(57)【要約】【課題】酸化並びに燃焼反応を抑制することで車両において更なる安全性および快適性の向上を図ること。【解決手段】酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜とポンプにより構成された窒素分離ユニット１を備え、窒素分離ユニット１により生成する酸素濃度が低下した窒素富化空気を燃料タンク２の燃料上部のヘッドスペースに充填させることにより、何らかの理由により火花が侵入した場合でも、燃料の燃焼を防止することができる。【選択図】図１
2006110128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素富化空気を発生させる窒素富化手段と、前記窒素富化空気を吐出させる吐出手段と、窒素富化空気を吐出する吐出口を備え、車両の少なくとも内外いずれかにおいて窒素富化空気を利用できる構成とした車載用窒素富化空気生成装置。
【請求項２】
吐出口を車両の燃料タンク内に備え、前記燃料タンク内のヘッドスペースに窒素富化空気を吐出できる構成とした請求項１記載の車載用窒素富化空気生成装置。
【請求項３】
吐出口を車両の給油口近傍に備え、前記給油口近傍に窒素富化空気を吐出できる構成とした請求項１記載の車載用窒素富化空気生成装置。
【請求項４】
吐出口を車内に設置した灰皿収納部に備え、前記灰皿収納部内に窒素富化空気を充満できる構成とした請求項１記載の車載用窒素富化空気生成装置。
【請求項５】
吐出口を車内に設置したシートフックまたは座席近辺に備え、前記シートフックまたは座席近辺に掛けられた鞄や袋等に入った食品に窒素富化空気を吐出できる構成とした請求項１記載の車載用窒素富化空気生成装置。
【請求項６】
吐出口を車内に設置したカップホルダーに備え、車内に持ち込んだ飲料等へ窒素富化空気を吐出できる構成とした請求項１記載の車載用窒素富化空気生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体分離膜を用いて窒素富化空気を生成する窒素分離ユニットを車両に搭載することにより、車両の内外において窒素富化空気を利用できる構成とした、車載用窒素富化空気生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の窒素富化空気を車両に用いた構成としては、窒素富化空気を概ね密閉された車体構成部材内に供給することにより、錆びの発生や火災の発生を防止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６９５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら特許文献１のような従来の構成においては、窒素濃度を高めることによって得られる特異的な空気環境を車両および運転者や同乗者の安全に関して利用したり、温度変化が激しく過酷な環境におかれた車内の食品に対して利用したりすることなどは考慮されていなかった。
【０００４】
本発明は、窒素濃度を高めることによって得られる特異的な空気環境を利用することにより燃焼反応を抑制し、車両および搭乗者の安全性の向上を図るものである。また、車内の荷物や食品の酸化による品質の劣化に関しても、窒素濃度を高めることによって得られる特異的な空気環境を利用することにより抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜とポンプにより構成された窒素分離ユニットを車両に搭載することにより車両の少なくとも内外いずれかにおいて窒素富化空気を利用できる構成とし、生成する窒素富化空気を用いて燃焼反応を抑止し車両および搭乗者の安全性の向上を図り、また酸化反応を抑制することで車内の荷物や食品の品質の劣化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車載用窒素富化空気生成装置は、車両および搭乗者の更なる安全性の向上を図り、また車内における荷物や食品の品質の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、窒素富化空気を発生させる窒素富化手段と、前記窒素富化空気を吐出させる吐出手段と、窒素富化空気を吐出する吐出口を備え、車両の少なくとも内外いずれかにおいて窒素富化空気を利用できる構成とすることにより、大気から窒素富化空気を生成し、車両の内外において窒素富化空気を効果的に利用することができる。
【０００８】
第２の発明は、特に、第１の発明において、吐出口を車両の燃料タンク内に備え、前記燃料タンク内のヘッドスペースに窒素富化空気を吐出できる構成とすることにより、何らかの理由によって火花が燃料タンク内に侵入した場合であっても、ヘッドスペース内の空間は窒素が充填され、燃焼に必要な酸素が不足し燃料への引火を防ぐことができる。また燃料タンクが損傷する等、燃料タンク自体に異常があり外部の影響を受けやすい状態であっても、燃料タンクのヘッドスペースを通常の大気から窒素富化空気へ置換しておくことで、燃料タンク内の燃料への引火を抑止することができる。
【０００９】
第３の発明は、吐出口を車両の給油口近傍に備え、前記給油口近傍に窒素富化空気を吐出できる構成とすることにより、給油口より燃料タンクへ燃料を補充する際に何らかの原因により給油口付近で火花が発生した場合であっても燃料への引火を防ぐことができる。
【００１０】
第４の発明は、吐出口を車内に設置した灰皿収納部に備え、前記灰皿収納部内に窒素富化空気を充満できる構成とすることにより、煙草等燃焼中の火種を迅速にさらに確実に消火することができる。
【００１１】
第５の発明は、吐出口を車内に設置したシートフックまたは座席近辺に備え、前記シートフックまたは座席近辺に掛けられた鞄や袋等に入った食品に窒素富化空気を吐出できる構成とすることにより、車内に持ち込んだ鞄や袋等に入った食品の酸化による品質劣化を窒素富化空気により酸素濃度を低下させて防ぐことができる。
【００１２】
第６の発明は、吐出口を車内に設置したカップホルダーに備え、車内に持ち込んだ飲料等へ窒素富化空気を吐出できる構成とすることにより、酸化による飲料等の変質や劣化を、容器を密閉することなく抑えることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における車載用窒素富化空気生成装置の概要図を示すものである。
【００１５】
図１において、窒素分離ユニット１は内部に酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜（図示せず）とポンプ（図示せず）と動作制御部（図示せず）から構成されており、大気は大気誘導管３を通って運ばれ窒素分離ユニット１により分離され、生成した窒素富化空気は窒素富化空気誘導管４に送られ、一方分離された酸素富化空気は排気管５へ送られる。窒素分離ユニット１から窒素富化空気誘導管４を通って送られてきた窒素富化空気は、燃料タンク２の燃料上部のヘッドスペース６に送られる。
【００１６】
以上のように構成された車載用窒素富化空気生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００１７】
まず、車両の使用に連動して窒素分離ユニット１の内部の動作制御部（図示せず）が働いてポンプ（図示せず）を作動させ、大気を大気誘導管３から吸引し、酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜によって窒素富化空気と酸素富化空気とに分離する。分離された窒素富化空気は、窒素富化空気誘導管４へ送られ、一方分離された酸素富化空気は排気管５へ送られ排気される。窒素分離ユニット１から窒素富化空気誘導管４を通って送られてきた窒素富化空気は燃料タンク２内のヘッドスペース６に誘導され、ヘッドスペース６の気体は送られてきた窒素富化空気により置換される。燃料を消費することによりヘッドスペース６が徐々に拡大していくのに順じて都度空いたスペースに窒素富化空気が充填され、常にヘッドスペース６内は窒素富化空気雰囲気となる。
【００１８】
燃料タンク２内において何らかの理由により火花が侵入した場合、ヘッドスペース６が大気と同等であれば燃料が燃焼する恐れがあった。しかし、上記の様にヘッドスペース６に窒素富化空気が常に充填されることでヘッドスペース６内の酸素濃度は常に低く保たれ、たとえ燃料タンク内において何らかの理由で火花が侵入した場合であっても、燃料の燃焼を抑止することができる。
【００１９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における車載用窒素富化空気生成装置の概要図を示すものである。尚、実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
図２において、１は窒素分離ユニットであり、窒素富化空気誘導管４より窒素富化空気を吐出する。８は車体のボデー外郭に設けられた給油口開閉蓋であり、１０は一端を燃料タンク２に連通した給油管であり、他端には、給油キャップ９を着脱自在に設けられている。１１は給油キャップ９を内包した車体凹部と給油口開閉蓋８とで形成される給油口である。７は、給油口１１に設けられた窒素富化空気吐出口であり、窒素富化空気誘導管４に連通している。そして、給油口１１の近傍に給油口１１開放を検知する検知手段（図示せず）が設けられている。
【００２１】
以上のように構成された車載用窒素富化空気生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、給油口１１の開放を検知する検知手段（図示せず）により、給油口１１が開放されたことを検知し、その検知信号により窒素分離ユニット１内部の動作制御部（図示せず）が働いて窒素分離ユニット１内部のポンプ（図示せず）を作動させる。
【００２３】
前記ポンプが作動することで、大気を大気誘導管３から吸引し、酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜によって窒素富化空気と酸素富化空気とに分離する。分離された窒素富化空気は、窒素富化空気誘導管４へ送られ、一方分離された酸素富化空気は排気管５へ送られ排気される。窒素分離ユニット１から窒素富化空気誘導管４を通って送られてきた窒素富化空気は誘導され、窒素富化空気吐出口７より給油口１１へ吐出され、給油口近辺の大気を窒素富化空気に置換する。
【００２４】
従来、車両への燃料の給油は給油店の従業員が行うことが多かったが、近年は消費者が自ら給油するセルフ式の給油店が増加している。給油店の従業員であれば給油施設の取り扱いも熟練しており衣服にも静電気を逃すよう加工が施されているが、消費者が給油施設を使用する際、着用している衣服によっては静電気が発生しやすい場合があり、それに加え知識が未熟なため、身体に帯電した静電気を逃がさずにそのまま給油施設を使用することにより、給油口１１付近で静電気による火花が発生し燃料へ引火する恐れがあった。
【００２５】
上記の様に給油口１１付近に窒素富化空気を放出することにより、高濃度の燃料ガスを含んだ給油口１１付近の気体の酸素濃度を低下させることができ、給油口１１付近で静電気による火花が発生した場合であっても燃料への引火を防ぐことができる。
【００２６】
また、今回は窒素富化生成装置を車両へ設置し給油口１１付近に窒素富化空気を放出する構成としたが、給油施設に窒素富化生成装置を配置し給油ノズル等から給油口１１付近に窒素富化空気を放出する構成としても、同様の効果が得られるものである。
【００２７】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における車載用窒素富化空気生成装置の概要図を示すものである。尚、実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
図３において、１は窒素分離ユニットであり、窒素富化空気誘導管４より窒素富化空気を吐出する。１２は灰皿収納部であり、灰皿１３を出し入れ自在にかつ略密閉状態に収納できる様に構成している。１４は灰皿収納部１２に設けられた窒素富化空気吐出口であり、窒素富化空気誘導管４に連通している。
【００２９】
以上のように構成された窒素富化空気生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３０】
まず、車両の使用に連動して窒素分離ユニット１の内部の動作制御部（図示せず）が働いてポンプ（図示せず）を作動させ、大気を大気誘導管３から吸引し、酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜によって窒素富化空気と酸素富化空気とに分離する。分離された窒素富化空気は、窒素富化空気誘導管４へ送られ、一方分離された酸素富化空気は排気管５へ送られ排気される。窒素分離ユニット１から窒素富化空気誘導管４を通って送られてきた窒素富化空気は誘導され、窒素富化空気吐出口１４より灰皿収納部１２へ吐出され、灰皿収納部１２内の灰皿１３近傍を空窒素富化空気に充満させる。
【００３１】
灰皿１３近傍を窒素富化空気により充満することで内部の酸素濃度が低下し、煙草等燃焼中の火種の燃焼反応を停止させるので、消火不良が起き難く迅速に消火することができる。
【００３２】
従来のように煙草等を消火する際、壁面に押し付けることで燃焼物を酸欠状態にする等の操作が必要なく、灰皿１３内に煙草等の燃焼物をそのまま投入すれば迅速に消火できることから灰の飛散も少なくてすむ。
【００３３】
また灰皿１３内に可燃物が混在した場合であっても、内部に窒素富化空気が充満していることで新たな燃焼反応は起こらず延焼を防ぐことができる。
【００３４】
大気を１とすると純窒素ガスの比重は０．９６７４であり、本発明である車載用窒素富化空気生成装置により生成した窒素富化空気はこの間の値となる。大気と比重が近似しているため大気中に放出された窒素富化空気は気流がなければ長時間放出された場所に留まることができるので、安全性の高い消火が可能となる。
【００３５】
（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における車載用窒素富化空気生成装置の概要図を示すものである。尚、実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図４において、１は窒素分離ユニットであり、窒素富化空気誘導管４より窒素富化空気を吐出する。１５はシートフックであり、鞄や袋等を引掛けられる様に構成している。１６はシートフック１５に設けられた窒素富化空気吐出口であり、窒素富化空気誘導管４に連通している。
【００３７】
以上のように構成された車載用窒素富化空気生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
まず、車両の使用に連動して窒素分離ユニット１の内部の動作制御部（図示せず）が働いてポンプ（図示せず）を作動させ、大気を大気誘導管３から吸引し、酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜によって窒素富化空気と酸素富化空気とに分離する。分離された窒素富化空気は、窒素富化空気誘導管４へ送られ、一方分離された酸素富化空気は排気管５へ送られ排気される。窒素分離ユニット１から窒素富化空気誘導管４を通って送られてきた窒素富化空気は、シートに設置されたシートフック１５まで誘導され、窒素富化空気吐出口１６よりシートフック１５に掛けられた鞄や袋等に入った食品（図示せず）へ吹きかけられる。
【００３９】
夏季に屋外に停めた時等、車内の温度が激しく上昇することもあり、車内に持ち込まれた荷物や食品にとって温度変化の激しい車内は過酷な環境である。窒素分離ユニット１により生成した窒素富化空気を、車内に持ち込んだ鞄や袋等に入った食品に吹きかけ、食品の周囲を窒素富化空気により充満させることにより、食品の酸化による品質の劣化を防ぐことができる。
【００４０】
（実施の形態５）
図５は、本発明の第５の実施の形態における車載用窒素富化空気生成装置の概要図を示すものである。尚、実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図５において、１は窒素分離ユニットであり、窒素富化空気誘導管４より窒素富化空気を吐出する。１７はカップホルダーであり、缶飲料やペットボトル飲料等の飲み口まで覆う様に収納できる構成にしている。１８はカップホルダー１７に設けられた窒素富化空気吐出口であり、窒素富化空気誘導管４に連通している。
【００４２】
以上のように構成された車載用窒素富化空気生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４３】
まず、車両の使用に連動して窒素分離ユニット１の内部の動作制御部（図示せず）が働いてポンプ（図示せず）を作動させ、大気を大気誘導管３から吸引し、酸素分子と窒素分子の通過速度の差によって酸素および窒素を分離することができる気体分離膜によって窒素富化空気と酸素富化空気とに分離する。分離された窒素富化空気は、窒素富化空気誘導管４へ送られ、一方分離された酸素富化空気は排気管５へ送られ排気される。窒素分離ユニット１から窒素富化空気誘導管４を通って送られてきた窒素富化空気は、車室内に設置されたカップホルダー１７まで誘導され、窒素富化空気吐出口１８よりカップホルダー１７に置かれた飲料等（図示せず）に吹きかけられる。
【００４４】
車内に持ち込んだ缶飲料やペットボトル飲料等を開封すると、再び密封することが煩わしかったり困難であったりする。飲料等は詮が開放された状態で長時間車内に放置されると徐々に酸化し品質が劣化していくが、窒素富化空気を常に吹きかけることで酸素との接触を遮断するので酸化による品質の劣化を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる車載用窒素富化空気生成装置は、窒素濃度を高めることによって得られる特異的な空気環境を利用することにより、燃焼反応を抑制することで安全性の向上を図り、また食品の酸化による品質の劣化に関しても、窒素濃度を高めることによって得られる特異的な空気環境を利用することにより抑制することができるので、自動車だけに限らず航空機、船舶、列車等の運輸機関およびコンテナ、倉庫等の貯蔵庫にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明実施の形態１における車載用窒素富化空気生成装置の概要図
【図２】本発明実施の形態２における車載用窒素富化空気生成装置の概要図
【図３】本発明実施の形態３における車載用窒素富化空気生成装置の概要図
【図４】本発明実施の形態４における車載用窒素富化空気生成装置の概要図
【図５】本発明実施の形態５における車載用窒素富化空気生成装置の概要図
【符号の説明】
【００４７】
１  窒素分離ユニット
２  燃料タンク
３  大気誘導管
４  窒素富化空気誘導管
５  排気管
６  ヘッドスペース
７  窒素富化空気吐出口
１１  給油口
１２  灰皿収納部
１３  灰皿
１４  窒素富化空気吐出口
１５  シートフック
１６  窒素富化空気吐出口
１７  カップホルダー
１８  窒素富化空気吐出口
【図１】
2006110128.tif 000003
【図２】
2006110128.tif 000004
【図３】
2006110128.tif 000005
【図４】
2006110128.tif 000006
【図５】
2006110128.tif 000007