JP2002204921A - 呼気除湿器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期間にわたって除湿効果を発揮しうる呼気除
湿器の提供を目的とする。 【解決手段】人間の鼻孔と口を覆って密閉空間を形成し
逆止め弁１２を介して外気を取り入れる呼気マスク１０
に連設され、当該呼気マスクから逆止め弁２２を介して
呼気を取り入れ除湿フィルタ２６を通して排気する除湿
チャンバ２０を形成し、除湿チャンバ２０における除湿
剤設置部分の外周面に冷却フィン２８を形成して、除湿
フィルタ２６を構成する除湿剤を冷却可能とした構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は呼気除湿器に関する
ものであり、特にリチウムイオン電池の製造工程等の低
湿分環境下において作業員の呼気を除湿する装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】パソコン、携帯電話または電気自動車等
のバッテリとして、リチウムイオン電池が使用されてい
る。リチウムイオン電池の電解液は水分と反応しやすい
ため、その製造作業は低湿分環境下で行う必要がある。
そこで、図６に示すドライルーム３を設置し、その内部
でリチウムイオン電池の製造作業を行っている。ドライ
ルーム３の外部には低露点用除湿機２を設置する。除湿
機２は、取り入れた外気を露点温度−６０℃（絶対湿度
０．００６７ｇ／ｋｇ以下）にまで除湿し、これをドラ
イルーム３に供給している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ドライルームのような
低湿分環境下における最大の負荷原因は、作業員であ
る。従ってドライルームに多くの作業員が入室する場合
には、多量の低湿分空気を供給しうる除湿機を設置して
運転する必要があり、除湿機の設置コストおよび運転コ
ストが高くなってしまう。

【０００４】人間による水分の放出は、体表面から行わ
れるほか呼気によって行われ、その割合は半々である。
そこで呼気に含まれる水分量を低減するため、シリカゲ
ル等の除湿剤の入った筒を作業員毎に装備してドライル
ームへ入室し、呼気をその中に取り込み、除湿剤を通し
た上で排気していた。しかしこの場合、当初は除湿効果
が得られるが、その後は除湿剤の水分吸着時における反
応熱により除湿剤からの水分放出が起こってしまい、十
分な除湿効果が得られなくなるという問題があった。本
発明は上記問題点に着目し、長期間にわたって除湿効果
を発揮しうる呼気除湿器の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る呼気除湿器は、呼気を取り入れ除湿剤
を通して排気する除湿チャンバを形成し、前記除湿チャ
ンバの外周面に冷却フィンを形成して、前記除湿剤を冷
却可能とした構成とした。

【０００６】また、呼気を取り入れ除湿剤を通して排気
する除湿チャンバを形成し、前記除湿チャンバに排気フ
ァンを設置するとともに、前記排気ファンが作り出す負
圧により外気を取り入れる逆止め弁を前記除湿剤より上
流側に設置して、前記除湿剤を冷却可能とした構成とし
た。

【０００７】なお前記除湿チャンバは、人間の鼻孔と口
とを覆って密閉空間を形成し逆止め弁を介して外気を取
り入れる呼気マスク連設され、当該呼気マスクから逆止
め弁を介して呼気を取り入れる構成とするのが好まし
い。

【０００８】

【作用】除湿チャンバの外周面に冷却フィンを形成した
構成としたので、除湿剤の水分吸着時に反応熱が発生し
ても、発生した反応熱を冷却フィンから大気中に放出し
て、除湿剤の温度上昇を回避することができる。従っ
て、除湿剤からの水分放出を防止することができ、長期
間にわたって除湿効果を発揮しうる呼気除湿器を提供す
ることができる。

【０００９】また、除湿チャンバに排気ファンを設置す
るとともに、排気ファンが作り出す負圧により外気を取
り入れる逆止め弁を除湿剤より上流側に設置した構成と
したので、除湿剤の水分吸着時に反応熱が発生しても、
低温の外気を取り入れて除湿剤を冷却することができ
る。また外気は低湿分状態であり、除湿剤に新たな水分
を吸着させて反応熱を発生させることがない。よって、
除湿剤の温度上昇を回避することができる。従って、除
湿剤からの水分放出を防止することができ、長期間にわ
たって除湿効果を発揮しうる呼気除湿器を提供すること
ができる。

【００１０】なお前記除湿チャンバは、人間の鼻孔と口
を覆って密閉空間を形成し逆止め弁を介して外気を取り
入れる呼気マスクに連設され、当該呼気マスクから逆止
め弁を介して呼気を取り入れる構成としたので、呼気除
湿器を小型化することができる。またこれを作業員の頭
部に装着するので、作業の障害になることがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、図面
を参照して詳細に説明する。なお以下に記載するのは本
発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限
定されるものではない。

【００１２】最初に、第１実施形態について説明する。
図１に第１実施形態に係る呼気除湿器の、呼気時の動作
説明図を示す。第１実施形態に係る呼気除湿器５は、人
間の鼻孔と口を覆って密閉空間を形成し逆止め弁１２を
介して外気を取り入れる呼気マスク１０に連設して、当
該呼気マスクから逆止め弁２２を介して呼気を取り入れ
除湿剤を通して排気する除湿チャンバ２０を形成し、除
湿チャンバ２０の外壁に冷却フィン２８を形成したもの
である。

【００１３】人間の鼻孔と口を覆う、呼気マスク１０を
形成する。呼気の拡散を防止するため、呼気マスク１０
の周縁部は作業員４の顔面と密着可能に形成し、鼻孔と
口の周囲に密閉空間を形成可能とする。一方、呼気マス
ク１０の両端部にはベルト８ａ，８ｂの両端部をそれぞ
れ連結し、当該ベルトを作業員４の後頭部に回しかける
ことにより呼気マスクを装着可能とする。なお、呼気マ
スクは作業員の頭部全体を覆うように形成してもよい。

【００１４】呼気マスク１０には、外気を取り入れる逆
止め弁１２を設置する。逆止め弁１２の構造及び機能
は、後述する図３に示す逆止め弁１０２と同様である。
すなわち逆止め弁１２は、作業員４の吸気の負圧により
ポペット１３が入口を解放し、外気の取り入れが可能と
なるように形成する。逆に作業員４の呼気の正圧によっ
ては入口が解放されることはなく、呼気が外部に流出す
ることはない。

【００１５】呼気マスク１０に隣接して、除湿チャンバ
２０を形成する。除湿チャンバ２０には、呼気マスク１
０から呼気を取り入れる逆止め弁２２を設置する。図３
に逆止め弁のモデル図を示す。逆止め弁１０２は、空気
の入口１０２ａおよび出口１０２ｂを有する。またその
内部には、バネ等の強制手段１０４およびポペット１０
３を有する。平常時のポペット１０３は、強制手段１０
４により強制されて入口１０２ａを閉鎖している。一
方、入口１０２ａ側に正圧が作用するかまたは出口１０
２ｂ側に負圧が作用すると、これによりポペットが入口
１０２ａを解放し、入口から出口に向かって空気が流れ
る。逆に、入口１０２ａ側に負圧が作用したりまたは出
口１０２ｂ側に正圧が作用したりしても、入口１０２ａ
が解放されることはないので、出口から入口に向かって
空気が流れることはない。除湿チャンバ２０に設置する
逆止め弁２２は、作業員４の呼気の正圧によりポペット
２３が入口を解放し、呼気マスク１０から除湿チャンバ
２０への呼気の取り入れが可能となるように形成する。
逆に作業員４の吸気の負圧によっては入口が解放される
ことはなく、呼気が呼気マスク１０に逆流することはな
い。

【００１６】除湿チャンバ２０は円筒形状に形成し、そ
の先端部分に除湿フィルタ２６を形成する。具体的に
は、除湿チャンバの軸方向に所定間隔をおいて、金網や
パンチングメタル等の通気性を有する複数の板材を配置
してケーシングを形成し、その内部に除湿剤を充填す
る。呼気が除湿フィルタ２６を通過することなく外部に
流出しないように、除湿フィルタの軸直角方向断面の全
体に除湿剤を充填する必要がある。除湿剤としては、シ
リカゲルや活性炭などを使用する。なお除湿剤は、不織
布等の通気性材料で形成した袋体に充填した上で、上記
ケーシングの内部に配置するのが好ましい。これにより
除湿剤の交換が容易になり、また除湿剤が除湿フィルタ
２６の外部にこぼれ出るのを防止することができる。

【００１７】除湿チャンバ２０の外周面に、冷却フィン
２８を形成する。冷却フィン２８は、除湿フィルタ２６
の形成部分に近接した、除湿チャンバ２０の外周面に形
成する。冷却フィン２８および除湿チャンバ２０は、熱
伝導率の高い材料で形成する。また、冷却フィン２８の
表面積が大きいほど熱伝達率が高くなるので、フィンの
数は多いほど良く、フィンの高さは高いほど良い。もっ
とも重量が重くなると、作業員に装着する呼気除湿器５
としては機動性に欠けることになるので、一定の制限を
うける。

【００１８】上記のように構成した第１実施形態に係る
呼気除湿器は、以下の方法に従って使用する。まず作業
員４が、第１実施形態に係る呼気除湿器５を装着する。
その際、呼気マスク１０で鼻孔および口を覆い、呼気マ
スクの周縁部を顔面に密着させて密閉空間を形成する。
また、ベルト８ａ，８ｂを作業員の後頭部に回しかけ
て、呼気除湿器５の全体を固定する。装着後、作業員４
はドライルームに入室し、リチウムイオン電池の製造作
業等を行う。

【００１９】図２に第１実施形態に係る呼気除湿器の、
吸気時の動作説明図を示す。作業員４が息を吸った場
合、吸気の負圧により逆止め弁１２のポペット１３がそ
の入口を解放し、矢印９４で示すように外気が呼気マス
ク１０の内部に取り入れられる。一方、吸気の負圧によ
っては逆止め弁２２のポペット２３がその入口を解放す
ることはないので、除湿チャンバ２０内部の呼気が呼気
マスク１０に逆流することはない。

【００２０】図１に第１実施形態に係る呼気除湿器の、
呼気時の動作説明図を示す。作業員４が息を吐いた場
合、呼気の正圧によっては逆止め弁１２のポペット１３
がその入口を解放することはなく、呼気が外部へ流出す
ることはない。一方、呼気の正圧により逆止め弁２２の
ポペット２３がその入口を解放するので、矢印９２で示
すように呼気が除湿チャンバに流入する。さらに、呼気
は除湿フィルタ２６を通過する。その際、除湿剤が呼気
に含まれる水分を吸着する。そして除湿された呼気は、
矢印９３で示すように外部へ排気される。

【００２１】なお、除湿剤が呼気に含まれる水分を吸着
する際に、反応熱が発生する。この熱は、除湿剤等の除
湿フィルタを構成する部材によって、除湿チャンバに伝
達される。さらに除湿チャンバの外周面に設置した冷却
フィンに伝達され、冷却フィンの広い表面から大気中に
放出される。

【００２２】上記のように構成した第１実施形態に係る
呼気除湿器を、上記の方法に従って使用することによ
り、長期間にわたって除湿効果を発揮しうる呼気除湿器
を提供することができる。この点従来は、除湿剤の入っ
た筒の中に呼気を取り込み、除湿剤を通した上で排気し
ていた。そして、その除湿剤に対して何ら処理を行わず
に継続使用していたので、当初は除湿効果が得られる
が、その後は除湿剤の水分吸着時における反応熱によ
り、除湿剤からの水分放出が起こってしまい、十分な除
湿効果が得られなくなるという問題があった。

【００２３】しかし、第１実施形態に係る呼気除湿器
は、人間の鼻孔と口を覆って密閉空間を形成し逆止め弁
を介して外気を取り入れる呼気マスクに連設され、当該
呼気マスクから逆止め弁を介して呼気を取り入れ除湿剤
を通して排気する除湿チャンバを形成し、除湿チャンバ
の外周面に冷却フィン２８を形成して、除湿剤を冷却可
能とした構成とした。これにより、除湿剤の水分吸着時
に反応熱が発生しても、その熱を冷却フィンから大気中
に放出することにより、除湿剤の温度上昇を回避するこ
とができる。従って、除湿剤からの水分放出を防止する
ことができ、長期間にわたって除湿効果を発揮しうる呼
気除湿器を提供することができるのである。

【００２４】また従来技術に係る呼気除湿器は、長期間
使用すると十分な除湿効果が得られなくなることから、
大型の除湿機を設置して、大型のポンプにより、大型の
ダクトを通して、多量の低湿分空気をドライルームに供
給する必要があった。しかし第１実施形態に係る呼気除
湿器は、長期間使用しても除湿効果が低下することがな
いので、低湿分空気の供給量を削減することができる。
これに伴って、除湿機、ポンプおよびダクトを小型化す
ることができる。従って、これらの設置コストおよび運
転コストを削減することができる。

【００２５】さらに第１実施形態に係る呼気除湿器は、
人間の鼻孔と口を覆って密閉空間を形成し逆止め弁を介
して外気を取り入れる呼気マスクに連設され、当該呼気
マスクから逆止め弁を介して呼気を取り入れる除湿チャ
ンバを形成する構成としたので、呼気除湿器を小型化す
ることができる。またこれを作業員の頭部に装着するの
で、作業の障害になることがない。

【００２６】なお、第１実施形態に係る呼気除湿器では
除湿チャンバを呼気マスクに連設したが、呼気通路を介
して除湿チャンバを呼気マスクと接続してもよい。この
場合呼気通路はビニールチューブなどで形成し、除湿チ
ャンバに設置した逆止め弁の入口に接続する。また除湿
チャンバは筒状に形成し、作業員の腰部などに装備可能
とする。そしてこの除湿チャンバの外周上に冷却フィン
を形成すれば、第１実施形態と同様に、長期間にわたっ
て除湿効果を発揮しうる呼気除湿器を提供することがで
きる。また、除湿機、ポンプおよびダクトを小型化する
ことができ、これらの設置コストおよび運転コストを削
減することができる。

【００２７】なお、第１実施形態に係る呼気除湿器の呼
気マスクは、鼻孔および口を覆うように形成したが、同
時に目も覆うように形成してもよい。ドライルーム内に
は低湿分空気が充満しているので、作業員の目が乾燥
し、長時間の作業が困難であるという問題があった。し
かし、呼気マスクで目を覆うようにすれば、呼気マスク
内には水分を多く含んだ呼気が充満しているので、作業
員の目が乾燥しにくくなる。なお、作業員の目の位置に
相当する呼気マスクの部分には、プラスチック等の透明
な材料によって窓を形成し、作業員の視界を確保するの
が好ましい。

【００２８】次に、第２実施形態について説明する。図
２に第２実施形態に係る呼気除湿器の、呼気時の動作説
明図を示す。第２実施形態に係る呼気除湿器６は、人間
の鼻孔と口を覆って密閉空間を形成し逆止め弁１２を介
して外気を取り入れる呼気マスク１０に連設され、当該
呼気マスクから逆止め弁２２を介して呼気を取り入れ除
湿剤を通して排気する除湿チャンバ３０を形成し、当該
除湿チャンバに排気ファン３６を設置するとともに、排
気ファン３６が作り出す負圧により外気を取り入れる逆
止め弁３２を除湿剤より上流側に設置したものである。
なお、第１実施形態と同じ構成となる部分については、
その説明を省略する。

【００２９】除湿チャンバ３０には、排気ファン３６を
設置する。排気ファン３６は、除湿チャンバ３０の内部
に負圧を発生させるものであり、かかる方向に回転可能
に形成する。排気ファン３６は、除湿フィルタ２６より
下流側の、除湿チャンバ３０の排気口付近に設置する。
なお、除湿フィルタ２６より上流側であって、後述する
逆止め弁３２より下流側に設置してもよい。排気ファン
３６は図示しない電池等によって駆動し、その電池等お
よび駆動スイッチは、除湿チャンバ３０の外周面上に設
置するか、または作業員の体に装着して排気ファンの位
置まで配線する。

【００３０】一方、除湿チャンバ３０の除湿フィルタ２
６より上流側に、逆止め弁３２を設置する。逆止め弁３
２は、排気ファン３６が作出する負圧によりポペット３
３が入口を解放し、除湿チャンバ内への外気の取り入れ
が可能となるように形成する。従って、逆止め弁３２は
排気ファン３６より上流側に設置する。一方作業員４の
呼気時には除湿チャンバ内が正圧となり、入口が解放さ
れることはなく、呼気が外部に流出することはない。な
お逆止め弁２２については、排気ファン３６が作出する
負圧によっては、ポペット２３が入口を解放しないよう
に形成するのが好ましい。具体的には、逆止め弁３２に
おける強制手段の強制力を、逆止め弁２２における強制
力よりも小さくすることによって対応する。これによ
り、逆止め弁３２からより多くの外気を流入させること
ができ、除湿剤を効率的に冷却することができる。

【００３１】上記のように構成した第２実施形態に係る
呼気除湿器は、以下の方法に従って使用する。図４に第
２実施形態に係る呼気除湿器の、呼気時の動作説明図を
示す。作業員４が息を吐いた場合、呼気の正圧によって
は逆止め弁１２のポペット１３がその入口を解放するこ
とはないので、呼気が外部へ流出することはない。一方
呼気の正圧により逆止め弁２２のポペット２３はその入
口を解放するので、呼気は矢印９２で示すように除湿チ
ャンバ３０に流入する。さらに除湿チャンバ３０の内部
では、流入した呼気が排気ファン３６による負圧を上回
って正圧となるので、逆止め弁３２のポペット３３がそ
の入口を解放することはなく、流入した呼気が外部に流
出することがない。さらに、呼気は除湿フィルタ２８を
通過する。その際、除湿剤が呼気に含まれる水分を吸着
する。そして除湿された呼気は、矢印９３で示すように
外部へ排気される。

【００３２】図５に第２実施形態に係る呼気除湿器の、
吸気時の動作説明図を示す。作業員４が息を吸った場
合、吸気の負圧により逆止め弁１２のポペット１３はそ
の入口を解放するので、矢印９４で示すように外気が呼
気マスク１０の内部に取り入れられる。一方、吸気の負
圧によっては逆止め弁２２のポペット２３がその入口を
解放することはないので、除湿チャンバ３０内部の呼気
が呼気マスク１０に逆流することはない。そして除湿チ
ャンバ３０の内部では、排気ファンによって作り出され
ている負圧により、逆止め弁３２のポペット３３がその
入口を解放し、除湿チャンバ３０の内部に外気が取り入
れられる。さらにその外気は、除湿フィルタを通過す
る。外気は温度が低いので、除湿フィルタを通過する際
に除湿剤と熱交換を行ってこれを冷却する。

【００３３】第２実施形態に係る呼気除湿器は、除湿チ
ャンバに排気ファンを設置するとともに、排気ファンが
作り出す負圧により外気を取り入れる逆止め弁を除湿剤
より上流側に設置して、除湿剤を冷却可能とした構成と
した。これにより、除湿剤の水分吸着時に反応熱が発生
しても、低温の外気を取り入れて除湿剤を冷却すること
ができる。この点、第１実施形態に係る呼気除湿器は冷
却フィンを介して間接的に外気との熱交換を行うが、第
２実施形態に係る呼気除湿器では直接的に外気との熱交
換を行うので、効率的な冷却が可能となる。また外気は
低湿分状態であり、除湿剤に新たな水分を吸着させて反
応熱を発生させることがない。以上により、除湿剤の温
度上昇を回避することができる。従って、除湿剤からの
水分放出を防止することができ、長期間にわたって除湿
効果を発揮しうる呼気除湿器を提供することができるの
である。

【００３４】また第１実施形態と同様に、除湿機、ポン
プおよびダクトを小型化することができるので、これら
の設置コストおよび運転コストを削減することができ
る。なお、第２実施形態に係る呼気除湿器の除湿チャン
バに、第１実施形態で述べた冷却フィンを設置すること
により、より効率的に除湿剤の冷却を行うことができ
る。従って、除湿剤からの水分放出を確実に防止するこ
とができ、長期間にわたって高度な除湿効果を発揮しう
る呼気除湿器を提供することができる。また、除湿機、
ポンプおよびダクトをより小型化することができ、これ
らの設置コストおよび運転コストをさらに削減すること
ができる。

【００３５】加えて第２実施形態に係る呼気除湿器で
は、作業員の呼吸を楽にすることができる。この点第１
実施形態に係る呼気除湿器では、除湿チャンバに新たな
呼気を流入させるためには、除湿チャンバに残っている
呼気を、除湿剤を通して排気する必要がある。そのた
め、作業員が息を強く吐き出して、除湿チャンバに残っ
ている呼気を押し出す必要がある。しかし第２実施形態
に係る呼気除湿器では、作業員の吸気時にも排気ファン
が回転するので、除湿チャンバに残っている呼気を排気
し、加えて除湿チャンバを負圧状態にする。そのため作
業員の呼気時には、呼気を除湿チャンバに流入させやす
い状態になっている。従って、作業員が息を強く吐き出
す必要がなく、作業員の呼吸を楽にすることができる。

【００３６】なお、第２実施形態に係る呼気除湿器では
除湿チャンバを呼気マスクに連設したが、呼気通路を介
して除湿チャンバを呼気マスクと接続してもよい。そし
て、この除湿チャンバに排気ファンを設置するととも
に、排気ファンが作り出す負圧により外気を取り入れる
逆止め弁を除湿剤より上流側に設置すれば、上述した第
２実施形態と同じ効果を得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】呼気を取り入れ除湿剤を通して排気する
除湿チャンバを形成し、前記除湿チャンバの外周面に冷
却フィンを形成して、前記除湿剤を冷却可能とした構成
としたので、長期間にわたって除湿効果を発揮しうる呼
気除湿器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る呼気除湿器の、呼気時の動
作説明図である。

【図２】第１実施形態に係る呼気除湿器の、吸気時の動
作説明図である。

【図３】逆止め弁のモデル図である。

【図４】第２実施形態に係る呼気除湿器の、呼気時の動
作説明図である。

【図５】第２実施形態に係る呼気除湿器の、吸気時の動
作説明図である。

【図６】ドライルームの説明図である。

【符号の説明】

２………除湿機、３………ドライルーム、４………作業
員、５………第１実施形態に係る呼気除湿器、６………
第２実施形態に係る呼気除湿器、８ａ，８ｂ………ベル
ト、１０………呼気マスク、１２………逆止め弁、１３
………ポペット、２０………除湿チャンバ、２２………
逆止め弁、２３………ポペット、２６………除湿フィル
タ、２８………冷却フィン、３０………除湿チャンバ、
３２………逆止め弁、３３………ポペット、３６………
排気ファン、９２，９３，９４，９５………矢印、１０
２………逆止め弁、１０２ａ………入口、１０２ｂ……
…出口、１０３………ポペット、１０４………強制手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼気を取り入れ除湿剤を通して排気する
   除湿チャンバを形成し、前記除湿チャンバの外周面に冷
   却フィンを形成して、前記除湿剤を冷却可能としたこと
   を特徴とする呼気除湿器。
2. 【請求項２】 呼気を取り入れ除湿剤を通して排気する
   除湿チャンバを形成し、前記除湿チャンバに排気ファン
   を設置するとともに、前記排気ファンが作り出す負圧に
   より外気を取り入れる逆止め弁を前記除湿剤より上流側
   に設置して、前記除湿剤を冷却可能としたことを特徴と
   する呼気除湿器。
3. 【請求項３】 前記除湿チャンバは、人間の鼻孔と口と
   を覆って密閉空間を形成し逆止め弁を介して外気を取り
   入れる呼気マスクに連設され、当該呼気マスクから逆止
   め弁を介して呼気を取り入れることを特徴とする請求項
   １または２に記載の呼気除湿器。