JP5065157B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
・ナノメータサイズの帯電微粒子水を生成するために必要な水や、放電針にて形成される水の形状(以下、「テーラーコーン」という)が、ケースやダクトの内部を流れる空調風の風速によって飛ばされてしまい、安定して帯電微粒子水を生成することができない。
・静電霧化ユニットが、ケースやダクトの内部を流れる空調風の通気抵抗になる。
・静電霧化ユニットは、放熱部に風が当たる取り付け方向にする必要があるため、静電霧化ユニットの取り付け方向が限定される。
そして、静電霧化ユニットの放電空間に連通する吸入開口と吐出開口の開口径方向が、ダクト通路を流れる空調風の流れの方向に一致する設定とされている。このため、吸入開口と吐出開口にはダクト通路に作用する総圧力のうち、静圧分のみが作用し、空調風の風速による動圧分は作用しない。つまり、放電空間の内圧は、空調風量の変化により動圧分が変動してもほぼ一定圧を保つという均圧化が達成されることになる。そして、放電空間における空気の流れは、コロナ放電によって生じるイオンの泳動に励起される空気流(=イオン風)によりもたらされる。したがって、帯電微粒子水を生成するために必要な水や、放電針に形成される水のテーラーコーンが、空調風の風速によって飛ばされてしまうことがない。
この結果、静電霧化ユニットが空調風の通気抵抗になることも、静電霧化ユニットの取り付け方向が限定されることもなく、安定して帯電微粒子水を生成することができる。
図1は、実施例1の静電霧化ユニットを備えた車両用空気調和装置(空気調和装置の一例)を示す全体システム図である。
ここで、ペルチェ現象を利用したペルチェユニット77は、放電針74を有する冷却部771と、フィン772aや冷却ブロック772bによる放熱部772と、冷却部771と放熱部772に挟まれて実装される熱電半導体773と、前記フィン772aに冷却風を送る冷却ファン774と、放電回路や熱電半導体回路やファンモータ回路等を有する回路基板775と、を備えている。そして、帯電微粒子水を生成するために必要な水は、ペルチェユニット77により、ベント風VENTに含まれる水分を結露等により液化し、放電針74の表面に付着させることで作り出している。
まず、「車両用空気調和装置に静電霧化ユニットを採用する際の課題」の説明を行い、続いて、実施例1の空気調和装置における作用を、「通気抵抗増大抑制作用と取り付け自由度確保作用」、「静電霧化ユニットによる帯電微粒子水の生成作用」、「帯電微粒子水の吐出促進作用」、「イオン発生による高周波音の吸音作用」に分けて説明する。
図4は、空調ユニットのユニットケース内部であってヒータコアの後流位置に静電霧化ユニットを配置した従来の車両用空気調和装置を示す概略図である。図5は、空調ユニットのユニットケース内部であってエバポレータとヒータコアの中間位置に静電霧化ユニットを配置した従来の車両用空気調和装置を示す概略図である。図6は、従来装置の静電霧化ユニットによる帯電微粒子水の生成作用を示す作用説明図である。
まず、実施例1の車両用空気調和装置は、図1〜図3に示すように、静電霧化ユニット7が、ベント風VENTが通過するベントダクト3のダクト壁面に形成したユニット穴3aの位置に取り付けられる。
図7は、実施例1の車両用空気調和装置において静電霧化ユニットの放電針による帯電微粒子水の生成作用を示す作用説明図である。以下、静電霧化ユニット7により帯電微粒子水を安定して生成する帯電微粒子水の生成作用を説明する。
図8は、実施例1の車両用空気調和装置において静電霧化ユニットによる帯電微粒子水の吐出促進作用を示す作用説明図である。
実施例1のように、放電針74と対向電極75の間に高電圧を印加し、放電によりイオンミストである帯電微粒子水IMを発生させる場合、静電霧化ユニット7から高周波音が出ることが知られている。この高周波音は、ベントモードを選択しての走行中等で他の騒音が大きいと気にならないが、停車時で、車室内が静かな環境になると、耳障りな音として気になり、出来る限り高周波音を抑える工夫をする必要がある。
実施例1の車両用空気調和装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
21 ユニットケース
3 ベントダクト3(空調ダクト)
3a ユニット穴
31,32 サイドベンチレータ(車室内吹出口)
33,34 センタベンチレータ(車室内吹出口)
35 ダクト通路
36 第1サイドベントダクト部
37 第2サイドベントダクト部
38 センタベントダクト部
7 静電霧化ユニット
71 吸入開口
72 吐出開口
73 放電空間
74 放電針
75 対向電極
75a 中心穴
76 ユニット支持枠
77 ペルチェユニット
78 開口連通枠
781 空調風導入面
782 帯電微粒子水吐出路
783 内筒部
784 外筒部
785 吸音開口
786 吸音材
787 空調風案内制御板
VENT ベント風(空調風)
IM 帯電微粒子水
CL 中心軸
TC テーラーコーン
Claims (6)
- 空調風の吸入開口と吐出開口に連通する放電空間に放電針と対向電極を配置し、前記放電針と前記対向電極の間に高電圧を印加することによりナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する静電霧化ユニットを備え、帯電微粒子水を含有する空調風を空気調和室に吹き出す空気調和装置において、
前記空調風が通過する空調ダクトのダクト壁面にユニット穴を形成し、
前記静電霧化ユニットは、前記ユニット穴の位置に取り付け、かつ、前記放電空間に連通する吸入開口と吐出開口の開口径方向を、ダクト通路を流れる空調風の流れの方向に一致する設定とし、
前記放電空間は、前記空調ダクトの外側から前記ユニット穴の位置に取り付け固定されるユニット支持枠の内部に形成され、前記ダクト通路を流れる空調風の流れの方向に直交する中心軸を有する円筒形状空間とし、
前記放電針は、前記ユニット支持枠の外側枠端部位置にペルチェユニットと共に設けられ、前記放電空間の中心軸上に配置され、
前記対向電極は、前記ユニット支持枠の内側枠端部位置に設けられ、前記放電空間の中心軸上に中心穴が形成され、
前記吸入開口は、ドーナツ板形状とした前記対向電極の外周端と前記ユニット支持枠の内周端の間に形成される環状隙間とし、
前記吐出開口は、前記放電針を臨む前記対向電極の中心穴としたことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1に記載された空気調和装置において、
前記対向電極のダクト通路側に、前記放電空間の中心軸と同軸の二重円筒形状による開口連通枠を設け、
前記開口連通枠は、前記対向電極の外径とほぼ一致する外径による外筒面を前記吸入開口に連通する空調風導入面とし、枠内部に形成した円筒空間を前記吐出開口とダクト通路に連通する帯電微粒子水吐出路としたことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項2に記載された空気調和装置において、
前記開口連通枠は、二重円筒形状を構成する内筒部と外筒部のうち、内筒部に吸音開口を形成し、前記内筒部と外筒部の間に形成される環状空間に吸音材を設定したことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項2または請求項3に記載された空気調和装置において、
前記開口連通枠は、二重円筒形状の空調風導入面の途中位置に、空調風の一部を前記吸入開口に案内する空調風案内制御板を設定したことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載された空気調和装置において、
前記空調ユニットは、車両に搭載される車両用空調ユニットであり、
前記空調ダクトは、前記車両用空調ユニットのユニットケースに接続され、ベント風を車室内吹出口の位置まで導くベントダクトであることを特徴とする空気調和装置。 - 請求項5に記載された空気調和装置において、
前記静電霧化ユニットは、前記ベントダクトのうち、前記ユニットケースのケース吹出口と前記車室内吹出口の中間領域の位置に設定したことを特徴とする空気調和装置。
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