WO2017104369A1 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

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WO2017104369A1
WO2017104369A1 PCT/JP2016/084759 JP2016084759W WO2017104369A1 WO 2017104369 A1 WO2017104369 A1 WO 2017104369A1 JP 2016084759 W JP2016084759 W JP 2016084759W WO 2017104369 A1 WO2017104369 A1 WO 2017104369A1
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WO
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evaporator
ultraviolet light
sterilization
cleaning liquid
deep ultraviolet
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PCT/JP2016/084759
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Inventor
康孝 濱
啓一郎 弘中
新吾 松井
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株式会社トクヤマ
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B60H3/0085—Smell or pollution preventing arrangements
    • B60H3/0092—Smell or pollution preventing arrangements in the interior of the HVAC unit, e.g. by spraying substances inside the unit
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H3/0071—Electrically conditioning the air, e.g. by ionizing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers

Definitions

  • the present invention relates to an automotive air conditioner provided with a sterilizing mechanism of an evaporator.
  • an evaporator In a car air conditioner, an evaporator is used as a heat exchanger.
  • the surface of the evaporator is in a wet environment by condensation of moisture in the air, and is an environment in which harmful microorganisms such as bacteria and fungi contained in the air are easily propagated.
  • the evaporator usually has a structure in which metal fins are interspersed between the folded pipes through which the refrigerant flows, in order to increase the heat exchange efficiency, and the convoluted structure also causes harmful microorganisms to propagate in the evaporator. It is an easy cause.
  • the harmful microorganisms propagated on the surface of the evaporator not only produce the offensive odor to produce the metabolite causing the offensive odor, but also may cause diseases such as allergy and bronchitis.
  • the heat exchange efficiency may be reduced by covering the surface of the evaporator with a coating (biofilm) of harmful microorganisms and metabolites.
  • Patent Document 1 when at least one of the members constituting the evaporator unit of the automotive air conditioner contains the antibacterial ceramic, antibacterial activity and deodorization in the vicinity of the evaporator can be achieved by the catalytic action of the antibacterial metal possessed by the antibacterial ceramic.
  • the technology to perform is disclosed.
  • Patent Document 2 in a heat exchanger provided with a finned tube, a surface coating composed of polyaniline and / or a derivative thereof is formed on at least a part of the outermost surface of the tube and / or fin, and the surface coating
  • a technique for sterilizing harmful microorganisms by active oxygen or hydrogen peroxide generated by the reaction of water and water in the open air Furthermore, a technique is also known in which ultraviolet rays are irradiated to a drain pan receiving drains from an evaporator to carry out ultraviolet ray sterilization (see Patent Document 3).
  • Hyun-Seok Son, et al. "Effect of Nitrite and Nitrate as Source of OH Radical in the O3 / UV Process with or without Benzene", Bull. Korean Chem. Soc. 2011, Vol. 32, No. 8, No. 8, 3039-3044.
  • Guus F. IJpelaar, et al. "UV disinfection and UV / H2O2 oxidation: by-product formation and control", Techneau, 2007, D2.4.1.1, 1-27.
  • Yoshiko YANO, et al. "Reducing Nitrogen Content in Industrial Wastewater by Ultraviolet Irradiation", Journal of Japan Society on Water Environment 2007, Vol. 30, No. 11, pp. 661-664.
  • this invention makes it a subject to provide the air conditioning apparatus for motor vehicles provided with the disinfection mechanism which can disinfect an evaporator surface continuously for a long period of time irrespective of the antimicrobial property of the evaporator surface.
  • the present inventors considered that the above-mentioned problems could be solved if they could be eliminated by self-cleaning at a stage before harmful microorganisms adhere to the surface of the evaporator and propagate.
  • the surface of the evaporator can be coated with a photocatalyst, and periodically irradiated with light that excites the photocatalyst in the presence of water can kill and remove harmful microorganisms before they grow.
  • the surface of the evaporator is coated with a photocatalyst, not only the heat exchange efficiency decreases due to the decrease of the thermal conductivity, but also the mineral component such as metal carbonate adheres to the surface of the photocatalyst to deactivate it. And there is a problem that the function declines.
  • the present inventors focused on the self-cleaning mechanism utilizing the oxidation action of hydroxyl radical (also referred to as OH radical), and examined a method of supplying hydroxyl radical to the surface of the evaporator without using a photocatalyst.
  • hydroxyl radical also referred to as OH radical
  • Patent Document 4 discloses that lignin powder containing water-insoluble lignin is suspended in an aqueous solution of sodium nitrite in the presence of a solvent in which low molecular compounds of lignin are dissolved and lignin is not dissolved. A method for depolymerizing lignin is described, which is reacted with hydroxyl radicals generated by irradiation with electron beams or gamma rays.
  • water is supplied to a water-retaining body formed on a water-retaining surface capable of retaining water in the form of particles on the surface, and the water-retention step of retaining the water-retention surface in a wet state with water droplets Irradiate the water droplets with ultraviolet light with a wavelength of 254 nm from a close distance within 10 mm while controlling the vicinity in a temperature range of 10 ° C to 40 ° C, and generate OH radicals in the water droplets with the energy of the irradiated ultraviolet light.
  • Patent Document 6 discloses a technology in which ethylene gas is caused to flow through the inside of a porous porous body such as polyurethane foam while generating OH radicals by irradiating ultraviolet rays with a wavelength of 254 nm to decompose the ethylene gas. Is disclosed.
  • ozone, hydrogen peroxide, and at least one or more additive substances selected from the group consisting of water-soluble organic substances, inorganic acids, salts of such inorganic acids, and hydrazine are dissolved in pure water.
  • Hydroxyl radical-containing water including a generation step of generating hydroxyl radical-containing water, a transfer step of transferring the generated hydroxyl radical-containing water to the use point, and a supply step of supplying the hydroxyl radical-containing water after transfer at the use point A water supply method is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technique for dissolving OH radicals generated by performing corona discharge in a gas containing oxygen and water in treated water to decompose an organic substance in the treated water.
  • Non-patent documents 2 and 3 disclose that water (H 2 O) or Fe (OH) 2+ generates OH radicals by ultraviolet irradiation.
  • Patent Documents 4, 5 and 6 are aimed at decomposing specific substances and harmful substances, and are not directly related to the technology for removing organic stains attached to articles. Absent. Further, in the methods described in Patent Document 7 and Non-Patent Document 1, a special device is required to generate OH radicals and ozone serving as a precursor thereof. Furthermore, the method disclosed in Patent Document 7 has a problem in that ozone having an extremely low allowable concentration has to be used in view of environmental standards. In addition, the technology disclosed in Patent Document 5 is considered to be a versatile cleaning method if the surface of the evaporator (the body to be cleaned) to which organic stains adheres is made to have a water holding surface. It is difficult to generate high concentrations of OH radicals.
  • the inventors of the present invention conceived to add a substance that generates OH radicals upon irradiation with ultraviolet light to water held on the surface of the evaporator and to increase the energy of the ultraviolet light to be irradiated, thereby completing the present invention.
  • the present invention is a car air conditioner provided with a sterilizing mechanism for an evaporator, wherein the sterilizing mechanism comprises a cleaning solution comprising an aqueous solution in which a substance or ion that generates hydroxyl radicals by ultraviolet irradiation in the coexistence of water is dissolved.
  • a sterilizing cleaning liquid supply means capable of supplying the surface of the evaporator, and a deep ultraviolet light source capable of irradiating the surface of the evaporator with a deep ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less; It is an air conditioning apparatus for motor vehicles which disinfects the said evaporator by irradiating the said deep-ultraviolet light.
  • the cleaning liquid for sterilization comprises an aqueous solution in which at least one selected from nitrate ion, nitrite ion, hydrogen peroxide and ozone is dissolved.
  • the present invention it is necessary to irradiate deep ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less in order to generate OH radicals in the cleaning liquid for sterilization.
  • the shorter the wavelength of deep ultraviolet light the higher the energy and the better the generation of OH radicals, but it is better to prepare a light source capable of emitting deep ultraviolet light with a short wavelength of less than 210 nm with relatively high intensity. Have difficulty. Therefore, it is preferable to irradiate deep ultraviolet light having a wavelength of 210 nm or more and 240 nm or less.
  • a deep ultraviolet light emitting diode (DUV-LED) emitting a deep ultraviolet light having a peak in a wavelength range of 210 nm or more and 240 nm or less is used as a light source. Is preferred.
  • the automotive air conditioner according to the present invention further comprises a drain pan for receiving the used cleaning liquid falling from the evaporator and discharging it out of the apparatus, and the surface of the drain pan is irradiated with the deep ultraviolet light. It is preferable to Although harmful microorganisms are unlikely to propagate even in drain pans because harmful microorganisms are considered to be dead in the droplets of the used cleaning liquid for cleaning that falls from the evaporator, this makes it more likely to propagate harmful microorganisms in drain pans. It can be reliably prevented.
  • detection means for detecting the start and / or stop of the drive engine or drive motor of the automobile, and control means for operating the sterilizing mechanism for a predetermined time by a signal from the detection means. This ensures that the evaporator is carefully disinfected, so that a clean condition can always be maintained for a long time. It is more preferable to activate the sterilizing mechanism at the time of stopping, since the propagation of harmful microorganisms mainly occurs while the car is stopped for a long time.
  • the sterilizing cleaning liquid supply means includes a tank for storing the sterilizing cleaning liquid, a nozzle that ejects the sterilizing cleaning liquid toward the evaporator, and the nozzle And a hose connecting the tank, the pump, and at least one of the tank, the hose, and the nozzle, which emits deep ultraviolet light guided from the light source, into at least one of the insides.
  • a light source different from the light source using one or more deep ultraviolet light emitting diodes having a peak wavelength of 210 to 240 nm is disposed, and when the pump is driven, from the tank, the hose and the nozzle The deep ultraviolet light is emitted from the light emitting portion or the other light source to the cleaning liquid for sterilization existing in at least one selected It is preferable to.
  • the cleaning liquid for sterilization comprising a hydroxyl radical by deep ultraviolet light irradiation (sterilization after deep ultraviolet light irradiation), as compared to UV sterilization showing a bactericidal effect only at the part irradiated with ultraviolet light (UV)
  • UV sterilization showing a bactericidal effect only at the part irradiated with ultraviolet light (UV)
  • the cleaning solution is also referred to as a sterilizing solution), even if dust or the like adheres to the surface, it can penetrate inside and wet throughout, so that it is possible to sterilize the entire surface of the evaporator without unevenness.
  • the heat exchange efficiency is not reduced. Furthermore, since the LED which can be expected to have a long life as the light source is used, it is possible to sterilize the evaporator surface for a long time continuously only by replenishing the tank with the sterilizing cleaning liquid appropriately.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an automotive air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the automotive air conditioner 100 is installed at the lower part of the dashboard of the automotive vehicle, as in the case of a known automotive air conditioner.
  • the right side of the drawing is the front of the vehicle, and the left side of the drawing is the rear of the vehicle.
  • the automotive air conditioning apparatus 100 has a case 1 whose interior is divided into two, and a blower fan 2, an evaporator 3 and a cleaning solution supply means 11 for sterilizing the sterilization mechanism 20 described later in one area A (right side in the drawing). Is disposed, and the heater core 4 is disposed in the other area B (left side in the drawing).
  • One area A and the other area B are in communication with each other by the air mix door 5, and the air flows as indicated by I to IV in FIG. 1 inside the case 1 (hereinafter referred to as “air flow paths I to IV "Is formed.”
  • the blower fan 2 When the operation of the automotive air conditioning apparatus 100 is started, the blower fan 2 is rotated to introduce outside air or in-vehicle air into the case 1 by the air flow path I.
  • a filter 6 is disposed in the air flow path I, thereby preventing foreign matter such as dust from entering the case 1 into a predetermined size or more.
  • the air that has passed through the filter 6 is sent to the evaporator 3 by the air flow path II.
  • the evaporator 3 constitutes a known refrigeration cycle and functions as a cooler for dehumidifying and cooling the air sent through the air flow path II.
  • the moisture contained in the air is cooled and condensed to adhere to the surface of the evaporator 3.
  • a drain pan 8 disposed at the lower part of the case 1, and from the drainage port 9 provided in the drain pan 8, FIG. discarded to the outside of the vehicle through a flow path indicated by arrow D 1 in FIG.
  • an air mix door 5 is disposed which distributes the air having passed through the evaporator 3 to the air flow path IIIc and the air flow path IIIh.
  • the air sent to the region B by the air flow path IIIh Are all sent to the heater core 4, and the air sent to the region B by the air flow path III c bypasses the heater core 4.
  • the heater core 4 heats the air passing through the heater core 4 by the air flow path IIIh using the engine cooling water as the heat source when the vehicle has an internal combustion engine (engine) and the electric heater as the heat source when the vehicle is an electric vehicle. Heater.
  • the air that has passed through the air flow passage IIIc is sent to the region B while being cooled by the evaporator 3, and the air that has passed through the air flow passage IIIh is heated by the heater core 4 and sent to the region B. And they are mixed downstream of zone B.
  • the air mix door 5 can adjust the amount of air passing through the air flow passage IIIh and the amount of air passing through the air flow passage IIIc, and adjust the amount of air passing through the two flow passages. Thus, it is possible to obtain air adjusted to a desired temperature in the region B.
  • the air adjusted to the desired temperature is transferred to the defroster outlet (DEF) inside the windshield by the air flow path IV, to the face direction outlet (FACE) of the passenger by the air flow path V, and to the foot by the air flow path VI.
  • DEF defroster outlet
  • FACE face direction outlet
  • VI foot by the air flow path VI.
  • Each is discharged to a directional outlet (FOOT).
  • FOOT directional outlet
  • air can be selectively discharged from one or more of the air flow paths IV to VI by a blowout mode switching door (not shown).
  • the area around the evaporator 3 is always in a humid environment due to the presence of condensed water, and is in an environment in which harmful microorganisms contained in the air taken in from the air flow path I easily propagate.
  • the automotive air conditioning apparatus 100 provided with the sterilizing mechanism 20 it is possible to prevent the growth of harmful microorganisms, and also to kill them after the harmful microorganisms have proliferated to some extent.
  • the sterilizing mechanism 20 included in the automotive air conditioner 100 has a sterilizing cleaning solution composed of an aqueous solution in which a substance or an ion is generated that generates hydroxyl radicals by ultraviolet irradiation under coexistence of water.
  • the deep ultraviolet light source 12 capable of irradiating the surface of the evaporator 3 with deep ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less; By irradiating the ultraviolet light, the evaporator 3 is sterilized.
  • a substance or ion that generates hydroxyl radical (OH radical) by ultraviolet irradiation in the coexistence of water it is a substance other than ozone, and a substance or ion having such properties may be used without particular limitation. it can.
  • examples of such substances and ions include nitrate ion, nitrite ion, urethane compound, cellulose derivative and hydrogen peroxide.
  • the substance or ion is preferably at least one selected from nitrate ion, nitrite ion and hydrogen peroxide, and nitrate ion and / or nitrate ion and / or nitrate ion It is most preferred that it is nitrite ion or hydrogen peroxide.
  • the concentration of the substance or ion in the sterilizing washing solution is preferably 0.01 mM to 10 M, more preferably 0.05 mM to 5 M, and 0.1 mM to 1 M. Is particularly preferred.
  • M represents (mol / liter).
  • nitric acid and nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate, calcium nitrate and lithium nitrate can be suitably used, and substances capable of dissolving to give nitrite ions include nitrous acid and Nitrites such as sodium nitrite and potassium nitrite can be suitably used.
  • Nitrate ions are known to cause a reaction to generate OH radicals directly by irradiation of ultraviolet light having a wavelength of 240 nm or less (see Non-Patent Documents 4 and 5). It is also known that once reduced to nitrite ion, OH radicals are generated, and the reduction reaction is promoted by the coexistence of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), glycine, glycolic acid and the like (non-patent document) 6). It is thought that both reactions occur when ultraviolet light is actually irradiated.
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • nitrite ion has absorption at a wavelength of 300 to 400 nm, and from the viewpoint of binding energy, it generates OH radical from nitrite ion rather than directly generating OH radical from nitrate ion Is more advantageous. Furthermore, it is thought that the quantum efficiency of the photoreaction is further increased by irradiation with high energy (short wavelength) ultraviolet light (see Non-Patent Documents 2 and 3).
  • nitrate ion when using nitrate ion as a solute of the cleaning liquid for sterilization, a substance that promotes reduction reaction of nitrate ion, such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), glycine, glycolic acid, etc.
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • the amount is 0.1 to 1.2 times (mole or gram molecule) relative to the
  • the cleaning liquid for sterilization contains hydrogen peroxide
  • the cleaning liquid for sterilization further contains a water-soluble organic substance (for example, a lower (C1-C5 alcohol such as isopropyl alcohol, etc.) and / or carbonate. It is preferable to contain (for example, sodium carbonate etc.) in an amount of 1 to 100 mass ppm based on the total amount of the cleaning liquid for sterilization.
  • the longevity of OH radicals by chain reaction involving water-soluble organic substances can also be expected when nitrate ions and / or nitrite ions are used. Therefore, even when the cleaning solution contains nitrate ions and / or nitrite ions, the cleaning solution contains a water-soluble organic substance (for example, a lower (C1-C5 alcohol) such as isopropyl alcohol, etc.) based on the total amount of the cleaning solution. It is preferable to contain 1 to 100 mass ppm.
  • a water-soluble organic substance for example, a lower (C1-C5 alcohol) such as isopropyl alcohol, etc.
  • the cleaning liquid for sterilization is prepared by dissolving a predetermined amount of a substance that generates OH radicals by ultraviolet irradiation in the coexistence of water or a substance that gives an ion of generating OH radicals by ultraviolet irradiation in the coexistence of water. be able to.
  • a high concentration stock solution may be prepared, and the stock solution may be appropriately diluted with water to prepare a cleaning solution for sterilization.
  • the cleaning liquid for sterilization and the stock solution can also be distributed as a product. In that case, it is preferable to store and seal the sterilizing cleaning solution or the stock solution in an ultraviolet shielding container and store it in a cool and dark place, from the viewpoint of preventing deterioration of the cleaning solution or the stock solution.
  • the form of the container for storing the cleaning liquid for sterilization or the stock solution is not particularly limited, and a bottle, a pouch or the like can be adopted.
  • UV light having a wavelength of 250 nm or less.
  • the shorter the wavelength of UV light the higher the energy, so it is convenient for OH radical generation, but it is difficult to prepare a light source capable of emitting UV light with a short wavelength of less than 210 nm with relatively high intensity. . Therefore, it is preferable to irradiate ultraviolet light having a wavelength of 210 nm or more and 240 nm or less.
  • UV-LED ultraviolet light emitting diode
  • a cleaning solution for sterilization that achieves a longer life of OH radicals by chain reaction is used, and UV irradiation of the cleaning solution for sterilization is started before the supply of the cleaning solution for sterilization to the evaporator surface is started. It is preferable to do.
  • the ultraviolet irradiation time can be extended, and the cumulative irradiation amount to the cleaning liquid for sterilization can be increased. Therefore, generation of OH radicals by ultraviolet irradiation can be performed more reliably, and OH radical concentration on the evaporator surface can be increased. It can be raised.
  • the sterilizing cleaning solution stored in the tank is transferred via a conduit (a hose) using a pump, and the nozzle
  • ultraviolet light may be applied to the sterilizing cleaning solution passing through the location of the light source from a light source disposed in the conduit and / or in the nozzle.
  • a light source disposed outside the conduit and the nozzle, an emitting unit disposed inside the conduit and / or the nozzle, and a light guiding unit (for example, an optical fiber etc.) for guiding ultraviolet light from the light source to the emitting unit.
  • the UV irradiation can also be started before the supply of the cleaning liquid for sterilization to the surface of the evaporator is started by irradiating the UV to the cleaning liquid for sterilization from the emission part.
  • the emitting part is preferably an optical fiber collimator, a lens diffusion plate, a diffusion lens or a light guide plate, and particularly preferably a lens diffusion plate, a diffusion lens or a light guide plate because the irradiation area can be widened.
  • the “optical fiber collimator” is a member that converts the light emitted from the optical fiber into collimated light (parallel light).
  • an optical fiber collimator for example, a connector type member in which an aspheric lens is incorporated in a ferrule for optical fiber can be suitably used.
  • a “lens diffuser” Light Shaping Diffuser
  • Light Enhancer Cap registered trademark
  • the light guide plate there can be mentioned, for example, a surface light emitting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-237563 (Patent Document 8).
  • the integrated irradiation amount on at least a part of the evaporator surface is preferably 50 mJ / cm 2 or more, preferably 100 mJ / It is particularly preferable to set cm 2 or more.
  • the light source disclosed in Japanese Patent No. 5591305 has a rod-like light source for emitting ultraviolet light, and a light collecting device for collecting deep ultraviolet light emitted from the rod-like light source,
  • the rod-like light source is a rod-like light source having a cylindrical or polygonal columnar substrate and a plurality of ultraviolet light emitting diodes, and the plurality of ultraviolet light emitting diodes have the cylindrical or polygonal columnar optical axis of each ultraviolet light emitting diode.
  • the light collecting device is a long elliptical reflection mirror.
  • the rod-like light source is disposed on the focal axis of the long oval reflection mirror, and the long oval reflection mirror is an ultraviolet light for emitting the ultraviolet light condensed on the light collection axis of the long oval reflection mirror Has an opening for morphism, the UV-emitting opening, a light source having a collimating optical system to improve the directivity of the focused beam is ultraviolet, capable of emitting a high intensity UV by condensing.
  • the light source as an ultraviolet light source, high concentration OH radicals can be generated instantaneously, and a high cleaning effect can be expected. Since the light source emits ultraviolet light as a belt-like light flux, the irradiation effect of ultraviolet light on the entire surface of the object to be cleaned while sequentially shifting the belt-like light flux ensures a cleaning effect even on an evaporator having a large area. You can get
  • Hydroxyl radicals generated by ultraviolet irradiation are the most oxidative of the molecular species called so-called active oxygen, and are known to react with lipids, proteins, carbohydrates, etc. (Takao Takayanagi, Takeo Ohsaka (Ed.) 1998), Active oxygen, see The Chemical Society of Japan, Maruzen Co., Ltd. Publication), It is known that persistent organic substances that can not be decomposed by ozone can be treated (Yamatake Atsushi (2007), microplasma in water Research on stable formation of radicals and radical reactions, see Tokyo Institute of Technology, Doctoral Dissertation). As can be understood from these facts, OH radicals can also decompose metabolites produced by harmful microorganisms. Therefore, according to the present invention, it is also possible to remove the biofilm formed on the surface of the evaporator. is there.
  • FIG. 2 is a view seen from the same point of view as FIG. 1 and is a view schematically illustrating a state in which the sterilization mechanism 20 provided in the automotive air conditioner 100 according to the embodiment of the present invention is operating. .
  • the sterilizing mechanism 20 supplies sterilizing cleaning solution supplying means 11 capable of supplying a cleaning solution for sterilization comprising an aqueous solution containing nitrite to the surface of the evaporator 3, and deep ultraviolet light with a wavelength of 250 nm or less, preferably 210 nm or more and 240 nm or less And an irradiable deep ultraviolet light source 12.
  • the sterilizing cleaning liquid supply means 11 is not particularly limited as long as it is a member capable of supplying the sterilizing cleaning liquid to the surface of the evaporator 3.
  • the cleaning liquid supply means 11 for sterilization is provided with a nozzle 11a for injecting the cleaning liquid for sterilization onto the surface of the evaporator 3, a supply pipe 11b for sending the cleaning liquid for sterilization to the nozzle 11a from the cleaning liquid tank 7 for sterilization, and the cleaning liquid for sterilization. And a pump 11c for applying pressure.
  • the material of the cleaning liquid tank 7 for sterilization, the nozzle 11a, and the supply pipe 11b can be made of, for example, a resin such as polyolefin or vinyl chloride.
  • the method for supplying the cleaning liquid for sterilization to the surface of the evaporator 3 from the nozzle 11 a is not particularly limited, it is preferable that the cleaning liquid for sterilization spreads over the entire surface of the evaporator 3.
  • the nozzle 11a is a shower head, and the method of spraying radially as shown in FIG. 2 by the pressure of the pump 11c, and the method of spraying the cleaning liquid for sterilization into fine droplets by ultrasonic waves at the nozzle 11a It is preferable to use Incidentally, as shown in FIG.
  • the evaporator It becomes possible to distribute the sterilizing cleaning solution over the entire surface of 3. As a result, a limited amount of the cleaning liquid for sterilization can be effectively used, and the cleaning liquid tank 7 for sterilization and the cleaning liquid supply means 11 for sterilization can be miniaturized.
  • sterilizing the washing liquid is discarded from the discharge port 9 of the drain pan 8 to the outside of the vehicle through the flow path of the arrow D 1.
  • the deep ultraviolet light source 12 is a light source capable of irradiating the surface of the evaporator 3 with deep ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, preferably 210 nm or more and 240 nm or less.
  • the deep ultraviolet light source 12 is not particularly limited as long as it can irradiate deep ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less on the surface of the evaporator 3, but it is preferable to use one or more deep ultraviolet light emitting diodes (DUV-LEDs). Since the deep ultraviolet light emitting diode has a narrow half width, it is easy to selectively irradiate deep ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, and has the advantages of long life and small power consumption.
  • DUV-LEDs deep ultraviolet light emitting diodes
  • the deep ultraviolet light emitting diode When a deep ultraviolet light emitting diode is used as the deep ultraviolet light source 12, for example, the deep ultraviolet light emitting diode may be disposed on the substrate such that the emitted light is directed to the evaporator 3.
  • the deep ultraviolet light emitting diode is preferably packaged or modularized, and is housed in a structure that emits directional light such as parallel light, for example, in a package having a collimating lens Is preferred.
  • a sterilizing cleaning solution adhering to the surface of the evaporator 3 that is, a sterilizing cleaning solution immediately before and / or during spraying and / or a sterilizing cleaning solution adhering to the surface of the evaporator 3 by spraying, UV light of wavelength 250 nm or less, preferably 210 to 240 nm
  • UV light of wavelength 250 nm or less, preferably 210 to 240 nm
  • the irradiance of the ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, preferably 210 to 240 nm is preferably 1 mW / cm 2 or more on the surface of the evaporator 3, 50 mW / cm 2 It is more preferable that it is more than.
  • the irradiance of ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, preferably 210 to 240 nm is more than the above lower limit, more OH can be generated simultaneously, so sterilization and decomposition of organic soil can be performed more efficiently. It will be possible.
  • the upper limit of the irradiance is not particularly limited, but is usually 5,000 mW / cm 2 or less.
  • the deep ultraviolet light source 12 is supplied with power from the battery of the automobile to emit light, and irradiates the evaporator 3 with deep ultraviolet light.
  • the light emitted from the deep ultraviolet light source 12 passes through the ultraviolet light transmission window 13 to enter the case 1 and is irradiated to the evaporator 3.
  • the advancing direction of the light in case 1 was shown by the white arrow in FIG. From the viewpoint of sterilizing the entire upstream side (right side in the drawing) of the evaporator 3 as shown by the one-dot chain line in FIG. 2, it is preferable that the deep ultraviolet light be irradiated on the entire upstream side of the evaporator 3.
  • a light diffusion film may be disposed on the inner surface or the outer surface of the case 1 of the ultraviolet transmission window 13 to expand the irradiation range.
  • the present invention further comprises a drain pan 8 for receiving the used cleaning liquid for cleaning and dropping it out of the evaporator 3 and discharging it out of the apparatus, and the surface of the drain pan is irradiated with the deep ultraviolet light. preferable. By doing this, it is possible to more reliably prevent the reproduction of harmful microorganisms in the drain pan.
  • the sterilization mechanism 20 comprises detection means for detecting the start and / or stop of the drive engine or drive motor of the automobile, and control means for operating the sterilization mechanism 20 for a predetermined time according to a signal from the detection means. Furthermore, it is preferable to have. By doing this, sterilization of the evaporator 3 is performed with certainty, so that the clean state can always be maintained for a long time. It is more preferable to activate the sterilizing mechanism at the time of stopping, since the propagation of harmful microorganisms mainly occurs while the car is stopped for a long time.
  • sterilization can be performed by the sterilization mechanism 20 at an arbitrary timing.
  • the present invention exemplifies the automotive air conditioner 100 in which the deep ultraviolet light source 12 is disposed outside the case 1, the present invention is not limited to this. It may be provided inside and directly irradiated to the evaporator 3 without passing through the ultraviolet light transmission window 13.
  • the automotive air conditioner 100 in which the blower fan 2, the evaporator 3 and the heater core 4 are housed in the same case 2 is exemplified, but the present invention is not limited to this. These members may be housed in different cases. In this case, it is possible to equip the case which accommodates an evaporator with the sterilization mechanism illustrated above.
  • the automotive air conditioner 100 has been described in which the supply of the cleaning liquid for sterilization and the irradiation of deep ultraviolet light are performed from the upstream side (right side in FIG. 1) of the evaporator 3.
  • the invention is not limited to this, and the evaporator may be supplied with a cleaning liquid for sterilization and irradiated with deep ultraviolet light from the downstream side of the evaporator 3 (left side in the drawing of FIG. 1).

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Abstract

水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる殺菌用洗浄液をエバポレータ表面に供給可能な殺菌用洗浄液供給手段と、波長２５０ｎｍ以下の深紫外光をエバポレータ表面に照射可能な深紫外光源と、を備える殺菌機構を備え、エバポレータ表面に供給される殺菌用洗浄液に、深紫外光を照射することにより、エバポレータの殺菌を行う、自動車用空気調和装置。

Description

自動車用空気調和装置
　本発明は、エバポレータの殺菌機構を備えた自動車用空気調和装置に関する。
　自動車用空気調和装置には、熱交換機としてエバポレータが用いられている。エバポレータの表面は、空気中の水分が凝縮することにより湿潤な環境にあり、細菌やカビ等の空気中に含まれていた有害微生物が繁殖し易い環境となっている。また、エバポレータは通常、熱交換効率を高めるために、冷媒が流通する折りたたまれたパイプの間に金属製のフィンが入り組んだ構造をしており、該入り組んだ構造もエバポレータに有害微生物が繁殖し易い原因となっている。エバポレータ表面で繁殖した有害微生物は、悪臭の原因となる代謝物を生成して搭乗者に不快感を与えるだけでなく、アレルギーや気管支炎等の疾病を誘発する虞がある。また、エバポレータの表面が有害微生物及び代謝物の被膜（バイオフィルム）で覆われることにより、熱交換効率が低下してしまう虞があった。
　そこで、エバポレータの表面を抗菌又は殺菌する方法として、種々の方法が検討されている。例えば、特許文献１には自動車用空調装置のエバポレータユニットを構成する部材の少なくとも一つが抗菌性セラミックスを含有することにより、抗菌性セラミックスの有する抗菌性金属の触媒作用によりエバポレータ付近の抗菌、脱臭を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、フィン付きチューブを備えた熱交換機において、チューブ及び（又は）フィンの最表面の少なくとも一部にポリアニリン及び（又は）その誘導体からなる表面被膜を形成し、該表面被膜と外気中の水分との反応により発生する活性酸素又は過酸化水素により、有害微生物を殺菌する技術が開示されている。さらに、エバポレータからのドレンを受けるドレンパンに紫外線を照射して紫外線殺菌を行う技術も知られている（特許文献３参照）。
特開平６－２６２９３７号公報 特開２００８－６４３４３号公報 登録実用新案第３００７３７５号公報 特許第４８０３６８４号公報 特許第４３３２１０７号公報 特開２０１２－２０５６１５号公報 国際公開第２０１０／１４０５８１号パンフレット 特開２００６－２３７５６３号公報 特許第５５９１３０５号公報
飯島崇文　他，「難分解性有害有機物処理への適用を目指すＯＨラジカル発生装置」，東芝レビューＶｏｌ．６１，Ｎｏ．８（２００６）． Jorge L. Lopez et al., "Hydroxyl radical initiated photodegradation of 4-chloro-3,5-dinitrobenzoic acid in aqueous solution", Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2000, Vol.137, pp.177-184. Soo-Myung Kim et al., "Degradation of Organic Pollutants by the Photo-Fenton-Process", Chem. Eng. Technol. 1998, Vol. 21, pp.187-191. Hyun-Seok Son, et al., "Effect of Nitrite and Nitrate as the Source of OH Radical in the O3/UV Process with or without Benzene", Bull. Korean Chem. Soc. 2011, Vol. 32, No. 8, 3039-3044. Guus F. IJpelaar, et al., "UV disinfection and UV/H2O2 oxidation: by-product formation and control", Techneau, 2007, D2.4.1.1, 1-27. Yoshiko YANO, et al., "Reducing Nitrogen Content in Industrial Wastewater by Ultraviolet Irradiation", Journal of Japan Society on Water Environment 2007, Vol.30, No.11, pp.661-664.
　特許文献１及び２に記載されている技術では、抗菌性金属やポリアニリン等のエバポレータの表面に析出した成分により抗菌効果を奏するが、該成分がドレン排水とともに析出し、経時的に抗菌効果が低下してしまうことがあった。また、該抗菌効果は上記成分が析出している表面で奏されるため、一旦汚れ等が付着して表面が被覆されてしまうと、該汚れ等の上からさらに付着した有害微生物に対しては抗菌作用を及ぼすことができず、有害微生物が繁殖してしまうことがあった。また、エバポレータに直接紫外線を照射して殺菌を行うことも考えられるが、カビ等を紫外線で死滅させるためには紫外線の積算照射量を大きくする必要があるばかりでなく、エバポレータは複雑な形状をしているため紫外線が当たらない部分があること、表面に埃などの遮蔽物が付着することから、十分な殺菌を行うことは困難である。
　そこで本発明は、エバポレータ表面の抗菌性に依らず、長期継続的にエバポレータ表面を殺菌することが可能な殺菌機構を備えた自動車用空気調和装置を提供することを課題とする。
　本発明者らは、エバポレータ表面に有害微生物が付着し繁殖する前の段階で、セルフクリーニングによりこれらを死滅除去することができれば前記課題を解決することができると考えた。たとえば、エバポレータ表面を光触媒でコーティングし、定期的に水の存在下で光触媒を励起する光を照射すれば有害微生物が繁殖する前に死滅除去することができる。
  しかしながら、エバポレータ表面を光触媒でコーティングした場合には、熱伝導率が低下することにより熱交換効率が低下してしまうばかりでなく、金属炭酸塩等のミネラル分が光触媒表面に付着することにより失活し、機能が低下するという問題がある。
　そこで、本発明者らは、ヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカルともいう。）の酸化作用を利用したセルフクリーニング機構に着目し、光触媒を用いずにエバポレータ表面にヒドロキシルラジカルを供給する方法を検討した。
　ＯＨラジカルについて、例えば特許文献４には、水不溶性のリグニンを含むリグニン粉末を、リグニンの低分子化物が溶解しリグニンが溶解しない溶媒の共存下に亜硝酸ナトリウム水溶液中で懸濁させながら、紫外線、電子線、またはガンマ線の照射により発生させたヒドロキシルラジカルと反応させる、リグニンの低分子化方法が記載されている。
　特許文献５には、表面に水を粒状に保持可能な保水面に形成した保水体に水を供給し、該保水面を水滴で濡れた状態に保持する保水工程と、該保水面に付着させた水滴に対し、１０ｍｍ以内の至近距離から波長が２５４ｎｍの紫外線を、近傍を１０℃～４０℃の温度域に制御しつつ照射して、該照射紫外線のエネルギーで水滴にＯＨラジカルを生成させる照射工程と、該ＯＨラジカルを含む水滴を保持している保水面に対してエチレンガスを含む気体を通風させてＯＨラジカルに該エチレンガスを接触させる反応工程と、から成り、ＯＨラジカルにエチレンガスを接触反応させてエタンと水に改質する、エチレンガスの改質方法が記載されている。
　特許文献６には、ポリウレタンフォームなどの高分子多孔体に波長２５４ｎｍの紫外線を照射してＯＨラジカルを発生させながら、該多孔体の内部にエチレンガスを流通させて、該エチレンガスを分解する技術が開示されている。
　特許文献７には、オゾンと、過酸化水素と、水溶性有機物、無機酸、該無機酸の塩、及びヒドラジンからなる群より選択される少なくとも１種以上の添加物質とを純水に溶解させてヒドロキシルラジカル含有水を生成する生成工程と、生成したヒドロキシルラジカル含有水をユースポイントに移送する移送工程と、移送後のヒドロキシルラジカル含有水をユースポイントで供給する供給工程とを含む、ヒドロキシルラジカル含有水供給方法が開示されている。
　非特許文献１には、酸素と水を含むガス中でコロナ放電を行うことによって発生したＯＨラジカルを処理水に溶解させて処理水中の有機物を分解する技術が開示されている。
　非特許文献２及び３には、水（Ｈ２Ｏ）やＦｅ（ＯＨ）２＋が紫外線照射によってＯＨラジカルを発生させることが記載されている。
　ところが、特許文献４、５及び６に開示されている技術は、特定の物質や有害物質を分解することを目的とするものであり、物品に付着した有機汚れの除去技術に直接関係するものではない。また、特許文献７や非特許文献１に記載されている方法では、ＯＨラジカルやその前駆体となるオゾンを発生させるために特殊な装置が必要である。さらに、特許文献７に開示されている方法では、環境基準の観点から許容濃度が極めて低いオゾンを使用しなければならないという問題もある。加えて、特許文献５に開示されている技術は、有機汚れが付着したエバポレータ（被洗浄体）の表面を保水面とすれば汎用的な洗浄方法となり得ると考えられるが、紫外線照射により水から高濃度のＯＨラジカルを生成させることは困難である。
　そこで、本発明者等は、エバポレータの表面に保持される水に紫外線照射によりＯＨラジカルを発生する物質を添加すると共に照射する紫外線のエネルギーを高めることを着想し、本発明を完成するに至った。
　本発明は、エバポレータの殺菌機構を備えた自動車用空気調和装置であって、前記殺菌機構は、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる殺菌用洗浄液を前記エバポレータ表面に供給可能な殺菌用洗浄液供給手段と、波長２５０ｎｍ以下の深紫外光を前記エバポレータ表面に照射可能な深紫外光源と、を備え、前記エバポレータ表面に供給される前記殺菌用洗浄液に、前記深紫外光を照射することにより、前記エバポレータの殺菌を行う、自動車用空気調和装置である。
　本発明において、前記殺菌用洗浄液が、硝酸イオン、亜硝酸イオン、過酸化水素及びオゾンから選ばれる少なくとも１種が溶解した水溶液からなることが好ましい。
　本発明において、前記殺菌用洗浄液中においてＯＨラジカルを発生させるために２５０ｎｍ以下の波長を有する深紫外光を照射する必要がある。深紫外光の波長は短ければ短いほどエネルギーが高くＯＨラジカルの発生にとっては都合が良いが、２１０ｎｍ未満の短波長の深紫外光を比較的高強度で出射することができる光源を準備することは困難である。したがって、２１０ｎｍ以上、２４０ｎｍ以下の波長を有する深紫外光を照射することが好ましい。また、装置を小型化でき、メンテナンスを容易化できるという観点から、光源としては、２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する深紫外光を出射する深紫外線発光ダイオード（ＤＵＶ－ＬＥＤ）を使用することが好ましい。
　本発明の自動車用空気調和装置においては、前記エバポレータから落下する使用済殺菌用洗浄液を受けて装置外に排出するためのドレンパンを更に有し、当該ドレンパンの表面に前記深紫外光を照射するようにすることが好ましい。エバポレータから落下する使用済殺菌用洗浄液の液滴中では有害微生物は死滅していると考えられるため、ドレンパンでも有害微生物は繁殖し難いが、こうすることにより、ドレンパンでの有害微生物の繁殖をより確実に防止することができる。
　また、自動車の駆動エンジン又は駆動モーターの起動及び／又は停止を検知する検知手段と、該検知手段からの信号により前記殺菌機構を所定時間稼働させる制御手段と、を更に有することが好ましい。こうすることによりエバポレータの殺菌がこまめに確実に行われるので、常に清浄な状態を長期にわたって保つことができる。有害微生物の繁殖は主に自動車が長時間停止している間に起こるので、停止時に前記殺菌機構を作動させるのがより好ましい。
　さらにまた、本発明の自動車用空気調和装置においては、前記殺菌用洗浄液供給手段が、前記殺菌用洗浄液を貯留するためのタンクと、前記殺菌用洗浄液をエバポレータに向かって噴出するノズルと、当該ノズルと前記タンクとを連結するホースと、ポンプと、を有し、前記タンク、前記ホース及び前記ノズルから選ばれる少なくとも一つの内部には、前記光源から導光された深紫外光を出射する出射部、又はピーク波長が２１０～２４０ｎｍである一つ以上の深紫外発光ダイオードを用いた前記光源とは別の光源が配置されており、前記ポンプの駆動時において、前記タンク、前記ホース及び前記ノズルから選ばれる少なくとも一つの内部に存在する前記殺菌用洗浄液に対して前記出射部又は前記別の光源から前記深紫外光を照射するようにすることが好ましい。
　本発明では、強力な酸化作用を有するヒドロキシルラジカルによって有害微生物を確実に死滅させることが可能である。しかも、紫外線（ＵＶ）が照射された部分のみで殺菌効果を示すＵＶ殺菌と比べて、本発明では深紫外光照射によってヒドロキシルラジカルを含むようになった殺菌用洗浄液（深紫外光照射後の殺菌用洗浄液を殺菌液ともいう。）は表面に埃などが付着していても内部に浸透して全体に濡れ広がることができるので、むらなくエバポレータ表面の全体を殺菌することが可能である。
  また、本発明では、エバポレータの表面に特殊なコーティングなどを施す必要が無いので熱交換効率を下げることが無い。さらに、光源として長寿命が期待できるＬＥＤを用いているため、適宜タンクに殺菌用洗浄液を補充するだけで、長期継続的にエバポレータ表面を殺菌することが可能である。
本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置１００を模式的に説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置１００が備える殺菌機構２０が作動している様子を模式的に説明する図である。
　本発明の上記した作用および利得は、以下に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。なお、図面は必ずしも正確な寸法を反映したものではない。また図では、一部の符号を省略することがある。本明細書においては特に断らない限り、数値Ａ及びＢについて「Ａ～Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。また「又は」及び「若しくは」の語は、特に断りのない限り論理和を意味するものとする。本明細書において、「紫外光」と「紫外線」とは同義である。
　図１は、本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置１００を模式的に説明する断面図である。自動車用空気調和装置１００は、公知の自動車用空気調和装置と同様に、自動車のダッシュボード下部に設置される。図１において、紙面右側が自動車前方、紙面左側が自動車後方である。
  自動車用空気調和装置１００は、内部が２分割されたケース１を有し、一方の領域Ａ（紙面右側）にブロアファン２、エバポレータ３、及び、後述する殺菌機構２０の殺菌用洗浄液供給手段１１の一部が配置されており、他方の領域Ｂ（紙面左側）にヒーターコア４が配置されている。一方の領域Ａと他方の領域Ｂとはエアミックスドア５により連通しており、ケース１内部には図１にＩ～ＩＶで示した空気が流通する経路（以下、「空気流路Ｉ～ＩＶ」という。）が形成されている。
　自動車用空気調和装置１００の運転が開始されると、ブロアファン２が回転することにより、外気又は車内空気が、空気流路Ｉによりケース１内に導入される。空気流路Ｉにはフィルタ６が配置されており、これによりゴミ等の所定サイズ以上の異物がケース１内に侵入することを防止する。フィルタ６を通過した空気は、空気流路ＩＩにより、エバポレータ３へと送られる。
　エバポレータ３は周知の冷凍サイクルを構成するものであり、空気流路ＩＩで送られてきた空気を除湿冷却する冷却機として機能する。該冷却過程において、空気中に含まれていた水分が冷却されて凝縮し、エバポレータ３表面に付着する。付着した凝縮水は所定量集まると重力によりケース１の底部へと滴下し、ケース１の下部に配置されているドレンパン８へと集められ、ドレンパン８に設けられた排水口９から、図１及び図２に矢印Ｄ１で示した流路を通して車外へ捨てられる。
　エバポレータ３の下流側には、エバポレータ３を通過した空気を、空気流路ＩＩＩｃと空気流路ＩＩＩｈとに振り分けるエアミックスドア５が配置されており、空気流路ＩＩＩｈにより領域Ｂに送られた空気は全てヒーターコア４へと送られ、空気流路ＩＩＩｃにより領域Ｂに送られた空気はヒーターコア４をバイパスする。ヒーターコア４は自動車が内燃機関（エンジン）を有する場合にはエンジンの冷却水を、電気自動車である場合には電熱ヒーターを熱源として、空気流路ＩＩＩｈにより該ヒーターコア４を通過する空気を加熱する加熱器である。該構成によれば、空気流路ＩＩＩｃを通過した空気はエバポレータ３により冷却されたまま領域Ｂへと送られ、空気流路ＩＩＩｈを通過した空気はヒーターコア４により加熱されて領域Ｂへと送られ、これらは領域Ｂの下流において混合される。エアミックスドア５は空気流路ＩＩＩｈを通過する空気の量と空気流路ＩＩＩｃを通過する空気の量とを調節可能となっており、該２つの流路を通過する空気の量を調節することにより、領域Ｂにおいて所望の温度に調節された空気を得ることが可能となっている。所望の温度に調節された空気は、空気流路ＩＶによりフロントガラス内側のデフロスタ吹出口（ＤＥＦ）へ、空気流路Ｖにより搭乗者の顔面方向吹出口（ＦＡＣＥ）へ、空気流路ＶＩにより足元方向吹出口（ＦＯＯＴ）へとそれぞれ排出される。なお、図示しない吹出モード切替ドアにより、空気流路ＩＶ～ＶＩのうち一つ又は複数の流路から選択的に空気を排出することができる。
　上記のように、エバポレータ３周辺は凝縮水の存在により常に多湿な環境にあり、空気流路Ｉから吸入される空気に含まれる有害微生物が繁殖し易い環境にある。殺菌機構２０を備える自動車用空気調和装置１００によれば、有害微生物の繁殖を予防すること、及び、ある程度有害微生物が繁殖してしまった後にも事後的に殺菌することが可能である。
　本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置１００が備える殺菌機構２０は、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる殺菌用洗浄液をエバポレータ３表面に供給可能な殺菌用洗浄液供給手段１１と、波長２５０ｎｍ以下の深紫外光をエバポレータ３表面に照射可能な深紫外光源１２とを備え、エバポレータ３表面に供給された上記殺菌用洗浄液に、上記深紫外光を照射することにより、エバポレータ３の殺菌を行う。
　ここで、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカル）を生成する物質又はイオンとしては、オゾン以外の物質であって、このような性質を有する物質又はイオンを特に制限なく用いることができる。そのような物質及びイオンの例としては、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ウレタン化合物、セルロース誘導体及び過酸化水素などを挙げることができる。これらの中でも、取り扱いの容易さ及びＯＨラジカル発生効率の観点から、該物質又はイオンは、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び過酸化水素から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンであるか又は過酸化水素であることが最も好ましい。
　前記殺菌用洗浄液中における前記物質又はイオンの濃度が高いほどＯＨラジカルは生成し易いが、該濃度が高すぎると折角生成したＯＨラジカルどうしが反応して消滅するため効率的ではなく、また溶質が析出するという問題も発生する。このような理由から前記殺菌用洗浄液中における該物質又はイオンの濃度は、０．０１ｍＭ～１０Ｍであることが好ましく、０．０５ｍＭ～５Ｍであることがより好ましく、０．１ｍＭ～１Ｍであることが特に好ましい。なお、ここでＭは（ｍｏｌ／リットル）を表す。
　なお、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカル）を生成するイオンを水溶液中に存在させるためには、該イオンの共役酸又は塩を水に溶解させればよい。溶解して硝酸イオンを与える物質としては、硝酸、及び、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸リチウムなどの硝酸塩が好適に使用でき、溶解して亜硝酸イオンを与える物質としては、亜硝酸、及び、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウムなどの亜硝酸塩が好適に使用できる。
　硝酸イオンは２４０ｎｍ以下の波長を有する紫外線の照射によって直接ＯＨラジカルを生成する反応を起こすことが知られている（非特許文献４及び５参照）。また、一旦、亜硝酸イオンに還元されてからＯＨラジカルを生成し、該還元反応がエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、グリシン、グリコール酸などの共存によって促進されることも知られている（非特許文献６）。実際に紫外線を照射したときには両方の反応が起こるものと考えられる。
　一方、特許文献４に示されるように亜硝酸イオンは波長３００～４００ｎｍに吸収を有し、結合エネルギーの観点からは、硝酸イオンから直接ＯＨラジカルを生成するより亜硝酸イオンからＯＨラジカルを生成する方が有利である。更に、エネルギーの高い（短波長の）紫外線を照射することにより、その光反応の量子効率は更に高くなると考えられる（非特許文献２及び３参照）。
　したがって、殺菌用洗浄液の溶質として硝酸イオンを用いる場合には、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、グリシン、グリコール酸などの、硝酸イオンの還元反応を促進する物質を、硝酸イオンの量（モル又はグラムイオン）に対して０．１～１．２倍程度の量（モル又はグラム分子）で共存させることが好ましい。
　また、過酸化水素は波長２９０ｎｍ以下の紫外線を吸収してＯＨラジカルを発生する。そして、過酸化水素が水溶性有機物や炭酸塩などの無機酸の塩と共存する場合には、これらの物質が関与する連鎖反応により、発生したＯＨラジカルの見かけ上の寿命が長くなる（特許文献５参照）。したがって前記殺菌用洗浄液が過酸化水素を含む場合には、該殺菌用洗浄液は更に、水溶性有機物（例えば、イソプロピルアルコールなどの低級（炭素数１～５の）アルコール等。）及び／又は炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム等。）を、殺菌用洗浄液全量基準で１～１００質量ｐｐｍ含むことが好ましい。
　水溶性有機物が関与する連鎖反応によるＯＨラジカルの長寿命化は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを用いた場合にも期待することができる。したがって、洗浄液が硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む場合にも、該洗浄液は水溶性有機物（例えば、イソプロピルアルコールなどの低級（炭素数１～５の）アルコール等。）を、洗浄液全量基準で１～１００質量ｐｐｍ含むことが好ましい。
　前記殺菌用洗浄液は、水の共存下における紫外線照射によってＯＨラジカルを生成する物質又は水の共存下における紫外線照射によってＯＨラジカルを生成するイオンを与える物質を、所定量水に溶解させることにより調製することができる。このとき、濃度の高い原液を準備し、該原液を適宜水で希釈することにより殺菌用洗浄液を調製してもよい。また、これら殺菌用洗浄液及び原液は、それ自体を商品として流通させることもできる。その場合には、該洗浄液または原液の変質等を防止することができるという観点から、該殺菌用洗浄液または原液を紫外線遮蔽性の容器内に収容密閉し、冷暗所で保存することが好ましい。但し、ＯＨラジカルを生成する前記物質が変質し上記容器内の圧力が上昇する場合は、例えば通気孔を有する蓋により栓をする等により、上記容器の密閉を避けることが好ましい。該殺菌用洗浄液または原液を保存する容器の形態は特に限定されず、ボトルやパウチなどが採用できる。
　本発明において、前記殺菌用洗浄液においてＯＨラジカルを発生させるために２５０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射する必要がある。紫外線の波長は短ければ短いほどエネルギーが高いのでＯＨラジカルの発生にとっては都合が良いが、２１０ｎｍ未満の短波長の紫外線を比較的高強度で出射することができる光源を準備することは困難である。したがって、２１０ｎｍ以上、２４０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射することが好ましい。また、装置を小型化でき、メンテナンスを容易化できるという観点から、光源としては、２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオード（ＵＶ－ＬＥＤ）を使用することが好ましい。
　本発明の方法においては、連鎖反応によるＯＨラジカルの長寿命化が図られる殺菌用洗浄液を使用すると共に、エバポレータ表面への殺菌用洗浄液の供給を開始する前から前記殺菌用洗浄液に対する紫外線照射を開始することが好ましい。かかる形態によれば、紫外線照射時間を長くすることができ、前記殺菌用洗浄液に対する積算照射量を高くできるので、紫外線照射によるＯＨラジカルの発生をより確実に行って、エバポレータ表面におけるＯＨラジカル濃度を高くすることができる。エバポレータ表面への殺菌用洗浄液の供給を開始する前から紫外線照射を開始するためには、たとえば、タンクに貯留した殺菌用洗浄液を、ポンプを用いて導管（ホース）を経由して移送し、ノズルから噴霧することによりエバポレータ表面に付着させる場合には、導管内および／またはノズル内に配置された光源から、該光源の箇所を通過する殺菌用洗浄液に紫外線を照射するようにすればよい。また、導管およびノズルの外部に配置された光源と、導管および／またはノズルの内部に配置された出射部と、光源から出射部に紫外線を導く導光部（例えば光ファイバなど。）とを用いて、該出射部から殺菌用洗浄液へＵＶを照射することによっても、エバポレータ表面への殺菌用洗浄液の供給を開始する前から紫外線照射を開始することができる。出射部は、光ファイバ用コリメータ、レンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板であることが好ましく、照射領域を広くすることができるという理由からレンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板であることが特に好ましい。本明細書において、「光ファイバコリメータ」とは、光ファイバからの出射光をコリメート光（平行光）とする部材である。光ファイバコリメータとしては、例えば、光ファイバ用フェルールに非球面レンズを組み込んだコネクタタイプの部材を好適に使用できる。「レンズ拡散板」（Light Shaping Diffuser）とは、拡散フィルム、拡散フィルター又は拡散シートとも呼ばれるものであり、表面にランダムに形成される微小なレンズの作用等により、光を円形や楕円形などに拡散整形して均一な照射を可能にする部材である。また、商業的に入手可能な拡散レンズの好ましい一例としては、株式会社エンプラス社製Light Enhancer Cap（登録商標）を挙げることができる。導光板の好ましい一例としては、たとえば特開２００６－２３７５６３号公報（特許文献８）に開示されている面発光デバイスを挙げることができる。
　紫外線照射に際しては、光源の出力に応じて光源とエバポレータとの距離及び照射時間を制御することにより、エバポレータ表面の少なくとも一部における積算照射量を５０ｍＪ／ｃｍ２以上とすることが好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２以上とすることが特に好ましい。
　なお、高強度の紫外線を出射できるという理由から、光源としては、特許第５５９１３０５号公報（特許文献９）に開示されているような光源を使用することが好ましい。すなわち、特許第５５９１３０５号公報（特許文献９）に開示されている光源は、紫外線を出射する棒状光源と、該棒状光源から出射された深紫外線を集光する集光装置とを有し、前記棒状光源は、円筒状または多角柱状の基体と、複数の紫外発光ダイオードとを有する棒状光源であって、該複数の紫外発光ダイオードが、各紫外発光ダイオードの光軸が前記円筒状または多角柱状の基体の中心軸を通るように前記円筒状または多角柱状の基体の側面に配置されていることにより、前記中心軸に対して放射状に紫外線を出射し、前記集光装置が、長楕円反射ミラーを有し、前記長楕円反射ミラーの焦点軸上に前記棒状光源が配置され、前記長楕円反射ミラーは、該長楕円反射ミラーの集光軸において集光された紫外線を出射するための紫外線出射用開口部を有し、前記紫外線出射用開口部に、前記集光された紫外線の指向性を高めるコリメート光学系を有する光源であり、集光により高強度の紫外線を出射することができる。該光源を紫外線光源として用いる形態によれば、瞬時に高濃度のＯＨラジカルを発生でき、高い洗浄効果が期待できる。該光源は、紫外線を帯状の光束として出射するので、該帯状の光束を順次ずらしながら被洗浄体表面の全面に紫外線を照射することによって、広い面積を有するエバポレータに対しても、確実な洗浄効果を得ることができる。
　紫外線照射により発生するヒドロキシルラジカルは、いわゆる活性酸素と呼ばれる分子種の中でも最も酸化力が強く、脂質やタンパク質、糖質などと反応することが知られており（高柳輝夫，大坂武男（編）（１９９８），活性酸素，日本化学会，丸善（株）出版　参照）、オゾンでは分解不可能な難分解性有機物も処理が可能であることが知られている（山竹厚（２００７），水中マイクロプラズマの安定生成とラジカル反応に関する研究，東京工業大学，博士論文　参照）。このような事実からも分かるように、ＯＨラジカルは有害微生物が生成する代謝物をも分解することができるため、本発明によれば、エバポレータ表面に形成されたバイオフィルムを除去することも可能である。
　以下、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質として、亜硝酸塩を用いた場合を例に、図２を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置１００が備える殺菌機構２０について説明する。
  図２は図１と同一の視点から見た図であり、本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置１００が備える殺菌機構２０が作動している様子を模式的に説明する図である。殺菌機構２０は、亜硝酸塩を含む水溶液からなる殺菌用洗浄液をエバポレータ３表面に供給可能な殺菌用洗浄液供給手段１１と、波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の深紫外光をエバポレータ３表面に照射可能な深紫外光源１２とを備える。
　殺菌用洗浄液供給手段１１は、殺菌用洗浄液をエバポレータ３表面に供給可能な部材であれば特に限定されない。本形態において、殺菌用洗浄液供給手段１１はエバポレータ３表面に殺菌用洗浄液を噴射するノズル１１ａ、殺菌用洗浄液タンク７からノズル１１ａへと殺菌用洗浄液を送る供給管１１ｂ、及び、殺菌用洗浄液を送るための圧力を付加するポンプ１１ｃとを有する。殺菌用洗浄液タンク７、ノズル１１ａ、供給管１１ｂの材質は、例えば、ポリオレフィンや塩化ビニル等の樹脂製とすることができる。
　ノズル１１ａからエバポレータ３表面に殺菌用洗浄液を供給する方法は、特に限定されないが、殺菌用洗浄液がエバポレータ３の表面全体に行き渡ることが好ましい。かかる観点から、ノズル１１ａをシャワーヘッドとし、ポンプ１１ｃの圧力により、図２に示すように放射状に噴射する方法や、ノズル１１ａにおいて超音波により殺菌用洗浄液を微細な液滴とし、噴霧する方法等を用いることが好ましい。なお、図２に示すように、殺菌用洗浄液をエバポレータ３の少なくとも上部に供給することにより、供給された殺菌用洗浄液は重力によりエバポレータ３の下部へと滴下するため（矢印Ｄ２参照）、エバポレータ３の表面全体に殺菌用洗浄液を行き渡らせることが可能となる。これにより限られた量の殺菌用洗浄液を有効利用でき、殺菌用洗浄液タンク７及び殺菌用洗浄液供給手段１１を小型化することができる。
　本形態において、殺菌用洗浄液は、矢印Ｄ１の流路を通ってドレンパン８の排出口９から車外へ廃棄される。
　深紫外光源１２は、波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の深紫外光をエバポレータ３表面に照射可能な光源である。深紫外光源１２は、波長２５０ｎｍ以下の深紫外光をエバポレータ３表面に照射可能な光源であれば特に限定されないが、一つ以上の深紫外発光ダイオード（ＤＵＶ－ＬＥＤ）を用いることが好ましい。深紫外発光ダイオードは半値幅が狭いことから波長２５０ｎｍ以下の深紫外光を選択的に照射し易く、長寿命で消費電力が小さいという利点を有する。深紫外光源１２として、深紫外発光ダイオードを用いる場合には、例えば、基板上に深紫外発光ダイオードを、出射光がエバポレータ３に向かうように、配置すればよい。深紫外発光ダイオードは、パッケージ化またはモジュール化されていることが好ましく、平行光のような指向性の強められた光を出射するような構造、例えばコリメートレンズを有するパッケージ内に収納されていることが好ましい。
　エバポレータ３の表面に付着する殺菌用洗浄液、すなわち噴霧直前及び／又は噴霧途中の殺菌用洗浄液及び／又は噴霧によってエバポレータ３の表面に付着した殺菌用洗浄液に波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０～２４０ｎｍの紫外線が照射されると、殺菌用洗浄液中でＯＨラジカルが発生し、ＯＨラジカルの作用によりエバポレータ３表面の有害微生物が死滅させられ、更に有機物汚れも分解される。ＯＨラジカルをより効率的に発生させる観点から、上記波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０～２４０ｎｍの紫外線の放射照度は、エバポレータ３の表面において、１ｍＷ／ｃｍ２以上であることが好ましく、５０ｍＷ／ｃｍ２以上であることがより好ましい。波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０～２４０ｎｍの紫外線の放射照度が上記下限値以上であることにより、より多くのＯＨを同時に発生させることができるので、より効率的に殺菌及び有機物汚れを分解することが可能になる。放射照度の上限は特に制限されるものではないが、通常５０００ｍＷ／ｃｍ２以下である。
　深紫外光源１２は、自動車のバッテリーから電力を供給されて発光し、エバポレータ３へと深紫外光を照射する。深紫外光源１２から照射された光は紫外線透過窓１３を通過してケース１内に進入し、エバポレータ３に照射される。図２にケース１内における光の進行方向を白抜き矢印で示した。図２に一点鎖線で示したように、エバポレータ３の上流側（紙面右側）全面を殺菌する観点から、深紫外光はエバポレータ３の上流側全面に照射されることが好ましい。深紫外光の照射面積がエバポレータ３の上流側全面の面積よりも狭い場合には、紫外線透過窓１３のケース１内面又は外面に光拡散フィルムを配置し、照射範囲を広げてもよい。
　本発明においては、前記エバポレータ３から落下する使用済殺菌用洗浄液を受けて装置外に排出するためのドレンパン８を更に有し、当該ドレンパンの表面に前記深紫外光を照射するようにすることが好ましい。こうすることにより、ドレンパンでの有害微生物の繁殖をより確実に防止することができる。
　本発明において、殺菌機構２０は、自動車の駆動エンジン又は駆動モーターの起動及び／又は停止を検知する検知手段と、該検知手段からの信号により前記殺菌機構２０を所定時間稼働させる制御手段と、を更に有することが好ましい。こうすることによりエバポレータ３の殺菌がこまめに確実に行われるので、常に清浄な状態を長期にわたって保つことができる。有害微生物の繁殖は主に自動車が長時間停止している間に起こるので、停止時に前記殺菌機構を作動させるのがより好ましい。
　また、本発明においては、任意のタイミングで、殺菌機構２０により、殺菌を行うことも勿論可能である。
　本発明に関する上記説明では、深紫外光源１２がケース１の外部に配置されている形態の自動車用空気調和装置１００を例示したが、本発明はこれに限定されず、深紫外光源はケース１の内部に設けられ、紫外線透過窓１３を介さずに直接エバポレータ３に照射される形態としてもよい。
　本発明に関する上記説明では、ブロアファン２、エバポレータ３、ヒーターコア４が同一のケース２内に収められている形態の自動車用空気調和装置１００を例示したが、本発明はこれに限定されず、これら部材は異なるケース内に収められていてもよい。この場合、エバポレータを収容するケースに上記例示した殺菌機構を備えさせることが可能である。
　本発明に関する上記説明では、エバポレータ３の上流側（図１の紙面右側）側から、殺菌用洗浄液の供給及び深紫外光の照射を行う形態の自動車用空気調和装置１００を例示したが、本発明はこれに限定されず、エバポレータ３の下流側（図１の紙面左側）から、エバポレータに殺菌用洗浄液の供給及び深紫外光の照射を行う形態としてもよい。
　１　ケース
　２　ブロアファン
　３　エバポレータ
　４　ヒーターコア
　５　エアミックスドア
　６　フィルタ
　７　殺菌用洗浄液タンク
　８　ドレンパン
　９　排出口
　１１　殺菌用洗浄液硝酸塩供給手段
　　１１ａ　ノズル
　　１１ｂ　供給管
　　１１ｃ　ポンプ
　１２　深紫外光源
　１３　紫外線透過窓
　１４　ドレンタンク
　２０　殺菌機構
　１００　自動車用空気調和装置

Claims (6)

  1. 　エバポレータの殺菌機構を備えた自動車用空気調和装置であって、
    　前記殺菌機構は、
    水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる殺菌用洗浄液を前記エバポレータ表面に供給可能な殺菌用洗浄液供給手段と、
    波長２５０ｎｍ以下の深紫外光を前記エバポレータ表面に照射可能な深紫外光源と、を備え、
    前記エバポレータ表面に供給される前記殺菌用洗浄液に、前記深紫外光を照射することにより、前記エバポレータの殺菌を行う、自動車用空気調和装置。
  2. 　前記殺菌用洗浄液が、硝酸イオン、亜硝酸イオン、過酸化水素及びオゾンから選ばれる少なくとも１種が溶解した水溶液からなる、請求項１に記載の自動車用空気調和装置。
  3. 　前記エバポレータから落下する使用済殺菌用洗浄液を受けて装置外に排出するためのドレンパンを更に有し、当該ドレンパンの表面に前記深紫外光を照射するようにしたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の自動車用空気調和装置。
  4. 　前記深紫外光源として、ピーク波長が２１０～２４０ｎｍである、一つ以上の深紫外発光ダイオードを用いる請求項１～３にいずれかに記載の自動車用空気調和装置。
  5. 　自動車の駆動エンジン又は駆動モーターの起動及び／又は停止を検知する検知手段と、該検知手段からの信号により前記殺菌機構を所定時間稼働させる制御手段と、を更に有することを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の自動車用空気調和装置。
  6. 　前記殺菌用洗浄液供給手段が、前記殺菌用洗浄液を貯留するためのタンクと、前記殺菌用洗浄液をエバポレータに向かって噴出するノズルと、当該ノズルと前記タンクとを連結するホースと、ポンプと、を有し、
    　前記タンク、前記ホース及び前記ノズルから選ばれる少なくとも一つの内部には、前記光源から導光された深紫外光を出射する出射部、又はピーク波長が２１０～２４０ｎｍである一つ以上の深紫外発光ダイオードを用いた前記光源とは別の光源が配置されており、
    　前記ポンプの駆動時において、前記タンク、前記ホース及び前記ノズルから選ばれる少なくとも一つの内部に存在する前記殺菌用洗浄液に対して前記出射部又は前記別の光源から前記深紫外光を照射するようにしたことを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載の自動車用空気調和装置。
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