JP2017202782A - カーエアコン用浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エバポレータに吸着した臭い成分を浄化して車室内におけるエアコン臭の発生を抑止できるカーエアコン用の浄化装置を提供する。【解決手段】本発明の浄化装置（１）は、圧送されてきた冷媒が内部で膨張することにより外表面側を通過する導入空気を冷却するエバポレータの上流側に配置され、導入空気へ水分を付与して加湿空気とする加湿器（１１、１２）を備える。エバポレータに加湿空気が導入されることにより、エバポレータの外表面に凝縮水を生成される。この凝縮水により、エバポレータの表面部に吸着等していた臭い成分がドレン水として排出されたり、その揮発と共に放出されたりして、エバポレータが浄化される。本発明に係る加湿器は、例えば、塵埃を除去する浄化フィルターを兼ねる加湿フィルターである。加湿器は、滅殺菌効果または消臭効果を有する機能性成分を水分と共に、導入空気または加湿空気へ付与すると好ましい。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、エバポレータに吸着等している臭い成分を低減または除去できるカーエアコン用浄化装置に関する。

車両用空調装置（単に「カーエアコン」または「エアコン」という。）を使用している際に、ときどき、特有な臭いを感じることがある。このような臭いの発生は、そのメカニズムの詳細が定かではないが、吹出口（送風口）の上流側に配置されているエバポレータ（特に表面処理されたＡｌ（合金）製のコルゲートフィンや筐体等）に吸着等していた物質（臭い成分）がエアコンの使用によって脱離（脱着）することが主な原因と考えられる。

このため、エバポレータを洗浄剤や高圧水等で洗浄して、エバポレータに吸着等している臭い成分を除去すれば、車室内における臭いの発生が抑止され得る。しかし、家庭用エアコン等のエバポレータとは異なり、カーエアコン用エバポレータは、車両内にユニットとして組み込まれており、少なくとも一般ユーザーがそのエバポレータを直接洗浄することは容易ではない。また、吹出口からスプレータイプの洗浄剤を噴霧または注入しても、エバポレータの一部を間接的にしか洗浄できず、その効果は限定的である。さらに、仮にエバポレータを洗浄しても、外気からの導入、乗員の持ち込み、内装材からの放出等は繰り返されるため、臭い成分はエバポレータにいずれ再吸着し得る。

特開２００９−２４３７００号公報

本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、カーエアコンのエバポレータを簡易に浄化できるカーエアコン用浄化装置を提供することを目的とする。
なお、上記の特許文献１には、冷凍サイクルのコンデンサ（凝縮器）の放熱部に対向して上流側に配置したフィルターへ水を噴射する補助冷却装置に関する記載がある。この補助冷却装置は、コンデンサへ導入される空気の冷却を目的としており、フィルターを通過した加湿空気はコンデンサで気化する。つまり特許文献１は、臭い発生の抑止やエバポレータの浄化に関するものでもなければ、カーエアコンに関するものでもない。

本発明者は上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、上流側からエバポレータへ導入される空気を加湿してエバポレータで凝縮水を生成させ、この凝縮水によりエバポレータを浄化することを着想した。この着想を具体化させると共に発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。

《カーエアコン用浄化装置》
（１）本発明は、圧送されてきた冷媒が内部で膨張することにより外表面側を通過する導入空気を冷却するエバポレータの上流側に配置され、該導入空気へ水分を付与して加湿空気とする加湿器を備え、該エバポレータの外表面に凝縮水を生成して該エバポレータの外表面を浄化するカーエアコン用浄化装置である。

（２）本発明のカーエアコン用浄化装置（単に「浄化装置」ともいう。）によれば、冷却されているエバポレータ（特に表面積の大きいコルゲートフィン）へ加湿空気を導入して、エバポレータの表面に積極的に発生させた凝縮水を介して、エバポレータに吸着等していた臭気原因となる物質（単に「臭い成分」という。）の低減または除去が可能となる。こうしてエバポレータが浄化されることにより、車室内への臭い成分の導入が抑止され、快適な車室空間の維持が可能となる。

また本発明の浄化装置を使用すれば、エバポレータの表面全体に凝縮水が略均一的に容易に発生し得るため、エバポレータの略全表面を効率的に浄化できる。従って、本発明によれば、エバポレータの効率的な浄化を容易に行うことができる。

（３）ところで、本発明のように、エバポレータの表面に凝縮水を積極的に生成させることによりエバポレータが浄化されるメカニズムは、必ずしも定かではないが、次のように考えられる。

車室内で感じる臭いには、主に、外気からの導入や各種の製品自体（例えば内装材）から発生するものと、いわゆるエアコン臭のようにエバポレータに一旦吸着等した雰囲気中の臭い成分が、何らかの要因で離脱して車室内へ導入されるものとがある。後者のエアコン臭は、主にエバポレータの汚染に起因しており、本発明者の研究により、さらに次のように分類されることがわかった。

エバポレータに起因するエアコン臭には、（ｉ）エバポレータの表面に生成した凝縮水に、雰囲気中の臭い成分が事後的に吸収・濃縮されて、その凝縮水が揮発してエバポレータが乾燥状態になるときに生じる臭いと、（ii）エバポレータの表面近傍・内部に予め吸着等されていた臭い成分が、エバポレータの表面に生成した凝縮水により溶解・濃縮されて、その凝縮水が揮発してエバポレータが乾燥状態になるときに生じる臭いと、（iii）エバポレータの表面近傍・内部に予め吸着等されていた臭い成分が、エバポレータの表面に生成した凝縮水によって押し出されるようにして放出されて生じる臭いと、に分類されることがわかった。

タイプ（ｉ）の臭いは、エバポレータの汚染とは基本的に関係なく、一時的に発生し易い臭いであるため、生成した凝縮水をドレン水として車外へ排出することにより対策可能である。これに対して、タイプ（ii）・（iii）の臭いは、エバポレータの汚染と相関があり、長期に渡って断続的に発生し易い傾向がある。この原因となる臭い成分は、比較的炭素数の多い高沸点または不溶性の有機物からなり、低濃度でも臭いを強く感じ易く（いわゆる臭いを感じる濃度（閾値）が低く）、放出も僅かずつである。このため、エアコンの通常運転だけでは、その臭い成分はエバポレータから一気に除去されない。

しかし、このような臭い成分でも、エバポレータの表面に生成する凝縮水を介して放出されることは確かである。このため本発明の浄化装置を用いて、通常モードとは別に、例えば、積極的な凝縮水の生成と揮発（放出）を繰り返す浄化モードで、エアコンを運転すれば、そのような臭い成分であっても、十分に低減・除去可能となる。

《その他》
（１）本発明の浄化装置は、エバポレータの表面に生成させる凝縮水を介してエバポレータを浄化するが、その浄化パターンは種々あり得る。例えば、濡れる程度の凝縮水をエバポレータの表面に生成し、エバポレータの表面に吸着等している臭い成分を取り込ませた凝縮水をドレン水として排水することによりエバポレータを浄化（洗浄）するパターンがある。また、エバポレータの表面において、濡れない程度の凝縮水の生成とその揮発とを短周期で繰り返して、エバポレータの表面に吸着等している臭い成分を、徐々に放出させてエバポレータを浄化するパターンもある。本発明は、エバポレータの上流側から加湿空気が供給されることにより、エバポレータの表面で多少なりとも凝縮水が生成し、その凝縮水を介してエバポレータの表面に吸着等されていた臭い成分が低減・除去等される限り、生成させる凝縮水量や臭い成分の浄化パターン等は問わない。

（２）本明細書でいう「上流」と「下流」は、エバポレータを通過する空気流の「上流」（気流元）と「下流」（気流先）を基準とする。カーエアコンの通常の運転モードの場合は上流側が車室外側で下流側が車室内（吹出口）側となるが、本発明に係る加湿器を作動させる浄化モードの場合は必ずしも車室内外と上下流とが対応していなくてもよい。

ちなみに、車室内の湿度調整を目的として、加湿器をエバポレータの下流側に配置するという発想はあり得ても、本発明のように加湿器をエバポレータの上流側に配置するという発想はこれまでになかった画期的なものである。

第１実施例である浄化装置の平面図である。 そのＡ−Ａ断面図である。 第２実施例である浄化装置の断面図である。

上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。方法的な構成要素であっても、一定の場合に物に関する構成要素ともなり得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。

《加湿器》
本発明に係る加湿器は、エバポレータへの導入空気へ少なくとも水分を付与して、その湿度を高めた加湿空気をエバポレータの上流側で生成するものであればよい。加湿器の形態は種々考えられる。また、加湿器の形態に応じて、付与される水分の形態も、水蒸気、水滴等様々である。

例えば、エバポレータの上流側通路内へ直接的に水分（水の微粒子）を噴霧したり、エバポレータの上流側に湿潤させたフィルター（加湿フィルター）を配置したりすることにより、加湿空気の生成が可能となる。加湿フィルターの湿潤方法も種々あり得る。例えば、毛細管現象を利用してフィルターへ水分を補給しても良いし、フィルターへ連続的または断続的に水分を噴霧等してもよい。

加湿フィルターは、エバポレータの浄化を行う場合のみに用いる専用品でも良いし、塵埃等を除去する浄化フィルターを兼ねる兼用品でもよい。本発明に係る加湿器は、そのような加湿フィルターと把握しても良いし、車両のフィルターハウジングに既に組み込まれているカーエアコン用エアフィルター（浄化フィルター）を湿潤する機器と把握しても良い。

加湿フィルターは、車両内に常時設置されていても良いし、エバポレータの浄化作業時に装着されるものでもよい。後者の加湿フィルターは、脱着可能であって、既存の浄化フィルターと一時的に差替えられるものであると好適である。

加湿フィルターは、さらに、上流面側または下流面側に、液体と気体を分離できる分離膜（疎水性膜）を備えると好ましい。これにより、水滴等が加湿フィルターから車室内等へ流出することが抑止される。特に、このような分離膜は上流側に設けると好ましい。これにより、導入空気の通過を許容しつつ、車両の振動等が加わった際に、加湿フィルターから水滴が飛び出すことを抑止できる。なお、ここでいう「膜」には、網状のものも含まれる。

加湿フィルターは、さらに、上流面側または下流面側に止水フィルターを備えると好ましい。これにより、過剰な水滴等が加湿フィルターから車室内等へ流出することが抑止される。特に止水フィルターは下流側に設けると好ましい。これにより、加湿空気を通過させつつ、車両の振動等が加わった際に、加湿フィルターから水滴が飛び出すことを抑止できる。なお、止水フィルターで補足された水分は、排出しても良いが、加湿フィルターで再利用されると好ましい。また止水フィルターは、単に水滴等の流出を抑止するのみならず、それ自体が第２の加湿フィルターとして機能してもよい。

《制御部》
本発明の浄化装置は、エバポレータの浄化作業時に、水分の供給により導入空気を加湿するだけのものでもよい。もっとも、外界の温度や湿度、車室内における臭いの発生状況、エアコンの運転状態等に応じて、加湿器の作動（時期、加湿量等）を制御する制御部を備えると好ましい。

制御部は、エアコンと連動して、加湿器を作動させる浄化モードと加湿器を作動させない通常モードとを切り替えると好ましい。この制御部は、エアコン本体の制御部と独立したものでもよいが、その一部から構成されるものでもよい。

《機能性成分》
本発明に係る加湿器は、水分を導入空気に供給できるものであれば足るが、水分に加えて、滅殺菌効果または消臭効果を有する機能性成分を導入空気または加湿空気に付与できると好ましい。これによりエバポレータの浄化促進、臭い成分のエバポレータへの再吸着抑止、エバポレータの下流側の消臭等が可能となる。なお、機能性成分は、水分と独立して供給されてもよいが、水分と共に供給されると効率的である。例えば、水分と機能性成分の混合液（特に水溶液）を、加湿器により噴霧、浸透等させるとよい。

《その他》
（１）本発明の浄化装置によりエバポレータを実際に浄化するためには、車両に装備されているエアコン本体を作動させて、エバポレータで加湿空気を冷却する必要がある。そこで本発明の浄化装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサ、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ、冷媒を気体と液体に分離するレシーバー、エバポレータ、ブロワー、ＥＣＵ（電子制御ユニット）等を備えたエアコン本体に、本発明に係る加湿器（さらに制御部）を加えたエアコンシステムとしても把握できる。

（２）凝縮水の流出または揮発によりエバポレータから離脱した臭い成分は、浄化モードの際に、車室内へ放出されても、車室外へ排出または放出されてもよい。凝縮水が臭い成分を取り込んでドレン水となるときは、当然に車室外へ排出される。エバポレータから放出された臭い成分が、単独または凝縮水（水蒸気）と共に気体状態で放出される場合、その放出先は、車室内の他、車室外とすることも可能である。臭い成分を車室外へ放出させるには、例えば、エバポレータの下流側にある送風路を車室外へ連通させるとよい。従って本発明の浄化装置は、そのような送風路の切替構造（さらには切替制御）を有するエアコンと組み合わされると好ましい。

（３）エバポレータの汚染に起因したエアコン臭は、高湿度な環境下（例えば夏季）ではあまり発生しない。このようなときはエアコンを通常運転していても、エバポレータは全体が濡れた状態となり、擬似的な洗浄状態にあると考えられる。逆に、エバポレータの表面で凝縮水の発生と揮発が繰り返されるような環境下（例えば秋季〜春季）や、そのようなエアコン制御がなされる状況下では、上記のエアコン臭が発生し易くなる。従って、そのようなときにこそ本発明の浄化装置を作動させる必要性が高く、それによりエバポレータの浄化ひいてはエアコン臭の抑止を効率的に行える。

浄化装置を作動させるタイミング、期間等の判断は、例えば、各種センサーで検出される外界情報（温度、湿度）、車室内情報（臭い等）に基づいて行える。このような判断に基づいて、本発明の浄化装置は、エアコンと連携して作動すると好ましい。

実施例を示して本発明をより具体的に説明する。

《第１実施例》
本発明の一実施例であるカーエアコン用の浄化装置１を図１Ａおよび図１Ｂ（両者を併せて単に「図１」という。）に示した。図１Ａはその平面図であり、図１ＢはそのＡ−Ａ断面図である。浄化装置１は、フィルター部１１と、給水部１２と、制御部１３と、枠部１４を備える。

フィルター部１１は、浄化フィルター１１０と、その上流側（鉛直上方）に配置された分離膜１１１（疎水性膜）と、その下流側（鉛直下方）に配置された乾燥フィルター１１２（止水フィルター）とを有する多層構造となっている。なお、浄化フィルター１１０により、上流側から流入する空気中に含まれる塵埃等が除去され、その下流側にあるエバポレータ（図略）へ清浄な空気が導かれる。

給水部１２は、噴霧器１２１ａ〜１２１ｄ（単に「噴霧器１２１」ともいう。）と、開閉可能な給水口１２３ａ、１２３ｂを略中央に有する略鈎状の貯水タンク１２２ａ、１２２ｂ（単に「貯水タンク１２２」ともいう。）とからなる。噴霧器１２１ａ〜１２１ｄは、浄化フィルター１１０の上面両側の各２箇所に均等に設けられている。これら噴霧器１２１は、ネブライザー等からなり、貯水タンク１２２内にある水（または機能性成分を含む水溶液等）を、浄化フィルター１１０の上面へ霧状に噴霧し得る。これにより浄化フィルター１１０は、上面側から全体が均一的に湿潤される。

浄化フィルター１１０の上面側にできた水滴は、分離膜１１１によって上流側への逆流が阻止されている。また浄化フィルター１１０を通過してその下面側にできた水滴は乾燥フィルター１１２により受け止められ、下流側への流出が防止されている。

制御部１３は、フィルター部１１の上流側に設けられたセンサー１３２ａと、フィルター部１１の下流側に設けられたセンサー１３２ｂと、電子制御ユニット１３１とを有する。電子制御ユニット１３１は、ＣＰＵ等の演算処理部（図略）と、電池または外部から電力を供給される電源端子からなる電力部とを有する。電子制御ユニット１３１は、センサー１３２ａ、１３２ｂから得られた温度や湿度等の環境情報に基づいて、噴霧器１２１の作動・停止、噴霧器１２１による噴霧量等を制御する。

枠部１４は、フィルター部１１、給水部１２および制御部１３を収容する方形筒状の枠体からなる。枠部１４は、既存のカーエアコン用エアフィルターと外形状（サイズ）が同じある。従って浄化装置１は、そのエアフィルターと差替えて、ハウジング内に着脱できるようになっている。

《第２実施例》
本発明の別の実施例である浄化装置２の断面図を図２に示した。浄化装置２は、浄化装置１を簡素化したものである。浄化装置１と同様な部材には同符号を付し、それらに関する詳細な説明は省略した。

浄化装置２は、浄化装置１の給水部１２を構成する噴霧器１２１を、吸水フィルター２２１に置換して給水部２２としたものである。この場合、貯水タンク１２２内の水は、毛細管現象等によって吸水フィルター２２１から浄化フィルター１１０へ供給される。

《作用効果》
浄化装置１でも浄化装置２でも、上流側から導入される空気が湿潤状態の浄化フィルター１１０を通過することにより加湿空気となり、エバポレータの上流側へ導かれる。この加湿空気が冷却されたエバポレータを通過する際に、エバポレータの表面には凝縮水が生成され得る。この凝縮水をドレン水として排出したり、揮発させることにより、エバポレータの表面に吸着等していた臭い成分も排出または放出される。こうしてエバポレータが浄化され、少なくとも車室内で発生するエアコン臭を抑止できる。

なお、本実施例に係るフィルター部１１（さらに給水部１２、２２や制御部１３）が、本発明でいう加湿器に相当する。また、そのフィルター部１１（特に湿潤される浄化フィルター１１０）が本発明でいう加湿フィルターに相当する。

１ 浄化装置
１１ フィルター部（加湿フィルター）
１２ 給水部
１３ 制御部
１４ 枠部

Claims (7)

1. 圧送されてきた冷媒が内部で膨張することにより外表面側を通過する導入空気を冷却するエバポレータの上流側に配置され、該導入空気へ水分を付与して加湿空気とする加湿器を備え、
   該エバポレータの外表面に凝縮水を生成して該エバポレータの外表面を浄化するカーエアコン用浄化装置。
2. 前記加湿器は、前記導入空気が通過する加湿フィルターからなる請求項１に記載のカーエアコン用浄化装置。
3. 前記加湿フィルターは、脱着可能であり、前記エバポレータの浄化作業時に装着される請求項２に記載のカーエアコン用浄化装置。
4. 前記加湿フィルターは、塵埃を除去する浄化フィルターを兼ねる請求項２または３に記載のカーエアコン用浄化装置。
5. 前記加湿フィルターは、さらに、上流面側または下流面側に、疎水性膜または止水フィルターを備える請求項２〜４のいずれかに記載のカーエアコン用浄化装置。
6. 前記加湿器は、滅殺菌効果または消臭効果を有する機能性成分を、前記導入空気または前記加湿空気に付与する請求項１〜５のいずれかに記載のカーエアコン用浄化装置。
7. さらに、前記加湿器の作動を制御する制御部を備える請求項１に記載のカーエアコン用浄化装置。