JP4385800B2

JP4385800B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP4385800B2
Application number: JP2004069414A
Authority: JP
Inventors: 讓吉浪
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: JP2005254990A

Description

本発明は、光触媒脱臭装置を用いた車両用空調装置に関するものである。

車両用空調装置では、ダクト内に設けられた熱交換器等の温度調整装置を発生源とした臭いが発生することがある。また、空調装置が長時間未使用のまま放置された場合には、ダクト内で微生物が繁殖したり、ダクトの内壁に付着した有機物が変質することにより異臭が発生する。

このような臭いを防ぐには、ダクト内に脱臭装置を設置しなければならない。特に、熱交換器等を発生源とした臭いの場合は、熱交換器よりも下流側に脱臭装置を設置する必要がある。例えば熱交換器よりも下流側に活性炭を設置することで脱臭することできるが、一方で寿命になると活性炭を定期的に交換しなければならない。

そこで近年、二酸化チタンに代表される光半導体微粒子の光触媒作用が注目されている。この光触媒作用とは、例えば、光半導体微粒子に紫外線等の光が照射されることによって活性表面が形成され、その活性表面が有機化合物の分解等の触媒として機能するものである。この光触媒作用を活用した光触媒脱臭装置を用いれば、紫外線照射によって自らを再生することができるため、脱臭装置の交換が不要になる。

例えば、ダクト内に光触媒脱臭装置を設置し、その近傍に紫外線ＬＥＤ（レーザー発光ダイオード）を配置した空調装置が存在する（下記特許文献参照）。紫外線ＬＥＤによって光触媒脱臭装置に紫外線を照射して、光触媒を定期的に再生するようにしている。

特開平９−３８４８７号公報

しかしながら、ダクト内に紫外線ＬＥＤ等の光源を設置する場合、構成部品数が増えるため部品コストが高くなるという問題があった。

本発明による車両空調装置は、送風装置で送風される空調用の空気を吹出し口まで誘導するダクトと、前記送風装置により前記ダクト内を流れる空気の温度を調整する温度調整装置と、前記ダクトの内部に配設され、前記吹出し口を介して前記ダクトの内部に入射する外来光により再生可能な光触媒脱臭装置と、前記吹出し口に設けられ、前記外来光を反射して前記光触媒装置に到達させる反射面を有するルーバーとを備え、前記ルーバーの少なくとも前記反射面には、非反射面よりも高い反射率となるような処理が施されていることを特徴とする。

本発明によれば、コストを増大させることなく光触媒脱臭装置を空調装置に組み込むことが可能になる。

以下、図面を参照しながら本発明の最良の実施形態について説明する。
図１は第１実施形態に係る車両用空調装置１の主要部の構成を模式的に示したブロック図である。この空調装置１は、空調用の空気を誘導するダクト１０と、空気を冷却するエバポレータ１２と、空気を加熱するヒータ１４と、空気をダクト１０を介して送風するブロア１６と、空気を脱臭する光触媒脱臭装置３０とを備えている。

ダクト１０は、最上流に設けられる取込み口１８から空調用の空気を取込み、最下流に設けられる吹出し口２０にこの空気を誘導する。なお、特に図示しないが、空気の取込み口１８には外気用／内気用の取り出し口が設けられ、適宜切り替えるドアも設けられる。同様に吹出し口２０として、デフロスター用、足元への送風用、ダッシュボード前面の送風用、車両後方部に設置される後部座席用等、車種やグレードによって各種の吹出し口が設けられている。

エバポレータ１２は、圧縮式冷凍機から供給される冷媒を気化させ、その気化熱で空気を冷却するものである。ヒータ１４は、エンジンの冷却水である熱水を用いて空気を加熱する。すなわち、エバポレータ１２とヒータ１４はいわゆる熱交換器であり、空気の温度調整装置として機能している。この両者の組み合わせによって、最適な温調風を得ることができる。ブロア１６はいわゆる送風機であり、ファンの回転によって空調用空気を送風する。

図２（Ａ）には、空調装置１における吹出し口２０近傍の断面構造が示されている。吹出し口２０は、運転席および助手席に対向しているインスツルメントパネルに設けられており、ベントグリルを構成している。この吹出し口２０にはルーバー４０が設置されている。

ダクト１０の内部であって、ルーバー４０の近傍、具体的にはルーバー４０の直ぐ上流位置には、光触媒脱臭装置３０が設置されている。この結果、室内で乱反射した外来光（散乱光）が、吹出し口２０およびルーバー４０を介してダクト１０内に進行し、光触媒脱臭装置３０に入射するようになっている。これにより、この光触媒脱臭装置３０の脱臭効果を再生することが可能となっている。

図２（Ｂ）に示されるように、ルーバー４０には角度調整機構４２が設けられており、ルーバー４０を揺動させることで風向きを変更できるようになっている。しかし、本空調装置１では散乱光を活用して光触媒脱臭装置３０を再生するため、例えば、ルーバー４０を常に下方向や、左右方向に向けてしまうと、このルーバー４０が邪魔になって散乱光が十分に光触媒脱臭装置３０に届かない場合もある。これを防止するために、角度調整機構４２には、ルーバー４０の中立位置（ニュートラル位置）に「再生」Ｓの指標が表示がされ、この指標Ｓを用いてルーバー４０の角度を設定すると、光触媒脱臭装置３０が効果的に再生されることを運転者に示している。この「再生」位置表示によって、使用者がルーバー４０をニュートラル位置に定期的に設定し、光触媒を積極的に再生することが可能になる。したがって、図２（Ｂ）の例では、外来光はルーバー４０の表面で反射することなく光触媒脱臭装置３０へ到達する。

図３には、光触媒脱臭装置３０の構造が示されている。この光触媒脱臭装置３０には、主に、ハニカムタイプ３０Ａとプリーツタイプ３０Ｂを用いることができる。なお、これらを組み合わせて用いても良い。

ハニカムタイプ３０Ａは、蜂の巣状に構成された樹脂心材の表面に、光触媒を担持した活性炭などを塗布した構造であり、この細かいトンネル状の空間を空気が通過させることで脱臭される。一方、プリーツタイプ３０Ｂは、プリーツ状に加工された不織布などを心材とし、光触媒を担持した活性炭等を塗布または織り込んだものである。この心材自体を空気が通過することで脱臭される。

本空調装置１では、光触媒脱臭装置３０を吹出し口２０の近傍に設置しているので、吹出し口２０を介して外来光が入射し、光触媒脱臭装置３０を再生することができる。従って、再生のための光源装置を全く不要としているので、故障の心配もなく、製造コストを抑えることが可能になる。また、ベントグリル近傍に光触媒脱臭装置３０が設置されるので、何らかの原因で交換が必要な場合であっても、ルーバー４０を取りはずせば、簡単にメンテナンスが可能となっている。

また、従来のように光触媒脱臭装置へ光を照射するＬＥＤを用いる場合は、ＬＥＤへの配線や制御装置が必要であり、組み立てコストが増大するという問題があったが、本発明では、自然光を用いるため、そのようなコストアップを抑制できる。さらに、制御装置に故障が生じたり、あるいは電気的な配線障害等が生じた場合には、光触媒が再生不能となり脱臭効果が全く得られなくなるという問題があったが、本発明では、そのような問題も発生しない。

次に、図４を参照して第２実施形態に係る空調装置２を説明する。なお、角度調整機構４２の再生位置表示を除いては、第１実施形態の空調装置と略同一であるので、各構成要素の名称および符号を第１実施形態と一致させることで各要素の具体的な説明や図示は省略する。

図４（Ａ）に示されるように、この空調装置２では、ルーバー４０の表面の光反射作用を活用して、ダクト１０の内部に外来光を入射させるようになっている。この場合、外来光を効果的に反射して光触媒脱臭装置３０側に入射させる好適角度（これを「光触媒再生角度」とする）でルーバー４０を停止させる。これにより光触媒脱臭装置３０に対して外来光を積極的に誘導することが可能になる。

この光触媒再生角度にルーバー４０を設定させるために、図４（Ｂ）に示されるように、角度調整機構４２には、「再生」Ｓの指標が表示されている。例えば、上下方向のルーバー４０に関しては、中立よりも上部方向（上方送風方向）にルーバー４０を停止させるよう表示されている。これにより、フロントウインドウ越しの外来光を効果的にダクト１０の内部に導光することが可能になる。また、左右方向のルーバー４０に関しては中立位置に「再生」Ｓの指標が表示されており、正面からの光を取込むようにしている。

なお、インスツルメントパネルにおける左右ドア近傍のベントグリルの近傍に光触媒脱臭装置を設ける場合は、サイドウインドウ越しに斜めから入射する外来光を効果的に捕らえる必要がある。そのためにも、左右方向の風向き調整するルーバー４０についても、サイドウインドウ側（すなわち外側）に「再生」Ｓの指標を設定することが好ましい。

さらに、本空調装置２では、ルーバー４０の反射面には非反射面に比べて高い反射率となる処理が施されている。また、吹き出し口から光触媒脱臭装置設置位置に至るダクト１０の内壁には、その設置個所よりも奥方（空調風の上流）の内壁に比較して高い反射率となる処理が施されている。高い反射率となる処理とは、光の反射率を高めるための各種方策を意味しており、本実施形態ではラッカー等を用いた光沢処理が施されている。その他にも例えば、明るい色（白やライトグレー）による表面塗装処理、メッキ処理、ラメ材やパール材のコーティング処理等の手法や、ルーバー４０の素材事態を明るい材料や金属素材を用いる手法等によって光反射率を高めることができる。なお、この光反射率処理としては、表面の反射率が高ければ高いほど好ましく、さらにルーバ４０の通常使用時の乗員への眩惑を防止するために、光を拡散するように微小な凹凸を設けても良い。

第２実施形態の空調装置２によれば、車内で乱反射した散乱光に加えて、フロントおよびサイドウインドウ越しの外来光を触媒再生に直接活用することができ、脱臭効果を一層高めることが可能になる。ルーバー４０の光反射面である図４（Ａ）に示す上側の面には、光反射面とならない面Ｄえある図４（Ａ）に示す下側の面に比べて高い反射率となる処理が施されているので、光触媒脱臭装置４０に入射する光量の低下を抑制することが可能になる。

次に、図５を参照して、第３実施形態に係る空調装置３について説明する。なお、吹出し口２０の位置等を除いては、第１実施形態の空調装置１と略同一であるので、構成要素の符号および名称を第１実施形態と一致させることで各要素の具体的な説明や図示は省略する。

この空調装置３では、ダクト１０の下流側が２方向に枝分かれしており、それぞれに吹出し口２０Ａ、２０Ｂが設けられている。上部側の吹出し口２０Ａがデフロスター用であり、フロントウインドウ４４の室内側の曇りを温調風によって除去する場合等に用いられる。下部側の吹出し口２０Ｂは、すでに第１および第２実施形態等で説明したベント用の吹出し口である。また、ダクト１０が枝分かれしている部分にはモードドア４６が設置されており、このモードドア４６を揺動させることで、空気の流路をデフロスターモードまたはベントモードに切り替えることができる。

さらに、この空調装置３では、デフロスター用の吹出し口２０Ａの鉛直下方側（吹出し口２０Ａの上流側）に光触媒脱臭装置３０が設置されている。従って、モードドア４６を切り替えてデフロスターモードにした場合には、フロイントウインドウ４４を透過した外来光が吹出し口２０Ａを経て光触媒脱臭装置３０に直接的に入射して、再生可能となっている。さらに、このモードドア４６を光透過性材料（ガラスや樹脂）で構成した場合には、ベントモードであっても、同様に光触媒脱臭装置３０を再生可能となる。

なお、ここではベント側とデフロスター側とで一つの光触媒脱臭装置３０を共有する場合を示したが、各吹出し口２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに光触媒脱臭装置を設置しても構わない。

この実施形態によれば、デフロスター用の吹出し口２０Ａを上手く活用し、フロントウインドウ４４から入射される外来光で光触媒を再生することが可能になり、コストをかけずに効率よく脱臭することが可能になる。

なお、本実施形態の車両用空調装置においても、上述したように、光触媒脱臭装置設置個所までのダクト１０の内壁に高反射率処理を施すことが望ましい。この結果、広範囲の外来光を光触媒脱臭装置３０に導くことが可能になり、再生効率を高めることができる。

次に、図６を参照して、第４実施形態に係る空調装置４について説明する。なお、吹出し口２０の配置等を除いては、第３実施形態の空調装置３と略同一であるので、構成要素の符号および名称を第３実施形態と一致させることで各要素の具体的な説明や図示は省略する。

この空調装置４では、ダクト１０の下流側が３方向に枝分かれしており、それぞれに吹出し口２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが設けられている。最上部の吹出し口２０Ａと最下部の吹出し口２０Ｂはデフロスター用とベント用であり、第３実施形態と同様であるが、デフロスター用とベント用の間に、アッパーベント用の吹出し口２０Ｃが設けられている。なお、このアッパーベント用の吹出し口２０Ｃから放出された温調風は、室内の天井側を経由して後部座席側に届くように考慮されている。

この空調装置４では、モードドア４６によって３方向のモードを切り替えることが可能であるが、デフロスターモードだけでなく、アッパーベントモードであっても、フロントウインドウ４４からの外来光を吹出し口２０Ｃを介してダクト１０内部に取込んで、光触媒脱臭装置３０を再生することが可能になっている。

なお、アッパーベント用の吹出し口２０Ｃに設置されるルーバーやダクト１０の内壁に上述したように高反射率処理を施すことで、外来光を反射させながらダクト内に取り込むようにしてもよく、一層効率的に光触媒を再生できる。

以上、本発明の実施形態の車両用空調装置において、は、車両のインスツルメントパネル近辺の吹出し口に限って示したが、本発明はそれに限定されず、後部座席側や天井、ドア等に設置される吹出し口に適用しても構わない。また、光触媒脱臭装置としてハニカムタイプとプリーツタイプを示したが、他のタイプであっても良く、要は紫外線等の外来光によって再生可能な脱臭装置であれば良い。また、ルーバーの角度調整機構に「再生」指標を表示して、手動でルーバー角を設定する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、自動制御によってルーバーやモードドアを光触媒再生に好適な位置に設定することも可能である。その他、本発明の特徴を損なわない範囲内で、種々変形してもよい。

第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を模式的に示すブロック図第１空調装置におけるベント用吹出し口近辺を示す断面図および正面図第１空調装置における光触媒脱臭装置の構造を示す分解斜視図第２実施形態に係る空調装置のベント用吹出し口近辺を示す断面図および正面図第３実施形態に係る空調装置の吹出し口近辺を示す断面図第４実施形態に係る空調装置の吹出し口近辺を示す断面図

符号の説明

１、２、３、４…車両用空調装置
１０…ダクト
１２…エバポレータ
１４…ヒータ
１６…ブロア
１８…取込み口
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…吹出し口
３０…光触媒脱臭装置
４０…ルーバー
４２…角度調整機構
４４…フロンドウインドウ
４６…モードドア

Claims

送風装置で送風される空調用の空気を吹出し口まで誘導するダクトと、
前記送風装置により前記ダクト内を流れる空気の温度を調整する温度調整装置と、
前記ダクトの内部に配設され、前記吹出し口を介して前記ダクトの内部に入射する外来光により再生可能な光触媒脱臭装置と、
前記吹出し口に設けられ、前記外来光を反射して前記光触媒装置に到達させる反射面を有するルーバーとを備え、
前記ルーバーの少なくとも前記反射面には、非反射面よりも高い反射率となるような処理が施されていることを特徴とする車両用空調装置。
請求項１の車両用空調装置において、
前記吹出し口はデフロスター用とされ、フロントウインドウを透過した外来光を前記吹出し口から取込むことで前記光触媒脱臭装置を再生可能にしたことを特徴とする車両用空調装置。
請求項１または２の車両用空調装置において、
前記吹出し口から前記光触媒脱臭装置までの間の前記ダクトの内壁を、前記光触媒脱臭装置より上流のダクトの内壁よりも高い反射率に処理したことを特徴とする車両用空調装置。
請求項１の車両用空調装置において、
前記ルーバーの角度を調整する角度調整機構が前記吹出し口近傍に設置され、前記ルーバーで反射する前記外来光を前記光触媒脱臭装置に到達させるに最適な角度位置に前記ルーバーを調整するための指標が設けられ、前記指標を用いて前記角度調整機構により前記ルーバーを前記最適な角度位置に設定することを特徴とする車両用空調装置。