JPS63287527A - 湿度調整器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は水分を含んでいる気体の湿度を調整する湿度
調整器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、気体中の水分量を調整するためには、一般にシリ
カゲル、モレキュラーシープ等の水分吸着剤の吸着特性
、脱着特性を利用している。シリカゲルは吸着力の強い
ケイ酸のゲルであシ、その成分は５ｉｎ２・ｎＨ，Ｏで
ある。また、シリカゲルは多孔性であυ、その表面積は
Ｉｆにつき４５０７Ｆｌに及ぶものもある。シリカゲル
の吸着力は含まれている水分の量と関係し、ゲルとして
の構造が保たれている限シ、高度に脱水されたシリカゲ
ルはど吸着力が大きい。

第４図は例えば「化学工学便覧」第８５４頁（丸善株式
会社発行）に示された従来の湿度調整器に使用される吸
着剤の水分吸着量を示す線図であシ、縦軸は平衡吸着量
、横軸は関係湿度をそれぞれ示す。気体中の水分含有量
すなわち湿度は、吸着剤の水分含有量が飽和に達するま
では吸着剤によって低下するが、吸着剤の水分含有量が
飽和に達した以降は除湿されない。一方、所定の湿度下
で飽和水分吸着量（平衡吸着量）に到達した吸着剤をそ
の所定の湿度よシ低い湿度の環境下に置くと、水分は逆
に吸着剤から気体中へ放出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したような吸着剤では、気体の湿度は吸着剤の量に
よって決まる。従って、気体の湿度を任意の値に制御す
るためには、その湿度に応じて使用する吸着剤の量を最
適な量に設定する必要があシ、さらに吸着剤を適宜交換
する必要がある。この吸着剤の交換操作は、吸着剤が設
置される容器内の設定湿度と同じ湿度に設定された環境
下例えば湿度調整室内で行う必要があシ、簡便に実施で
きないという問題点があった。

また、湿度調整室をもたない一般の環境下に設置される
例えば固定磁気ディスク装置内に吸着剤を適用した場合
、吸着剤の交換操作ができず、固定ディスク装置を最適
な湿度に調整できないという問題点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためＫなされた
もので、環境の湿度の影響を受けることなく、容器内の
気体の湿度を任意の値に連続的に制御できる湿度調整器
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る湿度調整器は、水分を含む気体と一方の
面で接する第１電極、水素イオン導電性固体および一方
の面で大気に接する第２電極を積層一体化した調湿素子
と、水分をイオンに変換して調湿素子の両電極間で移動
させる電源と、水分を含む気体雰囲気の湿度を所定の値
Ｖｃｖ４整する湿度センサとを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、調湿素子に直流電流を通電するこ
とによシ、電流の流入側の電極で〜水の分解を、電流の
流出側の電極で水の生成をそれぞれ行わせることＫよシ
、水分を含む気体の湿度を調整するとともに、湿度セン
サからの信号に応じて調湿素子に流す電流の方向および
強さを制御し、水分を含む気体の湿度を任意の値に継続
的に制御する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図であシ、図に
おいて、湿度調整器（１）は湿度調整部（２１および湿
度検出部（３）から構成され、水分を含むておシ、この
調湿素子（４）は、湿度調整器（１）を収容する容器内
側に配置された第１の電極（５）と、この第１電極（５
）　Ｋ隣接して設けられた水素イオン導電性固体（６）
例えば固体状高分子電解質と、この水素イオン導電性固
体（６）に隣接しかつ大気側に配置されている第２電極
（７）とから成る。第１電極（５）および第２電極（７
）としては貴金属電極例えば白金電極やルテニウムを付
着した白金電極等が使用でき、無電解メッキ等の方法に
よシ水素イオン導電性固体（６）上に設けることができ
る。

調湿素子（４）Ｋは電源（８）が電圧制御器（９）を介
して接続されておシ、この電源（８）によって調湿素子
（４）に直流電圧が印加される。

湿度検出部（３）には湿度センサ（１０）が収容されて
おシ、この湿度センサ（１０）は容器内側の湿度を検出
し、検出した電気信号はリード線（１））を介して電圧
制御器（９）　Ｋ送られる。電圧制御器（９）では湿度
センサ（ｌＯ）からの信号に応じて、調湿素子（４）Ｋ
通電する電流の方向および強さを制御する。

上述したように構成された湿度調整器（１）の湿度調整
部（２）は次のように動作する。すなわち、ます調湿素
子（４）には電源（８）によって直流電圧が印加されて
いるので、正側の第１電極（５）に接触している容器内
側の気体中に含まれる水分は正に帯電し、第１電極（５
）上で次の反応が起こる：Ｈ２０−＋　２Ｈ＋＋　−０
２＋　２ｅ−−−（１）この反応によって気体中に含ま
れる水分は分解され、生成した酸素分子は容器内側に残
る。分解された水素イオンは水素イオン導電性固体（６
）の中を第２電極（７）へ向って移動し、大気側と接触
面を有する第２電極（７）に到達する。負側の第２電極
（７）上では次の反応が起る： ２Ｈ”　＋　−０＋　２ｅ−−＋　　Ｈ２Ｏ−・・−（
２１または ２Ｈ＋−１−２ｅ−−＋　Ｈ２ これらの反応によって第１電極（５）で分解された水素
イオンから水または水素を生成し、生成しれる水分は大
気中へ除去されたことＫなる。

逆に、大気側の水分を容器内へ移動すなわち加湿する場
合、電圧制御器（９）によって電源（８）の極性を逆に
すれば、通電方向が逆向きになるため、て、容器内の気
体は加湿されることになる。

次忙、湿度検出部（３）の動作について述べる。

容器内側の気体中の湿度は湿度センサ（１０）によって
検出されて電気信号に変換され、この電気信号はリード
線（１））を介（−て電圧制御器（９）へ伝達される。

電圧制御器（９）は、伝達された電気信号に基づいて、
容器内の気体の湿度が所定の設定値よシも低い場合は加
湿するように電源（８）の極性を設定する。逆Ｋ、容器
内の湿度が所定の設定値よシも高い場合は電源（８）の
極性を除湿側に設定する。このようにして、湿度調整器
（１）は容器内の気体の湿度を所定の値に調整すること
ができる。

第２図は湿度調整器（１）を磁気ディスク装置に適用し
た場合を示す概略図であシ、図において、磁気ディスク
装置（１２）内には磁気ディスク（１３）、この磁気デ
ィスク（１３）に情報を書き込みまたは情報を読み取る
ヘッド（１４）および磁気ディスク（１３）を駆動させ
るドライブ（１５）が収容されている。また、湿度調整
器（１）は、その一部は磁気ディスク装置（１２）内に
曝露され、他の一部は磁気ディスク装置（１２）の外部
に曝露されるように設けられている。

第３図は第２図に示した磁気ディスク装置（１２）に適
用した湿度調整器（１）の２５℃における加湿、除湿状
況を示す線図である。ブランク容器内湿度すなわち湿度
調整器（１）を取シ付けていない磁気ディスク装置（１
２）内の湿度（図中Ａ）は、大気湿度（図中Ｃ）と磁気
ディスク装置（１２）内の湿度に差があるため、パツキ
ン等から透過侵入してくる水分のため一定の割合で増加
している。一方、湿度調整器（１）を取シ付けた磁気デ
ィスク装置（工２）内の湿度（図中Ｂ）は、調湿素子（
４）に電流が流れていない場合、ブランク容器内湿度と
同じ挙動を示す（図中Ｅ）。また、電圧制御器（９）の
所定の設定値に従い、湿度センサ（１０）からの電気信
号をフイＡ浜ツクしながら、磁気ディスク装置（１２）
内の湿度を加湿側（図中Ｄ）にも除湿側（図中Ｆ）にも
調整することができる。

なお、上述した実施例では、水素イオン導電性例えばイ
オン交換膜の一種である［ＮａｆｉｏｎＪ　（デュポン
社商品名）等が使用できる。この場合、水分を除去する
際の抵抗値が小さく、機械的振動にも耐える調湿素子（
４）を造ることができる。

また、上述した実施例では、湿度調整器（１）を磁気デ
ィスク装置内の湿度調整に適用した例を示したが、他の
密閉型の容器にも広く適用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおシ、水分を含む気体と一方
の面で接する第１電極、水素イオン導電性固体および一
方の面で大気に接する第２Ｎ極を積層一体化した調湿素
子と、水分をイオンに変換して調湿素子の両電極間で移
動させる電源と、水を外気の湿度に影響されることなく
任意の値に連続的に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第一１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第２図は
この発明による湿度調整器を磁気ディスク装置に適用し
た場合を示す概略図、第３図は第２図に示した磁気ディ
スク装置内の湿度調整器の加湿、除湿状況を示す線図、
第４図は従来の湿度調整器に使用される吸着剤の水分吸
着量を示す線図である。 図忙おいて、（１）は湿度調整器、（２）は湿度調整部
、（３）は湿度検出部、（４）は調湿素子、（５）は第
１電極、（６）は水素イオン導電性固体、（７）は第２
電極、（８）は電源、（９）は電圧制御器、（１０）は
湿度センサ、（１２）は磁気ディスク装置である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図 １”湿度調整器 ２：湿度調整部 ３：濁濱オ貧出部 ４：調湿素子 ５：第１電極 ６：水素イオシＷ電杵同体 ７：第２電極 ８：電源 ９：電圧制御器 １０：湿度セ）す 第２図 １２°石は夕ｔう≧スフ装置 時間（時間） 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水分を含む気体と一方の面で接する第１電極、こ
   の第１電極の他方の面に接しかつ前記水分を水素イオン
   として通過させる水素イオン導電性固体、およびこの水
   素イオン導電性固体に一方の面で接しかつ他方の面で大
   気に接する第２電極を順次積層して一体化した調湿素子
   、前記第１電極および前記第２電極に電圧を印加して、
   一方の電極が接する気体中の水分を水素イオンに変換し
   て水素イオン導電性固体中を通過させ、通過した水素イ
   オンを他方の電極上で水素ガスまたは水に変換するため
   の電源と、前記水分を含む気体の雰囲気中に配置され、
   この雰囲気中の湿度を検出するための湿度センサと、こ
   の湿度センサからの信号に応じて前記雰囲気が所定の湿
   度になるように前記電源に印加する電圧の極性および強
   さを制御するための電圧制御器とを備えたことを特徴と
   する湿度調整器。
2. （２）一方および他方の電極は貴金属電極であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の湿度調整器。
3. （３）貴金属電極は白金電極であることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の湿度調整器。
4. （４）水素イオン導電性固体は固体高分子電解質である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の湿度調整
   器。