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公開番号2025002528
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102764
出願日2023-06-22
発明の名称車両用空調システム
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類B60H 3/06 20060101AFI20241226BHJP(車両一般)
要約【課題】除湿材(除湿層)の再生処理時に空気中に放出された水分を選択的に除去しつつ、加熱された空気を有効利用することが可能な車両用空調システムを提供する。
【解決手段】隔壁がPTC特性を有する材料で構成されたハニカム構造体と、一対の電極と、隔壁の表面上に形成された除湿層とを含む除湿デバイス10と、一対の電極に電圧を印加するための電源20と、車室又は車外からの空気を除湿デバイス10に流入させる流入配管30と、除湿デバイス10によって除湿された空気を車室に戻す第1流出配管40と、除湿デバイス10の再生処理によって放出された水分を含む空気が流通する第2流出配管50と、第1流出配管40と第2流出配管50との分岐部に設けられ、空気の流れを第1流出配管40又は第2流出配管50に切替え可能な切替えバルブ60とを備える車両用空調システム100。第2流出配管50内にはスチームトラップ70が設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有し、少なくとも前記隔壁がＰＴＣ特性を有する材料で構成されたハニカム構造体と、前記第１端面及び前記第２端面に設けられた一対の電極と、前記隔壁の表面上に形成された除湿層とを含む除湿デバイスと、
前記一対の電極に電圧を印加するための電源と、
車室又は車外からの空気を前記除湿デバイスに流入させる流入配管と、
前記除湿デバイスによって除湿された前記空気を前記車室に戻す第１流出配管と、
前記除湿デバイスの再生処理によって放出された水分を含む前記空気が流通する第２流出配管と、
前記第１流出配管と前記第２流出配管との分岐部に設けられ、前記空気の流れを前記第１流出配管又は前記第２流出配管に切替え可能な切替えバルブと
を備え、
前記第２流出配管内にスチームトラップが設けられており、
前記第２流出配管は、前記スチームトラップの下流側において前記第１流出配管と合流している、車両用空調システム。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記切替えバルブは、前記空気の流れを前記第１流出配管又は前記第２流出配管に切替え可能な差圧バルブであり、
前記空気の流れを前記第１流出配管に切替えるように前記差圧バルブを制御する第１通風機と、
前記空気の流れを前記第２流出配管に切替えるように前記差圧バルブを制御する第２通風機と
を更に備える、請求項１に記載の車両用空調システム。
【請求項３】
前記第１流出配管と前記第２流出配管との前記分岐部において、前記第２流出配管が前記第１流出配管の内部に配置された二重管構造を有する、請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
【請求項４】
前記第１通風機が前記流入配管に配置されている、請求項２に記載の車両用空調システム。
【請求項５】
前記第２通風機が前記第２流出配管に配置されている、請求項２に記載の車両用空調システム。
【請求項６】
ＰＴＣ特性を有する前記材料はチタン酸バリウムを主成分とする、請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
【請求項７】
前記除湿層は、二酸化炭素及び揮発成分から選択される少なくとも１つを吸着する機能を有する吸着材、並びに／又は触媒を更に含有する、請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
【請求項８】
前記空気の流れを前記第１流出配管に切替えるように前記切替えバルブを制御して車室内の除湿を行う除湿モードと、
前記除湿デバイスの前記一対の電極に電圧を印加するとともに、前記空気の流れを前記第２流出配管に切替えるように前記切替えバルブを制御して前記除湿層の再生処理を行う再生モードと
を実行可能な制御部を更に備える、請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
【請求項９】
前記車室内にガラスの曇りを検知することが可能な検知部を更に備え、前記制御部は、前記ガラスの曇りが検知されたときに前記再生モードを実行し、前記ガラスの曇りが検知されていないときに前記除湿モードを実行する、請求項８に記載の車両用空調システム。
【請求項１０】
前記検知部は、車室内の温度及び湿度に基づいて前記ガラスの曇りを検知する、請求項９に記載の車両用空調システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車などの各種車両において、車室環境の向上に対する要求が高まっている。具体的な要求としては、車室内のＣＯ
2
を低減して運転者の眠気を抑制すること、車室内を調湿すること、及び車室内のにおい成分やアレルギー誘因成分などの有害な揮発成分を除去することなどが挙げられる。このような要求に有効な対策として換気が挙げられるが、換気は、冬場のヒーターエネルギーを大きくロスする要因となり、冬場のエネルギー効率の低下を招く。特に電気自動車（ＢＥＶ：ＢａｔｔｅｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）では、そのエネルギーロスにより、航続距離が大幅に減少するという問題がある。
【０００３】
上記の問題を解決する方法として、特許文献１及び２には、車室の空気中の水分（水蒸気）、ＣＯ
2
などの除去対象成分を吸着材などの機能材に捕捉した後、加熱によって除去対象成分を反応又は離脱させて車外に放出し、機能材を再生する車両用空調システムが開示されている。このような車両用空調システムでは、除去対象成分の捕捉性能を確保するために空気と機能材との接触ができるだけ多いこと、及び機能材の再生を促進するために機能材を所定の温度に加熱できることが求められる。再生は、例えば、機能材に吸着した除去対象成分を酸化反応により除去する方法、及び機能材に吸着した除去対象成分を脱離させて排出する方法などにより行われるが、いずれにしても吸着された除去対象成分の種類に応じて機能材を適切な温度に加熱することが必要である。
【０００４】
他方、特許文献３には、外周壁と、外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有する柱状ハニカム構造体を備え、隔壁がＰＴＣ特性を有しており、隔壁の平均厚さが０．１３ｍｍ以下であり、第１端面及び第２端面における開口率が０．８１以上であるヒーターエレメントが開示されている。このヒーターエレメントは、車室の暖房用途に用いられるものであるが、ハニカム構造を有することで加熱面積を大きくすることができるので、効率の良い加熱手段である。したがって、このようなヒーターエレメントを機能材の担体として使用すると、機能材の再生時間の短縮化に貢献できると考えられる。特に、このヒーターエレメントは、通電による加熱が可能であり且つＰＴＣ特性を有するため、機能材を容易に加熱できる一方で、過剰な発熱を抑制し、機能材の熱劣化を抑制することもできると考えられる。また、過剰な温度になってしまう恐れが回避されるので、初期抵抗を小さく設定して加熱速度を速めても安全を確保でき、短時間での昇温が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１０４７７４号公報
特開２０２０－１１１２８２号公報
国際公開第２０２０／０３６０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の車両用空調システムでは、機能材の再生処理時に機能材を加熱することにより、機能材に捕捉された除去対象成分を反応又は脱離させ、加熱された空気とともに車外に放出しており、熱エネルギーが無駄になっていた。しかしながら、除去対象成分が水分である場合、機能材として除湿材が用いられるが、除湿材の再生処理時に空気中に放出された水分を選択的に除去できれば、加熱された空気を暖房などに有効利用できると考えられる。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、除湿材（除湿層）の再生処理時に空気中に放出された水分を選択的に除去しつつ、加熱された空気を有効利用することが可能な車両用空調システム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】
【０００８】
本発明者らは、ハニカム構造体の隔壁上に除湿層が形成された除湿デバイスを備える車両用空調システムについて鋭意研究を行った結果、除湿デバイスの再生処理によって放出された水分を含む空気が流通する配管内にスチームトラップを設けるとともに、この配管をスチームトラップの下流側で空気を車室に戻す配管と合流させることにより、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下のように例示される。
【０００９】
（１）外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有し、少なくとも前記隔壁がＰＴＣ特性を有する材料で構成されたハニカム構造体と、前記第１端面及び前記第２端面に設けられた一対の電極と、前記隔壁の表面上に形成された除湿層とを含む除湿デバイスと、
前記一対の電極に電圧を印加するための電源と、
車室又は車外からの空気を前記除湿デバイスに流入させる流入配管と、
前記除湿デバイスによって除湿された前記空気を前記車室に戻す第１流出配管と、
前記除湿デバイスの再生処理によって放出された水分を含む前記空気が流通する第２流出配管と、
前記第１流出配管と前記第２流出配管との分岐部に設けられ、前記空気の流れを前記第１流出配管又は前記第２流出配管に切替え可能な切替えバルブと
を備え、
前記第２流出配管内にスチームトラップが設けられており、
前記第２流出配管は、前記スチームトラップの下流側において前記第１流出配管と合流している、車両用空調システム。
【００１０】
（２）前記切替えバルブは、前記空気の流れを前記第１流出配管又は前記第２流出配管に切替え可能な差圧バルブであり、
前記空気の流れを前記第１流出配管に切替えるように前記差圧バルブを制御する第１通風機と、
前記空気の流れを前記第２流出配管に切替えるように前記差圧バルブを制御する第２通風機と
を更に備える、（１）に記載の車両用空調システム。
（【００１１】以降は省略されています）

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