JP2019529102A

JP2019529102A - 差異バルブ面積を有する加熱湿分ポンプ

Info

Publication number: JP2019529102A
Application number: JP2019518203A
Authority: JP
Inventors: ボールアール; キーオマイケル; デグイセッピデイビッド
Original assignee: WL Gore and Associates Inc
Current assignee: WL Gore and Associates Inc
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2037-10-06
Also published as: CN109843413A; JP6940599B2; KR20190053969A; EP3523012A1; CN109843413B; US11305227B2; US20190255482A1; WO2018067944A1; KR102416404B1

Abstract

内部環境から外部環境へ湿分を除去するための湿分ポンプを含むシステム。湿分ポンプは、ヒータを有するチャンバを画定するハウジング、ヒートスプレッダ、及び、ヒータがオフのときにヒーティングチャンバ内の水蒸気を選択的に吸着しそしてヒータがオンのときにヒーティングチャンバ内に水蒸気を脱着するデシカントを含む。バルブアセンブリはまた、吸着位置と脱着位置との間で移動可能なハウジングによって維持されている。吸着位置は、水蒸気が内部環境からヒーティングチャンバへ選択的に送られることを可能にする。脱着位置は、水蒸気がヒーティングチャンバから外部環境への送付のために送られることを可能にする。吸着ポート及び脱着ポートは非対称の吸着及び脱着面積を有することができる。

Description

優先権主張
本特許出願は、２０１６年１０月７日に出願された「差異バルブ面積を有する加熱湿分ポンプ」という発明の名称の米国仮特許出願第６２／４０５，４７５号による優先権を主張し、その開示の全体を参照により本明細書中に取り込む。

技術分野
一般に、本開示はエンクロージャ内の湿分低下に関する。より詳細には、本開示は、エンクロージャ内の湿分を低下させるためのヒータを有する湿分ポンプに関する。

背景
多くの物品は過度の湿分によって引き起こされる損傷を受けやすい。本明細書で使用されるときに、用語「湿分」は、液体形態であろうと蒸気形態であろうと、周囲雰囲気から拡散又は凝縮される水を指すことが意図される。例えば、電気及び電子物品は、過度の湿分のために破壊され又は変化されることがある。同様に、熱サイクルを受ける密閉された構成要素、例えばハウジング内に収容された構成要素は湿分関連の問題を受けやすい。望ましくない湿分を受けやすいエンクロージャの例としては、例えば、自動車ヘッドランプユニット、密閉ハウジング内に収容された電子機器、及び、エンクロージャ内の熱源のオン／オフサイクルによって湿分が蓄積する他のシステムが挙げられる。

そのようなエンクロージャから湿分を除去する１つの手段は、エンクロージャを横切る又はエンクロージャを通る、より多量の空気流を提供することである。しかしながら、構成要素が密閉ハウジング内に配置されている場合に、適切な空気流を提供することが困難なことがあり、ここで、通気口のサイズを大きくするなどのより伝統的な湿分低下アプローチでは、エンクロージャの汚染などの問題を悪化させる可能性がある。

エンクロージャ内の湿分を管理する別の手段はエンクロージャ内に乾燥剤又はデシカント剤を入れることである。用語「デシカント」又は「乾燥剤」が本明細書で使用されるときに、それらは空気からの水蒸気を吸着し、それによって密閉容器内の空気中の湿分を低下させることができる任意の材料を指すことが意図される。しかしながら、デシカントは湿分を吸着する能力が限られており、エンクロージャ内の空気中の湿分を除去する手段として機能し続けるためには「再生」又は吸着湿分の除去を必要とする。

エンクロージャ内の湿分を管理する別の手段は、吸着サイクル中にヒーティングチャンバ内の密閉空間からデシカントに空気が移送され、脱着サイクル中に外部環境に蒸発される湿分ポンプによるものである。しかしながら、既存の湿分ポンプは、ますます大型になっていくデバイスに頼ることなく、密閉空間からの湿分を捕獲することができる速度には制約がある。

概要
幾つかの態様は、環境から湿分を除去するためのシステム、方法及びデバイスに関する。例えば、幾つかの実施形態は、非対称の吸着ポート及び脱着ポートのための差異バルブ面積を有する湿分ポンプ、ならびに、関連する使用方法及び製造方法に関する。

幾つかの実施形態はヒータを含む第一のチャンバを画定しているハウジングを含む装置であって、該チャンバ内への少なくとも１つの吸着ポートと、該吸着ポートに近接してチャンバ内に配置されたデシカントとを有する装置に関する。第一のチャンバは、ヒータチャンバと呼ぶことができる。ヒータはヒーティングチャンバ内に維持されており、ヒーティングチャンバを加熱するように構成されている。バルブアセンブリはハウジング内に配置され、バルブアセンブリが水蒸気をヒーティングチャンバ中に送るために吸着ポートをヒーティングチャンバに開放する吸着位置と、バルブアセンブリが吸着ポートをシールし、そしてヒーティングチャンバの外への水蒸気を送るために、ハウジングの部品とバルブアセンブリとの間に形成された脱着ポートを開く脱着位置との間で移行可能である。

幾つかの実施形態において、各吸着ポート及び脱着ポートはそれぞれ吸着面積及び脱着面積を画定し、吸着面積は脱着面積より大きく、それにより、差異バルブ面積を提供する。特定の実施形態において、吸着ポートは、平行設定で配列されたハウジング内の複数の開口部を含み、各開口部はバルブアセンブリの移動方向に対して垂直に配置されている。したがって、吸着ポートは、吸着面積を画定するためにハウジング内に複数の開口部を含む。各開口部は、脱着ポートの幅とほぼ等しい、バルブアセンブリの移動方向の幅を有する。バルブアセンブリは、バルブアセンブリが吸着位置にあるときに、吸着ポート開口部と整列するように構成された複数の開口部を有し、そして、バルブアセンブリが脱着位置にあるときに、吸着ポート開口部と整列しそしてブロックするように構成された、開口部の間に配置された複数のブロッキング領域を有する、バルブアセンブリを含む。脱着ポートは、複数の吸着開口部の各開口部の幅とほぼ等しい幅を有する。複数の吸着開口部の各開口部の幅は、好ましくは、バルブアセンブリのそれぞれのブロッキング領域の対応する幅以下である。

幾つかの実施形態において、吸着ポートは、デシカントに近接してそして実質的に平行である、ハウジングの壁内の少なくとも１つの開口部を含むことができる。例えば、ハウジングはその中に空隙を含むことができ、開口部はデシカントの表面と平行にかつデシカントからの空隙を横切って配置されうる。ハウジングが筒形バレルである場合に、デシカントも実質的に筒形でハウジングの内側に配置され、空隙によってハウジングから分離されていることができる。幾つかの実施形態において、ハウジングの壁は少なくとも部分的にデシカントを包囲し、ある距離、すなわちハウジングの壁とデシカントとの間の空気流を可能にする距離だけデシカントから距離を置いている。幾つかの実施形態において、バルブアセンブリは、ハウジングの内側にあり、ハウジング内にスライド可能に取り付けられたバルブアセンブリを含み、該バルブアセンブリは、吸着位置で脱着ポートを覆うように動作可能であり、脱着位置で少なくとも１つの吸着ポートを覆うように動作可能である。

幾つかの実施形態は、脱着ポートとベントポートとの間に画定された、凝縮チャンバと呼ばれる第二のチャンバを含むことができ、ここで、ベントポートは該ベントポートを覆う膜を有する。膜は水蒸気透過性及び液体水不透過性であることができる。バルブアセンブリは、バルブアセンブリがヒーティングチャンバと凝縮チャンバとの間の脱着ポートを脱着ポートカバーによりシールし、ヒーティングチャンバ内への水蒸気送付のために吸着ポートをヒーティングチャンバ中に開く吸着位置と、バルブアセンブリが吸着ポートを吸着ポートカバーでシールし、ヒーティングチャンバから外への水蒸気送付のためにヒーティングチャンバと凝縮チャンバとの間の脱着ポートを開く脱着位置との間で移行可能である。

さらに他の実施形態は、ヒーティングチャンバ及び凝縮チャンバを画定するハウジング、ベントポートを覆っている膜、ヒーティングチャンバ内に配置されているデシカント、ヒーティングチャンバ内に維持され、ヒーティングチャンバを加熱するように構成されたヒータ、及び、ヒーティングチャンバ内に配置されたポート被覆フレームを含むハウジングによって維持されているバルブアセンブリを含む装置に関する。ハウジングは、ヒーティングチャンバへの吸着ポート、ヒーティングチャンバと凝縮チャンバとの間の脱着ポート、及び、凝縮チャンバから外へのベントポートを有する。この膜は水蒸気透過性及び液体水不透過性である。バルブアセンブリは、バルブアセンブリがヒーティングチャンバと凝縮チャンバとの間の脱着ポートをポート被覆フレームによりシールし、ヒーティングチャンバ内への水蒸気送付のために吸着ポートをヒーティングチャンバ中に開く吸着位置と、バルブアセンブリが吸着ポートをポート被覆フレームによりシールし、ヒーティングチャンバから外への水蒸気送付のためにヒーティングチャンバと凝縮チャンバとの間の脱着ポートを開く脱着位置との間で移行可能である。

複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態は、本発明の例示的実施形態を示し説明する、以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないと考えられるべきである。

図面の簡単な説明
図１は幾つかの実施形態による、湿分ポンプを含むシステムの斜視図である。

図２Ａは幾つかの実施形態による、脱着構成にある湿分ポンプの第一の例の側方断面図である。

図２Ｂは図２Ａの湿分ポンプの側面図である。

図３Ａは吸着構成にある図２Ａ〜図２Ｂの湿分ポンプの側方断面図である。

図３Ｂは図３Ａの湿分ポンプの側面図である。

図４は幾つかの実施形態による、脱着構成にある湿分ポンプの第二の例の側方断面図である。

図５は吸着構成にある図４の湿分ポンプの側方断面図である。

図６は脱着構成にある図２〜３の湿分ポンプの動作を例示するための側方断面図である。

図７Ａは脱着構成にある図４〜５の湿分ポンプの脱着動作の第一の部分を例示する側方断面図である。

図７Ｂは脱着構成にある図４〜５の湿分ポンプの脱着動作の第二の部分を例示する側方断面図である。

図８は、脱着構成にある幾つかの実施形態による湿分ポンプの第三の例の動作を例示する側方断面図である。

図９は幾つかの実施形態による、差異バルブ面積を有しない湿分ポンプと比較した、差異バルブ面積を有する湿分ポンプの試験データの概略図である。図１０は幾つかの実施形態による、差異バルブ面積を有しない湿分ポンプと比較した、差異バルブ面積を有する湿分ポンプの試験データの概略図である。

詳細な説明
図１は、エンクロージャを画定し、内部環境１６から外部環境１４を分離するエンクロージャハウジング１２を含むシステム１０の斜視図である。本明細書中で使用するときに、「外部」及び「内部」は、エンクロージャハウジング１２に対する空間を記載するために使用される用語である。それらは、例えばエンクロージャハウジングの両側にある。図１に示すように、システム１０はまた、エンクロージャハウジング１２によって維持されそして、外部環境及び内部環境１４，１６と連通する湿分ポンプ２０を含む。

幾つかの実施形態において、電球などの加熱源（図示せず）は内部環境１６内に配置されている。システム１０は、ヘッドランプなどの自動車用途で使用され、加熱源が自動車用途の要件に応じてオン及びオフを繰り返す。湿分ポンプ２０の他の潜在的な用途としては様々な電子機器エンクロージャが挙げられる。一例において、電子機器エンクロージャは、繰り返して加熱源として機能する電子部品を有する。ヘッドランプであろうと又は他の加熱源であろうと、加熱源の繰り返しは、湿分１８（例えば、空気中の湿分又は水蒸気）をシステム１０の内部環境１６内に蓄積させる。湿分の存在は、システム１０の内部環境１６に曝される加熱源又は他の構成要素、特に電気又は電子構成要素の有用寿命を短縮できる。

図示のように、湿分ポンプ２０は、エンクロージャハウジング１２に隣接して配置され、外部環境１４及び内部環境１６に露出している。湿分ポンプ２０は、湿分１８を内部環境１６から外部環境１４に向ける。図示されるように、湿分ポンプ２０は円筒形部分を有する回転対称形状を有するが、様々な形状が考えられる。

ハウジング２２は、場合により、エンクロージャハウジング１２とともに気密シール、防湿シール及び防水シールのうちの少なくとも１つを形成する。幾つかの実施形態において、湿分ポンプ２０は湿分１８を内部環境１６からハウジング内の１つ以上のチャンバに向け、そして該湿分１８を該１つ以上のチャンバから外部環境１４に向ける。このようにして、湿分ポンプ２０は内部環境１６から湿分１８を除去するのを容易にして、システム１０の内部環境１６にさらされる加熱源又は他の構成要素の有用寿命を延長する。

図２Ａは幾つかの実施形態による脱着構成にある湿分ポンプ２０の側方断面図である。本明細書に記載されている全ての構成要素は部分断面図で示されている。湿分ポンプ２０はバルブアセンブリ２４を含むハウジング２２を含む。バルブアセンブリ２４は、ハウジング２２に隣接して配置されたブロッキング部材と、ブロッキング部材をアクチュエータ３４に機械的に連結するための任意の適切な連結部とを含む。ヒータ２６と熱的に結合しているヒートスプレッダ２８に隣接するデシカント３０を含むチャンバ３２はハウジングの内部にある。これはヒートスプレッダ２８をヒータ２６及びデシカント３０の両方と接触させる。ヒータ２６、ヒートスプレッダ２８、デシカント３０及びバルブアセンブリ２４のアセンブリは、アクチュエータ３４によってハウジング４０の第一の端部４６の内面３６に対してバイアスされ、ばね３８によってハウジングの第二の端部４８に対してバイアスされる。アクチュエータ３４は、バルブアセンブリ２４をハウジング２２の内部で移動させるように動作可能である。図示のように、アクチュエータ３４は、作動時に、ヒータ２６、ヒートスプレッダ２８、デシカント３０及びバルブアセンブリ２４の全体アセンブリを移動させるが、しかし実際には、アクチュエータは、湿分ポンプ２０の内部構成要素のうちのいくつかと、例えばバルブアセンブリ２４だけと機械的に結合されうる。

ハウジング２２は、湿分を封じ込める又は通過させるための１つ以上のチャンバを画定している。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ハウジング２２はチャンバ３２を画定している。動作中、水蒸気は（例えば、閉じた状態で示されている１つ又は複数の吸着ポート４２を通って）チャンバ３２内に選択的に送られ、次いで、開いた状態で示されている脱着ポート４４を通してチャンバ３２から送られる。特定の実施形態において、チャンバ３２は筒形であり、デシカント３０は、チャンバに向かってかつハウジング２２の内壁に向かって外側を向いているヒートスプレッダ２８の外面上に配置されている。チャンバ３２はデシカント３０を包囲する空隙を形成し、デシカント３０とチャンバ内の空気との間の湿分移動を提供する。脱着ポート４４から外へチャンバ３２から送られた蒸気は、一般に、脱着開口部５２を介して妨害されずに外部環境１４へ通過する。特定の実施形態において、小さい百分率の蒸気は開口部５２の内側の表面上に凝縮することができる。該開口部は異物及び外部湿分の侵入を防止又は軽減するために脱着ポート４４から張り出している。一般に、「脱着ポート」は、バルブアセンブリ２４がチャンバ３２と外部環境１４との間の空気流をブロックするために通過する領域を指す。脱着ポート４４は、追加の空気体積（例えば、開口部５２）によって外部環境１４から分離されることができ、又は、外部環境に直接接続していることができる。

ハウジング２２は、概して１つ以上の直径を有する筒形で形成されている。ハウジング２２は、場合により、導電体（図示せず）を収容するための１つ以上の開口部（図示せず）を含む。導電体は、ヒータ２６などの、ハウジング２２の内部への電力の供給を可能にする。特定の実施形態において、バルブアセンブリ２４とハウジング２２は両方とも筒形の形態であることができ、バルブアセンブリ２４はハウジング内で入れ子になっている。

幾つかの実施形態による湿分ポンプ２０は、デシカント３０（部分断面図に示す）、ヒータ２６及びヒートスプレッダ２８（部分断面図に示す）を含む。湿分ポンプ２０は、一般に、湿分ポンプ２０に入る空気から湿分を除去し、湿分ポンプ２０を出る空気に湿分を戻すように動作する。デシカント３０は、一般に、加熱されていないときにチャンバ３２内の空気から水蒸気を吸着するように構成されている。デシカント形態の非限定的な例としては、限定するわけではないが、スクリムに接着されたビーズ、固体錠剤（例えば、吸着剤と結合剤とを有する）、クロス（例えば、編布、織布又は不織布）、デシカント材料＋ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（例えば、シリカゲル充填ＰＴＦＥ）、又は、可撓性デシカント層、例えばデシカント材料を含む可撓性ＰＴＦＥが挙げられる。いかなる特定の形状にも限定されないが、デシカント３０は筒形で形成されて示されている。

図示の実施形態において、ヒータ２６は、デシカント３０を加熱するために熱をヒートスプレッダ２８に向ける。ヒータ２６は、場合により、作動的に結合される導電体を通して電力供給され、該導電体はハウジング２２の１つ以上の開口部を通して配置されている。ヒータ２６の限定されない例は、正の熱係数（ＰＴＣ）ヒータである。幾つかの実施形態において、ＰＴＣヒータは自己調整型である。図示のように、ヒートスプレッダ２８はヒータ２６に隣接して配置されており、ヒータによって発生した熱を受け取る。図示のように、ヒートスプレッダ２８はヒータ２６と熱的に結合するようにヒータ２６と伝導性接触しているが、他の熱伝達様式（例えば、放射）も許容可能である。ヒータ２６はまた、ヒートスプレッダ２８に固定することができる。図示のように、ヒータ２６はヒートスプレッダ２８に隣接しかつアクチュエータ３４に隣接して配置されている。図示のように、ヒートスプレッダ２８の略筒形部分はデシカント３０と伝導性接触状態にある。幾つかの実施形態において、ヒートスプレッダ２８は、例えばコネクタ（図示せず）によって、デシカント３０と機械的に接続されている。幾つかの他の実施形態において、デシカント３０はヒートスプレッダ２８に接着されてもよく、又は、取り付けられてもよく、例えば、ヒートスプレッダの周りで延伸され又は成形されている。ヒータ２６はＡＣ又はＤＣ電流によって電力供給されうる。多くの用途において、ＤＣ電流はヒータ２６の供給源として容易に利用可能である。ヒータ２６は用途において利用可能な電圧で引き出すように選択することができる。利用可能な電圧で動作するヒータを選択すると、システム全体のコストを削減できる。特定の実施形態において、限定するわけではないが、自動車、コンピュータシステム、照明及び電子機器エンクロージャを含む広範囲の用途では、ＤＣ電圧は２Ｖ〜８０Ｖ、例えば２Ｖ〜２４Ｖ又は１０Ｖ〜１６Ｖであることができる。

ヒータ２６は選択的に電力供給して熱を発生させることができる。熱の一部は空気を通して（例えば、対流を介して）又は他の構成要素を通して放散されうるが、一般に、発生した熱の有意な部分はヒートスプレッダ２８に吸収される。ヒートスプレッダ２８内の熱の少なくとも一部はデシカント３０に吸収される（例えば、伝導による）。例えばヒートポンプ２０が脱着構成にあるときに、デシカント３０に吸収された水蒸気は加熱されてデシカント３０からチャンバ３２内の空気中に解放される。ヒータ２６に電力供給されていなく（すなわち、吸着構成にある）、そしてデシカント３０が十分に冷却されているときに、デシカント３０は空気中の水蒸気を吸着する。

動作中、湿分ポンプ２０は、吸着構成と脱着構成との間で移行可能である。図２Ａ及び図２Ｂは、吸着ポート４２（ここでは複数の吸着開口部として示されている）がバルブアセンブリ２４によってブロックされ、そして脱着ポート４４がハウジング２２の第一の端部４６とバルブアセンブリ２４との間で開いているように、バルブアセンブリ２４が脱着位置に配置されている脱着構成を示す。この脱着位置は、チャンバ３２と外部１４との間の空気流を許容しながら、内部１６とチャンバ３２との間の気流をブロックする。湿分ポンプ２０は、一般に、ヒータ２６がヒートスプレッダ２８及びデシカント３０を能動的に加熱しているときに脱着構成にあり、それにより、デシカント３０に含まれる湿分はデシカントから蒸発されて、脱着ポート４４を通って湿分ポンプ２０から出ることを可能にする。

湿分ポンプ２０は、ハウジング２２の第一の端部４６の内面３６を押圧するアクチュエータ３４によって脱着構成に保持されうる。様々な実施形態において、アクチュエータ３６は、温度に応答する熱機械的アクチュエータである。幾つかの実施形態において、アクチュエータ３６は相変化材料、例えば相変化ドライブを含む。本明細書で使用されるときに、相変化材料は、例えば、相変化材料が加熱に応答して膨張し、冷却に応答して収縮するように、温度に応答して膨張又は収縮する。相変化材料の非限定的な例としては、ワックス（例えば、パラフィンワックス）、バイメタル元素及びニチノールが挙げられる。アクチュエータ３６は、バルブアセンブリ２４と機械的に接続されており、それにより、アクチュエータが膨張及び収縮すると、バルブアセンブリは吸着位置と脱着位置との間で移動することができる。

湿分ポンプ２０は、所定の時間、すなわち、デシカントから湿分を除去するのに十分な脱着又は再生時間の間、脱着構成に保持されうる。脱着又は再生時間は比較的速いプロセスである。デシカント３０を能動的に加熱すると、デシカントから湿分が除去され、デシカントを再生し、そしてチャンバ３２を加熱すると、強力な対流空気流が生じ、湿分を湿分ポンプ２０から比較的迅速に送り出すのを助ける。熱駆動対流のために、脱着ポート４４は湿分ポンプ２０の湿分を排出する能力を損なうことなく比較的小さな面積を有することができる。特定の実施形態において、脱着又は再生は、デシカントを９５℃以上の脱着温度に加熱することによって達成することができる。幾つかの実施形態において、脱着温度は約１１０℃〜約１３５℃又は約１０５℃〜約１５０℃の範囲であることができる。

デシカントが十分に再生されると、典型的には１０〜３０分後に、さらなる時間の加熱は電力及び熱の無駄でなる。さらに、バルブアセンブリ２４は、脱着構成にあるときに、保護されたエンクロージャの内部１６とチャンバ３２との間のアクセスを防止するように構成されているので、脱着（再生）時間中に湿分低下機能はない。したがって、吸着時間と比較して比較的に短い時間、チャンバ３２を加熱することが望ましい。

図２Ｂは、側面透視図（外部）からの脱着構成での図２Ａの湿分ポンプ２０を示す。図示されるように、バルブアセンブリ２４は脱着位置まで下げられ、脱着開口部５２を通して見える脱着ポート４４を開く。吸着ポート４２はバルブアセンブリ２４によって閉じられる。

図３Ａは、吸着構成で示されている図２Ａの湿分ポンプ２０の側方断面図である。吸着構成は、吸着ポート４２（ここでは、複数の吸着開口部として示される）が妨害されず、一方、脱着ポート４４が閉じられているように、バルブアセンブリ２４がハウジング２２内で吸着位置に配置されているという点で脱着構成と異なる。湿分ポンプ２０は、例えば、アクチュエータ３４に対向するようにバイアスされるばね３８などによって吸着構成に保持されうる。アクチュエータ３４がリトラクトされるときに（例えば、相変化駆動の場合に、アクチュエータが冷却されそして収縮するときに）、ばね３８はバルブアセンブリ２４を吸着位置へ移動させる。ヒータ２６がチャンバ３２に熱を供給しないときに、アクチュエータ３４及びデシカント３０は冷める。応答して、アクチュエータ３４は収縮し、デシカント３０はチャンバ３２の空気中の水蒸気を吸着する。動作中、湿分ポンプ２０の開いた吸着ポート４２は、内部１６とチャンバ３２との間の空気を移動させ、それにより、デシカント３０は内部１６から輸送された湿分を吸着する。

脱着又は再生時間とは対照的に、エンクロージャからの湿分のデバイスへの吸着はより長い時間を要する可能性がある。湿分ポンプ２０が加熱されていないときに、対流を駆動するために利用可能な温度差がより小さいので、内部１６からチャンバ３２への湿分の拡散は、保護されたエンクロージャの内部から吸着ポート４２を通しそしてデシカント３０への主輸送方法であることが多い可能性がある。湿分拡散輸送において、保護されるエンクロージャとデシカント近くのＨＭＰの内部との間の空気中湿分濃度差は比較的に小さいことが多く、湿分輸送を遅らせる。吸着時間中、拡散は対流よりも遅い輸送方法であるので、吸着ポート４２の累積面積は、湿分がデシカント３０によって吸着され得るチャンバ３２内への内部１６からの湿分の移動を制限する性能要因となりうる。これは、光源などにより生じる、チャンバ３２と内部１６との間の温度差によって対流が生じる場合にも当てはまる。

実施形態において、吸着ポート４２は、脱着ポート４４とは異なるバルブ面積を有することができる。吸着及び脱着ポートの面積の非対称性は、湿分ポンプ２０が吸着構成にある吸着時間中に湿分のより急速な吸着をもたらすことができる。脱着時間中に湿分をベントする脱着ポートの有効性は、より小さい面積を有することによって影響されない。図２〜図３に示すように、吸着ポート４２はハウジング２２の周囲に周方向に配置された複数の開口部を含む。したがって、吸着面積は、吸着ポート４２を構成するすべての開口部の開口面積の合計によって定義することができる。例えば、吸着面積は、開口部を塞ぐハウジングの支持構造を差し引いて、吸着ポート４２を構成する各開口部の高さ、周囲長さ（ハウジング２２の半径５０に関して定義することができる）、及び、吸着ポートを構成する開口部の列数に関して定義することができる。対照的に、脱着面積は、脱着ポート４４（図２Ａを参照されたい）に関して定義され、その場合には、脱着面積は、脱着ポートの高さ及びハウジング２２の周囲長さに関して定義することができる。一般に、吸着ポート４２の各開口部の高さは、脱着ポート４４の高さとほぼ等しいか又はそれよりわずかに小さい。したがって、一般に、湿分ポンプの吸着面積は、吸着ポートを構成する開口部の平行列の数とほぼ等しいか又はわずかに小さい係数（ｂｙａｆａｃｔｏｒ）だけ脱着面積を超える。特定の実施形態において、吸着ポート４２を構成する開口部の平行列は、バルブアセンブリの移動方向に対して垂直に延びており、バルブアセンブリの移動方向に対して互いにずれている。幾つかの特定の実施形態において、吸着面積は８００〜１０００ｍｍ^２、７００〜１０００ｍｍ^２、６００〜１０００ｍｍ^２、５００〜１０００ｍｍ^２又は５００〜１２００ｍｍ^２であることができる。

代替の実施形態において、バルブアセンブリ２４は、可変サイズ（例えば、脱着部分のバルブアセンブリのサイズよりも小さい又は大きい吸着ポートでの段階状サイズ）を有することができる。例えば、幾つかの実施形態において、湿分ポンプ２０は吸着ポート４２で実質的に筒形のハウジング２２と、脱着ポート４４で実質的に筒形のハウジングとを有するが、吸着ポートと脱着ポートとの間で異なる階段状のハウジング半径を有することができる。この構成の下で、バルブアセンブリ２４はまた、段階状半径を有し、そしてハウジング２２の内側で入れ子になるように構成することができる。

図３Ｂは、側面透視図（外部）から見た吸着形態の図３Ａの湿分ポンプ２０を示す。図示されるように、バルブアセンブリ２４は吸着位置まで上昇し、吸着ポート４２を開き、そして脱着ポート４４を閉じている。デシカント３０は吸着ポート４２を通して見える。

図２〜図３に示す構成及び同様の構成において、吸着ポート４２を構成する開口部の列の数を増やすことによって吸着面積を増やすことができる。したがって、吸着ポート４２の各列の開口部の高さ及び周囲長さは吸着面積を制限しない。というのは、追加の開口部の列を設けることができるからである。対照的に、単一の吸着ポートを用いる湿分ポンプは、十分な吸着面積を提供するために十分な吸着バルブの移動量を提供しなければならず、又は、より大きな吸着バルブの半径を提供しなければならない。このように、図２〜３に示した構成は、従来の湿分ポンプよりも小さい移動量で、そしてより小さい設置面積を有するデバイスにおいて、十分な吸着面積を提供することができる。例として、幾つかの実施形態において、十分な吸着効率は、２０ｍｍ以下、例えば２５ｍｍ以下又は３０ｍｍ以下の半径を有する湿分ポンプにおいて提供されうる。特定の実施形態において、３列以上の開口部を吸着ポート４２に設けることができ、その各々は３ｍｍ以下、例えば３．５ｍｍ以下又は４．０ｍｍ以下の個々の高さを有することができる。特定の実施形態において、吸着ポート４２の高さは列ごとに異なってよく、他の実施形態において、各列の吸着ポート４２は同じ高さを有する。脱着ポートの高さは、３ｍｍ以下、例えば、３．５ｍｍ以下、４．０ｍｍ以下又は５．０ｍｍ以下であることができる。列の数のために、吸着ポート４２の全高は、脱着ポート４４の面積と比較して異なるバルブ面積を提供する。吸着ポートの全高は脱着ポート４４の高さよりも大きく、例えば、少なくとも２倍又は少なくとも３倍大きい。幾つかの実施形態において、用途、及び、湿分ポンプ２０が内部１６内に侵入することが許容される深さに応じて、３列を超える開口部を吸着ポート４２に設けることができる。例えば、より低い吸着速度を必要とする用途では、吸着ポート４２は２列又は３列の開口部を含むことができる。より大きな吸着速度を必要とする用途では、吸着ポート４２は３列以上の開口部を含むことができる。特定の実施形態において、脱着ポート４４の高さは、バルブアセンブリ２４が移動することが許容される距離（すなわち、バルブ移動量）に等しいことができる。吸着ポート４２を構成する個々の窓の高さもまたバルブ移動量以下であることができる。幾つかの実施形態において、吸着ポートの窓は、吸着ポートが閉じられているときに空気が吸着ポート２４でバルブアセンブリの周りを通過できないことを確保するためにバルブ移動距離よりわずかに狭くてよい。

吸着ポート４２の構成はまた、デシカント３０に遭遇するために内部１６内の空気流及び／又は湿分拡散のための短縮された経路を提供することによって吸着プロセスの効率に影響を及ぼすことができる。特定の実施形態において、図２〜図３に示すように、吸着ポート４２は、チャンバ３２の領域を横切ってデシカント３０の少なくとも一部の周りに配置されかつそれを取り囲む複数列の開口部を含む。この構成及び類似の構成において、内部１６からの空気はハウジング２２の周囲の多くの点で吸着ポート４２を通して容易に通過でき、チャンバ３２を横切る必要がなくデシカント３０と遭遇できる。この構成は、一方の側又は端部に単一の吸着ポートを有し、その場合に、湿分ポンプに入る空気が最初にデシカントのごく一部にしか遭遇しない湿分ポンプとは対照的である。

デシカント３０、ヒータ２６及びヒートスプレッダ２８はチャンバ３２内に配置されているか又はチャンバ３２内に維持されているように示されている。デシカント３０は、チャンバ３２の空気中の湿分にさらされる。他の実施形態（図示せず）において、デシカント３０、ヒータ２６及びヒートスプレッダ２８のうちの１つ以上は、チャンバ３２内に部分的に配置されていることができる。さらに他の実施形態（図示せず）において、ヒータ２６はチャンバ３２の外部に配置され、そしてヒートスプレッダ２８はチャンバ３２内に配置され又は部分的に配置されることができる。上述の実施形態は主に実質的に筒形の湿分ポンプ２０に言及しているが、本明細書に記載されている原理は、バルブアセンブリ２４がハウジング２２内に摺動可能に配置されうる任意の他の適切な形状に関して適用されうることは理解されたい。様々な代替実施形態において、ハウジング２２及び関連するバルブアセンブリ２４は、楕円形の断面、矩形の断面又は他の任意の適切な断面を有することができる。上述したように、様々な代替実施形態は段階状断面積を使用することもできる。

図２〜図３に示す実施形態は、第二のチャンバ、例えば凝縮チャンバなしで動作可能であり、湿分ポンプ２０が脱着構成にあるときに、空気はチャンバ３２から外部環境１４に直接流れることができる。他の実施形態において、凝縮チャンバを含めることができる。

図４〜図５は凝縮チャンバ１５８を有する湿分ポンプ１２０の側方断面図である。図４は、脱着構成にある湿分ポンプ１２０を示す。図５は吸着構成にある湿分ポンプ１２０を示す。湿分ポンプ１２０は湿分ポンプ２０と同様の構成要素を共有し、それらは、共通の参照番号に「１」の数字を追加することによってラベル付けされている（例えば、図２〜３のハウジング２２は図４〜５のハウジング１２２に類似している）。湿分ポンプ１２０の態様は、上述の湿分ポンプ２０と同様に動作することができ、例えば、バルブアセンブリ１２４は、アクチュエータ１３４によって作動されたときに脱着位置と吸着位置との間で移動することができる。湿分ポンプ１２０は、図１に示されるシステム１０のようなシステムにおいて、湿分ポンプ２０の代わりに動作することができる。

図４〜５の湿分ポンプ１２０は凝縮チャンバ１５８を画定するベントポート１５４を含む。動作中、バルブアセンブリ１２４が脱着位置（図４に示すように）にあるときに、脱着ポート１４４は開いており、湿分を含む空気は脱着ポートを通してチャンバ１３２から逃げることができる。湿分含有空気はさらに、凝縮チャンバ１５８を通過し、次いで、ベントポート１５４を画定する膜を通して湿分ポンプ１２０から出ていくことができる。バルブアセンブリ１２４が吸着位置にあるときに（図５に示すように）、脱着ポート１４４は閉じられ、凝縮チャンバ１５８をチャンバ１３２から分離する。したがって、吸着位置において、凝縮チャンバ１５８はベントポート１５４を介して外部環境１４とのみ流体連通する。バルブアセンブリ１２４が吸着位置にある間に、湿分を含む空気は内部環境１６からチャンバ１３２内に循環することができ、そこでデシカント１３０はそこから湿分を吸着することができ、そして凝縮チャンバ１３２内に既に含まれている湿分はベントポート１５４を通って外に出ることができる。

ベントポート１５４は、凝縮チャンバ１５８から出て、例えばシステム１０（図１）の外部環境１４へ水蒸気送付するための開口部を提供する。水蒸気は、脱着中に凝縮チャンバ１５８内に集まり、凝縮チャンバ１５８からベントポート１５４を出る。特定の実施形態において、水蒸気の少なくとも一部は凝縮チャンバ１５８から送出される前に凝縮チャンバ内で沈殿する。例えば、凝縮された液体水は、脱着ポート１４４が閉じられている（すなわち、吸着構成にある）間に、凝縮チャンバ１５８の空気中に時間とともに蒸発し、次いで、ベントポート１５４を通過するか又は排水部（図示せず）から出ることができる。特定の実施形態において、ベントポート１５４を構成する１つ又は複数の膜は、外部環境１４から湿分ポンプ１２０へのデブリ又は液体水の侵入を防止するように、水蒸気透過性であるが、デブリ及び液体水に対して不透過性であることができる。吸着ポート１４２を覆っている１つ以上の膜はまた存在してよく（図示せず）、それにより、例えば、デシカント３０から解放された粒子が内部環境に入るのを防ぐことができる。

湿分ポンプ１２０で使用される膜は、様々な目的のために構成された１つ以上の膜、又は、膜の層を含むことができる。１つ以上の膜の１つの目的は、粒子（例えば、ダスト）が外部環境１４（図１）から湿分ポンプに入るのを防ぐなど、固体デブリが湿分ポンプ１２０から出る又はそこに入るのを防止することである。１つ以上の膜の別の目的は、空気及び水蒸気をそれを通して透過させることを可能にすることである。１つ以上の膜のさらに別の目的は、液体の水がそれを通って透過するのを防止することである。１つ以上の膜のさらに別の目的は、油が膜上に堆積するのを抑制することである。幾つかの実施形態において、１つ以上の膜は、選択された１つ以上の目的に応じて、固形デブリ不透過性、空気透過性、蒸気透過性（例えば、水蒸気透過性）、水不透過性及び疎油性である。適切な膜材料の例としてはｅＰＴＦＥ膜が挙げられ、例えば、米国許第６，２１０，０１４号、同第６，７０９，４９３号及び同第８，９６８，０６３号明細書に記載されているものである。

空気及び蒸気透過性で液体不透過性の膜は、液体が膜を通過するのを防ぐその能力によってしばしば特徴付けられる。水侵入圧（ＷＥＰ）はそのような膜の一般的な性能測定基準である。ＷＥＰは、膜の片側に水を接触させることによって決定される。水の圧力は、水が膜に入り、反対側から出始めるまで徐々に増加される。水が反対側から出始める圧力は水侵入圧と呼ばれる。特定の実施形態において、少なくとも０．０３バール（０．５ｐｓｉ）のＷＥＰ、例えば、少なくとも０．２バール（３ｐｓｉ）のＷＥＰ又は少なくとも０．３５バール（５ｐｓｉ）のＷＥＰを有する膜を使用することができる。

図６は、実施形態による、脱着構成にある図２〜３の湿分ポンプ２０の動作の態様を示す。図示されるように、バルブアセンブリ２４が脱着位置にある間に、デシカント３０は、例えばヒートスプレッダ２８を介して加熱されており、デシカントに水蒸気６０を解放させる。水蒸気６０は脱着ポート４４及び脱着開口部５２を通って湿分ポンプ２０から対流６２内に運ばれる。

図７Ａは、実施形態による、脱着構成にある図４〜５の湿分ポンプ１２０の動作の態様を示す。図示されるように、バルブアセンブリ１２４が脱着位置にある間に、デシカント１３０は加熱されており、デシカントに水蒸気６０を解放させる。水蒸気６０の幾らかは、開いた脱着ポート１４４、凝縮チャンバ１５８及びベントポート１５４を通して湿分ポンプ１２０から運ばれて移動する。水蒸気６０の幾らかはまた、凝縮物６４を形成することができる、チャンバ１３２よりも一般に低温である凝縮チャンバ１５８の内部で凝縮することができる。ベントポート１５４は湿分ポンプ１２０への幾らかの物質例えば、デブリ、液体水、油及び/又はその他の物質の侵入を防止するために動作することができる。

図７Ｂは、図４〜５の湿分ポンプ１２０の動作のさらなる態様を示す。図７Ａに示される脱着サイクルに続いて、湿分ポンプ１２０は、デシカント１３０の加熱を停止し、脱着ポート１４４を閉じることによって吸着構成に戻ることができる。吸着構成にある間に、湿分ポンプ１２０は、凝縮物６４が凝縮チャンバ１５８中に蒸発し、次いで、ベントポート１５４を構成する１つ以上の膜を横切って拡散するので、湿分を排出し続けることができる。

図８は、実施形態による、脱着構成にある湿分ポンプ２２０の第三の例の動作の態様を示す。湿分ポンプ２２０は、湿分ポンプ２０及び１２０の要素と類似の要素を含み、それらはそれぞれの参照番号の百の位に「２」を代用することによってラベル付けされる（例えば、ハウジング２２２はハウジング２２又は１２２に類似している）。脱着ポート２４４は、介在する脱着開口部（例えば、図２〜３及び６の脱着開口部５２）又は凝縮チャンバ及びベントポート（例えば、図４〜５及び７の凝縮チャンバ１５８及びベントポート１５４）を通過することなく、空気がチャンバ２３２から直接出ることを可能にする。図示のように、バルブアセンブリ２２４は脱着位置にあり、それにより、脱着ポート２４４は開いている。バルブアセンブリは、脱着ポート２４４が閉じられている吸着位置２２４'に移行可能である。幾つかの実施形態において、脱着ポート２４４は、上述の膜のいずれかと同様の膜を含むことができる。

本明細書中に記載されているデシカント、例えば、デシカント３０（図２Ａ〜図２Ｂ）は可撓性デシカント層を含むことができ、それは幾つかの利点を提供する。可撓性デシカント層は、ヒートスプレッダ（例えばヒートスプレッダ２８）への形状適合性を可能にし、そのことは熱伝達を高めることができる。例えば、可撓性デシカント３０は、図２Ａに示す湿分ポンプ２０内のヒートスプレッダ２８の外面に適合することができる。可撓性デシカント形態は、デシカントを平坦な表面として製造し、デシカントを撓ませてハウジング２２内又はヒートスプレッダ２８周囲を取り囲むことによって設置することができるように、曲げに耐えることができる。特定の実施形態において、可撓性デシカント材料は、粒状物を生成することなく、３ミリメートル未満、例えば１ミリメートル未満又は０．５ミリメートル未満の半径を有する曲率に適合することができる。曲げ耐久性は、目に見える表面のひび割れ又は粒子の発生なしに、可撓性デシカントフォームを小さな半径でＸ方向及びＹ方向の両方にマンドレル上でロールするという単純なマンドレルロール試験で測定することができる。例えば、適切な可撓性デシカント、例えば、シリカゲルを含有する可撓性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）マトリックスを、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に０．１６インチ／秒の速度で半径０．１２５インチのマンドレルでマンドレル試験にかけ、１．５倍〜２倍の倍率で光学顕微鏡にて観察された視覚的な表面ひび割れ又は粒子発生はなかった。可撓性デシカント形態の非限定的な例としては、限定するわけではないが、デシカント材料＋ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（例えば、シリカゲル充填ＰＴＦＥ）が挙げられる。特定の実施形態において、デシカント層は、フルオロポリマー及び金属酸化物又はそのゲルを含むことができる。他の特定の実施形態では、デシカント層はシリカゲル充填ＰＴＦＥを含むことができる。幾つかの実施形態において、デシカント層は、スクリム上に接着されたビーズ、固体錠剤、クロス、織布、不織布又は可撓性ポリテトラフルオロエチレン層のうちの１つ以上を含むことができる。

可撓性デシカント層は、デシカント層を曲げることによって様々な内部寸法を有するヒーティングチャンバと組み立てることができる。可撓性デシカント層はまた、デシカントをヒーティングチャンバ内で巻きつけることによって、水蒸気の吸着性を高めることができる表面積対体積の比を提供するように構成することもできる。

特定の実施形態において、可撓性ではないデシカント形態は、可撓性形態のために回避することができる。可撓性及び非可撓性の両方のデシカント形態は実質的に均一な厚さを有することができる。特定の実施形態において、デシカント層は、０．５ｍｍ未満、又は場合によっては０．２５ｍｍ未満の厚さ変動を有しうる。特定の実施形態において、シリカゲル以外のデシカント材料を、例えば、膜基材又はマトリックスがデシカント材料を捕捉し、膜マトリックスからのデシカントダスト又はデブリの漏出を防ぐように、膜基材又はマトリックスをデシカント材料で埋め込む又は含浸させることにより、ＰＴＦＥ又は同様の膜基材又はマトリックスと組み合わせて使用することができる。

可撓性デシカント層を備える１つの実施形態において、デシカント材料は、粒子が解放されるのを防ぐのに十分なほど強いことができる。これはデシカント材料の損失を防ぎ、それによって寿命を延ばす。さらに、より少ない粒子の解放は、内部環境から粒子を除去するためのデブリチャンバ又は他の手段の必要性を低減する。可撓性デシカント層はまた、デシカント層中により高い濃度のデシカントを提供することによってチャンバ内のデシカントの充填効率を高めることができる。可撓性デシカント中の高いデシカント充填量は、より小さな（すなわち、より薄い）可撓性デシカント層が、エンクロージャを乾燥させるための有効合計デシカント充填量を達成することを可能にする。例えば、幾つかの実施形態において、可撓性デシカント層の充填効率は５０質量％を超えることができる（すなわち、乾燥デシカント層の質量は、５０％以下の可撓性基材又はマトリックスと比較して５０％以上のデシカントであることができる）。ある場合には、デシカント層におけるデシカントの充填効率は９０質量％を超えることができる。少なくとも１つの実施形態において、湿分ポンプは、湿分ポンプによって保護される６Ｌ〜１４Ｌの保護体積を有するエンクロージャに３〜４グラムのデシカント材料を使用することができる。３〜４グラムのデシカント材料は、約２ｍｍの厚さ、及び約３４１４ｍｍ^２の外面表面積を有するデシカント層に提供することができる。幾つかの実施形態において、４グラムを超えるデシカント材料をデシカント層に含めることができる。

特定の実施形態において、可撓性デシカント層２６は、９５℃を超える温度、例えば１００℃を超える、又は１５０℃を超える温度に耐えることができる高温（ＨＴ）デシカントを含むことができる。一般に、高温に耐えることは、ＨＴデシカントが高温でそのデシカント特性及び構造特性を保持することができる（すなわち、構造的に健全なままであるか又は自重に耐える）ことを意味する。可撓性デシカントはまたＨＴデシカントであることができる。一般に、ＨＴデシカントは繰り返し加熱されたときに蒸気を吸着するその能力を再生することができる。熱はデシカントから湿分を追い出し、それによってその吸着能力をより短時間で回復する。幾つかのＨＴデシカントは、９５℃に加熱したときに、その２２℃／５０％ＲＨ平衡湿分含量の少なくとも１５％を約５分以内に脱着することができ、又は、１０１℃に加熱したときに、その２２℃／５０％平衡湿分含量の少なくとも２５％を約５分以内に脱着することができる。デシカント層を再生するための具体的な時間は、デシカントの厚さ、特定の温度、周囲湿度、加熱効率及びその他の要因に依存し得ることを理解されたい。幾つかの実施形態において、デシカントは、９５℃の脱着温度で２０分以内に２２℃／５０％ＲＨの平衡湿分量で捕捉された湿分の少なくとも４０％を脱着することができる。幾つかの他の実施形態において、デシカントは、９５℃の脱着温度で２０分以内に２２℃／５０％ＲＨの平衡湿分含量で捕捉された湿分の少なくとも６０％を脱着することができる。素早く脱着するために、デシカント（例えば、ＨＴデシカント）を１０５℃以上の温度に加熱することができる。１０５℃以上の範囲の温度では、デシカント及びデシカントに関連する任意の構造材料は、長時間、例えば３時間まで、それらの高温での溶融及び変形に対して耐性があるべきである。１０５℃より上の温度で動作可能な特定のデシカント及び構造材料としては、シリカゲルデシカント材料を含浸させた可撓性ＰＴＦＥが挙げられる。幾つかの実施形態において、デシカントは約１５０℃までの温度に耐えることができるエポキシ接着剤層によってヒートスプレッダに固定される（例えば、デシカント３０及びヒートスプレッダ２８）。幾つかの実施形態において、ヒートポンプは１５０℃を超える温度で動作するように構成されることができる。そのような場合には、シリカゲル含浸ＰＴＦＥを含むデシカントを含むデシカントは、１７５℃又は２００℃を超える温度に耐えることができ、ＨＴデシカントは１５０℃を超える温度に耐える取り付け手段によってヒートスプレッダに取り付けることができ、限定するわけではないが、高温耐性接着剤及び機械的手段が挙げられる。例えば、幾つかの実施形態において、ＨＴデシカントは、デシカントへの空気流を妨げることなく、デシカント及びヒートスプレッダを包囲する高温耐性メッシュ、ネット又はケージによってヒートスプレッダに取り付けることができる。そのようなメッシュ、ネット又はケージは、高温ポリマー、金属又は他の適切な材料から形成されうる。

例
本発明は、以下の非限定的な実施例を考慮してよりよく理解されるであろう。

非対称吸着／脱着面積を有する実施形態の試験データ
図９は、実施形態による、非対称比の吸着ポート面積／脱着ポート面積を有する湿分ポンプの、類似の寸法を有するが非対称性を欠く湿分ポンプと比較した試験データを示すグラフ表示である。湿分ポンプを環境チャンバ内に配置し、それぞれモデルエンクロージャ（約１３Ｌの体積を有するランプ器具）に固定した。外部環境の湿度を、環境露点（ＤＰ）について測定しそして記録し、モデルエンクロージャの湿度を、各エンクロージャの露点について測定した。本発明の（非対称）及び比較用（対称）の湿分ポンプを、６時間間隔で３０分間の繰り返しの脱着サイクルにかけ、残りの時間、該脱着サイクルは吸着サイクルによって分離された。非対称湿分ポンプが対称湿分ポンプよりも有意に低い露点を達成したことから示されるように、非対称湿分ポンプは対称湿分ポンプと比較して、それぞれのエンクロージャから湿分を急速に吸収した。実際に、非対称湿分ポンプは約８〜１０サイクル以内に約−２．０℃という低い露点値を達成したが、一方、対称湿分ポンプは約３５サイクル後にその動作限界近くで同様の結果を達成した。非対称湿分ポンプは、対称湿分ポンプで達成可能なものよりも有意に低い露点、例えば、約３５サイクル後に−８．０℃未満の露点で動作限界を達成するようである。

図１０は図９のデータを示すグラフ表示であり、一方の端部に吸着ポートを有し、他方の端部に脱着ポートを有し、そして約１０００ｍｍの吸着ポート総面積を有する大口径の吸着ポートを有する従来のインライン湿分ポンプからのデータを追加している。この大口径デバイスを、図９を参照して上述した対称湿分ポンプ及び非対称湿分ポンプと同様に、環境チャンバ内でモデルエンクロージャに取り付けた。大口径デバイスはモデルエンクロージャ内に約２３．５ｍｍだけ延在し、直径約６１ｍｍを有した。比較すると、このテストで比較された非対称湿分ポンプは、それぞれのモデルエンクロージャ内に４０ｍｍだけ突き出したが、直径がわずか約４４．４ｍｍであり、約８５０ｍｍ^２の総吸着面積を有した。データは、非対称湿分ポンプが、エンクロージャを除湿するのに、はるかに小さいデバイスサイズで、はるかに大きい従来の湿分ポンプに匹敵する性能を達成することができることを示している。

議論した例示的な実施形態に対して様々な変更及び付加を本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本発明の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、及び、上記の特徴のすべてを含むわけではない実施形態をも包含する。例えば、各湿分ポンプ２０、２００、４００に関して説明した変更は、本明細書に記載した湿分ポンプの実施形態のいずれにも適用することができる。

議論した例示的な実施形態に対して様々な変更及び付加を本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本発明の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、及び、上記の特徴のすべてを含むわけではない実施形態をも包含する。例えば、各湿分ポンプ２０、２００、４００に関して説明した変更は、本明細書に記載した湿分ポンプの実施形態のいずれにも適用することができる。
（態様）
（態様１）
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記少なくとも１つの吸着ポートは吸着面積を画定し、そして前記脱着ポートは脱着面積を画定し、そして前記吸着面積は前記脱着面積よりも大きい、装置。
（態様２）
前記少なくとも１つの吸着ポートは吸着面積を画定するためにハウジング内に複数の開口部を含む、態様１記載の装置。
（態様３）
前記デシカントは微粒子を生成することなく、３ミリメートル未満の半径を有する曲率に適合することができる可撓性材料を含む、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様４）
前記第一のチャンバ内に配置され、前記ヒータ及び前記デシカントと接触しているヒートスプレッダをさらに含む、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様５）
前記ヒートスプレッダは、前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングの内壁から離間し、前記デシカントは前記ヒートスプレッダの外面に適合し、前記ハウジングの内壁から離間している、態様４記載の装置。
（態様６）
前記デシカントは、実質的に均一な厚さを有する材料を含む、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様７）
前記デシカントは０．５ｍｍ未満の厚さ変動を有する、態様６記載の装置。
（態様８）
前記デシカントは０．２５ｍｍ未満の厚さ変動を有する、態様６記載の装置。
（態様９）
前記第一のチャンバの内壁は筒形であり、前記デシカントは空隙を横切って前記第一のチャンバの内壁に向けて配置されている、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１０）
前記デシカントの外面は、前記デシカントと前記第一のチャンバの前記内壁との間の空隙と接触しており、前記デシカントの内面は、ヒータと熱的に結合されたヒートスプレッダと接触している、態様９記載の装置。
（態様１１）
前記少なくとも１つの吸着ポートは、平行な開口部セットで配列されたハウジング内の複数の開口部を含み、各開口部は、前記バルブアセンブリが吸着位置と脱着位置との間を循環するときに、前記吸着ポートの各開口部が前記バルブアセンブリによってブロックされ又はアンブロックされるように、前記バルブアセンブリの移動方向に対して垂直に配列されており、前記複数の開口部の各開口部は、前記脱着位置においてブロックされておりおよび前記吸着位置においてアンプロックされている、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１２）
前記ハウジングは筒形であり、前記少なくとも１つの吸着ポートでの外側半径が２５ｍｍ以下であり、そして、
前記吸着面積は少なくとも８５０ｍｍ ^２である、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１３）
前記吸着面積は前記脱着面積の少なくとも２倍である、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１４）
前記バルブアセンブリは、ハウジング内の複数の吸着開口部に対応する複数のブロッキング部材吸着開口部と、前記バルブアセンブリの吸着開口部間に配置された複数のブロッキング領域とを有するブロッキング部材を含み、そして
前記複数の吸着開口部の各吸着開口部の第一の幅は、対応するブロッキング領域の第二の幅以下であり、それにより、前記バルブアセンブリが脱着位置にあるときに、前記吸着開口部の各開口部は前記ブロッキング部材の対応するブロッキング領域によりブロッキングされる、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１５）
前記平行なセットは前記バルブアセンブリの移動方向においてずれている少なくとも２つの平行吸着開口部を含む、態様１４に記載の装置。
（態様１６）
前記平行なセットは前記バルブアセンブリの移動方向においてずれている少なくとも３つの平行吸着開口部を含む、態様１４記載の装置。
（態様１７）
前記デシカント層は５０質量％〜９０質量％の充填効率を有する、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１８）
前記デシカント層はフルオロポリマー及び金属酸化物又はそのゲルを含む、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様１９）
前記デシカント層はシリカゲル充填ポリテトラフルオロエチレンである、態様１〜１７のいずれか１項記載の装置。
（態様２０）
前記デシカントは、スクリム上に接着したビーズ、固体錠剤、クロス、織布、不織布又は可撓性ポリテトラフルオロエチレン層を含む、態様１〜１７のいずれか１項記載の装置。
（態様２１）
前記デシカント層はその自重下で変形することなく少なくとも９５℃の温度に耐える、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様２２）
前記デシカント層はその自重下で変形することなく少なくとも１０５℃の温度に耐える、態様２１記載の装置。
（態様２３）
前記デシカント層はその自重下で変形することなく少なくとも１５０℃の温度に耐える、態様２１記載の装置。
（態様２４）
前記ヒータは前記デシカントを９５℃以上の脱着温度に加熱するように構成されている、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様２５）
前記脱着温度は１０５℃〜１５０℃である、態様２４記載の装置。
（態様２６）
前記脱着温度は１１０℃〜１３５℃である、態様２４記載の装置。
（態様２７）
前記デシカント層は、マンドレルロール試験で測定されるときに曲げ耐久性を有し、前記デシカントは１．５倍〜２倍の倍率で光学顕微鏡下で観察可能な粒子の発生なしに、目に見える表面のひび割れなしに、Ｘ及びＹ方向の両方向に０．１６インチ／秒の速度にて０．１２５インチ半径以下でマンドレル上にロールされることができる、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様２８）
前記脱着ポートと外部環境との間にありそして前記第一のチャンバの外側にあるベントポートによって画定される凝縮チャンバをさらに含み、前記ベントポートは蒸気透過膜を含む、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様２９）
前記膜はフルオロポリマー膜である、態様２８記載の装置。
（態様３０）
前記膜は少なくとも０．５ｐｓｉの水侵入圧を有する、態様２８記載の装置。
（態様３１）
前記デシカントは、９５℃の脱着温度で２０分以内に、５０％の外部相対湿度及び２２℃の外部温度での捕捉湿分の少なくとも４０％を脱着する、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様３２）
前記デシカントは、９５℃の脱着温度で２０分以内に、５０％の外部相対湿度及び２２℃の外部温度での捕捉湿分の少なくとも６０％を脱着する、態様３１記載の装置。
（態様３３）
前記ヒータは交流電源に接続されている、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様３４）
前記バルブアセンブリは前記ハウジングに対して前記バルブアセンブリを動かすように構成されたアクチュエータを含み、前記アクチュエータは前記ヒータが熱を供給しているときに、前記アクチュエータが前記バルブアセンブリを脱着位置まで動かすように熱活性化される、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様３５）
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記少なくとも１つの吸着ポートは前記ハウジングの壁に少なくとも１つの開口部を含み、前記壁はデシカントに近接しかつ実質的に平行である、装置。
（態様３６）
前記少なくとも１つの開口部は、前記ハウジングの内部の空隙を横切って前記デシカントと平行でありかつそれに向けられている、態様３５記載の装置。
（態様３７）
前記ハウジングは前記デシカントを包囲するように配置された筒形バレルを含む、先行の態様のいずれか１項記載の装置。
（態様３８）
前記少なくとも１つの脱着ポートはハウジング内に第一の複数の開口部を含み、そして
前記バルブアセンブリは、ハウジングの内部に隣接して配置されているブロッキング部材を含み、前記ブロッキング部材は該ブロッキング部材に第二の複数の開口部を有し、ここで、前記第二及び第一の複数の開口部は、前記バルブアセンブリが吸着位置にあるときに整列しているが、前記バルブアセンブリが脱着位置にあるときに整列しないように構成されている、態様３７記載の装置。
（態様３９）
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記ハウジングの壁は少なくとも部分的に前記デシカントを包囲し、前記デシカントから離れており、そして
前記少なくとも１つの吸着ポートは、デシカントに向けられている前記ハウジングの壁に複数の開口部を含む、装置。
（態様４０）
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記バルブアセンブリは、前記ハウジングの内部にあり、前記ハウジング内で摺動可能に取り付けられたブロッキング部材を含み、該ブロッキング部材は吸着位置で脱着ポートを覆うように動作可能であり、そして脱着位置で少なくとも１つの吸着ポートを覆うように動作可能である、装置。

Claims

ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記少なくとも１つの吸着ポートは吸着面積を画定し、そして前記脱着ポートは脱着面積を画定し、そして前記吸着面積は前記脱着面積よりも大きい、装置。
前記少なくとも１つの吸着ポートは吸着面積を画定するためにハウジング内に複数の開口部を含む、請求項１記載の装置。
前記デシカントは微粒子を生成することなく、３ミリメートル未満の半径を有する曲率に適合することができる可撓性材料を含む、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記第一のチャンバ内に配置され、前記ヒータ及び前記デシカントと接触しているヒートスプレッダをさらに含む、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記ヒートスプレッダは、前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングの内壁から離間し、前記デシカントは前記ヒートスプレッダの外面に適合し、前記ハウジングの内壁から離間している、請求項４記載の装置。
前記デシカントは、実質的に均一な厚さを有する材料を含む、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記デシカントは０．５ｍｍ未満の厚さ変動を有する、請求項６記載の装置。
前記デシカントは０．２５ｍｍ未満の厚さ変動を有する、請求項６記載の装置。
前記第一のチャンバの内壁は筒形であり、前記デシカントは空隙を横切って前記第一のチャンバの内壁に向けて配置されている、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記デシカントの外面は、前記デシカントと前記第一のチャンバの前記内壁との間の空隙と接触しており、前記デシカントの内面は、ヒータと熱的に結合されたヒートスプレッダと接触している、請求項９記載の装置。
前記少なくとも１つの吸着ポートは、平行な開口部セットで配列されたハウジング内の複数の開口部を含み、各開口部は、前記バルブアセンブリが吸着位置と脱着位置との間を循環するときに、前記吸着ポートの各開口部が前記バルブアセンブリによってブロックされ又はアンブロックされるように、前記バルブアセンブリの移動方向に対して垂直に配列されており、前記複数の開口部の各開口部は、前記脱着位置においてブロックされておりおよび前記吸着位置においてアンプロックされている、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記ハウジングは筒形であり、前記少なくとも１つの吸着ポートでの外側半径が２５ｍｍ以下であり、そして、
前記吸着面積は少なくとも８５０ｍｍ^２である、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記吸着面積は前記脱着面積の少なくとも２倍である、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記バルブアセンブリは、ハウジング内の複数の吸着開口部に対応する複数のブロッキング部材吸着開口部と、前記バルブアセンブリの吸着開口部間に配置された複数のブロッキング領域とを有するブロッキング部材を含み、そして
前記複数の吸着開口部の各吸着開口部の第一の幅は、対応するブロッキング領域の第二の幅以下であり、それにより、前記バルブアセンブリが脱着位置にあるときに、前記吸着開口部の各開口部は前記ブロッキング部材の対応するブロッキング領域によりブロッキングされる、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記平行なセットは前記バルブアセンブリの移動方向においてずれている少なくとも２つの平行吸着開口部を含む、請求項１４に記載の装置。
前記平行なセットは前記バルブアセンブリの移動方向においてずれている少なくとも３つの平行吸着開口部を含む、請求項１４記載の装置。
前記デシカント層は５０質量％〜９０質量％の充填効率を有する、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記デシカント層はフルオロポリマー及び金属酸化物又はそのゲルを含む、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記デシカント層はシリカゲル充填ポリテトラフルオロエチレンである、請求項１〜１７のいずれか１項記載の装置。
前記デシカントは、スクリム上に接着したビーズ、固体錠剤、クロス、織布、不織布又は可撓性ポリテトラフルオロエチレン層を含む、請求項１〜１７のいずれか１項記載の装置。
前記デシカント層はその自重下で変形することなく少なくとも９５℃の温度に耐える、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記デシカント層はその自重下で変形することなく少なくとも１０５℃の温度に耐える、請求項２１記載の装置。
前記デシカント層はその自重下で変形することなく少なくとも１５０℃の温度に耐える、請求項２１記載の装置。
前記ヒータは前記デシカントを９５℃以上の脱着温度に加熱するように構成されている、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記脱着温度は１０５℃〜１５０℃である、請求項２４記載の装置。
前記脱着温度は１１０℃〜１３５℃である、請求項２４記載の装置。
前記デシカント層は、マンドレルロール試験で測定されるときに曲げ耐久性を有し、前記デシカントは１．５倍〜２倍の倍率で光学顕微鏡下で観察可能な粒子の発生なしに、目に見える表面のひび割れなしに、Ｘ及びＹ方向の両方向に０．１６インチ／秒の速度にて０．１２５インチ半径以下でマンドレル上にロールされることができる、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記脱着ポートと外部環境との間にありそして前記第一のチャンバの外側にあるベントポートによって画定される凝縮チャンバをさらに含み、前記ベントポートは蒸気透過膜を含む、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記膜はフルオロポリマー膜である、請求項２８記載の装置。
前記膜は少なくとも０．５ｐｓｉの水侵入圧を有する、請求項２８記載の装置。
前記デシカントは、９５℃の脱着温度で２０分以内に、５０％の外部相対湿度及び２２℃の外部温度での捕捉湿分の少なくとも４０％を脱着する、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記デシカントは、９５℃の脱着温度で２０分以内に、５０％の外部相対湿度及び２２℃の外部温度での捕捉湿分の少なくとも６０％を脱着する、請求項３１記載の装置。
前記ヒータは交流電源に接続されている、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記バルブアセンブリは前記ハウジングに対して前記バルブアセンブリを動かすように構成されたアクチュエータを含み、前記アクチュエータは前記ヒータが熱を供給しているときに、前記アクチュエータが前記バルブアセンブリを脱着位置まで動かすように熱活性化される、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記少なくとも１つの吸着ポートは前記ハウジングの壁に少なくとも１つの開口部を含み、前記壁はデシカントに近接しかつ実質的に平行である、装置。
前記少なくとも１つの開口部は、前記ハウジングの内部の空隙を横切って前記デシカントと平行でありかつそれに向けられている、請求項３５記載の装置。
前記ハウジングは前記デシカントを包囲するように配置された筒形バレルを含む、先行の請求項のいずれか１項記載の装置。
前記少なくとも１つの脱着ポートはハウジング内に第一の複数の開口部を含み、そして
前記バルブアセンブリは、ハウジングの内部に隣接して配置されているブロッキング部材を含み、前記ブロッキング部材は該ブロッキング部材に第二の複数の開口部を有し、ここで、前記第二及び第一の複数の開口部は、前記バルブアセンブリが吸着位置にあるときに整列しているが、前記バルブアセンブリが脱着位置にあるときに整列しないように構成されている、請求項３７記載の装置。
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記ハウジングの壁は少なくとも部分的に前記デシカントを包囲し、前記デシカントから離れており、そして
前記少なくとも１つの吸着ポートは、デシカントに向けられている前記ハウジングの壁に複数の開口部を含む、装置。
ａ）ｉ）ヒータを有する第一のチャンバと、
ｉｉ）前記第一のチャンバへの少なくとも１つの吸着ポートと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの吸着ポートに近接して配置されたデシカントと、
を含む、ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に配置され、吸着位置と脱着位置との間で移行可能であるバルブアセンブリであって、前記吸着位置において、前記少なくとも１つの吸着ポートは開いており、前記脱着位置の際に、前記バルブアセンブリと前記ハウジングとの間に脱着ポートが形成される、バルブアセンブリと、
を含み、
前記バルブアセンブリは、前記ハウジングの内部にあり、前記ハウジング内で摺動可能に取り付けられたブロッキング部材を含み、該ブロッキング部材は吸着位置で脱着ポートを覆うように動作可能であり、そして脱着位置で少なくとも１つの吸着ポートを覆うように動作可能である、装置。