JP2003172555A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気機器を収納した筐体内に密封された空気
を除湿する場合、電気機器の発熱によって筐体内部の温
度が上昇し、電気機器の放熱効率が低下するという問題
があった。 【解決手段】 上記のような課題を解決するために、外
気導入前に除湿し、外気を導入、排気することで放熱効
果を上げるため、発熱性の電気部品を収納する筐体１に
設けられて、通風機６により吸気された外気を筐体１に
導く管路である除湿風路３と、吸気口９より吸気された
外気を冷却することにより、外気に含まれる水分を結露
させて除湿するとともに、除湿された外気を加熱するよ
うに除湿風路３の吸気口９近傍の内壁面に配設された電
子冷熱素子５により除湿装置を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品収納筐体
に湿度を下げた空気を送り込む除湿装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図５は特開昭５９−７９５９９号公報に
開示された従来装置の構成を示す断面図である。図５に
おいて、１６は電気部品を密封して収納した筐体、１７
は筐体１６内の電気部品収納部、１８は除湿風路、１９
は電気部品収納部１７と除湿風路１８を仕切るための風
路形成用仕切板、２０は電子冷熱素子、２１は電子冷熱
素子２０の冷却面に接続された冷却フィン、２２は電子
冷熱素子２０の放熱面に接続された加熱フィン、２３は
送風機、２４は除湿風路１８に電気部品収納部１７の空
気を取入れるための空気取入口、２５は冷却フィン２１
の表面で結露した水分を貯えるためのドレンタンク、２
６は電気部品収納部１７に設置された湿度センサ−、２
７は電子冷熱素子２０と送風機２３を制御するための制
御装置であり、湿度センサー２６からの信号によって電
子冷熱素子２０と送風機２３を作動させるようになって
いる。

【０００３】次に動作について説明する。制御装置２７
は、電気部品収納部１７に設置された湿度センサー２６
と電気的に接続されている。この制御装置２７を例えば
筐体内の空気が湿度７５％ＲＨ以上になると作動し、湿
度６０％ＲＨ以下になると停止するように設定する。屋
外に設置された電気部品収納筐体１６にあっては、夜間
に気温が下がると筐体の外壁が冷却されるのに伴い筐体
内の空気も冷却されるので、筐体内の相対湿度が上昇す
る。そのまま放置しておくと、筐体内の湿度が過飽和に
なり結露を生ずる。制御装置２７は、筐体内の相対湿度
が予め設定された湿度、例えば７５％ＲＨ以上になる
と、送風機２３と電子冷熱素子２０を運転状態にする。
なお、この電子冷熱素子２０は図示しない直流電源によ
って作動するものであり、ぺルチェ効果が大きくかつ熱
伝達率および抵抗率の小さい半導体、例えば、ビスマス
テルルBia Teaを使用する。

【０００４】上述のように電子冷熱素子２０に直流の電
流を通電すると、素子の冷却面に接続された冷却フィン
２１は冷却され、一方素子の放熱面に接続された加熱フ
ィン２２は加熱される。ここで、送風機２３が動くと電
気部品収納部１７内の空気は、空気取入口２４を通って
除湿風路１８に入り冷却フィン２１及び加熱フィン２２
を通過して電気部品収納部１７へ戻る。除湿風路１８に
取込まれた空気は、まず冷却フィン２１と接触すること
によって冷却されて過飽和となった水分が除湿される。
除湿された空気は次に加熱フィン２２と接触し加温され
て低湿度の空気となり、送風機２３によって再び電気部
品収納部１７へ送り帰される。

【０００５】冷却フィン２１上で結露した水分は、冷却
フィン２１の下部に設けられたドレンタンク２５に貯え
られる。このドレンタンク２５の上層部には、水よりも
比重の軽い不揮発性液体例えば流動パラフィンが入って
おり、ドレンタンク２５内に貯えられた水分は比重差に
よって流動パラフィンの下側に溜まるので、再び蒸発す
ることがないようになっている。このように、筐体内の
空気を除湿することにより、電気部品収納部１７の湿度
が低下して、６０％ＲＨ以下になると、制御装置２７は
送風機２３と電子冷熱素子２０を運転停止状態にする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の除湿装置は、筐
体内に密封された空気を除湿するように構成されている
ので、電気機器の発熱によって筐体内部の温度が上昇す
る。筐体内部の温度が上昇すると、電気機器の放熱効率
が低下するため、電気機器の放熱効率を改善するために
は、電気部品に放熱フィンを設けるなどの対策が必要で
あった。一方、電気機器の放熱を考慮して外気を取り込
むと、湿度の高い日等は日中のヒートサイクルにより結
露し、電気機器にサビ等が発生する。

【０００７】この発明は、前記した従来の問題点を改善
する目的でなされたもので、電気機器の放熱効果を高く
するために外気導入した場合でも、所定の除湿効果を得
ることが出来る除湿装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る除湿装置
は、発熱性の電気部品を収納する筐体に設けられて、前
記筐体の内部に外気を供給する通風機により吸気された
外気を前記筐体に導く管路である除湿風路と、前記吸気
口より吸気された外気を冷却することにより、外気に含
まれる水分を結露させて除湿するとともに、除湿された
外気を加熱するように前記除湿風路の吸気口近傍の内壁
面に配設された電子冷熱素子とを備えたものである。

【０００９】また、この発明に係る除湿装置は、筐体と
の取付部から吸気口に到る管路が折り曲げ形成されると
ともに前記吸気口が下側に面するように、前記筐体に設
けられた除湿風路を有するものである。

【００１０】また、この発明に係る除湿装置は、外気を
冷却する冷却面と外気を加熱する加熱面が互いに反対方
向に位置するように形成されており、前記冷却面が吸気
口の近傍に、前記加熱面が吸気口から離隔した管路の内
壁に位置するように設けられた電子冷熱素子を有するも
のである。

【００１１】また、この発明に係る除湿装置は、冷却面
及び加熱面のいずれか一方あるいは両方にフィンが形成
された電子冷熱素子を有するものである。

【００１２】また、この発明に係る除湿装置は、電子冷
熱素子が設けられた位置における管路の断面積が広く形
成された除湿風路を備えたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は
この発明の実施の形態１に係る除湿装置の構成を示す断
面図である。また、図１（ｂ）は除湿風路３の所定位置
における外気の温度及び湿度を説明する説明図である。
図１（ａ）において、１は発熱性の電気部品を収納する
筐体、２は筐体１内の電気部品収納部、３は取り込まれ
た外気を筐体１内に導く管路である除湿風路、４は筐体
１に除湿風路３を取り付ける取付部、５は外気を冷却す
る冷却面と外気を加熱する加熱面が互いに反対方向に面
するよう形成された電子冷熱素子、６は除湿風路３を介
して外気を筐体１内に取り込むとともに、筐体１内の空
気を筐体１の外部に排気する通風機、７は外気を濾過す
るエアーフィルタ、８は電子冷熱素子５の冷却面に冷却
されて結露した水分、９は空気取り入れ口（吸気口）で
ある。

【００１４】除湿風路３は、その吸気口９が下側、例え
ば地面に面するように、除湿風路３の他端が筐体１下部
に形成された取付部４に取り付けられている。図１に示
されるとおり、この除湿風路３は筐体１との取付部４か
ら吸気口９に到る管路が略Ｓ字状になるように折り曲げ
形成されている。電子冷熱素子５は冷却面と加熱面が一
素子の表裏に形成されたものであり、吸気口９の近傍に
冷却面が露出するように設けられる。この電子冷熱素子
５は、折り曲げ形成された管路の吸気口９側に冷却面が
露出し、その反対側の管路の内部に加熱面が露出するよ
うに、管路の内壁を貫通して設けられている。

【００１５】次に動作について説明する。通風機６が筐
体１内の空気を筐体１外部に排気するのに伴い、除湿風
路３の吸気口９から常温高湿な外気が取り込まれる。吸
気口９から取り込まれた常温高湿な外気は、吸気口９の
近傍に設けられた電子冷熱素子５の冷却面に接触する。
図１（ｂ）に示されるように、電子冷熱素子５の冷却面
に、吸気口９より吸気された常温高湿な外気が接触する
と、外気の温度が低下し、飽和した水分が結露する。結
露した水分は吸気口９から地面などの外部に落下する。

【００１６】電子冷熱素子５の冷却面に接触した結果、
常温高湿な空気は低温高湿な状態になる。この低温高湿
な空気が除湿風路３の更に内部に流れ込み、電子冷熱素
子５の加熱面に接触する。図１（ｂ）に示されるよう
に、電子冷熱素子５の加熱面に低温高湿な空気が接触す
ると、空気の温度が上昇するのに伴い相対湿度が低下す
る。つまり、電子冷熱素子５の加熱面に接触した結果、
低温高湿な空気は常温低湿な状態になる。以上説明した
ように、吸気口９から取り込まれた外気は除湿された
後、筐体１内部に取り込まれる。

【００１７】筐体１内部に取り込まれた常温低湿な空気
は、筐体１内部を通過した後、通風機６により筐体１外
部に排気される。通風機６により筐体１内部の空気が排
気されるのに伴い、除湿風路３により除湿された常温低
湿な空気が筐体１内部に常に供給される。筐体１内部の
電気部品収納部２に設けられた発熱性電気部品の熱は筐
体１内部を通過する常温低湿な空気にさらされた結果、
効率よく空気中に放散される。したがって、発熱性電気
部品が過熱することにより生じる問題を抑制できる。

【００１８】また、筐体１内部に供給される空気は、外
部環境の温度変化に関わらず除湿されている。したがっ
て、発熱性電気部品は常に乾燥した低湿な空気にさらさ
れることになり、湿気により電気部品が腐食したり、結
露により絶縁抵抗が低下するという問題を解消すること
ができる。

【００１９】実施の形態２．本発明の実施の形態２を図
２について説明する。図２（ａ）はこの発明の実施の形
態２に係る除湿装置の構成を示す断面図である。また、
図２（ｂ）は除湿風路３の所定位置における外気の温度
及び湿度を説明する説明図である。また、図２（ｃ）は
図２（ｂ）に示す除湿風路３のａ-ａ線における断面図
である。なお、図２（ｂ）および図２（ｃ）上の符号
Ａ、Ｂ、Ｃは互いに対応する位置を示すものである。図
２において、１０、１１、１２は電子冷熱素子である。
なお、図２において図１と同一の符号は同一又は相当部
分を示すので説明は省略する。

【００２０】実施の形態１に係る除湿装置は、常温高湿
な外気を、吸気口９の近傍に設けられた電子冷熱素子５
の冷却面にて冷却することにより低温高湿な空気に変え
ていた。そして、この低温高湿な空気を電子冷熱素子５
の加熱面にて加熱することにより、筐体１内部に供給す
る空気の温度を常温に戻して相対湿度を下げていた。以
下、説明する除湿装置は、電子冷熱素子５に加えて、電
子冷熱素子１０をさらに設けて、常温低湿な空気の温度
を下げて、低温低湿な空気を筐体１内部に供給するもの
である。

【００２１】電子冷熱素子１０は、その加熱面が電子冷
熱素子５の加熱面と対向し、その冷却面がその反対側の
管路の内壁に露出するように、電子冷熱素子５と対向す
る管路内壁の所定位置に配設される。電子冷熱素子５の
加熱面および電子冷熱素子１０の加熱面により相対湿度
が下げられた常温低湿な空気は、さらに電子冷熱素子１
０の冷却面により冷却される。電子冷熱素子１０の冷却
面により冷却された空気が筐体１内部に供給される。こ
のように、筐体１内部には除湿された低温の空気が常に
供給されるので、筐体１内部の電気部品が効率よく放熱
されるほか、結露により電気部品が腐食する問題を解決
することができる。

【００２２】図２（ｃ）に示されるように、除湿風路３
は筒状に形成されるとともに、電子冷熱素子５の冷却面
により冷却された低温高湿な空気が通過する管路の断面
がコの字型に形成されている。除湿風路３の形状をコの
字にすることで各面に電子冷熱素子５のほか、更に電子
冷熱素子１１、１２を取付けることが可能になり、除湿
効果が一層向上する。なお、除湿風路３を形成するに
は、直線状の管を折り曲げ形成するほか、筒状体の内部
に仕切り板を入れて所望の風路を形成するようにしても
良い。

【００２３】実施の形態３．以下、本発明の実施の形態
３を図３に基づいて説明する。図３はこの発明の実施の
形態３に係る除湿装置の構成を示す断面図である。図３
において、１３は電子冷熱素子５の冷却面に設けられた
冷却フィン、１４は電子冷熱素子４の加熱面に設けられ
た加熱フィンである。なお、図３において、図１と同一
の符号は同一又は相当部分を示すので説明は省略する。
次に動作について説明する。電子冷熱素子５の冷却面
に、吸気口９より吸気された常温高湿な外気が接触する
と、取り込まれた空気の温度が低下し、飽和した水分が
結露する。結露した水分は吸気口９から地面などの外部
に落下する。電子冷熱素子５の冷却面に接触した結果、
常温高湿な空気は低温高湿な状態になる。この低温高湿
な空気が電子冷熱素子５の加熱面に接触すると、空気の
温度が上昇するのに伴い相対湿度が低下する。電子冷熱
素子５の冷却面に接続された冷却フィン６及び加熱面に
接続された加熱フィン７を取付け空気が接触する面積を
増やすことにより除湿効果が向上する。

【００２４】実施の形態４．以下、本発明の実施の形態
４を図４に基づいて説明する。図４はこの発明の実施の
形態４に係る除湿装置の構成を示す断面図である。図４
において、１５はエアチェンバーである。なお、図４に
おいて図１と同一の符号は同一又は相当部分を示すので
説明は省略する。エアーチェンバー１５は、管路の一部
に設けられた管路断面積が広い部分であり、電子冷熱素
子５の冷却面に対向する除湿風路３の管路内壁に設けら
れている。

【００２５】エアチェンバー１５が形成された部分の管
路断面積は、吸気口９の管路断面積と比較して広く形成
されているため、吸気口９における空気の流速に比べて
エアチェンバー１５が形成された位置における空気の流
速は遅くなる。したがって、吸気口９から取り込まれた
外気が電子冷熱素子５の冷却面に接触する時間が長くな
る。吸気口９から取り込まれた外気が電子冷熱素子５の
冷却面に接触する時間が長くなると、空気中の水分をよ
り一層効率的に結露させることができるので、エアチェ
ンバー１５を設けない除湿風路３に比べて除湿効率を更
に改善することができる。特に、図４（ａ）、（ｂ）に
示すように、電子冷熱素子５の冷却面に冷却フィン１３
を設け、加熱面に加熱フィン１４をエアチェンバー１５
とあわせて採用すると、より一層除湿効率を向上させる
効果が見込まれる。

【００２６】

【発明の効果】この発明に係る除湿装置は、発熱性の電
気部品を収納する筐体に設けられて、前記筐体の内部に
外気を供給する通風機により吸気された外気を前記筐体
に導く管路である除湿風路と、前記吸気口より吸気され
た外気を冷却することにより、外気に含まれる水分を結
露させて除湿するとともに、除湿された外気を加熱する
ように前記除湿風路の吸気口近傍の内壁面に配設された
電子冷熱素子とを備えたので、湿気を含む外気を効率的
に除湿しながら筐体内に導入することが可能になり、か
つ、筐体内の電気部品が発生する熱が筐体内にこもるこ
とを抑制することができる。したがって、筐体内で結露
を生じることがなく、このため電気部品の腐食や絶縁抵
抗の低下をきたすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る除湿装置の構
成を示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る除湿装置の構
成を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る除湿装置の構
成を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態４に係る除湿装置の構
成を示す断面図である。

【図５】 従来の除湿機能を有する電気部品収納筐体の
断面図である。

【符号の説明】

１ 筐体、２ 電気部品収納部、３ 除湿風路、４ 取
付部、５ 電子冷熱素子、６ 通風機、７ エアーフィ
ルタ、８ 水分、９ 空気取り入れ口、１０ 電子冷熱
素子、１１ 電子冷熱素子、１２ 電子冷熱素子、１３
冷却フィン、１４ 加熱フィン、１５ エアーチェン
バー、１６ 電気部品収納筐体、１７ 電気部品収納
部、１８ 除湿風路、１９ 風路形成用仕切板、２０
電子冷熱素子、２１ 冷却フィン、２２ 加熱フィン、
２３ 送風機、２４ 空気取入口、２５ ドレンタン
ク、２６ 湿度センサー、２７ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ Ｓ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱性の電気部品を収納する筐体に設け
   られて、前記筐体の内部に外気を供給する通風機により
   吸気された外気を前記筐体に導く管路である除湿風路
   と、 前記吸気口より吸気された外気を冷却することにより、
   外気に含まれる水分を結露させて除湿するとともに、除
   湿された外気を加熱するように前記除湿風路の吸気口近
   傍の内壁面に配設された電子冷熱素子とを備えたことを
   特徴とする除湿装置。
2. 【請求項２】 除湿風路は、筐体との取付部から吸気口
   に到る管路が折り曲げ形成されており、かつ前記吸気口
   が下側に面するように前記筐体に設けられたことを特徴
   とする請求項１に記載の除湿装置。
3. 【請求項３】 電子冷熱素子は、外気を冷却する冷却面
   と外気を加熱する加熱面が互いに反対方向に位置するよ
   うに形成されており、前記冷却面が吸気口の近傍に、前
   記加熱面が前記吸気口から離隔した管路の内壁に位置す
   るように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の
   除湿装置。
4. 【請求項４】 電子冷熱素子は、冷却面及び加熱面のい
   ずれか一方あるいは両方にフィンが形成されたことを特
   徴とする請求項３に記載の除湿装置。
5. 【請求項５】 除湿風路は、電子冷熱素子が設けられた
   位置における管路の断面積が広く形成されたことを特徴
   とする請求項１に記載の除湿装置。