KR20220012919A - 높은 습기 용량을 갖는 내오염성 및 비부식성 건조제 복합재를 포함하는 장치 - Google Patents

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주오 쉬요우 푸
토마스 비 쿠퍼
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더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
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Abstract

특정 오염물의 존재 하에 높은 습기 용량(moisture capacity)을 유지하는 디바이스가 제공된다. 상기 디바이스는 기재(substrate) 및 건조제를 포함할 수 있다. 상기 디바이스는 디바이스가 엔클로져(enclosure)로부터 습기를 흡수 및 탈착(desorb)하도록 엔클로져에 대해 구성될 수 있다.

Description

높은 습기 용량을 갖는 내오염성 및 비부식성 건조제 복합재를 포함하는 장치
본 개시는 특정 오염물의 존재 하에 높은 습기 용량(moisture capacity)을 유지하는 디바이스에 관한 것이다.
많은 물품들이 과도한 습기로 인한 손상에 민감하다. 예를 들어, 전기 및 전자 물품들은 과도한 습기로 인해 파손되거나 또는 변형될 수 있다. 유사하게, 열 사이클링(thermal cycling)을 겪는 밀폐된 구성 요소, 예를 들어, 하우징에 포함된 구성 요소들은 습기 관련 문제에 민감하다. 바람직하지 않은 습기에 민감한 엔클로져(enclosure)의 예에는, 예를 들어, 자동차 헤드램프 유닛, 태양광 인버터(solar inverters), 밀폐된 하우징에 포함된 전자 디바이스, 및 엔클로져 내의 열원의 온/오프 사이클링(on/off cycling)으로 인해 습기가 축적되는 다른 시스템들이 포함된다.
엔클로져 내의 습기를 관리하는 한 가지 방법은 엔클로져 내에 건조 제제 또는 건조제를 배치하는 것이다. 그러나, 엔클로져 내의 오염물은 건조제의 성능에 영향을 미치고, 엔클로져 내의 부식을 유발할 수 있다. 따라서, 개선된 건조제 성능 및 감소된 부식을 갖는 장치에 대한 필요성이 존재한다.
커버되는 실시예들은 본 요약이 아니라 청구범위에 의해 정의된다. 본 요약은 다양한 양태에 대한 높은 수준의 개요이며, 아래의 상세한 설명 섹션에서 자세히 설명되는 개념의 일부를 소개한다. 본 요약은 청구된 주제의 핵심 또는 필수적인 특징들을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 주제의 범위를 결정하기 위해 별도로 사용되도록 의도되지 않는다. 본 주제는 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면, 및 각 청구항의 적절한 부분을 참조하여 이해되어야 한다.
일부 실시예에서, 본 개시는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 엔클로져 - 엔클로져의 내부 체적 내에는 1종 이상의 오염물 및 수증기가 있음 - ; 및 디바이스를 포함하고, 상기 디바이스는, 엔클로져의 적어도 부분적으로 엔클로져 내부에 또는 엔클로져 외부에 그리고 내부 체적 내의 수증기를 흡수하기 위해 습기가 디바이스와 엔클로져의 내부 체적 사이에서 이동할 수 있도록 엔클로져에 충분히 가깝게 위치되고, 상기 디바이스는 건조제가 적재된 기재(substrate)를 포함하고, 상기 기재는 적어도 하나의 중합체 재료를 포함하고, 상기 기재의 50 내지 90 wt%가 건조제로 적재되고, 상기 건조제는 염화칼슘 염을 포함하고, 지지 재료의 20 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침되고, 상기 건조제의 수증기 용량은 최대 384 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 17 %를 초과하여 감소하지 않는다.
일부 실시예에서, 본 개시는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 a) 디바이스를 마련하는 단계로서, 상기 디바이스는 건조제가 적재된 기재를 포함하고, 상기 기재는 적어도 하나의 중합체 재료를 포함하고, 상기 기재의 50 내지 90 wt%가 건조제로 적재되고, 상기 건조제는 염화칼슘 염을 포함하고, 지지 재료의 20 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침되는 것인 단계; b) 디바이스를 적어도 부분적으로 엔클로져의 내부 체적 내부에 또는 엔클로져 외부에 그리고 습기가 디바이스와 엔클로져 사이를 이동할 수 있도록 엔클로져에 충분히 가깝게 위치시키는 단계로서, 상기 엔클로져는 내부 체적 내에 1종 이상의 오염물 및 수증기를 포함하는 것인 단계; c) 엔클로져의 내부 체적으로부터 디바이스로 습기를 흡수하는 단계; d) 디바이스로부터 습기를 탈착하여 흡수/탈착 사이클을 완료하는 단계; 및 단계 c) 내지 d)를 반복하는 단계를 포함하고, 상기 디바이스의 수증기 용량은 최대 384 회의 흡수/탈착 사이클을 거친 후 17 %를 초과하여 감소하지 않는다.
일부 실시예에서, 디바이스는 완전히 엔클로져 내에 있다.
일부 실시예에서, 디바이스는 부분적으로 엔클로져 내에 있다.
일부 실시예에서, 엔클로져는 15 % 내지 60 %의 상대 습도를 제공하기에 충분한 양의 수증기를 포함한다.
일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져와 접촉된다.
일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져의 외부 표면에 부착된다.
일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져와 유체 연통한다.
일부 실시예에서, 건조제의 흡수/탈착은 디바이스와 열원 사이의 온도 구배에 의해 구동되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 건조제의 흡수/탈착은 엔클로져와 디바이스 사이의 습기 구배에 의해 구동되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 건조제가 적재된 기재의 수증기 용량은 최대 384 회의 흡수/탈착 사이클을 거친 후 17 %를 초과하여 감소하지 않는다.
일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 65 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다.
일부 실시예에서, 기재의 70 wt% 내지 80 wt%가 건조제로 적재된다.
일부 실시예에서, 엔클로져는 적어도 하나의 부식성 금속으로 구성된다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 부식성 금속은 스테인리스강, 구리, 또는 알루미늄 중 1종 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 스테인리스강은 304 스테인리스강이다.
일부 실시예에서, 구리는 C122 구리이다.
일부 실시예에서, 알루미늄은 6061 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 0.2 내지 2.10 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 0.42 내지 1.90 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 273 내지 1534 m2/g 범위의 표면적을 갖는다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 금속 산화물로 구성된다.
일부 실시예에서, 금속 산화물은 산화알루미늄 또는 이산화규소 중 1종 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 활성탄을 포함한다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 금속 유기 구조체(metal organic framework)를 포함한다.
일부 실시예에서, 금속 유기 구조체는 UiO-66이다.
일부 실시예에서, 기재는 테이프 형태이다.
일부 실시예에서, 테이프는 다이싱된 테이프(diced tape)이다.
일부 실시예에서, 기재는 튜브 형태이다.
일부 실시예에서, 기재는 디스크 형태이다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료가 존재한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 기재의 적어도 하나의 측부 상에 위치된 적어도 하나의 중합체 멤브레인을 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 중합체 재료는 불소 중합체를 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 중합체 재료는 팽창형 불소 중합체를 포함한다.
일부 실시예에서, 팽창형 불소 중합체는 팽창형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)이다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 중합체 재료는 폴리(에틸렌-코테트라플루오로에틸렌)(ETFE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 폴리파라자일릴렌(PPX), 폴리락트산, 및 이들의 임의의 조합이나 블렌드를 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 오염물은 1종 이상의 실록산, 1종 이상의 지방족 알코올, 1종 이상의 방향족 알코올, 1종 이상의 질소 함유 화합물, 또는 1종 이상의 다른 유기 화합물 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 실록산은 헥사메틸시클로트리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 테트라데카메틸시클로헵타실록산, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 또는 도데카메틸펜타실록산 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 지방족 알코올은 2-에틸-헥산올 또는 도데칸올 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 방향족 알코올은 벤질 알코올 또는 2,4-디-tert-부틸페놀 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 질소 함유 화합물은 N-메틸-2-피롤리돈, 디부틸아민, 디부틸포름아미드, 또는 카프로락탐 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 다른 유기 화합물은 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 이소프로필 벤젠, 트리메틸 벤젠, 테트라메틸벤젠, 나프탈렌, 카프로락탐, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 아세토페논, 벤즈알데히드, 헵탄알, 헥산알, 옥타히드로-4,7-메타노-1H-인덴, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디아세틸벤젠, 부탄디올 아디페이트, 디페닐 설폰, 프로필렌 카보네이트, 또는 테트라데칸 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 흡수/탈착 사이클은 건조제가 -20 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 반복적으로 가열 및 냉각되도록 구성되는 열 사이클이다.
일부 실시예에서, 각각의 흡수/탈착 사이클은 건조제가 20 % 내지 95 %의 상대 습도를 갖는 공기에 노출되어 건조제와 공기 사이에 습기 구배를 생성하는 습기 사이클이다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 단일 중합체 재료만을 갖는 디바이스에 비해 디바이스로부터 엔클로져로의 건조제 입자의 전달을 50 % 내지 97 % 감소시키도록 구성된다.
본 개시의 일부 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서만 본 명세서에서 설명된다. 이제 도면을 상세하게 구체적으로 참조하여, 도시된 실시예들은 예로서 그리고 본 개시의 실시예들에 대한 예시적인 논의를 위한 것이라는 것을 강조한다. 이와 관련하여, 도면들과 함께 취해진 본 설명은 본 개시의 실시예들이 실시될 수 있는 방법을 당업자에게 명백하게 한다.
도 1은 본 개시에 따른 예시적인 장치의 사시도이다.
도 2는 탈착 구성의 습기 펌프 형태의 본 개시에 따른 예시적인 장치의 사시도이다.
도 3은 흡수 구성의 습기 펌프 형태의 본 개시에 따른 예시적인 장치의 사시도이다.
도 4는 탈착 구성의 차동 밸브를 갖는 습기 펌프 형태의 본 개시에 따른 예시적인 장치의 사시도이다.
도 5는 흡수 구성의 차동 밸브를 갖는 습기 펌프 형태의 본 개시에 따른 예시적인 장치의 사시도이다.
도 6은 25 ℃에서 다양한 건조제의 수증기 흡수율을 도시한다.
도 7은 열에 의한 재생 동안 다양한 건조제로부터 탈착된 습기의 백분율을 도시한다.
도 8은 20 % 상대 습도에서 다양한 건조제의 수증기 흡수율을 도시한다.
도 9는 60 % 상대 습도에서 다양한 건조제의 수증기 흡수율을 도시한다.
도 10 내지 도 12는 오염물에 노출되기 전 및 후에 건조제의 수증기 흡수율을 도시한다.
도 13은 다공성 피브릴화된 중합체 테이프의 개략도이다.
도 14는 각각의 면에서 팽창형 PTFE 또는 이오노머 멤브레인에 의해 지지되는 다공성 피브릴화된 중합체 테이프의 개략도이다.
도 15는 멤브레인이 없는 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프에 노출된 후의 시험 표본을 도시한다(왼쪽에서 오른쪽으로: 304 스테인리스강, 구리 122, 알루미늄 6061).
도 16은 팽창형 PTFE 멤브레인이 있는 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프에 노출된 후의 시험 표본을 도시한다(왼쪽에서 오른쪽으로: 304 스테인리스강, 구리 122, 알루미늄 6061).
도 17은 80 % 적재에서 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프의 수증기 흡착 등온선을 도시한다.
도 18은 80 % 적재에서 실리카겔 PTFE 테이프의 수증기 흡착 등온선을 도시한다.
도 19는 80 % 적재에서 벤토나이트 점토 PTFE 테이프의 수증기 흡착 등온선을 도시한다.
도 20은 벤토나이트 점토 PTFE 테이프(80 % 적재)의 수증기 흡착 등온선을 도시한다.
개시된 이러한 이점들 및 개선점들 중에서, 본 개시의 다른 목적 및 이점은 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 개시의 상세한 실시예가 여기에 개시된다; 그러나, 개시된 실시예는 다양한 형태로 구현될 수 있는 본 개시에 대한 단지 예시인 것으로 이해되어야 한다. 또한, 예시적인 것으로 의도되는 본 개시의 다양한 실시예와 관련하여 주어진 각각의 예는 제한적이지 않다.
본 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 아래의 용어들은 본 명세서에서 명시적으로 관련되는 의미를 취한다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "하나의 실시예에서", "일 실시예에서" 및 "일부 실시예에서"라는 문구는, 그럴 수도 있지만, 반드시 동일한 실시예(들)를 지칭하지는 않는다. 또한, 본 명세서에 사용된 바와 같은 "다른 실시예에서" 및 "일부 다른 실시예에서"라는 문구는, 그럴 수도 있지만, 반드시 다른 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 본 개시의 모든 실시예는 본 개시의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 조합 가능하도록 의도된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "에 기초한"이라는 용어는 배타적이지 않고, 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한, 설명되지 않은 추가 인자에 기초하는 것을 허용한다. 또한, 본 명세서 전체에 걸쳐, "a", "an" 및 "the"의 의미는 복수의 언급을 포함한다. "내(in)"의 의미는 "내(in)" 및 "상(on)"을 포함한다.
본 명세서에 참조된 모든 선행 특허, 공보, 및 시험 방법은 그 전체가 참고로 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "냉각된" 또는 "냉각"은 능동 냉각, 수동 냉각, 또는 이들의 조합을 지칭한다. "수동 냉각"이라 함은 열원을 제거하고 물체의 온도보다 낮은 온도를 갖는 환경에 노출시켜 물체가 냉각될 수 있게 함으로써 물체를 냉각시키는 것을 의미한다. "능동 냉각"은 "수동 냉각" 이외의 임의의 유형의 냉각을 의미한다. "능동 냉각"을 위한 메커니즘의 예에는 팬 또는 냉매가 포함되지만 이에 국한되지는 않는다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "유체(fluid)"는 액체 또는 기체를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "상대 습도"는 "동일한 온도에서 동일한 체적의 공기를 포화시키는 데 필요한 양의 백분율로 표현되는 공기 체적에 존재하는 수증기의 양"을 의미한다.
본 개시의 특정 실시예는 엔클로져를 갖는 장치에 관한 것이다.
일부 실시예에서, 장치는 히터를 갖는 제1 챔버를 포함하는 하우징, 제1 챔버로의 적어도 하나의 흡착 포트, 및 하우징 내에 위치되고 흡착 위치와 탈착 위치 사이에서 전환되도록 구성된 밸브 조립체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에 기재된 디바이스는 가열 챔버에 위치된다.
일부 실시예에서, 장치 및 디바이스는 습기 펌프 조립체 또는 가열 펌프 조립체 중 적어도 하나에 통합된다. 일부 실시예에서, 습기 펌프 조립체 및/또는 가열 펌프 조립체는 하우징 및 하우징 내에 위치된 밸브 조립체를 포함한다. 일부 실시예에서, 밸브 조립체는 흡착 위치와 탈착 위치 사이에서 전환되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 하우징은 히터를 갖는 제1 챔버, 제1 챔버로의 적어도 하나의 흡착 포트를 포함한다. 일부 실시예에서, 디바이스는 적어도 하나의 흡착 포트에 근접하게 배치된다. 일부 실시예에서, 하우징은 응축 챔버, 및 응축 챔버 외부로 이어지는 벤팅 포트(venting port)를 포함한다. 일부 실시예에서, 흡착 위치는 가열 챔버와 응축 챔버 사이의 탈착 포트를 밀봉하도록 구성되고, 가열 챔버로의 수증기 전달을 위해 가열 챔버 내로 흡착 포트를 개방한다. 일부 실시예에서, 탈착 위치는 흡착 포트를 밀봉하고, 가열 챔버 외부로 수증기 전달을 위해 가열 챔버와 응축 챔버 사이의 탈착 포트를 개방한다.
일부 실시예에서, 장치는 열적으로 사이클링되는 전자 디바이스를 유지하도록 구성된 하우징; 하우징의 입구; 및 하우징의 입구에 삽입되는 보호 벤트(protective vent)를 포함한다. 일부 실시예에서, 보호 디바이스는 이를 통한 공기 흐름을 허용하도록 포트를 내부에 갖는 강성 본체를 포함한다. 일부 실시예에서, 전자 디바이스는 태양광 인버터일 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시에 따른 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 엔클로져 조립체의 형태를 취할 수 있다. 특히, 도 1의 예시적인 실시예는 엔클로져를 정의하고 내부 대기(106)로부터 외부 환경(104)을 분리하는 케이싱(102)을 포함하는 엔클로져 조립체(100)의 사시도를 도시한다. 일부 실시예에서, 케이싱은 기밀 방식의, 습기가 새지 않는 방식의, 및 수밀 방식의 밀봉 중 적어도 하나를 형성하여, 외부 환경(104)과 내부 대기(106) 사이의 유일한 공기 통로는 입구(108)를 통과한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "외부" 및 "내부"는 예를 들어 케이싱의 대향하는 측면들 상에 있는 케이싱(102)에 대한 공간을 설명하는데 사용되는 용어이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 보호 벤트(120)는 입구(108)에 삽입될 수 있다. 공기 흐름은 보호 벤트(120)를 통과할 수 있으며, 이는 케이싱(102) 내의 압력을 균등화할 수 있다. 보호 벤트(120)는 강성 본체 및 포트를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 보호 벤트(120)는 본 명세서에 기재된 염화칼슘 함유 건조제가 적재된 기재를 포함하는 디바이스를 포함한다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 케이싱은 열적으로 사이클링되는 태양광 인버터와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 자동차 적용의 경우, 여기에는 헤드 램프를 위한 전구가 포함될 수 있다. 열 사이클링은 습기(110)가 내부 대기(106)에 축적되게 한다. 습기(110)의 존재는 가열 소스 또는 다른 구성 요소, 특히 케이싱 내의 전기 또는 전자 구성 요소의 유용한 수명 주기를 감소시킬 수 있다. 또한, 외가스 처리(off-gassing) 또는 외부 오염으로 인해, 내부 대기(106)는 실록산(112) 및/또는 유기물(114)과 같은 1종 이상의 오염물을 포함할 수도 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 예시적인 실시예에서는, 습기 펌프 형태의 장치의 절개 사시도가 있다. 습기 펌프(200)는 펌프 하우징(210)(부분 절개로 도시됨), 여기서 설명된 염화칼슘 함유 건조제가 적재된 기재를 포함하는 디바이스(부분 절개로 도시됨), 히터(214), 히트 싱크로 기능할 수 있는 열 확산기(heat spreader)(216)(부분 절개로 도시됨), 및 펌프 하우징(210)에 의해 정의된 하나 이상의 챔버(220, 222, 224) 내부로 및 외부로 수증기 전달을 선택적으로 허용하기 위해 전환되도록 구성된 밸브 조립체(218)(부분 절개로 도시됨)를 포함한다. 습기 펌프(200)는 습기 펌프(200)로 들어가는 내부 대기(206)로부터 습기를 제거하고 습기 펌프(200)를 빠져나옴으로써 외부 환경(204)으로 습기를 복귀시키도록 작동할 수 있다. 디바이스(212)는 일반적으로 가열되지 않을 때 공기로부터 수증기를 흡착하도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 습기 펌프(200)는 흡착 위치이다. 도 3은 탈착 위치에 있는 습기 펌프를 보여준다. 도시된 바와 같이, 습기 펌프(200)는, 다양한 형상이 고려될 수 있지만, 원통형 부분을 갖는 회전 대칭 형상을 갖는다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(210)은 또한 흡착 포트(240), 탈착 포트(242), 및 벤팅 포트(244)를 갖는다. 흡착 포트(240)는 가열 챔버(220) 내로 수증기 전달을 위한 영역을 제공하고, 탈착 포트(242)는 가열 챔버(220)로부터 응축 챔버(222) 내로 수증기 전달을 위한 영역을 제공한다. 도시된 바와 같이, 탈착 포트(242)는 가열 챔버(220)와 응축 챔버(222) 사이에 위치되고, 일반적으로 펌프 하우징(210)의 직경이 좁아지는 영역에 대응하지만, 다양한 구성이 고려된다. 더 상세히 설명되는 바와 같이, 챔버(220, 222, 224)는 일반적으로 밸브 및/또는 필터(예를 들어, 멤브레인) 구조에 의해 선택적으로 또는 연속적으로 분리된다. 히터(214)는 건조제(212)를 가열하기 위해 열 확산기(216)로 열을 지향시킨다. 작동 시, 히터(214)는 선택적으로 전력을 공급받아 열을 발생시킨다. 열의 일부가 공기(예를 들어, 대류를 통해) 또는 다른 구성 요소를 통해 소산될 수 있지만, 일반적으로 생성된 열의 상당 부분은 열 확산기(216)로 흡착된다. 열 확산기(216)에서의 열의 적어도 일부는 디바이스(212) 내로 (예를 들어, 전도를 통해) 흡착된다. 디바이스(212)에 흡착된 수증기는 가열되어 디바이스(212)로부터 예를 들어 가열 챔버(220)의 공기 중으로 방출된다. 히터(214)에 전력이 공급되지 않고 디바이스(212)가 충분히 냉각되면, 디바이스(212)는 공기로부터 수증기를 흡착한다.
밸브 조립체(218)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 하우징(210)에 대해 밸브 조립체(218)를 전환시키도록 구성된 액추에이터(260)를 포함한다. 일 실시예에서, 히터(214)가 가열 챔버(220)에 열을 전달할 때, 액추에이터(260) 및 디바이스(212)는 열 확산기(216)를 통해 가열된다. 이에 응답하여, 액추에이터(260)는 팽창하고, 디바이스(212)는 가열 챔버(220)로 습기를 탈착시킨다. 히터(214)가 가열 챔버(220)에 열을 전달하지 않을 때, 액추에이터(260) 및 디바이스(212)는 냉각된다. 이에 응답하여, 액추에이터(260)는 수축하고, 디바이스(212)는 가열 챔버(220)의 공기로부터 수증기를 흡착한다. 다른 실시예에서, 액추에이터는 상 변화 재료와 같은 온도에 반응하는 열기계 액추에이터일 수 있다. 상 변화 재료의 비-제한적인 예는 왁스(예를 들어, 파라핀 왁스), 바이메탈 원소, 및 니티놀을 포함한다.
습기 펌프(200)의 다양한 실시예는 하나 이상의 멤브레인을 포함한다. 벤트 포트(250)를 덮는 멤브레인(252)은 디바이스(212)로부터 유리되거나 또는 제거된 입자가 펌프 하우징(210)을 떠나 외부 환경(204)으로 들어가는 것을 방지하는 것과 같이, 고체 파편이 습기 펌프(200)에 들어가거나 또는 나가는 것을 방지한다. 멤브레인(252)은 또한 입자(예를 들어, 먼지)가 외부 환경(204)으로부터 들어가는 것을 방지한다. 선택적인 멤브레인(254)은 디바이스(212)로부터 유리되거나 또는 제거된 입자가 펌프 하우징(210)을 떠나 내부 대기(206)로 들어가는 것을 방지하기 위해 입구 포트를 덮는데 사용될 수 있다.
하나 이상의 멤브레인(252, 254)의 또 다른 목적은 공기 및 수증기가 통과할 수 있도록 하는 것이다. 하나 이상의 멤브레인(252, 254)의 또 다른 목적은 액체 물이 통과하는 것을 방지하는 것이다. 하나 이상의 멤브레인의 또 다른 목적은 오일이 멤브레인 상에 축적되는 것을 방지하는 것이다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 멤브레인은 선택된 하나 이상의 목적에 응답하여 고체 파편 불투과성이고, 공기 투과성이고, 증기 투과성(예를 들어, 수증기 투과성)이고, 물 불투과성이고, 배유성이다. 도시된 바와 같이, 멤브레인(252)은 벤팅 포트(250)를 덮는다. 또한, 예시된 바와 같이, 선택적 멤브레인(254)은 흡기 포트(256)를 덮고, 펌프 하우징(210)과 내부 대기(206) 사이에 위치되어 디바이스(212)로부터 유리된 입자가 내부 환경(206)에 들어가는 것을 방지한다. 일부 실시예에서, 멤브레인(250)은 펌프 하우징(210)에 부착된다. 적합한 멤브레인 재료의 예는 미국 특허 제6,210,014호, 제6,709,493호, 및 제8,968,063호에 기재된 것들과 같은 ePTFE 멤브레인을 포함하고, 이들의 내용은 모든 목적을 위해 여기에 참조로 포함된다.
도 3에 도시된 탈착 위치에서, 액추에이터(260)는 팽창되거나, 또는 연장된 위치에 있다. 탈착 위치로의 전환 시, 밸브 조립체(218)는 흡착 포트(240)를 밀봉하고, 탈착 포트(242)를 개방한다. 특히, 개스킷(246)을 포함하는 흡착 포트 커버(244)는 펌프 하우징(210)과 접촉하여 흡착 포트(240)를 밀봉한다. 가열 사이클 동안 및/또는 가열 사이클 이후의 원하는 기간 동안, 밸브 조립체(218)는 탈착 위치에 있고, 열은 가열 챔버(220), 특히 액추에이터(260) 및 디바이스(212)로 전달된다. 히터(214)에 의해 전달된 열에 응답하여, 액추에이터(260)는 팽창하고, 디바이스(212)는 습기를 공기 중으로 방출하기 시작한다. 도시된 바와 같이, 탈착 또는 흡착 위치에서, 히터(214)는 펌프 하우징(210)의 응축 챔버(222) 외부에서 펌프 하우징(210)에 대해 고정된 위치에 유지된다.
수증기는 예를 들어 확산에 의해 가열 챔버(220)로부터 응축 챔버(210)로 자유롭게 전달된다. 그러나, 도 2 및 도 3에 도시된 작동에 따르면, 습기 펌프(200)가 탈착 위치에 있을 때 흡착 포트 커버(244)의 밀봉으로 인해 일반적으로 수증기가 파편 챔버(224) 또는 내부 대기(206)로 전달될 수 없다. 따라서, 가열 챔버(220)로부터의 수증기는 또한 일반적으로 선택적인 멤브레인(254) 밖으로 전달될 수 없다. 응축 챔버(222)의 가열된 수증기는 멤브레인(252)을 통해 벤팅되거나 또는 응축 챔버(222)의 하나 이상의 표면에서 응축되기 시작한다.
일 실시예에서, 응축 챔버(222)를 갖는 습기 펌프(200)는 디바이스(212)로부터의 습기 탈착을 증가시킨다. 이것은 디바이스(212)가 더 많은 습기를 제거하도록 할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 밸브 조립체 위치와 습기를 배출하기 위한 디바이스(212)의 가열 사이의 적절한 타이밍을 용이하게 한다. 적절한 타이밍을 용이하게 하는, 대안적으로 또는 조합으로 제시된 구성들의 비-제한적인 예는 다음을 포함한다: 디바이스(212)의 탈착 온도보다 낮은 액추에이터(260)의 왁스 용융 온도를 설정하는 것, 히터(214)를 액추에이터(260)에 더 가깝게 그리고 열 확산기(216) 상의 디바이스(212)로부터 상대적으로 더 멀리 위치시키는 것, 디바이스(212)보다 액추에이터(260)로 더 많은 일시적인 열 유속을 선호하도록 열 확산기(216)의 단면적을 설정하는 것, 및 디바이스(212) 이전에 액추에이터(260)에 대한 높은 열 전달 속도를 선호하도록 열 확산기(216)의 재료 특성을 선택하는 것. 추가적으로, 일부 실시예에서, 상 변화 액추에이터(도시되지 않음)보다는 히터 온도 및 지속 시간 및/또는 전자 디바이스(예를 들어, 솔레노이드)의 작동을 직접 제어하기 위해 마이크로 제어기가 선택적으로 사용된다.
일부 예에서, 선택된 시간 후, 열은 더 이상 가열 챔버(220)로 전달되지 않고, 밸브 조립체(218)는 증발 사이클을 시작하기 위해 탈착 포트(240)를 밀봉한다. 응축 챔버(222) 내의 액체 물은 자유롭게 증발을 계속하고, 응축 챔버(222)에 남아있는 수증기는 습기 펌프(200)가 흡착 위치에 유지되는 동안 일정 기간에 걸쳐 응축 챔버 외부로 자유롭게 계속 전달된다. 탈착 포트 커버(248)에 의한 탈착 포트(242)의 밀봉으로 인해, 이 습기는 일반적으로 응축 챔버(222)로부터 가열 챔버(220)로 다시 들어갈 수 없다. 탈착 포트 커버(248)는 또한 흡착 위치에 있을 때 탈착 포트(242)를 밀봉하기 위한 개스킷 재료(249)를 갖는다. 도시되지는 않았지만, 흡착 포트 커버(244) 및 탈착 포트 커버(248)는 하나 이상의 커넥터에 의해 연결되어, 커버가 액추에이터(260)의 이동과 함께 이동할 수 있다. 디바이스(212)는 흡착 포트(240)를 통해 가열 챔버(220)로 들어가는 습기를 자유롭게 흡착하기 시작할 수 있다. 당해 기술 분야의 당업자 및 본 개시의 이점을 갖는 사람은 특정 적용 및 습기 펌프 특성을 고려하여 가열, 탈착, 및 흡착을 위한 적절한 시간을 선택할 수 있을 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 흡착 포트와 탈착 포트의 밸브 면적은 거의 동일하다. 일 실시예에서, 흡수 포트의 밸브 면적이 탈착 포트의 밸브 면적보다 커서 이에 따라 밸브 면적 차이를 생성하는 가열된 습기 펌프를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 차이는 크기를 증가시키지 않고도 습기를 포착하는 속도를 유리하게 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 흡착 포트 및 탈착 포트는 각각 흡착 영역 및 탈착 영역을 정의하고, 흡착 영역은 탈착 영역보다 더 커서 차동 밸브 영역을 제공한다. 흡착 포트(들)는 평행 세트로 배열된 하우징 내의 복수의 개구를 포함하고, 각각의 개구는 밸브 조립체의 이동 방향에 수직으로 배열된다. 따라서, 흡착 포트는 흡착 영역을 정의하기 위해 하우징에 복수의 개구를 포함한다. 각각의 개구는 탈착 포트의 폭과 거의 동일한 밸브 조립체의 이동 방향으로의 폭을 갖는다. 밸브 조립체는 밸브 조립체가 흡착 위치에 있을 때 흡착 포트 개구와 정렬되도록 배열되는 복수의 개구를 내부에 갖는 밸브 조립체, 및 밸브 조립체가 탈착 위치에 있을 때 흡착 포트 개구와 정렬되고 이를 차단하도록 배열된 개구들 사이에 배치된 복수의 차단 영역을 포함한다. 탈착 포트는 복수의 흡착 개구의 각각의 개구의 폭과 대략 동일한 폭을 갖는다. 복수의 흡착 개구의 각각의 개구의 폭은 바람직하게는 밸브 조립체의 각각의 차단 영역의 대응하는 폭보다 작거나 또는 같다.
흡착 포트는 디바이스에 근접하고 이에 실질적으로 평행한 하우징의 벽의 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징은 내부에 공극(void)을 포함할 수 있고, 개구(들)는 디바이스의 표면에 평행하게 그리고 디바이스로부터 공극을 가로질러 위치될 수 있다. 하우징이 원통형 배럴인 경우, 건조제는 또한 실질적으로 원통형일 수 있고, 하우징 내부에 위치되고 공극에 의해 하우징으로부터 분리된다. 일부 실시예에서, 하우징의 벽은 디바이스를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 거리, 즉 하우징의 벽과 디바이스 사이의 공기 흐름을 허용하는 거리만큼 제거된다. 일부 실시예에서, 밸브 조립체는 하우징 내부에 있고 하우징 내에 활주식으로 장착된 밸브 조립체를 포함하고, 밸브 조립체는 흡착 위치에서 탈착 포트를 덮도록 작동 가능하고, 탈착 위치에서는 적어도 하나의 흡착 포트를 덮도록 작동 가능하다.
차동 밸브 영역을 갖는 실시예의 경우, 탈착 포트와 벤팅 포트 사이에 정의된 응축 챔버라고 하는 제2 챔버가 있을 수도 있다. 벤팅 포트는 벤팅 포트를 덮는 멤브레인을 가질 수 있다. 멤브레인은 수증기 투과성 및 액체 물 불투과성일 수 있다. 밸브 조립체는 밸브 조립체가 탈착 포트 커버로 가열 챔버와 응축 챔버 사이의 탈착 포트를 밀봉하고 가열 챔버로의 수증기 전달을 위해 흡착 포트를 가열 챔버 내로 개방하는 흡착 위치와, 밸브 조립체가 흡착 포트 커버로 흡착 포트를 밀봉하고 가열 챔버 외부로 수증기 전달을 위해 가열 챔버와 응축 챔버 사이의 탈착 포트를 개방하는 탈착 위치 사이에서 전환되도록 구성될 수 있다.
도 4는 차동 밸브 면적을 갖는 탈착 구성의 습기 펌프(300) 형태의 장치의 다른 예시적인 실시예의 절개 측면도이다. 도 5는 흡수 구성의 습기 펌프(300)를 도시한다. 습기 펌프(300)는 밸브 조립체(318)를 포함하는 하우징(310)을 포함한다. 밸브 조립체(318)는 하우징(310)에 인접하게 배열된 차단 부재, 및 차단 부재를 액추에이터(360)에 기계적으로 연결하기 위한 임의의 적절한 링키지를 포함한다. 하우징(310) 내부에는, 히터(314)와 열적으로 연결된 열 확산기(316)에 인접한 디바이스(312)를 포함하는 챔버(320)가 있다. 이것은 열 확산기(316)를 히터(314) 및 디바이스(312) 모두와 접촉하도록 배치시킨다. 히터(314), 열 확산기(316), 디바이스(312), 및 밸브 조립체(318)의 조립체는 액추에이터(360)에 의해 하우징(310)의 제1 단부(334)의 내부 표면(332)에 대해 바이어스되고; 스프링(362)에 의해 하우징의 제2 단부(336)에 대해 바이어스된다. 액추에이터(360)는 하우징(310) 내부에서 밸브 조립체(318)를 이동시키도록 작동 가능하다. 도시된 바와 같이, 액추에이터(360)는 작동할 때 히터(314), 열 확산기(316), 디바이스(312), 및 밸브 조립체(318)의 전체 조립체를 이동시키고; 그러나 실제로, 액추에이터는 습기 펌프(300)의 내부 구성 요소 중 소수, 예를 들어 밸브 조립체(318)와만 기계적으로 결합될 수 있다.
하우징(310)은 습기를 수용하거나 또는 전달하기 위한 하나 이상의 챔버를 정의한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(310)은 챔버(320)를 정의한다. 작동 시, 수증기는 흡착 포트(340)를 통해 챔버(320) 내로 선택적으로 전달되고, 차례로, 챔버(320)에서 탈착 포트(342)를 통해 밖으로 전달되며, 이는 도 2에 개방되고 도 3에 폐쇄된 것으로 도시된다. 특정 실시예에서, 챔버(320)는 원통형이고, 디바이스(312)는 챔버(320)를 향해 그리고 하우징(310)의 내벽을 향해 외부를 향하는 열 확산기(316)의 외부 표면에 배열된다. 챔버(320)는, 디바이스(312)를 둘러싸고 챔버(330) 내의 공기와 디바이스(312) 사이의 습기 전달을 제공하는 공극을 형성한다. 탈착 포트(342) 외부로 챔버(330)로부터 전달된 증기는 일반적으로 탈착 개구(350)를 통해 외부 환경(304)으로 방해받지 않고 통과한다. 특정 실시예에서, 소량의 증기는 이물질 및 외부 습기의 침입을 방지하거나 또는 완화하기 위해 탈착 포트(342)에 돌출된 개구(350) 내부의 표면에 응축될 수 있다. 일반적으로, "탈착 포트"는 밸브 조립체(318)가 통과하여 챔버(320)와 외부 환경(304) 사이의 공기 흐름을 차단하는 영역을 의미한다. 탈착 포트(342)는 추가 체적의 공기(예를 들어, 개구(350))에 의해 외부 환경(304)으로부터 분리될 수 있거나; 또는 외부 환경에 직접 연결될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 멤브레인은 개구(350)를 덮을 수 있다.
하우징(310)은 일반적으로 하나 이상의 직경을 갖는 실린더 형상으로 형성된다. 하우징(310)은 전기 전도체(도시되지 않음)을 수용하기 위한 하나 이상의 개구(도시되지 않음)를 선택적으로 포함한다. 전기 전도체는 히터(314)와 같은 하우징(310)의 내부로 전력을 전달할 수 있게 한다. 특정 실시예에서, 밸브 조립체(318) 및 하우징(318)은 모두 실린더의 형태일 수 있고, 밸브 조립체는 하우징 내부에 네스팅되어(nested) 있다.
전술한 바와 같이, 히터(314)는 디바이스(312)를 가열하기 위해 열 확산기(316)에 열을 전달한다. 히터(314)는 선택적으로 이에 작동 가능하게 결합된 전기 전도체를 통해 전력이 공급되고, 이는 하우징(310)의 하나 이상의 개구를 통해 위치된다.
작동 시, 습기 펌프(300)는 흡착 구성과 탈착 구성 사이에서 전환되도록 구성된다. 도 4 및 도 5는 밸브 조립체(318)가 탈착 위치에 위치된 탈착 구성을 도시하므로, 흡착 포트(340)는 밸브 조립체(318)에 의해 차단되고, 탈착 포트(342)는 하우징(310)의 제1 단부(332)와 밸브 조립체(318) 사이에서 개방된다. 이러한 탈착 위치는 내부 대기(306)와 챔버(320) 사이의 공기 흐름을 차단하는 한편, 챔버(320)와 외부(304) 사이의 공기 흐름을 허용한다. 습기 펌프(300)는 일반적으로 히터(314)가 열 확산기(316) 및 디바이스(312)를 능동적으로 가열할 때 탈착 구성에 있으므로, 디바이스(312)에 포함된 습기가 증발되고, 탈착 포트(342)를 통해 습기 펌프(300)를 빠져나가도록 허용된다.
습기 펌프(300)는 하우징(310)의 제1 단부(334)의 내부 표면(332)에 대해 가압하는 액추에이터(360)에 의해 탈착 구성으로 유지될 수 있다. 다양한 실시예에서, 액추에이터(360)는 온도에 반응하는 열기계 액추에이터이다. 일부 실시예에서, 액추에이터(360)는 상 변화 재료, 예를 들어 상 변화 드라이브를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 상 변화 재료는 예를 들어 상 변화 재료가 가열되는 것에 반응하여 팽창하고 냉각되는 것에 반응하여 수축하도록 온도에 반응하여 팽창하거나 또는 수축한다. 상 변화 재료의 비-제한적인 예는 왁스(예를 들어, 파라핀 왁스), 바이메탈 원소, 및 니티놀을 포함한다. 액추에이터(360)는 밸브 조립체(318)와 기계적으로 연결되어, 액추에이터가 팽창형 및 수축할 때, 밸브 조립체가 흡착 위치와 탈착 위치 사이에서 이동할 수 있다.
습기 펌프(300)는 미리 결정된 기간, 즉, 건조제로부터 습기를 제거하기에 충분한 탈착 또는 재생 기간 동안 탈착 구성으로 유지될 수 있다. 탈착 또는 재생 기간은 비교적 빠른 과정이다. 디바이스(312)의 능동 가열은 디바이스로부터 습기를 제거하여, 디바이스를 재생하고, 챔버(320)의 가열은 습기 펌프(300) 외부로 습기를 비교적 빠르게 수송하는데 도움이 되는 강한 대류 공기 흐름을 유발한다. 열 구동 대류로 인해, 탈착 포트(342)는 습기를 배출하는 습기 펌프(300)의 능력을 손상시키지 않으면서 비교적 작은 면적을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 탈착 또는 재생은 건조제를 95 ℃ 이상의 탈착 온도로 가열함으로써 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 건조제 부재는 대기 중의 실록산 및/또는 유기물의 끓는점보다 높은 온도에서 습기를 탈착시킨다. 탈착 온도는 95 ℃ 내지 150 ℃, 예를 들어, 105 ℃ 내지 150 ℃, 또는 110 ℃ 내지 135 ℃의 범위일 수 있다.
일반적으로 10 내지 30 분 후에, 디바이스가 충분히 재생되면, 더 이상 가열하면 전력 및 열이 낭비된다. 또한, 밸브 조립체(318)는 탈착 구성에 있을 때 보호 케이싱(302)의 내부 분위기(306)와 챔버(320) 사이의 액세스를 방지하도록 배열되기 때문에, 탈착 (재생) 기간 동안 습기 감소 기능이 없다. 따라서, 챔버(320)는 흡착 시간에 비해 상대적으로 짧은 시간 동안 가열될 수 있다.
도 4는 측면 사시도(외부)에서 본 탈착 구성의 습기 펌프(300)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(318)는 탈착 위치로 하강하여, 탈착 포트(342)를 개방하며, 이는 탈착 개구(350)를 통해 볼 수 있다. 흡착 포트(340)는 밸브 조립체(318)에 의해 폐쇄된다.
일 실시예에서, 흡착 포트(340)는 탈착 포트(342)와 비교하여 차동 밸브 면적을 가질 수 있다. 흡착 및 탈착 포트의 면적의 비대칭은, 습기 펌프(300)가 흡착 구성에 있는 흡착 기간 동안 습기의 보다 빠른 흡착을 제공할 수 있다. 탈착 기간 동안 습기 벤팅 시 탈착 포트의 효율성은 더 작은 면적을 가짐에 의해 영향을 받지 않는다. 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 흡착 포트(340)는 하우징(310) 주위에 둘레 방향으로 배열된 다수의 개구를 포함한다. 따라서, 흡착 면적은 흡착 포트(340)를 구성하는 모든 개구의 총 개방 면적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 흡착 면적은 흡착 포트(340)를 포함하는 각 개구의 높이, 둘레(하우징(310)의 반경(370)으로 정의될 수 있음), 및 개구를 막는 하우징의 임의의 지지 구조를 뺀, 흡착 포트를 포함하는 개구 열의 개수로 정의될 수 있다. 반면, 탈착 면적은 탈착 포트(342)로 정의되며, 이 경우 탈착 면적은 탈착 포트의 높이 및 하우징(310)의 둘레로 정의될 수 있다. 일반적으로, 흡착 포트(340)의 각 개구의 높이는 탈착 포트(342)의 높이와 대략 동일하거나, 또는 약간 더 작을 것이다. 따라서, 일반적으로, 습기 펌프의 흡착 면적은 흡착 포트(340)를 포함하는 개구의 평행한 열의 개수와 거의 같거나 또는 약간 더 작은 계수만큼 탈착 면적을 초과할 것이다. 특정 실시예에서, 흡착 포트(340)를 포함하는 개구의 평행한 열은 밸브 조립체(318)의 이동 방향에 수직으로 연장되고, 밸브 조립체의 이동 방향으로 서로 오프셋된다. 일 실시예에서, 흡착 면적은 800 내지 1000 mm2, 700 내지 1000 mm2, 600 내지 1000 mm2, 500 내지 1000 mm2, 또는 500 내지 1200 mm2일 수 있다.
다른 실시예에서, 밸브 조립체(318)는 가변적인 크기(예를 들어, 탈착 부분에서의 밸브 조립체의 크기보다 더 작거나 또는 더 큰 흡착 포트에서의 계단형 크기)를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 습기 펌프(300)는 흡착 포트(340)에서 실질적으로 원통형인 하우징(310), 및 탈착 포트(342)에서 실질적으로 원통형인 하우징을 가질 수 있지만, 그러나 흡착 포트와 탈착 포트 사이에서 상이한 하우징의 계단형 반경을 가질 수 있다. 이러한 구성 하에서, 밸브 조립체(318)는 또한 계단형 반경을 가질 수 있고, 하우징(310) 내부에 네스팅되도록 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 구성에서, 그리고 유사한 구성에서, 흡착 면적은 흡착 포트(340)를 포함하는 개구의 열의 개수를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 따라서, 흡착 포트(340)의 개구의 각 열의 높이 및 둘레는, 추가 열의 개구가 제공될 수 있기 때문에, 흡착 면적을 제한하지 않는다. 대조적으로, 단일 흡착 포트를 사용하는 습기 펌프는 충분한 흡착 면역을 제공하기 위해 흡착 밸브의 충분한 이동을 제공해야 하거나; 또는 흡착 밸브의 더 큰 반경을 제공해야 한다. 따라서, 도 2 및 도 3에 표시된 구성은 풋프린트가 더 작은 디바이스에서, 기존 습기 펌프보다 이동 거리가 작은 적절한 흡착 면적을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 반경이 20 mm 이하, 예를 들어, 25 mm 이하, 또는 30 mm 이하인 습기 펌프에 충분한 흡착 효율이 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 3 개 이상의 열의 개구가 흡착 포트(340)에 제공될 수 있고, 이들 각각은 3 mm 이하, 예를 들어, 3.5 mm 이하, 또는 4.0 mm 이하의 개별 높이를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 흡착 포트(340)의 높이는 행마다 다를 수 있고, 다른 실시예에서, 각 행의 흡착 포트(340)는 동일한 높이를 갖는다. 탈착 포트(342)의 높이는 3 mm 이하, 예를 들어 3.5 mm 이하, 4.0 mm 이하 또는 5.0 mm 이하일 수 있다. 열의 개수로 인해, 흡착 포트(340)의 전체 높이는 탈착 포트(342) 면적에 비해 차동 밸브 면적을 제공한다. 흡착 포트의 전체 높이는 탈착 포트의 높이보다 더 크며, 예를 들어 적어도 2 배 또는 적어도 3 배 더 크다. 일부 실시예에서, 습기 펌프(300)가 케이싱(302)의 내부를 관통하도록 허용되는 깊이 및 적용에 따라, 3 개 초과의 열의 개구가 흡착 포트(340)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 낮은 흡착 속도를 요구하는 적용에서, 흡착 포트(340)는 2 개 또는 3 개의 열의 개구를 포함할 수 있다. 더 큰 흡착 속도를 필요로 하는 적용에서, 흡착 포트(340)는 3 개 이상의 열의 개구를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 탈착 포트(342)의 높이는 밸브 조립체(318)가 이동(즉, 밸브 이동)하도록 허용되는 거리와 동일할 수 있다. 흡착 포트(340)를 구성하는 개별 창의 높이는 또한 밸브 이동 거리와 같거나 또는 이보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 흡착 포트의 창은 흡착 포트가 폐쇄될 때 공기가 흡착 포트에서 밸브 조립체 주위를 통과할 수 없도록 보장하기 위해 밸브 이동의 거리보다 약간 더 좁을 수 있다.
흡착 포트(340)의 구성은 또한 디바이스(312)를 만나기 위해 내부 대기(306)로부터의 습기 확산 및/또는 공기 흐름을 위한 단축된 경로를 제공함으로써 흡착 공정의 효율성에 영향을 미칠 수 있다. 특정 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 흡착 포트(340)는 챔버(320)의 일 영역을 가로질러 디바이스(312)의 적어도 일부 주위에 위치되어 이를 둘러싸는 복수의 열의 개구를 포함한다. 이러한 그리고 유사한 배열에서, 내부 대기(306)로부터의 공기는 하우징(310)의 둘레 주위의 많은 지점에서 흡착 포트(340)를 쉽게 통과할 수 있고, 챔버(320)를 횡단할 필요 없이 디바이스(31)와 쉽게 만날 수 있다. 이러한 배열은 하나의 측면 또는 단부에 단일 흡착 포트를 갖는 습기 펌프와 대조되며, 이 경우, 습기 펌프로 들어가는 공기는 먼저 건조제의 작은 부분만을 만나게 된다.
디바이스(312), 히터(314), 및 열 확산기(316)는 챔버(320) 내에 위치되거나 또는 유지되는 것으로 도시되어 있다. 디바이스(31)는 챔버(320)의 공기 중의 습기에 노출된다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 디바이스(312), 히터(314), 및 열 확산기(316)는 챔버(320)에 부분적으로 위치될 수 있다. 또 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 히터(314)는 챔버(320)의 외부에 위치될 수 있고, 열 확산기(316)는 챔버(320) 내에 위치되거나 또는 챔버(320) 내에 부분적으로 위치된다. 위에서 설명된 실시예들은 주로 실질적으로 원통형인 습기 펌프(300)에 관한 것이지만, 그러나 여기에 설명된 원리는 밸브 조립체(318)가 하우징(310) 내에서 활주식으로 위치될 수 있는 임의의 다른 적합한 형상을 참조하여 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다양한 대안적인 실시예에서, 하우징(310) 및 관련 밸브 조립체(318)는 타원형 단면, 직사각형 단면, 또는 임의의 다른 적절한 단면을 가질 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 다양한 대안적인 실시예는 또한 계단형 단면 영역을 사용할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예는 제2 챔버, 예를 들어 응축 챔버 없이 작동 가능하고, 습기 펌프(300)가 탈착 구성에 있을 때 공기가 챔버(320)로부터 외부 환경(306)으로 직접 흐를 수 있다. 다른 실시예에서는, 응축 챔버가 포함될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 응축 챔버가 사용될 때, 벤트 포트 및 벤트 포트를 덮는 멤브레인이 있을 수 있다. 벤팅 포트는 응축 챔버로부터 예를 들어 외부 환경으로 수증기를 전달하기 위한 개구를 제공한다. 벤트 포트는 습기 펌프로 일부 물질, 예를 들어 파편, 액체 물, 오일 및/또는 다른 물질의 침입을 방지하기 위해 작동 가능하다. 수증기는 탈착 중에 응축 챔버에 수집되어, 응축 챔버 밖으로 벤팅 포트를 빠져 나간다. 특정 실시예에서, 수증기의 적어도 일부는 응축 챔버 외부로 전달되기 전에 응축 챔버 내부에 침전된다. 예를 들어, 응축된 액체 물은 탈착 포트가 폐쇄되어 있는 동안(즉, 흡착 구성에서) 응축 챔버의 공기 중으로 시간이 지남에 따라 증발될 수 있으며, 이어서 벤팅 포트를 통해 또는 배수 부분(도시되지 않음) 밖으로 통과할 수 있다. 특정 실시예에서, 벤팅 포트를 구성하는 멤브레인 또는 멤브레인들은 수증기 투과성일 수 있지만 파편 및 액체 물에 대해서는 불투과성이어서, 외부 환경으로부터 습기 펌프로의 파편 또는 액체 물의 침입을 방지할 수 있다. 예를 들어 건조제로부터 유리된 입자가 내부 환경으로 들어가는 것을 방지하기 위해, 흡착 포트(도시되지 않음)를 덮는 하나 이상의 멤브레인이 존재할 수도 있다.
본 개시의 범위 내에 있는 장치의 추가의 비-제한적인 예들은 미국 특허 제10,156,372호 및 WIPO 공개 번호 WO/2019010433에 더 상세히 설명되어 있고, 이들은 둘 모두 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 오염물 및 수증기는 엔클로져의 내부 체적 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 1종 이상의 오염물은 1종 이상의 실록산, 1종 이상의 지방족 알코올, 1종 이상의 방향족 알코올, 1종 이상의 질소 함유 화합물, 또는 1종 이상의 다른 유기 화합물 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 오염물은 1종 이상의 실록산, 1종 이상의 지방족 알코올, 1종 이상의 방향족 알코올, 1종 이상의 질소 함유 화합물, 또는 1종 이상의 다른 유기 화합물 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 실록산은 헥사메틸시클로트리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 테트라데카메틸시클로헵타실록산, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 또는 도데카메틸펜타실록산 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 지방족 알코올은 2-에틸-헥산올 또는 도데칸올 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 방향족 알코올은 벤질 알코올 또는 2,4-디-tert-부틸페놀 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 질소 함유 화합물은 N-메틸-2-피롤리돈, 디부틸아민, 디부틸포름아미드, 또는 카프로락탐 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 1종 이상의 다른 유기 화합물은 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 이소프로필 벤젠, 트리메틸 벤젠, 테트라메틸벤젠, 나프탈렌, 카프로락탐, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 아세토페논, 벤즈알데히드, 헵탄알, 헥산알, 옥타히드로-4,7-메타노-1H-인덴, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디아세틸벤젠, 부탄디올 아디페이트, 디페닐 설폰, 프로필렌 카보네이트, 또는 테트라데칸 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 엔클로져는 15 % 내지 60 %의 상대 습도를 제공하기에 충분한 양의 수증기를 포함한다. 일부 실시예에서, 엔클로져는 20 % 내지 55 %의 상대 습도, 25 % 내지 50 %의 상대 습도를 제공하기에 충분한 양의 수증기를 포함한다. 일부 실시예에서, 엔클로져는 30 % 내지 45 %의 상대 습도를 제공하기에 충분한 양의 수증기를 포함한다. 일부 실시예에서, 엔클로져는 35 % 내지 40 %의 상대 습도를 제공하기에 충분한 양의 수증기를 포함한다.
일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져 내에 완전히 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져 내에 부분적으로 있을 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져의 외부에 위치될 수 있지만, 엔클로져의 내부 체적 내에서 수증기를 흡수하기 위해 습기가 디바이스와 엔클로져의 내부 체적 사이를 이동할 수 있도록, 엔클로져에 충분히 가깝게 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져와 접촉한다. 일부 실시예에서, 디바이스는 엔클로져의 외부 표면에 부착된다.
일부 실시예에서, 엔클로져는 적어도 하나의 부식성 금속으로 구성된다. 일부 실시예에서, 부식성 금속은 스테인리스강, 구리, 또는 알루미늄 중 1종 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 스테인리스강은 304 스테인리스강이다. 일부 실시예에서, 구리는 C122 구리이다. 일부 실시예에서, 알루미늄은 6061 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 디바이스는 디바이스와 엔클로져 사이에서 습기가 이동할 수 있도록 엔클로져와 유체 연통한다. 일부 실시예에서, 디바이스와 엔클로져 사이에 습기 전달을 허용하는 도관이 존재한다. 이 도관은 튜브, 파이프, 밸브, 또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 적절한 도관의 형태를 취할 수 있다. 도관의 길이는 본 명세서에 설명된 바와 같이 디바이스와 엔클로져 사이의 거리와 일치해야 한다.
일부 실시예에서, 디바이스는 건조제가 적재된 기재를 포함한다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 55 내지 85 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 60 내지 80 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 65 내지 75 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 65 내지 70 wt%가 건조제로 적재된다.
일부 실시예에서, 기재의 50 내지 85 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 80 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 75 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 디바이스는 건조제가 적재된 기재를 포함한다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 70 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 65 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 60 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 50 내지 55 wt%가 건조제로 적재된다.
일부 실시예에서, 기재의 55 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 60 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 65 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 70 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 80 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다. 일부 실시예에서, 기재의 85 내지 90 wt%가 건조제로 적재된다.
일부 실시예에서, 기재는 적어도 하나의 중합체 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 중합체 재료는 불소 중합체를 포함한다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 중합체 재료는 팽창형 불소 중합체를 포함한다.
일부 실시예에서, 기재의 적어도 하나의 중합체 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함한다.
일부 실시예에서, 기재의 적어도 하나의 중합체 재료는 팽창형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)을 포함한다.
일부 실시예에서, 기재는 0.1 내지 15 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 기재는 0.2 내지 10 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 기재는 0.4 내지 5 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 기재는 0.75 내지 2.5 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 기재는 1.5 내지 2 mm 범위의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 중합체 재료는 폴리(에틸렌-코테트라플루오로에틸렌)(ETFE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 폴리파라자일릴렌(PPX), 폴리락트산, 및 이들의 임의의 조합 또는 블렌드를 포함한다.
일부 실시예에서, 기재는 테이프 형태이다. 일부 실시예에서, 테이프는 다이싱된 테이프이다. 일부 실시예에서, 기재는 튜브 형태이다. 일부 실시예에서, 기재는 디스크 형태이다.
일부 실시예에서, 기재는 적어도 하나의 추가 중합체 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 기재의 적어도 하나의 면 상에 위치된 적어도 하나의 중합체 멤브레인을 포함한다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 기재의 다수 측부 상에 위치된 복수의 중합체 멤브레인을 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 단일 중합체 재료만을 갖는 디바이스에 비해 디바이스로부터 엔클로져로의 건조제 입자의 전달을 50 % 내지 97 % 감소시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 단일 중합체 재료만을 갖는 디바이스에 비해 디바이스로부터 엔클로져로의 건조제 입자의 전달을 60 % 내지 87 % 감소시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 단일 중합체 재료만을 갖는 디바이스에 비해 디바이스로부터 엔클로져로의 건조제 입자의 전달을 70 % 내지 77 % 감소시키도록 구성된다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 건조제 입자가 엔클로져 내로 들어가는 것을 방지하기 위한 장벽으로서 기능한다. 엔클로져가 적어도 하나의 부식성 금속을 포함하는 실시예에서, 건조제 입자가 엔클로져 내로 들어가는 것을 방지하면 부식을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스에 적어도 하나의 추가 중합체 재료를 포함하는 것은 단일 중합체 재료만을 포함하는 디바이스보다 적어도 하나의 부식성 금속의 부식을 20 % 내지 86%까지 더 적게 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스에 적어도 하나의 추가 중합체 재료를 포함하는 것은 단일 중합체 재료만을 포함하는 디바이스보다 적어도 하나의 부식성 금속의 부식을 40 % 내지 72 %까지 더 적게 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스에 적어도 하나의 추가 중합체 재료를 포함하는 것은 단일 중합체 재료만을 포함하는 디바이스보다 적어도 하나의 부식성 금속의 부식을 42 % 내지 60 %까지 더 적게 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 건조제는 염화칼슘 염 및 염화칼슘 염으로 부분적으로 함침된 지지 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 25 wt% 내지 65 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 30 wt% 내지 60 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 35 wt% 내지 55 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 40 wt% 내지 50 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다.
일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 65 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 60 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 55 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 50 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 45 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 40 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 35 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 20 wt% 내지 30 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다.
일부 실시예에서, 지지 재료의 25 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 30 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 35 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 40 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 45 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 50 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 60 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다. 일부 실시예에서, 지지 재료의 65 wt% 내지 70 wt%가 염화칼슘 염으로 함침된다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 0.2 내지 2.1 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 0.4 내지 1.9 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 0.6 내지 1.7 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 0.8 내지 1.5 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 1.0 내지 1.3 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 1.1 내지 1.2 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 273 내지 1534 m2/g 범위의 표면적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 573 내지 1334 m2/g 범위의 표면적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 773 내지 1134 m2/g 범위의 표면적을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 873 내지 1034 m2/g 범위의 표면적을 갖는다.
일부 실시예에서, 지지 재료는 금속 산화물로 구성된다. 일부 실시예에서, 금속 산화물은 산화알루미늄 또는 이산화규소 중 1종 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 활성탄을 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 재료는 금속 유기 구조체를 포함한다. 일부 실시예에서, 금속 유기 구조체는 UiO-66이다.
본 명세서에 기재된 디바이스는 본 명세서에 기재된 오염물 중 1종 이상을 포함하는 엔클로져 내에 또는 이에 근접하게(즉, 본 명세서에 기재된 거리에서) 적어도 부분적으로 배치될 때 개선된 수증기 용량을 나타낸다는 것이 예기치 않게 발견되었다. 따라서, 일부 실시예에서, 최대 384 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 17 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다. 일부 실시예에서, 최대 192 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 9 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다. 일부 실시예에서, 최대 96 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 5 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다. 일부 실시예에서, 최대 48 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 2 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다. 일부 실시예에서, 최대 24 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 1 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다. 일부 실시예에서, 최대 12 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 0.5 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다. 일부 실시예에서, 최대 6 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 0.25 % 초과만큼 감소하지 않는 수증기 용량을 디바이스에 부여하도록 건조제 또는 기재 중 적어도 하나의 충분한 양이 제공된다.
일부 실시예에서, 건조제 또는 기재 중 하나 또는 둘 모두의 흡수/탈착은 디바이스와 열원 사이의 온도 구배에 의해 구동되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 건조제 또는 기재 중 하나 또는 둘 모두의 흡수/탈착은 디바이스와 열원 사이의 온도 구배에 의해 구동되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 열원은 히터의 형태를 취한다. 일부 실시예에서, 히터는 미국 특허 제10,156,372호 및 WIPO 공개 번호 WO/2019010433에 설명된 바와 같은 양의 열 계수(positive thermal coefficient)(PTC) 히터이다. 일부 실시예에서, 건조제의 흡수/탈착은 엔클로져와 디바이스 사이의 습기 구배에 의해 구동되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 각각의 흡수/탈착 사이클은 열 사이클이다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 125 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 75 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 50 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 25 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 -20 ℃ 내지 0 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 0 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 25 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 50 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 75 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 100 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 125 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 25 ℃ 내지 125 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 50 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 열 사이클은 75 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도들 사이에서 건조제를 반복적으로 가열 및 냉각하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 흡수/탈착 사이클은 습기 사이클이다. 본 명세서에 설명된 습기 사이클은 본 명세서에 설명된 임의의 습기 펌프에 의해 수행될 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없다).
일부 실시예에서, 각각의 흡수/탈착 사이클은 건조제가 특정 상대 습도를 갖는 공기에 노출되어 건조제와 공기 사이에 습기 구배를 생성하는 습기 사이클이다.
일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 20 % 내지 95 % 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 20 % 내지 75 %의 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 20 % 내지 50 %의 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 20 % 내지 25 %의 범위이다.
일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 25 % 내지 95 %의 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 50 % 내지 95 % 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 75 % 내지 95 %의 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 90 % 내지 95 % 범위이다.
일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 20 % 내지 95 % 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 25 % 내지 75 %의 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 40 % 내지 60 %의 범위이다. 일부 실시예에서, 공기의 상대 습도는 50 % 내지 55 %의 범위이다.
예들
예 1: 건조제의 조직 특성
다양한 건조제의 조직 특성은 Quantachrome Autosorb iQ 기기를 사용하여 77 K에서 수행된 질소 물리 흡착을 사용하여 측정되었다. 샘플은 분석 전에 4 시간 동안 125 ℃에서 진공 하에 탈기되었다. 결과는 표 1에 나와 있다. 3A 분자체의 표면적 및 기공 체적은 질소 분자의 배제로 인해 얻을 수 없다. 실리카 SY290은 1.86 cm3/g의 높은 기공 체적을 나타내는 반면, 실리카겔은 741 m2/g의 가장 높은 표면적을 갖는다.
표 1. 다양한 건조제의 조직 특성
Figure pct00001
예 2: 실리카 지지체 중 염화칼슘의 습식 함침
습식 함침은 실리카 SY290 1 g과 염화칼슘 0.55 g을 혼합함으로써 수행되었다. 염은 칭량하기 전에 2 시간 동안 150 ℃의 오븐에서 건조되었다. 이어서, 소량의 물(< 4 cm3)을 혼합물에 첨가하고 균일하게 교반하였다. 슬러리를 110 ℃의 오븐에서 몇 시간 동안 건조시켜 건조 샘플을 얻었다. 높은 기공 체적(> 1.50 cm3/g)을 갖는 실리카 지지체가 CaCl2의 높은 적재(> 50 wt%)을 수용할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
예 3: 수증기 흡수율의 흡착 등온선
건조제의 수증기 흡수율은 25 ℃에서 Quantachrome Vstar 기기를 사용하여 측정되었다. 샘플은 수증기 흡착 전에 4 시간 동안 125 ℃에서 진공 하에 탈기되었다. 도 6은 55 wt% CaCl2/SiO2, 실리카겔, 벤토나이트 점토, 및 3A 분자체의 흡착 등온선을 보여준다. 실리카 지지 염화칼슘 건조제는 상대 습도가 15 % 초과인 다른 건조제에 비해 더 높은 흡수율을 갖는다.
표 1: 25 ℃에서 다양한 건조제의 수증기 흡수율 (mmol/g)
Figure pct00002
예 4: 열에 의한 건조제의 재생
건조제는 가열된 습기 펌프(HMP) 디바이스에서 열에 의해 재생될 수 있고, 탈착된 수증기의 양은 온도의 함수로서 측정될 수 있다. 처음에, 분말 건조제는 몇 시간 동안 대기 중 수증기에 노출되었다. 그런 다음, 샘플은 10 ℃/min의 램프 속도로 125 ℃로 가열되고, 열 중량 분석기(TA Instruments TGA 5500)를 사용하여 4 시간 동안 유지되었다. 도 7은 온도의 함수로서 건조제로부터 탈착된 습기의 백분율을 보여준다.
실리카겔은 120 ℃에서 습기의 대부분을 잃는 반면, 벤토나이트 점토 및 55 wt% CaCl2/SiO2는 흡수된 수증기의 약 80 %를 잃었다. 그러나, 3A 분자체는 습기의 40 %만을 잃었고, 나머지는 125 ℃에서 4 시간 동안 온도가 유지되는 동안 탈착된다. 결과는, 실리카 지지 염화칼슘 건조제를 재생하는데 필요한 열 에너지의 양이 벤토나이트 점토의 열 에너지와 비슷하다는 것을 보여준다.
예 5. 건조제의 수증기 흡착 동역학
수증기의 흡착 동역학을 결정하기 위해, 동적 증기 흡착(Dynamic Vapor Sorption)(DVS) 기기를 사용하였다. 샘플은 초기에 125 ℃에서 4 시간 동안 진공 하에 탈기되고, 그 후 25 ℃로 냉각되었다. 그 후, 샘플은 수증기의 20 % 또는 60 % 상대 습도에 노출되었다. 차동 질량이 0.05 미만으로 감소하면 수증기의 흡수가 중단되었다.
도 8 및 도 9는 각각 20 % 및 60 % 상대 습도에서 건조제에 의한 수증기 흡수율을 나타낸다. 실리카 지지 염화칼슘 건조제는 실리카겔과 동일한 시간 내에 최대 용량에 도달할 수 있다. 또한, CaCl2 건조제의 흡수율은 이러한 조건 하에서 실리카겔 및 벤토나이트 점토에 비해 상당히 더 높다.
예 6. CaCl 2 /SiO 2 의 수증기 흡수율에 대한 오염의 영향
HMP 디바이스의 타겟 환경에서 오염물의 존재는 건조제의 수증기 흡수율을 감소시킬 수 있다. 태양광 인버터에서 발견되는 주요 오염물들 중 2 개는 옥타메티시클로테트라실록산(D4) 및 벤질 알코올(BA)이다. 수증기 흡수율에 대한 오염의 영향을 시험하기 위해, 신선한 건조제를 D4 및 BA에 별도로 노출시키고, 수증기 흡수율을 예 3의 절차를 사용하여 측정하였다. 노출은 밀폐된 건조제 상자에서 수행되었다. 신선한 건조제 및 액체 D4 또는 BA (20 mL)의 바이알이 건조제 상자에 배치되고, 오븐에서 40 내지 125 ℃에서 20 회 열적으로 사이클링되었다. 결과는 도 10에 나와 있다.
CaCl2/SiO2는 오염물에 노출된 후 흡수율의 약간의 감소만을 보여주고, 실리카겔, 벤토나이트 점토, 및 3A 분자체에 비해 여전히 상당히 높다는 것을 보여준다.
표 2: 오염물에 노출되기 전 및 후에 건조제의 수증기 흡수율 (mmol/g)
Figure pct00003
예 7. 지지된 CaCl 2 건조제의 수증기 흡수율에 대한 오염의 영향
CaCl2의 함침은 금속-유기물 구조체(UiO-66), 활성탄(SA20), 및 금속 산화물(산화알루미늄)과 같은 다른 다공성 지지체로 연장될 수 있다. 함침 방법은 예 2와 유사하지만, 이러한 지지체의 더 낮은 기공 체적으로 인해 염 함량이 감소한다(20 wt% CaCl2/UiO-66, 30 wt% CaCl2/SA20, 20 wt% CaCl2/Al2O3).
이들 건조제의 수증기 흡수율에 대한 오염의 영향은 또한 예 6에서의 동일한 방법을 사용하여 조사되었고, 그 결과를 도 11에 나타내었다. 일반적으로, 염화칼슘 함유 건조제는 각각의 지지체에 비해 더 높은 수증기 흡수율 및 더 큰 오염 저항성을 나타낸다.
도 10 및 도 11의 결과의 조합이 도 12에 도시되어 있고, 일반적으로 염화칼슘 함유 건조제가 - 지지된 또는 다른 - 본 명세서에 설명된 다양한 다른 건조제와 비교할 때 더 높은 수증기 흡수율 및 더 큰 오염 저항성을 나타낸다는 것을 보여준다.
표 3: 오염물에 노출되기 전 및 후에 다양한 지지된 염화칼슘 건조제의 수증기 흡수율 (mmol/g)
Figure pct00004
예 8: 지지되지 않은 CaCl 2 /SiO 2 및 PTFE 복합 테이프의 제작
약 150 g의 실리카 지지 염화칼슘 및 37.5 g의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 균일하게 혼합하여, 80 % CaCl2/SiO2 건조제 및 20 % PTFE의 조성을 수득하였다.
도 13에 도시된 다공성 피브릴화된 중합체 테이프는 미첼(Mitchell) 등의 미국 공개 번호 2005/0057888에서 일반적으로 교시되는 것과 같은 방식으로 혼합물을 블렌딩함으로써 형성된다. 실리카 지지 염화칼슘을 사용하는 것 외에도, 실리카겔, 벤토나이트 점토, 및 3A 분자체와 같은 다른 건조제를 또한 중합체 테이프의 충전제로서 사용할 수도 있다.
예 9: 지지된 CaCl 2 /SiO 2 및 PTFE 복합 테이프의 제작
예 8과 동일한 절차가 사용된다. 그러나, 팽창형 PTFE(ePTFE) 또는 팽창형 황 폴리테트라플루오로에틸렌(이오노머)으로 구성된 얇은 다공성 멤브레인을 지지 멤브레인으로 사용할 수 있으며, 이 과정을 통해 도 14에 도시된 바와 같이 테이프의 양 면에 얇은 멤브레인을 갖는 테이프가 생성되었다. 실리카 지지 염화칼슘 외에도, 실리카겔, 벤토나이트 점토, 및 3A 분자체와 같은 다른 건조제를 또한 중합체 테이프의 충전제로 사용할 수도 있다.
예 10: 금속 상의 부식율의 측정
3 개의 유형의 금속 표본, 304 스테인리스강, 알루미늄 6061, 및 구리 122를 사용하여, 건조제를 함유하는 염화칼슘으로 인한 부식을 시험하였다. 각 금속 쿠폰은 약 1 제곱 인치 및 1/8 인치 두께이다. 표면은 600 방 연마지(grit abrasive paper)를 사용하여 연마되었다. 시험 표본을 35 ℃에서 3 시간 동안 60 내지 80 % 상대 습도 하에서 다양한 샘플(분말, 지지 멤브레인이 있는 및 없는 테이프)에 노출시킨 후, 125 ℃의 대류 오븐에서 1 시간 노출시켰다. 이 사이클은 5 일 동안 총 10 번 반복되었다. 시험 전 및 후에 시험 표본의 질량을 측정하여 부식율을 계산하고, 부식 피트(corrosion pits)의 사진을 촬영하였다.
표 4: 시험 표본의 부식율 (mm/년)
Figure pct00005
304 스테인리스강 및 구리 122 둘 모두는 블랭크 실험으로부터 수증기의 존재 하에 작은 정도의 부식을 갖는다. 분말 형태의 염화칼슘 건조제에 노출된 후, 3 개의 시험 표본에 대해 부식율이 증가했으며, 이러한 증가는 알루미늄 및 구리 모두에 대해 상당하다. 그러나, 시험 표본이 PTFE 테이프 형태의 CaCl2/SiO2 건조제에 노출된 후 부식율은 낮은 수준(스테인리스강 및 구리) 또는 0(알루미늄)으로 감소하였다.
도 15 및 도 16은, 샘플이 염의 가장 높은 적재를 포함할 때, ePTFE 멤브레인이 없는 및 있는 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프에 각각 노출된 후의 시험 표본의 사진을 보여준다. 멤브레인이 없는 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프에 노출된 후 부식율이 낮지만, 304 스테인리스강 및 구리 122 표본 모두에서 피팅 부식(pitting corrosion)이 관찰된다(도 15). 대조적으로, 이러한 국부적인 부식은 ePTFE 멤브레인이 있는 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프에 노출된 표본에서는 관찰되지 않는데(도 16), 이는 이러한 다공성 멤브레인의 존재가 금속과 건조제의 직접적인 접촉을 방지함으로써 부식율을 감소시킬 수 있다는 것을 나타낸다.
예 11: 건조제의 엔클로져 사이클링 시험
다중 사이클에 걸쳐 건조제에 대한 오염의 영향을 결정하기 위해, 건조제로 채워진 PTFE 테이프가 35 내지 155 ℃의 엔클로져에서 열적으로 사이클링되었다. 엔클로져는 20 %의 제어된 상대 습도를 가지며, 15 mL의 옥타메틸시클로테트라실록산(D4) 및 15 mL의 벤질 알코올(BA)을 포함한다. 건조제는 15 분 동안 155 ℃로 가열되었고, 엔클로져 내의 공기를 순환시키는 2 개의 팬을 사용하여 90 분 동안 35 ℃로 냉각되었다. 사이클은 여러 번 반복되고, 수증기 흡착 분석을 위해 매 192 사이클 후에 테이프 조각이 제거된다.
도 17, 도 18 및 도 19는 신선한 및 사용된 샘플의 수증기 흡착 등온선을 나타낸다. 63 wt% CaCl2/SiO2 PTFE 테이프의 수증기 흡수율은 384 회의 사이클 후에 약간의 감소만을 보여주지만, 실리카겔 및 벤토나이트 PTFE 테이프는 모두 용량의 큰 감소를 나타낸다. 이것은 CaCl2/SiO2 PTFE 건조 테이프가 복수의 사이클 후에도 여전히 큰 오염 저항성을 가지고 있다는 것을 나타낸다. 도 20은 비교를 위해 20 % RH에서 테이프의 수증기 흡수율을 보여준다.
표 5: 사이클링 시험 전 및 후의 건조제로 채워진 PTFE 테이프(80 % 적재)의 수증기 흡수율 (mmol/g)
Figure pct00006
본 개시의 여러 개의 실시예가 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 예시적인 것이며 제한적이지 않고, 많은 수정이 당업자에게 명백할 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 본 명세서에서 논의된 모든 치수는 예시로서만 제공되며, 제한적이지 않고 예시적인 것으로 의도된다.

Claims (45)

  1. 장치로서,
    엔클로져(enclosure) - 이 엔클로져의 내부 체적 내에는 1종 이상의 오염물 및 수증기가 있음 - ; 및
    디바이스를 포함하고,
    상기 디바이스는 적어도 부분적으로 상기 엔클로져 내부에 또는 상기 엔클로져 외부에 그리고 상기 엔클로져의 상기 내부 체적 내의 수증기를 흡수하기 위해 습기가 상기 디바이스와 상기 엔클로져의 상기 내부 체적 사이에서 이동할 수 있도록 상기 엔클로져에 충분히 가깝게 위치되고,
    상기 디바이스는
    건조제가 적재된 기재(substrate)를 포함하고,
    상기 기재는 적어도 하나의 중합체 재료를 포함하고,
    상기 기재의 50 내지 90 wt%가 상기 건조제로 적재되고,
    상기 건조제는 염화칼슘 염 및 지지 재료를 포함하고,
    상기 지지 재료의 20 wt% 내지 70 wt%가 상기 염화칼슘 염으로 함침되고,
    상기 건조제의 수증기 용량은 최대 384 회의 흡착/탈착 사이클을 거친 후 17 %를 초과하여 감소하지 않는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 완전히 상기 엔클로져 내에 있는 것인, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 부분적으로 상기 엔클로져 내에 있는 것인, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔클로져는 15 % 내지 60 %의 상대 습도를 상기 엔클로져에 제공하기에 충분한 양의 수증기를 포함하는 것인, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 엔클로져와 접촉하는 것인, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 엔클로져의 외부 표면에 부착되는 것인, 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 엔클로져의 상기 내부 체적과 유체 연통하는 것인, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제의 상기 흡수/탈착은 상기 디바이스와 열원 사이의 온도 구배에 의해 구동되도록 구성되는 것인, 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제의 상기 흡수/탈착은 상기 엔클로져와 상기 디바이스 사이의 습기 구배에 의해 구동되도록 구성되는 것인, 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제가 적재된 상기 기재의 수증기 용량은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 최대 384 회의 흡수/탈착 사이클을 거친 후 17 %를 초과하여 감소하지 않는 것인, 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료의 20 wt% 내지 65 wt%가 상기 염화칼슘 염으로 함침되는 것인, 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재의 70 wt% 내지 80 wt%가 상기 건조제로 적재되는 것인, 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔클로져는 적어도 하나의 부식성 금속으로 구성되는 것인, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부식성 금속은 스테인리스강, 구리, 또는 알루미늄 중 1종 이상을 포함하는 것인, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스테인리스강은 304 스테인리스강인 것인, 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 구리는 C122 구리인 것인, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 알루미늄은 6061 알루미늄인 것인, 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 0.2 내지 2.10 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는 것인, 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 0.42 내지 1.90 cm3/g 범위의 기공 체적을 갖는 것인, 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 273 내지 1534 m2/g 범위의 표면적을 갖는 것인, 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 금속 산화물로 구성되는 것인, 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 산화알루미늄 또는 이산화규소 중 1종 이상을 포함하는 것인, 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 활성탄을 포함하는 것인, 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 금속 유기 구조체(metal organic framework)를 포함하는 것인, 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 금속 유기 구조체는 UiO-66인 것인, 장치.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 테이프 형태인 것인, 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 테이프는 다이싱된 테이프(diced tape)인 것인, 장치.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 튜브 형태인 것인, 장치.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 디스크 형태인 것인, 장치.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 중합체 재료를 더 포함하는, 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 상기 기재의 적어도 하나의 측부 상에 위치된 적어도 하나의 중합체 멤브레인을 포함하는 것인, 장치.
  32. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중합체 재료는 불소 중합체를 포함하는 것인, 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중합체 재료는 팽창형 불소 중합체를 포함하는 것인, 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 팽창형 불소 중합체는 팽창형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)인 것인, 장치.
  35. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중합체 재료는 폴리(에틸렌-코테트라플루오로에틸렌)(ETFE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 폴리파라자일릴렌(PPX), 폴리락트산, 및 이들의 임의의 조합이나 블렌드를 포함하는 것인, 장치.
  36. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1종 이상의 오염물은 1종 이상의 실록산, 1종 이상의 지방족 알코올, 1종 이상의 방향족 알코올, 1종 이상의 질소 함유 화합물, 또는 1종 이상의 다른 유기 화합물 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 1종 이상의 실록산은 헥사메틸시클로트리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 테트라데카메틸시클로헵타실록산, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 또는 도데카메틸펜타실록산 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 1종 이상의 지방족 알코올은 2-에틸-헥산올 또는 도데칸올 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 1종 이상의 방향족 알코올은 벤질 알코올 또는 2,4-디-tert-부틸페놀 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 1종 이상의 질소 함유 화합물은 N-메틸-2-피롤리돈, 디부틸아민, 디부틸포름아미드, 또는 카프로락탐 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
  41. 제36항에 있어서,
    상기 1종 이상의 다른 유기 화합물은 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 이소프로필 벤젠, 트리메틸 벤젠, 테트라메틸벤젠, 나프탈렌, 카프로락탐, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 아세토페논, 벤즈알데히드, 헵탄알, 헥산알, 옥타히드로-4,7-메타노-1H-인덴, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디아세틸벤젠, 부탄디올 아디페이트, 디페닐 설폰, 프로필렌 카보네이트, 또는 테트라데칸 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
  42. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 흡수/탈착 사이클은 상기 건조제가 -20 내지 150 ℃ 범위의 온도들 사이에서 반복적으로 가열 및 냉각되도록 구성되는 열 사이클인 것인, 장치.
  43. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 흡수/탈착 사이클은 상기 건조제가 20 % 내지 95 %의 상대 습도를 갖는 공기에 노출되어 상기 건조제와 상기 공기 사이에 습기 구배를 생성하는 습기 사이클인 것인, 장치.
  44. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 중합체 재료는 단일 중합체 재료만을 갖는 디바이스에 비해 상기 디바이스로부터 상기 엔클로져로의 건조제 입자의 전달을 50 % 내지 97 % 감소시키도록 구성되는 것인, 장치.
  45. 방법으로서,
    a) 디바이스를 마련하는 단계로서, 상기 디바이스는
    건조제가 적재된 기재를 포함하고,
    상기 기재는 적어도 하나의 중합체 재료를 포함하고,
    상기 기재의 50 내지 90 wt%가 상기 건조제로 적재되고,
    상기 건조제는 염화칼슘 염 및 지지 재료를 포함하고,
    상기 지지 재료의 20 wt% 내지 70 wt%가 상기 염화칼슘 염으로 함침되는 것인 단계;
    b) 상기 디바이스를 적어도 부분적으로 엔클로져의 내부 체적 내부에 또는 상기 엔클로져 외부에 그리고 습기가 상기 디바이스와 상기 엔클로져 사이를 이동할 수 있도록 상기 엔클로져에 충분히 가깝게 위치시키는 단계로서, 상기 엔클로져는 상기 내부 체적 내에 1종 이상의 오염물 및 수증기를 포함하는 것인 단계;
    c) 상기 엔클로져의 상기 내부 체적으로부터 상기 디바이스로 습기를 흡수하는 단계;
    d) 상기 디바이스로부터 습기를 탈착하여, 흡수/탈착 사이클을 완료하는 단계; 및
    e) 단계 c) 내지 d)를 반복하는 단계
    를 포함하고, 상기 디바이스의 수증기 용량은 최대 384 회의 흡수/탈착 사이클을 거친 후 17 %를 초과하여 감소하지 않는, 방법.
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