JP2004098741A - 空調座席装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】空調座席装置において、除湿手段の再生運転中でも車室内空気を送風して、人体に吹付けるため冷涼感が落ちない、簡易な構成を実現する。
【解決手段】送風機34で送風された空気を除湿する除湿手段37と、除湿後の空気を冷却する熱交換器41と、座席本体の表皮45に設けられた空気を噴出する噴出口46と、除湿手段37と熱交換器41の間に設けられ排出路49の開閉を行う切替手段50とを備え、除湿空気が噴出口46から噴出させる除湿モード時は切替手段50を閉じるとともに送風機34を動作させ、除湿手段37の除湿性能を回復させる再生モード時は切替手段50を開くとともに加熱手段48、送風機34と送風手段51を動作させるものである。除湿運転後の除湿手段の再生運転中においても室内空気を送風して、人体に吹付けるため冷涼感が落ちない。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座席のように人体を保持し、空調する機能を持った装置に関するもので、例えば除湿装置を備えた自動車用座席、オフィス用椅子、座椅子、寝椅子、ベッド、布団などとして利用される。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の空調座席装置としては、以下の第一の従来例がある(例えば特許文献1参照)。すなわち、第1の従来例の図12に示すように座席本体1の人体背面部が当接する部分に相当する部分の表皮クロス2を通して外気を強制的に吸気する空気袋3を前記座席本体1に内蔵し、且つ前記空気袋3が吸気した外気を除湿乾燥して前記空気袋3を通して人体背面部に排気する冷却除湿器4と加熱乾燥器5からなる除湿乾燥装置6をヘッドレストに内蔵して前記除湿乾燥装置6と空気袋3を吸気通気路7、排気通気路8で連通させた構成になっている。
【0003】
上記構成において、人体背面の外気(32℃、湿度80%)は表皮クロス2を通して空気袋3に吸気され、吸気通気路7を通して冷却除湿器4に入り冷却除湿(結露)された空気(15℃、100%)となり、加熱乾燥器5に送られ加熱乾燥された空気(30℃、50%)となり、排気通気路8を通して空気袋3に入り、表皮クロス2から人体背面部に向けて吹出させ、冷却風による体温の奪われを防止しつつ蒸れ発生を防止するものである。
【0004】
しかし、上記従来の構成では、除湿において冷却除湿器4で除湿を行うため、結露水を流すための排水管(図示せず)が必要になり、自動車用本体などでは特別な加工が必要であり、また移動可能なオフィス用椅子としては簡単に使用できない。
【0005】
また、吸湿材料を使用した第二の従来例の空調座席装置としては以下の内容が開示されている(例えば特許文献2参照)。第二の従来例の図13、図14、図15に示すように、背もたれ部9は内部に空気通路10を有しており、背もたれ部9と空気通路10の間には水蒸気分圧の勾配にしたがった非通気性と透湿性を併せ持った透湿層11が配置されており、空気通路10には背もたれ部9から透湿してくる水蒸気が流れ込む。そして吸湿性材料を備えた空気乾燥装置12を通して乾燥させた空気を空気通路10に流すことで透湿層11が背もたれ部9外側にある水蒸気が透過し、そして水蒸気は乾燥した空気中で蒸発する。なお、空気乾燥装置12は、図14に示すように、15、16は空気入口を持ったゼオライトやシリカゲルのような吸着材料17、18で満たされた反応容器であり、それぞれ一体化された電気ヒーター21、22を有し、電気駆動される空気フラップ14で空気通路10の入口と接続されている通路出口20、および車室に開口した車内出口19に流路が切り替えられるようになっている。
【0006】
上記構成において、空気乾燥装置12を連続運転するために2つの反応容器15、16は交互に吸湿プロセス、ならびに再生プロセスと切り替えられる。一方の反応容器15内の吸着材料17が電気ヒーター21で再生されている時(再生プロセス)、他の反応容器16がその内部を流れる空気を吸着材料18の吸湿作用によって乾燥させるとともに、吸着熱で空気を加熱する(吸湿プロセス)。反応容器16の吸着材料18が飽和すると、空気フラップ14を破線のように切り替えヒーター22を通電し反応容器16内の吸着材料18を再生するとともに反応容器15がその内部を流れる空気を吸着材料17の吸湿作用によって乾燥させる。また図15に示すように、ファン23を車内出口19近傍に配設してもよい。
【0007】
しかし、上記従来の構成では、人体で発生した汗は椅子と接した場所以外は吸収されず、また、衣類と透湿層11を通して水分を吸収するために、汗の吸収量が少ないものであった。また空気乾燥装置12を出た空気は吸着熱で温度が高くなっているため、そのまま背もたれ部9から吹出しても冷涼感は得られない。
【0008】
また、吸着材を用いて連続的に吸着再生を行う第三の実施例としてとして、さらに示すような装置がある(例えば特許文献3参照)。これは図16に示すように、コルゲートまたはハニカム形状に成型された円筒状の吸着材24が知られており、空気の湿度を調節する調湿装置等に利用されている。吸着材24はタイミングベルト25を介して駆動モーター26でゆっくり回転しており、再生ファン27によって送られた空気は再生用加熱ヒーター28で高温に加熱された吸着材24に送られ、吸着材24に吸着していた水分を脱離し、湿り空気Aとして排出される。そして水分を放出し再生した吸着材24は回転し送風ファン30によって供給された高湿空気を、吸着材24が再生した位置に送風し、吸着材24内へ導入されて水蒸気が吸着され、乾燥空気Bとして排出される構成となっており、連続して高湿空気の除湿を行うことができるものである。
【0009】
しかし、上記従来の構成では、水分を脱離し再生している部位の吸着材24の熱が、除湿している部位に伝わるので乾燥空気31の温度が高くなり、乾燥空気31によって、冷涼感を得るような装置には不適である。また、加熱ヒーター28で高温に加熱した空気によって間接的に吸着材24を加熱する構成のため、吸着材24の加熱効率が低く、消費電力が大きい。また、吸着材24に伝わらなかった熱は高温の湿り空気として大量に排出されるため室内の温度が上昇し、冷涼感を得るような装置には不適である。さらに風路が複雑であり、吸着材24を回転させる構成が必要であり、吸着材24も大きくなるので装置の小型化が難しかった。
【0010】
【特許文献1】
特公平4−27843号公報
【特許文献2】
特開平11−123959号公報
【特許文献3】
特開平8−128681号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の装置では、2つの反応容器が交互に吸湿プロセス、ならびに再生プロセスと交互に切り替えられることによって、連続運転を可能としていた。この場合、2つの反応容器が必要となり、装置の大型化、部品点数の増加、コストの増加となってしまう。
【0012】
また、コルゲートまたはハニカム形状に成型された円筒状の吸着材を回転させて除湿運転と吸着材の再生を行うローター式の場合では、脱着している部位の吸着材熱が、除湿している部位に伝わるので乾燥空気温度が高くなり、乾燥空気によって、冷涼感を得るような装置には不適である。また、加熱ヒーターで高温に加熱した空気によって間接的に吸着材を加熱する構成のため、吸着材の加熱効率が低く、消費電力が大きいとともに、再生時間が長くかかってしまう。また、吸着材に伝わらなかった熱は高温の湿り空気として大量に排出されるため室内の温度が上昇するので、冷涼感を得るような装置には不適である。また、吸着材に伝わらなかった熱量の分だけ吸着材の再生乾燥が不充分となるため、吸着効率の低い装置となってしまう。さらに風路が複雑であり、吸着材を回転させる構成が必要であり、吸着材も大きくなるので装置の小型化が難しい。さらに、連続的に吸着運転と再生運転を行うために、一般的には乾燥空気送風用の送風機と吸着材再生用の送風機の2つの送風機が必要となるので、装置が大型となり、部品点数が増し、コストを増加させるという課題を有していた。
【0013】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、除湿と送風を交互に繰り返し連続運転が可能であるため、吸着材の再生中にも送風運転を行い冷涼感を下げない。さらに、吸着材の再生を短時間で行うことができるので、除湿運転を間欠運転させたとしても、座席に除湿空気を送る除湿運転をしていない時間が短いため、違和感のない冷涼感を有する空調座席装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、車室内空気を送風するシロッコファン等の送風機と、前記送風機で送風された空気をシリカゲルやゼオライトや活性アルミナなどの吸着材からなる除湿手段と、除湿後の空気を車室内空気で冷却する熱交換器と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、座席本体外に連通した排出路と、前記除湿手段を加熱する電気ヒーター等の加熱手段と、前記噴出口へ送風することを可能とする送風手段と、熱交換後の乾燥空気を前記噴出口に導く通風路と、前記通風路と排出路を切り替える切替手段と、除湿空気が前記噴出口から噴出させる除湿モード時は前記切替手段を閉じるとともに、前記除湿手段の除湿性能を回復させる再生モード時は前記切替手段を開くとともに前記加熱手段を動作させるものである。
【0015】
上記発明によれば、除湿モード運転では切替手段を閉じる位置にし、送風機を駆動する。送風機によって0.2m/分の流量で除湿手段に送り込まれた車室内の空気(35℃、55%RH)は吸着材で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し(65℃、3%RH)の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器に導かれ車室空気で冷却され(37℃、20%)の低湿度空気となって通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感を防止する。
【0016】
次に、除湿モード運転が終了した後は、除湿手段が除湿性能を回復させる再生モード運転を行う。切替手段によって排出路を開く位置にし、加熱手段を通電し、0.01m/分の流量で送風機を駆動させる。シリカゲルの吸着材の場合は吸着材が120℃まで加熱されると水蒸気が吸着材から脱離し始めるが、発生した水蒸気を送風機で排出路から車室内に放出させる。さらに、再生モード運転と同時に、噴出口へ送風することを可能とする送風手段によって、車室内の空気は通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面に吹き付けられた風により、ムレ感を防止し人体への冷涼感を下げないようにする。
【0017】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、送風手段と、前記送風手段から送風された空気を除湿する除湿手段と、除湿後の空気を冷却する熱交換器と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、座席本体外に連通した排出路と、前記除湿手段を再生時に加熱する加熱手段と、熱交換後の乾燥空気を前記噴出口に導く通風路と、前記除湿手段を通過した空気を前記熱交換機側または前記排出路側に切り替える切替手段とを有し、前記切替手段により、除湿モード時は前記除湿手段を通過した空気を前記通風路に導き、再生モード時は前記加熱手段を動作させるとともに、前記除湿手段を通過した空気を前記排出路に導くものである。
【0018】
そして、除湿モード運転では切替手段によって排出路を閉じる位置にし、送風機を駆動する。送風機によって0.2m/分の流量で除湿手段に送り込まれた車室内の空気(35℃、55%RH)は吸着材で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し(65℃、3%RH)の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器に導かれ車室空気で冷却され(37℃、20%)の低湿度空気となって通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感を防止する。
【0019】
次に、除湿モード運転が終了した後は、除湿手段が除湿性能を回復させる再生モード運転を行う。切替手段によって排出路を開く位置にし、加熱手段を通電し、0.01m/分の流量で送風機を駆動させる。シリカゲルの吸着材の場合は吸着材が120℃まで加熱されると水蒸気が吸着材から脱離し始めるが、発生した水蒸気を送風機で排出路から車室内に放出させる。さらに、再生モード運転と同時に、噴出口へ送風することを可能とする送風手段によって、車室内の空気は通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面に吹き付けられた風により、ムレ感を防止し人体への冷涼感を下げないようにする。
【0020】
また、除湿手段によって乾燥された空気は熱交換器によって冷却されて、通風路を通り座席表面に設けられた噴出口から吹出す構成となっているので、結露水の処理が必要ない。また、コンプレッサー方式と比べて構成が簡易なので安価につくることができる。また、除湿手段が再生されていれば送風機の電力のみで動作させることができるので電力の消費が少ない。
【0021】
請求項2に記載の発明は、熱交換器を冷却する冷却手段を備えたものである。このようにして、除湿手段で発生する吸着熱は熱交換器に溜まることなく、熱交換器に溜まった熱を強制的に冷却ファンなどの冷却手段によって排熱されるので急速かつ効率的に冷却することができる。また、冷却ファンなどの冷却手段を備えない場合に比べて、熱交換効率が高いので熱交換器も小さくすることができる。
【0022】
請求項3に記載の発明は、送風手段と、前記送風手段から送風された空気を除湿する除湿手段と、空気冷却フィンと前記空気冷却フィンの熱を放熱する放熱フィンを備えた熱交換器と、前記除湿手段と前記熱交換器を結ぶ送風路と、前記放熱フィンの冷却を行う冷却空気送風手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、熱交換後の乾燥空気を前記噴出口に導く通風路と、前記除湿手段を加熱する加熱手段と、座席本体外に連通した排出路と、前記除湿手段を通過した空気を前記送風路側または排出路側に切り替える第1の切替手段と、前記冷却空気送風手段で送風された空気を前記送風路側または前記排出路側に切り替える第2の切替手段を有し、前記第1の切替手段および前記第2の切替手段により、再生モード時は前記除湿手段を通過した空気を排出路に導くとともに、前記冷却空気送風手段で送風された空気を前記通風路に導き、除湿モード時は前記除湿手段を通過した空気を前記通風路に導くとともに前記冷却空気送風手段で送風された空気を前記熱交換器を冷却して前記排出路に導くものである。
【0023】
このようにして、請求項1に記載の発明では3つの送風手段を備える必要があったが、2つの送風手段を備えるだけで同じモード運転ができる。このため、簡易な構成となり、制御方法も複雑にならない。また、部品点数が少なく安価とすることができる。
【0024】
請求項4に記載の発明は、特に請求項3に記載の第1の切替手段と第2の切替手段を一体で構成した風路切替手段を有し、前記風路切替手段により、前記除湿手段を通過した空気を送風路側に切り替えた場合は冷却空気送風手段で送風された空気を排出路側に切り替え、前記除湿手段を通過した空気を排出路側に切り替えた場合は冷却空気送風手段で送風された空気を送風路側に切り替えるようにしたものである。
【0025】
このようにして、切替手段と風路切替手段を一体化させて構成することができるので、ダンパーなどの切替手段が1つ減らすことができる。
【0026】
請求項5に記載の発明は、除湿手段は加熱手段表面に吸着材を担持し除湿風路内に挿入したものである。
【0027】
このようにして、電気抵抗発熱体等の加熱手段の表面に吸着材を担持した構成であるため、再生時において加熱手段の熱が直接吸着材に伝わり吸着材の昇温速度が大きくなる。つまり再生時間を短くしても吸着した大部分の水蒸気が放出されることになる。従って短時間で吸着能力が回復するため断続的に除湿モ−ドと吸着モ−ドを繰り返しても充分な除湿能力を発揮することが出来るため吸着材を大幅に小型化でき座席本体への組込みが容易となる。また直接吸着材を加熱するため、空気を加熱することが少なく、再生電力が少なくて良い。
【0028】
さらに長期放置された場合でも除湿手段をすぐに再生でき、大気中の水蒸気を吸着するのを防止するための厳重なシ−ル構成や、円筒状の吸着材を回転させる構成が不要となり、空調ユニットの小型化を実現できる。
【0029】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【0030】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の空調座席装置の断面図であり、図2は再生モードにおける座部の除湿ユニット等の断面図、図3は除湿モードにおける座部の除湿ユニット等の断面図である。図において、31は座席本体、32は座席本体の座部、33は座席本体の背部、34は車室内空気を送風するシロッコファン等の送風機、35は送風機34の動作時に車内の空気を吸い込む送風機吸込口、36は湿気を吸着する吸着材、37は前記送風機34で送風された空気を除湿するコルゲート状や、粒状のゼオライトやチタシリケートやシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材36からなる除湿手段である。
【0031】
38は空気冷却フィン、39は放熱フィン、40は仕切板で、41は熱交換器で上部に空気冷却フィン38と下部に放熱フィン39が仕切板40に取り付けられ上下で空気の送風が可能に構成されている。42は熱交換器41の放熱フィン39を車室内空気で強制冷却させる冷却ファン、43は冷却ファン42を駆動させたときに車室内空気を吸い込む冷却ファン吸込口、44は冷却ファン42が放熱フィン39を冷却して吹き出す冷却ファン吹出口である。ここで、冷却ファン42を動作させると、まず放熱フィン39が冷却され、熱伝導で熱交換器41の空気冷却フィン38が仕切板40を介して冷却される。これにより、除湿後の空気を空気冷却フィン38に通して連続的に冷却することができる。なお、熱交換器41は空気冷却フィン38と放熱フィン39を両側備えた構成としてアルミ押出材などを用いて一体成形でつくられる。
【0032】
45は座席の表皮、46は座席本体の表皮45に設けられた空気を噴出する噴出口、47は熱交換後の乾燥空気を噴出口46に導く通風路、48は除湿手段37の下流に設けて除湿手段37を加熱する電気ヒーター等の加熱手段、49は除湿手段37から座席本体外に連通した除湿手段37より下流に設けた排出路、50は除湿手段37を通過した空気を、排出路49側または熱交換器41側に切り替えるための切替手段である。
【0033】
51は除湿手段37の除湿性能を回復させる再生モード時において、座席表面に送風を可能とする送風手段、52は送風手段吸込口、53は通風路47の一部に開口部を設けて送風を通風路47に流し込む送風手段吹出口である。また、送風手段吹出口53は除湿運転の送風の際に送風手段から漏れないようにする誘引板54が先端部に設けられている。
【0034】
55は送風機34の回転数、冷却ファン42の回転数、送風手段51の回転数を制御して送風量の可変と切替手段50の開閉動作を制御することのできる制御手段である。
【0035】
上記構成において、まず、図2を用いて、除湿手段37の除湿性能を回復させる再生モードの動作を説明する。制御手段55によって、切替手段50を垂直にして排出路49を開く位置に設定し、加熱手段48に通電し、送風機34を駆動させ、制御手段55によって回転数を送風量を、0.02m/分微弱風となるよう制御する。吸着材36がシリカゲルの場合は、120℃まで加熱させると水蒸気が吸着材36から脱離し始め、発生した水蒸気を送風機34で排出路49から車室内に放出させる。なお、切替手段50によって除湿手段37と熱交換器41が熱的に遮断されているため加熱手段48で発生した熱が熱交換器41で奪われることなく効率的に除湿手段37に伝わるので除湿手段37の吸着材36の再生時間が早くなる。
【0036】
さらに、再生モード時には、送風手段51を駆動させて、車室内空気を送風手段吸込口52より吸込み、通風路47に導かれ表皮の噴出口46から吹き出し、人体背側面を流れるようにする。従って、体表面に吹き付けられた風により、ムレ感を防止し人体への冷涼感を下げないようにすることができる。
【0037】
なお、送風機34のモーターを直流モーターとし、回転数を制御する制御手段55を設けた構成においては、再生モード時における送風機34の送風量を、0.02m/分の微弱風となるよう制御する。このとき、加熱手段48を通電すると、空気は温度が120℃〜140℃となって除湿手段37の吸着材36に送られ、吸着材36を加熱するとともに、吸着材36から脱離した水蒸気を吹き飛ばし、除湿手段37の吸着材の再生を短時間で行うことができる。
【0038】
なお、除湿運転と吸着材の再生運転を交互に繰り返し、再生運転中には送風手段を駆動させて送風を通風路47に導き、表皮の噴出口46から吹き出し、全体としては除湿運転と送風運転を交互に繰り返す連続運転としているが、送風手段51を設けずに除湿運転を間欠して行えば送風手段を設けないので安価にできる。
【0039】
次に、車室内空気を除湿する除湿モードについて動作を説明する。図3に示すように、制御手段55によって、切替手段50を水平にして排出路49を閉じる位置に設定し、送風機34を駆動する。送風機によって0.2m/分の流量で除湿手段37に送り込まれた車室内の空気(35℃、55%RH)は吸着材36で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し(65℃、3%RH)の高温低湿度の空気となる。次に、この高温低湿度の空気は熱交換器41の上部に備えられた空気冷却フィン39に導かれて冷却され(37℃、20%)の低湿度空気となって通風路47に導かれ表皮の噴出口46から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感を防止する。
【0040】
なお、本実施例では、切替手段により、除湿モード時に排出路49を閉じ、再生モード時に排出路49を開く構成としたが、除湿モード時に通風路47を開き、再生モード時に通風路47を閉じる構成としても同様に動作が実現できることはいうまでもない。
【0041】
なお、図4に室温35℃湿度55%RHの室内で、0.2m/分、湿度20%の室温以上の温度の乾燥空気を噴出した場合の噴出温度と背部の冷涼感の官能実験結果を示す。図4で示されるように39℃以下であれば、汗の気化熱で冷涼感を得ることができる。なお、0.2m/分、温度31℃、湿度75%の空気を噴出した場合は38℃、20%の乾燥空気と同じ冷涼感であった。
【0042】
なお、本実施例では、両側にフィンを設けたアルミ押出材の熱交換器としたが、片側にフィンを設けたアルミ押出材のベース面を互い重ね合せてをシリコングリスなどの熱伝導材料で貼り合わせても同様の構成とすることができる。また、熱交換器の材質は、アルミ以外に銅・銀など熱伝導率の高いものを選べば熱交換性能が向上するのはいうまでもない。
【0043】
また、本実施例では、熱交換器41を冷却する冷却手段として冷却ファン42を使用することによって車室内空気を強制的に熱交換器41の下部に吹き付けて冷却させる構成で説明したが、収納空間の制約の範囲で熱交換器41のサイズを大きくすることが可能であれば、冷却ファン42を設けなくとも自然対流のみでも熱交換器41は熱交換されて冷却されるのはいうまでもない。または、アルミダイキャストやマグネシウム合金といった材料で形成された座席のフレームなどの車載部品の一部を熱交換器として利用することによって、吸着材36の吸着熱の熱容量によっては冷却ファン42などの冷却手段を設けなくとも熱交換器41は熱交換されて冷却される。また、熱交換器41にエアコンなどの空調装置の吹出風が送風されるように配置構成すれば、冷却ファン42などの冷却手段を追加させることなく、効果的に熱交換器を冷却させることができるのはいうまでもない。
【0044】
以上のように、送風運転を可能とする送風手段51を備えることにより、除湿手段を除湿性能の回復を行う再生運転中でも座席表面に送風させることができるので、除湿運転と送風運転を交互に繰り返すことができ、座席表面には、全体として連続して風を送ることができる。そして、ムレ感を防止し人体への冷涼感を下げないようにすることができる。
【0045】
なお、図1の座席装置のように、背部と座部にそれぞれ1つずつ装置を組み込んだ場合で説明したが、座部のみ、背部のみあるいは、他の車内の空間を利用して、1つの装置として背部と座部に送風させる方法でもよい。この場合、背部と座部の両方に除湿送風させるだけの能力から多少サイズが大きくなるが、1つの装置で済むので部品点数が減り、安価とすることができる。
【0046】
(実施例2)
図5、図6は本発明の実施例2の空調座席装置の断面図であり、図5は除湿モードにおける座部の除湿ユニット等の断面図、図6は再生モードにおける座部の除湿ユニット等の断面図である。なお、実施例1と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【0047】
図5において、60は除湿手段37と熱交換器41を結ぶ送風路で、56は冷却空気送風手段57で送風された空気を前記送風路60側または前記排出路49側に切り替える風路切替手段で、同時に吸着材36を通過した空気を前記送風路60側または排出路49側に切り替えることができる。風路切替手段56を水平状態とした位置では、送風機34によって送風される空気を除湿手段37から送風路60、熱交換器41の上側の空気冷却フィン38、通風路47に送風して座席表面の噴出口46から乾燥空気を噴出させるとともに、冷却空気送風手段57によって送風される空気を熱交換器41の下側の放熱フィン39から排出路49に放出する。また、ほぼ垂直状態とした位置では、加熱手段48に通電し除湿手段37を加熱して、送風機34によって送風される空気により、除湿手段の湿気を排出路49に放出するとともに、冷却空気送風手段57によって送風される空気を放熱フィン39、空気冷却フィン38、通風路47を通って噴出口46に噴出するように送風を可能とする。
【0048】
上記構成において、送風機34で送風した空気を除湿する除湿モードでは、図5に示すように、制御手段55によって、風路切替手段を水平状態とした位置にし、送風機34を動作させて除湿手段37に送風すると車室内の空気(35℃、55%RH)は、水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し(65℃、3%RH)の高温低湿度の空気となり、送風路60へ運ばれる。このとき送風路60に備えられた風路切替手段56は水平状態とした位置になっているため、高温低湿度の空気は熱交換器41の上部に備えられた空気冷却フィン38に導かれて熱交換される。次に空気冷却フィン38が蓄えた熱は仕切板40に伝わり、さらに熱交換器41の下部に備えられた放熱フィン39へと伝熱される。そして、放熱フィン39に伝わった熱は、制御手段55によって、冷却空気送風手段57を動作させて車室内の空気を冷却空気送風手段吸込口58より取り入れて、放熱フィン39に送風し、送風路60へ運ばれる。このとき送風路60に備えられた風路切替手段56は水平状態となって放熱フィン39と排出路49は連通するようになっているため、熱交換器41の下側に設けられた放熱フィン39の排熱は冷却空気送風手段57によって排出路49から放出される。これにより、放熱フィン39は冷却されて、仕切板40を介して上部の空気冷却フィン38を常に冷却することになる。こうして、空気冷却フィン38を通過した高温低湿度の空気は冷却され(37℃、20%)の低湿度空気となって通風路47に導かれ表皮の噴出口46から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感を防止する。
【0049】
次に、除湿手段37の能力を回復させる再生モードでは、図6のように風路切替手段をほぼ垂直状態とした位置にし、冷却空気送風手段57によって車室内の空気を冷却空気送風手段吸込口58から吸込みまれ、吸い込まれた空気は熱交換器41の下部に備えられた放熱フィン39を通過し、送風路60へと導かれる。、そして送風路60に設けられた風路切替手段56がほぼ垂直状態となって送風路60を遮蔽しているため、冷却空気送風手段57で送風された空気は放熱フィン39を通過し、風路切替手段56によってUターンして熱交換器41の上側に備えられた空気冷却フィン38を通過し、通風路47に導かれ噴出口46から噴出される。一方、加熱手段48に通電し除湿手段37を加熱するとともに送風機34を動作させて、除湿手段の湿気を排出路49に放出し、除湿手段の除湿性能を回復させる。
【0050】
そして、実施例1のように送風手段を追加しなくても、除湿手段の再生モード中に座席表面に送風させることができる。
【0051】
なお、本実施例では、風路切替手段56のように1つのダンパーのみを備える構成としたが、図7に示すように、除湿手段37を通過した空気を送風路60側または排出路49側に切り替える第1の切替手段50aと、冷却空気送風手段で送風された空気を排出路49側または送風路60側に切り替える第2の切替手段50bの2つダンパーを設けて、冷却空気送風手段を座席表面の噴出口に送風するように構成することも可能である。
【0052】
(実施例3)
図8は、本実施例3の空調ユニットの断面図、図9は除湿手段の斜視図、図10は電気抵抗発熱体を構成する基材の断面図である。実施例1、2と異なるのは、除湿手段に加熱手段を一体に組み込んだ除湿加熱手段を用いた点であり、本実施例では、電気抵抗発熱体等の加熱手段の表面に吸着材を担持した構成としている。
【0053】
図9、図10に示すように、除湿加熱手段61は、電気抵抗発熱体62を形成する基材63の表面にアンダーコート65を施し、吸着材36が担持されている。従って、再生時において加熱手段である電気抵抗発熱体62の熱が直接吸着材36に伝わり吸着材36の昇温速度が速くなる。つまり再生時間を短くしても吸着した大部分の水蒸気が放出されることになる。従って短時間で吸着能力が回復するため断続的に除湿モ−ドと吸着モ−ドを繰り返しても充分な除湿能力を発揮することが出来るため除湿加熱手段61を大幅に小型化でき座席本体への組込みが容易となる。また直接吸着材36を加熱するため、空気を加熱することが少なく、再生電力が少なくて良い。
【0054】
さらに長期放置された場合でも除湿手段をすぐに再生でき、大気中の水蒸気を吸着するのを防止するための厳重なシ−ル構成や、円筒状の吸着材を回転させる構成が不要となり、空調ユニットの小型化を実現できる。
【0055】
なお、図11は基材63としてエキスパンドメタルを用いた除湿手段の展開図であり、他に基材としてはパンチングメタルを用いてもよい。62は基材63をヒーターとして構成した電気抵抗発熱体で、ステンレス等のエキスパンドメタル表面に水酸化アルミニウムや硝酸セリウム等を焼結酸化させたアンダーコート65を施し、ゼオライト、チタシリケート、シリカゲル、活性アルミナ等の吸着材36を担持させて構成したものである。
【0056】
この構成により、除湿モードではエキスパンドメタルの網目は開口しているので吸着材36への接触面積が多くなり、また多孔体のため、送風の圧力損失を低くすることができる。再生モードでは、エキスパンドメタル全面に接触するように溶接した給電端子64に通電させて発熱させる。エキスパンドメタルは薄板に切れ込みの入った構成のため、薄板に比べ同じ電気抵抗でも低熱容量であり、再生時間を短くすることができる。
【0057】
このようにして、エキスパンドメタルやパンチングメタルのように特別な加工を必要としない汎用な材料を基材として用い、電気抵抗発熱体として直接通電させることにより加熱手段としてりようすることができ、安価に構成できる。
【0058】
また、電気抵抗発熱体62の表面にアンダーコート65を施し、アンダーコート65の表面に吸着材36を担持することにより、吸着材36の担持が容易となり、剥がれにくくなる。また、金属などの電気抵抗発熱体と吸着材の熱膨張の違いで発生する剥がれ、脱離という問題は、アンダーコート材料自体が柔軟性材料であるため膨張収縮しても、アンダーコートが緩和させてアンダーコート表面に担持した吸着材が剥がれることを防ぐ。そして、吸着材の脱離による吸着性能の劣化がなく耐久性能が向上する。
【0059】
また、図9のように電気抵抗発熱体を波板状に、折り曲げ加工することにより、平面状では長尺となる電気抵抗発熱体を小さくすることができ、除湿手段の小型化が計れる。また、除湿風路内では外気の通過面積当たりの吸着材との接触面積を増大することになるため、小型の除湿手段であるにもかかわらず、優れた吸着性能が実現できる。また、使用できる消費電力に規定がある場合などでは、折り曲げするターン数によって電気抵抗発熱体の長さを適宜調整できるので抵抗値を規格範囲内に設定することも容易である。
【0060】
このようにして、吸着性能が高く、安価で、メンテナンスフリ−で、また環境負荷の小さいといった優れた点を有する。またチタン含有のゼオライトであるチタシリケート、シリカゲル、活性アルミナでは、吸着した後の再生モード時の再生温度を120℃程度と低く設定することができるため、加熱手段の消費電力を小さく抑えることができる。
【0061】
【発明の効果】
以上のように、本発明の空調座席装置によれば、再生モード運転と同時に、噴出口へ送風することを可能とする送風手段によって、車室内の空気は通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面に吹き付けられた風により、顕熱を奪い、ムレ感を防止し人体への冷涼感を下げないようにする。そして、除湿モード運転では、噴出口から吹出した低湿度空気が体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止するので、常に人体は冷涼感を得ることができる。特に夏季の車内の座席を急速に快適な着座感を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における空調座席装置の断面図
【図2】本発明の実施例1の切替手段を備えた再生モードにおける座部の除湿ユニット等の構成図
【図3】本発明の実施例1の切替手段を備えた除湿モードにおける座部の除湿ユニット等の構成図
【図4】噴出温度と背部の冷涼感の官能実験結果を示す図
【図5】本発明の実施例2の風路切替手段を備えた除湿モードにおける座部の除湿ユニット等の構成図
【図6】本発明の実施例2の風路切替手段を備えた再生モードにおける座部の除湿ユニット等の構成図
【図7】本発明の実施例2の他の構成を示す座部における除湿ユニット等の構成図
【図8】本発明の実施例3の加熱手段に吸着材を担持した再生モードにおける座部の除湿ユニット等の構成図
【図9】本発明の実施例3の除湿ユニットの一例を示す斜視図
【図10】本発明の実施例3の電気抵抗発熱体を構成する基材の断面図
【図11】本発明の実施例3の電気抵抗発熱体の一例を示す平面図
【図12】従来の空調座席装置の斜視図
【図13】従来の空調座席装置の断面図
【図14】従来の空調座席装置の空気乾燥装置の構成図
【図15】従来の空調座席装置の空気乾燥装置の構成図
【図16】従来の他の空調座席装置の空気乾燥装置の斜視図
【符号の説明】
31 座席本体
34 送風機
36 吸着材
37 除湿手段
38 空気冷却フィン
39 放熱フィン
41 熱交換器
42 冷却ファン(冷却手段)
45 表皮
46 噴出口
47 通風路
48 加熱手段
49 排出路
50 切替手段
50a 第1の切替手段
50b 第2の切替手段
51 送風手段
56 風路切替手段
57 冷却空気送風手段
60 送風路
61 除湿加熱手段(除湿手段)
62 電気抵抗発熱体(加熱手段)

Claims (5)

  1. 送風手段と、前記送風手段から送風された空気を除湿する除湿手段と、除湿後の空気を冷却する熱交換器と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、座席本体外に連通した排出路と、前記除湿手段を再生時に加熱する加熱手段と、熱交換後の乾燥空気を前記噴出口に導く通風路と、前記除湿手段を通過した空気を前記熱交換機側または前記排出路側に切り替える切替手段とを有し、前記切替手段により、除湿モード時は前記除湿手段を通過した空気を前記通風路に導き、再生モード時は前記加熱手段を動作させるとともに、前記除湿手段を通過した空気を前記排出路に導く空調座席装置。
  2. 熱交換器を冷却する冷却手段を備えた請求項1記載の空調座席装置。
  3. 送風手段と、前記送風手段から送風された空気を除湿する除湿手段と、空気冷却フィンと前記空気冷却フィンの熱を放熱する放熱フィンを備えた熱交換器と、前記除湿手段と前記熱交換器を結ぶ送風路と、前記放熱フィンの冷却を行う冷却空気送風手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、熱交換後の乾燥空気を前記噴出口に導く通風路と、前記除湿手段を加熱する加熱手段と、座席本体外に連通した排出路と、前記除湿手段を通過した空気を前記送風路側または排出路側に切り替える第1の切替手段と、前記冷却空気送風手段で送風された空気を前記送風路側または前記排出路側に切り替える第2の切替手段を有し、前記第1の切替手段および前記第2の切替手段により、再生モード時は前記除湿手段を通過した空気を排出路に導くとともに、前記冷却空気送風手段で送風された空気を前記通風路に導き、除湿モード時は前記除湿手段を通過した空気を前記通風路に導くとともに前記冷却空気送風手段で送風された空気を前記熱交換器を冷却して前記排出路に導く空調座席装置。
  4. 第1の切替手段と第2の切替手段を一体で構成した風路切替手段を有し、前記風路切替手段により、前記除湿手段を通過した空気を送風路側に切り替えた場合は冷却空気送風手段で送風された空気を排出路側に切り替え、前記除湿手段を通過した空気を排出路側に切り替えた場合は冷却空気送風手段で送風された空気を送風路側に切り替えるようにした請求項3記載の空調座席装置。
  5. 除湿手段は加熱手段表面に吸着材を担持した請求項1から4のいずれか1項記載の空調座席装置。
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