JPS63291105A

JPS63291105A - 湿度調整装置

Info

Publication number: JPS63291105A
Application number: JP12593287A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yamauchi; 四郎山内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1988-11-29

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〕この発明は例えば電子機器の筐体内部などの湿度を調整
する湿度調整装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、気体中の水分を除去するには、一般にシリカゲル
、モレキュラーシーブ等の水分吸着剤を使用している。

シリカゲルは、吸着力の強いケイ酸のゲルで、成分は５
１０２・ｎＨ７０である。多孔性で、その表面積は１ｇ
につき４５０　ｍ’におよぶものもある。吸着力は含ま
れている水の量と関係し、ゲルとしての構造が保たれる
限り高度に脱水されたものほど吸着力が大きい。第３図
は１９７８年丸善発行「化学工学便覧」第８５４頁に記
載された種々の吸着剤の水分吸着特性を示す図であり、
縦軸は平衡吸着量、横軸は湿度を示す。シリカゲルの吸
着力は活性炭よりも広範囲の湿度で作用し、不燃性、機
械的堅牢性などの特徴によって活性炭よりすぐれた点が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の水分吸着剤は、高温の環境下では各種吸着剤の吸
着能力が低く、またシリカゲル等の吸着剤の水分吸着能
力には限度があるため、飽和吸着状態に到達後は気相中
の水分を除去することができず、さらに容器内の調湿の
状態を表示できないという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、継続して、かつ信頼性高く気相中の水分含有
量、すなわち湿度を調整でき、湿度の調整状況を表示で
きる湿度調整装置を提供す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装置は水素イオン導電性固体電
解質と、この水素イオン導電性固体電解質を介して対向
配置された第１の電極及び第２の電極を備えた電気化学
的素子の上記第１及び第２の電極の一方を調湿空間に、
他方を大気にそれぞれ接して配設し、上記第１及び第２
の電極間に電圧を印加することにより上記調湿空間の湿
度を調整するものにおいて、上記電気化学的素子に流れ
る電気量に応じて上記調湿空間の湿度を表示する表示装
置を備えたものである。

〔作　用〕

この発明（＝おける湿度調整装置は、調湿空間に接した
電気化学的素子の一方の電極を正、大気に接した他方の
電極を負とする所定の電圧を印加することにより、−万
の電極で電気分解により調湿空間に含まれる水分が酸素
とプロトン（水素イオン）に分解される。この分解され
たプロトンが、水素イオン導電性固体電解質中を通過し
て大気に接した他方の電極に到達し、到達した水素イオ
ンがこの他方の電極で大気中の酸素と反応して水を生成
し、または水素となることにより、調湿空間に含まれる
水分を除去する。このとき他方の電極に接する大気側は
加湿されている。通電方向を逆にすると上記−万の電極
に接する調湿空間側で加湿され湿度調整が行われる。上
記電気化学的素子に流れる電流に応じて電気信号または
光信号に変換され、湿度調整状況を外部へ表示する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は図示しない調湿空間の調湿を行う
電気化学的素子であり、この電気化学的素子（１）は、
水素イオン導電性固体電解質（１１）と、この水素イオ
ン導電性固体電解質（１１）を介して対向配置された第
１の電極（１２）及び第２の電極（１３）からなる。こ
の実施例においては、上記水素イオン導電性固体電解質
（１１）として−８ｏ、Ｈ基を導入したフッ素樹脂（固
体高分子電解質）が用いられている。なお上記フッ素樹
脂は、ｌ”ＮＡＦ工ＯＮ」（デュポン社、商品名）とし
て市販されているものを用いることができる。また、上
記第１の電極（１２）及び第２の電極（１Ｓ）としては
何れも多孔性金属が用いられている。そして上記第１の
゛電極（１２）は図示しない調湿空間に、第２の゛電極
（１６）は大気にそれぞれ接するように配設されている
。（２）は表示装置であり、この表示装置（２）は、固
体電解質としてのβ−アルミナ置換体（２１）、このβ
−アルミナ置換体（２１）に−万の面を接触し、他方の
面を調湿空間に接する対向電極（２２）、この対向電極
（２２）に対し、上記β−アルミナ置換体（２１）を介
して設けられたＷＯ，薄膜からなる発色電極（２３）、
この発色電極（２６）を覆う透明導′ル膜（２４）から
なる表示部（２ａ）と、この表示部（２ａ）の上記対向
電極（２２）と、透明導電膜（２４）間に、上記電気化
学的素子（１）に流れる′電流に応じた電流を供給する
制御器（２ｂ）とを備えている。、（３）は上記電気化
学的素子（１）及び表示装置（２）に必要な電気エネル
ギを供給する直流電源である。

この直流電源（３）は、出力電圧を通例１〜３ｖに調節
する１ＪＩＩ御装置と、出力電圧の極性を反転させる反
転装置を有しているが、これらについては簡便のため図
示を省略している。（５）は湿度調整部、（６）は湿度
調整装置である。

次に、先ず湿度調整部（５）の動作について説明する。

第１の電極（１２）と接触している図示しない調湿空間
の気体に含まれる水分は、上記第１の電極（１２）が電
源（３）により電圧が印加され正に帯電しているので、
この第１の電極（１２）上で次の反応を生しる。

Ｈ２Ｏ−＋　　２Ｈ”＋　−０２＋　２ｅ−ｍ　　Ｈｊ
　　ｊ　　＋　　（１）この反応により上記調湿空間の
気体に含まれる水分は分解され、酸素分子は調湿空間側
に残る。

分解された水素イオンは水素イオン導電性固体電解質（
１１）の中を第２の電極（１５）へ向って移動し、大気
側と接解面を有する第２の電極（１３）に到達する。第
２の電極（１３）上で次の反応を生じる。

２Ｈ＋＋−０２＋２ｅ−→Ｈ２０・・・・・（２）また
は２Ｈ”−）−２ｅ−−＊Ｈｘ　・−−−・−−−（Ｓ）
この反応により水素イオンから水または水素を生成し、
生成した水または水素は第２の電極（１６）に接触する
大気中へ放出される。この結果、調湿空間側の気体に含
まれる水分は大気中へ除去されたことになる。逆に大気
側の水分を容器側へ移動、すなわち加湿する場合は上記
直流電源（３）の極性を逆にすれば、前述の第１の電極
（１２）上の反応と、第２の電極（１３）上の反応が入
れ変わり、調湿空間側の気体は加湿されることになる。

次に表示装置（２）の動作について説明する。

上記電気化学的素子（１）の中を流れる電流の一部は制
御器（２ｂ）で水分の除湿または加湿速度に対応した電
流値に設定される。

除湿時の動作は、電流が対抗電極（２３）から表示部（
２ａ）用固体電解質、この場合は水素イオン導電性固体
電解質であるβ−アルミナ置換体（２１）を通り発色電
極（２３）、透明導電膜（２４）方向へ流れる。

発色電極（２６）上で次の反応が起りＷＯ３＋　ｘＨ”　＋、ｘｅ−−＋　ＨｘＷＯ５−・・
−（４）（無色ン　　　　　　　　　　（青色）電気量
に比例して青色に着色する。この発色電極（２６）の青
色着色の度合によって除湿の程度がわかる。

一方、容器側の気体が加湿される場合は逆方向に通電さ
れ発色電極（２Ｓ）上で次の反応が生じ、ＨＸＷＯ５→
ＷＯ５＋ｘＨ＋　＋Ｘｆ３−”　”　”　（５）（青色
）　　（絶）発色電極（２６）の色は加湿の程度に応じて退色する、
第２図は上記実施例に係る湿度調整装置（６）を固定デ
ィスク装置に用いた場合の例を示す要部断面図であり、
図中（７）は磁気ディスク（８）を収容する筐体、（９
）は上記磁気ディスク（８）を上記筐体（７）内で回転
させるチーボモータ、　　（１０））ま上記磁気ディス
ク（８１に情報を書き込み、または読出すための磁気ヘ
ッドである。この適用例においては上記ディスク（８）
を収容した筐体（７）内部の空間が調湿空間となってお
り、電気化学的セル（１）の第１の電極（１２）及び表
示部（２ａ）の対向電極（２２）の表面が上記筐体（７
）の内部空間に接するように配設され、第２の電極（１
３）と発色電極（２りは筐体（ハの外部に面するように
配設され、上記発色電極（２３）の発色（青色）の程度
によって筐体（７）内の調湿状態を外部より知ることが
できる。

なお、上記実施例では表示部（２ａ）の発色電極（２６
）としてＴｏ、薄膜、固体電解質（２１）としてβ−ア
ルミナ置換体の場合を説明したが、これらに限定される
ものではなく、例えば上記固体電解質（２１）としてＬ
１＋イオン導電性固体電解質、例えばＬｌ−β−アルミ
ナであっても同様の効果を示す。

さらに、上記実施例では表示装置（２）が光の変化とし
て検出機能を奏する例を説明したが、必ずし一もこれに限定されず、例えば電気化学的積分器、例えば
銀イオン電子混合導電体などを用い、湿度調整部（５）
の通電方向、通電量に応じて電圧値、または電流値の電
気信号として取り出し、表示することも可能である。

さらに、湿度調整部（５）に用いる電気化学的素子（１
）も−例を示したにすぎず、種々のものに置きかえるこ
とが可能であることは当然であり、その場合でも同様の
効果を得ることができる。このことは上記直流電源（３
）などについても同様である。例えば水素イオン導電性
固体電解質（１１）として用いることのできるものとし
て、ＨＳ　ＭＯ１７ＰＯ４０・２９Ｈ２０あるいはＨ，
Ｗ、、ＰＯ４ｏ・２９Ｈ，Ｏなどをあげることができる
。

ところで上記説明ではこの発明の湿度調整装置を磁気デ
ィスク装置の湿度調整に適用した例を示したが、除湿あ
るいは湿度の調整を要する密閉型の他の機器などにも広
く適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、水素イオン導電性固
体電解質と、この水素イオン導電性固体電解質を介して
対向配置された第１の電極及び第２の電極を備えた電気
化学的素子の上記第１及び第２の電極の一方を調湿空間
に、他方を大気にそれぞれ接して配設し、上記第１及び
第２の電極間に電圧を印加することにより上記調湿空間
の湿度を調整するものにおいて、上記電気化学的素子に
流れる電気量に応じて上記調湿空間の湿度を表示する表
示装置を備えて構成したので、継続して信頼性高く湿度
を調整できると共に、調湿空間の状況を外部より容易に
知ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による湿度調整装着の要部
を示す構成図、第２図は上記実施例を磁気ディスク装置
の除湿に適用した例を示す要部断面図、第３図は一般的
な吸湿済の吸湿特性を示す特性図である。図において、（１）は電気化学的素子、（１１）　）ま
水素イオン導電性固体電解質、（１２）は第１の電極、
（１３）は第２の電極、（２）は表示装置、（２ａ）は
表示部、（２１）は固体電解質、（２２）は対向電極、
（２３）は発色電極、（２４）は透明導電膜、（２ｂ）
は制御部、（３）は電源である。第１図２ａ：表示部１１：水素イオン導電刊１田本電解箕１２：第１１電極１３；第２の電Ｉセ２１：固体電解管２２：対画電極２３じ発色を極２４　”　透８月導１Ｃ月葵２６°匍制御琢

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水素イオン導電性固体電解質と、この水素イオン
導電性固体電解質を介して対向配置された第１の電極及
び第２の電極を備えた電気化学的素子の上記第１及び第
２の電極の一方を調湿空間に、他方を大気にそれぞれ接
して配設し、上記第１及び第２の電極間に電圧を印加す
ることにより上記調湿空間の湿度を調整するものにおい
て、上記電気化学的素子に流れる電気量に応じて上記調
湿空間の湿度を表示する表示装置を備えたことを特徴と
する湿度調整装置。
（２）表示装置は、固体電解質と、この固体電解質に一
方の面を接触し、他方の面を調湿空間に接する対向電極
と、この対向電極に対し上記固体電解質を介して設けら
れた発色電極と、この発色電極を覆う透明導電膜とから
なる表示部、ならびにこの表示部の上記対向電極と透明
導電膜間に電気化学的素子に流れる電流に応じた電流を
供給する制御器によつて構成されてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の湿度調整装置。
（３）発色電極がＷＯ＿３薄膜であることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の湿度調整装置。
（４）表示部を構成する固体電解質が、水素イオン導電
性固体電解質またはリチウムイオン導電性固体電解質で
あることを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
項記載の湿度調整装置。
（５）表示部に用いる水素イオン導電性固体電解質はβ
−アルミナ置換体であることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の湿度調整装置。
（６）電気化学的素子を構成する水素イオン導電性固体
電解質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項ないし第５項の何れかに記載の湿度調
整装置。
（７）固体高分子電解質は−ＳＯ＿３Ｈ基を有するフッ
素樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
載の湿度調整装置。