JP2008030694A - 車両用空調システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天井部分の車室19内に面する内壁24と車室19外に面する外壁22とで形成された空洞20に配置する。そして、車両10の進行方向側から空洞20へ外気を導入するための外気導入口26と、空洞20へ導入した外気を車両10の進行方向反対側へ排出するために、外気排出口28を設ける。そして、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有する選択分離材13を、空洞20を形成する内壁24に、平板形状に形成された選択分離材13の片面が外気導入口26から空洞20へ導入された外気と接し、反対面が車室19内の空気と接するように配置する。
【選択図】図1
Description
このようにすると、外気導入口や外気排出口から空洞へ水滴が浸入することがない。空洞へ水滴が浸入しなくなれば、空洞に設置された選択分離材の表面に水滴が付着することがないので、選択分離材が酸素や二酸化炭素を透過させることを妨げることがない。
さらに、分解では、吸着や吸収した炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を化学的に分解し、無臭化又は無害化することができる。
ここで、分解する手段としては、例えば、電気的に分解する方式及び熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式等が考えられる。さらにこれらの方式の組み合わせにて能力を向上させる方法も考えられる。
ところで、上記のように車両の天井部分に選択分離材を配置し、車室内の気体濃度を一定にすることはできるが、炭化水素等を一定量含んだ外気が選択分離材に常に接していると、炭化水素等が常に選択分離材に吸着あるいは吸収されるので、選択分離材の選択分離性能の劣化が早くなる。
(車両用空調システムの構成)
図1は、本発明に係る車両用空調システムの概略構成を示すブロック図である。車両用空調システムは、図1(b)に示すように、車両10の天井部分に設けられた空洞20、車両10の外壁22の一部に設けられた外気導入口26及び外気排出口28、空洞20の一部に設けられた選択分離材13などからなる。
選択分離材13は、空洞20を形成する内壁24に、選択分離材13の少なくとも一部が外気導入口26により空洞20へ導入された外気と接し、他の部分が車室19内の空気と接するように配置されている。
なお、ここでは内壁24を略四角形状に切り取ったが、特に略四角形状に切り取る必要はなく、天井の形状などに合わせて他の形状、例えば、円形や台形あるいは、複数の直線や曲線からなるより複雑な形状に切り取ってもよい。
ここで、選択分離材13の構造について図2を用いて説明する。図2は、選択分離材13の構造を示す斜視図である。
次に、図2(b)に示す構造例2では、選択分離材13が支持体14内に含まれる構造になっている。選択分離材13及び支持体14とが明確に分かれておらず、全体で透過能及び分離能を有している。
また、選択分離材13には、窒素酸化物、硫黄酸化物又は微小固体成分が所定量以上吸着あるいは吸収されたことを検知する吸着物センサ17と、吸着物センサ17が所定量以上の炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物又は微小固体成分が選択分離材13に吸着あるいは吸収されたことを検知すると、選択分離材13を加熱するヒータ15とが備えられている。
以上のように構成された車両用空調システムにおいては、車両10が走行すると、図1(b)に示すように、外気導入口26から空洞20へ外気が導入され、外気排出口28から排出される。
以上のような車両用空調システムによれば、外気導入口26から空洞20へ外気を導入し、空洞20へ導入した外気を外気排出口28から排出する。選択分離材13は、空洞20を形成する内壁24に、平板形状に形成された選択分離材13の片面が外気導入口26から空洞20へ導入された外気と接し、反対面が車室19内の空気と接するように配置されている。
次に、外気導入口26及び外気排出口28から空洞20へ水滴が浸入しないようにした車両用空調システムについて図3に基づいて説明する。図3は、空洞20へ水滴が浸入しないようにするための構造を示す図である。
前部開閉扉27aが開いたときの最大角度θは、選択分離材13の前方補強材12aの位置によって決まる。つまり、前部開閉扉27aが最大に開いたときに前部開閉扉27aの下端部分が前方補強材12aよりも車両10の進行方向側に位置するように最大角度θが決まるのである。
第2実施形態では、水滴浸入防止手段として前部開閉扉27a及び後部開閉扉27cを用いていたが、図3(b)のように堰を用いるようにしてもよい。つまり、外気導入口26と選択分離材13の前方補強材12aとの間に前部堰27eを配置し、選択分離材13の後方補強材12bと外気排出口28との間に後部堰27fを配置するのである。
次に、車室19内の酸素濃度に応じて、空洞20に外気を導入する場合について図1及び図3(c)により説明する。
第4実施形態における車両用空調システムは、図1及び図3(c)に示すように、第1実施形態〜第3実施形態に示す車両用空調システムに、前部ファン29a、後部ファン29b、酸素センサ18及び制御部40とが加えられた構成となっている。
制御部40は、酸素センサ18により検出された車室19内の酸素濃度が所定の濃度である場合に、外気を導入する旨の外気導入指令を前部ファン29a及び後部ファン29bへ出力するものであり、図示しないCPU,ORM.RAM,I/Oなどから構成されている。なお、制御部40は、図1に示すように、車両10のダッシュボード内部に格納されている。
以上のように構成された車両用空調システムでは、酸素センサ18で検出された酸素濃度が制御部40へ送られる。
(1)上記第1実施形態〜第4実施形態では、車両10の天井部分の内壁24の一部を選択分離材13で形成していたが、図4に示すように、内壁24の天井部分に穴を開けるようにしてもよい。
さらに、穴の代りに図4(c)に示すように、内壁24の天井部分を切り取り、その部分をメッシュ状の材料で塞ぎ、その表面に選択分離材13を配置するようにしてもよい。
(5)上記第1実施形態では、前部開閉扉27a及び後部開閉扉27cは、空洞20へ導入される外気の圧力で開閉するようになっていたが、車両10の車体に取り付けた図示しない水滴センサなどで水滴を検知すると、電動で開閉扉を開閉したり、開閉扉の面積を変化させるものであってもよい。
Claims (10)
- 酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有する選択分離材を、前記選択分離材の少なくとも一部が外気と接し、他の部分が車室内の空気と接するように車両の天井部分に配置したことを特徴とする車両用空調システム。
- 請求項1に記載の車両用空調システムにおいて、
前記天井部分の車室内に面する内壁と車室外に面する外壁とで形成された空洞と、
前記車両の進行方向側から前記空洞へ外気を導入するために、前記空洞を形成する前記内壁又は前記外壁のうち少なくともどちらかに設けられた外気導入口と、
前記空洞へ導入した外気を前記車両の進行方向反対側へ排出するために、前記空洞を形成する前記内壁又は前記外壁のうち少なくともどちらかに設けられた外気排出口と、
を備え、
前記選択分離材は、前記空洞を形成する内壁に、前記選択分離材の少なくとも一部が前記外気導入口から前記空洞へ導入された外気と接し、他の部分が車室内の空気と接するように配置されていることを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項2に記載の車両用空調システムにおいて、
前記外気導入口及び前記外気排出口は、車室外から前記空洞への水滴の浸入を防止するための水滴浸入防止手段を備えたことを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載の空調システムにおいて、
前記選択分離材は、多孔質形状、繊維形状、薄膜形状又はこれらの複合形状を有することを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項1〜請求項4の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材は、細孔径が5ナノメートル以下の多孔質形状であることを特徴とする空調システム。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材は、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を吸着、吸収、分解又は表面反応のうち少なくとも1つを生じる成分を有し、
前記選択分離材は、当該成分により、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断することを特徴とする空調システム。 - 請求項6に記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材の吸着、吸収、分解及び表面反応が生じる成分は、導電性高分子、グラファイト及び金属酸化物を有する組成を含むことを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項1〜請求項7の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材に炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物又は微小固体成分が所定量以上吸着あるいは吸収されたことを検知する吸着物検知手段と、
前記吸着物検知手段が所定量以上の炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物又は微小固体成分が前記選択分離材に吸着あるいは吸収されたことを検知すると、前記選択分離材を加熱する加熱手段と、
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項8に記載の車両用空調システムにおいて、
前記加熱手段は、太陽光を熱エネルギ又は電気エネルギに変換するための車載用エネルギ変換手段を有し、前記エネルギ変換手段により変換された熱エネルギ又は電気エネルギを用いて前記選択分離材を加熱することを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項2〜請求項9の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記外気導入手段は、外気を導入する旨の外気導入指令に基づき前記空洞へ導入する外気の量を調整可能に構成され、
前記車室内の気体濃度を検出するための濃度検出手段と、
前記濃度検出手段により検出された前記車室内の気体濃度が所定の濃度である場合に、外気を導入する旨の外気導入指令を前記外気導入手段へ出力する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
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