(57)【要約】【課題】簡単な構成で、加湿された空気の温度の上昇を抑制することができる加湿装置を提供する。【解決手段】加湿装置１０は、冷却手段として、車室外の外気と吸着用空気である車室内空間１１の空気とを熱交換させることによって車室内空間１１の空気を冷却するヒートシンク１５を採用している。ヒートシンク１５の収縮部２４は、所定温度未満の場合には外気の温度が伝熱されている天井１２に接触しており、所定温度以上の場合には天井１２から離間する離間構造を有する。これによってヒートシンク１５は、外気と熱交換するフィン２３が所定温度以上になった場合には、天井１２からフィン２３への熱伝達率が小さくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着材から脱離させた水分によって加湿対象空間（１１）の空気を加湿する加湿装置（１０）であって、
内部に空気通路（１３ａ）を有するケース（１３）と、
前記ケース内に設けられ、前記加湿対象空間の空気を前記空気通路の一端部から吸い込み、吸い込んだ空気を前記空気通路の他端部から再び前記加湿対象空間に送風する送風手段（１６）と、
前記空気通路に設けられ、前記吸着材に吸着させる水分を含んだ前記加湿対象空間の吸着用空気を、前記加湿対象空間外の外気と熱交換させることによって冷却する冷却手段（１５）と、を含み、
前記冷却手段は、前記外気と熱交換する熱交換部（２３）が所定温度以上になった場合には、前記外気から前記熱交換部へ伝わる熱の熱伝達率が小さくなるように特性または形状が変化し、
前記吸着材に水分を吸着させる吸着工程の場合であって、前記熱交換部が前記所定温度未満のときには、前記冷却手段によって前記吸着用空気の温度が前記加湿対象空間の空気温度よりも低下され、
前記吸着材から水分を脱離させる脱離工程の場合には、前記吸着材に吸着されていた水分を、前記吸い込んだ空気に脱離させることを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
前記熱交換部は、前記所定温度未満の場合には前記外気の温度が伝熱されている伝熱部（１２）に接触しており、前記所定温度以上の場合には前記伝熱部から離間する離間構造（２４）を有することを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項３】
前記熱交換部は、前記所定温度以上になると可逆的に熱伝導率が低下する高分子材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の加湿装置。
【請求項４】
車両に搭載される加湿装置であって、
前記加湿対象空間は、車室内空間（１１）であり、
前記熱交換部は、車室外空気と前記吸着用空気とを熱交換させることによって、前記吸着用空気を冷却することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材から脱離した水分によって空気を加湿する加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸着材に水分を吸着させる吸着工程、および水分を吸着した吸着材を加熱することによって水分を離脱させて吸着材を再生する脱離工程の双方の工程を交互に繰り返す、いわゆるデシカントシステムが知られている。さらに特許文献１には、このデシカントシステムを利用した加湿装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の加湿装置は、車両に適用されており、車室内を加湿する際には、電気ヒータにて吸着材を加熱して、脱離工程を実施している。これによって吸着材から脱離させた水分によって車室内の窓ガラス側から吸い込んだ送風空気を加湿し、加湿された送風空気を乗員に向けて送風している。吸着工程を実施する際には、乗員側から吸い込んだ送風空気の水分を吸着材に吸着させ、湿度を低下させた送風空気を窓ガラス側へ送風し、窓曇りの抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に記載の加湿装置では、車室内を加湿する際に吸着材を加熱しているので、湿度のみならず温度の上昇した送風空気が乗員に向けて吹き出されてしまう。このような温度が高く湿気を帯びた送風空気が乗員の顔や上半身に向けて吹き出されてしまうと、頭寒足熱型の快適な空調フィーリングが損なわれてしまう。
【０００６】
これに対して、特許文献１には、車室内を加湿する際に、温度が高く湿気を帯びた送風空気を、ペルチェ素子等の冷却手段を用いて冷却した後に乗員に向けて吹き出すことも提案されている。しかしながら、吸着材を加熱する加熱手段に加えて、ペルチェ素子のような冷却手段を追加することは、加湿装置の構成の複雑化と製造コストの増加を招く原因となる。
【０００７】
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、加湿された空気の温度の上昇を抑制することができる加湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明は、吸着材から脱離させた水分によって加湿対象空間（１１）の空気を加湿する加湿装置（１０）であって、
内部に空気通路（１３ａ）を有するケース（１３）と、
ケース内に設けられ、加湿対象空間の空気を空気通路の一端部から吸い込み、吸い込んだ空気を空気通路の他端部から再び加湿対象空間に送風する送風手段（１６）と、
空気通路に設けられ、吸着材に吸着させる水分を含んだ加湿対象空間の吸着用空気を、加湿対象空間外の外気と熱交換させることによって冷却する冷却手段（１５）と、を含み、
冷却手段は、外気と熱交換する熱交換部（２３）が所定温度以上になった場合には、外気から熱交換部へ伝わる熱の熱伝達率が小さくなるように特性または形状が変化し、
吸着材に水分を吸着させる吸着工程の場合であって、熱交換部が所定温度未満のときには、冷却手段によって吸着用空気の温度が加湿対象空間の空気温度よりも低下され、
吸着材から水分を脱離させる脱離工程の場合には、吸着材に吸着されていた水分を、吸い込んだ空気に脱離させることを特徴とする加湿装置である。
【００１０】
このような本発明に従えば、吸着工程時に、冷却手段が吸着用空気の温度を加湿対象空間の空気温度よりも低下させるので、吸着用空気の相対湿度を加湿対象空間の空気の相対湿度よりも上昇させることができる。したがって吸着工程時には、温度低下させた吸着用空気を吸着材に接触させることで、吸着用空気に含まれる水分を吸着材に吸着させることができる。
【００１１】
また吸い込んだ空気は、冷却された吸着用空気よりも温度が高く、かつ、相対湿度が低くなっている。したがって脱離工程時には、吸い込んだ空気を吸着材に接触させることで、吸着材に吸着されていた水分を加湿対象空間の空気に脱離させることができる。
【００１２】
さらに本発明では、冷却手段は、加湿対象空間外の外気と熱交換させることによって吸着用空気を冷却する。したがって冷却するための熱源が不要である。したがって簡素な構成で、加湿された空気の温度の上昇を抑制することができる。
【００１３】
しかし外気が高温になると、吸着用空気を加熱することになる。そこで冷却手段は、外気と熱交換する熱交換部が所定温度以上になった場合には、熱交換部の熱伝達率が小さくなるように特性または形状が変化するように構成されている。これによって外気が高温になって熱交換部が所定温度以上になった場合には、熱交換部の熱伝達率を小さくすることができる。したがって吸着用空気を所定温度以上となることを抑制することができる。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の加湿装置１０を示す断面図である。
【図２】加湿装置１０の収縮部２４が収縮している状態を示す断面図である。
【図３】金属系人工筋肉材の特性を示すグラフである。
【図４】外気温とヒートシンク１５通過後の空気温度との関係を示すグラフである。
【図５】ヒートシンク１５を構成する伝熱部の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。各実施形態で先行する実施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すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部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実施形態と同様とする。各実施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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図４を用いて説明する。本実施形態では、本発明に係る加湿装置１０を車両に適用している。したがって本実施形態における加湿対象空間は、車室内空間１１となる。さらに、本実施形態の車両は、加湿装置１０に加えて、車室内空間１１の温度調整を行う温度調整手段としての車両用空調装置（図示せず）を備えている。
【００１８】
加湿装置１０は、図１に示すように、車両の天井１２側に配置されている。なお、図１に記載した上下前後の各矢印は、加湿装置１０を車両に搭載した状態における上下前後の各方向を示している。したがって、上側、下側、前側、後側は、それぞれ、車両上方、車両下方、車両前方、車両後方である。加湿装置１０は、その外殻を形成するケース１３の内部に、吸着材モジュール１４、ヒートシンク１５、送風機１６およびヒータ１７を収容して構成されている。
【００１９】
ケース１３は、たとえば樹脂にて箱状に形成され、内部に送風機１６から送風された送風空気を流通させる空気通路１３ａを形成している。より具体的には、このケース１３は、上下方向の厚み寸法が天井１２の車室内側に取り付けられた内装部材の厚み寸法と同程度となっているとともに、天井１２に沿って広がる薄型の略直方体状に形成されている。
【００２０】
また、ケース１３の下面、すなわち車室内側の面には、車室内空間１１と空気通路１３ａとの間で送風空気を流入出させる２つの開口部が形成されている。より具体的には、２つの開口部のうち、車両前方側に配置された第１開口部２１は、車両前席に着座している乗員の上半身、具体的には、頭部に向かって開口している。また車両後方側に配置された第２開口部２２は、後部座席側に向かって開口している。
【００２１】
ヒータ１７は、ケース１３内の空気通路１３ａを流通する空気を加熱可能な加熱手段である。ヒータ１７は、空気を加熱可能な構成であれば、その加熱方法として各種の方法を採用できる。ヒータ１７には、通電によって発熱する発熱体を有する装置、室内の空気よりも高温の媒体と空気とを熱交換することによって室内空気を加熱する装置を用いることができる。ヒータ１７は、例えば、ニクロム線ヒータ、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータを有する装置、熱交換器等である。熱交換器に用いる空気よりも高温の媒体には、温水、冷媒、エンジン冷却水、車両において発熱する電子部品等の発熱体を採用することができる。
【００２２】
吸着材モジュール１４は、吸着材を担持させた複数の板状部材を間隔を開けて積層配置し、積層配置された板状部材間に送風空気を通過させる通路を形成したものである。本実施形態の吸着材モジュール１４では、このように吸着材を担持させた複数の板状部材を積層配置することで、送風空気と吸着材との接触面積を増加させている。
【００２３】
さらに、本実施形態の吸着材モジュール１４では、吸着材として、高分子吸着材を採用している。より具体的には、この吸着材は、送風空気の温度として想定される温度範囲内において、吸着材モジュール１４を通過する送風空気の温度を５℃変化させた際に、吸着している水分量（吸着量）が少なくとも３ｗｔ％以上変化する吸着特性を有している。吸着材モジュール１４は、好ましくは３ｗｔ％（重量パーセント）〜１０ｗｔ％程度変化する特性を有している。
【００２４】
たとえば温度２０℃かつ相対湿度４０％ＲＨの空気を、２５℃に上昇させると、この空気の相対湿度は、概ね３０％ＲＨに低下する。したがって吸着材として、送風空気の相対湿度が４０％ＲＨから３０％ＲＨに低下した際に、吸着量が３ｗｔ％〜１０ｗｔ％程度減少するものを採用すればよい。
【００２５】
換言すると、本実施形態の吸着材の吸着特性は、少なくとも吸着材モジュール１４を通過する送風空気の温度として想定される温度範囲内において、送風空気の相対湿度が１０％変化した際に、吸着量が３ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲で変化する線形性を有している。なお、送風空気に想定される温度範囲内とは、空調中の車室内の温度として想定される所定温度範囲内であるから、たとえば１５℃以上かつ３０℃以下と定義してもよい。
【００２６】
ヒートシンク１５は、熱交換するフィンを有する。フィン２３は、伝熱性に優れる金属、たとえばアルミニウムおよび銅で形成される。ヒートシンク１５は、複数のフィン２３（板状部材）を有し、車両天板に取り付けられている。そして、外気である車室外空気の温度をケース１３の空気通路１３ａ内に伝熱する機能を果たす。これにより、ヒートシンク１５は、車室外の外気と空気通路１３ａを流通する送風空気とを熱交換させることができる。
【００２７】
送風機１６は、車室内空間１１の空気を空気通路１３ａの一端部から吸い込み、吸い込んだ空気を空気通路１３ａの他端部から再び車室内空間１１に送風する送風手段である。送風機１６は、軸流ファンを電動モータにて回転駆動する電動送風機であって、後述する制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数（送風空気量）が制御される送風手段である。さらに、この送風機１６は、制御装置が電動モータの回転方向を切り替えることによって、送風空気の流れ方向を切替可能に構成されている。
【００２８】
したがって制御装置が電動モータを正転させると、後部座席側へ送風される。具体的には、正転の場合には、送風空気は、車室内空間１１の空気が第１開口部２１からケース１３の空気通路１３ａ内へ吸い込まれ、ヒートシンク１５→吸着材モジュール１４→ヒータ１７の順に流れる。そして第２開口部２２から車室内空間１１の後部座席側へ吹き出される。
【００２９】
一方、制御装置が電動モータを反転させると、前方席側へ送風される。具体的には、後転の場合には、送風空気は、車室内空間１１の空気が第２開口部２２からケース１３の空気通路１３ａ内へ吸い込まれ、ヒータ１７→吸着材モジュール１４→ヒートシンク１５の順に流れる。そして第１開口部２１から車室内空間１１の車両前席に着座している乗員の上半身側へ吹き出される。
【００３０】
図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されており、その出力側に接続された送風機１６の作動を制御するものである。
【００３１】
制御装置の入力側には、車室内空間１１の空気温度Ｔｒを検出する内気温検出手段としての内気センサ、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気センサ等が接続されており、これらのセンサの検出信号が入力される。さらに、制御装置の入力側には、加湿装置１０を作動させる作動スイッチ等が接続されており、これらのスイッチの操作信号が入力される。
【００３２】
また、この制御装置は、例えば、車両用空調装置の各構成機器の作動を制御する空調用制御装置等と一体的に構成されるものでもよい。また、この制御装置は、空調用制御装置と別体で、制御対象とする装置の制御状態に関する情報を互いに通信するものであってもよい。
【００３３】
加湿装置１０は、一般的に冬季のように比較的外気温が低く、車室内空間１１が乾燥しやすい時に作動させるものである。したがってヒートシンク１５は、外気の有する冷熱を空気通路１３ａ内を流通する送風空気に放冷することによって送風空気を冷却する冷却手段、または送風空気の有する熱を外気に放熱させることによって送風空気を冷却する冷却手段と表現することもできる。
【００３４】
しかし加湿装置１０を夏季にも使用する場合、夏季のように外気温が高いとヒートシンク１５が外気の有する冷熱によって、高温になるおそれがある。そこで本実施形態のヒートシンク１５は、外気と熱交換する熱交換部が所定温度以上になった場合には、天井１２からフィン２３への熱伝達率が小さくなるように特性または形状が変化する。
【００３５】
具体的には、ヒートシンク１５は、車室内空気と熱交換する熱交換部であるフィン２３と、高温になると収縮する収縮部２４を含んで構成される。収縮部２４は、所定温度未満の場合には外気の温度が伝熱されている伝熱部である天井１２に接触しており、所定温度以上の場合には天井１２から離間する離間構造を有する。
【００３６】
したがって離間構造としては、車両天井１２とフィン２３との間に収縮部２４を設けることによって実現される。収縮部２４は、下方の端部をフィン２３に固定し、外気が高温でない所定温度未満の場合には、図１に示すように上方の端部は接触している。天井１２が高温となると収縮部２４の上下方向の寸法が小さくなり、収縮部２４の上方の端部が図２に示すように天井１２から離間する。これによって天井１２と収縮部２４との間に空間ができる。この空間によって、収縮部２４のフィン２３に対する天井１２からの熱抵抗が大きくなり天井１２からのフィン２３への熱の伝達を抑えることができる。また収縮部２４の上方の端部を天井１２に固定し、収縮すると下方の端部がフィン２３から離間する離間構造であってもよい。
【００３７】
収縮部２４は、たとえば人工筋肉材のように、高温になると収縮するものが用いられる。人工筋肉材のうち、金属系人工筋肉の特性を図３に示す。図３に示すように、温度によって縦方向の収縮率がヒステリシスで可逆変化する特性を有する。したがって所定温度に対応して収縮する金属系人工筋肉を選択することによって、前述の収縮部２４を実現することができる。
【００３８】
図４では、収縮部２４を用いた実施例と、常時、ヒートシンク１５が天井１２に接触している比較例とを示している。また収縮部２４は、約１２℃になると収縮する特性を有する。
【００３９】
このような構成で、車室内温度を２５℃となるように空調装置を設定し、日射量が上昇して外気温が上昇する。するとヒートシンク１５通過後の空気温度は、外気温度が１２℃までは実施例および比較例ともに上昇する。両方とも天井１２からの熱がフィン２３に伝わるからである。
【００４０】
しかし外気温が１２℃を超えると収縮部２４が収縮して実施例のフィン２３には外気の冷熱が伝わらなくなる。これによって実施例ではヒートシンク１５通過後の空気温度の上昇が１２℃以上では抑制される。これに対して比較例では、外気温が１２℃を超えたあとも、引き続きヒートシンク１５通過後の空気温度が上昇する。このように収縮部２４を設けた実施例は、比較例に比べて温度上昇を抑制する効果があることがわかる。
【００４１】
次に、上記構成における本実施形態の加湿装置１０の作動について説明する。本実施形態の加湿装置１０は、車室内が車両用空調装置によって温度調整された状態で、乗員の操作によって作動スイッチが投入（ＯＮ）されると作動する。
【００４２】
前述の如く、一般的に、加湿装置１０は、冬季のように比較的外気温が低く、車室内空間１１が乾燥しやすい時に作動させるものである。したがって以下の作動説明では、加湿装置１０の作動時に、外気温が５℃となっており、車室内空間１１の空気温度Ｔｒが２５℃に温度調整されており、さらに、車室内空間１１の相対湿度が３０％ＲＨ程度となっている状態を前提として説明する。
【００４３】
本実施形態の加湿装置１０では、作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、制御装置が、送風機１６の電動モータを正転させる状態と反転させる状態とを所定時間毎に交互に切り替える。これにより、送風空気が流れる通風経路が図１で実線矢印で示す経路と破線矢印で示す経路とで所定時間毎に切り替えられる。
【００４４】
まず、制御装置が送風機１６の電動モータを正転させた状態について説明する。制御装置が送風機１６の電動モータを正転させると、図１で実線矢印で示すように、２５℃に温度調整されている車室内空間１１の空気が、第１開口部２１を介して、加湿装置１０のケース１３内の空気通路１３ａへ吸い込まれる。空気通路１３ａに吸い込まれた送風空気は、ヒートシンク１５の周囲を通過して冷却される。したがって吸着材モジュール１４に水分を吸着させる吸着工程の場合であって、フィン２３が所定温度未満のときには、ヒートシンク１５によって吸着用空気の温度が車室内空間１１の空気温度よりも低下される。
【００４５】
この際、本実施形態では、ヒートシンク１５通過後の送風空気の温度ＴＡが車室内空間１１の空気温度Ｔｒよりも所定温度、たとえば５℃低くなるように、制御装置が送風機１６の回転数（送風空気量）を制御する。したがって本実施形態では、ヒートシンク１５通過後の送風空気の温度ＴＡが２０℃程度に低下し、この送風空気の相対湿度が４０％ＲＨ程度に上昇する。
【００４６】
ヒートシンク１５通過後の送風空気は、吸着材モジュール１４へ流入する。この際、ヒートシンク１５通過後の温度低下した送風空気の相対湿度は、車室内空間１１の空気の相対湿度よりも上昇している。したがってヒートシンク１５通過後の送風空気を吸着材モジュール１４の吸着材に接触させることで、ヒートシンク１５通過後の送風空気に含まれる水分を吸着材に吸着させることができる。吸着材モジュール１４を通過した送風空気は、ヒータ１７を通過する際に加熱され、第２開口部２２を介して後部座席側に吹き出される。
【００４７】
この吸着時には、吸着材モジュール１４に供給する前の空気をヒートシンク１５で冷却するため、当該空気を迅速に温度低下させることができる。さらに、空気温度が迅速に低下したことにより、空気の相対湿度を迅速に高めることができるため、吸着材モジュール１４での水分吸着が活発に行われ、吸着材モジュール１４を流出後の空気の相対湿度を迅速に低下させることができる。
【００４８】
次に、制御装置が送風機１６の電動モータを反転させた状態について説明する。制御装置が送風機１６の電動モータを反転させると、２５℃に温度調整されている車室内空間１１の空気が、第２開口部２２を介して、加湿装置１０のケース１３内の空気通路１３ａに吸い込まれる。空気通路１３ａに吸い込まれた送風空気は、ヒータ１７によって加熱されて吸着材モジュール１４へ流入する。
【００４９】
この際、ヒータ１７を通過後の送風空気の温度が車室内の空気温度よりも所定温度、たとえば５℃高くなるように、制御装置がヒータ１７を一定出力で作動させる、もしくは空気の温度変化に応じてヒータ１７の出力を制御する。したがって、ヒータ１７を通過後の送風空気の温度が３０℃程度に上昇する。
【００５０】
ヒータ１７を通過後の送風空気は、吸着材モジュール１４に流入する。この際、ヒータ１７を通過後の温度上昇した送風空気の相対湿度は、車室内の空気の相対湿度よりも低下している。したがって、ヒータ１７を通過後の、相対湿度が下がった送風空気を吸着材モジュール１４の吸着材に接触させることで、吸着材に吸着している水分が空気に脱離しやすい状況となる。つまり、ヒータ１７によって相対湿度が下げられた空気は、吸着材が保持している水分を含みやすく、吸着材モジュール１４を流出後の空気は、十分に加湿された加湿空気となる。このように吸着材モジュール１４から水分を脱離させる脱離工程の場合には、吸着材モジュール１４に吸着されていた水分を、吸い込んだ空気に脱離させる。
【００５１】
この加湿空気は、さらにヒートシンク１５によって冷却されるため、ヒータ１７によって温度上昇された加湿空気の温度が低下することになる。これにより、加湿空気を涼風にした状態で、第１開口部２１から乗員に向けて提供できる。したがって、加湿装置１０によれば、脱離時に、ヒータ１７による加熱によって十分に加湿された空気を、ヒートシンク１５によって涼風にすることで、乗員の快適性を向上する加湿風を提供することができる。
【００５２】
この脱離時には、吸着材モジュール１４に供給する前の空気をヒータ１７で加熱するため、当該空気を迅速に温度上昇させることができる。さらに、空気温度が迅速に上昇したことにより、空気の相対湿度を迅速に下げることができるため、吸着材モジュール１４での水分脱離が活発に行われ、吸着材モジュール１４を流出後の空気の相対湿度を迅速に高めることができる。
【００５３】
また本実施形態では、送風機１６の電動モータを正転させているときと同様に、ヒートシンク１５通過後の送風空気の温度が内気温Ｔｒよりも所定温度、たとえば５℃低くなるように、制御装置が送風機１６の送風空気量およびヒータ１７の加熱量を制御する。
【００５４】
したがって本実施形態では、ヒートシンク１５通過後の送風空気の温度が２０℃程度に低下する。これにより、ヒートシンク１５通過後の送風空気の相対湿度が、さらに上昇する。ヒートシンク１５通過後の温度低下した送風空気は、第１開口部２１を介して乗員の上半身に向けて吹き出される。
【００５５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の加湿装置１０では、制御装置が送風機１６の電動モータを正転させた際に、吸着材が水分を吸着する吸着工程となる。また制御装置が送風機１６の電動モータを反転させた際に、吸着材が水分を脱離させる脱離工程となる。
【００５６】
換言すると、吸着工程では、送風機１６にて送風された送風空気をヒートシンク１５の周囲を通過させた後に、吸着材モジュール１４へ流入させる吸着経路が用いられる。脱離工程では、送風機１６にて送風された送風空気をヒートシンク１５の周囲を通過させることなく吸着材モジュール１４へ流入させる脱離経路が用いられる。吸着経路と脱離経路とを切り替えることによって、吸着材の吸着工程と脱離工程が切り替えられる。さらに、制御装置が送風機１６の電動モータを正転させた際に、第１開口部２１を介してケース１３内の空気通路１３ａへ吸い込まれた車室内空間１１の空気が、吸着用空気に対応している。
【００５７】
以上説明したように本実施形態の加湿装置１０は、冷却手段として、車室外の外気と吸着用空気である車室内空間１１の空気とを熱交換させることによって車室内空間１１の空気を冷却するヒートシンク１５を採用している。したがって車室内空間１１の空気を冷却するために動力を必要としない。したがって加湿装置１０全体として、より一層、作動時の消費エネルギを低減させることができる。
【００５８】
またヒートシンク１５は、外気と熱交換する熱交換部であるフィン２３が所定温度以上になった場合には、天井１２からフィン２３への熱伝達率が小さくなるように特性または形状が変化するように構成されている。これによって外気が高温になってフィン２３が所定温度以上になった場合には、天井１２からフィン２３の熱伝達率を小さくすることができる。したがって吸着用空気を所定温度以上となることを抑制することができる。
【００５９】
また本実施形態では、収縮部２４は、所定温度未満の場合には外気の温度が伝熱されている天井１２に接触しており、所定温度以上の場合には天井１２から離間する離間構造を有する。これによってフィン２３に天井１２から伝わる熱量が、外気温が高くなった場合に抑制することができる。このような簡単な構造によって、熱交換部を実現することができる。
【００６０】
換言すると、車両の天板とフィン２３との間に、高温になると収縮する収縮部２４が用いられる。これによって高温になると収縮するので、天板またはフィン２３との間に空間ができ、その空気層によって、熱抵抗が大きくなり、天井１２からの熱の伝達を抑える事ができる。
【００６１】
また本実施形態の加湿装置１０では、制御装置が送風機１６の電動モータを正転あるいは逆転させることによって、通風経路を切り替え、吸着材の吸着工程と加湿工程とを切り替えているので、通風経路を切り替える通風経路切替手段を設ける必要がない。したがって加湿装置１０全体として、より一層、小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図５を用いて説明する。本実施形態では、第１実施形態の収縮部２４に換えて伝熱部が用いられる点に特徴を有する。
【００６３】
伝熱部は、フィン２３と天井１２との間に設けられる。伝熱部は、所定温度以上になった場合には、熱伝導率が小さく特性を有する。たとえば伝熱部は、温度変化すると可逆的に熱伝導率が変化する高分子材料が用いられる。図５に示すように、伝熱部は、温度が上昇すると熱伝導率が低下する。したがって外気が高温となり天井１２が所定温度以上になると、伝熱部の熱伝導率が小さくなる。すると伝熱部からフィン２３に伝わる熱量が少なくなるのでフィン２３の温度上昇を抑制することができる。
【００６４】
このような伝熱部を用いても、所定温度以上になるとフィン２３の温度上昇を抑制することができる。したがって前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
【００６５】
（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。
【００６６】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６７】
前述の第１実施形態では、離間構造は収縮部２４によって実現されているが、収縮部２４に限るものではない。たとえばバイメタルを用いて、離間構造を実現してもよい。また離間構造は、天井１２の温度を検出し、所定温度以上になると離間する機械的構造によって実現してもよい。換言すると、離間構造は、自律型ではなく、外気温センサと制御装置によって制御される構成であってもよい。
【００６８】
前述の第１実施形態では、吸着材モジュール１４として、吸着材を担持させた複数の板状部材を間隔を開けて積層配置することによって構成されたものを採用した例を説明したが、吸着材モジュール１４は、これに限定されない。例えば、波状に折り曲げられたコルゲート板に吸着材を担持させて、このコルゲート板を間隔を開けて積層配置して構成したものを採用してもよい。また、断面六角形に形成された通路を有するハニカム部材に吸着材を担持させたものを採用してもよい。
【００６９】
前述の第１実施形態では、吸着材の吸着工程と脱離工程とを所定時間毎に切り替えた例を説明したが、吸着工程と脱離工程との切り替えはこれに限定されない。例えば、第１、第２開口部２２を流入出する送風空気の温度および湿度を検出する検出手段を設ける。そしてこれらの検出手段の検出値から求められる第１開口部２１側の送風空気の第１相対湿度と第２開口部２２側の送風空気の第２相対湿度との相対湿度差が予め定めた所定値以下となった際に、吸着工程と脱離工程とを切り替えるようにしてもよい。
【００７０】
前述の第１実施形態では、制御装置が送風機１６の電動モータを正転あるいは逆転させることによって、通風経路を切り替える構成について説明したが、通風経路の切り替えはこれに限定されない。例えば、クロスフロー送風機のスクロールガイドを回転させて、電動モータの回転方向を変えることなく、送風方向を反転させてもよい。
【００７１】
また、例えば、送風空気の流れ方向に向かって、送風機１６、ヒートシンク１５、吸着材モジュール１４を順次配置するとともに、送風機１６から送風された送風空気をヒートシンク１５を迂回させて吸着材モジュール１４側へ導くバイパス通路を設ける。さらに、ヒートシンク１５およびバイパス通路の上流側に、送風空気をヒートシンク１５側に流す通風経路とバイパス通路側に流す通風経路とを切り替える通風経路切替手段を配置する構成としてもよい。
【００７２】
この場合は、吸着材を吸着工程とする際には、送風空気がヒートシンク１５側に流れるように通風経路切替手段を作動させ、吸着材を脱離工程とする際には、送風空気がバイパス通路側に流れるように通風経路切替手段を作動させればよい。なお、このような通風経路切替手段としては、ドア部材をサーボモータで駆動する構成等を採用できる。
【００７３】
前述の第１実施形態では、第１開口部２１を、車両前席に着座している乗員の上半身側に向かって開口させるように配置し、第２開口部２２を、後部座席側に向かって開口させるように配置しているが、第１、第２開口部２２の配置はこれに限定さない。例えば、第１開口部２１を、車両後席に着座している乗員の上半身側に向かって開口させるように配置し、第２開口部２２を、車両窓ガラス側に向かって開口させるように配置してもよい。
【００７４】
前述の第１実施形態では、脱離工程時に吸着材モジュール１４から流出した加湿された送風空気を、冷却手段であるヒートシンク１５にて冷却した例を説明したが、このような構成に限るものではない。脱離工程時に吸着材モジュール１４から流出した加湿された送風空気を、冷却手段にて冷却することなく加湿対象空間に吹き出すようにしてもよい。
【００７５】
前述の第１実施形態では、吸着材として、高分子吸着材を採用した例を説明したが、吸着材はこれに限定されない。例えば、同等の吸着特性を有するものであれば、シリカを採用してもよい。
【００７６】
前述の第１実施形態では、加湿装置１０を車両の天井１２側に配置した例を説明したが、加湿装置１０の配置はこれに限定されない。また、加湿装置１０の適用は、車両に限定されることなく、家屋等に適用してもよい。この場合は、室内が加湿対象空間となる。
【００７７】
前述の第１実施形態では、離間構造として収縮部２４を採用しているが、収縮部２４だけなく伝熱部も採用してもよい。たとえば収縮部２４とフィン２３との間に伝熱部を介在させて、段階的に熱伝達率が低下するように構成してもよい。
【００７８】
前述の第１実施形態では、加湿装置は、車両の天井材の裏側に設置されているが、この設置場所に限定されない。例えば、加湿装置は、例えば、インストルメントパネル、ドアトリム、ステアリングコラム、トランクルームと連通する内装部材等の裏側に搭載することができる。
【００７９】
前述の第１実施形態では、吸着時に吸着材モジュールから流出した除湿された送風空気を、加熱手段である加熱装置にて加熱した例を説明している。しかしながら、吸着時に吸着材モジュールから流出した送風空気を、加熱手段にて加熱することなく加湿対象空間に吹き出すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０…加湿装置                  １１…車室内空間（加湿対象空間）
１２…天井（伝熱部）            １３…ケース
１３ａ…空気通路                １４…吸着材モジュール
１５…ヒートシンク（冷却手段）  １６…送風機（送風手段）
１７…ヒータ                    ２１…第１開口部
２２…第２開口部                ２３…フィン（熱交換部）
２４…収縮部（離間構造）
【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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