JP2008087636A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正電極の表面が凍結されるのを防止するとともに、静電微粒子水供給装置から静電微粒子水を放出するための送風ファンを廃止できる静電微粒子水発生装置を備えた空調装置を得る。
【解決手段】ミスト発生装置１０の空気取入口１６に車室内気を導入する一方、ミスト放出口１７をアスピレータ４０に接続し、このアスピレータ４０に生ずる負圧で前記静電微粒子水生成部１４で生成されたナノイオンミストを車両用空調装置２の空気流中に吸引させることにより、氷点下の寒冷時にあっても車室内の暖まった空気を正電極１２の表面に供給して、正電極１２の表面が凍結されるのを防止できるとともに、アスピレータ４０に生ずる負圧でナノイオンミストを車両用空調装置２内の空気流中に混入できるので、ミスト発生装置１０からナノイオンミストを放出するための送風ファンを廃止して、装置の小型化やコストダウンを達成できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、熱電変換素子で冷却して空気中の水分を結露させた水を用いて静電微粒子水を発生させる静電微粒子水供給装置を備えた空調装置に関する。

従来の静電微粒子水供給装置は、正・負電極からなる静電微粒子水生成部の正電極側に水を供給しつつ、正・負電極に電圧を印加することによりナノイオンミストと称される微細（例えば、直径１０ｎｍ以下）な静電微粒子水を生成できる。

この場合、前記静電微粒子水生成部に供給する水源として、熱電変換素子であるペルチェ素子で正電極を冷却することにより、その電極の表面で結露される結露水を用いるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

このように結露水を用いることにより、静電微粒子水生成部に供給する水は空気中の水分から得られるため、静電微粒子水供給装置に水を補給する手間を省くことができるとともに、水道水中の不純物が正電極表面に付着するのを防止できる。
特開２００５−１３１５４９号公報

しかしながら、かかる従来の静電微粒子水供給装置では、ペルチェ素子の冷却により正電極の表面に結露させる空気として外気を用いた場合、氷点下となる寒冷時にあっては低温の外気により正電極の表面で結露が凍結してしまい、静電微粒子水生成部での静電微粒子水の生成が不安定になってしまう。

また、前記静電微粒子水生成部で生成された静電微粒子水を放出するために送風ファンが用いられることになり、前記静電微粒子水供給装置ではその送風ファンを設ける必要があるため、構造が複雑化されるとともに装置が大型化し、かつ、コストアップが来されてしまう。

そこで、本発明は、正電極の表面が凍結されるのを防止するとともに、静電微粒子水供給装置から静電微粒子水を放出するための送風ファンを廃止して、装置の小型化やコストダウンを達成できる静電微粒子水発生装置を備えた空調装置を得ることを目的とする。

請求項１にかかる発明にあっては、正・負電極（１２，１３）からなる静電微粒子水生成部（１４）と、空気中の水分を結露させて上記静電微粒子水生成部（１４）に供給する熱電変換素子（１５）と、該熱電変換素子（１５）に供給する空気を取り入れる空気取入口（１６）と、上記静電微粒子水生成部（１４）で生成された静電微粒子水を放出する静電微粒子水放出口（１７）と、を有する静電微粒子水発生装置（１０）を備えて車両に搭載される空調装置（２）であって、上記空気取入口（１６）に車室内気を導入する一方、上記静電微粒子水放出口（１７）を空調装置（２）内の空気流を利用した差圧生成部（４０）に接続し、この差圧生成部（４０）に生ずる負圧で上記静電微粒子水生成部（１４）で生成された静電微粒子水を上記空気流中に吸引させる静電微粒子水発生装置（１０）を備えたことを特徴とする。

請求項２にかかる発明にあっては、上記静電微粒子水発生装置（１０）を、空調装置（２）の空気流通経路（９）の側壁（９ａ）に取り付けて、上記熱電変換素子（１５）の放熱フィン（２３）を上記空気流通経路（９）内に挿入したことを特徴とする。

請求項３にかかる発明にあっては、上記側壁（９ａ）は、空調装置（２）の空気流通経路（９）に配置したフィルタ（３０）を交換するための開口部（３１）と、この開口部（３１）に脱着される開閉蓋（３２）と、を備え、この開閉蓋（３２）に上記静電微粒子水発生装置（１０）を取り付けたことを特徴とする。

請求項４にかかる発明にあっては、上記放熱フィン（２３）を上記開閉蓋（３２）から上記空気流通経路（９）内に突出させて、その突出した放熱フィン（２３）で上記フィルタ（３０）を保持したことを特徴とする。

請求項５にかかる発明にあっては、上記静電微粒子水放出口（１７）から放出される静電微粒子水を、インストルメントパネル（３）の上面中央吹出口（７）から吹き出す空調風に混入したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、静電微粒子水発生装置の空気取入口から取り入れた空気中の水分を、熱電変換素子を冷却させることにより結露させ、その結露水を静電微粒子水生成部に供給して生成された熱電微粒子水を静電微粒子水放出口から放出することができる。

このとき、上記空気取入口に車室内気を導入することにより、氷点下の寒冷時にあっても車室内の暖まった空気を正電極の表面に供給できるため、熱電変換素子で冷却された正電極はその表面に水分を凍結させることなく結露させることができ、これによって、凍結されていない結露水を静電微粒子水生成部に供給できるため静電微粒子水を支障無く発生させることができる。

また、上記静電微粒子水放出口を空調装置内の空気流を利用した差圧生成部に接続して、この差圧生成部に生ずる負圧で上記静電微粒子水生成部で生成された静電微粒子水を上記空気流中に吸引させたので、その空気流中に混入した状態で上記静電微粒子水を空調装置の吹出口から車室内へと放出することができる。したがって、静電微粒子水供給装置から静電微粒子水を放出するための送風ファンを廃止して、装置の小型化やコストダウンを達成できる。

請求項２の発明によれば、上記静電微粒子水発生装置を、空調装置の空気流通経路の側壁に取り付けて、上記熱電変換素子の放熱フィンを上記空気流通経路内に挿入したので、放熱フィンを空気流通経路内の空気流で冷却することができるようになり、静電微粒子水発生装置から放熱フィンを冷却するための冷却ファンを無くすことができるため、静電微粒子水発生装置を空調装置と組み合わせた場合に、その静電微粒子水発生装置の構成を簡素化してコストダウンを図ることができる。

請求項３の発明によれば、上記側壁に設けたフィルタ交換用の開口部に脱着される開閉蓋に、上記静電微粒子水発生装置を取り付けたので、静電微粒子水発生装置は上記開閉蓋の脱着によって容易に取り外しおよび取り付けができるため、静電微粒子水発生装置の点検時や故障時のメンテナンス性を向上することができる。

請求項４の発明によれば、上記放熱フィンを上記開閉蓋から上記空気流通経路内に突出させて、その突出した放熱フィンで上記フィルタを保持したので、開閉蓋に形成されるフィルタ保持用の突起部の数を削減でき、開閉蓋の構造を簡素化できる。

請求項５の発明によれば、上記静電微粒子水放出口から放出される静電微粒子水を、インストルメントパネルの上面中央吹出口から吹き出す空調風に混入したので、静電微粒子水を車室内の略全域に効率良く行き渡らせることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる静電微粒子水発生ユニットを空調装置に組み付けた静電微粒子水供給装置の斜視図、図２は、静電微粒子水発生ユニットの斜視図、図３は、静電微粒子水発生ユニットの分解斜視図、図４は、静電微粒子水発生ユニットに組み込まれる霧化本体部の斜視図、図５は、図２中Ａ−Ａ線に沿った断面図、図６は、図２中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図、図７は、静電微粒子水発生ユニットの取付状態を示す断面図、図８は、フィルタ交換用の開口部に脱着される開閉蓋を内側面から見た斜視図、また、図９は、静電微粒子水発生ユニットの静電微粒子水放出口と空調装置との接続部分を示す断面図である。

本実施形態にかかる静電微粒子水供給装置１は、車両用空調装置２に静電微粒子水発生ユニットとしてのミスト発生装置１０を組み合わせることによって構成されている。

特に、本実施形態では、車両用空調装置２は、車室前部に設置されるインストルメントパネル３下部に配置される車両用空調装置であり、その車両用空調装置２は、冷房用のエバポレータや暖房用のヒータコアおよびエアミックスドア等を備えた空調ユニット４と、切換ドアで内気または外気を選択的に導入する内外気導入部５から取り入れた空気を空調ユニット４に圧送する送風ファンとしての空調ブロワ６と、空調ユニット４で温度調和された空調風をインストルメントパネル３に形成された上面中央吹出口７や図示省略した両側吹出口および足下吹出口等の各吹出口に送給するダクト８と、を備えて構成されている。

ミスト発生装置１０は、車両用空調装置２の内外気導入部５から空調ユニット４を経由してダクト８に至る空気流通経路９の側壁９ａに着脱自在に取り付けられるようになっており、図２および図３に示すようにその側壁９ａに着脱自在に装着されるロワケース１０ａと、このロワケース１０ａの上面を係脱自在に覆うアッパケース１０ｂと、を備えており、これら両ケース１０ａ，１０ｂの略中央部間に図４にも示す霧化本体部１１が内蔵される。

霧化本体部１１は、図５および図６に示すように、正・負電極１２，１３からなる静電微粒子水生成部としての静電微粒子水生成部１４と、空気中の水分を結露させて静電微粒子水生成部１４に供給する熱電変換素子としてのペルチェ素子１５と、を備えて構成される。

また、アッパケース１０ｂには、ペルチェ素子１５に供給する空気を取り入れる空気取入口１６と、静電微粒子水生成部１４で生成された静電微粒子水であるナノイオンミストを放出する静電微粒子水放出口としてのミスト放出口１７と、が形成される。尚、図５中矢印Ｓは空気の流れを示す。

すなわち、ミスト発生装置１０には、図３に示すように、ロワケース１０ａの略中央部に、空気取入口１６に連通して霧化本体部１１を収納する空気導入室１８が形成される一方、図５に示すようにアッパケース１０ｂには、空気導入室１８の中央部に対応する部分に、空気導入室１８に収納した霧化本体部１１の静電微粒子水生成部１４を囲って、ミスト放出口１７に連通するミスト生成室１９が形成される。

また、ロワケース１０ａの一側部には、ナノイオンミストの生成を制御、つまり、正・負電極１２，１３やペルチェ素子１５に印加する電圧の制御用回路を収納する回路収納部２０が設けられている。

霧化本体部１１は、図４〜図６に示すように、空気導入室１８の底面に固定される矩形状のベース部２１を備え、このベース部２１の中央部から突出する筒状部２２の上端に環状に形成された負電極１３が取り付けられるとともに、筒状部２２の底部中央部から負電極１３の中心部近傍に向かって棒状の正電極１２が突設されている。

そして、負電極１３から突設されるグラウンド端子１３ａと、正電極１２の基部に接続される高圧側端子１２ａと、の間に所定の高電圧が印加されるようになっている。

また、ペルチェ素子１５は、冷却面１５ａ（図５中上面）をベース部２１に接触させて配置させるとともに、放熱面１５ｂ（図５中下面）がロワケース１０ａの底面側に配置され、ペルチェ素子１５に電圧印加することにより冷却される冷却面１５ａで正電極１２が全体的に冷却される。このように、正電極１２が冷却されることにより、周りの空気中の水分をその正電極１２の表面に結露させるようになっている。

正電極１２は、毛細管現象を生じ得る多孔質材、例えばセラミックで形成され、正電極１２で結露された水は毛細管現象で先端部（図中上端部）へと案内されて、静電微粒子水生成部１４でナノイオンミストとして生成される。

筒状部２２の下部には内外を連通する開口部２２ａが周方向に適宜間隔をもって複数形成され、図６中矢印Ｓに示すように空気導入室１８内の空気は、開口部２２ａを介して筒状部２２内に流入される。

また、図５および図６に示すように、ペルチェ素子１５の放熱面１５ｂには放熱フィン２３が設けられ、この放熱フィン２３により放熱面１５ｂの放熱効果を高め、ひいては、冷却面１５ａの冷却効果が高められるようになっている。

ここで、ミスト発生装置１０の空気取入口１６に車室内気を導入する一方、ミスト放出口１７を車両用空調装置２内の空気流を利用した差圧生成部としてのアスピレータ４０に接続し、このアスピレータ４０に生ずる負圧で静電微粒子水生成部１４で生成されたナノイオンミストを空気流中に吸引させるようになっている。

すなわち、ミスト発生装置１０の空気取入口１６は、図７に示すように車両用空調装置２の空調ブロワ６よりも上流側に配置された内外気導入部５の内気導入部５ａに連通させてある。

また、アスピレータ４０は、ミスト放出口１７に小径パイプ４１を設けるとともに、車両用空調装置２に、空気流通経路９を迂回する大径のバイパスパイプ４２を設け、このバイパスパイプ４２の途中に、小径パイプ４１の先端開口部４１ａを該バイパスパイプ４２内を流通する空気流と同方向に挿入することにより構成されている。

このようにアスピレータ４０を設けることにより、バイパスパイプ４２を流通する空気流によって小径パイプ４１内の空気が吸引され、所謂アスピレータの原理によって小径パイプ４１内が負圧となり、静電微粒子水生成部１４で生成されたナノイオンミストを吸引してバイパスパイプ４２内に放出できるようになっている。

また、空気流通経路９の側壁９ａに取り付けたミスト発生装置１０は、ペルチェ素子１５の放熱フィン２３が空気流通経路９内に挿入されるようになっている。

すなわち、放熱フィン２３は、図６に示すように、ミスト発生装置１０のロワケース１０ａに形成された開口部２４から外方に突出させて、その放熱フィン２３を側壁９ａから空気流通経路９内に挿入して該空気流通経路９内の空気流に接触させてある。

ところで、ミスト発生装置１０は、空気流通経路９の側壁９ａに取り付けられるが、その側壁９ａには、図７に示すように車両用空調装置２の空気流通経路９に配置されるフィルタ３０を交換するための開口部３１と、この開口部３１に脱着される開閉蓋３２と、が備えられており、側壁９ａの一部となるその開閉蓋３２にミスト発生装置１０が取り付けられる。

また、自動車では図示省略した助手席前方のインストルメントパネル前面にグローブボックス３３が設けられるが、開口部３１は、そのグローブボックス３３のバックパネル３３ａに形成された作業用開口部３４に対応する位置に配置され、グローブボックス３３を取り外して作業用開口部３４を着脱自在に閉止する背面カバー３５を取り除くことにより、当該作業用開口部３４から開閉蓋３２を容易に脱着できるようになっている。

そして、ミスト発生装置１０を開閉蓋３２に取り付けた場合に、放熱フィン２３をその開閉蓋３２から空気流通経路９内に突出させて、その突出した放熱フィン２３でフィルタ３０を保持させるようにしてある。

すなわち、開閉蓋３２は、図８に示すように、横長の矩形状を成しており、その内側面３２ａの下部には長さ方向に沿って複数のフィルタ保持リブ３６が突設されるが、それらフィルタ保持リブ３６の一部、つまり、本実施形態では開閉蓋３２の長さ方向中央部に放熱フィン２３を突設させて、その放熱フィン２３でフィルタ保持リブ３６の機能を持たせるようになっている。

したがって、図７に示すように、フィルタ３０は、脱着用の開口部３１とは反対側端部が側壁９ａの内面に突設された係止片３７に載置されるとともに、そのフィルタ３０の開口部３１側の端部がフィルタ保持リブ３６および放熱フィン２３の上側に載置されて取り付けられることになる。

また、本実施形態にかかるミスト発生装置１０を備えた車両用空調装置２では、上述したように車両用空調装置２にミスト発生装置１０を組み合わせて構成され、その車両用空調装置２がインストルメントパネル３の下部に搭載されるが、ミスト放出口１７から放出されるナノイオンミストを、インストルメントパネル３の上面中央吹出口７から吹き出す空調風に混入させるようになっている。

すなわち、本実施形態では、図１に示すように、アスピレータ４０を設けたバイパスパイプ４２の下流側端部は、空調風を上面中央吹出口７に案内するダクト８に連通させてあり、バイパスパイプ４２内に放出されたナノイオンミストが上面中央吹出口７から車室内に放出されることになる。

以上の構成により、本実施形態にかかるミスト発生装置１０を備えた車両用空調装置２によれば、ミスト発生装置１０の空気取入口１６に車室内気を導入したことにより、氷点下の寒冷時にあっても車室内の暖まった空気を正電極１２の表面に供給できるため、ペルチェ素子１５で冷却された正電極１２はその表面に水分を凍結させることなく結露させることができる。したがって、凍結されていない結露水を静電微粒子水生成部１４に供給できるためナノイオンミストを支障無く発生させることができる。

また、ミスト発生装置１０のミスト放出口１７を車両用空調装置２内の空気流を利用したアスピレータ４０に接続して、このアスピレータ４０に生ずる負圧で静電微粒子水生成部１４で生成されたナノイオンミストを空気流中に吸引させたので、その空気流中に混入した状態でナノイオンミストを車両用空調装置２の吹出口から車室内へと放出することができる。したがって、アスピレータ４０に生ずる負圧でナノイオンミストを車両用空調装置２内の空気流中に混入できるので、ミスト発生装置１０からナノイオンミストを放出するための送風ファンを廃止して、装置の小型化やコストダウンを達成できる。

さらに、ミスト発生装置１０を、車両用空調装置２の空気流通経路９の側壁９ａに取り付けて、ペルチェ素子１５の放熱フィン２３を空気流通経路９内に挿入したので、放熱フィン２３を空気流通経路９内の空気流で冷却することができるようになり、ミスト発生装置１０から放熱フィン２３を冷却するための冷却ファンを無くすことができる。このため、ミスト発生装置１０を車両用空調装置２と組み合わせた場合に、そのミスト発生装置１０の構成を簡素化してコストダウンを図ることができる。

さらにまた、ミスト発生装置１０を、側壁９ａに設けられたフィルタ３０交換用の開口部３１に脱着される開閉蓋３２に取り付けたので、そのミスト発生装置１０は開閉蓋３２の脱着によって容易に取り外しおよび取り付けができるようになり、ミスト発生装置１０の点検時や故障時のメンテナンス性を向上することができる。

また、放熱フィン２３を開閉蓋３２から空気流通経路９内に突出させて、その突出した放熱フィン２３でフィルタ３０を保持したので、開閉蓋３２に形成されるフィルタ保持リブ３６の数を削減できようになり、開閉蓋３２の構造を簡素化できる。

さらに、静電微粒子水生成部１４から放出されるナノイオンミストを、インストルメントパネル３の上面中央吹出口７から吹き出す空調風に混入したので、ナノイオンミストを車室内の略全域に効率良く行き渡らせることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生装置を空調装置に組み付けた静電微粒子水供給装置の斜視図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生装置の斜視図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生装置の分解斜視図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生装置に組み込まれる霧化本体部の斜視図。 図２中Ａ−Ａ線に沿った断面図。 図２中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生装置の取付状態を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかるフィルタ交換用の開口部に脱着される開閉蓋を内側面から見た斜視図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生装置の静電微粒子水放出口と空調装置との接続部分を示す断面図。

符号の説明

１ 静電微粒子水供給装置
２ 空調装置
３ インストルメントパネル
５ａ 内気導入部
６ 空調ブロワ（送風ファン）
７ 上面中央吹出口
９ 空気流通経路
９ａ 側壁
１０ ミスト発生装置（静電微粒子水発生装置）
１０ａ ロワケース
１０ｂ アッパケース
１２ 正電極
１３ 負電極
１４ 静電微粒子水生成部
１５ ペルチェ素子（熱電変換素子）
１６ 空気取入口
１７ ミスト放出口（静電微粒子水放出口）
２３ 放熱フィン
３０ フィルタ
３１ 開口部
３２ 開閉蓋
４０ アスピレータ

Claims (5)

1. 正・負電極（１２，１３）からなる静電微粒子水生成部（１４）と、空気中の水分を結露させて前記静電微粒子水生成部（１４）に供給する熱電変換素子（１５）と、該熱電変換素子（１５）に供給する空気を取り入れる空気取入口（１６）と、前記静電微粒子水生成部（１４）で生成された静電微粒子水を放出する静電微粒子水放出口（１７）と、を有する静電微粒子水発生装置（１０）を備えて車両に搭載される空調装置（２）であって、
   前記空気取入口（１６）に車室内気を導入する一方、前記静電微粒子水放出口（１７）を空調装置（２）内の空気流を利用した差圧生成部（４０）に接続し、この差圧生成部（４０）に生ずる負圧で前記静電微粒子水生成部（１４）で生成された静電微粒子水を前記空気流中に吸引させる静電微粒子水発生装置（１０）を備えたことを特徴とする空調装置。
2. 前記静電微粒子水発生装置（１０）を、空調装置（２）の空気流通経路（９）の側壁（９ａ）に取り付けて、前記熱電変換素子（１５）の放熱フィン（２３）を前記空気流通経路（９）内に挿入したことを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記側壁（９ａ）は、空調装置（２）の空気流通経路（９）に配置したフィルタ（３０）を交換するための開口部（３１）と、この開口部（３１）に脱着される開閉蓋（３２）と、を備え、この開閉蓋（３２）に前記静電微粒子水発生装置（１０）を取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
4. 前記放熱フィン（２３）を前記開閉蓋（３２）から前記空気流通経路（９）内に突出させて、その突出した放熱フィン（２３）で前記フィルタ（３０）を保持したことを特徴とする請求項３に記載の空調装置。
5. 前記静電微粒子水放出口（１７）から放出される静電微粒子水を、インストルメントパネル（３）の上面中央吹出口（７）から吹き出す空調風に混入したことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の空調装置。

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