JP2900415B2 - 制御箱 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、屋外など湿度の高い環境で使用される制
御箱に係り、特にその内部の湿度を調整する機構に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特開昭62−277126号公報に開示された
湿度調整素子を使用した従来の制御箱を示す構成図であ
る。図において、（１）は制御機器（２）を内部に収容
する箱体、（３）は湿度調整素子で、固体電解質からな
る水素イオン伝導体（４）と、この水素イオン伝導体
（４）の両面に接合された多孔質薄膜状の電極（５）お
よび（６）とから構成されている。（７）は電極（５）
と電極（６）との間に直流電圧を印加する直流電源、
（８）は湿度調整素子（３）の外方に設けられたカバ
ー、（９）はカバー（８）の下部に形成された通気口で
ある。

次に動作について説明する。電極（５）をアノード、
電極（６）をカソードとして直流電源（７）の電圧を印
加すると、電極（５）と水素イオン伝導体（４）との界
面層で次の電極反応が進行する。

H₂O→2H⁺＋1/2 O₂＋2e^- ……（１） 即ち、箱体（１）内部の空気中に含まれる水分は電気
分解され、水素イオンはカソードである電極（６）に向
って移動し、酸素分子は箱体（１）の内部に残り、電荷
はアノードである電極（５）へ移動する。そして、この
水素イオンが水素イオン伝導体（４）と電極（６）との
界面層に到達すると、次式のいずれかまたは双方の電極
反応が進行する。

2H⁺＋1/2 O₂＋2e^-→H₂O ……（２） 2H⁺＋2e^-→H₂ ……（３） 即ち、箱体（１）の内部の水分がこの湿度調整素子
（３）を経て外部に放出され箱体（１）内の湿度が低下
する。これによって、周囲温度の変化に基づく箱体
（１）内の水分露結が防止される訳である。

そして、この湿度調整素子（３）の除湿能力は両電極
（５）（６）間に流れる電流の大きさによって変化す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の制御箱は以上のように構成されているので、箱
体（１）外の湿度が特に高く、目標値となる箱体（１）
内の湿度との差が大きくなる場合には、湿度調整素子
（３）の除湿能力を増大させるため直流電源（７）の電
圧を上げて電極（５）（６）間に流す電流を増大させれ
ばよい。

しかし、この湿度調整素子（３）はその性質上、電流
密度に飽和特性が存在し、直流電源（７）の電圧を上げ
ても電流密度は一定値以上上昇せず、それに伴い、除湿
能力も飽和する。この結果、箱体（１）外の湿度の条件
によっては箱体（１）内を水分露結のない十分低い湿度
に維持することができないという問題点があった。

この発明は以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので、箱体（１）外の湿度が特に高い場合にも箱
体（１）内の水分露結を確実に防止することができる制
御箱を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る制御箱は、その湿度調整素子を、箱体
の内側から外側へ向けて互いに直列に配置された複数の
もので構成し、かつ上記外側の湿度調整素子の電極面積
を上記内側の湿度調整素子の電極面積より小さくしたも
のである。

〔作用〕

各湿度調整素子の電極間に所定の直流電圧を印加する
と、各素子の電極と水素イオン伝導体との界面層で電極
反応が進行して箱体内の水分は各湿度調整素子を順次経
由して箱体外へ放出される。

この場合、箱体の外側に配置された湿度調整素子は、
内側に配置されたものより高い湿度条件で動作するの
で、それだけ水分の電解質への拡散がし易く、電極面積
が小さくても同等の除湿能力を発揮する。

〔実 施 例〕

第１図はこの発明の一実施例による制御箱を示す構成
図である。図において、従来と異なるのは湿度調整素子
（3A）および湿度調整素子（3B）である。即ち、ここで
は、湿度調整素子（３）は内側に配置された湿度調整素
子（3A）と外側に配置された湿度調整素子（3B）とから
なり、これら湿度調整素子（3A）および（3B）は互いに
直列に構成されている。そして、湿度調整素子（3A）は
水素イオン伝導体（4A）と電極（5A）および（6A）とか
ら、湿度調整素子（3B）は水素イオン伝導体（4B）と電
極（5B）および（6B）とからそれぞれ構成されている。
更に、電極（5B）および（6B）の面積は電極（5A）およ
び（6A）の面積より小さくされている。直流電源（７）
は両湿度調整素子（3A）および（3B）に並列に接続され
ている。（10）は両湿度調整素子（3A）（3B）間に存在
する空間である。

次に動作について説明する。図示のように各電極間に
直流電圧を印加すると、電極（5A）と水素イオン伝導体
（4A）および電極（5B）と水素イオン伝導体（4B）の界
面層では上述（１）式の電極反応が進行して箱体（１）
内および空間（10）内に含まれていた水分は電気分解さ
れ、酸素分子はそれぞれ箱体（１）内および空間（10）
内に残る。そして、分解された水素イオンはそれぞれ電
極（6A）および電極（6B）に引かれてそれぞれ水素イオ
ン伝導体（4A）および水素イオン伝導体（4B）を移動す
る。電極（6A）および電極（6B）に到達した水素イオン
は、それぞれの電極の界面層で上述（２）または（３）
式を生じ、水または水素を生成し、それぞれ空間（10）
および箱体（１）外に放出される。

このように、箱体（１）内に存在した水分は、湿度調
整素子（3A）、空間（10）そして湿度調整素子（3B）を
経て箱体（１）外へ放出される。空間（10）内の湿度は
箱体（１）の内部と外部との湿度の中間値となり、従っ
て、各湿度調整素子（3A）および（3B）自体が負担する
湿度差はその分低減する。換言すれば、２個の湿度調整
素子（3A）および（3B）を直列に配置することにより、
箱体（１）内をより低湿度に保つことが可能となり、湿
度が極めて高い環境下においても、箱体（１）内の水分
露結を確実に防止することができる。

この場合、湿度調整素子（3B）は湿度調整素子（3A）
に比較してより高い湿度の条件で動作するので、その
分、空気中の水分が固体電解質に拡散し易く電極反応が
活発となる。従って、電極間への印加電圧が同一であっ
ても電極単位面積当りの除湿能力は湿度調整素子（3B）
の方が大きくなり、その分電極（5B）および（6B）の面
積を電極（5A）および（6A）のそれより小さくすること
ができ、湿度調整素子（３）としての価格が低減し、効
率も良くなる。

なお、上記実施例では湿度調整素子（３）を２個直列
のもので構成したが、この直列数をもっと増加すれば、
より高い内外湿度差が得られることになる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明では、湿度調整素子を、互い
に直列に配置された複数のもので構成し、かつ、外側の
湿度調整素子の電極面積を内側のものより小さくしたの
で、箱体外の湿度が特に高い場合にも箱体内の水分露結
を確実に防止することができ、湿度調整素子としても低
価格で高効率となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による制御箱を示す構成
図、第２図は従来のものを示す構成図である。 図において、（１）は箱体、（２）は制御機器、（３）
（3A）（3B）は湿度調整素子、（４）（4A）（4B）は水
素イオン伝導体、（５）（5A）（5B）（６）（6A）（6
B）は電極、（７）は直流電源である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御機器を収容する箱体、固体電解質から
   なる水素イオン伝導体の両面に多孔質薄膜状の電極を接
   合し、上記電極の一方を上記箱体の内側に他方をその外
   側にして上記箱体に装着された湿度調整素子、およびこ
   の湿度調整素子の両電極間に直流電圧を印加する直流電
   源を備えたものにおいて、 上記湿度調整素子を、上記箱体の内側から外側へ向けて
   互いに直列に配置された複数のもので構成し、かつ、上
   記外側の湿度調整素子の電極面積を上記内側の湿度調整
   素子の電極面積より小さくしたことを特徴とする制御
   箱。