JPH086228Y2 - 熱電素子を利用した乾燥ボックス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、熱電素子を利用した比較的小容量の乾燥ボ
ックスに関する。

［従来の技術］ 水分を含んだ比較的小容量の被乾燥物を乾燥する乾燥
機として、例えば、水洗いした物を強制的に乾燥させる
乾燥機がある。この乾燥機の概略は、図示しない本体内
部にヒータとファンとを備え、これらヒータおよびファ
ンに通電することにより被乾燥物に熱風を送り、被乾燥
物に含まれた水分を気化させて次第に乾燥させるもので
ある。そして、乾燥に要する時間は経験的におよその時
間をもくろみ、また、所定時間の経過後、被乾燥物を目
視あるいは手で触れて見て乾燥状態を判断するようにし
ている。

他方、吸湿すると不具合な物は収納・保管しておく収
納ボックスを利用し、その収納ボックス内に適当な乾燥
剤を入れ、吸湿を防ぐようにしている。その場合、乾燥
剤を適当な時期に取り替え、吸湿能力を維持するように
している。

湿気を含んだ靴を乾燥させる上記のような乾燥機で
は、ヒータおよびファンを使用するため、長時間の使用
により消費電力が多くなってしまうこと、被乾燥物の乾
燥状態を目視あるいは手で触れて見て判断しなければな
らず不便があること、また、ファンにより熱風を長時間
不用意に１箇所に当てていると、変色、変質を生じさせ
るおそれがあるなどの解決すべき課題があった。また、
収納ボックス等により吸湿を防ぐようにしたものにあっ
ては、短時間にかつ効果的に乾燥剤で湿気を除去するこ
とが困難であるなどの解決すべき課題があった。

そこで、本考案者は、次のような熱電素子を利用した
乾燥ボックスを開発した。

この乾燥ボックスの概要を第５図および第６図に基づ
いて説明する。

周知のように、熱電素子は、Ｐ型及びＮ型の多数の熱
電素子エレメントを一対の対向配置の基板間に配置し、
所定の導体配線パターンを介して電気的に直列接続して
構成されている。そして上記熱電素子エレメントに接続
された直流電源を介して直流を通電することにより一方
で吸熱、他方で放熱作用が行なわれるものである。この
乾燥ボックスでは上記のような作用をする熱電素子を利
用している。

第５図において、１は乾燥ボックスの全体を示し、２
は該乾燥ボックス１を構成する容器本体である。この容
器本体２の上部開口を塞ぐように開閉可能な蓋３が取り
付けられている。容器本体２の内部は隔壁４により仕切
られ、第１隔室５および第２隔室６を構成している。第
１隔室５内は被乾燥物７を収納するスペースを有し、こ
の第１隔室５の内側面に、容器本体２内の湿度を感知す
るための湿度センサ８が設けられている。前記隔壁４に
は、第１隔室５と第２隔室６との間の空気の対流が可能
なように、透孔4aが設けられている。

第２隔室６内には熱電素子９が設けられ、この熱電素
子９の吸熱側に、吸熱フィン10、放熱側に、放熱フィン
11がそれぞれ取り付けられている。放熱フィン11の上部
にはファン12が設けられ、他方、吸熱フィン10の下部に
近接してドレイン管13が設けられている。

次に、上記乾燥ボックス１の駆動回路を第６図に模式
的に示す。

図において、熱電素子９は制御回路14、直流電源15お
よびスイッチ16の直列体と並列に接続され、熱電素子９
は制御回路14を介して直流電源15により駆動されるよう
にようになっている。また、制御回路14は交流電源17を
介して湿度センサ８に接続されている。また、この湿度
センサ８の検知信号を受ける制御回路14を介して熱電素
子９およびファン12がオン、オフ制御できるように各構
成要素が図示のように接続されている。

上記の構成において、今、スイッチ16をオンにする
と、直流電源15によって熱電素子９およびファン12が駆
動される。これにより熱電素子９の吸熱側に設けられた
吸熱フィン10が冷却される。また、ファン12により隔壁
４の透孔4aを介して第１隔室５内の空気と第２隔室６内
の空気が対流する。これにより第１隔室５内の水分を含
んだ被乾燥物７から気化した湿り空気が対流を始め隔壁
４の透孔を介して第２隔室６側に流入し、吸熱フィン10
に接触する。そして、吸熱フィン10の表面に接触した湿
り空気の水分を露点以下となって結露し水滴となる。こ
の水滴は吸熱フィン10の表面を流れてドレイン管13の開
口部に自然落下し、このドレイン管13を介して容器本体
２の外部に排出される。また、徐湿された空気はファン
12よって放熱フィン11間を通って第１隔室５へ流出す
る。

このように、熱電素子９の駆動により乾燥ボックス１
内の湿度が下がり始め、水分を含んだ被乾燥物７から連
続的に水分が気化し、湿り空気の対流により吸熱フィン
10の表面で結露し、水滴となって外部に排出される作用
を繰り返し、被乾燥物７は次第に乾燥していく。また、
第１隔室５内に設けた湿度センサ８は、乾燥ボックス１
内の湿度状態を検知するためのものである。制御回路14
は湿度センサからの信号電流を受けて熱電素子９および
ファン12の駆動、停止の制御を行なう。これにより無駄
な電力を省くことができるとともに、周知の制御回路を
介することにより一定の湿度レベルを保持することが可
能となる。

なお、所望の状態に乾燥した被乾燥物７は蓋３を開け
て外部に取り出すようにする。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案者の開発に係わる上記乾燥ボックスにおいて、
容器本体２の被乾燥物７の乾燥が進むと、容器本体２内
の湿度と被乾燥物７の湿度とが平衡状態となり、被乾燥
物７からの水分の気化がなくなる。この時、熱電素子９
の吸熱側の吸熱フィン10の表面には小量ではあるが結露
した水滴が残存している。この水滴が蒸発して容器本体
２内に対流し、せっかく乾燥した被乾燥物７を湿らせて
しまう。この現象を以下に詳細に述べる。

第４図に乾燥ボックス内の湿度変化の状態を示す。図
は縦軸に乾燥ボックスの相対湿度を採り、横軸に相対時
間を採ってある。

図において、Ｍが乾燥ボックス内湿度曲線である。そ
して、Ａの状態は容器本体２内に水分を含んだ被乾燥物
７を投入した時の初期の湿度である。このＡの状態から
被乾燥物７の水分が蒸発すると、容器本体２内の湿度は
徐々に上昇し、やがてＢの平衡状態となる。この状態は
熱電素子９の吸熱フィン10に結露して外部に排出される
水分の量と被乾燥物７から蒸発する水分の量とが平衡し
た状態である。

次いで、さらに被乾燥物７からの水分の蒸発量よりも
外部に排出される水分の量が多くなりＣの過程に移行す
る。その後、湿度が所定値となった点Ｄで被乾燥物７を
乾燥ボックスから取り出せば問題がないが、この湿度が
所定値となった点Ｄで熱電素子９を駆動する電源をオフ
にすると、前記したように吸熱フィン10の表面には小量
の水滴が残ているために、この水滴が気化を始めＦで示
す曲線のように容器本体２内の湿度が再び上昇してしま
う。このため、上記したように、せっかく乾燥させた被
乾燥物７が湿気を帯びてしまうという解決すべき課題が
あった。

一方、熱電素子９を駆動する電源９をオフさせずにオ
ン状態のまま連続して通電しておくと、曲線Ｅで示すよ
うに、乾燥状態は維持できるが、消費電力が無駄になる
という解決すべき課題があった。

［考案の目的］ 本考案は上記のような各課題を解決するためになされ
たもので、消費電力の節減を図るとともに、高価な制御
手段を用いることなく、簡易かつ安価な手段により、電
源オフ後の湿度上昇を防止し、容器本体内の被乾燥物が
再び湿気を帯びることを防ぐようにした乾燥ボックスを
提供することを目的とする。

［課題を解決するめたの手段］ 本考案に係る熱電素子を利用した乾燥ボックスは、被
乾燥物を出入させるための開閉可能な蓋付容器本体内に
設けた熱電素子と、この熱電素子の少なくとも吸熱側に
取り付けられた吸熱フィンと、前記熱電素子を駆動する
ための電源と、該電源により駆動されて熱電素子が動作
し、前記吸熱フィンの表面に結露した水滴を前記容器本
体外に導出するドレイン管とを有する熱電素子を利用し
た乾燥ボックスにおいて、該乾燥ボックス内の湿度を検
出する検出手段と、該検出手段により検出された湿度が
あらかじめ設定した湿度まで低下したときに、前記熱電
素子を駆動するための電源をオフにするとともに、前記
容器本体に設けた蓋を開口させる制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 本考案の熱電素子を利用した乾燥ボックスは、湿度を
検出する検出手段により容器本体内の湿度を検出し、あ
らかじめ設定した湿度まで低下したときに、制御手段に
より電源をオフにするとともに、容器本体上部に設けた
蓋を開口させ、大気に開放する。これにより容器本体内
の被乾燥物は湿気を帯びることなく、乾燥したままの状
態で取り出すことができる。また、電源が連続通電して
おく必要がないので、消費電力を節減することができ
る。

［実施例］ 以下に、本考案の一実施例を図に参照して説明する。

第１図は本考案の乾燥ボックスの概略を示した断面図
である。

図において、１は乾燥ボックスの全体を示し、２は該
乾燥ボックス１を構成する容器本体である。この容器本
体２の上部開口を塞ぐように開閉可能な蓋３が取り付け
られている。すなわち、蓋３はその一端にコイルスプリ
ング18aを内蔵したヒンジ装置18を備え、このヒンジ装
置18のばね力により該蓋18が上方に開くようになってい
る。また、蓋３の他端の内面には金属板19を備え、この
金属板19と対向する容器本体２の上部には電磁石20が設
けられている。この電磁石20に対向する容器本体２の他
方の上部には、マイクロスイッチ21が取り付けられ、こ
のマイクロスイッチ21のアーム21aの先端部に設けたロ
ーラ21bが蓋３の内面に接触し、蓋３の開閉によりこの
マイクロスイッチ21はオン、オフするように構成されて
いる。

他の構成については、第５図に示した乾燥ボックス１の
構成と同一または同等であるため、同一番号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

次に、第２図に上記乾燥ボックス１の駆動回路を模式
的に示す。

図において、電磁石20は、湿度センサ８およびマイク
ロスイッチ21を介して直流電源15に図示のように接続さ
れている。これにより、乾燥ボックス１の蓋３が閉じた
時には、マクロスイッチ21のローラ21bを介してアーム2
1aが押圧され、該マイクロスイッチ21の内部の接点が閉
じられて閉回路を形成し、電磁石20に直流電源15から電
流が供給されて蓋３の内面に設けた金属板19を吸着す
る。このため、蓋３は、第１図に示したヒンジ装置18の
ばね力に抗して閉じられた状態となる。

熱電素子９はマイクロスイッチ21を介して直流電源15
に接続され、また、この直流電源15にはファン12が図示
のように接続されている。

上記の構成において、熱電素子９の駆動により従来と
同様により容器本体２内の湿度は次第に下がっていく
が、この湿度があらかじめ設定した湿度まで下がったと
ころで、湿度センサ８の動作により電磁石20への通電回
路が遮断され、該電磁石20の磁力がなくなる。これによ
り吸着していた蓋３の金属板19が電磁石20から離れ、蓋
３は、ヒンジ装置18のばね力により上方に開口する。し
たがって、吸熱フィン10に水滴が残っていても、蒸発し
た水蒸気は、容器本体２の上部開口から外部に逃げるこ
とになる。その結果、容器本体２内に蒸発した水蒸気が
対流するということがなくなり、すでに乾燥した被乾燥
物７に対して再び湿気を帯びさせるということが回避さ
れる。そして、新しく水分を含んだ被乾燥物７を容器本
体２内に投入し、蓋３を閉じれば、該蓋３の内面でマイ
クロスイッチ21を押し、直流電源15から電磁石20に電流
が供給されて電磁力が与えられ、蓋３の金属板19を吸着
する。こうして、先の乾燥作用が繰り返されることにな
る。

第３図は上記した本考案の乾燥ボックス１の湿度変化
を示す図である。

図は、第４図と同様に縦軸に乾燥ボックスの相対湿度
を採り、横軸に相対時間を採ってある。

この図から明らかなように、湿度が所定値になったＤ
点のところで、湿度センサ８の働きにより電磁石20への
電源が断たれ、蓋３が開口するので、その後の乾燥ボッ
クス内の湿度は、第４図の曲線Ｆのように上昇すること
なく、曲線Ｅのように殆ど上昇することがなくなる。

なお、上記の実施例における乾燥ボックス内の湿度を
検出する湿度センサは通常の構造のものでよい。要は、
乾燥ボックス内の湿度を検出しうる構造を備えた検出手
段であればよい。また、該検出手段により検出された湿
度があらかじめ設定した湿度まで低下したときに、熱電
素子９を駆動するための直流電源15をオフにするととも
に、電磁石20への通電を遮断し、蓋３を開口させる手段
を、この考案では制御手段と呼び、上記実施例で示した
ヒンジ装置やマイクロスイッチ等はこの制御手段の一部
にすぎない。

また、容器本体２内に設けたファン12は被乾燥物７の
容量によっては設けなくてもよい。

［考案の効果］ 本考案は以上のように、乾燥ボックス内に設けた湿度
の検出手段により湿度を検出し、所定の湿度以下になっ
た場合に、制御手段により熱電素子の電源を断つととも
に、蓋を自動的に開口するようにしたので、吸熱フィン
に残る水滴から蒸発した湿気は大気に逃げることにな
り、内部の被乾燥物を再び湿らせることがない。また、
蓋の開口と同時に熱電素子への電流の供給も遮断される
ので、省電力化が実現できるなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の乾燥ボックスの概略構成を示す断面
図、第２図は、上記乾燥ボックスの駆動回路を模式的に
示した図、第３図は、上記乾燥ボックス内の湿度変化を
示す乾燥ボックス内湿度曲線図、第４図は、従来の乾燥
ボックス内の湿度変化を示す乾燥ボックス内湿度曲線
図、第５図は、従来の乾燥ボックスの概略構成を示す断
面図、第６図は、上記乾燥ボックスの駆動回路を模式的
に示した図である。 １……乾燥ボックス、２……容器本体、３……蓋、７…
…被乾燥物、８……湿度センサ、９……熱電素子、10…
…吸熱フィン、11……放熱フィン、12……ファン、13…
…ドレイン管、15……直流電源、18……ヒンジ装置、18
a……コイルスプリング、19……金属板、20……電磁
石、21……マイクロスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松尾 由季 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 審査官 芦原 康裕

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被乾燥物を出入させるための開閉可能な蓋
   付容器本体内に設けた熱電素子と、該熱電素子の少なく
   とも吸熱側に取り付けられた吸熱フィンと、前記熱電素
   子を駆動するための電源と、該電源に駆動されて熱電素
   子が動作し、前記吸熱フィンの表面に結露した水滴を前
   記容器本体外に導出するドレイン管とを有する熱電素子
   を利用した乾燥ボックスにおいて、 該乾燥ボックス内の湿度を検出するための検出手段
   と、該検出手段により検出された湿度があらかじめ設定
   した湿度まで低下したときに、前記熱電素子を駆動する
   ための電源をオフにするとともに、前記容器本体に設け
   た蓋を自動的に開口させる制御手段とを備えたことを特
   徴とする熱電素子を利用した乾燥ボックス。