(57)【要約】  本発明は、除湿材を用いるデシカント空調技術により除湿を行うと共に、長時間の連続除湿が可能で除湿の効果も高くすることができる除湿技術を提供するものである。  除湿システムは、第１除湿ユニット、第２除湿ユニット、制御手段としてのＣＰＵ、第１除湿ユニットの流入部及び流出部にそれぞれ設けられた切替バルブＶ１、Ｖ２、及び第２除湿ユニットの流入部及び流出部にそれぞれ設けられた切替えバルブＶ３、Ｖ４を有する。第１除湿ユニットには第１ファン、第１ヒーター及び除湿材が設けられ、同様に、第２除湿ユニットには第２ファン、第２ヒーター及び第２除湿材が設けられている。ＣＰＵは、切替えバルブＶ１〜Ｖ４及びヒーターを制御して、第１除湿ユニットと第２除湿ユニットとによる車内内の空気の除湿及び第１除湿材、第２除湿材の再生を制御する。
2014024332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物の室内の空調を行う乗物用除湿装置であって、
前記室内からの空気を除湿して除湿後の空気を前記室内へと戻す第１除湿ユニット及び第２除湿ユニット、
前記第１除湿ユニット及び第２除湿ユニットの少なくとも一方に対して前記室内からの空気又は外気の少なくとも一方を送風するための送風手段、及び、
前記第１除湿ユニット、前記第２除湿ユニット及び前記送風手段の動作を制御する制御手段を有し、
前記第１除湿ユニットは、第１除湿材と、前記乗物に搭載されたバッテリーを電源として当該第１除湿ユニット内を流通する空気を加熱可能な第１加熱部と、を備え、
前記第２除湿ユニットは、第２除湿材と、前記乗物に搭載されたバッテリーを電源として当該第２除湿ユニット内を流通する空気を加熱可能な第２加熱部と、を備え、
前記制御手段は、
前記送風手段を制御して、前記第１除湿ユニット内に前記室内からの空気を送風して前記第１除湿材を流通させることで前記室内からの空気の除湿を行い、かつ、前記第２加熱部を加熱状態として外気を前記第２除湿ユニット内に送風することで外気を加熱し、加熱された外気を前記第２除湿材に流通させることで前記第２除湿材の再生を行う第１動作モードと、
前記送風手段を制御して、前記第２除湿ユニット内に前記室内からの空気を導入して前記第２除湿材を流通させることで前記室内からの空気の除湿を行い、かつ、前記第１加熱部を加熱状態として外気を前記第１除湿ユニット内に導入することで外気を加熱し、加熱された外気を前記第１除湿材に流通させることで前記第１除湿材の再生を行う第２動作モードと、
を所定の期間で交互に実行可能である、乗物用除湿装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の動作モードと前記第２の動作モードとの間に、前記送風手段を制御して、前記第１除湿ユニット内及び前記第２除湿ユニット内の双方に前記室内からの空気を送風して前記第１除湿材及び前記第２除湿材をそれぞれ流通させることで前記室内からの空気の除湿を行うと共に、前記第１除湿ユニット及び前記第２除湿ユニットからの除湿後の空気が前記室内に送られる第３の動作モードを実行する、請求項１記載の乗物用除湿装置。
【請求項３】
前記乗物の駆動力の少なくとも一部は、前記乗物に搭載されるバッテリーからの動力により担われる、請求項１又は２記載の乗物用除湿装置。
【請求項４】
前記送風手段は、前記第１除湿ユニット及び第２除湿ユニットに対して前記室内からの空気を送るための送風手段と、
前記室内からの空気を前記第１除湿ユニット及び前記第２除湿ユニットの少なくとも一方に流通させるための切替え手段と、により構成される、請求項１〜３のいずれかに記載の乗物用除湿装置。
【請求項５】
前記乗物は、蒸発器、圧縮機及び凝縮器を備えた空調装置を有する自動車であり、前記室内からの空気と前記蒸発器との間で熱交換を行い、熱交換後の空気が前記第１除湿ユニット及び第２除湿ユニットに供給される、請求項１〜４のいずれかに記載の乗物用除湿装置。
【請求項６】
前記第１除湿ユニット及び第２除湿ユニットから流出する空気と前記凝縮器との間で熱交換を行い、熱交換後の空気が前記室内に供給される、請求項５に記載の乗物用除湿装置。
【請求項７】
その表面に除湿剤を担持した粒状の担持体と、
前記担持体を複数内包した筒状体と、
その内部に複数の前記筒状体を移動可能に保持したフレキシブルな保持体と、を有し、
前記筒状体及び保持体は、いずれも、前記担持体に担持された除湿剤による除湿が可能となるよう通気性を有する、フレキシブル除湿材。
【請求項８】
前記筒状体は、前記担持体を、当該筒状体の長手方向に列をなすように内包する、請求項７に記載のフレキシブル除湿材。
【請求項９】
前記筒状体は、変形が可能なフレキシブルな筒状体であり、前記保持体は、前記筒状体の変形に従って変形が可能なフレキシブルな保持体である、請求項７又は８に記載のフレキシブル除湿材。
【請求項１０】
蓄電された電力を動力源として空調及び走行を行う乗物用の空調装置において、
前記乗物の室内空気を取り込んで通風する送風手段と、
前記通風空気を室外空気と熱交換する熱交換手段と、
前記通風空気中の水分を吸湿する水分吸湿手段と、
前記通風空気を室内へと供給する供給手段を備え、
これら手段を通風管路により接続したことを特徴とする乗物用空調装置。
【請求項１１】
前記水分吸湿手段の上流側に、通風空気の加熱手段を備え、
前記水分吸湿手段の下流側に、通風空気を前記供給手段または室外排気流路へ振り分ける第１流路切替え手段を備え、
電気自動車等が停車中で、かつ、外部エネルギー源と前記通風空気の加熱手段とが電気的あるいは熱的に接続されたことを検出する検出手段を備え、
前記検出手段からの信号を受け、通過空気の加熱手段と外部エネルギー源とが、電気的あるいは熱的に接続されている間は、前記第１流路切替え手段により通風空気を車室外へ排気する流路構成を形成する制御指令を前記流路切替え手段へ発信する制御手段を供え、
前記制御手段からの制御指令に基づき、通風空気を室外へ排気する第１流路構成、または通風空気を前記供給手段へ導く第２流路構成を形成するように前記第１流路切替え装置が作動することを特徴とする請求項１０に記載の乗物用空調装置。
【請求項１２】
室内空気温度の計測手段と、
室外空気温度の計測手段と、
前記熱交換手段をバイパスするバイパス通風手段と、
室内空気を取り込んで通風する前記送風手段の上流または下流に、室内空気が前記熱交換手段を経由する第３流路構成と、室内空気が熱交換手段をバイパスする前記バイパス通風手段を経由する第４流路構成と、を形成可能な第２流路切替え手段を備え、
前記室内空気温度の計測手段により検出された温度信号と、前記室外空気温度の計測手段により検出された温度信号を感知し、室内空気温度と室外空気温度を比較し、前記第２流路切替え手段に対して、室内空気温度が室外空気温度より高い場合には第３流路構成を形成し、室内空気温度が室外空気温度より高く無い場合には、第４流路構成を形成する制御指令を発信する制御手段を供え、
前記第２流路切替え手段は、前記制御手段からの制御指令に基づき、第３流路構成又は第４流路構成を形成するように作動することを特徴とする請求項１０または１１に記載の乗物用空調装置。
【請求項１３】
前記乗物は、蓄電された電力を電動機の動力源として走行する自動車であり、
前記供給手段は、前記通風空気を室内からフロントウインドウへ噴射する噴出手段である、
請求項１０〜１２のいずれかに記載の乗物用空調装置。
【請求項１４】
前記熱交換手段を前記電気自動車等の前方部（ボンネット部）、あるいは後方部（トランク部）、あるいは車室床下部、あるいは車室天井外部などに設置したことを特徴とする請求項１３記載の乗物用空調装置。
【請求項１５】
前記水分吸湿手段と前記加熱手段を一つの容器内に設置したことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の乗物用空調装置。
【請求項１６】
前記水分吸湿手段は空気通風流路から取り外し可能であることを特徴とする請求項１０〜１５記載の乗物用空調装置。
【請求項１７】
蓄電された電力を動力源として空調及び走行を行う乗物用の、圧縮式冷媒サイクルを有する空調装置の暖房除湿運転モードにおいて、前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機を稼働させると共に、第一の送風手段を稼働し、前記乗物の室内空気を室内空気取り込みダクトを介して導入した後、前記室内空気を第一の流路切替え手段の切替えにて蒸発器ならびに除湿材へ送気した後に、第二、第三の流路切替え手段の切替えにて凝縮器を経由させ、その後、電気的加熱手段を経て、第四の流路切替え手段の切替えにて、室内空気還流ダクトを経由して室内へ還流させる流路構成と、
前記空調装置の再生運転モードにおいては、前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機を稼働させると共に、第二の送風手段を稼働し、外気を外気導入ダクトから取り込んだ後、前記第四の流路切替え手段の切替えにて外気を電気的加熱手段、凝縮器へ送気した後に、第三の流路切替え手段第二の流路切替え手段の切替えにて、導入された外気を除湿材、蒸発器の順で通過させ、第一の流路切替え手段の制御により、第一の排気ダクトから車外へ排気させる流路構成と、
前記空調装置の冷房除湿運転モードにおいて、前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機を稼働させると共に、第一の送風手段を稼働し、室内空気を室内空気取り込みダクトを介して導入した後、前記室内空気を第一の流路切替え手段の切替えにて蒸発器ならびに、除湿材へ送気した後に、第二の流路切替え手段と第四の流路切替え手段の切替えにて、導入された室内空気を、室内空気還流ダクトを経由して室内へ還流させる流路構成とすると共に、第二の送風手段を稼働し、外気導入ダクトから取り込んだ外気を凝縮器へ送気した後に、第三の流路切替え手段から、通過する外気を第二の排気ダクトへ導き、車外へ排出する流路構成としたことを特徴とする乗物用空調装置。
【請求項１８】
前記乗物は、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車（以下、電気自動車等という）である、乗物用空調装置。
【請求項１９】
前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機はモーターにて駆動される圧縮機であって、暖房除湿運転モード時には、圧縮後の冷媒温度が目標室内設定温度より２０℃以上の温度を超過しない条件で、圧縮機の回転数と電動膨張弁が制御され、また、冷房除湿運転モード時には、圧縮後の冷媒温度が外気温度より１０℃〜１５℃程度高くなるように圧縮機の回転数と電動膨張弁を制御することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の乗物用空調装置。
【請求項２０】
使用される除湿材に担持される吸湿剤は高分子収着剤であることを特徴とする請求項１７又は１８又は１９に記載の乗物用空調装置。
【請求項２１】
車載空調装置の運転モード（暖房除湿運転モード、冷房除湿運転モード、停車時再生運転モード、走行時再生運転モードなど）の選択に従って、圧縮機の運転・停止、第一の送風手段および第二の送風手段の運転・停止、ならびに第一の流路切替え手段、第二の流路切替え手段、第三の流路切替え手段および第四の流路切替え手段の開閉駆動、ならびに電気的加熱手段の加熱の程度を温度計測手段の計測結果から判定し調整する電気的制御手段を有することを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の乗物用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関し、主に、乗物の空調装置、例えば電気自動車やハイブリッド自動車、あるいはプラグインハイブリッド自動車、燃料電池自動車、リニアモーターカー等（以下、単に電気自動車等と記載する）に搭載された空調装置に関する。また、乗物のウインドウ、例えば電気自動車等のフロントウインドウ等の結露（曇り）を防止すると共に、乗物の室内暖房及び冷房を行う空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、省コスト化、省エネルギー化の観点から、空調装置のエネルギー消費量を小さくすることが求められている。特に、バッテリーにより空調装置を駆動する場合、バッテリーの容量が小さくて済むように、消費電力を小さくしながら効率的に空調を行うことが求められる。
また、近年は、化石燃料の使用に伴う温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減すべく、走行時において化石燃料を使用しない乗物、例えば電気自動車や、化石燃料と自動車の駆動源となるバッテリーとを備えて燃費を大幅に改善したハイブリッド自動車、あるいはプラグインハイブリッド自動車等の導入が進展している。【０００３】
しかしながら、現段階では、このような電気自動車その他の販売は順調とはいえず、むしろ伸び悩んでいるともいえる。
電気自動車を例にとると、その大きな原因の一つとして、自動車ユーザからの冬季利用に関する大きな不満が挙げられる。これは、外気温度が低下する冬季運転で、車内暖房とウインドウの視界確保（防曇）を実施すると、航続可能距離が大幅に短縮してしまうという難点に由来する。【０００４】
例えば、外気温０℃で車内を２５℃程度に保って運転する場合、航続可能距離は、空調及び防雲を行わない場合に比較して約３０％短縮し、外気温が−１０℃では航続可能距離は半減する、という報告もある。このように冬季にバッテリーからのエネルギー消費が拡大する理由は、防曇目的で低湿度の低温外気を車内に導入し、これを暖房のために加温するシステムを採用していることにある。ウインドウガラスに発生する曇りの原因は、主に乗員の呼気に含まれる水蒸気（不感常泄）である。この水蒸気量は、成人男子で１時間あたり３０〜５０ｇである。この水蒸気量を除湿材（デシカント）に吸湿させることが可能であれば、ウインドウでの曇り発生を防止できる。【０００５】
例えば、車内温度よりも外気温度が低温となる場合に、車内暖房やウインドウガラスの結露防止などのために、車載バッテリーからの電力を使用すると、航続可能距離が短縮してしまうという寒冷時の航続距離低下現象の主な原因としては、走行時のウインドウの曇り防止（安全対策）のため、車室内空気湿度を低く保つ必要から低湿度外気を導入した後、これを車内暖房のために車載バッテリーからの電力にて加温することが挙げられる。
また、車内冷房には圧縮式冷凍装置を用いるが、処理対象空気の露点温度が目的とする室温より高い場合には、処理対象空気を露点温度以下まで冷却する際、処理対象空気からの結露が発生する。このため、圧縮式冷凍装置の負荷が増大すると共に、低温度までの冷却に伴う冷凍効率の低下が発生し、電力消費量が増大する。これらの結果、車載バッテリーの電力消費量が増大し、航続可能距離が短縮してしまうという問題がある。【０００６】
これら問題の解決のために、乗物に搭載するバッテリーの容量を増大して、一回の充電あたりの航続可能距離を確保する方策が採られるが、乗物の重量増大やバッテリーコストの増大等を招いてしまう。このような問題を解決するには、搭載されたバッテリーからの給電に多くを依存しない冷暖房の実現や、低消費電力でのウインドウの防曇手段、あるいは車内冷房時の水蒸気凝縮潜熱負荷の低減手段等が有効となる。【０００７】
例えば、外気が５℃、相対湿度６０％（絶対湿度２．６ｇ／ｋｇ）の条件で、車内の空気重量が４．８ｋｇの空間に乗員３名が乗車すると、人間の不感常泄量（水蒸気発散量）は、一人当たり毎時約３０ｇであるから、車内空気の絶対湿度は空気１ｋｇ当たり毎時１８．８ｇの割合で上昇する。このため、ウインドウガラス近傍において、空気温度が５℃に近づくとウインドウガラスに結露が発生する。５℃空気の飽和水蒸気量は空気１ｋｇあたり５．４ｇであるから、運転開始から遅くとも９分程度で相対湿度１００％となり、ウインドウガラスが曇り始める。【０００８】
ウインドウ等の結露（曇り）防止策として、近年、自動車用空調装置に除湿材を使用するデシカント空調技術が提案されている。デシカント空調技術は除湿材による水分吸湿作用を利用するものであるが、一定量の水分を吸湿した除湿材は、低相対湿度の高温空気による再生が必要である。例えば下記特許文献１では、除湿材を担持した通気型ロータの再生に、車載のヒートポンプからの温風を利用する電気自動車用空調システムが記載されている。【０００９】
下記特許文献２では、処理対象空気の除湿負荷軽減を目的に自動車の空調システムに除湿材を内包する吸湿容器を設置し、圧縮式冷凍装置による冷却除湿の負荷を軽減する空調システムが記載されている。【００１０】
また、下記特許文献３では、電気自動車の暖房時の電力負荷を軽減するために、車載バッテリーの充電時に温水製造を併せて行う蓄熱手段を用いる空調システムが記載されている。
更に、例えば下記特許文献４では、車体内部に除湿材を有する除湿ユニットを配置し、走行時に乗員から生じる水蒸気を除湿材で吸湿し、ウインドウの曇り防止を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−１５４８６２
【特許文献２】特開平８−６７１３６
【特許文献３】特開平５−２７０２５２
【特許文献４】特許第４８０１１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、乗物の空調及び除湿を行うにあたっては、いまだ解決すべき問題が存在する。特許文献１記載の電気自動車用空調システムでは、除湿材を担持した通気型ロータを通過する空気流路を２分割した上で、一方の流路で処理対象空気を除湿し、他方の流路を通過する空気を車載ヒートポンプで加熱した後に通気型ロータを通過させることで、除湿材を再生する構成を用いている。【００１３】
このため、処理対象空気と再生空気の流路に跨る通気型ロータを回転させる装置や、２つの流路を流れる空気の混合を防止するシールが必要となるなど、装置全体が複雑で大型化する問題を有している。また、外気温度が低下する場合、ヒートポンプによる温風製造能力が低下するので、除湿材の再生が十分ではなく、車載バッテリーからの給電による空気の追加加熱が必要となるなどの問題がある。【００１４】
特許文献２記載の自動車用空調システムでは、除湿材再生に車載バッテリーからの電力、あるいは車載発電装置からの電力を用いることから、電気自動車等における航続可能距離の低下対策には実効性が薄い。
特許文献３記載の電気自動車用空調システムでは、暖房のために電気自動車に蓄熱装置を搭載し、ここから温熱の供給を受け、温風製造のための電力消費を低減するシステムが紹介されている。しかしながら、蓄熱装置の蓄熱量が限定的であるため、運転初期の温風製造は可能であるが、長時間の連続温風製造が出来ないという問題がある。【００１５】
また、自動車ウインドウ等の結露（曇り）防止策として、除湿材を活用するデシカント空調技術を用いる場合において、除湿材の吸湿特性は基本的に該除湿材を再生する際の再生空気の条件と、該除湿材が処理対象空気から水分を吸湿する際の処理対象空気の条件により決定されることを認識する必要がある。すなわち、なるべく相対湿度の低い再生空気にて除湿材を再生し、該除湿材を用いて処理対象空気から水分を吸湿する際には、該処理対象空気の相対湿度を高めることが肝要である。【００１６】
一般に普及しているデシカント空調装置では、この考え方から、圧縮式冷凍機にて冷熱を製造し、この冷熱を用いて処理対象空気を冷却した後に除湿材を通過させるプレクール処理が実施されている。しかしながら、電気自動車等ではプレクール処理のための電源を車載バッテリーから供給しなければならず、その結果、航続可能距離が低下する。従って、一般に普及しているデシカント空調装置でのプレクール処理は電気自動車等における航続可能距離の低下対策としては実効的ではない。【００１７】
特許文献４記載の電気自動車用防曇・空調システムでは、除湿材を通過する空気の相対湿度が比較的低い運転条件では、除湿材に担持される吸湿剤の吸湿率（乾燥状態の吸湿剤単位重量あたりの最大吸湿水分の重量比）が低くなり、除湿材が吸湿する水分量が確保できない状況となる。その結果、長時間運転では使用する除湿材量が増大してしまう。【００１８】
電気自動車等に搭載される圧縮式空調装置（以下空調装置）は、冷媒の圧縮機、蒸発器、凝縮器ならびに膨張弁を冷媒回路で接続した基本構成である。この内、蒸発器と凝縮器は冷媒と空気との熱交換器である。蒸発器は冷媒の気化に伴う蒸発潜熱を空気から吸収するので、空気温度は低下する。蒸発器で気化された冷媒は圧縮機で圧縮され高圧・高温化する。この高温化した冷媒は凝縮器へ導かれ、凝縮熱を空気に与えることで液化する。この時に空気は昇温され暖房効果が生じる。その後、冷媒は膨張弁にて断熱的に膨張して低圧・低温化する。この冷媒を蒸発器にて気化し、再び圧縮機にて圧縮する空調サイクルである。【００１９】
更に、除湿材を用いるデシカント空調技術においては、除湿材が水分を吸収して飽和状態になると、再生を行わない限りはそれ以上除湿ができない。従って、長時間の連続除湿を行うことが困難であるという難点がある。【００２０】
更にまた、除湿材自体にも解決すべき課題がある。図１６に示されるように、従来、平面状の担持体で構成されるライナー部３０２と、波形に形成された担持体で構成された中芯部３０３と、の双方に除湿剤を担持させてダンボールのようにくみ上げた平板型の除湿材３００が知られている。近年は乗物をコンパクト化する都合上、除湿材をフレキシブルなものとして、除湿材が配置される部位の形状にあわせて除湿材を変形させて配置することが求められる場合がある。しかし、このようなダンボール状の構成を有する除湿材は変形させにくい。また、担持体をフレキシブルな材料として除湿材を変形可能としても、変形により薄くなった部位が潰れてしまい、空気が流通しにくくなるので、潰れた部分及び潰れた部位により空気の流通が阻害された部位では除湿が実質的に不可能になってしまうという難点がある。【００２１】
本発明は、このような従来の技術的問題点を解決し、乗物の空調を効率的に行うことが可能な乗物用除湿装置を提供することをその目的とする。特に、バッテリーを動力源とする乗物用除湿装置の効率を向上し、消費電力を小さくすることを目的とする。例えば、自動車のウインドウガラス防曇や車内冷暖房等、自動車等の乗物の空調に使用されるバッテリーからの電力を抑制することを目的とする。【００２２】
また、本発明の他の目的は、電気自動車等の乗物に搭乗する乗員が排出する水蒸気（不感常泄）を除湿材が吸湿する際の通過空気の相対湿度を高く保つことで、除湿材の吸湿率を増大させ、少ない除湿材量で多くの水蒸気を吸湿できると共に、蒸発器が通過空気から奪った熱を凝縮器にて再び通過空気へ戻すことで、効率の良い暖房除湿運転を行う、乗物用の空調装置を提供することにある。【００２３】
更に、本発明の他の目的は、除湿材を用いるデシカント空調技術により除湿を行うと共に、長時間の連続除湿が可能で除湿の効率も高くすることができる除湿技術を提供することにある。【００２４】
本発明の更に他の目的は、除湿材が配置される部位の形状、例えば狭小部があるような複雑な形状にも適合するよう変形が可能で、かつ変形による除湿能力の低下を抑制することが可能な除湿材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
以上のような課題を解決するために、本発明の第１実施形態によれば、蓄電された電力を動力源として空調及び走行を行う乗物用の空調装置において、前記乗物の室内空気を取り込んで通風する送風手段と、前記通風空気を室外空気と熱交換する熱交換手段と、前記通風空気中の水分を吸湿する水分吸湿手段と、前記通風空気を室内へと供給する供給手段を備え、これら手段を通風管路により接続したことを特徴とする乗物用空調装置が提供される。【００２６】
更に、本発明の第２実施形態によれば、蓄電された電力を動力源として空調及び走行を行う乗物用の、圧縮式冷媒サイクルを有する空調装置の暖房除湿運転モードにおいて、前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機を稼働させると共に、第一の送風手段を稼働し、前記乗物の室内空気を室内空気取り込みダクトを介して導入した後、前記室内空気を第一の流路切替え手段の切替えにて蒸発器ならびに除湿材へ送気した後に、第二、第三の流路切替え手段の切替えにて凝縮器を経由させ、その後、電気的加熱手段を経て、第四の流路切替え手段の切替えにて、室内空気還流ダクトを経由して室内へ還流させる流路構成と、
前記空調装置の再生運転モードにおいては、前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機を稼働させると共に、第二の送風手段を稼働し、外気を外気導入ダクトから取り込んだ後、前記第四の流路切替え手段の切替えにて外気を電気的加熱手段、凝縮器へ送気した後に、第三の流路切替え手段第二の流路切替え手段の切替えにて、導入された外気を除湿材、蒸発器の順で通過させ、第一の流路切替え手段の制御により、第一の排気ダクトから車外へ排気させる流路構成と、
前記空調装置の冷房除湿運転モードにおいて、前記圧縮式冷媒サイクルを構成する圧縮機を稼働させると共に、第一の送風手段を稼働し、室内空気を室内空気取り込みダクトを介して導入した後、前記室内空気を第一の流路切替え手段の切替えにて蒸発器ならびに、除湿材へ送気した後に、第二の流路切替え手段と第四の流路切替え手段の切替えにて、導入された室内空気を、室内空気還流ダクトを経由して室内へ還流させる流路構成とすると共に、第二の送風手段を稼働し、外気導入ダクトから取り込んだ外気を凝縮器へ送気した後に、第三の流路切替え手段から、通過する外気を第二の排気ダクトへ導き、車外へ排出する流路構成としたことを特徴とする乗物用空調装置も提供される。【００２７】
また、本発明の第３実施形態によれば、乗物の室内の空調を行う乗物用除湿装置であって、前記室内からの空気を除湿して除湿後の空気を前記室内へと戻す第１除湿ユニット及び第２除湿ユニット、前記第１除湿ユニット及び第２除湿ユニットの少なくとも一方に対して前記室内からの空気又は外気の少なくとも一方を送風するための送風手段、及び、前記第１除湿ユニット、前記第２除湿ユニット及び前記送風手段の動作を制御する制御手段を有し、
前記第１除湿ユニットは、第１除湿材と、前記乗物に搭載されたバッテリーを電源として当該第１除湿ユニット内を流通する空気を加熱可能な第１加熱部と、を備え、
前記第２除湿ユニットは、第２除湿材と、前記乗物に搭載されたバッテリーを電源として当該第２除湿ユニット内を流通する空気を加熱可能な第２加熱部と、を備え、
前記制御手段は、
前記送風手段を制御して、前記第１除湿ユニット内に前記室内からの空気を送風して前記第１除湿材を流通させることで前記室内からの空気の除湿を行い、かつ、前記第２加熱部を加熱状態として外気を前記第２除湿ユニット内に送風することで外気を加熱し、加熱された外気を前記第２除湿材に流通させることで前記第２除湿材の再生を行う第１動作モードと、
前記送風手段を制御して、前記第２除湿ユニット内に前記室内からの空気を導入して前記第２除湿材を流通させることで前記室内からの空気の除湿を行い、かつ、前記第１加熱部を加熱状態として外気を前記第１除湿ユニット内に導入することで外気を加熱し、加熱された外気を前記第１除湿材に流通させることで前記第１除湿材の再生を行う第２動作モードと、
を所定の期間で交互に実行可能である、乗物用除湿装置が提供される。【００２８】
また、本発明の第４の実施形態によれば、その表面に除湿剤を担持した粒状の担持体と、前記担持体を複数内包した筒状体と、その内部に複数の前記筒状体を移動可能に保持したフレキシブルな保持体と、を有し、前記筒状体及び保持体は、いずれも、前記担持体に担持された除湿剤による除湿が可能となるよう通気性を有する、フレキシブル除湿材が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る自動車用空調装置は、自動車走行時に乗員から発する水蒸気を除湿材が効果的に吸湿するので、低相対湿度で比較的高温の空気を、ファンのみで製造することが可能となる。【００３０】
また、本発明に係る自動車用空調装置は、除湿対象となる空気の相対湿度を高くした後に除湿材へ導くことで、除湿効率を高めることが可能となる。【００３１】
更に、本発明に係る乗物用除湿装置は、二つの除湿ユニットを用意して、それぞれ除湿運転と除湿材の再生運転との切替えを制御することで、一方の除湿ユニットで除湿材を再生している間でも、他方の除湿ユニットの除湿材で除湿を行うことができる。従って、除湿材の除湿容量に制限されることなく連続して除湿を行うことができる。【００３２】
更にまた、本発明に係るフレキシブル除湿材は、除湿及び再生が可能でかつ除湿材が配置される空間の形状にあわせて変形が可能であるので、例えば自動車のドアや座席のシート等、従来は除湿材の配置が困難であった狭い空間や凹凸を有する空間にも除湿材を配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態の第１実施例に係る自動車用空調装置の構成概略図である。
【図２】第１実施形態の第２実施例に係る自動車用空調装置の構成概略図である。
【図３】第１実施形態の第２実施例に係る自動車用空調装置の改良構成概略図である。
【図４】第１実施形態の第１実施例に係る自動車用空調装置の改良構成概略図である。
【図５】第１実施形態の第２実施例に係る自動車用空調装置の改良構成概略図である。
【図６】代表的除湿材の水分吸着特性を示す吸着等温線図例である。
【図７】第１実施形態による自動車空調装置が車室内空気から水分を吸湿する行程における車室内空気の特性変化図である。
【図８】第２実施形態に係る電気自動車等に設置される空調装置の構成図である。
【図９】第２実施形態で使用する吸湿剤の一例として示した高分子収着剤・収着等温線図である。
【図１０】第３実施形態に係る乗物用除湿装置の概略構成図である。
【図１１】第３実施形態に係る乗物用除湿装置の第１動作モードの説明図である。
【図１２】第３実施形態に係る乗物用除湿装置の第２動作モードの説明図である。
【図１３】第３実施形態に係る乗物用除湿装置の第３動作モードの説明図である。
【図１４ａ】第１動作モードと第２動作モードの切替えタイミングの説明図である。
【図１４ｂ】第１〜第３動作モードの切替えタイミングの説明図である。
【図１４ｃ】第１〜第３動作モードの切替えタイミングの説明図である。
【図１５】車載空調装置を利用した除湿装置の概略構成図である。
【図１６】平面状の除湿剤担持体の説明図である。
【図１７】第４実施形態に係る筒状体及び担持体の概略図である。
【図１８】第４実施形態に係る筒状体内に担持体を配置した状態の説明図である。
【図１９】保持体内に複数の筒状体を可能に配置した状態の説明図である。
【図２０】保持体に外力を加えたときの変形状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら詳述する。なお、以下の各実施形態では電気自動車の例を示しているが、本発明は電気自動車用の空調装置だけではなく、空調装置全般に広く適用可能であり、例えば、その動力源としてバッテリーを用いる空調装置、特に、乗物に搭載される空調装置にも広く適用可能である。
従って、本発明は例えばハイブリット自動車、燃料電池自動車にも適用可能である。また、リニアモーターカーは、浮上して走行する関係上、外部からの充分な電力供給が困難であり、空調装置の動力源としてバッテリーを用いる場合もある。従って、本発明は、リニアモーターカー等にも適用可能である。また、本発明は、空調装置の動力源としてバッテリーを用いるのであれば、モーターボート等の船舶や航空機等にも適用可能である。
【実施例１】
【００３５】
図１ならびに図４は第１実施形態の実施例１による自動車用空調装置の概略構成図である。
図１に示すように、車室内空気は送風手段（ファン）４により流路５ａから流入し、流路５ｂを経由し車室外空気との熱交換手段（熱交換器）９を経た後、流路５ｃを経由して、除湿ユニット１内に導かれる。除湿ユニット１内には除湿材２が設置されている。除湿材２を通過した車室内空気は流路５ｄおよび流路６ａを経由して、噴出手段（防曇ノズル）６ｂからフロントウインドウ等の車室側の内面１０へ向けて噴射される構成である。【００３６】
図４は実施例１の変形例である。送風手段４の下流に流路切替え手段８を設置し、制御装置１２は、図示されない車室内空気温度の検出手段４１と外気温度の検出手段４２からの温度計測結果を受信し、車室内空気温度が外気温度より高い場合に、流路切替え手段８を作動させ、車室内空気が車室外に設置されている熱交換手段９を経由した後に、除湿ユニット１へ流入する流路構成を形成し、車室内空気温度が外気温度より高く無い場合には、車室内空気が熱交換手段９をバイパスして流れるように設置したバイパス通風手段５ｅを経由して、除湿ユニット１へ導く構成としている。【００３７】
実施例１では除湿材２を除湿ユニット１から取り外し可能な構成としているが、あるいは、除湿材２を内包する除湿ユニット１を流路５ｃ、流路５ｄから切り離し可能な構成としても良い。
また、図１および図４では、送風手段４は熱交換手段９の上流側に設置されているが、送風手段４を除湿材２の直前に設置することで、除湿ユニット１の内部に送風手段４と除湿材２を内包させても良い。
図７は車室内空気が、外気との熱交換手段９により冷却された後に、除湿材２を通過し、絶対湿度が低下すると共に温度上昇する行程を示した事例である。【００３８】
次に、除湿材の吸湿特性について説明する。図６は代表的除湿材の吸着等温線の例である。図は横軸に処理対象空気の相対湿度をとり、縦軸に吸湿率をとって除湿材の特性を示している。吸湿率とは乾燥状態にある除湿剤の重量に対し、除湿剤が吸湿できる水分重量の割合を示す価である。横軸に示す相対湿度の上昇と共に、吸湿率が上昇していることが判る。
図６において、実線Ａは高分子収着剤、点線ＢはシリカゲルＡ型、一点鎖線Ｃはアクティブカーボン（Active Carbon）、二点鎖線ＤはシリカゲルＢ型における湿度に対する吸湿率をそれぞれ示す。図６に示されるように、いずれの種類の吸湿剤においても、グラフが上に凸であるか下に凸であるかの相違点はあるものの、相対湿度が高くなるにつれて吸湿率が上昇している。
特に、実線Ａで示される高分子収着剤は、相対湿度が高いとグラフは下に凸となり、相対湿度が高くなるにつれて加速的に吸湿率も高くなることが示される。【００３９】
要するに、相対湿度の低い空気で除湿材を再生（乾燥）した後に、この除湿材を高い相対湿度の空気と接触させると除湿材は空気中から水分を吸湿するから、除湿材の水分吸湿量（重量）は、再生時と吸湿時の吸湿率の差分に除湿剤の乾燥時重量を掛けることで算出される。【００４０】
次に実施例１による処理対象空気の状態変化例について、図７の湿り空気線図により説明する。
車室内空気（２０℃、相対湿度４５％、絶対湿度約６．５ｇ／ｋｇ）は送風手段４にて送気され、熱交換手段９を通過した後に約１２℃、相対湿度７５％（絶対湿度は変化無し）となる。この車室内空気は、除湿材２を通過する際に、ほぼ等エンタルピー変化の吸湿作用を受ける。図７の例では、除湿材通過後は約２０℃、相対湿度２０％、絶対湿度は約３．０ｇ／ｋｇとなっている。
すなわち、除湿材２を通過することで車室内空気の絶対湿度は約３．５ｇ／ｋｇほど低下し、空気温度は約８℃上昇している。【００４１】
除湿材を通過した低相対湿度の空気は、通風ダクト５ｄならびに６ａを経由し、噴出手段（防曇ノズル）６ｂからフロントウインドウ１０へ向けて噴出され、フロントウインドウ１０の車室面に形成される曇りの発生防止や除去に貢献すると共に、車内暖房にも貢献することが判る。
除湿材２は通過空気からの吸湿を行うに連れて、その吸湿能力が減退するので、時期を見て除湿材２を再生済みの除湿材２と交換する必要がある。【００４２】
例えば、除湿材２として図６に示す高分子収着剤を使用し、これを外部の乾燥工場などで相対湿度１０％の空気で再生した後に自動車用空調装置へ設置した状態を考える。車内に３名の人間が乗車しているとする。【００４３】
乗員３名からの不感常泄量は毎時約９０gであるから、３時間程度の電気自動車の使用では約２７０ｇ程度の水分量を除湿材２が処理すれば良い。車室内空気が熱交換手段９により冷却され、相対湿度７０％になるとして、図６の吸着等温線図より、相対湿度７０％での吸湿率は６８％、相対湿度１０％での吸湿率は１３％であるから、吸湿率差は５５ポイントとなる。処理する水分量は２７０ｇであるから、約４９０ｇ（２７０÷０．５５）の高分子収着剤を除湿材２として用いれば良いことが判る。【００４４】
また、通過空気は除湿材２により通過空気１ｋｇあたり平均３．５ｇの水分を吸湿されることから、通過空気量は１時間あたり２６ｋｇ（＝９０÷３．５）として設計すれば良い。この通過空気量は毎時２２立方メートル程度である。【００４５】
４９０ｇの高分子収着剤を有する除湿材２の体積は数リットル程度であるから、除湿材の通風断面を１０センチ×１５センチ（面積０．０１５平方メートル）とすれば、除湿材の奥行きは３０センチメートル以下であり、通過する空気の平均面流速は０．４ｍ／ｓｅｃ程度となる。【００４６】
除湿材が示す性能は、除湿材の形状には余り影響されないことが判っているので、除湿材の寸法は設置される空間の形状から選定すれば良く、また、実際には、余裕を見て除湿材の体積を多めに選定すれば良い。
【実施例２】
【００４７】
図２、図３ならびに図５は第１実施形態の実施例２による自動車用空調装置の概略構成図である。
図２に示す第２の実施例では、除湿ユニット１の内部でかつ除湿材２の上流側に加熱手段３を設置し、除湿ユニット１の下流に流路切替え手段８を設置し、除湿ユニット１を通過した後の車室内空気を、車外へ排気する流路７、または流路６ａを経て噴出手段（防曇ノズル）６ｂのいずれか一方へ導く構成としている。
流路切替え手段８内には、制御装置１２からの指令に基づき作動する切替え弁８ａが設置されている。
図２の実施例は、加熱手段３として車外からの給電による電気加熱器を採用した例であるが、加熱手段３は車外からの温水供給による熱交換器でも良い。要は加熱手段３と送風手段４を稼働させて、温風を製造して、これを除湿材２へ導き、除湿材２を再生する流路が構成できれば良い。【００４８】
実施例２では、除湿材２は除湿ユニット１に内包され、除湿材２の再生は電気自動車等が停車している条件において、外部からの電力あるいは温水あるいは温風などの供給により実施される。
制御装置１２は、電気自動車等が外部からの給電や温水供給、あるいは温風供給などが設定された状態を検出し、送風手段４の稼働・停止、加熱手段３の稼働・停止、流路切替え手段８への空気流路選択などの指令を発信し、自動車用空調装置が正しく運転されていることを確認すると共に、温度異常などを検出した際は、加熱手段３へのエネルギー供給を遮断するなどの安全制御を行う。しかしながら走行中であってもバッテリーからの給電にて除湿材２の再生運転が可能であり、運転者の判断で再生運転を行える事は勿論である。【００４９】
図５は、第１実施形態の実施例２の改良例を示している。図５に示すように、送風手段４の下流に流路切替え手段８と車外に設置された熱交換手段９をバイパスするバイパス通風手段５ｅを設置し、図示されない車室内空気温度の計測手段４１と外気温度の計測手段４２からの温度計測結果を制御装置１２は受信し、車室内空気温度が外気温度より高い場合に、流路切替え手段８を作動させ、車室内空気が熱交換手段９を経由する流路構成を形成し、車室内空気温度が外気温度より高く無い場合には、車室内空気をバイパス通風手段５ｅへ導いた後に除湿ユニット１へ導く流路構成を選択する制御を行う。【００５０】
また、図３に示すように、通風手段４を加熱手段３の直前に設置しても良い。このような構成とすることで、通風手段４と除湿ユニット１の一体化が可能となり、自動車用空調装置全体の配置の自由度が向上すると共に、全体をコンパクトに設置することが可能となる。通風手段４と除湿ユニット１の一体化を意図する構成は、図５に示す様に熱交換手段９を車外に設置する場合も採用可能である。【００５１】
以上のように、本発明の第１実施形態では、蓄電された電力を電動機の動力源として走行する電気自動車やハイブリッド自動車、あるいはプラグインハイブリッド自動車等であって、その車体内部に、水分吸湿作用を有する除湿材を内包する除湿ユニットを1セットあるいは複数セット配置し、該自動車等の走行時においては、乗員等が発する水蒸気（不感常泄）を、該除湿ユニット内の該除湿材に吸湿させる際に、処理対象空気と外気との熱交換を実施できる構成としている。【００５２】
また、除湿材は処理対象空気から水分（水蒸気）を吸湿すると吸湿熱を発する特性がある。例えば、１ｋｇの処理対象空気から１ｇの水分を吸湿すると、処理対象空気の温度は約２．５℃上昇する。第１実施形態では、外気との熱交換により低温化した処理対象空気の温度回復メカニズムとして、この吸湿熱を活用することで、効果的に絶対湿度を低減すると共に処理対象空気の温度回復を可能としている。【００５３】
すなわち、外気温度が車内温度より低い場合に、処理対象となる車内空気を外気と熱交換させることで低温化し、処理対象空気の相対湿度を上昇させた後に除湿材へ導く構成とした。これにより、高相対湿度領域で除湿材が示す高い吸湿率（乾燥状態にある除湿材重量に対する吸湿水分の重量割合）が確保出来るので除湿材の水分吸湿量が増加し、より大量の水分吸湿が可能となっている。【００５４】
また、除湿材の吸湿性能が低下した段階で、除湿材あるいは該除湿材を内包する除湿ユニットを自動車用空調装置から取り外し可能な構成としたので、水分吸湿後の除湿材を車体外部で再生する際に相対湿度の低い再生空気を使用することが可能である。その結果、除湿材はより大量の水分吸湿が可能となっている。【００５５】
更に、除湿材あるいは該除湿材を内包する除湿ユニットを自動車用空調装置から取り外し可能な構成としたので、再生済みの除湿材あるいは除湿ユニットを任意のタイミングで自動車用空調装置にセットできるため、再生済みの除湿材あるいは除湿ユニットを複数用意することで連続的なフロントウインドウの防曇や車内暖房が可能となった。【００５６】
また、該除湿材あるいは該除湿ユニットの再生に際して、ゴミ焼却場等の未利用熱を利用して相対湿度の低い高温空気を製造し、これを除湿材の再生に用いることで環境負荷の低いエネルギーが使用可能となる。この再生手段を活用することで、更なる地球温暖化対策の推進が可能となっている。【００５７】
以上説明したとおり、本発明による自動車用空調装置を用いれば、自動車走行時に乗員から発する不感常泄（水蒸気）を除湿材が効果的に吸湿するので、低相対湿度で比較的高温の空気を、送風手段（ファン）動力のみで製造することが可能となる。
また、夏季には除湿材の水分吸湿作用により車内空気の絶対湿度を低くできるので、圧縮式冷凍装置内での結露（水分凝縮）量を低減でき、圧縮式冷凍装置の運転効率を高められる。これにより、圧縮式冷凍装置の消費電力削減や装置の小型化・軽量化も可能となる。【００５８】
通常、除湿材は周辺空気の相対湿度が高いほど大量の水蒸気を吸湿する特性を有する。水分の吸湿率は相対湿度０％から相対湿度１００％の範囲で相対湿度の上昇に伴い増大する。従って、除湿材が処理対象空気から水分を吸湿する際に、処理対象空気の相対湿度を高めることは同一除湿材による水分吸湿量を増大させる有効な手段となる。【００５９】
要するに、再生済みの除湿材による水分吸湿能力を増大させるには、除湿材を通過する処理対象空気の相対湿度を上げることが有効であるから、本発明では外気温が車室内の空気温度より低い条件時に、熱交換手段を用いて、外気による処理対象空気の低温化を行い、処理対象空気の相対湿度を高めた後に除湿材へ導く構成としている。
処理対象空気を外気との熱交換手段で低温化することで、除湿材は乗員が発する水蒸気（不感常泄）を大量に吸湿できるので、同一重量の除湿材であっても、フロントウインドウ等に発生する水蒸気の凝縮（結露）を長時間にわたり防止する自動車用空調装置が可能となった。【００６０】
以上説明したように、第１実施形態では、電気自動車等に搭載される自動車用空調装置において、車室内空気を外気により冷却した後に除湿材へ導く構成としたので、除湿材へ流入する車室内空気の相対湿度が高まり、除湿材の吸湿率増大効果が得られる。これにより同一の除湿材であっても多量の水分吸湿が可能となった。すなわち、電気自動車等の運転時に、乗員が発する不感常泄（約30g／h・人）や外気が車室内へ持ち込む水分（水蒸気）を多量に吸湿処理できるため、長時間にわたり車内空気の絶対湿度上昇が防止でき、電気自動車等のフロントウインドウ等の防曇や、車室内暖房が可能となる。【００６１】
このように、電気自動車の走行時において、処理対象空気を外気により低温化する構成としたので、フロントウインドウ等の結露を除湿材の吸湿作用にて防止する際の除湿材の吸湿能力が向上した。これらの効果により、従来型の電気自動車に比して防曇や冷房のための使用電力量を低減でき、電気自動車の航続可能距離増大や、車載バッテリーの容量低減に貢献する電気自動車用空調装置の提供が可能となった。【００６２】
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら詳述する。
図８は、第２実施形態に係る電気自動車等に設置される空調装置の構成図である。この空調装置は圧縮機１０１、蒸発器１０２、除湿材１０３、送風手段１０４ａ、１０４ｂ、凝縮器１０５、膨張弁１０６、流路切替え手段（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）、電気的加熱手段１４０、図示されない温度計測手段１５０、各種通風ダクト（１１３，１１４，１１５，１１６，１１７）などから構成される。【００６３】
図８に示すように、第２実施形態における電気自動車等の車載空調装置では、寒冷時の走行においては暖房除湿運転が実施される。この暖房除湿運転では、除湿材１０３による吸湿行程が実施され、乗員から排出される水蒸気を除湿材１０３が吸湿し、車内湿度の上昇が抑制されている。具体的には、圧縮機１０１を稼働させた上で、第一の送風手段１０４ａを稼働させ、車内空気取り込みダクト１１６から車内空気１３０を取り込み、その後、第一の流路切替え手段１０８ａによる流路選択により、蒸発器１０２、除湿材１０３を経由した後に、第二、第三の流路切替え手段１０８ｂ、１０８ｃによる流路選択を経て、凝縮器１０５に導かれる。凝縮器１０５を通過した空気は、図示されない通過空気温度の計測手段１５０にて温度計測が行われ、計測温度が所定値以下の場合は電気的加熱手段１４０を稼働させ、所定温度とした後に、第四の流路切替え手段１０８ｄから、車内空気還流ダクト１１５を経て車内へ還流する空気流路を構成している。【００６４】
また、第２実施形態による電気自動車等の車載空調装置では、例えば、バッテリー充電時などを利用して除湿材１０３の再生を行う停車時再生運転が行われる。この停車時再生運転では、図８に示すように、第一の送風手段１０４ａを停止させた上で、車載空調装置の圧縮機１０１ならびに第二の送風手段１０４ｂを稼働させ、外気を外気導入ダクト１１４から取り込み、第二の送風手段１０４ｂにて、第四の流路切替え手段１０８ｄによる流路選択の後、電気的加熱手段１４０を経て凝縮器１０５へ導かれる。その後、第三の流路切替え手段１０８ｃならびに第二の流路切替え手段１０８ｂによる流路選択を経て、除湿材１０３、蒸発器１０２を通過させた後に、第一の流路切替え手段１０８ａから、第一の排気ダクト１１３を経由して車外へ排気する。この際、凝縮器１０５を通過した空気は、図示されない通過空気温度の計測手段１５０にて温度計測が行われ、計測温度が所定値以下の場合は電気的加熱手段１４０を稼働させ、所定温度とした後に、除湿材１０３へ送られる。因みに、この再生工程における空気流路構成は、電気自動車等の走行時に実施する走行時再生運転でも同様である。連続走行の結果、除湿材１０３の吸湿能力が低下した状況において、一時的に吸湿行程を停止し、再生工程を行うことで除湿材の吸湿能力回復が行われる。【００６５】
また、第２実施形態では車載空調装置を冷房除湿運転として運用する場合、図８に示すように、圧縮機１０１を稼働させると共に、第一の送風手段１０４ａを用いて車内空気１３０を、車内空気取り込みダクト１１６から取り込み、第一の流路切替え手段１０８ａを経て、蒸発器１０２、除湿材１０３を通過させた後に、第二の流路切替え手段１０８ｂから、車内空気還流ダクト１１５へ流入させて車内へ還流させる。この時、蒸発器１０２で低温化（条件によっては低湿化）した空気は除湿材１０３を通過する際に、吸湿作用のため更なる低湿化と若干の温度上昇を受ける。その結果、還流空気の相対湿度が低下して乗員への快適性を確保する効果が得られる。また、冷房除湿運転時には、第二の送風手段１０４ｂも稼働しており、外気導入ダクト１１４から取り込まれた外気は、第二の送風手段１０４ｂにて送気された後、第四の流路切替え手段１０８ｄにて、凝縮器１０５へ向かう流路制御を受け、凝縮器１０５を冷却した後に、第三の流路切替え手段１０８ｃによる流路選択を受けて、第二の排気ダクト１１７を経由して車外へ排出される。【００６６】
電気自動車等の車載空調装置の構成と作用
図９は日本エクスラン工業株式会社が販売する高分子収着剤を担持した除湿材を使用する場合の、高分子収着剤の収着等温線図である（一般的な吸着等温線と同様の定義）。図の横軸は空気相対湿度、縦軸は吸湿率（＝高分子収着剤の単位重量あたりの収着水分の重量比）を示している。図から判るように、相対湿度の上昇と共に吸湿率が上昇する。この特性は他の吸湿剤とも同様な傾向であるが、相対湿度が高い領域で吸湿率が１．０を超える特性は、高分子収着剤特有のものである。【００６７】
第２実施形態による車載空調装置では、高分子収着剤あるいは他の吸湿物質を担持した除湿材を用いている。従って、蒸発器１０２で予め空気温度を低温化して、相対湿度を上げてから除湿材１０３へ導くことで、除湿材１０３の吸湿能力を高めることが可能となり、少ない除湿材量で、多くの水分を吸湿できるため、除湿材１０３をコンパクト化することが可能となる。特に、高分子収着剤を担持した除湿材１０３の場合に、空気の相対湿度を１００％に近づけることで、吸湿率が急速に増大する特性を応用する効果は極めて大きい。【００６８】
また、第２実施形態による車載空調装置では、図８に示すように冷媒経路を、圧縮機１０１、凝縮器１０５、膨張弁１０６、蒸発器１０２、圧縮機１０１の循環経路としている。この経路には冷媒流路切替え弁などが無いので、冷媒循環路からの冷媒漏えい事故は防止できる。【００６９】
また第２実施形態では図８に示す様に、空気の流通経路が互いに逆向きとなる２つの送風手段１０４ａ、１０４ｂを通風経路の両端部に設置している。この送風手段の運転・停止と、４つの流路切替え手段１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ）、ならびに電気的加熱手段１４０、圧縮式冷媒サイクルの運転を、再生運転モード、暖房除湿運転モード、冷房除湿運転モードなどの運転モードに応じて制御することで、それぞれの運転モードに応じた最適な流路形成と構成機器の稼働を可能としている。【００７０】
外気温が車内温度に比べて低い状態においては、ウインドウが低温化するために、比較的短時間で乗員から発生する水蒸気がウインドウに結露し曇りが発生する。これを避けるために従来の電気自動車等では、相対的に絶対湿度の低い低温外気を車内に取り込んでいるが、暖房維持のために車載バッテリーからの電力を外気加熱に使用することから、電気自動車等の航続距離が低下している。【００７１】
これに対し、第２実施形態では車載空調装置に除湿材１０３を設置し、車内空気１３０の除湿を実施する際に、蒸発器１０２にて、車内空気１３０を冷却した後に、除湿材１０３へ導く構成としているので、除湿材１０３の吸湿率を高く設定でき、除湿材１０３の小型化が可能である。また、寒冷時には、除湿材１０３が発する吸湿熱を通過空気に転嫁することに加えて、蒸発器１０２で通過空気から採取した熱量を、圧縮機１０１で高温化した後に、凝縮器１０５で再び通過空気へ戻すので、車内空気は、元来保持していた熱に加えて、除湿材１０３の吸湿熱と車載空調装置の圧縮機１０１における動力相当分の熱を得ることになり、従来の電気自動車等が使用する外気加熱のための電力に比して大幅な省エネルギーが達成される。【００７２】
また第２実施形態では、車載空調装置の運転モード（停車時再生運転、走行時再生運転、暖房除湿運転、冷房除湿運転など）に応じて、２つの送風手段１０４ａ、１０４ｂと、４つの流路切替え手段１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄを制御する単純な方式であるため、従来の車載空調装置の構成機器を活用できる利点がある。【００７３】
このように、第２実施形態による電気自動車等の車載空調装置では、乗員が発する水蒸気（不感常泄）を除湿材１０３に吸湿させる際に、除湿材１０３の吸湿率を高く維持できると共に、除湿材１０３の吸湿熱を暖房に利用できるので、寒冷時の暖房除湿運転において乗員から発生する水蒸気を長時間にわたり吸湿可能となり、電気自動車等のフロントウインドウ等に発生する曇りの低減効果が確保できる。【００７４】
同様に、夏季の冷房除湿運転においては、蒸発器１０２による車内空気１３０の冷却後に、除湿材１０３による除湿と加温（等エンタルピー変化のため、吸湿熱が発生し、空気温度が若干上昇するために生ずる）作用を用いることで、快適な車内冷房が達成される。【００７５】
第２実施形態では、除湿材１０３の再生に電気的加熱手段１４０と凝縮器１０５を通過して高温化した外気を用いている。この時、凝縮器１０５から供給される熱エネルギーは、蒸発器１０２にて通過空気から回収された熱を圧縮機１０１での冷媒圧縮により高温化したものであるので、再生に使用される高温エネルギーは原則的に、電気的加熱手段１４０による加熱分と圧縮機動力分のみで達成される。また、除湿材に担持される吸湿剤として高分子収着剤を採用した場合には、再生温度が４０℃以上であれば、再生空気の単位重量あたりの除湿量を８ｇ／ｋｇ以上とする急速再生が達成される。その結果、少ない空気量で除湿材１０３に含まれる水分を除去でき、短時間再生が可能となり、極めて省エネルギー性の高い運転が可能となる。また、車載空調装置の冷媒昇温幅も比較的小さくて良いので、圧縮空調サイクルの成績係数（ＣＯＰ）も良好な値が維持できる。【００７６】
本発明の第２実施形態によれば、外気温度が低い条件で電気自動車等を使用する時に、車載空調装置の圧縮機１０１を稼働させると共に、流路切替え手段を制御することで、車内空気１３０を第一の送風手段１０４ａにて蒸発器１０２に送気した後に、除湿材１０３を通過させ、その後凝縮器１０５、電気的加熱手段１４０を経由させ、車内へ還流させる空気流路を有する電気自動車等の車載空調装置が提供される。【００７７】
また、第２実施形態によれば、外気温度が高い条件で電気自動車等を使用する時に、車載空調装置の圧縮機１０１を稼働させると共に、流路切替え手段を制御することで、車内空気１３０を第一の送風手段１０４ａにて蒸発器１０２に送気した後に、除湿材１０３を経由させ、車内へ還流させる空気流路を有する電気自動車等の車載空調装置も提供される。【００７８】
また、第２実施形態によれば、流路切替え手段を制御することで、例えば電気自動車等の車載バッテリーの充電時に、車載空調装置の圧縮機１０１を稼働させると共に、第一の送風手段１０４ａを停止状態とした上で、第二の送風手段１０４ｂを稼動して、外気を電気的加熱手段１４０、凝縮器１０５へ導いた後に、除湿材１０３ならびに蒸発器１０２を通過させ、第一の排気ダクト１１３を経て車外へ排気する空気流路を有する電気自動車等の車載空調装置が提供される。【００７９】
また、第２実施形態によれば、流路切替え手段を制御することで、電気自動車等の運転時においても、車載空調装置の圧縮機１０１を稼働させると共に、第一の送風手段１０４ａを停止状態とした上で、第二の送風手段１０４ｂを稼動して、外気を電気的加熱手段１４０、凝縮器１０５へ導いた後に、除湿材１０３ならびに蒸発器１０２を通過させ、第一の排気ダクト１１３を経て車外へ排気する空気流路を有する電気自動車等の車載空調装置が提供される。【００８０】
更に、本発明の第２実施形態によれば、以下の効果も得られる。まず、除湿材１０３が周囲空気との間で水分を吸脱着する現象は、吸湿時と脱湿時の空気の相対湿度差に依存する。従って、なるべく低相対湿度の空気で除湿材１０３を再生し、その後、なるべく高相対湿度の空気中に除湿材１０３を置く事で、除湿材１０３が示す吸湿率を増大させることが可能となる。すなわち、除湿したい対象空気の相対湿度を高くした後に除湿材１０３へ導くと共に、除湿材の再生においては、再生空気を加熱して相対湿度を低めた後に除湿材１０３へ導く作業が有効となる。【００８１】
このような効果を発揮する車載空調装置を構成することで、車載空調装置に組み込まれる除湿材１０３の吸湿率を増加させ、除湿材を小型化、あるいは同一除湿材であっても長時間の吸湿行程が達成される。【００８２】
次に、除湿材１０３の再生行程について説明する。車載空調装置の圧縮機１０１を稼働し、圧縮機１０１から流出する高温冷媒ガスを凝縮器１０５へ導き、ここで冷媒と通過空気との熱交換を行う。電気的加熱手段１４０ならびに凝縮器１０５を通過して高温化（同時に相対湿度が低下）した空気（一般には外気）を再生空気として除湿材１０３へ導くことで除湿材１０３を再生する。この時の空気の流れは、外気導入ダクト１１４、第二の送風手段１０４ｂ、電気的加熱手段１４０、凝縮器１０５、除湿材１０３、蒸発器１０２、第一の排気ダクト１１３、車外の順である。【００８３】
次に除湿材１０３の吸湿行程について説明する。除湿材１０３の再生が完了した後、車内空気１３０の空気取り込みダクト１１６、第一の送風手段１０４ａ、蒸発器１０２、除湿材１０３、凝縮器１０５、電気的加熱手段１４０、車内空気還流ダクト１１５、車内の順で車内空気１３０を循環させる。この行程では、取り込まれた車内空気１３０は、蒸発器１０２で冷却されて低温化（同時に相対湿度が上昇）された後、除湿材１０３へ流入するので、除湿材１０３は高い吸湿率を維持した状態で水分を吸湿する。低湿化された空気は凝縮器１０５ならびに電気的加熱手段１４０にて加熱された後に、車内へ還流する。この手順で高温かつ低湿な空気供給が行われるので、低温のウインドウガラスと接触しても結露が回避され、良好な視界が維持される。【００８４】
言うまでもないが寒冷時に電気自動車等を始動する際には、車内の初期暖房は、車載空調装置に設置される電気的な加熱手段（例えば電気ヒーター）１４０と加熱手段通過後の空気温度計測手段１５０を用いて実施される。この電気的な加熱手段１４０と温度計測手段１５０は、凝縮器１０５と第四の流路切替え手段（１０８ｄ）の間に設置される。【００８５】
第２実施形態では、除湿材１０３の吸湿行程と再生行程において、二つの送風手段１０４ａ、１０４ｂならびに４つの流路切替え手段１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄを制御して、空気の流れ方向を逆転させると共に、時間をずらして両行程を行うので、例えば、走行時には吸湿行程を行い、車載バッテリーの充電を行うなどの停車時に再生行程を行う電気自動車等の運用が可能となる。【００８６】
以上説明したとおり、第２実施形態による電気自動車等の車載空調装置を用いれば、電気自動車等の走行時、乗員が発する水蒸気を長時間にわたり、除湿材１０３が吸湿するので、車内空気１３０の絶対湿度は所定値以下に制御され、ウインドウなどの曇り発生が抑制できる。また、除湿後の空気加熱を凝縮器１０５が行うので、蒸発器１０２にて通過空気から採熱したエネルギーを、圧縮機１０１が昇温した後に凝縮器から戻すヒートポンプ運転となり、経済的な空気加熱が実現されている。【００８７】
外気温が高温となり車載空調装置が主に冷房に用いられる季節では、電気自動車等の走行時において、車内空気１３０は、車内空気取り込みダクト１１６から取り込まれ、第一の送風手段１０４ａ、蒸発器１０２、除湿材１０３を通過した後に、第二の流路切替え手段１０８ｂから、車内空気還流ダクト１１５を経て、車内へ還流する。この時、第二の送風手段１０４ｂも稼働しており、外気導入ダクト１１４から取り込まれた外気は、第二の送風手段１０４ｂ、凝縮器１０５を経て、第三の流路切替え手段１０８ｃ、第二の排気ダクト１１７を経由して車外へ排出される流路構成となる。【００８８】
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照しながら詳述する。
この実施形態では、本発明を電気自動車に設けられて車内からの空気の除湿を行う２つの除湿ユニットを備えた除湿装置に適用した場合の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。【００８９】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る乗物用除湿装置の概略構成図である。図１０において、除湿システムは、第１除湿ユニット２０１ａ、第２除湿ユニット２０１ｂ、制御手段としてのＣＰＵ２１０、第１除湿ユニット２０１ａの流入部及び流出部にそれぞれ設けられた切替えバルブＶ１、Ｖ２、及び第２除湿ユニット２０１ｂの流入部及び流出部にそれぞれ設けられた切替えバルブＶ３、Ｖ４を有する。【００９０】
第１除湿ユニット２０１ａには第１ファン２０２ａ、第１ヒーター２０３ａ及び除湿材２０４ａが設けられ、同様に、第２除湿ユニット２０１ｂには第２ファン２０２ｂ、第２ヒーター２０３ｂ及び第２除湿材２０４ｂが設けられている。ＣＰＵ２１０は、切替えバルブＶ１〜Ｖ４及びヒーターを制御して、第１除湿ユニット２０１ａと第２除湿ユニット２０１ｂとによる車内２３０内の空気の除湿及び第１除湿材２０４ａ、第２除湿材２０４ｂの再生を制御する。【００９１】
配管２０５は、その一端が室内側に接続され、他端は分岐してそれぞれ切替えバルブＶ１、Ｖ３に接続されており、これにより室内からの空気を各除湿ユニットに送ることが可能な構成となっている。配管２０８は、その一端が室内側に接続されて他端は分岐してそれぞれ切替えバルブＶ２、Ｖ４に接続されており、これにより各除湿ユニットを通過した空気を室内へと送ることが可能な構成となっている。【００９２】
切替えバルブＶ１には、更に、外気を導入するための外気導入管２０６ａが接続され、ＣＰＵ２１０の制御により、配管２０５と外気導入管２０６ａとのいずれか一方を選択的に第１除湿ユニット２０１ａに連通させる。切替えバルブＶ２には、更に、第１除湿ユニット２０１ａを流通した空気を排気するための排気管２０７ａが接続され、ＣＰＵ２１０の制御により、排気管２０７ａと配管２０８とのいずれか一方を選択的に第１除湿ユニット２０１ａに連通させる。【００９３】
同様に、切替えバルブＶ３には、更に、外気を導入するための外気導入管２０６ｂが接続され、ＣＰＵ２１０の制御により、配管２０５と外気導入管２０６ｂとのいずれか一方を選択的に第２除湿ユニット２０１ｂに連通させる。切替えバルブＶ４には、更に、第２除湿ユニット２０１ｂを流通した空気を排気するための排気管２０７ｂが接続され、ＣＰＵ２１０の制御により、排気管２０７ｂと配管２０８とのいずれか一方を選択的に第２除湿ユニット２０１ｂに連通させる。【００９４】
本実施形態では、ＣＰＵ２１０によってファン２０２ａ、２０２ｂ及び切替えバルブＶ１〜Ｖ４を制御することで、送風手段を構成している。【００９５】
次に、図１１を参照してＣＰＵ２１０の制御による除湿システムの動作を説明する。【００９６】
１）第１動作モード
第１動作モードでは、第１除湿ユニット２０１ａで除湿を行うと共に第２除湿ユニット２０１ｂでは除湿材２０４ｂの再生を行う。
第１除湿ユニット２０１ａでは、ＣＰＵ２１０の制御により、ファン２０２ａが駆動され、図１１に示されるように、切替えバルブＶ１は第１除湿ユニット２０１ａの流入部を室内からの配管２０５と連通させて外気導入管２０６ａとは遮断し、更に、切替えバルブＶ２は第１除湿ユニット２０１ａの流出部を車内への配管２０８と連通させて排気管２０７ａとは遮断する。このように制御することで、車内からの空気は第１除湿ユニット２０１ａ内の除湿材２０４ａにより除湿され、配管２０８を通じて車内へと送られる。【００９７】
また、第２除湿ユニット２０１ｂでは、ＣＰＵ２１０の制御により、ファン２０２ｂが駆動され、図１１に示されるように、切替えバルブＶ３は第２除湿ユニット２０１ｂの流入部を室内からの配管２０５から遮断して外気導入管２０６ｂと連通させ、ヒーター２０３ｂが加熱状態とされる。更に、切替えバルブＶ４は第２除湿ユニット２０１ｂの流出部を車内への配管２０８から遮断して排気管２０７ｂと連通させる。このように制御することで、第２除湿ユニット２０１ｂは車内からの空気からは遮断され、外気導入管２０６ｂを通じて外気が導入されると共にヒーター２０３ｂで加熱されて除湿材２０４ｂが再生される。除湿材２０４ｂを通過して湿度が上昇した第２除湿ユニット２０１ｂ内の空気は、排気管２０７ｂを通じて排気される。好ましくは、図１０等に示すように熱交換器２０９ｂを設けて、排気される空気と、第２除湿ユニット２０１ｂに導入される外気と熱交換を行って空気を暖めることで、空気を加熱するためのヒーター２０３ｂでの消費電力を抑えて効率化を行う。【００９８】
２）第２動作モード
第２動作モードでは、第２除湿ユニット２０１ｂで除湿を行うと共に第１除湿ユニット２０１ａでは除湿材２０４ａの再生を行う。【００９９】
第２除湿ユニット２０１ｂでは、ＣＰＵ２１０の制御により、ファン２０２ｂが駆動され、図１２に示されるように、切替えバルブＶ３は第２除湿ユニット２０１ｂの流入部を室内からの配管２０５と連通させて外気導入管２０６ｂとは遮断し、更に、切替えバルブＶ４は第２除湿ユニット２０１ｂの流出部を車内への配管２０８と連通させて排気管２０７ｂとは遮断する。このように制御することで、車内からの空気は第２除湿ユニット２０１ｂ内の除湿材２０４ｂにより除湿され、配管２０８を通じて車内へと送られる。【０１００】
また、第１除湿ユニット２０１ａでは、ＣＰＵ２１０の制御により、ファン２０２ａが駆動され、図１２に示されるように、切替えバルブＶ１は第１除湿ユニット２０１ａの流入部を室内からの配管２０５から遮断して外気導入管２０６ａと連通させ、ヒーター２０３ａが加熱状態とされる。更に、切替えバルブＶ４は第１除湿ユニット２０１ａの流出部を車内への配管２０８から遮断して排気管２０７ａと連通させる。このように制御することで、第１除湿ユニット２０１ａは車内からの空気からは遮断され、外気導入管２０６ａを通じて外気が導入されると共にヒーター２０３ａで加熱されて除湿材２０４ａが再生される。除湿材２０４ａを通過して湿度が上昇した第１除湿ユニット２０１ａ内の空気は、排気管２０７ａを通じて排気される。好ましくは、図１０等に示すように熱交換器２０９ａを設けて、排気される空気と、第１除湿ユニット２０１ａに導入される外気と熱交換を行って空気を暖めることで、空気を加熱するためのヒーター２０３ａでの消費電力を抑えて効率化を行う。【０１０１】
３）第３動作モード
第３動作モードでは、第１除湿ユニット２０１ａ、第２除湿ユニット２０１ｂともに除湿運転を行う。必須ではないが、第１動作モードと第２動作モードとの間にこの第３動作モードを実行することもできる。除湿材が車内空気の除湿を行うに充分な吸湿効果を維持できる時間である吸湿時間が長く、除湿材から水分を除去することで除湿材を再生するために必要な時間である再生時間が短い場合に、この第３動作モードを実行することで、除湿能力を高めることができる。例えば、第１モード動作中に、第１除湿ユニット２０１ａが除湿運転中に第２除湿ユニット２０１ｂにおける第２除湿材２０４ｂの再生が終了した場合で、かつ、第１除湿材２０４ａの吸湿効果が十分高い場合には、第２動作モードに移行せずに、この第３動作モードを実行してから第２動作モードに移行することもできる。【０１０２】
以下、図１３を参照しながら第３動作モードを説明する。
第１除湿ユニット２０１ａでは、ＣＰＵ２１０の制御により、ファン２０２ａが駆動され、図１３に示されるように、切替えバルブＶ１は第１除湿ユニット２０１ａの流入部を室内からの配管２０５と連通させて外気導入管２０６ａとは遮断し、更に、切替えバルブＶ２は第１除湿ユニット２０１ａの流出部を車内への配管２０８と連通させて排気管２０７ａとは遮断する。このように制御することで、車内からの空気は第１除湿ユニット２０１ａ内の除湿材２０４ａにより除湿され、配管２０８を通じて車内へと送られる。【０１０３】
第２除湿ユニット２０１ｂでは、ＣＰＵ２１０の制御により、ファン２０２ｂが駆動され、図１３に示されるように、切替えバルブＶ３は第２除湿ユニット２０１ｂの流入部を室内からの配管２０５と連通させて外気導入管２０６ｂとは遮断し、更に、切替えバルブＶ４は第２除湿ユニット２０１ｂの流出部を車内への配管２０８と連通させて排気管２０７ｂとは遮断する。このように制御することで、車内からの空気は第２除湿ユニット２０１ｂ内の除湿材２０４ｂにより除湿され、配管２０８を通じて車内へと送られる。【０１０４】
このようにして、第３動作モードでは、第１除湿ユニット２０１ａ及び第２除湿ユニット２０１ｂの双方で除湿を行う。図１４ａ〜ｃに、第１〜第３動作モードの切替えタイミングの説明図を示す。【０１０５】
図１４ａに、ＣＰＵ２１０による第１動作モードと第２動作モードとの切替え例を示す。この例では、初期状態では第１除湿ユニット２０１ａが除湿して第２除湿ユニット２０１ｂが除湿材２０４ｂの再生を行う第１運転モードとなっている。その後、時間Ｔ１において、第１除湿ユニット２０１ａが除湿材２０４ａの再生を行って第２除湿ユニット２０１ｂが除湿を行う第２動作モードに直ちに切り替わる。その後、時間Ｔ２において、動作モードが再び第１動作モードに切り替わって初期状態に戻り、その後は上記動作が繰り返される。
従って、図１４ａの例では第１動作モードと第２動作モードとが交互に切替えて運転される。【０１０６】
図１４ｂには、再生時間を短くして除湿運転時間と再生運転時間とを２：１の比率で運転した例を示す。この例では、初期状態は図１４の例と同様に第１動作モードとなっているが、時間Ｔ１において、第２除湿ユニット２０１ｂの再生が完了し、第１除湿ユニット２０１ａ及び第２除湿ユニット２０１ｂの双方が除湿運転を行う第３動作モードとなる。時間Ｔ２において、第１除湿ユニット２０１ａの除湿運転時間が終了して除湿材２０４ａの再生運転に切り替わるが、第２除湿ユニット２０１ｂは依然として除湿運転を維持するので、第２動作モードに切り替わる。時間Ｔ３においては第１除湿ユニット２０１ａの再生が完了して除湿運転となり、第２除湿ユニット２０１ｂは除湿が終了して再生運転になるので、第１動作モードに切り替わり、初期状態に戻り、その後は上記動作が繰り返される。【０１０７】
従って、図１４ｂの例では第１動作モード、第３動作モード、第２動作モードへと順次動作モードが切り替わり、再度初期状態である第１動作に戻るというサイクルが繰り返される。【０１０８】
図１４ｂの例では、第１除湿ユニット２０１ａでの再生運転から除湿運転に切り替わると同時に第２除湿ユニット２０１ｂが除湿運転から再生運転に切替えるようにしているが、これらを別のタイミングで切替えることもできる。その例を図１４ｃに示す。【０１０９】
図１４ｃの初期状態は、第１除湿ユニット２０１ａ、第２除湿ユニット２０１ｂともに除湿運転をする第３動作モードになっており、その後、Ｔ１において第２除湿ユニット２０１ｂのみが再生運転に切り替わり、第１動作モードとなる。その後、時間Ｔ２において第２除湿ユニット２０１ｂが除湿運転に切り替わる一方で第１除湿ユニット２０１ａは除湿運転のままであるので第３動作モードとなる。時間Ｔ３において第１除湿ユニット２０１ａのみが再生運転に切り替わって第２除湿ユニット２０１ｂは除湿運転のままとなるので第２動作モードとなる。時間Ｔ４においては、第１除湿ユニット２０１ａが除湿運転に切り替わり、第２除湿ユニット２０１ｂは除湿運転のままとなるので第３動作モードとなり、初期状態に戻る。その後は上記動作が繰り返される。【０１１０】
従って、図１４ｃの例では、第３動作モード、第１動作モード、第３動作モード、第２動作モードと切り替わり、再度初期状態である第３動作モードに戻るというサイクルが繰り返される。【０１１１】
図１４ｂ、ｃの例は、除湿材の再生時間が短くてすむ場合に特に好適である。例えば、高分子吸着剤系の除湿材は、ゼオライト系の除湿材よりも再生時間が短いという特徴があり、図１４ｂ、ｃの例に特に好適である。【０１１２】
なお、図１４ａ〜ｃでは、除湿運転時間及び再生時間は予め設定された値に固定し、かつ第１除湿ユニット２０１ａ、第２除湿ユニット２０１ｂの双方で共通のものとした。しかし、除湿運転時間及び再生時間は、所定値に固定する必要はなく、任意の手法で決定可能である。例えば、リアルタイムで第１除湿ユニット２０１ａ、第２除湿ユニット２０１ｂの除湿能力や除湿材２０４ａ、２０４ｂの再生の程度を測定して除湿運転時間及び再生時間をリアルタイムで決定することもできる。【０１１３】
例えば、図１０に示すように温度計Ｔ１、Ｔ２を第１除湿ユニット２０１ａの流入部、流出部にそれぞれ配置して第１除湿ユニット２０１ａ内の除湿材２０４ａで吸収された水蒸気の凝縮熱による温度上昇を測定することで、第１除湿ユニット２０１ａ内の空気における湿度の変化を測定することができる。この温度上昇値が大きい場合は、除湿材２０４ａによる除湿効果が高く維持されていることが示される。一方、この温度上昇値が小さい場合には、除湿材２０４ａによる除湿効果が小さくなったことが示される。温度変化がない場合には除湿材２０４ａによる除湿効果が得られていないことが示される。これにより、例えばＴ１とＴ２との温度上昇値が一定値よりも小さくなった場合に、第１除湿ユニット２０１ａを再生運転に切替えるようＣＰＵ２１０で制御を行うことができる。なお、第２除湿ユニット２０１ｂについても、その流入部及び流出部にそれぞれ温度計Ｔ３、Ｔ４を配置することで、同様に除湿材２０４ｂによる除湿効果に起因する温度上昇値を測定し、再生運転への切替えを制御することができる。【０１１４】
図１５は、車載空調装置を利用した除湿装置の概略構成図である。この例では、第１除湿ユニット２０１ａに設けられた第１熱交換器２０９ａ、第２除湿ユニットに設けられた第２熱交換器２０９ｂ、車内からの空気流出部に設けられた蒸発器２２０、圧縮機２２１、配管２０８の車内２３０側に設けられた切替えバルブＶ５、切替えバルブと車内２３０とを接続する配管２２３及び配管２２３に設けられた凝縮器２２２を合わせて用いることで、一層効率的に除湿を行うことができる。なお、車内２３０の空調を行う車載空調装置の蒸発器、圧縮機及び凝縮器を、それぞれ図中の蒸発器２２０、圧縮機２２１及び凝縮器２２２として兼用するよう配置することにより、車内の冷暖房及び除湿を行うことができる。【０１１５】
まず、車内２３０から供給される空気を、蒸発器２２０との間で熱交換を行ってその温度を低下させて相対湿度を高くしたうえで第１除湿ユニット２０１ａ及び第２除湿ユニット２０１ｂに供給することで、除湿効率を上げることができる。第１実施形態及び第２実施形態で示されるように、除湿材に供給される空気の相対湿度が高いほど除湿効率が高くなることから、この構成は除湿効率の向上に有利である。【０１１６】
夏期など、車内からの空気を冷却して車内に戻す冷房運転を行う場合には、ＣＰＵ２１０は、配管２０８を通じて車内２３０に戻る空気が凝縮器２２２への配管２２３を経由せずにそのまま車内２３０に戻るようにバルブＶ５を制御する。【０１１７】
一方、冬期など、車内からの空気を暖めて車内に戻す暖房運転を行う場合には、ＣＰＵ２１０は、直接車内に戻る流路を遮断し、配管２０８を凝縮器２２２が設けられた配管２２３と連通させることで、車内２３０に戻る空気が凝縮器２２２を経由して暖められたうえで車内２３０に戻されるようにする。【０１１８】
なお、上記各例においては、第１除湿ユニット２０１ａ及び第２除湿ユニット２０１ｂにそれぞれ設けられたファン２０２ａ、２０２ｂを除湿運転及び再生運転の双方において駆動する構成としたが、除湿ユニットへの送風専用のファンを蒸発器２０２の位置に設けて、除湿時は第１除湿ユニット２０１ａの第１ファン２０２ａ及び第２除湿ユニット２０１ｂの第２ファン２０２ｂを停止し、除湿材の再生時にのみ第１ファン２０２ａ及び第２ファン２０２ｂを駆動する構成としても良い。【０１１９】
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照しながら詳述する。この第４実施形態では、上記第１実施形態〜第３実施形態にも好適に適用可能である変形可能な除湿材を説明する。【０１２０】
この例では、図１７に示されるように、その表面に除湿剤４０２が担持された直径１〜３ｍｍ程度の粒状の担持体４０１と、担持体４０１を内包するためのメッシュ状の筒状体４０３を用意した。そして、図１８の筒状体４０３内に担持体４０１を配置した状態の概略図に示されるように、担持体４０１を筒状体４０３内に一列に保持させた。なお、この例では粒状担持体は球形としたが、除湿のために空気の流通が可能となるのであれば、球形以外の形状としても良い。また、粒径も、除湿のための空気の流通が可能となる大きさであればよい。好ましくは直径０．０１〜５０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜１０ｍｍ、更に好ましくは１〜３ｍｍとする。この例では球形の粒の直径を２ｍｍとしている。【０１２１】
また、筒状体４０３は、除湿剤の除湿及び再生が可能となる通気性を有し、かつ、再生時における加熱された空気を流通させることが可能な耐熱性を有する材料で形成する。好ましくは筒状体をフレキシブルなものとすることで、得られる除湿材４１０全体をフレキシブルなものとすることができる。この例では、再生時の加熱に耐えられる耐熱性を有しかつフレキシブルな合成繊維により筒状体４０２を形成した。【０１２２】
図１８の例では、筒状体４０３内に担持体４０１を長手方向に沿って一列に配置する構成とした。また、担持体を内包した筒状体は、粒状の担持体が漏出することのないように、その上部及び下部もメッシュで覆う構成としているが、単に筒状体４０３の上端及び下端をそれぞれ結ぶことで担持体の漏出を防ぐ構成としても良い。【０１２３】
複数の筒状体４０３を、その移動が可能となるように保持体４０４内に配置した状態の説明図を図１９に示す。図１９に示されるように、通風性を有する容器を保持体４０４として、この保持体４０４に担持体４０１が内包されるよう配置して除湿材４１０を構成した。また、この例では、保持体４０４は、除湿及び再生が可能となる通気性を有し、かつ再生時の熱にも耐えられるものとした。更に、保持体４０４は、筒状体４０３の移動や変形に従って変形可能なフレキシブルなものとした。【０１２４】
また、筒状体４０３同士は互いに固着させずに保持体４０４内で移動可能とし、また、保持体４０４を大きめにして、筒状体４０３が移動する隙間が形成されるようにしている。【０１２５】
これにより、図２０に示されるように、保持体４０４に矢線方向で示される力が加えられると保持体４０４の形状が変化するようにできる。なお、保持体４０４の材質は筒状体４０３と同じものとした。更に、筒状体４０３が保持体４０４から漏出することのないように、保持体４０４の上部及び下部もメッシュで覆う構成とした。筒状体４０３の場合と同様に、単に保持体４０４の上端及び下端を結ぶことで筒状体４０３の漏出を防ぐ構成としても良い。【０１２６】
このような構成とすることで、この例における除湿材４１０は、除湿及び再生が可能となる空気の流通が確保され、再生時に加熱された空気を流通させることが可能な耐熱性を有する。また、筒状体４０３は保持体４０４内で移動可能であるので、変形の自由度が高く、凹凸部や曲がった壁に沿って配置することや、自動車のドア等、高さや厚みが充分に確保できない空間にも配置することができ、除湿材４１０の配置の自由度が向上する。また、この例では筒状体４０３及び保持体４０４をフレキシブルな素材で形成したので、除湿材４１０は、筒状体４０３の移動に起因する変形だけでなく、筒状体４０３や保持体４０４自体の変形に起因する変形も可能となり、変形の自由度が一層向上している。【０１２７】
なお、この例では、図１８に示されるように、筒状体４０３の内部に担持体４０１を長手方向に沿って一列に配置する構成とした。しかし、除湿可能となるに充分な空気の流通が確保できるのであれば、筒状体４０３内に担持体４０１を２列以上配置する構成としてもよい。更に、除湿可能となるに充分な空気の流通が確保できるのであれば、筒状体４０３に代えて、四面体や六面体、あるいは球状の袋体を用い、この袋体に担持体４０１を内包する構成としてもよい。【０１２８】
また、担持体の材質としては、例えばアルミナ粒が好適であり、メッシュ状の筒状体４０３及び保持体４０４の材質としては、例えばステンレスメッシュチューブが好適である。勿論筒状体４０３と保持体４０４とを互いに異なる材質で形成しても良い。除湿剤としては、例えば高分子収着剤が好適であり、これらが本実施形態においても用いられている。        
【符号の説明】
【０１２９】
１・・・除湿ユニット、
２・・・除湿材
３・・・加熱手段
４・・・送風手段（ファン）
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ・・・通風ダクト
５ｅ・・・バイパス通風手段（バイパスダクト）
６ａ・・・防曇ノズル用ダクト
６ｂ・・・噴出手段（防曇ノズル）
７・・・排気ダクト
８・・・流路切替え手段
８ａ・・・切替え弁
９・・・熱交換手段
１０・・・フロントウインドウ
１２・・・制御装置、
３０・・・自動車用空調装置
４１・・・温度検出手段
４２・・・温度検出手段
６０・・・車載バッテリー（蓄電装置）
１０１・・・圧縮機、
１０２・・・蒸発器、
１０３・・・除湿材、
１０４ａ・・・第一の送風手段（ファン）、
１０４ｂ・・・第二の送風手段（ファン）、
１０５・・・凝縮器、
１０６・・・膨張弁、
１０８ａ・・・第一の流路切替え手段
１０８ｂ・・・第二の流路切替え手段
１０８ｃ・・・第三の流路切替え手段
１０８ｄ・・・第四の流路切替え手段
１１３・・・第一の排気ダクト
１１４・・・外気導入ダクト、
１１５・・・車内空気還流ダクト、
１１６・・・車内空気取り込みダクト、
１１７・・・第二の排気ダクト
１４０・・・電気的な加熱手段（電気ヒーター）
１５０・・・温度計測手段
２０１ａ、ｂ…除湿ユニット
２０２ａ、ｂ…ファン
２０３ａ、ｂ…ヒーター
２０４ａ、ｂ…除湿材
２０５、２０８、２１１、２２３…  配管
２０６ａ、ｂ…外気導入管
２０７ａ、ｂ…排気管
２０９ａ、ｂ…熱交換器
２０９ｂ…熱交換器
２２０…蒸発器
２２１…圧縮機
２２２…凝縮器
２３０…車内
４０１…担持体
４０２…除湿剤
４０３…筒状体
４０４…保持体
４１０…除湿材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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