JP3984743B2 - Humidity controller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種物品の保管庫となる密閉空間である被湿度調整空間を湿度調整するための湿度調整器に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特開平6−63343号公報に示される従来の湿度調整器は、図6に示すような構成であった。
図6において、1は各種物品の保管庫となる被湿度調整空間2を形成する筐体、3は被湿度調整空間2から外気へ通じるよう筐体1に形成された開口部、4は開口部3に設けられた湿度調整素子で、水を電気分解して酸素を発生する陽極5と、水素イオンと酸素を反応させて水を生成する陰極6が、水素イオン交換膜となる固体電解質膜7を介して対向配置されるように構成され、被湿度調整空間2の除湿側が陽極5面に接し、外気の加湿側が陰極6面に接するように取付けられている。8は陽極5を構成する陽極触媒層、9は陽極5を構成する陽極側多孔質基材である。10は陰極6を構成する陰極触媒層、11は陰極6を構成する陰極側多孔質基材である。12は陽極5と陰極6間に直流電圧を印加する電源である。
【0003】
このように構成された従来の湿度調整器においては、陽極5と陰極6間に電源12から直流電圧を印加すると陽極5では水を分解する(1)式の反応が起こる。
2H2O→O2+4H++4e- (1)
そして、このとき発生する水素イオン(H+)が陽極5側から陰極6側へ向かって移動するとともに、電子(e-)は電源12を通じて陰極6へ移動し、そこで水素イオンと酸素が反応して(2)式の水の生成反応が起こる。
O2+4H++4e-→2H2O (2)
このようにして、水は陽極5側から陰極6側へ移動し、陽極5側で除湿、陰極6側で加湿が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
除湿、加湿反応はそれぞれ、陽極5面、陰極6面で行われるので、塵、塩分、油や洗剤などの不純物成分が電極面に飛来し、表面に留まると、電極表面を物理的に覆って反応面の減少・湿度調整能力の低下、または、電極面で水の電気化学的な分解/合成以外の副反応が起こり、湿度調整能力の低下が起こる。
【0005】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、塵、塩分、油や洗剤などの不純物成分が電極面に飛来・付着して湿度調整能力を低下させることを防止できる湿度調整器を得ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる湿度調整器においては、電気化学反応によって被湿度調整空間の湿度調整を行う湿度調整器において、被湿度調整空間側に配置され水の分解反応を起こす陽極と、この陽極と対向するように外気側に配置され陽極の分解反応によって発生した水素イオンを用いて水の生成反応を起こす陰極を有する湿度調整素子、この湿度調整素子に直流電圧を印加する電源、湿度調整素子の陽極及び陰極の少なくとも一方を覆うように設けられた保護シートを備え、保護シートは、水蒸気を含むガスは透過させるが、液体微粒子及び固体微粒子は透過させないようにポリテトラフルオロエチレン多孔質膜によって構成され、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の膜厚が10μmから30μm、孔径が0.5μmから3μm、気孔率が70%から90%の間にあるようにしたものである。
【0007】
また、保護シートは、着脱自在に取り付けられているものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について、図面によって具体的に説明する。
図1は、この発明の実施の形態1による湿度調整器を示す図である。
図1に示す湿度調整器が図6の従来の湿度調整器と根本的に違う点は、陰極側の外気と接する面にスペーサを介して保護シートが備えられていることで、他の構成は図6の湿度調整器と同じである。
図1において、1〜12は上記従来装置と同一のものであり、その説明を省略する。14は後述する保護シートで、テフロン板をくり抜いて形成したスペーサ15を介して陰極6側の外気と接する面に配置されている。16は保護シート14を固定するための押え板であり、ビスまたは接着等によりスペーサ15を介して筐体1に取付けられている。
【0009】
図2は、この発明の実施の形態1による湿度調整器の保護シートの膜厚と除湿能力の関係を示す図である。
図3は、この発明の実施の形態1による湿度調整器の長期間の除湿能力維持効果を示す図である。
【0010】
このように構成された湿度調整器においては、陽極5と陰極6間に電源12から直流電圧を印加すると、陽極5では水を分解する(1)式の反応が起こる。
2H2O→O2+4H++4e- (1)
そして、このとき発生する水素イオン(H+)が陽極5側から陰極6側へ向かって移動するとともに、電子(e-)は電源12を通じて陰極6へ移動し、そこで水素イオンと酸素が反応して(2)式の水の生成反応が起こる。
O2+4H+4e-→2H2O (2)
固体電解質7は厚さ170μm程度の膜で、例えばデュポン(Du Pont)社製のナフィオン(NAFION:登録商標)−117を使用する。陰極触媒層10は、イソプロピルアルコールと水等の揮発性溶材に白金黒を混合して、白金黒の量が0.3mg/cm2〜3mg/cm2となる厚さで固体電解質膜7に塗布または吹き付けられている。
【0011】
陰極側多孔質基材11はカーボンを使用した厚さが200μmのもので、カーボンペーパ、カーボンクロス等の炭素繊維である。陽極側多孔質基材9はチタンメッシュに白金メッキを施した厚さが100μmの水透過性を有するものである。固体電解質膜7を挟み、陰極触媒層10が形成されている陰極側多孔質基材11と、前述の陽極側多孔質基材9を重ね合わせ、180゜Cの温度、50kg/cm2の圧力でホットプレスにより、互いに物理的に一体化するとともに電気的に接合される。この後、この多孔質基材と固体電解質膜7の接合体の陽極側に陽極触媒層8を形成する。即ち、イソプロピルアルコールと水等の揮発性溶材に白金黒を混合して、白金黒の量が0.3mg/cm2〜3mg/cm2となる陽極側多孔質基材9と固体電解質膜7の外気に面する部分に塗布又は吹き付ける。このようにして陽極5を形成する。
【0012】
保護シート20は、テトラフルオロエチレン多孔質膜で、例えば日東電工社製商品名「ミクロテックス」が知られている。このテトラフルオロエチレン多孔質膜の膜圧と除湿能力の関係は図2のとおりである。図2にみるごとく膜厚の増加とともに除湿能力の減少が認められるが、膜厚10〜30μmの間は固体微粒子、液体微粒子の透過を防ぎつつ必要な除湿能力も保持する領域であることが確認できる。
同様に、保護シート14の孔径と除湿能力、気孔率と除湿能力の関係を調べ、それぞれ孔径は0.5〜0.3μmの間が固体微粒子、液体微粒子の透過を防ぎつつ、必要な除湿能力も保持する領域であることを確認し、気孔率は70〜90%の間が固体微粒子、液体微粒子の透過を防ぎつつ必要な除湿能力も保持する領域であることを確認した。
【0013】
図3は、この発明の実施の形態1による湿度調整器と従来の湿度調整器を塵埃、オイルミストの多い工場内に設置し、その効果を比較したものである。
従来品は4ケ月経過時点で能力低下が顕著になり、6ケ月を待たずに使用できなくなったのに対し、実施の形態1によるものは、6ケ月経過時点で、除湿能力の低下はなく、寿命が延長できる効果が得られている。
【0014】
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2による湿度調整器を示す図であり、保護シートを筐体の内側に設けているものである。
図4において、1〜16は図1におけるものと同一のものである。
図4においては、保護シート14はスペーサ15を介して陽極5側に配置され、押え板16によって筐体1の内側に取付けられている。
このような構成によっても、実施の形態1と同様の効果を奏する。
【0015】
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3による湿度調整器の保護シートのカセット式着脱構造を示す図である。
図5は、実施の形態1のように、筐体の外側に保護シートを着脱する場合を示している。
図において、1〜4、14は、図1におけるものと同一のものである。
湿度調整素子4は、筐体1の開口部3に、プラスチック製の湿度調整素子固定部17に保持された状態で、図示はしてないが、ボルト締めで固定されている。保護シート14は、同じくプラスティック製の保護シート固定部18に一体成形された形で保持されており、湿度調整素子固定部17と保護シート固定部18は、弾性変形の性質を有する凹凸部19を介した装着/脱着を可能としている。
【0016】
このように構成することにより、保護シート14の交換が容易になり、湿度調整器本体の長期間の使用が可能となる。
実施の形態3による湿度調整器でも、実施の形態1と同様の効果を得る。
【0017】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
電気化学反応によって被湿度調整空間の湿度調整を行う湿度調整器において、被湿度調整空間側に配置され水の分解反応を起こす陽極と、この陽極と対向するように外気側に配置され陽極の分解反応によって発生した水素イオンを用いて水の生成反応を起こす陰極を有する湿度調整素子、この湿度調整素子に直流電圧を印加する電源、湿度調整素子の陽極及び陰極の少なくとも一方を覆うように設けられた保護シートを備え、保護シートは、水蒸気を含むガスは透過させるが、液体微粒子及び固体微粒子は透過させないようにポリテトラフルオロエチレン多孔質膜によって構成され、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の膜厚が10μmから30μm、孔径が0.5μmから3μm、気孔率が70%から90%の間にあるようにしたので、陽極または陰極に液体微粒子または固体微粒子の不純物成分が付着するのを防止し、湿度調整能力の低下を防止することができる。
【0018】
さらに、保護シートは、着脱自在に取り付けられているので、交換しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による湿度調整器を示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による湿度調整器の保護シートの膜厚と除湿能力の関係を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による湿度調整器の長期間の除湿能力維持効果を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態2による湿度調整器を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3による湿度調整器の保護シートのカセット式着脱構造を示す図である。
【図6】 従来の湿度調整器を示す図である。
【符号の説明】
1 筐体、 2 被湿度調整空間、 4 湿度調整素子、 5 陽極、
6 陰極、 7 固体電解質膜、 12 電源、 14 保護シート、
17 湿度調整素子固定部、 18 保護シート固定部、 19 凹凸部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a humidity adjuster for adjusting humidity in a humidity adjustment space that is a sealed space serving as a storage for various articles.
[0002]
[Prior art]
For example, the conventional humidity controller disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-63343 has a configuration as shown in FIG.
In FIG. 6,
[0003]
In the conventional humidity controller thus configured, when a DC voltage is applied between the
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (1)
Then, the hydrogen ions (H + ) generated at this time move from the
O 2 + 4H + + 4e − → 2H 2 O (2)
In this way, water moves from the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the dehumidification and humidification reactions are performed on the
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent impurity components such as dust, salt, oil, and detergent from flying and adhering to the electrode surface and reducing the humidity adjustment capability. The purpose is to obtain a humidity controller.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the humidity controller according to the present invention, in the humidity controller for adjusting the humidity of the humidity adjustment space by an electrochemical reaction, an anode disposed on the humidity adjustment space side and causing a water decomposition reaction is opposed to the anode. A humidity adjusting element having a cathode that is arranged on the outside air side and causes a water generation reaction using hydrogen ions generated by the decomposition reaction of the anode, a power source that applies a DC voltage to the humidity adjusting element, an anode of the humidity adjusting element, and A protective sheet is provided so as to cover at least one of the cathodes, and the protective sheet is constituted by a polytetrafluoroethylene porous film so as to transmit gas containing water vapor but not liquid fine particles and solid fine particles, The thickness of the polytetrafluoroethylene porous membrane is 10 μm to 30 μm, the pore diameter is 0.5 μm to 3 μm, and the porosity is 70%. Ru Monodea which is adapted is between et 90%.
[0007]
Also, the protective sheet is one that is detachably attached.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a humidity controller according to
The fundamental point of difference between the humidity controller shown in FIG. 1 and the conventional humidity controller of FIG. 6 is that a protective sheet is provided via a spacer on the surface in contact with the outside air on the cathode side. This is the same as the humidity controller in FIG.
In FIG. 1,
[0009]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the protective sheet and the dehumidifying capacity of the humidity controller according to
FIG. 3 is a diagram showing the long-term dehumidifying ability maintaining effect of the humidity controller according to
[0010]
In the humidity controller configured as described above, when a DC voltage is applied between the
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (1)
Then, the hydrogen ions (H + ) generated at this time move from the
O 2 + 4H + 4e − → 2H 2 O (2)
The
[0011]
The cathode-side porous substrate 11 is made of carbon and has a thickness of 200 μm, and is a carbon fiber such as carbon paper or carbon cloth. The anode-side porous substrate 9 has a water permeability of 100 μm in thickness obtained by applying platinum plating to a titanium mesh. The cathode side porous substrate 11 on which the
[0012]
The
Similarly, the relationship between the pore size of the
[0013]
FIG. 3 compares the effects of installing the humidity controller according to
The conventional product has a significant decrease in capacity after 4 months, and it can no longer be used without waiting for 6 months, whereas the dehumidifying capacity does not decrease after 6 months. The effect which can extend a lifetime is acquired.
[0014]
FIG. 4 is a view showing a humidity controller according to
In FIG. 4, 1 to 16 are the same as those in FIG.
In FIG. 4, the
Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0015]
FIG. 5 is a diagram showing a cassette-type attaching / detaching structure for a protective sheet of a humidity controller according to
FIG. 5 shows a case where a protective sheet is attached to and detached from the outside of the housing as in the first embodiment.
In the figure, 1-4, 14 are the same as those in FIG.
The
[0016]
By comprising in this way, replacement | exchange of the
Even with the humidity controller according to the third embodiment, the same effect as the first embodiment is obtained.
[0017]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
In a humidity controller that adjusts the humidity of the humidity adjustment space by an electrochemical reaction, an anode that is disposed on the humidity adjustment space side and causes the decomposition reaction of water, and an anode that is disposed on the outside air side so as to face this anode are decomposed. It is provided to cover at least one of a humidity adjusting element having a cathode that causes a water generation reaction using hydrogen ions generated by the reaction, a power source for applying a DC voltage to the humidity adjusting element, and an anode and a cathode of the humidity adjusting element. The protective sheet is composed of a polytetrafluoroethylene porous film so as to allow gas containing water vapor to pass through but not liquid fine particles and solid fine particles, and the thickness of the polytetrafluoroethylene porous film. there 30μm from 10 [mu] m, pore size 3μm from 0.5 [mu] m, since the porosity was so is between 70% and 90% positive Or cathode to prevent the impurity components of the liquid particles or solid particles adhere, Ru it is possible to prevent deterioration of the humidity adjustment capability.
[0018]
Et al of the protective sheet, since detachably attached, easily replaced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a humidity regulator according to
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the protective sheet and the dehumidifying capacity of the humidity controller according to
FIG. 3 is a diagram showing a long-term dehumidifying ability maintaining effect of the humidity controller according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a humidity regulator according to
FIG. 5 is a view showing a cassette-type attaching / detaching structure for a protective sheet of a humidity controller according to
FIG. 6 is a view showing a conventional humidity controller.
[Explanation of symbols]
1 housing, 2 humidity adjusting space, 4 humidity adjusting element, 5 anode,
6 cathode, 7 solid electrolyte membrane, 12 power supply, 14 protective sheet,
17 humidity adjustment element fixing | fixed part, 18 protection sheet fixing | fixed part, 19 uneven | corrugated | grooved part.
Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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