室内浄化装置
【課題】静電霧化装置を水蒸気量の多い雰囲気中に置くことができるようにして有効に機能させ、室内環境を良好にする。
【解決手段】室内浄化装置４は、大気を通過させて大気よりも酸素濃度の高い酸素富化空気を得る酸素富化膜と、得られた酸素富化空気を吐出する吐出管６７ｂとを有する酸素富化装置４８と、水に所定電圧を印加させて静電霧化する静電霧化装置４７と、酸素富化装置４８の吐出管６７ｂが連通するダクト３６とを備えている。静電霧化装置４８は、吐出管６７ｂの下流側に配置する。
【解決手段】室内浄化装置４は、大気を通過させて大気よりも酸素濃度の高い酸素富化空気を得る酸素富化膜と、得られた酸素富化空気を吐出する吐出管６７ｂとを有する酸素富化装置４８と、水に所定電圧を印加させて静電霧化する静電霧化装置４７と、酸素富化装置４８の吐出管６７ｂが連通するダクト３６とを備えている。静電霧化装置４８は、吐出管６７ｂの下流側に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の室内に配設される室内浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水の粒子を帯電させて室内に供給するように構成された静電霧化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この静電霧化装置は、電圧を印加することで水を分裂させてナノメーターサイズの超微細な粒子とするように構成されている。このような超微細な粒子は、長時間空気中に浮遊するとともに繊維等の中まで入り込みやすくなり、これにより、室内の除菌及び消臭効果を高いレベルで得ることができる。
【０００３】
また、酸素富化膜を利用して高濃度の酸素を含む空気を生成して室内に供給するように構成された車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３７２８２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４１６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の静電霧化装置は、水を利用して除菌及び消臭効果を高いレベルで得ることができる点で有用であるが、水が無くなると機能しなくなるという欠点を持っている。この欠点を補うために特許文献１ではペルチェ素子を用い、ペルチェ素子の低温側に生成される凝縮水を静電霧化装置で利用している。
【０００６】
しかしながら、例えば冬季のように空気が乾燥していると、ペルチェ素子の低温側が置かれる雰囲気中の水蒸気量が少なく、十分な凝縮水が得られないので、静電霧化装置を機能させることができない場合が起こり得る。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、静電霧化装置を水蒸気量の多い雰囲気中に置くことができるようにして有効に機能させ、室内環境を良好にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、大気を通過させて大気よりも酸素濃度の高い酸素富化空気を得る酸素富化膜と、得られた酸素富化空気を吐出する吐出部とを有する酸素富化装置と、水に所定電圧を印加させて静電霧化する電極部を有する静電霧化装置と、上記酸素富化装置の吐出部が連通し、該吐出部から吐出される酸素富化空気を室内へ導く酸素富化空気用通路を構成する通路構成部とを備え、上記静電霧化装置の電極部は、上記酸素富化空気用通路において上記吐出部の連通部位よりも下流側に臨むように配置され、上記電極部で生成された帯電した水の粒子が上記酸素富化空気用通路を介して室内に供給されることを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、酸素富化膜は、空気中の窒素に比べて酸素をよく通すとともに、水蒸気もよく通す性質を持っている。従って、酸素富化膜を通過した酸素富化空気は、大気に比べて単位体積当たりで比較して水蒸気を多く含み、この水蒸気を多く含む空気が酸素富化空気用通路を流れることになる。そして、静電霧化装置の電極部が酸素富化空気用通路において水蒸気を多く含む空気が流れる部分に臨むことになるので、帯電した微細な水の粒子が静電霧化装置によって生成され易くなる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、通路構成部は、酸素富化装置から排出される酸素濃度の低い空気が流通する低酸素空気用通路を有し、静電霧化装置は、電圧が印加されて生じる熱電効果により酸素富化空気の露点よりも低温となる低温部及び高温となる高温部を有する熱電素子を備え、該低温部により凝縮された酸素富化空気内の水を上記静電霧化装置の電極部に供給するように構成され、上記高温部が低酸素空気用通路に臨むように配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この構成によれば、酸素富化空気中の水蒸気を熱電素子の低温部により凝縮して電極部に供給することで、帯電した水の粒子が確実に得られるようになる。また、酸素富化装置から排出される酸素濃度の低い空気により熱電素子の高温部が冷却されるので、酸素濃度の低い空気を有効に利用することが可能になる。
【００１２】
第３の発明は、第１または２の発明において、酸素富化装置と静電霧化装置とが連動することを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、静電霧化装置を作動させる際には、酸素富化装置により水蒸気を多く含む空気を静電霧化装置に供給することが可能になるので、静電霧化装置を常に有効に作動させることが可能になる。
【００１４】
第４の発明は、第１または２の発明において、酸素富化装置の作動後に静電霧化装置が作動することを特徴とするものである。
【００１５】
この構成によれば、水蒸気を多く含む空気を流した状態で静電霧化装置を作動させることが可能になるので、静電霧化装置の作動直後から帯電した水の粒子が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、酸素富化膜を通過して得られた酸素富化空気が流れる酸素富化空気用通路に静電霧化装置を配置したので、酸素富化空気中に多く含まれる水蒸気を静電霧化装置に供給できる。これにより、冬季のように大気の湿度が低くても、静電霧化装置を有効に機能させて帯電した水の粒子を室内に供給でき、室内環境を良好にできる。
【００１７】
第２の発明によれば、熱電素子の低温部により凝縮した水を静電霧化装置に供給できるので、帯電した水の粒子を確実に得ることができる。また、酸素濃度の低い空気を有効に利用して熱電素子の低温部の温度を十分に低下させることができる。
【００１８】
第３の発明によれば、酸素富化装置と静電霧化装置とを連動させることで、静電霧化装置を常に有効に作動させることができる。
【００１９】
第４の発明によれば、酸素富化装置の作動後に静電霧化装置を作動させるようにしたので、静電霧化装置の作動直後から帯電した水の粒子を得ることができ、静電霧化装置を効率良く作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる空調装置の外観図である。
【図２】空調装置の概略構造を説明する図である。
【図３】空調装置のブロック図である。
【図４】静電霧化装置の斜視図である。
【図５】静電霧化装置の部分断面図である。
【図６】室内浄化装置の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態にかかる室内浄化装置４を備えた車両用空調装置１を示すものである。この空調装置１は、図示しない自動車に搭載可能に構成されており、自動車の室内前部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）内に配置されて該インストルメントパネル及び車体に固定されている。
【００２３】
上記インストルメントパネルの前端部には、フロントウインドガラス（図示せず）の内面に空調風を供給するためのデフロスタ吹出口（図示せず）が形成されている。また、インストルメントパネルの車両右側である運転席側及び左側である助手席側には、乗員の上半身に空調風を供給するための運転席側のサイドベント吹出口３６ａ及び助手席側のサイドベント吹出口３７ａがそれぞれ設けられている。さらに、インストルメントパネルの左右略中央部には、２つのセンタベント吹出口３５ａが設けられている。
【００２４】
上記空調装置１は、室内浄化装置４の他に、送風機ユニット２と、空調ユニット３と、制御装置５（図３に示す）とを備えている。上記送風機ユニット２は、インストルメントパネル内の助手席側に位置付けられ、上記空調ユニット３は、インストルメントパネル内の左右方向略中央部に位置付けられている。
【００２５】
上記送風機ユニット２は、樹脂製の送風用ケーシング１０を備えている。この送風用ケーシング１０の上部には、図２にも示すように、室内に開口する内気導入口１１と、室外に連通するダクト（図示せず）に接続される外気導入口１２とが形成されている。送風用ケーシング１０の内部には、上記内気導入口１１と外気導入口１２とを選択的に開閉する内外気切替ドア１３が配設されている。図１に示すように、送風用ケーシング１０の上部外面には、上記内外気切替ドア１３を作動させる内外気切替用アクチュエータ１４が取り付けられている。このアクチュエータ１４は、上記制御装置５に接続されて、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。このアクチュエータ１４により内外気切替ドア１３を作動させることで、空調装置１は、内気導入口１１を開きかつ外気導入口１２を閉じる内気循環モードと、内気導入口１１を閉じかつ外気導入口１２を開く外気導入モードとに切り替えられる。
【００２６】
上記送風用ケーシング１０内の下半部には、遠心式ファン１６（図１にのみ示す）が回転軸を上下方向に向けた状態で収容されている。このファン１６の下方には、ファン駆動モータ１７が配置されている。このファン駆動モータ１７は、送風用ケーシング１０に取り付けられた状態で上記制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。ファン駆動モータ１７の回転速度は制御装置５により設定される。上記ファン駆動モータ１７が回転することにより、空気が上記内気導入口１１または外気導入口１２から送風用ケーシング１０内に導入されるようになっている。この導入された空気は、送風用ケーシング１０の下部における空調ユニット３側に形成された開口部（図示せず）から吹き出すようになっている。
【００２７】
上記空調ユニット３は、樹脂製の空調用ケーシング２０を備えている。このケーシング２０の下部における送風機ユニット２側には、該送風機ユニット２の開口部に接続される開口部（図示せず）が形成されており、送風機ユニット２の空気が空調用ケーシング２０内に導入されるようになっている。
【００２８】
図２に示すように、上記空調用ケーシング２０の内部には、冷却用熱交換器２１と、加熱用熱交換器２２とが収容されている。冷却用熱交換器２１は、チューブアンドフィンタイプの熱交換器であり、冷凍サイクルの一要素である蒸発器で構成されている。冷凍サイクルは、上記冷却用熱交換器２１の他に、冷媒を圧縮する圧縮機２３と、圧縮機２３から吐出された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器２４と、冷媒の気液分離を促進させる受液器２５と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁２６とを備えており、これらが冷媒配管２７を用いて順に接続されて構成されている。上記圧縮機２３は、エンジンＥの動力により駆動されるようになっている。圧縮機２３には、エンジンＥの駆動力を断続するための電磁クラッチ２３ａが設けられている。この電磁クラッチ２３ａが制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。
【００２９】
上記圧縮機２３が作動すると冷却用熱交換器２１に減圧された冷媒が流入し、該冷却用熱交換器２１の表面温度が低下する。この冷却用熱交換器２１の表面温度は、圧縮機２３の作動状態等で上下する。この冷却用熱交換器２１の表面温度は、該冷却用熱交換器２１の空気流れ下流側の面に取り付けられた温度検出センサ２８で検出されるようになっている。この温度検出センサ２８は、上記制御装置５に接続されている。
【００３０】
上記加熱用熱交換器２２は、上記冷却用熱交換器２１の空気流れ方向下流側に配置されている。この加熱用熱交換器２２は、チューブアンドフィンタイプの熱交換器であり、エンジンＥの冷却水が循環するヒータコアで構成されている。加熱用熱交換器２２には、エンジンＥの冷却水通路（図示せず）に連通するヒータ配管３０が接続されている。また、空調用ケーシング２０内には、冷却用熱交換器２１を通過した空気を、加熱用熱交換器２２に流さずに該加熱用熱交換器２２の下流側へ導くバイパス通路３１が設けられている。
【００３１】
上記空調用ケーシング２０内の冷却用熱交換器２１と加熱用熱交換器２２との間には、加熱用熱交換器２２を通過する空気量を設定するエアミックスドア３２が配設されている。空調用ケーシング２０の外面には、図１に示すように、上記エアミックスドア３２を作動させる温度制御用アクチュエータ３３が取り付けられている。このアクチュエータ３３は、上記制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。このアクチュエータ３３によりエアミックスドア３２を作動させることで、冷却用熱交換器２１を通過した全空気のうち、加熱用熱交換器２２を通過する空気量が設定される。そして、この加熱用熱交換器２２を通過した空気と、それ以外のバイパス通路３１を流れた空気とが、加熱用熱交換器２２の下流側で混合し、これにより、空調風が生成される。つまり、エアミックスドア３２の作動状態により空調風の温度が変更されるようになっている。
【００３２】
上記空調用ケーシング２０の上部における車両後側には、上記インストルメントパネルのセンタベント吹出口３５ａに接続されるセンタベントダクト３５と、運転席側のサイドベント吹出口３６ａに接続される運転席側サイドベントダクト（通路構成部）３６と、助手席側のサイドベント吹出口３７ａに接続される助手席側サイドベントダクト３７とが取り付けられている。運転席側サイドベントダクト３６は、室内浄化装置４の一部を構成するものであり、運転席側サイドベントダクト３６内の通路は、後述する酸素富化空気が流れる酸素富化空気用通路３６ｂである。
【００３３】
また、上記空調用ケーシング２０の上部における車両前側には、上記デフロスタ吹出口に接続されるデフロスタダクト３８が取り付けられ、空調用ケーシング２０の両側部には、運転席乗員の足元近傍及び助手席乗員の足元近傍まで延びるフットダクト３９がそれぞれ取り付けられている。上記センタベントダクト３５、運転席側サイドベントダクト３６、助手席側サイドベントダクト３７、デフロスタダクト３８及びフットダクト３９は樹脂製であり、これらダクト３５〜３９が有する送風通路を空調風が流れるようになっている。
【００３４】
図２に示すように、上記空調用ケーシング２０内のセンタベントダクト３５及びサイドベントダクト３６、３７の上流端部近傍には、該上流端開口を開閉するベントドア４０が配設されている。また、空調用ケーシング２０内のデフロスタダクト３８の上流端部近傍には、該上流端開口を開閉するデフロスタドア４１が配設され、フットダクト３９の上流端部近傍には、該上流端開口を開閉するフットドア４２が配設されている。
【００３５】
空調用ケーシング２０の外面には、図１に示すように、上記ベントドア４０、デフロスタドア４１及びフットドア４２を作動させる吹出モード切替用アクチュエータ４３が配設されている。このアクチュエータ４３は、上記制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。
【００３６】
上記吹出モード切替用アクチュエータ４３によりベントドア４０を全開とし、かつデフロスタドア４１及びフットドア４２を閉じると、空調風がベント吹出口３５ａ、３６ａ、３７ａから吹き出すベントモードとなる。また、上記アクチュエータ４３により、ベントドア４０及びフットドア４２を半分開き、かつデフロスタドア４１を閉じると、バイレベルモードとなる。
【００３７】
また、上記アクチューエータ４３により、デフロスタドア４１を開き、かつベントドア４０及びフットドア４２を閉じると、デフロスタモードとなる。尚、吹出モードは、アクチュエータ４３の作動によって上記した吹出モード以外の吹出モードにすることも可能である。
【００３８】
図６に示すように、上記室内浄化装置４は、静電霧化装置４７と、酸素富化装置４８と、送風機４９とを備えており、図１に示すように、空調装置１の運転席側に配設されている。運転席側サイドベントダクト３６の下部には、サブダクト５６が隣接して設けられている。サブダクト５６内には、低酸素空気用通路５６ａが形成されている。低酸素空気用通路５６ａの上流端及び下流端は共に室外に連通していて、サブダクト５６には室外の大気が導入されるようになっている。
【００３９】
静電霧化装置４７は、運転席側サイドベントダクト３６内を流れる空気に含まれる水蒸気を結露させて集め、この集めた水を帯電した微細な粒子Ｓ（図５にのみ示す）とするように構成されたものであり、図４にも示すように、結露水生成部５０と、結露水貯留部５１と、静電霧化部５２とを備えている。結露水生成部５０が静電霧化装置４の略下半部を構成しており、また、静電霧化部５２が静電霧化装置４の略上半部を構成している。また、結露水貯留部５１は、静電霧化装置４の結露水生成部５０と静電霧化部５２との間に位置している。
【００４０】
上記結露水生成部５０は、熱電効果を有する熱電素子としてのペルチェ素子５３と、放熱用フィン５４とを備えている。図６に示すように、放熱用フィン５４は、サブダクト５６内の低酸素空気用通路５６ａに臨むように配設される一方、静電霧化装置４７の放熱フィン５４以外の部分は運転席側サイドベントダクト３６内の酸素富化空気用通路３６ｂに臨むように配設されている。
【００４１】
ペルチェ素子５３は、周知のように、電圧を印加することで高温部５３ａと低温部５３ｂができる素子である（図４及び図５に示す）。このペルチェ素子５３は、円板状に形成され、略水平に延びるように配置されている。ペルチェ素子５３の低温部５３ｂは上面側に位置し、高温部５３ａは下面側に位置している。
【００４２】
上記ペルチェ素子５３は、図３に示すように、上記制御装置５に接続されている。制御装置５はペルチェ素子５３に電圧を印加するように構成されている。制御装置５からの出力電圧は変化するようになっている。この制御装置５の出力電圧を、ペルチェ素子５３の低温部５３ｂの温度が周囲の空気の露点よりも低くなるように設定すると、該周囲の空気に含まれる水蒸気が低温部５３ｂの表面に凝縮して結露水が生成されるようになる。
【００４３】
上記放熱用フィン５４の上端部は、上記ペルチェ素子５３よりも大径の円板状に形成され、この円板状の部分が、図４に示すように、ペルチェ素子５３の下面、即ち高温部５３ａに固定されている。この放熱用フィン５４の通風方向は、サブダクト５６の通風方向と略同じになるように設定されている。
【００４４】
上記結露水貯留部５１は、円筒部５８と、円筒部５８の中心線方向一端側の開口を閉塞する閉塞板部５９とを備えている。円筒部５８の外径は、ペルチェ素子５３の径と略同じに設定されている。これら円筒部５８及び閉塞板部５９は、導電性を有する金属材料で構成されている。図５に示すように、閉塞板部５９には、貫通孔５９ａが形成されており、空気が貫通孔５９ａを通って円筒部５８の内外に流通するようになっている。円筒部５８の中心線方向他端部が全周に亘ってペルチェ素子５３の上面に密着した状態で固定されている。この円筒部５８内に上記低温部５３ｂで得られた結露水が貯留されるようになっている。
【００４５】
上記円筒部５８には、上記結露水貯留部５１に貯留された結露水量を検出するための結露水量検出センサ６０が設けられている。この結露水量検出センサ６０は、水量を検出する際に用いられている周知のものであり、上記制御装置５に接続されている。
【００４６】
上記静電霧化部５２は、図５に示すように、上下方向に延びる細い棒状の放電電極（電極部）６１と、該放電電極６１を覆うカバー部６２と、対極電極６３とを備えている。上記放電電極６１は、毛細管現象を生じ得る多孔質セラミックで構成され、上記閉塞板部５９の略中心部に固定されている。放電電極６１の上側は針状に形成され、下側は閉塞板部５９を貫通し、結露水貯留部５１の底面を構成しているペルチェ素子５３の低温部５３ｂに接するまで延びている。
【００４７】
上記カバー部６２は、非導電性の樹脂材料を成形してなるものであり、上記円筒部５８と略同径の円筒状をなしている。このカバー部６２の下端部が上記閉塞板部５９の上面に固定されている。カバー部６２の上端部は放電電極６１よりも上方に位置している。図７にも示すように、カバー部６２の周方向の所定領域には、複数の通風孔６２ａが上下方向に間隔をあけて形成されている。これら通風孔６２ａは空調風の流れ方向上流側に向いており、空調風が通風孔６２ａからカバー部６２内に入りやすくなっている。
【００４８】
上記対極電極６３は、導電性を有する金属材料を上記カバー部６２と略同径のリング状に成形してなるものであり、該カバー部６２の上端部に固定されている。この対極電極６３は制御装置５に構成されている高電圧発生部（図示せず）に接続されている。また、上記閉塞板部５９は接地されている。
【００４９】
図６に示すように、酸素富化装置４８は、酸素富化膜を有する酸素富化ユニット６６と、ポンプ６７とを備えている。酸素富化ユニット６６は、サブダクト５６内に配設され、ポンプ６７は、運転席側サイドベントダクト３６内に配設されている。
【００５０】
酸素富化膜は、有機高分子膜で構成されており、空気を通過させた際に膜を通過する分子の速度差を利用して酸素富化空気を得ることができるようになっている。この実施形態では、酸素富化膜として、無孔質のシリコン系高分子膜を用いているが、これに限るものではない。酸素富化膜の一方側の面と、他方側の面とで気圧差を設けることにより、空気を酸素富化膜に溶解させ、その空気が膜内を拡散するときの速度比により、酸素濃度の比較的高い酸素富化空気と、酸素濃度の比較的低い空気とに分離される。窒素に対する酸素の分離比は、約２．５である。また、酸素富化膜は、窒素よりも水蒸気をよく通し、窒素に対する水蒸気の分離比は、約２２である。また、酸素富化空気とは、大気の酸素濃度よりも高い酸素濃度の空気をいい、本実施形態では、酸素濃度が約３０％程度である。
【００５１】
ポンプ６７の吸引管６７ａは、酸素富化ユニット６６における酸素富化膜の下流側空間に連通している。この吸引管６７ａにより、酸素富化膜を通過した酸素富化空気が吸引されるようになっている。ポンプ６７の吐出管（吐出部）６７ｂの下流端は、運転席側サイドベントダクト３６内において静電霧化装置４７よりも上流側に位置している。
【００５２】
酸素富化ユニット６６からは酸素富化空気以外の低酸素空気がサブダクト５６に排出されるようになっている。
【００５３】
送風機４９は、サブダクト５６内において酸素富化ユニット６６よりも上流側に配設されている。この送風機４９により、大気が酸素富化ユニット６６に送られるとともに、酸素富化ユニット６６から排出される低酸素空気がサブダクト５６の下流側に送られて室外に排出される。
【００５４】
ポンプ６７及び送風機４９は、制御装置５に接続され、制御装置５から出力される信号に基づいてＯＮ及びＯＦＦが個別に切り替えられるようになっている。
【００５５】
また、上記制御装置５には、室内浄化装置４のＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５が接続されている。制御装置５は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５が操作されたことを検出すると、静電霧化装置４７と、酸素富化装置４８と、送風機４９とを同時に作動させるように構成されている。
【００５６】
上記制御装置５には、室内の温度を検出する内気温度センサ６８や、各種操作スイッチ６９が接続されている。各種操作スイッチ６９としては、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ、内気循環スイッチ等がある。制御装置５は、これらセンサ６８及びスイッチ６９の入力信号に基づいて、空調風の目標温度を決定するように構成されている。そして、制御装置５は、空調風の温度が目標温度となるように、圧縮機２３の電磁クラッチ２３ａ及び温度調節用アクチュエータ３３を制御する。また、制御装置５は、自動モードされているときには、空調風量が目標温度に見合った最適な風量となるようにファン駆動モータ１７への印加電圧を変更し、また、最適な吹出モードとなるように各ドア４０〜４２を制御する。尚、上記吹出モードは、乗員が吹出モード切替スイッチで任意の吹出モードに切り替えることも可能である。
【００５７】
次に、上記のように構成された空調装置１の動作について説明する。制御装置５は、自動モードにあるときには、設定温度や室内の温度状態に基づいて空調風の目標温度を決定して温度調節用アクチュエータ３３を作動させるとともに、ファン駆動モータ１７を回転させ、さらに、空調風の吹出モードを設定して吹出モード切替用アクチュエータ４３を作動させる。
【００５８】
また、この制御装置５は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５がＯＮにされたことを検出すると、酸素富化装置４８のポンプ６７と送風機４９を作動させるとともに、ペルチェ素子５３及び静電霧化部５２に電圧を印加する。ペルチェ素子５３に印加される電圧は、低温部５３ｂが空調風の露点よりも低い温度となるように設定されており、この値は、シュミレーション等により空調風の温度や風量別に予め求められている値である。
【００５９】
送風機４９を作動させると室外の大気がサブダクト５６に流入して酸素富化ユニット６６に送られる。この大気は、ポンプ６７の吸引力により酸素富化膜を通過していく。酸素富化ユニット６６内で生成された酸素富化空気は、ポンプ６７の吸引管６７ａにより吸引されて吐出管６７ｂから運転席側サイドベントダクト３６内に流入する。空調装置１の吹出モードがベントモードにあるときには、運転席側サイドベントダクト３６内の酸素富化空気が空調風により下流側へ流れていく。
【００６０】
運転席側サイドベントダクト３６内の酸素富化空気は、静電霧化装置４のカバー部６２の通風孔６２ａからカバー部６２内に流れ込む。このカバー部６２内に流れ込んだ空気が結露水貯留部５１内の低温部５３ｂで露点以下まで冷却され、空気に含まれている水蒸気が低温部５３ｂの表面で凝縮して結露水が得られる。このとき、酸素富化空気は、大気に比べて単位体積当たりで比較して水蒸気を多く含んでいるので、冬季のように大気が乾燥していても、静電霧化装置４の結露水生成部５０で結露水を早く生成することが可能になる。
【００６１】
上記放電電極６１の下端部が上記結露水貯留部５１に貯留された結露水に接触すると、放電電極６１は毛細管現象により結露水を上端側へと吸い上げる。この吸い上げられた結露水は、上記静電霧化部５２に印加された電圧により放電電極６１の上端部で分裂し、粒径がナノメーター（ｎｍ）サイズの微細な粒子になる。これら放電電極６１と対極電極６３との間では、凝縮水の分裂と同時にマイナスイオンが発生する。これにより、分裂した水の粒子は電荷を帯びて帯電した状態になる。このようにして生成された電荷を帯びた水の粒子は、通風孔６２ａからカバー部６２内に流入した空調風により該カバー部６２の上端開口部から外部に出て行った後、この空調風に乗って運転席側のベント吹出口３６ａから室内に広がっていく。
【００６２】
一方、酸素富化ユニット６６から排出される低酸素空気は、送風機４９によりサブダクト５６の下流側へ送られ、静電霧化装置４７の放熱用フィン５４に当たる。この低酸素空気より放熱用フィン５４が冷却されてペルチェ素子３５の高温部５３ａが効果的に冷却される。そして、低酸素空気はサブダクト５６から室外へ排出される。
【００６３】
上記制御装置５は、上記結露水量検出センサ６０により結露水貯留部５１の結露水が少なくなったことが検出されると、ペルチェ素子５３に印加する電圧を高める。これにより、低温部５３ｂの温度がより一層下がり、より多くの結露水を短時間で得て結露水貯留部５１に貯留していくことが可能になり、結露水貯留部５１の結露水が無くなってしまうのを回避することが可能になる。一方、結露水の貯留量が十分にあるときには結露水を新たに得る必要がないので、ペルチェ素子５３に印加する電圧を下げる、または０にすることで、無駄な電力の消費が抑制される。
【００６４】
以上説明したように、この実施形態によれば、酸素富化膜を通過して得られた酸素富化空気が流れる運転席側サイドベントダクト３６に静電霧化装置４７を配置したので、酸素富化空気中に多く含まれる水蒸気を利用して帯電した水の粒子を生成できる。これにより、冬季のように大気の湿度が低くても、静電霧化装置４７を有効に機能させて帯電した水の粒子を室内に供給でき、室内環境を良好にできる。
【００６５】
また、ペルチェ素子５３の低温部５３ｂにより酸素富化空気中の水蒸気を凝縮させることができるので、帯電した水の粒子を確実に得ることができる。また、低酸素空気を有効に利用してペルチェ素子５３の低温部５３ｂの温度を十分に低下させることができる。
【００６６】
また、酸素富化装置４８と静電霧化装置４７とを連動させるようにしたので、酸素富化装置４８で水蒸気を多く含む空気を生成し、この空気を静電霧化装置４７に供給して静電霧化装置４７を常に有効に作動させることができる。
【００６７】
尚、上記実施形態では、酸素富化装置４８と静電霧化装置４７とを連動させるようにしているが、これに限らず、例えば、酸素富化装置４８の作動後に静電霧化装置４７を作動させるようにしてもよい。このようにすることで、水蒸気を多く含む空気を静電霧化装置４７に流した状態で静電霧化装置４７を作動させることが可能になるので、帯電した水の粒子を静電霧化装置４７の作動直後から得ることができ、静電霧化装置４７を効率良く作動させることができる。
【００６８】
また、この実施形態では、結露水量検出センサ６０で結露水貯留部５１内に貯留されている結露水量を検出するようにしているが、結露水量検出センサ６０で低温部５３ａ表面の結露水量を直接検出するようにしてもよい。
【００６９】
また、酸素富化装置４８と静電霧化装置４７とは、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５の操作でなく、空調装置１の運転開始と同時に作動させるようにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、室内浄化装置４を空調装置１に一体に設けた場合について説明したが、これに限らず、室内浄化装置４は空調装置１とは別に構成して室内浄化装置４のみを室内に設けることも可能である。
【００７１】
また、この実施形態では、本発明を車両に適用した場合について説明したが、本発明は、一般住居や、店舗、事務所等にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明にかかる室内浄化装置は、例えば、自動車の室内を浄化するのに用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 空調装置
４ 室内浄化装置
５ 制御装置
３６ 運転席側サイドベントダクト（通路構成部）
３６ａ 酸素富化空気用通路
４７ 静電霧化装置
４８ 酸素富化装置
５６ サブダクト
５６ａ 低酸素空気用通路
６１ 放電電極（電極部）
６６ 酸素富化ユニット
６７ ポンプ
６７ｂ 吐出管（吐出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の室内に配設される室内浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水の粒子を帯電させて室内に供給するように構成された静電霧化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この静電霧化装置は、電圧を印加することで水を分裂させてナノメーターサイズの超微細な粒子とするように構成されている。このような超微細な粒子は、長時間空気中に浮遊するとともに繊維等の中まで入り込みやすくなり、これにより、室内の除菌及び消臭効果を高いレベルで得ることができる。
【０００３】
また、酸素富化膜を利用して高濃度の酸素を含む空気を生成して室内に供給するように構成された車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３７２８２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４１６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の静電霧化装置は、水を利用して除菌及び消臭効果を高いレベルで得ることができる点で有用であるが、水が無くなると機能しなくなるという欠点を持っている。この欠点を補うために特許文献１ではペルチェ素子を用い、ペルチェ素子の低温側に生成される凝縮水を静電霧化装置で利用している。
【０００６】
しかしながら、例えば冬季のように空気が乾燥していると、ペルチェ素子の低温側が置かれる雰囲気中の水蒸気量が少なく、十分な凝縮水が得られないので、静電霧化装置を機能させることができない場合が起こり得る。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、静電霧化装置を水蒸気量の多い雰囲気中に置くことができるようにして有効に機能させ、室内環境を良好にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、大気を通過させて大気よりも酸素濃度の高い酸素富化空気を得る酸素富化膜と、得られた酸素富化空気を吐出する吐出部とを有する酸素富化装置と、水に所定電圧を印加させて静電霧化する電極部を有する静電霧化装置と、上記酸素富化装置の吐出部が連通し、該吐出部から吐出される酸素富化空気を室内へ導く酸素富化空気用通路を構成する通路構成部とを備え、上記静電霧化装置の電極部は、上記酸素富化空気用通路において上記吐出部の連通部位よりも下流側に臨むように配置され、上記電極部で生成された帯電した水の粒子が上記酸素富化空気用通路を介して室内に供給されることを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、酸素富化膜は、空気中の窒素に比べて酸素をよく通すとともに、水蒸気もよく通す性質を持っている。従って、酸素富化膜を通過した酸素富化空気は、大気に比べて単位体積当たりで比較して水蒸気を多く含み、この水蒸気を多く含む空気が酸素富化空気用通路を流れることになる。そして、静電霧化装置の電極部が酸素富化空気用通路において水蒸気を多く含む空気が流れる部分に臨むことになるので、帯電した微細な水の粒子が静電霧化装置によって生成され易くなる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、通路構成部は、酸素富化装置から排出される酸素濃度の低い空気が流通する低酸素空気用通路を有し、静電霧化装置は、電圧が印加されて生じる熱電効果により酸素富化空気の露点よりも低温となる低温部及び高温となる高温部を有する熱電素子を備え、該低温部により凝縮された酸素富化空気内の水を上記静電霧化装置の電極部に供給するように構成され、上記高温部が低酸素空気用通路に臨むように配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この構成によれば、酸素富化空気中の水蒸気を熱電素子の低温部により凝縮して電極部に供給することで、帯電した水の粒子が確実に得られるようになる。また、酸素富化装置から排出される酸素濃度の低い空気により熱電素子の高温部が冷却されるので、酸素濃度の低い空気を有効に利用することが可能になる。
【００１２】
第３の発明は、第１または２の発明において、酸素富化装置と静電霧化装置とが連動することを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、静電霧化装置を作動させる際には、酸素富化装置により水蒸気を多く含む空気を静電霧化装置に供給することが可能になるので、静電霧化装置を常に有効に作動させることが可能になる。
【００１４】
第４の発明は、第１または２の発明において、酸素富化装置の作動後に静電霧化装置が作動することを特徴とするものである。
【００１５】
この構成によれば、水蒸気を多く含む空気を流した状態で静電霧化装置を作動させることが可能になるので、静電霧化装置の作動直後から帯電した水の粒子が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、酸素富化膜を通過して得られた酸素富化空気が流れる酸素富化空気用通路に静電霧化装置を配置したので、酸素富化空気中に多く含まれる水蒸気を静電霧化装置に供給できる。これにより、冬季のように大気の湿度が低くても、静電霧化装置を有効に機能させて帯電した水の粒子を室内に供給でき、室内環境を良好にできる。
【００１７】
第２の発明によれば、熱電素子の低温部により凝縮した水を静電霧化装置に供給できるので、帯電した水の粒子を確実に得ることができる。また、酸素濃度の低い空気を有効に利用して熱電素子の低温部の温度を十分に低下させることができる。
【００１８】
第３の発明によれば、酸素富化装置と静電霧化装置とを連動させることで、静電霧化装置を常に有効に作動させることができる。
【００１９】
第４の発明によれば、酸素富化装置の作動後に静電霧化装置を作動させるようにしたので、静電霧化装置の作動直後から帯電した水の粒子を得ることができ、静電霧化装置を効率良く作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる空調装置の外観図である。
【図２】空調装置の概略構造を説明する図である。
【図３】空調装置のブロック図である。
【図４】静電霧化装置の斜視図である。
【図５】静電霧化装置の部分断面図である。
【図６】室内浄化装置の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態にかかる室内浄化装置４を備えた車両用空調装置１を示すものである。この空調装置１は、図示しない自動車に搭載可能に構成されており、自動車の室内前部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）内に配置されて該インストルメントパネル及び車体に固定されている。
【００２３】
上記インストルメントパネルの前端部には、フロントウインドガラス（図示せず）の内面に空調風を供給するためのデフロスタ吹出口（図示せず）が形成されている。また、インストルメントパネルの車両右側である運転席側及び左側である助手席側には、乗員の上半身に空調風を供給するための運転席側のサイドベント吹出口３６ａ及び助手席側のサイドベント吹出口３７ａがそれぞれ設けられている。さらに、インストルメントパネルの左右略中央部には、２つのセンタベント吹出口３５ａが設けられている。
【００２４】
上記空調装置１は、室内浄化装置４の他に、送風機ユニット２と、空調ユニット３と、制御装置５（図３に示す）とを備えている。上記送風機ユニット２は、インストルメントパネル内の助手席側に位置付けられ、上記空調ユニット３は、インストルメントパネル内の左右方向略中央部に位置付けられている。
【００２５】
上記送風機ユニット２は、樹脂製の送風用ケーシング１０を備えている。この送風用ケーシング１０の上部には、図２にも示すように、室内に開口する内気導入口１１と、室外に連通するダクト（図示せず）に接続される外気導入口１２とが形成されている。送風用ケーシング１０の内部には、上記内気導入口１１と外気導入口１２とを選択的に開閉する内外気切替ドア１３が配設されている。図１に示すように、送風用ケーシング１０の上部外面には、上記内外気切替ドア１３を作動させる内外気切替用アクチュエータ１４が取り付けられている。このアクチュエータ１４は、上記制御装置５に接続されて、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。このアクチュエータ１４により内外気切替ドア１３を作動させることで、空調装置１は、内気導入口１１を開きかつ外気導入口１２を閉じる内気循環モードと、内気導入口１１を閉じかつ外気導入口１２を開く外気導入モードとに切り替えられる。
【００２６】
上記送風用ケーシング１０内の下半部には、遠心式ファン１６（図１にのみ示す）が回転軸を上下方向に向けた状態で収容されている。このファン１６の下方には、ファン駆動モータ１７が配置されている。このファン駆動モータ１７は、送風用ケーシング１０に取り付けられた状態で上記制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。ファン駆動モータ１７の回転速度は制御装置５により設定される。上記ファン駆動モータ１７が回転することにより、空気が上記内気導入口１１または外気導入口１２から送風用ケーシング１０内に導入されるようになっている。この導入された空気は、送風用ケーシング１０の下部における空調ユニット３側に形成された開口部（図示せず）から吹き出すようになっている。
【００２７】
上記空調ユニット３は、樹脂製の空調用ケーシング２０を備えている。このケーシング２０の下部における送風機ユニット２側には、該送風機ユニット２の開口部に接続される開口部（図示せず）が形成されており、送風機ユニット２の空気が空調用ケーシング２０内に導入されるようになっている。
【００２８】
図２に示すように、上記空調用ケーシング２０の内部には、冷却用熱交換器２１と、加熱用熱交換器２２とが収容されている。冷却用熱交換器２１は、チューブアンドフィンタイプの熱交換器であり、冷凍サイクルの一要素である蒸発器で構成されている。冷凍サイクルは、上記冷却用熱交換器２１の他に、冷媒を圧縮する圧縮機２３と、圧縮機２３から吐出された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器２４と、冷媒の気液分離を促進させる受液器２５と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁２６とを備えており、これらが冷媒配管２７を用いて順に接続されて構成されている。上記圧縮機２３は、エンジンＥの動力により駆動されるようになっている。圧縮機２３には、エンジンＥの駆動力を断続するための電磁クラッチ２３ａが設けられている。この電磁クラッチ２３ａが制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。
【００２９】
上記圧縮機２３が作動すると冷却用熱交換器２１に減圧された冷媒が流入し、該冷却用熱交換器２１の表面温度が低下する。この冷却用熱交換器２１の表面温度は、圧縮機２３の作動状態等で上下する。この冷却用熱交換器２１の表面温度は、該冷却用熱交換器２１の空気流れ下流側の面に取り付けられた温度検出センサ２８で検出されるようになっている。この温度検出センサ２８は、上記制御装置５に接続されている。
【００３０】
上記加熱用熱交換器２２は、上記冷却用熱交換器２１の空気流れ方向下流側に配置されている。この加熱用熱交換器２２は、チューブアンドフィンタイプの熱交換器であり、エンジンＥの冷却水が循環するヒータコアで構成されている。加熱用熱交換器２２には、エンジンＥの冷却水通路（図示せず）に連通するヒータ配管３０が接続されている。また、空調用ケーシング２０内には、冷却用熱交換器２１を通過した空気を、加熱用熱交換器２２に流さずに該加熱用熱交換器２２の下流側へ導くバイパス通路３１が設けられている。
【００３１】
上記空調用ケーシング２０内の冷却用熱交換器２１と加熱用熱交換器２２との間には、加熱用熱交換器２２を通過する空気量を設定するエアミックスドア３２が配設されている。空調用ケーシング２０の外面には、図１に示すように、上記エアミックスドア３２を作動させる温度制御用アクチュエータ３３が取り付けられている。このアクチュエータ３３は、上記制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。このアクチュエータ３３によりエアミックスドア３２を作動させることで、冷却用熱交換器２１を通過した全空気のうち、加熱用熱交換器２２を通過する空気量が設定される。そして、この加熱用熱交換器２２を通過した空気と、それ以外のバイパス通路３１を流れた空気とが、加熱用熱交換器２２の下流側で混合し、これにより、空調風が生成される。つまり、エアミックスドア３２の作動状態により空調風の温度が変更されるようになっている。
【００３２】
上記空調用ケーシング２０の上部における車両後側には、上記インストルメントパネルのセンタベント吹出口３５ａに接続されるセンタベントダクト３５と、運転席側のサイドベント吹出口３６ａに接続される運転席側サイドベントダクト（通路構成部）３６と、助手席側のサイドベント吹出口３７ａに接続される助手席側サイドベントダクト３７とが取り付けられている。運転席側サイドベントダクト３６は、室内浄化装置４の一部を構成するものであり、運転席側サイドベントダクト３６内の通路は、後述する酸素富化空気が流れる酸素富化空気用通路３６ｂである。
【００３３】
また、上記空調用ケーシング２０の上部における車両前側には、上記デフロスタ吹出口に接続されるデフロスタダクト３８が取り付けられ、空調用ケーシング２０の両側部には、運転席乗員の足元近傍及び助手席乗員の足元近傍まで延びるフットダクト３９がそれぞれ取り付けられている。上記センタベントダクト３５、運転席側サイドベントダクト３６、助手席側サイドベントダクト３７、デフロスタダクト３８及びフットダクト３９は樹脂製であり、これらダクト３５〜３９が有する送風通路を空調風が流れるようになっている。
【００３４】
図２に示すように、上記空調用ケーシング２０内のセンタベントダクト３５及びサイドベントダクト３６、３７の上流端部近傍には、該上流端開口を開閉するベントドア４０が配設されている。また、空調用ケーシング２０内のデフロスタダクト３８の上流端部近傍には、該上流端開口を開閉するデフロスタドア４１が配設され、フットダクト３９の上流端部近傍には、該上流端開口を開閉するフットドア４２が配設されている。
【００３５】
空調用ケーシング２０の外面には、図１に示すように、上記ベントドア４０、デフロスタドア４１及びフットドア４２を作動させる吹出モード切替用アクチュエータ４３が配設されている。このアクチュエータ４３は、上記制御装置５に接続され、該制御装置５から出力される制御信号により作動するようになっている。
【００３６】
上記吹出モード切替用アクチュエータ４３によりベントドア４０を全開とし、かつデフロスタドア４１及びフットドア４２を閉じると、空調風がベント吹出口３５ａ、３６ａ、３７ａから吹き出すベントモードとなる。また、上記アクチュエータ４３により、ベントドア４０及びフットドア４２を半分開き、かつデフロスタドア４１を閉じると、バイレベルモードとなる。
【００３７】
また、上記アクチューエータ４３により、デフロスタドア４１を開き、かつベントドア４０及びフットドア４２を閉じると、デフロスタモードとなる。尚、吹出モードは、アクチュエータ４３の作動によって上記した吹出モード以外の吹出モードにすることも可能である。
【００３８】
図６に示すように、上記室内浄化装置４は、静電霧化装置４７と、酸素富化装置４８と、送風機４９とを備えており、図１に示すように、空調装置１の運転席側に配設されている。運転席側サイドベントダクト３６の下部には、サブダクト５６が隣接して設けられている。サブダクト５６内には、低酸素空気用通路５６ａが形成されている。低酸素空気用通路５６ａの上流端及び下流端は共に室外に連通していて、サブダクト５６には室外の大気が導入されるようになっている。
【００３９】
静電霧化装置４７は、運転席側サイドベントダクト３６内を流れる空気に含まれる水蒸気を結露させて集め、この集めた水を帯電した微細な粒子Ｓ（図５にのみ示す）とするように構成されたものであり、図４にも示すように、結露水生成部５０と、結露水貯留部５１と、静電霧化部５２とを備えている。結露水生成部５０が静電霧化装置４の略下半部を構成しており、また、静電霧化部５２が静電霧化装置４の略上半部を構成している。また、結露水貯留部５１は、静電霧化装置４の結露水生成部５０と静電霧化部５２との間に位置している。
【００４０】
上記結露水生成部５０は、熱電効果を有する熱電素子としてのペルチェ素子５３と、放熱用フィン５４とを備えている。図６に示すように、放熱用フィン５４は、サブダクト５６内の低酸素空気用通路５６ａに臨むように配設される一方、静電霧化装置４７の放熱フィン５４以外の部分は運転席側サイドベントダクト３６内の酸素富化空気用通路３６ｂに臨むように配設されている。
【００４１】
ペルチェ素子５３は、周知のように、電圧を印加することで高温部５３ａと低温部５３ｂができる素子である（図４及び図５に示す）。このペルチェ素子５３は、円板状に形成され、略水平に延びるように配置されている。ペルチェ素子５３の低温部５３ｂは上面側に位置し、高温部５３ａは下面側に位置している。
【００４２】
上記ペルチェ素子５３は、図３に示すように、上記制御装置５に接続されている。制御装置５はペルチェ素子５３に電圧を印加するように構成されている。制御装置５からの出力電圧は変化するようになっている。この制御装置５の出力電圧を、ペルチェ素子５３の低温部５３ｂの温度が周囲の空気の露点よりも低くなるように設定すると、該周囲の空気に含まれる水蒸気が低温部５３ｂの表面に凝縮して結露水が生成されるようになる。
【００４３】
上記放熱用フィン５４の上端部は、上記ペルチェ素子５３よりも大径の円板状に形成され、この円板状の部分が、図４に示すように、ペルチェ素子５３の下面、即ち高温部５３ａに固定されている。この放熱用フィン５４の通風方向は、サブダクト５６の通風方向と略同じになるように設定されている。
【００４４】
上記結露水貯留部５１は、円筒部５８と、円筒部５８の中心線方向一端側の開口を閉塞する閉塞板部５９とを備えている。円筒部５８の外径は、ペルチェ素子５３の径と略同じに設定されている。これら円筒部５８及び閉塞板部５９は、導電性を有する金属材料で構成されている。図５に示すように、閉塞板部５９には、貫通孔５９ａが形成されており、空気が貫通孔５９ａを通って円筒部５８の内外に流通するようになっている。円筒部５８の中心線方向他端部が全周に亘ってペルチェ素子５３の上面に密着した状態で固定されている。この円筒部５８内に上記低温部５３ｂで得られた結露水が貯留されるようになっている。
【００４５】
上記円筒部５８には、上記結露水貯留部５１に貯留された結露水量を検出するための結露水量検出センサ６０が設けられている。この結露水量検出センサ６０は、水量を検出する際に用いられている周知のものであり、上記制御装置５に接続されている。
【００４６】
上記静電霧化部５２は、図５に示すように、上下方向に延びる細い棒状の放電電極（電極部）６１と、該放電電極６１を覆うカバー部６２と、対極電極６３とを備えている。上記放電電極６１は、毛細管現象を生じ得る多孔質セラミックで構成され、上記閉塞板部５９の略中心部に固定されている。放電電極６１の上側は針状に形成され、下側は閉塞板部５９を貫通し、結露水貯留部５１の底面を構成しているペルチェ素子５３の低温部５３ｂに接するまで延びている。
【００４７】
上記カバー部６２は、非導電性の樹脂材料を成形してなるものであり、上記円筒部５８と略同径の円筒状をなしている。このカバー部６２の下端部が上記閉塞板部５９の上面に固定されている。カバー部６２の上端部は放電電極６１よりも上方に位置している。図７にも示すように、カバー部６２の周方向の所定領域には、複数の通風孔６２ａが上下方向に間隔をあけて形成されている。これら通風孔６２ａは空調風の流れ方向上流側に向いており、空調風が通風孔６２ａからカバー部６２内に入りやすくなっている。
【００４８】
上記対極電極６３は、導電性を有する金属材料を上記カバー部６２と略同径のリング状に成形してなるものであり、該カバー部６２の上端部に固定されている。この対極電極６３は制御装置５に構成されている高電圧発生部（図示せず）に接続されている。また、上記閉塞板部５９は接地されている。
【００４９】
図６に示すように、酸素富化装置４８は、酸素富化膜を有する酸素富化ユニット６６と、ポンプ６７とを備えている。酸素富化ユニット６６は、サブダクト５６内に配設され、ポンプ６７は、運転席側サイドベントダクト３６内に配設されている。
【００５０】
酸素富化膜は、有機高分子膜で構成されており、空気を通過させた際に膜を通過する分子の速度差を利用して酸素富化空気を得ることができるようになっている。この実施形態では、酸素富化膜として、無孔質のシリコン系高分子膜を用いているが、これに限るものではない。酸素富化膜の一方側の面と、他方側の面とで気圧差を設けることにより、空気を酸素富化膜に溶解させ、その空気が膜内を拡散するときの速度比により、酸素濃度の比較的高い酸素富化空気と、酸素濃度の比較的低い空気とに分離される。窒素に対する酸素の分離比は、約２．５である。また、酸素富化膜は、窒素よりも水蒸気をよく通し、窒素に対する水蒸気の分離比は、約２２である。また、酸素富化空気とは、大気の酸素濃度よりも高い酸素濃度の空気をいい、本実施形態では、酸素濃度が約３０％程度である。
【００５１】
ポンプ６７の吸引管６７ａは、酸素富化ユニット６６における酸素富化膜の下流側空間に連通している。この吸引管６７ａにより、酸素富化膜を通過した酸素富化空気が吸引されるようになっている。ポンプ６７の吐出管（吐出部）６７ｂの下流端は、運転席側サイドベントダクト３６内において静電霧化装置４７よりも上流側に位置している。
【００５２】
酸素富化ユニット６６からは酸素富化空気以外の低酸素空気がサブダクト５６に排出されるようになっている。
【００５３】
送風機４９は、サブダクト５６内において酸素富化ユニット６６よりも上流側に配設されている。この送風機４９により、大気が酸素富化ユニット６６に送られるとともに、酸素富化ユニット６６から排出される低酸素空気がサブダクト５６の下流側に送られて室外に排出される。
【００５４】
ポンプ６７及び送風機４９は、制御装置５に接続され、制御装置５から出力される信号に基づいてＯＮ及びＯＦＦが個別に切り替えられるようになっている。
【００５５】
また、上記制御装置５には、室内浄化装置４のＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５が接続されている。制御装置５は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５が操作されたことを検出すると、静電霧化装置４７と、酸素富化装置４８と、送風機４９とを同時に作動させるように構成されている。
【００５６】
上記制御装置５には、室内の温度を検出する内気温度センサ６８や、各種操作スイッチ６９が接続されている。各種操作スイッチ６９としては、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ、内気循環スイッチ等がある。制御装置５は、これらセンサ６８及びスイッチ６９の入力信号に基づいて、空調風の目標温度を決定するように構成されている。そして、制御装置５は、空調風の温度が目標温度となるように、圧縮機２３の電磁クラッチ２３ａ及び温度調節用アクチュエータ３３を制御する。また、制御装置５は、自動モードされているときには、空調風量が目標温度に見合った最適な風量となるようにファン駆動モータ１７への印加電圧を変更し、また、最適な吹出モードとなるように各ドア４０〜４２を制御する。尚、上記吹出モードは、乗員が吹出モード切替スイッチで任意の吹出モードに切り替えることも可能である。
【００５７】
次に、上記のように構成された空調装置１の動作について説明する。制御装置５は、自動モードにあるときには、設定温度や室内の温度状態に基づいて空調風の目標温度を決定して温度調節用アクチュエータ３３を作動させるとともに、ファン駆動モータ１７を回転させ、さらに、空調風の吹出モードを設定して吹出モード切替用アクチュエータ４３を作動させる。
【００５８】
また、この制御装置５は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５がＯＮにされたことを検出すると、酸素富化装置４８のポンプ６７と送風機４９を作動させるとともに、ペルチェ素子５３及び静電霧化部５２に電圧を印加する。ペルチェ素子５３に印加される電圧は、低温部５３ｂが空調風の露点よりも低い温度となるように設定されており、この値は、シュミレーション等により空調風の温度や風量別に予め求められている値である。
【００５９】
送風機４９を作動させると室外の大気がサブダクト５６に流入して酸素富化ユニット６６に送られる。この大気は、ポンプ６７の吸引力により酸素富化膜を通過していく。酸素富化ユニット６６内で生成された酸素富化空気は、ポンプ６７の吸引管６７ａにより吸引されて吐出管６７ｂから運転席側サイドベントダクト３６内に流入する。空調装置１の吹出モードがベントモードにあるときには、運転席側サイドベントダクト３６内の酸素富化空気が空調風により下流側へ流れていく。
【００６０】
運転席側サイドベントダクト３６内の酸素富化空気は、静電霧化装置４のカバー部６２の通風孔６２ａからカバー部６２内に流れ込む。このカバー部６２内に流れ込んだ空気が結露水貯留部５１内の低温部５３ｂで露点以下まで冷却され、空気に含まれている水蒸気が低温部５３ｂの表面で凝縮して結露水が得られる。このとき、酸素富化空気は、大気に比べて単位体積当たりで比較して水蒸気を多く含んでいるので、冬季のように大気が乾燥していても、静電霧化装置４の結露水生成部５０で結露水を早く生成することが可能になる。
【００６１】
上記放電電極６１の下端部が上記結露水貯留部５１に貯留された結露水に接触すると、放電電極６１は毛細管現象により結露水を上端側へと吸い上げる。この吸い上げられた結露水は、上記静電霧化部５２に印加された電圧により放電電極６１の上端部で分裂し、粒径がナノメーター（ｎｍ）サイズの微細な粒子になる。これら放電電極６１と対極電極６３との間では、凝縮水の分裂と同時にマイナスイオンが発生する。これにより、分裂した水の粒子は電荷を帯びて帯電した状態になる。このようにして生成された電荷を帯びた水の粒子は、通風孔６２ａからカバー部６２内に流入した空調風により該カバー部６２の上端開口部から外部に出て行った後、この空調風に乗って運転席側のベント吹出口３６ａから室内に広がっていく。
【００６２】
一方、酸素富化ユニット６６から排出される低酸素空気は、送風機４９によりサブダクト５６の下流側へ送られ、静電霧化装置４７の放熱用フィン５４に当たる。この低酸素空気より放熱用フィン５４が冷却されてペルチェ素子３５の高温部５３ａが効果的に冷却される。そして、低酸素空気はサブダクト５６から室外へ排出される。
【００６３】
上記制御装置５は、上記結露水量検出センサ６０により結露水貯留部５１の結露水が少なくなったことが検出されると、ペルチェ素子５３に印加する電圧を高める。これにより、低温部５３ｂの温度がより一層下がり、より多くの結露水を短時間で得て結露水貯留部５１に貯留していくことが可能になり、結露水貯留部５１の結露水が無くなってしまうのを回避することが可能になる。一方、結露水の貯留量が十分にあるときには結露水を新たに得る必要がないので、ペルチェ素子５３に印加する電圧を下げる、または０にすることで、無駄な電力の消費が抑制される。
【００６４】
以上説明したように、この実施形態によれば、酸素富化膜を通過して得られた酸素富化空気が流れる運転席側サイドベントダクト３６に静電霧化装置４７を配置したので、酸素富化空気中に多く含まれる水蒸気を利用して帯電した水の粒子を生成できる。これにより、冬季のように大気の湿度が低くても、静電霧化装置４７を有効に機能させて帯電した水の粒子を室内に供給でき、室内環境を良好にできる。
【００６５】
また、ペルチェ素子５３の低温部５３ｂにより酸素富化空気中の水蒸気を凝縮させることができるので、帯電した水の粒子を確実に得ることができる。また、低酸素空気を有効に利用してペルチェ素子５３の低温部５３ｂの温度を十分に低下させることができる。
【００６６】
また、酸素富化装置４８と静電霧化装置４７とを連動させるようにしたので、酸素富化装置４８で水蒸気を多く含む空気を生成し、この空気を静電霧化装置４７に供給して静電霧化装置４７を常に有効に作動させることができる。
【００６７】
尚、上記実施形態では、酸素富化装置４８と静電霧化装置４７とを連動させるようにしているが、これに限らず、例えば、酸素富化装置４８の作動後に静電霧化装置４７を作動させるようにしてもよい。このようにすることで、水蒸気を多く含む空気を静電霧化装置４７に流した状態で静電霧化装置４７を作動させることが可能になるので、帯電した水の粒子を静電霧化装置４７の作動直後から得ることができ、静電霧化装置４７を効率良く作動させることができる。
【００６８】
また、この実施形態では、結露水量検出センサ６０で結露水貯留部５１内に貯留されている結露水量を検出するようにしているが、結露水量検出センサ６０で低温部５３ａ表面の結露水量を直接検出するようにしてもよい。
【００６９】
また、酸素富化装置４８と静電霧化装置４７とは、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６５の操作でなく、空調装置１の運転開始と同時に作動させるようにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、室内浄化装置４を空調装置１に一体に設けた場合について説明したが、これに限らず、室内浄化装置４は空調装置１とは別に構成して室内浄化装置４のみを室内に設けることも可能である。
【００７１】
また、この実施形態では、本発明を車両に適用した場合について説明したが、本発明は、一般住居や、店舗、事務所等にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明にかかる室内浄化装置は、例えば、自動車の室内を浄化するのに用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 空調装置
４ 室内浄化装置
５ 制御装置
３６ 運転席側サイドベントダクト（通路構成部）
３６ａ 酸素富化空気用通路
４７ 静電霧化装置
４８ 酸素富化装置
５６ サブダクト
５６ａ 低酸素空気用通路
６１ 放電電極（電極部）
６６ 酸素富化ユニット
６７ ポンプ
６７ｂ 吐出管（吐出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気を通過させて大気よりも酸素濃度の高い酸素富化空気を得る酸素富化膜と、得られた酸素富化空気を吐出する吐出部とを有する酸素富化装置と、
水に所定電圧を印加させて静電霧化する電極部を有する静電霧化装置と、
上記酸素富化装置の吐出部が連通し、該吐出部から吐出される酸素富化空気を室内へ導く酸素富化空気用通路を構成する通路構成部とを備え、
上記静電霧化装置の電極部は、上記酸素富化空気用通路において上記吐出部の連通部位よりも下流側に臨むように配置され、
上記電極部で生成された帯電した水の粒子が上記酸素富化空気用通路を介して室内に供給されることを特徴とする室内浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の室内浄化装置において、
通路構成部は、酸素富化装置から排出される酸素濃度の低い空気が流通する低酸素空気用通路を有し、
静電霧化装置は、電圧が印加されて生じる熱電効果により酸素富化空気の露点よりも低温となる低温部及び高温となる高温部を有する熱電素子を備え、該低温部により凝縮された酸素富化空気内の水を上記静電霧化装置の電極部に供給するように構成され、
上記高温部が低酸素空気用通路に臨むように配置されていることを特徴とする室内浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の室内浄化装置において、
酸素富化装置と静電霧化装置とが連動することを特徴とする室内浄化装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の室内浄化装置において、
酸素富化装置の作動後に静電霧化装置が作動することを特徴とする室内浄化装置。
【請求項１】
大気を通過させて大気よりも酸素濃度の高い酸素富化空気を得る酸素富化膜と、得られた酸素富化空気を吐出する吐出部とを有する酸素富化装置と、
水に所定電圧を印加させて静電霧化する電極部を有する静電霧化装置と、
上記酸素富化装置の吐出部が連通し、該吐出部から吐出される酸素富化空気を室内へ導く酸素富化空気用通路を構成する通路構成部とを備え、
上記静電霧化装置の電極部は、上記酸素富化空気用通路において上記吐出部の連通部位よりも下流側に臨むように配置され、
上記電極部で生成された帯電した水の粒子が上記酸素富化空気用通路を介して室内に供給されることを特徴とする室内浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の室内浄化装置において、
通路構成部は、酸素富化装置から排出される酸素濃度の低い空気が流通する低酸素空気用通路を有し、
静電霧化装置は、電圧が印加されて生じる熱電効果により酸素富化空気の露点よりも低温となる低温部及び高温となる高温部を有する熱電素子を備え、該低温部により凝縮された酸素富化空気内の水を上記静電霧化装置の電極部に供給するように構成され、
上記高温部が低酸素空気用通路に臨むように配置されていることを特徴とする室内浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の室内浄化装置において、
酸素富化装置と静電霧化装置とが連動することを特徴とする室内浄化装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の室内浄化装置において、
酸素富化装置の作動後に静電霧化装置が作動することを特徴とする室内浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６３１０１（Ｐ２０１１−６３１０１Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４７３７（Ｐ２００９−２１４７３７）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００１５２８２６）株式会社日本クライメイトシステムズ (154)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００１５２８２６）株式会社日本クライメイトシステムズ (154)
【Ｆターム（参考）】
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