JP3701414B2

JP3701414B2 - Dehumidifier

Info

Publication number: JP3701414B2
Application number: JP29976696A
Authority: JP
Inventors: 逸朗酒井; 士郎西元
Original assignee: 帝国ピストンリング株式会社
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: JPH10118442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半密閉筐体、開閉が頻繁な筐体あるいは内部で水分が発生する筐体などを低湿度に保つ除湿装置に関し、例えば海苔・乾物の保管庫や精密機器・電子制御機器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
最近、固体高分子電解膜の両側に陰極と陽極とが形成された除湿ユニットを、陽極を被除湿空間側、陰極を外部空間に向けて配置する除湿器が提案されている（例えば、特開平３−０８９９１４号参照）。
【０００３】
この種の除湿器において、陽極と陰極間に直流電圧を加えて電解を行うと、
陽極反応：Ｈ₂Ｏ → ２Ｈ⁺＋１／２・Ｏ₂＋２ｅ^-
陰極反応：２Ｈ⁺＋１／２・Ｏ₂＋２ｅ^- → Ｈ₂Ｏ
が起きる。その結果、被除湿空間側で酸素が発生し、同時に除湿できる。上記の陽極反応は、陽極が乾燥しているより濡れている方が反応速度が大きいことも知られている。
【０００４】
この種の除湿器で、３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積を有する除湿器は、例えば以下の性能を有している。
・定格電圧：ＡＣ１００Ｖ
・定格電流：０．１Ａ
・到達最低湿度：約６％
・除湿能力：０．５ｇ／ｈ（２５℃、相対湿度７０％）
【０００５】
他方、熱電モジュールで冷却される冷却フィンに被除湿空気を接触させて冷却し結露させるペルチェ素子を利用した除湿ユニットが各種の制御盤で使用されている。この種の除湿器で上記と同程度の定格電力を有する除湿器は、例えば以下の性能を有している。
・定格電圧：ＡＣ１００Ｖ
・定格電流：０．３Ａ
・到達最低湿度：約３５％
・除湿能力：８ｇ／ｈ（３０℃、相対湿度８０％）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、固体高分子電解膜を利用した除湿器は、比較的低い温度・湿度において除湿能力が高いが、高い温度・湿度における除湿能力が低い。このため、半密閉筐体や開閉が頻繁に行われる筐体あるいは内部で水分が発生する筐体を急速に低湿度に保つことができない。
【０００７】
本発明は急速に低湿度まで除湿できる除湿装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の除湿装置は、固体高分子電解膜の両側に陰極と陽極とが形成されて水を電解・除湿する、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニットと、熱電モジュールで水を冷却・除湿する、ペルチェ素子を利用した除湿ユニットと、前記固体高分子電解膜を利用した除湿ユニットの陽極面に水を保持する水保持部材と、前記ペルチェ素子を利用した除湿ユニットで除湿した水を前記水保持部材へ移動させる水移動手段とを備え、前記水移動手段が、ペルチェ素子を利用した除湿ユニットの水排出口が前記水保持部材の上方に配置されていることによって構成されていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、本発明の除湿装置は、被除湿空間が高湿度のとき、ペルチェ素子を利用した除湿ユニットによって急速に低湿度に除湿できる。結露水は、水移動手段によって固体高分子電解膜の陽極面上の水保持部材に移動し、ここで固体高分子電解膜の反応によって被除湿空間側で酸素が発生して除湿されるので、ドレン水を特別に処理する必要がない。この際、固体高分子電解膜の陽極面を濡らすので、電解効率が高い。
【００１０】
被除湿空間内の湿度がペルチェ素子を利用した除湿ユニットで除湿できない低湿度のときは、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニットによってさらに低湿度まで除湿できる。
【００１１】
前記水保持部材は、繊維質または多孔質材料から構成すればよい。
【００１２】
また、前記水保持部材は、前記陽極面の周囲を囲むように立設した筒状のドレン受けを有するようにしてもよい。
【００１５】
高低２水準の電圧の直流電源を備えているのが望ましい。固体高分子電解膜に加える電解電圧を上げてオゾンを発生させると、滅菌・脱臭機能を有する。
【００１６】
被除湿空気の湿度が高いときペルチェ素子を利用した除湿ユニットを運転し、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニットの運転を停止し、被除湿空気の湿度が低いとき固体高分子電解膜を利用した除湿ユニットを運転し、ペルチェ素子を利用した除湿ユニットの運転を停止するように構成してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の除湿装置１は、図１および図２に示されているように、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２と固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３とを備えている。
【００１８】
半密閉筐体４の側壁には開口５が設けられており、この開口５の周囲にパッキン６を介装して開口５を閉塞するように取付パネル７が取り付けられている。そしてこの取付パネル７に、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２と固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３とが設けられている。
【００１９】
ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２を以下説明する。取付パネル７の一部と取付パネル７に固定された箱体とで密閉空間を有する筐体８を構成しており、筐体８内の略中央位置に熱電モジュール９が配置され、熱電モジュール９の吸熱面に冷却フィン１０が固定され、放熱面に放熱フィン１１が固定されている。放熱フィン１１は筐体８に固定され、筐体８内を放熱フィン１１側の放熱空間１２と、冷却フィン１０側の冷却・除湿空間１３とに仕切っており、冷却フィン１０は放熱フィン１１よりも全体的に小さく形成されている。
【００２０】
除湿ユニット２は冷却フィン１０、放熱フィン１１における熱交換を効果的に行うためにファン１４，１５を有している。
【００２１】
筐体８の冷却フィン１０に対向する側壁には吸入口１６と排出口１７とが上下に設けられており、吸入口１６の部分の筐体８内にファン１４が設置されている。このファン１４により、吸入口１６から冷却・除湿空間１３内に吸入された半密閉筐体４内の被除湿空気は冷却フィン１０に接触して冷却・除湿され、除湿された空気が排出口１７から半密閉筐体４内へ排出される。
【００２２】
また、筐体８の放熱フィン１１に対向する側壁には排出口１８と吸入口１９とが上下に設けられており、排出口１８の部分の筐体８内にファン１５が設置されている。このファン１５により、吸入口１９から吸入された外部空気は後述する電源ユニット２０や放熱フィン１１を冷却した後、排出口１８から外部空間に排出される。
【００２３】
筐体８内の放熱空間１２において下部に配置されている電源ユニット２０は、熱電モジュール９と後述する固体高分子電解膜２３とに通電する直流電源であり、吸入口１９の一部分に臨んで配置されている。
【００２４】
筐体８内の冷却・除湿空間１３における冷却フィン１０の真下位置には、冷却フィン１０から滴下する水を受け止める水受け２１が設けられている。水受け２１の下端の排出口は筐体８の底壁を貫通して外部に臨んでいる。この水受け２１の下端の排出口には導水部材２２が固定されており、導水部材２２は下方に延びて後述する固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３における水保持部材２６に臨んでいる。導水部材２２は水受け２１から水を水保持部材２６に導く水路を形成している管路部材を示しているが、繊維質のウイック等を使用することもできる。導水部材２２を使用することによって、両除湿ユニット２，３を自由に配置することができる。
【００２５】
次に、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３を説明する。固体高分子電解膜２３の一方の面には陰極２４が固定され、もう一方の面には陽極２５が固定されている。陰極２４と陽極２５は、水分子、水素分子のそれぞれのイオンが通過できるように多孔質性を備えた電極であることは燃料電池の場合と同じであり、さらに電気分解の反応を効果的に行うため、電極２４，２５には触媒が添加されている。陽極２５の固体高分子電解膜２３と反対側の面には繊維質または多孔質材料からなる水保持部材２６が固定されており、水保持部材２６の真下位置には受け皿２７が設置されている。
【００２６】
上記固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３は、陰極２４が取付パネル７に形成されている開口２８部に配置され、陽極２５が半密閉筐体４内に配置され、陰極２４の周縁に固定された取付具２９が絶縁パッキン３０を介装して取付パネル７に取り付けられている。
【００２７】
以下、上記除湿装置１の作用を説明する。
ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２の熱電モジュール９に直流電圧が加えられると、冷却フィン１０は冷却され、放熱フィン１１は加熱されて冷却熱の外にペルチェ素子のジュール熱損失分を合計した熱量が放出される。ファン１４によって半密閉筐体４内の被除湿空気が冷却・除湿空間１３に入り、冷却フィン１０に接触して冷却されると、空気中の水分は冷却フィン１０に凝縮する。そして凝縮水分は水滴となり、冷却フィン１０から滴下する。
【００２８】
冷却フィン１０から滴下した水は水受け２１で受け止められ、導水部材２２を通って、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３の水保持部材２６に移動する。
【００２９】
水保持部材２６に移動した水は、陽極２５面を濡らす。陰極２４と陽極２５間に直流電圧が加えられると、半密閉筐体４内の陽極２５側では水が電気分解されて酸素と水素が発生し、陽極２５側で発生した水素は陰極２４側に移動して水素のままあるいは空気中の酸素と反応して水（水蒸気）となって外部空間に排出される。
【００３０】
以上のようにして、半密閉筐体４内は、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２によって急速に低湿度まで除湿される。そしてその際に生じた結露水は、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３によって処理されるため、特別に結露水を処理する必要がない。そして、半密閉筐体４内が、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２では除湿できない低湿度まで達したときは、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３が半密閉筐体４内の空気中の水分をさらに除湿してさらに低湿度まで除湿する。
【００３１】
図３は本発明の別の実施形態２に係る除湿装置を示す。前記実施形態１における除湿装置が陰極２４を外部空間に露出した形式であるのに対して、本実施形態２における除湿装置は陰極を被除湿空間内部に配置するようにしたものである。
【００３２】
本実施形態２における除湿装置１も、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２と固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３とを備えている。ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２は前記実施形態１で説明したものと同じ構造を有しているが、次の点でのみ相違している。
【００３３】
すなわち、水受け２１の下端部の排出口が筐体８の底壁から少し突出して配置されており、水受け２１の下方に導水部材としてのドレンタンク３１が設置されている。ドレンタンク３１は水受け２１の排出口の真下位置に受口を有しており、底壁に排出口を有している。そしてドレンタンク３１の下方位置に固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３の水保持部材２６が配置されている。なお、導水部材は前記実施形態１で説明したように管路状部材や繊維質のウィック等を使用してもよい。
【００３４】
以下、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３を説明する。固体高分子電解膜２３の両面には前記実施形態１と同じように陰極２４と陽極２５とが固定されている。陽極２５の固体高分子電解膜２３と反対側の面には、周囲に筒状のドレン受け３２を備え、繊維質または多孔質材料からなる水保持部材２６が固定されている。
【００３５】
上記固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３は、半密閉筐体４内に、陰極２４が下方に、水保持部材２６が上方になるようにして配置され、半密閉筐体４の内側面に固定されている取付板３３に固定されている。そして陰極２４にはダクト３４が接続されている。ダクト３４は陰極２４面の周囲に接続されて半密閉筐体４の側壁に向かって延び、半密閉筐体４の側壁を貫通して外部に突出している。このダクト３４は、陰極２４で発生する発生機の水素が空気中の酸素と結合して生じる水（水蒸気）が半密閉筐体４内に入らないようにするためである。
【００３６】
以下、本実施形態２における除湿装置１の作用を説明する。
ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２によって、前記実施形態１で説明したように、半密閉筐体４内の空気が冷却・除湿空間１３に入り、冷却フィン１０に接触して冷却され、空気中の水分が凝縮し、凝縮水分は水滴となって冷却フィン１０から滴下する。
【００３７】
冷却フィン１０から滴下した水は水受け２１で受け止められ、水受け２１の排出口から一旦、ドレンタンク３１に入る。ドレンタンク３１に入った水はドレンタンク３１の排出口から固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３の水保持部材２６に移動する。
【００３８】
水保持部材２６に移動した水は、陽極２５面を濡らす。陰極２４と陽極２５間に直流電圧が加えられると、半密閉筐体４内の陽極２５側では水が電気分解されて酸素と水素が発生し、陽極２５側で発生した水素は陰極２４側に移動して水素のままあるいは空気中の酸素と反応して水（水蒸気）となり、ダクト３４を通って外部空間に排出される。
【００３９】
以上のようにして、半密閉筐体４内は、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２によって急速に低湿度まで除湿され、その際に生じた結露水は、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３によって処理される。そして、半密閉筐体４内が、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２では除湿できない低湿度まで達したときは、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３が半密閉筐体４内の空気中の水分をさらに除湿してさらに低湿度まで除湿する。
【００４０】
なお、前記実施形態１，２において、被除湿空気の湿度が高いときペルチェ素子を利用した除湿ユニット２を運転し、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３の運転は停止し、被除湿空気の湿度が低いとき固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３を運転し、ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２の運転を停止するように構成することもできる。このように両除湿ユニット２，３の運転を制御すると、直流電源が小さくて済むため、装置を小型化できる。
【００４１】
また、前記実施形態１，２において、電源ユニット２０が高低２水準の電圧の直流電源を備えるようにして、固体高分子電解膜に加える電解電圧が高の状態でオゾンが発生するようにすれば、滅菌・脱臭機能を有する除湿装置となる。
【００４２】
次に、本発明の除湿装置が半密閉筐体を急速に低湿度に除湿することを示す試験を説明する。試験装置は、図４に示されているように、温度２５℃、相対湿度７５％に保たれた外箱（図示せず）と、寸法５００×５００×５００（ｍｍ）で一部が開口している内箱４０（開口４１寸法：２ｃｍ×２ｃｍ）と、除湿装置１と、温度調整手段（図示せず）とからなっている。４２は温度・湿度などを測定する計測器である。試験は、内箱４０内の湿度が外箱内の湿度と平衡した後、内箱４０内の温度を外箱と同一に保ちながら、内箱４０内に取り付けられている除湿装置１の運転を開始し、時間とともに内箱４０内の湿度を測定した。
【００４３】
試験に使用した３種類の除湿装置は、前記実施形態１で説明した除湿装置（実施例１）、前記実施形態１で説明した除湿装置においてペルチェ素子を利用した除湿ユニット２の運転を行わないもの（比較例１）、前記実施形態１で説明した除湿装置において固体高分子電解膜を利用した除湿ユニットの運転を行わないもの（比較例２）である。
【００４４】
各除湿ユニット２，３の定格は次の通りである。
ペルチェ素子を利用した除湿ユニット２：
電流：０．４Ａ
電圧：ＡＣ１００Ｖ
固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３：
電流：０．１５Ａ
電圧：ＡＣ１００Ｖ
【００４５】
試験結果を図５に示す。図５において、各除湿装置による湿度変化曲線は、次の特徴を有する。
【００４６】
（実施例１の除湿装置）
１．最初、冷却フィンが熱容量を有するので、湿度低下が遅れる。
２．冷却フィン温度が露点以下に低下すると、急速に湿度が下がる。
３．湿度低下とともに湿度の低下速度が減少する。
４．湿度３５％でペルチェ素子を利用した除湿ユニット２の作用が無くなり、固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３の陽極２５が乾燥するので、湿度低加速度が更に低下する。
５．固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット３の除湿作用によって、湿度５．８％で平衡する。平衡に達する時間は７時間である。
【００４７】
（比較例１の除湿装置）
１．湿度低下は遅れなしに始まるが、上記実施例１の除湿装置に比べると、湿度の低下速度が小さい欠点がある。
２．平衡湿度に達する時間は上記実施例１の除湿装置と同様である。
【００４８】
（比較例２の除湿装置）
１．除湿開始直後は上記実施例１の除湿装置と同様に湿度低下するが、平衡湿度が３５％と高い欠点がある。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の除湿装置によれば、急速に低湿度まで除湿でき、海苔・乾物の保管庫あるいは精密機器・電子制御機器に適用して被保管物の品質を長時間維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部詳細縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す要部詳細縦断面図である。
【図４】試験装置を示す斜視図である。
【図５】試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１除湿装置
２ペルチェ素子を利用した除湿ユニット
３固体高分子電解膜を利用した除湿ユニット
４半密閉筐体
５開口
６パッキン
７取付パネル
８筐体
９熱電モジュール
１０冷却フィン
１１放熱フィン
１２放熱空間
１３冷却・除湿空間
１４，１５ファン
１６，１９吸入口
１７，１８排出口
２０電源ユニット
２１水受け
２２導水部材
２３固体高分子電解膜
２４陰極
２５陽極
２６水保持部材
２７受け皿
２８開口
２９取付具
３０絶縁パッキン
３１ドレンタンク
３２ドレン受け
３３取付板
３４ダクト
４０内箱
４１開口
４２計測器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dehumidifying device that maintains a semi-sealed housing, a housing that frequently opens and closes or a housing that generates moisture inside at a low humidity, and is applied to, for example, a laver / dry matter storage, precision equipment, and electronic control equipment. It is effective.
[0002]
[Prior art]
Recently, a dehumidifier has been proposed in which a dehumidifying unit in which a cathode and an anode are formed on both sides of a solid polymer electrolyte membrane is disposed with the anode facing the dehumidified space and the cathode facing the external space (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 3-089914).
[0003]
In this type of dehumidifier, when direct current is applied between the anode and the cathode to perform electrolysis,
Anodic reaction: H ₂ O → 2H ^{+ +} 1/2 · O ₂ + 2e ⁻
Cathodic reaction: 2H ^{+ +} 1/2 · O ₂ + 2e ⁻ → H ₂ O
Happens. As a result, oxygen is generated on the dehumidified space side and can be dehumidified simultaneously. It is also known that the above anodic reaction has a higher reaction rate when the anode is wet than when it is dry.
[0004]
In this type of dehumidifier, a dehumidifier having an area of 3.5 cm × 3.5 cm has the following performance, for example.
・ Rated voltage: AC100V
・ Rated current: 0.1A
・ Minimum humidity: about 6%
Dehumidification capacity: 0.5 g / h (25 ° C., relative humidity 70%)
[0005]
On the other hand, dehumidification units using Peltier elements that cool and condense dehumidified air in contact with cooling fins cooled by thermoelectric modules are used in various control panels. A dehumidifier having the same rated power as the above in this type of dehumidifier has, for example, the following performance.
・ Rated voltage: AC100V
・ Rated current: 0.3A
・ Minimum humidity: about 35%
Dehumidification capacity: 8 g / h (30 ° C., relative humidity 80%)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a dehumidifier using a solid polymer electrolyte membrane has a high dehumidifying ability at a relatively low temperature and humidity, but has a low dehumidifying ability at a high temperature and humidity. For this reason, a semi-sealed casing, a casing that is frequently opened and closed, or a casing that generates moisture inside cannot be rapidly kept at low humidity.
[0007]
An object of this invention is to provide the dehumidification apparatus which can dehumidify rapidly to low humidity.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The dehumidifying device of the present invention includes a dehumidifying unit using a solid polymer electrolyte membrane in which a cathode and an anode are formed on both sides of the solid polymer electrolyte membrane to electrolyze and dehumidify the water, and the thermoelectric module cools and dehumidifies the water. to a dehumidifying unit that utilizes a Peltier element, before Symbol and water holding member for holding the water to the anode surface of the dehumidifying unit utilizing a solid polymer electrolyte membrane, the water dehumidified by the dehumidifying unit utilizing the Peltier element and the Water moving means for moving to the water holding member, and the water moving means is configured by disposing a water discharge port of a dehumidifying unit using a Peltier element above the water holding member. Features.
[0009]
Therefore, the dehumidifying device of the present invention can be rapidly dehumidified to a low humidity by a dehumidifying unit using a Peltier element when the space to be dehumidified is high in humidity. Condensed water moves to the water holding member on the anode surface of the solid polymer electrolyte membrane by the water moving means, where oxygen is generated and dehumidified on the dehumidified space side by the reaction of the solid polymer electrolyte membrane. There is no need to treat drain water specially. At this time, since the anode surface of the solid polymer electrolyte membrane is wetted, the electrolysis efficiency is high.
[0010]
When the humidity in the dehumidified space is low enough to be dehumidified by a dehumidifying unit using a Peltier element, it can be dehumidified to a lower humidity by a dehumidifying unit using a solid polymer electrolyte membrane.
[0011]
The water holding member may be made of a fibrous or porous material.
[0012]
The water holding member may have a cylindrical drain receiver standing upright so as to surround the periphery of the anode surface.
[0015]
It is desirable to have a DC power supply with two levels of high and low voltages. When ozone is generated by increasing the electrolysis voltage applied to the solid polymer electrolyte membrane, it has a sterilization / deodorization function.
[0016]
When the humidity of the dehumidified air is high, operate the dehumidifying unit using the Peltier element, stop the operation of the dehumidifying unit using the solid polymer electrolyte membrane, and use the solid polymer electrolyte membrane when the humidity of the dehumidified air is low The dehumidifying unit may be operated, and the operation of the dehumidifying unit using the Peltier element may be stopped.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 and 2, the dehumidifying device 1 of the present invention includes a dehumidifying unit 2 using a Peltier element and a dehumidifying unit 3 using a solid polymer electrolyte membrane.
[0018]
An opening 5 is provided on the side wall of the semi-sealed housing 4, and a mounting panel 7 is attached around the opening 5 so as to close the opening 5 with a packing 6 interposed therebetween. The mounting panel 7 is provided with a dehumidifying unit 2 using a Peltier element and a dehumidifying unit 3 using a solid polymer electrolyte membrane.
[0019]
The dehumidifying unit 2 using a Peltier element will be described below. A housing 8 having a sealed space is constituted by a part of the mounting panel 7 and a box fixed to the mounting panel 7, and a thermoelectric module 9 is disposed at a substantially central position in the housing 8. The cooling fins 10 are fixed to the heat absorption surface of the heat radiation, and the heat radiation fins 11 are fixed to the heat radiation surface. The radiating fin 11 is fixed to the housing 8, and the inside of the housing 8 is divided into a radiating space 12 on the radiating fin 11 side and a cooling / dehumidifying space 13 on the cooling fin 10 side. Is also formed small overall.
[0020]
The dehumidifying unit 2 has fans 14 and 15 in order to effectively exchange heat between the cooling fins 10 and the heat radiating fins 11.
[0021]
A suction port 16 and a discharge port 17 are provided vertically on the side wall of the housing 8 facing the cooling fin 10, and a fan 14 is installed in the housing 8 in the portion of the suction port 16. By this fan 14, the dehumidified air in the semi-sealed housing 4 sucked into the cooling / dehumidifying space 13 from the suction port 16 contacts the cooling fin 10 to be cooled / dehumidified, and the dehumidified air is discharged to the discharge port 17. To the semi-sealed housing 4.
[0022]
Further, a discharge port 18 and a suction port 19 are provided vertically on the side wall of the housing 8 facing the heat radiating fins 11, and a fan 15 is installed in the housing 8 in the portion of the discharge port 18. The external air sucked from the suction port 19 by the fan 15 is discharged from the discharge port 18 to the external space after cooling the power supply unit 20 and the radiation fins 11 described later.
[0023]
The power supply unit 20 disposed at the lower part of the heat radiation space 12 in the housing 8 is a direct current power source for energizing the thermoelectric module 9 and a solid polymer electrolyte membrane 23 described later, and is disposed facing a part of the inlet 19. Has been.
[0024]
A water receiver 21 that receives water dripped from the cooling fin 10 is provided at a position directly below the cooling fin 10 in the cooling / dehumidifying space 13 in the housing 8. The discharge port at the lower end of the water receiver 21 passes through the bottom wall of the housing 8 and faces the outside. A water guide member 22 is fixed to the discharge port at the lower end of the water receiver 21, and the water guide member 22 extends downward and faces a water holding member 26 in the dehumidifying unit 3 using a solid polymer electrolyte membrane described later. . The water guide member 22 is a conduit member that forms a water channel that guides water from the water receiver 21 to the water holding member 26, but a fibrous wick or the like can also be used. By using the water guide member 22, both the dehumidifying units 2 and 3 can be freely arranged.
[0025]
Next, the dehumidifying unit 3 using a solid polymer electrolyte membrane will be described. A cathode 24 is fixed to one surface of the solid polymer electrolyte membrane 23, and an anode 25 is fixed to the other surface. The cathode 24 and the anode 25 are electrodes having a porous property so that ions of water molecules and hydrogen molecules can pass therethrough, as in the case of a fuel cell, and further, an electrolysis reaction is effectively performed. To do so, a catalyst is added to the electrodes 24 and 25. A water holding member 26 made of a fibrous or porous material is fixed to the surface of the anode 25 opposite to the solid polymer electrolyte membrane 23, and a receiving tray 27 is installed immediately below the water holding member 26. .
[0026]
In the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane, the cathode 24 is disposed in the opening 28 formed in the mounting panel 7, the anode 25 is disposed in the semi-sealed housing 4, A fixed attachment 29 is attached to the attachment panel 7 with an insulating packing 30 interposed therebetween.
[0027]
Hereinafter, the operation of the dehumidifier 1 will be described.
When a DC voltage is applied to the thermoelectric module 9 of the dehumidifying unit 2 using the Peltier element, the cooling fin 10 is cooled, and the heat radiating fin 11 is heated, and the amount of heat obtained by adding the Joule heat loss of the Peltier element in addition to the cooling heat. Is released. When the dehumidified air in the semi-enclosed housing 4 enters the cooling / dehumidifying space 13 by the fan 14 and comes into contact with the cooling fin 10 and is cooled, moisture in the air condenses into the cooling fin 10. The condensed moisture becomes water droplets and drops from the cooling fin 10.
[0028]
The water dripped from the cooling fin 10 is received by the water receiver 21, passes through the water guide member 22, and moves to the water holding member 26 of the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane.
[0029]
The water moved to the water holding member 26 wets the surface of the anode 25. When a DC voltage is applied between the cathode 24 and the anode 25, water is electrolyzed on the anode 25 side in the semi-sealed housing 4 to generate oxygen and hydrogen, and the hydrogen generated on the anode 25 side is on the cathode 24 side. It moves and reacts with oxygen in the air or in the form of water (water vapor) that is discharged into the external space.
[0030]
As described above, the inside of the semi-enclosed casing 4 is rapidly dehumidified to a low humidity by the dehumidifying unit 2 using a Peltier element. And the dew condensation water produced at that time is processed by the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane, so there is no need to treat the dew condensation water specially. When the inside of the semi-sealed housing 4 reaches a low humidity that cannot be dehumidified by the dehumidifying unit 2 using the Peltier element, the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane is in the air inside the semi-sealed housing 4 The moisture is further dehumidified and further dehumidified.
[0031]
FIG. 3 shows a dehumidifier according to another embodiment 2 of the present invention. The dehumidifying device in the first embodiment is a type in which the cathode 24 is exposed to the external space, whereas the dehumidifying device in the second embodiment is configured such that the cathode is disposed inside the dehumidified space.
[0032]
The dehumidifying device 1 according to the second embodiment also includes a dehumidifying unit 2 using a Peltier element and a dehumidifying unit 3 using a solid polymer electrolyte membrane. The dehumidifying unit 2 using the Peltier element has the same structure as that described in the first embodiment, but is different only in the following points.
[0033]
That is, the discharge port at the lower end portion of the water receiver 21 is disposed so as to slightly protrude from the bottom wall of the housing 8, and a drain tank 31 as a water guide member is installed below the water receiver 21. The drain tank 31 has a receiving port at a position directly below the discharging port of the water receiver 21 and has a discharging port on the bottom wall. A water holding member 26 of the dehumidifying unit 3 using a solid polymer electrolyte membrane is disposed below the drain tank 31. As described in the first embodiment, a conduit member, a fibrous wick, or the like may be used as the water guide member.
[0034]
Hereinafter, the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane will be described. The cathode 24 and the anode 25 are fixed to both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 23 as in the first embodiment. The surface of the anode 25 opposite to the solid polymer electrolyte membrane 23 is provided with a cylindrical drain receiver 32 around it, and a water holding member 26 made of a fibrous or porous material is fixed thereto.
[0035]
The dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane is disposed in the semi-sealed casing 4 with the cathode 24 facing downward and the water holding member 26 facing upward. It is being fixed to the attachment plate 33 currently fixed to. A duct 34 is connected to the cathode 24. The duct 34 is connected to the periphery of the surface of the cathode 24, extends toward the side wall of the semi-sealed housing 4, passes through the side wall of the semi-sealed housing 4, and protrudes to the outside. This duct 34 is for preventing water (water vapor) generated by combining hydrogen of the generator generated at the cathode 24 with oxygen in the air from entering the semi-enclosed casing 4.
[0036]
Hereinafter, the operation of the dehumidifying apparatus 1 according to the second embodiment will be described.
As described in the first embodiment, the dehumidifying unit 2 using the Peltier element allows the air in the semi-enclosed housing 4 to enter the cooling / dehumidifying space 13 and be cooled by contacting the cooling fins 10. The water is condensed, and the condensed water is dropped from the cooling fin 10 as water droplets.
[0037]
The water dripped from the cooling fin 10 is received by the water receiver 21 and enters the drain tank 31 through the outlet of the water receiver 21. The water that has entered the drain tank 31 moves from the discharge port of the drain tank 31 to the water holding member 26 of the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane.
[0038]
The water moved to the water holding member 26 wets the surface of the anode 25. When a DC voltage is applied between the cathode 24 and the anode 25, water is electrolyzed on the anode 25 side in the semi-sealed housing 4 to generate oxygen and hydrogen, and the hydrogen generated on the anode 25 side is on the cathode 24 side. It moves and reacts with oxygen in the air or with water to form water (water vapor) and is discharged to the external space through the duct 34.
[0039]
As described above, the inside of the semi-enclosed casing 4 is rapidly dehumidified to a low humidity by the dehumidifying unit 2 using a Peltier element, and the dew condensation water generated at that time is dehumidified using a solid polymer electrolyte membrane. 3 is processed. When the inside of the semi-sealed housing 4 reaches a low humidity that cannot be dehumidified by the dehumidifying unit 2 using the Peltier element, the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane is in the air inside the semi-sealed housing 4 The moisture is further dehumidified and further dehumidified.
[0040]
In the first and second embodiments, when the humidity of the dehumidified air is high, the dehumidifying unit 2 using the Peltier element is operated, the operation of the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane is stopped, and the dehumidified air is When the humidity is low, the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane can be operated, and the operation of the dehumidifying unit 2 using the Peltier element can be stopped. Controlling the operation of both dehumidifying units 2 and 3 in this way can reduce the size of the apparatus because the DC power supply can be small.
[0041]
Further, in the first and second embodiments, if the power supply unit 20 is provided with a DC power supply having two high and low voltages so that ozone is generated when the electrolytic voltage applied to the solid polymer electrolyte membrane is high. It becomes a dehumidifying device having a sterilization / deodorizing function.
[0042]
Next, the test which shows that the dehumidification apparatus of this invention dehumidifies a semi-sealed housing | casing rapidly to low humidity is demonstrated. As shown in FIG. 4, the test apparatus has an outer box (not shown) maintained at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 75%, and a size of 500 × 500 × 500 (mm) with a part opened. The inner box 40 (opening 41 size: 2 cm × 2 cm), the dehumidifying device 1, and temperature adjusting means (not shown) are included. Reference numeral 42 denotes a measuring instrument for measuring temperature and humidity. In the test, after the humidity in the inner box 40 is balanced with the humidity in the outer box, the operation of the dehumidifier 1 attached in the inner box 40 is performed while keeping the temperature in the inner box 40 the same as that in the outer box. The humidity in the inner box 40 was measured over time.
[0043]
The three types of dehumidifying devices used in the tests are those that do not operate the dehumidifying unit 2 using the Peltier element in the dehumidifying device described in the first embodiment (Example 1) and the dehumidifying device described in the first embodiment. (Comparative Example 1), in the dehumidifying apparatus described in Embodiment 1, the dehumidifying unit using the solid polymer electrolyte membrane is not operated (Comparative Example 2).
[0044]
The ratings of the dehumidifying units 2 and 3 are as follows.
Dehumidification unit 2 using Peltier elements:
Current: 0.4A
Voltage: AC100V
Dehumidification unit 3 using solid polymer electrolyte membrane:
Current: 0.15A
Voltage: AC100V
[0045]
The test results are shown in FIG. In FIG. 5, the humidity change curve by each dehumidifier has the following characteristics.
[0046]
(Dehumidifier of Example 1)
1. At first, since the cooling fin has a heat capacity, the humidity reduction is delayed.
2. When the cooling fin temperature falls below the dew point, the humidity decreases rapidly.
3. The rate of decrease in humidity decreases with decreasing humidity.
4). Since the function of the dehumidifying unit 2 using the Peltier element is lost at a humidity of 35% and the anode 25 of the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane is dried, the humidity acceleration is further reduced.
5. Due to the dehumidifying action of the dehumidifying unit 3 using the solid polymer electrolyte membrane, equilibrium is achieved at a humidity of 5.8%. The time to reach equilibrium is 7 hours.
[0047]
(Dehumidifier of Comparative Example 1)
1. Although the humidity reduction starts without a delay, there is a drawback that the rate of humidity reduction is small compared to the dehumidifying device of the first embodiment.
2. The time to reach the equilibrium humidity is the same as that of the dehumidifying device of the first embodiment.
[0048]
(Dehumidifier of Comparative Example 2)
1. Immediately after the start of dehumidification, the humidity decreases as in the dehumidifier of Example 1, but there is a disadvantage that the equilibrium humidity is as high as 35%.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the dehumidifying apparatus of the present invention, it is possible to rapidly dehumidify to low humidity, and to maintain the quality of stored objects for a long time by applying it to a laver / dry matter storage or precision equipment / electronic control equipment. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a detailed longitudinal sectional view of an essential part showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed longitudinal sectional view showing a main part of another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a test apparatus.
FIG. 5 is a graph showing test results.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dehumidification apparatus 2 Dehumidification unit using a Peltier element 3 Dehumidification unit using a solid polymer electrolyte membrane 4 Semi-hermetic housing 5 Opening 6 Packing 7 Mounting panel 8 Housing 9 Thermoelectric module 10 Cooling fin 11 Radiation fin 12 Radiation space 13 Cooling / Dehumidifying Space 14, 15 Fan 16, 19 Suction Port 17, 18 Discharge Port 20 Power Supply Unit 21 Water Receptor 22 Water Conveying Member 23 Solid Polymer Electrolyte Membrane 24 Cathode 25 Anode 26 Water Holding Member 27 Receiving Plate 28 Opening 29 Attachment 30 Packing 31 Drain tank 32 Drain receiver 33 Mounting plate 34 Duct 40 Inner box 41 Opening 42 Measuring instrument

Claims

A dehumidifying unit using a solid polymer electrolyte membrane that has a cathode and an anode formed on both sides of the solid polymer electrolyte membrane to electrolyze and dehumidify water, and a Peltier element that cools and dehumidifies water with a thermoelectric module a dehumidifying unit, before Symbol polymer on the anode surface of the dehumidifying unit utilizing the electrolyte membrane and the water holding member for holding the water, the water to move the water dehumidified by the dehumidifying unit utilizing the Peltier element to the water holding member A dehumidifying device comprising: a moving means , wherein the water moving means is configured such that a water discharge port of a dehumidifying unit using a Peltier element is disposed above the water holding member .

The dehumidifying device according to claim 1, wherein the water holding member is made of a fibrous or porous material.

The dehumidifying device according to claim 1 or 2, wherein the water holding member has a cylindrical drain receiver standing upright so as to surround the periphery of the anode surface.

2. A dehumidifying device according to claim 1, further comprising a direct current power source having high and low voltage levels.

When the humidity of the dehumidified air is high, operate the dehumidifying unit using the Peltier element, stop the operation of the dehumidifying unit using the solid polymer electrolyte membrane, and use the solid polymer electrolyte membrane when the humidity of the dehumidified air is low The dehumidifying device according to claim 1, wherein the dehumidifying unit is configured to operate and to stop the operation of the dehumidifying unit using a Peltier element.