(57)【要約】【課題】吸着ユニットの吸気側の配管構造を簡素化でき、かつ、車載エネルギーの消費を抑制しつつ、吸着ユニットの再生効率を向上させることができる車両の空気浄化装置を提供する。【解決手段】空気浄化装置は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂと、浄化用通路２７と、再生用通路２８と、を備えている。吸着ユニットは、空気中の二酸化炭素と水蒸気を吸着する。浄化用通路は、車室内の空気を吸着ユニットに導入し、吸着ユニットで二酸化炭素と水蒸気を吸着除去された空気を車室内に戻す。再生用通路は、再生用空気を吸着ユニットに導入し、吸着ユニットを再生した使用済み再生用空気を車外に排出する。再生用通路と浄化用通路の吸着ユニットの上流側は、車室内の空気を導入する内気導入配管によって構成されている。【選択図】図３
2020111282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の二酸化炭素と水蒸気を吸着する吸着ユニットと、
車室内の空気を前記吸着ユニットに導入し、前記吸着ユニットで二酸化炭素と水蒸気を吸着除去された空気を車室内に戻す浄化用通路と、
再生用空気を前記吸着ユニットに導入し、前記吸着ユニットを再生した使用済み再生用空気を車外に排出する再生用通路と、を備えた空気浄化装置であって、
前記再生用通路と前記浄化用通路の前記吸着ユニットの上流側は、車室内の空気を導入する内気導入配管によって構成されていることを特徴とする車両の空気浄化装置。
【請求項２】
前記吸着ユニットを複数備え、
前記内気導入配管は、複数に分岐して各前記吸着ユニットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項３】
前記内気導入配管の上流部には、車室内の空気を導入する空気導入ファンが配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項４】
前記内気導入配管の分岐部には、前記内気導入配管から各前記吸着ユニットに分配する空気量の比率を調整可能な吸気分配機構が配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項５】
隣接する前記吸着ユニットの上流側は、仕切壁によって二つの分岐通路に仕切られ、
各前記分岐通路には、前記吸着ユニットの再生時に、前記吸着ユニットに導入する前の空気を加熱する加熱装置が設置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項６】
隣接する前記吸着ユニットの上流側は、仕切壁によって二つの分岐通路に仕切られ、
前記仕切壁には、一方の前記分岐通路内の空気を加熱し、他方の前記分岐通路内の空気を冷却する冷温供給装置が設置されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項７】
各前記吸着ユニットの下流側には、前記浄化用通路の一部を構成する戻し配管と、前記再生用通路の一部を構成する車外排出配管と、が接続されるとともに、各前記吸着ユニットの下流側を前記戻し配管と前記車外排出配管のいずれかに選択的に接続可能な流路切換機構が設けられていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項８】
前記流路切換機構は、前記吸着ユニットによる吸着時に、当該吸着ユニットの下流側を前記戻し配管に接続し、前記吸着ユニットの再生時に、当該吸着ユニットの下流側を前記車外排出配管に接続するように作動するアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項７に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項９】
隣接する前記吸着ユニットの下流側は、仕切壁によって相互に仕切られ、
前記仕切壁には、隣接する一方の前記吸着ユニットの下流側の空気の熱を、隣接する他方の前記吸着ユニットの下流側の空気に伝達する熱移動装置が設置されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の車両の空気浄化装置。
【請求項１０】
前記熱移動装置は、前記吸着ユニットの再生を行い車外に排出する前の使用済み再生用空気の熱を、前記吸着ユニットによる吸着を行い車室内に戻す前の空気に伝達することを特徴とする請求項９に記載の車両の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の浄化対象物質を吸着して車室内空気を浄化する車両の空気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の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ユニットによって車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、ケーシング内に車室内の空気を取り入れ、吸着ユニット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車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ユニットは、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、吸着ユニットに再生用空気を流し、その再生用空気によって吸着ユニットを再生するものが知られている（例えば、特許文献１参照））。
【０００３】
特許文献１に記載の空気浄化装置は、一対の吸着ユニットと、車室内の空気をいずれか一方の吸着ユニットに導入し、その吸着ユニットで浄化対象物質を除去した浄化済み空気を車室内に戻す浄化用通路と、再生用空気をいずれか他方の吸着ユニットに導入し、その吸着ユニットの再生を行った使用済み再生用空気を車外に排出する再生用通路と、を備えている。この空気浄化装置は、さらに、各吸着ユニットを、浄化用通路と再生用通路のいずれかに選択的に接続する切換バルブを備え、一方の吸着ユニットで室内空気の浄化を行っている間に、他方の吸着ユニットを再生できるようになっている。吸着ユニットによる空気浄化と吸着ユニットの再生は、一定時間毎に切換バルブの作動によって切り換えられる。
【０００４】
また、特許文献１に記載の空気浄化装置では、外気が再生用空気として吸着ユニットに導入され、吸着ユニットの再生時には再生用空気がヒータ等によって加熱される。これにより、吸着ユニットに吸着されている浄化対象物質が吸着ユニットから容易に離散し、使用済み再生用空気として車外に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１７−５２８３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の空気浄化装置は、吸着ユニットの再生時に外気が導入されるため、吸着ユニットの上流側に、車室内の空気を導入する内気導入配管と、車外の空気を導入する外気導入配管を設ける必要があり、吸着ユニットの吸気側の配管が複雑になる、という不都合がある。
【０００７】
また、特許文献１に記載の空気浄化装置は、吸着ユニットの再生時に外気が導入される構造とされているため、外気温の低い冷寒時等に、再生用空気（外気）を所望の温度以上に昇温するのに多くのエネルギーを必要とする。また、再生用空気を加熱しない場合には、吸着ユニットの再生効率が低下する。このため、吸着ユニットの再生効率の向上と、車載エネルギーの有効利用の観点からも改善が望まれている。
【０００８】
そこで本発明は、吸着ユニットの吸気側の配管構造を簡素化でき、かつ、車載エネルギーの消費を抑制しつつ、吸着ユニットの再生効率を向上させることができる車両の空気浄化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両の空気浄化装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る車両の空気浄化装置は、空気中の二酸化炭素と水蒸気を吸着する吸着ユニット（例えば、実施形態の吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂ）と、車室内の空気を前記吸着ユニットに導入し、前記吸着ユニットで二酸化炭素と水蒸気を吸着除去された空気を車室内に戻す浄化用通路（例えば、実施形態の浄化用通路２７）と、再生用空気を前記吸着ユニットに導入し、前記吸着ユニットを再生した使用済み再生用空気を車外に排出する再生用通路（例えば、実施形態の再生用通路２８）と、を備えた空気浄化装置であって、前記再生用通路と前記浄化用通路の前記吸着ユニットの上流側は、車室内の空気を導入する内気導入配管（例えば、実施形態の上流側ダクトブロック１２）によって構成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成により、車室内の空気を浄化するときには、内気導入配管から車室内の空気が吸着ユニットに導入され、吸着ユニットで浄化された空気が車室内に戻される。また、吸着ユニットを再生するときには、車室内の空気が再生用空気として内気導入配管から吸着ユニットに導入される。吸着ユニットを再生した使用済み浄化用空気は車外に排出される。
本発明の場合、浄化用通路だけでなく、再生用通路にも車室内の空気が再生用空気として導入されるため、吸気側の配管構造が簡素化する。
また、再生用空気として吸着ユニットに導入される車室内の空気は、冬場等では、外気よりも温度が高い。このため、吸着ユニットの再生時には、吸着ユニットから二酸化炭素や水蒸気を離散させ易い。また、吸着ユニットから二酸化炭素や水蒸気をより離散させ易くするために、吸着ユニットに導入する空気を加熱装置等で加熱する場合には、外気を用いる場合に比較して同じ温度に昇温させるのに、電気等のエネルギー消費を抑制することができる。
【００１１】
空気浄化装置は、前記吸着ユニットを複数備え、前記内気導入配管は、複数に分岐して各前記吸着ユニットに接続されるようにしても良い。
この場合、各吸着ユニット毎に長尺な内気導入配管を設置する必要がなくなるため、車両内で吸入側の配管が占有するスペースを減少させることができるとともに、装置全体の小型・軽量化を図ることができる。
【００１２】
前記内気導入配管の上流部には、車室内の空気を導入する空気導入ファン（例えば、実施形態の空気導入ファン１６）が配置されるようにしても良い。
この場合、吸着ユニットによる車室内の空気の浄化と、吸着ユニットの再生において、同じ空気導入ファンを共用することができる。このため、部品点数の削減ができ、製造コストの削減や装置の小型・軽量化を図るうえで有利となる。
【００１３】
前記内気導入配管の分岐部には、前記内気導入配管から各前記吸着ユニットに分配する空気量の比率を調整可能な吸気分配機構（例えば、実施形態の開閉ドア１７）が配置されるようにしても良い。
この場合、吸気分配機構によって各吸着ユニットに導入する空気の比率を適宜変更することにより、その空気の比率に応じた割合で、一の吸着ユニットによる空気浄化と他の吸着ユニットの再生を同時に実行することができる。また、一の吸着ユニットに分配する空気量の比率を０％にすることにより、一の吸着ユニットによる室内空気の浄化や、一の吸着ユニットの再生の実行を休止することができる。
【００１４】
隣接する前記吸着ユニットの上流側は、仕切壁（例えば、実施形態の仕切壁１５）によって二つの分岐通路に仕切られ、各前記分岐通路には、前記吸着ユニットの再生時に、前記吸着ユニットに導入する前の空気を加熱する加熱装置（例えば、実施形態の加熱装置１８）が設置されるようにしても良い。
この場合、例えば、一の吸着ユニットの再生を行う場合には、その吸着ユニットの上流側に設置された加熱装置を作動させることにより、所定温度に昇温された空気を一の吸着ユニットに流すことができる。これにより、吸着ユニットの再生効率をより高めることができる。この場合、加熱装置は、冷却れさた外気ではなく、ある程度以上に温度の高い車室内の空気を昇温することになるため、車載エネルギーの消費を抑制することができる。
【００１５】
隣接する前記吸着ユニットの上流側は、仕切壁（例えば、実施形態の仕切壁１５）によって二つの分岐通路に仕切られ、前記仕切壁には、一方の前記分岐通路内の空気を加熱し、他方の前記分岐通路内の空気を冷却する冷温供給装置（例えば、実施形態の冷温供給装置３０）が設置されるようにしても良い。
この場合、冷温供給装置を作動させることにより、吸着ユニットの再生を行う側の分岐通路内の空気を加熱し、かつ、吸着ユニットによって二酸化炭素と水蒸気の吸着を行う側の分岐通路内の空気を冷却することができる。これにより、一方の吸着ユニットの再生効率を高めることができるとともに、他方の吸着ユニットによる二酸化炭素と水蒸気の吸着効率を高めることができる。
【００１６】
各前記吸着ユニットの下流側には、前記浄化用通路の一部を構成する戻し配管（例えば、実施形態の戻し配管１３ｃ）と、前記再生用通路の一部を構成する車外排出配管（例えば、実施形態の車外排出配管１３ｄ）と、が接続されるとともに、各前記吸着ユニットの下流側を前記戻し配管と前記車外排出配管のいずれかに選択的に接続可能な流路切換機構（例えば、実施形態の流路切換機構２２）が設けらるようにしても良い。
この場合、一の吸着ユニットによって車室内の空気の浄化を行うときには、その一の吸着ユニットの下流側を、流路切換機構によって戻し配管に接続する。これにより、一の吸着ユニットによって二酸化炭素と水蒸気を除去された空気が戻し配管を通して車室内に戻される。また、一の吸着ユニットの再生を行うときには、その一の吸着ユニットの下流側を、流路切換機構によって車外排出配管に接続する。これにより、一の吸着ユニットの浄化を行った使用済み再生用空気が車外排出配管を通して車外に排出される。
【００１７】
前記流路切換機構は、前記吸着ユニットによる吸着時に、当該吸着ユニットの下流側を前記戻し配管に接続し、前記吸着ユニットの再生時に、当該吸着ユニットの下流側を前記車外排出配管に接続するように作動するアクチュエータ（例えば、実施形態のアクチュエータ２１）を備えるようにしても良い。
この場合、アクチュエータによる流路切換機構の適切な作動により、吸着ユニットによって二酸化炭素と水蒸気を除去された空気を車室内に戻すことができるとともに、吸着ユニットの再生を行った使用済み再生用空気を車外に排出することができる。
【００１８】
隣接する前記吸着ユニットの下流側は、仕切壁（例えば、実施形態の仕切壁２３）によって相互に仕切られ、前記仕切壁には、隣接する一方の前記吸着ユニットの下流側の空気の熱を、隣接する他方の前記吸着ユニットの下流側の空気に伝達する熱移動装置（例えば、実施形態の熱移動装置４０）が設置されるようにしても良い。
この場合、一方の吸着ユニットの下流側の空気の不要な熱を他方の吸着ユニットの下流側の空気に伝達して、熱を有効利用することができる。
【００１９】
前記熱移動装置は、前記吸着ユニットの再生を行い車外に排出する前の使用済み再生用空気の熱を、前記吸着ユニットによる吸着を行い車室内に戻す前の空気に伝達するようにしても良い。
この場合、戻し配管を通って車室内に戻される間に冷却される空気の熱量を、熱移動装置を通して伝達される熱によって補うことができる。このため、車外に排出される熱を有効利用できるため、車載エネルギーの不要な消費を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、再生用通路と浄化用通路の吸着ユニットの上流側が、車室内の空気を導入する内気導入配管によって構成されているため、浄化用通路に外気を導入するための配管を設ける場合に比較して、吸着ユニットの吸気側の配管構造を簡素化することができる。また、本発明では、再生用空気として比較的温度の高い車室内の空気が導入されるため、車載エネルギーの消費を抑制しつつ、吸着ユニットの再生効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の空気浄化装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態の空気浄化装置の部分断面斜視図である。
【図３】第１実施形態の空気浄化装置の模式的な断面図である。
【図４】第１実施形態の冷温供給装置の正面図である。
【図５】第１実施形態の空気浄化装置の吸着ユニットよりも下流側部分の縦断面図である。
【図６】第１実施形態の流路切換機構を示す斜視図である。
【図７】変形例の空気浄化装置の、吸着ユニットよりも下流側部分の縦断面図である。
【図８】変形例の流路切換機構を示す斜視図である。
【図９】空気浄化装置の浄化用通路と再生用通路における位置毎の空気温度を示した図であり、（Ａ）は、参考例の空気温度を示し、（Ｂ）は、第１実施形態の空気温度を示している。
【図１０】第２実施形態の空気浄化装置の模式的な断面図である。
【図１１】第２実施形態の熱移動装置の断面図である。
【図１２】空気浄化装置の浄化用通路と再生用通路における位置毎の空気温度を示した図であり、（Ａ）は、参考例の空気温度を示し、（Ｂ）は、第２実施形態の空気温度を示している。
【図１３】第３実施形態の空気浄化装置の模式的な断面図である。
【図１４】第３実施形態の空気浄化装置の浄化用通路と再生用通路における位置毎の空気温度を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態においては、共通部分に同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１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空気浄化装置であり、車室内の少なくとも二酸化炭素と水蒸気を含む浄化対象物質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ユニット１０Ａ，１０Ｂと、吸着ユニット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。
【００２４】
吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂは、矩形筒状のユニットケースの内部に、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、少なくとも二酸化炭素と水蒸気を吸着可能な合成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。
なお、吸着材は、合成ゼオライトに限られるものではない。また、吸着材は、二種の成分、即ち、二酸化炭素を吸着可能な成分と、水蒸気（水分）を吸着可能な成分と、から成るものであっても良い。
二酸化炭素を吸着する吸着材としては、例えば、活性炭やゼオライト、酸化ケイ素（シリコン）、オルソチタン酸バリウム、多孔質セリウム酸化物、ポリアミン、炭酸カリウム、アミン溶液、アミド・イミド溶液、アルコール溶液、エーテル溶液、ケトン溶液、カーボネート溶液、ラクトン溶液、炭化水素溶液等を用いることができる。
水蒸気を吸着可能な吸着材としては、例えば、活性炭ゼオライトやシリカゲル等を用いることができる。
また、吸着材は、液体であっても固体であっても良い。
【００２５】
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に隔成している。各収容室には、対応する吸着ユニット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。
【００２６】
本実施形態では、上流側ダクトブロック１２が、車室内の空気を導入する内気導入配管を構成している。上流側ダクトブロック１２の上流側の端部には、空気導入ファン１６が組付けられている。空気導入ファン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、空気導入ファン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内の仕切壁１４と連続する仕切壁１５によって相互間が仕切られている。二つの分岐通路１２ｂは、ハウジング１１内の対応する吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに連通している。したがって、各吸着ユニット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。
【００２７】
二つの分岐通路１２ｂの集合通路１２ａ側の端部（内気導入配管の分岐部）には、空気の導入を切り換えるための開閉ドア１７（空気分配機構）が設けられている。本実施形態の開閉ドア１７は、制御装置によって制御される図示しないアクチュエータにより、任意の回動位置に操作される。開閉ドア１７は、上流側ダクトブロック１２（内気導入配管）から各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに分配する空気量の比率を調整することができる。
【００２８】
分岐通路１２ｂの内部の各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の近傍部には、分岐通路１２ｂに導入された空気を加熱する加熱装置１８が介装されている。各分岐通路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。加熱装置１８は、各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生時に、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに導入する前の空気を加熱する。したがって、各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生時には、加熱装置１８によって温められた空気が各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに導入される。
【００２９】
また、各分岐通路１２ｂを仕切る仕切壁１５には、一方の分岐通路１２ｂ内の空気を加熱し、他方の分岐通路１２ｂ内の空気を冷却する冷温供給装置３０が設置されている。冷温供給装置３０は、加熱装置１８の設置部より上流側に配置されている。
【００３０】
図４は、冷温供給装置３０の一例を示した図である。
冷温供給装置３０は、例えば、図４に示すように、平板状のペルチェ素子３１と、複数のフィン３２ａを有する一対のヒートシンク３２と、を備えている。ペルチェ素子３１は、一方向に通電することによって表裏の一方が加熱され、かつ、表裏の他方が冷却される。また、ペルチェ素子３１は、通電方向を逆にすると、表裏の一方が冷却され、かつ、表裏の他方が加熱される。各ヒートシンク３２は、平板状のペルチェ素子３１の表面と裏面とに接合されている。本実施形態では、ペルチェ素子３１は、表裏の各面が隣接する各分岐通路１２ｂに臨むように仕切壁１５に設置され、ヒートシンク３２は、各分岐通路１２ｂ内に配置されている。ヒートシンク３２は、ペルチェ素子３１への通電に伴って温熱または冷熱がペルチェ素子３１から伝達される。ヒートシンク３２は、分岐通路１２ｂに導入された空気との間で熱交換し、それによって一方の分岐通路１２ｂを通過する空気を加熱するとともに、他方の分岐通路１２ｂを通過する空気を冷却する。
【００３１】
下流側ダクトブロック１３は、ハウジング１１内の対応する吸着ユニット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配管１３ｃと、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生に使用した空気を車外に排出する車外排出配管１３ｄと、を有している。二つの連通路１３ａは、ハウジング１１内の仕切壁１４と連続する仕切壁２３によって相互に仕切られている。
各連通路１３ａは、流路切換機構２２を介して戻し配管１３ｃと車外排出配管１３ｄに対して選択的に接続可能とされている。
なお、図３では、通路の構造を理解し易いように、便宜的に戻し配管１３ｃと車外排出配管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。
【００３２】
図５は、流路切換機構２２の詳細構造を示す断面図であり、図６は、流路切換機構２２の構成部品を示す斜視図である。
流路切換機構２２は、回動軸２４に支持された開閉ドア１９（２０）と、回動軸２４を回動操作するモータ等のアクチュエータ２１と、を備えている。本実施形態の場合、一方の連通路１３ａには開閉ドア１９が配置され、他方の連通路１３ａには別の開閉ドア２０が配置されている。ただし、両開閉ドア１９，２０は、共通の回動軸２４に支持され、一つのアクチュエータ２１によって回動操作される。アクチュエータ２１は、吸着ユニット１０Ａ（または、１０Ｂ）による室内空気の浄化時に、その吸着ユニット１０Ａ（または、１０Ｂ）の下流側を戻し配管１３ｃに接続し、吸着ユニット１０Ｂ（または、１０Ａ）の再生時に、その吸着ユニット１０Ｂ（または、１０Ａ）の下流側を車外排出配管１３ｄに接続するように作動する。
【００３３】
本実施形態の場合、各開閉ドア１９，２０は、側面視が略Ｌ字状をなすように連結された一対のドア片ａ，ｂを有している。図５に示すように、一方のドア片ａは、戻し配管１３ｃの端部を開閉し、他方のドア片ｂは、車外排出配管１３ｄの端部を開閉する。両開閉ドア１９，２０は、両者のドア片ａ，ｂが回動軸２４回りに９０°ずれて回動軸２４に連結されている。回動軸２４は、戻し配管１３ｃと車外排出配管１３ｄの端部の境界部に配置されている。
【００３４】
この構成により、一方の連通路１３ａ側の開閉ドア１９が、車外排出配管１３ｄを閉じ、戻し配管１３ｃを開いているときには、他方の連通路１３ａ側の開閉ドア２０が、車外排出配管１３ｄを開き、かつ、戻し配管１３ｃを閉じる。逆に、一方の連通路１３ａ側の開閉ドア１９が、車外排出配管１３ｄを開き、戻し配管１３ｃを閉じているときには、他方の連通路１３ａ側の開閉ドア２０が、車外排出配管１３ｄを閉じ、かつ、戻し配管１３ｃを開く。したがって、本実施形態の構成を採用した場合、二つの連通路１３ａの戻し配管１３ｃと車外排出配管１３ｄに対する流路の切換を共通のアクチュエータ２１の作動によって行うことができる。
ただし、各連通路１３ａに配置される流路切換機構は、図７，図８に示す変形例のように、それぞれ個別のアクチュエータ２１Ａによって作動させることも可能である。
【００３５】
図７は、変形例の流路切換機構２２Ａの詳細を示す断面図であり、図８は、変形性の流路切換機構２２Ａの構成部品を示す斜視図である。
本変形例の流路切換機構２２Ａは、各開閉ドア１９Ａ，２０Ａが平坦な一枚のドア片によって構成され、各開閉ドア１９Ａ，２０Ａが、異なるアクチュエータ２１Ａの回動軸２４Ａにそれぞれ連結されている。本変形例の場合、各連通路１３ａの流路切換機構２２Ａは、異なるアクチュエータ２１Ａによって個別に操作される。
【００３６】
ところで、空気浄化装置１は、図３に示すように、浄化用通路２７と再生用通路２８を備えている。浄化用通路２７は、車室内の空気を吸着ユニット１０Ａ（または１０Ｂ）に導入し、吸着ユニット１０Ａ（または１０Ｂ）で浄化対象物質（二酸化炭素、及び、水蒸気）を吸着除去された空気を、戻し配管１３ｃを通して車室内に戻す通路である。また、再生用通路２８は、車室内の空気を、再生用空気として吸着ユニット１０Ｂ（または１０Ａ）に導入し、吸着ユニット１０Ｂ（または１０Ａ）を再生した使用済み再生用空気を、車外排出配管１３ｄを通して車外に排出する通路である。ただし、浄化用通路２７と再生用通路２８は、流路切換機構２２（２２Ａ）による流路の切換えによって入れ替わる。図３に示した例の場合、上側の吸着ユニット１０Ａを通過して戻し配管１３ｃから車内に戻される通路が浄化用通路２７とされ、下側の吸着ユニット１０Ｂを通過して車外排出配管１３ｄから車外に排出される通路が再生用通路２８とされている。
【００３７】
また、本実施形態の場合、浄化用通路２７と再生用通路２８は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の多くの部分を共用し、いずれの通路も同じ上流側ダクトブロック１２を通して車室内の空気を取り入れる。ただし、各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに取り入れる空気量の比率は、開閉ドア１７（空気分配機構）の開度調整によって適宜に調整される。
【００３８】
（空気浄化装置の作動）
本実施形態の空気浄化装置１は、一方の吸着ユニット１０Ａ（または１０Ｂ）による車室内の空気の浄化と、他方の吸着ユニット１０Ｂ（または１０Ａ）の再生を平行して同時に行うことができる。一方の吸着ユニット１０Ａ（または１０Ｂ）による車室内の空気の浄化と、他方の吸着ユニット１０Ｂ（または１０Ａ）の再生は、所定の時間毎に切り換えて行うことができる。以下では、図３に示すように、吸着ユニット１０Ａによって車室内の浄化を実行し、同時に吸着ユニット１０Ｂの再生を実行する場合を例に説明する。
【００３９】
空気導入ファン１６が作動すると、図３に示すように、車室内の空気が空気導入ファン１６の吸引力によって上流側ダクトブロック１２の集合通路１２ａ内に導入される。集合通路１２ａに導入された空気は、開閉ドア１７の開度に応じて二つの分岐通路１２ｂに分配される。このとき、冷温供給装置３０は、一方の吸着ユニット１０Ａに連通する側の分岐通路１２ｂ内を冷却し、他方の吸着ユニット１０Ｂに連通する側の分岐通路１２ｂ内を加熱するように制御されている。また、他方の吸着ユニット１０Ｂに連通する側の分岐通路１２ｂ内の加熱装置１８は加熱状態とされている。
【００４０】
一方の分岐通路１２ｂに流入した空気は、冷温供給装置３０によって冷却された後に一方の吸着ユニット１０Ａに導入される。吸着ユニット１０Ａ内では、二酸化炭素と水蒸気を含む空気中の浄化対象物質が吸着材に吸着される。この結果、吸着ユニット１０Ａを通過した空気は浄化される。吸着ユニット１０Ａを通過した空気は、一方の連通路１３ａから戻し配管１３ｃを通って車室内へと戻される。
【００４１】
他方の分岐通路１２ｂに流入した空気は、冷温供給装置３０によって予備加熱された後に加熱装置１８によってさらに加熱される。加熱装置１８によって加熱された空気は、他方の吸着ユニット１０Ｂに導入される。吸着ユニット１０Ｂ内では、加熱された空気が内部を通過することにより、吸着ユニット１０Ｂに吸着されている浄化対象物質が空気中に離散し、その結果、吸着ユニット１０Ｂが再生される。吸着ユニット１０Ｂを通過した空気（使用済み再生用空気）は、他方の連通路１３ａから車外排出配管１３ｄを通って車外に排出される。
【００４２】
こうして、一方の吸着ユニット１０Ａによる車室内空気の浄化と他方の吸着ユニット１０Ｂの再生が所定時間継続されると、上流側の開閉ドア１７（空気分配機構）の開度変更、冷温供給装置３０の冷却・加熱方向の逆転、一方の分岐通路１２ｂ内の加熱装置１８の加熱停止、及び、他方の分岐通路１２ｂ内の加熱装置１８の加熱開始、流路切換機構２２による流路切り換え等が行われる。これにより、上記と同様にして、他方の吸着ユニット１０Ｂによる室内空気の浄化と一方の吸着ユニット１０Ａの再生が行われる。
【００４３】
（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態の空気浄化装置１は、再生用通路２８と浄化用通路２７の吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側が、いずれも車室内の空気を導入する上流側ダクトブロック１２（内気導入配管）によって構成されている。このため、浄化用通路２７に外気を導入するための配管を設ける場合に比較すると、吸着ユニットの吸気側の配管構造を大幅に簡素化することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態の空気浄化装置１は、再生用空気として比較的温度の高い車室内の空気が導入されるため、電気エネルギー等の車載エネルギーの消費を抑制しつつ、吸着ユニットの再生効率を向上させることができる。
【００４５】
図９は、空気浄化装置１の浄化用通路２７と再生用通路２８における位置毎の空気温度を示した図である。なお、図９中の実線は、再生用通路２８における空気温度であり、図９中の点線は、浄化用通路２７における空気温度である。また、図９の（Ａ）は、再生用空気として外気を用いた参考例の空気温度を示し、（Ｂ）は、本実施形態の空気浄化装置１の場合の空気温度を示している。
同図からも明らかなように、本実施形態の空気浄化装置１は、再生用空気として車室内の空気を利用しているために、必要温度とベース温度（空気を吸い込んだ時点での温度）との差（Ｔ２＋Ｔ３）が、参考例の場合の差（Ｔ１）に比較して小さくなる。
なお、図９中のＴ２は、冷温供給装置３０よる温度上昇を示し、Ｔ３は、加熱装置１８による温度上昇を示している。
【００４６】
また、本実施形態の空気浄化装置１は、上流側ダクトブロック１２（内気導入配管）の集合通路１２ａが複数の分岐通路１２ｂに分岐して各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに接続されている。このため、各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂ毎に長尺な内気導入配管を接続する場合に比較して、車両内で空気浄化装置１の吸入側の配管が占有するスペースを減少させることができる。また、空気浄化装置１全体の小型・軽量化も図ることができる。
【００４７】
さらに、本実施形態の空気浄化装置１では、上流側ダクトブロック１２の上流端に空気導入ファン１６が設置されているため、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによる車室内の空気の浄化と、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生において、同じ空気導入ファン１６を共用することができる。したがって、本構成を採用することにより、部品点数を削減し、製造コストの削減や、装置のさらなる小型・軽量化を図ることができる。
【００４８】
また、本実施形態の空気浄化装置１は、上流側ダクトブロック１２の分岐部に、集合通路１２ａから各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに分配する空気量の比率を調整可能な開閉ドア１７（吸気分配機構）が配置されている。このため、開閉ドア１７によって各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに導入する室内空気の比率を適宜変更することにより、その空気の比率に応じた割合で、一方の吸着ユニット１０Ａ（または１０Ｂ）による空気浄化と他方の吸着ユニット１０Ｂ（または１０Ａ）の再生を同時に実行することができる。
なお、上記では、一方の吸着ユニット１０Ａ（または１０Ｂ）による空気浄化と他方の吸着ユニット１０Ｂ（または１０Ａ）の再生を同時に行う場合について説明したが、吸着ユニットに分配する空気量を一方を１００％、他方を０％にすることにより、空気浄化と再生を片方ずつ行うことも可能である。
【００４９】
また、本実施形態の空気浄化装置１では、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の各分岐通路１２ｂに、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生時に、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに導入する前の空気を加熱する加熱装置１８が設置されている。このため、各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生時に加熱装置１８を作動させることにより、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂに昇温された空気を流し、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生効率をより高めることができる。このとき、加熱装置１８は、ある程度以上に温度の高い車室内の空気を加熱することになるため、電気エネルギー等の車載エネルギーの消費を抑制することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の空気浄化装置１では、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の仕切壁１５に、一方の分岐通路１２ｂ内の空気を加熱し、他方の分岐通路１２ｂ内の空気を冷却する冷温供給装置３０が設置されている。このため、冷温供給装置３０を作動させることにより、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生を行う側の分岐通路１２ｂ内の空気を加熱し、かつ、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによって二酸化炭素と水蒸気の吸着を行う側の分岐通路１２ｂ内の空気を冷却することができる。したがって、本構成を採用した場合には、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生効率を高めることができるとともに、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによる二酸化炭素と水蒸気の吸着効率も高めることができる。
【００５１】
また、本実施形態の空気浄化装置１は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの下流側に戻し配管１３ｃと車外排出配管１３ｄとが接続されるとともに、各吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの下流側が、戻し配管１３ｃと車外排出配管１３ｄに対して、流路切換機構２２によって選択的に接続可能にされている。そして、流路切換機構２２は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによる吸着時に、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの下流側を戻し配管１３ｃに接続し、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生時に、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの下流側を車外排出配管１３ｄに接続するようにアクチュエータ２１によって操作される。このため、本実施形態の空気浄化装置１を採用した場合には、アクチュエータ２１による流路切換機構２２の適切な作動により、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによって二酸化炭素と水蒸気を除去された空気を車室内に戻すことができるとともに、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生を行った使用済み再生用空気を車外に排出することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態の空気浄化装置１０１の内部構造を示す空気浄化装置１０１の模式的な断面図である。
第２実施形態の空気浄化装置１０１は、基本的な構成は第１実施形態とほぼ同様であるが、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の仕切壁１５に冷温供給装置が設置されていない点と、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの下流側の二つの連通路１３ａを仕切る仕切壁２３に、熱移動装置４０が設置されている点が異なっている。
【００５３】
図１１は、熱移動装置４０の一例を示した図である。
熱移動装置４０は、例えば、図１１に示すように、ヒートパイプ４１とフィン４２によって構成されている。図１１に示す熱移動装置４０は、複数のヒートパイプ４１が仕切壁２３を貫通して設置され、各連通路１３ａに臨むヒートパイプ４１の外面に複数のフィン４２が突設されている。高温側の連通路１３ａ内の空気に臨むフィン４２は、その連通路１３ａ内の空気の熱をヒートパイプ４１の一端側に伝達し、ヒートパイプ４１による熱移動作用により、その熱をヒートパイプ４１の他端側に移動させ、他端側のフィン４２を通して低温側の連通路１３ａ内の空気に伝達する。
なお、熱移動装置４０は、上記の構成に限るものでなく、例えば、グラファイトシートと複数のフィンによって構成したものや、内部に熱伝達効率の良い媒体を充填したチューブと複数のフィンによって構成したものであっても良い。
【００５４】
図１２は、空気浄化装置１０１の浄化用通路２７と再生用通路２８における位置毎の空気温度を示した図である。なお、図１２中の実線は、再生用通路２８における空気温度であり、図１２中の点線は、浄化用通路２７における空気温度である。図１２の（Ａ）は、再生用空気として外気を用いた参考例の空気温度を示し、（Ｂ）は、本実施形態の空気浄化装置１０１の場合の空気温度を示している。
同図からも明らかなように、本実施形態の空気浄化装置１０１は、再生用空気として車室内の空気を利用しているために、必要温度とベース温度との差が、参考例の場合の差に比較して小さくなる。また、本実施形態の空気浄化装置１０１は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの下流側の仕切壁２３に熱移動装置４０が設置されているため、再生用通路２８側の連通路１３ａ内の空気の熱を、熱移動装置４０を通して、浄化用通路２７側の連通路１３ａ内の空気に伝達することができる。したがって、再生用通路２８側の連通路１３ａ内の空気の温度は低下し、逆に、浄化用通路２７側の連通路１３ａ内の空気の温度は上昇する。
【００５５】
以上のように、本実施形態の空気浄化装置１０１は、車外に排出する前の使用済み再生用空気の熱を、熱移動装置４０を通して、車室内に戻される浄化済み空気に伝達することができる。このため、戻し配管１３ｃを通って車室内に戻される間に冷却される空気の熱量を、熱移動装置４０を通して伝達される熱によって補うことができる。したがって、本実施形態の空気浄化装置１０１を採用した場合には、車外に排出される熱を有効利用し、車載エネルギーの不要な消費をより抑制することができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態の空気浄化装置２０１の内部構造を示す空気浄化装置２０１の模式的な断面図である。
第３実施形態の空気浄化装置２０１は、第２実施形態の空気浄化装置１０１に冷温供給装置３０が追加された構成とされている。冷温供給装置３０は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の仕切壁１５に設置され、一方の分岐通路１２ｂ内の空気を加熱し、他方の分岐通路１２ｂ内の空気を冷却する。
【００５７】
図１４は、空気浄化装置２０１の浄化用通路２７と再生用通路２８における位置毎の空気温度を示した図である。図１４中の実線は、再生用通路２８における空気温度であり、図１４中の点線は、浄化用通路２７における空気温度である。
同図からも明らかなように、本実施形態の空気浄化装置２０１は、第２実施形態と同様に、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生時の必要温度とベース温度との差を小さくすることができるうえ、再生用通路２８側の連通路１３ａ内の空気の熱を、熱移動装置４０を通して、浄化用通路２７側の連通路１３ａ内の空気に伝達することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の空気浄化装置２０１は、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの上流側の仕切壁１５に冷温供給装置３０が設置されているため、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂの再生を行う側の分岐通路１２ｂ内の空気を加熱し、かつ、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによって二酸化炭素と水蒸気の吸着を行う側の分岐通路１２ｂ内の空気を冷却することができる。したがって、本実施形態の空気浄化装置２０１を採用した場合には、吸着ユニット１０Ａ，１０Ｂによる二酸化炭素と水蒸気の吸着効率も高めることができる。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
１，１０１，２０１…空気浄化装置
１０Ａ，１０Ｂ…吸着ユニット
１２…上流側ダクトブロック（内気導入配管）
１２ｂ…分岐通路
１３ｃ…戻し配管
１３ｄ…車外排出配管
１５…仕切壁
１６…空気導入ファン
１７…開閉ドア（空気分配機構）
１８…加熱装置
２１，２１Ａ…アクチュエータ
２２，２２Ａ…流路切換機構
２７…浄化用通路
２８…再生用通路
２３…仕切壁
３０…冷温供給装置
４０…熱移動装置
【図１】
2020111282.tif 000003
【図２】
2020111282.tif 000004
【図３】
2020111282.tif 000005
【図４】
2020111282.tif 000006
【図５】
2020111282.tif 000007
【図６】
2020111282.tif 000008
【図７】
2020111282.tif 000009
【図８】
2020111282.tif 000010
【図９】
2020111282.tif 000011
【図１０】
2020111282.tif 000012
【図１１】
2020111282.tif 000013
【図１２】
2020111282.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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