JP4848977B2 - 車両用浄化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用浄化装置に関するものである。
従来から乗用車等の車両の車室内は密閉空間であるため、臭いやアレルゲン物質が車室内にこもり、また、車室内の内装に付着したりするという問題がある。このため、ろ過方式の空気浄化装置が各種提供されているが、内装に付着した臭い成分やアレルゲン物質を除去することができない。
そこで、水を霧化させてナノメータサイズの帯電微粒子水(ナノミスト)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メータサイズの帯電微粒子水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、カビ菌の除菌、抑制効果、アレルゲン物質の不活性化等の効果があることから、近年注目されている。このため、車室内の壁面やシート等に付着した臭い成分の脱臭を行うことができると共に、人や衣服に付着して室内に持ち込まれた花粉等のアレルゲン物質も抑制することができる。
このような静電霧化装置が発生する帯電微粒子水を車両が備える空調装置が出力する風に乗せて車室内に放出するようにしたものが特許文献1により知られている。
ところが、従来にあっては、座席、あるいは、ドアの内面、天井に向けて帯電微粒子水を放出して、座席、あるいは、ドアの内面、天井に付着した臭いの成分やアレルゲン物質の除去を行うようにしている。
一方、車両のフロアーマットは土足で載る部分であるため、人が乗車するたびに持ち込まれる臭い成分やアレルゲン物質、あるいは履物や足から出る臭い成分が最も蓄積される部分である。しかも、このように、臭い成分やアレルゲン物質が最も蓄積される部分であるにもかかわらず、フロアーマットが敷設される箇所であるインストルメントパネルの下方の足置き用の空間は、車室内においても前方に向けて大きく窪んだ空間であって、密閉空間である車室内においても特に、空気の移動が少なくて空気が滞留しやすい箇所であり、このため、座席、あるいは、ドアの内面、天井に向けて帯電微粒子水を放出しても、放出した帯電微粒子水がインストルメントパネルの下方の足置き用の空間フロアーマットまで到達し難く、フロアーマットや足置き空間の奥側に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に除去することができなかった。
このため、従来にあっては、フロアーマットを取り外して洗浄することで、蓄積した臭い成分やアレルゲン物質の除去をしているが、頻繁にフロアーマットを洗浄するのは手間がかかり、しかも、フロアーマットを洗浄したとしても、前方に大きく窪んだ足置き空間の奥側に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質は依然として除去できないという問題がある。
特開2006−151046号公報 特開2006−341759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、前方に大きく窪んだ足置き空間の床に敷設されるフロアーマットや靴や足置き空間の奥に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することが可能となる車両用浄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車両用浄化装置は、車載用空調装置24を備えた車両7に、上記車載用空調装置24とは別に独立して、放電電極1と、放電電極1に高電圧を印加する高電圧印加手段15と、上記放電電極1に水を供給する水供給手段3と、放電電極1に高電圧を印加して放電電極1に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室8内に放出する放出口4を有する静電霧化装置6を備え、上記放電電極1を配置した搬出経路10の端部を、車両7のインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13に向けて帯電微粒子水を放出するようにインストルメントパネル5の下部に開口させて放出口4を形成し、この放出口4を放電電極1の配置位置よりも下位置に設け、放電電極1を配置した部分よりも下流側において搬出経路10から分岐路11を分岐させて該分岐路11の端部をインストルメントパネル5の前面又は上面に開口させて別の放出口4’を形成して成ることを特徴とするものである。
このような構成とすることで、車載用空調装置24とは別に独立して備えた静電霧化装置24の放電電極1に高電圧を印加することで放電電極1に供給された水を静電霧化して生成したラジカルを含むナノメータサイズの帯電微粒子水をインストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13に直接放出することができ、足置き用の空間13の底に敷設されたフロアーマット14や足置き用の空間13の奥の壁面にラジカルを含むナノメータサイズの帯電微粒子水を付着させてフロアーマット14や靴や足置き用の空間13の奥の壁面に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することが可能となり、また、インストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13への放出だけでなく、座席あるいは、ドアの内壁、あるいは天井側に向けて放出することもでき、車室8内の目的とする箇所に効果的に放出して、臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することができる。また、放電電極1の配置位置よりも下位置に放出口4を設けるので、雨水の付いた傘などをインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13に置いて放出口4に濡れた傘が当っても、水が放電電極1の配置位置側に浸入することがなく、水の浸入による電気系統のトラブルが発生しないようにできる。
また、車載用空調装置24を備えた車両7に、上記車載用空調装置24とは別に独立して、放電電極1と、放電電極1に高電圧を印加する高電圧印加手段と、放電電極1に高電圧を印加することで生成されたイオンとオゾンを車室8内に放出する放出口4を備えたイオン発生装置9を備え、上記放電電極1を配置した搬出経路10の端部を、車両7のインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間に向けてイオンとオゾンを放出するようにインストルメントパネル5の下部に開口させて放出口4を形成し、この放出口4を放電電極1の配置位置よりも下位置に設け、放電電極1を配置した部分よりも下流側において搬出経路10から分岐路11を分岐させて該分岐路11の端部をインストルメントパネル5の前面又は上面に開口させて別の放出口4’を形成して成ることを特徴とするものであってもよい。
このような構成とすることで、車載用空調装置24とは別に独立して備えたイオン発生装置9の放電電極1に高電圧を印加することで生成したイオンとオゾンをインストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13に直接放出することができ、足置き用の空間13の底に敷設されたフロアーマット14や靴や足置き用の空間13の奥の壁面にイオン、オゾンを付着させてフロアーマット14や足置き用の空間13の奥の壁面に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することが可能となり、また、インストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13への放出だけでなく、座席あるいは、ドアの内壁、あるいは天井側に向けて放出することもでき、車室8内の目的とする箇所に効果的に放出して、臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することができる。また、放電電極1の配置位置よりも下位置に放出口4を設けるので、雨水の付いた傘などをインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13に置いて放出口4に濡れた傘が当っても、水が放電電極1の配置位置側に浸入することがなく、水の浸入による電気系統のトラブルが発生しないようにできる。
また、放出口4に吹き出し方向を可変する可変ルーバ12を設けることが好ましい。
このような構成とすることで、可変ルーバ12により吹き出し方向を可変してインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13に広範囲にわたって放出できる。
本発明は、車載用空調装置とは別に独立して備えた静電霧化装置又はイオン発生装置で帯電微粒子水、又は、イオンとオゾンを発生させてインストルメントパネルの下方の足置き用の空間に放出できるので、インストルメントパネル下方の足置き用の空間の底に敷設されたフロアーマットや靴や足置き用の空間の奥の壁面に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することができ、また、インストルメントパネルの下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間への放出だけでなく、座席あるいは、ドアの内壁、あるいは天井側に向けて放出することもでき、車室内の目的とする箇所に効果的に放出して、臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することができ、また、放電電極の配置位置よりも下位置に放出口を設けるので、雨水の付いた傘などをインストルメントパネルの下方の足置き用の空間に置いて放出口に濡れた傘が当っても、水が放電電極の配置位置側に浸入することがなく、水の浸入による電気系統のトラブルが発生しないようにできる。
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。
図1には自動車のような車両7の概略図が示してあり、車両7の車室8内の前部に通称インパネと称されるインストルメントパネル5が設けてあり、該インストルメントパネル5には各種計器、オーディオ機器やカーナビ機器等の機器やダッシュボード等が設けてある。車室8内においてインストルメントパネル5の下方は前部座席(運転席や助手席)に座った人の足を置くための足置き用の空間13となっていて、前方に向けて大きく窪んだ空間となっている。足置き用の空間13の底にはフロアーマット14が敷設してある。
車両7には静電霧化装置6が設けてある。静電霧化装置6は、放電電極1と、放電電極1と対向する対向電極2と、放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加する高電圧印加手段15と、上記放電電極1に水を供給する水供給手段3と、放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加して放電電極1に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室8内に放出する放出口4を有したものである。
図2には本発明に用いる静電霧化装置6の主体を構成する静電霧化装置本体6aの概略構成図が示してある。図2に示す実施形態においてはペルチェユニット16のような冷却手段17により空気中の水分を冷却して結露水を生成することで放電電極1に水を供給するようになっている。したがって、本実施形態では冷却手段17が放電電極1に水を供給する水供給手段3を構成している。
ペルチェユニット16は、熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムからなる絶縁板の片面側に回路を形成してある一対のペルチェ回路板18を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してあるBiTe系の熱電素子19を両ペルチェ回路板18間で挟持すると共に隣接する熱電素子19同士を両側の回路で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線20を介してなされる熱電素子19への通電により一方のペルチェ回路板18側から他方のペルチェ回路板18側に向けて熱が移動するように構成したものである。更に、上記一方の側のペルチェ回路板18の外側には冷却部21を接続してあり、また、上記他方の側のペルチェ回路板18の外側には放熱部22が接続してあり、実施形態では放熱部22として放熱フィンの例が示してある。ペルチェユニット16の冷却部21には放電電極1の後端部が接続してある。
放電電極1は絶縁材料からなる筒体23で囲まれており、該筒体23の先端開口部にリング状をした対向電極2が配設され、放電電極1の軸心の延長線上にリング状の対向電極2のリングの中心が位置するように放電電極1と対向電極2とが対向している。
放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加するための高電圧印加手段15としては車両7に搭載してあるバッテリーを用いている。
この静電霧化装置6では、冷却手段17であるペルチェユニット16に通電することで、冷却部21が冷却され、冷却部21が冷却されることで放電電極1が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極1に水(結露水)を供給するようになっている。このように放電電極1に水が供給された状態で上記放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加すると、放電電極1と対向電極2との間にかけられた高電圧により放電電極1の先端部に供給された水と対向電極2との間にクーロン力が働いて、水の液面が局所的に錐状に盛り上がり(テーラーコーン)が形成される。このようにテーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンを成長させる。このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー(高密度となった電荷の反発力)を受け、表面張力を超えて分裂・飛散(レイリー分裂)を繰り返してマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水を大量に生成させ、生成された帯電微粒子水は筒体23の先端開口部から外部に放出されるようになっている。
なお、上記実施形態では冷却手段17により水供給手段を構成した例を示したが、水溜め部に水を溜め、この水溜め部の水を毛細管現象などを利用して放電電極1の先端部に供給することで水供給手段3を構成するようにしてもよい。
上記構成の静電霧化装置6の主体を構成する静電霧化装置本体6aは、インストルメントパネル5内に配置される。
図1、図3、図4、図5には上記静電霧化装置6をインストルメントパネル5内に配置した参考例が示してある。
静電霧化装置本体6aは搬出経路10の一端部に配置してあり、搬出経路10の他端部はインストルメントパネル5の下面部に開口していて放出口4となっており、静電霧化装置本体6aで生成された筒体23の先端開口部から放出された帯電微粒子水は搬出経路10を通り、インストルメントパネル5の下面部に設けた放出口4からインストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13に向けて放出され、足置き用の空間13の底に敷設されたフロアーマット14やフロアーマット14上に置かれる靴や足置き用の空間13の奥の壁面にラジカルを含むナノメータサイズの帯電微粒子水を付着させてフロアーマット14や靴や足置き用の空間13の奥の壁面に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することになる。
ここで、フロアーマット14の上面や足置き用の空間13の壁面は一般的に不織布などの繊維製であるが、ナノメータサイズの帯電微粒子水はナノメータサイズの水の浸透性によりフロアーマット14の上面や足置き用の空間13の壁面の内部に浸透して内部に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することができる。
インストルメントパネル5の下面部に設けた放出口4は、放電電極1、対向電極2を備えた静電霧化装置6の配置位置よりも下位置に設けてあり、雨水の付いた傘などをインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13に置くことがあるが、濡れた傘が放出口4に触れても、水が放電電極1、対向電極2の配置位置側に浸入することがなく、水の浸入による電気系統のトラブルが発生しないようにできる。
また、放出口4には吹き出し方向を可変する可変ルーバ12を設ける。可変ルーバ12は手動で可変するようにしてもよいが、静電霧化装置6の運転に連動して駆動手段(図示せず)により自動的に駆動して吹き出し方向を可変するようにしてもよい。このように可変ルーバ12により吹き出し方向を可変することで、インストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13を広範囲にわたって放出できる。
上記静電霧化装置6は車両7に備わっている車載用空調装置24とは別に独立して車両7に取付けてもよい。この場合、静電霧化により発生させた帯電微粒子水はイオン風に乗って放出されるが、より好ましくは、図3に示すように、静電霧化装置6にファン30を設けてファン30による送風に乗せて静電霧化装置本体6aで発生させた帯電微粒子水を放出口4から放出するようにするのが好ましい。
また、車載用空調装置24の送風手段を利用して送風手段により送風される風に乗せて静電霧化装置6で発生させた帯電微粒子水をインストルメントパネル5の下面部に設けた放出口4からインストルメントパネル5の下方の前方の足置き用の空間13に向けて放出するようにしてもよい。
車載用空調装置24は、一端が車外又は車室8内のいずれかに連通する吸込口となり且つ他端が車室8内に連通する吹き出し口25となった空気流路26と、前記吸込口から車外又は車室8内の空気を吸込むと共にこの空気を前記吹き出し口25から車室8内に吹き出す送風手段27と、前記吸込口から吸込まれた空気流路26内の空気を温度調節する加熱手段28a及び冷却手段28b備えた温度調節手段28とを有したものである。
ここで、図4に示す参考例のように、空気流路26を上記搬出経路10として兼用してもよく、この場合は前記車載用空調装置24の車室8内への空気の吹き出し口25のうち一部の空気吹き出し口25をインストルメントパネル5の下面部に下方に開口して設け、このインストルメントパネル5の下面部に設けた放出口4を帯電微粒子水の放出口4として兼用する。
また、図5に示す参考例では、車載用空調装置24の送風手段27よりも下流側で且つ温度調節手段28の加熱手段28aよりも上流側に搬出経路10の一端部を連通接続し、該搬出経路10に静電霧化装置本体6aを配置し、送風手段27により送風された空気流の一部を加熱手段28aの上流側から搬出経路10に分流させ、該搬出経路10に流れた空気流に乗せて静電霧化装置本体6aで生成した帯電微粒子水を放出口4からインストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13に向けて放出するように構成する。
この場合、加熱手段28aよりも下流の空気を分流させて搬出経路10に送って搬出経路10に流れた空気流に乗せて静電霧化装置本体6aで生成した帯電微粒子水を放出口4から噴出させることで、帯電微粒子水が加熱手段28aで加熱されて蒸発するおそれがなく、確実に放出口4から放出することが可能となる。
図6には本発明の実施形態が示してある。本実施形態においては放電電極1と対向電極2を配置した部分と上記インストルメントパネル5の下部に設けた放出口4との間を搬出経路10により連通接続し、該搬出経路10から分岐路11を分岐させて該分岐路11の端部をインストルメントパネル5の前面又は上面に開口させて別の放出口4’を形成し、インストルメントパネル5の下方の前方に大きく窪んだ足置き用の空間13への放出だけでなく、座席あるいは、ドアの内壁、あるいは天井側に向けて放出することもでき、車室8内の目的とする箇所に効果的に放出して、臭い成分やアレルゲン物質を効果的に分解あるいは抑制することができるようにしてある。
ここで、搬出経路10の分岐路11を分岐させた分岐部分に切換え弁29を設けて、帯電微粒子水の放出口4からの放出、あるいは、放出口4’からの放出を切り替えることができるようにしてもよく、目的とする箇所に効果的に帯電微粒子水を選択的に放出することができる。
また、切換え弁29を中立位置に位置させると放出口4、放出口4’の両方から帯電微粒子水を放出することができる。
なお、上記実施形態に示す静電霧化装置6においては、対向電極2を設けた例を示したが対向電極2を設けることなく、放電電極1に高電圧を印加することで放電電極1に供給された水を静電霧化するものであってもよい。
次に、イオンとオゾンを放出する例につき図7に基づいて説明する。
上記の参考例、実施形態では、車両7に静電霧化装置6を備え、インストルメントパネル5の下部に静電霧化装置6の放出口4を設けて、インストルメントパネル5の下方の足置き用の空間に向けて帯電微粒子水を放出するようにした例を示したが、下記の図7は、放電電極1と、放電電極1と対向する対向電極2と、放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加する高電圧印加手段と、放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加することで生成されたイオンとオゾンを車室8内に放出する放出口4を備えたイオン発生装置9を車両7に備えたもので、該イオン発生装置9の放出口4を、車両7のインストルメントパネル5の下方の足置き用の空間13に向けてイオンとオゾンを放出するように開口して設けた例である。
イオン発生装置9としては、放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加してマイナスイオン又はプラスイオンを発生させると共にオゾンを発生させると、正負イオン及びオゾンを発生させるとがある。
正負イオン及びオゾンを発生させるの場合、例えば一対の対向する放電電極1と対向電極2との間に板状の誘導体を挟んで形成された放電素子と、この放電素子に正負電圧からなるパルス電圧を印加するパルス電圧回路とでイオン発生装置9が構成してあり、放電素子に対して正負電圧からなるパルス電圧を印加することで、電極付近に正イオンと、負イオンとをそれぞれ発生させる。
このとき、パルス形状を正弦波状として正電圧と負電圧のピーク電圧(絶対値)を同程度となるようにすることで、ほぼ同程度の正イオンと、負イオンとを得ることができ、更に、印加する電圧のピーク値を調整することでオゾンを同時に発生させることができる。
ここで、正イオンとしてH(HO)mが発生し、負イオンとしてO (HO)nが発生する(m、nは自然数)。
上記発生したオゾンと、正負イオンが反応して生成するH又はOHラジカルとの強い酸化力により足置き用の空間13の底に敷設されたフロアーマット14やフロアーマット14に置かれた靴や足置き用の空間13の奥の壁面にイオン、オゾンを付着させてフロアーマット14や靴や足置き用の空間13の奥の壁面に蓄積された臭い成分やアレルゲン物質が効果的に分解あるいは抑制されることになる。
本例のイオン発生装置9への車両7への設置位置等は、前述の静電霧化装置6を設けた参考例、実施形態と同様である。つまり、前述の図1、図3乃至図5に示す参考例、図6に示す実施形態において、静電霧化装置6を設ける箇所に静電霧化装置6に代えてイオン発生装置9を設けるもので、他の構成は前述の各例及び実施形態に示す構成と同様であり、図面及び説明が重複するので省略する。
なお、上記実施形態に示すイオン発生装置9においては、対向電極2を設けた例を示したが対向電極2を設けることなく、放電電極1に高電圧を印加することでイオン、オゾンを発生させるようにしたものであってもよい。
車両用浄化装置を備えた車両の概略図である。 静電霧化装置の主体を構成する静電霧化装置本体の概略構成図である。 車載用空調装置とは独立して静電霧化装置を設けた参考例を示す概略構成図である。 帯電微粒子水の放出に当って車載用空調装置の送風手段を利用した参考例を示す概略構成図である。 帯電微粒子水の放出に当って車載用空調装置の送風手段を利用した他の参考例を示す概略構成図である。 本発明の実施形態を示し、(a)は同上の搬出経路から分岐路を分岐した例を示す車両の概略図であり、(b)は同上の要部拡大図である。 他例の車両用浄化装置を備えた車両を示す概略図である。
1 放電電極
2 対向電極
3 水供給手段
4 放出口
4’ 放出口
5 インストルメントパネル
6 静電霧化装置
7 車両
8 車室
9 イオン発生装置
10 搬出経路
11 分岐路
12 可変ルーバ
13 足置き用の空間

Claims (3)

  1. 車載用空調装置を備えた車両に、上記車載用空調装置とは別に独立して、放電電極と、放電電極に高電圧を印加する高電圧印加手段と、上記放電電極に水を供給する水供給手段と、放電電極に高電圧を印加して放電電極に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室内に放出する放出口を有する静電霧化装置を備え、上記放電電極を配置した搬出経路の端部を、車両のインストルメントパネルの下方の足置き用の空間に向けて帯電微粒子水を放出するようにインストルメントパネルの下部に開口させて放出口を形成し、この放出口を放電電極の配置位置よりも下位置に設け、放電電極を配置した部分よりも下流側において搬出経路から分岐路を分岐させて該分岐路の端部をインストルメントパネルの前面又は上面に開口させて別の放出口を形成して成ることを特徴とする車両用浄化装置。
  2. 車載用空調装置を備えた車両に、上記車載用空調装置とは別に独立して、放電電極と、放電電極に高電圧を印加する高電圧印加手段と、放電電極に高電圧を印加することで生成されたイオンとオゾンを車室内に放出する放出口を備えたイオン発生装置を備え、上記放電電極を配置した搬出経路の端部を、車両のインストルメントパネルの下方の足置き用の空間に向けてイオンとオゾンを放出するようにインストルメントパネルの下部に開口させて放出口を形成し、この放出口を放電電極の配置位置よりも下位置に設け、放電電極を配置した部分よりも下流側において搬出経路から分岐路を分岐させて該分岐路の端部をインストルメントパネルの前面又は上面に開口させて別の放出口を形成して成ることを特徴とする車両用浄化装置。
  3. 放出口に吹き出し方向を可変する可変ルーバを設けて成ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用浄化装置。
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