JPH0952018A

JPH0952018A - 除湿装置

Info

Publication number: JPH0952018A
Application number: JP7210561A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Imaizumi; 泉三之今; Tokushige Yokomatsu; 松得滋横; Shiro Yamauchi; 内四郎山
Original assignee: OPT D D MELCO LAB KK; Optec Dai Ichi Denko Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: OPT D D MELCO LAB KK; Optec Dai Ichi Denko Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】除湿しようとする被除湿空間内に外気が多少
侵入するようなことがあっても、その被除湿空間内を短
時間で低湿度まで除湿することができ、さらに、低湿度
雰囲気に維持できるようにすることを課題としている。【解決手段】電源４から直流電圧が印加される陽極５
と陰極６との間に水素イオン交換膜となる固体高分子電
解質膜７が挟持された電気化学的素子８が、前記陽極５
を被除湿空間の内部に向け、前記陰極６を被除湿空間の
外部に向けた状態に配設されると共に、被除湿空間内の
空気を前記陽極５の電極面上に滞らせないように送風す
るファン９，21が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は除湿装置、特に各種
物品，機器類を収容ないし収納する容器やケーシングな
どに配設されるのに適した除湿装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の除湿装置は、図５に示すよう
に、被除湿空間を形成するケーシング４１の側壁の一部
に、直流電圧が印加される陽極４２と陰極４３との間に
水素イオン交換膜となる固体高分子電解質膜４４が挟持
された電気化学的素子４５が、陽極４２をケーシング４
１の内部に向け、陰極４３をケーシング４１の外部に向
けた状態に取り付けられて成る。

【０００３】そして、前記電気化学的素子４５の陽極４
２と陰極４３との間に直流電圧を印加すると、陽極４２
側では、水又は水蒸気が電気分解されて次式（１）の反
応が起こる。２Ｈ₂Ｏ → Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-・・・（１）また、このとき発生するプロトン（Ｈ⁺）が固体高分子
電解質膜４４を通過して陰極４３側に移行し、電子（ｅ
^-) も電源回路を通って陰極４３側に達することによ
り、陰極４３側では、空気中の酸素を消費して水又は水
蒸気を発生させる次式（２）の反応が起こる。Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- → ２Ｈ₂Ｏ・・・（２）このようにして、ケーシング４１内の水の分子が陽極４
２で酸素と水素イオンに電気分解されて、水素イオンが
陰極４３に運ばれ、当該陰極４３でケーシング４１外の
酸素と水素イオンが再結合反応して水が生成される。こ
れによりケーシング４１内の水又は水蒸気が酸素に置換
されて、ケーシング４１内は除湿されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
除湿装置は、それを配設したケーシング４１内を低湿度
雰囲気（相対湿度１０％以下）に除湿するまで非常に長
い時間がかかり、この間に、ケーシング４１内の物を出
し入れするために一度でも蓋（図示せず）を開けてしま
うと外部の湿った空気が入り込んで湿度が上昇するの
で、除湿されるまでにさらに長い時間を要するという問
題があった。

【０００５】また、ケーシング４１内が除湿された後
も、同様に蓋を開けば湿度が上昇するので、物品を長期
間保管したままで出し入れしないのであればともかく、
物品を出し入れする必要があるときはケーシング４１内
を低湿度雰囲気に維持することができない。そこで本発
明は、例えば蓋の開閉に伴って被除湿空間内に外気が多
少侵入するようなことがあっても、短時間で低湿度まで
除湿することができ、さらに、被除湿空間内を低湿度雰
囲気に維持できるようにすることを技術的課題としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、電源から直流電圧が印加される陽極と
陰極との間に水素イオン交換膜となる固体高分子電解質
膜が挟持された電気化学的素子が、前記陽極を被除湿空
間の内部に向け、前記陰極を被除湿空間の外部に向けた
状態に配設されると共に、被除湿空間内の空気を前記陽
極の電極面上に滞らせないように送風するファンが配設
されていることを特徴としている。

【０００７】本発明によれば、電気化学素子に通電する
と、陽極で被除湿空間内の水が酸素と水素イオンに電気
分解され、水素イオンのみが陰極に運ばれて被除湿空間
外の酸素が反応して水が生成される。これにより、被除
湿空間内の水は酸素に置換されるので、被除湿空間内は
除湿される。このとき、ファンにより被除湿空間内の空
気が流動し、その空気に含まれる水分が大量に陽極に接
触されるので、陽極の電極面における水又は水蒸気の電
気分解反応が促進され、その結果、大量の水素イオンが
陰極に運ばれるので陰極の電極面におけるＨ⁺イオンと
Ｏ₂の再結合反応が促進し、除湿効率が向上される。よ
って、本発明の除湿装置は、従来の除湿装置に比べて、
被除湿空間内の雰囲気を短時間で低湿度にすることがで
き、さらに、その雰囲気を維持させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって具体的に説明する。図１は本発明による除湿装
置の一例を示す断面図、図２は本発明による除湿装置の
他の例を示す断面図、図３は本発明による除湿装置のさ
らに他の例を示す断面図である。

【０００９】除湿装置１は、開閉可能な蓋２が設けられ
たケーシング３の側壁の一部に、ＡＣアダプターなどの
外部電源４から直流電圧が印加される陽極５と陰極６と
の間に水素イオン交換膜となる固体高分子電解質膜７が
挟持された電気化学的素子８が、その陽極５を被除湿空
間となるケーシング３の内部に向け、陰極６をケーシン
グ３の外部に向けた状態に取り付けられ、ケーシング３
内には、前記陽極５の電極面に向かってケーシング３内
の空気を吹き付ける軸流ファン９が、陽極５の電極面と
対峙して配設されている。

【００１０】電気化学素子８は、前記陽極５を形成する
多孔質基材が、白金めっきしたステンレス繊維又はチタ
ン繊維で形成され、その多孔質基材に親水性酸化物が担
持されている。親水性酸化物としては、吸湿性の優れた
シリカゲルやアルミノシリケートの含水金属塩であるゼ
オライト、活性アルミナ、ムライト、ジルコニア、ある
いはマグネシアなどの微粉末が用いられ、その微粉末を
ステンレス繊維やチタン繊維に白金めっきする電気めっ
き浴に分散させて、白金めっきの皮膜中に供析させる。
すなわち、陽極５の多孔質基材を形成するステンレス繊
維やチタン繊維に白金めっきする電気めっき浴に親水性
酸化物の微粒子を分散させて、白金めっきの皮膜中にそ
の微粒子の分散相を含む複合皮膜を形成する分散めっき
法により、陽極５の多孔質基材全体にわたって親水性酸
化物を担持させる。なお、陰極６を構成する多孔質基材
も、陽極５の多孔質基材と同様に白金めっきしたステン
レス繊維又はチタン繊維で形成され、それら多孔質基材
間に固体高分子電解質膜７が挟持されている。

【００１１】以上が本発明の一例構成であって、次にそ
の作用について説明する。電気化学素子８に通電する
と、陽極５でケーシング３内の水が酸素と水素イオンに
電気分解され、水素イオンのみが固体高分子電解質膜７
を介して陰極６に運ばれ、陰極６で、ケーシング３外の
空気中に含まれる酸素と反応して水が生成される。これ
により、ケーシング３内の水は酸素に置換されることと
なり、ケーシング３内は除湿される。このとき、陽極５
の多孔質基材中に親水性炭化物が担持されているので、
初期駆動特性に優れているだけでなく、陽極５からの金
属イオンの溶出によって固定高分子電解質膜７が損傷す
ることもない。

【００１２】また、軸流ファン９により陽極５の電極面
に向かってケーシング３内の空気が強制的に吹き付けら
れるので、その空気中に含まれる水分が大量に陽極６に
接触されることとなり、その結果、陽極５の電極面にお
ける水又は水蒸気の電気分解反応が促進される。そし
て、陽極５での電気分解反応が促進されると、大量の水
素イオンが陰極に運ばれるので陰極６の電極面における
Ｈ⁺イオンとＯ₂の再結合反応も促進され、除湿効率が
向上される。これにより、ケーシング３内の雰囲気を極
めて短い時間で低湿度にすることができるので、その蓋
２を開閉することにより外部の湿った空気が多少侵入さ
れる場合でも低湿度にするまで長時間を要さず、さら
に、その低湿度雰囲気を維持させることができる。

【００１３】次に、図２は本発明に係る他の実施形態を
示し、本例の除湿装置２０は、電気化学的素子８がケー
シング３の側壁に配設されると共に、ケーシング３の外
部に軸流ファン２１が配設された送風ダクト２２が設け
られ、その空気吸込口２３がケーシング３内の側壁に開
口され、空気吹出口２４が陽極５の電極面と対峙する位
置に開口されている。なお、軸流ファン２１の羽根車２
５はダクト２２の内部，駆動モータ２６はダクト２２の
外部に配設されている。

【００１４】従って、電気化学素子８に通電して軸流フ
ァン２１を起動させると、ケーシング３内の空気は空気
吸込口２３から送風ダクト２２内を通って空気吹出口２
４から陽極６の電極面に向かって吹き付けられ、その空
気中に含まれる水分が強制的に陽極６に接触されるの
で、除湿効率が向上する。また、軸流ファン２１を駆動
するモータ２６がダクト２２の外部に配設されているの
で、モータ２６から発せられる熱はケーシング３外部の
雰囲気中に発散され、また、電気化学素子８も発熱する
ものではないので、電気化学素子８及び軸流ファン２１
に通電することによりケーシング３内の雰囲気温度が上
昇することはない。したがって、ケーシング３内を厳格
に温度管理する場合であっても、モータ２６等の発熱に
よる悪影響はない。

【００１５】また、図３はさらに他の実施形態を示し、
本例の除湿装置３０は、電気化学的素子８がケーシング
３の側壁に配設されると共に、その陽極５の電極面に向
かってケーシング３内の空気を吹き付けるファン９が、
陽極５の電極面と対峙してケーシング３内に配設される
と共に、陰極６の電極面に向かってケーシング３外の空
気を吹き付ける軸流ファン３１が、陰極５の電極面と対
峙してケーシング３外に配設されている。

【００１６】これによれば、陽極５の電極面にケーシン
グ３内の空気を吹き付けるだけでなく、陰極６の電極面
にケーシング３外の空気が吹き付けられるので、陽極５
で電気分解されて陰極６に運ばれる水素イオンと、陰極
６に吹き付けられる空気に含まれる酸素の結合反応が促
進される。したがって、陰極６で水素イオンが大量に消
費されることとなり、これに伴って、陽極５の電気分解
反応がさらに円滑となり、ケーシング３内をより短い時
間で低湿度雰囲気にまで除湿することができる。

【００１７】なお、ファンは軸流式の軸流ファン９，２
１，３１に限らず、遠心式のシロッコファンやラインフ
ローファンなどでもよい。また、軸流ファン９，３１
は、陽極５及び陰極６の電極面に対峙して配設するに限
らず、ケーシング３の内部及び外部の空気を電極面上に
滞らせないよう任意の位置に配設することができる。さ
らに、本発明の除湿装置１は任意のケーシング３に取り
付けることができ、例えば、貯蔵庫，物品を収納する容
器，磁気ディスク記録装置として使用する場合であって
もよい。

【００１８】

【実施例】ここで、図１に示した除湿装置１のファン９
を外したものを比較例として、図１に示す除湿装置１及
び図３に示す除湿装置３０の性能を確認するため試験運
転を行った。各例ともに、電気化学素子８として、陽極
５及び陰極６の多孔質基材は、いずれも白金めっきした
チタン繊維で厚さ0.2mm に形成した。なお、白金めっき
の厚さは３μｍである。また、陽極５に担持させる親水
性酸化物としては、粒径３〜５μｍのＫＡ型ゼオライト
微粉末を用い、それを白金めっきの電気めっき浴中にめ
っき浴１リットル当たり100 〜200 ｇ添加して、多孔質
基材を形成するチタン繊維の正面に容積比で白金９部：
ＫＡ型ゼオライト微粉末１部の分散メッキ皮膜を形成し
た。

【００１９】固体高分子電解質膜７としては、ナフィオ
ン−117 （デュポン社の登録商標）を用い、それを各電
極５，６となる多孔質基材間に挟んで190 ℃，５０kgf/
cm²の成形圧力でホットプレスして、その電解質膜７の
両面に夫々各電極５，６の多孔質基材が食い込んだ食込
部７ａ，７ｂを形成した。なお、多孔質基材と固体高分
子電解質膜７の有効膜面積はいずれも５０cm² に選定
し、固体高分子電解質膜７の厚さは食込部７ａ，７ｂを
除いて180 μｍ、食込部７ａ，７ｂの深さは夫々170 μ
ｍにした。そして、電極に印加する直流電圧５Ｖ，ケー
シング内温度２５℃，ケーシング容積４５０リットルに
統一し、除湿装置１，３０には直径６cmの軸流ファン
９，３１を取り付け、ケーシング３内の湿度を相対湿度
８０％から５％に低下させるまでに要した時間を測定
し、その結果を表１及び図４に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】実験結果より、ファン９を設けていない場
合は５％に達するまでに２５時間かかるのに対し、ファ
ン９により陽極５に空気を吹き付ける除湿装置１では約
１／４の６時間４０分で除湿することができ、さらに、
ファン９及び３１により陽極５及び陰極６の双方に空気
を吹き付ける除湿装置３０では約１／５の５時間２０分
で除湿できることが確認された。したがって、物品を出
し入れするために蓋２を開閉してケーシング３内に外気
が入り込むことがあっても、短時間でケーシング３内を
低湿度雰囲気まで除湿することができ、また、低湿度雰
囲気に維持することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、被
除湿空間内の空気を流動させるファンが配設されてお
り、陽極の電極面における水または水蒸気の電気分解反
応と、陰極の電極面におけるＨ⁺イオンとＯ₂の再結合
反応が促進されるので、除湿中及び除湿後に、物品を出
し入れするために蓋を開閉してケーシング内に外気が入
り込むことがあっても、短時間でケーシング内を低湿度
雰囲気まで除湿することができ、また、低湿度雰囲気に
維持することができるという大変優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による除湿装置の一例を示す断面図。

【図２】本発明による除湿装置の他の例を示す断面図。

【図３】本発明による除湿装置のさらに他の例を示す断
面図。

【図４】本発明に係る除湿装置の除湿性能を示すグラ
フ。

【図５】従来の除湿装置を示す断面図。

【符号の説明】

１・・・除湿装置３・・・ケーシング４・・・電源５・・・陽極６・・・陰極７・・・固体高分子電解質膜８・・・電気化学的素子９，２１，３１・・ファン２２・・・送風ダクト２３・・・空気吸込口２４・・・空気吹出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今泉三之東京都東久留米市下里一丁目13番13号株式会社オプテックディディ・メルコ・ラボラトリー内 (72)発明者横松得滋東京都東久留米市下里一丁目13番13号株式会社オプテックディディ・メルコ・ラボラトリー内 (72)発明者山内四郎兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源（４）から直流電圧が印加される陽
極（５）と陰極（６）との間に水素イオン交換膜となる
固体高分子電解質膜（７）が挟持された電気化学的素子
（８）が、前記陽極（５）を被除湿空間の内部に向け、
前記陰極（６）を被除湿空間の外部に向けた状態に配設
されると共に、被除湿空間内の空気を前記陽極（５）の
電極面上に滞らせないように送風するファン（９，21）
が配設されていることを特徴とする除湿装置。
【請求項２】前記ファン（９) が、前記陽極（５）の
電極面に向かって被除湿空間内の空気を吹き付けるよう
に当該陽極（５）の電極面と対峙して被除湿空間内に配
設されている請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】前記ファン（21) を配設した送風ダクト
（22）が被除湿空間を形成するケーシング（３）の外部
に設けられ、当該ダクト（22）の空気吸込口（23）が被
除湿空間内の任意の位置に開口され、当該ダクト（22）
の空気吹出口（24）が前記陽極（５）の電極面と対峙す
る位置に開口されている請求項１記載の除湿装置。
【請求項４】前記ファン（９) に加え、被除湿空間の
外気を前記陰極（６）の電極面上に滞らせないように送
風するファン（31) が併設されている請求項１記載の除
湿装置。