JP2006281909A

JP2006281909A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2006281909A
Application number: JP2005102413A
Authority: JP
Inventors: Akiko Arishiro; 朗子有城; Yoshimitsu Fukushima; 祥光福島; Kazunori Oshima; 一典大島; Takahiko Takewaki; 隆彦武脇; Hiroyuki Kakiuchi; 博行垣内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4677542B2

Abstract

【課題】窓ガラスに対する優れた防曇機能を発揮でき、室内を一層快適な湿度環境に維持できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両用空調装置は、内気または内気と外気を取り込み、その一部の空気を窓ガラスの内面に向けて吹き出し、他の一部の空気をヒーターコア（７）により加熱して乗員側へ吹き出す空調装置であり、吸着材を担持して成る吸着ローター（４）に対し、前記一部の空気を通過させることにより当該一部の空気中の水分を吸着し、吸着ローター（４）に対し、前記他の一部の空気を脱着用ヒーター（５）によって予め加熱して通過させることにより吸着ローター（４）の水分を脱着する様に構成される。そして、吸着ローター（４）の吸着材は、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０．１５ｇ／ｇ以上の吸着特性を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものであり、詳しくは、水分を吸脱着する吸着ローターが内蔵され、窓ガラスに対する優れた防曇機能および室内に対する加湿機能を発揮し得る車両用空調装置に関するものである。

車両用空調装置は、寒季における車両室内の暖房機能および窓ガラスの防曇機能を備えているが、昨今、シリカゲル等の吸着材を使用することにより、防曇機能を高めた空調装置が種々検討されている。斯かる車両用空調装置としては、例えば、外気吸入口（外気導入口）からデフロスタ開口部（デフロスタ吹出し口）へ至る第１空気通路（防曇用給気路）と、内気吸入口（内気導入口）からフット開口部（フット吹出し口）へ至る第２空気通路（暖房用給気路）と、これら第１空気通路および第２空気通路に配置された送風手段（ブロワ）と、第１空気通路および第２空気通路において送風手段よりも下流側に配置された暖房用熱交換器（ヒーターコア）とを備え、かつ、内気吸入口の更に上流側には、第２内気吸入口（第２の内気導入口）及び当該第２内気吸入口から第１空気通路に至る第１内気通路（分岐路）が設けられ、当該第１内気通路には、第２内気吸入口から導入された内気の水分を除湿する除湿手段（吸着材から成る乾燥剤ユニット）が設けられた空調装置が挙げられる。

上記の様な車両用空調装置は、デフロスタ開口部から窓ガラスへ向けてより乾燥した空気を吹き出すため、基本的には外気（低湿度の空気）を導入することを前提としており、その際、室内の急激な温度低下を回避するため、吸着材で除湿した内気（暖かい空気）を第１空気通路（防曇用給気路）の外気に混合することにより、外気の導入量を低減することを企図している。しかも、車内へ直接取り込む外気の量を低減することにより、暖房負荷を軽減することが出来る。
特開平９−１５６３５０号公報

吸着材を使用した車両用空調装置においては、十分に乾燥した空気を窓ガラスに吹き付けて防曇効果を高めると共に、室内の温度低下を防止し且つ一層の省エネルギー化を図る観点からすると、窓ガラスに吹き出す空気の略全量について、車内を循環する内気を使用し、かつ、これを吸着材によって十分に除湿する構造が好ましい。しかも、吸着材の再生時に脱着された水分によって内気を加湿するならば、室内を一層快適な湿度環境に維持することも期待できる。

しかしながら、車両用空調装置においては、装置構成の一層の小型化が図られていることもあり、実際、吸着材によって除湿された内気だけをデフロスト用空気として循環させ、上記の効果を達成し得る構成は十分に開示されていない。本発明の目的は、吸着材を使用した車両用空調装置であって、室内の温度低下を惹起することなく、窓ガラスに対する優れた防曇機能を発揮でき、しかも、室内を一層快適な湿度環境に維持できる車両用空調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、低い湿度範囲において多量の水分を吸着・脱着し得る特定の吸着材を適用することにより、暖房時に車内で循環する相対湿度が２５〜５０％程度の比較的低湿度の内気をデフロスト用空気として窓ガラスに吹き出すにあたり、水分を吸着して相対湿度を更に２０％程度以下まで低減し、低温の窓ガラスに対する防曇機能を発揮させ、そして、ヒーターコアで加熱した内気を暖房用空気として乗員側に吹き出すにあたり、温度が７０〜９０℃程度の比較的低温の脱着用ヒーターによって吸着材の脱着再生を行い、内気を加湿する様にした。そして、上記の特定の吸着材を適用することにより、吸着ローターの小型化を可能にした。

すなわち、本発明の要旨は、内気または内気と外気を取り込み、その一部の空気を窓ガラスの内面に向けて吹き出し、他の一部の空気をヒーターコアにより加熱して乗員側へ吹き出す車両用空調装置であって、吸着材を担持して成る通気可能な吸着ローターに対し、前記一部の空気を通過させることにより当該一部の空気中の水分を吸着し、前記吸着ローターに対し、前記他の一部の空気を脱着用ヒーターによって予め加熱して通過させることにより前記吸着ローターの水分を脱着する様に構成され、かつ、前記吸着ローターに担持された吸着材が、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０．１５ｇ／ｇ以上の吸着特性を備えていることを特徴とする車両用空調装置に存する。

また、本発明の他の要旨は、内気または内気と外気を取り込み、その一部の空気を窓ガラスの内面に向けて吹き出し、他の一部の空気をヒーターコアにより加熱して乗員側へ吹き出す車両用空調装置であって、吸着材を担持して成る通気可能な吸着ローターに対し、前記一部の空気を通過させることにより当該一部の空気中の水分を吸着し、前記吸着ローターに対し、前記他の一部の空気を脱着用ヒーターによって予め加熱して通過させることにより前記吸着ローターの水分を脱着する様に構成され、かつ、前記吸着ロータの吸着材を担持した部位が、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０．０１５ｇ／ｃｍ^３以上の吸着特性を備えていることを特徴とする車両用空調装置に存する。

本発明の車両用空調装置によれば、低い湿度範囲において多量の水分を吸着・脱着し得る特定の吸着材を吸着ローターに担持させており、デフロスト用空気として取り込んだ少なくとも内気が含まれる空気の略全量を除湿して窓ガラスに吹き出すことが出来るため、室内の温度低下を惹起することなく、窓ガラスに対する優れた防曇機能を発揮でき、しかも、暖房用空気として取り込んだ少なくとも内気が含まれる空気を吸着ローターで脱着した水分により加湿して乗員側へ吹き出すことが出来るため、室内を一層快適な湿度環境に維持できる。

本発明に係る車両用空調装置の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空調装置の一例の主な構成要素を示す縦断面図であり、図２は、本発明に係る車両用空調装置に適用される吸着ローターの構造例を示す斜視図である。また、図３は、吸着材の吸着特性について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、車両用空調装置を「空調装置」と略記する。

本発明の空調装置は、車両室内の暖房機能および窓ガラスの防曇機能を有する空調装置であり、内気（室内の空気）又は内気と外気を取り込み、その一部の空気を窓ガラスの内面に向けて吹き出し、他の一部の空気をヒーターコア（符号（７）で示す。）により加熱して乗員側へ吹き出す様に構成される。そして、吸着材を担持して成る通気可能な吸着ローター（符号（４）で示す。）に対し、上記の一部の空気を通過させることにより当該一部の空気中の水分を吸着し、前記の吸着ローターに対し、上記の他の一部の空気を脱着用ヒーター（符号（５）で示す。）によって予め加熱して通過させることにより吸着ローターの水分を脱着する様に構成される。

より具体的に装置構成を示すと、本発明の空調装置は、図１に示す様に、密閉型のケーシング（１）を使用して構成される。ケーシング（１）としては、横置き型、センター置き型、セミセンター置き型などの型式の違いにより種々の形状のものを採用できるが、図１においては、一例として、セミセンター置き型の空調装置のケーシングを単純化して示している。

ケーシング（１）の前端部には、内気を取り込むための内気導入口（２１）、および、換気用の外気を取り込むための外気導入口（２２）が設けられる。これら内気導入口（２１）、外気導入口（２２）は、通常、ケーシング（１）に付設された１つの共通ダクトを利用して設けられ、外気導入口（２２）は、インテークドア（２２ｄ）によって開度を調節可能に構成される。なお、車内の温湿度を維持して快適性を保つには内気循環方式が好ましく、ケーシング（１）の前端部には内気導入口（２１）だけが設けられてもよい。

ケーシング（１）の後端部には、取り込んだ内気、または、取り込んだ内気と外気を車内の窓ガラスへ吹き出すためのデフロスタ吹出し口（２３）が上方へ向けて設けられる。斯かるデフロスタ吹出し口（２３）は、デフロスタドア（２３ｄ）によって開度を調節可能に構成される。

更に、ケーシング（１）の後端部には、上記の内気または内気と外気を乗員側へ吹き出すためのフェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）がそれぞれ後方および下方へ向けて設けられる。フェイス吹出し口（２４）は、ダッシュパネルのセンター吹出し口およびサイド吹出し口（図示省略）を介して室内に空気を吹き出す様になされている。フット吹出し口（２５）は、前部座席の床側へ空気を吹き出すか、あるいは、内装仕様によってはリアダクト（図示省略）を介して後部座席の床側へ空気を吹き出す様になされている。また、フェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）は、各々、フェイスドア（２４ｄ）、フットドア（２５ｄ）によって開度を調節可能に構成される。

なお、インテークドア（２２ｄ）、デフロスタドア（２３ｄ）、フェイスドア（２４ｄ）及びフットドア（２５ｄ）は、各吹出し口における風量配分を設定するための扉であり、これらのドアは、ヒーターコントロールケーブル又はサーボモーターで作動するメインリンクにサブリンクを介して結合されている。そして、選択したモード（ＦＡＣＥ，Ｂ／Ｌ（バイレベル），ＦＯＯＴ，Ｆ／Ｄ（フット／デフ），ＤＥＦの各モード）に応じてメインリンクの作動角が制御されることにより、その開度が決定する様に構成されている。

図１に示す様に、前端部分よりも後方側のケーシング（１）の内部は、仕切壁（１０）によって上下２つの領域に区画され、ケーシング（１）内には、内気導入口（２１）及び外気導入口（２２）からデフロスタ吹出し口（２３）に至る防曇用給気路（１１）と、内気導入口（２１）及び外気導入口（２２）からフェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）に至る暖房用給気路（１２）とが設けられる。

前述の通り、防曇用給気路（１１）は、内気導入口（２１）から取り込んだ内気、または、内気導入口（２１）及び外気導入口（２２）から取り込んだ内気と外気をデフロスタ吹出し口（２３）へ送気する流路であり、暖房用給気路（１２）は、内気導入口（２１）から取り込んだ内気、または、内気導入口（２１）及び外気導入口（２２）から取り込んだ内気と外気をフェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）へ送気する流路である。

そして、防曇用給気路（１１）及び暖房用給気路（１２）の上流側のケーシング（１）の前端部分には、内気または内気と外気を取り込むため、その吸気口を内気導入口（２１）及び外気導入口（２２）に向けてブロワ（３）が配置される。ブロワ（３）としては、図に例示する様な遠心式送風機の他、貫流式などの送風機を使用することも出来る。符号（３１）はブロワ（３）のモーターを示す。

また、ケーシング（１）の内部には、デフロスタ吹出し口（２３）に供給するデフロスト用の空気を除湿し、フェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）に供給する暖房用の空気を加湿するため、防曇用給気路（１１）と暖房用給気路（１２）に跨がって吸着ローター（４）が配置される。吸着ローター（４）は、後述する様な吸着材を担持して成る通気可能で且つ回転可能な所謂デシカントローターであり、仕切壁（１０）に付設された軸受（４３）によって当該吸着ローターの軸が枢支される。斯かる吸着ローター（４）は、ケーシング（１）に取り付けられた駆動モーター（４１）により、例えば、ベルト機構（４２）を介して４０〜６０回／ｈ程度の回転数で一方向に回転する様に構成される。なお、吸着ローター（４）の詳細な構成については、吸着材と共に後述する。

また、暖房用給気路（１２）において上記の吸着ローター（４）の上流側には脱着用ヒーター（５）が配置される。脱着用ヒーター（５）としては、後述のヒーターコア（７）と同系統の暖房機構に接続されてエンジンの冷却水が循環する熱交換器、または、電気ヒーターが使用される。脱着用ヒーター（５）は、吸着ローター（４）に流れる暖房用給気路（１２）の空気を加熱するため、通気可能な構造を備えている。

上記の吸着ローター（４）の下流側には、防曇用給気路（１１）と暖房用給気路（１２）に跨がって暖房機構のヒーターコア（７）が配置される。周知の通り、ヒーターコア（７）は、通気可能な構造を備え、エンジンの冷却水を循環させて空気を加熱する熱交換器である。ヒーターコア（７）の前端部には、インパネの温度調節用レバーやスイッチの操作によりヒーターコア（７）の通気量を調節するエアミックスダンパー（８１）及び（８２）が設けられる。

エアミックスダンパー（８１）は、防曇用給気路（１１）においてその開度を制御されることにより、ヒーターコア（７）を通過する空気の流量と通過しない空気の流量のバランスを変更し、防曇用給気路（１１）の下流部における前記の各空気の混合割合を調節する機能を有する。また、同様に、エアミックスダンパー（８２）は、暖房用給気路（１２）においてその開度を制御されることにより、ヒーターコア（７）を通過する空気と通過しない空気の暖房用給気路（１２）下流部における混合割合を調節する機能を有する。なお、防曇用給気路（１１）及び暖房用給気路（１２）においては、各々、エアミックスダンパー（８１）及びエアミックスダンパー（８２）の各開度制御により、ヒーターコア（７）に対し、空気の全量を通過させたり、空気の全量を通過させない様にすることも出来る。

また、空調装置においては、夏季などに室内を冷却するため、通常、吸着ローター（４）の下流側で且つヒーターコア（７）の上流側には、冷却装置のエバポレーター（６）が防曇用給気路（１１）と暖房用給気路（１２）に跨がって配置される。エバポレーター（６）は、圧縮機で圧縮された熱媒体を外気との熱交換により凝縮するエンジンルーム内の凝縮器と前記の圧縮機とに接続され、凝縮された熱媒体を空気との熱交換によって蒸発させる通気可能な構造の冷熱生成用の熱交換器である。そして、エバポレーター（６）の下方のケーシング（１）の下面には、エバポレーター（６）の表面に凝縮した水を車外へ排出するためのドレン管（９）は付設される。

ところで、上記の吸着ローター（４）としては、吸着材を保持でき且つ通気可能な各種の構造のものを使用できるが、小型化を図り、しかも、大きな吸着面積を確保し且つ一層多量の粉体状の吸着材を保持するため、ハニカム構造のローターが好ましい。また、斯かるハニカム構造としては、外周面から内周面に通じる小孔が半径に沿って多数設けられた円筒状ハニカム構造でもよいが、空調装置内の空気の流路構成を一層簡素化する観点からすると、一端面から他端面に通じる小孔が軸線に沿って多数設けられた円柱状ハニカム構造がより好ましい。図２に示す吸着ローター（４）は、短軸円柱状のハニカム構造を備えたロータである。

なお、円柱状の吸着ローター（４）は、基材としてのセラミックペーパー等から成るハニカム構造体を公知の方法で作製した後、当該ハニカム構造体を吸着材とバインダーと溶剤とから成るスラリーに浸漬して製造される。

本発明においては、防曇用給気路（１１）を通じて窓ガラスにデフロスト用空気として吹き出す例えば内気（又は内気と外気）を十分に除湿し、しかも、暖房用給気路（１２）を通じて乗員側に暖房用空気として吹き出す内気を効果的に加湿するするため、吸着ローター（４）に担持された吸着材は、以下の様な特定の吸着特性を備えている必要がある。

すなわち、寒季において暖房時に車内を循環する内気、あるいは、外気を一部に含む内気は、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、デフロスト用空気として前記の内気を使用して低温（例えば５℃）の窓ガラスに対する防曇効果を達成するため、吸着材は、この様な低湿度においても十分に水分を吸着し、そして、内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、前述の様にエンジンの冷却水や電気ヒーターを利用した脱着用ヒーター（５）が使用されるが、燃費を低減し且つバッテリーの消耗を少なくするため、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、車内が適度に快適な状態にある場合、例えば車内空気の温度が２５℃、湿度が５０％の場合には、暖房用給気路（１２）に循環させる内気を脱着用ヒーター（５）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・脱着し得る特性が必要である。

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、車内における空気の循環量（内気の循環量）は、通常、多い場合で４００ｍ^３／ｈ程度であり、取り込んだ内気を防曇用給気路（１１）と暖房用給気路（１２）に振り分け、一部をデフロスタ吹出し口（２３）から窓ガラスへ吹き出し、他の一部をフェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）から乗員側へ吹き出す場合、窓ガラス側には、通常、内気の循環量の２０〜３０％、換言すれば１２０ｍ^３／ｈ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ためには、窓ガラス側に吹き出す空気が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必要がある。そして、前述の様に内気の温度が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。すなわち、吸着材によって約７５０ｇ／ｈの水分を吸着しなけらばならない。

一方、吸着ローター（４）の回転数を５０回／ｈに設定したとすると、吸着ローター（４）が１回転する間、吸着材により約１５ｇの水分を吸着する必要がある。しかも、吸着ローター（４）については、ケーシング（１）内部に組み込むために一層小型化を図る必要があり、吸着ローター（４）における有効体積（吸着材を担持したハニカム構造体の見かけ体積）を１０００ｃｍ^３に設計した場合、吸着ローター（４）（ハニカム構造体）に担持させ得る吸着材の質量は１００ｇ程度となる。従って、吸着材においては、少なくとも０．１５ｇ／ｇの吸着量、換言すれば吸脱着量が要求される。

すなわち、本発明において、吸着ローター（４）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０．１５ｇ／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０．１５ｇ／ｇ以上である。

また、上記の様に、吸着ローター（４）の有効体積からすると、本発明において、吸着ローター（４）の吸着材を担持した部位（ハニカム構造体）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０．０１５ｇ／ｃｍ^３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０．０１５ｇ／ｃｍ^３以上である。ただし、その場合、吸着量は、吸着材を担持した部位（ハニカム構造体）の単位見かけ体積（内部の通気穴の体積を含む体積）当たりの吸着量とする。

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お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は、平均粒径が通常は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、本発明の空調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３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（δ_１）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３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（δ_２）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。

本発明の空調装置は、寒季などに車内を暖房する際、ブロワ（３）の作動により、内気導入口（２１）から内気を当該空調装置に取り込む。また、室内の換気が必要な場合は、外気導入口（２２）から外気を一部取り込む。装置内においては、導入した内気をブロワ（３）が防曇用給気路（１１）及び暖房用給気路（１２）に供給すると、ヒーターコア（７）は、これら給気路を通過する空気を加熱し、そして、防曇用給気路（１１）の下流部に設けられたデフロスタ吹出し口（２３）は、窓ガラスの内面に向けて暖かい空気を吹き出し、暖房用給気路（１２）の下流部に設けられたフェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）は、乗員側へ向けて暖かい空気を吹き出して車内を暖房する。

本発明の空調装置においては、防曇用給気路（１１）と暖房用給気路（１２）に跨がって吸着ローター（４）が配置されており、吸着ローター（４）は、上記の様な一定速度で回転しつつ、防曇用給気路（１１）において当該空吸着ローターを通過する空気から水分を吸着する。従って、デフロスタ吹出し口（２３）から窓ガラスに向けてデフロスト用空気として乾燥した空気を吹き出すことが出来る。

他方、暖房用給気路（１２）において、吸着ローター（４）の上流側には脱着用ヒーター（５）が配置されており、吸着ローター（４）には、脱着用ヒーター（５）で加熱された高温の空気が供給される。これにより、吸着ローター（４）は、先に防曇用給気路（１１）で吸着した水分を脱着し、暖房用給気路（１２）の空気を加湿する。従って、フェイス吹出し口（２４）及びフット吹出し口（２５）から乗員側に向けて暖房用空気として暖かく且つ適度な湿度の空気を吹き出すことが出来る。

すなわち、本発明の空調装置においては、低い湿度範囲において多量の水分を吸着・脱着し得る特定の吸着材を吸着ローター（４）に担持させており、前記の吸着材は、車内で循環する相対湿度が２５％程度の内気（あるいは、一部に外気を含む内気）から水分を吸着して相対湿度を更に２０％程度以下まで低減し、そして、温度が７０℃程度の比較的低温の脱着用ヒーター（５）によって脱着再生する。従って、本発明の車両用空調装置によれば、デフロスト用空気として防曇用給気路（１１）に取り込んだ上記の内気の略全量を除湿して窓ガラスに吹き出すことが出来るため、室内の温度低下を惹起することなく、窓ガラスに対する優れた防曇機能を発揮でき、しかも、暖房用空気として暖房用給気路（１２）に取り込んだ上記の内気を加湿して乗員側へ吹き出すことが出来るため、室内を一層快適な湿度環境に維持できる。また、本発明の車両用空調装置によれば、吸着ローター（４）に上記の特定の吸着材を使用するため、装置構成を一層小型化することが出来る。

本発明に好適な吸着材の一例としてＳＡＰＯ−３４を合成し、その吸着特性について確認した。図４は、本発明の空調装置に好適な吸着材と比較例の吸着材の実際の吸着特性を示す２５℃の水蒸気吸着等温線である。

実施例１：
水１８０ｇに８５％リン酸８４．７ｇを加え、これに擬ベーマイト（２５％水含有、コンデア製）５７．２ｇをゆっくりと加え、３時間攪拌してこれをＡ液とした。Ａ液とは別に、ｆｕｍｅｄシリカ（アエロジル２００）６．３ｇ、モルホリン３６．６ｇ、水２４０ｇを混合調製し、斯かる混合液をＡ液にゆっくりと加えた。更に、トリエチルアミン４７．０ｇを加え、これを３時間攪拌して水性ゲルを得た。こうして得られた混合物をフッ素樹脂内筒の入った１ｌのステンレス製オートクレーブに仕込み、１００ｒｐｍで攪拌しながら１９０℃で４８時間反応させた。反応後冷却して、デカンテーションにより上澄みを除いて沈殿物を回収した。そして、沈殿物を水で３回洗浄した後に濾別し、１２０℃で乾燥させた。

上記の様にして得られたゼオライトのＸＲＤを測定したところ、ＣＨＡ構造のシリコアルミノフォスフェート（ＳＡＰＯ−３４）であった。その後、空気気流下、５５０℃で６時間焼成してテンプレートを除去した。また、ゼオライトを塩酸水溶液で加熱溶解させ、ＩＣＰ分析により元素分析を行った。その結果、ケイ素とアルミニウムとリンの合計に対する各成分の構成割合（モル比）は、ケイ素が９．５％、アルミニウムが４８．７％、リンが４１．８％であった。

次いで、上記のＳＡＰＯ−３４の２５℃における吸着等温線を測定した。吸着等温線の測定は、日本ベル（株）社製の容量法の装置である「ベルソープ１８」（商品名）を使用し、前処理を５Ｐａ以下の真空条件下、１２０℃の温度で５時間行った後、５０℃の空気恒温槽において、吸着温度２５℃、初期導入圧力３ｔｏｒｒ、飽和蒸気圧２３．７５５ｔｏｒｒ、平衡時間５００秒の条件で行った。その結果、図４に示す様な水蒸気吸着等温線が得られた。斯かる水蒸気吸着等温線から、ＳＡＰＯ−３４は、相対湿度０．０２と０．２５における各吸着量の差は０．２４ｇ／ｇであり、相対湿度０．０４と０．２５における各吸着量の差は０．１８ｇ／ｇであることが判る。

比較例１：
市販のＡ型シリカゲル（富士シリシア社製）について、実施例１と同様の条件で吸着等温線を測定した。その結果、図４に示す様な水蒸気吸着等温線が得られ、斯かる水蒸気吸着等温線から、Ａ型シリカゲルは、相対湿度０．０２と０．２５における各吸着量の差は、０．１２ｇ／ｇであることが判る。

比較例２：
市販の活性炭（和光社製）について、実施例１と同様の条件で吸着等温線を測定した。その結果、図４に示す様な水蒸気吸着等温線が得られ、斯かる水蒸気吸着等温線から、活性炭は、相対湿度０．０２と０．２５における各吸着量の差は０．０２ｇ／ｇしかないことが判る。

上記の様に、Ａ型シリカゲルや活性炭に対し、ＳＡＰＯ−３４は、低い湿度範囲においてより多くの水分を吸脱着する特性を備えているため、本発明の空調装置においては、吸着ローター（４）を小型化でき、しかも、より優れた防曇機能および加湿機能を発揮できる。

本発明に係る車両用空調装置の一例の主な構成要素を示す縦断面図である。本発明に係る車両用空調装置に適用される吸着ローターの構造例を示す斜視図である。吸着材の吸着特性について示す水蒸気吸着等温線である。本発明の車両用空調装置に好適な吸着材と比較例の吸着材の実際の吸着特性を示す２５℃の水蒸気吸着等温線である。

符号の説明

１：ケーシング
１１：防曇用給気路
１２：暖房用給気路
２１：内気導入口
２２：外気導入口
２３：デフロスタ吹出し口
２４：フェイス吹出し口
２５：フット吹出し口
３：ブロワ
４：吸着ローター
５：脱着用ヒーター
６：冷却機構のエバポレーター
７：暖房機構のヒーターコア

Claims

内気または内気と外気を取り込み、その一部の空気を窓ガラスの内面に向けて吹き出し、他の一部の空気をヒーターコアにより加熱して乗員側へ吹き出す車両用空調装置であって、吸着材を担持して成る通気可能な吸着ローターに対し、前記一部の空気を通過させることにより当該一部の空気中の水分を吸着し、前記吸着ローターに対し、前記他の一部の空気を脱着用ヒーターによって予め加熱して通過させることにより前記吸着ローターの水分を脱着する様に構成され、かつ、前記吸着ローターに担持された吸着材が、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０．１５ｇ／ｇ以上の吸着特性を備えていることを特徴とする車両用空調装置。
内気または内気と外気を取り込み、その一部の空気を窓ガラスの内面に向けて吹き出し、他の一部の空気をヒーターコアにより加熱して乗員側へ吹き出す車両用空調装置であって、吸着材を担持して成る通気可能な吸着ローターに対し、前記一部の空気を通過させることにより当該一部の空気中の水分を吸着し、前記吸着ローターに対し、前記他の一部の空気を脱着用ヒーターによって予め加熱して通過させることにより前記吸着ローターの水分を脱着する様に構成され、かつ、前記吸着ロータの吸着材を担持した部位が、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０．０１５ｇ／ｃｍ^３以上の吸着特性を備えていることを特徴とする車両用空調装置。
（ただし、吸着量は、吸着材を担持した部位の単位見かけ体積当たりの吸着量とする。）
吸着材がゼオライトである請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
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１〜３の何れかに記載の車両用空調装置。
内気導入口、外気導入口、デフロスタ吹出し口、フェイス吹出し口およびフット吹出し口が設けられたケーシングを使用して構成され、当該ケーシング内には、前記内気導入口および外気導入口から前記デフロスタ吹出し口に至る防曇用給気路と、前記内気導入口および外気導入口から前記フェイス吹出し口およびフット吹出し口に至る暖房用給気路と、前記防曇用給気路および暖房用給気路の上流側に配置されたブロワと、前記防曇用給気路と前記暖房用給気路に跨がって配置された吸着ローターと、前記暖房用給気路において前記吸着ロータの上流側に配置された脱着用ヒータと、前記吸着ロータの下流側に前記防曇用給気路と前記暖房用給気路に跨がって配置されたヒーターコアとが備えられている請求項１〜４の何れかに記載の車両用空調装置。
吸着ローターの下流側で且つヒーターコアの上流側には、冷却装置のエバポレーターが防曇用給気路と暖房用給気路に跨がって配置されている請求項５に記載の車両用空調装置。