JP2004003818A

JP2004003818A - 湿気制御のための装置及び方法

Info

Publication number: JP2004003818A
Application number: JP2003071963A
Authority: JP
Inventors: Francis Gomes; フランシス　ゴメス; Paul Thom; ポール　トム; David Landsberger; デビッド　ランズバーガー
Original assignee: Bel Art Products Inc
Current assignee: Bel Art Products Inc
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-01-08
Also published as: AU2003200948A1; EP1344992A2; EP1344992B1; US20030172546A1; CA2419781A1; CA2419781C; KR20030074456A; US7114266B2; US6772534B2; KR100965038B1; US20040237333A1; TWI227773B; TW200400336A; AU2003200948B2; EP1344992A3; CN1330905C; CN1495391A

Abstract

【課題】湿気除去装置の除湿機能を向上させる。
【解決手段】湿気制御装置は、第１及び第２の側壁を有するハウジングと、ハウジングの第１の側壁に設けられた湿気含有ガス入口と、湿気含有ガス入口から離間した状態でハウジングの第１の側壁に設けられた乾燥ガス出口と、湿気含有ガス入口と乾燥ガス出口との間においてハウジング内に配置された乾燥媒体と、ハウジング内に設けられた乾燥ファンと、乾燥媒体を再活性化するための手段とを有する。ハウジングの第１及び第２の側壁はハウジングの内部空間によって相互に離間さされている。乾燥ファンは、湿気含有ガスの流れを形成し、そのガス流を湿気含有ガス入口からハウジング内へ導入し、乾燥媒体剤を通過させて乾燥ガス出口からハウジング外へ排出させる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、湿気を除去するための装置に関する。さらに詳しくは、本発明は内部空間から湿気を除去するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
閉鎖体の内部空間から湿気を除去するための装置は、ある種の業界、すなわち、閉鎖体の内部空間に貯蔵された製品が機能的一体性を保持するために十分に低い湿気レベルすなわち湿度に維持されなければならないような業界において広く使用されている。低い湿気レベルを維持する能力は研究室キャビネット及び関連する貯蔵用の閉鎖体において特に重要である。なぜならば、このような閉鎖体は、通常、湿気による損傷を特に受けやすい化学薬品、材料、製品及び機器を貯蔵するために使用されるからである。例えば、研究室キャビネット内の高い湿気レベルはその中に貯蔵されている化学薬品、材料及びその他の物質の汚染を生じるおそれがある。同様に、化学薬品を取扱ったり測定したりする機器の精度及び機能はしばしばこのような露出によって著しく低下する可能性が高い。
【０００３】
従来の除湿装置は回転ファン等のブロー機構を有している。このブロー機構はハウジング内に配置されていて、湿気で満たされた空気の流れをハウジングの一端において引き込んで乾燥媒体を通過させ、湿気を乾燥媒体すなわち乾燥剤へ転移させ、得られた乾燥空気をハウジングの反対側の端部から流出させるという機能を発揮する。このような従来の装置においては、乾燥媒体は湿気で飽和されるため、閉鎖体内の空気を引き続き乾燥させるためには、乾燥剤を周期的に交換又は再生する必要がある。再生の場合、乾燥剤に対して加熱された空気が逆流方向に通過させられる。これによって、乾燥剤から湿気が除去され、乾燥剤が再生される。研究室のキャビネット用途の場合、乾燥剤から湿気を吸収した再生空気が閉鎖されたキャビネット内へ流入しないようにするために、このような装置では、キャビネットを乾燥させる空気の流路が乾燥剤を再生させる空気の流路から分離されていることが望ましい。
【０００４】
湿気除去及び制御装置はこの分野において知られている。しかしながら、これらの周知の湿気除去装置は、一般に、一つ又は二つ以上の欠点及び制限を有し、これらの欠点及び制限が湿気除去装置を上記の研究室キャビネット用途として望ましくないものにしている。例えば、米国特許第４，３６１，４２５号明細書は無定形又は予め成形された乾燥剤を含む湿気捕集チャンバを有する除湿機を開示している。チャンバは従来の排出弁に接続されており、この排出弁が自動的に周期的に作動し、そのチャンバから湿気を排出する。高速ファンがチャンバに隣接して設けられており、チャンバを通過する圧縮空気に遠心力を加え、これにより圧縮空気から湿気及び異物粒子を除去する。したがって、米国特許第４，３６１，４２５号明細書に開示された除湿機は、特に、内部空間に閉じ込められた空気からではなく、圧縮空気から湿気を除去するように設計されている。さらに、特定の用途に対する設計的要求は乾燥剤の自己再生を可能にしないため、乾燥剤は周期的に湿気捕集チャンバから取り外して交換されなければならない。米国特許第４，６５４，０５７号明細書及び第５，２３０，７１９号明細書は周知の湿気除去装置又は除湿装置の別のタイプの例である。しかしながら、これらの開示された装置の例においては、乾燥されるべき湿った空気がハウジングの一方の端部へ引き込まれ、乾燥した空気がハウジングの他方の端部から排出される。乾燥剤の再生すなわち乾燥はハウジングを通して空気を逆流させることを必要とする。その場合、湿った再生空気は乾燥工程中に湿気が除去された空間内へ戻される。明らかなように、このような作動原理は湿度に非常に敏感な研究室の機器の環境には受け入れられない。米国特許第４，５３６，１９８号、第５，２９７，３９８号、第５，３７３，７０４号、第５，７９９，７２８号、第６，３６４，９４２号及び第６，３７９，４３５号は湿気除去装置の別のタイプの例を開示している。これらの湿気除去装置は上記欠点及び制限の一つ又は二つ以上を有しているため、研究室の閉鎖体では使用できないか又は使用に適さないものになっている。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第４，３６１，４２５号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，６５４，０５７号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，２３０，７１９号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，５３６，１９８号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，２９７，３９８号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，３７３，７０４号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，７９９，７２８号明細書
【特許文献８】
米国特許第６，３６４，９４２号明細書
【特許文献９】
米国特許第６，３７９，４３５号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、研究室キャビネット等の閉鎖体から湿気を除去するとともに閉鎖体内に乾燥した環境を維持するための湿気除去装置又は乾燥ユニットに対する強い要求が存在する。特に、次のような湿気除去及び制御装置又は乾燥ユニットが望まれている。すなわち、設計がコンパクトで、構造が比較的簡素で、内蔵式で、自己再生式の湿気除去及び制御装置又は乾燥ユニットであって、しかも、様々なキャビネット又はその他の閉鎖体に容易に組み込むことができるとともにそれらの内部からの湿気を効率的かつ有効に除去できるような湿気除去及び制御装置又は乾燥ユニットが望まれている。さらに、動作の信頼性が高く、製造のコスト効率が高く、取り付けの容易な乾燥ユニットを提供することが望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の湿気制御装置は、第１及び第２の側壁を有するハウジングと、ハウジングの第１の側壁に設けられた湿気含有ガス入口と、湿気含有ガス入口から離間した状態でハウジングの第１の側壁に設けられた乾燥ガス出口と、湿気含有ガス入口と乾燥ガス出口との間においてハウジング内に配置された乾燥媒体と、ハウジング内に設けられた乾燥ファンと、乾燥媒体を再活性化するための手段とを有する。ハウジングの第１及び第２の側壁はハウジングの内部空間によって相互に離間されている。乾燥ファンは湿気含有ガスの流れを形成し、そのガス流を湿気含有ガス入口からハウジング内へ導入し、乾燥媒体剤を通過させて乾燥ガス出口からハウジング外へ排出させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態における湿気制御のための装置すなわち乾燥ユニット１０前面カバー５０（図２）を取り外した状態で示されている。乾燥ユニット１０は二つの側壁を有する細長いハウジング１２を有し、ハウジング１２は上部領域１４と、中間領域１５と、下部領域１６とを有している。中間領域１５には、一対の乾燥剤保持プレート２３が互いに間隔を置いて設けられており、それらの間に乾燥チャンバ１８を形成している。この乾燥チャンバは乾燥媒体すなわち乾燥剤１９を収容するようになっている。ハウジング１２内において、乾燥チャンバ１８と上部領域１４との間には、再生ファン又はブロワー２０が配置されている。また、ハウジング１２の中間領域１５内において、乾燥チャンバ１８と下部領域１６との間には、乾燥ファン又はブロワー２２が配置されている。乾燥剤加熱エレメント２１が設けられている。この加熱エレメント２１は、好ましくは、乾燥チャンバ１８の下部に設けられ、概ね、一方の乾燥剤保持プレート２３に近接して設けられている。乾燥剤加熱エレメント２１は、概ね、低電圧抵抗器であるが、当業者に周知の別の熱発生装置であってもよい。上部領域１４には、第１の内部フラップ２６を有する第１の入口領域３２及び第１の外部フラップ２４を有する第１の出口領域３４が形成されている。第１の入口領域３２はハウジング１２の内部によって第１の出口領域３４から離間されている。同様に、下部領域１６には、第２の外部フラップ３０を有する第２の出口領域３６及び第２の内部フラップ２８を有する第２の入口領域３８が形成されている。第２の出口領域３６は第２の入口領域３８から離間されている。フラップ２４，２６，２８，３０は柔軟性、良好な化学薬品耐性及び長寿命を提供するシリコーン材料から形成されていることが好ましい。重要なことは、シリコーン製のフラップの柔軟性によって、装置の動作中に優れたシール特性が発揮されることである。フラップを形成するためのその他の可能な材料は、限定的ではないが、天然ゴム、ネオプレン等である。
【０００９】
マイクロプロセッサを用いた制御装置がファン２０，２２及び加熱エレメント２１に対して動作可能に接続されている。この制御装置は回路基板５６にはんだ付けその他の方法で設けられた構成部材（図示せず）を有している。この制御装置は、以下に説明するように、ファン及び加熱エレメント２１の自動的なサイクル動作を行わせる。
【００１０】
湿気制御装置１０は閉鎖体７５から湿気を除去するために使用することができる。閉鎖体には外壁又はドア７６が形成されており、そのドア７６には、第１の開口７８と第２の開口７９とを有する内部キャビティ７７が設けられている。さらに詳しくは、湿気制御装置すなわち乾燥ユニット１０は乾燥キャビネット７５（一点鎖線で示されている）に組み付けて使用することができる。このキャビネットについては、本出願人によって２００２年２月１５日に出願された同時係属中の米国特許出願第１０／０７５，２６２号明細書によって開示されている。この乾燥キャビネット７５はドア７６を有しており、そのドアには内部キャビティ７７が形成されている。また、その内部キャビティは相互に間隔を置いて配置された第１の開口７８と第２の開口７９とを有しており、それぞれの開口はキャビネットの内部空間とそれを囲む外部環境との間の導管を形成している。内部キャビティ７７は、第１の出口領域３４が第１の開口７８の近くに配置されるとともに第２の入口領域３８がドア７６における第２の開口７９の近くに配置されるように、乾燥ユニット１０に適合されている。乾燥ユニット１０の第１の入口領域３２及び第２の出口領域３６は閉鎖体すなわちキャビネット７５の内部に面している。
ここで、図１から図８を参照して、乾燥ユニット１０の個々の構成部材の特定の構造的な特徴及び配置をさらに詳しく説明する。
【００１１】
前面カバー５０は、上部領域１４と、中間領域１５と、下部領域１６とを有するハウジング１２の内部を閉鎖するために、ハウジング１２に対して取り外し可能に取り付けることができる。図２に最もよく示されるように、一対のねじ付きボス４８が設けられている。このボス４８はハウジング１２の後方パネルからハウジング１２の上部領域１４及び下部領域１６内へ延びており、前面カバー５０の対向端部を貫通して延びる対応する固定開口５２と整合している。例えば、ねじ等の従来の固定部材５４が個々の固定開口５２を通してボス４８に係合され、それによって、前面カバー５０がハウジング１２に取り外し可能に固定される。なお、ハウジング１２を形成するためには、当業者に周知の多くの別の技術を使用することが可能である。同様に、前面カバー５０をハウジング１２に取り付けるためには、別の技術を使用することが可能である。
【００１２】
第１の出口領域シールフランジ４２が第１の出口領域３４に切り欠き形成されており、第１の入口領域シールフランジ４３が第１の入口領域３２に切り欠き形成されている。同様に、第２の入口領域シールフランジ４４が第２の入口領域３８に切り欠き形成されており、第２の出口領域シールフランジ４５が第２の出口領域３６に切り欠き形成されている。個々のシールフランジ４２，４３，４４，４５に対応する４つのカバータブ５１が前面カバー５０の内面から延びている。図６に最もよく示されるように、前面カバー５０がハウジング１２に取り付けられた場合、第１のカバータブ５１が第１の出口領域シールフランジ４２に係合し、第１の出口領域３４の内側に楕円形の第１の出口開口３５を形成する。同様に、第２のカバータブ５１は第１の入口領域シールフランジ４３に係合し、第１の入口領域３２の内側に楕円形の第１の入口開口３３を形成する。図７に最もよく示されるように、前面カバー５０の内面から延びた第３のカバータブ５１は第２の出口領域シールフランジ４５に係合し、第２の出口領域３６の内側に楕円形の第２の出口開口３７を形成する。最後に、前面カバー５０の内面から延びた第４のカバータブ５１は第２の入口領域シールフランジ４４に係合し、第２の入口領域３８の内側に楕円形の第２の入口開口３９を形成する。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、第１の対のフラップ取り付けフランジ６０がハウジング１２から上部領域１４内へ延びており、第２の対のフラップ取り付けフランジ６１がハウジング１２から下部領域１６内へ延びている。第１の対のフラップ取り付けフランジ６０のうちの一つは第１の出口領域シールフランジ４２に隣接して配置されており、一方、第１の対のフラップ取り付けフランジ６０の他方は第１の入口領域シールフランジ４３に隣接して配置されている。同様に、第２の対のフラップ取り付けフランジ６１のうちの一つは第２の入口領域シールフランジ４４に隣接して配置されており、一方、第２の対のフラップ取り付けフランジ６１の他方は第２の出口領域シールフランジ４５に隣接して配置されている。平坦な取り付けプレート５８及び湾曲した取り付けプレート５９が設けられている。これらは、第１の出口領域シールフランジ４２と対応するフラップ取り付けフランジ６０との間、第１の入口領域シールフランジ４３と対応するフラップ取り付けフランジ６０との間、第２の入口領域シールフランジ４４と対応するフラップ取り付けフランジ６１との間、及び第２の出口領域シールフランジ４５と対応するフラップ取り付けフランジ６１との間にそれぞれ挟持されている。第１の外部フラップ２４は平坦な取り付けプレート５８と第１の出口領域シールフランジ４２との間に固定されており、第１の内部フラップ２６は平坦な取り付けプレート５８と第１の入口領域シールフランジ４３との間に固定されている。同様に、第２の内部フラップ２８は、平坦な取付けプレート５８と第２の入口領域シールフランジ４４との間に固定されており、第２の外部フラップ３０は平坦な取付けプレート５８と第２の出口領域シールフランジ４５との間に固定されている。したがって、後で説明するように、第１の外部フラップ２４及び第２の外部フラップ３０は、それぞれ、第１の出口領域３４及び第２の出口領域３６の内部へ向かって外方へ移動するようになっており、これにより、ハウジング内部からハウジング外部への負の圧力勾配に応答してハウジング１２からの空気流の排出が可能になっている。逆に、第１の内部フラップ２６及び第２の内部フラップ２８は、ハウジング内部へ移動するようになっており、これにより、ハウジング内部からハウジング外部への正の圧力勾配に応答してハウジング１２内への空気流の進入が可能になっている。
【００１４】
図２に示されるように、再生ファン２０及び乾燥ファン２２は互いに間隔を置いて取り付けられている。本発明の一実施形態では、ファンは細長い回路基板５６に取り付けられている。しかしながら、その他の取付け構造も考えられる。図３に示されるように、再生ファン２０は、一般的には、複数のファンブレード６２を有するものである。これらのファンブレード６２は中央ハブ６３から延びており、ファン開口６４内で回転するようになっている。同様に、図５に最もよく示されるように、乾燥ファン２２も、一般的には、複数のファンブレード６６を有するものである。これらのファンブレード６６は中央ハブ６７から延びており、ファン開口６８内で回転するようになっている。
【００１５】
また、乾燥剤保持プレート２３は、中間領域１５内へと延びる複数対の隣接したハウジングリッジ１３の間に挿入されていることが好ましい。好ましくは、乾燥剤保持プレート２３のうち第１の乾燥剤保持プレート２３は再生ファン２０の上流側端部に隣接又は対向して配置されており、第２の乾燥剤保持プレート２３は第１の乾燥剤保持プレート２３から乾燥ファン２２の上流側端部に向かって間隔を置いて配置されている。各乾燥剤保持プレート２３は複数の開口２３ａが形成されており、空気の流れが乾燥剤保持プレートを容易に通過できるようになっている。乾燥剤１９は乾燥剤保持プレート２３の間において乾燥チャンバ１８内に保持されている。乾燥剤１９は、好ましくは、ビーズ又はペレット状のシリカゲルから成っている。このような形態の乾燥剤１９は、乾燥チャンバを通る最適な空気流を可能にすることが分かっている。しかしながら、当業者にとっては明らかなように、別の乾燥剤も可能である。幾つかの例として、多孔質酸化アルミニウム、モンモリロナイト、シリカゲル、分子ふるい（合成ゼオライト）、硫酸カルシウム、酸化カルシウム等を挙げることができる。なお、シリカゲル乾燥剤１９は約３〜４年に一回交換されることが望ましい。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態においては、乾燥ユニット１０は動作中には縦方向に配置される。乾燥剤加熱エレメント２１は、下方の乾燥剤保持プレート２３の上面の近くにおいて、乾燥剤１９の下方に設けられる。しかしながら、乾燥ユニット１０は横方向で動作するのにも適している。このように、乾燥ユニット１０は縦横両方向において支持面上に支持されるようになった閉鎖体すなわち貯蔵キャビネットに取り付けて使用するのに特に適している。このような閉鎖体の一つの例は上記した本出願の同時係属出願に記載された研究室のモジュールキャビネットである。
【００１７】
回路基板５６の電子部品は、再生ファン２０、乾燥ファン２２及び加熱エレメント２１を制御するためにそれらに動作可能に接続されたマイクロプロセッサ（図示せず）を含む。さらに、マイクロプロセッサは安全手段として設けられた端子スイッチを制御する。さらに詳しくは、端子スイッチは、いずれかの電子部品、一般的には、ユニット１０の過熱が検出された場合に、ユニット１０を自動的に遮断するために設けられている。端子スイッチは過熱状態がもはや存在しないことが確認された場合に自動的にリセットするように設計されている。選択的構成として、電源が入っている場合に、それを示すために、低速の発光ダイオード（ＬＥＤ）を設けることも可能である。
【００１８】
主として図９を参照して、本発明の乾燥ユニット１０の動作をさらに詳細に説明する。第１の動作段階において、乾燥ユニット１０は乾燥チャンバ１８内に収容された乾燥剤１９を乾燥、再生又は再活性化させるように起動させられる。好ましい実施形態においては、乾燥剤再生段階は約４分間にわたって行われる。この間、乾燥ファン２２はアイドリング状態に維持され、一方、加熱エレメント２１及び再生ファン２０は作動させられ、ハウジング１２内において、ガスすなわち周囲空気の流れが形成される。その流れの方向は、図９において実線で示された矢印Ａの方向である。再生ファン２０によって形成される空気流は、ファン２０によって上部領域１４内に誘発された正の空気圧領域と、ファン２０によって乾燥ユニット１０の中間領域１５及び下部領域１６に誘発された低空気圧領域又は部分真空領域とによって生成される。空気流は第２の内部フラップ２８を有する第２の入口領域３８を通ってハウジング１２へと進入する。したがって、進入する空気が第２の内部フラップ２８を強制的に第２の入口領域シールフランジ４４から離間させ、また、空気流における流出する空気が第１の外部フラップ２４を強制的に第１の出口シールフランジ４２から離間させる。空気流がハウジング１２の内部を通過するとき、空気流はアイドリング状態の乾燥ファン２２を通って流れ、加熱エレメント２１によって加熱された後、乾燥チャンバ１８内に配置された乾燥剤１９を通過する。チャンバ１８においては、乾燥剤１９は加熱エレメント２１によって加熱され、乾燥剤１９の蒸気圧は過熱された再活性化空気の蒸気圧よりも高くなる。これにより、湿気は乾燥剤１９からその乾燥剤を通過する加熱された再活性化空気へと転移される。比較的高い湿気含有量を有する加熱された空気流は、その後、第１の出口領域３４の開放された第１の外部フラップ２４を通ってハウジング１２から流出する。したがって、第１の動作段階において生成された高温の湿った再活性化空気は乾燥キャビネット７５の第１の出口領域３４及びドア７６の第１の開口７８（図１）を通ってハウジング１２の外部へと排出される。乾燥剤１９は、第２の作動段階を開始する前、すなわち、キャビネット７５内の空気の乾燥を開始する前において、第１の作動段階の最後に実質的に乾燥されるべきである。乾燥剤１９が十分に乾燥された後、キャビネット７５の内部からハウジング１２を通過して反対方向に流れる第２の空気流を冷却するとともに再び乾燥させることができる。これについては、後に説明する。
【００１９】
前述の第１の作動段階においては、矢印Ａの方向に流れる空気流を促進するために、第２の内部フラップ２８は、第２の入口領域３８からハウジング１２の内部空間内へ向かって内方へ延びることによって開放され、それによって、第２の入口開口３９が開放させられるのに対し、第１の外部フラップ２４は、第１の出口領域３４から外方へ延びることによって開放され、それによって、第１の出口開口３５を開放させられる。この状態においては、上部領域１４において再生ファン２０によって形成された高圧空気領域が内方に配置された内部フラップ２６に対して加えられ、これにより、内部フラップ２６が第１の入口シールフランジ４３に対して押し付けられ、第１の入口開口３３がシールされる。さらに、中間領域１５及び下部領域１６においてファン２０によって形成された低圧空気領域が吸引力を生じ、この吸引力が第２の外部フラップ３０を第２の出口シールフランジ４５に対して引き付け、それによって、第２の出口開口３７がシールされる。このようにして、再生モードの間においては、外部フラップ及び内部のフラップの配置によって、一般に、ハウジング１２の内部、特に、乾燥チャンバ１８を通る周囲空気の流れが形成される一方、閉鎖体すなわち乾燥キャビネットの内部と乾燥ユニット１０のハウジング１２の内部との間の流体連通すなわち空気流は遮断される。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態においては、ファン２０は約１分間作動させられる。第２の動作段階においては、加熱エレメント２１は停止させられ、再生ファン２０が短時間だけ作動させられ、これにより、第１の段階において生じた湿った高温の空気が連続的にハウジング１２から排出される。第２の段階の間には、フラップ２４，２６，２８，３０は第１の段階の説明において説明したように配置されている。ファン２０によって形成された乾燥空気の流れは、乾燥剤１９内及びハウジング１２の内部の他の領域内に予め蓄積された残留湿気を実質的に除去するのに十分である。このようにして、乾燥剤１９は湿った空気を出口領域３４及びキャビネットドア７６の第１の開口７８を通して大気中へ連続的に流すことによって再生される。
【００２１】
ここで図１０を参照する。乾燥剤１９が図９に関して先に説明した方法で乾燥又は再生された後、乾燥ユニット１０は第３の動作段階、すなわち、乾燥モードで動作させられる。この動作段階においては、例えば、図１において一点鎖線で示されたキャビネット７５等の閉鎖された乾燥空間内に低い湿気レベルが形成され、その状態に維持される。この動作段階においては、乾燥剤加熱エレメント２１が停止させられ、再生ファン２０がアイドリング状態にされ、乾燥ファン２２が作動させられる。これにより、ハウジング１２の内部を通過するガス又は周囲空気の流れが形成される。その流れの方向は、図１０に破線で示された矢印Ｂの方向である。したがって、乾燥空間すなわちキャビネット７５の内部空間からの湿気を含む空気の流れが第１の入口領域３２を通って乾燥ユニット１０内へと進入し、アイドリング状態の再生ファン２０を通って流れる。乾燥ファン２２によって、湿気で満たされた空気が乾燥チャンバ１８内に収容された乾燥剤１９に通過させられる。乾燥剤１９は比較的低温で乾燥しているため、乾燥チャンバ１８を通って流れる湿った空気の表面蒸気圧よりも低い表面蒸気圧を有しており、通過する空気流から湿気を吸着する。最終的に、乾燥剤１９は空気から湿気を吸着するときに湿らされ、乾燥された空気流の湿気からの放熱によってその温度が上昇する。ある時点において、乾燥剤１９は十分に湿らされ、乾燥剤の温度は、その乾燥剤１９と流れる空気との間に蒸気圧平衡が生じる温度まで上昇する。その結果、乾燥剤１９の表面蒸気圧はもはや周囲空気の蒸気圧よりも十分に低くはなく、流れる空気から乾燥剤１９への湿気の連続した転移は促進されない。この時点では、乾燥剤１９はもはや空気から湿気を吸着しない。したがって、図９の第１の動作段階に関して前に説明したような方法で乾燥又は再活性化してから再使用しなくてはならない。
【００２２】
空気流は、ハウジング１２の乾燥チャンバ１８と、中間領域１５と、下部領域１６とをそれぞれ通って流れた後、第２の出口領域３６の第２の外部フラップ３０を通ってユニット１０から流出し、乾燥キャビネット７５の内部空間内へと進入する。キャビネット７５からハウジング１２内の乾燥チャンバ１８への湿った空気の進入、及びハウジング１２からキャビネット７５へと戻される乾燥空気の排出は、乾燥ファンすなわちブロワー２２によって中間領域１５及び上部領域１４に低圧領域又は部分真空が形成される一方、ファン２２によって下部領域１６に高圧領域が形成されることによって誘起される。
このようにして、第３の動作段階の間において、空気流は、一般に、第１の入口領域３２を通って、特に、内方へ開放した第１の内部フラップ２６によって開放された第１の入口開口３３を通って乾燥ユニット１０へと進入する。空気流は、乾燥チャンバ１８及びハウジング１２の内部の残りの部分を通過した後、第２の出口領域３６における外方へ開放した第２の外部フラップ３０によって開放された第２の出口開口３７を通ってユニット１０から流出する。
【００２３】
図１０に関して先に説明した第３の動作段階の乾燥モードにおいては、矢印Ｂによって示されているようなハウジング１２の内部を通る空気流の通過を容易にするために、第１の内部フラップ２６は上部領域１４内を内方へ延びており、第１の入口シールフランジ４３から離間して、第１の入口開口３３を開放させている。第２の外部フラップ３０は第２の出口領域３６内を外方に延びており、第２の出口シールフランジ４５から離間して、第２の出口開口３７を開放している。上部領域１４内に形成された低圧領域又は部分真空に起因する吸引力により、第１の外部フラップ２４は第１の出口シールフランジ４２に対して吸引され、第１の出口開口３５をシールする。さらに、下部領域１６における正圧領域は第２の内部フラップ２８を第２の入口シールフランジ４４に対して外方へ押し付け、第２の入口開口３９をシールする。乾燥モードの間には、フラップは上記のような配置となり、閉鎖体すなわち乾燥キャビネット７５の内部とハウジング１２の内部との間に流体連通又は空気流が形成される。これに対して、図９において矢印Ａによって示されるような外部環境とハウジング１２の内部との間の空気流は閉鎖された第１の外部フラップ２４と第２の内部フラップ２８とによって遮断される。
【００２４】
第４の動作段階の間には、乾燥ユニット１０は予熱モードで動作される。この状態においては、再生ファン２０と乾燥ファン２２とはアイドリング状態にされ、加熱エレメント２１のみが作動させられる。このモードにおいては、乾燥剤１９は約１分間だけ予熱され、その後、図９の第１の動作段階に関して説明した再活性化モードが開始される。
【００２５】
上に説明したように、本発明の好ましい実施形態においては、加熱エレメント２１は、図９に示された乾燥ユニット１０のように、乾燥剤１９の直下又はその下方に配置されている。この配置にされる一つの理由は、加熱された空気が自然に上方に流れるようにするためである。このように、加熱エレメント２１が作動させられているときには、再活性化モードにおける加熱空気はユニット１０内を上方へ移動し、特に、乾燥チャンバ１８を通って上方へ移動し、乾燥剤１９を乾燥させる。これは、乾燥剤１９を乾燥させるための最も効率的な空気流の形態である。
【００２６】
ここで本発明の別の実施形態を図１１及び図１２基づいて説明する。図１１に示された乾燥ユニット４０の場合のように、加熱エレメント２１が乾燥剤１９の上方に配置されていても、ユニット１０は機能するであろう。この場合、再生ファン２０は乾燥チャンバ１８の下方に配置され、このファン２０によって、再生空気の流れ（図１１において、実線Ｃによって示されている）はハウジング１２の内部及び乾燥チャンバ１８を通って下方へ引き込まれる。図１２に示された乾燥モードにおいては、破線Ｄによって示されるように、乾燥ユニット４０の乾燥ファン２２によって、湿った空気の流れはハウジング１２の内部及び乾燥チャンバ１８を通って上方へ引き込まれる。この空気流の形態の場合、ファン２０，２２によって形成される空気流は極めて大きくされることが好ましい。
【００２７】
上記のように、ユニット１０は横方向でも機能する。しかしながら、縦の配置が有利である。なぜならば、そのような配置は乾燥チャンバの下方に位置する加熱エレメントによって生成された熱が乾燥剤を通って自然に上昇することを容易にするからである。すなわち、横向きの配向においては、熱の流れの自然上昇が部分的に利用され、下方に位置する加熱エレメントからの加熱された空気は引き続き上昇する。しかしながら、ユニット１０が、好ましい配置である縦向きではなく、横向きに配向されている場合には、上方に位置する加熱エレメントは効率的に機能しない。しかしながら、横向きに配向されたユニット１０も乾燥剤の十分な加熱及び再生を行うことができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態における湿気制御装置の正面図であり、装置の内部構成部材を露出させるために、前面カバーが装置のハウジングから取り外された状態を示す図である。
【図２】装置の分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、加熱エレメントが乾燥チャンバの下方に配置されている状態を示す図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】乾燥媒体の再生ステップにおける本発明の装置（乾燥チャンバの下部に配置された加熱エレメントを有するもの）を示す図である。
【図１０】閉鎖された乾燥チャンバ内の湿気を制御するための乾燥モードにおける本発明の装置（乾燥チャンバの下部に配置された加熱エレメントを有するもの）を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態における湿気制御装置、すなわち、乾燥チャンバの上部に加熱エレメントが配置されたタイプの装置を示す図９と同様な図である。
【図１２】本発明の別の実施形態における湿気制御装置、すなわち、乾燥チャンバの上部に加熱エレメントが配置されたタイプの装置を示す図１０と同様な図である。
【符号の説明】
１２　ハウジング
１９　乾燥剤
２０　再生ファン
２１　加熱エレメント
２２　乾燥ファン
３２　第１の入口領域
３４　第１の出口領域
３６　第２の出口領域
３８　第２の入口領域
２４　第１の外部フラップ
２６　第１の内部フラップ
２８　第２の内部フラップ
３０　第２の外部フラップ
３３　第１の入口開口
３５　第１の出口開口
３７　第２の出口開口
３９　第２の入口開口

Claims

湿気制御装置であって、
第１及び第２の側壁を有するハウジングと、
ハウジングの第１の側壁に設けられた湿気含有ガス入口と、
湿気含有ガス入口から離間した状態でハウジングの第１の側壁に設けられた乾燥ガス出口と、
湿気含有ガス入口と乾燥ガス出口との間においてハウジング内に配置された乾燥媒体と、
ハウジング内に設けられた乾燥ファンと、
乾燥媒体を再活性化するための手段と、
を有し、ハウジングの第１及び第２の側壁はハウジングの内部空間によって相互に離間されており、乾燥ファンは湿気含有ガスの流れを形成し、そのガス流を湿気含有ガス入口からハウジング内へ導入し、乾燥媒体剤を通過させて乾燥ガス出口からハウジング外へ排出させるように構成されている湿気制御装置。
乾燥媒体を再活性化するための手段が、
ハウジングの第２の側壁に設けられた再生ガス入口と、
再生ガス入口から離間した状態でハウジングの第２の側壁に設けられた再生ガス出口と、
乾燥媒体加熱手段と、
再生ガス入口と再生ガス出口との間においてハウジング内に配置された再生ファンと、
を有し、再生ファンは再生ガスを再生ガス入口からハウジング内へ引き込み、乾燥媒体を通過させて再生ガス出口からハウジング外へ排出させるように構成されている請求項１に記載の湿気制御装置。
湿気ガス入口を覆う第１の弾性フラップと、
乾燥ガス出口を覆う第２の弾性フラップと、
再生ガス入口を覆う第３の弾性フラップと、
再生ガス出口を覆う第４の弾性フラップと、
をさらに有する請求項２に記載の湿気制御装置。
ガスが周囲空気であり、第１の弾性フラップが湿気含有ガス入口を覆っており、第２の弾性フラップが乾燥ガス出口を覆っており、第３の弾性フラップが再生ガス入口を覆っており、第４の弾性フラップが再生ガス出口を覆っている請求項３に記載の湿気制御装置。
第１及び第２の弾性フラップがハウジングに当接して配置されており、乾燥ファンの動作中において、第１の弾性フラップがハウジングの内部へ向かって内方に引き込まれて湿気ガス入口から離間させられ、第２の弾性フラップが外方へ押し付けられて乾燥ガス出口から離間させられ、それによって、湿気ガス入口及び乾燥ガス出口を通る空気流が促進されるようになっている請求項４に記載の湿気制御装置。
第３及び第４の弾性フラップがハウジングに当接して配置されており、乾燥ファンの動作中において、第３の弾性フラップが再生ガス入口に対してシール係合するように外方へ押し付けられ、第４の弾性フラップが再生ガス出口に対してシール係合するようにハウジングの内部へ向かって内方へ引き込まれ、それによって、再生ガス入口及び再生ガス出口を通る空気流が阻止されるようになっている請求項５に記載の湿気制御装置。
第３及び第４の弾性フラップがハウジングに当接して配置されており、再生ファンの動作中において、第３の弾性フラップがハウジングの内部へ向かって内方へ引き込まれて再生ガス入口から離間させられ、第４の弾性フラップが外方へ押し付けられて再生ガス出口から離間させられ、それによって、再生ガス入口及び再生ガス出口を通る空気流が促進されるようになっている請求項４に記載の湿気制御装置。
第１及び第２の弾性フラップがハウジングに当接して配置されており、再生ファンの動作中において、第１の弾性フラップが湿気ガス入口に対してシール係合するように外方へ押し付けられ、第２の弾性フラップが乾燥ガス出口に対してシール係合するようにハウジングの内部に向かって内方へ引き込まれ、それによって、湿気ガス入口及び乾燥ガス出口を通る空気流が阻止されるようになっている請求項７に記載の湿気制御装置。
乾燥ファンが乾燥媒体と乾燥ガス出口との間においてハウジング内に配置されており、乾燥媒体加熱装置が乾燥媒体と乾燥ファンとの間に配置されている請求項４に記載の湿気制御装置。
乾燥媒体加熱装置が乾燥媒体と再生ファンとの間に配置されている請求項４に記載の湿気制御装置。
湿気制御装置によって閉鎖体の内部空間内に存在するガスから湿気を除去するための方法であって、
湿気制御装置は第１及び第２の側壁を有するハウジングを有し、ハウジングは第１の側壁を貫通する第１及び第２の開口と、第２の側壁を貫通する第３及び第４の開口とを有し、これらの開口にはそれぞれ第１、第２、第３及び第４の柔軟なカバーフラップがそれらと協働するように設けられており、ハウジングは乾燥媒体、乾燥ファン及び再生ファンを収容しており、第１及び第２の開口が閉鎖体の内部空間に連通しており、第３及び第４のポートが閉鎖体を取り囲んでいる周囲空気に連通しており、その方法は、
乾燥ファンを作動させることによってハウジング内に圧力勾配を形成し、ハウジング内を通過する乾燥空気流を形成する工程を少なくとも有し、
乾燥空気流は第１及び第２のフラップを第１及び第２のポートからそれぞれ離間させるとともに第３及び第４のフラップを第３及び第４のポートに対してシール係合させ、
乾燥空気流によって、湿った空気が閉鎖体の内部空間から第１のポートを通って装置のハウジング内へ進入し、乾燥媒体を通って流れ、ほぼ乾燥された状態となって第２のポートから装置のハウジング外へ流出するように構成されている方法。
乾燥ファンの作動を停止させる工程と、
再生ファンを作動させることによってハウジング内に圧力勾配を形成するとともにその圧力勾配を維持し、ハウジング内を通過する再生空気流を形成する工程と、
をさらに有し、再生空気流は第３及び第４のフラップを第３及び第４のポートからそれぞれ離間させ、また、その再生空気流は第１及び第２のフラップを第１及び第２のポートに対してそれぞれシール係合させ、
再生ファンの作動及びそれに伴って形成される再生空気流によって、周囲空気が第３のポートを通ってハウジング内へ進入し、乾燥媒体を通過して第４のポートからハウジング外へ流出し、流出する再生空気流が乾燥媒体から閉鎖体の外部の周囲空気へ湿気を転移させ、それによって、乾燥媒体の再活性化が行われるようになっている請求項１１に記載の方法。
乾燥ファンを作動させる工程の後に、乾燥媒体を加熱する工程をさらに有し、再生ファンを作動させるステップの後に、
乾燥媒体を加熱する工程を停止させる工程と、
再生ファンの作動を継続させて乾燥媒体を効果的に冷却する工程、
とをさらに有する請求項１２に記載の方法。
再生ファンの作動を停止させる工程と、
乾燥ファンを再作動する工程と、
をさらに有する請求項１３に記載の方法。