JP2009262580A - Dehumidifying/humidifying device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車室内空気を取り込んで除湿された空気と加湿された空気とを吹き出す車両用除加湿装置に関するものであり、特に吸着材の吸着/脱離機能を利用して、例えば、冬季において、人の居る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。 The present invention relates to a vehicle dehumidifying / humidifying device that takes in vehicle interior air and blows out dehumidified air and humidified air. Particularly, the present invention relates to an adsorption / desorption function of an adsorbent, for example, in winter. The present invention relates to a vehicle dehumidifying / humidifying device that supplies humidified air to a side where people are present.
車室内の空調技術の1つとして、車室内をより快適にし、か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。かかる技術として、例えば、下記の特許文献1には、冬季において車室内の空気を循環させつつ、窓ガラスの防曇用として車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あたり、車室内から車室外へ排出される一部の空気中の水分を活性炭、ゼオライトなどの吸着材によって捕捉し、捕捉した水分を車室内に戻すことにより、車室内の乾燥を防ぐようにした「車室内の空調方法」が提案されている。
As one of the air-conditioning techniques for the passenger compartment, various dehumidification / humidification techniques using the water vapor desorption function of the adsorbent have been studied in order to make the passenger compartment more comfortable and save energy. As such a technique, for example, in
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(車室内空気の排出流路)を通過する際に水分を吸着し、所定の脱離領域(車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、吸着材の水分を脱離させるようになっている。
しかしながら、上記の方法による従来装置では、排出した除湿風が吸込口へ回り込むことによって加湿性能が低下するという問題点がある。また、除加湿風の送風騒音が気になるという問題点がある。さらに、除湿風が効率良く前面窓ガラスに当らず、防曇性能がうまく発揮されないという問題点がある。 However, the conventional apparatus according to the above method has a problem that the humidification performance is lowered by the exhausted dehumidified air flowing into the suction port. In addition, there is a problem that the blowing noise of the dehumidified humid air is anxious. Furthermore, there is a problem that the dehumidified air does not efficiently hit the front window glass and the anti-fogging performance is not exhibited well.
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、除加湿風を効果的に利用することのできる車両用除加湿装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art, and an object thereof is to provide a vehicle dehumidifying / humidifying device capable of effectively using dehumidifying / humidifying air. It is in.
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、車室内空気を取り込んで除湿された空気と加湿された空気とにして吹き出す車両用除加湿装置であり、空気流通路としてのケーシング(1)には、送風手段(2)、吸着材モジュール(3)および流路切替部(4)が空気の流れ方向に沿って順に配設され、ケーシング(1)の最下流部には、加湿風を吹き出す加湿風吹出口(8)と、除湿風を吹き出す除湿風吹出口(9)とが設けられ、吸着材モジュール(3)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(30a、30b)を備えたペルチェ素子(30)と、通気可能なフィン(33)の表面に吸着材を把持させて板面(30a、30b)のそれぞれに配置された第1の吸着素子(31A)および第2の吸着素子(31B)とを備え、送風手段(2)によって送気される空気が各吸着素子(31A、31B)を通過可能に前記ケーシング(1)内に配置され、流路切替部(4)は、加湿風吹出口(8)および除湿風吹出口(9)に対し、第1の吸着素子(31A)を通過した空気と第2の吸着素子(31B)を通過した空気とを別々に分配可能で、かつ分配先を流路切替ドア(6)によって切り替え可能に構成され、ペルチェ素子(30)に流れる電流を逆転させてペルチェ素子(30)の吸熱部と放熱部とを入れ替えるとともに、流路切替部(4)は電流の逆転に応じて流路切替ドア(6)によって各空気の分配先を切り替えるように構成されている車両用除加湿装置において、
ケーシング(1)を車両の天板(50a)と内装材(50b)との間の天井(50)内に配設して、加湿風吹出口(8)から吹き出される加湿風を車両の乗員(Dr)周りに吹き出すとともに、除湿風吹出口(9)から吹き出される除湿風を天井(50)内に吹き出すことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, in the invention according to
The casing (1) is disposed in the ceiling (50) between the top plate (50a) of the vehicle and the interior material (50b), and the humidified air blown from the humidified air outlet (8) is sent to the vehicle occupant ( While being blown out around Dr), the dehumidified air blown out from the dehumidified air outlet (9) is blown out into the ceiling (50).
この請求項1に記載の発明によれば、除湿風が車室内へ出ないため、除湿風が吸込口(23)へ回り込んで加湿性能が低下するのを防ぐことができる。また、除湿風吹出口が車室内に開口していないため、除湿風の送風音(直達音)を無くすことができるうえ、除湿風の臭いを乗員に感じさせることがない。さらに、冬場などの低外気温時には、天井(50)内で結露するのを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the dehumidified air does not enter the passenger compartment, it is possible to prevent the dehumidified air from flowing into the inlet (23) and deteriorating the humidifying performance. In addition, since the dehumidifying air outlet is not opened in the vehicle interior, the blowing sound (direct sound) of the dehumidifying air can be eliminated, and the odor of the dehumidifying air is not felt by the passenger. Furthermore, it is possible to prevent condensation in the ceiling (50) at a low outside temperature such as in winter.
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の車両用除加湿装置において、加湿風吹出口(8)から吹き出される加湿風を送る送風ダクト(70、71)を天井(50)内に配設し、送風ダクト(70、71)から加湿風を運転者(Dr)の顔面に向けて吹き出すことを特徴としている。
Moreover, in invention of
乗員(Dr)へは、除加湿装置(100)のケーシング(1)から直接吹き出すようにしても良いが、この請求項2に記載の発明によれば、送風ダクト(70、71)を介して運転者(Dr)の顔面に向けて吹き出す構成とすることにより、除加湿装置(100)の本体部が運転者(Dr)の頭上になくても良く、運転者(Dr)の頭上スペースを狭くすることがない。そのうえ、加湿風の吹出端(70a、71a)を適切な位置に構成することができる。また、送風ダクト(70、71)を介することで加湿風の送風音(直達音)を低減することができる。
The occupant (Dr) may be blown out directly from the casing (1) of the dehumidifying / humidifying device (100), but according to the invention described in
また、請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の車両用除加湿装置において、除湿風吹出口(9)から吹き出される除湿風を送る送風ダクト(72)を天井(50)内に配設し、送風ダクト(72)から除湿風を車両の前面窓ガラス(51)の内面に向けて吹き出すことを特徴としている。
Moreover, in invention of
この請求項3に記載の発明によれば、除湿風を前面窓ガラス(51)の防曇に利用することができる。また、送風ダクト(72)を介して前面窓ガラス(51)の内面に向けて吹き出す構成とすることにより、除湿風の吹出端(72a、72b)を適切な位置に構成することができる。さらに、送風ダクト(72)を介することで除湿風の送風音(直達音)を低減することができる。 According to the third aspect of the present invention, the dehumidified air can be used for anti-fogging of the front window glass (51). Moreover, by setting it as the structure which blows off toward the inner surface of a front window glass (51) via a ventilation duct (72), the blowing end (72a, 72b) of a dehumidification wind can be comprised in an appropriate position. Furthermore, the blowing sound (direct sound) of the dehumidified air can be reduced through the air duct (72).
また、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の車両用除加湿装置において、送風ダクト(72)からの除湿風を前面窓ガラス(51)の上側左右部に向けて吹き出すことを特徴としている。この請求項4に記載の発明によれば、ダッシュボードの前端部、つまりは前面窓ガラス(51)の下端側から吹き出される車両空調装置のデフロスタ吹出風では曇りを晴らし難い前面窓ガラス(51)の上側左右部の曇りを、効率良く晴らすことができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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一例である。
Moreover, in invention of Claim 4, in the vehicle dehumidifying / humidifying device described in
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜5を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態における除加湿装置100の構造概要を示し、(a)は平面図、(b)は除加湿装置100を車両の天井50内に配設した状態での側面断面図である。本実施形態は、除加湿装置100を車両の天井50内に搭載し、車室内空気を取り込んで除湿空気と加湿空気とを吹き出すようにしたものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows an outline of the structure of a dehumidifying /
まず、除加湿装置100の構造について詳細に説明する。除加湿装置100は、図1(a)および(b)に示すように、空気が流通する流路として樹脂で成形したケーシング1の一端に、送風機(送風手段)2を接続して構成している。送風機2は、樹脂で成形した扁平なスクロールケーシング20と、その内部に配設された遠心多翼式のファン(シロッコファン)21と、そのファン21を駆動する送風モータ22とを備えている。そして、スクロールケーシング20の下方に開設された吸込口23から車室内空気を吸い込み、吹出口24から吹き出すようになっている。
First, the structure of the dehumidifying /
送風機2の吹出口24は、ケーシング1の吸込口10に接続され、吸い込んだ車室内空気をケーシング1内に供給する。ケーシング1内には、吸着材モジュール3および流路切替部4が、空気の流れ方向に沿って順次配設されている。ケーシング1は、設置場所に応じて各種の形状に設計できるが、上記のように、天井50内に設置するため、高さに相当する厚さ部分が薄く設計された扁平な略直方体の箱状に形成される。なお、ケーシング1の厚さ方向、長さ方向、幅方向の外郭形状は、天井50の形状に応じて、曲線状に形成されても良い。
The
ケーシング1の空気流れ下流端には、加湿風を吹き出す加湿風吹出口8と、除湿風を吹き出す除湿風吹出口9とが、幅方向に並べて設けられる。これらの加湿風吹出口8と除湿風吹出口9とは、ケーシング1に一体成形した仕切り壁(第2仕切り部)11によって区画形成されており、本実施形態では除湿風吹出口9に対して加湿風吹出口8を小さく形成している。なお、これら吹出口8、9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良い。
At the downstream end of the air flow of the
次に、本実施形態の吸着材モジュール3について、図2を用いて説明する。図2は、図1中の吸着材モジュール3の一例を示す斜視図である。吸着材モジュール3は、駆動機構を必要とせず、かつ熱効率の高いものを使用している。すなわち、吸着材モジュール3は、図2に示すように、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30a、30bを備えたペルチェ素子30と、通気可能なフィン33に吸着材を把持させて成り、かつペルチェ素子30の各板面30a、30bにそれぞれ直接配置された第1の吸着素子31Aおよび第2の吸着素子31Bとから構成される。
Next, the
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、コンピュータなど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型半導体とを多数配置するとともに、一方の金属板によってN−P接合を構成し、か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、か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。
As is well known, the
吸着素子31A、31Bは、アルミニウムなど、熱伝導率の良い金属で形成され、ペルチェ素子30の各板面30a、30に接触する基板32上に、通風方向に沿って多数枚のフィン33を立設したものである。吸着素子31A、31Bは、各々、通気可能なフィン33に吸着材を把持させて構成され、上記の薄型のケーシング1に収容するため、通常は外形形状を扁平な箱状に形成される。
The adsorbing
フィン33としては、小型化を図ることができ、しかも、大きな吸着面積を確保でき、か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。かかるフィンの構造としては、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、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であっても良い。
As the
本実施形態において、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、かつ低い温度で容易に脱離し得るゼオライトが好ましい。そして、吸着材モジュール3において吸着素子31A、31Bは、ペルチェ素子30の各板面30a、30b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ように配置されていれば良く、銀ペ一ストや伝熱グリスなどの熱伝導材料を介して配置されても良い。
In the present embodiment, the adsorbent satisfying the characteristics is preferably zeolite that can easily adsorb water vapor at a low humidity and can easily desorb at a low temperature. In the
なお、吸着材モジュール3は、図2に示すように扁平な直方体に形成されても良いし、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良い。吸着材モジュール3は、図1に示すように、送風機2によって送気される空気が各吸着素子31A、31Bを通過可能にケーシング1内に配置される。本実施形態においては、吸着材モジュール3を小型化するため、各板面30a、30b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。
In addition, the
また、上記の各吸着素子31A、31Bにおいては、各々、通気面積(フィン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。吸着素子31A、31Bの通気面積を上記のように設定した場合には、各吸着素子31A、31B内において通過する空気の流速を小さくすることができ、吸着および脱離機能を一層高めることができる。
Further, in each of the
更に、各吸着素子31A、31Bは、各々、空気の入口および出口の開口面積に対して、内部の通気方向に直交する断面の面積が大きく形成されていても良い。上記のように、吸着素子31A、31Bの内部の断面積を大きくした場合には、出入口近傍の幅方向側(平面視して左右)の側縁部分における通気時の圧力損失を低減できるため、各吸着素子31A、31Bにおける吸脱離効率を高めることができる。
Furthermore, each
本実施形態の除加湿装置100においては、上記の吸着材モジュール3において、各吸着素子31A、31Bの吸着操作、脱離操作を、5〜10分位毎で交互に切り替える。従って、本実施形態においては、加湿された空気を加湿風吹出口8から連続的に吹き出し、除湿された空気を除湿風吹出口9から連続的に吹き出すため、図1に示すように、吸着材モジュール3の下流側に流路切替部4が配置される。
In the dehumidifying /
空気の流路を切り替える機構としては、2つの可撓性管路を移動させてその接続先を変更するような機構、リンクなど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なども使用できる。しかし、装置構成を簡素化し、かつ小型化を図る観点から、図1に一例として示すように、流路切替部4は、アクチュエータ7によって回動する流路切替ドア6により、各空気の振り向け先を切り替えるようになっている。
As a mechanism for switching the air flow path, a mechanism that moves two flexible pipes to change the connection destination, two shutters that are operated synchronously by a link or the like are alternately opened and closed, and the connection destination is changed. A mechanism to change can also be used. However, from the viewpoint of simplifying the device configuration and reducing the size, as shown as an example in FIG. 1, the flow path switching unit 4 is directed to each air by a flow
まず、図1(b)に示すように、流路切替部4は、吸着材モジュール3の直下流側に配設された仕切り板(第1仕切り部)40により、第1の吸着素子31Aを通過した空気が流入する第1流入空間3Aと、第2の吸着素子31Bを通過した空気が流入する第2流入空間3Bとに区画されている。
First, as shown in FIG. 1B, the flow path switching unit 4 causes the first adsorption element 31 </ b> A to be moved by a partition plate (first partition unit) 40 disposed immediately downstream of the
また、仕切り板40の下流側は、図1(a)に示すように、ケーシング1に一体成形した仕切り壁11により、加湿風吹出口8に流出する加湿風流通路80と、除湿風吹出口9に流出する除湿風流通路90とに区画されており、除湿風流通路90に対して加湿風流通路80の通路断面積が小さくなっている。これにより、除湿風吹出口9から吹き出される除湿風の風量に対して、加湿風吹出口8から吹き出される加湿風の風量が少なくなっている。
Further, as shown in FIG. 1A, the downstream side of the
流路切替ドア6は、仕切り板40と仕切り壁11との間に配設され、1本のシャフト(回動軸)60がケーシング1の全幅を貫いている。具体的に、本実施形態の流路切替部4の構成および作動について、図3〜5も用いて説明する。図3は、図1中の流路切替ドア6の一例を示し、(a)は斜視図、(b)は(a)中のb視図である。
The flow
流路切替ドア6は、図3に示すように、シャフト60に、加湿風流通路80と第1流入空間3Aおよび第2流入空間3Bの一方とを連通させて他方を閉塞し、この連通/閉塞の状態を逆転しうる加湿側ドア61a、61bと、除湿風流通路90と第1流入空間3Aおよび第2流入空間3Bの一方とを連通させて他方を閉塞し、この連通/閉塞の状態を逆転しうる除湿側ドア62a、62bとを一体に備えている。
As shown in FIG. 3, the flow
なお、加湿側ドア61a、61bと除湿側ドア62a、62bとのドア面積は、両流通路80、90の通路断面積に略比例して、除湿側ドア62a、62bが大きく、加湿側ドア61a、61bが小さくなっている。また、シャフト60の一端側には、この流路切替ドア6を回動させるためのレバープレート63が設けられ、このレバープレート63がケーシング1の外部に出るよう、上下に2分割されたケーシング1で挟持されるように成っている。ケーシング1の外面には、レバープレート63の端部側と接続され、流路切替ドア6を切替駆動するサーボモータなどのアクチュエータ7が配設されている。
In addition, the door area of the
また、本実施形態では、流路切替ドア6の回動範囲(本実施形態では約60度)を小さくするために、加湿側ドアと除湿側ドアとをそれぞれ2枚ずつ形成しているが、加湿側ドアと除湿側ドアとを対向する位置に1枚ずつ形成し(例えば、図3(b)における61aと62a、もしくは、61bと62b)、それぞれのドアが閉塞する位置が入れ替わるように180度回動させる構造としても良い。ドアの回動範囲は大きくなるが、ドアの形状を簡単にすることができる。 Moreover, in this embodiment, in order to reduce the rotation range of the flow path switching door 6 (about 60 degrees in this embodiment), two humidifying doors and two dehumidifying doors are formed. One humidifying door and one dehumidifying door are formed at opposing positions (for example, 61a and 62a or 61b and 62b in FIG. 3B), and the positions where the respective doors are closed are switched 180. It is good also as a structure rotated degree. Although the rotation range of the door becomes large, the shape of the door can be simplified.
図4および図5は、流路切り替えのしくみを説明する図であり、それぞれの(a)は図1(a)中のa−a断面図、(b)は図1(a)中のb−b断面図である。そして、図4は第1の流路切替位置の状態を示し、流路切替ドア6を一方側(図4の状態)へ回動することにより、第1流入空間3Aと除湿風流通路90とが連通し、第2流入空間3Bと加湿風流通路80とが連通するようになる。
4 and 5 are diagrams for explaining the mechanism of channel switching. Each (a) is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1 (a), and (b) is b in FIG. 1 (a). It is -b sectional drawing. FIG. 4 shows a state of the first flow path switching position. By rotating the flow
つまり、図4(a)の加湿風吹出口8側では、第2流入空間3Bに流出した加湿風がそのまま加湿風吹出口8へ流出するとともに、第1流入空間3Aに流出した除湿風は、加湿風吹出口8への流路が加湿側ドア61bで閉塞されているため、第1流入空間3A内を紙面手前側へ流れて除湿風流通路90側へ移動し、そこから除湿風吹出口9へ流出するようになる。
That is, on the side of the humidified
同様に、図4(b)の除湿風吹出口9側では、第1流入空間3Aに流出した除湿風がそのまま除湿風吹出口9へ流出するとともに、第2流入空間3Bに流出した加湿風は、除湿風吹出口9への流路が除湿側ドア62bで閉塞されているため、第2流入空間3B内を紙面奥側へ流れて加湿風流通路80側へ移動し、そこから加湿風吹出口8へ流出するようになる。
Similarly, on the side of the dehumidifying
また、図5は第2の流路切替位置の状態を示し、流路切替ドア6を他方側(図5の状態)へ回動することにより、第1流入空間3Aと加湿風流通路80とが連通し、第2流入空間3Bと除湿風流通路90とが連通するようになっている。つまり、図5(a)の加湿風吹出口8側では、第1流入空間3Aに流出した加湿風がそのまま加湿風吹出口8へ流出するとともに、第2流入空間3Bに流出した除湿風は、加湿風吹出口8への流路が加湿側ドア61aで閉塞されているため、第2流入空間3B内を紙面手前側へ流れて除湿風流通路90側へ移動し、そこから除湿風吹出口9へ流出するようになる。
FIG. 5 shows the state of the second flow path switching position. By rotating the flow
同様に、図5(b)の除湿風吹出口9側では、第2流入空間3Bに流出した除湿風がそのまま除湿風吹出口9へ流出するとともに、第1流入空間3Aに流出した加湿風は、除湿風吹出口9への流路が除湿側ドア62aで閉塞されているため、第1流入空間3A内を紙面奥側へ流れて加湿風流通路80側へ移動し、そこから加湿風吹出口8へ流出するようになる。
Similarly, on the side of the dehumidifying
吸着材モジュール3においては、各吸着素子31A、31Bの吸着/脱離操作に準じた時間間隔、例えば5〜10分間隔でペルチェ素子30に流れる電流の方向を逆転させ、ペルチェ素子30の板面30a、30bにおける吸熱機能と放熱機能とを入れ替えるようになっている。
In the
また、流路切替部4においては、ペルチェ素子30の電流の逆転に応じて流路切替ドア6が回動され、吸着材モジュール3で処理された各空気の振り向け先が、一方の空気は加湿風吹出口8から除湿風吹出口9へ、他方の空気は除湿風吹出口9から加湿風吹出口8へ切り替えられるようになっている。
Further, in the flow path switching unit 4, the flow
この流路切替ドア6の作動するタイミングが、ペルチェ素子30の電流を逆転させて以降、ペルチェ素子30の各板面30a、30bの温度が高低逆転するまでの間であり、通常は電流の逆転以降約30〜60秒経過するまでの間である。このように、電流逆転後しばらくしてから流路切替ドア6を作動させて振り向け先を切り替えることで、より一層効率的に除湿空気および加湿空気を生成することができる。
The operation timing of the flow
なお、図示しないが、本実施形態の除加湿装置100には、送風機2の制御、吸着材モジュール3におけるペルチェ素子30の電流の制御、および流路切替部4におけるアクチュエータ7の制御を行うための制御装置が設けられる。そして、本除加湿装置100は、図1(b)に示すように、車両の天板50aと内装材50bとの間の天井50内に配設されている。
Although not shown, the dehumidifying /
除加湿装置100の加湿風吹出口8と除湿風吹出口9には、一体に形成された送風ダクト70が接続されている。加湿風吹出口8と連通した送風ダクト70の加湿風吹出口70aは、天井50から車室内の乗員Drへ向けられている。また、除湿風吹出口9と連通した送風ダクト70の除湿風吹出口70bは、天板50aと内装材50bとの間の天井50内空間ヘ向けられている。
An integrally formed
そして、本実施形態の除加湿装置100は、例えば外気が乾燥している冬季において以下のように稼働する。すなわち、送風機2は、車室内の空気を吸い込み、これを吸着材モジュール3の第1の吸着素子31Aおよび第2の吸着素子31Bにそれぞれ送気する。吸着材モジュール3においては、例えば、ペルチェ素子30の一方の板面30aが吸熱部として機能し、他方の板面30bが放熱部として機能する。
The dehumidifying /
このため、前記の板面30aによって第1の吸着素子31Aが冷却され、そのフィン33に把持された吸着材の吸着操作が進行し、フィン33を通過する空気中の水蒸気を吸着する。一方、第2の吸着素子31Bは、ペルチェ素子30の板面30bによって加熱され、その第2の吸着素子31Bのフィン33に把持された吸着材の脱離操作が進行し、フィン33を通過する空気に水蒸気を放出する。
For this reason, the
吸着材モジュール3の第1の吸着素子31Aを通過して除湿された空気は第1流入空間3Aに流出し、第2の吸着素子31Bを通過して加湿された空気は第2流入空間3Bに流出し、流路切替ドア6により、加湿された空気は加湿風流通路80に振り向けられて加湿風吹出口8から吹き出され、除湿された空気は除湿風流通路90に振り向けられて除湿風吹出口9から吹き出される。
The air that has been dehumidified through the
吸着材モジュール3において、吸着操作および脱離操作が所定時間行われると、ペルチェ素子30に印加される電圧が逆転され、ペルチェ素子30の吸熱部と放熱部とが入れ替えられる。換言すれば、ペルチェ素子30の板面30aが放熱部として機能し板面30bが吸熱部として機能する。そして、ペルチェ素子30の各板面30a、30bの機能の入れ替わりにより、各吸着素子31A、31Bにおいては、各々、吸着材の吸着/脱離操作が反転する。
In the
すなわち、上記の第1の吸着素子31Aは、冷却されていたそのフィン33が加熱されることにより、それまで吸着した水蒸気を脱離する。他方、上記の第2の吸着素子31Bは、加熱されていたそのフィン33が冷却されることにより、水蒸気の吸着を開始する。その結果、第1の吸着素子31Aは、これを通過する空気に水蒸気を放出して加湿し、第2の吸着素子31Bは、これを通過する空気中の水蒸気を吸着して除湿する。これにより、加湿された空気は第1流入空間3Aに流出し、除湿された空気は第2流入空間3Bに流出する。
That is, the
また、ペルチェ素子30に印加される電圧が逆転されると、流路切替ドア6が第1の流路切替位置から第2の流路切替位置に回動して流路が切り替えられる。すなわち、流路切替ドア6が、例えば図4に示す状態から図5に示す状態に切り替えられる。このため、吸着材モジュール3の第1の吸着素子31Aを通過して加湿された空気は第1流入空間3Aに流出し、第2の吸着素子31Bを通過して除湿された空気は第2流入空間3Bに流出し、流路切替ドア6により、加湿された空気は加湿風流通路80に振り向けられて加湿風吹出口8から吹き出され、除湿された空気は、除湿風流通路90に振り向けられて除湿風吹出口9から吹き出される。
When the voltage applied to the
本実施形態の除加湿装置100においては、上記のような吸着材モジュール3で吸着/脱離操作を一定のタイミングで反転させるとともに、これに応じて、除湿された空気と加湿された空気との吹出流路を流路切替ドア6によって切り替える。これにより、除湿風吹出口9から除湿された空気を連続して吹き出し、加湿風吹出口8から加湿された空気を連続して吹き出すことができる。そして、加湿された空気を乗員Drの快適性向上のために使用し、除湿された空気は天井50内空間ヘ排出される。
In the dehumidifying /
上記のように、本実施形態の除加湿装置100においては、吸着材を把持させた固定方式の一対の吸着素子31A、31Bをペルチェ素子30の吸熱部および放熱部として機能する各板面30a、30bにそれぞれ直接配置して吸着材モジュール3が構成される。吸着材モジュール3において、ペルチェ素子30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、各吸着素子31A、31Bに対する冷却と加熱を切り替えて吸着操作と脱離操作を反転させるとともに、流路切替ドア6を使用し、吸着操作と脱離操作の反転に応じて、第1の吸着素子31Aを通過した空気と第2の吸着素子31Bを通過した空気の振り向け先を切り替える。
As described above, in the dehumidifying /
従って、本実施形態の除加湿装置100においては、従来の吸着ローター方式のような回転駆動部を設ける必要がなく、しかも、ペルチェ素子30に各吸着素子31A、31Bが直接配置されており、吸着素子31A、31Bを加熱/冷却する際のペルチェ素子30と吸着素子との間の熱伝導性が高いため、吸着素子31A、31Bおよびペルチェ素子30を一層小型化できる。その結果、装置構成を簡素化でき、装置全体を一層小型化することができる。
Therefore, in the dehumidifying /
次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。ケーシング1を車両の天板50aと内装材50bとの間の天井50内に配設して、加湿風吹出口8から吹き出される加湿風を車両の乗員Dr周りに吹き出すとともに、除湿風吹出口9から吹き出される除湿風を天井50内に吹き出すようにしている。
Next, the features and effects of this embodiment will be described. The
これによれば、除湿風が車室内へ出ないため、除湿風が除加湿装置100の吸込口23へ回り込んで加湿性能が低下するのを防ぐことができる。また、除湿風吹出口が車室内に開口していないため、除湿風の送風音(直達音)を無くすことができるうえ、除湿風の臭いを乗員に感じさせることがない。さらに、冬場などの低外気温時には、天井50内で結露するのを防止することができる。
According to this, since the dehumidified air does not enter the vehicle interior, it is possible to prevent the dehumidified air from entering the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、本発明の第2実施形態における車両用除加湿装置の車両への配設状態を示す車両の部分側面断面図であり、図7は、図6の車両の部分平面図である。なお、本実施形態においては、上述した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a partial side cross-sectional view of the vehicle showing a state in which the vehicle dehumidifying / humidifying device according to the second embodiment of the present invention is installed in the vehicle, and FIG. 7 is a partial plan view of the vehicle of FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different configurations and features will be described.
本実施形態は、例えば外気が乾燥する冬季において、乗員、特に運転者Drには、加湿風ダクト(送風ダクト)71から加湿空気を供給するとともに、車両のフロントガラス(前面窓ガラス)51の内面には、除湿風ダクト(送風ダクト)72から防曇用の除湿空気を供給するようにしたものである。 In the present embodiment, for example, in the winter season when the outside air is dried, humidified air is supplied from the humidified air duct (blower duct) 71 to the occupant, particularly the driver Dr, and the inner surface of the windshield 51 (front window glass) of the vehicle. In this case, dehumidified air for anti-fogging is supplied from a dehumidified air duct (blower duct) 72.
図6および7に示すように、加湿風吹出口8には加湿風ダクト71が接続されている。加湿風ダクト71は天井50の空間内を配策され、その吹出端71aが運転席52に着座した運転者(乗員)Drの顔面へ向けられている。また、除湿風吹出口9には除湿風ダクト72が接続されている。除湿風ダクト72は天井50の空間内を配策され、その吹出端72a、72bは二股に分かれており、そのそれぞれがフロントガラス51の上側左右部ヘ向けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, a humidified
次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、加湿風吹出口8から吹き出される加湿風を送る加湿風ダクト71を天井50内に配設し、加湿風ダクト71から加湿風を運転者Drの顔面に向けて吹き出すようにしている。運転者Drへは、除加湿装置100のケーシング1から直接吹き出すようにしても良いが、これによれば、加湿風ダクト71を介して運転者Drの顔面に向けて吹き出す構成とすることにより、除加湿装置100の本体部が運転者Drの頭上になくても良く、運転者Drの頭上スペースを狭くすることがない。
Next, the features and effects of this embodiment will be described. First, the humidified
そのうえ、加湿風の吹出端71aを適切な位置に構成することができる。また、加湿風ダクト71を介することで加湿風の送風音(直達音)を低減することができる。なお、加湿風ダクト71の吹出端71aには、例えば手動ルーバーなど、吹出風の向きを調節する風向調節手段を設けても良い。
Moreover, the humidified
また、除湿風吹出口9から吹き出される除湿風を送る除湿風ダクト72を天井50内に配設し、除湿風ダクト72から除湿風を車両のフロントガラス51の内面に向けて吹き出すようにしている。これによれば、除湿風をフロントガラス51の防曇に利用することができる。また、除湿風ダクト72を介してフロントガラス51の内面に向けて吹き出す構成とすることにより、除湿風の吹出端72a、72bを適切な位置に構成することができる。さらに、除湿風ダクト72を介することで除湿風の送風音(直達音)を低減することができる。
Further, a dehumidifying
また、除湿風をフロントガラス51の上側左右部に向けて吹き出すようにしている。これによれば、ダッシュボードの前端部、つまりはフロントガラス51の下端側から吹き出される車両空調装置のデフロスタ吹出風では曇りを晴らし難いフロントガラス51の上側左右部の曇りを、効率良く晴らすことができる。
Further, the dehumidifying air is blown out toward the upper left and right portions of the
(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、図示しないが、本実施形態の除加湿装置100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の下流側には、吸着材モジュール3の第1の吸着素子31Aで除湿(または加湿)された空気と第2の吸着素子31Bで加湿(または除湿)された空気との間で熱交換を行う熱交換器が配置されても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows. For example, although not shown, in the dehumidifying /
これは、加湿風吹出口8から運転者Dr側へ吹き出される加湿空気は、各吸着素子31A、31Bにおいて脱離された水分を含む空気であるが、加熱脱離の際のペルチェ素子30の熱により、必要以上に高温となる場合もある。一方、除湿風吹出口9からフロントガラス51側へ吹き出される除湿空気は、ペルチェ素子30による冷却により低温になっている。そこで、本実施形態において、吸着材モジュール3の下流側に熱交換器が配置され、か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ように構成しても良い。
This is because the humidified air blown out from the humidified
上記の熱交換器としては、アルミニウムなどの熱伝導率の高い金属から成り、か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、か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、各種熱交換器を使用できる。 The heat exchanger includes a block-like sensible heat exchanger made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum and having a number of fins on the surface, and a plurality of parallel plates made of the same metal as described above. In addition, various heat exchangers such as a sensible heat exchanger such as an orthogonal heat exchanger in which high temperature air and low temperature air are allowed to flow adjacent to each other between adjacent flat plates can be used.
かかる熱交換器は、加湿風吹出口8へ至る流路と除湿風吹出口9へ至る流路とに跨って配置される。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、か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できる。
Such a heat exchanger is disposed across the flow path leading to the humidified
さらに、上記の熱交換器の配置位置は、流路切替ドア6の下流側が好ましい。流路切替ドア6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と流路切替ドア6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と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できる。
Furthermore, the arrangement position of the heat exchanger is preferably downstream of the flow
また、本実施形態においては、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、かつ除湿空気の温度を高めるため、図示しないが、吸着材モジュール3の下流側にペルチェ素子を利用した加熱冷却器を配置しても良い。この加熱冷却器は、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フィンを備え、か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。
In this embodiment, in order to lower the temperature of the humidified air blown from the
第1の熱交換素子および第2の熱交換素子の各フィンの構造としては、吸着材モジュール3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。加熱冷却器の位置は、流路切替ドア6の下流側、または、吸着材モジュール3と流路切替ドア6との間とされる。流路切替ドア6としては、各種の構造のものを使用できるが、例えば図1に示す前述の装置と同様の装置が使用される。
As the structure of each fin of the first heat exchange element and the second heat exchange element, a structure such as a corrugated type, a honeycomb type, or a lattice type can be used as in the
そして、流路切替ドア6の下流側に加熱冷却器を配置する場合には、流路切替ドア6を図1の場合と逆向きに配置し、吸着材モジュール3からの送風を流路構造(図示省略)により左右に振り分けることにより、下流側の加熱冷却器に加湿空気および除湿空気を導入することができる。なお、このように配置した場合には、加熱冷却器における温度変化が少ないため、熱損失を小さくすることができる。
And when arrange | positioning a heating / cooling device in the downstream of the flow-
本実施形態の除加湿装置100は、上記の加熱冷却器において、前述の吸着材モジュール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高めることができ、除湿空気の温度を確実に低くすることができる。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できる。
The dehumidifying /
なお、本実施形態の除加湿装置100は、流路切替ドア6の作動設定を切り替えることにより、例えば夏季などで外気が高湿度となる状況においては、加湿風吹出口8から除湿された空気を運転者Dr側へ吹き出すこともできる。また、車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良い。
Note that the dehumidifying /
1…ケーシング
2…送風機(送風手段)
3…吸着材モジュール
4…流路切替部
6…流路切替ドア
8…加湿風吹出口
9…除湿風吹出口
30…ペルチェ素子
30a、30b…板面
31A…第1の吸着素子
31B…第2の吸着素子
33…フィン
50…天井
50a…天板
50b…内装材
51…フロントガラス(前面窓ガラス)
70…送風ダクト
71…加湿風ダクト(送風ダクト)
72…除湿風ダクト(送風ダクト)
Dr…運転者(乗員)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
70 ...
72 ... Dehumidifying air duct (blower duct)
Dr ... Driver (occupant)
Claims (4)
空気流通路としてのケーシング(1)には、送風手段(2)、吸着材モジュール(3)および流路切替部(4)が空気の流れ方向に沿って順に配設され、前記ケーシング(1)の最下流部には、加湿風を吹き出す加湿風吹出口(8)と、除湿風を吹き出す除湿風吹出口(9)とが設けられ、
前記吸着材モジュール(3)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(30a、30b)を備えたペルチェ素子(30)と、通気可能なフィン(33)の表面に吸着材を把持させて前記板面(30a、30b)のそれぞれに配置された第1の吸着素子(31A)および第2の吸着素子(31B)とを備え、前記送風手段(2)によって送気される空気が前記各吸着素子(31A、31B)を通過可能に前記ケーシング(1)内に配置され、
前記流路切替部(4)は、前記加湿風吹出口(8)および前記除湿風吹出口(9)に対し、前記第1の吸着素子(31A)を通過した空気と前記第2の吸着素子(31B)を通過した空気とを別々に分配可能で、かつ分配先を流路切替ドア(6)によって切り替え可能に構成され、
前記ペルチェ素子(30)に流れる電流を逆転させて前記ペルチェ素子(30)の吸熱部と放熱部とを入れ替えるとともに、前記流路切替部(4)は前記電流の逆転に応じて前記流路切替ドア(6)によって各空気の分配先を切り替えるように構成されている車両用除加湿装置において、
前記ケーシング(1)を車両の天板(50a)と内装材(50b)との間の天井(50)内に配設して、前記加湿風吹出口(8)から吹き出される加湿風を車両の乗員(Dr)周りに吹き出すとともに、前記除湿風吹出口(9)から吹き出される除湿風を前記天井(50)内に吹き出すことを特徴とする車両用除加湿装置。 A vehicle dehumidifying / humidifying device that takes in vehicle interior air and blows it out as dehumidified air and humidified air.
In the casing (1) as an air flow passage, a blowing means (2), an adsorbent module (3), and a flow path switching unit (4) are sequentially arranged along the air flow direction, and the casing (1) In the most downstream part, a humidified air outlet (8) for blowing out the humidified air and a dehumidified air outlet (9) for blowing out the dehumidified air are provided,
The adsorbent module (3) includes an adsorbent on the surface of the Peltier element (30) having a pair of plate surfaces (30a, 30b) each functioning as a heat absorbing portion and a heat radiating portion, and a fin (33) that can be ventilated. Air that is held by the first adsorbing element (31A) and the second adsorbing element (31B) that are gripped and arranged on each of the plate surfaces (30a, 30b), and is supplied by the blowing means (2) Is disposed in the casing (1) so as to be able to pass through the adsorption elements (31A, 31B),
The flow path switching unit (4) includes the air that has passed through the first adsorption element (31A) and the second adsorption element (31B) with respect to the humidified air outlet (8) and the dehumidified air outlet (9). ) And the air passing through can be separately distributed, and the distribution destination can be switched by the flow path switching door (6),
The current flowing through the Peltier element (30) is reversed to replace the heat absorption part and the heat dissipation part of the Peltier element (30), and the flow path switching part (4) switches the flow path according to the reversal of the current. In the vehicle dehumidifying / humidifying device configured to switch the distribution destination of each air by the door (6),
The casing (1) is disposed in the ceiling (50) between the top plate (50a) of the vehicle and the interior material (50b), and the humidified air blown from the humidified air outlet (8) is supplied to the vehicle. A dehumidifying / humidifying device for a vehicle, which blows out around a passenger (Dr) and blows out dehumidified air blown from the dehumidified air outlet (9) into the ceiling (50).
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