JP2008087637A - 静電微粒子水供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電微粒子水発生ユニットを空調装置と組み合わせた場合に、熱電変換素子の冷却ファンを空調装置内の空気流で冷却して、構造の簡素化およびコストダウンを達成できる静電微粒子水供給装置を得る。
【解決手段】ミスト発生ユニット１０を空調装置２の空気流通経路９の側壁９ａに着脱自在に取り付け、静電微粒子水生成部１４の正電極１２を冷却して空気中の水分を結露させるペルチェ素子１５の放熱面１５ｂに放熱フィン２３を設け、その放熱フィン２３をミスト発生ユニット１０から突出させて空気流通経路９内に挿入することにより、放熱フィン２３を空気流通経路９内の空気流で冷却できるため、ミスト発生ユニット１０から放熱フィン２３の冷却ファンを無くすことができるため、ミスト発生ユニット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。
【選択図】図７

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、その電極の表面に生成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、正電極の冷却用に用いたペルチェ素子は、その冷却面に対して反対面が放熱面となり、その放熱面に放熱フィンが設けられており、この放熱フィンによって放熱面の放熱効果を高めることにより、結果的に冷却面の冷却効率を向上させることができる。

このため、前記静電微粒子水生成部や熱電変換素子を用いた結露水供給部を組み込んだ静電微粒子水発生ユニットには、前記ペルチェ素子の放熱フィンを冷却するための冷却ファンが設けられ、この冷却ファンの送風で前記放熱フィンを冷却するようになっている。

したがって、前記静電微粒子水発生ユニットを空調装置と組み合わせて用いようとした場合にも、従来では静電微粒子水発生ユニットに放熱フィン冷却用の冷却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コストアップが余儀なくされる。

そこで、本発明は、静電微粒子水発生ユニットを空調装置と組み合わせた場合に、熱電変換素子の冷却ファンを空調装置内の空気流で冷却して、構造の簡素化およびコストダウンを達成できる静電微粒子水供給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）で生成した静電微粒子水を放出する静電微粒子水放出口（１７）と、を備えて静電微粒子水発生ユニット（１０）を形成し、該静電微粒子水発生ユニット（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２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ユニット（１０）を取り付け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４にかかる発明にあっては、上記空調装置（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、上記静電微粒子水生成部（１４）から放出される静電微粒子水を、上記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５にかかる発明にあっては、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発生部（４０）に接続し、この差圧発生部（４０）に生ずる負圧で上記静電微粒子水生成部（１４）で生成される静電微粒子水を上記空気流中に吸引することを特徴とする。

請求項６にかかる発明にあっては、上記静電微粒子水発生ユニット（１０）の空気取入口（１６）を、上記空調装置（２）の送風ファン（６）よりも上流側の内気導入部（５ａ）に連通したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、静電微粒子水発生ユニット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、上記静電微粒子水発生ユニットから突出させた上記熱電変換素子の放熱フィンを、空調装置の空気流通経路内に挿入してあるので、上記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、静電微粒子水発生ユニットから放熱フィンの冷却ファンを無くすことができるため、静電微粒子水発生ユニット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ユニット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２の発明によれば、上記静電微粒子水発生ユニットを、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取り付けたので、静電微粒子水発生ユニット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、静電微粒子水発生ユニットの点検時や故障時のメンテナンス性を向上する請求項２の効果に加えて、上記静電微粒子水発生ユニットを上記開閉蓋に取り付けた場合に、熱電変換素子の放熱フィンをその開閉蓋から上記空気流通経路内に突出させることにより構成が簡素化されるが、その突出した放熱フィンで上記フィルタを保持することにより、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４の発明によれば、上記空調装置が車両用空調装置である場合に、上記静電微粒子水生成部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。

請求項５の発明によれば、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発生部に接続し、この差圧発生部に生ずる負圧で上記静電微粒子水生成部で生成される静電微粒子水を上記空気流中に吸引したことにより、その静電微粒子水を空調装置の吹出口から空調風に混入した状態で放出することができるため、上記静電微粒子水発生ユニットに静電微粒子水を送出するためのファンが不要となり、その静電微粒子水発生ユニットの構成を簡素化できる。

請求項６の発明によれば、上記静電微粒子水発生ユニットの空気取入口を、上記空調装置の送風ファンよりも上流側の内気導入部に連通したので、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、熱電変換素子は正電極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、これによって静電微粒子水生成部で静電微粒子水を支障無く発生させることができる。

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、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ユニット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、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。

ミスト発生ユニット１０は、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。なお、図５中矢印Ｓは空気の流れを示す。

すなわち、ミスト発生ユニット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。

ここで、本実施形態では、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。

このとき、放熱フィン２３は、図６に示すように、ミスト発生ユニット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、ミスト発生ユニット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にミスト発生ユニット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。

また、ミスト発生ユニット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、本実施形態の静電微粒子水供給装置１では、上述したように車両用空調装置２にミスト発生ユニット１０を組み合わせて構成され、その空調装置２がインストルメントパネル３の下部に搭載されるが、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させてある。

すなわち、本実施形態では、図９に示すように、ミスト発生ユニット１０のミスト放出口１７を、空調装置２内の空気流を利用した差圧発生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に生ずる負圧によって静電微粒子水生成部１４で生成されるナノイオンミストを空気流中に吸引するようにしてある。

アスピレータ４０は、上記ミスト放出口１７に接続した小径パイプ４１を設けるとともに、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、謂わゆる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。

このとき、図１に示すように、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。

また、ミスト発生ユニット１０の空気取入口１６は、図７に示すように、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に連通される。

以上の構成により、本実施形態にかかる静電微粒子水供給装置１によれば、ミスト発生ユニット１０から突出させたペルチェ素子１５の放熱フィン２３を、そのミスト発生ユニット１０を取り付けた空調装置２の側壁９ａ内に挿入して空気流通経路９内の空気流に接触させたので、放熱フィン２３をその空気流で冷却できる。したがって、ミスト発生ユニット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ため、ミスト発生ユニット１０を空調装置２と組み合わせた場合に、そのミスト発生ユニット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。

また、ミスト発生ユニット１０を、側壁９ａに設けたフィルタ３０の交換用の開口部３１に脱着される開閉蓋３２に取り付けたので、ミスト発生ユニット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。つまり、本実施形態では、図７に示したようにグローブボックス３３を取り外して背面カバー３５を取り除くことにより、開閉蓋３２を簡単に取り外すことができるため、ミスト発生ユニット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。

さらに、ミスト発生ユニット１０を開閉蓋３２に取り付けた場合に、ペルチェ素子１５の放熱フィン２３をその開閉蓋３２から空気流通経路９内に突出させることにより構成が簡素化されるが、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の数を削減できるため、開閉蓋３２の構造を簡素化できる。

さらにまた、空調装置２は車両用空調装置となっているが、静電微粒子水生成部１４から放出された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。なお、この場合、上面中央吹出口７から吹き出されたナノイオンミストはフロントガラスに衝突することになるが、微細なナノミストの性質上、そのフロントガラスに付着されることは無く、ガラス面の曇りが防止される。

また、ミスト発生ユニット１０のミスト放出口１７を、空調装置２内の空気流を利用した差圧発生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で生成されるナノイオンミストを空気流中に吸引するようにしたので、ナノイオンミストを空調装置２の吹出口から空調風に混入した状態で放出することができる。このため、ミスト発生ユニット１０にナノイオンミストを送出するためのファンが不要となり、そのミスト発生ユニット１０の構成を簡素化できる。

さらに、ミスト発生ユニット１０の空気取入口１６を、空調装置２の空調ブロワ６よりも上流側の内気導入部５ａに連通したので、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は正電極１２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、これによって静電微粒子水生成部１４でナノイオンミストを支障無く発生させることができる。

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。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生ユニットの斜視図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生ユニットの分解斜視図。 本発明の一実施形態にかかる静電微粒子水発生ユニット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ユニット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。

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 ミスト発生ユニット（静電微粒子水発生ユニット）
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 (6)

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）で生成した静電微粒子水を放出する静電微粒子水放出口（１７）と、を備えて静電微粒子水発生ユニット（１０）を形成し、
   該静電微粒子水発生ユニット（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静電微粒子水供給装置。
2. 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ユニット（１０）を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の静電微粒子水供給装置。
3. 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２に記載の静電微粒子水供給装置。
4. 前記空調装置（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、前記静電微粒子水生成部（１４）から放出される静電微粒子水を、前記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１〜３のうちいずれか一つに記載の静電微粒子水供給装置。
5. 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発生部（４０）に接続し、この差圧発生部（４０）に生ずる負圧で前記静電微粒子水生成部（１４）で生成される静電微粒子水を前記空気流中に吸引する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静電微粒子水供給装置。
6. 前記静電微粒子水発生ユニット（１０）の空気取入口（１６）を、前記空調装置（２）の送風ファン（６）よりも上流側の内気導入部（５ａ）に連通したことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の静電微粒子水供給装置。

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