(57)【要約】【課題】透過膜によるガス交換を効果的に行うことが可能な空気浄化装置を提供する。【解決手段】外気側空間２３の外気と接触する第１の面２１ａと、その反対側の面であって内気側空間２４の内気と接触する第２の面２１ｂとを有し、外気側空間２３と内気側空間２４の酸素濃度および二酸化炭素濃度を均一にするように酸素および二酸化炭素を選択的に透過させる透過膜２１と、外気側空間２３に配置され、外気中の水蒸気を分解して酸素を発生させる光触媒２７とを備える。これにより、外気側空間２３の外気中の水蒸気を水素と酸素に分解することができるので、外気側空間２３の酸素濃度を上昇させて、外気側空間２３と内気側空間２４との酸素濃度差を大きく確保でき、ガス交換を効果的に行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気側空間（２３）の外気と接触する第１の面（２１ａ）と、その反対側の面であって内気側空間（２４）の内気と接触する第２の面（２１ｂ）とを有し、前記外気側空間（２３）と前記内気側空間（２４）の酸素濃度および二酸化炭素濃度を均一にするように酸素および二酸化炭素を選択的に透過させる透過膜（２１）と、
前記外気側空間（２３）に配置され、前記外気中の水蒸気を分解して酸素を発生させる光触媒（２７）とを備えることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
前記第１の面（２１ａ）に貼り合わされて前記透過膜（２１）の形状を保持する、多数個の細孔が形成された保持部材（２５）を有し、
前記光触媒（２７）が前記保持部材（２５）に担持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。
【請求項３】
前記透過膜（２１）は有機系材料により形成されており、
前記透過膜（２１）を加熱する加熱手段（６２）を有し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。
【請求項４】
前記透過膜（２１）は無機系材料により形成されており、
前記透過膜（２１）を加熱する加熱手段（６２）を有し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。
【請求項５】
前記光触媒（２７）が前記第１の面（２１ａ）と離間して配置されており、
前記光触媒（２７）と前記第１の面（２１ａ）との間に配置され、前記外気中の水蒸気を吸収する吸湿剤（６３）と、
前記内気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段（６５）と、
前記酸素濃度検出手段（６５）の検出信号が入力されるとともに、前記加熱手段（６２）の作動を制御する制御手段（４５）とを備え、
前記加熱手段（６２）が、前記透過膜（２１）のみならず、前記吸湿剤（６３）も加熱するようになっており、
前記制御手段（４５）は、前記酸素濃度が所定値よりも低下したときには前記加熱手段（６２）を作動させ、前記酸素濃度が所定値よりも上昇したときには前記加熱手段（６２）を停止させることを特徴とする請求項３または４に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気を直接導入することなく内気の酸素濃度および二酸化炭素濃度を快適濃度に維持する空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、先に、特許文献１にてこの種の空気浄化装置を提案している。この従来技術では、酸素および二酸化炭素を選択的に透過させ、酸素および二酸化炭素以外の物質を透過させない性質を持つ透過膜の片面側に内気を接触させるとともに、透過膜の他面側に外気を接触させている。
【０００３】
そして、人の呼吸によって、内気の酸素濃度が外気の酸素濃度よりも低下するとともに内気の二酸化炭素濃度が外気の二酸化炭素濃度よりも上昇すると、内気と外気の濃度差によって他面側の外気の酸素のみが透過膜を透過して室内に導入されるとともに片面側の内気の二酸化炭素のみが透過膜を透過して室外に放出される。
【０００４】
換言すれば、室外と室内とで酸素と二酸化炭素のみがガス交換される。これにより、外気を直接導入することなく室内の酸素濃度および二酸化炭素濃度を快適濃度に維持できるので、大気中の汚染物質が室内に侵入することを防止できる。
【特許文献１】特開２００４−２０３３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この従来技術では、透過膜の他面側の酸素濃度が片面側の酸素濃度よりも高いほど、他面側から片面側への酸素透過量が増加して、透過膜によるガス交換を効果的に行うことができるのであるが、上記特許文献１には、透過膜の片面側と他面側との酸素濃度差を大きく確保する具体的手段については何ら記載されていない。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、透過膜によるガス交換を効果的に行うことが可能な空気浄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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、外気側空間（２３）の外気と接触する第１の面（２１ａ）と、その反対側の面であって内気側空間（２４）の内気と接触する第２の面（２１ｂ）とを有し、外気側空間（２３）と内気側空間（２４）の酸素濃度および二酸化炭素濃度を均一にするように酸素および二酸化炭素を選択的に透過させる透過膜（２１）と、
外気側空間（２３）に配置され、外気中の水蒸気を分解して酸素を発生させる光触媒（２７）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これによると、外気側空間（２３）に光触媒（２７）が配置されるので、外気側空間（２３）の外気中の水蒸気を分解して酸素を発生することができる。このため、外気側空間（２３）の酸素濃度を上昇させて、外気側空間（２３）と内気側空間（２４）との酸素濃度差を大きく確保できる。
【０００９】
この結果、外気側空間（２３）の酸素を内気側空間（２４）へとより透過させ、ガス交換を効果的に行うことができる。
【００１０】
このため、特に、内気側空間（２４）の内気の酸素濃度が急激に低下した時（例えば、人による喫煙など）に、その濃度を短時間で最適濃度に回復することが可能になるという有効な効果を得ることができる。
【００１１】
本発明は、具体的には、第１の面（２１ａ）に貼り合わされて透過膜（２１）の形状を保持する、多数個の細孔が形成された保持部材（２５）を有し、
光触媒（２７）が保持部材（２５）に担持されている。
【００１２】
これによると、光触媒（２７）が透過膜（２１）の形状を保持する保持部材（２５）に担持されるので、光触媒（２７）を担持するための専用の部材を保持部材（２５）と別個に設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。
【００１３】
さらに、透過膜（２１）の直近に光触媒（２７）を配置できるので、光触媒（２７）によってガス交換をより効果的に行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、具体的には、透過膜（２１）は有機系材料により形成されており、
透過膜（２１）を加熱する加熱手段（６２）を有している。
【００１５】
これによると、有機系材料により形成される透過膜（２１）は温度が高くなると酸素および二酸化炭素の透過が促進されるという特性があるので、加熱手段（６２）が透過膜（２１）を加熱することによって、酸素および二酸化炭素の透過量を増加できる。このため、透過膜（２１）によるガス交換をより効果的に行うことができる。
【００１６】
また、本発明は、具体的には、透過膜（２１）は無機系材料により形成されており、
透過膜（２１）を加熱する加熱手段（６２）を有している。
【００１７】
これによると、無機系材料により形成される透過膜（２１）は温度が高くなると材料の結晶振動が大きくなり、透過膜（２１）内の酸素および二酸化炭素が透過するスペースが広くなるという特性があるので、透過膜（２１）を加熱することによって、酸素および二酸化炭素の透過量を増加できる。このため、透過膜（２１）によるガス交換をより効果的に行うことができる。
【００１８】
本発明は、より具体的には、光触媒（２７）が第１の面（２１ａ）と離間して配置されており、
光触媒（２７）と第１の面（２１ａ）との間に配置され、外気中の水蒸気を吸収する吸湿剤（６３）と、
内気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段（６５）と、
酸素濃度検出手段（６５）の検出信号が入力されるとともに、加熱手段（６２）の作動を制御する制御手段（４５）とを備え、
加熱手段（６２）が、透過膜（２１）のみならず、吸湿剤（６３）も加熱するようになっており、
制御手段（４５）は、酸素濃度が所定値よりも低下したときには加熱手段（６２）を作動させ、酸素濃度が所定値よりも上昇したときには加熱手段（６２）を停止させる。
【００１９】
これによると、酸素濃度が所定値よりも低下したときには加熱手段（６２）を作動させるので、吸湿剤（６３）が加熱されて吸湿剤（６３）が吸収している水分が蒸発して水蒸気が発生する。
【００２０】
すると、発生した水蒸気が光触媒（２７）によって分解されて酸素が発生するので、外気側空間（２３）の酸素濃度が上昇する。この結果、外気側空間（２３）から内気側空間（２４）へと透過する酸素量が増加するので、内気の酸素濃度を上昇させることができ、内気の酸素濃度を適切な濃度に維持できる。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明による空気浄化装置を搭載した車両の概要を示す模式図である。本実施形態による空気浄化装置は車両用空調装置１０と一体化された構成になっている。
【００２３】
車両用空調装置１０の空調ケース１１は車室内１２の最前部に配置される計器盤（図示せず）の内側部に配置され、車室内１２へ向かって流れる空気の通路を形成する。車室内１２と車両エンジンルーム１３は隔壁（ダッシュボード）１４により仕切られている。
【００２４】
空調ケース１１は、ポリプロピレンのようなある程度の弾性を有し、機械的強度に優れた樹脂にて成形されている。空調ケース１１の上流端には空調用送風機１５が配置され、空調用送風機１５のケース１６に遠心式送風ファン１７が収納され、駆動用モータ１８にて送風ファン１７を回転駆動する。なお、空調用送風機１５は本発明における内気送風機に該当するものである。
【００２５】
空調用送風機１５のケース１６には内気吸入口１６ａが設けられ、この内気吸入口１６ａから車室内１２の空気（内気）を導入する。空調用送風機１５の送風ファン１７が回転すると、図１の矢印Ａのように内気吸入口１６ａから導入された内気が空調ケース１１側へ向かって送風される。
【００２６】
空調用送風機１５のケース１６の上面には開口部１６ｂが開口しており、この開口部１６ｂには車室外の空気（外気）を導入する外気導入ダクト１９の一端部１９ａが接続されている。外気導入ダクト１９の他端部１９ｂは隔壁（ダッシュボード）１４の上部に接続され、車両の外気吸入口２０と連通している。この外気導入ダクト１９はポリプロピレン等の樹脂にて成形される断面矩形状の管状部材であり、外気吸入口２０を通じて外気を導入する。
【００２７】
外気導入ダクト１９の一端部１９ａ側部位には、車室内１２の二酸化炭素と車室外の酸素とをガス交換する透過膜２１が配置されている。透過膜２１は空気中の酸素および二酸化炭素を選択的に透過させ、空気中の汚染物質（排気ガス、粉塵等）を透過させない膜である。
【００２８】
透過膜２１として、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の高分子を含む有機系材料や、セラミック等の無機系材料から構成される０．１μｍ程度の厚さの膜を用いることができる。本例では、透過膜２１の製造方法として、水面に分散させた膜材料を紙すきの要領で引きあげる、いわゆる水面展開法を用いている。
【００２９】
透過膜２１は支持部材２２（詳細後述）によって、外気導入ダクト１９を閉塞するように支持されている。このため、外気は空調用送風機１５のケース１６内に直接流入しないが、透過膜２１よりも車室外側（図１の上方側）の外気側空間２３と透過膜２１よりも車室内１２側（図１の下方側）側の内気側空間２４の酸素濃度および二酸化炭素濃度を均一にするように、外気側空間２３から内気側空間２４へと、あるいは内気側空間２４から外気側空間２３へと酸素および二酸化炭素を透過させる。
【００３０】
図２は、本実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図であり、図３は、透過膜２１の支持構造を説明する斜視図である。
【００３１】
図２に示すように、透過膜２１の第１の面２１ａは外気側空間２３側を向き、第２の面２１ｂは内気側空間２４側を向いて配置されている。透過膜２１の第１の面２１ａが多数個の細孔を有する保持部材２５に貼り合わされることによって、ごく薄い透過膜２１が補強されて、形状が保持されている。
【００３２】
保持部材２５としては、細孔を粉塵が通過しないものが望ましい。本例では、保持部材２５として、５０μｍ程度の厚さの紙状の繊維部材を用いているが、細孔径が５ｎｍ以下の多孔質体を用いてもよい。保持部材２５の具体的材質としては、有機系高分子、無機化合物、炭素を含む材料を用いることができる。
【００３３】
図３に示すように、互いに貼り合わされた透過膜２１および保持部材２５を矩形状に成形し、さらに一定の間隔Ｐで三角波状に折っている。図示の都合上、図３では透過膜２１および保持部材２５の折り目が７本（山折りの折り目が４本、谷折りの折り目が３本）になっているが、実際には３ｍｍ程度の間隔Ｐで無数の折り目が設けられている。このように透過膜２１を三角波状に無数に折ることによって透過膜２１の表面積を大きくして酸素および二酸化炭素の透過量を増やすことができる。
【００３４】
透過膜２１を支持する支持部材２２は、その中央部に空気流通用の矩形状開口部２２ａが形成された全体として矩形枠状の部材であり、図示しない固定手段、例えば、ねじ止め等の手段を用いて外気導入ダクト１９内に固定されている。支持部材２２のうち矩形状開口部２２ａの周縁部２２ｂには三角波状に折られた透過膜２１の形状に合わせて突出する突出部２２ｃが形成されている。
【００３５】
この突出部２２ｃの突出側の端面２２ｄに、保持部材２５に貼り合わされた透過膜２１の周縁部が溶着、接着等されて固着している。
【００３６】
透過膜２１の第１の面２１ａ側の外気側空間２３には、多孔質体２６が透過膜２１と離間配置されている。図４は多孔質体２６の要部拡大断面図である。図４に示すように、多孔質体２６には光触媒２７が担持されている。
【００３７】
この光触媒２７は、周知のように、鉄、コバルト、ニッケル、銅、マンガン、アルミニウム、銀、チタン、白金、タンタル、アルカリ金属、アルカリ土類金属を１種類あるいは２種類以上組み合わせた酸化物、あるいは、無機半導体に酸化物をドープさせた化合物からなるものであるが、原理的には、用いる光触媒の伝導帯の酸化還元電位が、０［Ｖ  ｖｓ  ＮＨＥ（ｐＨ０）］よりも負側であり、またその価電子帯の酸化還元電位が１．２［Ｖ  ｖｓ  ＮＨＥ（ｐＨ０）］よりも正側にあれば、いずれの光触媒でも良い。このような光触媒としては、例えば、Ｚｒｏ２、ｋＴａＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｔｉｏ２、ＺｎＳ、ＳｉＣなどがある。
【００３８】
透過膜２１と多孔質体２６との間には、３５０ｎｍ以下の波長の紫外光を照射する光源２８が配置されている。本例では、光源２８として、管状の紫外光ランプを用いているが、紫外光が照射できればいずれのものでもよい。例えば、光源２８として可視光を照射する可視光ランプや半導体発光素子を用いてもよい。
【００３９】
次に、空調用送風機１５の下流側には冷却用熱交換器として蒸発器２９が配置されている。この蒸発器２９は車両エンジン（図示せず）により駆動される圧縮機３０を持つ冷凍サイクルに設けられるものであって、蒸発器２９に流入した低圧冷媒が空調用送風機１５の送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
【００４０】
本例では、圧縮機３０として、電磁クラッチ３０ａの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を使用しており、車両エンジンの動力が電磁クラッチ３０ａを介して伝達される。なお、圧縮機３０として、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を使用してもよい。
【００４１】
空調ケース１１のうち、蒸発器２９の下方部分は、蒸発器２９で発生する凝縮水（ドレン水）を受ける凝縮水受け部１１ａを構成している。そして、この凝縮水受け部１１ａの最低部位から車両下方へ突き出すパイプ状の排水部１１ｂを空調ケース１１に配置している。
【００４２】
空調ケース１１内で、蒸発器２９の下流側に車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア（加熱用熱交換器）３１が配置されている。そして、このヒータコア３１の側方にはバイパス通路３２が形成されて、ヒータコア３１をバイパスして空気が流れるようになっている。
【００４３】
蒸発器２９とヒータコア３１の間に板状ドアからなるエアミックスドア３３が回動可能に配置されている。このエアミックスドア３３は温度調節手段であり、ヒータコア３１を通過する温風とバイパス通路３２を通過する冷風との風量割合を調節することにより車室内１２への吹出空気温度を調節する。ヒータコア３１からの温風とバイパス通路３２からの冷風がヒータコア３１下流側で混合して所望温度の空気を作り出すことができる。
【００４４】
さらに、空調ケース１１の下流端部には、吹出モード切替部を構成するデフロスタ開口部３４とフェイス開口部３５とフット開口部３６が開口している。デフロスタ開口部３４は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すもので、回動自在な板状のデフロスタドア３７により開閉される。
【００４５】
また、フェイス開口部３５は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフェイスドア３８により開閉される。また、フット開口部３６は図示しないフットダクトを介して車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフットドア３９により開閉される。
【００４６】
上記した吹出モードドア３７、３８、３９は共通のリンク機構４０に連結され、このリンク機構を介してサーボモータからなる電気駆動装置４１により駆動される。なお、エアミックスドア３３も、サーボモータからなる電気駆動装置４２により駆動される。
【００４７】
なお、本実施形態においては、吹出モードドア３７、３８、３９の開閉により、フェイス開口部３５を全開してフェイス開口部３５から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモードと、フェイス開口部３５とフット開口部３６の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモードと、フット開口部３６を全開するとともにデフロスタ開口部３４を小開度だけ開口して、フット開口部３６から主に空気を吹き出し、デフロスタ開口部３４から少量の空気を吹き出すフットモードと、デフロスタ開口部３４およびフット開口部３６を同程度開口することにより、フットモードに比較してフット開口部３６からの吹出風量を減少させ、デフロスタ開口部３４からの吹出風量を増加させるフットデフロスタモードと、デフロスタ開口部３４を全開してデフロスタ開口部３４から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとを設定できるようになっている。
【００４８】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を図１に基づいて説明すると、空調用電子制御装置４５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。空調用電子制御装置４５には、空調制御のために、温水温度Ｔｗ、車室内温度（内気温）Ｔｒ、車室外温度（外気温）Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、蒸発器冷却度合としての蒸発器吹出温度Ｔｅ等を検出する各センサ群４６〜５０から検出信号が入力される。
【００４９】
さらに、車室内１２の計器盤周辺に配置される空調操作パネル５１には、乗員により手動操作される下記の操作部材が備えられ、この操作部材の操作信号も空調用電子制御装置４５に入力される。
【００５０】
空調操作パネル５１の操作部材としては、温度設定信号Ｔｓｅｔを発生する温度設定スイッチ５２、空調用送風機１５の風量切替信号を発生する風量スイッチ５３、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ５４、冷凍サイクルの圧縮機３０用の電磁クラッチ３０ａのオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ５５、空調の自動制御モードを設定するオートスイッチ５６等が設けられている。
【００５１】
なお、吹出モードスイッチ５４は、本例では、フェイス、バイレベル、フット、フットデフロスタの各モードをマニュアル設定するためのスイッチと、デフロスタモード専用のデフロスタスイッチとに分けて設けてある。
【００５２】
空調用送風機１５のファン駆動用モータ１８は駆動回路５７により印加電圧が制御され、このモータ印加電圧の制御により空調用送風機１５の回転速度を調整する。外気送風機２４のファン駆動用モータ２７は駆動回路５８により印加電圧が断続され、このモータ印加電圧の断続により外気送風機２４の回転が断続される。
【００５３】
また、圧縮機３０の電磁クラッチ３０ａへの電源供給は駆動回路５９により断続される。空調用電子制御装置４５には、車両エンジンのイグニッションスイッチ６０を介して車載バッテリ６１から電源が供給される。図示を省略しているが、光源２８にも車両エンジンのイグニッションスイッチ６０を介してバッテリ６１から電源が供給される。
【００５４】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。車両エンジンのイグニッションスイッチ６０がオンされて空調用電子制御装置４５に電源が供給された状態において、空調操作パネル５１のオートスイッチ５６が投入されると、空調用電子制御装置４５がＲＯＭに記憶している空調装置制御プログラムを実行する。
【００５５】
空調装置制御プログラムが実行されると、空調操作パネル５１の操作信号やセンサ群４６〜５０により検出された検出信号が読込まれる。そして、これらの信号に基づいて、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００５６】
この目標吹出温度ＴＡＯは温度設定スイッチ５２により設定した設定温度Ｔｓｅｔに内気温Ｔｒを維持するために必要な車室内吹出空気温度であり、以下の数式（１）により算出される。
【００５７】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（１）
ここで、Ｔｒは内気温センサ４７により検出される内気温、Ｔａｍは外気温センサ４８により検出される外気温、Ｔｓは日射量センサ４９により検出される日射量、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインおよびＣは補正用の定数である。
【００５８】
そして、空調用電子制御装置４５は目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、吹出風量に相当する空調用送風機１５の送風ファン駆動用モータ１８への印加電圧（ブロワ電圧）を決定する。すなわち、目標吹出温度ＴＡＯが低温側（冷房側）および高温側（暖房側）で風量大（ブロワ電圧：Ｈｉ）、両者の中間的な温度域（中間領域）では風量小（ブロワ電圧：Ｌｏ）となるよう、ブロワ電圧が制御される。
【００５９】
また、空調用電子制御装置４５は目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、吹出モードを決定する。すなわち、ＴＡＯが低温側ではフット吹出口３６を全閉しフェイス吹出口３５のみから空調風を吹き出すＦＡＣＥモード、ＴＡＯが高温側では、フェイス吹出口３５を全閉しフット吹出口３６のみから空調風を吹き出すＦＯＯＴモードが選択される。また、両者の間の領域のＴＡＯではフェイス吹出口３５およびフット吹出口３６を同時に開口して、両吹出口１９ａ、１９ｂより空調風を吹き出すバイレベルモードが選択される。
【００６０】
これら選択される吹出モードに応じて、電気駆動装置４１が制御されて、吹出モードドア３７、３８、３９の開度が設定される。
【００６１】
さらに、空調用電子制御装置４５はエアミックスドア３３の開度θを以下の数式（２）に基づき算出する。
【００６２】
θ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）×１００（％）…（２）
なお、Ｔｅは蒸発器温度センサ５０により検出された蒸発器吹出温度信号であり、Ｔｗは水温センサ４６により検出された水温信号である。
【００６３】
このエアミックスドア開度θ＝０（％）は最大冷房位置（図１のエアミックスドア３３の破線位置）であり、蒸発器２９通過後の冷風の全量がヒータコア３１を通過せず、すなわちヒータコア３１をバイパスして冷風のまま下流側へ流れる。
【００６４】
θ＝１００（％）は最大暖房位置（図１のエアミックスドア３３の実線位置）であり、蒸発器２９通過後の冷風の全量がヒータコア３１に流入して、ヒータコア３１により加熱される。
【００６５】
このエアミックスドア開度θに応じて、エアミックスドア３３の電気駆動装置４２が駆動されエアミックスドア３３の実際の開度が設定される。
【００６６】
以上のような車室内空調制御により、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、吹出口３５、３６から乗員に向けて空調風が吹き出されるときの吹出風量、吹出口および吹き出し空気温度等の作動条件が設定される。この結果、車室内１２の温度は設定された温度Ｔｓｅｔとなるよう空調制御される。
【００６７】
ところで、本実施形態による車両用空調装置１０では、外気が空調用送風機１５のケース１６内に直接流入しないようになっているので、車室内乗員の呼吸によって内気の酸素濃度が外気の酸素濃度よりも低下し、内気の二酸化炭素濃度が外気の二酸化炭素濃度よりも上昇する。
【００６８】
すると、内気側空間２４の酸素濃度が外気側空間２３の酸素濃度よりも低下し、内気側空間２４の二酸化炭素濃度が外気側空間２３の二酸化炭素濃度よりも上昇するので、透過膜２１が外気側空間２３の酸素を内気側空間２４へと透過させるとともに、内気側空間２４の二酸化炭素を外気側空間２３へと透過させる。
【００６９】
これにより、内気の二酸化炭素と外気の酸素とがガス交換されて、内気の酸素濃度および二酸化炭素濃度を外気の酸素濃度および二酸化炭素濃度に近づけることができるので、内気の酸素濃度および二酸化炭素濃度を快適濃度に維持できる。
【００７０】
また、透過膜２１は空気中の汚染物質（排気ガス、粉塵等）を透過させないので、外気中の汚染物質（排気ガス、粉塵等）が車室内１２に侵入することを防止できる。
【００７１】
さらに、本実施形態では、外気側空間２３に光触媒２７を配置することによって、外気側空間２３の酸素濃度を高くして、外気側空間２３の酸素を内気側空間２４へとより透過させ、ガス交換が効果的に行われるようにしている。
【００７２】
すなわち、本実施形態では、光源２８が多孔質体２６に担持された光触媒２７に紫外光を照射すると、光触媒２７が外気側空間２３の外気中の水蒸気を水素と酸素に分解する。これにより、外気側空間２３の酸素濃度を上昇させて、外気側空間２３と内気側空間２４との酸素濃度差を大きく確保できるので、外気側空間２３の酸素を内気側空間２４へとより透過させ、ガス交換を効果的に行うことができる。
【００７３】
このため、特に、内気側空間２４の内気の酸素濃度が急激に低下した時（例えば、乗員による喫煙など）に、その濃度を短時間で最適濃度に回復することが可能になるという有効な効果を得ることができる。
【００７４】
ここで、光触媒２７は多孔質体２６に担持されているので、光触媒２７と外気との接触面積を増加させることができ、光触媒２７の水蒸気の分解効率を向上できる。また、多孔質体２６が外気中の粉塵等を除去できるので、透過膜２１に粉塵が付着して透過膜２１の透過性能が低下することを抑制できる。
【００７５】
ところで、有機系材料からなる透過膜２１として、上述のＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）の他に、ポリシロキサン系、ポリアセチレン系、ポリブタジエン系、ブチルゴム、ポリクロロプレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン及びポリプロピレンなどを用いてもよい。特に、耐熱性が必要な場合には、ポリシロキサン系やポリアセチレン系の高分子材を用いるとよい。
【００７６】
透過膜２１としてこれらの高分子を含む有機系材料を用いている場合には、酸素および二酸化炭素のみならず水蒸気も透過膜２１を透過する特性を有するのであるが、光触媒２７が外気側空間２３の外気中の水蒸気を水素と酸素に分解することによって、外気中の水蒸気が透過膜２１を透過して車室内１２に侵入することを抑制できる。このため、車室内１２の湿度が上昇して窓ガラスの曇りが発生してしまうことを抑制できる。
【００７７】
一方、透過膜２１として、セラミック等の無機系材料を用いている場合には、透過膜２１と水との親和性が高い特性を有するのであるが、光触媒２７が外気側空間２３の外気中の水蒸気を水素と酸素に分解することによって、外気中の水蒸気が透過膜２１に吸着することを抑制できる。このため、外気中の水蒸気が透過膜２１に吸着することに伴う透過膜２１の透過性能の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、光触媒２７が外気側空間２３の外気中の水蒸気を分解すると、水素と酸素のみならず、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカルも発生する。この酸素ラジカル、ヒドロキシラジカルが外気側空間２３の外気中の悪臭を分解することができるので、外気中の悪臭が車室内１２に侵入することを遮断できる。
【００７９】
ここで、光触媒２７は、外気側空間２３の外気中の水蒸気を水素と酸素に分解するのみならず、外気側空間２３の外気中の有機化合物を酸化させて二酸化炭素を発生させる。これにより、外気側空間２３の酸素濃度が低下するとともに二酸化炭素濃度が上昇する現象も起こりうる。
【００８０】
しかし、通常、有機物の濃度はＰＰＭオーダーであり、その酸化による二酸化炭素の発生は、車室内１２のその濃度よりも小さなものであるので、車室内１２からの二酸化炭素排出速度の大きな低下はない。
【００８１】
また、本実施形態では、透過膜２１の第１の面２１ａが多数個の細孔を有する保持部材２５に貼り合わされているので、第１の面２１ａが外気側空間２３に露出することを回避できる。このため、第１の面２１ａをきれいな状態に保つことができるので、透過膜２１の透過性能を維持できる。
【００８２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、透過膜２１と離間配置された多孔質体２６に光触媒２７を担持しているが、本第２実施形態では、図５に示すように、透過膜２１の第１の面２１ａと貼り合わされた保持部材２５に光触媒２７を担持している。
【００８３】
図５は本実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。本実施形態では、保持部材２５として細孔径が５ｎｍ以下の多孔質体を用いており、この多孔質体からなる保持部材２５に光触媒２７を担持している。
【００８４】
これにより、上記第１実施形態における多孔質体２６を廃止できるので、省スペース化を図ることができる。さらに、透過膜２１の直近に光触媒２７を配置できるので、光触媒２７によってガス交換をより効果的に行うことができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、上記第１実施形態における多孔質体２６を廃止しているので、光源２８が外気側空間２３に露出するように配置されていると、外気吸入口２０および外気導入ダクト１９を通じて侵入する雨滴や粉塵等が光源２８に付着して光源２８が損傷したり、照度が低下する等の不具合が発生するおそれがある。
【００８６】
この点に鑑みて、本実施形態では、光源２８を外気導入ダクト１９の内壁面に埋め込むように配置して、光源２８の照射光の反射光によって光触媒２７を間接的に照射するようにすれば、光源２８に雨滴や粉塵等が付着して光源２８が損傷したり、照度が低下する等の不具合が発生することを抑制できる。
【００８７】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、光触媒２７が担持された多孔質体２６が光源２８に対して透過膜２１と反対側にのみ配置されているが、本第３実施形態では、図６に示すように、光触媒２７が担持された多孔質体２６が光源２８に対して透過膜２１と反対側のみならず、透過膜２１側にも配置されている。
【００８８】
これにより、上記第１実施形態と比較して、光触媒２７による水蒸気の分解能力を向上できるので、ガス交換をより効果的に行うことができる。
【００８９】
（第４実施形態）
本第４実施形態では、図７に示すように、上記第１実施形態に対して、透過膜２１を加熱する加熱手段６２を追加することにより、透過膜２１によるガス交換をより効果的に行うようになっている。
【００９０】
図７は本実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。加熱手段６２は保持部材２５に接触して配置され、保持部材２５を介して透過膜２１を加熱するものである。
【００９１】
具体的には、加熱手段６２は、車両エンジンの温水（冷却水）が循環する温水配管で構成されており、車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として透過膜２１を加熱する。
【００９２】
透過膜２１として、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の高分子を含む有機系材料を用いている場合には、透過膜２１を加熱することによって、空気中の酸素および二酸化炭素の透過が促進されるので、透過膜２１によるガス交換をより効果的に行うことができる。
【００９３】
一方、透過膜２１として、セラミック等の無機系材料を用いている場合には、透過膜２１を加熱することによって、材料の結晶振動が大きくなり、空気中の酸素および二酸化炭素が透過するスペースが広くなるので、透過膜２１によるガス交換をより効果的に行うことができる。
【００９４】
なお、加熱手段６２として、温水配管とともに蓄熱体を併用することにより、車両エンジンの温水（冷却水）の水温、流量が変動しても、透過膜２１を安定して加熱することができる。
【００９５】
また、加熱手段６２を、バッテリ６１からの電源供給によって発熱する電気ヒータで構成してもよい。また、加熱手段６２を、車外からの太陽光を蓄える蓄熱体で構成することもでき、この場合には、動力を使用せずに透過膜２１を加熱することができるので、省動力化を図ることができる。
【００９６】
（第５実施形態）
本第５実施形態では、図８に示すように、上記第４実施形態に対して吸湿剤６３を追加することにより、内気の酸素濃度を適切な濃度に維持するようになっている。
【００９７】
図８は本実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。吸湿剤６３は加熱手段６２の保持部材２５と反対側部位に接触して配置されており、吸湿剤６３が外気側空間２３の外気中の水蒸気の一部を吸収する。本例では、吸湿剤６３としてシリカゲルを用いている。
【００９８】
加熱手段６２には、空調用電子制御装置４５によって制御される温水弁６４が配置されており、この温水弁６４によって加熱手段６２に流入する温水流量や温水温度を調整するようになっている。
【００９９】
また、空調用電子制御装置４５には、内気の酸素濃度を検出するＯ２センサ６５から検出信号が入力されるようになっている。なお、Ｏ２センサ６５は本発明における酸素濃度検出手段に該当するものである。
【０１００】
本実施形態では、内気の酸素濃度が上述の所定量よりも上昇しているときには、空調用電子制御装置４５が温水弁６４を閉じて加熱手段６２を停止させる。一方、内気の酸素濃度が上述の所定量よりも低下ときには、空調用電子制御装置４５が温水弁６４を開いて加熱手段６２を作動させる。これにより、吸湿剤６３が加熱されて吸湿剤６３が吸収している水分が蒸発して水蒸気が発生する。
【０１０１】
すると、発生した水蒸気が光触媒２７によって水素と酸素に分解されるので、外気側空間２３の酸素濃度が上昇する。さらに、加熱手段６２を作動させると、透過膜２１も加熱されるので、上記第４実施形態と同様に、透過膜２１によるガス交換をより効果的に行うことができる。
【０１０２】
これらの結果、外気側空間２３から内気側空間２４へと透過する酸素量が増加するので、内気の酸素濃度を上昇させることができ、内気の酸素濃度を適切な濃度に維持できる。
【０１０３】
なお、加熱手段６２をバッテリ６１からの電源供給によって発熱する電気ヒータで構成する場合には、空調用電子制御装置４５が内気の酸素濃度に応じて電気ヒータへの電源の供給と遮断とを行うようにすれば、同様の作用効果を得ることができる。
【０１０４】
（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、空気浄化装置を車両用空調装置１０と一体化しているが、必ずしも空気浄化装置を車両用空調装置１０と一体化する必要はなく、車両用空調装置１０と別体にて車両に搭載してもよい。
【０１０５】
さらに、本発明は車両に搭載される空気浄化装置に限定されるものではなく、住宅やビル等の建造物の室内の空気を浄化する空気浄化装置（空調装置と一体化されたものを含む）に本発明を広く適用することができる。
【０１０６】
（２）上記各実施形態では、透過膜２１の第１の面２１ａのみに保持部材２５を貼り合わせているが、透過膜２１の第１の面２１ａのみならず、第２の面２１ｂにも保持部材２５を貼り合わせてもよい。
【０１０７】
これにより、透過膜２１をより補強でき、形状をより保持できるとともに、透過膜２１の第１の面２１ａおよび第２の面２１ｂの両面をきれいな状態に保つことができるので、透過膜２１の透過性能をより維持できる。
【０１０８】
（３）上記各実施形態では、透過膜２１を三角波状に折っているが、これに限定されるものではなく、例えば矩形波状に折っても同様の効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態による空気浄化装置を一体化した車両用空調装置を搭載した車両の概要を示す模式図である。
【図２】図１における空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。
【図３】図１における透過膜の支持構造を説明する斜視図である。
【図４】図１における多孔質体の要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態による空気浄化装置の要部の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
２１…透過膜、２１ａ…第１の面、２１ｂ…第２の面、２３…外気側空間、
２４…内気側空間、２７…光触媒。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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