JP4752668B2

JP4752668B2 - 酸素富化装置

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Publication number: JP4752668B2
Application number: JP2006217268A
Authority: JP
Inventors: 浩司太田; 晃次若林; 学前田; 潤山岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: JP2008037362A

Description

本発明は、車両におけるエアコンに用いられる酸素富化装置に関し、特に、車室内の結露対策を図った酸素富化装置に関するものである。

近年、健康を求める社会的ニーズが高まる中、空調分野においても、「よい空気」を発生する商品が出回っている。
そのような社会的背景の中、車両においても、乗員に酸素を与えるシステムに対するニーズが高まっている。例えば、

特開２００６−１１１１５２

この文献における車載用酸素富化装置では、運転者に酸素富化空気を供給して、換気が困難な状況においても、快適な車内空気環境を提供することを目的として、座席傍らに配置された酸素富化手段より作り出される高濃度酸素を、天井部に設置された吐出口より、運転者の頭上より流し、運転者に高濃度の酸素を与えるというものである。
また、その他、車両に搭載したものとして、例えば

特開２００６−１１１１９５

この文献における車載用酸素富化機では、空気経路での結露水の飛散防止と、水の逆流を阻止することを図ったもので、空気経路に溜まった水を車室外に排出する排水路と、排水の切り換えを行う排水弁とを設けている。

さらに、車載用酸素富化装置としては、この酸素を発生する手段として、車室外から酸素を吸引して車室内に導入するシステムが考えられる。
そのためにこのようなシステムにおいては、外部の空気を導入するため、しばしば車室内より湿度の高い空気を導入してしまい、そのために導入経路で結露を発生させる懸念がある。
上記懸念に対し、従来では、例えば、

特開２００５−４６７９７

この文献においては、酸素を発生する手段から吹出し口までの酸素富化空気送気経路途中に水分捕集部を設け、保水および透水性を有する材料を使用することで、酸素発生手段を止めている間に自然乾燥をさせるといったものである。

しかしながら、上記装置では、酸素発生手段を長時間連続作動させた場合には、保水部から水分が溢れ出し、吹き出し口から水分が流れ出てしまうという問題がある。
また、水分捕集部以降の経路で発生した結露水は吹出し口から出てしまい、乗員に不快感を与える。
さらに、乾燥しにくいため、菌が増殖し易く、異臭を発する恐れがある。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、酸素を発生する手段から酸素の吹出し箇所近傍に、水分を受ける保水部を設けて、車室内への結露水の噴出し防止を図った、酸素富化装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明における請求項１では、車室Ｒ内に向け、かつ液面に対してほぼ垂直に開口される液溜部６をトッププレートＴＰの空気の還流口である空気還流面の位置に設けたことにより、車室Ｒ内は、空調装置を作動させている場合、湿度の低い空気となるため、液溜部６が湿度の低い空気にさらされ、結露水が乾燥しやすい。

上記の課題を解決するために、本発明における請求項２では、車室Ｒ内から空調機ユニット３への空気を還流するダクト２に、酸素富化空気を供給するように、酸素富化手段４を接続すると共に、前記酸素富化手段４からの酸素富化空気を受け入れる前記ダクトの一部に液溜部６を設ける構成としたことにより、酸素富化空気は、前記ダクト２を介して車室Ｒ内に送気され、結露水は液溜部６により捕捉することができる。

また本発明における請求項３では、車室Ｒ内から空調機ユニット３への空気を還流するダクト２の形状が、周縁部内側が所定深さとなるトレイ状であって、その底面略中央部近傍を最深部とする略漏斗状に形成されていて、液溜部６がダクト２内の堰部７により仕切られていることを特定したものである。

また本発明における請求項４では、前記液溜部６は、最大液位を、前記酸素富化手段４からの酸素富化空気の吐出位置に比較して低く設定する構成としたことにより、酸素富化手段４からの酸素富化空気の吐出によって、前記液溜部６における表面の結露水が泡立つことに起因する騒音を発生するおそれはない。

また本発明における請求項５では、前記液溜部６には、水分保水手段８を設ける構成としたことにより、前記液溜部６に吹き込まれた酸素富化空気中に水分が含まれていても、水分保水手段８に前記酸素富化空気が吹き付けられることで、酸素富化空気中の水分が前記水分保水手段８によって分離され、水分が車室Ｒ内に噴出するようなことはない。

さらに本発明における請求項６では、前記液溜部６には、水分吸水手段９を設ける構成としたことにより、前記液溜部６に吹き込まれた酸素富化空気から、水分吸水手段９により吸水され、水分が車室Ｒ内に噴出するようなことはない。

本発明によれば、酸素富化手段４からの酸素富化空気を受け入れる箇所に液溜部６を設けることにより、結露水が車室Ｒ内に噴き出すようなことはない。また、万が一、液溜部６に水分が満水となっても、ダクト内に水分が流れ落ちるので、車室内に水分が噴き出すようなことはない。

以下、本発明にかかる酸素富化装置につき、一つの実施の態様を示し、添付の図面に基づいて説明する。
図１に本発明にかかる酸素富化装置1を搭載した車両Ｃを示す。
前記酸素富化装置1は、車両Ｃにおける後部座席背後のトランクルームＴｒ内に配設するようにしている。
すなわち、前記酸素富化装置1は、図２に示すように、車室Ｒ内に向けて空気還流面を配置したダクト２を設けている。
また、このダクト２には、空調機ユニット３を、空気管Ｐａを介して連通する一方、酸素富化手段４を、酸素富化空気管Ｐｒａを介して連通接続している。

前記空調機ユニット３には、説明は省略するが、周知の構成の車載用ユニットを用いている。なお、前記ダクト２と空調機ユニット３とをつなぐ空気管Ｐａは、さらに前記車室Ｒへと連通しており、前記車室Ｒと前記空調機ユニット３との間で空気を循環させるようにしている。

また、前記酸素富化手段４は、詳細な図示は省略するが、概略説明すると、酸素富化膜と、減圧ポンプと、換気ファンとを備えていて、取り入れた空気を、前記酸素富化膜を通すことで酸素濃度を高めるというものである。すなわち、前記酸素富化手段４は、前記酸素富化膜を通過する、空気中の窒素と、酸素との透過速度の差を利用している。
そのために、酸素富化手段４としては、例えば、前記減圧ポンプにおけるモータ回転速度を１１００ｒｐｍから１３００ｒｐｍの範囲で設定可能とした構成のものを採用することができる。

次に、前記ダクト２について説明する。
すなわち前記ダクト２は、図３に示すように、周知の素材を成形加工したもので、車室ＲとトランクルームＴｒとを仕切るトッププレートＴｐに、埋め込むように固定する方形状の周縁部２Ｅを設けている。また、前記ダクト２を前記トッププレートＴｐに取り付けた際、空気還流面をグリル部材Ｇでカバーするようにしている。

また前記ダクト２は、周縁部２Ｅ内側は、所定深さを有するトレイ状のもので、底面略中央部近傍を最深部とする略漏斗状に形成され、前記底面略中央部に前記車室Ｒ内空気を取り込む取込筒部２ｔを形成している。そして、この取込筒部２ｔには、前記空調機ユニット３に至る、空気管Ｐａを接続している。

また、前記ダクト２の長手方向の一端部外方には、前記酸素富化手段４から酸素富化空気をダクト２内に導入するための酸素富化空気管Ｐｒａを接続する結合パイプ５を突設している。

そして、前記結合パイプ５を設けたダクト２内には、前記酸素富化手段４からの酸素富化空気による結露水を一時貯留する液溜部６を設けている。この場合、この液溜部６は、車室Ｒ内に向けて、液面が前記ダクト２の空気還流面を通じ、垂直に開口されている。
そして、この液溜部６は、前記ダクト２の最深部より、若干浅い深さを有し、底部を底面から、前記ダクト２の最上面の位置より低い位置まで盛り上げて堰部７を形成している（図４参照）。
その場合、前記液溜部６では、底部から前記酸素富化空気管Ｐｒａを接続する結合パイプ５の中心線までの寸法Ｌ1と、底部から前記堰部７までの寸法Ｌ２とは、
Ｌ1＞Ｌ２という関係に設定してある（図５参照）。

本発明にかかる酸素富化装置１は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用を説明する。
先ず、車両Ｃを運転時、空調機ユニット３により空調運転を行うと、前記車室Ｒ内空気は、空気管Ｐａを介し、前記車室Ｒ内と空調機ユニット３との間で循環し、車室Ｒ内と空調機ユニット３とを連絡する前記空気管Ｐａには、空気の循環流が形成される。
一方で、前記車室Ｒ内に取り入れられる外気は、前記酸素富化手段４で処理されて、酸素が高濃度化された酸素富化空気となり、この酸素富化空気が酸素富化空気管Ｐｒａを通じてダクト２内に導入され、前記ダクト２の空気還流面、グリル部材Ｇを介して車室Ｒ内に放出される。そして、循環される車室Ｒ内空気に取り込まれ、車室Ｒ内空気は、常に新鮮な状態に維持され、乗員に対して快適な環境を与えることができる。

ところで、前記外気が、前記酸素富化手段４で処理されて、酸素富化空気として、酸素富化空気管Ｐｒａを通じてダクト２内に導入される際、前記酸素富化空気は、先ず、液溜部６を通過して、前記ダクト２の空気還流面、グリル部材Ｇを介して車室Ｒ内に放出される。
このため、前記外気が、湿気を多量に含んでいる場合、前記酸素富化空気は、多量に水分を含んだ状態であるため、前記ダクト２の液溜部６に付着した状態で結露が生じる。
しかながら、前記結露が生じた液溜部６はダクト２内にあり、液面がダクト２の空気還流面、グリル部材Ｇを介して車室Ｒ内に垂直に開口しているため、空調機ユニット３により空調運転をしている場合は、前記車室Ｒ内は、空気が循環して湿度の低い空気となるため、液溜部６が湿度の低い空気にさらされ、結露水が乾燥しやすい。
従って、前記ダクト２の空気還流面におけるグリル部材Ｇを通過する際に、前記結露水は、酸素富化空気と共に車室Ｒ内に噴出すようなことはない。

もし、前記液溜部６が結露水で満たされても、結露水は、堰部７を乗り越えて、前記空調機ユニット３に至る空気管Ｐａ側に流出していく。その際も、前記空気管Ｐａには、前述したように、車室Ｒ内と空調機ユニット３との間で、空気の循環流が形成されているので、前記結露水は乾燥しやすい。

また、前記液溜部６が結露水で満たされても、前記液溜部６では、底部から前記酸素富化空気管Ｐｒａを接続する結合パイプ５の中心線までの寸法Ｌ1と、底部から前記堰部７までの寸法Ｌ２とは、Ｌ1＞Ｌ２に設定されているので、前記結合パイプ５から前記液溜部６に前記酸素富化空気が吹き込まれて、結露水が泡立って騒音を発するようなこともない。

以上、本発明にかかる酸素富化装置１について、一例を挙げ、説明したが、ダクト２の液溜部６に生じる結露を除去する手段として、以下のように構成することも可能である。
例えば図６に示すように、前記ダクト２内の液溜部６における堰部７とグリル部材Ｇとの間に、周知素材の水分保水手段８（例えばスポンジ素材等）を設けることも可能である。

このような水分保水手段８を設けることにより、前記結合パイプ５から前記液溜部６に吹き込まれた酸素富化空気中に水分が含まれていても、水分保水手段８に前記酸素富化空気が吹き付けられることで、酸素富化空気中の水分が前記水分保水手段８によって分離され、水分が車室Ｒ内に噴出するようなことはない。
その場合、前記水分保水手段８は、定期的に点検し、交換等のメインテナンスに留意する。

また、本発明にかかる酸素富化装置１において、ダクト２の液溜部６に生じる結露を除去する手段としては、例えば図７に示すように、液溜部６に周知素材の水分吸水手段９（例えば高分子吸湿材等）を設けることも可能である。

このようにすることで、結合パイプ５から前記液溜部６に吹き込まれた酸素富化空気から、水分吸水手段９により吸水され、水分が車室Ｒ内に噴出するようなことはない。
この場合も、水分吸水手段９は、定期的に点検し、交換等のメインテナンスに留意する。

その他、本発明にかかる酸素富化装置１においては、空調機ユニット３に酸素富化手段４からの酸素富化空気を直接導入する構成とすることもできる（図示省略）。
すなわち、前記空調機ユニット３内に、結露水の液溜部や、保水手段等を設けてもよい。

こうすることによって、前記空調機ユニット３は、常時、空調にかかる空気の循環流が生じているため、酸素富化手段４からの酸素富化空気に水分が含まれていても、結露は生じにくく、たとえ生じても乾燥しやすく、ダクト２を通じて、水分が車室Ｒ内にもたらされるようなことはない。

本発明にかかる酸素富化装置を車両に用いた一つの実施の形態を示す、構成説明図である。図１に示す酸素富化装置の全体系統図である。図１に示す酸素富化装置におけるダクトの平面図である。図３に示すダクトの、Ａ−Ａ線に沿って切断してみた、切断矢視図と、要部拡大図である。図３に示すダクトの、Ｂ−Ｂ線に沿って切断してみた、切断矢視図と、要部拡大図である。本発明にかかる酸素富化装置の別例を示す、要部拡大断面図である。本発明にかかる酸素富化装置の別例を示す、要部拡大断面図である。

符号の説明

１酸素富化装置
２ダクト
２Ｅ周縁部
２ｔ取込筒部
３空調機ユニット
４酸素富化手段
５結合パイプ
６液溜部
７堰部
８水分保水手段
９水分吸水手段
Ｃ車両
Ｒ車室
Ｐａ空気管
Ｐｒａ酸素富化空気管
Ｔｒトランクルーム
Ｔｐトッププレート
Ｇグリル部材

Claims

車室（Ｒ）内と空調機ユニット（３）との間で空気の循環流が形成される、車両におけるエアコンに用いられる酸素富化装置において、
前記車室内から前記空調機ユニットへの空気の還流口に相当する空気還流面が、前記車室と前記空調機ユニットとを仕切るトッププレート（ＴＰ）に形成されていて、かつ
前記車室内に向けて、また液面に対してほぼ垂直方向に開口される液溜部（６）が、前記トッププレートの前記空気還流面の位置に取り付けられており、また
前記液溜部に、酸素富化空気を供給するように酸素富化手段（４）を接続する構成としたことを特徴とする酸素富化装置。
前記車室（Ｒ）内から空調機ユニット（３）への空気を還流するダクト（２）を前記トッププレートの空気還流面に設け、
このダクト（２）に、酸素富化空気を供給するように、前記酸素富化手段（４）
を接続すると共に、
前記酸素富化手段（４）からの酸素富化空気を受け入れる前記ダクトの一部に液溜部（６）を設ける構成としたことを特徴とする請求項１に記載の酸素富化装置。
前記ダクト（２）が、周縁部内側が所定深さとなるトレイ状をしていて、その底面略中央部近傍を最深部とする略漏斗状に形成されており、かつ
前記液溜部（６）が、前記ダクト内の堰部（７）により仕切られている構成としたことを特徴とする請求項２に記載の酸素富化装置。
前記液溜部（６）は、最大液位を、前記酸素富化手段（４）からの酸素富化空気の吐出位置に比較して低く設定する構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸素富化装置。
前記液溜部（６）には、水分保水手段（８）を設ける構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素富化装置。
前記液溜部（６）には、水分吸水手段（９）を設ける構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素富化装置。