JP2005069513A - 調湿型保存庫 - Google Patents

Abstract

【課題】庫内を所定温度とし、かつ湿度を調整可能とした、消費エネルギーの少ない調湿型保存庫を提供すること。
【解決手段】氷点温度保存庫（１４）の内部に、多量の氷（６０）及び水（６２）を投入し、調湿保存庫（２６）の中に貯蔵すべき物品（２９）を収納して、開閉扉（２４）及び開閉扉（１２）を閉める。調湿保存庫（２６）は、氷点温度保存庫（１４）の庫内の空気で冷却され、物品は略０℃で保存される。また、調湿保存庫（２６）の内部の湿度は、調湿ユニット（３２）にて調整可能となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、調湿型保存庫にかかり、特に、庫内を所定の温度で、かつ湿度を調整可能とした調湿型長期保存庫に関する。

従来の調湿型長期保存庫には低温低湿で物品を貯蔵する装置がある（例えば、特許文献１及び特許文献２）。また、キャビネット内を除湿または加湿処理可能とした中湿庫がある。
更に除湿器に電気分解を利用した方法がある（例えば特許文献３）。
特開平５−１９６３３８号公報 実公平７−０１４０３号公報 特開昭６２−２７７１２６号公報

しかしながら、特開平５−１９６３３８号公報や特開昭６２−２７７１２６号公報に開示の装置では、物品を高湿度状態で保管することができない。
実公平７−０１０４０３号公報に開示の装置では、０℃付近で物品を保管することができない。
このように、従来では、物品を０℃付近で、かつ低湿から高湿までの所望の湿度下で保管することが出来なかった。
また、冷却するためには多大なエネルギーを消費する冷却装置が必要であった。
さらに、これらの装置では、高温（室温よりも高い温度）で、かつ低湿から高湿までの所望の湿度下で保管することも出来ない。
本発明は上記事実を考慮し、物品を所定の温度で、かつ低湿から高湿までの所望の湿度下で保管することが可能な調湿型長期保存庫を提供することが目的である。

本発明の課題は下記の手段により達成された。
請求項１に記載の調湿型保存庫は、冷却媒体を貯留可能な第１の収納部と、前記第１の収納部内に設けられ、物品を収納可能とすると共に、前記冷却媒体の温度を内部に伝達可能とする第２の収納部と、前記第２の収納部内の湿度を調整する湿度調整手段と、を有することを特徴としている。
請求項２に記載の調湿型長期保存庫は、内部を加熱するヒータを有する第１の収納部と、前記第１の収納部内に設けられ、物品を収納可能とすると共に、前記ヒータによる熱を内部に伝達可能とする第２の収納部と、前記第２の収納部内の湿度を調整する湿度調整手段と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の調湿型長期保存庫は上記の構成としたので、第２の収納部内を低温かつ所望の湿度に設定でき、写真をはじめとする文化財的価値物体を長期に渡って劣化させずに保存することができる、という優れた効果を有する。また、冷却に電力を用いないので、省エネ、省資源を達成することができる、という優れた効果を有する。
また、請求項２に記載の調湿型長期保存庫は上記の構成としたので、第２の収納部内を高温かつ所望の湿度に設定して物品を保存することができる、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を図１乃至３にしたがって説明する。なお図面中同符号は同じものを示す。
本実施形態の保存庫の断面図である図１及びその正面図である図２に示すように、本実施形態の低温調湿型長期保存庫１０は、開閉扉１２の取り付けられた箱状の断熱保存庫１４を備えている。
断熱保存庫１４の壁面及び開閉扉１２の内部には、グラスウール、発泡樹脂等の断熱材が設けられている。
断熱保存庫１４は、防水構造となっており、内部には、冷却媒体としての氷６０及び水６２を貯留することができる。
断熱保存庫１４には、氷６０の有無を検出する氷有無確認センサ１６が設けられている。
氷有無確認センサ１６は、圧力センサ１８と、圧力センサ１８を上下に移動するアクチュエータ２０を備えている。
この第１の実施形態の調湿型長期保存庫では、第１の収納部に低温の冷却媒体を貯留する。
冷却保管したい物品は、第２の収納部に保管する。
第２の収納部は冷却媒体の温度を内部に伝達するので、第２の収納部の内部は低温となり、低温下で物品を保管することができる。
また、湿度調整手段にて第２の収納部内の湿度を調整することができるので、低温かつ所望の湿度で、物品を保管することができる。
なお、第２の収納部は、例えば、ステンレススチール、アルミニウム等の金属、ポリスチレン、ポリカーボネート等の合成樹脂で形成することができるが、これら以外の材料で形成しても良い。

冷却媒体としては、０℃付近で凝固点をもつ固液共存媒体が好ましい。
ここで、この調湿型長期保存庫において、冷却媒体は、少なくとも氷を含んでいても良い。また、冷却媒体は、氷の他に水を含んでいても良い。
これにより、第２の収納部内の物品を０℃または０℃付近の低温で保管することができる。
冷却媒体として氷及び水を用いることで、ランニングコストを低く抑えることができる、という優れた効果がある。
この調湿型長期保存庫において、第１の収納部は、空気を循環させる循環手段を有していても良い。

循環手段が第１の収納部の中の空気を循環させ、第１の収納部の内部の温度ムラを防止することができ、これにより、第１の収納部の中に設けた第２の収納部を均一に冷却することができる。したがって、第２の収納部内の物品を均一に冷却することができる、という優れた効果がある。
さらに、この調湿型長期保存庫において、第１の収納部内の氷の有無を検出する氷検出手段を設けても良い。これにより、氷検出手段によって第１の収納部内の氷の有無を検出することができる。
このため、目視せずに、第１の収納部内の氷の有無を把握することができる、という優れた効果がある。
なお、氷検出手段によって第１の収納部内に氷が無いと検出された場合に、ランプを点灯させたり、ブザーを鳴らす等しても良く、さらに、製氷装置を設けた場合には、製氷装置で製造した氷を自動で第１の収納部内に供給するようにしても良い。

さらに、この調湿型長期保存庫において、氷を製造する製氷装置を第１の収納部に連結しても良い。
氷を製造する製氷装置を第１の収納部に連結することで、第１の収納部内の氷が不足した場合等に、第１の収納部に氷を素早く供給することができる、という優れた効果を有する。

これら圧力センサ１８及びアクチュエータ２０は、図３に示すように、制御装置２２に接続されている。
なお、圧力センサ１８は、例えば、圧力が変化すると電気抵抗が変化するものである。
制御装置２２は、定期的にアクチュエータ２０を制御して圧力センサ１８を氷水内で上下に移動させる。
氷が多量に存在する場合には、動かした圧力センサ１８に氷がぶつかるため、圧力変化（電気抵抗の変化に変換）が大きいが、氷が無くなった場合には、氷がぶつからないため圧力変化（電気抵抗の変化に変換）が生じない。
したがって、制御装置２２は、圧力センサ１８の電気抵抗の変化を見ることで氷の有無を判断することができる。

図１及び図２に示すように、断熱保存庫１４の内部には、開閉扉２４の取り付けられた箱状の調湿保存庫２６が設けられている。
この調湿保存庫２６も防水構造となっており、開閉扉２４を閉めることにより内部を密閉することができる。
なお、調湿保存庫２６は、断熱保存庫１４の内壁面からスペーサー２８で離されている。
調湿保存庫２６の壁面及び開閉扉２４は、例えば、ステンレススチール、アルミニウム等の金属、ポリスチレン、ポリカーボネート等の合成樹脂で形成されている。
開閉扉１２及び開閉扉２４を開けることにより、調湿保存庫２６の内部に物品２９を収納することができる。
本実施形態の低温調湿型長期保存庫の電気系のブロック図を図３に示す。
断熱保存庫１４の内壁面には、内部の空気を循環するためのファン３０が取り付けられている。なお、図３に示すようにファン３０は制御装置２２に接続されて制御されている。

次に、調湿保存庫２６の側壁面には、乾燥ユニット３２Ａ及び加湿ユニット３２Ｂが取り付けられており、上壁面内側には湿度センサ３４（図３参照）が取り付けられている。
先ず最初に、乾燥ユニット３２Ａの構造を図４に要部を断面図で示す。

図４において、１は容器、２は容器１の中に存在する水分を含む気体、３は気体２の中の水分を示す水の分子、４は気体２と接触する多孔性電極、５は多孔性電極４に接合されたプロトン導電性固体で、導電率の高いＨ₃ＭＯ₁₂ＰＯ₄₀・２９Ｈ₂Ｏ又は、Ｈ₃Ｗ₁₂ＰＯ₄₀・２９Ｈ₂Ｏ等が使用される。６はプロトン導電性固体５と接合し容器１の外の空間と接触する多孔性電極で、多孔性電極４、プロトン導電性固体５、多孔性電極６は圧着又は蒸着等の方法で積層一体に形成され電気化学的セル７を構成している。１６は酸素を示す。８はセル７を容器１と絶縁する絶縁物で、絶縁物８と容器１は固着されている。９は多孔性電極４を正、多孔性電極６を負とする電圧を印加する直流電流である。

次に動作について説明する。容器１の中の気体２に含まれる水分３は、直流電源９により電圧が印加され正に帯電している多孔性電極４とプロトン導電性固体５との界面で次の反応を生じる。
Ｈ₂Ｏ → ２Ｈ⁺ ＋ １／２Ｏ₂ ＋ ２ｅ^-
この反応により気体２に含まれる水分３は分解された水素イオン（以下プロトンと称す）１１はプロトン導電性固体５の中を、負に帯電している多孔性電極６に向かって矢印Ａ方向に移動する。多孔性電極６に到達したプロトン１１は多孔性電極６とプロトン導電性固体５との界面で酸素１５と反応する。
２Ｈ⁺ ＋ １／２Ｏ₂ ＋ ２ｅ^- → ２Ｈ₂Ｏ
この反応によりプロトン１１から水を生成し、多孔性電極６に接触する空間に放出される。これにより容器１の中の気体２に含まれる水分は除去されることになる。

この実施例では多孔性電極４、プロトン導電性固体５、多孔性電極６の順に積層一体に形成されているが、プロトン導電性固体５に多孔性電極４と６が接合し、所定の電圧が印加されていればどんな形状でも容器１の気体２に含まれる水分３を除去する動作を行なうことができる。またプロトン導電性固体５は実施例に記載された組成物（Ｈ₃ＭＯ₁₂ＰＯ₄₀・２９Ｈ₂Ｏ Ｈ₃Ｗ₁₂ＰＯ₄₀・２９Ｈ₂Ｏ）以外のものでも同様な効果を奏する。

次に、加湿ユニット３２Ｂの構造を図５に断面図で示す。
図５においては、図４で示した容器１と同じだが、電極が逆についた構造をしている。この構造により容器１内に水分を導入つまり加湿することができる。

次に製氷について説明すると、図２に示すように、本実施形態の低温調湿型長期保存庫１０の側方には、製氷機５３が設けられている。
製氷機５３で作られた氷６０は、断熱保存庫１４の壁面に形成された孔５４を介して断熱保存庫１４の内部に投入可能となっている。
なお、製氷機５３は、制御装置２２（図３参照）に連結されており、制御装置２２は、断熱保存庫１４の氷６０が無いと判断したときに、製氷機５３を制御して氷６０を断熱保存庫１４の内部へ自動的に投入させることができる。
なお、本実施形態では、氷を自動的に投入したいがために低温調湿型長期保存庫１０の側方に製氷機５３を設けているが、手作業で氷を投入することもできるので、必ずしも低温調湿型長期保存庫１０の側方に製氷機５３が設けられていなくても良い。

また、本実施形態の低温調湿型長期保存庫１０には、図３に示すように、太陽電池５６、蓄電池５８、及び充電回路５９が設けられている。
なお、通常は、アクチュエータ２０、制御装置２２、ファン３０、電気ヒータ４４、及び製氷機５３は、外部電源（家庭用１００Ｖ等）により電力の供給を受けて作動するが、太陽電池５６で発電された電力、蓄電池５８に貯められた電力を用いることもできる。

このため、停電等の場合であっても、ある程度の時間は各部を作動させることができる。
また、断熱保存庫１４の内部には、水位センサ６４が設けられており、開閉扉１２を開けたときに水６２が溢れないように、水位があるレベルを超えないように氷６０の投入を停止するようになっている。
また、制御装置２２には、図３に示すように、調湿保存庫２６の庫内の湿度を設定する湿度調節器６６が接続されている。

次に、本実施形態の低温調湿型長期保存庫１０の作用を説明する。
先ず、断熱保存庫１４の内部に、多量の氷６０及び水６２を投入する。
次に、開閉扉２４を開けて調湿保存庫２６の中に貯蔵すべき物品２９を収納し、開閉扉２４及び開閉扉１２を閉める。
なお、開閉扉１２が閉められると、一定時間毎一定時間だけ、または連続的にファン３０が作動し、断熱保存庫１４の内部の空気が撹拌される。
断熱保存庫１４の内部には、多量の氷６０が貯留されているので、断熱保存庫１４の庫内温度は０℃に近づく。
調湿保存庫２６の壁面及び開閉扉２４は、断熱保存庫１４の庫内の空気で冷却され、しばらくすると調湿保存庫２６の庫内温度が低下し、物品２９を低温（例えば、１０℃以下、ほぼ０℃となる場合もある）で保存することができる。
なお、時間がたつと、氷６０が溶けて無くなる場合がある。

本実施形態では、氷有無確認センサ１６が一定時間毎に作動し、氷６０の有無を確認する。
制御装置２２が氷は無いと判断すると、製氷機５３を制御して一定量の氷６０を断熱保存庫１４の内部へ投入させる。
なお、氷６０と水６２の割合（重量比）は、例えば、１：９９〜９９：１の範囲内であり、少なくとも氷６０が存在し、水６２の温度が０℃付近であることが好ましいのは勿論である。
また、長期に渡って調湿保存庫２６の庫内温度を低温に保つためには、氷６０の割合が多い方が良いのは勿論である。
ここで、調湿保存庫２６の内部の湿度は、湿度センサ３４で検出されており、予め設定した値よりも湿度が低くい場合には庫内を加湿し、予め設定した値よりも湿度が高い場合には庫内を乾燥する。
なお、調湿保存庫２６の庫内の湿度は、湿度調節器６６によって設定される。

次に、加湿ユニット３２Ｂの作用を説明する。
調湿保存庫２６の内部の湿度が予め設定した値よりも低い場合には、制御装置２２は、加湿ユニット３２Ｂの電源９を入力する。
これにより、図５に示すように、水分が調湿保存庫２６の内部に排出され、調湿保存庫２６の内部が加湿される。

次に、乾燥ユニット３２Ａの作用を説明する。
図５に電源（９）を入力することで調湿保存庫２６の内部の湿気を吸収し、庫内の湿度を低下させる。
このように乾燥ユニット３２Ａと加湿ユニット３２Ｂを用いることにより、調湿保存庫２６の庫内の湿度を一定（例えば、相対湿度２０〜８０％の範囲内の任意の湿度で）に保つことができる。
したがって、本実施形態の低温調湿型長期保存庫１０では、調湿保存庫２６の内部を低温で、かつ所定の湿度に保つことができるので、物品２９を長期に渡って劣化させずに保管することができる。
また、本実施形態の低温調湿型長期保存庫１０では、冷却に氷６０及び水６２を用いているので、エネルギーの消費が少なくて済む。

さらに、太陽電池５６及び蓄電池５８を備えているので、光がある場合には更に省エネとなり、また、停電時等でもある程度の時間は各部を作動させることができる。
また、冷却に氷６０及び水６２を用いているので、調湿保存庫２６の庫内温度がマイナスになることは無く、物品２９を凍結させて損傷させることが無い。
この調湿保存庫２６に保管する物品２９としては、例えば、写真、フィルム等をはじめとする文化財的価値物体、生物標本、食料品等を上げることができるが、何でも構わない。

［第２の実施形態］
この実施の形態の調湿型保存庫では、保管したい物品は、第２の収納部に保管する。
第２の収納部はヒータの熱を内部に伝達するので、第２の収納部の内部が設置環境よりも高温となり、高温下で物品を保管することができる。
また、湿度調整手段にて第２の収納部内の湿度を調整することができるので、高温かつ所望の湿度で、物品を保管することができる。
以下、本発明の第２の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図６には、本実施形態に係る高温調湿型長期保存庫６８が断面図にて示されている。
この高温調湿型長期保存庫６８は、第１の実施形態の低温調湿型長期保存庫１０とは断熱保存庫１４の構造が異なっている。
本実施形態では、断熱保存庫１４の内部に、庫内の空気を加熱するための電気ヒータ７０がファン３０の前に設けられており、氷有無確認センサ１６、及び水位センサ６４は設けられていない。また、断熱保存庫１４の内部には、断熱保存庫１４の庫内の温度を検出するための温度センサ７２が設けられている。
図７に示すように、温度センサ７２、電気ヒータ７０、断熱保存庫１４の内部温度の設定を行う温度設定装置７４が制御装置２２に接続されている。
なお、その他の構造は第１の実施形態と同様の構造である。

次に、本実施形態の高温調湿型長期保存庫６８の作用を図６及び図７に従って説明する。
先ず、開閉扉２４を開けて調湿保存庫２６の中に貯蔵すべき物品２９を収納し、開閉扉２４及び開閉扉１２を閉める。
次に、図７に示すように温度設定装置７４を用いて、断熱保存庫１４の内部温度の設定を行う。
制御装置２２は、温度設定装置７４で設定された庫内温度となるように、電気ヒータ７０の通電をコントロールする。
なお、電気ヒータ７０の通電時には、一定時間毎一定時間だけ、または連続的にファン３０が作動し、断熱保存庫１４の内部の空気が撹拌される。
調湿保存庫２６の壁面及び開閉扉２４は、断熱保存庫１４の庫内の空気で加熱され、しばらくすると調湿保存庫２６の庫内温度が設定された温度まで上昇し、物品２９を高温下で保存することができる。
なお、調湿保存庫２６の内部の湿度は、第１の実施形態と同様に、乾燥ユニット３２Ａと加湿ユニット３２Ｂを用いることにより、一定に保たれる。

したがって、本実施形態の高温調湿型長期保存庫６８では、調湿保存庫２６の内部を所定の温度（高温）で、かつ所定の湿度に保つことができ、例えば、物品２９の加速試験を容易に行うことができる。
なお、本実施形態では、温度センサ７２を断熱保存庫１４の内部に設けたが、調湿保存庫２６の内部に設けても良い。これにより、調湿保存庫２６内の温度をより精密に設定可能となる。

本実施形態の低温調湿型長期保存庫の断面図である。 本実施形態の低温調湿型長期保存庫の正面図である。 本実施形態の低温調湿型長期保存庫の電気系のブロック図である。 乾燥ユニットの要部の断面図である。 加湿ユニットの要部の断面図である。 本実施形態の高温調湿型長期保存庫の断面図である。 本実施形態の高温調湿型長期保存庫の電気系のブロック図である。

符号の説明

１０ 低温調湿型長期保存庫（調湿型長期保存庫）
１４ 断熱保存庫（第１の収納部）
１６ 氷有無確認センサ（氷検出手段）
２６ 調湿保存庫（第２の収納部）
３０ ファン（循環手段）
３２Ａ 乾燥ユニット（湿度調整手段）
３２Ｂ 加湿ユニット（湿度調整手段）
５３ 製氷機（製氷装置）
６０ 氷（冷却媒体）
６８ 高温調湿型長期保存庫（調湿型長期保存庫）
７０ 電気ヒータ（ヒータ）

Claims (2)

1. 冷却媒体を貯留可能な第１の収納部と、
   前記第１の収納部内に設けられ、物品を収納可能とすると共に、前記冷却媒体の温度を内部に伝達可能とする第２の収納部と、
   前記第２の収納部内の湿度を調整する湿度調整手段と、
   を有することを特徴とする調湿型保存庫。
2. 内部を加熱するヒータを有する第１の収納部と、
   前記第１の収納部内に設けられ、物品を収納可能とすると共に、前記ヒータによる熱を内部に伝達可能とする第２の収納部と、
   前記第２の収納部内の湿度を調整する湿度調整手段と、を有することを特徴とする調湿型保存庫。

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