KR20030074456A - 습기 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공기로부터 습기를 제거하는 장치는 습윤 공기 입구 영역, 건조 공기 출구 영역, 재생 공기 입구 영역, 재생 공기 출구 영역 및 습기 제거 매체를 포함하고, 습윤 공기를 습윤 공기 입구 영역, 습기 제거 매체, 및 건조 공기 출구 영역을 통해 유닛에서 배출하게 하는 건조 팬이 제공되고, 재생 공기를 재생 공기 입구 영역, 습기 제거 매체, 및 재생 공기 출구 영역을 통해 유닛에서 배출하게 하는 재생 팬이 제공되는 것을 특징으로 한다.

Description

습기 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MOISTURE CONTROL}
본 발명은 일반적으로 습기를 제거하는 장치에 관한 것으로, 특히 내부 공간에서 습기를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
인클로우져(enclosure) 또는 내부 공간에서 습기를 제거하는 장치는 본 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 인클로우져 또는 내부 공간에 저장된 제품은 충분히 낮은 습기 레벨로 유지되면서도 그 본래의 기능이 보존되야 한다. 감소된 습기 레벨을 유지시키는 능력은 저장 인클로우져와 관련된 실험실 캐비넷에서 특히 중요하고, 이러한 인클로우져는 습기로 손상될 수 있는 화학제품, 재료, 제품 및 장비를 저장하도록 사용된다. 예를 들면, 실험실 캐비넷안에서 습기 레벨이 상승되면 캐비넷안에 저장된 화학제품, 재료 및 또 다른 물질들이 오염될 수 있다. 유사하게, 화학적 처리 및 측정 장비의 정밀도와 기능이 이러한 노출에 의해 종종 손상될 수 있다.
종래의 제습 장치는 하우징내에 위치되는 회전 팬과 같은 송풍 장치를 포함한다. 이 송풍 장치는 습기로 채워진 공기의 유동을 습기 제거 매체를 통하여 하우징의 한 단부 안으로 이동시키고, 이것으로 습기가 습기 제거 매체로 전달되고 하우징의 대향된 단부에서 건조된 공기가 생성되도록 한다. 이러한 종래의 장치에서는 습기 제거 매체가 습기로 포화되고, 따라서 인클로우져안의 공기를 계속해서 건조시키기 위해서는 주기적으로 습기 제거 매체를 교체하거나 또는 재생해야 할 필요가 있었다. 후자의 예를 들면, 습기 제거 매체 건조는 습기를 제거하기 위해 가열된 공기를 역 유동시켜 습기 제거 매체로 통과시키는 것에 의해 얻어질 수 있고, 이것에 의해 습기 제거 매체를 재생할 수 있다. 실험실 캐비넷 적용에서는 밀봉된 캐비넷안의 습기 제거 매체로 습기 재생 공기의 바람직하지 않은 유동이 발생되지 않도록, 습기 제거 매체 재생 공기의 유동 경로와 캐비넷 건조 공기의 유동 경로를 분리하는 것이 바람직하다.
습기 제거 및 제어 장치는 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 그러나, 이러한 공지된 습기-제거 장치는 일반적으로 상술한 실험실 캐비넷 적용에서 바람직하지 않은 하나 이상의 단점 및 제한을 갖는다. 예를 들면, 미국특허 제 4,361,425호에서는 미리 형성된 고체 습기-제거 장치를 포함하는 습기-집적 챔버를 구비하는 제습기가 개시된다. 챔버는 자동적으로 주기적으로 챔버에서 습기를 배수하도록 작동하는 종래의 배수 밸브와 연결된다. 고속도 팬은 압축된 공기를 원심력으로 챔버에 통과시키기 위해 챔버에 인접하여 설치되고 이것에 의해 압축된 공기로부터 습기 및 이물질을 제거한다. 따라서, 미국특허 제 4,361,425 호에서 개시되는 제습기는 일반적으로 내부 공간에 형성된 공기보다는 압축된 공기로부터 습기를 제거하도록 설계된 것이다. 더구나, 이러한 설계는 습기 제거 매체의 자동-재생이 허용되지 않아, 습기 제거 매체가 습기-집적 챔버에서 주기적으로 제거되거나 교체되어야 한다. 미국특허 제 4,654,057 호 및 제 5,230,719 호에서는 또 다른 유형의 습기 제거 또는 제습 장치가 개시된다. 그러나, 이 특허에서 개시된 장치는 하우징의 한 단부 안으로 건조되어지는 습윤 공기를 끌어당기고 하우징의 대향된 단부에서 건조 공기를 배출한다. 습기 제거 매체의 재생 또는 건조는 하우징을 통한 공기의 역 이동을 필요로 하고, 습기 재생 공기를 공간 뒤로 배출시켜 건조 단계 동안에 습기를 제거한다. 명백하게 이러한 작동 원리는 실험실 장비의 높은 습기 환경에서는 적합하지 않다. 미국특허 제 4,536,198 호, 제 5,297,398 호, 5,373,704 호, 제 5,799,728 호, 제 6,364,942 호 및 제 6,379,435 호에서는 실험실 인클로우져에 사용하기에는 부적절하고 상술한 하나 이상의 단점 및 제한을 가지는 또 다른 유형의 습기-제거 장치가 개시된다.
따라서, 실험실 캐비넷과 같은 인클로우져에서 건조 환경을 유지시키고 습기를 제거하는데 적합한 습기-제거 장치 또는 건조 유닛이 필요하다. 특히, 상대적으로 단순한 구조이거나, 일체 완비되거나, 자동 재생할 수 있게 설계되고 다양한 캐비넷 또는 또 다른 인클로우져에서 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 습기-제거 및 제어 장치 또는 건조 유닛을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 높은 신뢰성을 가지면서 제조 비용이 실용적이고 설치가 쉬운 건조 유닛을 제공하는 것이 바람직하다.
도 1은 장치의 내부 구성요소를 노출시키기 위해 장치의 하우징에서 정면 덮개가 제거된 본 발명의 습기 제어 장치의 정면도;
도 2는 본 발명의 습기 제어 장치의 분해 사시도 ;
도 3은 도 1의 절단면 3-3에 따른 단면도;
도 4는 건조 챔버 아래에 위치되는 가열 요소가 도시되는, 도 1의 절단면 4-4에 따른 단면도;
도 5는 도 1의 절단면 5-5에 따른 단면도;
도 6은 도 1의 절단면 6-6에 따른 단면도;
도 7은 도 1의 절단면 7-7에 따른 단면도;
도 8은 도 6 및 도 7의 절단면 8-8에 따른 단면도;
도 9는 습기 제거 매체 재생 단계 동안에 (건조 챔버의 하부에 위치되는 가열 요소를 구비하는)본 발명의 유닛을 도시하는 도면;
도 10은 밀봉된 건조 챔버내에서 습도를 제어하는 건조 모드동안에 (건조 챔버의 하부에 위치되는 가열 요소를 구비하는)본 발명의 유닛을 도시하는 도면;
도 11은 도 9와 유사하지만 건조 챔버의 상부에서 가열 요소가 위치된 본 발명의 유닛을 도시하는 도면; 및
도 12는 도 10과 유사하지만 건조 챔버의 상부에서 가열 요소가 위치된 본 발명의 유닛을 도시하는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 건조 유닛 12 : 하우징
18 : 건조 챔버 19 : 습기 제거 매체
20 : 송풍기 21 : 가열 요소
도 1에서는 정면 덮개(50)(도 2 참조)가 제거된 본 발명의 습기 제어 또는 건조 유닛(10)용 장치의 실시예가 도시된다. 건조 유닛(10)은 상부 영역(14), 중심 영역(15) 및 하부 영역(16)을 가지는 연장된 하우징(12)을 포함한다. 서로 간격을 두고 떨어져 있는 관계로 중심 영역(15)에서 제공되는 한 쌍의 건조 유지판(23)은 그 사이에서 습기 제거 매체(19)를 수용하는 건조 챔버(18)를 형성한다. 재생 팬 또는 송풍기(20)는 건조 챔버(18)와 상부 영역(14)사이의 하우징내에서 위치된다. 또한 건조 팬 또는 송풍기(22)는 건조 챔버(18)와 하부 영역(16)사이인 하우징(12)의 중심 영역(15)내에서 위치된다. 건조 가열 요소(21)는 일반적으로 건조 유지판(23)중 한 곳의 근처, 바람직하게는 건조 챔버의 하부에서 제공된다. 가열 요소(21)는 일반적으로 저-전압 저항기이지만 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 또 다른 가열-발생 장치일 수 있다. 상부 영역(14)은, 하우징(12)의 내부에서, 제 1 외부 플랩(24)을 구비하는 제 1 출구 영역(34)과 이 제 1 출구 영역과 간격을 두고 떨어져 있는 제 1 내부 플랩(26)을 구비한 제 1 입구 영역(32)으로 구성된다. 유사한 방법으로, 하부 영역(16)은 제 2 내부 플랩(28)을 구비하는 제 2 입구 영역(38)과 이 제 2 입구 영역과 간격을 두고 떨어져 있는 제 2 외부 플랩(30)을 구비한 제 2 출구 영역(36)으로 구성된다. 플랩은 유연성, 양호한 화학적 저항 및 긴 수명을 제공하는 실리콘 재료로 구성된다. 실리콘 플랩의 유연성은 장치 작동 동안에 우수한 시일링 특징을 제공한다. 또 다른 플랩의 구성 재료로는 값싼 천연고무 및 네오프렌등이 있다.
회로 기판(56)상에 납땜된 구성요소(도시되지 않음)를 가지는 마이크로프로세서-베이스 제어기는 나중에 기술되는 것처럼 팬과 가열 요소의 자동적인 사이클링 작동을 위해 팬(20, 22) 및 가열 요소(21)와 협력하여 작동될 수 있다.
습기 제어 장치(10)는 제 1 개구부(78)와 제 2 개구부(79)를 구비하고 내부 구멍(77)이 제공된 외부 벽 또는 문(76)과 함께 형성된 인클로우져(75)로부터 습기를 제거하도록 이용된다. 더욱 특별하게는, 습기 제어 장치 또는 건조 유닛(10)은 2002년 2월 15일자로 출원된 출원인의 미국특허 출원 제 10/075,262 호에서 개시되는 (팬텀에서 도시되는)건조 캐비넷(75)과 함께 사용될 수 있다. 이 건조 캐비넷(75)은 서로 간격을 두고 떨어져 있으며 각각 캐비넷 내부 공간과 외부 환경사이에서 콘딧을 형성하는 제 1 개구부(78)와 제 2 개구부(79)를 구비하고 내부 구멍(77)이 형성된 문(76)을 포함한다. 제 1 출구 영역(34)이 제 1 개구부(78)의 주변에 위치되고 제 2 입구 영역(38)이 문(76)에서 제 2 개구부의 주변에 위치되는 방법으로 내부 구멍(77)은 건조 유닛(10)을 수용한다. 건조 유닛(10)의 제 1 입구 영역(32)과 제 2 출구 영역(36)은 인클로우져 또는 캐비넷(75)의 내부에서 서로 마주보고 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하여, 건조 유닛(10)의 개별 구성요소의 배열 및 특정 형상을 상세하게 기술한다.
정면 덮개(50)는 하우징 내부를 밀봉하기 위해 상부 영역(14), 중심 영역(15) 및 하부 영역(16)을 포함하는 하우징(12)에 제거가능하게 부착될 수 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 하우징(12)의 후면 패널에서 상부 및 하부 하우징 영역(14, 15)안으로 확장되는 한쌍의 스레드된 보스(48)는 정면 덮개(50)의 대향된 단부를 통해 확장하는 패스너 개구부(52)와 대향되게 정렬된다. 예를 들어, 나사와 같은 종래의 패스너(54)가 정면 덮개(50)를 하우징(12)에서 제거가능하게 고정시키도록 각 패스너 개구부(52)와 보스를 통해 수용된다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하우징(12)상에 정면 덮개(50)를 부착시키기 위한 여러 다양한 기술들을 사용할 수 있음을 알 수 있다.
제 1 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(42)는 제 1 출구 영역(34)에서 오목하게 제공되고, 제 1 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(43)는 제 1 입구 영역(32)에서 오목하게 제공된다. 유사한 모양으로, 제 2 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(44)는 제 2 입구 영역(38)에서 오목하게 제공되고 제 2 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(45)는 제 2 출구 영역(36)에서 오목하게 제공된다. 각 밀봉 플랜지(42, 43, 44 및 45)와 대응되는 네개의 덮개 탭(51)이 정면 덮개(50)의 내부면에서 확장된다. 도 6에서 도시되는 바와 같이, 정면 덮개(50)가 하우징(12)상에 부착되면 제 1 덮개 탭(51)은 제 1 출구 영역(34) 내부에서 타원형의 제 1 출구 개구부(35)를 형성하기 위해 제1 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(42)와 맞물린다. 유사한 모양으로, 제 2 덮개 탭(51)은 제 1 입구 영역(32) 내부에 타원형의 제 1 입구 개구부(33)를 형성하기 위해 제 1 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(43)와 맞물린다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 정면 덮개(50)의 내부면에서 확장하는 제 3 덮개 탭(51)은 제 2 출구 영역(36) 내부에서 타원형의 제 2 출구 개구부(37)을 형성하기 위해 제 2 출구를 밀봉하는 플랜지(45)와 맞물린다. 마지막으로, 정면 덮개(50)의 내부면에서 확장하는 제 4 덮개 탭(51)은 제 2 입구 영역(38) 내부에서 타원형의 제 2 입구 개구부(39)를 형성하기 위해 제 2 입구를 밀봉하는 플랜지(44)와 맞물린다.
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 한쌍의 제 1 플랩 부착 플랜지(60)는 하우징(12)에서 상부 영역(14)안으로 확장되고, 한쌍의 제 2 플랩 부착 플랜지(61)는 하우징(12)에서 상부 영역(14)안으로 확장된다. 한쌍의 제 1 플랩 부착 플랜지(60)중 하나는 제 1 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(42)와 인접하여 배치되고, 반면에 또 다른 플랩 부착 플랜지(60)는 제 1 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(43)와 인접되게 배치된다. 유사하게, 한쌍의 제 2 플랩 부착 플랜지(61)중 하나는 제 2 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(44)와 인접하여 배치되고, 반면에 또 다른 플랩 부착플랜지(61)는 제 2 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(45)와 인접하여 배치된다. 평면 부착판(58)과 곡선 부착판(59)은 각각의 제 1 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(42)와 대응되는 플랩 부착 플랜지(60)사이, 제 1 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(43)와 대응되는 플랩 부착 플랜지(60)사이, 제 2 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(44)와 대응되는 플랩 부착 플랜지(61)사이, 및 제 2 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(45)와 대응되는 플랩 부착 플랜지(61)사이 각각에서 끼워진다. 제 1 외부 플랩(24)은 평면 부착판(58)과 제 1 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(42)사이에서 고정되고, 제 1 내부 플랩(26)은 평면 부착판(58)과 제 1 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(43)사이에서 고정된다. 마찬가지로, 제 2 내부 플랩(28)은 평면 부착판(58)과 제 2 입구 영역을 밀봉하는 플랜지(44)사이에서 고정되고, 제 2 외부 플랩(30)은 평면 부착판(58)과 제 2 출구 영역을 밀봉하는 플랜지(45)사이에서 고정된다. 따라서, 하기에서 기술되는 바와같이, 제 1 외부 플랩(24)과 제 2 외부 플랩(30)은 하우징 내부의 부압률에 대응되게 공기의 유동이 하우징(12)에서 하우징 외부로 유출될 수 있도록, 제 1 출구 영역(34)과 제 2 출구 영역(36)안에서 외부로 이동된다. 반대로, 제 1 내부 플랩(26)과 제 2 내부 플랩(28)은 정압율에 대응되게 하우징안의 공기의 유동이 하우징 내부에서 하우징 외부로 유출될 수 있도록, 하우징 내부 안으로 이동된다.
도 2에 도시되는 바와같이, 재생 팬(20)과 건조 팬(22)은 서로 간격을 두고 떨어져 있는 관계로 부착된다. 본 발명의 한 실시예에서 팬은 연장된 회로 기판(56)상에 부착된다. 그러나, 또 다른 부착 배열도 생각할 수 있다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 일반적으로 재생 팬(20)은 중심 허브(63)에서 확장되고 팬 개구부(64)내에서 회전하는 다수의 팬 날개(62)를 포함한다. 마찬가지로, 도 5에 도시되는 바와 같이, 건조 팬(22)은 일반적으로 중심 허브(67)에서 확장되고 팬 개구부(68)내에서 회전하는 다수의 팬 날개(66)를 포함한다.
또한 건조 유지판(23)은 중심 영역(15)안에서 확장하는 인접한 쌍의 하우징 리지(13)사이에서 삽입되는 것이 바람직하다. 제 1 건조 유지판(23)은 재생팬(20)의 상부 단부나 또는 인접하여 배치되는 것이 바람직하고 다른 건조 유지판(23)은 건조 팬(22)의 상부 단부를 향해 제 1 건조 유지판(23)과 간격을 두는 것이 바람직하다. 각각의 건조 유지판(23)에는 공기의 유동이 자유롭도록 복수의 구멍(23a)이 제공된다. 습기 제거 매체(19)는 건조 유지판(23)사이에 건조 챔버(18) 내에서 유지된다. 습기 제거 매체는 비드 또는 공 형태의 실리카 겔을 포함하는 것이 바람직하고, 이것으로 건조 챔버를 통한 최적의 공기 유동을 얻을 수 있다. 그러나, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 대안적인 습기 제거 매체로 다공성의 알루미늄 산화물, 몬트모릴로니트 크레이(montmorillonite clay), 실리카 겔, 분자 시브(합성 제올라이트), 황산 칼슘, 산화 칼슘등을 포함할 수 있음을 명백히 알 수 있다. 실리카 겔 습기 제거 매체(19)는 약 3-4마다 교체될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 건조 유닛(10)은 작동 동안에 수직 방향으로 배치되고, 건조 가열 요소(21)는 건조 유지판(23) 하부의 상부면 주변과 습기 제거 매체(19)의 아래에서 제공된다. 그러나, 건조 유닛(10)은 대안적으로 수평 방향으로 위치된다. 이러한 방법으로, 건조 유닛은 인클로우져 또는 저장 캐비넷을 수직 및 수평 방향 모두에서 지지면상에 지지되도록 이용할 수 있다. 이러한 인클로우져의 한 실시예로는 전술한 본 출원인의 미국특허에서 기술되는 모듈식 실험실 캐비넷등이 있다.
회로 기판(56)의 전자제품 구성요소로는 재생 팬(20), 건조 팬(22) 및 가열 요소(21)를 제어하기 위해 이것에 연결되는 마이크로프로세서(도시되지 않음)가 있다. 부가적으로, 마이크로프로세서는 안전을 위해 제공되는 터미널 스위치를 제어한다. 더욱 특별하게는, 터미널 스위치는 어떤 구성요소, 일반적으로 유닛이 과열되는 경우에 유닛(10)을 자동적으로 차단하도록 제공된다. 터미널 스위치는 과열 상태가 더 이상 존재하지 않는가를 측정하기 위해 그 자체가 리셋되도록 설계된다. 선택적으로, 전력이 온되었는가를 나타내기 위해 감광도가 낮은 LED가 제공될 수 있다.
도 9를 참조하여, 본 발명의 건조 유닛(10)의 작동을 상세히 설명한다. 제 1 작동 단계에서, 건조 유닛(10)은 건조 챔버(18)내에 포함된 습기 제거 매체(19)를 건조, 재생 또는 재가동하도록 작동된다. 바람직한 실시예에서, 건조 재생 단계가 약 4분동안 주기적으로 실행된다. 이 시간 동안, 건조 팬(22)은 사용되지 않으며, 도 9에 하우징(12)내에서 굵은선으로 나타나는 화살표 방향(A)으로 가스 또는 주위 공기의 유동이 발생되도록 가열 요소(21) 및 재생 팬(20)이 작동된다. 재생 팬(20)에 의해 발생되는 공기의 유동은 상부 영역(14)안의 팬(20)에 의해 발생되는 공기의 정압 구역과 또는 건조 유닛(10)의 하부 영역(16)과 중심 영역(15)안의 팬(20)에 의해 발생되는 부분 진공 구역에 의해 발생된다. 공기의 흐름은 제 2 내부 플랩(28)을 가지는 제 2 입구 영역(38)을 통해 하우징(12)안으로 들어간다. 따라서, 들어가는 공기는 제 2 입구를 밀봉하는 플랜지(44)에서 제 2 내부 플랩(28)이 분리되도록 하고, 빠져나가는 공기의 흐름은 제 1 출구를 밀봉하는 플랜지(42)에서 제 1 외부 플랩(24)이 분리되도록 한다. 공기가 하우징(12)의 내부를 횡단하면, 공기의 흐름은 사용하지 않고 있는 건조 팬(22)을 통하여 유동하고,가열 요소(21)에 의해 가열된 후에는 건조 챔버(18)내에 위치된 습기 제거 매체(19)를 통과한다. 챔버(18)에서, 습기 제거 매체(19)의 증기압이 가열된 공기의 증기압보다 더 커지도록 습기 제거 매체(19)가 가열 요소(21)에 의해 가열된다. 이것에 의해, 습기는 습기 제거 매체(19)에서 이것을 통과하는 가열된 공기로 전달된다. 그때 상대적으로 높은 습기를 가지는 가열된 공기의 흐름이 제 1 출구 영역(34)의 제 1 개방 플랩(24)을 통해 하우징(12)을 빠져나가게 된다. 따라서, 제 1 작동 단계에서 생성된 뜨겁고 습기가 있는 재가동 공기는 건조 캐비넷(75)의 제 1 문 개구부(78)(도 1)와 제 1 출구 영역(34)을 통하여 하우징(12) 밖으로 배출된다. 습기 제거 매체(19)는 제 2 작동 단계를 시작하기 전에 또는 캐비넷(75) 내부의 공기를 건조하기전에 제 1 작동 단계의 끝에서 실질적으로 건조된다. 습기 제거 매체(19)가 충분하게 건조된 후에는, 습기 제거 매체는 냉각될 수 있고 하기에서 기술되는 바와같이 대향된 방향으로 하우징(12)을 통해 캐비넷(75)의 내부로 통과하는 제 2 공기 흐름을 다시 가열할 수 있다.
화살표(A) 방향으로 확장되는 공기의 유동을 원활하기 위해, 상술한 제 1 작동 단계에서, 제 2 내부 플랩(28)은 제 2 입구 개구부(39)를 개방하기 위해 제 2 입구 영역(38)에서 하우징(12)의 내부 공간안으로 확장하는 것에 의해 개방되고, 반면에 제 1 외부 플랩(24)은 제 1 출구 개구부(35)를 개방하기 위해 제 1 출구 영역(34)에서 외부로 확장하는 것에 의해 개방된다. 이 상태에서, 상부 영역(14)의 재생 팬(20)에 의해 생성된 높은 공기압 구역은 제 1 입구 밀봉 플랜지(43)를 압축하기 위해 내부적으로 위치된 내부 플랩(26)에 적용되고 이것에 의해 제 1 입구 개구부(33)가 밀봉된다. 더구나, 중심 영역(15)과 하부 영역(16)에서 팬(20)에 의해 생성된 낮은 공기압 구역은 제 2 외부 플랩(30)을 제 2 출구를 밀봉하는 플랜지(45)로 끌어당기는 흡입을 생성하여 제 2 출구 개구부(37)를 밀봉한다. 이것으로, 재생 모드 동안에, 외부 및 내부 플랩의 배치는 일반적으로 하우징(12)의 내부를 통해, 특히 건조 챔버(18)를 통해 주위 공기의 유동을 제공하고, 동시에 인클로우져 또는 습기 제거 캐비넷의 내부와 습기 제거 유닛 하우징(12)의 내부에서 유체 전달 또는 공기 유동을 차단한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 팬(20)은 약 1분동안 작동한다. 제 2 작동 단계에서, 가열 요소(21)는 꺼지고 재생 팬(20)은 하우징(12)에서 제 1 단계의 뜨거운 습윤 공기를 연속적으로 방출하기 위해 짧은 시간동안 작동된다. 제 2 단계 동안, 플랩(24, 26, 28, 30)은 제 1 단계에서 기술되는 바와같이 위치된다. 팬(20)에 의해 생성된 건조 공기의 유동은 습기 제거 매체(19)나 하우징(12) 내부의 또 다른 영역에서 미리 축적된 나머지 습기를 제거한다. 이것으로, 습기 제거 매체(19)는 캐비넷 문(76)의 제 1 개구부(78)와 배출 출구(34)를 통해 습윤된 공기를 대기로 연속적으로 유동시키는 것에 의해 재생될 수 있다.
도 10을 참조하면, 습기 제거 매체(19)가 건조된 후 또는 도 9에서 기술된 방법으로 재생된 후, 건조 유닛(10)은 예를 들어, 도 1의 팬텀에서 도시된 캐비넷(75)과 같이 밀봉된 습기 제거 공간내에 저습도 레벨을 생성하고 유지시키기 위해 제 3 작동 단계, 또는 건조 모드로 작동된다. 이러한 작동 단계에서, 도 10의 점선으로 도시되는 화살표(B) 방향으로 하우징(12)의 내부를 통과하는 가스 또는 주위 공기의 흐름을 생성시키기 위해, 습기 제거 가열 요소(21)는 꺼지고, 재생 팬(20)은 정지되고 건조 팬(22)은 작동한다. 따라서, 습기 제거 공간 또는 캐비넷(75)의 내부 공간에서 습기를 포함하는 공기의 흐름은 제 1 입구 영역(32)을 통해 건조 유닛(10)으로 들어오고, 정지중인 재생 팬(20)을 통해 유동한다. 건조 팬(22)은 건조 챔버(18)내에 포함된 습기 제거 매체(19)를 통해 공기에 습기가 채워진다. 이것은 상대적으로 차갑고 건조하기 때문에, 습기 제거 매체(19)는 건조 챔버(18)를 통해 유동하는 습윤 공기보다 낮은 표면 증기 압력을 가지고, 따라서, 통과되는 공기의 흐름에서 습기를 끌어들일 수 있다. 마지막으로, 공기에서 습기가 끌어들여지면, 습기 제거 매체(19)는 습기가 있게 되고 건조되는 공기 흐름의 습기에서 열이 배출되기 때문에 온도가 상승한다. 어떤 지점에서는 습기 제거 매체(19)가 충분하게 습기가 있게 되고 이것의 온도는 습기 제거 매체(19)와 유동하는 공기의 사이에서 도달되는 증기 압력 평형상태인 시점으로 상승한다. 그 결과, 매체(19)의 표면 증기 압력은 유동하는 공기에서 매체(19)로 습기의 연속 전달을 용이하기 위해 주위 공기의 증기 압력보다 낮아지지 않는다. 이 시점에서, 습기 제거 매체(19)는 공기로부터 더 이상 습기를 끌어들이지 않고 재사용하기 전에 도 9의 제 1 작동 단계에서 기술한 바와같이 동일한 방법으로 건조 또는 재가동을 필요로 한다.
하우징(12)의 건조 챔버(18), 중심 영역(15) 및 하부 영역(16)을 각각 통과한 후, 공기의 흐름은 제 2 출구 영역(36)의 제 2 외부 플랩(30)를 통해 유닛(10)을 빠져나가고 건조 캐비넷(75)의 내부 공간으로 들어오게 된다. 습윤 공기의 캐비넷(75)에서 건조 챔버(18)를 통한 하우징(12)안으로 진입 및 건조된 공기의 하우징(12)에서 캐비넷(75)으로의 진입은 중심 영역(15)과 상부 영역(14)에서 건조 팬 또는 송풍기(22)에 의해 생성된 저압력 구역 또는 부분 진공과 상대적인 하부 영역(16)에서 팬(22)에 의해 생성된 고압력 구역에 의해 발생된다.
이것으로, 제 3 작동 단계 동안에, 공기의 흐름은 일반적으로 제 1 입구 영역(32)을 통해 건조 유닛(10)으로 들어가고, 특히, 내부적으로 개방된 제 1 내부 플랩(26)에 의해 노출된 제 1 입구 개구부(33)을 통해 들어오게 된다. 하우징(12)의 내부의 나머지 부분과 건조 챔버(18)를 가로지른 후, 공기의 흐름은 제 2 출구 영역(36)의 외부적으로 개방된 제 2 외부 플랩(30)에 의해 노출된 제 2 출구 개구부(37)를 통해 유닛을 빠져나온다.
제 3 작동 단계의 건조 모드에서, 도 10에서 기술된 하우징(12) 내부를 통한 화살표(B)에 나타나는 공기 흐름의 통과를 용이하기 위해, 제 1 내부 플랩(26)은 제 1 입구를 밀봉하는 플랜지(43)와 맞물림을 풀고 제 1 입구 개구부(33)를 노출시키기 위해 상부 영역(14)내에서 내부적으로 확장한다. 제 2 외부 플랩(30)은 제 2 출구를 밀봉하는 플랜지(45)와 맞물림을 풀고 제 2 출구 개구부(37)를 노출시키기 위해 제 2 출구 영역(36)내에서 외부적으로 확장한다. 흡입에 의해 낮은 압력 영역과 또는 상부 영역(14)내에 형성되는 부분 진공이 발생되고, 제 1 외부 플랩(24)은 제 1 출구 개구부(35)를 밀봉하기 위해 제 1 출구를 밀봉하는 플랜지(42)로 흡입된다.
또한, 하부 영역(16)에서 정압 구역은 제 2 입구 개구부(39)를 밀봉하도록제 2 내부 플랩(28)이 제 2 입구를 밀봉하는 플랜지(44)의 외부방향으로 향하도록 한다. 상기의 관점에서, 건조 모드 동안에 플랩은 인클로우져 또는 건조 캐비넷(75)의 내부와 하우징의 내부사이에서 유체 전달 또는 공기 유동이 일어나도록 배열된다. 반면에, 외부 환경과 하우징(12)의 내부사이의 공기 유동은 도 9의 화살표(A)에 나타나는 바와같이, 밀폐된 제 1 외부 플랩(24)과 제 2 내부 플랩(28)에 의해 차단된다.
제 4 작동 단계 동안에, 건조 유닛(10)은 미리 가열되는 모드로 작동된다. 이 상태에서, 재생 팬(20)과 건조 팬(22)은 정지되고 가열 요소(21)만이 작동된다. 이 모드에서, 습기 제거 매체(19)는 도 9의 제 1 작동 단계에서 기술되는 재가동 모드의 시작전에 약 1분동안 미리 가열된다.
상기에서 기술된 바와같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 가열 요소(21)는 도 9에서 도시되는 건조 유닛(10)과 같이 습기 제거 매체(19)의 레벨 아래에서 위치된다. 이러한 위치의 이유는 가열된 공기가 위로 유동하기 때문이다. 따라서, 가열 요소(21)가 작동하면, 재가동 모드에서 가열된 공기는 유닛(10)내의 위로 이동하고, 특히 건조 챔버(18)를 통해 습기 제거 매체(19)를 건조시킨다. 이것은 매체(19)를 건조시키기 위한 가장 효과적인 공기 흐름 형상이다. 또한 유닛(10)은 가열 요소(21)가 습기 제거 매체(19)위에 위치할때, 도 11에 도시된 건조 유닛과 같이 기능한다. 이 경우, 재생 팬(20)은 하우징(12)과 습기 제거 챔버(18)의 내부를 통해 공기 발생 흐름(도 11에서 굵은선(C)으로 나타나는 바와같이)을 아래로 이끌도록 건조 챔버(18)의 아래에 위치된다. 건조 모드에서, 도 12에 도시되는 바와같이, 건조 유닛(40)의 건조 팬(22)은 점선 "D"로 나타나는 바와같이 하우징(12)과 건조 챔버(18)의 내부를 통해 습윤 공기의 흐름이 위로 향하도록 한다. 이러한 공기 유동 형상으로, 팬(20, 22)에 의해 발생된 공기의 유동은 더욱 바람직하게 된다.
상기에서 기술한 바와같이, 유닛(10)은 수평 방향으로 작용한다. 그러나, 수직 방향은 습기 제거 매체를 통해 건조 컴파트먼트 아래의 가열 요소에 의해 발생된 열의 상승을 용이하게 한다. 즉 다시 말하면, 수평 방향에서는 하부에 위치된 가열 요소로부터 가열된 공기가 상승되도록 상승하는 열 유동을 부분적으로 이용할 수 있다. 그러나, 상부 가열 요소는 유닛(10)이 수직 방향과 마주보고 있는 수평 방향일때는 효과적이지가 않다. 그럼에도 불구하고, 수평 방향에서 유닛의 기능은 적절한 가열 및 습기 제거 매체의 재생을 제공함을 이해하여야 한다.
이상과 같은 본 발명의 장치는 하우징 내부에 의해 서로 간격을 두고 떨어져 있는 제 1 및 제 2 측면을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 제 1 측면에서 제공되는 습윤 가스의 입구; 상기 습윤 가스의 입구와 간격을 두고 떨어지는 관계로 상기 하우징의 제 1 측면에서 제공되는 건조 가스의 출구; 상기 하우징에서 상기 습윤 가스의 입구와 상기 건조 가스의 출구사이에서 제공되는 습기 제거 매체; 상기 습윤 가스가 상기 하우징안의 상기 습윤 가스 입구, 상기 습기 제거 매체를 통과하고 상기 건조 가스 출구를 통해 상기 하우징으로부터 방출되도록, 상기 습윤 가스를유동시키는 상기 하우징안에서 제공되는 건조 팬; 및 상기 습기 제거 매체를 재가동시키는 장치를 포함하여, 적은 제조 비용과 높은 신뢰성을 가지면서 실험실 캐비넷과 같은 인클로우져에서 건조 환경을 유지시키고 습기를 제거할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (14)

  1. 하우징 내부에 의해 서로 간격을 두고 떨어져 있는 제 1 및 제 2 측면을 구비하는 하우징;
    상기 하우징의 제 1 측면에서 제공되는 습윤 가스의 입구;
    상기 습윤 가스의 입구와 간격을 두고 떨어지는 관계로 상기 하우징의 제 1 측면에서 제공되는 건조 가스의 출구;
    상기 하우징에서 상기 습윤 가스의 입구와 상기 건조 가스의 출구사이에서 제공되는 습기 제거 매체;
    상기 습윤 가스가 상기 습윤 가스 입구를 통해 상기 하우징안으로 들어오고, 상기 습기 제거 매체를 통과하여 상기 건조 가스 출구를 통해 상기 하우징으로부터 방출되도록, 상기 습윤 가스를 유동시키는 상기 하우징안에서 제공되는 건조 팬; 및
    상기 습기 제거 매체를 재가동시키는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 습기 제거 매체를 재가동시키는 장치는
    상기 하우징의 제 2 측면에서 제공되는 재생 가스 입구;
    상기 재생 가스 입구와 간격을 두고 떨어지는 관계로 상기 하우징의 제 2 측면에서 제공되는 재생 가스 출구;
    습기 제거 매체를 가열하는 장치; 및
    상기 재생 가스를 상기 재생 가스 입구를 통해 상기 하우징안으로 인입하여, 상기 습기 제거 매체를 통과한 후 상기 재생 가스 출구를 통해 상기 하우징으로부터 방출되도록, 상기 하우징의 상기 재생 가스 입구 및 상기 재생 가스 출구사이에서 제공되는 재생 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 습윤 가스 입구를 덮는 제 1 탄성 플랩;
    상기 건조 가스 출구를 덮는 제 2 탄성 플랩;
    상기 재생 가스 입구를 덮는 제 3 탄성 플랩; 및
    상기 재생 가스 출구를 덮는 제 4 탄성 플랩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가스는 주위 공기이고, 제 1 탄성 플랩은 습윤 공기 입구를 덮고, 제 2 탄성 플랩은 건조 공기 출구를 덮고, 제 3 탄성 플랩은 재생 공기 입구를 덮고, 제 4 탄성 플랩은 재생 공기 출구를 덮는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 건조 팬이 작동하는 동안에, 상기 습윤 공기 입구와 건조 공기 출구를 통하는 공기의 유동을 용이하게 하기 위하여 상기 제 1 탄성 플랩은 습윤 공기 입구와 떨어져 하우징의 내부로 인입되고, 상기 제 2 탄성 플랩은 건조 공기 출구와 떨어져 외부로 밀려지도록 상기 제 1 및 제 2 탄성 플랩을 상기 하우징에 대해 위치시키는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 건조 팬이 작동하는 동안에, 상기 재생 공기 입구와 재생 공기 출구를 통한 공기의 유동을 방지하기 위해, 상기 제 3 탄성 플랩이 외부로 밀려져 재생 공기 입구와 밀봉되게 맞물리고, 상기 제 4 탄성 플랩이 하우징의 내부를 향해 안쪽으로 인입되어 상기 재생 공기 출구와 밀봉되게 맞물리도록 제 3 및 제 4 탄성 플랩을 상기 하우징에 대해 위치시키는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 재생 팬이 작동하는 동안에, 상기 재생 공기 입구와 상기 재생 공기 출구를 통한 공기의 유동이 용이하도록, 상기 제 3 탄성 플랩이 상기 재생 공기 입구와 떨어져 하우징의 내부를 향해 안쪽으로 인입되고, 상기 제 4 탄성 플랩이 상기 재생 공기 출구와 떨어져 외부로 밀려지도록, 제 3 및 제 4 탄성 플랩을 상기 하우징에 대해 위치시키는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  8. 상기 재생 팬이 작동하는 동안에, 상기 습윤 공기 입구와 상기 건조 공기 출구를 통한 공기의 유동을 방지하기 위해, 상기 제 1 탄성 플랩이 외부로 밀려져 상기 습윤 공기 입구와 밀봉되게 맞물리고, 상기 제 2 탄성 플랩이 하우징의 내부를 향해 안쪽으로 인입되어 상기 건조 공기 출구와 밀봉되게 맞물리도록 상기 제 1 및 제 2 탄성 플랩을 상기 하우징에 대해 위치시키는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 건조 팬은 하우징내의 상기 습기 제거 매체와 상기 건조 공기 출구사이에서 위치되고 상기 습기 제거 매체를 가열하는 장치는 상기 습기 제거 매체와 상기 건조 팬사이에서 위치되는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 습기 제거 매체를 가열하는 장치는 상기 습기 제거 매체와 상기 재생 팬사이에서 위치되는 것을 특징으로 하는 습기 제어 장치.
  11. 하우징의 제 1 측면을 통해 확장하는 제 1 및 제 2 포트와 하우징의 제 2 측면을 통해 확장하는 제 3 및 제 4 포트를 구비하는 하우징으로 구성되고, 상기 포트는 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 유연성 덮개 플랩과 협력하고, 상기 하우징은 습기 제거 매체, 건조 팬 및 재생 팬을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 포트는 인클로우져의 내부 공간과 연통되게 결합되며, 상기 제 3 및 제 4 포트는 상기 인클로우져를 둘러싸는 주위 공기와 연통되게 결합되는 습기 제어 장치에 의해 인클로우져의 내부 공간내에 위치된 가스로부터 습기를 제거하는 방법에 있어서,
    상기 방법은 상기 하우징내에 건조 공기 유동을 실행하기 위하여 압력구배를 야기하도록 건조 팬을 작동시키고, 상기 건조 공기 유동은 상기 제 1 및 제 2 플랩이 각각의 제 1 및 제 2 포트와 떨어지도록 하고, 상기 제 3 및 제 4 플랩이 각각 제 3 및 제 4 포트와 밀봉되게 맞물리도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 건조 공기 유동은 습윤 공기가 상기 인클로우져의 내부 공간으로부터 상기 제 1 포트를 통해 장치의 하우징으로 들어오고 상기 습기 제거 매체를 통해 유동하고, 건조 상태에서 상기 제 2 포트를 통해 장치의 하우징을 빠져나가도록 하는 것을 특징으로 하는 인클로우져의 내부 공간내에 위치된 가스로부터 습기를 제거하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 건조 팬의 작동을 정지시키는 단계; 및
    상기 하우징내에 재생 공기 유동을 실행시키기 위하여 압력구배를 일으키고 유지하도록 상기 재생 팬을 작동시키고, 상기 재생 공기 유동은 상기 제 3 및 제 4 플랩이 각각의 제 3 및 제 4 포트와 떨어지도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 플랩이 각각 제 1 및 제 2 포트와 밀봉 맞물리도록 하는 단계를 더 포함하고,
    상기 재생 팬의 작동 및 이와 관련된 상기 재생 공기 유동은 주위 공기가 상기 제 3 포트를 통해 장치의 하우징으로 들어오고, 상기 습기 제거 매체를 통해 유동하고, 상기 제 4 포트를 통해 장치의 하우징을 빠져나가도록 하여 상기 배출되는 재생 공기 유동이 습기를 상기 습기 제거 매체에서 상기 인클로우져의 외부의 주위 공기로 전달하므로, 상기 습기 제거 매체를 재가동할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 인클로우져의 내부 공간내에 위치된 가스로부터 습기를 제거하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 건조 팬을 작동시키는 단계 후에, 상기 습기 제거 매체를 가열시키는 단계를 제공하고, 상기 재생 팬을 작동시키는 단계후에,
    상기 습기 제거 매체의 가열을 중지시키는 단계; 및
    상기 습기 제거 매체의 냉각을 위해 상기 재생 팬을 연속적으로 작동시키는 단계를 제공하는 것을 특징으로 하는 인클로우져의 내부 공간내에 위치된 가스로부터 습기를 제거하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 재생 팬의 작동을 중지시키는 단계; 및
    상기 건조 팬을 재가동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인클로우져의 내부 공간내에 위치된 가스로부터 습기를 제거하는 방법.
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