JPH04200616A - 除湿装置 - 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］ 本発明は固体電解質を利用した除湿装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第３図は例えば特開昭６２−２７７１２６号公報に示さ
れた従来の水分除去器であって、図において、（１）は
容器、（２）は容器（１）の中に存在する水分を含む気
体、（３）は気体（２）の中に水分を示す水の分子、（
４）は気体（２）と接触する多孔性電極、（５）は多孔
性電極（４）とめっきまたは蒸着等の方法によって接合
されたプロトン導電性固体電解質、（６）はプロトン導
電性固体電解質（５）と接合し容器（１）の外の空間と
接触する多孔性電極である。多孔性電極（４）及び（６
）とプロトン導電性固体電解質（５）とは絶縁物（７）
によって積層一体に形成され、電気化学セル（８）を構
成している。（９）は多孔性電極（４）が陽極、多孔性
電極（６）が陰極となるように電圧を印加する直流電源
である。

次に動作について説明する。容器（１）の中の気体（２
）に含まれる水分（３）は直流電源〈９）により電圧が
印加され、正に帯電している多孔性電極（４）とプロト
ン導電性固体電解質（５）との界面で次の反応を生じる
。

Ｈ，０−−２Ｈ”＋１／２０２　＋　２　ｅ　−この反
応により気体（２）に含まれる水分子（３）は酸素分子
と水素イオンとに分解され、酸素分子（１０）は容器（
１）の中に残る。一方、水の分解によって生じた水素イ
オン（１工）はプロトン導電性固体電解質（５）中を、
負に帯電している多孔性電ｉ　（６）に向かって矢印入
方向に移動する。多孔性電極（６）に到達した水素イオ
ン（１１）は多孔性電極（６）とプロトン導電性固体電
解質（５）との界面で次の反応を生じる。

２　Ｈ”　＋　２　ｅ　−→Ｈ２ この反応により水素イオン（１１）から水素分子を生成
し、多孔性ｑ４極（６）に接触する空間に放出される。

これにより容器（１）の中の気体（２）に含まれる水分
は除去される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の水分除去器は以上のように構成され、プロトン導
電性固体電解質の片面で除湿（水の分解）を行い、他の
面で水素の生成を行うが、除湿側では酸素が生成される
ために、密閉容器の除湿を行うような場合には、容器内
の酸素濃度が増加する。

これまでの経験では酸素濃度が２５〜２８％になること
がしばしばあった。従って、除湿を必要とする容器内に
酸化され易い材料が存在する場合には、材料の酸化劣化
が進むという問題点があった。

本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、
酸素濃度の増加しない除湿装置を得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る除湿装置は、水分を含む気体と一方の面に
おいて接触し、正の電圧を印加することにより前記水分
から酸素分子と水素イオンを生成する第１の多孔性電極
、この第１の多孔性電極の他方の面と接合し、前記水素
イオンを通過させる導電性固体電解質、この導電性固体
電解質と前記の電極との接合部以外で、前記導電性固体
電解質と一方の面で接合し、且つ他方の面が空間に接し
ており、負の電圧を印加することにより前記導電性固体
電解質を通過した水素イオンから水素または水を生成す
る第２の多孔性電極よりなる電気化学セルを備えてなる
従来構成の除湿装置の第１と第２の多孔性電極として導
電性固体電解質の両面に形成された無機系酸素吸着側粒
子を含む白金族金属めっきを使用することに特徴を有す
る。

また、本発明に係る除湿装置は、導電性固体電解質の一
方の面に第１の多孔性電極を、他方の面に第２の多孔性
電極を備えてなる電気化学セルを回動可能な状態で設置
する構成とすることにより、一方の多孔性電極を除湿対
象となる雰囲気面に配設して陽極とし、他方を陰極とし
、陽極と陰極との間に直流電圧を印加して陰極側に存在
する水分を分解除去すると共に定期的に前記電気化学セ
ルを回転させて陰極または陽極となる多孔性電極を変え
ることよって除湿操作中に陽極となる多孔性電極中の無
機系酸素吸着剤に捕捉された酸素分子を放出させること
により多孔性電極を再生することができる。

［作　　用］ 本発明においては、除湿装置の機構は従来例とほぼ同じ
であり、容器内面の陽極側では気体中の水分が分解され
、酸素と水素イオンを生ずるが、水素イオンは固体電解
質を通って負の電圧が印加された陰極側に移動する。一
方、陽極側に残された酸素は多孔性電極すなわち白金族
金属のめっき皮膜中に分散させた無機系酸素吸着剤例え
ばアクティブカーボンまたはモレキュラシーブに吸着さ
れる。すなわち、容器内の正の電圧が印加された多孔性
電極面では、酸素の発生を伴わない水分の分解（除湿）
が行われる。容器外の正の電圧が印加された多孔性電極
面では従来と同様に水素が発生する。

また、除湿操作の際に、第１の多孔性電極と第２の多孔
性電極を入れ換えることにより、除湿操作中に陽極とし
て使用される多孔質電極中の無機系酸素吸着剤に捕捉さ
れた酸素を、この多孔性電極を陰極として使用すること
により放出させて多孔性電極中の無機系酸素吸着剤を再
生することができる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の除湿装置に用いられる、無機系酸素吸
着剤（２２）を含む多孔性電極（２１）及び（２３）を
プロトン導電性固体電解質（５）の両面に形成した電気
化学セル（８）を除湿を必要とする容器（１）に取り付
けた状態を模式的に表したものである６なお、図中同一
符号は同一または相当部分を示す。

多孔性電極（２１）は気体（２）と接触する多孔性電極
で、内部に例えばアクティブカーボンまたはモレキュラ
ジーブ等から選択される無機系酸素吸着剤（２２）を含
有している白金族金属のめつき皮膜よりなる。多孔性電
極（２３）はプロトン導電性固体電解質（５）と接合し
、容器（１）の外の空間と接触する多孔性電極で内部に
無機系酸素吸着剤からなるアクティブカーボン（２２）
を含有している。

本発明の除湿装置に使用する多孔性ｔ８ｉ！（２１）及
び（２３）は上述のように白金族金属めっき皮膜中に無
機系酸素吸着剤を分散させたものであるが、このような
多孔性電極は例えば無機系酸素吸着剤を分散させためっ
き液を使用して白金族金属例えば白金、パラジウム等の
めっきを行うことにより得ることができる。

めっき皮膜中に無機系酸素吸着剤を含有する多孔性電極
（２１）及び（２３）と、プロトン導電性固体電解質（
５）とは絶縁物（２４）によって一体に形成されており
、電気化学セル（２５）を形成している。（２６）は容
器（１）と電気化学セル（２５）との界面の密閉度を向
上させるために設けられたゴム製バッキング材である。

第２図は本発明の他の実施態様である電気化学セル（２
５）を回転可能な状態で設置した除湿装置のの上面模式
図であり、図中、同一符号は同一または相当部分を示す
。

（３１）は電気化学セル（２５）をビン（２０）で取り
付けた容器の壁面で、電気化学セル（２５）はビン（２
０）を軸として回転することが可能である。　＜３２）
、　（３３）、（３４）、（３５）は電気化学セル（２
５）の絶縁物（２４）に取り付けられた磁石であって、
例えば磁石（３２）と磁石（３３）、磁石（３４）と磁
石（３５）は同じ向きに対して同じ極性を有し、また、
磁石（３２）、磁石（３３）と磁石（３４）、磁石（３
５）とは同じ向きに対して逆の極性を有するように取り
付けられている。磁石（３２）、磁石（３３）、磁石（
３４）及び磁石り３５）は通常永久磁石が用いられる。

　（３６）、（３７）、（３８）及び（３９）は電気化
学セルフ２５）が取り付けられた容器の壁面（３１）に
取り付けられた電磁石であって、例えば電磁石（３６）
と電磁石（３７）、電磁石（３８）と電磁石（３９）は
同じ向きに対して同じ極性を有するか、または、電磁石
（３６）、電磁石（３７）と電磁石（３８）、電磁石（
３９）とが同じ向きに対して逆の極性と有するように電
磁石（３６）、（３７）、（３８）及び（３９）に流れ
る電流の極性を制御できるようになっている。上記のよ
うに構成された除湿装置においては、まず磁石（３２）
と電磁石（３６）、磁石（３３）と電磁石（３７）　、
磁石（３４）と電磁石（３８）、磁石（３５）と電磁石
（３９）の対向する面の極性を同じにすることによって
、電気化学セル（２５）は容器（１）にゴム製バッキン
グ材（２６）を介してほぼ半密閉状に固定される。

直流電源（９）により多孔性を極（２１）を正の電極、
多孔性を極（２３）を負の電極として３ボルトの電圧を
印加すると、多孔性ＫＶｉ（２１）とプロトン導電性固
体電解質（５）との界面で容器（１）中の気体（２）に
含まれる水分（３）は分解されて酸素と水素イオン（１
１）が生じる。水素イオン（１１）はプロトン導電性固
体電解質（５）を通って負の電圧が印加された多孔性電
極側に移動して水素を発生する。一方、正の電圧が印加
された多孔性電極上で発生した酸素は多孔性電極中に含
まれるアクティブカーボンに吸収される。通電を始めて
２時間後に最初８０％ＲＨであった容器内の湿度は４０
％ＲＨまで低下した。この間容器内の酸素濃度は２２％
であった。

次に、電磁石（３６）、（３７）、（３８）及び（３９
）に通じる直流電圧の極性を逆にして磁石（３２）と電
磁石（３６）、磁石（３３）と電磁石（３７）、磁石（
３４）と電磁石（３８）、磁石（３５）と電磁石（３９
）の対向する面の極性を同じにすると同じ極性を有する
磁極面は互いに反発しあうので、電気化学セル（２５）
はピン（２０）を軸として回転し、酸素を吸着したアク
ティブカーボンを含有する多孔性電極面（２１）が外気
側に向き、一方、外気側を向いていた多孔性電極（２３
）が今度は容器内に向かって配設され、電気化学セル（
２５）は容器（１）にバッキング材（２６）を介してほ
ぼ半密閉状に固定される。容器（１）内を向いた多孔性
電極を正の電極、外気側の多孔性電極を負の電極として
、両極間に３ボルトの直流電圧を印加すると、正の電圧
が印加された容器内の多孔性電極とプロトン導電性固体
電解質との界面で容器中の気体に含まれる水分が分解さ
れて酸素と水素イオンが生じる。

陽極上で発生した酸素は多孔性電極に含まれる無機系酸
素吸着剤に吸着される。一方、陽極上で発生した水素イ
オンはプロトン導電性固体電解質を通って負の電圧が印
加された多孔性電極側に移動し、多孔性電極に含まれる
無機系酸素吸着剤に酸素が吸着されている場合には水を
生じ、また、酸素が不在の場合には水素３生じる。

［発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、除湿装置の多孔性電極
が無機系酸素吸着剤を含む精成となっており、この無機
系酸素吸着剤が多孔性電極の陽極反応で生ずる酸素を吸
着するので、容器内側では酸素の発生を伴わない除湿を
行うことがてきるという効果がある。

また、上記多孔性電極を備えた電気化学セルを回転可能
な状態で設置し、多孔性電極の除湿対象となる雰囲気に
接する面を入れ換えることにより、容器外側の多孔性電
極面では、多孔性電極の無機系酸素吸着剤に吸着されて
いる酸素か消費されて水が生成し、容器内では常に酸素
濃度の大幅な増加を伴わない除湿を行うこヒができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施態様による除湿装置を示す断面
図であり、第２図は本発明の除湿装置に用いられる電気
化学セルの他の実施態様を説明するための模式図であり
、第３図は従来の水分除去器を示す断面図である。図中
、２０・ビン、２１・・多孔性電極、２２・・・無機系
酸素吸着剤、２３・・・多孔性電極、２４・・・絶縁物
、２５・・電気化学セル、２６・・・ゴム製バッキング
材、３１・・壁面、３２〜３５・・磁石、３６〜３９・
・・電磁石。なお、各図中同一符号は同一または相当部
分を示す。 代　　理　　人　　曾　　我　　道　　照徳１國 ２６−コ゛ム製ノマッＮンク゛Ｍ ２０・−ピン ３１−壁面 ３２〜３５−沌ろ 手続補正書 １、事件の表示　　　平成２年特許願第３３０４７８号
２、発明の名称　　　除湿装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名　
称（６０１）三菱電機株式会社 代表者　志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　東京都千代田区丸の内３丁目１番１号国際
ビルディング８Ｗ１ ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水分を含む気体と一方の面において接触し、正の
   電圧を印加することにより前記水分から酸素分子と水素
   イオンを生成する第１の多孔性電極、この第１の多孔性
   電極の他方の面と接合し、前記水素イオンを通過させる
   導電性固体電解質、この導電性固体電解質と前記の電極
   との接合部以外で、前記導電性固体電解質と一方の面で
   接合し、且つ他方の面が空間に接しており、負の電圧を
   印加することにより前記導電性固体電解質を通過した水
   素イオンから水素または水を生成する第２の多孔性電極
   よりなる電気化学セルを備えてなる除湿装置において、
   前記第１と第２の多孔性電極が導電性固体電解質の両面
   に形成された無機系酸素吸着剤粒子を含む白金族金属め
   っきよりなることを特徴とする除湿装置。
2. （２）導電性固体電解質の一方の面に第１の多孔性電極
   を、他方の面に第２の多孔性電極を備えてなる電気化学
   セルを回動可能な状態で設置し、それによって一方の多
   孔性電極を除湿対象となる雰囲気面に配設して陽極とし
   、他方を陰極とし、陽極と陰極との間に直流電圧を印加
   して陰極側に存在する水分を分解除去すると共に定期的
   に前記電気化学セルを回転させて陰極または陽極となる
   多孔性電極を変えることよって多孔性電極を再生するこ
   とを特徴とする請求項１記載の除湿装置。