能力を大きくするようにしている。   In the air purification apparatus according to the embodiment shown in FIGS. 5 to 15, porous heating element bundles 301 to 306 with catalytic functions, in which six layers of porous heating elements 100 with catalytic functions are stacked in the vertical direction, are arranged. However, rather than setting the peak value at 300 ° C. for organic materials and 650 ° C. for inorganic materials as the heat source, the temperature atmosphere continues for a little longer, and the purified air passes through the temperature atmosphere of 300 ° C. for organic materials and 650 ° C. for inorganic materials. The reaction time of the catalyst is increased to increase the processing capacity.

図20乃至図26では、一方の面の触媒機能付多孔質発熱体束601〜605と、他方の面の触媒機能付多孔質発熱体束606〜610を前後2列積載し、かつ、触媒機能付多孔質発熱体束601〜605及び触媒機能付多孔質発熱体束606〜610を空気の上流が低い位置で、空気の下流が高い位置となるようにし、加熱された空気がその浮力で上昇するようにし、強制的に送風する能力を低下させても支障のないようにしている。また、発熱体収容装置600の全体の温度を目的の有機物で300℃、無機物で650℃に到達できるようにしている。   20 to 26, the porous heating element bundles 601 to 605 with catalyst function on one side and the porous heating element bundles 606 to 610 with catalyst function on the other side are stacked in two rows in the front and rear, and the catalytic function The porous heating element bundles 601 to 605 with catalyst and the porous heating element bundles 606 to 610 with catalyst function are set so that the upstream of the air is low and the downstream of the air is high, and the heated air rises by its buoyancy. And even if the ability to forcibly blow is reduced, there is no problem. Further, the entire temperature of the heating element housing device 600 can reach 300 ° C. for the target organic substance and 650 ° C. for the inorganic substance.

この触媒機能付多孔質発熱体束601〜605と触媒機能付多孔質発熱体束606〜610との間に配設した境界板620は、触媒機能付多孔質発熱体束601〜605と触媒機能付多孔質発熱体束606〜610とが対向して配設される個所が境界板620として、ステンレス鋼板621とその両端に溶接したパンチングボード622,624、接続管路320側の隔壁625で挟持された部分のみは遮蔽板623が配設されている。このパンチングボード622,624は、隣接する触媒機能付多孔質発熱体束601〜605と触媒機能付多孔質発熱体束606〜610との間に空気流を通過させる流路であり、また、遮蔽板623は空気流を最下段の触媒機能付多孔質発熱体束601のみに送給するためのガイドである。なお、パンチングボード622,624は、表裏に流体の流れが生じるようにするためであり、他の構造を採用することもできる。   The boundary plate 620 disposed between the porous heating element bundles 601 to 605 with catalyst function and the porous heating element bundles 606 to 610 with catalyst function is combined with the porous heating element bundles 601 to 605 with catalyst function and the catalytic function. The locations where the attached porous heating element bundles 606 to 610 are opposed to each other are sandwiched between a stainless steel plate 621, punching boards 622 and 624 welded to both ends thereof, and a partition wall 625 on the connection pipe 320 side. A shielding plate 623 is disposed only in the portion that is made. The punching boards 622 and 624 are flow paths that allow an air flow to pass between adjacent porous heating element bundles 601 to 605 with catalyst function and porous heating element bundles 606 to 610 with catalyst function, and are also shielded. The plate 623 is a guide for feeding an air flow only to the porous heat generating element bundle 601 with the catalyst function at the lowest stage. The punching boards 622 and 624 are for the purpose of causing a fluid flow on the front and back, and other structures may be employed.

発熱体収容装置600内の上下は、隔壁625と反対側の隔壁626によって区画されており、片側5段、両側で10段の触媒機能付多孔質発熱体束601〜605と触媒機能付多孔質発熱体束606〜610を通過することになる。このとき、各触媒機能付多孔質発熱体100の電極膜13,14には所定の電圧が印加されているから、被浄化空気は所定の温度条件下にある触媒機能付多孔質発熱体束601〜605,606〜610を通過する際に各触媒機能付多孔質発熱体100に担持されている白金族触媒19の作用によって、触媒の反応によりクリーンな空気に浄化することができる。   The upper and lower sides of the heating element housing device 600 are partitioned by a partition wall 626 opposite to the partition wall 625, and are provided with a porous heating element bundle 601 to 605 with a catalytic function and five porous layers with a catalytic function on one side and 10 levels on both sides. The heating element bundles 606 to 610 are passed. At this time, since a predetermined voltage is applied to the electrode films 13 and 14 of each porous heating element 100 with a catalytic function, the air to be purified is a porous heating element bundle 601 with a catalytic function under a predetermined temperature condition. When passing through 605, 606 to 610, the platinum group catalyst 19 carried on each porous heating element 100 with a catalytic function can be purified to clean air by the reaction of the catalyst.

以上のように、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、が蛙目粘土粉等の粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した焼結原料混合物10とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダ0〜25wt%を加えてステップS1で混練し、ステップS2で圧力を加えて成形し、それをステップS3で焼結し、5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体10C,20Cと、多孔質抵抗成型体10C,20Cに担持させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29を具備するものである。   As described above, the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the present embodiment are made of 30-50 wt% aluminum powder, 5-10 wt% graphite powder, The sintered raw material mixture 10 is mixed by mixing 30 to 50 wt% clay powder and 0 to 10 wt% wood powder, and water and / or binder 0 to 25 wt% that does not move due to the difference in specific gravity with respect to the whole. In addition, kneading is performed in step S1, pressure is applied in step S2, molding is performed in step S3, sintering is performed in step S3, and there is a void in the range of 5% to 50%. Porous resistance moldings 10C and 20C having a positive resistance temperature characteristic that is low and rises rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature, and inorganic solvents and / or organics carried on the porous resistance moldings 10C and 20C Those having a platinum group catalyst 19 and 29 dissolved in agent.

この触媒機能付多孔質発熱体100,200は、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、木粉5、必要に応じて抵抗調整剤7を混合し、それを焼結原料混合物10とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダ6を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に対し、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29を付着させ、それを乾燥させたものである。
したがって、焼結された多孔質抵抗成型体10C,20Cは5%〜50%の範囲内の空隙を有しているから、その表面積は広くなり、その表面を白金族触媒19,29として使用するものであるから、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。実験でも、常温で白金族触媒19,29が作用する物質に対しては、消臭効果が確認され、更に、触媒を加熱することにより高速に消臭させることができた。消臭効果については、有機物は300℃で、無機物についても650℃で完全に消臭除去ができることが確認された。
The porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function are prepared by mixing aluminum powder 2, graphite powder 3, glazed clay powder 4, wood powder 5 and resistance adjuster 7 as required, and mixing the mixture with a sintered raw material mixture 10. In addition, water and / or binder 6 that does not move due to the difference in specific gravity is added to and kneaded with respect to the whole, and pressure is applied to form, and the resultant is sintered to be within a range of 5% to 50%. A porous resistance molded body having a positive resistance temperature characteristic that has a void and has a resistance value that is low at normal temperature and suddenly increases when the temperature rises to a predetermined temperature when energized. The platinum group catalysts 19 and 29 dissolved in a solvent are attached and dried.
Therefore, since the sintered porous resistance molded bodies 10C and 20C have voids in the range of 5% to 50%, the surface area is widened, and the surface is used as the platinum group catalysts 19 and 29. Therefore, the reaction rate of the catalyst can be increased and the reaction efficiency can be increased. Also in the experiment, a deodorizing effect was confirmed for substances on which the platinum group catalysts 19 and 29 act at room temperature, and further, the catalyst could be deodorized at high speed by heating. Regarding the deodorizing effect, it was confirmed that the organic substance can be completely deodorized at 300 ° C. and the inorganic substance can be completely removed at 650 ° C.

多孔質抵抗成型体10C,20Cは、アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、蛙目粘土粉等の粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した焼結原料混合物10とし、その全体に対して、水0〜25wt%を加えて混練し、圧縮成形または押出成形によって成型し、乾燥の後、ステップS3で焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。
即ち、焼結原料混合物10において、例えば、アルミニウム粉の含有量が30wt%未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が50wt%を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出するという焼結不良が生じ易くなる。ところが、本実施の形態では、アルミニウム粉30〜50wt%であるから、通電性が維持でき、焼結不良も生じ難い。
The porous resistance molded bodies 10C and 20C were mixed with a mixture of aluminum powder 30 to 50 wt%, graphite powder 5 to 10 wt%, clay powder 30 to 50 wt%, wood powder 0 to 10 wt%, etc. Since it is made into the binder raw material mixture 10, 0-25 wt% of water is added to the whole, kneaded, molded by compression molding or extrusion molding, dried and then sintered in step S3. The effect of.
That is, in the sintered raw material mixture 10, for example, if the content of aluminum powder is less than 30 wt%, the aluminum powder is too small and the electrical conductivity is impaired. On the other hand, when the content of aluminum powder exceeds 50 wt%, the portion of the aluminum powder that is not covered with graphite powder increases, which tends to cause a sintering failure in which molten aluminum is ejected to the surface in the firing process. Become. However, in the present embodiment, since the aluminum powder is 30 to 50 wt%, it is possible to maintain electrical conductivity and hardly cause poor sintering.

また、例えば、黒鉛粉3の含有量が5wt%未満であると、黒鉛粉3が極めて少な過ぎてアルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉3の含有量が10wt%を超えると、黒鉛粉3が多過ぎて多孔質抵抗成型体10C,20Cの強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。ところが、本実施の形態では、黒鉛粉の含有量が5〜10wt%であるから、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良や、多孔質抵抗成型体の強度が低下しない。
そして、陶磁器用の蛙目粘土粉4等の粘土粉の含有量が、例えば、30wt%未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の蛙目粘土粉4の含有量が50wt%を超えると、陶磁器用の蛙目粘土粉4が多過ぎて、通電性が損なわれるが、本発明の実施の形態ではその範囲内に設定しているから、それらの問題が生じない。
Further, for example, if the content of the graphite powder 3 is less than 5 wt%, the graphite powder 3 is too small and the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, thereby melting in the firing process. It becomes easy to produce the sintering defect which the aluminum which ejected on the surface. On the other hand, when the content of the graphite powder 3 exceeds 10 wt%, the graphite powder 3 is too much, and the strength and purity of the porous resistance molded bodies 10C and 20C are lowered, so that the porous heating element can be used as a resistance heating element. Insufficient strength and energization heat generation. However, in the present embodiment, since the graphite powder content is 5 to 10 wt%, the sintering failure in which aluminum is ejected to the surface and the strength of the porous resistance molded body do not decrease.
And, if the content of clay powder such as glazed clay powder 4 for ceramics is, for example, less than 30 wt%, there is too little clay powder for ceramics, and the resistance value of the resulting molded resistor becomes small, When the porous heating element is used as a resistance heating element, the current-generating heat generation is insufficient. On the other hand, when the content of the ceramic clay powder 4 for ceramics exceeds 50 wt%, the ceramic clay powder 4 for ceramics is too much, and the electrical conductivity is impaired. Therefore, those problems do not occur.

更に、木粉5は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉5を使用することでアルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、ステップS2の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉5が入っていなくても多孔質抵抗成型体10C,20Cを得ることはできる。通常、0〜10wt%配合するのが望ましい。したがって、この発明の正の抵抗温度特性の発熱体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。   Further, the wood powder 5 is obtained by finely pulverizing wood chips with a pulverizer, and it is preferable to use a whisker-like one. For example, by using the whisker-like wood powder 5, raw materials such as aluminum powder 2, graphite powder 3, and glazed clay powder 4 are entangled in whisker-like crevice-like gaps. What is generated by applying pressure in the molding step of Step S2 is strong and dense, but the porous resistance molded bodies 10C and 20C can be obtained even if the wood powder 5 is not contained. Usually, it is desirable to mix 0 to 10 wt%. Therefore, according to the heating element having a positive resistance temperature characteristic according to the present invention, it is surely high in strength and energizing heat generation and high in purity.

なお、焼結原料混合物10において、アルミニウム粉2の含有量が40wt%〜45wt%の範囲内であり、黒鉛粉3の含有量が5wt%〜10wt%の範囲内であり、鉱物質粉(陶磁器用の蛙目粘土粉4)の含有量が40wt%〜45wt%の範囲内あることによって、更に確実に多孔質の正の抵抗温度特性の発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
そして、多孔質抵抗成型体10C,20Cに付着させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29は、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等が使用でき、ここではそれらのうちから選択した触媒を、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから製造が簡単である。
In the sintered raw material mixture 10, the content of the aluminum powder 2 is in the range of 40 wt% to 45 wt%, the content of the graphite powder 3 is in the range of 5 wt% to 10 wt%, and the mineral powder (ceramics) When the content of the clay mesh powder 4) for use is in the range of 40 wt% to 45 wt%, it is possible to more reliably ensure high strength and purity as well as energization exothermicity in a porous positive resistance temperature characteristic heating element. Therefore, it is more preferable.
The platinum group catalysts 19 and 29 dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent attached to the porous resistance molded bodies 10C and 20C are ruthenium, rhodium and palladium having similar physical properties and chemical properties. , Osmium, iridium, platinum, etc. can be used. In this case, the catalyst selected from them is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent, dipped, applied, and dried, so that the production is simple.

本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置は、アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した焼結原料混合物10とし、焼結原料混合物10の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダ0〜25wt%を加えてステップS1で混練し、ステップS2で圧力を加えて成形し、それをステップS3で焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体10C,20Cと、多孔質抵抗成型体10C,20Cの両側に金属を溶射させて形成した電極膜13,14と、電極膜13,14間に電圧を供給して多孔質抵抗成型体10C,20Cを過熱させ、ステップS6で多孔質抵抗成型体10C,20Cに担持させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29と、一体化した前記多孔質抵抗成型体及び前記電極膜13,14と前記白金族触媒19,29を収容する筐体311,611とを具備する発熱体収容装置300,600と、発熱体収容装置300,600の筐体611から高温度の浄化空気を導入し、当該浄化空気が排出されるまでの間に、発熱体収容装置300,600の筐体611に供給される浄化処理すべき空気に熱エネルギを供給する熱交換器400を具備するものである。   The air purification apparatus according to the embodiment of the present invention is a sintered raw material mixture mixed by blending aluminum powder 30-50 wt%, graphite powder 5-10 wt%, clay powder 30-50 wt%, and wood powder 0-10 wt%. 10 and water and / or binder 0-25 wt% that does not move due to the difference in specific gravity with respect to the entire sintering raw material mixture 10 and kneaded in step S1, and by applying pressure in step S2, forming, It is sintered in step S3 and has a void in the range of 5% to 50%. When energized, the resistance value is low at normal temperature, and the resistance value increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature. A voltage is supplied between the electrode films 13, 14 and the porous resistance molded bodies 10C, 20C having temperature characteristics, the electrode films 13, 14 formed by spraying metal on both sides of the porous resistance molded bodies 10C, 20C. Porous The porous resistance integrated with the platinum group catalysts 19 and 29 dissolved in the inorganic solvent and / or organic solvent carried on the porous resistance moldings 10C and 20C in step S6 by heating the resistance moldings 10C and 20C. From the heating element housing devices 300 and 600 including the molded body and the electrode films 13 and 14 and the housings 311 and 611 housing the platinum group catalysts 19 and 29, and the housings 611 of the heating body housing devices 300 and 600, respectively. A heat exchanger that supplies thermal energy to the air to be purified supplied to the housing 611 of the heating element housing devices 300 and 600 before the purified air is introduced and discharged. 400.

このように、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置は、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、木粉5との配合で混合した焼結原料混合物10とし、その全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダ6を加えてステップS1で混練し、ステップS2で圧力を加えて成形し、それをステップS3で焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体10C,20Cに対し、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒19,29を担持付着させ、それを乾燥させたものである。
したがって、一体化した多孔質抵抗成型体10C,20C及び電極膜13,14と白金族触媒19,29を収容する筐体311,611を具備する発熱体収容装置は、電極膜13,14及び銅電極リード15,16及び電極端子17,18からなる電極間に電圧を印加することにより、温度を制御でき、かつ、前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒を一体としたものを筐体311,611に収容しているから、熱損失を少なく抑えることができる。
また、熱交換器400は発熱体収容装置300の筐体311から高温度の浄化空気を導入し、当該浄化空気が排出されるまでの間に、発熱体収容装置300の筐体311に供給される浄化処理すべき空気に熱エネルギを供給するものであるから、発熱体収容装置300の内部のみを高温度とするものであるから熱エネルギの損失が少ない。
加えて、多孔質抵抗成型体10C,20Cは通電により高温度の触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速めることができる。また、白金族触媒19,29は電気的に多孔質抵抗成型体10C,20Cを短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒19,29の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体2が多孔質抵抗成型体10C,20Cを形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、多孔質抵抗成型体10C,20Cから白金族触媒19,29に通電されることがない。
そして、通電により高温度で触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速める場合に好適である。また、白金族触媒19,29は電気的に多孔質抵抗成型体10C,20Cを短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒19,29の濃度を低くできること及びアルミニウム粉体2が多孔質抵抗成型体10C,20Cを形成する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、多孔質抵抗成型体10C,20Cから白金族触媒19,29に通電されることがない。
As described above, the air purification apparatus according to the embodiment of the present invention is a sintered raw material mixture 10 mixed by blending with aluminum powder 2, graphite powder 3, glazed clay powder 4, and wood powder 5, and the entirety thereof. On the other hand, water and / or binder 6 that does not move due to the difference in specific gravity is added and kneaded in step S1, and pressure is applied in step S2 to form it. In contrast to porous resistance molded bodies 10C and 20C having positive resistance-temperature characteristics in which, when energized, the resistance value is low at normal temperature and the resistance value increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature. The platinum group catalysts 19 and 29 dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent are supported and adhered, and dried.
Therefore, the heating element housing device including the integrated porous resistance molded bodies 10C and 20C and the electrode films 13 and 14 and the casings 311 and 611 for housing the platinum group catalysts 19 and 29 includes the electrode films 13 and 14 and the copper film. A temperature can be controlled by applying a voltage between electrodes consisting of electrode leads 15 and 16 and electrode terminals 17 and 18, and the porous resistance molded body, the electrode and the platinum group catalyst are integrated. Since it is accommodated in the casings 311 and 611, heat loss can be reduced.
Further, the heat exchanger 400 introduces high-temperature purified air from the housing 311 of the heating element housing device 300 and is supplied to the housing 311 of the heating element housing device 300 until the purified air is discharged. Since heat energy is supplied to the air to be purified, only the inside of the heating element housing device 300 is heated to a high temperature, so that there is little loss of heat energy.
In addition, since the porous resistance molded bodies 10C and 20C can use a high-temperature catalyst when energized, the speed of the chemical reaction of the specific substance to be treated with the catalyst can be increased. Moreover, since the platinum group catalysts 19 and 29 do not electrically short-circuit the porous resistance molded bodies 10C and 20C, stable use is possible. In particular, the concentration of the platinum group catalysts 19 and 29 can be lowered, and when the aluminum powder 2 forms the porous resistance moldings 10C and 20C, it becomes aluminum oxide and exhibits insulating properties. , 20C is not energized to the platinum group catalysts 19, 29.
And since a catalyst can be used at high temperature by electricity supply, it is suitable when increasing the speed | rate of the chemical reaction of the specific substance processed with a catalyst. Moreover, since the platinum group catalysts 19 and 29 do not electrically short-circuit the porous resistance molded bodies 10C and 20C, stable use is possible. In particular, the concentration of the platinum group catalysts 19 and 29 can be lowered, and when the aluminum powder 2 forms the porous resistance moldings 10C and 20C, it becomes aluminum oxide and exhibits insulating properties. , 20C is not energized to the platinum group catalysts 19, 29.

本実施の形態の空気浄化装置は、消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する空気浄化装置には、更に、熱交換器400から浄化空気を吸引または熱交換器400に被浄化空気を供給する送風機500を配設したものであるから、熱交換器400から浄化空気を吸引または熱交換器400に被浄化空気を供給する送風機500は、熱交換器400の反発熱体収容装置側に設置することにより、送風機500に高温度条件下に耐える耐熱性の電動機等を使用することなく、高温度環境によって使用されないようにしたものである。   The air purification apparatus according to the present embodiment is further designed to be an air purification apparatus that purifies by deodorization, sterilization, and removal of a specific substance. Further, the purified air is sucked from the heat exchanger 400 or the purified air is supplied to the heat exchanger 400. Since the blower 500 to be supplied is disposed, the blower 500 that sucks the purified air from the heat exchanger 400 or supplies the purified air to the heat exchanger 400 is provided on the side of the heat exchanger 400 opposite to the non-heating element housing device. By installing, the blower 500 is not used in a high temperature environment without using a heat-resistant electric motor that can withstand high temperature conditions.

上記実施の形態の空気浄化装置は、発熱体収容装置300の1台に対して1台の熱交換器400を対応させたものであるが、この熱交換器を複数台接続することもできる。このとき、単純に浄化空気と被浄化空気の流れのみを複数台の熱交換器400を通す方法がある。この方法は、熱交換器400の内部の熱交換する表面積を単純に広くするものである。しかし、1台の熱交換器400では、熱交換器400を構成する部品の熱伝導の関係で極端に開きのある温度差を得ることは困難である。   In the air purification device of the above embodiment, one heat exchanger 400 is associated with one heating element housing device 300, but a plurality of heat exchangers may be connected. At this time, there is a method of passing only the flow of the purified air and the purified air through a plurality of heat exchangers 400. This method simply increases the heat exchange surface area inside the heat exchanger 400. However, with one heat exchanger 400, it is difficult to obtain a temperature difference that is extremely wide due to the heat conduction of the components constituting the heat exchanger 400.

図27は、そのような問題を解決する実施の形態の空気浄化装置である。
図において、発熱体収容装置300と熱交換器400との接続までは図5の空気浄化装置と基本的構成が相違するものではない。相違するのは、熱交換器400の接続管路350に別の熱交換器700の接続管路720が接続されており、浄化空気が更に熱交換器700を通過するようになっている。そして、接続管路740に接続した送風機800によって熱交換器700内にある浄化空気を吸引し、浄化空気として供給している。
また、熱交換器700の接続管路730には外気の吸引を行っており、接続管路730から外気を取り入れ、熱交換器700を通り接続管路760から外気を排出している。この接続管路760には、送風機900が取付けられており、接続管路720の空気を吸引する構成となっている。
FIG. 27 shows an air purification apparatus according to an embodiment that solves such a problem.
In the figure, the basic configuration is not different from that of the air purification device of FIG. 5 until the heating element housing device 300 and the heat exchanger 400 are connected. The difference is that the connection line 720 of another heat exchanger 700 is connected to the connection line 350 of the heat exchanger 400 so that the purified air further passes through the heat exchanger 700. The purified air in the heat exchanger 700 is sucked by the blower 800 connected to the connecting pipe 740 and supplied as purified air.
In addition, outside air is sucked into the connection pipe line 730 of the heat exchanger 700, outside air is taken in from the connection pipe line 730, passes through the heat exchanger 700, and is discharged from the connection pipe line 760. A blower 900 is attached to the connection pipe line 760, and the air of the connection pipe line 720 is sucked.

したがって、熱交換器700では、発熱体収容装置300の接続管路350から供給された浄化空気は接続管路720から熱交換器700に入り、接続管路740を介して送風機800で吸引され、特定された空間に浄化空気を供給する。一方、熱交換器700の接続管路730からは、外気が供給される。この外気は室内空気であってもよいし、室外空気であってもよいが、空気の浄化に使用しない空気を意味する。通常の使用態様からこれを外気として扱う。接続管路730から供給された外気は、熱交換器700で熱交換し、接続管路760に接続された送風機900から外気側に排出する。通常、接続管路730から供給された外気は、30〜40℃止まりであるから、浄化空気の温度を急激に温度降下させることができる。   Therefore, in the heat exchanger 700, the purified air supplied from the connection pipe 350 of the heating element housing device 300 enters the heat exchanger 700 through the connection pipe 720, and is sucked by the blower 800 through the connection pipe 740. Supply purified air to the specified space. On the other hand, outside air is supplied from the connection pipe line 730 of the heat exchanger 700. This outside air may be indoor air or outdoor air, but means air that is not used for air purification. This is treated as outside air from normal usage. The outside air supplied from the connection pipe line 730 is heat-exchanged by the heat exchanger 700 and discharged from the blower 900 connected to the connection pipe line 760 to the outside air side. Normally, the outside air supplied from the connection pipe line 730 is stopped at 30 to 40 ° C., so that the temperature of the purified air can be drastically decreased.

しかも、発熱体収容装置300は熱交換器400と熱交換器700を別々に独立させているから、その構成部品を介して熱伝導できる範囲が決定され、熱交換による影響で浄化空気と被浄化空気との中間的な温度になったとしても、熱交換器700は接続管路730から接続管路760に流れる空気流によって熱交換されるので、効率の良い温度の降下が行われる。
勿論、発熱体収容装置300は熱交換器400と熱交換器700を連続させ、熱交換器400の接続管路340を熱交換器700の接続管路730に直結した構成とすることもできる。この場合でも、熱交換器400と熱交換器700とを孤立できるため、その構成部品を介して熱伝導が阻止される。
In addition, since the heat generator housing device 300 separates the heat exchanger 400 and the heat exchanger 700 separately, a range in which heat can be conducted through the components is determined, and the purified air and the object to be purified are affected by the heat exchange. Even if the temperature reaches an intermediate temperature with the air, the heat exchanger 700 is heat-exchanged by the air flow flowing from the connection pipe line 730 to the connection pipe line 760, so that an efficient temperature drop is performed.
Of course, the heat generator housing device 300 may be configured such that the heat exchanger 400 and the heat exchanger 700 are connected, and the connection line 340 of the heat exchanger 400 is directly connected to the connection line 730 of the heat exchanger 700. Even in this case, since the heat exchanger 400 and the heat exchanger 700 can be isolated, heat conduction is blocked through the components.

即ち、本実施の形態の空気浄化装置の熱交換器400,700は、発熱体収容装置300が1台に対し、2台以上の複数台とし、しかも、熱交換器400,700内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換として設定したものであるから、熱交換器400,700の構成部品の熱伝導を断ち、1台では所定の温度以下に温度が低下しない場合でも、分離することによって熱交換効率を上げることができる。
また、熱交換器400,700は、発熱体収容装置300の1台に対し、複数台とし、しかも、熱交換器400,700内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換並びに外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換として設定したものであるから、熱交換器400,700の構成部品の熱伝導によって所定の温度以下に温度が低下しない場合でも、分離することによって熱交換効率を上げることができる。しかも、他の熱交換器700は外気と浄化した空気流または外気と浄化すべき空気流との熱交換するものであり、発熱体収容装置300の浄化された空気の温度が高くても、外気温まで強制的に下げることができる。逆の視点から見れば、発熱体収容装置300の浄化された空気の温度が低くても、外気温まで強制的に上げることができる。
That is, the heat exchangers 400 and 700 of the air purification apparatus according to the present embodiment include two or more heating element accommodating devices 300, and heat exchange in the heat exchangers 400 and 700. Since the air flow to be performed is set as heat exchange between the purified air flow and the air flow to be purified, the heat conduction of the components of the heat exchangers 400 and 700 is cut off, and one unit is below a predetermined temperature. Even when the temperature does not decrease, the heat exchange efficiency can be increased by separation.
Further, the heat exchangers 400 and 700 are provided in a plurality with respect to one of the heating element accommodating devices 300, and the air flow that exchanges heat in the heat exchangers 400 and 700 should be purified with the purified air flow. Since the heat exchange with the air flow and the heat exchange between the outside air and the purified air flow or between the outside air and the air flow to be purified are set, the heat conduction of the components of the heat exchangers 400 and 700 causes a temperature lower than a predetermined temperature. Even if the temperature does not decrease, the heat exchange efficiency can be increased by separating. In addition, the other heat exchanger 700 exchanges heat between the outside air and the purified air flow or between the outside air and the air flow to be purified. Even if the temperature of the purified air in the heating element housing device 300 is high, It can be forcibly lowered to the temperature. From the opposite viewpoint, even if the temperature of the purified air in the heating element housing device 300 is low, it can be forcibly raised to the outside temperature.

上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水0〜25wt%を加えてステップS1で混練し、ステップS2で圧縮成形または押出成形によって成型し、必要に応じて乾燥の後、ステップS3で焼結させるものである。
アルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、蛙目粘土粉4とを主材料とする焼結原料混合物10は、ステップS1で水を加えて混練し、ステップS2で金型によってプレスする圧縮成形または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて900℃〜1200℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて900℃〜1200℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、900℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を900℃とし、また、1200℃を超えると、得られた成形体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を1200℃としたものである。
ここで、アルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、陶磁器用の蛙目粘土粉4が特定の配合により混合されてなる焼結原料混合物10を、ステップS2で圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物10は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の多孔質抵抗成型体10C,20Cを得ることができる。また、木粉5は多孔質の空隙に関係するだけではなく、焼結時の還元雰囲気にも効果あるが、多すぎると炉内を煤で劣化させる可能性があるので、少ないほうが良い。
そして、蛙目粘土粉4は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物の複合酸化物、アルミニウムのケイ酸塩のうちの少なくとも1種を含有するものであればよく、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
このアルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、蛙目粘土粉4とを主材料とする焼結原料混合物10の多孔質抵抗成型体10C,20Cは、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、多孔質抵抗成型体10C,20Cに対して設けた複数の貫通孔11,21は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
The porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function used in the air purification apparatus according to the above embodiment are aluminum powder 30 to 50 wt%, graphite powder 5 to 10 wt%, clay powder 30 to 50 wt%, and wood powder 0 to 10 wt%. In addition, 0 to 25 wt% of water is added to the whole and kneaded in step S1, molded by compression molding or extrusion molding in step S2, and dried as necessary. After that, sintering is performed in step S3.
The sintered raw material mixture 10 mainly composed of the aluminum powder 2, the graphite powder 3, and the square clay powder 4 is kneaded by adding water in step S1, and then pressed or extruded by a mold in step S2. It is formed into an arbitrary shape by extrusion molding with a molding machine, and is sintered in a temperature controlled electric furnace within a range of 900 ° C. to 1200 ° C., for example. Sintering in the temperature controlled electric furnace in the range of 900 ° C. to 1200 ° C. is a result of repeated experiments by the inventors, and as a result, sufficient sintering is not performed at temperatures lower than 900 ° C., resulting in poor sintering. It was confirmed that the lower limit of the sintering temperature was 900 ° C., and when it exceeded 1200 ° C., it was confirmed that the obtained molded body had a high probability of not having positive characteristics. The upper limit of the sintering temperature is 1200 ° C.
Here, by forming the sintered raw material mixture 10 in which the aluminum powder 2, the graphite powder 3, and the ceramic clay powder 4 for ceramics are mixed by a specific blending, these are formed by applying pressure in step S2. The sintering raw material mixture 10 becomes a strong and dense solid state. Moreover, you may use it, melt | dissolving a binder with respect to water. Therefore, by sintering in this state, high-strength porous resistance molded bodies 10C and 20C can be obtained. Further, the wood powder 5 is not only related to the porous voids, but also effective in a reducing atmosphere during sintering.
In addition, the clay mesh powder 4 is a clay powder for ceramics as a mineral powder. For example, aluminum oxide and silicon oxide, composite oxide of aluminum oxide and silicon oxide, aluminum silicate What is necessary is just to contain at least 1 sort (s) of them, for example, Sasame clay, Kibushi clay, kaolin, feldspar, ceramic stone powder, etc. are used. The powder of the above-mentioned clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, and porcelain is usually called mineral powder and is a clay powder for ceramics.
When the porous resistance moldings 10C and 20C of the sintering raw material mixture 10 mainly composed of the aluminum powder 2, the graphite powder 3, and the square clay powder 4 have a low resistance at room temperature and rise to a predetermined temperature. It has a positive resistance temperature characteristic in which the resistance rapidly increases. Further, the plurality of through holes 11 and 21 provided for the porous resistance molded bodies 10C and 20C are not particularly limited in cross-sectional shape, but those having a small air resistance and a large surface area are preferable. It is.

前記アルミニウム粉は、例えば、アトマイズ法(噴霧式)によって製造された不規則な形状(針状、紡錘形状等)のものが使用される。レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が30μm〜75μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満であるもの、好ましくは、中位径が35μm〜65μmの範囲内であり、粒子径が100μm未満であるものである。   As the aluminum powder, for example, those having an irregular shape (needle shape, spindle shape, etc.) manufactured by an atomizing method (spray type) are used. The median diameter measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 30 μm to 75 μm and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm, preferably the median diameter is in the range of 35 μm to 65 μm. Yes, the particle diameter is less than 100 μm.

上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、更に、多孔質抵抗成型体10C,20Cには、その両側に金属の溶射によって電極膜13,14を設けたものであるから、高温度で触媒を使用できるから、触媒で処理する特定物質の化学反応の速度を速める場合に好適である。また、白金族触媒19,29は電気的に多孔質抵抗成型体10C,20Cを短絡させることがないので、安定した使用が可能である。特に、白金族触媒19,29の濃度を低くできること及びアルミニウム粉2が多孔質抵抗成型体10C,20Cを成形する際には酸化アルミニウムとなって絶縁特性を呈するので、多孔質抵抗成型体10C,20Cから白金族触媒19,29に通電されることがない。   In the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purification apparatus according to the above embodiment, the porous resistance molded bodies 10C and 20C are further provided with electrode films 13 and 14 by metal spraying on both sides thereof. Since it is provided, the catalyst can be used at a high temperature, which is suitable for increasing the speed of the chemical reaction of a specific substance to be treated with the catalyst. Moreover, since the platinum group catalysts 19 and 29 do not electrically short-circuit the porous resistance molded bodies 10C and 20C, stable use is possible. In particular, the concentration of the platinum group catalysts 19 and 29 can be lowered, and when the aluminum powder 2 forms the porous resistance moldings 10C and 20C, it becomes aluminum oxide and exhibits insulating properties. The platinum group catalysts 19 and 29 are not energized from 20C.

そして、上記実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、更に、多孔質抵抗成型体10C,20Cの両側に金属の溶射によって電極膜13,14を設けたものである。ここで、多孔質抵抗成型体10C,20Cの両端に成形した電極膜13,14は、金属の溶射によって成形したものであるから、多孔質抵抗成型体10C,20Cとの接続が表面積を大な条件で接合成形でき、電極膜13,14側の抵抗値を小さくでき、長時間の使用に際しても、電極膜13,14の劣化が生じ難い。   The porous heating elements 100 and 200 having a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the above embodiment are further provided with electrode films 13 and 14 by metal spraying on both sides of the porous resistance molded bodies 10C and 20C. It is a thing. Here, since the electrode films 13 and 14 formed on both ends of the porous resistance molded bodies 10C and 20C are molded by metal spraying, the connection with the porous resistance molded bodies 10C and 20C has a large surface area. Bonding molding can be performed under conditions, the resistance value on the electrode films 13 and 14 side can be reduced, and the electrode films 13 and 14 are not easily deteriorated even when used for a long time.

焼結原料混合物10には、更に、金属シリコン粉5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正の抵抗温度特性の発熱体とするか否かを制御できる。特に、シリコン粉(半導体)5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合したものでは、キュリー点温度を設定しやすい。
上記金属シリコン粉5〜10wt%は、酸化しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉0〜10wt%は、酸化により抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン粉及び鉄粉の混合は、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
Since the sintering raw material mixture 10 is a mixture of metal silicon powder 5 to 10 wt% and iron powder 0 to 10 wt%, it is possible to ensure current-carrying stability. Moreover, since iron powder functions as a resistor when oxidized, it can be used for resistance value control. You can control whether or not. In particular, a mixture of silicon powder (semiconductor) 5 to 10 wt% and iron powder 0 to 10 wt% can easily set the Curie point temperature.
The metal silicon powder of 5 to 10 wt% increases the current-carrying stability that ensures the current-carrying property as a material that does not oxidize. Moreover, 0-10 wt% of iron powder can be used for resistance value control which functions as a resistor by oxidation, and can exhibit stable performance as a heating element. However, the mixing of the metal silicon powder and the iron powder is not recommended to be mixed in a large amount because the property as a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor is deteriorated.

更に、白金族触媒19,29は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む2層構造としたものである。
したがって、触媒機能付多孔質発熱体100,200の白金族触媒19,29は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウム等のように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む2層構造としたものであるから、白金族触媒19,29がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
Further, the platinum group catalysts 19 and 29 have a single alloy composed of a combination of palladium and platinum, palladium and silver, palladium and ruthenium, palladium and rhodium, or a two-layer structure containing palladium.
Therefore, the platinum group catalysts 19 and 29 of the porous heating elements 100 and 200 with catalytic functions are composed of palladium or a combination containing palladium such as palladium and platinum, palladium and silver, palladium and ruthenium, palladium and rhodium, and the like. Since the alloy or the two-layer structure containing palladium is used, the platinum group catalysts 19 and 29 contain palladium and are dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent, dipped, applied, and dried. It is easy to handle and easy to manufacture.

白金族触媒19,29は、エタノール40〜50wt%、ノルマルプロピルアルコール5〜10wt%、パラジュウム5wt%以下、メタノール0.5〜3wt%、分散樹脂0.5wt%以下、残余を水として配合したものである。
ここで、白金族触媒19,29のパラジュウムは、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸ができ、前記多孔質抵抗成型体の表面に塗布とその乾燥をすることができる。基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かしたものであればよい。
Platinum group catalysts 19 and 29 are blended with ethanol 40-50 wt%, normal propyl alcohol 5-10 wt%, palladium 5 wt% or less, methanol 0.5-3 wt%, dispersion resin 0.5 wt% or less, and the balance as water. It is.
Here, palladium of the platinum group catalysts 19 and 29 uses ethanol, normal propyl alcohol, methanol, and water as solvents, so it can be easily applied and impregnated, and applied to the surface of the porous resistance molded body and dried. can do. Basically, any palladium may be used as long as it is dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent.

上記実施の形態にかかる空気浄化装置では、触媒機能付多孔質発熱体100,200の使用として実施の形態を説明したが、本発明を実施する場合には、ステップS2の成形工程において成形する焼結前成型体10A,20Aを任意の形状に焼成することができる。特に、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100,200のように、複数本の多孔質抵抗成型体10C,20Cを用いると、多孔質抵抗成型体10C,20Cの異常で1本既存しても、他の多孔質抵抗成型体10C,20Cで運転可能であるから、触媒機能付多孔質発熱体束301〜306または触媒機能付多孔質発熱体束601〜610と複数合せた方が信頼性を高くできる。   In the air purification apparatus according to the above-described embodiment, the embodiment has been described as the use of the porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function. However, when the present invention is carried out, the firing performed in the molding process of step S2 is performed. The pre-bonded molded bodies 10A and 20A can be fired into an arbitrary shape. In particular, when a plurality of porous resistance molded bodies 10C and 20C are used like the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function of the present embodiment, one existing due to an abnormality in the porous resistance molded bodies 10C and 20C. However, since it is possible to operate with other porous resistance molded bodies 10C and 20C, it is better to combine a plurality of porous heating element bundles 301 to 306 with a catalyst function or porous heating element bundles 601 to 610 with a catalyst function. High reliability can be achieved.

上記実施の形態にかかる空気浄化装置の使用では、触媒機能付多孔質発熱体束301〜306または触媒機能付多孔質発熱体束601〜610を束ねるのに、耐熱絶縁材313,613としてグラスウール、ロックウール等の耐熱温度の高い耐熱絶縁材313,613で、電気絶縁物を使用した。しかし、本発明を実施する場合には、多孔質抵抗成型体10C,20Cとした時点で表面が酸化アルミニウムの膜が成形され、絶縁状態になっているから、その表面に白金族触媒は、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、パラジウム、メタノール、分散樹脂、残余を水として配合し、それを多孔質抵抗成型体10C,20Cに担持させても、筐体611との間に電気的絶縁は保たれているから、必ずしも電気的絶縁物を使用する必要性はない。しかし、発熱体収容装置300,600のユーザの取り扱いに個人差があるから、耐熱絶縁材313,613とした仕様の方が安全性は高い。   In the use of the air purification apparatus according to the above embodiment, glass wool as the heat-resistant insulating materials 313 and 613 is used to bundle the porous heating element bundles 301 to 306 with catalytic function or the porous heating element bundles 601 to 610 with catalytic function. An electrical insulator was used with heat-resistant insulating materials 313 and 613 having a high heat-resistant temperature such as rock wool. However, when the present invention is carried out, when the porous resistance molded bodies 10C and 20C are formed, the surface is formed with an aluminum oxide film and is in an insulating state. , Normal propyl alcohol, palladium, methanol, dispersion resin, and the remainder as water, and even if it is supported on the porous resistance molded bodies 10C and 20C, the electrical insulation between the casing 611 is maintained. Therefore, it is not always necessary to use an electrical insulator. However, since there are individual differences in the handling of the heating element accommodating devices 300 and 600, the specifications of the heat resistant insulating materials 313 and 613 are higher in safety.

本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、工場または車両の排ガス、排水、集塵、粉体等の被浄化空気の浄化を行う空気浄化装置について説明したが、本実施の形態の触媒機能付多孔質発熱体100,200は、有機物質、無機物質の混在する成分から特定の成分を消去する場合に使用される。また、畜産農家の所有するし尿処理装置に取付けて臭いを消去する装置としても使用できる。
また、本実施の形態にかかる空気浄化装置で使用する触媒機能付多孔質発熱体100,200は、貫通孔11,12を1個だけ設けた事例で説明したが、本発明を実施する場合には、1本の焼結前成型体10A,20Aに対し、2個以上の貫通孔11,12を設けた多孔質抵抗成型体10C,20Cとすることもできる。
The porous heating elements 100 and 200 with a catalytic function used in the air purifying apparatus according to the present embodiment are air purifying apparatuses that purify the air to be purified such as exhaust gas, drainage, dust collection, and powder of a factory or a vehicle. As described above, the porous heating elements 100 and 200 with a catalyst function of the present embodiment are used when a specific component is deleted from a component in which an organic substance and an inorganic substance are mixed. It can also be used as a device for removing odors by attaching it to a human waste processing device owned by a livestock farmer.
Moreover, although the porous heating element 100,200 with a catalyst function used in the air purification apparatus according to the present embodiment has been described as an example in which only one through hole 11, 12 is provided, when the present invention is implemented, Can also be made into the porous resistance moldings 10C and 20C in which two or more through-holes 11 and 12 are provided for one molding body 10A and 20A before sintering.

2 アルミニウム粉
3 黒鉛粉(黒鉛粉)
4 蛙目粘土粉
5 木粉
6 水/バインダ
7 抵抗調整剤
10 焼結原料混合物
11,21 貫通孔
10A,20A 焼結前成型体
10B,20B 成型抵抗体
10C,20C 多孔質抵抗成型体
13,14,23,24 電極膜
15,16,25,26 銅電極リード
17,18,27,28 電極端子
19,29 白金族触媒
100,200 触媒機能付多孔質発熱体
300,600 発熱体収容装置
312 隔壁
310 ハウジング
313,613 耐熱絶縁材
301〜306 触媒機能付多孔質発熱体束
400 熱交換器
500 送風機
601〜610 触媒機能付多孔質発熱体束
2 Aluminum powder 3 Graphite powder (graphite powder)
4 Clay clay powder 5 Wood powder 6 Water / binder 7 Resistance adjusting agent 10 Sintering raw material mixture 11, 21 Through holes 10A, 20A Pre-sintered molded bodies 10B, 20B Molded resistors 10C, 20C Porous resistance molded body 13, 14, 23, 24 Electrode films 15, 16, 25, 26 Copper electrode leads 17, 18, 27, 28 Electrode terminals 19, 29 Platinum group catalyst 100, 200 Porous heating element 300, 600 with catalytic function Heating element accommodating device 312 Partition 310 Housing 313,613 Heat-resistant insulating material 301-306 Porous heating element bundle 400 with catalyst function 400 Heat exchanger 500 Blower 601-610 Porous heating element bundle with catalyst function

Claims (7)

アルミニウム粉30〜50wt%、黒鉛粉5〜10wt%、粘土粉30〜50wt%、木粉0〜10wt%との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び/またはバインダ0〜25wt%を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電したとき、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と、
前記多孔質抵抗成型体の両側に金属を溶射させて形成した電極と、
前記多孔質抵抗成型体に担持させた無機溶剤及び/または有機溶剤で溶かした白金族触媒と、
前記多孔質抵抗成型体及び前記電極と前記白金族触媒を一体化して収容するハウジングとを具備する発熱体収容装置と、
前記発熱体収容装置のハウジングから高温度の浄化空気を導入し、当該浄化空気が排出されるまでの間に、前記発熱体収容装置のハウジングに供給される浄化処理すべき空気に熱エネルギを供給する熱交換器と
を具備することを特徴とする空気浄化装置。
Aluminum powder 30 to 50 wt%, graphite powder 5 to 10 wt%, clay powder 30 to 50 wt%, wood powder 0 to 10 wt% mixed with a sintering raw material mixture, and the entire sintering raw material mixture, Add water and / or binder 0-25 wt% that does not move due to the difference in specific gravity, knead, shape by applying pressure, sinter it and have voids in the range of 5-50%, When energized, a porous resistance molded body having a positive resistance temperature characteristic in which the resistance value is low at room temperature and the resistance value increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature;
An electrode formed by spraying metal on both sides of the porous resistance molded body;
A platinum group catalyst dissolved in an inorganic solvent and / or an organic solvent supported on the porous resistance molded body;
A heating element housing device comprising a housing for housing the porous resistance molded body and the electrode and the platinum group catalyst integrally;
Heat energy is supplied to the air to be purified supplied to the housing of the heating element housing device until high temperature purified air is introduced from the housing of the heating element housing device and the purified air is discharged. An air purification device comprising:
前記熱交換器には、更に、前記熱交換器から浄化した空気を吸引または前記熱交換器に浄化すべき空気を供給する送風機を配設したことを特徴とする請求項1に記載の空気浄化装置。   The air purifier according to claim 1, wherein the heat exchanger further includes a blower that sucks air purified from the heat exchanger or supplies air to be purified to the heat exchanger. apparatus. 前記熱交換器は、前記発熱体収容装置1台に対し、複数台とし、しかも、前記熱交換器内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換として設定したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気浄化装置。   The heat exchanger includes a plurality of heat generator housing devices, and the air flow for heat exchange in the heat exchanger is heat exchange between the purified air flow and the air flow to be purified. The air purifier according to claim 1 or 2, wherein the air purifier is set. 前記熱交換器は、前記発熱体収容装置1台に対し、複数台とし、しかも、前記熱交換器内で熱交換する空気流が、浄化した空気流と浄化すべき空気流との熱交換並びに大気と浄化した空気流または大気と浄化すべき空気流との熱交換として設定したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の空気浄化装置。   The heat exchanger includes a plurality of heat generator housing devices, and the air flow for heat exchange in the heat exchanger is configured to exchange heat between the purified air flow and the air flow to be purified. The air purification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the air purification device is set as heat exchange between the atmosphere and the purified air flow or between the atmosphere and the air flow to be purified. 前記焼結原料混合物には、更に、金属シリコン粉5〜10wt%及び鉄粉0〜10wt%を混合したことを特徴とする請求項1または請求項4の何れか1つに記載の浄化装置。   The purification apparatus according to any one of claims 1 and 4, wherein the sintered raw material mixture is further mixed with 5 to 10 wt% of metal silicon powder and 0 to 10 wt% of iron powder. 前記白金族触媒は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む2層構造としたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載の空気浄化装置。   2. The platinum group catalyst according to claim 1, wherein the platinum group catalyst has a single alloy composed of a combination including palladium and platinum, palladium and silver, palladium and ruthenium, palladium and rhodium, or a two-layer structure including palladium. The air purification apparatus as described in any one of Claim 5. 前記白金族触媒は、エタノール40〜50wt%、ノルマルプロピルアルコール5〜10wt%、パラジウム5wt%以下、メタノール0.5〜3wt%、分散樹脂0.5wt%以下、残余を水として配合したことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載の空気浄化装置。   The platinum group catalyst is blended with ethanol 40-50 wt%, normal propyl alcohol 5-10 wt%, palladium 5 wt% or less, methanol 0.5-3 wt%, dispersion resin 0.5 wt% or less, and the remainder as water. The air purifier according to any one of claims 1 to 5.
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