(57)【要約】【課題】自動車燃費悪化原因の一つであるカーエアコンの除湿負荷を軽減して高効率の車内換気を行うことを目的とした小型化された自動車空気浄化システムを実現するとともに、車内に供給される外気の効率的なフィルタリングによる除塵や有害化学物質の除却を可能にする。【解決手段】除湿材１Ａおよび吸着材１Ｂを内蔵し流通空気の除湿又は加湿と化学物質、塵埃の吸着又は脱着とを行うフィルター１を備えたフィルター装置部４と、蓄熱体８を内蔵し流通空気の冷却又は加熱を行う蓄熱装置部７とを備え、前記フィルター装置部４を通過した外気２を前記蓄熱装置部７を経由した後に車内へ供給する給気モード運転と、前記蓄熱装置部７を通過した車内空気３を直接的に車外へ排出するとともに、自動車の稼働装置部９から排出された高温排気を前記フィルター装置部４を経由して車外へ排出する排気モード運転とを交互に繰り返し行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿材および吸着材を内蔵し流通空気の除湿又は加湿と化学物質、塵埃の吸着又は脱着とを行うフィルター装置部を備え、前記フィルター装置部を経由して外気を車内へ供給する給気モード運転と、前記フィルター装置部を経由して自動車の稼働装置部から排出される高温排気を車外へ排出する排気モード運転とを交互に繰り返し行うようにしたことを特徴とする自動車空気清浄化システム。
【請求項２】
除湿材および吸着材を内蔵し流通空気の除湿又は加湿と化学物質、塵埃の吸着又は脱着とを行うフィルター装置部と、蓄熱体を内蔵し流通空気の冷却又は加熱を行う蓄熱装置部とを備え、前記フィルター装置部を通過した外気を前記蓄熱装置部を経由した後に車内へ供給する給気モード運転と、前記蓄熱装置部を通過した車内空気を直接的に車外へ排出するとともに、自動車の稼働装置部から排出された高温排気を前記フィルター装置部を経由して車外へ排出する排気モード運転とを交互に繰り返し行うようにしたことを特徴とする自動車空気清浄化システム。
【請求項３】
前記フィルター装置部の流通経路と隔壁を介して熱交換可能に形成された空気流路が配設され、前記給気モード運転時には常に前記空気流路に外気を流通させる構成としたことを特徴とする請求項１、２いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項４】
前記給気モード運転時に、前記フィルター装置部へ供給する外気に代えて車内空気を用いたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項５】
前記給気モード運転時に前記フィルター装置部へ供給する空気として、前記外気または前記車内空気の選択を、自動車に備えられる空調装置の外気導入／内気循環の切り替えスイッチと連動させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項６】
前記給気モード運転時に、前記フィルター装置部を通過した空気を、自動車に備えられる空調装置のエバポレータ上流へ導き熱交換によって冷却した後、車内に供給する構成としたことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項７】
前記フィルター装置部におけるフィルターは、吸湿効果のある粉粒状の除湿材と、化学物質の吸着効果のある粉粒状の吸着材とが通気性シートに分散固定されることによって構成されるか、又は前記除湿材及び吸着材を溶解させた液体を通気性シートに吸着させた後、乾燥・晶析することによって構成されるか、或いは前記除湿材及び吸着材を含有する繊維を織り込むことによって構成されたシート状のフィルターとされることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項８】
前記フィルター装置部で使用する除湿材は、相対湿度約６５％以上の湿度領域での最大吸湿量が相対湿度約３５％以下の湿度領域での最大吸湿量の２倍以上のものを用いることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項９】
前記フィルター装置部のフィルターに光触媒物質を備えるとともに、紫外線照射装置を備え、給気モード運転時に前記フィルター装置部に紫外線を照射可能な構成としたことを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【請求項１０】
本自動車空気清浄化システムの始動時は、常に再生モード運転から開始するようにしたことを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の自動車空気清浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車室内の空気状態を快適かつ清潔に維持しながら、高効率に車内空気の換気および除湿を可能とする自動車空気清浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の傾向が顕著となり、その対策として主たる温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減すべく化石燃料の高効率使用（省エネルギー活動）が進められている。特に化石燃料は自動車燃料として多く使用されているため、その使用量削減に向けた自動車燃費の改善は喫緊の課題である。
【０００３】
自動車の燃費低下の一因として、車内空調装置（以下カーエアコンという）の稼働により、稼働しない場合に比べ自動車の燃費は約２０％悪化することが指摘されている。特にカーエアコンは、夏季や梅雨時の冷房・除湿運転のみならず、窓ガラスの曇り防止等のため冬季においても除湿運転が行われ、一年を通じてのカーエアコン運転が自動車の燃費低下と、さらには地球温暖化の問題を招いている。
【０００４】
さらに、近年においては自動車室内に多用される樹脂や接着剤を主因とした揮発性有機化合物（ＶＯＣ）による人体への悪影響が懸念され、車内換気も重要な課題となっている。他方で、車内換気に伴い、トンネルなどにおいては、充満した排気ガスを車内へ供給することによる健康被害が懸念されている。
【０００５】
一方、最近では室内の空調負荷を低減する目的で、下記特許文献１、２に記載されるようなデシカント空調機が提案されている。下記特許文献１では、互いに逆向きの排気通路と給気通路とを仕切壁を介して隣接させ、両通路に吸湿剤を交互に露出させることにより高湿度側から低湿度側へ水分を移動させる吸放湿手段を設けると共に、該吸放湿手段の両側に熱媒又は蓄熱体を両通路間で移動させることにより高温側から低温側へ熱の移動を行う熱交換手段を設け、更に各通路の上流側の熱交換手段と吸放湿ドラムとの間にそれぞれ加熱器を設けるデシカント型空調機において、前記加熱器はガス給湯器から温水が供給されるコイルで形成されるか、ガスバーナの直火あるいは電熱ヒータを用いて形成され、前記吸湿手段及び熱交換手段はいずれもハニカム構造の多孔体を備えた回転ドラムとして構成されることが記載されている。
【０００６】
また、下記特許文献２では、第１の空気流路と第２の空気流路を隣接させ、これらの流路を遮るように回転型吸着剤および回転型顕熱熱交換器が備えられ、前記第２の空気流路の前記回転型吸着剤と前記回転型顕熱熱交換器の間に設けられた加熱手段などからなる空気調和機において、前記回転型吸着剤にはハニカム体の表面にシリカゲル、ゼオライト、活性炭などの吸着剤を塗布あるいは表面処理により付着せしめたデシカントロータが使用され、前記加熱手段には加熱ヒータが使用された空気調和機が記載されている。
【特許文献１】特開平８−１４６００号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載された空調機の場合は、主に湿度分を吸着する物質（除湿材）により、空気中の湿分を吸着して乾燥した空気とする装置であるが、除湿材の再生に電気加熱やガス加熱などのエネルギーを使用するためエネルギー効率が非常に悪いと共に、装置が大型になりやすく液晶製造工場やスケートリンクなどの特殊用途向けであった。
【０００８】
さらに、上記特許文献１、２に記載された空調機の場合は、除湿材を収容する壁体としてハニカム形状のものが多く使用され、供給される外気の除塵や有害化学物質を吸着・ろ過するなどのフィルタリング（除却処理）が出来ないという問題があった。
【０００９】
ところで、カーエアコンにおける除湿は、空気を露点以下の温度まで冷却して、結露による凝縮水の分離を行った後、低温化した空気を加熱して乾燥空気として車内へ供給するように構成したものであり、このためには大きなエネルギーを消費していた。したがって、カーエアコンの除湿負荷を軽減できれば、自動車の燃費改善に大いに有効であると言える。
【００１０】
ところが、近年普及が進みつつある上記特許文献１、２記載のようなデシカント除湿装置は、装置の寸法が大型となりがちで、自動車への搭載には不向きであった。しかも使用される除湿材は、再生温度が１００℃以上のものが主流であったため自動車向けの実用化には至っていない。さらに、除湿材による吸湿時に除湿材の温度が上昇するため、除湿材の吸湿能力が低下するなどの問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の主たる課題は、自動車燃費悪化原因の一つであるカーエアコンの除湿負荷を軽減して高効率の車内換気を行うことを目的とした小型化された自動車空気浄化システムを実現するとともに、車内に供給される外気の効率的なフィルタリングによる除塵や有害化学物質の除却を可能にした自動車空気清浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、除湿材および吸着材を内蔵し流通空気の除湿又は加湿と化学物質、塵埃の吸着又は脱着とを行うフィルター装置部を備え、前記フィルター装置部を経由して外気を車内へ供給する給気モード運転と、前記フィルター装置部を経由して自動車の稼働装置部から排出される高温排気を車外へ排出する再生モード運転とを交互に繰り返し行うようにしたことを特徴とする自動車空気清浄化システムが提供される。
【００１３】
上記請求項１記載の本発明は、給気モード運転時にはフィルター装置部において除湿および化学物質の除去がされた空気を車内へ供給し、再生モード運転時には前記給気モード運転で吸着した水分、化学物質などを脱着して車外へ排出し、この給気モード運転と再生モード運転とを交互に繰り返すことによって、快適でクリーンな空気を車内に供給することが可能となり、カーエアコンの除湿負荷を軽減して自動車燃費の悪化が防止できる。
【００１４】
請求項２に係る本発明として、除湿材および吸着材を内蔵し流通空気の除湿又は加湿と化学物質、塵埃の吸着又は脱着とを行うフィルター装置部と、蓄熱体を内蔵し流通空気の冷却又は加熱を行う蓄熱装置部とを備え、前記フィルター装置部を通過した外気を前記蓄熱装置部を経由した後に車内へ供給する給気モード運転と、前記蓄熱装置部を通過した車内空気を直接的に車外へ排出するとともに、自動車の稼働装置部から排出された高温排気を前記フィルター装置部を経由して車外へ排出する排気モード運転とを交互に繰り返し行うようにしたことを特徴とする自動車空気清浄化システムが提供される。
【００１５】
上記請求項２記載の本発明は、上記請求項１記載の発明に蓄熱装置部を備えることによって、給気モード運転時にフィルター装置部で除湿され温度変化した空気を蓄熱装置部で温度調整することが可能となり、カーエアコン負荷の低減が可能となる。
【００１６】
請求項３に係る本発明として、前記フィルター装置部の流通経路と隔壁を介して熱交換可能に形成された空気流路が配設され、前記給気モード運転時には常に前記空気流路に外気を流通させる構成としたことを特徴とする請求項１、２いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００１７】
上記請求項３記載の本発明は、給気モード運転時にフィルター装置部で除湿され温度上昇した空気と外気との熱交換可能な空気流路を構成することによって、フィルター装置部の流通経路を流通する空気の温度上昇が抑えられ、フィルター装置部に内蔵する除湿材の除湿性能を維持することが可能となる。
【００１８】
請求項４に係る本発明として、前記給気モード運転時に、前記フィルター装置部へ供給する外気に代えて車内空気を用いたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００１９】
上記請求項４記載の本発明は、給気モード運転時にフィルター装置部へ供給する空気として車内空気も供給できるようにしたため、空気が乾燥した冬季などにおいても対応可能することができるとともに、大雨などの悪天候時や塵埃が多量に含まれる外気条件時においても車内空気を循環させることができるので、一年を通じて、種々の気象条件に対応した運転が可能となる。
【００２０】
請求項５に係る本発明として、前記給気モード運転時に前記フィルター装置部へ供給する空気として、前記外気または前記車内空気の選択を、自動車に備えられる空調装置の外気導入／内気循環の切り替えスイッチと連動させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００２１】
上記請求項５記載の本発明は、自動車空気清浄化システムの取り扱いを容易にするためのものである。
【００２２】
請求項６に係る本発明として、前記給気モード運転時に、前記フィルター装置部を通過した空気を、自動車に備えられる空調装置のエバポレータ上流へ導き熱交換によって冷却した後、車内に供給する構成としたことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００２３】
上記請求項６記載の本発明は、除湿材により除湿された空気の温度上昇を抑えることが可能となる。
【００２４】
請求項７に係る本発明として、前記フィルター装置部におけるフィルターは、吸湿効果のある粉粒状の除湿材と、化学物質の吸着効果のある粉粒状の吸着材とが通気性シートに分散固定されることによって構成されるか、又は前記除湿材及び吸着材を溶解させた液体を通気性シートに吸着させた後、乾燥・晶析することによって構成されるか、或いは前記除湿材及び吸着材を含有する繊維を織り込むことによって構成されたシート状のフィルターとされることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００２５】
上記請求項７記載の本発明は、流通する空気との接触面積を増加することができるようになり、フィルターへの水分、塵埃、化学物質などの吸脱着が効率よく行われるようになるとともに、快適でクリーンな空気を車内に供給することができ、カーエアコンの空調負荷低減ひいては自動車燃費を向上することができるようになる。またこの構成により、フィルターおよびフィルター装置部の製造が容易で軽量コンパクトな構造にすることができ、かつ、フィルターのカセット交換方式などによりメンテナンスを容易にすることができる。
【００２６】
請求項８に係る本発明として、前記フィルター装置部で使用する除湿材は、相対湿度約６５％以上の湿度領域での最大吸湿量が相対湿度約３５％以下の湿度領域での最大吸湿量の２倍以上のものを用いることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００２７】
上記請求項８記載の本発明は、給気モード運転時に、フィルター装置部を流通する空気の十分な除湿が可能になるとともに、再生モード運転時に、前記稼働装置部からの温風により、除湿材の十分な乾燥（再生）が可能になり、フィルター装置部を小型化することも可能となる。
【００２８】
請求項９に係る本発明として、前記フィルター装置部のフィルターに光触媒物質を備えるとともに、紫外線照射装置を備え、給気モード運転時に前記フィルター装置部に紫外線を照射可能な構成としたことを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００２９】
上記請求項９記載の本発明は、光触媒の有害化学物質の分解、無害化作用により、車内に供給される空気の清浄化が可能になる。
【００３０】
請求項１０に係る本発明として、本自動車空気清浄化システムの始動時は、常に再生モード運転から開始するようにしたことを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の自動車空気清浄化システムが提供される。
【００３１】
上記請求項１０記載の本発明は、本自動車空気清浄化システムの始動時に、フィルター装置部のフィルターが多量の水分や化学物質を含んでいた場合に、これらの水分や化学物質が車内に流入するのを防止することができ、効率的な車内換気が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したとおり本発明によれば、自動車燃費悪化原因の一つであるカーエアコンの除湿負荷を軽減して高効率の車内換気を行うことを目的とした小型化された自動車空気浄化システムが実現できるとともに、車内に供給される外気の効率的なフィルタリングによる除塵や有害化学物質の除却が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明に係る自動車空気清浄化システムＣＳの構成例を示した図である。
【００３４】
本発明に係る自動車空気清浄化システムＣＳは、除湿材１Ａ、吸着材１Ｂおよび光触媒１Ｃを内蔵し流通空気の除湿又は加湿と塵埃、化学物質の吸着又は脱着とを行うフィルター１を備えたフィルター装置部４と、蓄熱体８を内蔵し流通空気の冷却又は流通空気の加熱を行う蓄熱装置部７と、前記光触媒１Ｃの化学物質分解作用を活性化させる紫外線照射装置６とから主に構成される。
【００３５】
前記フィルター装置部４を通過した外気２または車内空気３が前記蓄熱装置部７を経由した後に車内へ供給される給気モード運転と、前記蓄熱装置部７を通過した車内空気３が直接的に車外へ排出されるとともに、エンジン冷却装置またはターボチャージャーインタークーラーなどの自動車の稼働装置部９から排出された高温排気がフィルター装置部４を経由して車外へ排出される排気モード運転とが交互に繰り返し行われるものである。
【００３６】
自動車空気清浄化システムＣＳの流路構成は、運転時季によって異なる。すなわち、夏季や梅雨時のように外気２が室内空気３に比して相対的に多量の水分を含む高温多湿の条件においては、外気２が給気モード運転時に前記フィルター装置部４を経由し除湿、化学物質の除去などがされ車内へ供給される流路構成とし、再生モード運転時に前記除湿材１Ａ、吸着材１Ｂおよび光触媒１Ｃを再生させる再生運転が行われる。また、冬季や乾燥季のように車内空気３が外気２に比して相対的に多量の水分を含む低温低湿の条件においては、車内空気３が給気モード運転時に前記フィルター装置部４を経由し除湿、化学物質の除去などがされ車内へ供給される流路構成とし、再生モード運転時に前記除湿材１Ａ、吸着材１Ｂおよび光触媒１Ｃを再生させる再生運転が行われる。これにより外気２または車内空気３が、それぞれ温湿度調整、化学物質除去などがされて車内に供給されるようになり、換気に伴う空調負荷の低減などの効果が発揮されるものである。
【００３７】
なお、夏季や梅雨時においても、大雨などの悪天候時や塵埃が多量に含まれる外気条件時においては、車内空気３を循環させることができる。これによって、一年を通じて、種々の気象条件に対応した運転が可能となる。
【００３８】
〔自動車空気清浄化システムＣＳの構成〕
先ず、自動車空気清浄化システムＣＳの構成について詳述する。自動車空気清浄化システムＣＳは、図１〜図３に示されるように、除湿材１Ａ、吸着材１Ｂおよび光触媒１Ｃを内蔵し流通空気の除湿又は加湿と塵埃、化学物質の吸着又は脱着とを行うフィルター１を備えたフィルター装置部４と、蓄熱体８を内蔵し流通空気の冷却又は流通空気の加熱を行う蓄熱装置部７と、前記光触媒１Ｃの化学物質分解作用を活性化させる紫外線照射装置６とから主に構成される。
【００３９】
前記フィルター装置部４は、シリカゲル等の除湿材１Ａが内在され、外気２または車内空気３の水分（湿度分）を吸脱着する作用をなすとともに、活性炭等の吸着材１Ｂが内在され、外気２または車内空気３の塵埃、排気ガス、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有害化学物質を吸脱着する作用をなすフィルター１を備えた一または複数のフィルター流路５Ａ、５Ａ…と、前記フィルター流路５Ａ、５Ａ…と隔壁を介して交互に交差され、前記除湿材１Ａの吸湿に伴い上昇した温度を冷却するように熱交換可能な作用を有する空気流路５Ｂ、５Ｂ…とから構成される。
【００４０】
前記蓄熱装置部７は、蓄熱体８が内在され前記フィルター流路５Ａに接続すると共に、外気２または車内空気３が通過する際に前記蓄熱体８の放熱または蓄熱の作用によって気体の温度調整を行う。
【００４１】
前記紫外線照射装置６は、前記フィルター装置部４のフィルター１に光触媒物質１Ｃを備え、給気モード運転時に前記フィルター１に紫外線を照射することによって化学物質を分解させる作用をなす。
【００４２】
また、前記自動車空気清浄化システムＣＳのフィルター流路５Ａと蓄熱装置部７との接続部分には、エンジン冷却装置またはターボチャージャーインタークーラーなどの自動車の稼働装置部９から排出される高温排気を直接前記フィルター１に導くための排気ダクト１０が接続され、フィルター１における除湿材１Ａの水分脱着時（再生時）および吸着材１Ｂの塵埃、化学物質脱着時（再生時）に高温の空気が供給されるようになっている。なお、各流路には、給気、排気のためのファン（図示せず）が適宜配設される。
【００４３】
前記フィルター装置部４のフィルター流路５Ａに配設されるフィルター１は、前記フィルター流路５Ａの内空間とほぼ同じ寸法とされ、吸湿効果のある粉粒状の除湿材１Ａと、塵埃、化学物質などの吸着効果のある粉粒状の吸着材１Ｂと、紫外線の照射によって有害化学物質の分解、無害化に効果のある粉粒状の光触媒１Ｃとを紙（特に和紙のような通気性の高い紙）、不織布、布、ガーゼなどの通気性シートに漉き込む手段や織り込む手段などを用いて分散固定したシートとすることができる。
【００４４】
このフィルター１は、フィルター流路５Ａに対して１段としてもよいし、図３に示されるように多段としてもよい。
【００４５】
フィルター１として、除湿剤１Ａや吸着材１Ｂ、光触媒１Ｃを、粉粒状にして紙や不織布、布、ガーゼなどの通気性シートに分散固定したものとすることによって、流通する空気との接触面積を増加することができ、フィルター１への水分、塵埃、化学物質などの吸脱着が効率よく行われるようになる。これらの作用によって、従来の自動車に使用されるエアフィルターと同等以上の除塵性能を有することができ、さらに流通空気に含まれる水分を除湿材１Ａにより除湿できるとともに、外気２に含まれるディーゼルエンジン等の排ガス微粒子、ＶＯＣやタバコの煙などの化学物質を吸着材１Ｂに吸着させることができるようになり、さらに加えて光触媒１Ｃにより化学物質等の分解除去が可能となり、快適でクリーンな空気を車内に供給することができ、カーエアコンの空調負荷低減ひいては自動車燃費を向上することができるようになる。
【００４６】
またこの構成により、フィルター１およびフィルター装置部４の製造が容易で軽量コンパクトな構造にすることができ、かつ、フィルター１のカセット交換方式などによりメンテナンスを容易にすることができる。
【００４７】
前記除湿材１Ａは、従来より公知のシリカゲル、ゼオライト、高分子除湿材などを使用することができる。特に、これら各種除湿材の内、本発明では、相対湿度約６５％以上の湿度領域での最大吸湿量が相対湿度約３５％以下の湿度領域での最大吸湿量の２倍以上のものとすることが望ましい。このような物性値を有する除湿材としては、特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体から構成される高分子除湿材、例えば特開２００５−２１８４０号公報に開示されるものを使用することができる。これによって、給気モード運転時に、フィルター装置部４を流通する空気の十分な除湿が可能になるとともに、再生モード運転時に、前記稼働装置部からの温風により、除湿材１Ａの十分な乾燥（再生）が可能になり、フィルター装置部４を小型化することも可能となる。
【００４８】
給気モード運転時に、フィルター装置部４で除湿等された空気を、カーエアコンのエバポレータ（冷媒蒸発器）上流へ導き熱交換によって冷却した後、車内に供給する構成とすることができる。除湿材１Ａに水分が吸着された空気は、温度が上昇する。そこで、この温度上昇した空気を、カーエアコンの冷却装置であるエバポレータ（冷媒蒸発器）の上流へ導き、空気の温度を低減させ、その後この温度調整された空気を車内へ供給するようにする。このとき、フィルター装置部４を通過した空気は乾燥、清浄化されているので、エバポレータにおける凝縮は生じず、単に温度を低下させるだけに作用する。
本自動車空気清浄化システムＣＳは、フィルター装置部４のフィルター１が多量の水分や化学物質を含んでいた場合に、これらの水分や化学物質が車内に流入するのを防止するため、本自動車空気清浄化システムＣＳの始動時は、常に再生モード運転から開始するようにシステム制御を行っている。
【００４９】
〔自動車空気清浄化システムＣＳの運転状態〕
次に、自動車空気清浄化システムＣＳの運転状態について、夏季（高温多湿）、冬季（低温低湿）、梅雨時（中間温度であるが多湿）の気候条件に分けて詳述する。
【００５０】
（夏季の場合）
図４は夏季の給気モード運転、図５は夏季の再生モード運転の流路構成と各部の空気の温度湿度状態を示した図である。
夏季の場合、外気２は、温度33℃、相対湿度60％RH（以下、それぞれの単位のみの表記とする）の高温多湿な状態を想定し、この外気２に対して、自動車空気清浄化システムＣＳを通過後室内に供給される空気が、26℃、40％RHとなるような自動車空気清浄化システムＣＳを運用する。
【００５１】
夏季の給気モード運転時には、図４に示されるように、先ず、外気２がフィルター装置部４のフィルター流路５Ａ、５Ａ…に導かれ、各フィルター流路５Ａに内蔵するフィルター１、１…を通過して流れる。この際、外気２に含まれる水分は、フィルター１に含まれる除湿材１Ａに吸着されるとともに、外気２に含まれる塵埃、化学物質などは、活性炭１Ｂに吸着される。さらに、フィルター流路５Ａの内部に紫外線照射装置６により紫外線を照射することで、フィルター１に含まれる光触媒１Ｃを活性化して、フィルター１を通過する有害化学物質を分解、無害化することが可能となる。これによって、湿度が調整され、塵埃、化学物質が分解、除去されたクリーンな外気を供給することが可能となる。
【００５２】
ここで、前記除湿材１Ａの水分吸着に伴い、フィルター流路５Ａを通過する空気の温度が上昇して、フィルター１も温度上昇し、このフィルター１の温度上昇により除湿材１Ａの除湿能力が低減する問題がある。この対策として、前記フィルター流路５Ａ、５Ａ…と交互に交差して形成され、空気流路５Ｂ、５Ｂ…に外気２を導入することにより、フィルター流路５Ａ、５Ａ…を通過する空気が冷却（熱交換）され、同時にフィルター１および除湿材１Ａが冷却される。フィルター装置部４のフィルター流路５Ａ、５Ａ…を通過後の空気は、温度約37℃、相対湿度約20％RH程度となり、その後蓄熱装置部７へ送られる。一方、空気流路５Ｂ、５Ｂ…を通過して、フィルター流路５Ａ、５Ａ…を流れる空気と熱交換を行った外気２は、その後外部へ排気される。
【００５３】
また、フィルター装置部４から蓄熱装置部７へ流入した空気は、蓄熱装置部７内のペブル状蓄熱体８と接触し、流下するにしたがい低温化（保持する顕熱を蓄熱体８に与える）し、最終的に目的温度である26℃程度まで冷却された後に車内へ供給される。
【００５４】
この様な給気モード運転により、高温多湿でかつ排気ガスなどの有害化学物質が含まれた外気は、低温化と低湿化ならびに除塵、有害化学物質の除却、無害化を経て、快適でクリーンな空気を車内に供給できるので、カーエアコンの冷却・除湿負荷が大幅に軽減され、快適性を損なう事無く自動車の燃費を向上することが可能となる。
【００５５】
次に、夏季の再生モードでの運転時の運転状態について説明する。再生モード運転は、前記給気モード運転で、多量の水分を吸着した除湿材１Ａの乾燥および塵埃、化学物質を吸着した吸着材１Ｂの脱着と、蓄熱した蓄熱体８の冷却とを行う再生を目的とする。
【００５６】
再生モード運転は、図５に示されるように、先ず、車内空気３（26℃、40％RH）が、蓄熱装置部７に導かれ、ペブル状蓄熱体８と接触しながら流下するにしたがい蓄熱体８から顕熱を奪って蓄熱体８を冷却し、同時に空気が高温化され、その後車外へ排気される。
【００５７】
一方、除湿材１Ａ、吸着材１Ｂの再生には、エンジン冷却装置またはターボチャージャーインタークーラーなどの自動車の稼働装置部９で使用された高温化した排気（約75℃、6％RH以下）を、フィルター装置部４のフィルター流路５Ａ、５Ａ…に供給し、除湿材１Ａに吸着された多量の水分を脱着して、除湿材１Ａを乾燥（再生）させるとともに、吸着材１Ｂに吸着された塵埃、化学物質などを逆洗浄効果により脱着する。このように、除湿材１Ａ、吸着材１Ｂの再生に、稼働装置部９の高温化した排気を使用するようにしたため、除湿材１Ａ、吸着材１Ｂの再生にかかる所要時間が大幅に低減でき、効率のよい換気システムが可能となった。
【００５８】
本自動車空気清浄化システムＣＳは、給気モードと排気モードとを繰り返して運転することによって、除湿材１Ａの乾燥、吸着材１Ｂの除塵および蓄熱体８の冷却（再生）が行われ、次の給気モード運転における除湿、吸着および冷却が可能となる。
【００５９】
（梅雨時の場合）
図６は梅雨時の給気モード運転、図７は梅雨時の再生モード運転の流路構成と各部の空気の温度湿度状態を示した図である。
梅雨時の場合、外気２は、温度26℃、相対湿度70％RHの中間温度であるが多湿な状態を想定し、この外気２に対して、自動車空気清浄化システムＣＳを通過後室内に供給される空気が、26℃、50％RHとなるような自動車空気清浄化システムＣＳを運用する。
【００６０】
梅雨時の給気モード運転および再生モード運転は、前記夏季の給気モード運転、再生モード運転とほぼ同様であり、図６に示されるように、外気２（26℃、70％RH）がフィルター装置部４のフィルター流路５Ａに内蔵するフィルター１で除湿、除塵、化学物質除去・分解された後、蓄熱装置部７で温度調整されて車内に供給される給気モード運転が行われ、一方、図７に示されるように、車内空気３（26℃、50％RH）が蓄熱装置部７の蓄熱体８を冷却し、同時に稼働装置部９の高温排気（約75℃、5％RH以下）がフィルター装置部４のフィルター１に供給されてフィルター１に吸着した水分、塵埃などが逆洗浄効果により脱着して車外へ排出される。
【００６１】
（冬季の場合）
図８は冬季の給気モード運転、図９は冬季の再生モード運転の流路構成と各部の空気の温度湿度状態を示した図である。
冬季の場合、外気２は、0℃、40％RHの低温低湿な状態を想定し、この外気２に対して、自動車空気清浄化システムＣＳを通過後室内に供給される空気が、22℃、40％RHとなるような自動車空気清浄化システムＣＳを運用する。
【００６２】
冬季の給気モード運転時には、図８に示されるように、先ず、カーエアコンの外気導入／内気循環の切り替えスイッチを内気循環にして、車内空気３（22℃、60％RH）がフィルター装置４のフィルター流路５Ａ、５Ａ…に導かれるようにする。このように、冬季には外気を供給することは少ないが、自動車の乗車人数が多数あるなどにより車内湿度が上昇して窓ガラスの曇りを防止するため除湿を目的として稼働させる場合がある。
【００６３】
なお、前述の通り、外気導入／内気循環の切り替えスイッチの切り換えと、フィルター装置部４へ供給される空気として外気２または車内空気３の選択とを連動させることが好ましい。
【００６４】
このフィルター流路５Ａ、５Ａ…に導入された車内空気３は、湿度分がフィルター１の除湿材１Ａにより除湿され、塵埃、ＶＯＣ、たばこの煙などの化学物質が、吸着材１Ｂにより吸着される。さらに、フィルター流路５Ａの内部に紫外線照射装置６により紫外線を照射することで、フィルター１に含まれる光触媒１Ｃを活性化して、フィルター１を通過する有害化学物質を分解、無害化することが可能となる。これによって、湿度が調整され、塵埃、化学物質が分解、除去されたクリーンな空気を供給することが可能となる。
【００６５】
その後、蓄熱装置部７へ送られた後、車内へ戻される（22℃、40％RH）。
一方、冬季の再生モード運転時は、前記夏季と梅雨時の再生モード運転時とほぼ同様に、図９に示されるように、車内の空気（22℃、40％RH）が蓄熱装置部７を介して車外へ放出されるとともに、稼働装置部９で使用された高温化した排気（50℃以上、2％RH）がフィルター装置部４のフィルター１に吸着された湿度分、塵埃などを逆洗浄効果により大気中へ放出されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る自動車空気清浄化システムＣＳの構成概要図である。
【図２】フィルター装置部４の流路構成を示した概略図である。
【図３】フィルター装置部４のフィルター流路５Ａの概略図である。
【図４】夏季の給気モード運転時における流路構成と、各部の温度と湿度の状態を示した図である。
【図５】夏季の再生モード運転時における流路構成と、各部の温度と湿度の状態を示した図である。
【図６】梅雨時の給気モード運転時における流路構成と、各部の温度と湿度の状態を示した図である。
【図７】梅雨時の排気モード運転時における流路構成と、各部の温度と湿度の状態を示した図である。
【図８】冬季の給気モード運転時における流路構成と、各部の温度と湿度の状態を示した図である。
【図９】冬季の排気モード運転時における流路構成と、各部の温度と湿度の状態を示した図である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・フィルター、１Ａ…除湿材、１Ｂ…吸着材、１Ｃ…光触媒、２・・・外気、３・・・車内空気、４・・・フィルター装置部、５Ａ…フィルター流路、５Ｂ・・・空気流路、６・・・紫外線照射装置、７・・・蓄熱装置部、８・・・蓄熱体、９・・・稼働装置部、ＣＳ…自動車空気清浄化システム
【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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【図９】
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