JPS59230619A

JPS59230619A - 空気除湿方法及びその装置

Info

Publication number: JPS59230619A
Application number: JP58105618A
Authority: JP
Inventors: ジヤツク・フエアチヤイルド・モアヘツド
Original assignee: JACK FAIRCHILD MOOREHEAD
Current assignee: JACK FAIRCHILD MOOREHEAD
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1984-12-25
Also published as: ES523385A0; AU1565483A; EP0127711A1; ZA834264B; ES8405285A1; US4400948A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】り用立欠１本発明は、周囲空気からの乾燥空気の生成、更に詳しく
は、乾燥すべき空気の温度を空気中に含まれる湿気の露
点温度以下に下げて水滴として凍結する熱電モジュール
を用い、乾燥空気を得る空気除湿方法及びその装置に関
する。

従来技術米国特許第３．ｏ５ｏ、９４ｇ号の明細書には、複数の
熱電素子を交互に配設して熱接点と冷接点との組合せを
有する熱電式除湿装置が開示されている。この熱電式除
湿装置は、空気をファンにより吸引して先ず冷接点部分
に流し、続いて空気を排出前に熱接点部分に流している
。

その他の熱電モジュール式冷却ｅ加熱システムは、米国
特許第３，２５５，５９３号及び第３゜３２７．４８５
号の明細書に開示されている。

発明の概要本発明は、ペルチェ効果に基づく熱電モジュールによっ
て空気を除湿する方法及び装置である。

先ず、湿気を含む周囲空気を、熱電モジュールの一方の
表面に配置された熱交換器に通す。熱電モジュールには
、最初、熱交換器側の温度を下げる極性の一流が供給さ
れる。熱電モジュールの反対側（即ち、熱交換器に対し
て反対側であり、通常高温となる側）はヒートシンクに
接続し、熱を逃がすようになっている。ヒートシンクは
、放熱板、ファン及び室（空間）を有し、ファンによっ
て周囲空気を導入して熱電モジュールの高温側を冷却す
る。熱交換器′は、空気の導入口と排出口の間に空気通
路を有し、この空気通路は、対向した壁に交Ｗに配置し
た複数の冷却フィンによって形成されている。これらの
フィンの間隔は約０．５〜１．８ｍｍの範囲にあり、こ
のため幅が広くて扁平な空気通路が形成される。熱交換
器に導入された空気はフィンの間を流れ、空気温度は、
空気に含まれる湿気の露点温度以下に下げられ、空気中
の湿気は、フィンに凝縮して凍結する。このため、熱交
換器から排出される空気は乾燥している。熱交換器のフ
ィンの間が氷で充満するまでの時間は、熱交換器に導入
される空気中の湿気の量に１５して変化するが、略数時
間である。この状態になる前に、熱電モジュールへの電
流を反転し、熱交換器から排出する空気流を第１排出路
から第２排出路に切換える。このようにして、熱電モジ
ュールの当初の低温側を今度は高温とし、熱交換器の空
気通路に形成された氷を溶解して熱交換器から第２排出
路を介してシステム外へ排出する。

熱交換器から氷を除去すると、熱電モジュールへの電流
は最初の極性に戻されて、再び熱電モジュールの熱交換
器側が通常の低温となり、更に熱交換器からの空気流は
再び第１排出路に導かれる。

発明の目的本発明の目的は、改良された動作特性を有する熱電式の
空気除湿方法、及び空気除湿装置を提供することである
。

本発明の他の目的は、熱電モジュールへの供給電流を周
期的に反転させることにより、乾燥空気を得る方法及び
装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、導入空気温度を露点以下に下
げて空気中の湿気を凝縮して凍結し、乾燥空気を生成す
る空気除湿方法及び装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、熱電モジュールを使用し、こ
の熱電モジュールの低温側に空気を流し、導入空気温度
を露点以下に下げて空気中の湿気を集めて凍結し、空気
流を周＃／Ｉ的に停止し、熱電モジュールへの電流を反
転し、集積した氷及び霜を溶解させてシステムから排出
し、引続いて除湿プロセスを再開することにより乾燥空
気を得る空気除液方法及び装置を提供することにある。

実施例の説明以ド、添付の図面を参照して本発明の好適実施例を説明
する。

第１１％に示すように、本発明の空気除湿装置ＩＯは熱
交換器１２を有する。熱交換器１２は、乾燥すべき空気
を導入する導入口１４と、乾燥空気を打１出する排出口
１６とを有する密閉されたユニットである。導入口１４
から導入される空気は、排出口１６から排出される空気
よりも、通常は、圧力が高く、このため、空気は導入口
１４に導入されて熱交換器１２を介して排出口１６から
排出される。熱交換器１２を通る空気の通路は鴨が広く
且つ非常に扁平な形状を有する（即ち、奥行が小さい）
。この通路は、熱交換器１２の対向した壁１９．２０に
複数のフィン（板状部材）１８を取付けることにより形
成される。フィン１８は、図示の如く、壁１９．２０に
垂直で且つ交互に取付けられている。隣接したフィン１
８の間隔は、約０・５〜１．８ｍｍの範囲にあるが、約
０．７６■程度が好適である。熱交換器１２は、一対の
フィン付熱伝導部材を、一方の熱伝導部材のフィンが他
方の熱伝導部材のフィンの間に位置するようにし、更に
、空気導入口及び空気排出口を、溶接等により一体にし
たものである。

排出口重６は、熱交換器１２から排出される空気を２つ
の異った排出路２２．２４の何れか一方に切換える電磁
弁２１に取付けられている。排出路（第１排出路）２２
はこの装置によって得られた乾燥空気流を通すためのも
のであり、排出路（第２排出路）；＞４は使用に不満な
空気流（結氷溶解期間中の空気流）をシステムから排出
させるためのものである。

熱交換器１２の壁２０には、銅、アルミニュム等の良好
な熱伝導物質で構成された中間部材（熱伝導部材）２６
が取付けられている。中間部材２６は、熱交換器１２と
熱電モジュール２８の通常高温側との間に設けた熱伝導
スペーサである。中間部材２６と壁２０゛は、良好な熱
伝導を得るように接触させねばならない。中間部材２６
の反対側は、熱電モジュール２８の一方の側面に取付け
られる。熱交換器１２とヒートシンク３０との間には、
例えば発泡材料から成る断熱部材２９を設ける。

熱電モジュール２８の反対側は、ヒートシンク３０に接
続している。ヒートシンク３０は、複数の内部放熱板３
１（第２図参照）及びファン３２等を有し、空気導入口
３４を介して室３６内に空気を吸込み、放熱板３１の間
を通って空気排出口３８から空気を排出する。この空気
の循環は、熱電モジュール２８のヒートシンク３０に隣
接した側から発生する熱を逃がすだめのものである。熱
゛屯モジュール２８の表面温度が所定レベルに達した場
合に熱電モジュール２８への電流を遮断するため、サー
モカットオフスイッチ（熱感知遮断スイッチ）を熱電モ
ジュール２８の高温側に取付け、且つ直流電源に接続し
ている。熱電モジュール２８の表面温度が所定レベルに
下がると、サーモカットオフスイッチが閉じて熱電モジ
ュール２８への電流供給を再開する。

直流電源４０は、バッテリ或いは交流整流器を有−する
公知の直流電源であり、タイマー／スイッチ４２に直流
電流を供給するためのものである。

タイマー／スイッチ４２は、予め選択された極性の直流
電流を熱電モジュール２８に供給し、熱電モジュール２
８に供給される電流の極性を反転する毎に、電磁弁２１
に少なくとも瞬間的に電流を供給する。電磁弁２１に供
給する電流の極性は、一般に、熱電モジュール２８に供
給する電流の極性と同様である。

尚、熱電モジュール２８、電磁弁２１及びタイマー／ス
イッチ４２の夫々は、当業者に周知のものである。

次に、本発明の詳細な説明する。

先ず、熱電モジュール２８は、直流電源４０からタイマ
ー／スイッチ４２を介して、熱交換器１２側が低温とな
り且つヒートシンク３０側が高温となる極性で通電され
る。熱交換器１２のフィン１８が、熱交換器１２’に導
入される空気中の湿気の露点以下の温度に達した後、乾
燥すべき空気を熱交換器１２に加圧供給する。フィン１
８の表面を流れる空気の温度は露点温度以下に下げられ
、水滴がフィン１８の表面に付着する。付着した水滴は
、水滴の凍結温度以下に更に下げられたフィン１８の表
面により凍結する。熱交換器１２を流れる空気疏は、設
定時間の間、連続して流れ、この期間中、転帰空気が、
電磁弁２１を通って排出路２２から排出される。上述の
設定時間間隔は、氷または霜の集積が、熱交換器１２の
空気通路を流れる空気流に重大な影響を及ぼし始めるま
での時間である。この時間間隔は、一般に、２〜２゜５
時間であるが、空気流の速度、フィン１８の間隔、フィ
ン１８の温度、導入空気の湿気量に応じて変化する。タ
イマー／スイッチ４２に含まれるタイマーにより、所望
の時間を設定する。尚、空気流測定計或いは圧力計等を
タイマーに代えて使用することも可能である。

選択した時間が経過すると、タイマー／スイッチ４２は
、内蔵した一対のスイッチ（図示せず）を作動させ、熱
電モジュール２８に供給する電波の極性を反転すると共
に、電磁弁２１に逆極性の電圧を印加して電磁弁２１の
排出口を排出路２２から排出路２４に切換える。電磁弁
２１に再び最初の極性の電圧を印加するまでの時間は、
タイマーによって設定される。熱電モジュール２８に供
給する電流の極性を反転させると、熱電モジュール２８
の通常低温側は高温となり、逆に通常高温側が低温とな
る。したがって、フィン１８が加熱されて集積した氷及
び霜は溶解し、空気疏により熱交換器１２から排出路２
４を介して排出される。

熱電モジュール２８への電流極性反転期間（即ち、加熱
サイクル或いは第２サイクル）は、約３分から５分或い
はそれ以上である。正確な時間は、冷却サイクル（或い
は第１サイクル）で説明した種々の変数を考慮して決定
される。第２サイクルが終了すると、タイマー／スイッ
チ４２は、熱電モジュール２８に供給する直流電流の極
性を元に戻し、更に電磁′弁−，２１に排出路２２及び
排出路２４を切換える電流を電磁弁２１に供給する。

続いて、除湿動作が継続される。

以上、本発明の好適実施例を説明したが、本実施例の変
更・変形は、当業者にとって容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気除湿装置の１実施例を示す概
略図、第２図は第１図の一部切欠いた斜視図である。１０：空気除湿装置１２：熱交換器１４：導入口１６：排出口１８：フィン１９．２０：壁２１：電磁弁２２．２４：排出路３０：ヒートシンク４０：直流電源４２：タイマー／スイッチ特許出願人ジャック・フェアチャイルドΦモアヘッド代理人　弁理
士　森崎　俊明

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　（ａ）複数の隣接した板状部材の間に形成され
た通路を有する熱交換器に空気を流し、（ｂ）前記熱交
換器からの空気を、使用に供するため第１排出路に導き
、（ｃ）前記板状部材の表面温度を、導入空気に含まれる
湿気の凍結温度以下に冷却することにより、湿気を前記
板状部材の表面に凝縮させて凍結し、（ｄ）前記板状部材の表面温度を上昇させると同時に、
空気流を前記第１排出路から第２排出路に導き、前記板
状部材で凍結した氷を溶解して前記第２排出路を介して
排出し、（ｅ）前記（ｂ）〜（ｄ）のステップを周期的に繰り返
す、ことを特徴とする空気除湿方法。
（２）空気の導入口と排出口と、該導入口及び排出口の
間に設けられ、幅が約０．５〜１．８ｎ＋ｍの空気通路
とを有する熱交換器と、連通した空気導入口及び排出口を有し、周囲空気を導入
して排出するヒートシンクと、該ヒートシンクに設けら
れ、該ヒートシンクの導入口から空気を吸入し、導入空
気を前記ヒートシンクの排出口から排出するファンと、
前記熱交換器と前記ヒートシンクの間に設けられ、両者
と熱交換可能な熱電モジュールと、・直流電圧供給手段
と、前記熱電モジュールに供給する電流の反転と、前記熱交
換器の排出口からの空気流を第１又は第２排出路に選択
的に導く動作を周期的且つ瞬間的に行なうスイッチ手段
と、を具えていることを特徴とする空気除湿装置。
（３）前記熱交換器は、対向した面の夫々に垂直に且つ
交互に取付けて前記空気通路を形成する複数のフィンを
有する特許請求の範囲第２項に記載の空気除湿装置。
（４）前記空気通路の幅は、約０．７〜１．２ｍｍの範
囲にある特許請求の範囲第２項または第３項に記載の空
気除湿装置。
（５）前記空気通路の幅は、略０．７６ｍｍである特許
請求の範囲第２項またｔ±＠３項に記載の空気除湿装置
。
（６）前記スイッチ手段は、前記電流を第１方向または
第２方向の何れかに反転させる電流反転スイッチと、前
記熱交換器の排出口からの空気を第１または第２排出路
の何れかに切換える弁を作動させる特許請求の範囲第２
項に記載の空気除湿装置。
（７）前記熱交換器と前記熱電モジュールとの間に熱伝
導用の中間部材を設けた特許請求の範囲第２項に記載の
空気除湿装置。