加湿装置的制作方法

本申请基于2014年5月21日申请的日本专利申请2014－105375号，其公开内容作为参照编入本申请。

技术领域

本发明涉及一种组合于车辆用空调装置而使用的加湿装置。

背景技术：

以往，作为这种加湿装置，例如有专利文献1所记载的装置。该专利文献1中所记载的加湿装置在向车室内吹出空气的吹出口的正前方设置有对水进行气化的透湿性管，通过将水从供水箱供给到透湿性管从而对空调风进行加湿。

但是，根据本发明的发明人们的研究，以往的加湿装置必须向供水箱补给用于加湿的水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-282992号公报

技术实现要素：

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够活用车辆用空调装置且在无供水的状态能够加湿的加湿装置。

本发明的加湿装置被应用于车辆用空调装置，该车辆用空调装置在空调壳体内具备对空气进行冷却的冷却器，该空调壳体具有将空气引导至车室内的通风路。加湿装置具备：吸附器，该吸附器对水分进行吸收并使水分脱离；送风机，该送风机使空气以通过吸附器的方式流通；门，该门对该空气所流动的空气流路进行开闭；以及控制装置，该控制装置通过对门进行控制来切换空气流路，从而对除湿模式及加湿模式进行设定，该除湿模式是将由冷却器冷却后的空气引导至吸附器并使吸附器吸附空气中的水分的模式，该加湿模式是将空气引导至吸附器并使水分从吸附器移动到空气中而进行加湿，进而将被加湿的空气朝向乘员吹出的模式。

由此，使吸附器从由车辆用空调装置的冷却器冷却后的高湿度的空气吸附水分，并且将已被吸附到吸附器的水分移动到低湿度空气中而进行加湿，从而能够在无供水状态进行加湿。

附图说明

图1是表示一实施方式的加湿装置及车辆用空调装置的结构的示意图，表示加湿装置的除湿模式运转的一例。

图2是表示一实施方式的加湿装置的电控制部的结构的框图。

图3是表示一实施方式的加湿装置的加湿模式运转的一例的示意图。

图4是表示一实施方式的加湿装置的加湿模式运转的另一例的示意图。

图5是表示一实施方式的加湿装置的变形例的示意图。

具体实施方式

对本发明的一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的加湿装置1组合到进行车室内的空调的车辆用空调装置中而被使用。

车辆用空调装置的室内空调单元3配置于车室内的仪表盘(仪表板)的下方部。

室内空调单元3具备空调壳体31，该空调壳体31内形成有将空气引导至车室内的通风路311。在空调壳体31的空气流最上游侧配置有内外气切换箱32，该内外气切换箱32具有将外气导入的外气导入口321和将内气导入的内气导入口322。在该内外气切换箱32内旋转自如地设置有内外气切换门323。

该内外气切换门323配置于外气导入口321和内气导入口322的分支点。内外气切换门323通过促动器(未图示)被驱动，将导入至空调壳体31内的通风路311的空气切换成内气和外气，或者对内气和外气的混合比例进行调整。

在通风路311中配置有空调装置用送风机33、作为冷却器的蒸发器34、作为加热器的加热器芯35、以及门36～39。

空调装置用送风机33将空气吸入至内外气切换箱32内并向空调壳体31的下游侧送风，并且具有电动机和与其旋转轴连结的离心式送风风扇。

蒸发器34配置于空调装置用送风机33的空气流下游侧，并且与通过未图示的车辆发动机而被驱动的压缩机等结合而构成制冷循环。蒸发器34通过在内部流通的低压制冷剂从在通风路311流通的空气吸热进行蒸发，而对空气进行冷却。

加热器芯35配置于蒸发器34的空气流下游侧，并且未图示的车辆发动机的冷却水(热水)在内部循环。加热器芯35将该发动机冷却水作为热源对流通于通风路311的空气进行加热。

空气混合门36旋转自如地设置于蒸发器34和加热器芯35之间。并且，空气混合门36通过促动器(未图示)被驱动，并对通过加热器芯35的空气和绕过加热器芯35的空气的比例进行调整。由此，向车室内吹出的空气的温度被调整。

在空调壳体31的空气流最下游部形成有：向车辆前面窗玻璃吹出空气的除霜器吹出口312；向乘员的上半身吹出空气的面部吹出口313；以及向乘员的脚边吹出空气的脚部吹出口314。

并且，除霜器吹出口312通过除霜器门37被开闭，面部吹出口313通过面部门38被开闭，脚部吹出口314通过脚部门39被开闭。

另外，这些各门37～39通过促动器(未图示)被驱动而对各吹出口312～314进行开闭，从而对各种吹出模式进行设定。各种吹出模式例如有面部模式、双层模式、脚部模式、脚部除霜器模式、以及除霜器模式。并且，已经被调整温度后的空气从与各吹出模式对应开口的吹出口向车室内吹出。

在空调壳体31中具有：蒸发器下游开口部315，该蒸发器下游开口部315位于蒸发器34和加热器芯35之间并使通风路311和外部连通；以及加热器芯下游开口部316，该加热器芯下游开口部316位于加热器芯35的下游并使通风路311和外部连通。以下，将蒸发器下游开口部315及加热器芯下流开口部316分别称为空调壳体31的第1开口部315及空调壳体31的第2开口部316。

加湿装置1配置在仪表盘下方部。更详细而言，在蒸发器34的附近，并且，在与空调壳体31的第1开口部315和后述的加湿装置壳体11的第1开口部111接近的位置配置有加湿装置1。

该加湿装置1具备形成有使空气流通的通风路的树脂制的加湿装置壳体11，且在加湿装置壳体11内配置有加湿装置用送风机12、吸附器13、以及门14～16。另外，加湿装置1还具备管道17～19以及温度传感器20。

在加湿装置壳体11中形成有：使加湿装置壳体11内和外部连通的开口部111～113；作为朝向加湿装置用送风机12的空气的入口部的吸入口114；以及使加湿装置用送风机12的空气流下游侧和第2开口部112连通的连通孔115。

第1开口部111通过第1管道17与空调壳体31的第1开口部315连接，并将在蒸发器34被冷却了的空气引导至加湿装置壳体11内。并且，被引导至加湿装置壳体11内的空气被引导至吸附器13。另外，第1开口部111通过旋转自如地安装于加湿装置壳体11的开闭门14而被开闭。

第2开口部112通过第2管道18而与空调壳体31的第2开口部316连接。并且，与旋转自如地安装于加湿装置壳体11的第1切换门15的旋转位置对应地，第2开口部112与从第1开口部111至吸附器13的通风路的空气流下游侧或连通孔115连通。

在第3开口部113连接有第3管道19。该第3管道19设置成：作为空气流下游端的吹出开口部191侧设置于仪表盘的上部，并且将在加湿装置1被加湿的空气从吹出开口部191向乘员的脸部(口、鼻、眼)吹出。在该第3管道19内的吹出开口部191的附近设置有对从第3管道19吹出的空气的温度进行检测的温度传感器20。另外，第3开口部113及连通孔115通过旋转自如地安装于加湿装置壳体11的第2切换门16而被开闭。

此外，管道17～19的材质能够采用聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)等。另外，为了促进第3管道19的内部空气和外部空气的热交换，希望第3管道19的壁的厚度尽可能地薄。

加湿装置用送风机12从第1开口部111或第2开口部112吸入空气，并使空气以通过吸附器13的方式流通。加湿装置用送风机12具有电动机121和与其旋转轴连结的离心式送风风扇122。

吸附器13具备承担了对水分进行吸收放湿(脱离)的吸附材料的多个金属制的板状部件。多个板状部件隔开间隔被层叠，在多个板状部件之间形成有使空气通过的通风路。在本实施方式的吸附器13中，这样地将承担吸附材料的多个板状部件层叠，从而增加空气和吸附材料的接触面积。

另外，采用高分子吸附材料作为吸附材料。更具体而言，该吸附材料具有以下吸附特性：在作为空气温度的假定的温度范围内，在使通过吸附器13的空气的相对湿度已变化50％时，所吸附的水分量(吸附量)变化3wt％～10wt％，至少3wt％以上。

此外，一般吸水材料的水分的吸附速度是脱离速度的一半程度。因此，需要吸附的情况下的风量是脱离的情况下的风量的2倍，并且加湿装置用送风机12具有与其对应的性能。

如图2所示，加湿装置1具备作为控制装置的加湿控制装置21，该控制装置通过控制加湿装置1的门14～16而对加湿装置壳体11内的空气流路进行切换。

该加湿控制装置21是由包含有CPU、ROM及RAM等的周知的微型电子计算机和其周边电路构成，并且基于存储于该ROM内的控制程序进行各种运算和处理，从而控制与输出侧连接的各种机器的动作。

在加湿控制装置21的输出侧连接有加湿装置用送风机12的电动机121和对加湿装置1的门14～16进行驱动的促动器22。此外，促动器22可以采用伺服电动机。

另外，在加湿控制装置21的输入侧连接有温度传感器20、对加湿装置1的开与关进行切换的主开关23、以及对从第3管道19吹出的空气的目标温度进行设定的加湿空气温度设定开关24。

接着，对加湿装置1的动作进行说明。

在车辆用空调装置动作的状态下主开关23被操作成开状态时，加湿控制装置21使加湿装置用送风机12开始运转。另外，加湿控制装置21使加湿装置1的门14～16移动到规定的位置，并每隔1分钟地交替地执行后述的除湿模式运转(吸附模式运转)和加湿模式运转。

图1是表示除湿模式运转状态。在该除湿模式运转时，加湿控制装置21使加湿装置1的门14～16移动到规定的位置，从而对使水分吸附到吸附器13的除湿模式的流路进行设定。

具体而言，如图1所示，开闭门14将第1开口部111打开。另外，第1切换门15将从第1开口部111至吸附器13的通风路和第2开口部112之间遮断并且使第2开口部112和连通孔115连通。并且，第2切换门16将第3开口部113关闭并且将连通孔115打开。

在该状态下，在蒸发器34被冷却的低温、高湿度的空气(例如，温度5℃、相对湿度72％)经由第1管道17而从第1开口部111流入到加湿装置壳体11内，进而被引导至吸附器13且水分被吸附器13吸附。

并且，已通过吸附器13的空气从吸入口114通过连通孔115到达第2开口部112，进一步经由第2管道18而从空调壳体31的第2开口部316返回到通风路311的加热器芯35的空气流下游侧部位。因此，冷风不会漏到车室内。

在此，一般吸附材料的水分的吸附速度是脱离速度的一半程度，因此在除湿模式运转时供给到加湿装置1的风量设定成在加湿模式运转时供给到加湿装置1的风量的2倍。

图3、图4是表示加湿模式运转状态。在该加湿模式运转时，加湿控制装置21使加湿装置1的门14～16移动到规定的位置，从而对将被吸附到吸附器13的水分移动到低湿度的空气的加湿模式的流路进行设定。

具体而言，如图3、图4所示，开闭门14将第1开口部111关闭或者将第1开口部111打开适当量。另外，第1切换门15使从第1开口部111至吸附器13的通风路和第2开口部112连通并且将第2开口部112和连通孔115之间遮断。并且，第2切换门16将第3开口部113打开并将连通孔115关闭。

如图3所示，在开闭门14将第1开口部111关闭的状态下，在加热器芯35被加热的高温低湿度的空气经由第2管道18而从第2开口部112流入到加湿装置壳体11内，进一步被引导至吸附器13。并且，吸附器13内的水分移动到在加热器芯35被加热的高温低湿度的空气(例如，温度70℃、相对湿度2％)，从而该空气变成高湿度的空气。

已通过吸附器13的高湿度的空气通过吸入口114而到达第3开口部113，进一步经由第3管道19而从吹出开口部191向乘员的面部吹出。

此外，以从吹出开口部191吹出的加湿空气的风速为1m/s以下的方式且风量10m³/h的程度吹出。这样一来，通过降低风速，能够抑制加湿空气的扩散并使加湿空气可靠地到达面部。

顺便一提，风量10m³/h是车辆用空调装置的最低风量的10％以下。这样一来，因为供给至加湿装置1的风量较少，所以几乎没有对车辆用空调装置的空调功能的影响。

在此，第3管道19是φ50mm、长度1000mm的程度。因此，已通过吸附器13的高温高湿度的空气在通过第3管道19内时，与第3管道19的周围的车室内空气进行热交换而使温度降低到与车室内温度相近的温度，从而变成高湿度(例如，相对湿度55％)。

但是，在本实施方式中，在由温度传感器20检测的空气的温度比由加湿空气温度设定开关24设定的目标温度高的情况下，如图4所示，使开闭门14向开阀方向移动，将在蒸发器34被冷却的低温的空气经由第1管道17引导至加湿装置壳体11内。由此，使在蒸发器34被冷却的低温的空气混合到在加热器芯35被加热了的高温的空气，从而将从吹出开口部191吹出的加湿空气的温度调整到目标温度。

主开关23被操作成关状态时，加湿控制装置21在执行了加湿模式运转之后使加湿装置1的运转停止，以避免水分残留于吸附器13。

根据本实施方式，使吸附器13从在车辆用空调装置的蒸发器34被冷却的高湿度的空气吸附水分，使已被吸附到吸附器13的水分移动到低湿度的空气而进行加湿。由此，能够在无供水状态进行加湿。

另外，通过设置加湿空气专用的第3管道19而将空气从吹出开口部191向乘员的面部吹出，仅乘员的面部周边被加湿，窗玻璃不会被加湿。因此，不会产生窗模糊不清。

另外，通过降低从吹出开口部191吹出的加湿空气的风速，能够抑制加湿空气的扩散并使加湿空气可靠地到达面部。

另外，因为供给至加湿装置1的风量较少，所以几乎没有对车辆用空调装置的空调机能的影响。

另外，因为加湿装置1是与车辆用空调装置的室内空调单元3分体的，所以能够后安装到车辆用空调装置上。

另外，因为加湿装置1配置于车辆用空调装置的室内空调单元3的外部，所以与将加湿装置1内置于室内空调单元3的情况相比，能够减小室内空调单元3的通风阻力。

另外，因为在除湿模式运转时，通过吸附器13的低温的空气返回到室内空调单元3的通风路311，所以冷风不会漏到车室内。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，吸附材料的水分的吸附速度是脱离速度的一半程度。因此，将除湿模式运转时间和加湿模式运转时间相等，将在除湿模式运转时供给至加湿装置1的风量设定成在加湿模式运转时供给至加湿装置1的风量的2倍。但是，也可以是，将除湿模式运转时间设定成加湿模式运转时间的2倍，使在除湿模式运转时供给至加湿装置1的风量与在加湿模式运转时供给至加湿装置1的风量相等。

另外，如图5所示的变形例，也可以废除加湿装置1的第2管道18以及空调壳体31的第2开口部316，使在加湿模式运转时将车室内空气从加湿装置壳体11的第2开口部112直接流入到加湿装置壳体11内。

即，在上述实施方式中，在加湿模式运转时将在加热器芯35被加热的高温低湿度的空气引导至吸附器13，但因为需要加湿的时候是车室内空气干燥的时候，因此即使像变形例那样也能够使水分容易从吸附器13脱离。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够适当地变更。

另外，在上述实施方式中，对于构成实施方式的要素，除了特别明示为必须的情况及原理上明显为必须的情况等之外，不一定是必须的，这是不言而喻的。

另外，在上述实施方式中，在提及实施方式的结构要素的个数、数值、量、以及范围等的数值的情况下，除了特别明示为必须的情况及原理上明显地限定于特定的数的情况等之外，并不限定于其特定的数。

另外，在上述实施方式中，在提及结构要素等的形状及位置关系等时，除了特别明示的情况及原理上被限定为特定的形状及位置关系等的情况等之外，不限定于其形状及位置关系等。