(57)【要約】【課題】装置構成を簡素化でき且つ小型化でき、湿度の安定した加湿空気を供給し得る吸着材モジュール、当該吸着材モジュールを使用して車両などの室内空気の湿度調節を行う除加湿装置を提供する。【解決手段】吸着材モジュール（１）は、吸着用冷熱源部および脱着用熱源部として機能するペルチェ素子（３０）と、その各板面に直接配置された第１及び第２の吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）とから成り、これら吸着素子の通気エレメント（３３）には、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる２種類以上の吸着材が塗布される。また、除加湿装置は、送風機、吸着材モジュール及び流路切替装置を順次に収容して構成され、吸着材モジュールのペルチェ素子に流れる電流の逆転によりペルチェ素子の冷熱源部と熱源部を入れ替え、吸着材モジュールの第１及び第２の吸着素子を通過した空気の振向け先を流路切替装置により切り替える様に構成される。【選択図】図１
2010094609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着用冷熱源部および脱着用熱源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、当該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の吸着素子とから成る吸着材モジュールであって、これら第１及び第２の吸着素子が、多数の通気穴が平行かつ並列に設けられた通気エレメントと、当該通気エレメントに塗布された水蒸気吸着用の吸着材とから構成され、当該吸着材として、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる２種類以上の吸着材が使用され、かつ、これら吸着材の少なくとも１種類がゼオライトであることを特徴とする吸着材モジュール。
【請求項２】
吸着材は、通気エレメントの各通気穴の表面に対し、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に積層されている請求項１に記載の吸着材モジュール。
【請求項３】
吸着材は、通気エレメントの各通気穴の表面に対し、ペルチェ素子の板面から離間する方向に従って、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に塗分けられている請求項１に記載の吸着材モジュール。
【請求項４】
吸着材は、通気エレメントの各通気穴の表面に対し、通気方向に従って、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に塗分けられている請求項１に記載の吸着材モジュール。
【請求項５】
吸着材は、通気エレメントの各通気穴の表面に対し、ペルチェ素子の板面から離間する方向に従い且つ通気方向に従って、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に塗分けられている請求項１に記載の吸着材モジュール。
【請求項６】
ゼオライトが、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１〜５の何れかに記載の吸着材モジュール。
【請求項７】
ペルチェ素子に流れる電流の逆転によって第１及び第２の吸着素子に対する吸着用冷熱源部と脱着用熱源部を入れ替えることにより、前記各吸着素子における吸着操作と脱着操作を切替え可能になされている請求項１〜６の何れかに記載の吸着材モジュール。
【請求項８】
第１及び第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１〜７の何れかに記載の吸着材モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の吸着材モジュールを使用して空気を除湿および加湿する除加湿装置であって、空気流路としての本体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順次に収容して構成され、前記本体ケーシングには、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、前記送風機によって送気される空気が各吸着素子を通過可能に前記本体ケーシング内に配置され、前記流路切替装置は、前記本体ケーシングの前記第１及び第２の吹出口に対し、前記吸着材モジュールの第１の前記吸着素子を通過した空気と第２の前記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着用冷熱源部と脱着用熱源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様に構成されていることを特徴とする除加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材モジュール及び除加湿装置に関するものであり、詳しくは、吸着材の吸脱着機能により空気を除湿・加湿する吸着材モジュール、並びに、当該吸着材モジュールを使用して例えば車両室内の湿度調節を行う除加湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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加湿装置（湿度調節装置）が種々検討されている。斯かる装置としては、例えば夏季において、冷房用空調装置（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、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（吸着素子）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。
【０００３】
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（吸着素子）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空気を室内に供給し、他方の送風路を通じて加湿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（吸着用冷熱源部）と放熱部（脱着用熱源部）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する様になされている。なお、上記の様な除加湿装置は、空気の吹出口（吸気口と排気口）に接続される流路の切換えにより、例えば冬季においては、除湿された空気を窓ガラスの防曇用に送風し、加湿された空気を快適性向上のために乗員側に送風することも出来る（特許文献１参照）。
【０００４】
これに対し、除加湿装置の装置構成を簡素化して更に小型化を図るための手段として、吸着素子（吸湿部材）とペルチェ素子を直接組み合せた吸着材モジュールが提案されている。斯かる吸着材モジュールは、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着用熱源部および脱着用熱源部として機能する一対の板面にそれぞれ直接配置し、ペルチェ素子により、第１の吸着素子を直接冷却（又は加熱）して水蒸気の吸着（又は脱着）を促進すると同時に、第２の吸着素子を直接加熱（又は冷却）して水蒸気の脱着（又は加熱）を行ない、第1及び第２の吸着素子においてそれぞれ除湿空気（又は加湿空気）と加湿空気（又は除湿空気）を得るようになされている（特許文献２参照）。
【０００５】
一方、車両用の除加湿装置においては、加熱脱着操作により得られる加湿空気を室内の快適性向上（例えば皮膚の乾燥防止、ドライアイ防止等）のために利用しようとした場合、吸着素子の吸着材が脱着温度に達した際に、吸着していた水蒸気の大部分を短時間で急激に脱着する現象が起こるため、脱着開始当初は高湿度の加湿空気を送風できるが、その後は急激にその湿度の低下を招くと言う問題がある。換言すれば、乗員側に加湿空気を供給しようとした場合、供給される空気の湿度が安定しないと言う現象が見られる。安定した湿度の空気を供給する１つの方法として、水蒸気吸着能を有する素子に対して、２種以上のシリカゲルを使用する技術が「除湿又は熱交換用機能素子」として提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４６２２０号公報
【特許文献２】特開２００８−１００１４４号公報
【特許文献３】特開２００２−００１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車両用の除加湿装置などに適用される吸着モジュールにおいて、２種以上の吸着材の使用は、各吸着材の特性の違いを利用し、室内へ供給される空気の急激な湿度変化を緩和すると言う点では有効な手段と考えられる。しかしながら、吸着材として２種以上のシリカゲルを使用した場合、実際のところ、例えば車室内の室温として設定される狭い温度範囲において十分な吸脱着量が得られず、特に水蒸気の脱着量の調整が困難であるため、室内を快適な湿度に維持できない。しかも、シリカゲル自体の耐久性も乏しいため、繰り返しの吸脱着を求められる除加湿装置に十分に適用し得るものではない。
【０００８】
そこで、発明者等は、ペルチェ素子の利用技術と２種以上の吸着材の組合せる技術を更に改良し、吸着モジュールにより湿度の一層安定した空気を供給することを検討した。本発明の目的は、ペルチェ素子を熱源・冷熱源に利用して吸着材の吸脱着機能により空気を除湿・加湿する吸着材モジュールであって、装置構成を簡素化でき且つ小型化でき、しかも、湿度の安定した加湿空気を供給し得る吸着材モジュール、並びに、当該吸着材モジュールを使用して例えば車両室内の湿度調節を行う除加湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明においては、コルゲート型、ハニカム型、格子型などの多数の通気穴が設けられた通気構造体である通気エレメントに水蒸気吸着用の吸着材を塗布して吸着素子を構成し、斯かる吸着素子の１組をペルチェ素子と直接組み合せて吸着材モジュールを構成すると共に、各吸着素子の吸着材として、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低いものと、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が高いものとを含む２種類以上の吸着材を同時に使用し、しかも、これら吸着材のうちの少なくとも１種類、好ましくは２種類以上をゼオライトとすることにより、狭い温度範囲での加熱による脱着操作の際、吸着材の温度変化に応じて段階的に確実に水蒸気を脱着し、得られる加湿空気において湿度の均一化を図った。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の要旨は、吸着用冷熱源部および脱着用熱源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、当該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の吸着素子とから成る吸着材モジュールであって、これら第１及び第２の吸着素子が、多数の通気穴が平行かつ並列に設けられた通気エレメントと、当該通気エレメントに塗布された水蒸気吸着用の吸着材とから構成され、当該吸着材として、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる２種類以上の吸着材が使用され、かつ、これら吸着材の少なくとも１種類がゼオライトであることを特徴とする吸着材モジュールに存する。
【００１１】
また、本発明の第２の要旨は、上記の吸着材モジュールを使用して空気を除湿および加湿する除加湿装置であって、空気流路としての本体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順次に収容して構成され、前記本体ケーシングには、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、前記送風機によって送気される空気が各吸着素子を通過可能に前記本体ケーシング内に配置され、前記流路切替装置は、前記本体ケーシングの前記第１及び第２の吹出口に対し、前記吸着材モジュールの第１の前記吸着素子を通過した空気と第２の前記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着用冷熱源部と脱着用熱源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様に構成されていることを特徴とする除加湿装置に存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吸着材モジュールによれば、吸着用冷熱源および脱着用熱源として機能するペルチェ素子の各板面に各吸着素子を直接配置して構成されており、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切り替えられるため、駆動部を設ける必要がなく、しかも、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、モジュールを一層小型化することが出来る。そして、各吸着素子の通気エレメントに対して、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる２種以上の吸着材が塗布され且つその少なくとも１種類がゼオライトであり、脱着操作の際、吸着材の温度変化に応じて段階的に水蒸気を脱着できるため、湿度の安定した加湿空気を得ることが出来る。
【００１３】
また、本発明の除加湿装置によれば、ペルチェ素子に各吸着素子が直接配置され且つ各吸着素子に特定の吸着材が塗布された上記の吸着材モジュールを使用して構成されているため、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、そして、湿度の安定した加湿空気を供給することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る吸着材モジュール及び除加湿装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明に係る吸着材モジュールの斜視図であり、図５〜図８は、吸着材モジュールの吸着素子における吸着材の塗布構造の各例を示す断面図である。図９は、本発明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。また、図１０〜図１３は、本発明に係る除加湿装置の構造例を示す図である。
【００１５】
先ず、本発明の吸着材モジュールについて説明する。本発明の吸着材モジュールは、室内の空気を除湿および加湿する除加湿装置において使用される。上記の吸着材モジュールは、駆動機構を必要とせず且つ熱効率の高いため、殊に、車両室内の空気を除湿および加湿する除加湿装置などの比較的小型の装置に好適である。
【００１６】
本発明の吸着材モジュールは、図１及び図２に符号（１）で示す様に、吸着用冷熱源および脱着用熱源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（３０ａ）、（３０ｂ）にそれぞれ直接配置された第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）とから構成される。
【００１７】
吸着材モジュール（１）は、図１及び図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、適用する装置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（１）において、第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）は、ペルチェ素子（３０）の各板面（３０ａ）、（３０ｂ）に対し、空気層や他の機械部品など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。
【００１８】
上記の吸着材モジュール（１）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。
【００１９】
本発明の吸着材モジュール（１）においては、より小型化を図るため、各板面（３０ａ）、（３０ｂ）がそれぞれ吸着用冷熱源、脱着用熱源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。例えば車両用除加湿装置などに使用する場合のペルチェ素子（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。
【００２０】
【数１】
2010094609.tif 000003
【００２１】
第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）は、同一の仕様に設計されるが、第１及び第２の素子としての吸着素子（３）は、多数の通気穴（通気セル）が平行かつ並列に設けられた通気エレメント（３３）と、当該通気エレメントに塗布された水蒸気吸着用の吸着材とから構成される。すなわち、吸着素子（３）は、通気エレメント（３３）の各通気穴に吸着材を塗布して構成される。通常、吸着素子（３）の外形形状は、車両用除加湿装置などに収容するため、扁平な箱状に形成される。勿論、除加湿装置などの適用装置の形状に応じて曲面を含む形状に形成されてもよい。そして、吸着素子（３）は、通気エレメント（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、通気エレメント（３３）を金属製ケーシングに収容して構成される。
【００２２】
通気エレメント（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。斯かる通気エレメント（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穴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、通気穴の開口形状が略六角形に形成されたハニカム型、通気穴の開口形状が四角形に形成された格子型などの通気構造が挙げられる。また、通過する空気の圧力損失を低減するため、通気穴の開口形状が他の多角形に形成された構造でもよい。
【００２３】
例えば、コルゲート型の通気エレメント（３３）は、図１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穴を多数構成したものである。すなわち、吸着素子（３）の通気エレメント（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（３０ａ）、（３０ｂ）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（３０ａ）、（３０ｂ）と平行となる様に配置された構造を備えており、通気穴は、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、通気エレメント端面側（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。
【００２４】
また、コルゲート型の通気エレメント（３３）は、図２に示す様に構成されてもよい。図２に示す通気エレメント（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（３０ａ）、（３０ｂ）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（３０ａ）、（３０ｂ）に沿って配列された構造を備えている。換言すれば、通気エレメント（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（３０ａ）、（３０ｂ）に直交する状態に配置された構造を備えている。
【００２５】
上記の様に、吸着素子（３）として、通気エレメント（３３）のハニカムシートがペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ）に対して垂直に配置された素子を使用した場合には、吸着素子（３）の通気エレメント（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。
【００２６】
上記の図１及び図２に示す様な吸着素子（３）の通気エレメント（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、通気エレメント（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通気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。
【００２７】
また、上記の吸着素子（３）においては、通気面積（通気エレメント（３３）の通気方向に直交する総開口面積）が、例えば除加湿装置内の吸着材モジュール（１）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（３）の通気面積を上記の様に設定した場合には、吸着素子（３）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。
【００２８】
更に、通気エレメント（３３）としては、図３に示す様ないわゆるヒートシンク型のものも挙げられる。図３に示す通気エレメント（３３）は、多数の平板状の基材シートがペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ）に対して直交する状態で平行に隣接配置された構造を備えている。すなわち、図３に示す通気エレメント（３３）は、多数のスリット状の通気穴が平行に並んだ構造を有する。
【００２９】
また、図３に示す通気エレメント（３３）においては、図４に示す様に、各１枚の基材シート（図４中に符号（３３ｓ）で示すシート）の通気方向に直交する断面形状（長手方向に直交する断面形状）が直線状に形成されていてもよいが（図４（ａ）〜（ｅ）参照）、表面積を壮大させるため、先端側（ペルチェ素子（３０）から離間した端縁側）を頂部とするＴ字状（図４（ｆ）参照）又はＹ字状（図４（ｇ）参照）等に形成されていてもよい。更に、図４に示す通気エレメント（３３）は、基材シート（３３ｓ）全体が金属製ケーシングに必ずしも収容されている必要はなく、基材シート（３３ｓ）の先端側が開放された構造を備えていてもよい。
【００３０】
本発明においては、例えば、車両用除加湿装置に適用し、外気が乾燥する冬季おいて、窓ガラス防曇用に吹き出す空気を十分に除湿し、また、乗員側に吹き出す空気を効果的に加湿するため、吸着素子（３）の通気エレメント（３３）に担持させる吸着材は、以下の様な吸着特性を備えているのが好ましい。
【００３１】
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、車両用除加湿装置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ことが望まれる。
【００３２】
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ことが望まれる。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、通気エレメント（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。
【００３３】
また、吸着材に望ま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１２０ｍ３／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、１２０ｍ３／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。
【００３４】
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４．７ｍ３／ｈの風量で空気を吹き出すことが想定される。その際、除加湿装置に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、除加湿装置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。
【００３５】
一方、吸着材モジュール（１）の作動においては、後述する様に、第１の吸着素子（３Ａ）と第２の吸着素子（３Ｂ）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（３）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、小型の車両用除加湿装置に組み込むため、吸着素子（３）の小型化を図る必要があり、通気エレメント（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３５ｃｍ３に設計した場合、両方の通気エレメント（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。
【００３６】
すなわち、本発明において、吸着素子（３）の通気エレメント（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のが好ましい。更に好ましくは、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。上記の特性を有する限り、シリカ、メソポーラスシリカ、アルミナ、活性炭、ゼオライト等の吸着材を使用できるが、本発明においては、上記の特性を満足し且つ安定した湿度の加湿空気を供給するため、後述する様に、各吸着素子（３）に使用される２種類の吸着材うちの少なくとも１種類は、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とされる。
【００３７】
上記の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る。アルミノシリケート類としては、ＩＺＡの定める構造規格コードで示すと、ＦＡＵ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＥＲＩ、ＦＥＲ、ＭＯＲ等の構造のものが例示される。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。
【００３８】
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よい。中でも、吸着特性の点から、次の（I）〜（III）に挙げるアルミノフォスフェートの何れかが特に好ましい。（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）。（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。
【００３９】
Ｍｅは、１種でも２種以上含まれていてもよい。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。
【００４０】
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／ｎｍ３以上で且つ２０Ｔ／ｎｍ３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／ｎｍ３以上であり、更に好ましくは１４Ｔ／ｎｍ３以上である。フレームワーク密度の上限は、好ましくは１９Ｔ／ｎｍ３以下である。フレームワーク密度を規定する理由は次の通りである。すなわち、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／ｎｍ３）とは、単位体積（ｎｍ３）あたりに存在するＴ原子（ゼオライト１ｎｍ３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。
【００４１】
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。
【００４２】
ゼオライトとしては、上記の様なアルミノフォスフェート類の中、鉄アルミノフォスフェート（ＦＡＰＯ）、シリカアルミノフォスフェート（ＳＡＰＯ）が好ましく、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。
【００４３】
因に、本発明の吸着材モジュール（１）に好適な吸着材、例えば結晶性シリカアルミノフォスフェート（ＳＡＰＯ−３４）やＦＡＰＯ−５、ＡＬＰＯ−５は、図９に実線で示す様な吸着特性を備えている。ＳＡＰＯ−３４は、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、その吸着量の差が０．１５ｇ／ｇ以上である。また、ＦＡＰＯ−５は、２５℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度１４％から相対湿度２５％の間で吸着量が急激に変化し、その吸着量の差が０．１５ｇ／ｇ以上である。グラフ上の符号（ｆ）は、後述する変曲点を示す。
【００４４】
これに対し、例えば、Ｙ型ゼオライトやシリカゲルは、図９に点線および一点鎖線で示す様な吸着特性を備えており、Ｙ型ゼオライトは、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５％の狭い範囲で吸着量が急激に変化してしまい、また、シリカゲルは、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％の間で滑らかに変化はするが、その吸着量の差が０．１２ｇ／ｇ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。
【００４５】
本発明においては、狭い温度範囲において十分な量の水蒸気を吸脱着する前述の特性を満足し、しかも、脱着操作により得られる加湿空気の湿度の均一化を図るため、吸着素子（３）の通気エレメント（３３）に塗布する吸着材として、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる２種類以上の吸着材が使用される。しかも、これら吸着材の少なくとも１種類は、前述の様なゼオライトとされる。斯かるゼオライトとしては、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、好ましくはアルミノフォスフェート類が選択される。なお、本発明において、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる吸着材とは、同一測定温度における吸着量を測定した際、少なくとも一方の吸着材において、その吸着量が急激に変化する相対蒸気圧を有するものと、もう一方の吸着材における、吸着量が急激に変化する相対蒸気圧の値が異なる吸着材、またはそのような相対蒸気圧を有さない吸着材とを言い、好ましくは双方の相対蒸気圧の値が異なる吸着材を言う。これら吸着材の例えば測定温度２５℃における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧は凡そ以下の表１の通りである。
【００４６】
【表１】
2010094609.tif 000004
【００４７】
また、上記の様に複数種の吸着材を使用する場合の吸着素子（３）における塗布構造としては、図５〜図８に示す様に、通気エレメント（３３）に対して、上記の２種類の異なる吸着材を積層した構造や塗分けた構造が挙げられる。図５は、通気エレメント（３３）における吸着材の積層構造を例示したものであり、図６〜図８は、通気エレメント（３３）における吸着材の塗分け構造を例示したものである。そして、図５〜図８においては、組み合わせた吸着材のうち、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材を符号（３１）で示し、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が高い吸着材を符号（３２）で示している。
【００４８】
具体的には、図５に示す吸着素子（３）では、吸着材は、通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に対し、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材（３１）から高い吸着材（３２）の順に積層されている。すなわち、通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の低い吸着材（３１）が塗布され、吸着材（３１）の更に表面に上記の相対蒸気圧の高い吸着材（３２）が塗布されている。
【００４９】
前述した様に、吸着材の塗布は、吸着素子（３）を製造する途中の工程において、吸着材とバインダーと溶剤とから成るスラリーに対し、ハニカムシート等で作製された通気エレメント（３３）の構造体を浸漬するが、図５に示す様に２種の吸着材（３１）、（３２）を積層するには、最初に、吸着材（３１）が含まれるスラリーに通気エレメント（３３）の構造体を浸漬してこれを乾燥させ、次に、吸着材（３２）が含まれるスラリーに通気エレメント（３３）の構造体を浸漬して乾燥させる。また、吸着材（３１）、（３２）が各含まれるスラリーを基材シートに塗り分けた後、通気エレメント（３３）の構造体を組み立てる様にしてもよい。
【００５０】
図６に示す吸着素子（３）では、吸着材は、通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に対し、脱着用熱源（ペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ））から離間する方向に従って、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に塗分けられている。すなわち、ペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ）に近い側の吸着素子（３）の厚さの略１／２に相当する部位の通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の低い吸着材（３１）が塗布され、ペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ）から離れた側の吸着素子（３）の厚さの略１／２に相当する部位の通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の高い吸着材（３２）が塗布されている。
【００５１】
図６に示す様に２種の吸着材（３１）、（３２）を塗分けるには、最初に、例えば一方の吸着材（３１）が含まれるスラリーに対して、通気エレメント（３３）の構造体をその厚さ（ペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ）に直交する方向の厚さ）の略１／２に相当する部位だけ浸漬してこれを乾燥させ、次に、例えば他方の吸着材（３２）が含まれるスラリーに対して、通気エレメント（３３）の構造体をその厚さ（ペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ）に直交する方向の厚さ）の残りの略１／２に相当する部位だけ浸漬してこれを乾燥させる。また、吸着材（３１）、（３２）が各含まれるスラリーを基材シートに塗り分けた後、通気エレメント（３３）の構造体を組み立てる様にしてもよい。
【００５２】
図７に示す吸着素子（３）では、吸着材は、通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に対し、通気方向に従って、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に塗分けられている。すなわち、通気エレメント（３３）の通気方向上流側の吸着素子（３）の長さ（通気方向に沿った長さ）の略１／２に相当する部位の通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の低い吸着材（３１）が塗布され、通気エレメント（３３）の通気方向下流側の吸着素子（３）の長さ（通気方向に沿った長さ）の略１／２に相当する部位の通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の高い吸着材（３２）が塗布されている。
【００５３】
図７に示す様に２種の吸着材（３１）、（３２）を塗分けるには、最初に、例えば一方の吸着材（３１）が含まれるスラリーに対して、通気エレメント（３３）の構造体をその長さ（通気方向に沿った長さ）の略１／２に相当する前端側の部位だけを浸漬してこれを乾燥させ、次に、例えば他方の吸着材（３２）が含まれるスラリーに対して、通気エレメント（３３）の構造体をその長さ（通気方向に沿った長さ）の略１／２に相当する後端側の部位だけを浸漬してこれを乾燥させる。また、吸着材（３１）、（３２）が各含まれるスラリーを基材シートに塗り分けた後、通気エレメント（３３）の構造体を組み立てる様にしてもよい。
【００５４】
図８示す吸着素子（３）では、吸着材は、通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に対し、脱着用熱源（ペルチェ素子（３０）の板面（３０ａ）、（３０ｂ））から離間する方向に従い且つ通気方向に従って、吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材から高い吸着材の順に塗分けられている。すなわち、通気エレメント（３３）における通気方向に沿って脱着用熱源側（ペルチェ素子（３０）側）に漸次接近する仮想傾斜平面で当該通気エレメントの内部を２つの領域に分割した場合、通気エレメント（３３）の前端部（通気方向上流側）を含む一方の領域に相当する通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の低い吸着材（３１）が塗布され、通気エレメント（３３）の後端部（通気方向下流側）を含む他方の領域に相当する通気エレメント（３３）の各通気穴の表面に上記の相対蒸気圧の高い吸着材（３２）が塗布されている。
【００５５】
図８示す様に２種の吸着材（３１）、（３２）を塗分けるには、最初に、例えば一方の吸着材（３１）が含まれるスラリーに対して、通気エレメント（３３）の構造体を傾斜状態で浸漬する。換言すれば、通気エレメント（３３）の構造体の前端面（通気穴の吸気側の開口を含む端面）を浸漬させ且つ後端面（通気穴の排気側の開口を含む端面）を浸漬させない様に、傾斜させた状態で上記の構造体の体積の略１／２に相当する部位だけを浸漬してこれを乾燥させる。次に、例えば他方の吸着材（３２）が含まれるスラリーに対して、通気エレメント（３３）の構造体を逆の傾斜状態で浸漬する。換言すれば、通気エレメント（３３）の構造体の後端面（通気穴の排気側の開口を含む端面）を浸漬させ且つ前端面（通気穴の吸気側の開口を含む端面）を浸漬させない様に、傾斜させた状態で上記の構造体の体積の残りの略１／２に相当する部位だけを浸漬してこれを乾燥させる。また、吸着材（３１）、（３２）が各含まれるスラリーを基材シートに塗り分けた後、通気エレメント（３３）の構造体を組み立てる様にしてもよい。
【００５６】
また、図４に示す通気エレメント（３３）の構造の場合には、必要な吸脱着量を勘案し、基材シート（３３ｓ）に対する吸着材の塗布形態を自由に設計できる。すなわち、図４の各分図に示す様に、基材シート（３３ｓ）の基端側、先端側あるいは幅の中央部分において吸着材の厚さが変化する様に塗布されていてもよい。図４に示す通気エレメント（３３）は、吸着材（３１）、（３２）が含まれるスラリーを基材シート（３３ｓ）に塗布し、吸着材が積層された基材シート（３３ｓ）を使用して通気エレメント（３３）を組み立てる様にしてもよい。
【００５７】
なお、各図に示す吸着素子（３）の層構造および塗分け構造において、吸着材（３１）、（３２）の厚さは、スラリーの粘度と浸漬塗布回数を変更することによって調節でき、各々、通常は１０〜８００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍとされる。
【００５８】
本発明の吸着材モジュール（１）は、ペルチェ素子（３０）に流れる電流の逆転によって吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）に対する吸着用冷熱源と脱着用熱源を機能的に入れ替えることにより、各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）における吸着操作と脱着操作を切替え可能になされている。これにより、吸着材モジュール（１）においては、第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）において互いに交互に吸着操作と脱着操作を行う様になされている。
【００５９】
また、本発明の吸着材モジュール（１）においては、保守管理を容易にするため、第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）がそれぞれ交換可能に構成されるのが好ましい。具体的には、吸着材モジュール（１）は、ペルチェ素子（３０）に対して各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）を固定することなく密着させた状態で除加湿装置などの装置にそれぞれ独立に取外し可能に収容される。
【００６０】
上記の様に、本発明の吸着材モジュール（１）は、各吸着素子（３）の通気エレメント（３３）に対し、前述の様に、同一測定温度における吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が異なる２種類以上の吸着材、例えば２種類の吸着材（３１）、（３０）が塗布されており且つその少なくとも１種類がゼオライトであり、脱着操作の際、吸着材（３１）、（３０）の温度変化に応じて段階的に水蒸気を脱着できるため、湿度の安定した加湿空気を得ることが出来る。
【００６１】
また、本発明の吸着材モジュール（１）は、吸着材を担持させた固定方式の一対の吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）をペルチェ素子（３０）の吸着用冷熱源および脱着用熱源として機能する各板面（３０ａ）、（３０ｂ）にそれぞれ直接配置して構成されており、ペルチェ素子（３０）へ流す電流の逆転によって吸着操作と脱着操作を切り替えることにより、除湿された空気と加湿された空気を連続して生成できる。従って、従来の装置の様な駆動部を設ける必要がなく、しかも、吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）を加熱・冷却する際のペルチェ素子（３０）との間の熱伝導性が高いため、モジュールを一層小型化できる。
【００６２】
更に、本発明の吸着材モジュール（１）は、前述の様に、第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）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臭気物質などの吸着によって吸着能が低下した場合、除加湿装置から吸着材モジュール（１）を取り出し、各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）を交換することが出来る。これにより、吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）の交換だけで装置性能を回復でき、濃縮された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、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。
【００６３】
次に、上記の吸着材モジュール（１）を使用した本発明の除加湿装置について説明する。本発明の除加湿装置は、例えば、車室の空気を除湿および加湿する車両用除加湿装置として構成される。斯かる除加湿装置は、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（４）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ために使用される。上記の除加湿装置の構造としては、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す様に、送風の違いにより２つの態様が挙げられる。
【００６４】
図１０（ａ）に例示する除加湿装置は、空気が通過する流路としての本体ケーシング（図示省略）に送風機（２）、吸着材モジュール（１）及び流路切替装置（４）を流路に沿って順次に配置して構成される。送風機（２）は、吸着材モジュール（１）の一対の吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）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０．１〜０．５ｍ３／ｍｉｎ程度である。なお、除加湿装置においては、共通の１基の送風機により、一対の吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）に空気を供給する様に構成されてもよい。
【００６５】
吸着材モジュール（１）は、送風機（２）によって送気される空気が当該吸着材モジュールの各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）を通過可能に本体ケーシング内に配置される。そして、吸着材モジュール（１）においては、各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）の吸着操作、脱着操作を交互に切り替える。従って、吸着材モジュール（１）の下流側には、除湿空気および加湿空気を各別個に連続的に吹き出すため、上記の各空気を所定の吹出口に振向ける流路切替装置（４）が配置される。
【００６６】
空気の吹出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、上記の流路切替装置（４）は、例えば図１１に示す様に、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。すなわち、流路切替装置（４）は、ケーシングの第１及び第２の吹出口（１１）、（１２）（図１１参照）に対し、吸着材モジュール（１）の第１吸着素子（３Ａ）を通過した空気と第２の吸着素子（３Ｂ）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。
【００６７】
具体的には、流路切替装置（４）は、当該流路切替装置の外郭を構成する箱状のケーシング（本体ケーシングの一部）の内部に、吸着材モジュール（１）の一方の吸着素子（３Ａ）を通過した空気が流入する上部の第１の導入室（４１）、同様に吸着材モジュール（１）の他方の吸着素子（３Ｂ）を通過し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。
【００６８】
図１１及び図１２に示す様に、流路切替装置（４）のケーシングの前端（図１１において左側の端部）には、空気が流入する入口（５１）、（５２）が設けられ、ケーシングの後端（本体ケーシングの後端）（図１１において右側の端部）には、振り分けた空気（除湿または加湿された空気）を吹き出す第１の吹出口（１１）及び第２の吹出口（１２）が設けられる。そして、ケーシング内部は、空気の流れ方向の前後がリブ（１５）で区画され（図１１（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、リブ（１５）よりも前方側のケーシング内空間を２枚の仕切板（１６）、（１７）で上下３段に仕切って形成される（図１１（ｂ）及び図１２（ａ）参照）。
【００６９】
第１の導入室（４１）は、図１１（ｂ）及び図１２（ａ）に示す様に、ケーシング前端の上部に設けられた導入口（５１）を通じて、吸着材モジュール（１）の第１の吸着素子（３Ａ）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、ケーシング前端の下部に設けられた導入口（５２）を通じて、吸着材モジュール（１）の第２の吸着素子（３Ｂ）を通過した空気が流入する様に構成される。
【００７０】
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１１（ｂ）及び図１２（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１３に示す様に、前述の２枚の仕切板（１６）、（１７）の各中央に通気穴としての第１の流入口（６１）及び第２の流入口（６２）が設けられ、これら第１及び第２の流入口が振分室（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としての第１の流出口（７１）及び第２の流出口（７２）が設けられ、これら第１及び第２の流出口が振分室（４３）からの空気の出口となっている。
【００７１】
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、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（４３）の空気が各吹出口（１１）、（１２）へ流出する様になされている。
【００７２】
ダンパー（４４）は、図１１、図１２（ａ）及び図１３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、かつ、ケーシングの前端面およびリブ（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。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。
【００７３】
振分室（４３）は、上記のダンパー（４４）の一方への回動により、図１３（ａ）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）とに仕切られる様になされ、また、上記のダンパー（４４）の他方への回動により、図１３（ｂ）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。
【００７４】
上記の様な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、前述の様に、吸着材モジュール（１）においてペルチェ素子（３０）に流れる電流を一定時間ごとに逆転させて吸着用冷熱源と脱着用熱源とを入れ替えると共に、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（１）の第１の吸着素子（３Ａ）を通過した空気と第２の吸着素子（３Ｂ）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。
【００７５】
すなわち、吸着材モジュール（１）においては、各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）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（３０ａ）、（３０ｂ）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。一方、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（１）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（３０ａ）、（３０ｂ）の温度が高低逆転するまでの間である。
【００７６】
なお、図示しないが、除加湿装置には、送風機（２）の制御、吸着材モジュール（１）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、流路切替装置（４）の第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。
【００７７】
本発明の除加湿装置による例えば車室内の除加湿方法は以下の通りである。すなわち、図１０（ａ）に示す様に、除加湿装置において、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（１）の第１の吸着素子（３Ａ）及び第２の吸着素子（３Ｂ）にそれぞれ送気する。吸着材モジュール（１）においては、例えば、ペルチェ素子（３０）の一方の板面（３０ａ）が吸着用冷熱源として機能し、他方の板面（３０ｂ）が脱着用熱源として機能するため、前記の板面（３０ａ）によって第１の吸着素子（３Ａ）が冷却され、その通気エレメント（３３）に担持された吸着材の吸着操作が進行し、通気エレメント（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（３Ｂ）は、ペルチェ素子（３０）の板面（３０ｂ）によって加熱され、当該第２の吸着素子の通気エレメント（３３）に担持された吸着材の脱着操作が進行し、通気エレメント（３３）を通過する空気に水蒸気を放出する。
【００７８】
吸着材モジュール（１）の第１の吸着素子（３Ａ）を通過して得られた除湿空気、および、第２の吸着素子（３Ｂ）を通過して得られた加湿空気は、各々、流路切替装置（４）の導入口（５１）、（５２）（図１２参照）を通じて当該流路切替装置の第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１３（ａ）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２つの空間（８ａ）、（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。
【００７９】
従って、図１３（ａ）に示す様に、第１の導入室（４１）に流れ込んだ除湿空気は、振分室（４３）の空間（８ａ）に流れ込み、第１の流出口（７１）を通じて第１の吹出口（１１）（図１１（ａ）参照）に送気される。一方、第２の導入室（４２）に流れ込んだ加湿空気は、振分室（４３）の空間（８ｂ）に流れ込み、第２の流出口（７２）を通じて第２の吹出口（１２）（図１１（ａ）参照）に送気される。
【００８０】
吸着材モジュール（１）においては、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、吸着用冷熱源と脱着用熱源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）が脱着用熱源として機能し、板面（３０ｂ）が吸着用冷熱源として機能する。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（３Ａ）、（３Ｂ）においては、各々、吸着材の吸脱着操作が切り替わる。
【００８１】
すなわち、上記の第１の吸着素子（３Ａ）は、冷却されていたその通気エレメント（３３）及び吸着材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（３Ｂ）は、加熱されていたその通気エレメント（３３）及び吸着材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（３Ａ）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（３Ｂ）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、除湿空気が第２の導入室（４２）に流れ込む。
【００８２】
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１３（ａ）に示す状態から図１３（ｂ）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。換言すれば、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。
【００８３】
従って、図１３（ｂ）に示す様に、第１の導入室（４１）の加湿空気は、振分室（４３）の空間（９ａ）に流れ込み、第２の流出口（７２）を通じて第２の吹出口（１２）（図１１（ａ）参照）に送気される。一方、第２の導入室（４２）の除湿空気は、振分室（４３）の空間（９ｂ）に流れ込み、第１の流出口（７１）を通じて第１の吹出口（１１）（図１１（ａ）参照）に送気される。
【００８４】
上記の除加湿装置においては、吸着材モジュール（１）で吸脱着操作を一定のタイミングで切り替えると共に、これに応じて、除湿空気と加湿空気の吹出流路を流路切替装置（４）によって切り替え、これにより、例えば、第１の吹出口（１１）から除湿空気を連続して吹き出し、第２の吹出口（１２）から加湿空気を連続して吹き出すことが出来る。そして、除湿空気を窓ガラスの防曇用に使用でき、加湿空気を快適性向上のために使用できる。
【００８５】
本発明の吸着材モジュール（１）を使用した除加湿装置は、図１０（ｂ）に示す様に構成することも出来る。図１０（ｂ）に例示する除加湿装置は、空気が通過する流路としての本体ケーシング（図示省略）に送風機（２）、流路切替装置（４）、吸着材モジュール（１）、流路切替装置（４）及び送風機（２）を流路に沿って順次に配置して構成される。すなわち、吸着材モジュール（１）を中心として、当該吸着材モジュール（１）の前後にそれぞれ流路切替装置（４）と送風機（２）を対称的に配置して構成される。そして、各流路切替装置（４）は、これらの前述した導入口（５１）、（５２）（図１１参照）に相当うる通気穴を吸着材モジュール（１）の各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）に対向する状態に配置され、各送風機（２）は、各流路切替装置（４）に対し、前述の例えば第２の吹出口（１２）に相当する通気穴から室内空気を送気する様に構成されている。
【００８６】
図１０（ｂ）に示す除加湿装置においても、吸着材モジュール（１）のペルチェ素子（３０）へ流す電流の逆転によって吸着用冷熱源と脱着用熱源を機能的に入れ替えて各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）に対する冷却と加熱を反転させ、各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）の吸着操作と脱着操作を一定のタイミングで切り替えると共に、これに応じて、除湿空気と加湿空気の吹出流路を各流路切替装置（４）によって切り替えることにより、例えば、一方（例えば図１０（ｂ）における左側）の流路切替装置（４）の第１の吹出口（１１）から除湿空気を連続して吹き出し、他方（例えば図１０（ｂ）における右側）の流路切替装置（４）の第１の吹出口（１１）から加湿空気を連続して吹き出すことが出来る。
【００８７】
上記の様に、本発明の除加湿装置は、ペルチェ素子（３０）に各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）が直接配置された前述の吸着材モジュール（１）を使用して構成されているため、冷熱源と熱源を切替えるための駆動部を設ける必要がなく、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。そして、本発明の除加湿装置によれば、各吸着素子（３Ａ）、（３Ｂ）に特定の吸着材（３１）、（３２）が塗布された上記の吸着材モジュール（１）を使用して構成されているため、湿度の一層安定した加湿空気を供給することが出来る。
【００８８】
なお、本発明の除加湿装置においては、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、上記の除加湿装置においては、吸着材モジュール（１）の下流側、好ましくは流路切替装置（４）の下流側にフィン型熱交換器や直交型熱交換器などの熱交換器が配置され、吸着材モジュール（１）の第１の吸着素子（３Ａ）で除湿（又は加湿）された空気と第２の吸着素子（３Ｂ）で加湿（又は除湿）された空気との間で顕熱交換可能に構成されてもよい。熱交換器を配置した場合には、ペルチェ素子（３０）で加熱された高温の加湿空気と、ペルチェ素子（３０）で冷却された低温の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、吸着材モジュール（１）の上流側または下流側には、室内で発生した臭気成分を捕捉するための脱臭用フィルターが配置されてもよい。
【実施例】
【００８９】
２種類の吸着材を塗布した吸着材モジュール、および、１種類の吸着材を塗布した吸着材モジュールを製作し、これら吸着材モジュールによって空気を加湿した場合の加湿状態の違いを試験確認した。
【００９０】
２つの態様を比較するに当たり、先ず、図３に示す構造の吸着素子（平板状の基材シートを平行に配列して通気エレメントが構成された素子）を４個製作した。各素子の通気エレメントは、０．１５ｍｍ（厚さ）×９．３ｍｍ（幅）×７０ｍｍ（長さ）のアルミニウム製の基材シート（フィン）をアルミニウム製平板上に７０枚配列して構成し、素子の外径は、７０ｍｍ（幅）×１４ｍｍ（長さ）×９．３ｍｍ（高さ）とした。そして、これらの吸着素子に対し、吸着材として、そのうちの３個には、ゼオライトＺ０１（ＦＡＰＯ−５）を塗布し、１個には、ゼオライトＺ０２（ＳＡＰＯ−３４）を塗布した。各吸着素子における塗布量は１９ｇであった。
【００９１】
次いで、ゼオライトＺ０２を塗布した吸着素子と、ゼオライトＺ０１を塗布した吸着素子とを前後に順次連結し且つペルチェ素子の一方の板面上に固定して１個の吸着材モジュールとした。すなわち、ゼオライトＺ０２及びＺ０１の２種類の吸着材を前後に塗分けた吸着素子がペルチェ素子の片面だけに貼付けられた構造の実験用の吸着材モジュールを組み立てた（実施例）。一方、ゼオライトＺ０１を塗布した２個の吸着素子を前後に連結し且つ上記と同様にペルチェ素子の一方の板面上に固定して１個の吸着材モジュールとした。すなわち、ゼオライトＺ０１だけを塗布した吸着素子がペルチェ素子の片面に貼付けられた構造の実験用の吸着材モジュールを組み立てた（参考例）。
【００９２】
加湿試験においては、上記の各吸着材モジュールについて、脱着（加湿）操作の際の吸着素子の出口部分の湿度変化をそれぞれに測定した。斯かる測定では、空気調整装置（ヒーター、冷却器および加湿器を容器に内蔵し、所定の温度、湿度に調節した容器内の空気をファンで送風する装置）を使用し、２９℃、５．０５ｇ／ｋｇ（ＤＡ）に調整した空気を２４ｍ３／ｈの風量で吸着材モジュールに送風しながら、吸着・脱着操作を一定周期で繰り返し、脱着の際に吸着素子を通過した空気の絶対湿度の変化を測定した。吸着・脱着操作は、吸着素子を貼付けたペルチェ素子の板面温度を測定しながら、電源電圧の制御により前記の板面の温度を２０分の周期で切り替えると共に、吸着操作では板面の温度を１５℃に調節し、脱着操作では板面の温度を５０℃に調節した。
【００９３】
吸着素子の出口部分における空気の絶対湿度は、吸着材モジュールを天秤に載せ、吸着材モジュールの重量変化を一定時間帯ごとに測定し、以下の演算式に基づいて絶対湿度を算出した。その結果、各吸着材モジュールについて、表２に示す様な絶対湿度の時間的な変化が観察された。また、吸着・脱着操作における水蒸気吸着量（全吸着量に対する割合）は図１４のグラフに示す通りであった。そして、表２及び図１４のグラフの結果から、２種類の吸着材を塗布した吸着材モジュールは、１種類の吸着材だけを塗布した吸着材モジュールに比べ、脱着（加湿）操作の際の出口部分における空気の絶対湿度の変化が緩やかであり、湿度の安定した加湿空気を供給できることが確認された。
【００９４】
【数２】
2010094609.tif 000005
【００９５】
【表２】
2010094609.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る吸着材モジュールの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る吸着材モジュールの他の例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る吸着材モジュールの更に他の例を示す斜視図である。
【図４】吸着材モジュールの通気エレメントを構成する基材シートの他の例を示す部分的な斜視図である。
【図５】本発明に係る吸着材モジュールの吸着素子における吸着材の塗布構造の一例としての積層構造を示す図であり、図１の素子の通気方向に直交して破断した部分的な断面図である。
【図６】本発明に係る吸着材モジュールの吸着素子における吸着材の塗布構造の他の例としての塗分け構造を示す図であり、図１のI−I線に沿って破断した断面図である。
【図７】本発明に係る吸着材モジュールの吸着素子における吸着材の塗布構造の更に他の例としての塗分け構造を示す図であり、図１のI−I線に沿って破断した断面図である。
【図８】本発明に係る吸着材モジュールの吸着素子における吸着材の塗布構造の更に他の例としての塗分け構造を示す図であり、図１のI−I線に沿って破断した断面図である。
【図９】本発明に係る吸着素子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。
【図１０】本発明に係る吸着材モジュールの使用例としての除加湿装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図１１】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１２】図１１の流路切替装置の正面図および背面図である。
【図１３】流路切替装置の機能を示す図であり、図１１のＢ−Ｂ線に沿って破断した断面図である。
【図１４】実施例と比較例の各吸着材モジュールおける吸脱着特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９７】
１  ：吸着材モジュール
１１：第１の吹出口
１２：第２の吹出口
２  ：送風機
３  ：吸着素子
３Ａ：第１の吸着素子
３Ｂ：第２の吸着素子
３０：ペルチェ素子
３０ａ：ペルチェ素子の板面（吸着用冷熱源部または脱着用熱源部）
３０ｂ：ペルチェ素子の板面（脱着用熱源部または吸着用冷熱源部）
３１：吸着材（吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が低い吸着材）
３２：吸着材（吸着等温線の変曲点となる相対蒸気圧が高い吸着材）
３３：通気エレメント
４  ：流路切替装置
【図１】
2010094609.tif 000007
【図２】
2010094609.tif 000008
【図３】
2010094609.tif 000009
【図４】
2010094609.tif 000010
【図５】
2010094609.tif 000011
【図６】
2010094609.tif 000012
【図７】
2010094609.tif 000013
【図８】
2010094609.tif 000014
【図９】
2010094609.tif 000015
【図１０】
2010094609.tif 000016
【図１１】
2010094609.tif 000017
【図１２】
2010094609.tif 000018
【図１３】
2010094609.tif 000019
【図１４】
2010094609.tif 000020