JP5055944B2

JP5055944B2 - 車両用除加湿装置

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Publication number: JP5055944B2
Application number: JP2006283515A
Authority: JP
Inventors: 秀人日高; 博行垣内; 敏浩津江本; 誉暢中畔
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: EP2075148B1; US9388994B2; KR20090078801A; KR101319193B1; EP2075148A1; EP2075148A4; CN101535070A; CN101535070B; WO2008047476A1; US20100022177A1; AU2007311337A1; JP2008100566A

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、空気が通過する流路としてのケーシングに送風機、吸着材モジュール及び流路切替装置を空気の流れ方向に沿って順次に収容して構成され、前記ケーシングには、除湿（又は加湿）された空気を吹き出す第１の吹出口と、加湿（又は除湿）された空気を吹き出す第２の吹出口とが設けられ、前記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、前記送風機によって送気される空気が前記各吸着素子を通過可能に前記ケーシング内に配置され、前記流路切替装置は、前記吸着材モジュールの前記第１の吸着素子を通過した空気が流入する第１の導入室と、前記第２の吸着素子を通過した空気が流入する第２の導入室と、これら各導入室にそれぞれ通じる第１の流入口および第２の流入口が設けられ且つ前記ケーシングの前記第１の吹出口および前記第２の吹出口にそれぞれ通じる第１の流出口および第２の流出口が設けられた振分室と、アクチュエータによって回動し且つ前記振分室に配置されて当該振分室を２つの空間に仕切るダンパーとを備え、前記振分室は、前記ダンパーの一方への回動により、前記第１の流入口および前記第１の流出口を包含する空間と、前記第２の流入口および前記第２の流出口を包含する空間とに仕切られ、前記ダンパーの他方への回動により、前記第１の流入口および前記第２の流出口を包含する空間と、前記第２の流入口および前記第１の流出口を包含する空間とに仕切られる様になされていることにより、前記流路切替装置は、前記ケーシングの前記第１の吹出口および第２の吹出口に対し、前記吸着材モジュールの前記第１の吸着素子を通過した空気と前記第２の吸着素子を通過した空気とを各別に振向け可能で且つ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、前記流路切替装置において前記電流の逆転に応じて各空気の振向け先を切り替えることにより、前記第１の吹出口から吹き出される除湿された空気を窓ガラスに供給し、前記第２の吹出口から吹き出される加湿された空気を乗員側に供給する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、吸着素子およびペルチェ素子を一層小型化できる。すなわち、本発明によれば、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一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造例を一部破断して示す平面図および側面図である。図２は、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り、図３は、吸着材モジュールの他の例を示す斜視図である。図４は、図１のＡ−Ａ線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の空気取込口部分であるケーシングのリブの１つを示す図である。図５及び図６は、図１のＢ−Ｂ線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の内部構図を示す図である。また、図７及び図８は、各々、本発明に係る車両用除加湿装置の他の構造例を一部破断して示す平面図および側面図である。更に、図９は、加湿空気の温度を下げ且つ除湿空気の温度を高める機能が設けられた本発明の除加湿装置の構成例を示すブロック図である。そして、図１０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、空気が通過する流路としてのケーシング（１）に送風機（２）、吸着材モジュール（３）及び流路切替装置（４）を空気の流れ方向に沿って順次に収容して構成される。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。なお、ケーシング（１）は、天井形状に応じて、厚さ方向、長さ方向、幅方向の外郭形状を曲線状に形成されてもよい。

ケーシング（１）の前端には、室内空気を吸い込むための吸込口（１０）が設けられ、ケーシング（１）の後端には、除湿（又は加湿）された空気を吹き出す第１の吹出口（１１）と、加湿（又は除湿）された空気を吹き出す第２の吹出口（１２）とが設けられる。なお、これら吹出口（１１）、（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。また、ケーシング（１）の内部には、送風機（２）及び吸着材モジュール（３）を取り付け、流路切替装置（４）を構成するため、空気の流れ方向に従って順次に仕切るリブ（１３）、リブ（１４）及びリブ（１５）が付設される。

送風機（２）は、後述する吸着材モジュール（３）の一対の吸着素子（３１）、（３２）に対応させて２基設けられる。送風機（２）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^３／ｍｉｎ程度である。送風機（２）は、上下に通気穴が開口されたリブ（１３）に固定されてケーシング（１）の前端寄りに配置される。なお、本発明においては、共通の１基の送風機により、一対の吸着素子（３１）、（３２）に空気を供給する様に構成されてもよい。

本発明においては、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。

吸着モジュール（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）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。

図１に示す様に、吸着材モジュール（３）は、送風機（２）によって送気される空気が各吸着素子（３１）、（３２）を通過可能にケーシング（１）内に配置される。すなわち、吸着材モジュール（３）は、上下にそれぞれ通気穴が開口された上記のリブ（１３）及びリブ（１４）（図４参照）の間であって、かつ、リブ（１３）の各通気穴を通過した空気が各吸着素子（３１）、（３２）のエレメント（３３）に流入し、各エレメント（３３）を通過した空気がリブ（１４）の各通気穴を通過する様に配置される。

上記の吸着材モジュール（３）において、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（Ｗ_１）及び吸熱容量（Ｗ_２）を次式に基づいて算出される。

第１の吸着素子（３１）及び第２の吸着素子（３２）は、各々、図２及び図３に示す様に、通気可能なエレメント（３３）に吸着材を担持させて構成され、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。各吸着素子（３１）、（３２）は、エレメント（３３）とペルチェ素子（３０）との間で熱（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。

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。

また、上記の第１の吸着素子（３１）及び第２の吸着素子（３２）においては、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（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。

更に、第１の吸着素子（３１）及び第２の吸着素子（３２）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よい。上記の様に、吸着素子（３１）、（３２）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（３１）、（３２）における吸脱着効率を高めることが出来る。

また、本発明においては、各吸着素子（３１）、（３２）内の空気の流速を小さくして吸着および脱着機能を高めるため、例えば図７に示す様に、吸着モジュール（３）は、ケーシング（１）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。その場合、例えば、ケーシング（１）の送風機（２）の下流側の部位は、吸着モジュール（３）の入口に向うに従い幅が漸次広くなる様に形成され、そして、ケーシング（１）の吸着モジュール（３）の下流側の部位は、第１の吹出口（１１）及び第２の吹出口（１２）に向う従い幅が漸次狭くなる様に形成される（図７（ａ）参照）。

更に、本発明においては、上記と同様の目的により、例えば図８に示す様に、吸着モジュール（３）は、ケーシング（１）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。その場合、例えば、ケーシング（１）の送風機（２）の下流側の部位は、吸着モジュール（３）の入口に向って従い厚さが漸次厚くなる様に形成され、そして、ケーシング（１）の吸着モジュール（３）の下流側の部位（流路切替装置（４）の部分）は、第１の吹出口（１１）及び第２の吹出口（１２）に向う従い厚さが漸次薄くなる様に形成される（図８（ｂ）参照）。

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、第１の吹出口（１１）から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^３／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^３／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^３／ｈの風量で空気を吹き出すのが望ましい。その際、吸込口（１０）から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、第２の吹出口（１２）から乗員側へ温度が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）と第２の吸着素子（３２）とで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（１）に組み込むため、各吸着素子（３１）、（３２）の小型化を図る必要があり、各エレメント（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）の合計を３５ｃｍ^３に設計した場合、両方のエレメント（３３）に担持させ得る吸着材の合計質量は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）の各エレメント（３３）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以上である。

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^３以上で且つ２０Ｔ／ｎｍ^３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^３以上であり、更に好ましくは１４Ｔ／ｎｍ^３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^３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^３）とは、単位体積（ｎｍ^３）あたりに存在するＴ原子（ゼオライト１ｎｍ^３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１０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（δ１）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１０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（δ２）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）の第１の吸着素子（３１）及び第２の吸着素子（３２）がそれぞれ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）に対して各吸着素子（３１）、（３２）を固定することなく密着させた状態で図１に示す様なケーシング（１）に収容される。そして、吸着材モジュール（３）は、ケーシング（１）に設けられた例えば蓋（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）において各吸着素子（３１）、（３２）の吸着操作、脱着操作を交互に切り替える。従って、本発明においては、除湿された空気を第１の吹出口（１１）から連続的に吹き出し、加湿された空気を第２の吹出口（１２）から連続的に吹き出すため、図１に示す様に、吸着材モジュール（３）の下流側に流路切替装置（４）が配置される。そして、流路切替装置（４）は、ケーシング（１）の第１の吹出口（１１）及び第２の吹出口（１２）に対し、吸着材モジュール（３）の第１の吸着素子（３１）を通過した空気と第２の吸着素子（３２）を通過した空気とを各別に振向け可能で且つ振向け先を切替可能に構成される。

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、図１に一例として示す様に、上記の流路切替装置（４）は、アクチュエータ（４５）によって回動するダンパー（４４）により、上記の各空気の振向け先を切り替える様になされている。

具体的には、流路切替装置（４）は、吸着材モジュール（３）を通過した空気が流入するケーシング上部の第１の導入室（４１）、同様に吸着材モジュール（３）を通過した空気が流入するケーシング下部の第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）によって構成される。

第１の導入室（４１）、第２の導入室（４２）及び振分室（４３）は、前述のリブ（１４）、その下流側のリブ（１５）、ケーシング（１）の両側壁、天井、底、および、水平に架設されて前記のリブ（１４）、（１５）の間の空間を上下３段に仕切る２枚の仕切板（１６）、（１７）（図１（ｂ）及び図４参照）によって形成される。

第１の導入室（４１）は、図１（ｂ）及び図４に示す様に、ケーシング（１）の上部に設けられ、リブ（１４）の上部の導入口（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る。他方、第２の導入室（４２）は、ケーシング（１）の下部に設けられ、リブ（１４）の下部の導入口（５２）を通じて、吸着材モジュール（３）の第２の吸着素子（３２）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を振り分ける空間であり、図１（ｂ）及び図４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５に示す様に、リブ（１４）、（１５）の間の空間を上下３段に仕切る前述の２枚の仕切板（１６）、（１７）の各中央に通気穴（符号（６１）及び（６２）で示す穴）が設けられ、これらの通気穴が振分室（４３）への空気の入口となっている。また、リブ（１５）の振分室（４３）の高さに相当する部位の左右に通気穴（符号（７１）及び（７２）で示す穴）が設けられ、これらの通気穴が振分室（４３）からの空気の出口となっている。

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の流入口（６１）及び第２の流入口（６２）が設けられ、導入室（４１）、（４２）の空気が流入する様になされている。そして、振分室（４３）には、ケーシング（１）の第１の吹出口（１１）及び第２の吹出口（１２）にそれぞれ通じる第１の流出口（７１）及び第２の流出口（７２）が設けられ、振分室の空気が各吹出口（１１）、（１２）へ流出する様になされている。

ダンパー（４４）は、図１（ａ）、図５及び図６に示す様に、上記の振分室（４３）の中央、換言すれば、第１の流入口（６１）と第２の流入口（６２）の間に配置され、リブ（１４）、（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、リブ（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。また、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５に示す様に、第１の流入口（６１）及び第１の流出口（７１）を包含する空間（８ａ）と、第２の流入口（６２）及び第２の流出口（７２）を包含する空間（８ｂ）とに仕切られ、上記のダンパー（４４）の他方への回動により、図６に示す様に、第１の流入口（６１）及び第２の流出口（７２）を包含する空間（９ａ）と、第２の流入口（６２）及び第１の流出口（７１）を包含する空間（９ｂ）とに仕切られる様になされている。

本発明の除加湿装置においては、例えば、第１の吹出口（１１）から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（３）においてペルチェ素子（３０）に流れる電流を例えば一定時間ごとに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様に構成される。そして、流路切替装置（４）において前記の電流の逆転に応じて、吸着材モジュール（３）の第１の吸着素子（３１）を通過した空気と第２の吸着素子（３２）を通過した空気との振向け先を切り替える様に構成される。

すなわち、吸着材モジュール（３）においては、各吸着素子（３１）、（３２）の吸着・脱着操作に準じた時間間隔、例えば３０〜６００秒間隔でペルチェ素子（３０）に流れる電流を逆転させ、ペルチェ素子（３０）の板面（３ａ）、（３ｂ）における吸熱機能と放熱機能とを入れ替える様になされている。また、流路切替装置（４）においては、ペルチェ素子（３０）の電流の逆転と同時または逆転させて一定時間経過後、ダンパー（４４）が作動し、吸着材モジュール（３）で処理された上記の各空気の振向け先を一方は第１の吹出口（１１）から第２の吹出口（１２）へ、他方は第２の吹出口（１２）から第１の吹出口（１１）へ切り替える様になされている。流路切替装置（４）を作動させるタイミングは、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（３ａ）、（３ｂ）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。この様に一定時間経過後にダンパー（４４）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出来る。

なお、図示しないが、本発明の除加湿装置には、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、流路切替装置（４）におけるアクチュエータ（４５）の制御を行うための制御装置が設けられる。また、第１の吹出口（１１）には、窓ガラスへ向けられたデフロスタ吹出口としての送風路が接続され、第２の吹出口（１２）には、乗員側へ向けられたフェイス吹出口が接続される。

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、送風機（２）は、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（３１）及び第２の吸着素子（３２）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（３ａ）が吸熱部として機能し、他方の板面（３ｂ）が放熱部として機能するため、前記の板面（３ａ）によって第１の吸着素子（３１）が冷却され、そのエレメント（３３）に担持された吸着材の吸着操作が進行し、エレメント（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（３２）は、ペルチェ素子（３０）の板面（３ｂ）によって冷却され、当該第２の吸着素子のエレメント（３３）に担持された吸着材の脱着操作が進行し、エレメント（３３）を通過する空気に水蒸気を放出する。

吸着材モジュール（３）の第１の吸着素子（３１）を通過した除湿された空気、および、第２の吸着素子（３２）を通過して加湿された空気は、各々、導入口（５１）、（５２）（図４参照）を通じて流路切替装置（４）の第１の導入室（４１）及び第２の導入室（４２）に流れ込む。流路切替装置（４）においては、図５に示す様に、ダンパー（４４）が一方向に回動した状態にあり、振分室（４３）を空間（８ａ）と空間（８ｂ）とに仕切っている。すなわち、振分室（４３）は、第１の流入口（６１）及び第１の流出口（７１）を包含する空間（８ａ）と、第２の流入口（６２）及び第２の流出口（７２）を包含する空間（８ｂ）とにダンパー（４４）で仕切られている。従って、第１の導入室（４１）に流れ込んだ除湿された空気は、第１の流出口（７１）を通じて第１の吹出口（１１）（図１参照）に送気される。一方、第２の導入室（４２）に流れ込んだ加湿された空気は、第２の流出口（７２）を通じて第２の吹出口（１２）（図１参照）に送気される。

吸着材モジュール（３）において、吸着操作および脱着操作が一定時間行われると、ペルチェ素子（３０）に流れる電流が逆転され、当該ペルチェ素子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（３ａ）が放熱部として機能し、板面（３ｂ）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（３ａ）、（３ｂ）の機能の入れ替わりにより、各吸着素子（３１）、（３２）においては、各々、吸着材の吸脱着操作が反転する。

すなわち、上記の第１の吸着素子（３１）は、冷却されていたそのエレメント（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着する。他方、上記の第２の吸着素子（３２）は、加熱されていたそのエレメント（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（３１）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（３２）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、加湿された空気が流路切替装置（４）の第１の導入室（４１）に流れ込み、除湿された空気が第２の導入室（４２）に流れ込む。

また、ペルチェ素子（３０）において電流が逆転されると、電流の逆転から例えば０〜６０秒経過後、流路切替装置（４）にて流路が切り替えられる。すなわち、流路切替装置（４）においては、アクチュエータ（４５）が作動し、ダンパー（４４）が図５に示す状態から図６に示す状態に他方向に回動し、振分室（４３）を空間（９ａ）と空間（９ｂ）とに仕切る。図６に示す様に、ダンパー（４４）が他方向に回動した状態において、振分室（４３）は、第１の流入口（６１）及び第２の流出口（７２）を包含する空間（９ａ）と、第２の流入口（６２）及び第１の流出口（７１）を包含する空間（９ｂ）とにダンパー（４４）で仕切られる。従って、第１の導入室（４１）の加湿された空気が振分室（４３）の空間（９ａ）に流れ込み、これが第２の流出口（７２）を通じて第２の吹出口（１２）（図１参照）に送気される。一方、第２の導入室（４２）の除湿された空気が振分室（４３）の空間（９ｂ）に流れ込み、これが第１の流出口（７１）を通じて第１の吹出口（１１）（図１参照）に送気される。

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）で吸脱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吹出流路を流路切替装置（４）によって切り替える。これにより、例えば、第１の吹出口（１１）から除湿された空気を連続して吹き出し、第２の吹出口（１２）から加湿された空気を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し、加湿された空気を快適性向上のために使用する。

上記の様に、本発明の除加湿装置においては、吸着材を担持させた固定方式の一対の吸着素子（３１）、（３２）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、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（３１）、（３２）に対する冷却と加熱を切り替えて吸着操作と脱着操作を反転させると共に、流路切替装置（４）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（３１）を通過した空気と第２の吸着素子（３２）を通過した空気の振向け先を切り替える。

従って、本発明の除加湿装置においては、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（３０）に各吸着素子（３１）、（３２）が直接配置されており、吸着素子（３１）、（３２）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（３１）、（３２）及びペルチェ素子（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）の第１の吸着素子（３１）及び第２の吸着素子（３２）がそれぞれ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（１）から吸着材モジュール（３）を取り出し、各吸着素子（３１）、（３２）を交換することが出来る。これにより、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、第１の吸着素子（３１）及び第２の吸着素子（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）の下流側には、当該吸着材モジュールの第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、各吸着素子（３１）、（３２）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、例えば第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、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、本発明においては、吸着材モジュール（３）の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、斯かる熱交換器は、第１の吹出口（１１）へ至る流路と第２の吹出口（１２）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、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、本発明にいおいては、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、図９に示す様に、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（５）が配置されてもよい。加熱冷却器（５）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（５５）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（５５）の各板面に配置された第１の熱交換素子（５６）及び第２の熱交換素子（５７）とから構成される。第１の熱交換素子（５６）及び第２の熱交換素子（５７）の各エレメントの構造としては、吸着モジュール（３）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。

加熱冷却器（５）の位置は、図９（ａ）に示す様に流路切替装置（４）の下流側、または、図９（ｂ）に示す様に吸着モジュール（３）と流路切替装置（４）の間とされる。流路切替装置（４）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。そして、図９（ａ）に示す様に流路切替装置（４）の下流側に加熱冷却器（５）を配置する場合には、流路切替装置（４）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（５）に加湿空気および除湿空気を導入することが出来る。なお、図９（ａ）に示す様に配置した場合には、加熱冷却器（５）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出来る。

図９に示す様な本発明の除加湿装置は、上記の加熱冷却器（５）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（５５）の電流を切り替え、第１の熱交換素子（５６）と第２の熱交換素子（５７）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（５５）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、本発明の除加湿装置は、流路切替装置（４）のダンパー（４４）の作動設定を切り替えることにより、例えば夏季において、第２の吹出口（１２）から除湿された空気を乗員側へ吹き出すことも出来る。また、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。

本発明に係る車両用除加湿装置の構造例を一部破断して示す平面図および側面図である。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例を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の空気取込口部分であるケーシングのリブの１つを示す図である。図１のＢ−Ｂ線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の内部構図を示す図である。図１のＢ−Ｂ線に沿って破断した断面図であり、流路切替装置の内部構図を示す図である。本発明に係る車両用除加湿装置の他の構造例を一部破断して示す平面図および側面図である。本発明に係る車両用除加湿装置の他の構造例を一部破断して示す平面図および側面図である。加湿空気の温度を下げ且つ除湿空気の温度を高める機能が設けられた本発明の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

１：ケーシング
１０：吸込口
１１：第１の吹出口
１２：第２の吹出口
２：送風機
３：吸着材モジュール
３０：ペルチェ素子
３ａ：ペルチェ素子の板面（吸熱部または放熱部）
３ｂ：ペルチェ素子の板面（放熱部または吸熱部）
３１：第１の吸着素子
３２：第２の吸着素子
３３：エレメント
４：流路切替装置
４１：第１の導入室
４２：第２の導入室
４３：振分室
４４：ダンパー
４５：アクチュエータ
５：加熱冷却器
５１：導入口
５２：導入口
６１：第１の流入口
６２：第２の流入口
７１：第１の流出口
７２：第２の流出口
８ａ：空間
８ｂ：空間
９ａ：空間
９ｂ：空間

Claims

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、空気が通過する流路としてのケーシングに送風機、吸着材モジュール及び流路切替装置を空気の流れ方向に沿って順次に収容して構成され、前記ケーシングには、除湿（又は加湿）された空気を吹き出す第１の吹出口と、加湿（又は除湿）された空気を吹き出す第２の吹出口とが設けられ、前記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、前記送風機によって送気される空気が前記各吸着素子を通過可能に前記ケーシング内に配置され、前記流路切替装置は、前記吸着材モジュールの前記第１の吸着素子を通過した空気が流入する第１の導入室と、前記第２の吸着素子を通過した空気が流入する第２の導入室と、これら各導入室にそれぞれ通じる第１の流入口および第２の流入口が設けられ且つ前記ケーシングの前記第１の吹出口および前記第２の吹出口にそれぞれ通じる第１の流出口および第２の流出口が設けられた振分室と、アクチュエータによって回動し且つ前記振分室に配置されて当該振分室を２つの空間に仕切るダンパーとを備え、前記振分室は、前記ダンパーの一方への回動により、前記第１の流入口および前記第１の流出口を包含する空間と、前記第２の流入口および前記第２の流出口を包含する空間とに仕切られ、前記ダンパーの他方への回動により、前記第１の流入口および前記第２の流出口を包含する空間と、前記第２の流入口および前記第１の流出口を包含する空間とに仕切られる様になされていることにより、前記流路切替装置は、前記ケーシングの前記第１の吹出口および第２の吹出口に対し、前記吸着材モジュールの前記第１の吸着素子を通過した空気と前記第２の吸着素子を通過した空気とを各別に振向け可能で且つ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、前記流路切替装置において前記電流の逆転に応じて各空気の振向け先を切り替えることにより、前記第１の吹出口から吹き出される除湿された空気を窓ガラスに供給し、前記第２の吹出口から吹き出される加湿された空気を乗員側に供給する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。
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に記載の除加湿装置。
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又は２に記載の除加湿装置。
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１〜３の何れかに記載の除加湿装置。
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１〜３の何れかに記載の除加湿装置。
吸着材モジュールの下流側には、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１〜５の何れかに記載の除加湿装置。
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１〜６の何れかに記載の除加湿装置。