JP2008254618A - 車両用除加湿装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】窓ガラス防曇用の除湿空気、快適性向上のための加湿空気を供給する吸着材利用の車両用除加湿装置であって、装置構成を簡素化でき且つ装置を小型化し得る除加湿装置を提供する。
【解決手段】車両用除加湿装置は、空気流路としてのケーシングに第1の送風機(2a)、第1の流路切替装置(4a)、吸着材モジュール(3)、第2の流路切替装置(4b)、第2の送風機(2b)を順次に収容して構成される。吸着材モジュール(3)は、ペルチェ素子(30)の各板面に第1の吸着素子(31)及び第2の吸着素子(32)を直接配置して構成される。そして、ペルチェ素子(30)に流れる電流を逆転させ、第1の流路切替装置(4a)及び第2の流路切替装置(4b)により流路を切り替えることにより、除湿(又は加湿)された空気を第1の吹出口(11)から連続的に吹き出し、加湿(又は除湿)された空気を第2の吹出口(12)から連続的に吹き出す。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両用除加湿装置に関するものであり、詳しくは、吸着材の吸着、脱着機能を利用し、例えば冬季において、窓ガラスに防曇用の除湿空気を供給し、乗員側に加湿空気を供給する車両用除加湿装置に関するものである。
車両室内の空調技術の1つとして、車両室内をより快適にし且つ省エネルギー化を図るため、吸着材の水蒸気脱着機能を利用した除湿・加湿技術が種々検討されている。斯かる技術としては、例えば冬季において、室内の空気を循環させつつ、窓ガラス防曇用に室外の乾燥した外気を導入して窓ガラスに吹き付けるに当たり、室内から室外へ排出される一部の空気中の水分を活性炭、ゼオライト等の吸着材によって捕捉し、捕捉した水分を室内に戻すことにより、室内の乾燥を防ぐ様にした「車室内の空調方法」が提案されている。
上記の空調方法においては、通気可能な円柱状のハニカム構造体から成るいわゆる吸着ローターに吸着材を担持させ、吸着ローターを一定速度で回転させながら、吸着ローターの一部が所定の吸着領域(室内空気の排出流路)を通過する際に水分を吸着し、所定の脱着領域(室内空気の循環流路)を通過する際に電熱ヒーターで加熱された空気によって吸着材を加熱し、吸着材の水分を脱着する。
特開2000−142096号公報
また、除湿・加湿技術としては、例えば夏季において、冷房用の空調機(クーラー)の省エネルギー化を図り且つ除湿された快適な空気を乗員側へ供給するため、仕切り板によって2系列の送風路に仕切られ且つそれぞれの両端を吸気口と排気口とされた空気流路に対し、熱交換部および吸湿部材(吸着ローター)を2つの送風路に跨る様に順次に配置して成る「空気調和装置」が提案されている。
上記の空気調和装置においては、熱交換部で一方の送風路を通過する空気を冷却し、他方の送風路を通過する空気を加熱すると共に、吸湿部材を2つの送風路の間で回動または揺動させて吸着、脱着操作を繰り返し、そして、一方の送風路を通じて除湿された空気を室内に供給し、他方の送風路を通じて加湿された空気を室外に排出する。また、熱交換部は、ペルチェ素子の吸熱部と放熱部にそれぞれ熱伝導部を配置して構成され、一方の送風路の空気をペルチェ素子の吸熱部側の熱伝導部によって冷却し、他方の送風路の空気をペルチェ素子の放熱部側の熱伝導部によって加熱することにより、吸湿部材に対し、吸着促進のための冷熱と脱着に必要な温熱とを供給している。
特開2000−146220号公報
ところで、吸着材を使用した上記の様な除湿、加湿技術に基づいて車両用除加湿装置を構成した場合、吸着ローター等の回転部材に吸着材を担持させ、吸着領域および脱着領域を構成する送風路などの特定空間において回転部材を駆動させるため、その駆動機構が必要であり、装置構成を簡素化できないと言う問題がある。更に、回転部材およびその駆動機構を収納するに足る十分な容積のケーシングが必要であり、小型化し難いと言う問題がある。
また、上記の様に、ペルチェ素子を利用した場合は、電熱ヒーターによって吸着材の加熱脱着を行う従前のものに比べ、吸着材の加熱と冷却を同時に行うことが出来るため、吸着材の吸着効率を高めることが出来る。しかしながら、ペルチェ素子を利用する場合も、一旦、当該ペルチェ素子の両側の熱伝導部を介して送風路の空気を加熱、冷却し、そして、吸着ローターを通過する空気自体を介して吸着材を加熱、冷却するため、熱効率が低く、ペルチェ素子自体もその発熱量に比べて大型化すると言う問題がある。
更に、吸着ローター方式においては、除湿すべき空気によって吸着ローターの吸着材を冷却するため、吸着による放熱により、吸着ローターを通過する間に空気自体の温度が上昇し、吸着材全体として吸着機能が十分に発揮されず、また、加湿すべき空気によって吸着ローターの吸着材を加熱するため、脱着による吸熱により、吸着ローターを通過する間に空気自体の温度が低下し、同様に、吸着材全体として十分な脱着機能を発揮することが出来ない。その結果、通気面積を大きくして必要以上に多量の吸着材を担持しなければなならず、吸着ローターが大型化する傾向にある。
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着材の吸着、脱着機能を利用し、例えば冬季において、窓ガラスに防曇用の除湿空気を供給し、乗員側に加湿空気を供給する車両用除加湿装置であって、装置構成を簡素化でき且つ装置を小型化し得る車両用除加湿装置を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明においては、吸着材を担持させた固定方式の一対の吸着素子をペルチェ素子の吸熱部および放熱部として機能する一対の板面にそれぞれ直接配置することにより吸着材モジュールを構成し、ペルチェ素子により、第1の吸着素子を直接例えば冷却して吸着材による吸着質の吸着を促進すると同時に、第2の吸着素子を直接例えば加熱して吸着材による吸着質の脱着を行い、第1の吸着素子に通過させて得られた除湿された空気を第1の吹出口へ吹き出し、第2の吸着素子に通過させて得られた加湿された空気を第2の吹出口へ吹き出す様にした。そして、吸着材モジュールにおいて、ペルチェ素子へ流す電流の逆転によって吸熱部と放熱部を機能的に入れ替えることにより、各吸着素子に対する冷却と加熱を切り替え、各吸着素子の吸着操作と脱着操作を反転させると共に、流路切替装置を使用し、吸着操作と脱着操作の反転に応じて、第1の吸着素子を通過した空気と第2の吸着素子を通過した空気の振向け先を切り替える様にした。これにより、例えば冬季には、除湿された空気を第1の吹出口から連続して吹き出してこれを窓ガラスの防曇用に使用でき、また、加湿された空気を第2の吹出口から連続して吹き出してこれを乗員の快適性向上のために使用できる。
すなわち、本発明の要旨は、車両室内の空気を除湿および加湿する除加湿装置であって、第1の吸込口、第2の吸込口、第1の吹出口および第2の吹出口が設けられた空気流路としてのケーシングに第1の送風機、第1の流路切替装置、吸着材モジュール、第2の流路切替装置ならびに第2の送風機を順次に収容して構成され、吸着材モジュールは、吸熱部および放熱部としてそれぞれ機能する一対の板面を備えたペルチェ素子と、通気可能なエレメントに吸着材を担持させて成り且つ前記ペルチェ素子の各板面にそれぞれ直接配置された第1の吸着素子および第2の吸着素子とから構成され、かつ、前記各送風機によって送気される空気がそれぞれ前記第1の吸着素子または第2の吸着素子を並列的に通過可能に前記ケーシング内に配置され、前記第1の流路切替装置は、前記第1の送風機から送気された空気を前記吸着材モジュールの第1の吸着素子(又は第2の吸着素子)に振り向けると共に、前記第2の吸着素子(又は第1の吸着素子)を通過した空気を導入して前記第2の吹出口に振向け可能に構成され、かつ、前記第1の送風機から送気された空気の振向け先および前記第2の吹出口に振り向ける空気の導入先を切替可能に構成され、前記第2の流路切替装置は、前記吸着材モジュールの第1の吸着素子(又は第2の吸着素子)を通過した空気を導入して前記第1の吹出口に振り向けると共に、前記第2の送風機から送気された空気を前記第2の吸着素子(又は第1の吸着素子)に振向け可能に構成され、かつ、前記第1の吹出口に振り向ける空気の導入先および前記第2の送風機から送気された空気の振向け先を切替可能に構成され、そして、前記吸着材モジュールにおいてペルチェ素子に流れる電流を逆転させて当該ペルチェ素子の吸熱部と放熱部とを入れ替えると共に、電流の逆転に応じて前記第1の流路切替装置および第2の流路切替装置を切り替えることにより、除湿(又は加湿)された空気を前記第1の吹出口から吹き出し、加湿(又は除湿)された空気を前記第2の吹出口から吹き出す様に構成されていることを特徴とする車両用除加湿装置に存する。
本発明の車両用除加湿装置によれば、固定方式の一対の吸着素子とペルチェ素子により吸着材モジュールが構成され、ペルチェ素子へ流す電流の逆転によって各吸着素子の吸着操作と脱着操作を反転させ且つ除湿・加湿された各空気の吹出口に対する振向け先を流路切替装置により切り替えるため、従来の吸着ローター方式の様な回転駆動部を設ける必要がなく、しかも、ペルチェ素子の吸熱部および放熱部として機能する各板面に各吸着素子が直接配置されており、吸着素子を加熱・冷却する際のペルチェ素子と吸着素子との間の熱伝導性が高いため、吸着材モジュールを一層小型化でき、その結果、装置構成を簡素化でき且つ装置全体を一層小型化することが出来る。
本発明に係る車両用除加湿装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る車両用除加湿装置の構成例を示すブロック図である。図2及び図3は、各々、本発明の車両用除加湿装置に使用される吸着材モジュールの一例を示す斜視図である。図4は、車両用除加湿装置に使用される流路切替装置の一例の内部構造を示す平面図および側面図であり、図5は、図4に示す流路切替装置の正面図および背面図である。図6は、図4のB−B線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の機能を示す図である。また、図7は、本発明の車両用除加湿装置に好適な吸着材の吸着特性を示す水蒸気吸着等温線である。なお、以下の実施形態の説明においては、車両用除加湿装置を「除加湿装置」と略記する。
本発明の除加湿装置は、車両室内の空気を除湿および加湿する除加湿装置であって、外気が乾燥する例えば冬季において、窓ガラスに防曇用の除湿空気を供給し、乗員側に加湿空気を供給するために使用される。また、後述する流路切替装置の作動設定の変更により、外気が高湿度となる夏季において、乗員側に除湿空気を供給することも出来る。更に、本発明の除加湿装置は、既設の空調装置に組み込むことも出来るが、以下の実施形態に示す様に、全体を薄型箱状に構成し、室内の天井部分などに設置することが出来る。
本発明の除加湿装置は、図1に示す様に、第1の吸込口(図示省略)、第2の吸込口(図示省略)、第1の吹出口(11)及び第2の吹出口(12)が設けられた空気流路としてのケーシング(図示省略)に第1の送風機(2a)、第1の流路切替装置(4a)、吸着材モジュール(3)、第2の流路切替装置(4b)並びに第2の送風機(2b)を順次に収容して構成される。
ケーシングは、厚さ方向、長さ方向、幅方向の外郭形状を曲線状に形成する等、設置場所に応じて各種の形状に設計できるが、上記の様に例えば天井に設置するため、高さに相当する厚さ部分を薄く設計された扁平な直方体の箱状に形成される。そして、ケーシングの内部には、第1の吸込口(例えば図の左側)から第1の吹出口(11)(例えば図の右側)に至る空気流路と、第2の吸込口(例えば図の右側)から第2の吹出口(12)(例えば図の左側)に至る空気流路の2つの流路が構成される。
上記の2つの流路は、例えば、ケーシングの各端部においては左右に並列に設けられ、流路切替装置(4)と吸着材モジュール(3)の間においては上下に並列に設けられる。そして、一方の空気流路には、例えば図の左側のケーシングの端部から第1の送風機(2a)、第1の流路切替装置(4a)の一部、吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)が配置され、他方の空気流路には、第2の送風機(2b)、第2の流路切替装置(4b)の一部、吸着材モジュール(3)の第2の吸着素子(32)が配置される。すなわち、第1の流路切替装置(4a)、吸着材モジュール(3)及び、第2の流路切替装置(4b)は、2つの空気流路に跨がって配置される。
図示しないが、第1の吹出口(11)は、例えば既存のDEF吹出口またはダッシュボードや天井部あるいは座席に設けられた新たなDEF吹出口に接続され、他方の第2の吹出口(12)は、例えば既存のFACEセンタ吹出口またはダッシュボードや天井部あるいは座席に設けられた新たなFACE吹出口に接続される。これら第1の吹出口(11)、第2の吹出口(12)は、圧力損失を低減するため、曲線で構成される断面形状を備えていてもよい。各送風機(2)は、正逆回転可能な送風機であり、斯かる送風機としては、通常、直流方式の遠心ファンが使用される。斯かる遠心ファンの回転数は3000〜6000rpm程度、最大静圧は100〜300Pa程度、最大風量は0.1〜0.5m/min程度である。
本発明においては、装置の小型化を図るため、駆動機構を必要とせず且つ熱効率の高い特定の吸着材モジュール(3)が使用される。すなわち、吸着材モジュール(3)は、図2に示す様に、吸熱部および放熱部としてそれぞれ機能する一対の板面を備えたペルチェ素子(30)と、通気可能なエレメント(33)に吸着材を担持させて成り且つペルチェ素子(30)の各板面(3a)、(3b)にそれぞれ直接配置された第1の吸着素子(31)及び第2の吸着素子(32)とから構成される。そして、吸着材モジュール(3)は、各送風機(2)によって送気される空気(被処理空気)がそれぞれ第1の吸着素子(31)又は第2の吸着素子(32)を並列的に、すなわち同時に通過可能に上記のケーシング内に配置される。
吸着材モジュール(3)は、図2に示す様に扁平な直方体に形成されてもよいし、あるいは、ケーシングの構造に応じて曲面を備えた形状に形成されてもよい。また、吸着材モジュール(3)において、第1の吸着素子(31)及び第2の吸着素子(32)は、ペルチェ素子(30)からエレメント(33)に熱(温熱および冷熱)を効率的に伝達するため、エレメント(33)を金属製ケーシングに収容して構成される。更に、第1の吸着素子(31)及び第2の吸着素子(32)ペルチェ素子(30)の各板面(3a)、(3b)に対し、空気層や他の断熱要素が介在することなく、ペルチェ素子(30)で生成された温熱および冷熱が熱伝導によって伝わる様に配置されていればよく、銀ペースト、グリス等の熱伝導材料を介して配置されてもよい。
ペルチェ素子(30)は、周知の通り、ペルチェ効果を利用した素子であり、コンピュータ等の電子機器の冷却装置として使用される電子部品である。すなわち、ペルチェ素子は、2種の金属板の間にP型半導体とN型半導体を多数配置すると共に、一方の金属板によってN−P接合を構成し且つ他方の金属板によってP−N接合を構成した素子であり、斯かる素子においては、PN接合部分に電流を流すことにより熱移動が起こり、一方の金属板で吸熱現象が生じ、他方の金属板で放熱現象が生じる。
本発明においては、吸着材モジュール(3)を小型化するため、各板面(3a)、(3b)がそれぞれ吸熱部、放熱部として機能する例えば平板状のペルチェ素子(30)が使用される。斯かるペルチェ素子(30)の消費電力は1.4〜120W、発熱最高温度は80〜90℃、最大温度差は64〜83℃である。本発明の除加湿装置では、ペルチェ素子(30)を設計するに当たり、当該ペルチェ素子に求められる放熱容量(W1)及び吸熱容量(W2)を次式に基づいて算出される。
エレメント(33)としては、小型化を図ることが出来、しかも、大きな吸着面積を確保でき且つ一層多量の粉体状の吸着材を保持し得る限り、各種の構造のものを使用できる。斯かるエレメント(33)の構造としては、例えば、波板状の基材シートによって通気セルの開口形状が略三角形に形成された図示する様ないわゆるコルゲート型、通気セルの開口形状が略六角形に形成されたハニカム型、通気セルの開口形状が四角形に形成された格子型などの構造が挙げられる。
例えば、コルゲート型のエレメント(33)は、図2に示す様に、略波板状に形成された基材シート及び略平板状に形成された基材シートを交互に積層して通気セルを多数構成したものである。すなわち、各吸着素子(31)、(32)のエレメント(33)は、平板状の基材シートに波板状の基材シートを重ねることにより一列のセルを形成したハニカムシートがペルチェ素子(30)の板面(3a)、(3b)に対して平行に複数隣接配置された構造、換言すれば、各ハニカムシートの略平板状の基材シートがペルチェ素子(30)の板面(3a)、(3b)と平行となる様に配置された構造を備えており、通気セルは、波板状の基材シートの各凸部と隣接する平板状の基材シートとを接合することにより、エレメント端面側(通気方向の両端面側)の開口形状が略三角形に形成される。
また、コルゲート型のエレメント(33)は、図3に示す様に構成されてもよい。図3に示すエレメント(33)は、平板状の基材シートに波板状の基材シートを重ねることにより一列のセルを形成したハニカムシートがペルチェ素子(30)の板面(3a)、(3b)に対して直交する状態で複数隣接配置された構造、すなわち、上記のハニカムシートがペルチェ素子(30)の板面(3a)、(3b)に沿って配列された構造を備えている。換言すれば、エレメント(33)は、各ハニカムシートの略平板状の基材シートがペルチェ素子(30)の板面(3a)、(3b)に直交する状態に配置された構造を備えている。上記の様に、吸着素子(31)、(32)として、エレメント(33)のハニカムシートがペルチェ素子(30)の板面(3a)、(3b)に対して垂直に配置された素子を使用した場合には、各吸着素子(31)、(32)のエレメント(33)を構成する各ハニカムシートに対し、ペルチェ素子(30)の温熱および冷熱を均一に且つ効率的に伝えることが出来、ペルチェ素子(30)による加熱、冷却効果を一層高めることが出来る。
上記の図2及び図3に示す様な各吸着素子(31)、(32)のエレメント(33)に使用されるハニカムシートは、長さの異なる2種類の基材シートを交互に積層し且つ長い方の基材シートを引き寄せながら一定間隔で接合する所謂ハニカム成形機によって作製することが出来、その際、隣接する平板状の基材シートと波板状の基材シートは、加熱溶着、超音波溶着または接着剤を使用した接着などにより接合される。そして、エレメント(33)は、基材シートとしてのセラミックペーパー等から成る例えばコルゲート型などのハニカムシートを上記の様な方法で作製し、ハニカムシートを積層してエレメントの構造体を作製した後、吸着材とバインダーと溶剤とから成るスラリーに前記の構造体を浸漬して製造される。なお、ハニカムシートの製造方法自体は、公知であり、例えば特開2004−209420号公報に開示されている。
本発明においては、例えば冬季に第1の吹出口(11)から窓ガラス防曇用に吹き出す空気を十分に除湿し、また、第2の吹出口(12)から乗員側に吹き出す空気を効果的に加湿するため、エレメント(33)に担持される吸着材は、以下の様な吸着特性を備えているのが好ましい。
すなわち、冬季において暖房時に車室内を循環する空気は、その温度を25℃とした場合、相対湿度が25〜50%程度と比較的低湿度であるが、吹き出す空気によって例えば5℃の低温の窓ガラスに対する防曇効果を達成するため、吸着材は、前記の様な低湿度においても十分に水分を吸着し、そして、吹き出す空気の相対湿度を更に20%程度以下まで低減し得る特性を備えている必要がある。
一方、吸着材の再生においては、前述のペルチェ素子(30)が使用されるが、消費電力低減のため、吸着材は、温度が90℃以下、好ましくは70℃以下の比較的低い温度で水分を脱着できる必要がある。そして、車室内が適度に快適な状態にある場合、例えば温度が25℃、湿度が50%の場合、エレメント(33)を通過する空気をペルチェ素子(30)で90℃に加熱した際の相対湿度は2%、70℃に加熱した際の相対湿度は4%となる。従って、吸着材においては、相対湿度が2〜25%の範囲、好ましくは4〜25%の範囲で容易に吸着・脱着し得る特性が望まれる。
また、吸着材に必要とされる吸脱着量は次の通りである。すなわち、車室内の空気を防曇用に窓ガラスへ供給する場合、一般的に120m/h程度の空気が吹き出される。その際、窓ガラスの温度が5℃とすると、窓ガラスの結露を防止するには、吹き出す空気が5℃の飽和状態における絶対湿度以下、約5g/kg以下まで除湿されているのが好ましい。そして、前述の様に室内空気の温度が25℃、湿度が50%とすると、この空気の絶対湿度が9.8g/kgであるから、120m/h(=15.5kg/h)の空気について4.8g/kg以上除湿する必要がある。従って、吸着材によって例えば750g/hの水分を吸着し得るのが好ましい。
更に、車室内の空気を加湿して不快感を与えることなく乗員側に供給しようとすると、例えば、1〜2m/sの風速で且つ4.7m/hの風量で空気を吹き出すことが想定される。その際、吸い込む空気の温度が20℃、相対湿度が30%、絶対湿度が4.35g/kg(DA)であって、乗員側へ向けて温度が25℃、相対湿度が40%、絶対湿度が7.91g/kg(DA)の加湿空気を吹き出そうとすると、絶対湿度を1.82g/kg(DA)だけ高める必要があり、上記の風量では水分量で10.3g/hだけ加湿しなければならない。
一方、吸着材モジュール(3)の作動においては、後述する様に、第1の吸着素子(31)、第2の吸着素子(32)での吸着操作と脱着操作とを交互に切り替えるが、吸着・脱着操作の切替数を12回/h行うとすると、各吸着素子(31)、(32)の1回の吸着操作ならびに脱着操作において、吸着材により約0.85gの水分を吸着、脱着する必要がある。しかも、実用上、より小型のケーシングに組み込むため、吸着素子(31)、(32)の小型化を図る必要があり、エレメント(33)における有効体積(吸着材を担持した状態における見かけ体積)を35cmに設計した場合、エレメント(33)に担持させ得る吸着材の質量は6g程度となる。従って、吸着材においては、少なくとも0.14g/gの吸脱着量が求められる。
すなわち、本発明において、吸着材モジュール(3)の各吸着素子(31)、(32)に担持する吸着材は、25℃の水蒸気吸着等温線における相対湿度25%での吸着量と相対湿度2%での吸着量との差が0.14g/g以上の吸着特性を備えている必要がある。好ましくは、相対湿度25%での吸着量と相対湿度4%での吸着量との差が0.14g/g以上の吸着特性を備えている必要がある。
本発明において、上記の特性を満足する吸着材としては、低い湿度で水蒸気を容易に吸着し且つ低い温度で容易に脱着し得るゼオライトが挙げられる。斯かるゼオライトとしては、シリカ・アルミナ比が2.5以上のFAU型などのアルミノシリケート類やアルミノフォスフェート類が挙げられ、特に、骨格構造に少なくともAlとPを含む結晶性アルミノフォスフェート類が好ましい。吸着材個々の粒子における水蒸気の拡散を高める観点から、吸着材の粒子の大きさ(平均粒径)は、通常は0.1〜300μm、好ましくは0.5〜250μm、更に好ましくは1〜200μm、最も好ましくは2〜100μmとされる。
上記のアルミノフォスフェート類(以下、「ALPO類」と適宜略記する。)は、IZA(International Zeolite Association)の定める結晶性アルミノフォスフェートである。結晶性アルミノフォスフェートは、骨格構造を構成する原子がアルミニウム及びリンであり、その一部が他の原子で置換されていても良い。中でも、吸着特性の点から、(I)アルミニウムがヘテロ原子Me1で一部置換されたMe−アルミノフォスフェート(但し、Me1は周期表第三または第四周期に属し、2A族、7A族、8族、1B族、2B族、3B族(Alを除く)の元素から選ばれる少なくとも一種類の元素)、(II)リンがヘテロ原子Me2で置換されたMe−アルミノフォスフェート(但し、Me2は周期表第三または第四周期に属する4B族元素)、あるいは、(III)アルミニウムとリンの両方がそれぞれヘテロ原子Me1,Me2で置換されたMe−アルミノフォスフェートが好ましい。
Meは、1種でも2種以上含まれていても良い。好ましいMe(Me1,Me2)は、周期表第3、第4周期に属する元素である。Me1は2価の状態でイオン半径が3以上、0.8nm以下であるのが好ましく、更に好ましくは2価、4配位の状態でイオン半径が0.4以上、7nm以下である。上記の中でも、合成の容易さ、吸着特性の点から、Fe、Co、Mg、Znから選ばれる少なくとも一種類の元素であるのが好ましく、特にFeであるのが好ましい。Me2は、周期表第三または第四周期に属する4B族元素であり、好ましくはSiである。
また、上記のアルミノフォスフェート類としては、通常、そのフレームワーク密度(FD)が13T/nm以上で且つ20T/nm以下のものが使用される。フレームワーク密度の下限は、好ましくは13.5T/nm以上であり、更に好ましくは14T/nm以上である。一方、フレームワーク密度の上限は、好ましくは19T/nm以下である。フレームワーク密度が上記の範囲未満では、構造が不安定となる傾向があり、耐久性が低下する。一方、フレームワーク密度が上記の範囲を越えると、吸着容量が小さくなり、吸着材としての使用に適さなくなる。なお、フレームワーク密度(単位:T/nm)とは、単位体積(nm)あたりに存在するT原子(ゼオライト1nm当たりの酸素以外の骨格を構成する元素の数)を意味する。
アルミノフォスフェート類の構造としては、IZAが定める構造のコードで示すと、AEI、AEL、AET、AFI、AFN、AFR、AFS、AFT、AFX、ATO、ATS、CHA、ERI、LEV、VFIが挙げられる。中でも、吸着特性、耐久性の点からは、AEI、AEL、AFI、CHA、LEVの構造を備えたものが好ましく、特に、AFI、CHAの構造を備えたものが好ましい。
吸着材としては、上記の様なアルミノフォスフェート類の中、SAPO−34、FAPO−5が特に好ましい。また、1種または2種以上のALPO類を組み合わせて使用することも出来る。なお、FAPO及びSAPOは、製造条件は特に限定さないが、通常、アルミニウム源、リン源、必要に応じてSi、Fe等のMe源、および、テンプレートを混合した後、水熱合成して製造される。また、ALPO類は、例えば特公平1−57041、特開2003−183020、特開2004−136269等の公報に記載の公知の合成法を利用して合成することが出来る。
因に、本発明の除加湿装置に好適な吸着材、例えば結晶性シリコアルミノフォスフェート(SAPO−34)は、図7に実線で示す様な吸着特性を備えており、25℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度2%から相対湿度25%の間で吸着量が急激に変化し、その差(δ)が0.15g/g以上である。これに対し、従来の吸着材、例えば、A型シリカゲルや活性炭は、図7に破線で示す様な吸着特性を備えており、25℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度2%から相対湿度25%の間で吸着量の変化が小さく、その差(δ)がSAPO−34の1/2以下程度である。すなわち、本発明に適用される吸着材は、低い湿度範囲においてより多くの水分を吸着・脱着する特性を備えている。
また、本発明において、上記の第1の吸着素子(31)及び第2の吸着素子(32)は、各々、通気面積(エレメント(33)の通気方向に直交する総開口面積)が、吸着材モジュール(3)の上流側および下流側の流路の最小の断面積(通気方向に直交する開口面積)以上に設定されるのが好ましい。具体的には、第1の吸着素子(31)及び第2の吸着素子(32)は、ケーシングの送風機(2)や流路切替装置(4)を収納する部位の幅よりも大きな幅に形成されてもよい。また、ケーシングの送風機(2)や流路切替装置(4)を収納する部位の厚さよりも厚く形成されてもよい。吸着素子(31)、(32)の通気面積を上記の様に設定した場合には、各吸着素子(31)、(32)内において通過する空気の流速を小さくすることが出来、吸着および脱着機能を一層高めることが出来る。
また、本発明の除加湿装置においては、保守管理を容易にするため、吸着材モジュール(3)の吸着素子(31)、(32)が交換可能に構成される。具体的には、吸着材モジュール(3)は、ペルチェ素子(30)に対して吸着素子(31)、(32)を固定することなく密着させた状態でケーシングに収容される。そして、吸着素子(31)、(32)は、ケーシングに設けられた蓋(図示省略)を開くことにより取外し可能に構成される。これにより、吸着能が低下した場合などに吸着素子(31)、(32)だけを交換できる。
本発明の除加湿装置においては、上記の吸着材モジュール(3)の各吸着素子(31)、(32)において吸着操作、脱着操作を交互に切り替えながら、除湿された空気および加湿された空気を連続的に吹き出す。しかも、2つの空気流路において常に異なる方向に空気を送気する。そこで、本発明においては、図1に示す様に、吸着材モジュール(3)の上流側および下流側に2つの空気流路の切替機構としての第1の流路切替装置(4a)、第2の流路切替装置(4b)が配置される。
2つの空気流路の切替機構としては、2つの可撓性管路を移動させてその接続先を変更する様な機構、リンク等によって同期作動する2つのシャッターを交互に開閉してその接続先を変更する機構、互いに隣接し且つ側面視して直交する同軸の2枚の回転シャッターを90度づつ回動させてその接続先を変更する機構なども使用できるが、装置構成を簡素化し且つ小型化を図る観点から、アクチュエータ(45)によって回動するダンパー(44)により、前述の各空気の振向け先を切り替える流路切替装置(4)が使用される。第1の流路切替装置(4a)と第2の流路切替装置(4b)は、吸着材モジュール(3)を中心として対称な向きに配置されている点を除き、同様の構造を備えている。
流路切替装置(4)の構造を具体的に説明すると、例えば第2の流路切替装置(4b)は、図4に示す様に、当該流路切替装置の外郭を構成する凾体の内部に、吸着材モジュール(3)を通過した空気が流入する上部の第1の導入室(41)、第2の送風機(2b)から送気された空気が流入する下部の第2の導入室(42)、これら導入室(41)、(42)の間の振分室(43)、および、空気の流れを切り替えるダンパー(44)、ならびに、当該ダンパーを作動させるアクチュエータ(45)を配置して構成される。
図4及び図5(a)に示す様に、第2の流路切替装置(4b)の凾体の前端(図4における左側の端部)には、空気が流入し或いは流出する空気の出入口(51)、(52)が設けられ、凾体の後端(図4における右側の端部)には、振り分けた空気を吹き出す吹出口(81)及び送風機(2b)から供給される空気を取り込む吹込み口(82)が設けられる。そして、凾体内部は、空気の流れ方向に沿って仕切壁(15)で前後に区画され(図4(a)及び(b)参照)、上記の第1の導入室(41)、第2の導入室(42)及び振分室(43)は、仕切壁(15)よりも上流側(吸着材モジュール(3)側)の空間を2枚の仕切板(16)、(17)で上下3段に仕切って形成される(図4(b)及び図5(a)参照)。
第1の導入室(41)は、図4(b)及び図5(a)に示す様に、凾体前端(図4における左側の端部)の上部に設けられた出入口(51)を通じて、吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)を通過した空気が流入する様に構成され、かつ、第1の吸着素子(31)へ空気を供給する様に構成される。他方、第2の導入室(42)は、凾体前端(図4における左側の端部)の下部に設けられた出入口(52)を通じて、吸着材モジュール(3)の第2の吸着素子(32)へ空気を供給する様に構成され、かつ、第2の吸着素子(32)を通過した空気が流入する様に構成される。
振分室(43)は、ダンパー(44)と協働的に機能して空気の流出先および導入先を振り分ける空間であり、図4(b)及び図5(a)に示す様に、上記の第1の導入室(41)と第2の導入室(42)の間に配置される。そして、図6に示す様に、前述の2枚の仕切板(16)、(17)の各中央には、それぞれ通気穴(61)、(62)が設けられ、これらの通気穴(61)、(62)が振分室(43)への空気の出入口となっている。また、仕切壁(15)の振分室(43)の高さに相当する部位の左右には、それぞれ吹出穴(71)、吹込み穴(72)が設けられ、これらの吹出穴(71)、吹込み穴(72)が振分室(43)に対する空気の出入口となっている。
すなわち、振分室(43)には、上記の各導入室(41)、(42)にそれぞれ通じる第1の通気穴(61)及び第2の通気穴(62)が設けられ、導入室(41)、(42)の空気が流入し、また、導入室(41)、(42)へ空気が流出する様になされている。そして、振分室(43)には、吹出口(81)及び吹込み口(82)にそれぞれ通じる吹出穴(71)及び吹込み穴(72)が設けられ、振分室(43)の空気が吹出口(81)へ流出し、吹込み口(82)から供給された空気が振分室(43)導入される様になされている。
ダンパー(44)は、図4、図5(a)及び図6に示す様に、上記の振分室(43)の中央、換言すれば、通気穴(61)、(62)の間に配置され、かつ、凾体の前端面および仕切壁(15)の板面に直交する軸の周りに一定角度だけ回動可能に構成される。上記のダンパー(44)は、仕切壁(15)に対して振分室(43)と反対側(下流側)に配置されたアクチュエータ(45)によって作動し、当該ダンパーの左右の側縁が仕切板(16)、(17)に接触することにより、振分室(43)を2つの空間に仕切ることが出来る。なお、アクチュエータ(45)としては、ダンパー(44)を一定角度だけ正逆回転させるため、通常はギヤードタイプのステッピングモーターが使用される。
振分室(43)は、上記のダンパー(44)の一方への回動により、図6(a)に示す様に、通気穴(61)及び吹出穴(71)を包含する空間(8a)と、通気穴(62)及び吹込み穴(72)を包含する空間(8b)とに凾体内部(第2の流路切替装置(4b)の内部)を仕切り、上記のダンパー(44)の他方への回動により、図6(b)に示す様に、通気穴(61)及び吹込み穴(72)を包含する空間(9a)と、通気穴(62)及び吹出穴(71)を包含する空間(9b)とに凾体内部(第2の流路切替装置(4b)の内部)を仕切る様になされている。
第1の流路切替装置(4a)と第2の流路切替装置(4b)とは、前述の出入口(51)、(52)(図5参照)がそれぞれ吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)、第2の吸着素子(32)の通気面(エレメント(33)が露出する面)に隣接する関係となる様に配置される。すなわち、図1に示す様に、第1の流路切替装置(4a)と第2の流路切替装置(4b)とは、前述した様に、吸着材モジュール(3)を挟んで前後を逆向きにして配置される。
図4〜図6に示す流路切替装置(4)の構造および流路切替装置(4)の上記の配置により、図1に示す様に、第1の流路切替装置(4a)は、第1の送風機(2a)から送気された空気を吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)(又は第2の吸着素子(32))に振り向けると共に、第2の吸着素子(32)(又は第1の吸着素子(31))を通過した空気を導入して第2の吹出口(12)に振向け可能に構成されている。しかも、第1の送風機(2a)から送気された空気の振向け先および上記の第2の吹出口(12)に振り向ける空気の導入先を切替可能に構成されている。
また、上記の流路切替装置(4)の構造および配置により、第2の流路切替装置(4b)は、吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)(又は第2の吸着素子(32))を通過した空気を導入して第1の吹出口(11)に振り向けると共に、第2の送風機(2b)から送気された空気を第2の吸着素子(32)(又は第1の吸着素子(31))に振向け可能に構成されている。しかも、第1の吹出口(11)に振り向ける空気の導入先および第2の送風機(2b)から送気された空気の振向け先を切替可能に構成されている。
本発明の除加湿装置においては、除湿された空気および加湿された空気を連続して吹き出すため、吸着材モジュールにおいてペルチェ素子に流れる電流を逆転させて当該ペルチェ素子の吸熱部と放熱部とを入れ替えると共に、電流の逆転に応じて前記第1の流路切替装置および第2の流路切替装置を切り替えることにより、除湿(又は加湿)された空気を前記第1の吹出口から吹き出し、加湿(又は除湿)された空気を前記第2の吹出口から吹き出す様に構成されている。なお、図示しないが、本発明の除加湿装置においては、別途設けられた制御装置を使用し、各送風機(2)の回転制御、ペルチェ素子(30)の電流制御および各流路切替装置(4)の作動制御を行う様になされている。
本発明の除加湿装置は、例えば外気が乾燥している冬季において以下の様に稼働する。すなわち、第1の送風機(2a)は、ケーシングの第1の吸込口(図1の左側)から室内の空気を吸い込み、これを第1の流路切替装置(4a)に送気する。第1の流路切替装置(4a)は、当初、ダンパーが一方へ回動した位置にあり、送り込まれた空気を吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)に案内する。第1の吸着素子(31)は、制御装置による電流制御(印加方向の制御)により冷却状態にあるペルチェ素子(30)の一方の板面(3a)に接触しており、低温に冷却されている。従って、第1の吸着素子(31)に担持された吸着材は、吸着機能を発揮し、エレメント(33)を通過する空気から水蒸気を除去する。そして、第1の吸着素子(31)を通過して得られた除湿空気が第2の流路切替装置(4b)に送気されると、第2の流路切替装置(4b)は、ダンパーが一方へ回動した位置にあり、流入した空気を吹出口(81)に案内する。その結果、ケーシングの第1の吹出口(11)(図1の右側)から除湿された空気が吹き出される。
他方、第2の送風機(2b)は、ケーシングの第2の吸込口(図1の右側)から室内の空気を吸い込み、これを第2の流路切替装置(4b)に送気する。第2の流路切替装置(4b)は、上記の様にダンパーが一方へ回動した位置にあり、送り込まれた空気を吸着材モジュール(3)の第2の吸着素子(32)に案内する。第2の吸着素子(32)においては、制御装置による電流制御(印加方向の制御)の制御により加熱状態にあるペルチェ素子(30)の他方の板面(3b)に接触しており、高温に加熱されている。従って、第2の吸着素子(32)に担持された吸着材は、脱着機能を発揮し、エレメント(33)を通過する空気に水蒸気を放出する。そして、第2の吸着素子(32)を通過して得られた加湿空気が第1の流路切替装置(4a)に送気されると、第1の流路切替装置(4a)は、上記の様にダンパーが一方へ回動した位置にあり、流入した空気を吹出口(81)に案内する。その結果、ケーシングの第2の吹出口(12)(図1の左側)から加湿された空気が吹き出される。
次いで、吸着材モジュール(3)において、上記の様な吸着および脱着操作が一定時間、例えば30〜1800秒間行われると、制御装置による回路制御によりペルチェ素子(30)に対する電圧の印加方向が切り替えられる。すなわち、吸着材モジュール(3)においては、ペルチェ素子(30)の一方の板面(3a)が加熱され、他方の板面(3b)が冷却される。更に、ペルチェ素子(30)に対する電圧の印加方向の切替えに伴い、制御装置によるアクチュエータ(45)の作動制御により各流路切替装置(4)のダンパー(44)が切り替えられる。第1の流路切替装置(4a)は、ダンパーが他方へ回動した位置に切り替えられ、同時に、第2の流路切替装置(4b)も、ダンパーが他方へ回動した位置に切り替えられる。
上記の様に吸着材モジュール(3)においてペルチェ素子(30)に対する通電状態および各流路切替装置(4)における流路が切り替えられると、第1の送風機(2a)から送気された空気は、第1の流路切替装置(4a)によって吸着材モジュール(3)の第2の吸着素子(32)に案内される。第2の吸着素子(32)は、ペルチェ素子(30)により低温に冷却されているため、担持された吸着材が吸着機能を発揮し、エレメント(33)を通過する空気から水蒸気を除去する。そして、得られた除湿空気が第2の流路切替装置(4b)によって吹出口(81)に案内され、ケーシングの第1の吹出口(11)から吹き出される。
一方、第2の送風機(2b)から送気された空気は、第2の流路切替装置(4b)によって吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)に案内される。第1の吸着素子(31)は、ペルチェ素子(30)により高温に加熱されているため、担持された吸着材が脱着機能を発揮し、エレメント(33)を通過する空気に水蒸気を放出する。そして、得られた加湿空気が第1の流路切替装置(4a)によって吹出口(81)に案内され、ケーシングの第2の吹出口(12)から吹き出される。
本発明の除加湿装置においては、上記の様な吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)での吸着・脱着操作と第2の吸着素子(32)での脱着・吸着操作を一定のタイミングで反転させると共に、これに応じて、除湿された空気と加湿された空気の流路を第1の流路切替装置(4a)及び第2の流路切替装置(4b)によって切り替える。これにより、除湿された空気を例えば第1の吹出口(11)から連続して吹き出し、加湿された空気を第2の吹出口(12)から連続して吹き出すことが出来る。そして、除湿された空気を窓ガラスの防曇用に使用でき、加湿された空気を快適性向上のために使用できる。なお、本発明においては、ペルチェ素子(30)の電流制御および流路切替装置(4)の作動制御の方法として、湿度センサーで検出した室内の湿度に応じて切り替える方法などの各種の方法を利用できる。
上記の様に、本発明の除加湿装置においては、固定方式の一対の吸着素子(31)、(32)とペルチェ素子(30)により吸着材モジュール(3)が構成され、ペルチェ素子(30)へ流す電流の逆転によって各吸着素子(31)、(32)の吸着操作と脱着操作を反転させ且つ除湿・加湿された各空気の流れを流路切替装置(4a)、(4b)により切り替え、これにより、第1の吹出口(11)から例えば除湿された空気を連続して吹き出し、第2の吹出口(12)から例えば加湿された空気を連続して吹き出すため、従来の吸着ローター方式の様に回転部材の駆動機構を設ける必要がなく、しかも、ペルチェ素子(30)の吸熱部および放熱部として機能する各板面(3a)、(3b)に各吸着素子(31)、(32)が直接配置されており、ペルチェ素子(30)と各吸着素子(31)、(32)との間の熱伝導性が高いため、熱効率に優れており、吸着材モジュール(3)を一層小型化できる。そして、装置構成を簡素化でき且つ装置全体を一層小型化することが出来る。
また、本発明の除加湿装置においては、吸着材モジュール(3)で脱着・吸着操作を切り替えることにより、第1の吸着素子(31)、第2の吸着素子(32)で空気の流れがそれぞれ逆転するため、各吸着素子(31)、(32)の全長に亙って吸着材の性能を十分に発揮させることが出来る。更に、除湿された空気と加湿された空気の流れが異方向であり、第1の吹出口(11)と第2の吹出口(12)をケーシングの両端などの離間した位置に配置できるため、用途に応じて車両内における配置の自由度を向上させることが出来る。
更に、本発明の除加湿装置は、前述の様に、吸着材モジュール(3)の吸着素子(31)、(32)が交換可能に構成されていることにより、目詰まりや水蒸気以外の物質の吸着によって吸着能が低下した場合、ケーシングから吸着材モジュール(3)を取り出し、吸着素子(31)、(32)だけを交換することによって装置性能を回復できる。また、フィルターを使用せずに例えば数年単位で吸着素子(31)、(32)を交換することにより、装置を長期に渡って維持でき、メンテナンス費用も低減できる。
なお、上記の水蒸気以外の物質としては、例えば、VOC13物質(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、パラジクロロベンゼン、テトラデカン、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、ダイアジノン、フェノブカルブ、クロルピリホス)、酢酸、脂肪酸(n−酪酸)、アミン、アンモニア等の臭気物質が挙げられるが、上記の様に、吸着素子(31)、(32)が交換可能に構成されている場合には、室内が高温になった際に濃縮された前記の臭気物質などが室内に再放出されるのを防止することが出来る。
また、図示しないが、本発明の除加湿装置においては、より快適な空気を乗員側へ吹き出すため、吸着材モジュール(3)の第1の吸着素子(31)で除湿(又は加湿)された空気と第2の吸着素子(32)で加湿(又は除湿)された空気との間で顕熱交換を行う熱交換器が配置されてもよい。例えば、第2の吹出口(12)から乗員側へ吹き出される加湿空気は、吸着材モジュール(3)において脱着された水分を含む空気であるが、加熱脱着の際の熱により、必要以上に高温となる場合もある。一方、第1の吹出口(11)から窓ガラス側へ吹き出される除湿空気は、冷却された吸着素子(31)、(32)を通過するために低温になっている。そこで、本発明においては、吸着材モジュール(3)の上流側および下流側に熱交換器が配置され、斯かる熱交換器により加湿空気の温度を下げ、除湿空気の温度を高める様に構成される。
上記の熱交換器としては、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属から成り且つ表面に多数のフィンを有するブロック状の顕熱熱交換器、前記と同様の金属から成る複数の平行平板を有し且つ平板間の互いに隣接する隙間に高温の空気と低温の空気を隣接させて流す直交型熱交換器などの顕熱交換器などの各種熱交換器を使用できる。上記の熱交換器を配置した場合には、温度の高い加湿空気と温度の低い除湿空気との間で熱交換できるため、例えば冬季には、加湿され且つ適度に温度の低下した快適な空気を乗員側へ吹き出すことが出来る。
更に、上記の熱交換器の配置位置は、各流路切替装置(4)の下流側が好ましい。流路切替装置(4)の下流側に熱交換器が配置された場合には、吸着材モジュール(3)と流路切替装置(4)の間に配置される場合に比べて、熱交換器における高温空気と低温空気の流路の入れ替わりがなく、熱交換器自体での熱損失がないため、効率的に熱交換でき、乗員側へ吹き出す加湿空気の温度を下げることが出来る。
また、本発明においては、吸着材モジュール(3)から送風される加湿空気の温度を下げ且つ除湿空気の温度を高めるため、吸着材モジュール(3)の上流側および下流側(吸着材モジュール(3)の前後)にペルチェ素子を利用した加熱冷却器が配置されてもよい。斯かる加熱冷却器は、吸熱部および放熱部としてそれぞれ機能する一対の板面を備えたペルチェ素子と、通気可能な熱交換用のエレメントを備え且つペルチェ素子の各板面に配置された第1の熱交換素子および第2の熱交換素子とから構成される。第1及び第2の熱交換素子の各エレメントの構造としては、吸着素子(31)、(32)におけるのと同様に、コルゲート型、ハニカム型または格子型などの構造が利用できる。
本発明の除加湿装置において、上記の加熱冷却器を使用する場合は、吸着材モジュール(3)の切替操作に同期させてペルチェ素子の電流を切り替え、第1の熱交換素子と第2の熱交換素子における加熱と冷却を切り替えることにより、吸着材モジュール(3)から送り出される加湿空気の温度を確実に下げることが出来、除湿空気の温度を確実に高めることが出来る。また、必要に応じて、ペルチェ素子の電流を制御することにより、加湿空気および除湿空気の温度を調節することが出来る。
なお、上記の実施形態においては、除湿された空気を第1の吹出口(11)から吹き出し、加湿された空気を第2の吹出口(12)から吹き出す様に構成されているが、吸着材モジュール(3)のペルチェ素子(30)の電流制御を反転させることにより、加湿された空気を第1の吹出口(11)から吹き出し、除湿された空気を第2の吹出口(12)から吹き出す様に構成することが出来る。これにより、例えば外気が高湿度となる夏季において、乗員側へ除湿空気を吹き出し、室内の快適性を向上させることが出来る。
また、本発明の除加湿装置おいては、室内の臭気成分を捕捉するため、吸着材モジュール(3)の上流側または下流側に脱臭用フィルターが配置されてもよい。更に、流路の形状や引回し、吸着材モジュール(3)の配置形態、送風機(2)の配置などは、各図に示された構造に限定されるものではなく、これらの機能を損なわない限り適宜設計することが出来る。
本発明に係る車両用除加湿装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の車両用除加湿装置に使用される吸着材モジュールの一例を示す斜視図である。 本発明の車両用除加湿装置に使用される吸着材モジュールの他の一例を示す斜視図である。 車両用除加湿装置に使用される流路切替装置の一例の内部構造を示す平面図および側面図である。 図4に示す流路切替装置の正面図および背面図である。 図4のB−B線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の機能を示す図である。 本発明の車両用除加湿装置に好適な吸着材の吸着特性を示す水蒸気吸着等温線である。
符号の説明
11:第1の吹出口
12:第2の吹出口
2 :送風機
2a:第1の送風機
2b:第2の送風機
3 :吸着材モジュール
30:ペルチェ素子
31:吸着素子
32:吸着素子
33:エレメント
4 :流路切替装置
4a:第1の流路切替装置
4b:第2の流路切替装置
41:導入室
42:導入室
43:振分室
44:ダンパー
45:アクチュエータ

Claims (7)

  1. 車両室内の空気を除湿および加湿する除加湿装置であって、第1の吸込口、第2の吸込口、第1の吹出口および第2の吹出口が設けられた空気流路としてのケーシングに第1の送風機、第1の流路切替装置、吸着材モジュール、第2の流路切替装置ならびに第2の送風機を順次に収容して構成され、吸着材モジュールは、吸熱部および放熱部としてそれぞれ機能する一対の板面を備えたペルチェ素子と、通気可能なエレメントに吸着材を担持させて成り且つ前記ペルチェ素子の各板面にそれぞれ直接配置された第1の吸着素子および第2の吸着素子とから構成され、かつ、前記各送風機によって送気される空気がそれぞれ前記第1の吸着素子または第2の吸着素子を並列的に通過可能に前記ケーシング内に配置され、前記第1の流路切替装置は、前記第1の送風機から送気された空気を前記吸着材モジュールの第1の吸着素子(又は第2の吸着素子)に振り向けると共に、前記第2の吸着素子(又は第1の吸着素子)を通過した空気を導入して前記第2の吹出口に振向け可能に構成され、かつ、前記第1の送風機から送気された空気の振向け先および前記第2の吹出口に振り向ける空気の導入先を切替可能に構成され、前記第2の流路切替装置は、前記吸着材モジュールの第1の吸着素子(又は第2の吸着素子)を通過した空気を導入して前記第1の吹出口に振り向けると共に、前記第2の送風機から送気された空気を前記第2の吸着素子(又は第1の吸着素子)に振向け可能に構成され、かつ、前記第1の吹出口に振り向ける空気の導入先および前記第2の送風機から送気された空気の振向け先を切替可能に構成され、そして、前記吸着材モジュールにおいてペルチェ素子に流れる電流を逆転させて当該ペルチェ素子の吸熱部と放熱部とを入れ替えると共に、電流の逆転に応じて前記第1の流路切替装置および第2の流路切替装置を切り替えることにより、除湿(又は加湿)された空気を前記第1の吹出口から吹き出し、加湿(又は除湿)された空気を前記第2の吹出口から吹き出す様に構成されていることを特徴とする車両用除加湿装置。
  2. 吸着材モジュールの第1の吸着素子および第2の吸着素子がそれぞれ交換可能に構成されている請求項1に記載の除加湿装置。
  3. 第1の吸着素子および第2の吸着素子のエレメントが、略波板状の基材シート及び略平板状の基材シートから成るハニカムシートを複数積層したコルゲート型のエレメントであり、かつ、当該エレメントは、前記各ハニカムシートの略平板状の基材シートがペルチェ素子の板面と平行に配置された構造を備えている請求項1又は2に記載の除加湿装置。
  4. 第1の吸着素子および第2の吸着素子のエレメントが、略波板状の基材シート及び略平板状の基材シートから成るハニカムシートを複数積層したコルゲート型のエレメントであり、かつ、当該エレメントは、前記各ハニカムシートの略平板状の基材シートがペルチェ素子の板面に直交する状態に配置された構造を備えている請求項1又は2に記載の除加湿装置。
  5. 吸着材が、骨格構造に少なくともAlとPを含む結晶性アルミノフォスフェート類である請求項1〜4の何れかに記載の除加湿装置。
  6. 流路切替装置は、アクチュエータによって作動するダンパーにより、各空気の振向け先を切り替える様になされている請求項1〜5の何れかに記載の除加湿装置。
  7. 吸着材モジュールの上流側および下流側には、当該吸着材モジュールの第1の吸着素子で除湿(又は加湿)された空気と第2の吸着素子で加湿(又は除湿)された空気との間で顕熱交換を行う熱交換器が配置されている請求項1〜6の何れかに記載の除加湿装置。
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