JP2006142234A - Dehumidification element module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To compact and improve reliability of a dehumidification element module, and to realize a large-area or long dehumidification element module at the same time. <P>SOLUTION: A plurality of frame-like openings are provided in drawing electrodes (positive and negative electrodes) for supplying electric power to dehumidification elements. Using the drawing electrodes, the dehumidification elements are inserted in the respective frame parts of the positive and negative electrodes to support them, and an electrical contact state is secured. Further, resin members are disposed between the adjacent dehumidification elements. With this constitution, the plurality of dehumidification elements can be housed in a single module, thereby achieving the dehumidification element module with a large-size area. As a result, the dehumidification capacity can be improved, and the manufacturing cost can be reduced at the same time. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は固体高分子電解質膜を用いた電気化学的除湿素子モジュールに関するものである。 The present invention relates to an electrochemical dehumidifying element module using a solid polymer electrolyte membrane.

近年、電気化学的除湿素子を用いた除湿装置は、数ボルト程度の電圧の電源供給のみで大きな除湿効果が得られることから用途が急激に拡大してきている。従来は、電源機器やデシケータなどの内容積がある程度限られた装置内の除湿に使用されてきた。このため、除湿装置には、軽量化、コンパクト化が求められてきた。例えば、従来の除湿素子モジュールは、ゴムパッキンを挟み、ボルト・ナット等を用いて気密性を保つように筐体に取り付けられており、部品点数が多く、コンパクト化およびメンテナンス性の観点から、改善の余地を有していた(例えば、特許文献1)。そこで、係る除湿素子モジュールの構造をコンパクト化するため、構成する部品を一体成形化する製造方法によって解決を図っていた(例えば、特許文献2)。   In recent years, a dehumidifying apparatus using an electrochemical dehumidifying element has been rapidly expanded in use because a large dehumidifying effect can be obtained only by supplying a voltage of about several volts. Conventionally, it has been used for dehumidification in an apparatus whose internal volume is limited to some extent, such as a power supply device or a desiccator. For this reason, the dehumidifier has been required to be light and compact. For example, the conventional dehumidifying element module is attached to the chassis so as to maintain airtightness with a rubber packing sandwiched between bolts and nuts, etc., which has many parts and is improved from the viewpoint of compactness and maintainability (For example, patent document 1). Therefore, in order to make the structure of the dehumidifying element module compact, a solution has been sought by a manufacturing method in which constituent parts are integrally formed (for example, Patent Document 2).

特開昭61−216714号公報(第2頁、第1図)JP 61-216714 A (2nd page, FIG. 1) 特開2004−33884号公報(第6頁、第2図、第3図)JP 2004-33884 A (Page 6, FIGS. 2 and 3)

従来のコンパクト化等の要求とは別に、食品産業や電子工業において、クリーンルーム内等での材料・部品の運搬・保存等のために除湿装置の適用が検討されることとなり、強力な除湿能力が求められ、除湿素子モジュールの大面積化が図られてきた。また、除湿装置の用途によって長尺な除湿素子モジュールも必要とされてきた。
しかし、従来の除湿素子モジュールは、その水分除去に寄与する機能面の面積はたかだか10cm角程度であり、単一では大面積化に対応できなかったので、除湿素子モジュールを複数並べる手法によって大面積化を図っていた。除湿素子モジュールを複数並べるために、例えば、除湿素子モジュール相互間の位置調整のための取り付け部品が必要となり、また、それら部品の調整作業など、大面積化のために要するアセンブリ費用が製造コストを上げる要因となっていた。また、長尺化する場合も同様に部品の調整作業などが必要であった。
Apart from the conventional demands for compactness, the application of dehumidifiers for the transportation and storage of materials and parts in clean rooms, etc. will be considered in the food and electronics industries. Accordingly, the area of the dehumidifying element module has been increased. Also, a long dehumidifying element module has been required depending on the use of the dehumidifying device.
However, the conventional dehumidifying element module has a functional area that contributes to moisture removal of about 10 cm square at the most, and since it could not cope with an increase in area by itself, a large area can be obtained by arranging a plurality of dehumidifying element modules. I was trying to make it. In order to arrange a plurality of dehumidifying element modules, for example, mounting parts for position adjustment between the dehumidifying element modules are required, and assembly costs required for increasing the area, such as adjustment work of these parts, reduce the manufacturing cost. It was a factor to raise. Further, when the length is increased, it is necessary to adjust the parts in the same manner.

従来の除湿素子モジュールが、単一では大面積化に対応できなかったのは、以下の理由による。従来の除湿素子は、例えば、厚さ180μmの固体高分子膜を白金黒ペーストが塗布された厚さ500μmのステンレス繊維の陽極、陰極ではさんだ構成であったので、その厚みは約1mm程度の薄い板状体であった。そのため、機械的強度は低く、10cm角程度の除湿素子モジュールが実用上の大きさの限界であった。   The reason why the conventional dehumidifying element module cannot cope with the large area is as follows. The conventional dehumidifying element has a structure in which a solid polymer film having a thickness of 180 μm is sandwiched between a positive electrode and a cathode made of stainless steel having a thickness of 500 μm coated with platinum black paste, and the thickness is as thin as about 1 mm. It was a plate. Therefore, the mechanical strength is low, and a dehumidifying element module of about 10 cm square is a practical size limit.

また、除湿素子の陽極および陰極は、固体高分子電解質膜に均一に電力を供給する一方、通気性を有するように構成される必要があり、面状電極になっている。このような通気性を有する面状電極は、通常、抵抗値が大きく、除湿素子の全面にわたって外部から電力を均一に供給するために、陽極および陰極の周辺を囲うように配置された陽極側引き出し電極および陰極側引き出し電極(以下、単に引き出し電極と記載する)が必要になっている。これら引き出し電極としては、例えば、厚み0.5mmのステンレス板に、固体高分子電解質膜の機能面に相当する大きさの開口部を形成したものが用いられる。このステンレス板で構成された引き出し電極は、陽極、陰極に電力供給する配線としての役割の他に、除湿素子の外枠を形成し、除湿素子の機能面に不要な応力が加えられないよう保護し、また、除湿素子の反りを防止する枠体としての役割を果たしている。これら引き出し電極が、外部からの電力を面電極である陽極および陰極に対し効率的かつ均一に供給するためには、陽極および陰極と良好な密着性を有していることが必要である。またそれと同時に、これらの引き出し電極は周辺部材と電気的に絶縁されていることが必要である。   The anode and cathode of the dehumidifying element must be configured to have air permeability while supplying power to the solid polymer electrolyte membrane uniformly, and are planar electrodes. Such a planar electrode having air permeability usually has a large resistance value, and in order to supply power uniformly from the outside over the entire surface of the dehumidifying element, the anode-side lead arranged so as to surround the periphery of the anode and the cathode An electrode and a cathode-side extraction electrode (hereinafter simply referred to as extraction electrode) are required. As these extraction electrodes, for example, a stainless steel plate having a thickness of 0.5 mm and an opening having a size corresponding to the functional surface of the solid polymer electrolyte membrane is used. In addition to the role of wiring to supply power to the anode and cathode, the lead electrode composed of this stainless steel plate forms the outer frame of the dehumidifying element and protects it from applying unnecessary stress to the functional surface of the dehumidifying element. In addition, it plays a role as a frame for preventing the dehumidifying element from warping. In order for these lead electrodes to efficiently and uniformly supply electric power from the outside to the anodes and cathodes that are surface electrodes, it is necessary that they have good adhesion to the anodes and cathodes. At the same time, these extraction electrodes must be electrically insulated from the peripheral members.

これに対応するため、従来の除湿素子モジュールは、上述の技術上の課題を踏まえて次のように改良されてきた。即ち、固体高分子電解質膜、引き出し電極、さらに外装フィルム等が積層されたものが加圧成形加工によって一体化された(例えば、特許文献2、第3図)。この一体化方法では、固体高分子電解質膜には引き出し電極を介して電力が供給されるが、電気的な導通が確保されるように加圧成形加工によってこれら固体高分子電解質膜と引き出し電極等との密着性を保っている。そのため、固体高分子電解質膜への電気的な導通の良し悪しは、加圧成形加工の良否によって決まるので、この点が技術的に重要となった。例えば、加圧が均一に行われなかった場合は、部分的に引き出し電極が固体高分子電解質膜と密着せず、部分的にステンレス製の引き出し電極が浮いた状態になってしまうものであった。係る問題は、除湿素子モジュールが大面積化した場合など、除湿素子モジュールの一辺が長寸法化すると更に顕著であった。長寸の引き出し電極を加圧成形によって均一に加工するのは困難だからである。そのため、大面積化のみならず、長尺化も困難であった。   In order to cope with this, the conventional dehumidifying element module has been improved as follows based on the above technical problem. That is, a laminate in which a solid polymer electrolyte membrane, a lead electrode, and an exterior film are laminated is integrated by pressure molding (for example, Patent Document 2, FIG. 3). In this integration method, power is supplied to the solid polymer electrolyte membrane via the extraction electrode, but these solid polymer electrolyte membrane and the extraction electrode etc. are formed by pressure molding so as to ensure electrical continuity. Maintains close contact with. Therefore, the quality of electrical conduction to the solid polymer electrolyte membrane is determined by the quality of the pressure molding process, and this point has become technically important. For example, if the pressurization was not performed uniformly, the extraction electrode was not partially in close contact with the solid polymer electrolyte membrane, and the stainless extraction electrode was partially floated. . Such a problem becomes more conspicuous when one side of the dehumidifying element module is lengthened, such as when the area of the dehumidifying element module is increased. This is because it is difficult to uniformly process a long lead electrode by pressure molding. Therefore, it is difficult not only to increase the area but also to increase the length.

本発明は、係る課題に対し、除湿素子モジュールのコンパクト化および信頼性の向上を図ると同時に、大面積または、長尺の除湿素子モジュールを実現することを目的とする。   An object of the present invention is to achieve a large-area or long-length dehumidifying element module while simultaneously reducing the size and improving the reliability of the dehumidifying element module.

この発明に係る除湿素子モジュールは、一方の面に陽極、他方の面に陰極を備えた固体高分子電解質膜からなる複数の除湿素子と、陽極の周辺部と電気的接続をするための枠部分を複数備えた1つの陽極側引き出し電極と、陰極の周辺部と電気的接続をするための枠部分を複数備えた1つの陰極側引き出し電極と、陽極側引き出し電極を覆うように設けられ、かつ、樹脂層を有する第一の絶縁性外層膜と、陰極側引き出し電極を覆うように設けられ、かつ、樹脂層を有する第二の絶縁性外層膜とを備え、複数の除湿素子の間に樹脂部材が配置され、複数の除湿素子と前記樹脂部材は、夫々陽極側引き出し電極と陰極側引き出し電極の枠部分とで狭持され、更に、第一、第二の絶縁性外層膜によって覆われ、第一の絶縁性外層膜の樹脂層と前記第二の絶縁性外層膜の樹脂層が接合されて一体化したことを特徴とする除湿素子モジュールである。   A dehumidifying element module according to the present invention includes a plurality of dehumidifying elements made of a solid polymer electrolyte membrane having an anode on one surface and a cathode on the other surface, and a frame portion for electrical connection with the periphery of the anode A plurality of anode-side extraction electrodes, a cathode-side extraction electrode having a plurality of frame portions for electrical connection with the peripheral portion of the cathode, and an anode-side extraction electrode, A first insulating outer layer film having a resin layer and a second insulating outer layer film provided so as to cover the cathode-side extraction electrode and having a resin layer, and a resin between a plurality of dehumidifying elements A plurality of dehumidifying elements and the resin member are sandwiched between the anode-side extraction electrode and the cathode-side extraction electrode frame, respectively, and further covered by the first and second insulating outer layer films, The resin layer of the first insulating outer layer film and the above Resin layer of second insulating layer film is dehumidifier module characterized by being integrally joined.

この発明に係る除湿素子モジュールは、引き出し電極が除湿素子と接触する部分を枠状とし、この枠部分を引き出し電極に複数設け、さらに除湿素子と除湿素子との間に樹脂部材と備えたので、複数の除湿素子を単一のモジュール中に内蔵することが可能となり、除湿素子モジュールの大面積化を達成することができ、また製造コスト削減を同時に実現できる。   Since the dehumidifying element module according to the present invention has a frame-shaped portion where the extraction electrode contacts the dehumidifying element, and a plurality of the frame portions are provided on the extraction electrode, and further provided with a resin member between the dehumidifying element and the dehumidifying element, A plurality of dehumidifying elements can be built in a single module, so that the area of the dehumidifying element module can be increased, and the manufacturing cost can be reduced at the same time.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における除湿素子モジュールを示すものである。図1中の(a)は、除湿素子モジュールの平面図である。図1中(b)は(a)中に示す矢印B方向から見た側面図である。図1中(c)は除湿素子モジュールの斜視図である。また、図2は、図1中(a)のA-A断面に沿った断面図である。図3は、本実施の形態1の除湿素子モジュール完成後の部品展開図である。図4は、加圧成形加工して除湿素子モジュールを作製するときの部品配置図である。
Embodiment 1.
FIG. 1 shows a dehumidifying element module according to Embodiment 1 of the present invention. (A) in FIG. 1 is a plan view of the dehumidifying element module. (B) in FIG. 1 is a side view seen from the direction of arrow B shown in (a). FIG. 1C is a perspective view of the dehumidifying element module. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a part development view after completion of the dehumidifying element module according to the first embodiment. FIG. 4 is a component arrangement diagram when a dehumidifying element module is manufactured by pressure molding.

実施の形態1における除湿素子モジュールの構成について説明する。図1に示すのは、除湿素子を2個並べた場合の形態例である。また、除湿素子モジュール20は、図2に示された断面のように、除湿素子6の表裏面にそれぞれ陽極側引き出し電極8および陰極側引き出し電極9を配置し、周縁部を上外装フィルム12と、下外装フィルム13にて覆うとともに、エポキシ樹脂からなる樹脂層2が硬化することによって一体成型されたものである。また、除湿素子6は、厚み180μmの固体高分子電解質膜1の表裏面に、陽極4として白金メッキしたチタンメッシュにβ型の二酸化鉛を電着させたもの(厚み100μm)を、また、陰極5としてカーボンペーパーの表面に白金を坦持したカーボン粉で触媒層を形成したもの(厚み300μm)を積層させることにより作製されたものである。
なお、固体高分子電解質膜1の大きさを、10cm×10cmの正方形とし、また、陽極4および陰極5の大きさを、9cm×9cmの正方形としており、これらを本実施の形態1の場合は2組用いている。また、陽極側引き出し電極8および陰極側引き出し電極9としてステンレス板(厚み0.5mmのSUS304製)に8cm×8cmの正方形の開口部2箇所を設けて枠状に加工したものを用いている。
The configuration of the dehumidifying element module according to Embodiment 1 will be described. FIG. 1 shows a form example when two dehumidifying elements are arranged. Further, the dehumidifying element module 20 is arranged with the anode-side extraction electrode 8 and the cathode-side extraction electrode 9 on the front and back surfaces of the dehumidifying element 6 as shown in the cross section shown in FIG. In addition to being covered with the lower exterior film 13, the resin layer 2 made of an epoxy resin is integrally molded by being cured. In addition, the dehumidifying element 6 is obtained by electrodepositing β-type lead dioxide on a titanium mesh plated with platinum as the anode 4 on the front and back surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 1 having a thickness of 180 μm (100 μm in thickness). No. 5 was prepared by laminating a carbon paper having a catalyst layer formed of carbon powder carrying platinum on the surface thereof (thickness: 300 μm).
The size of the solid polymer electrolyte membrane 1 is a square of 10 cm × 10 cm, and the size of the anode 4 and the cathode 5 is a square of 9 cm × 9 cm. Two sets are used. Further, as the anode-side extraction electrode 8 and the cathode-side extraction electrode 9, a stainless steel plate (manufactured by SUS304 having a thickness of 0.5 mm) provided with two square openings of 8 cm × 8 cm and processed into a frame shape is used.

次に、実施の形態1における除湿素子モジュールの製造方法を説明する。まず、図3を用いて除湿素子モジュールの内部の部品構成を説明する。なお、図3において、除湿素子6としては、加圧成形加工を用いて固体高分子電解質膜1の表裏面に陽極4および陰極5が予め形成されたものを用いている。除湿素子モジュールは、2個の除湿素子6、除湿素子の間に挟まれる樹脂部材3、内装接着フィルム14、この除湿素子6の外周部分に圧着される陽極側引き出し電極8および陰極側引き出し電極9、第一の絶縁性外層膜である上外装フィルム12、第二の絶縁性外層膜である下外装フィルム13から構成されている(なお、図3は加圧成形加工後の図面であるので、上、下外装フィルムの外周部に段差がついているが、加圧成形加工前は平板である)。また、本実施の形態1の引き出し電極8、9は、図3に示されている様に、枠状の部分が2つ並んだ薄いステンレス板である。これらの構成部品は、加圧成形加工によって、図2に示されている断面形状の除湿素子モジュールとなる。なお、図2においては、内装接着フィルム14は薄いので図示を省略している。   Next, the manufacturing method of the dehumidification element module in Embodiment 1 is demonstrated. First, the internal component configuration of the dehumidifying element module will be described with reference to FIG. In FIG. 3, as the dehumidifying element 6, an element in which the anode 4 and the cathode 5 are formed in advance on the front and back surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 1 using pressure molding is used. The dehumidifying element module includes two dehumidifying elements 6, a resin member 3 sandwiched between the dehumidifying elements, an interior adhesive film 14, an anode-side extraction electrode 8 and a cathode-side extraction electrode 9 that are pressure-bonded to the outer peripheral portion of the dehumidification element 6. The upper outer film 12 is a first insulating outer film, and the lower outer film 13 is a second insulating outer film (since FIG. 3 is a drawing after pressure molding processing, There are steps on the outer peripheries of the upper and lower exterior films, but they are flat before press molding). Further, as shown in FIG. 3, the extraction electrodes 8 and 9 of the first embodiment are thin stainless steel plates in which two frame-like portions are arranged. These components become a dehumidifying element module having a cross-sectional shape shown in FIG. 2 by pressure molding. In addition, in FIG. 2, since the interior adhesive film 14 is thin, illustration is abbreviate | omitted.

図4は本発明に係る除湿素子モジュール20の加圧成形加工時の部品配置を示す図である。除湿素子モジュールの加圧成形加工について説明する。まず初めに、真空加圧プレス機(例えば、日新製作所製:NRK25/300Mが使用できる)の加工ステージ26上に、除湿素子の不要な変形を防止するため、可澆性シート17を敷く。次に、陰極側引き出し電極9の厚みに合わせた厚みを有する電極保護用クッション材16を敷き、その上に、下外層フィルム13、陰極側引き出し電極9、内層接着フィルム14、除湿素子6を2個、除湿素子6と除湿素子6の間に樹脂部材3、内層接着フィルム14、陽極側引き出し電極8、上外層フィルム12を配置し、さらにその上に陽極側引き出し電極8の厚みに合わせた厚みを有する電極保護用クッション材16とクッション材15を設置し、可澆性シート17を敷く。   FIG. 4 is a diagram showing the component arrangement during the pressure molding process of the dehumidifying element module 20 according to the present invention. The pressure forming process of the dehumidifying element module will be described. First, the flexible sheet 17 is laid on the processing stage 26 of a vacuum pressure press (for example, NRK25 / 300M manufactured by Nisshin Seisakusho) in order to prevent unnecessary deformation of the dehumidifying element. Next, an electrode protection cushioning material 16 having a thickness corresponding to the thickness of the cathode side extraction electrode 9 is laid, and the lower outer layer film 13, the cathode side extraction electrode 9, the inner layer adhesive film 14, and the dehumidifying element 6 are placed thereon. The resin member 3, the inner layer adhesive film 14, the anode side extraction electrode 8, and the upper / outer layer film 12 are arranged between the dehumidification element 6 and the dehumidification element 6, and the thickness according to the thickness of the anode side extraction electrode 8 is further provided thereon. The electrode protection cushion material 16 and the cushion material 15 having the above are installed, and the flexible sheet 17 is laid.

なお、上述の構成材料の樹脂はつぎのようなものを使用している。上外装フィルム12および下外装フィルム13としては、厚み0.1mmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを使用している。また、上記外装フィルム12、13に未硬化のエポキシ樹脂(例えば、東亜合成社製エポキシ樹脂アロンマイティBX−60が使用できる)を20μmの厚みに塗付し、半硬化状態とすることにより接着性を付与したものを用い、更に加圧成形加工によって硬化させ樹脂層2を形成している。同様にして、内層接着フィルム14には厚み0.1mmのPETフィルムに、未硬化のエポキシ樹脂を両面に20μmの厚みに塗付し、半硬化状態とすることにより接着性を付与したものを用い、加圧成形加工によって硬化させている。また、樹脂部材3には、除湿素子6の厚さと同じガラスエポキシ樹脂を用いている。樹脂部材3の材質は、絶縁性、接着性のよいものであればよく、ガラスエポキシ樹脂に限らない。   The following resin is used as the constituent material resin. As the upper exterior film 12 and the lower exterior film 13, a PET (polyethylene terephthalate) film having a thickness of 0.1 mm is used. In addition, an uncured epoxy resin (for example, epoxy resin Aronmite BX-60 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. can be used) is applied to the exterior films 12 and 13 to a thickness of 20 [mu] m so as to be in a semi-cured state. The resin layer 2 is formed by further curing by pressure molding. Similarly, as the inner layer adhesive film 14, a PET film having a thickness of 0.1 mm is coated with an uncured epoxy resin to a thickness of 20 μm on both sides to give a semi-cured state to provide adhesiveness. It is cured by pressure molding. The resin member 3 is made of the same glass epoxy resin as the thickness of the dehumidifying element 6. The material of the resin member 3 is not limited to glass epoxy resin as long as it has good insulating properties and adhesiveness.

上述の図4ように各部材を配置し、加熱温度180℃、加圧4.9×10Pa、真空度1.3×10Paにて15分保持する条件にて加圧成形加工を実施した。また、加圧成形加工実施後、加熱を停止して15分間放置することにより室温まで除冷した。 As shown in FIG. 4 above, each member is arranged and subjected to pressure molding under the conditions of holding at a heating temperature of 180 ° C., a pressure of 4.9 × 10 6 Pa, and a vacuum of 1.3 × 10 4 Pa for 15 minutes. Carried out. Further, after the press molding process, the heating was stopped and the mixture was left for 15 minutes to cool down to room temperature.

また、本実施の形態においては、可澆性シート17としては厚み3mmのSiゴムシートを、クッション材15および電極保護用クッション材16としては厚み1.2mmのガラスエポキシ基板の表面に厚み0.5mmのフッ素樹脂製シートを貼り付けたものを用いた。なお、これら可澆性シート17、クッション材15、電極保護用クッション材16としては、加圧成形加工に耐える200℃以上の耐熱性と弾力性を有する材料であれば特に限定されるものではなく、所望の成形ができるよう硬度、伸び等を考慮したものを用いることができる。
このような加熱成形により除湿素子6と内層フィルム14、陽極側引き出し電極8、陰極側引き出し電極9、上外装フィルム12、下外装フィルム13が樹脂層2によって一体成形されることにより本実施の形態1における除湿素子モジュールが完成する。
In the present embodiment, the flexible sheet 17 is a Si rubber sheet having a thickness of 3 mm. What stuck the 5 mm fluororesin sheet | seat was used. The flexible sheet 17, the cushion material 15, and the electrode protection cushion material 16 are not particularly limited as long as the materials have heat resistance and elasticity of 200 ° C. or higher that can withstand pressure molding. In consideration of hardness, elongation and the like, a desired molding can be used.
In this embodiment, the dehumidifying element 6 and the inner layer film 14, the anode side extraction electrode 8, the cathode side extraction electrode 9, the upper exterior film 12, and the lower exterior film 13 are integrally formed by the resin layer 2 by such thermoforming. 1 is completed.

次に、実施の形態1における除湿素子モジュールの使用方法について、図1中の(c)を用いて説明する。10aは陽極側外部電極端子、10bは陰極側外部電極端子、21a、21bは、各々、陽極側外部電極端子および陰極側外部電極端子に接続された配線を示している。また、図中においては、図示されていないが、配線21a、21bは電源と接続される。
本実施の形態1に係る除湿素子モジュール20は以上のように構成され、外部電源と接続されることによって、陽極側の空間を除湿することができる。例えば、軽量かつコンパクトであるので、両面粘着テープなどによってデシケータなどの除湿対象物に取り付けられ、電源供給によりデシケータ内部を除湿することができる。
Next, the usage method of the dehumidification element module in Embodiment 1 is demonstrated using (c) in FIG. Reference numeral 10a denotes an anode side external electrode terminal, 10b denotes a cathode side external electrode terminal, and 21a and 21b denote wirings connected to the anode side external electrode terminal and the cathode side external electrode terminal, respectively. Although not shown in the drawing, the wirings 21a and 21b are connected to a power source.
The dehumidifying element module 20 according to Embodiment 1 is configured as described above, and can be dehumidified in the space on the anode side by being connected to an external power source. For example, since it is lightweight and compact, it can be attached to a dehumidification target such as a desiccator with a double-sided adhesive tape or the like, and the inside of the desiccator can be dehumidified by supplying power.

本実施の形態1における除湿素子モジュール20は、引き出し電極が除湿素子6と接触する部分を枠状としたので、従来発生していた加圧成形加工時に生じる引き出し電極の浮いた状態が発現し難くなる。そのため、固体高分子電解質膜1への電気的な導通は、良好に確保されることとなる。また、枠状の引き出し電極によって2枚並べた薄い板状体の除湿素子2の境を支持できるため、機械的強度を一枚のときと同様に維持できる。そのため、信頼性の高い除湿素子モジュールが実現できる。   In the dehumidifying element module 20 according to the first exemplary embodiment, since the portion where the extraction electrode contacts the dehumidifying element 6 has a frame shape, the state in which the extraction electrode floats during the pressure forming process that has occurred in the prior art hardly occurs. Become. Therefore, good electrical conduction to the solid polymer electrolyte membrane 1 is ensured. In addition, since the boundary between the thin plate-like dehumidifying elements 2 arranged two by the frame-shaped extraction electrode can be supported, the mechanical strength can be maintained as in the case of a single sheet. Therefore, a highly reliable dehumidifying element module can be realized.

本実施の形態1に係る除湿素子モジュールにおいて、引き出し電極の浮いた状態を防止できる理由について説明する。引き出し電極の浮いた状態が発生するかどうかは、加圧成形加工の加圧状態の良否によって決まるので、加圧成形加工装置がプレスする領域は小さい方が加圧は均一に行われる。従って、大きな形状の引き出し電極をプレスする場合は、大きな領域を小領域に分割して行うのが好ましい。そこで本願では、引き出し電極を単一の大枠とするのではなく、小さな枠の連続体状にして加圧成形加工の均一性を確保しているのである。   In the dehumidifying element module according to Embodiment 1, the reason why the floating state of the extraction electrode can be prevented will be described. Whether or not the floating state of the extraction electrode occurs depends on whether or not the pressure state of the pressure molding process is good. Therefore, the smaller the area pressed by the pressure molding apparatus, the more uniformly the pressure is applied. Therefore, when a large-shaped extraction electrode is pressed, it is preferable to divide the large region into small regions. Therefore, in the present application, the extraction electrode is not formed as a single large frame, but is formed as a continuous body of small frames to ensure the uniformity of the pressure forming process.

また上述のように、引き出し電極の形状は枠の連続体状になり、結果としてステンレス製の格子状となる。そのため、ステンレス製の格子が除湿素子モジュールの強度を補強することにもなる。更に、引き出し電極は、外部からの電力を面電極である陽極および陰極に接続するためのものであるので、格子状の引き出し電極は陽極および陰極に対し効率的かつ均一に電力を供給することができる。すなわち、陽極および陰極は、抵抗率が高いので、電極面積は小さいほうが好ましい。そこで、枠の連続体状の引き出し電極を用いることによって、除湿素子モジュール全体を大きくしながらも、個々の陽極および陰極の電極面積は小さいままで対応できるので、効率的かつ均一に電力を供給することができるのである。   Further, as described above, the shape of the extraction electrode is a continuous frame shape, and as a result, a lattice shape made of stainless steel. Therefore, the stainless steel grid also reinforces the strength of the dehumidifying element module. Furthermore, since the extraction electrode is for connecting external power to the anode and cathode which are the surface electrodes, the grid-shaped extraction electrode can efficiently and uniformly supply power to the anode and cathode. it can. That is, since the anode and the cathode have high resistivity, it is preferable that the electrode area is small. Therefore, by using a continuous electrode in the form of a frame, the entire dehumidifying element module can be enlarged while the electrode areas of the individual anodes and cathodes can be kept small, so that power can be supplied efficiently and uniformly. It can be done.

また、本実施の形態1における除湿素子モジュールは、樹脂部材3を2つの引き出し電極の間に挟みこみ、隣り合う除湿素子6を絶縁しているので、隣り合う除湿素子6間の絶縁性を良好に保つことができ、信頼性の高い除湿素子モジュールが実現できる。仮に、樹脂部材3が無かったならば、そこは隙間が空くことになり、長期信頼性の観点からも望ましくないためである。上述のように、本実施の形態1における除湿素子モジュールは、除湿素子を2個備えることができるので、除湿のための機能面の面積を従来の2倍に増やすことができ、それと同時に、除湿素子等が加圧成形加工によって一体化されるので、部品点数が削減されることによるコンパクト化、コスト削減が実現でき、また、信頼性の向上も実現できる。   In the dehumidifying element module according to the first embodiment, the resin member 3 is sandwiched between two lead electrodes and the adjacent dehumidifying elements 6 are insulated, so that the insulation between the adjacent dehumidifying elements 6 is good. Therefore, a highly reliable dehumidifying element module can be realized. If there is no resin member 3, there will be a gap, which is not desirable from the viewpoint of long-term reliability. As described above, since the dehumidifying element module according to Embodiment 1 can include two dehumidifying elements, the area of the functional surface for dehumidification can be increased to twice that of the conventional one, and at the same time, dehumidifying is performed. Since the elements and the like are integrated by pressure molding, it is possible to realize compactness and cost reduction by reducing the number of parts, and to improve reliability.

本実施の形態1における除湿素子モジュールは、除湿素子6が2個の例であったが、除湿素子6の個数を増やし、例えば、1m程度の大面積モジュールを作製することも可能である。例えば、10cm角の除湿素子を縦横各10個並べ、引き出し電極の枠状部分も縦横各10個並べたものとすれば、1m程度の大面積モジュールを作製することが可能である。この例の場合、引き出し電極の形状は、結果としてステンレス製の格子状となるため、除湿素子モジュールの面積が大きくなっても機械的な強度は保たれる。そのため、複数の除湿素子を単一のモジュール中に内蔵することができるので、除湿素子モジュールの大面積化を達成することがでる。また、従来の除湿素子モジュールは、取付金具、ボルト・ナット等を用いて除湿素子を組み上げ、大面積化をしていたため、アセンブリ費用が問題であったが、本実施の形態1における除湿素子モジュールは、上述のようにコンパクト化できるため、約20%のコスト削減が実現できる。 The dehumidifying element module according to the first embodiment is an example in which there are two dehumidifying elements 6. However, it is possible to increase the number of dehumidifying elements 6 to produce a large area module of about 1 m 2 , for example. For example, a large area module of about 1 m 2 can be manufactured by arranging 10 cm square dehumidifying elements 10 vertically and horizontally and 10 frame-shaped portions of the extraction electrode vertically and horizontally. In the case of this example, since the shape of the extraction electrode results in a stainless lattice, the mechanical strength is maintained even when the area of the dehumidifying element module is increased. Therefore, since a plurality of dehumidifying elements can be built in a single module, it is possible to achieve a large area of the dehumidifying element module. In addition, since the conventional dehumidifying element module has been assembled with a dehumidifying element using mounting brackets, bolts and nuts, and the like, the assembly cost has been a problem. However, the dehumidifying element module according to the first embodiment is problematic. Since it can be made compact as described above, a cost reduction of about 20% can be realized.

実施の形態2.
図5は、本実施の形態2における除湿素子モジュール20の平面図である。実施の形態1にて示した除湿素子モジュールは正方形の除湿素子6を2個備えたものであったが、本実施の形態2の除湿素子モジュールは長方形の除湿素子6を3個備えたものである。この除湿素子6を3個使用することに対応して、引き出し電極には、枠状部分が3箇所ある。また、除湿素子6を構成する固体高分子電解質膜1の大きさは、15mm×45mmの長方形であり、また、陽極4および陰極5の大きさは、10mm×40mmの長方形である。このため、除湿できる機能部分は、約10mm×120mmの長方形とすることができ、横長の除湿素子モジュールを作製することが可能となる。本実施の形態2では、除湿できる機能部分を横長にすることを単一のモジュールで実現することができるので、狭小空間の装置に取り付けることが可能であり、かつ、部品点数が少なくコンパクト化が図られる。
Embodiment 2.
FIG. 5 is a plan view of the dehumidifying element module 20 according to the second embodiment. The dehumidifying element module shown in the first embodiment is provided with two square dehumidifying elements 6, but the dehumidifying element module according to the second embodiment is provided with three rectangular dehumidifying elements 6. is there. Corresponding to the use of three dehumidifying elements 6, the extraction electrode has three frame-like portions. Moreover, the size of the solid polymer electrolyte membrane 1 constituting the dehumidifying element 6 is a rectangle of 15 mm × 45 mm, and the sizes of the anode 4 and the cathode 5 are rectangles of 10 mm × 40 mm. For this reason, the functional part which can be dehumidified can be made into the rectangle of about 10 mm x 120 mm, and it becomes possible to produce a horizontally long dehumidification element module. In the second embodiment, it is possible to make the functional portion that can be dehumidified horizontally long with a single module, so that it can be attached to a device in a narrow space, and the number of components is small and compact. Figured.

実施の形態3.
実施の形態1、2で示した除湿素子モジュールの陽極側外部電極端子10a及び陰極側外部電極端子10bの配置を換えた例を図6、図7に示す。本実施の形態3に係る除湿素子モジュールにおいては、除湿素子と外部取り出し電極を任意の位置に出すことができるため、外部電源との接続配線の取り回しが容易となる。したがって、除湿素子モジュールを狭小空間の装置に取り付けることが容易となる。本実施の形態では除湿素子部が2箇所および3個備えたものについて説明したが、縦横に数を増やすことは可能であり、また、機器の構造や用途に応じて帯状の除湿モジュールの製造が可能となる。例えば、携帯電話等の小型機器に適用することも可能となる。
Embodiment 3.
6 and 7 show examples in which the arrangement of the anode side external electrode terminal 10a and the cathode side external electrode terminal 10b of the dehumidifying element module shown in Embodiments 1 and 2 is changed. In the dehumidifying element module according to the third embodiment, since the dehumidifying element and the external extraction electrode can be brought out at arbitrary positions, the connection wiring with the external power source can be easily routed. Therefore, it becomes easy to attach the dehumidifying element module to a device in a narrow space. In this embodiment, the dehumidifying element portion is provided with two and three dehumidifying element portions. However, it is possible to increase the number in the vertical and horizontal directions, and the manufacture of the strip-shaped dehumidifying module can be performed according to the structure and application of the device. It becomes possible. For example, the present invention can be applied to small devices such as mobile phones.

上述したように、本発明に係る除湿素子モジュールにおいては、除湿素子を含む構成部品を外装フィルムで覆い、加圧成形加工によって樹脂層が硬化し一体化されるため、除湿素子の外周部全体にわたり、引き出し電極と陽極・陰極との良好な電気的接続状態が得られる。また、部品点数が削減されることによりコンパクト化が図られ、しかも信頼性が高い除湿素子モジュールが実現できる。また、除湿素子モジュールを除湿対象物に直接取り付けることが可能な構造としたため、除湿素子モジュールの狭小空間における適用が可能となり、好適である。さらに、複数枚の除湿素子をマトリクス状に配置し、除湿素子モジュールを形成すれば大空間の除湿にも適用可能である。
As described above, in the dehumidifying element module according to the present invention, the component part including the dehumidifying element is covered with the exterior film, and the resin layer is cured and integrated by pressure molding processing. A good electrical connection between the extraction electrode and the anode / cathode is obtained. Further, by reducing the number of parts, the dehumidifying element module can be realized with compactness and high reliability. In addition, since the dehumidifying element module can be directly attached to the object to be dehumidified, the dehumidifying element module can be applied in a narrow space, which is preferable. Furthermore, if a plurality of dehumidifying elements are arranged in a matrix and a dehumidifying element module is formed, it can be applied to dehumidification of a large space.

本発明の実施の形態1の除湿素子モジュールの構成を示した図で、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は斜視図である。It is the figure which showed the structure of the dehumidification element module of Embodiment 1 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a perspective view. 本発明の実施の形態1の図1中(a)のA−Aの断面図である。It is AA sectional drawing of (a) in FIG. 1 of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の除湿素子モジュールの構成を説明する展開図である。It is an expanded view explaining the structure of the dehumidification element module of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の加圧成形加工方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the pressure molding processing method of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2の除湿素子モジュールの構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the structure of the dehumidification element module of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:固体高分子電解質膜 2:樹脂層 3:樹脂部材 6:除湿素子
8:陽極側引き出し電極 9:陽極側外部電極端子 12:上外装フィルム
13:下外装フィルム 20:除湿素子モジュール
1: Solid polymer electrolyte membrane 2: Resin layer 3: Resin member 6: Dehumidifying element 8: Anode-side lead electrode 9: Anode-side external electrode terminal 12: Upper exterior film 13: Lower exterior film 20: Dehumidifying element module

Claims (1)

一方の面に陽極、他方の面に陰極を備えた固体高分子電解質膜からなる複数の除湿素子と、
前記陽極の周辺部と電気的接続をするための枠部分を複数備えた1つの陽極側引き出し電極と、
前記陰極の周辺部と電気的接続をするための枠部分を複数備えた1つの陰極側引き出し電極と、
樹脂層を有する第一の絶縁性外層膜と、樹脂層を有する第二の絶縁性外層膜とを備え、
前記複数の除湿素子の間に樹脂部材が配置され、
前記複数の除湿素子と前記樹脂部材は、それぞれ前記陽極側引き出し電極と前記陰極側引き出し電極の枠部分とで狭持され、かつ、前記第一、第二の絶縁性外層膜によって覆われ、
前記第一の絶縁性外層膜の樹脂層と前記第二の絶縁性外層膜の樹脂層とが接合されて一体化した除湿素子モジュール。
A plurality of dehumidifying elements comprising a solid polymer electrolyte membrane having an anode on one side and a cathode on the other side;
One anode side lead electrode provided with a plurality of frame portions for electrical connection with the periphery of the anode;
One cathode-side lead electrode provided with a plurality of frame portions for electrical connection with the periphery of the cathode;
A first insulating outer layer film having a resin layer, and a second insulating outer layer film having a resin layer,
A resin member is disposed between the plurality of dehumidifying elements,
The plurality of dehumidifying elements and the resin member are sandwiched between frame portions of the anode-side extraction electrode and the cathode-side extraction electrode, respectively, and are covered with the first and second insulating outer layer films,
A dehumidifying element module in which a resin layer of the first insulating outer layer film and a resin layer of the second insulating outer layer film are joined and integrated.
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