JP2003120969A - Humidifier - Google Patents

Humidifier

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JP2003120969A
JP2003120969A JP2002309366A JP2002309366A JP2003120969A JP 2003120969 A JP2003120969 A JP 2003120969A JP 2002309366 A JP2002309366 A JP 2002309366A JP 2002309366 A JP2002309366 A JP 2002309366A JP 2003120969 A JP2003120969 A JP 2003120969A
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moisture permeable
water
water vapor
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JP2002309366A
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Kunitaka Mizobe
都孝 溝部
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  • Air Humidification (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a humidifier small-sized, continuously operable for a long time with very small power, with reduced running cost, and capable of taking in water vapor in the air to dispense with supply of water. SOLUTION: A humidifying box is connected to the atmosphere by a heat insulated passage 3, and moisture permeable membranes 4, 5, 6 having water repellency and water proof and air permeable property on one surface thereof disposed like a cone with the water repellent surface located on the first space side in the passage. A plurality of small chambers 20, 21, 22, 23 are formed by annularly subdividing the passage with the moisture permeable membranes, and a Pertier element 10 is provided to always give a temperature gradient so that the air in the small chambers is gradually lowered in temperature as it goes toward the box side. The Pertier element is so constructed that an earthed conductive porous body 9 is provided close to the moisture permeable membranes 4, 5 of the small chambers 20, 22 to be heated or cooled, and the product of the air permeability of the plurality of moisture permeable films 4, 5, 6, 7, 8 and the moisture permeability is gradually lowered as it goes toward the box side.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、加湿される必要の
ある空間の函体・室内へ湿度のある大気又は他の環境か
ら水蒸気を移動させる加湿装置に関する。植物・微生物
の生育、食品の保存・乾燥地帯の室内の加湿装置として
利用できる。 【0002】 【従来の技術】従来、加湿装置としては、水から超音波
を用いて水蒸気を発生し、これを噴出する装置が知られ
ている。この従来の加湿装置では、超音波装置・噴出装
置が必要であり、そのため高価となるとともにある程度
の電力を使用するのでランニングコストが必要となり、
又水の補給を必要とするという問題点がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、小型でしかもきわめて微小電力で長期間連
続作動でき、ランニングコストがきわめて廉価で、又空
気中の水蒸気を取り込むので水の補給を必要としない加
湿装置を提供することにある。 【0004】 【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 1) 加湿する機器・函体又は室内の第1空間と水蒸気
が存在する第2空間とを断熱された通路で連絡し、同通
路内に一面が撥水性を有し且つ防水性で通気性のある透
湿膜を撥水性の面が第2空間側となるように且つ切頭円
錐体状に設け、同透湿膜で通路を環状に区画して小室を
複数形成し、小室内の空気を第1空間側に従って低温と
なるように温度勾配を与えるペルチェ素子を第1空間の
温度が第2空間の温度に比べて高くなる時間において作
動するように設け、同ペルチェ素子が加熱・冷却する小
室の透湿膜に近接してアースされた導電性多孔体を設
け、しかもペルチェ素子の加熱面・冷却面と同導電性多
孔体とをそれぞれ伝熱体を介して熱的に接続し、しかも
複数の透湿膜の通気度と透湿度との積が第1空間側の透
湿膜となるほど大きくなるようにした加湿装置にある。
本明細書中の通気度の用語は、JIS用語の透気度のこ
とである。 【0005】 【作用】通気路に小室を複数設けているのは、小室の小
空間に区画することでこの区画された空間の温度・圧力
条件が水蒸気移動制御に必要な状態に容易にできるから
であり、又二つの空間の温度・圧力の違いによる水蒸気
移動の感度を高めることにある。更に小さなペルチェ素
子による加熱・冷却による温度差を小室とすることで高
めることにある。ペルチェ素子による小室間の温度差は
結露しにくい温度差とし、例えば2〜5℃程である。本
発明では透湿膜の第2空間側となる面を撥水性としてい
る。これによって撥水面で結露した水分を撥水性で撥水
面から弾かせて剥離して第2空間側内の垂直の下方方向
に流下させ、透湿膜を介して第1空間側に進入するのを
防止する。更に、撥水面は相対的に負に帯電していて、
NaClのNaを付着させ、NaClの侵入を防ぐこと
ができ、これは塩害を少なくする点で有効となる。 【0006】又透湿膜に離隔して導電性多孔体を設け
て、アースするのは、小室の外周壁即ち通気路の路壁の
壁材の保湿性を有する誘電体が水蒸気の移動速度への影
響を与えるのを防止することにある。又、導電性多孔体
は、透湿膜の帯電を抑えて透湿膜の透湿能力の低下を防
ぐ。これによって水蒸気の移動が大きいときの異常帯電
を防止し、又移動が少ないときは対流を生起し易くす
る。又導電性多孔体の他の機能は、ペルチェ素子の発熱
又は冷却の熱の移動の良伝導体となり、小室の温度制御
を容易にする。 【0007】ペルチェ素子によって隣接する小室の一方
を導電性多孔体を介して加熱し、他方の導電性多孔体を
介して他方の小室を冷却し、小室間に温度差(温度勾
配)を発生させる。これによって水蒸気は温度・圧力の
低い方へ移動しようとする。よって温度で水蒸気移動の
方向性を強める。更に小室・多孔体の温度の管理は、露
点を制御し水蒸気の移動方向性を確保する。このように
ペルチェ素子によって小室の温度・圧力を制御すること
で水蒸気移動の方向性を高める。又は水蒸気の逆方向の
移動を阻害し、方向性を保持するようにする。そして透
湿膜の導電性多孔体は、水蒸気の帯電を防ぎ、又透湿膜
及び通気路の路壁の誘電体による静電気による水蒸気移
動の方向性の乱れを防止し、一方の空間の水蒸気を他方
の空間に円滑に移動させることができるようにする。 【0008】本発明の透湿膜が円錐体としたことの理由
を説明する。容積の縮小や拡大による自然対流の制御
と、保有する熱エネルギーの移動方向にたいする単位面
積あたりの損失の確率の制御、ならびに断熱体などの熱
伝導速度の差異を活用した制御の3種類を組み合わせ
て、移動方向におけるエネルギー勾配の矛盾を、装置を
構成する物質の物性を活用して、自然の熱伝導速度に融
和させる工夫を行わなければならない。従って、熱エネ
ルギーの勾配の移動方向への矛盾は伝熱体と断熱体の組
み合わせにより基本的に解決することができる。この関
係を満足させるための、補助的手段は、小室表面の面積
の組合わせである。このために円錐形または略台形の断
面を有する小室を形成することを応用することもでき
る。この理由は、たとえば、フレームまたはメッシュな
どが同一の熱伝導材質にて構成されているものとした場
合、長さに比例して熱伝達が行われるので、目的とする
場所の温度勾配を、この長さによる変数を使用して調節
することができる。このことは、微弱な消費電流を前提
とする、本装置の場合、非常に重用な事項であり、断熱
材料を使用しないで、熱伝導速度の高い物質にて構成す
る場合には特に有効な手段となる。面積においても、円
錐形とすることにより、輪切り形状の膜配置に比較し
て、大きな面積が確保され、従って、移動可能な水蒸気
の量も飛躍的に上昇する。また、表面積が増加する場
合、その面から輻射または気化熱などにより放出される
損失エネルギーは、表面積に比例する。従って、長さが
増加すれば伝熱速度とは比例するので、伝熱速度は遅く
なるし一方、長さが増加することにより増加する表面積
により、損失は大きくなるので、その形態が円筒形の場
合と、円錐形の場合とでは、伝熱および熱損失の関係は
異なる。従って、長さ方向の伝導効率は、逆に表面積の
増大率が円錐の方が小さいのでこの関係の逆数関係とし
て、円錐の方が単位当たりの伝導速度損失率は小さいこ
とになる。また、表面積の最小値は、円筒の場合、直径
と高さが等しい場合に得られ、円錐の場合は、高さが直
径の3の平方根である1.73倍になった場合に得られ
る(図19参照)。このような、熱伝導速度を調整する
手段として、長さと表面積関係を満足する装置構成とす
ればよい。更に、小室を区画する透湿膜を切頭円錐体状
にし、更に大小封入するように切頭円錐体状のものを組
み込むようにすれば、コンパクトに小室を形成できると
ともに、円錐体状の小室空間となり、体積に対する表面
積を大きくすることで熱損失を少なくして水蒸気移動方
向性を効率的にできる。 【0009】透湿膜について更に詳しく説明する。図1
1は透湿膜および通気度(透気度)の積を露点換算した
図である。これは、物理的に膜部内部の多孔内部が飽和
もしくは露点に到達した場合の比較温度を示すことにな
る。図左より函体側に位置し、第1膜、第2膜、第3膜
を示す横軸に対応した、比較露点温度差が示されている
ことになる。この図はエンタルピーもしくは水蒸気質量
(水蒸気飽和気圧曲線)において、小室間の温度格差に
符合した位置にプロットすることが可能である。水蒸気
質量曲線は、水蒸気が熱エネルギーの担体であるものと
して考察するならば、エンタルピーに置換されうるもの
として考えることができるので、この両者を重ねる意義
には、水蒸気の透過能力による各小室間もしくは各空間
(除湿または加湿空間である函体)もしくは外気側の水
蒸気の質量による熱エネルギー量として換算することが
できるという事項が、能力換算において重要な意義をも
つことになる。この水蒸気の透過量は、各膜により形成
される小室において、膜による能力により基本的に支配
される。また、温度格差により発生する圧力差は、上記
図がそれぞれ20度と40度において換算されているこ
とを背景とすれば、それぞれの部位における水蒸気質量
に依存した特定の温度における熱エネルギー格差として
表現されている。そして、図11においては約20度に
おける各測定結果がefgh,約40度における各測定
結果がabcdにより示されている。図11を模式的に
エンタルピーおよび蒸気圧曲線上にプロットすると図1
2のようになる。外気側もしくは、除湿または加湿対象
の空間をそれぞれ、AU1〜4にて、しめした。膜その
ものが固有の分離能力は、a/(g−h)×100
(%)にて表現される。また過程afは外気側から急激
な流入が発生しないようにするための露点の温度格差が
大きすぎないようにするために作用しているものと思わ
れる。排出時には、fは除湿されるべきもしくは加湿さ
れるべき質量の移動を容易にするための緩衝作用を有す
るものと判断される。エネルギーの高い順位から配列す
ると AU1>a>AU2,AU3>g,AU4>h
となっている。エネルギーの高い状態から低い状態へ安
定化するためにエネルギーは移動して均質化したところ
で、移動が停止することは、一般的な物理法則に準ず
る、考え方を用いるならば、これらの移動方向は、それ
ぞれの仮想点(AU〜h)において移動方向は規定され
る。すなわち高い方向から低い方向に移動するので、下
記のように規定される。AU1→a→AU2,AU3→
g,(AU3〜AU4)→g・h→f,h→AU4であ
る。したがって、エネルギーの高い方向から低い方向へ
の移動のみが可能となることを前提とすれば、温度12
℃におけるAU2における水蒸気を、この装置内で移動
させようとするならば、温度12℃におけるAU2の水
蒸気エネルギーよりも低いエネルギー位置にa〜hが存
在しなければならないことになる。従ってこれらの傾斜
により分離効率を任意に変更することができる。ペルチ
ェ素子を活用した場合、冷却と加熱が同時に行われ得る
ために、装置全体においてこの関係を満足しなければな
らない。また、加熱手段として、発熱性のコイルまた
は、ヒーターを使用する場合においては、温かい方向か
ら冷たい方向への移動には、ペルチェ素子に比較してお
のずと、その能力差が劣ることになるが、この回避手段
として、冷却体として吸熱する能力の高い、つまりはア
ルミのような熱伝導速度の高い物質を活用して、冷却す
ることになるので、この場合、放熱面積を増加させるよ
うなフィン形態を付与する必要性が発生する。上記の手
段は、本装置の基本形態モデルにおける解析結果に基づ
き、外気側からの排出ならびに、逆流現象を考察した場
合に、その水蒸気の保有する熱エネルギー量により導出
した理論である。 【0010】block模式図に示すように、各ブロッ
クが水蒸気と仮定すると、それぞれは熱エネルギーとし
て認識される。即ち、エネルギー移行は高い方向から低
い方向へ移動するのでblock図上のとき、函体内部
より外気側へ徐々に移行(移動する)する。一方blo
ck図の下図のとき、第1空間側の小室と第2空間側の
小室との間にどちらから先に平衡状態になるまでにどち
らから、つまり、函体側から第1空間側の小室より第2
空間側の小室に向けて平衡になるか、或は函体側に向け
て第2空間側小室より第1空間側の小室への移動により
平衡になるかが問題になる。これらはエンタルピーとし
て水蒸気の熱エネルギーにより、高い方向から低い方向
より移行するので、ペルチェその他の能動的な移動を行
おうとする場合、除湿しようとする方向性に対しては膜
の機能として次のような条件が必要となる。第2空間よ
りも、温度変動が小さい第1空間の場合第2空間側か
ら、第1空間方向への移動が発生するので先に第2空間
側小室から第1空間側小室への移動となる。これは膜の
透湿度と通気度の差に依存している。即ち、透湿度傾斜
は第2空間側より第1空間側に向けて小さくなっている
ので水蒸気は浸入し易いが通気度は逆数なので水蒸気の
移動量を比較するためには、透湿度×通気度により評価
する。この積は、第1空間側へ向かって第2空間側より
大きくなるので、即ち、水蒸気の存在できる(移行でき
る)確率が大きくなるので相対的には断熱冷却現象とし
て出現するが、このとき移動水蒸気のエネルギー量が断
熱冷却による冷却量と平衡に達すると結露することにな
る。即ち、移動する水蒸気のもつエネルギー量と断熱冷
却によるエネルギー量との差が低い保温性のプラスチッ
ク製函体のときは第2空間から、第1空間へ向けて透湿
度が高いことから拡数速度差により外気に向けて水蒸気
は移行し易いし、膜3と2,1との透湿度差に依存した
速度により拡散するが、この速度と拮抗する外気側から
外側小室・内側小室へ移行する水蒸気がこの拡散速度お
よび拡散エネルギーと平衡した時点まで第2空間から第
1空間側への移動が生ずる。第1空間が一方冷却または
加熱速度が外気よりも著しく大きい、例えば金属製函体
内の空間の場合は、断熱冷却によるエネルギー低下量よ
りも透湿に伴うエネルギー移動量が小さいために吸引さ
れたときの断熱冷却に伴う結露した水分は吸引され函体
側に移動し、この結露による熱エネルギーの凝集した水
分への移行により透湿度変動が函体側より第2空間の外
気へ向けて設定されている透湿の確率差による水蒸気の
移動に伴う熱エネルギーを大きく上回り、函体側の吸引
(冷却による)によるそれぞれの差が函体内への加湿と
して作用し、その評価は除湿の場合と同じ式である。従
って熱エネルギー変動量が大きい函体、例えば金属製函
体の場合は、水蒸気の移動に伴う熱エネルギー移動量よ
りもつまり、膜の水蒸気通過量よりも著しく大きな熱エ
ネルギーの変動が得られる場合には断熱圧縮による熱エ
ネルギーにより、水蒸気の移行は函体側へその確率差が
大きくなっているので移行し易いが(図11)しかし、
水蒸気が函体側より外気側へ移行するときには、断熱冷
却により水蒸気を水にして撥水面により弾きながら外気
へと移行する。従って熱エネルギー量をペルチェにて常
時駆動するときと、昼のみ駆動するときとでは設定条件
を変えなければならない。このような水蒸気移動の特性
から、図18に、本発明の加湿装置として作用する野外
に設置される金属製函体・プラスチック製函体と、透湿
膜の積の大小との関係を示している。 【0011】 【発明の実施の形態】通気路を形成する部材(小室の室
壁)は、ラミネート構造の複合材が断熱性に優れ、通気
路の路壁を介しての熱的影響を少なくできて好ましい。
導電性多孔体はメッシュ#34×32程が好ましく、銅
メッシュ,ステンレスメッシュ,白金製メッシュ、金属
メッキ、金属蒸着されたプラスチック等の良伝導性と良
熱伝導性を有するものがよく、透湿膜とは1ミリ以内に
離隔する。ペルチェ素子と導電性多孔体とは、薄いポリ
エチレン膜などの絶縁膜(誘電体)にて被覆を導電性多
孔体と両極の冷却面と加熱面の両面で行う。又ペルチェ
素子の消費電力は小室の大きさで変るが0.5W程以下
のもので済み、太陽電池で電力を充分に供給できるもの
である。透湿膜としては、ポリオレフィン系,ナイロン
系不織布を使用し、その裏面にPE多孔質の撥水膜を使
用するのが実用的である。導電性多孔体のアースの方法
は、小室の内面を金属メッキ又は金属蒸着等によって金
属膜を被覆してアースの電気通路とすることが好まし
い。又この内面の金属膜は同時に小室内面の帯電防止に
もなり、水蒸気の移動の帯電による低下を防止する。併
せて小室内表面の温度変動を迅速にする。 【0012】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例は野外設置の収納函体内の加湿装置とし
て使用したものであり、金属製函体内の温度変動速度が
高い空間を一方の第1空間とし、大気を他方の第2空間
とし、断熱された筒体内に切頭円錐体状に透湿膜を二重
に設け、その円錐体の上面を第1空間の函体内との上方
通気口とし、又筒体底面を第2空間の大気との下方通気
口とし、各通気口にも透湿膜を設け、上方通気口の透湿
膜の中央にペルチェ素子を設けた例である。図1は実施
例の使用状態を示す説明図である。図2は実施例の除湿
装置の縦断面図である。図3は図2のA−A拡大断面図
である。図4は図2のB−B拡大断面図である。図5は
図2のC−C拡大断面図である。図6は図2のD−D拡
大断面図である。図7は図2のE−E拡大断面図であ
る。図8は実施例の3枚の透湿膜の通気度を透湿膜とそ
の積の値との値を示す説明図である。図9は実施例の透
湿膜の構造を示す説明図である。図10は実施例の第1
透湿膜の導電性多孔体とペルチェ素子を示す説明図であ
る。図11は実施例の透湿度および通気度の積の露点換
算図である。図12は実施例の動作説明図である。図1
3は本発明の透湿膜の積差による水蒸気移動を示すモデ
ル説明図である。図14は本発明の外気側が函体よりも
低いときの函体内部と外気側からの平衡状態への移行モ
デル説明図である。図15はプラスチック函体における
透湿膜の透湿度・通気度・積と水蒸気の流入し易さと断
熱冷却傾向を示す説明図である。図16は金属製函体に
おける透湿度膜の透湿度・通気度・積と水蒸気の流入し
易さと断熱冷却傾向を示す説明図である。図17は金属
製函体における透湿度膜の透湿度・通気度・積と水蒸気
の流入し易さと断熱冷却傾向を示す説明図である。図1
8は本発明の加湿装置と使用する場合の透湿膜の配列を
示す説明図である。図19は円錐体と円筒体との形状に
おける表面積と体積の関係を示す説明図である。図20
は実施例の透湿膜の円錐状支持フレームを示す正面図で
ある。図21は本発明の他の実施形態例を示す説明図で
ある。 【0013】図中1は125リットルの内容積の金属製
函体、1aは函体1内の第1空間、1bは函体1の底
面、1cは同底面に開口した下方通気口、2は他方の第
2空間である大気、3は通路、3aは通路3を形成する
PVC製の断熱内筒で上部内面に環状溝を設けている。
3bはPVC製の断熱外筒、3cは接触面積を小さくし
た螺合部、3dは断熱外筒3aの上端に設けた保温体又
は吸熱体となるアルミフレーム、3eは金属製吸熱体、
4は第1の透湿膜、5は第2の透湿膜、6は第3の透湿
膜、7は第4の透湿膜、8は第5の透湿膜、9は透湿膜
に1ミリ程の間隔を離して設けた銅メッシュを用いた導
電性多孔体、10は0.5ワットのペルチェ素子、10
aはペルチェ素子10の加熱面と導電性多孔体9とを熱
的に接続する電気絶縁体の伝熱体、10bはペルチェ素
子10の冷却面と第2の透湿膜5とを熱的に接続するア
ルミ天板、11,12は撥水処理された塩化ビニール製
の防塵防虫ネット、13は断熱外筒3aの外周に巻付け
たペルチェ素子10の為の太陽電池、14はアルミ線1
4(a)で円錐籠状に組まれ、第2の透湿膜5を内側か
ら支持し、且つ良伝熱体としても機能する透湿膜5の支
持フレーム、15はペルチェ素子10の電源回路であ
り、太陽電池13からの起電力を内蔵バッテリーに充電
しながら必要時間ペルチェ素子10へ給電する。又、2
01は透湿膜の撥水面となるPE多孔質膜、202は特
殊多孔質膜、203はナイロン系不織布、204は透湿
膜の撥水面となるPE多孔質膜、205は透湿膜の特殊
多孔質膜、206はポリオレフィン系不織布、207は
透湿膜31の撥水面となるPE多孔質膜、208は特殊
多孔質膜、209はポリオレフィン系不織布である。本
実施例の螺合部には、漏水防止・気密性のためにその一
部・表面部分に防水シール処理を行う。膜はこの他四フ
ッ化エチレンのような誘電性が高い物質を撥水面側に部
分的または同一膜全面に使用してもよい。また、不織布
としてカーボン繊維または導電性の高いメダル繊維によ
る不織布を使用し、膜の帯電除去または、熱伝達(不織
布側と撥水面側との伝達)を促進するようにしてもよ
い。もちろん、撥水性を阻害しない程度に於て、または
防水性を阻害しない程度に於て、透湿性を確保するため
に可及的に膜の厚さは薄い程水蒸気の移動経路としては
有利である。 【0014】この実施例で使用した透湿膜4,5,6,
7の透湿度、通気度、透湿度×通気度(積)の値と最大
孔径は下記表1の通りとなる。 【表1】 この3種の透湿膜の透湿度と通気度の積の関係を図8で
図示している。 【0015】この実施例では、函体1内の空間1aの湿
度が大気2の湿度より低い状態の場合、函体1の水蒸気
は、湿度の大小、第1,2,3の透湿膜4,5,6,
7,8の積の大小、撥水面となるPE多孔質膜の撥水面
の存在及びペルチェ素子10による小室20,22の加
熱・冷却によって生じる湿度勾配による水蒸気移動の方
向性によって水蒸気は大気2から函体1の方へ移動し、
函体1の空間1aの湿度は高くなって加湿される。大気
2の方の湿度が低く函体1の空間1aの方が湿度が高く
なる場合、水蒸気は函体1側から大気2の方へ移動しよ
うとするが第1,2,3の透湿膜の積の値が大気方向に
従って大きくなっていることで函体1内の空間1aから
の水蒸気移動が抑えられる。これによって、大気2の空
間の水蒸気は函体1へ移動し、逆に函体1aの空間の湿
度が高く大気2の方が低湿度となった場合の水蒸気の移
動は遅くなり、結果的に函体内の湿度は高く保持される
ものとしている。ペルチェ素子10の発熱面及び冷却面
とも導電性多孔体9にポリエチレン膜によって熱伝導よ
く且つ電気絶縁性を保ちながら連結されている。しかも
導電性多孔体9は銅メッシュでペルチェ素子10の伝熱
端と小室20とがメッシュの熱移動距離を略同じにして
均一に小室壁及び導電性多孔体9を加熱・冷却し、小室
20を冷却し、小室22を加熱し、小室20,22空間
の温度を迅速に均一温度にし、小室20,21,22間
に温度勾配を確実に保持した。(図10参照) 【0016】又、図20に示すように透湿膜5自体は柔
体であるのでアルミ線14aで籠状に円錐状に組んだ支
持フレーム14を用いて保持する。透湿膜5の支持とと
もに支持フレーム14は良伝熱体となって小室を均一に
冷却するようにできる。特に円錐状としたことでアルミ
線14aの間隔が上下a,bとで異なる。これによって
接触する気体の温度勾配が発生することで小室内対流を
促進し、水蒸気移動を促す。特定容積の気体に対する表
面積にa部とb部で差が発生することを利用する。 【0017】図21に示す実施例は、ペルチェ素子を中
間の小室に設けた例である。図中170は小室、171
は透湿膜の膜1、172は膜2、173は膜3、174
は透湿膜およびフレーム、175は小室壁、176はペ
ルチェ素子、177,178はメッシュ、179は防塵
またはネット、175aは水切り、176aはペルチェ
素子駆動用の太陽電池、175bはパッキン、175c
は保温体又は吸熱体である。この図21に示す実施例の
ペルチェ素子176は、透湿膜171の内側の導電性多
孔体を加熱し、透湿膜172の内側の導電性多孔体を伝
熱体を介して冷却している。これによって切頭円錐状の
二つの内外の小室間に温度差を設けた例である。他は前
記実施例と同様な構造・動作を示す。透湿膜の配列構造
は前記実施例と同じである。本発明は実施例に記載の点
の他に下記のようにすることもある。吸熱体の熱量は、
放熱、保温腔容積、本装置全表面積、函体と本装置本体
との支持部の接触面積、本装置本体支持部と小室部との
接触面積、本装置全表面積などを考慮して、温度勾配の
設定を、変動速度量の傾向づけとして、設定する。保温
腔の保温能力を必要最小容積において安定化させること
が、小型化の必須条件となるので、赤外線反射層を保温
腔表面に形成するとよい。この手段は、金属メッキや、
印刷、蒸着、などを行い、小室外壁においてこの処理を
行うことと、保温腔内壁にこの表面処理を施すことによ
り、双方の反射が反復して、熱伝導が遅延する。またこ
の形態はたとえばマホービンの真空鏡面体を保温腔とし
て使用してもよい。 【0018】吸熱体または、熱伝達緩衝装置として、銅
やアルミなどにより構成される、またはラミネートシー
ト(紙と銅、紙とアルミ、樹脂体と金属箔、誘電体と金
属箔)などのシートをロール状に小室壁または保温腔
壁、装置取り付け部などに、巻き付けた場合、たとえ
ば、熱がロールの外周から内側に伝わるまでに時間的な
余裕が発生するので、内側小室と外側小室との間に温度
速度の伝達時間を調整する場合において、逆流を防止し
たり、または、能動的移動時間までの非効率的時間の穴
埋めに使用したりすることができる。また、熱伝導速度
が高い金属箔を用いる場合と、熱伝導速度が遅いシート
を用いる場合を外側小室および内側小室それぞれに別に
設定してもよいし、同じ小室の外気側と函体側に設定し
てもよい。またこれらのシートを三角形状にして短い側
を小室側に接触させるようにしたり、長い辺側を小室側
に接触させるようにする選択により、熱伝達の効率を積
極的に、制御することが可能である。金属製箔の特徴と
して、おおむね熱膨張率が大きいので、容易に巻き付け
た側に接触していた面が、温度上昇にともなって、隙間
を発生するようになるという特徴を有する。 【0019】このような特徴にもまして、小室の周辺を
周回する熱伝達は、たとえば直射日光や、雨の後の風な
どによる気化熱による冷却現象などの、函体側の熱の不
均衡にたいして、均質化した熱伝達を行うことができる
という特徴を有する。また、取り付け環境に応じて、こ
のシートに取り付け部または環境側の平均温度または平
均カロリー、場所の特徴などをプリントして、装着者
が、任意にこれを切断し、再度組み立てて、自由な熱伝
達速度調整ができるようにしてもよい。 【0020】吸熱体または保温槽の構造はつぎのような
ものが考えられる。 保温槽 構成要素例 熱反射増大を目的とする場合 Ag,Al,Cr,Ni,Ti,Au,Si,Co
,Fe Cr,TiO,SnO In(反射防止効果も得られる) などの実質または表面処理 セラミック多孔質体(応答特性遅延能力大) 石綿、雲母、ガラス繊維、紙、和紙 空気 発泡スチロール(寒冷地、高温地域使用不可)、その他
多孔質材料 低融点ガス液化タンク(窒素タンク)(ドーナツ状また
は通気路にボンベを設定) 水タンク 水蒸気ガス低圧タンク 冷却槽 構成要素例 アルミニウムや銅の螺旋板 アルミニウム塊(アルミナ処理済)、小室材料としてア
ルミナ処理済塊吸収性を増大する目的とする場合の表面
処理材、または実質材としては Au,Ag,Cu,NiZnS/Ni,Al SnO,In(反射効果も得られる) 低融点ガス液化タンク(窒素タンク)(ドーナツ状また
は通気路にボンベを設定) 放熱フィンの接触 サーマルペイントを最下方または最上方のメッシュ、ま
たは膜表面、外套円筒など、外から見やすい位置に施
し、この変色により、交換時期が明瞭にわかるようにし
てもよい。この方法は、たとえば高所では下方から、ま
たは装置外周全体、地上または住居空間に近い場所では
上または装置外周全体などにサーマルペイントを施し、
特定の目立つ色(赤や青や黄色)などが明瞭に見えるよ
うになると交換時期を知らせるようにする。(社標など
が浮き出し、または交換時期を知らせる文字の浮き出し
など) サーマルペイントはシート状の温度計にて使用されてい
るが、膜の温度変動が目詰まりなどにより、実効性が薄
くなれば、より冷たくなりやすい性質を利用して、特に
膜面の見える方向にこの処理を施す。すなわち、目詰ま
りにより、膜の表面の気孔率が低下するために、圧縮さ
れて気化熱の変動が大きくなることを感知して、変色す
るようにすれば分かりやすい。 【0021】 【発明の効果】以上の様に、本発明によれば透湿膜の通
気度と透湿膜の積の値を水蒸気を移動させる方向に従っ
て配列し、しかも透湿膜下面を撥水面とし、しかも導電
性多孔体とペルチェ素子を使用することで水蒸気の移動
方向性を強く与え、微小な電力で加湿させることができ
るものとした。可動部分もなく小型で安価に製作でき、
しかもランニングコストもきわめて廉価にできた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the need for humidification.
Humid air or other environment in a box or room in a certain space
The present invention relates to a humidifying device for moving steam from the humidifier. Plants and microorganisms
As a humidifier for indoor growth and storage of food in dry areas
Available. [0002] 2. Description of the Related Art Conventionally, as a humidifier, ultrasonic waves are used from water.
There is a known device that generates water vapor using
ing. In this conventional humidifier, an ultrasonic device
Required, which is expensive and to some extent
Running power is required because of the use of
In addition, there is a problem that water supply is required. [0003] SUMMARY OF THE INVENTION
Challenges are small, very low power and long-term
It can be operated continuously, running cost is extremely low, and it is empty
Since it takes in water vapor in the air,
It is to provide a wetting device. [0004] [Means for Solving the Problems] A book that has solved the above problems
The structure of the invention is 1) Humidifying equipment / box or first space in room and water vapor
Communicates with the second space where
Water-repellent, waterproof and breathable
Truncated circle so that the water-repellent surface is on the second space side
Provided in the shape of a cone, the passage is divided annularly by the moisture-permeable membrane,
A plurality of air chambers are formed, and the air in the small room is cooled down in accordance with the first space side.
A Peltier element that gives a temperature gradient so that
Working at a time when the temperature is higher than the temperature of the second space
So that the Peltier element heats and cools.
Provide a grounded conductive porous body near the moisture permeable membrane in the room.
And the same conductivity as the heating and cooling surfaces of the Peltier element.
The holes are thermally connected to each other via heat conductors, and
The product of the air permeability and the moisture permeability of the plurality of moisture permeable membranes is the permeability of the first space side.
The humidifier is designed to be larger as a wet film.
The term “air permeability” in this specification refers to the air permeability of the JIS term.
And [0005] [Function] The reason why a plurality of small chambers are provided in the ventilation path is that
By partitioning into space, the temperature and pressure of this partitioned space
Conditions can be easily adjusted to the conditions required for water vapor transfer control
Water vapor due to the difference in temperature and pressure between the two spaces
The purpose is to increase the sensitivity of movement. Even smaller Peltier elements
The temperature difference due to heating and cooling by
To be The temperature difference between the chambers due to the Peltier element is
A temperature difference at which dew condensation hardly occurs is, for example, about 2 to 5 ° C. Book
In the present invention, the surface of the moisture permeable membrane on the second space side is made water repellent.
You. This allows the water condensed on the water-repellent surface to be water-repellent and water-repellent
Vertically downward in the second space side by peeling off from the surface
To enter the first space through the moisture permeable membrane.
To prevent. Furthermore, the water-repellent surface is relatively negatively charged,
To attach Na of NaCl to prevent intrusion of NaCl
This is effective in reducing salt damage. Also, a conductive porous body is provided separately from the moisture permeable membrane.
Therefore, grounding is performed on the outer wall of the small chamber,
The effect of the moisture retaining dielectric on the wall material affects the transport speed of water vapor
The purpose is to prevent the impact. Also, conductive porous material
Suppresses the electrification of the moisture permeable membrane and prevents the moisture permeability of the moisture permeable membrane from decreasing.
Go. This causes abnormal charging when the movement of water vapor is large.
To prevent convection when the movement is small.
You. Another function of the conductive porous material is the heat generated by the Peltier device.
Or it becomes a good conductor of heat transfer for cooling, and controls the temperature of the small chamber
To facilitate. One of the adjacent small chambers by a Peltier element
Is heated through the conductive porous body, and the other conductive porous body is heated.
The other compartment is cooled through the
Arrangement). As a result, the steam
Try to move lower. Therefore, water vapor transfer at temperature
Strengthen direction. In addition, temperature control of small chambers and porous
Control the points to ensure the direction of water vapor movement. in this way
Controlling the temperature and pressure of a small chamber with a Peltier element
Increases the direction of water vapor transfer. Or in the opposite direction of steam
Inhibits movement and maintains direction. And transparent
The conductive porous body of the wet membrane prevents the electrification of water vapor,
Transfer due to static electricity due to the dielectric on the wall of the airway and ventilation passage
Prevents the direction of motion from being disturbed, and removes water vapor from one space to the other.
To be able to move smoothly into the space. [0008] The reason why the moisture permeable membrane of the present invention is a cone.
Will be described. Control of natural convection by reducing or expanding the volume
And the unit surface in the direction of the transfer of the held thermal energy
Control of the probability of loss per product, as well as heat
Combines three types of control utilizing differences in conduction speed
The energy gradient in the direction of travel
Utilizes the physical properties of the constituent materials to achieve the natural heat conduction rate
You have to do something to make it harmony. Therefore, heat energy
The inconsistency of the direction of movement of the lug gradient is the combination of heat transfer and insulation
Basically, it can be solved by combination. This function
An auxiliary measure to satisfy the staff is the area of the cell surface
Is a combination of For this purpose, a conical or nearly trapezoidal
It can also be applied to form chambers with surfaces
You. The reason for this is, for example,
Are made of the same heat conductive material.
In this case, heat transfer is performed in proportion to the length.
Adjust the temperature gradient of the location using this length variable
can do. This is based on the assumption of very low current consumption.
In the case of this device, it is a very important matter and heat insulation
Do not use materials, and use materials with high heat conduction speed.
This is a particularly effective means when it is used. Even in area, circle
By using a conical shape, it is possible to compare
Large area is secured, and therefore mobile water vapor
Also increases dramatically. Also, if the surface area increases
Is released from the surface by radiation or heat of vaporization
The energy loss is proportional to the surface area. Therefore, the length
If it increases, the heat transfer rate is proportional to the heat transfer rate, so the heat transfer rate is slow
On the other hand, the surface area increases as the length increases
Increases the loss.
Between the heat transfer and the heat loss
different. Therefore, the conduction efficiency in the longitudinal direction is conversely
Since the rate of increase is smaller for a cone,
Therefore, the cone has a smaller conduction velocity loss rate per unit.
And The minimum value of the surface area is
Is obtained when the heights are equal to each other.
Is obtained when it is 1.73 times the square root of 3
(See FIG. 19). Adjust the heat conduction speed like this
As a means, a device configuration that satisfies the relationship between length and surface area is used.
Just do it. Furthermore, the vapor-permeable membrane that partitions the compartment is frustoconical
And a frustoconical shape so that it can be
If it is possible to form a small chamber compactly
Both are conical small chamber spaces, and the surface relative to the volume
Heat transfer is reduced by increasing the product, and the water vapor transfer method
Directivity can be made efficient. The moisture permeable membrane will be described in more detail. FIG.
1 is the product of the moisture permeable membrane and the air permeability (air permeability) converted to the dew point.
FIG. This means that the inside of the porous part inside the membrane is physically saturated.
Alternatively, it indicates the comparative temperature when the dew point is reached.
You. The first, second, and third membranes are located on the box side from the left side of the figure.
The comparative dew point temperature difference is shown corresponding to the horizontal axis indicating
Will be. This figure is enthalpy or water vapor mass
(Steam pressure curve)
It is possible to plot at the corresponding position. water vapor
The mass curves show that water vapor is the carrier of thermal energy.
What can be replaced by enthalpy
The significance of combining these two
The space between each chamber or each space depending on the water vapor transmission capacity
(A box that is a dehumidifying or humidifying space) or water on the outside air side
It can be converted as the amount of heat energy by the mass of steam
The ability to do things has important significance in capacity conversion.
One. This water vapor transmission rate is determined by each membrane.
In a small chamber that is basically governed by membrane capabilities
Is done. The pressure difference caused by the temperature difference is
The figures are converted at 20 and 40 degrees respectively.
In the background, the mass of water vapor at each site
Energy difference at specific temperature depending on temperature
Is expressed. And in FIG. 11, about 20 degrees
Each measurement result is efgh, each measurement at about 40 degrees
The results are shown by abcd. Fig. 11 schematically
When plotted on the enthalpy and vapor pressure curves, Figure 1
It looks like 2. Outside air or dehumidification or humidification target
Were closed in AU1 to AU4, respectively. Membrane
The specific separation ability is a / (gh) × 100
(%). Also, the process af suddenly starts from the outside air side.
Temperature difference in the dew point to prevent
I think it works to keep it from being too big
It is. On discharge, f should be dehumidified or humidified
Has a buffering action to facilitate the transfer of mass to be moved
Is determined. Arrange from high energy order
Then AU1> a> AU2, AU3> g, AU4> h
It has become. From high energy to low energy
Where energy is transferred and homogenized for stabilization
The stoppage of movement is based on general physical laws.
If the idea is used, these moving directions
The movement direction is defined at each virtual point (AU to h).
You. In other words, it moves from high to low,
It is defined as follows. AU1 → a → AU2, AU3 →
g, (AU3 to AU4) → gh · f → h, h → AU4
You. Therefore, from high energy to low energy
Assuming that only movement of the
Moves water vapor in AU2 at ℃ in this device
AU2 water at a temperature of 12 ° C.
A to h exist at an energy position lower than the vapor energy
You have to be there. So these slopes
, The separation efficiency can be arbitrarily changed. Perch
Cooling and heating can be performed at the same time when utilizing the heating element
Therefore, this relationship must be satisfied in the entire equipment.
No. As a heating means, a heat-generating coil or
If a heater is used, make sure
For movement in the colder direction, compared to the Peltier element
The difference in ability is inferior, but this workaround
As a cooling body, it has a high ability to absorb heat,
Use materials with a high heat conduction rate, such as
In this case, increase the heat dissipation area.
A need arises to provide such a fin configuration. Above hand
The steps are based on the analysis results of the basic morphological model of this device.
When the discharge from the outside air and the backflow phenomenon are considered.
Derived from the amount of thermal energy held by the steam
It is the theory which did. As shown in the schematic block diagram, each block
Assuming that the steam is water vapor,
Is recognized. That is, the energy transfer is low from high
Inside the box when moving on the block diagram
It gradually shifts (moves) to the outside air side. While blo
In the lower diagram of the ck diagram, the small room on the first space side and the small room on the second space side
Either way to the equilibrium
From the above, that is, from the box side to the second room from the small room on the first space side
Equilibrium toward the chamber on the space side or toward the box side
From the small room on the second space side to the small room on the first space side
The question is whether the balance is reached. These are enthalpies
From high to low by the heat energy of water vapor
Peltier and other active movements
If you are trying to dehumidify
The following conditions are required as a function of. The second space
In the case of the first space where the temperature fluctuation is small,
Since the movement in the direction of the first space occurs,
The movement is from the side small chamber to the first space side small chamber. This is the membrane
It depends on the difference between moisture permeability and air permeability. That is, the moisture permeability gradient
Is smaller from the second space side toward the first space side
Therefore, water vapor easily penetrates, but since the air permeability is the reciprocal,
To compare the amount of movement, evaluate by moisture permeability × air permeability
I do. This product is from the second space side toward the first space side
Because the water vapor can be present
A) a relatively large adiabatic cooling phenomenon
At this time, the amount of energy of the moving steam is interrupted.
Condensation will occur when equilibrium is reached with the amount of cooling by thermal cooling.
You. That is, the amount of energy of the moving steam and the adiabatic cooling
Plastic with a low difference from the amount of energy
In the case of a box made of ku, moisture is permeable from the second space to the first space.
Water vapor to the outside air due to the expansion speed difference
Easily migrates and depends on the difference in moisture permeability between the membranes 3 and 2 and 1.
Spreads according to the speed, but from the outside air side which antagonizes this speed
Water vapor that migrates to the outer and inner chambers
From the second space to the point when
Movement to the one space side occurs. The first space is cooled or
Heating rate is significantly higher than outside air, eg metal box
In the case of the space inside, the amount of energy reduction due to adiabatic cooling
Suction due to the small amount of energy transfer associated with moisture
Dew is absorbed by the adiabatic cooling when
Side, and the water that has condensed thermal energy due to the condensation
The change in moisture permeability due to the shift to the minute outside of the second space from the box side
Of water vapor due to the probability difference of moisture permeability set for
Suction on the side of the box, greatly exceeding the heat energy associated with the movement
(Due to cooling)
The evaluation is the same formula as in the case of dehumidification. Obedience
A box with large thermal energy fluctuation, such as a metal box
In the case of the body, the heat energy transfer due to the movement of water vapor
In other words, the heat energy is significantly greater than the water vapor passage through the membrane.
If energy fluctuations can be obtained, heat
Due to energy, the transfer of water vapor has a
It is easy to move because it is bigger (Fig. 11)
When steam moves from the box side to the outside air side, adiabatic cooling
By turning water vapor into water by flipping and playing with the water repellent surface, open air
Move to. Therefore, the amount of heat energy
Setting conditions for hourly driving and daytime only driving
Must be changed. Characteristics of such water vapor transfer
FIG. 18 shows an outdoor field acting as the humidifier of the present invention.
Metal box and plastic box installed in
The relationship between the product of the membrane and the magnitude is shown. [0011] BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A member forming a ventilation path (a chamber of a small chamber)
For the wall), the laminated composite material has excellent heat insulation and ventilation.
It is preferable because the thermal influence through the road wall can be reduced.
The conductive porous body is preferably mesh # 34 × 32 or so, and is made of copper.
Mesh, stainless steel mesh, platinum mesh, metal
Good conductivity and good quality for plating, metal-deposited plastic, etc.
It is good to have thermal conductivity.
Separate. The Peltier element and the conductive porous body
Covering with insulation film (dielectric) such as ethylene film
It is performed on both the cooling surface and the heating surface of the porous body and both electrodes. Also Peltier
The power consumption of the element varies depending on the size of the small room, but less than about 0.5 W
That can supply enough power with solar cells
It is. Polyolefin, nylon
-Based non-woven fabric and a PE porous water-repellent film on the back
It is practical to use. Grounding method for conductive porous body
The inner surface of the chamber by metal plating or metal deposition.
It is preferable to cover the metal film as an electrical path for earth.
No. The metal film on the inner surface is also used to prevent static electricity on the inner surface of the small room.
This prevents the transfer of water vapor from being reduced due to charging. Both
In this way, the temperature fluctuation on the surface of the small room is made quick. [0012] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
I do. This embodiment is a humidifying device in a storage box installed outdoors.
Temperature fluctuation rate inside the metal box
The high space is one first space, and the atmosphere is the other second space.
And a double permeable membrane in the shape of a truncated cone inside the insulated cylinder
And the upper surface of the cone is positioned above the box of the first space.
Ventilation holes, and the bottom surface of the cylinder is vented downward from the atmosphere in the second space.
The vents are provided with a moisture-permeable membrane at each vent, allowing the upper vent to absorb moisture.
This is an example in which a Peltier element is provided at the center of the film. Figure 1 shows the implementation
It is explanatory drawing which shows the use condition of an example. FIG. 2 shows the dehumidification of the embodiment.
It is a longitudinal section of a device. FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line AA of FIG.
It is. FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. Figure 5
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line CC of FIG. 2. FIG. 6 is a DD enlarged view of FIG.
It is a large sectional view. FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line EE of FIG.
You. FIG. 8 shows the air permeability of the three moisture permeable membranes of the embodiment and the moisture permeable membranes.
It is explanatory drawing which shows the value of the value of the product of and. FIG. 9 shows the transparency of the embodiment.
It is explanatory drawing which shows the structure of a wet film. FIG. 10 shows the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory view showing a conductive porous body of a moisture-permeable film and a Peltier element.
You. FIG. 11 is a dew point change of the product of the moisture permeability and the air permeability of the embodiment.
It is an arithmetic diagram. FIG. 12 is an operation explanatory diagram of the embodiment. FIG.
3 is a model showing water vapor transfer due to the product difference of the moisture permeable membrane of the present invention.
FIG. FIG. 14 shows that the outside air side of the present invention is
Transfer mode to the equilibrium state from inside and outside air at low temperature
It is a Dell explanatory view. FIG. 15 shows a plastic box.
Moisture permeability, air permeability, product of moisture permeable membrane
It is explanatory drawing which shows a thermal cooling tendency. Fig. 16 shows a metal box
, Permeability and product of the moisture permeable membrane in the membrane
It is explanatory drawing which shows easiness and adiabatic cooling tendency. Figure 17 is metal
Water vapor permeability, air permeability, product and water vapor of the moisture permeable membrane in a box body
It is explanatory drawing which shows the inflow of water and the adiabatic cooling tendency. FIG.
8 shows the arrangement of the moisture permeable membrane when used with the humidifier of the present invention.
FIG. FIG. 19 shows the shape of a cone and a cylinder.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a surface area and a volume in the apparatus. FIG.
Is a front view showing a conical support frame of the moisture permeable membrane of the embodiment.
is there. FIG. 21 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
is there. In the drawing, reference numeral 1 denotes a metal having an inner volume of 125 liters.
The box, 1a is the first space in the box 1 and 1b is the bottom of the box 1.
Surface, 1c is a lower ventilation hole opened on the same bottom surface, 2 is the other
Atmosphere which is two spaces, 3 forms a passage, 3a forms a passage 3
An annular groove is provided in the upper inner surface of a heat-insulated inner cylinder made of PVC.
3b is a heat-insulated outer cylinder made of PVC, 3c is a small contact area.
The threaded portion 3d is a heat insulator or a heat insulator provided at the upper end of the heat insulating outer cylinder 3a.
Is an aluminum frame to be a heat absorber, 3e is a metal heat absorber,
4 is a first moisture permeable membrane, 5 is a second moisture permeable membrane, 6 is a third moisture permeable membrane
7 is a fourth moisture permeable film, 8 is a fifth moisture permeable film, 9 is a moisture permeable film
Using a copper mesh with a distance of about 1 mm
Electroporous body, 10 is a 0.5 Watt Peltier element, 10
a heats the heating surface of the Peltier element 10 and the conductive porous body 9;
Electrically connected heat insulator, 10b is Peltier element
For thermally connecting the cooling surface of the element 10 to the second moisture permeable membrane 5.
Lumi top plate, 11 and 12 are made of water-repellent vinyl chloride
13 is wound around the outer circumference of the heat insulating outer cylinder 3a.
Solar cell for Peltier element 10, 14 is aluminum wire 1
4 (a), the second moisture-permeable membrane 5 is
Support of the moisture permeable membrane 5 which supports and functions as a good heat transfer material.
15 is a power supply circuit for the Peltier element 10.
Charge the built-in battery with the electromotive force from the solar cell 13
The power is supplied to the Peltier element 10 for the required time. 2
01 is a PE porous membrane which becomes a water-repellent surface of the moisture permeable membrane, and 202 is a special membrane.
Special porous membrane, 203 is nylon-based nonwoven fabric, 204 is moisture permeable
PE porous membrane, which is the water-repellent surface of the membrane, 205 is a special moisture-permeable membrane
Porous membrane, 206 is a polyolefin-based nonwoven fabric, 207 is
PE porous film to be the water-repellent surface of the moisture permeable film 31, 208 is special
The porous film 209 is a polyolefin-based nonwoven fabric. Book
The threaded portion of the embodiment has one part for preventing water leakage and airtightness.
Apply a waterproof seal to the parts and surfaces. In addition to the membrane,
Place a highly dielectric substance such as ethylene fluoride on the water-repellent surface side.
It may be used partially or over the same film. Also, non-woven
Carbon fiber or highly conductive medal fiber
Use a non-woven fabric to remove static electricity from the membrane or heat transfer (non-woven fabric).
Transmission between the cloth side and the water repellent surface side)
No. Of course, to the extent that water repellency is not impaired, or
In order not to impair the waterproofness, to ensure moisture permeability
The smaller the thickness of the membrane, the better the movement path of water vapor
It is advantageous. The moisture permeable membranes 4, 5, 6, used in this embodiment
7, the value of moisture permeability, air permeability, moisture permeability x air permeability (product) and the maximum
The pore size is as shown in Table 1 below. [Table 1] FIG. 8 shows the relationship between the product of the moisture permeability and the air permeability of the three types of moisture permeable membranes.
FIG. In this embodiment, the space 1a in the
When the temperature is lower than the humidity of the atmosphere 2, the water vapor
Is the first, second, third moisture permeable membranes 4, 5, 6,
Water-repellent surface of PE porous membrane that is a water-repellent surface that is larger or smaller than the product of 7, 8
And the addition of the small chambers 20 and 22 by the Peltier element 10
Water vapor movement due to humidity gradient caused by heat and cooling
Water vapor moves from the atmosphere 2 to the box 1 due to the directionality,
The humidity of the space 1a of the housing 1 is increased and humidified. atmosphere
2 has a lower humidity and the space 1a of the box 1 has a higher humidity.
If so, move the water vapor from box 1 to atmosphere 2
But the value of the product of the first, second and third moisture permeable membranes
Therefore, the space 1a in the box 1
Water vapor transfer is suppressed. By this, the sky of the atmosphere 2
The water vapor in between moves to the case 1, and conversely, the moisture in the space of the case 1a
Transfer of water vapor when the atmosphere is high and the humidity is low
Movement becomes slow, and as a result, the humidity inside the box is kept high
It is assumed. Heating surface and cooling surface of Peltier element 10
Heat conduction by the polyethylene film to the conductive porous body 9
And are connected while maintaining electrical insulation. Moreover
The conductive porous body 9 is made of a copper mesh and transfers heat of the Peltier element 10.
The heat transfer distance of the mesh between the end and the small chamber 20 is made substantially the same.
Heat and cool the small chamber wall and conductive porous body 9 uniformly,
20 is cooled, and the small room 22 is heated, and the small rooms 20 and 22 space
The temperature of the chamber is quickly made uniform, and between the small chambers 20, 21, 22
Temperature gradient was maintained. (See Fig. 10) As shown in FIG. 20, the moisture permeable membrane 5 itself is flexible.
Since it is a body, it is a support that is assembled in a basket shape and conical shape with aluminum wire 14a
It is held using a holding frame 14. With the support of the moisture permeable membrane 5
In particular, the support frame 14 becomes a good heat transfer material and makes the small chamber uniform.
It can be cooled. Aluminum
The interval of the line 14a differs between upper and lower a, b. by this
The convection of the small chamber is reduced by the temperature gradient of the contacting gas.
Promotes water vapor transfer. Table for specific volume of gas
The fact that a difference occurs between the area a and the area b in the area is used. The embodiment shown in FIG.
This is an example provided in a small room in between. In the figure, 170 is a small room, 171
Is a moisture-permeable membrane 1, 172 is a membrane 2, 173 is a membrane 3, 174
Is a moisture permeable membrane and frame, 175 is a small chamber wall, and 176 is a pen.
Luce element, 177, 178 mesh, 179 dustproof
Or net, 175a drain, 176a Peltier
Solar cell for element driving, 175b is packing, 175c
Is a heat insulator or a heat absorber. In the embodiment shown in FIG.
The Peltier element 176 is formed of a conductive material inside the moisture permeable film 171.
The porous body is heated to propagate through the conductive porous body inside the moisture permeable membrane 172.
Cooling through a heating element. This allows the truncated cone
This is an example in which a temperature difference is provided between two inner and outer small chambers. The other is before
The same structure and operation as those of the above embodiment are shown. Array structure of moisture permeable membrane
Is the same as in the previous embodiment. The present invention is described in the following examples.
In addition to the following, there are also cases where: The heat quantity of the heat absorber is
Heat dissipation, warm cavity volume, total surface area of the device, box and main body of the device
The contact area of the support part with the
Considering the contact area and the total surface area of this device,
The setting is set as the tendency of the fluctuation speed amount. Keeping warm
Stabilize the heat retention capacity of the cavity at the minimum required volume
However, it is an essential condition for miniaturization, so the infrared reflective layer is kept warm
It may be formed on the cavity surface. This means metal plating,
Printing, vapor deposition, etc.
And applying this surface treatment to the inner wall of the heat insulation cavity.
As a result, both reflections are repeated, and heat conduction is delayed. Again
For example, the mahobin vacuum mirror is used as a heat insulation cavity.
May be used. Copper as a heat absorber or heat transfer buffer
Or laminated sheet
(Paper and copper, paper and aluminum, resin and metal foil, dielectric and gold
Rolls of sheets such as foil
If it is wrapped around a wall or device mounting part,
If the heat is transferred from the outer circumference to the
Since there is room, the temperature between the inner chamber and the outer chamber is
When adjusting the speed transmission time, prevent backflow
Or inefficient time holes up to active travel time
And can be used for filling. Also, the heat conduction speed
Metal foil with high thermal conductivity and sheet with low heat conduction speed
When using a separate chamber for the outer chamber and inner chamber
It may be set on the outside air side and the box side of the same small room.
May be. Also, make these sheets triangular and use the short side
To the small chamber side, or the long side to the small chamber side
The choice to make contact with
Ultimately, it is possible to control. Features of metal foil and
And has a large thermal expansion coefficient, so it can be easily wound
The surface that was in contact with the
Is generated. In addition to these features, the surroundings of the small room
The circulating heat transfer can be, for example, direct sunlight or wind after rain.
Insufficient heat on the housing side, such as cooling phenomena caused by heat of vaporization
Uniform heat transfer can be achieved for the equilibrium
It has the feature of. Also, depending on the installation environment,
The average temperature or the flat
Print out the average calories, location features, etc.
But optionally cut it and reassemble it,
The arrival speed may be adjusted. The structure of the heat absorber or the heat insulation tank is as follows.
Things are conceivable. Insulation tank component example When aiming to increase heat reflection Ag, Al, Cr, Ni, Ti, Au, Si, Co
O3, Fe2O3 Cr2O3, TiO2, SnO2 In2O3(An anti-reflection effect is also obtained.) Such as real or surface treatment Ceramic porous body (Large response characteristic delay ability) Asbestos, mica, glass fiber, paper, Japanese paper air Styrofoam (can not be used in cold and hot areas), other
Porous material Low melting point gas liquefaction tank (nitrogen tank)
Set a cylinder in the ventilation path) Water tank Steam gas low pressure tank Cooling tank component example Spiral plate of aluminum or copper Aluminum lump (alumina treated), used as small chamber material
Surfaces for the purpose of increasing the absorption of lumina treated lumps
As processing material or substantial material Au, Ag, Cu, NiZnS / Ni, Al SnO2, In2O3(A reflective effect is also obtained) Low melting point gas liquefaction tank (nitrogen tank)
Set a cylinder in the ventilation path) Contact of radiation fin Apply thermal paint to the bottom or top mesh, or
Or on a surface that is easy to see from the outside, such as the membrane surface or mantle cylinder.
However, this discoloration allows the replacement time to be clearly understood.
May be. This method can be used, for example, from below at high altitudes.
Or on the entire circumference of the device, on the ground,
Apply thermal paint on the top or the entire periphery of the device,
Certain prominent colors (red, blue and yellow) are clearly visible
When they get out, let them know when they need to be replaced. (Company mark
Embossed, or embossed letters informing when it is time to replace
Such) Thermal paint is used in sheet-type thermometers.
However, the effectiveness is low due to clogging of the temperature fluctuation of the film.
As it gets colder, it takes advantage of its tendency to get colder, especially
This treatment is performed in the direction in which the film surface can be seen. That is, clogging
Compression reduces the porosity of the membrane surface
Changes its heat of vaporization and changes its color.
It is easy to understand. [0021] As described above, according to the present invention, the passage of the moisture permeable membrane is achieved.
The value of the product of the porosity and the moisture permeable membrane depends on the direction in which the water vapor moves.
With a water-repellent surface under the moisture-permeable membrane, and
Of water vapor by using porous porous material and Peltier device
Gives strong direction and can be humidified with minute power
It was assumed. It can be manufactured inexpensively with no moving parts,
In addition, the running cost was extremely low.

【図面の簡単な説明】 【図1】 実施例の使用状態を示す説明図である。 【図2】 実施例の除湿装置の縦断面図である。 【図3】 図2のA−A拡大断面図である。 【図4】 図2のB−B拡大断面図である。 【図5】 図2のC−C拡大断面図である。 【図6】 図2のD−D拡大断面図である。 【図7】 図2のE−E拡大断面図である。 【図8】 実施例の3枚の透湿膜の通気度を透湿膜とそ
の積の値との値を示す説明図である。 【図9】 実施例の透湿膜の構造を示す説明図である。 【図10】 実施例の第2透湿膜の導電性多孔体とペル
チェ素子を示す説明図である。 【図11】 実施例の透湿度および通気度の積の露点換
算図である。 【図12】 実施例の動作説明図である。 【図13】 本発明の透湿膜の積差による水蒸気移動を
示すモデル説明図である。 【図14】 本発明の外気側が函体よりも低いときの函
体内部と外気側からの平衡状態への移行モデル説明図で
ある。 【図15】 プラスチック函体における透湿膜の透湿度
・通気度・積と水蒸気の流入し易さと断熱冷却傾向を示
す説明図である。 【図16】 金属製函体における透湿膜の透湿度・通気
度・積と水蒸気の流入し易さと断熱冷却傾向を示す説明
図である。 【図17】 金属製函体における透湿膜の透湿度・通気
度・積と水蒸気の流入し易さと断熱冷却傾向を示す説明
図である。 【図18】 本発明の防湿装置と使用する場合の透湿膜
の配列を示す説明図である。 【図19】 円錐体と円筒体との形状における表面積と
体積の関係を示す説明図である。 【図20】 実施例の透湿膜の円錐状支持フレームを示
す正面図である。 【図21】 本発明の他の実施形態例を示す説明図であ
る。 【符号の説明】 1 金属製函体 1a 空間 1c 底面 2 大気 3 通気路 3a 断熱内筒 3b 断熱外筒 4 第1の透湿膜 5 第2の透湿膜 6 第3の透湿膜 7 第4の透湿膜 8 第5の透湿膜 9 導電性多孔体 10 ペルチェ素子 10a 伝熱体 10b アルミ天板 12 防塵防虫ネット 20,21,22,23,24 小室
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a use state of an embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the dehumidifier of the embodiment. FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 2; FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. 2; FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along the line CC of FIG. 2; FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along the line DD of FIG. 2; FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line EE of FIG. 2; FIG. 8 is an explanatory diagram showing the values of the air permeability of the three moisture permeable films of the example and the value of the product thereof. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a structure of a moisture-permeable film of an example. FIG. 10 is an explanatory view showing a conductive porous body and a Peltier element of a second moisture-permeable film of an example. FIG. 11 is a dew point conversion diagram of the product of the moisture permeability and the air permeability in the example. FIG. 12 is an operation explanatory diagram of the embodiment. FIG. 13 is a model explanatory diagram showing water vapor transfer due to a product difference of the moisture permeable membrane of the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating a transition model from the inside of the box to the equilibrium state from the outside air side when the outside air side is lower than the box according to the present invention. FIG. 15 is an explanatory diagram showing the moisture permeability, air permeability, and product of a moisture permeable membrane in a plastic box, the ease with which water vapor flows, and the tendency to adiabatic cooling. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the moisture permeability, air permeability, and product of a moisture permeable film in a metal box, the ease of inflow of water vapor, and the adiabatic cooling tendency. FIG. 17 is an explanatory diagram showing the moisture permeability, air permeability, and product of the moisture permeable membrane in a metal box, the ease of inflow of water vapor, and the adiabatic cooling tendency. FIG. 18 is an explanatory view showing an arrangement of a moisture-permeable film when used with the moisture-proof device of the present invention. FIG. 19 is an explanatory diagram showing the relationship between surface area and volume in the shape of a cone and a cylinder. FIG. 20 is a front view showing the conical support frame of the moisture-permeable membrane of the example. FIG. 21 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1 Metal box 1a Space 1c Bottom 2 Atmosphere 3 Ventilation path 3a Insulated inner cylinder 3b Insulated outer cylinder 4 First moisture permeable membrane 5 Second moisture permeable membrane 6 Third moisture permeable membrane 7 Four moisture-permeable membranes 8 Fifth moisture-permeable membranes 9 Conductive porous bodies 10 Peltier elements 10a Heat conductors 10b Aluminum top plates 12 Dust-proof and insect-proof nets 20, 21, 22, 23, 24 Small chamber

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 加湿する機器・函体又は室内の第1空間
と水蒸気が存在する第2空間とを断熱された通路で連絡
し、同通路内に一面が撥水性を有し且つ防水性で通気性
のある透湿膜を撥水性の面が第2空間側となるように且
つ切頭円錐体状に設け、同透湿膜で通路を環状に区画し
て小室を複数形成し、小室内の空気を第1空間側に従っ
て低温となるように温度勾配を与えるペルチェ素子を第
1空間の温度が第2空間の温度に比べて高くなる時間に
おいて作動するように設け、同ペルチェ素子が加熱・冷
却する小室の透湿膜に近接してアースされた導電性多孔
体を設け、しかもペルチェ素子の加熱面・冷却面と同導
電性多孔体とをそれぞれ伝熱体を介して熱的に接続し、
しかも複数の透湿膜の通気度と透湿度との積が第1空間
側の透湿膜となるほど大きくなるようにした加湿装置。
Claims 1. A humidifying device / box or a first space in a room and a second space in which water vapor exists are connected by an insulated passage, and one surface of the passage has water repellency. A waterproof and breathable moisture permeable membrane is provided in a truncated cone shape such that the water-repellent surface is on the second space side, and the moisture permeable membrane is used to partition the passage into an annular shape to form a small chamber. A plurality of Peltier elements that form a plurality and provide a temperature gradient such that the temperature of the air in the small room becomes lower in temperature toward the first space side is provided so as to operate at a time when the temperature of the first space is higher than the temperature of the second space; A grounded conductive porous body is provided close to the moisture permeable membrane of the small chamber where the Peltier element heats and cools, and the heating and cooling surfaces of the Peltier element and the conductive porous body are each interposed through a heat transfer body. And thermally connected,
In addition, a humidifier in which the product of the air permeability and the moisture permeability of the plurality of moisture permeable membranes increases as the moisture permeability of the first space increases.
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