JP2020082038A - 空気浄化装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸着ブロックの再生時に、吸着ブロックから浄化対象物質を効率良く離散させることができる空気浄化装置を提供する。【解決手段】空気浄化装置は、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂ、ハウジング１１、室内空気の導入口、加熱空気の導入口、室内空気の戻し口、使用済み再生用空気の排出口を備えている。吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂは、室内空気を流通させて空気中の浄化対象物質を吸着し、加熱空気を流通させて吸着した浄化対象物質を離散させ再生する。ハウジング１１は、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂを内部に収容する。室内空気の導入口、及び、加熱空気の導入口は、ハウジング１１の一端側に設けられている。室内空気の戻し口、及び、使用済み再生用空気の排出口は、ハウジングの他端側に設けられている。ハウジング１１と吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面との間に断熱層が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、室内の浄化対象物質を吸着して室内空気を浄化する空気浄化装置に関するものである。
車両等で用いられる空気浄化装置として、活性炭等の吸着物質を担持した吸着ブロックによって室内の浄化対象物質を吸着するものが知られている。この空気浄化装置は、ケーシング内に室内の空気を取り入れ、吸着ブロックによって空気中の浄化対象物質を吸着した後に浄化した空気を室内に戻す構成とされている。
ケーシング内に配置される吸着ブロックは、時間の経過とともに吸着された浄化対象物質の濃度が高まり、吸着能力が次第に低下する。この対策として、吸着ブロックの吸着能力が低下したときに、吸着ブロックに加熱空気を流し、その熱によって吸着ブロックに吸着されている浄化対象物質を離散させ、吸着ブロックを再生するもの知られている（例えば、特許文献１参照））。
特開２００５−２５５００６号公報
しかし、特許文献１に記載の空気浄化装置は、ハウジングの内面に吸着ブロックが面接触した状態で固定されているため、吸着ブロックの再生時に吸着ブロックの内部に加熱空気を流したときに、吸着ブロックの熱がハウジングを通して外部に逃げ易い。このため、空気を加熱するための装置の出力を高めないと、吸着ブロックから浄化対象物質を充分に離散させることが難しい。
そこで本発明は、吸着ブロックの再生時に、吸着ブロックから浄化対象物質を効率良く離散させることができる空気浄化装置を提供しようとするものである。
本発明に係る空気浄化装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る空気浄化装置は、室内空気を流通させて空気中の浄化対象物質を吸着するとともに、加熱空気を流通させて吸着した浄化対象物質を離散させ再生する吸着ブロック（例えば、実施形態の吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂ）と、前記吸着ブロックを内部に収容するハウジング（例えば、実施形態のハウジング１１）と、前記ハウジングの一端側に設けられた室内空気の導入口（例えば、実施形態の分岐通路１２ｂ）、及び、加熱空気の導入口（例えば、実施形態の分岐通路１２ｂ）と、前記ハウジングの他端側に設けられた室内空気の戻し口（例えば、実施形態の戻し口１３ｃ）、及び、使用済み再生用空気の排出口（例えば、実施形態の排出口１３ｄ）と、を備え、前記室内空気の導入口と前記室内空気の戻し口を前記吸着ブロックに連通させる空気浄化状態と、前記加熱空気の導入口と前記使用済み再生用空気の排出口を前記吸着ブロックに連通させる再生状態と、に切換可能にされた空気浄化装置であって、前記ハウジングと前記吸着ブロックの外面との間に断熱層（例えば、実施形態の中空室２３）が設けられていることを特徴とする。
上記の構成において、吸着ブロックを再生するときには、吸着ブロックが、加熱空気の導入口と使用済み再生用空気の排出口に対して連通状態とされる。この状態において、吸着ブロックの内部を加熱空気が流通すると、吸着ブロックに吸着されている浄化対象物質が加熱空気の熱を受けて空気中に離散する。浄化対象物質が混入した空気は使用済み再生用空気の排出口を通して外部に排出される。
吸着ブロックの内部を加熱空気が流通する際には、吸着ブロックから熱が外部に放熱されないことが浄化対象物質を離散させるうえでは有利となる。本発明の空気浄化装置では、ハウジングと吸着ブロックの外面との間に断熱層が設けられているため、吸着ブロックからハウジングへの熱伝達が抑制される。
前記ハウジングは、内部を複数の収容室（例えば、実施形態の収容室１５）に仕切る仕切壁（例えば、実施形態の仕切壁１４）を含み、各前記収容室の内部には、前記吸着ブロックが配置されており、各前記収容室内の前記吸着ブロックが、前記空気浄化状態と前記再生状態とに切換可能にされるようにしても良い。
この場合、吸着ブロックと仕切壁の間にも断熱層が介装されるため、吸着ブロックの熱が仕切壁を通して他の吸着ブロックに伝達されるのを抑制できる。
前記断熱層は、前記ハウジングと前記吸着ブロックの間に設けられた密閉した中空室によって構成されるようにしても良い。
この場合、中空室により、高い断熱性を得ることができるとともに、熱による吸着ブロックの外面の膨張を中空室によって柔軟に許容することが可能になる。したがって、吸着ブロックの外面の熱膨張によって周囲に不要な外力が作用するのを抑制することができる。
前記吸着ブロックの空気導入側の端部の周縁と前記ハウジングの間が第１のシール部（例えば、実施形態の第１のシール部２１）によって密閉されるとともに、前記吸着ブロックの空気排出側の端部の周縁と前記ハウジングの間が第２のシール部（例えば、実施形態の第２のシール部２２）によって密閉されるようにしても良い。
この場合、簡単な構成によって中空室を構成することができる。
前記ハウジングの内面には、前記第１のシール部と前記第２のシール部の間にあって、前記吸着ブロックの外面に接触する支持突起（例えば、実施形態の支持突起２５，２５Ａ）が設けられるようにしても良い。
この場合、吸着ブロックからハウジングへの熱伝導を最小限に抑えつつ、吸着ブロックの変位を支持突起によって規制することができる。
前記支持突起の先端は、半球状に形成されるようにしても良い。
この場合、先端が半球状の支持突起により、吸着ブロックに対する充分な支持剛性を確保することができるとともに、支持突起を通した吸着ブロックからハウジングへの熱伝導を小さくすることができる。
本発明は、ハウジングと吸着ブロックの外面との間に断熱層が設けられているため、吸着ブロックの再生時には、吸着ブロックからハウジングへの熱伝達が抑制され、吸着ブロックから外部に放熱されにくくなる。したがって、本発明によれば、吸着ブロックの再生時に、吸着ブロックから浄化対象物質を効率良く離散させることができる。
本発明の実施形態の空気浄化装置の斜視図である。 本発明の実施形態の空気浄化装置の部分断面斜視図である。 本発明の実施形態の空気浄化装置の模式的な断面図である。 本発明の実施形態の空気浄化装置の拡大断面図である。 本発明の他の実施形態の空気浄化装置の拡大断面図である。 本発明の他の実施形態の空気浄化装置の図５のＶＩ部の拡大図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の空気浄化装置１の斜視図であり、図２は、図１の空気浄化装置１の略上半部を切除した部分断面斜視図である。また、図３は、空気浄化装置１の内部構造を示す空気浄化装置１の模式的な断面図である。
本実施形態の空気浄化装置１は、車両の車室内の空気を浄化する浄化装置であり、車室内の少なくとも二酸化炭素と水蒸気とを除去可能とされている。空気浄化装置１は、車室内の空気を流通させて空気中の浄化対象物質を吸着する一対の吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂと、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂを内部に収容する矩形筒状のハウジング１１と、ハウジング１１の一端側に接続された空気導入用の上流側ダクトブロック１２と、ハウジング１１の他端側に接続された空気排出用の下流側ダクトブロック１３と、を備えている。
吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂは、矩形筒状のブロックケースの内部に、空気の流通が可能な吸着材層が配置されたものである。吸着材層は、例えば、二酸化炭素、水蒸気、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等を吸着可能なゼオライト等の吸着材を、基材に担持、または、含浸させた構造とされている。また、ブロックケースは、例えば、樹脂材料によって筒状に形成されており、筒状の壁に沿う方向の空気の流通を許容する。ブロックケースの筒状の壁は気密性を有し、流通方向と交差する方向の空気の漏れを規制する。
ハウジング１１は、内部に、空気の流通方向に沿う仕切壁１４を有している。仕切壁１４は、ハウジング１１の内部を二つの収容室１５に隔成している。各収容室１５には、対応する吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂが配置されている。また、ハウジング１１は、空気の流通方向の上流側に配置される第１ハウジング１１Ｆと、空気の流通方向の下流側に配置される第２ハウジング１１Ｓと、を有し、第１ハウジング１１Ｆと第２ハウジング１１Ｓが端面を突き合せた状態で相互に接合されている。
上流側ダクトブロック１２の上流側の端部には、内気導入用の送風ファン１６が組付けられている。送風ファン１６は、車室内の空気を上流側ダクトブロック１２内に導入する。上流側ダクトブロック１２は、送風ファン１６から空気が導入される集合通路１２ａと、集合通路１２ａから分岐する二つの分岐通路１２ｂと、を有している。二つの分岐通路１２ｂは、ハウジング１１内の対応する吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂに連通している。したがって、各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂには、対応する分岐通路１２ｂを通して車室内の空気が導入される。二つの分岐通路１２ｂの集合通路１２ａ側の端部には、空気の導入を切り換えるための開閉ドア１７が設けられている。各分岐通路１２ｂの内部には、導入した車室内の空気を加熱する加熱装置１８が介装されている。
二つの分岐通路１２ｂに配置された加熱装置１８は、いずれか一方が選択的に加熱される。本実施形態では、二つの分岐通路１２ｂのうちの、加熱装置１８によって加熱した空気を導入する側が加熱空気の導入口とされ、加熱しない空気を導入する側が室内空気の導入口とされる。加熱空気の導入口と室内空気の導入口は、開閉ドア１７の操作によって適宜切り換えられる。
下流側ダクトブロック１３は、ハウジング１１内の対応する吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂに連通する二つの連通路１３ａと、浄化された空気を車室内に戻す戻し口１３ｃと、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの再生に使用した空気を車外に排出する排出口１３ｄと、を有している。各連通路１３ａは、流路切り換え用の開閉ドア１９，２０を介して戻し口１３ｃと排出口１３ｄに対して選択的に連通可能とされている。
なお、図３では、通路の構造を理解し易いように、便宜的に戻し口１３ｃと排出口１３ｄが各連通路１３ａに接続されるようにそれぞれ二つ描かれている。
空気浄化装置１は、開閉ドア１７，１９，２０の切り換え操作により、室内空気を浄化する空気浄化状態と、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂを再生する再生状態とに切換可能とされている。
具体的には、空気浄化装置１は、加熱装置１８によって加熱しない側の分岐通路１２ｂ（室内空気の導入口）と戻し口１３ｃをいずれかの吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂに連通させることにより、室内空気を浄化する空気浄化状態とされる。この状態において、車室内の空気がいずれかの吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂに導入されると、その吸着ブロックによって空気中の浄化対象物質が吸着される。そして、吸着ブロックによって浄化対象物質を除去された空気は、下流側ダクトブロック１３の戻し口１３ｃを通って車室内に戻される。
また、空気浄化装置１は、加熱装置１８によって加熱する側の分岐通路１２ｂ（加熱空気の導入口）と排出口１３ｄをいずれかの吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂに連通させることにより、吸着ブロックを再生する再生状態とされる。この状態において、車室内の空気が加熱装置１８によって加熱された後にいずれかの吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂに導入されると、その吸着ブロックに吸着されている浄化対象物質が空気中に離散する。そして、浄化対象物質が離散した空気は、下流側ダクトブロック１３の排出口１３ｄを通って車外に排出される。
図４は、空気浄化装置１の吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの収容部を拡大して示した断面図である。
同図に示すように、各収容室１５内に配置された吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂは、空気導入側の端部の周縁とハウジング１１の間が第１のシール部２１によって密閉され、空気排出側の端部の周縁とハウジング１１の間が第２のシール部２２によって密閉されている。本実施形態では、第１のシール部２１は、ハウジング１１の空気導入側の端部の周縁から内向きに突出したフランジによって形成されている。第１のシール部２１は、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外周の空気導入側の端面に密接している。同様に、第２のシール部２２は、ハウジング１１の空気排出側の端部の周縁から内向きに突出したフランジによって形成されている。第２のシール部２２は、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外周の空気排出側の端面に密接している。
本実施形態では、各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外周縁部が第１のシール部２１と第２のシール部２２に密接することにより、ハウジング１１と各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外周面との間に、密閉した中空室２３を形成している。本実施形態においては、中空室２３が、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂとハウジング１１の間の熱伝導を遮断する断熱層を構成している。
ハウジング１１の各収容室１５の内面のうちの、第１のシール部２１の突設位置と第２のシール部２２の突設位置の間のほぼ中間位置には、先端部が吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面に接触する複数の支持突起２５が突設されている。本実施形態の場合、支持突起２５の先端部は平坦な面によって構成されている。支持突起２５は、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面に微小な面積で接触することにより、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの空気の流通方向と交差する方向の変位を規制する。
以上のように、本実施形態の空気浄化装置１は、ハウジング１１と各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面との間に、断熱層を成す中空室２３が設けられている。このため、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの再生時には、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂからハウジング１１への熱伝達が中空室２３の断熱効果によって抑制される。したがって、加熱空気によって加熱された吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの熱がハウジング１１を通して外部に放熱されにくくなる。よって、本実施形態の空気浄化装置１を採用した場合には、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの再生時に、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂから浄化対象物質を効率良く離散させることができる。
また、本実施形態の空気浄化装置１は、ハウジング１１の内部が仕切壁１４によって二つの収容室１５に隔成され、各収容室の内部に対応する吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂが配置されるとともに、開閉ドア１７，１９，２０による操作により、各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂが空気浄化状態と再生状態とに切り換え可能とされている。そして、本実施形態の空気浄化装置１の場合、各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂと仕切壁１４の間にも断熱層である中空室２３が跨って形成されているため、一方の吸着ブロック１０Ａ（または１０Ｂ）の熱が仕切壁１４を通して他方の吸着ブロック１０Ｂ（または１０Ａ）に伝達されることも抑制することができる。このため、他方の吸着ブロック１０Ｂ（または１０Ａ）で空気浄化を行う際に、一方の吸着ブロック１０Ａ（または１０Ｂ）から伝達された熱によって空気浄化の効率が低下するのを防止することができる。
なお、本実施形態では、ハウジング１１と各吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面との間の断熱層が、密閉された中空室２３によって構成されているが、断熱層は中空構造にせず、断熱部材によって構成することも可能である。ただし、本実施形態のように、密閉された中空室２３によって断熱層を構成した場合、高い断熱性を得ることができるうえ、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面の熱膨張を中空室２３によって柔軟に許容することができる。したがって、本実施形態の構成を採用した場合には、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面の熱膨張によって周囲に不要な外力が作用するのを抑制することができる。
特に、本実施形態の空気浄化装置１では、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの空気導入側の端部の周縁とハウジング１１の間が第１のシール部２１によって密閉され、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの空気排出側の端部の周縁とハウジング１１の間が第２のシール部２２によって密閉されることにより、中空室２３が形成されている。このため、本実施形態の場合、極めて簡単な構成によって中空室２３を構成することができる。
また、本実施形態の空気浄化装置１は、ハウジング１１の内面に、第１のシール部２１と第２のシール部２２の間にあって、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの外面に接触する支持突起２５が設けられている。このため、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂからハウジング１１への熱伝導を最小限に抑えつつ、吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの変位を支持突起２５によって規制することができる。したがって、本実施形態の空気浄化装置１を採用した場合には、車両の走行振動等を受けて吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂがハウジング１１内でガタ付くのを抑制することができる。
つづいて、図５，図６に示す他の実施形態について説明する。なお、本実施形態の基本構成は、上記の実施形態とほぼ同様であるため、以下では上記の実施形態と共通部分に同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。
図５は、空気浄化装置１の吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂの収容部を拡大して示した断面図であり、図６は、図５のＶＩ部をさらに拡大して示した図である。
本実施形態の空気浄化装置１は、ハウジング１１の各収容室１５の内面に形成される支持突起２５Ａの先端部の形状が上記の実施形態のものと異なっている。即ち、上記の実施形態では、支持突起２５の先端部が平坦な面によって構成されているが、本実施形態の支持突起２５Ａの先端部２５Ａａは半球状に形成されている。
本実施形態の空気浄化装置１は、支持突起２５Ａの先端部２５Ａａが半球状に形成されているため、支持突起２５Ａによる充分な支持剛性を確保しつつも、支持突起２５Ａの先端部を通した吸着ブロック１０Ａ，１０Ｂからハウジング１１への熱伝導をより小さくすることができる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上述した空気浄化装置１は、車両の車室内の空気を浄化する浄化装置であるが、本発明に係る空気浄化装置は車両用に限らず、建造物の室内で使用されるものであっても良い。
１…空気浄化装置
１０Ａ，１０Ｂ…吸着ブロック
１１…ハウジング
１２ｂ…分岐通路（室内空気の導入口，加熱空気の導入口）
１３ｃ…戻し口（室内空気の戻し口）
１３ｄ…排出口（使用済み再生空気の排出口）
１４…仕切壁
１５…収容室
２１…第１のシール部
２２…第２のシール部
２３…中空室（断熱層）
２５，２５Ａ…支持突起

Claims (6)

  1. 室内空気を流通させて空気中の浄化対象物質を吸着するとともに、加熱空気を流通させて吸着した浄化対象物質を離散させ再生する吸着ブロックと、
    前記吸着ブロックを内部に収容するハウジングと、
    前記ハウジングの一端側に設けられた室内空気の導入口、及び、加熱空気の導入口と、
    前記ハウジングの他端側に設けられた室内空気の戻し口、及び、使用済み再生用空気の排出口と、を備え、
    前記室内空気の導入口と前記室内空気の戻し口を前記吸着ブロックに連通させる空気浄化状態と、前記加熱空気の導入口と前記使用済み再生用空気の排出口を前記吸着ブロックに連通させる再生状態と、に切換可能にされた空気浄化装置であって、
    前記ハウジングと前記吸着ブロックの外面との間に断熱層が設けられていることを特徴とする空気浄化装置。
  2. 前記ハウジングは、内部を複数の収容室に仕切る仕切壁を含み、
    各前記収容室の内部には、前記吸着ブロックが配置されており、
    各前記収容室内の前記吸着ブロックが、前記空気浄化状態と前記再生状態とに切換可能にされていることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
  3. 前記断熱層は、前記ハウジングと前記吸着ブロックの間に設けられた密閉した中空室によって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気浄化装置。
  4. 前記吸着ブロックの空気導入側の端部の周縁と前記ハウジングの間が第１のシール部によって密閉されているとともに、前記吸着ブロックの空気排出側の端部の周縁と前記ハウジングの間が第２のシール部によって密閉されていることを特徴とする請求項３に記載の空気浄化装置。
  5. 前記ハウジングの内面には、前記第１のシール部と前記第２のシール部の間にあって、前記吸着ブロックの外面に接触する支持突起が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の空気浄化装置。
  6. 前記支持突起の先端は、半球状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の空気浄化装置。
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