JP4283613B2 - 空気調和機及び抗菌剤入りケース - Google Patents
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Description
本発明はエバポレータ及びその周辺部分における微生物の繁殖防止の機能を有する空気調和機、特に車両用空気調和機とその空気通路内に設置する抗菌剤入りケースに関する。
自動車用エアコンから悪臭が発生する原因として、エアコン内に繁殖した細菌等の微生物の活動が挙げられる。エアコン内は、エバポレータコアから発生する結露水によって、細菌類の繁殖しやすい環境となっている。微生物の繁殖防止対策としてはユニット内の抗菌処理や乾燥が考えられる。
エアコン内の樹脂に抗菌剤を配合するという方法は、数多く試みられているが、抗菌剤の上にダストが堆積すると効果が無くなるなどの問題があった。そこで、その対策として揮発性の抗菌剤を使用するという提案がなされている（例えば特許文献１、２及び３を参照）。
特開平１１−２１１１２６号公報
特開２０００−８８２７０号公報
特公平６−７８８２１号公報
これらの先行技術では、揮発性抗菌剤をエアコン内に置くということであるが、自動車用エアコンに提供した場合、夏場にはエアコン内で５０℃近くに達するため、揮発量が増加してしまい、抗菌剤の寿命が短くなるという点に対して考慮されていなかった。
そこで、抗菌剤のケースについて着目したところ、抗菌剤としてイソチオシアネート類、特にアリルイソチオシアネート（ＡＩＴ）を用いた場合、ポリプロピレンをガス透過するという特性があるため、ケースの壁厚をコントロールすることで揮発量の温度依存性と空気通路内の風量依存性が改善されることがわかった。
本発明は、空気調和機の空気通路内に形成される空気流れは一方向であり、空気流れ上流側のケース壁面に空気流れが当たることを着目し、空気流れの影響を受けずに抗菌剤を徐放することを課題とする。すなわち、空気流れが当たりやすい空気流れ上流側のケース壁面から抗菌剤が揮発しやすいと抗菌剤の消費が多く寿命が短くなり、抗菌剤の交換サイクルが短くなる。したがって、ケースから抗菌剤が徐放されつつ、空気流れの影響を受け難くすることが課題となる。
エバポレータのタンク部が空気通路の壁面近くにあり、タンク部近傍では空気流れが阻害される。本発明では、タンク部の隣では空気流れが生じ難いことを利用して受風による抗菌剤の揮発を防止すること且つ抗菌剤入りケースを新たに配置しても空気流れの阻害を新たに発生させないことを満たす位置にケースを配置することを課題とする。
本発明ではフィルタのメンテナンスと同時に抗菌剤の交換を行ないやすいようにすることを課題とする。このとき、空気流れを阻害しないようにケースを設置することを課題とする。
さらに本発明では、抗菌剤入りケースをエバポレータより下流側に配置する場合に空気流れの受風による抗菌剤の揮発を防止したケース配置位置の別形態を示すことを課題とする。
本発明では、抗菌剤を徐放し且つ空気流れの受風による抗菌剤の揮発を防止した形状を有する抗菌剤入りケースを提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために本発明者らは、抗菌剤入りケースの形状及びその配置位置を工夫して空気調和機を開発した。すなわち本発明に係る空気調和機は、空気吸気口から浄化空気吐出口に向かって空気流れを形成する空気通路に、少なくとも、空気流れを発生させる送風機と、エバポレータと、該エバポレータの空気流れ上流側又は／及び空気流れ下流側に配置した、多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入した合成高分子製ケースとを備える空気調和機であって、前記ケースは、前記抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形され且つ空気流れ上流側の壁の壁厚よりも空気流れ下流側の壁の壁厚が薄く成形されていることを特徴とする。
本発明に係る空気調和機において、前記エバポレータは、一端部にタンク部を設けた片タンク型式又は両端部にタンク部を設けた両タンク型式とし、前記ケースを前記タンク部に並置することが好ましい。ここで空気流れ方向に対して前記ケースを前記タンク部から突出させないことがより好ましい。
本発明に係る空気調和機では、前記エバポレータの空気流れ上流側に設置したフィルタの枠体に前記ケースを着脱自在に固定することが好ましい。
本発明に係る空気調和機は、空気吸気口から浄化空気吐出口に向かって空気流れを形成する空気通路に、少なくとも、空気流れを発生させる送風機と、一端部にタンク部を設けた片タンク型式或いは両端部にタンク部を設けた両タンク型式のエバポレータと、該エバポレータの空気流れ下流側で前記タンク部に並置した、多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入した合成高分子製ケースとを備える空気調和機であって、前記ケースは、前記抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形され且つ空気流れ下流側の壁の壁厚よりも前記エバポレータ側の壁厚が薄く成形されていることを特徴とする。ここで、空気流れ方向に対して前記ケースを前記タンク部から突出させないことが好ましい。
本発明に係る空気調和機において、前記ケースはポリプロピレンで成形され且つ前記抗菌剤はアリルイソチオシアネートとすることが好ましい。
本発明に係る空気調和機では、前記ケースは、相互に着脱自在に固定可能な小型ケースを複数組み合わせて形成されていることが好ましい。
本発明に係る抗菌剤入りケースは、多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入し、該抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形された合成高分子製ケースであって、該ケースの壁の１つは該壁に対向する壁よりも壁厚が薄く成形されていることを特徴とする。
本発明に係る抗菌剤入りケースでは、前記ケースはポリプロピレンで成形され且つ前記抗菌剤はアリルイソチオシアネートとすることが好ましい。
さらに本発明に係る抗菌剤入りケースでは、前記ケースは、相互に着脱自在に固定可能な小型ケースを複数組み合わせて形成されていることが好ましい。
本発明では、抗菌剤入りケースの壁厚をコントロールすることで抗菌剤の揮発量の温度依存性、空気通路内の風量依存性を改善した。空気流れが当たりやすい空気流れ上流側のケース壁面の肉厚を厚くし、下流側を薄くすることで抗菌剤の徐放に方向特性を持たせ、受風による抗菌剤の揮発を防止することで抗菌剤の交換サイクルの延長させることができる。
ケースをタンク部に並置すること、好ましくは空気流れ方向に対してエバポレータのタンク部から突出しないようにケースを並置することで空気流れの受風による抗菌剤の揮発を防止し且つケースを置くことによる空気流れの阻害の増大を防止することができる。
さらに本発明ではフィルタのメンテナンスと同時に抗菌剤の交換を容易に行うことができる。
さらに本発明では、抗菌剤入りケースをエバポレータより下流側に配置する場合にケースをタンク部に並置するとともにエバポレータ側のケース壁厚を薄くすることにより、空気流れの受風による抗菌剤の揮発を防止し且つ微生物が繁殖するエバポレータに向けて抗菌剤を揮発させることができる。
本発明の抗菌剤入りケースは、抗菌剤を方向性を持たせて徐放し且つ空気流れの受風による抗菌剤の揮発を防止する。
本発明について実施例を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。図１に本実施形態に係る空気調和機について車両に組み込んだときの空気吸気口からエバポレータまでの空気通路における側面概略図を示した。この空気調和機１００は、空気通路を形成する空調装置本体１０を備えている。空調装置本体１０には、ダンパー１１によって開閉される内気吸込み口１０ｂ及び外気吸込み口１０ｃからなる空気吸入口１０ａと、空気吸入口１０ａに連なる空気通路１０ｄ、並びに浄化空気吐出口１０ｆとが形成されている。空気通路１０ｄには、送風機であるブロア２０とフィルタユニット３０とエバポレータ４０とが上流側から順に設けられている。ブロア２０を駆動すると、空気吸入口１０ａのうち開いた側から空気通路１０ｄ内に、空気が取り込まれる。この空気は、フィルタユニット３０を通過した後、エバポレータ４０によって冷却される、空気流れ１０ｅを形成する。その後、エアミックスドア(不図示)、ヒータ（不図示）などを経て、車室内に吹き出される。
図１では、空気流れ１０ｅの上流からブロア２０、フィルタユニット３０、エバポレータ４０の順に配置したが、フィルタユニット、エバポレータ、ブロアの順或いはフィルタユニット、ブロア、エバポレータの順に配置しても良い。
フィルタユニット３０は空気を浄化するためのものであり、フィルタ面が覆われないようにフィルタ端部を固定するフィルタ枠に、集塵フィルタのみ或いは集塵フィルタと脱臭フィルタとの組み合わたのフィルタが組み込まれている。これらのフィルタはフィルタ面積を大きくするためにプリーツ状に加工されていることが好ましい。また、脱臭フィルタを設ける場合には脱臭フィルタに光触媒を担持させ、紫外線発生ランプにより脱臭フィルタに付着した脱臭成分を分解させることがより好ましい。なお、フィルタ枠を空調装置本体１０に着脱自在に固定するために、フィルタ枠に係止爪（不図示）を設けることが好ましい。これにより各種フィルタの保守又は交換が容易となる。なお、紫外線発生ランプはフィルタ枠に固定せずに空調装置本体１０に支持させても良く、またフィルタ枠に固定しても良い。また、フィルタ枠を格子状に分割して、分割したそれぞれの枠内にフィルタを組み込んでも良い。
本実施形態に係る空気調和機は、多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入した合成高分子製ケースをエバポレータの空気流れ上流側又は空気流れ下流側、或いはエバポレータの空気流れ上流側及び空気流れ下流側の両方に配置するものである。エバポレータの空気流れ前後に配置するのは、エバポレータに生ずる結露水により微生物が繁殖しやすい環境となるため、エバポレータ及びその周辺部に抗菌剤を徐放させて微生物繁殖を防止するためである。
前記ケースは、空気流れ上流側の壁の壁厚よりも空気流れ下流側の壁の壁厚が薄く成形されていることが好ましい。図２（ａ）に図１のフィルタユニットの模式図を示した。このフィルタユニットのフィルタ枠５０の上端面には抗菌剤入りケース３１が着脱自在に固定されている。図２（ｂ）に抗菌剤入りケース３１のＡ−Ａ’断面の概略図を示した。図２（ａ）においてフィルタユニット３０は、フィルタ面が覆われないようにフィルタ端部を固定するフィルタ枠５０に、集塵フィルタ５１と脱臭フィルタ（不図示）と併せてプリーツ状に織り込んだものが組み込まれている。紫外線発生ランプは省略した。図２（ｂ）に示すように、抗菌剤入りケース３１は空気流れ上流側の壁の壁厚よりも空気流れ下流側の壁の壁厚が薄く成形されている。空気流れ上流側の壁に空気流れが当たっている場合、ガス透過した抗菌剤が早期に壁面から散逸する。ガス透過は濃度勾配に応じて拡散するため、ガス透過時に壁面に吸着している抗菌剤が早期に脱離すれば壁面での抗菌剤濃度が薄くなって抗菌剤のガス透過が促進される。抗菌剤は空気調和機が稼動しているときよりも空気調和機が停止中で空気通路に空気流れが発生していない状態のときに、エバポレータ及びその周辺に向けて徐放されたほうが微生物の繁殖を抑止できる。したがって、抗菌剤入りケースは、空気流れを受風することによる抗菌剤のガス透過の促進を防止する特性を有し、さらに空気流れを阻害しない位置に配置することが望まれる。図２（ｂ）の断面のように上流側の壁の壁厚を厚くする際には、抗菌剤５２のガス透過を非常に少なくし空気流れを受風したとしてもその影響は僅かである壁厚に設定する。例えばその壁厚は１．６〜３．０ｍｍ、好ましくは１．８〜２．２ｍｍである。一方、空気流れを受風しにくいケースの下流側の壁の壁厚を薄くしても受風による抗菌剤５２の揮発は起こらず、壁厚を薄くすることによりエバポレータ側に方向性を持って抗菌剤５２を徐放させることができる。なお、ケースの下流側の壁は、空気通路内が５０℃程度の温度になっても抗菌剤５２が必要以上にガス透過しない程度の壁厚に設定する。例えばその壁厚は０．４〜１．２ｍｍ、好ましくは０．６〜１．０ｍｍである。図２（ｂ）に示した抗菌剤入りケースの上壁と下壁の壁厚は、上流側の壁厚と下流側の壁厚との間となるように設定することが好ましい。
抗菌剤は、室温で揮発する抗菌剤であればいかなる抗菌剤でも使用しうる。例えばヒノキチオール、シンナムアルデヒド、イソチオシアネート類などがあるが、低濃度で抗菌性を有し、合成高分子をガス透過する性質を有する理由でアリルイソチオシアネートが特に好ましい。本実施形態では、アリルイソチオシアネートをゼオライト等の多孔質体の媒体に吸着させるか、吸水ポリマーの媒体に含浸させ、媒体を合成高分子製ケースに封入して使用する。ケース材料としてはアリルイソチオシアネートを拡散浸透によりガス透過させるポリプロピレンが好ましい。ケースには通気孔を設けず、蓋を超音波溶着で完全に密閉させる。アリルイソチオシアネートがポリプロピレン製ケースの壁をガス透過して徐放される。
本実施形態では、ケース３１を上部タンク部４１ａに並置することが好ましく、より好ましくは図１に示すように空気流れ方向に対してケース３１が上部タンク部４１ａから突出しないように、ケース３１を上部タンク部４１ａに並置することが好ましい。このように並置させることで、空気流れの阻害が増大せず、抗菌剤の必要以上の揮発が抑制される。
本実施形態の空気調和機のエバポレータは、一端部にタンク部を設けた片タンク型式又は両端部にタンク部を設けた両タンク型式のいずれでも良い。図１の場合は、エバポレータの上端部に上部タンク部４１ａ、下端部に下部タンク部４１ｂを設けた両タンク型式のエバポレータを示している。エバポレータの中央部は冷媒が通過するチューブエレメントと空気流れと冷媒との熱交換の効率を高めるためのフィンが配置されている（不図示）。空気調和機の第２形態を示した図３のように、両タンク型式のエバポレータの代わりに片タンク型のエバポレータを配置しても良い。
図１ではエバポレータ４０の空気流れ上流側に設置したフィルタ３０の枠体の上端面にケース３１を着脱自在に固定した形態を示したが、空気調和機の第３形態を示した図４のように空気通路を形成する空調装置本体１０にケース３３を固定しても良い。この場合も空気流れを阻害しないようにタンク部４１ａに並置することが好ましい。
なお、空気調和機の第４形態を示した図５にように、両タンク型式のエバポレータの下部タンク部４１ｂにケース３５を並置しても良い。
ケースの上壁或いは下壁に接着剤をつけて固定する場合は、ケースの接着面の壁厚を厚くすることが好ましい。接着面に抗菌剤が浸透すると、接着強度が低下するおそれがあるためである。例えばその壁厚は３ｍｍ以上である。
図６に空気調和機の第５形態を示す。図６に示すように、ケース３４をエバポレータ４０の下流側に配置する場合、ケース３４をタンク部４１ａに並置することを条件として、より好ましくは空気流れ方向に対してタンク部４１ａから突出しないようにケース３４を並置させることを条件として、図７（ａ）に示すようにケース３４を抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形し且つ空気流れ下流側の壁の壁厚よりもエバポレータ側の壁厚を薄く成形しても良い。すなわち、本実施形態では図７（ｂ）に示すように空気流れ上流側のケースの壁を厚く、下流側のケースの壁を薄くすることが好ましいが、空気流れ方向に対してタンク部４１ａにケース３４を並置させた場合には、ケース３４にはほとんど空気流れが当たらない。したがって、図７（ａ）に示したようにエバポレータ側の壁厚を薄く成形しても空気流れによる抗菌剤の必要以上の揮発が生じない。一方、エバポレータに向けて抗菌剤が徐放されれば微生物繁殖抑制効果が大きくなる。
本実施形態に係る抗菌剤入りケース３１は、図２（ａ）に示すように相互に着脱自在に固定可能な小型ケース３１ａ，３１ｂを複数組み合わせて形成されていてもよい。個々のケースはそれぞれ密封されている。小型ケースに分割可能とすることで、固定するケース数を調整することでフィルタ枠の大きさに適合させることができる。
上記のように本発明では必要な方向のみ抗菌剤を徐放させることができるので、抗菌剤の寿命を延ばすことが可能となる。
本実施形態では図８に示した第６形態のようにエバポレータ４０の前後ともにケース３１、３６を配置しても良い。図８のケース３６のようにケースをタンク４１ａの隣に並置する場合には、図７（ａ）のように空気流れ下流側の壁の壁厚よりもエバポレータ側の壁厚を薄く成形しても良く、或いは（ｂ）のように空気流れ上流側のケースの壁を厚く、下流側のケースの壁を薄く成形しても良い。
図１に示した空気調和機において直方体形状の抗菌入りケースを用いて抗菌剤の揮発試験を行った。図２（ｂ）に示す断面構造を有するケース、ここでは空気流れ上流側のケース壁厚を２ｍｍ、空気流れ下流側のケース壁厚を０．８ｍｍとしたものを実施例とした。また、ケース壁厚を全壁すべて１．０ｍｍとしたものを比較例とした。そして、ケースから揮発する抗菌剤の発生量とＨＶＡＣ内の抗菌剤の濃度（４０℃）とを測定した。抗菌剤の発生量は４０℃にケースを置いたときの重量減少により求めた。ＨＶＡＣ内の抗菌剤の濃度は、風洞を用いてエアコン内の温度が４０℃の条件で、ブロア休止後１時間後に測定を行った。結果を表１に示す。
実施例は、抗菌剤の発生量が少ないにもかかわらず、ＨＶＡＣ内の抗菌剤の濃度は比較例と同一である。したがって、抗菌剤の寿命が長い。
１００ 空気調和機
１０ 空調装置本体
１０ａ 空気吸入口
１０ｂ 内気吸込み口
１０ｃ 外気吸込み口
１０ｄ 空気通路
１０ｅ 空気流れ
１０ｆ 浄化空気吐出口
１１ ダンパー
２０ ブロア
３０ フィルタユニット
３１ ３３ ３４ ３５ ３６ 抗菌剤入りケース
４０ エバポレータ
４１ａ 上部タンク部
４１ｂ 下部タンク部
５０ フィルタ枠
５１ 集塵フィルタ
５２ 抗菌剤
１０ 空調装置本体
１０ａ 空気吸入口
１０ｂ 内気吸込み口
１０ｃ 外気吸込み口
１０ｄ 空気通路
１０ｅ 空気流れ
１０ｆ 浄化空気吐出口
１１ ダンパー
２０ ブロア
３０ フィルタユニット
３１ ３３ ３４ ３５ ３６ 抗菌剤入りケース
４０ エバポレータ
４１ａ 上部タンク部
４１ｂ 下部タンク部
５０ フィルタ枠
５１ 集塵フィルタ
５２ 抗菌剤
Claims (11)
- 空気吸気口から浄化空気吐出口に向かって空気流れを形成する空気通路に、少なくとも、空気流れを発生させる送風機と、エバポレータと、該エバポレータの空気流れ上流側又は／及び空気流れ下流側に配置した、多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入した合成高分子製ケースとを備える空気調和機であって、前記ケースは、前記抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形され且つ空気流れ上流側の壁の壁厚よりも空気流れ下流側の壁の壁厚が薄く成形されていることを特徴とする空気調和機。
- 前記エバポレータは、一端部にタンク部を設けた片タンク型式又は両端部にタンク部を設けた両タンク型式とし、前記ケースを前記タンク部に並置したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
- 空気流れ方向に対して前記ケースを前記タンク部から突出させないことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
- 前記エバポレータの空気流れ上流側に設置したフィルタの枠体に前記ケースを着脱自在に固定したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の空気調和機。
- 空気吸気口から浄化空気吐出口に向かって空気流れを形成する空気通路に、少なくとも、空気流れを発生させる送風機と、一端部にタンク部を設けた片タンク型式或いは両端部にタンク部を設けた両タンク型式のエバポレータと、該エバポレータの空気流れ下流側で前記タンク部に並置した、多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入した合成高分子製ケースとを備える空気調和機であって、前記ケースは、前記抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形され且つ空気流れ下流側の壁の壁厚よりも前記エバポレータ側の壁厚が薄く成形されていることを特徴とする空気調和機。
- 空気流れ方向に対して前記ケースを前記タンク部から突出させないことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
- 前記ケースはポリプロピレンで成形され且つ前記抗菌剤はアリルイソチオシアネートであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の空気調和機。
- 前記ケースは、相互に着脱自在に固定可能な小型ケースを複数組み合わせて形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の空気調和機。
- 多孔質体、吸水ポリマー等の媒体に含有させた抗菌剤を封入し、該抗菌剤がガス透過しうる壁厚で成形された合成高分子製ケースであって、該ケースの壁の１つは該壁に対向する壁よりも壁厚が薄く成形されていることを特徴とする抗菌剤入りケース。
- 前記ケースはポリプロピレンで成形され且つ前記抗菌剤はアリルイソチオシアネートであることを特徴とする請求項９記載の抗菌剤入りケース。
- 前記ケースは、相互に着脱自在に固定可能な小型ケースを複数組み合わせて形成されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の抗菌剤入りケース。
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