(57)【要約】【課題】車内の空間に排ガス成分を含まないクリーンな酸素富化空気を供給することができる車載用酸素富化装置を提供することを目的とする。【解決手段】酸素富化デバイス６の前に、有害ガス成分を除去する浄化デバイス４と、空気中の水分を除去する除湿デバイス２とを配設したものである。これにより、浄化デバイス４と除湿デバイス２の作用で結露水が発生せず、しかも排ガス成分などの有害ガス成分を除去したクリーンな酸素富化空気を車内の空間に供給することができるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素富化空気を発生させる酸素富化デバイスと、有害ガス成分を除去する浄化デバイスと、空気中の水分を除去する除湿デバイスとを備え、前記酸素富化デバイスの前に、前記浄化デバイスおよび除湿デバイスを配設した車載用酸素富化装置。
【請求項２】
浄化デバイスの前に除湿デバイスを配設し、空気が除湿デバイスを通して浄化デバイスに流れるようにした請求項１に記載の車載用酸素富化装置。
【請求項３】
除湿デバイスは、ヒータ表面に吸着剤を配置して構成した請求項１または２に記載の車載用酸素富化装置。
【請求項４】
浄化デバイスは、吸着剤で構成した請求項１または２に記載の車載用酸素富化装置。
【請求項５】
浄化デバイスから酸素富化デバイスへの排気経路の途中に流路切り替え装置を設け、浄化デバイスと除湿デバイスの再生時に排気経路を車外へ切り替えるようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載用酸素富化装置。
【請求項６】
酸素富化空気を供給する空間の酸素濃度を検出する酸素センサを備え、空間中の酸素濃度が所定の値に低下した場合に酸素富化デバイスを作動させるようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載用酸素富化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化空気を発生させ車内の空間に供給する車載用酸素富化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素富化空気を発生させる酸素富化装置として、空気中の水分を吸着剤で吸着、除去させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７７０９３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、前記従来の構成では、吸着剤により空気中の水分を除去するだけでは、排ガス成分（ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯなど）が濃縮されて供給される場合がある。特に、車載用の場合は、その傾向が極めて大である。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、車内の空間に排ガス成分を含まないクリーンな酸素富化空気を供給することができる車載用酸素富化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の車載用酸素富化装置は、酸素富化デバイスの前に、有害ガス成分を除去する浄化デバイスと、空気中の水分を除去する除湿デバイスとを配設したものである。
【０００６】
これにより、浄化デバイスと除湿デバイスの作用で結露水が発生せず、しかも排ガス成分などの有害ガス成分を除去したクリーンな酸素富化空気を車内の空間に供給することができるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車載用酸素富化装置は、結露水が発生せず、しかも排ガス成分などの有害ガス成分を除去したクリーンな酸素富化空気を車内の空間に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、酸素富化空気を発生させる酸素富化デバイスと、有害ガス成分を除去する浄化デバイスと、空気中の水分を除去する除湿デバイスとを備え、前記酸素富化デバイスの前に、前記浄化デバイスおよび除湿デバイスを配設した車載用酸素富化装置とすることにより、浄化デバイスと除湿デバイスの作用で結露水が発生せず、しかも排ガス成分などの有害ガス成分を除去したクリーンな酸素富化空気を車内の空間に供給することができるものである。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、浄化デバイスの前に除湿デバイスを配設し、空気が除湿デバイスを通して浄化デバイスに流れるようにしたことにより、浄化デバイスで水分吸着が起こりにくく、有害ガス成分の除去性能が向上するものである。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、除湿デバイスは、ヒータ表面に吸着剤を配置して構成したことにより、空気中の水分を吸着剤が吸着して飽和した場合、ヒータに通電することによって、吸着剤中の水分を放出させて再生することができ、再び空気中の水分を吸着させることができる。また、凝縮水、結露水などが発生しないので、排水用のドレインや水受けを設置する必要がなく省スペースとなる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、浄化デバイスは、吸着剤で構成したことにより、有害ガス成分を分解することなく、効率的に捕集することできるものである。また、再生することによって再び使用することが可能となるものである。さらに、吸着剤の場合は室温で浄化できるため、酸素富化デバイスを作用させる場合に温度が上がらない、つまり、車内の空間の温度上昇をさせずに装置を作動させることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、浄化デバイスから酸素富化デバイスへの排気経路の途中に流路切り替え装置を設け、浄化デバイスと除湿デバイスの再生時に排気経路を車外へ切り替えるようにしたことにより、除湿デバイスの再生と浄化デバイスの再生が同時に行うことができるものである。また、浄化デバイスを再生する際に、除湿デバイスからの水蒸気と熱を利用することによって、効果的に再生を行うことができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、酸素富化空気を供給する空間の酸素濃度を検出する酸素センサを備え、空間中の酸素濃度が所定の値に低下した場合に酸素富化デバイスを作動させるようにしたことにより、効果的に酸素濃度を調整することが可能となり、快適な車内の空間をつくることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における車載用酸素富化装置を示したものである。
【００１６】
図に示すように、車載用酸素富化装置１０は、酸素富化空気を発生させる酸素富化デバイス６と、有害ガス成分を除去する吸着剤で構成された浄化デバイス４と、空気中の水分を除去する除湿デバイス２とを備え、前記酸素富化デバイス６の前に、前記浄化デバイス４および除湿デバイス２を配設している。
【００１７】
そして、車外からの外部空気１１を導入する外気導入管１が除湿デバイス２に接続され、除湿デバイス２と浄化デバイス４間、浄化デバイス４と酸素富化デバイス６間はそれぞれ導入管３、５で接続されている。また、酸素富化デバイス６で発生した酸素富化空気は、クリーン高濃度酸素空気１２として酸素エアー排出口９より車内の空間へ供給されるものである。なお、前記酸素富化デバイス６は、酸素富化膜７と、コンプレッサ８から構成されている。
【００１８】
以上のように、構成された車載用酸素富化装置１０について、以下その動作、作用を説明する。
【００１９】
まず、車外からの外部空気１１は、外気導入管１を通って除湿デバイス２へ導かれる。ここで空気中の水分（蒸気）は、その吸着剤によって除去され、乾いた状態の空気が導入管３を通って浄化デバイス４へ導かれるものである。浄化デバイス４に導かれた空気は、含まれている有害ガス成分（例えば、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯなど）がその吸着剤に吸着・除去され、クリーンな（清浄）空気となって導入管５を通って酸素富化デバイス６へと導入される。導入されたクリーンな空気は、酸素富化デバイス６の酸素富化膜７によって、気体の種類の違いによる透過性の差を利用して、膜の反対側に酸素を多く透過させる。この酸素富化空気は、クリーン高濃度酸素空気１２として酸素エアー排出口９より車内の空間へ供給される。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては、車外より取り入れる空気を除湿デバイス２と浄化デバイス４を通した後に酸素富化デバイス６に導入し、酸素を濃縮処理することによって、結露水が発生せず、しかも排ガス成分などの有害ガス成分を除去したクリーンな酸素富化空気を車内の空間に供給することができる。これによって、快適な車内の空間をつくることができる。
【００２１】
また、空気中の水分を除湿デバイス２であらかじめ除去することによって、凝集、結露によって発生する水が出ないために、ドレインや水受け容器を設置する必要がなく、省スペース性と設置を容易にすることができる。除湿デバイス２に吸着された水分は、再生時に徐々に車内へ排出させるものである。
【００２２】
また、車外の外部空気１１を最初に除湿デバイス２を通した後、浄化デバイス４に導入することによって、空気中の水分（蒸気）にじゃまされないために浄化デバイス４での有害ガス成分の吸着を効果的にすることができるものである。
【００２３】
また、浄化デバイス４が吸着剤で構成されていることにより、常温でのワンパスでの吸着能力に優れ、さらに再生により繰り返し使用できる。つまり、触媒作用により分解して浄化するタイプのものは、有害ガス成分を分解する際に温度を加える必要があり、酸素を濃縮する際に温度が高くなるが、浄化デバイス４が吸着剤で構成すれば、常温であればよく、温度上昇はなく再生ができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２、図３は、本発明の実施の形態２における車載用酸素富化装置の除湿部材を示したものである。
【００２５】
図２に示す、短冊状に複数折返し形成された除湿部材１３は、図３に詳細を示すように、ヒータとして機能するエクスパンドメタル１４の表面上に無機系の吸着剤１６をコーティングしたものである。この除湿部材１３は、実施の形態１における除湿デバイス２に使用されるものである。
【００２６】
以上のように、構成された除湿部材を使用した除湿デバイスについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
まず、外部空気１１は、除湿デバイス２に導かれエクスパンドメタル１４の隙間を通って流れていく。このときにエクスパンドメタル１４の表面にコーティングされた吸着剤１６に空気が接触して空気中の水分が吸着剤１６へ吸着されて、空気は乾燥されるものである。
【００２８】
また、吸着剤１６が水分で飽和になった場合、ヒータとして機能するエクスパンドメタル１４に通電して発熱させることにより、吸着剤１６に吸着した水分を脱離させることによって、吸着剤１６の再生を行うことができる。また、凝縮水、結露水などが発生しないので、排水用のドレインや水受けを設置する必要がなく省スペースとなる。
【００２９】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における車載用酸素富化装置を示したものである。実施の形態１、２と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態においては、浄化デバイス４から酸素富化デバイス６への導入管５である排気経路の途中に流路切り替え装置１７を設け、浄化デバイス４と除湿デバイス２の再生時に、前記排気経路を酸素富化デバイス６への経路から車外へ導く車外排出パイプ１８へと切り替えるようにしたものである。
【００３１】
以上のように、構成された車載用酸素富化装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
まず、通常使用時、外部空気１１は除湿デバイス２、浄化デバイス４、流路切り替え装置１７を通り、酸素富化デバイス６で空気中の酸素を濃縮して、酸素富化空気を車内の空間へ排出する。再生時は、車載用酸素富化装置を一定時間使用した後、除湿デバイス２のエクスパンドメタル１４に通電して発熱させ、吸着剤１６に吸着している水分を脱離させるとともに、このとき発生した熱も浄化デバイス４へ導入し浄化デバイス４の吸着剤に吸着している有害ガス成分を水蒸気と熱によって効果的に脱離させる。このとき脱離された水蒸気と有害ガス成分を含む空気は、流路切り替え装置１７により車外排出パイプ１８を通り車外へ排出することができ、除湿デバイス２と浄化デバイス４を効果的に同時に再生することができる。
【００３３】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態５における車載用酸素富化装置を示したものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態においては、酸素富化空気を供給する空間の酸素濃度を検出する酸素センサ１９を備え、空間中の酸素濃度が所定の値に低下した場合に酸素富化デバイス６を作動させるようにしたものである。
【００３５】
すなわち、酸素センサ１９で検出された電気信号を、酸素センサ信号線２０を介し制御装置２１へ導く。この制御装置２１では、あらかじめ設定された酸素濃度の基準値と酸素センサ１９からの信号とを比較し、車内の空間の酸素濃度を判断し、酸素濃度が所定の値より低下した場合、制御装置２１から制御信号線２２を介して酸素富化デバイス６のコンプレッサ８を作動させるような信号を発信するものである。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、車内の空間の酸素濃度を測定することにより、酸素濃度が所定の値に低下した場合に酸素富化デバイス６を作動させ、酸素富化空気を供給することにより、車内の空間の酸素濃度を一定以上に保つよう、効果的に酸素濃度を調整することが可能となり、快適な車内の空間をつくることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる車載用酸素富化装置は、結露水が発生せず、しかも排ガス成分などの有害ガス成分を除去したクリーンな酸素富化空気を車内の空間に供給することができるので、自家用車、トラック、バス、電車などの車載用としての用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用酸素富化装置の構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態２における車載用酸素富化装置の除湿部材の斜視図
【図３】（ａ）同除湿部材の一部を拡大して示す斜視図（ｂ）（ａ）におけるＡ部の拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態３における車載用酸素富化装置の構成を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態４における車載用酸素富化装置の構成を示す側面図
【符号の説明】
【００３９】
２  除湿デバイス
４  浄化デバイス
６  酸素富化デバイス
１０  車載用酸素富化装置
１１  外部空気
１２  クリーン高濃度酸素空気
１３  除湿部材
１４  エクスパンドメタル
１６  吸着剤
１７  流路切り替え装置
１９  酸素センサ
２１  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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