JP2936626B2 - 空気調和装置 - Google Patents
空気調和装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
- F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
- F24F8/192—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by electrical means, e.g. by applying electrostatic fields or high voltages
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば車両に搭載して除湿等を行う空気調
和装置に関するものである。
和装置に関するものである。
夏場に高温多湿になる我が国においては、夏のラッシ
ュアワー時の電車内は空気調和装置が稼働している場合
でも人いきれで蒸し暑い状態になるため特に大型で大容
量の空気調和装置が必要になる。
ュアワー時の電車内は空気調和装置が稼働している場合
でも人いきれで蒸し暑い状態になるため特に大型で大容
量の空気調和装置が必要になる。
この種従来の空気調和装置として例えば特公昭57−36
164号公報やその他多くの資料に開示されたものがある
が、いずれも圧縮機、減圧機、室内および室外各熱交換
機が必須の構成要素となり、それらに付属する部品とあ
わせ重量スペース共に極めて大きな規模となることが避
けられなかった。
164号公報やその他多くの資料に開示されたものがある
が、いずれも圧縮機、減圧機、室内および室外各熱交換
機が必須の構成要素となり、それらに付属する部品とあ
わせ重量スペース共に極めて大きな規模となることが避
けられなかった。
上記した旧来からの動作原理に基づかない全く新しい
方式の除湿装置として例えば、特願昭63−141058号公報
に記載されたものがある。これはプロトン導電性を有す
る固体電解質膜を使用して電気化学反応により空気中の
水分を取除くものである。しかし、この固体電解質膜は
厚さが極めて薄く、機械的強度も低いものであるため、
例えば磁気ディスク装置等、容積が極めて小さくしかも
密閉された空間内の除湿等をその目的とする極く小規模
な用途に限られていた。
方式の除湿装置として例えば、特願昭63−141058号公報
に記載されたものがある。これはプロトン導電性を有す
る固体電解質膜を使用して電気化学反応により空気中の
水分を取除くものである。しかし、この固体電解質膜は
厚さが極めて薄く、機械的強度も低いものであるため、
例えば磁気ディスク装置等、容積が極めて小さくしかも
密閉された空間内の除湿等をその目的とする極く小規模
な用途に限られていた。
この発明は固体電解質膜を使用し、しかも車両用等に
も適用できるよう大量の処理が可能な空気調和装置を得
ることを目的とする。
も適用できるよう大量の処理が可能な空気調和装置を得
ることを目的とする。
この発明に係る空気調和装置は、所定の剛性、通気性
および導電性を有する多孔質剛性体、この多孔質剛性体
の表面に形成されたイオン導電性を有する固体電解質
膜、この固体電解質膜の表面に形成された多孔質金属膜
からなる陽極、被処理空気の流入口と流出口とを有し上
記陽極を覆うように形成された空気室、上記多孔質剛性
体を陰極として上記陽極との間に直流電圧を印加して電
気化学反応を生ぜしめる電源、および上記多孔質剛性体
の表面の一部に連通し上記電気化学反応により陰極であ
る上記多孔質剛性体に生じた生成物を外部へ排出する排
出口を備えたものである。
および導電性を有する多孔質剛性体、この多孔質剛性体
の表面に形成されたイオン導電性を有する固体電解質
膜、この固体電解質膜の表面に形成された多孔質金属膜
からなる陽極、被処理空気の流入口と流出口とを有し上
記陽極を覆うように形成された空気室、上記多孔質剛性
体を陰極として上記陽極との間に直流電圧を印加して電
気化学反応を生ぜしめる電源、および上記多孔質剛性体
の表面の一部に連通し上記電気化学反応により陰極であ
る上記多孔質剛性体に生じた生成物を外部へ排出する排
出口を備えたものである。
電源から陽極にプラス、多孔質剛性体（陰極）にマイ
ナスの電圧を印加すると、固体電解質膜を挾んだ両極間
で以下の電気化学反応が生じる。即ち、陽極部分では空
気室内の空気中の水分が分解され、その内、水素イオン
は固体電解質膜を経て陰極である多孔質剛性体に達す
る。また、上記分解でできた酸素ガスは空気室内に放散
される。
ナスの電圧を印加すると、固体電解質膜を挾んだ両極間
で以下の電気化学反応が生じる。即ち、陽極部分では空
気室内の空気中の水分が分解され、その内、水素イオン
は固体電解質膜を経て陰極である多孔質剛性体に達す
る。また、上記分解でできた酸素ガスは空気室内に放散
される。
更に、多孔質剛性体に達した水素イオンはここで酸素
等と反応して水または水素ガスとなる。これら生成物は
多孔質剛性体の内部を抜け排出口から外部へ排出され
る。
等と反応して水または水素ガスとなる。これら生成物は
多孔質剛性体の内部を抜け排出口から外部へ排出され
る。
従って、空気室の流入口から流入した空気は、この空
気調和装置による処理を経てその含有水分が除去される
とともに酸素が付加され流出口から出ていくことにな
る。
気調和装置による処理を経てその含有水分が除去される
とともに酸素が付加され流出口から出ていくことにな
る。
以下この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。第１図はその空気調和装置の全体構造を示す断面
図、第２図はその電気化学セルを拡大して示す斜視図で
ある。先ず、第１図において、（１）は後述する電気化
学セル等を内部に収容する容器で、同時に空気室（２）
を形成する。（３）および（４）はこの空気室（２）に
形成されたそれぞれ流入口および流出口である。（５）
は電気化学セルで、その詳細な構造を第２図により説明
する。
る。第１図はその空気調和装置の全体構造を示す断面
図、第２図はその電気化学セルを拡大して示す斜視図で
ある。先ず、第１図において、（１）は後述する電気化
学セル等を内部に収容する容器で、同時に空気室（２）
を形成する。（３）および（４）はこの空気室（２）に
形成されたそれぞれ流入口および流出口である。（５）
は電気化学セルで、その詳細な構造を第２図により説明
する。
（６）は電気化学セル（５）の中央に配置された多孔
質剛性体としての多孔性の銅合金焼結体で、例えば幅50
cm、長さ2m、厚さ２〜5mmの外形を有したものが採用さ
れる。（７）は銅合金焼結体（６）の側面両面に厚さ約
0.1〜0.5mmに塗布形成された固体電解質膜としてのイオ
ン導電性固体高分子電解質膜（以下単に電解質膜と称
す）、（８）はこの電解質膜（７）の表面に無電解めっ
き法によって形成された厚さ数μｍの多孔性白金めっき
皮膜からなる陽極、（９）は陽極（８）の表面の両側部
に形成された通電端子、（10）は陽極（８）の表面に形
成された網目状の給電極、（11）は銅合金焼結体（６）
の端部側面の表面に形成された網目状の給電極、（12）
は電解質膜（７）および陽極（８）の端面を覆う絶縁体
からなる遮蔽板で、電気化学セル（５）に接触した空気
中の水分が分解して生じる水または水素ガスが銅合金焼
結体（６）の側方から放散されるのを阻止するものであ
る。このように陽極（８）と銅合金焼結体（６）とは電
解質膜（７）によって電気的に隔離されており、銅合金
焼結体（６）が陰極となって両電極間に電源（13）から
直流電圧が印加される。
質剛性体としての多孔性の銅合金焼結体で、例えば幅50
cm、長さ2m、厚さ２〜5mmの外形を有したものが採用さ
れる。（７）は銅合金焼結体（６）の側面両面に厚さ約
0.1〜0.5mmに塗布形成された固体電解質膜としてのイオ
ン導電性固体高分子電解質膜（以下単に電解質膜と称
す）、（８）はこの電解質膜（７）の表面に無電解めっ
き法によって形成された厚さ数μｍの多孔性白金めっき
皮膜からなる陽極、（９）は陽極（８）の表面の両側部
に形成された通電端子、（10）は陽極（８）の表面に形
成された網目状の給電極、（11）は銅合金焼結体（６）
の端部側面の表面に形成された網目状の給電極、（12）
は電解質膜（７）および陽極（８）の端面を覆う絶縁体
からなる遮蔽板で、電気化学セル（５）に接触した空気
中の水分が分解して生じる水または水素ガスが銅合金焼
結体（６）の側方から放散されるのを阻止するものであ
る。このように陽極（８）と銅合金焼結体（６）とは電
解質膜（７）によって電気的に隔離されており、銅合金
焼結体（６）が陰極となって両電極間に電源（13）から
直流電圧が印加される。
第１図に戻り、（14）は銅合金焼結体（６）の上下端
面と連通し電気化学セル（５）からの生成物である水と
水素ガスとを排出する排出口である。（15）は通電端子
（９）へ電流を供給するための給電端子である。
面と連通し電気化学セル（５）からの生成物である水と
水素ガスとを排出する排出口である。（15）は通電端子
（９）へ電流を供給するための給電端子である。
次に動作について説明する。流入口（３）から導入さ
れた空気は各電気化学セル（５）の間（この隙間は10mm
程度に設定されている）をジグザグに通り抜け流出口
（４）から導出される。この間、各電気化学セル（５）
には電源（13）から直流電圧が供給され、先ず、電解質
膜（７）と陽極（８）との界面では次の（１）式で示す
反応が進行する。
れた空気は各電気化学セル（５）の間（この隙間は10mm
程度に設定されている）をジグザグに通り抜け流出口
（４）から導出される。この間、各電気化学セル（５）
には電源（13）から直流電圧が供給され、先ず、電解質
膜（７）と陽極（８）との界面では次の（１）式で示す
反応が進行する。
H2O→2H+＋1/2O2＋2e- ……（１） 即ち、容器（１）内の空気中に含まれる水分は電気分
解され、発生した水素イオンは銅合金焼結体（６）に向
って電解質膜（７）中を移動する。また、発生した酸素
ガスは元の空気に混合され流出口（４）から流出する。
解され、発生した水素イオンは銅合金焼結体（６）に向
って電解質膜（７）中を移動する。また、発生した酸素
ガスは元の空気に混合され流出口（４）から流出する。
上記水素イオンが電解質膜（７）と銅合金焼結体
（６）との界面に達すると次の（２）式または（３）式
で示す反応が進行する。
（６）との界面に達すると次の（２）式または（３）式
で示す反応が進行する。
2H+＋1/2O2＋2e-→H2O ……（２） 2H+＋2e-→H2 ……（３） 即ち、水または水素ガスが発生し、それぞれ銅合金焼
結体（６）内の空間を通って水は下部の排出口（14）か
ら、水素ガスは上部の排出口（14）からそれぞれ外部へ
排出される。結果として容器（１）内の空気の除湿が行
われる訳である。なお、給電極（10）（11）は各電極に
流す電流分布を均一化するとともにその表面を通過する
空気の流れを乱し、空気をかき混ぜる機能を有してい
る。
結体（６）内の空間を通って水は下部の排出口（14）か
ら、水素ガスは上部の排出口（14）からそれぞれ外部へ
排出される。結果として容器（１）内の空気の除湿が行
われる訳である。なお、給電極（10）（11）は各電極に
流す電流分布を均一化するとともにその表面を通過する
空気の流れを乱し、空気をかき混ぜる機能を有してい
る。
大量の空気を処理する場合、電気化学セル（５）は前
述した通り、大きな面積のものが必要となり、空気の静
圧、動圧も増大して電気化学セル（５）に加わる機械的
ストレスは極めて大きい値となる。また、電解質膜
（７）や陽極（８）は極く薄い膜で機械的強度も低い。
しかるに、この実施例では、電化化学セル（５）の中央
に陰極を配置し、しかもこの陰極を剛性の高い銅合金の
焼結体で構成したので、その寸法を適当に設定すること
によりこの焼結体が電気化学セル（５）の強度メンバー
となって風圧等のストレスに十分耐えることができる。
述した通り、大きな面積のものが必要となり、空気の静
圧、動圧も増大して電気化学セル（５）に加わる機械的
ストレスは極めて大きい値となる。また、電解質膜
（７）や陽極（８）は極く薄い膜で機械的強度も低い。
しかるに、この実施例では、電化化学セル（５）の中央
に陰極を配置し、しかもこの陰極を剛性の高い銅合金の
焼結体で構成したので、その寸法を適当に設定すること
によりこの焼結体が電気化学セル（５）の強度メンバー
となって風圧等のストレスに十分耐えることができる。
第３図は以上の空気調和装置を車両に搭載した場合の
概略構成図である。車体（16）の上側部に設けられた外
気取入口（17）から導入した空気は風路切換弁（18）を
経て空気調和装置（19）に流入する。ここで、水分が除
去されまた酸素が付加され送風機（20）により吹出口
（21）から客室（22）内に送り込まれる。客室（22）内
を経た空気はその下部に設けられた吸込口（23）から送
風機（24）により導出されフィルター（25）および風路
切換弁（26）を経て排出ダクト（27）から車外へ排出さ
れる。但し、梅雨時や外気温が低い高湿時には、風路切
換弁（18）（26）を操作することにより、車両外からの
空気の取り込みおよび車両外への空気の排出を止めて車
両内で空気を循環して空調を行う。なお、空気調和装置
（19）の排出口（14）から排出される水および水素ガス
は図示しないダクトにより車外に排出される。
概略構成図である。車体（16）の上側部に設けられた外
気取入口（17）から導入した空気は風路切換弁（18）を
経て空気調和装置（19）に流入する。ここで、水分が除
去されまた酸素が付加され送風機（20）により吹出口
（21）から客室（22）内に送り込まれる。客室（22）内
を経た空気はその下部に設けられた吸込口（23）から送
風機（24）により導出されフィルター（25）および風路
切換弁（26）を経て排出ダクト（27）から車外へ排出さ
れる。但し、梅雨時や外気温が低い高湿時には、風路切
換弁（18）（26）を操作することにより、車両外からの
空気の取り込みおよび車両外への空気の排出を止めて車
両内で空気を循環して空調を行う。なお、空気調和装置
（19）の排出口（14）から排出される水および水素ガス
は図示しないダクトにより車外に排出される。
以上のように、この発明が係る空気調和装置を使用す
れば、大量の空気を処理することができ、かつ除湿に加
えて酸素の供給も行われるので多数の人間で混雑する場
所に適用した場合に特に有用である。
れば、大量の空気を処理することができ、かつ除湿に加
えて酸素の供給も行われるので多数の人間で混雑する場
所に適用した場合に特に有用である。
なお、上記実施例では銅合金焼結体（６）とした板状
のものを採用したが、これを円柱状とし、その円周側面
に電解質膜（７）および陽極（８）を形成するようにし
てもよい。
のものを採用したが、これを円柱状とし、その円周側面
に電解質膜（７）および陽極（８）を形成するようにし
てもよい。
また、容器（１）内に空気を流す方法は、第１図に示
す方向に限られるものではなく、例えば、同図で紙面に
垂直な方向に流すようにしてもよい。
す方向に限られるものではなく、例えば、同図で紙面に
垂直な方向に流すようにしてもよい。
更に、この発明は車両に限らず家庭用等の除湿装置と
して広く適用することができ同等の効果を奏する。
して広く適用することができ同等の効果を奏する。
この発明は以上のように構成されているので、固体電
解質膜を利用した軽量でしかも処理容量の大きな空気調
和装置を実現することができ、更に除湿に加えて酸素も
補給する機能を有するので良質の空気が得られる。
解質膜を利用した軽量でしかも処理容量の大きな空気調
和装置を実現することができ、更に除湿に加えて酸素も
補給する機能を有するので良質の空気が得られる。
第１図はこの発明の一実施例による空気調和装置の全体
構造を示す断面図、第２図はその電気化学セルの部分を
拡大して示す斜視図、第３図は上記空気調和装置を車両
に適用した場合の概略構成図である。 図において、（２）は空気室、（３）および（４）はそ
れぞれ流入口および流出口、（５）は電気化学セル、
（６）は多孔質剛性体としての銅合金焼結体、（７）は
固体電解質膜、（８）は陽極、（13）は電源、（14）は
排出口である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
構造を示す断面図、第２図はその電気化学セルの部分を
拡大して示す斜視図、第３図は上記空気調和装置を車両
に適用した場合の概略構成図である。 図において、（２）は空気室、（３）および（４）はそ
れぞれ流入口および流出口、（５）は電気化学セル、
（６）は多孔質剛性体としての銅合金焼結体、（７）は
固体電解質膜、（８）は陽極、（13）は電源、（14）は
排出口である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の剛性、通気性および導電性を有する
多孔質剛性体、この多孔質剛性体の表面に形成されたイ
オン導電性を有する固体電解質膜、この固体電解質膜の
表面に形成された多孔質金属膜からなる陽極、被処理空
気の流入口と流出口とを有し上記陽極を覆うように形成
された空気室、上記多孔質剛性体を陰極として上記陽極
との間に直流電圧を印加して電気化学反応を生ぜしめる
電源、および上記多孔質剛性体の表面の一部に連通し上
記電気化学反応により陰極である上記多孔質剛性体に生
じた生成物を外部へ排出する排出口を備えた空気調和装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056847A JP2936626B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056847A JP2936626B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 空気調和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03258321A JPH03258321A (ja) | 1991-11-18 |
| JP2936626B2 true JP2936626B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=13038808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2056847A Expired - Fee Related JP2936626B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936626B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1025584A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-01-27 | Opt D D Melco Lab:Kk | 電気化学装置 |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2056847A patent/JP2936626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03258321A (ja) | 1991-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |