JP4396672B2 - 車両用静電霧化装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の静電霧化装置に関するものである。

乗用車等の車両にあっては車室内が密閉空間となっているため車室内に煙草等の臭いがこもるという問題がある。このために濾過式の空気浄化装置が各種提供されているが、車室内の壁面等に付着した臭い成分を除去することはできない。

ここにおいて、水を霧化させてナノメータサイズの帯電微粒子水（ナノサイズミスト）を発生させる静電霧化装置が注目されている。この静電霧化装置が発生するナノサイズミストはスーパーオキサイドラジカルやヒドロキシラジカルといったラジカルが含まれていて、脱臭効果や、ウイルス・カビ菌の抑制効果、アレル物質不活化効果等があることから近年注目されている。このために上記ナノサイズミストを車室内に送り出すことで、車室内の空気中の臭い成分だけでなく、車室内の壁面やシート等に付着した臭い成分の脱臭も行うことができるとともに、人の衣服に付着して車室内に持ち込まれた花粉等のアレルゲン抑制することができる。

この場合、特開２００６−１５１０４６号公報（特許文献１）に示されているように、車両が備える空調装置が出力する風にナノサイズミストを乗せることで、車室内にナノサイズミストを行き渡らせることができるが、上記静電霧化装置として、高電圧が印加される放電電極への水の供給を放電電極を冷却して空気中の水分を結露させることで行うものを用いると、空調装置の送風路中に静電霧化装置を配置したのでは、高温度あるいは低湿度の空気を送風する時、上記結露による放電電極への水の供給が行えず、これ故にナノサイズミストを発生させることができないことが生じる。
特開２００６−１５１０４６号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、車載の空調装置の送風を利用しつつナノサイズミストを有効に発生させることができる車両用静電霧化装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る静電霧化装置は、高電圧が印加される放電電極と、上記放電電極を冷却して放電電極部分に空気中の水分を基に静電霧化させるための水を生成させる冷却手段と、静電霧化したミストを放出する放出口とを備えて、車載用空調装置の吹出口から吐出される風に上記放出口からのミストを乗せて車室内に導く静電霧化装置であって、車載用空調装置の吹出口に至る送風路外に設置されて、上記放出口に一端を接続した導入管の他端部が送風路内に位置しているとともに、該導入管の上記他端部は送風路内の送風方向に沿って配されてその先端開口が吹出口側に向けられており、上記静電霧化装置は放出口から導入管を経て送風路に至るまでの間に消音器を備えていることに特徴を有している。

送風路を流れる調整された空気の影響を受けることなく結露水の生成とナノサイズミストの発生とを行えるものであり、また発生させたナノサイズミストを送風路を流れて吹出口から車室内に吹き出す風に効率良く乗せることができる。しかも消音器を備えるために、放電によって生じる騒音を低減することができる。

この時、導入管の上記先端開口は送風路の断面のほぼ中央に位置していると、乱流の発生などがなくて、車室内に到達するナノサイズミストの量を多く保つことができる。

導入管に設けられた屈曲部は滑らかな曲線を描くものであることも、導入管を通過するナノサイズミストの量を多くすることができる点で好ましい。

導入管はその一端から他端までの断面積がほぼ一定であると、均一な風速で効率良くナノサイズミストを運搬することができる。

導入管は軟質材で形成されているとともにその先端部は送風路内に設けられた保持部材で送風路内に固定されていると、放出口から送風路までの経路が一直線上になくても容易接続することができる上に、静電霧化装置の取り付け位置の自由度が向上する。

導入管の先端は送風路の吹出口に位置していることが、送風路を流れる風の風速の影響を受けることなく安定的にナノサイズミストを車室内に放出することができる。

静電霧化装置が放電電極に対向するとともに放電電極との間に高電圧が印加される対向電極を備えていると、効率の良いミスト発生を行うことができる。

そして空調装置の送風路がその送風量に合わせて吹出口付近の断面積を変化させるものであると、車室内にナノサイズミストを行き渡らせることができる風速を常に確保することができる。

本発明は、放電電極を冷却して放電電極部分に空気中の水分を基に静電霧化させるための水を生成してこの水を静電霧化するために、水の補給の必要がないものであり、しかも送風路を流れる調整された空気の影響を受けることなく結露水の生成とナノサイズミストの発生とを行うことができる。また発生させたナノサイズミストは送風路を流れる風に確実に乗せて吹出口から車室内に行き渡らせることができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図２において、図中２は車両内に設置される空調装置であり、空調ダクトからなる送風路２０を備えているとともに、一端が吸込口２１となっている送風路２０の他端は複数に分岐して夫々吹出口２２となっている。上記吸い込み口は、切換手段（図示せず）によって車外又は車室内のいずれかに選択的に連通する。

また、上記送風路２０内には、ブロアファン２３とエアフィルタ２４，エバポレータ２５、ヒータ２６が配設されている。上記ブロアファン２３の作動により、吸込口２１からエアフィルタ２４を介して車外の空気又は車室内の空気が吸い込まれて送風路２０に送り出され、吹出口２２から車室内に向けて風が吹き出す。

エバポレータ２５はコンプレッサ及びコンデンサ（図示せず）を備える冷房用冷媒循環路中にあって冷凍サイクルを形成するものであり、液状の冷媒がエバポレータ２５において送風路２０内の空気と熱交換する時、車室内に送り出される空気が冷やされるとともに除湿される。

また前記ヒータ２６は電動ポンプを備えてエンジンの冷却水が流れる熱媒循環路中にあり、上記電動ポンプによってエンジンにて加熱された熱媒（冷却水）が送風路２０内の空気と熱交換する時、車室内に送り出される空気が温められる。

一方、ナノメータサイズの帯電微粒子水（ナノサイズミスト）を発生させる静電霧化装置１は、図３に示すように、この放電電極１１を囲む絶縁材からなる筒体１６の先端開口部に配設されて上記放電電極１１に対向するリング状の対向電極１２と、上記放電電極１１を冷却することで空気中の水分を放電電極１１上に結露させる冷却手段１３と、放電電極１１と対向電極１２との間に高電圧を印加する高圧電源部１５とからなるもので、ペルチェ素子で構成されているとともに冷却側に上記放電電極１１が熱的に接続されている上記冷却手段１３は、その放熱側に放熱フィン１４を備えている。

また、上記静電霧化装置１は、図１に示すように放熱フィン１４に冷却風を送るモータファン１８を備えているとともに、このモータファン１４から送られる風の一部は上記筒体１６の側面開口から筒体１６内に入り、筒体１６の先端開口である放出口１７から吐出される。

この静電霧化装置１では、冷却手段１３で放電電極１１を冷却することで空気中の水分を結露させて放電電極１１上に結露水を生成するとともに、上記電極１１，１２間に高電圧を印加すれば、上記結露水は放電電極１１の先端に集まるとともに対向電極１２との間の放電によってレイリ一分裂を繰り返してナノサイズミストＭとなり、上記のモータファン１４による風に乗って前記放出口１７から外部に吐出される。

ここにおいて、上記静電霧化装置１は、図１に示すように、前記空調装置２における送風路２０外に設置されているとともに、上記放出口１７に接続された導入管１８が送風路２０における吹出口２２の近傍において送風路２０内に入り込んで、導入管２０の先端開口が送風路２０内における風の流れの方向に向けられている。

静電霧化装置１が送風路２０外にあるために、送風路２０を流れる調整された空気の影響を受けることなく結露水を生成してナノサイズミストＭを発生させることができるものであり、また放出口１７から導入管１８を経て送風路２０内に入ったナノサイズミストＭは、送風路２０内を流れる風に乗って吹出口２２から車室内に拡散される。

この時、導入管１８の先端開口が送風路２０内の風の流れにおける吹出口２２の方向に向けられているために、上記風の流れが導入管１８の先端開口からのナノサイズミストＭの吐出を妨げてしまうようなことがないものであり、特に図１に示すものでは送風路２０の断面中央に導入管１８の先端を位置させているために、吹出口２２まで乱流が発生しにくく、層流となっている風の流れに乗って確実に車室内に吐出される。

ここにおいて、上記導入管１９としては、帯電しにくい材質からなるとともに、車両への設置の都合上、軟質材からなる可撓性を有するもの、たとえばＰＶＣからなるものを用いており、また、内面が滑らかなものを用いている。更に導入管１８の両端間は、直線もしくは滑らかな曲線を描くように配置している。導入管１８の内面に凹凸があったり、導入管１８の途中に直角に折れ曲がった部分があったりすると、導入管１８内のナノサイズミストＭの流れに乱流が生じて、導入管１８の先端開口から吐出されるナノサイズミストＭの量が大きく減少してしまうからである。

また、導入管１８としては、その一端から他端に至るまでの断面積に変化のないものが好ましい。均一な風速で効率良くナノサイズミストＭを送ることができるためである。導入管１８は５０ｃｍ以下の長さとすることが、ナノサイズミストＭが途中で減少してしまうことを避ける点で好ましい。

さらに導入管１８の先端は、図４に示すように、吹出口２２の開口面近くに位置させておくと、送風路２０を流れる風の風速に影響されることなく安定的にナノサイズミストＭを車室内に導くことができる。

図５に示すものは、送風路２０の途中に設けた開口３５を閉じる蓋３６に導入管１８を貫通させる貫通部と導入管１８の先端を保持する保持リブ３７とを設けたものを示している。この保持リブ３７は、導入管１８が軟質材で形成されている場合にも、送風路２０の中央に導入管１８を位置させるものとして機能している。

図６は送風路２０の屈曲部を介して形成された吹出口２２の部分の背方に静電霧化装置１を配置したものを示している。導入管１８を曲げなくても送風路２０の中央に位置させることができる。

なお、静電霧化装置１は放電を利用している関係上、その動作時に放電による騒音が発生するが、この音が吹出口２２を通じて車室内に漏れてくる場合がある。この点については図７に示すように、外筒と孔明きの内筒との間に吸音材を入れた消音器３０を介して導入管１８を接続することで対処するのが好ましい。騒音の音漏れを無くすことができる。

図８に他の例を示す。これは送風路２０における導入管１８の先端が位置する部分の内径を可変としたもので、導入管１８の先端を囲む部分にゴムやウレタンからなる環状の空気袋３３を配置し、エアポンプ３４から送られる空気によって空気袋３３を膨らませたならば、その部分の内径が小さくなるようにしている。

上記エアポンプ３４は、前記ブロアファン２３による送風量Ｖが大である時、送風路２０の断面積を大きくし、ブロアファン２３による送風量Ｖが小である時、送風路２０の断面積を小さくすることで、送風量が少ない時にも吹出口２２から吐出される風の速度を所定値（たとえば０．４ｍ／ｓｅｃ）以上に保って、ナノサイズミストＭの車室内への散布効率を高くする。

以上の各例では導入管１８の先端部を送風路２０と平行で且つ送風路２０の中央に位置させているものを示したが、図９に示すように送風路２０内に導入管１８を斜めに差し込んだ形態のものであってもよい。ただし、導入管１８の先端開口は吹出口２２側を向いたものとする。

また、図示例では複数存在している吹出口２２のうちの一つに隣接させて静電霧化装置１を設けたものを示したが、複数の吹出口２５に夫々隣接させて複数の静電霧化装置１を設けたものであってもよいのはもちろんである。なお、静電霧化装置１を一つだけ設ける場合は、運転席側の吹出口２２に設置することが好ましい。運転者が車室内に持ち込んだ臭いやアレルゲンに対してナノサイズミストＭを確実に作用させることができる。

本発明の実施の形態の一例の概略断面図である。 同上の空調装置の全体構成を示す概略断面図である。 同上の静電霧化ユニット部分の断面図である。 同上の他例の概略断面図である。 同上の更に他例の部分分解斜視図である。 同上の別の例の斜視図である。 更に他の例の概略断面図である。 他の実施の形態の一例の概略断面図である。 他例の概略断面図である。

符号の説明

１ 静電霧化装置
２ 空調装置
１８ 導入管
２０ 送風路
２２ 吹出口

Claims (8)

1. 高電圧が印加される放電電極と、上記放電電極を冷却して放電電極部分に空気中の水分を基に静電霧化させるための水を生成させる冷却手段と、静電霧化したミストを放出する放出口とを備えて、車載用空調装置の吹出口から吐出される風に上記放出口からのミストを乗せて車室内に導く静電霧化装置であって、車載用空調装置の吹出口に至る送風路外に設置されて、上記放出口に一端を接続した導入管の他端部が送風路内に位置しているとともに、該導入管の上記他端部は送風路内の送風方向に沿って配されてその先端開口が吹出口側に向けられており、上記静電霧化装置は放出口から導入管を経て送風路に至るまでの間に消音器を備えていることを特徴とする車両用静電霧化装置。
2. 導入管の上記先端開口は送風路の断面のほぼ中央に位置していることを特徴とする請求項１記載の車両用静電霧化装置。
3. 導入管に設けられた屈曲部は滑らかな曲線を描くものであることを特徴とする請求項１または２記載の車両用静電霧化装置。
4. 導入管はその一端から他端までの断面積がほぼ一定であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用静電霧化装置。
5. 導入管は軟質材で形成されているとともにその先端部は送風路内に設けられた保持部材で送風路内に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用静電霧化装置。
6. 導入管の先端は送風路の吹出口に位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用静電霧化装置。
7. 静電霧化装置は放電電極に対向するとともに放電電極との間に高電圧が印加される対向電極を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用静電霧化装置。
8. 空調装置の送風路はその送風量に合わせて吹出口付近の断面積を変化させるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用静電霧化装置。

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