JP2009293836A - 除加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で加湿通風路での結露を防止することができる除加湿装置を提供する。
【解決手段】除加湿装置１００は、ケーシング１と、送風機２と、ペルチェ素子３０を有する吸着モジュール３と、流路を切替る流路切替部４と、加湿風通路８０内に設けられ、周囲の温度に基づいて水分を吸着および放出する吸着部２５と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、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除加湿装置に関する。

従来技術の除加湿装置として、熱電変換素子の両面に吸放熱板を取り付け、片面に吸着材を取り付けた構成の装置がある。このような除加湿装置では、熱電変換素子に印加する直流電圧の極性を切り替え、吸着作動時は吸着材を冷やし、脱湿作動時には吸着材を温め、除加湿を行っている（たとえば特許文献１参照）。
特開平７−１０３５０４号公報

前述の従来技術では、空気通路のうち加湿風通路は加湿風が通過するので、除加湿装置が停止後に加湿風通路内に残存している水分が加湿風通路で結露し、除加湿装置を再び起動した加湿風が通過するときに結露した水の飛散、臭いの発生、およびカビ菌が発生するという問題がある。このような問題を解決する手段として、加湿風通路が露点温度以上となるように加湿風通路を加熱する加熱手段を新たに追加する方法があるが、加熱手段を新たに追加すると除加湿装置の体格が大きくなり、また除加湿装置の構成が複雑になるという問題がある。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で加湿通風路での結露を抑制することができる除加湿装置を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明は、加湿風が通過する加湿風通路（８０）と、除湿風が通過する除湿風通路（９０）とが形成されるケーシング（１）と、
ケーシング内に空気を送風する送風手段（２）と、
ケーシング内に設けられ、送風手段によって送風される空気を加湿および除湿する空調手段（３）であって、板状に形成され、厚み方向両方の面部のうち、いずれか一方の面部が吸熱部として機能し、いずれか他方の面部が放熱部として機能するペルチェ素子（３０）、ペルチェ素子の一方の面部に設けられ一方の面部の温度に基づいて水分を吸着および放出する第１の吸着素子（３１Ａ）、およびペルチェ素子の他方の面部に設けられ他方の面部の温度に基づいて水分を吸着および放出する第２の吸着素子（３１Ｂ）を有する空調手段と、
第１の吸着素子を通過した空気を加湿風通路に導き、かつ第２の吸着素子を通過した空気を除湿風通路に導く状態と、第１の吸着素子を通過した空気を除湿風通路に導き、かつ第２の吸着素子を通過した空気を加湿風通路に導く状態と、にわたって切替る流路切替手段（４）と、
加湿風通路に設けられ、周囲の温度に基づいて水分を吸着および放出する吸着部（２５）と、を含むことを特徴とする除加湿装置である。

本発明に従えば、空調手段によって加湿された加湿風は、流路切替手段によって加湿風通路を通過する。このような加湿風通路には、吸着部が設けられる。吸着部を設けることによって、加湿風通路に発生する結露を吸着することができる。これによって加湿風通路が結露することによる異臭の発生、およびカビ菌の繁殖を抑制することができる。また新たに加熱手段を設けることなく、加湿風通路に電気的および機械的に動作させる必要のない手段である吸着部を設けるという簡単な構成で本発明の除加湿装置を実現することができる。

また本発明は、第１の吸着素子、第２の吸着素子および吸着部が同じ絶対湿度において、
吸着部の水分を放出する放出温度域の最低温度である放出下限温度は、第１の吸着素子および第２の吸着素子の放出下限温度より低いことを特徴とする。

本発明に従えば、第１の吸着素子および第２の吸着素子（以下、これら２つの吸着素子を総称して「空調用吸着素子」ということがある）の放出下限温度は、ペルチェ素子によって加熱される面部の温度に基づいて設定される。したがって空調用吸着素子によって加湿された空気は、空調用吸着素子の放出下限温度以上となる。また吸着部は、周囲の温度に基づいて水分を吸着および放出するが、吸着部の放出下限温度を、空調用吸着素子の放出下限温度より低くすることによって、加湿風通路を通過する加湿風によって吸着部を放出下限温度以上にすることができる。このように加湿風が加湿風通路を通過することによって吸着部が暖められ、吸着部が吸着した水分を放出する。したがって吸着部は、除加湿装置が停止後は水分を放出した状態であるので、停止後から除加湿装置が再び起動するまでの間に加湿風通路に発生する結露を効率よく吸着することができる。これによって除加湿装置の起動時に加湿風通路に結露が発生することを抑制することができる。

さらに本発明は、吸着部の水分を吸着する吸着温度域の最高温度である吸着上限温度は、加湿風通路を通過する加湿風の露点より高いことを特徴とする。

本発明に従えば、吸着部の吸着上限温度は、加湿風通路を通過する加湿風の露点より高いので、加湿風通路の温度が露点以下で発生する水分を吸着部によって確実に吸着することができる。これによって加湿風通路にて結露が発生することを確実に防ぐことができる。

さらに本発明は、吸着部の放出下限温度は、加湿風通路を通過する加湿風の温度より低いことを特徴とする。

本発明に従えば、吸着部の放出下限温度は、加湿風通路を通過する加湿風の温度より低いので、加湿風が加湿風通路を通過することによって吸着部が吸着した水分を確実に放出させることができる。これによって除加湿装置の起動時に加湿風通路に結露が発生していることを確実に防止することができる。

さらに本発明は、吸着部は、加湿風通路を形成するケーシングの部位の内壁部（１ａ）に設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、吸着部は、加湿風通路を形成するケーシングの部位の内壁部に設けられるので、内壁部に発生する結露を逃すことなく確実に吸着することができる。

なお、前述の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一例である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図８を用いて説明する。図１は、第１実施形態の除加湿装置１００を示す平面断面図である。図２は、除加湿装置１００の側面断面図である。本実施形態の除加湿装置１００は、たとえば車両の車室内に搭載され、車室内空気を取り込んで除湿風と加湿風とを吹き出す車両用の除加湿装置１００に適用される。除加湿装置１００は、たとえば外気が乾燥する冬季において、車両前面窓ガラスの内面側に防曇用の除湿風を供給するとともに、乗員側には加湿風を供給するために使用される。除加湿装置１００は、たとえば車室内の天井部分に設置される。除加湿装置１００は、ケーシング１、吸着部２５、送風機２、吸着モジュール３、流路切替部４、アクチュエータ７および制御装置（図示せず）を含む。

ケーシング１は、空気が流通する流路を形成する。ケーシング１は、空気が流通する流通方向に沿って延びるように長手状に形成される。ケーシング１内には、吸着モジュール３および流路切替部４が、空気の流通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、たとえば車室内の天井に設置するため、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。またケーシング１は、天井形状に応じて、外郭形状を曲線状に形成してもよい。ケーシング１は、たとえば樹脂からなる。

以下、ケーシング１が延びる方向であって、空気が流通する方向を長さ方向Ｙ（図１における左右方向）と称し、長さ方向Ｙに直交する方向を幅方向Ｘ（図１における上下方向）と称し、長さ方向Ｙおよび幅方向Ｘに垂直な方向を厚さ方向Ｚ（図１の紙面に垂直な方向）と称することがある。

ケーシング１には、送風機２から送風される空気が流通する通路として、メイン通路２６、加湿風通路８０および除湿風通路９０が形成される。メイン通路２６は、加湿風通路８０および除湿風通路９０の上流側に設けられる。メイン通路２６を通過した空気は、加湿風通路８０および除湿風通路９０にそれぞれ送られる。ケーシング１の長さ方向Ｙ一方の端部には、メイン通路２６に空気を送るために、外方に開口する吸込口１０が形成される。

加湿風通路８０は、ケーシング１の内壁によって形成され、除湿風通路９０とは別に空気が流通する通路である。換言すると、加湿風通路８０および除湿風通路９０は、ケーシング１の内壁によって、それぞれ独立した通路として形成される。したがって加湿風通路８０を流通する加湿風は、除湿風通路９０には流通しない。ケーシング１の空気流れ下流端である長さ方向Ｙ他方の端部（図１における左方）には、加湿風通路８０を流下した加湿風が吹き出す加湿風吹出口８と、除湿風通路９０を流下した除湿風が吹き出す除湿風吹出口９とが、幅方向Ｘに並んでそれぞれ設けられる。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。加湿風吹出口８には、たとえば乗員側へ向けられたフェイス吹出ダクト（図示せず）が接続され、除湿風吹出口９には、たとえば車両前面窓ガラスなどへ向けられたデフロスタ吹出ダクト（図示せず）が接続される。

送風機２は、送風手段であって、ケーシング１の長さ方向Ｙ一方（図１の右方）の端部に設けられる。送風機２は、たとえば多翼ファン２１、ラジアルファンおよびターボファンなどを含む遠心式の送風機２であって、回転軸線方向から吸入した空気を径方向外方に吹き出すように構成される。本実施の形態の送風機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多翼ファン２１と、その多翼ファン２１を駆動する送風モータ２２とを備えている。

スクロールケーシング２０は、多翼ファン２１が空気を送り出すための吹出口２４を形成する。スクロールケーシング２０は、多翼ファン２１の半径方向に臨む壁部である。スクロールケーシング２０は、多翼ファン２１を半径方向外方から取り囲み、吹出口２４に向けて徐々に拡がる渦巻状の流路を形成する。

スクロールケーシング２０の厚さ方向Ｚ他方（図２における下方）の下面部は、外部からの空気をスクロールケーシング２０内に流入させるための開口２３が形成される。これによって開口２３からスクロールケーシング２０内に流入した空気は、渦巻状の流路によって径方向および周方向に整流されて吹出口２４から長さ方向Ｙ他方に向かって送られる。送風機２の吹出口２４は、ケーシング１の長さ方向Ｙ一方に形成される吸込口１０に接続され、吸い込んだ空気をケーシング１内に供給する。

次に、吸着モジュール３について、図３を用いて説明する。図３は、吸着モジュール３を示す斜視図である。吸着モジュール３は、メイン通路２６に設けられる。吸着モジュール３は、空気が通過することができるように構成される。吸着モジュール３は、空調手段であって、送風機２によって送風される空気を加湿および除湿する。吸着モジュール３は、ペルチェ素子３０、第１の吸着素子３１Ａおよび第２の吸着素子３１Ｂを含む。

ペルチェ素子３０は、ペルチェ効果を利用した板状の熱電素子であり、通電されるとその厚さ方向Ｚ一端面側で吸熱作用を果たし、厚さ方向Ｚ他端面側で放熱作用を果たす熱電素子である。ペルチェ素子３０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、係る素子においては、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。ペルチェ素子３０は、板状に形成され、厚さ方向Ｚに直交する２つの板面部３０ａ，３０ｂが吸熱部および放熱部として機能する。

第１の吸着素子３１Ａは、ペルチェ素子３０の厚さ方向Ｚ一方の板面部３０ａに設けられる。第２の吸着素子３１Ｂは、ペルチェ素子３０の厚さ方向Ｚ他方の板面部３０ｂに設けられる。第１の吸着素子３１Ａと第２の吸着素子３１Ｂとは構成が略同一であるので、第１の吸着素子３１Ａに関して説明し、第２の吸着素子３１Ｂに関しては説明を省略する。第１の吸着素子３１Ａは、ペルチェ素子３０の一方の板面部３０ａの温度に基づいて水分を吸着および放出する。第１の吸着素子３１Ａは、冷却されると吸着量が増え水分を吸収し、通過する空気を除湿する。また第１の吸着素子３１Ａは、加熱されると吸着量が減り水分を放出し、通過する空気を加湿する。

第１の吸着素子３１Ａは、基板３２およびフィン３３を含み、基板３２およびフィン３３の表面には空調用吸着材が塗布される。基板３２およびフィン３３は、アルミニウムなど熱伝導率に優れる金属で形成される。基板３２は、平板状であって、ペルチェ素子３０の板面部３０ａに積層するように設けられる。フィン３３は、基板３２から厚さ方向Ｚ外方に突出して複数設けられる。フィン３３は、長さ方向Ｙに沿って延びるように複数設けられ、幅方向Ｘに離間するように設けられる。

空調用吸着材は、低い湿度で水分を容易に吸着し、かつ低い温度で容易に脱離し得る材料、たとえばゼオライトが好ましい。吸着モジュール３において各吸着素子３１Ａ，３１Ｂは、ペルチェ素子３０の各板面部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、銀ペー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。

吸着モジュール３は、各吸着素子３１Ａ，３１Ｂの吸着および脱離操作に準じた時間間隔、たとえば５分以上１０分以下の間隔でペルチェ素子３０に流れる電流の方向が逆転され、ペルチェ素子３０の板面部３０ａ，３０ｂにおける吸熱機能と放熱機能とが入れ替えられるように制御される。吸着モジュール３は、加熱側の吸着素子が水分を放出しきる前に、電流の方向が逆転される。

次に、吸着部２５に関して説明する。吸着部２５は、加湿風通路８０に設けられ、周囲の温度に基づいて水分を吸着および放出する。吸着部２５は、吸着性を有し、加湿風が通過できるように加湿風通路８０内に設けられる。吸着部２５の周囲の温度は、たとえば除加湿装置１００が動作している状態では通過する加湿風の温度であり、除加湿装置１００が動作していない状態では加湿風通路８０を形成するケーシング１の部位の温度である。したがって除加湿装置１００が動作していない状態では吸着部２５の周囲の温度は、車室内の温度と略等しい。またこのような周囲の温度と吸着部２５の温度とは略等しくなる。したがって吸着部２５の温度は、たとえば車室内温度が低い冬季では、除加湿装置１００が停止している状態では車室内温度と略等しく、除加湿装置１００が動作すると徐々に温度が上昇し、動作開始後予め定める時間経過後では加湿風通路８０を通過する加湿風の温度と略等しくなる。

吸着部２５は、周囲の温度が低いと吸着量が増え水分を吸収する。また吸着部２５は、周囲の温度が高くなると吸着量が減り水分を放出し、通過する空気を加湿する。吸着部２５は、たとえば除湿用吸着材（図示せず）が塗布され、長さ方向Ｙに沿って延びる複数の貫通孔（図示せず）が形成されるハニカム構造で構成される。

次に、吸着部２５の吸着特性に関して説明する。吸着部２５の吸着特性は、除湿用吸着材が塗布された構成の場合、除湿用吸着材の吸着特性によって決定される。図４は、予め定める絶対湿度（０．０１３ｋｇ／ｋｇ）における除湿用吸着材と空調用吸着材との吸着特性を示すグラフである。図４に示すグラフの横軸は温度（℃）を示し、縦軸は吸着材乾燥重量１ｇあたりの吸着量（ｇ）を示す。

図４に示すように、除湿用吸着剤の波形（図４の左方側の波形）および空調用吸着材の波形（図４の右方側の波形）は、ともに変曲点を有する波形である。除湿用吸着材および空調用吸着材は、変曲点を含む遷移温度域を基準として、遷移温度域より温度が低い場合は吸着量が多い状態、たとえば吸着量が０．１５ｇ以上である。また除湿用吸着材および空調用吸着材は、遷移温度域の温度を基準として、遷移温度域より温度が高い場合は吸着量が少ない状態、たとえば吸着量が０．０３ｇ以下である。このように遷移温度域より低い温度は、水分を吸着する吸着温度域であり、遷移温度域より高い温度は、水分を放出する放出温度域となる。遷移温度域の最低温度は、水分を多量に吸着する吸着温度域の最高温度である吸着上限温度である。また遷移温度域の最高温度は、水分を多量に放出する放出温度域の最低温度である放出下限温度である。

除湿用吸着材は、図４に示すように、同じ絶対湿度において吸着放出の変曲点が空調用吸着材より低い温度に位置する。変曲点は、遷移温度域の中央の温度である。したがって除湿用吸着材の吸着上限温度は、空調用吸着材の吸着上限温度より低く、かつ除湿用吸着材の放出下限温度は、空調用吸着材の放出下限温度より低い。

また除湿用吸着材の変曲点の温度は、加湿風通路を通過する加湿風の露点より高い。また除湿用吸着材の吸着上限温度は、加湿風通路を通過する加湿風の露点より高い。加湿風通路を通過する加湿風の露点は、絶対湿度が０．０１３ｇ／ｇの加湿風の場合、約１８度である。さらに除湿用吸着材の変曲点は、加湿風通路８０を通過する加湿風の温度より低い。また除湿用吸着材の放出下限温度は、加湿風通路８０を通過する加湿風の温度より低い。

このような除湿用吸着材は、前述の空調用吸着材と同様の材料、たとえばゼオライトが好ましい。ゼオライトの成分を適宜選択することによって、変曲点の温度、吸着量および放出量が適宜設定される。

次に、図４のグラフに沿って、たとえば車室内温度が低い冬季における除湿用吸着材および空調用吸着材の温度変化に関して説明する。加湿風通路８０は、除加湿装置１００が動作する前の状態では、除湿用吸着材の変曲点より低い第１温度Ｔ１（約１０度）である。第１温度Ｔ１では、第２温度Ｔ２（露点＝約１８度）より低いので、加湿風通路８０には結露が発生する可能性がある。しかしながら、加湿風通路８０には除湿用吸着材が設けられている。除湿用吸着材は、第１温度Ｔ１では吸着温度域であり、吸着量が約０．１８ｇであるので、第２温度Ｔ２以下の第１温度Ｔ１で発生する水分を吸着する。したがって加湿風通路８０では、結露が発生しない。

次に、除加湿装置１００が動作すると、加湿風通路８０に加湿風が通過する。加湿風の温度は、ペルチェ素子３０の放熱部として機能する板面部３０ａ，３０ｂの温度に近似しているので、空調用吸着材の変曲点の第６温度Ｔ６（約４２度）より高い第７温度Ｔ７（約５０度）である。これによって車室内温度が上昇し、車室内温度は第３温度Ｔ３（除湿用吸着材の変曲点）よりも高い第４温度Ｔ４となる。車室内温度の上昇にともなって、加湿風通路８０の温度も上昇し、第４温度Ｔ４よりも高い第５温度Ｔ５となる。除湿用吸着材は、第５温度Ｔ５は変曲点より高い温度である放出温度域であり、吸着量が約０．０２ｇであるので、第１温度Ｔ１にて吸着した水分を放出する。

次に、除加湿装置１００が再び停止すると、除湿用吸着材が水分を放出した状態であり、加湿風通路８０の温度が低下するのにともなって除湿用吸着材の温度が低下する。したがって除湿用吸着材は、前述の除加湿装置１００が動作する前の状態に戻り、たとえば第１温度Ｔ１（約１０度）となる。これによって前述のような動作が繰り返される。

このように除湿用吸着材、加湿風の絶対湿度において、加湿風通路８０の温度が低いときは水分を吸着し、結露を防止することができる。また除加湿装置１００の動作によって、加湿風通路８０の温度が変曲点Ｔ３以上になると吸着していた水分を放出する。これによって除加湿装置１００は再生され、低温時に再度水分を吸着できるようになる。

次に、流路切替部４に関して説明する。図５は、流路切替部４を示す斜視図である。図６は、流路切替部４を示す側面図である。除加湿装置１００は、吸着モジュール３の各吸着素子３１Ａ，３１Ｂの吸着操作および脱離操作を、５〜１０分位毎で交互に切り替える。したが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、吸着モジュール３の下流側に流路切替部４が配置される。

流路切替部４は、流路切替手段であって、吸着モジュール３を通過した空気の振り向け先を切り替えるように構成される。流路切替部４は、第１の吸着素子３１Ａを通過した空気を加湿風通路８０に振り分け、第２の吸着素子３１Ｂを通過した空気を除湿風通路９０に振り分ける状態と、第１の吸着素子３１Ａを通過した空気を除湿風通路９０に振り分け、第２の吸着素子３１Ｂを通過した空気を加湿風通路８０に振り分ける状態とを切り替える。

流路切替部４は、図２に示すように、吸着モジュール３の下流側に配設された仕切り板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。

仕切り板４０の下流側は、図２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に連なる加湿風通路８０と、除湿風吹出口９に連なる除湿風通路９０とに区画されており、除湿風通路９０に対して加湿風通路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。

流路切替部４は、複数の流路切替ドア６およびシャフト６０を含む。流路切替ドア６は、仕切り板４０と仕切り壁１１との間に配設される。シャフト６０は、流路切替ドア６が一体に設けられる。シャフト６０は、ケーシング１の幅方向Ｘに沿って、回転可能に設けられる。

シャフト６０には、４つの流路切替ドア６であって、２つの加湿側ドア６１ａ，６１ｂと、２つの除湿側ドア６２ａ，６２ｂとが設けられる。流路切替ドア６の回動範囲θ（本実施形態では約６０度）を小さくするために、加湿側ドア６１ａ，６１ｂと除湿側ドア６２ａ，６２ｂとをそれぞれ２つずつ設けられる。加湿側ドア６１ａ，６１ｂは、その角度位置に応じて、加湿風通路８０と第１流入空間３Ａとを連通し、加湿風通路８０と第２流入空間３Ｂとを閉塞する状態と、これとは逆に、加湿風通路８０と第２流入空間３Ｂとを連通し、加湿風通路８０と第１流入空間３Ａとを閉塞する状態と、を切り替える。また除湿側ドア６２ａ，６２ｂは、加湿側ドア６１ａ，６１ｂと同様にその角度位置に応じて、除湿風通路９０と第１流入空間３Ａとを連通し、除湿風通路９０と第２流入空間３Ｂとを閉塞する状態と、これとは逆に、除湿風通路９０と第２流入空間３Ｂとを連通し、除湿風通路９０と第１流入空間３Ａとを閉塞する状態と、を切り替える。

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の外部に突出するように構成される。ケーシング１の外面には、レバープレート６３の端部と接続され、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。

次に、流路切替部４の動作に関して説明する。図７および図８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のａ−ａ断面図、（ｂ）は図１のｂ−ｂ断面図である。図７は、流路切替部４が第１の流路切替位置にある状態を示す。図８は、流路切替部４が第２の流路切替位置にある状態を示す。

流路切替部４が第１の流路切替位置にある状態では、加湿側ドア６１ａ，６１ｂは、加湿風通路８０と第１流入空間３Ａとを閉塞し、加湿風通路８０と第２流入空間３Ｂとを連通する状態である。また除湿側ドア６２ａ，６２ｂは、除湿風通路９０と第１流入空間３Ａとを連通し、除湿風通路９０と第２流入空間３Ｂとを閉塞する状態である。

したがって図７（ａ）に示すように加湿風吹出口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内を幅方向Ｘ他方（図７の紙面手前側）へ流れて除湿風通路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。

同様に、図７（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内を幅方向Ｘ一方（図７の紙面奥側）へ流れて加湿風通路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。

流路切替部４が第２の流路切替位置にある状態では、前述の第１の流路切替位置とは逆の状態であって、加湿側ドア６１ａ，６１ｂは、加湿風通路８０と第１流入空間３Ａとを連通し、加湿風通路８０と第２流入空間３Ｂとを閉塞する状態である。また除湿側ドア６２ａ，６２ｂは、除湿風通路９０と第１流入空間３Ａとを閉塞し、除湿風通路９０と第２流入空間３Ｂとを連通する状態である。

したがって図８（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内を幅方向Ｘ他方（図８の紙面手前側）へ流れて除湿風通路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。

同様に、図８（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内を幅方向Ｘ一方（図８の紙面奥側）へ流れて加湿風通路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。

制御装置（図示せず）は、制御手段であって、送風機２の制御、吸着モジュール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。制御装置は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。

制御装置は、ペルチェ素子３０の電流の逆転に応じて流路切替ドア６を回動するように制御し、吸着モジュール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へ切り替える。流路切替ドア６の作動するタイミングは、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の各板面部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秒以上６０秒以下の時間が経過するまでの間である。制御装置は、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風および加湿風を生成することができる。

次に、除加湿装置１００の動作に関して説明する。除加湿装置１００は、たとえば外気が乾燥している冬季において次のように動作する。送風機２は、車室内の空気を吸い込み、これを吸着モジュール３の第１の吸着素子３１Ａおよび第２の吸着素子３１Ｂにそれぞれ送風する。吸着モジュール３においては、たとえば、ペルチェ素子３０の一方の板面部３０ａが吸熱部として機能し、他方の板面部３０ｂが放熱部として機能する。

このため、一方の板面部３０ａによって第１の吸着素子３１Ａが冷却され、そのフィン３３に設けられた空調用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分を吸着する。第２の吸着素子３１Ｂは、ペルチェ素子３０の他方の板面部３０ｂによって加熱され、その第２の吸着素子３１Ｂのフィン３３に設けられた空調用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。

吸着モジュール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通路８０に振り向けられ、吸着部２５で前述のように放出された水分とともに加湿風吹出口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。

吸着モジュール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、一方の板面部３０ａが放熱部として機能し、他方の板面部３０ｂが吸熱部として機能する。そして、ペルチェ素子３０の各板面部３０ａ，３０ｂの機能の入れ替わることによって、各吸着素子３１Ａ，３１Ｂにおいては、各々、空調用吸着材の吸着操作および脱離操作が反転する。

したがって第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。また第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２流入空間３Ｂに流出し、除湿された空気は第１流入空間３Ａに流出する。

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。したがって流路切替ドア６が、たとえば図７に示す状態から図８に示す状態に切り替えられる。このため、吸着モジュール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通路８０に振り向けられ、吸着部２５で前述のように放出された水分とともに加湿風吹出口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。

除加湿装置１００は、前述のような吸着モジュール３で吸着操作および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、除湿された空気を窓ガラスの防曇用に使用し、加湿された空気を快適性向上のために使用する。

以上説明したように本実施の形態の除加湿装置１００は、加湿風通路８０に吸着部２５が設けられる。水分を吸着する吸着部２５を設けることによって、加湿風通路８０に発生する結露を吸着することができる。これによって加湿風通路８０が結露することによる異臭の発生、およびカビ菌の繁殖を抑制することができる。また新たに加熱手段を設けることなく、加湿風通路８０に電気的および機械的に動作させる必要のない手段である吸着部２５を設けるという簡単な構成で除加湿装置１００を実現することができる。

本実施の形態では、吸着部２５は、長さ方向Ｘの延び、除湿風通路９０に対して通路断面積が小さい加湿風通路８０に設けられる。このような加湿風通路８０では、除湿風通路９０より風量が小さい分、加湿風の風速が速く、また加湿風は車室内の乗員に向けられているので、結露による水分が勢いよく飛散し、乗員が濡れるおそれがあるが、このような加湿風通路８０であって、吸着部２５を設けることによって結露の発生を抑制することができる。

本実施の形態では、空調用吸着材の変曲点の温度は、ペルチェ素子３０によって加熱される板面部３０ａ，３０ｂの温度に基づいて設定される。したがって吸着モジュール３によって加湿された空気は、空調用吸着材の変曲点の温度以上となる。また除湿用吸着材は、周囲の温度に基づいて水分を吸着および放出するが、除湿用吸着材の変曲点の温度を、空調用吸着材の変曲点の温度より低くすることによって、加湿風通路８０を通過する加湿風によって除湿用吸着材を変曲点の温度以上にすることができる。このように加湿風が加湿風通路８０を通過することによって除湿用吸着材が暖められ、除湿用吸着材が吸着した水分を放出する。したがって除湿用吸着材は、除加湿装置１００が停止後は水分を放出した状態であるので、停止後から除加湿装置１００が再び起動するまでの間に加湿風通路８０に発生する結露を効率よく吸着することができる。これによって除加湿装置１００の起動時に加湿風通路８０に結露が発生していることを防止することができる。

本実施の形態では、除湿用吸着材の変曲点の温度は、加湿風通路８０を通過する加湿風の露点より高いので、加湿風通路８０の温度が露点以下で発生する水分を除湿用吸着材によって確実に吸着することができる。これによって加湿風通路８０にて結露が発生することを確実に防ぐことができる。

また本実施の形態では、空調用吸着材を塗布などによって設け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部３０ａ，３０ｂにそれぞれ直接配置して吸着モジュール３が構成される。吸着モジュール３は、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。

したがって除加湿装置１００は、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を加熱および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。

また流路切替部４は、アクチュエータ７によって回動することによって、各空気の振り向け先を切り替えることができる。したがって簡単な構成で流路の切替を実現できるので、流路切替部４を小形化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図９を用いて説明する。図９は、第２実施形態の除加湿装置１００Ａを示す平面断面図である。本実施の形態の除加湿装置１００Ａは、吸着部２５Ａの構成が前述の第１実施形態の除加湿装置１００と異なる。

吸着部２５Ａは、加湿風通路８０を形成するケーシング１の内壁部１ａに設けられる。内壁部１ａは、ケーシング１の内周面部と同義である。吸着部２５Ａは、粘着性を有するペースト状であって、内壁部１ａに塗布されることによって設けられる。吸着部２５Ａの長さ方向Ｙ他方の端部は、加湿風通路８０の加湿風吹出口８まで位置する。

このように本実施の形態では、吸着部２５Ａは、加湿風通路８０を形成するケーシングの部位の内壁部１ａに設けられるので、内壁部１ａに発生する結露を逃すことなく確実に吸着することができる。

また本実施の形態では、吸着部２５Ａの長さ方向Ｙ他方の端部は、加湿風吹出口８を形成するケーシングの部位に位置する。したがって水分が車室内に飛散される飛び出し部分である加湿風吹出口８まで確実に除湿するので、結露に基づく水分が加湿風吹出口８から飛散されることを防止することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の実施の各形態では、吸着部２５は加湿風通路８０に設けられ、除湿風通路９０には設けられていないが、除湿風通路９０に設けてもよい。これによって除湿風通路９０における結露を防止することができる。

前述の実施の各形態では、流路切替ドア６の回動範囲を小さくするために、加湿側ドア６１ａ，６１ｂと除湿側ドア６２ａ，６２ｂ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、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。

また流路切替部４の構成は、前述のドアを回動させる構成に限ることはなく、空気の流路を切り替える他の機構として、たとえば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、および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。

またフィン３３は、小型化を図ることができ、大きな吸着面積を確保でき、かつ一層多量の粉体状の空調用吸着材を保持し得る限り、前述の実施の各形態のフィン３３の形状に限ることはなく、各種の構造のものを使用できる。フィンの構造としては、たと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、および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よい。

また除加湿装置１００は、外気が高湿度となる状況においては、電気回路の接続変更により、乗員側に除湿風を供給するようにしてもよい。また除加湿装置１００は、既設の空調装置に組み込んでもよい。

前述の実施の各形態では、除加温装置を車両に搭載して用いたものであるが、通常の室内で用いても良く、加湿を必要とする空間（たとえば、寝室）内の所定空間（たとえば、寝具の枕元周り）に加湿した空気を吹き出し、除湿を必要とする空間（たとえば、結露し易い窓や壁）側には除湿された空気を吹き出すように使っても良い。

また除加湿装置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、たとえば夏季において、加湿風吹出口８から除湿された空気を乗員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を配置してもよい。

第１実施形態の除加湿装置１００を示す平面断面図である。 除加湿装置１００の側面断面図である。 吸着モジュール３を示す斜視図である。 除湿用吸着材と空調用吸着材との吸着特性を示すグラフである。 流路切替部４を示す斜視図である。 流路切替部４を示す側面図である。 流路切替部４が第１の流路切替位置にある状態を側面断面図である 流路切替部４が第２の流路切替位置にある状態を側面断面図である。 第２実施形態の除加湿装置１００Ａを示す平面断面図である。

符号の説明

１…ケーシング
２…送風機（送風手段）
３…吸着モジュール（空調手段）
３Ａ…第１流入空間
３Ｂ…第２流入空間
４…流路切替部（流路切替手段）
６…流路切替ドア
８…加湿風吹出口
９…除湿風吹出口
２５…吸着部
３０…ペルチェ素子
３０ａ，３０ｂ…板面部
３１Ａ…第１の吸着素子
３１Ｂ…第２の吸着素子
３３…フィン
８０…加湿風通路
９０…除湿風通路
１００，１００Ａ…除加湿装置

Claims (5)

1. 加湿風が通過する加湿風通路（８０）と、除湿風が通過する除湿風通路（９０）とが形成されるケーシング（１）と、
   前記ケーシング内に空気を送風する送風手段（２）と、
   前記ケーシング内に設けられ、前記送風手段によって送風される空気を加湿および除湿する空調手段（３）であって、板状に形成され、厚み方向両方の面部のうち、いずれか一方の面部が吸熱部として機能し、いずれか他方の面部が放熱部として機能するペルチェ素子（３０）、前記ペルチェ素子の一方の面部に設けられ一方の面部の温度に基づいて水分を吸着および放出する第１の吸着素子（３１Ａ）、および前記ペルチェ素子の他方の面部に設けられ他方の面部の温度に基づいて水分を吸着および放出する第２の吸着素子（３１Ｂ）を有する空調手段と、
   前記第１の吸着素子を通過した空気を前記加湿風通路に導き、かつ前記第２の吸着素子を通過した空気を前記除湿風通路に導く状態と、前記第１の吸着素子を通過した空気を前記除湿風通路に導き、かつ前記第２の吸着素子を通過した空気を前記加湿風通路に導く状態と、にわたって切替る流路切替手段（４）と、
   前記加湿風通路に設けられ、周囲の温度に基づいて水分を吸着および放出する吸着部（２５）と、を含むことを特徴とする除加湿装置。
2. 前記第１の吸着素子、前記第２の吸着素子および前記吸着部が同じ絶対湿度において、
   前記吸着部の水分を放出する放出温度域の最低温度である放出下限温度は、前記第１の吸着素子および前記第２の吸着素子の放出下限温度より低いことを特徴とする請求項１に記載の除加湿装置。
3. 前記吸着部の水分を吸着する吸着温度域の最高温度である吸着上限温度は、前記加湿風通路を通過する加湿風の露点より高いことを特徴とする請求項１または２に記載の除加湿装置。
4. 前記吸着部の前記放出下限温度は、前記加湿風通路を通過する加湿風の温度より低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の除加湿装置。
5. 前記吸着部は、前記加湿風通路を形成する前記ケーシングの部位の内壁部（１ａ）に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の除加湿装置。

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