(57)【要約】本発明は、電子機器を備える筐体１の内部を除湿して湿度を制御する装置２及び方法に関する。装置２は、筐体１の外部の周囲空気と接触するように配置される加熱素子３と、筐体１の内部の周囲空気と接触するように配置される冷却素子４とを備える。冷却素子４において凝縮した露が、加熱素子３へ導かれ、冷却素子４において凝縮した空気からの湿度は、加熱素子３へ輸送されて蒸発可能であり、水導手段は毛細管構造６を備える。なお、本発明の別の観点では、加熱及び冷却素子の機能を交換し、水の流れを逆にして、湿度制御構成を提供可能である。【選択図】図４
2010502020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を備える筐体（１）のための除湿器（２）であって、前記除湿器は、加熱素子（３）と冷却素子（４）とを備え、前記冷却素子（４）は前記筐体（１）の内部の周囲空気と接触するように配置され、前記加熱素子（３）は前記筐体（１）の外部の周囲空気に接触するように配置され、前記除湿器（２）には、前記冷却素子（４）において凝縮した露を前記加熱素子（３）へ導いて、前記冷却素子（４）において凝縮した空気からの湿度が前記加熱素子（３）へ輸送されて蒸発可能となる水導手段（５）がさらに設けられ、前記水導手段は毛細管構造（６）を備える、除湿器（２）。
【請求項２】
前記毛細管構造（６）は、前記加熱素子（３）と接触しており、前記冷却素子（４）において凝縮した水を前記加熱素子（３）へ導く、請求項１に記載の除湿器（２）。
【請求項３】
前記毛細管構造の第１の部分（６ａ）が前記加熱素子（３）の表面の少なくとも一部を覆い、凝縮した露を熱側において蒸発させ、前記毛細管構造（６ｂ）の第２の部分が前記冷却素子（４）の表面の少なくとも一部を覆い、冷側において凝縮した露を吸収し、前記毛細管構造（６）の前記第１の部分及び前記第２の部分（６ａ、６ｂ）は水導手段（５）によって互いに接続される、請求項２に記載の除湿器（２）。
【請求項４】
前記毛細管構造（６）の前記第１の部分（６ａ）と前記第２の部分（６ｂ）とを接続する前記水導手段（５）は、前記毛細管構造（６）の第３の部分（６ｃ）を備える、請求項３に記載の除湿器（２）。
【請求項５】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）は、第１の表面（８）と第２の表面（９）とを有する１つの物体（７）として形成され、前記加熱素子（３）は前記第１の表面（８）に配置され、前記冷却素子（４）は前記第２の表面（９）に配置される、先行する請求項のいずれか１項に記載の除湿器（２）。
【請求項６】
前記物体（７）はペルチェ素子（３）を備える、請求項５に記載の除湿器（２）。
【請求項７】
前記加熱及び冷却物体（７）の前記第１の表面（８）及び前記第２の表面（９）は、互いに反対に配置され、前記毛細管構造の前記第３の部分（６ｃ）は、前記物体（７）の外側に配置され、前記毛細管構造（６）の前記第１の部分（６ａ）と前記第２の部分（６ｂ）との間で水を導く、請求項４及び５に記載の除湿器（２）。
【請求項８】
１又は複数の孔（１０）が前記冷却及び加熱物体（７）に提供され、前記冷却及び加熱物体（７）の前記第１の表面（８）と前記第２の表面（９）とを接続し、前記毛細管構造（６）の前記第３の部分（６ｃ）は、前記少なくとも１つの孔（１０）に配置され、前記毛細管構造（６）の前記第１の部分（６ａ）と前記第２の部分（６ｂ）との間で水を導く、請求項４及び５に記載の除湿器（２）。
【請求項９】
１又は複数の孔（１０）が前記冷却及び加熱物体（７）に提供され、前記冷却及び加熱物体（７）の前記第１の表面（８）と前記第２の表面（９）とを接続し、前記孔には毛細管構造（６）が、前記毛細管構造（６）が前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）と接触して、蒸発する凝縮水の冷側（４）から暖側（３）へのウィッキングのための１又は複数の毛細管カラム（１１）を形成するように、設けられる、請求項５に記載の除湿器（２）。
【請求項１０】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）は、前記筐体（１）の外壁（１２）に、又は前記筐体（１）の外壁（１２）に隣接して搭載される、先行する請求項のいずれか１項に記載の除湿器（２）。
【請求項１１】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）は、前記筐体（１）の内部に搭載され、それにより、前記加熱素子（３）は、空気排気ダクト（１３）を介して前記筐体（２）の外部に接続される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の除湿器（２）。
【請求項１２】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）の機能を交換して、除湿処理を変化させて、加湿処理を提供する、いずれかの先行する請求項に記載の除湿器（２）。
【請求項１３】
電子機器を備える筐体（１）のための湿度制御処理であって、
前記筐体（２）の内部の周囲空気と接触し、前記周囲空気からの水蒸気を凝縮するように配置される冷却素子を提供するステップと、
前記筐体（１）の外部の周囲空気と接触するように配置される加熱素子（３）を提供するステップと、
前記冷却素子（４）において凝縮した露を前記加熱素子（３）へ導く水導手段（５）を提供するステップとを含み、
それにより、前記冷却素子（４）において凝縮した水蒸気が、前記加熱素子（３）へ導かれ、前記加熱素子（３）において蒸発し、前記筐体（１）の内部の空気を除湿し、前記冷却素子（４）空前記加熱素子（３）への少なくとも一部の間の凝縮した水は、毛細管力によって輸送される、湿度制御処理。
【請求項１４】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）の機能を交換して、水の流れを逆にして、前記筐体（１）の内部の空気を加熱することが可能である、請求項１３に記載の湿度制御処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器を備える筐体内部を除湿して湿度を制御する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿潤環境又は水に曝露され得るところに位置するように予定された電子機器が防水筺体によってしばしば保護される。しかしながら、水が筺体に入る可能性のある小さな入口、例えばギャップ、小孔又は拡散漏洩があり得る。このキャビネットを完全に防水にするのはしばしば費用のかかる手続であり、多くの場合、例えば霧又は湿度のような水が、製品が新品のときにすでにキャビネットに入り込む可能性がある。製品が完全に防水とされても、通常使用における劣化、製品への予期せぬ衝撃又は暴行、又は防水保護システムの劣化をもたらし得る例えば太陽や風、雨のような環境への曝露により、品質が悪化する場合があり、そのため水又は湿潤空気がキャビネットに入り込む場合がある。メンテナンス作業のためにキャビネットを開ける際に、水蒸気又は水がキャビネットへ入ってくることになるというリスクもある。いかなる理由で水蒸気がキャビネットの内部に閉じ込められようと、湿度が制御されないと、水蒸気がキャビネット内で腐食問題を引き起こすであろう。
【０００３】
本発明によって除湿されるように予定されるキャビネットのサイズは、例えば２から５００リットルまで（０．００２〜０．５００立方メートル）のように、幅広く変わるサイズであってもよい。このサイズは、長期的な腐食保護が望まれる多くの異なる低電力消散機器を表す。上述のようなサイズの機器の除湿について、除湿分野において一般に使用される除湿又は換気装置を導入することは大抵難しい。この装置は、例えば加熱素子、ファン及び換気導管のような何らかのアクティブ除湿器を大抵備え、一般にかなりかさばるものであり、小さなスペースに収めるのが難しい。このようなシステムのかなり複雑な構成はそれらを高価にするものであり、応用的構成は、さらに、構成における何かが故障する場合があったり、動作するために不定期にサービスされる必要があったりするというリスクの一因となる。多くの場合、除湿装置が使用される予定であるキャビネットは、不便な場所に位置してあるか、又はメンテナンス人員から遠くに位置しており、このようなメンテナンス作業が費用も時間もかかるものとなる。
【０００４】
今日では、電子機器を備える筺体の内部のための保護の、一般的に使用されるあるタイプは、防水シールを使用し、筺体内部の水蒸気を吸収する吸収剤を有する乾燥カプセルを付することである。機器の筺体のこの作り方は、低メンテナンスコストを有するためにシールが防拡散であることが重要であるため、かなり制限される。このようなシステムにおいて、不必要なスペース要求とならないが、あまりに頻繁に変える必要のないように依然として十分な搭載容量を有するように、除湿装置についてどのような寸法とするかを知るということが難しいことがしばしばある。望むように機能するために、吸収剤がいっぱいであるときを示す何らかの表示システムが必要であるか、又は吸収剤がチェックされ、必要ならば交換可能であるとき、何らかの定期サービスが必要である。どちらの場合でも、筺体を物理的に開けて、除湿カプセルを置き換えることが必要である。このような除湿装置がどのような寸法とされるかにかかわらず、許容レベルを下回るように筺体内の水蒸気レベルを保つために乾燥カプセルを定期的に交換するメンテナンスが必要であろう。したがって、現場でカプセルをチェックし、必要なときに変更を行うメンテナンス人員が必要であるため、長期的なコストは高いであろう。
【０００５】
電子機器に関連する水蒸気の問題に対して、乾燥カプセルに関しない他の解決法がいくつか提案されてきた。ある解決法がＵＳ６，１９６，００３において説明されており、油を水から保護するために、加熱素子を使用して油充填電子装置を除湿している。ＤＥ２５３４９０９において、移動体ネットワーク接続のためのサブステーション用の除湿システムが説明されている。そこで開示される考えによれば、結露が検出される状況においてヒータをオンにする露点検出器としてセンサが使用される。しかしながら、このシステムにおいてどのように水蒸気が除去されるかではなく、単にどのように水蒸気の凝縮を防止するかを開示しており、したがって電子機器に除湿環境を提供しない。
【０００６】
ＥＰ３６８３８２は、水蒸気が筺体内部から除去される電子機器を備える筐体の除湿のための装置を説明する。この装置において、冷却素子が内部空気と接触し、内部空気から露を凝縮するように位置しており、露は容器に収集され、そこから導管を通って筺体の外へ導かれることが可能である。しかしながら、凝縮する水が非常に大量でない限り、おそらくこの装置はあまり効果的に動作しないであろう。凝縮する水が少量である場合、ほとんどは、凝縮した水を外へ輸送する問題があろう。第１に、容器へ落ちる液滴を作るために、液滴は、例えば重力によって下方へ行く前に、あるサイズとなる必要がある。さらに、排出導管が小さすぎる場合、水は毛細管力によって導管内部に付着する場合がある。対照的に、導管が大きすぎる場合、湿潤空気の形態である水蒸気は、外部から筺体へ入り込む場合がある。
【０００７】
ゆえに、いかなる主要な変更もなく筐体に収まるようにかなり小さなままであってもより良い除湿ユニットが必要である。好ましくは、除湿は、いかなる必要な定期的メンテナンス作業がなくとも続けてはたらくことが可能であろう。さらに好ましくは、除湿ユニットは、筺体が全部のシールにおいて完全に防水である必要がなくてもよいようにし、そのためデザインにより大きな自由度が許され、筺体とその接続エッジとの製造における正当な精度を超える必要を回避可能であろう。さらに、凝縮した水を筺体内部から外部へ輸送することにおいて満足にはたらく改善された除湿システムが必要である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、電子機器を備える筐体の内部の満足な除湿を達成し、筐体に存在する水又は霧による腐食を防止するため、改善された装置及び方法を提供する。本発明によれば、冷却素子が筐体の内部の周囲空気と接触するように配置され、加熱素子が筐体の外部の周囲空気と接触するように配置されるように、加熱素子と冷却素子とを備える除湿器が筐体と接続して搭載される。除湿器は、冷却素子において凝縮した露を加熱素子へ導く水導手段がさらに設けられており、そのため冷却素子において凝縮した空気からの湿度が、加熱素子へ輸送され、そこで蒸発することが可能である。改善された水輸送を提供するために、水導手段は毛細管構造を備える。
【０００９】
この解決手段は、キャビネット内の空気を除湿する単純な構成を提供する。本発明は、箱などに含まれる全種類の電子機器に使用可能である。使用の一分野は、例えば電気通信ネットワークにおける基地局であってもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、毛細管構造は、加熱素子と接触しており、冷却素子において凝縮した水を加熱素子へ導くものである。毛細管構造は例えばマットであってもよい。
【００１１】
加熱素子と接触している毛細管マットを使用することによって、毛細管マットの吸水力を用いて、加熱素子へ水を吸うことが可能となり、加熱素子において水は蒸発する。水の輸送に毛細管力を使用することによる効果は、このような分配システムが重力又は何らかのポンプ機器を使用して水を輸送させられることなくはたらくことが可能である、ということである。この場合、水輸送は主に蒸発レートに依存し、加熱素子における毛細管を水から自由にして、それにより、熱した毛細管へ新しい凝縮した水を吸い取る。この文脈では、「毛細管マット（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｍａｔ）」で、毛細管力によって液体を吸い取ることが可能な何らかの毛細管構造を意味する。
【００１２】
加熱素子の表面の少なくとも一部を覆い、熱側において露を蒸発させる毛細管マットの第１の部分を有するに加え、除湿器には、冷却素子の表面の少なくとも一部を覆い、冷側において凝縮した露を吸収する毛細管マットの第２の部分を設けてもよい。マットの第１及び第２の部分は、水導手段によって互いに接続される。ある実施形態において、毛細管マットの第１の部分と第２の部分とを接続する水導手段は、マットの第３の部分を備えてもよい。
【００１３】
マットの３部分は分割されたものであるか、又は異なる領域を備える１つの物体であるかのどちらかである、ということが留意されるであろう。さらに、冷却素子及び／又は加熱素子の表面全体にマットを設けないことが効果的である場合がある。例えば、冷却表面の一部が毛細管構造で覆われないことを可能とすることは、冷却素子が周囲空気と直接接触しており、マットで隔離されないこととなるため、凝縮効率が増加することを可能とするであろう。
【００１４】
しかしながら、除湿器が第２及び第３の毛細管マットを備える、ということは必要ではない。代替実施形態において、第１の毛細管マットの一部が接触している容器に、冷側において凝縮した露を収集することが可能である場合がある。好ましくは、この容器は冷却素子の下に位置し、そのため水は重力によって容器へ落ちるであろう。次に第１の毛細管マットは、毛細管力によって、収集した水を加熱素子へ輸送し、そこで露は筐体の外部へ蒸発する。
【００１５】
本発明の実施形態において、加熱素子及び冷却素子は、第１の表面と第２の表面とを有する１つの物体として形成され、加熱素子は第１の表面に位置し、冷却素子は第２の表面に位置する。
【００１６】
ある設計において、表面は一般的な平板として作成される。この場合、素子は、好ましくは、反対側に位置する加熱素子及び冷却素子を有する比較的に平らな板として作成される。２つの側の間の熱移動を防止するために、板は、２つの側の間にインシュレーション層が設けられていてもよい。
【００１７】
留意されるべきは、表面は平らで連続的な構造を必ずしも意味するものではなく、例えばミクロ構造スケールで、多孔性、ミクロファイバ又はファイバ、ミクロ構造不規則性を有する波状、又は何か望ましい形状の素子を備えてもよい。さらに、マクロ構造スケールでは、素子は、孔を有する球、円柱、凹又は凸、平面、又は他の幾何学的形状であってもよい。
【００１８】
加熱及び冷却素子が１つの物体として構成される場合、物体は、片側に加熱素子を、他の側に冷却素子を備えるペルチェ素子を備えてもよい。この実施形態は、ＤＣで動力を与えられると、加熱素子と冷却素子とを自然に作り出す１つの素子を有することの効果を提供する。
【００１９】
加熱及び冷却素子が１つの物体、例えば第１の表面と第２の表面とが互いに反対に位置する平ペルチェ素子として構成される場合、毛細管マットの第３の部分は、物体の外側に位置し、マットの第１の部分と第２の部分との間で水を導いても良い。これは、物体（ペルチェ素子）のまわりに毛細管マット又は構造を巻いて、そうして加熱素子、冷却素子及び物体の少なくとも一端をマットによって覆うことによって達成可能である。これは、製造するに簡単な構造と、筐体に搭載するに比較的小さな素子を提供する。
【００２０】
別の実施形態において、冷却及び加熱物体は、上記第１の加熱表面と上記第２の冷却表面とを接続する１又は複数の孔が設けられる。この場合、片側に位置するマットの第１の部分から孔を通してマットの第２側に位置するマットの第２の部分へ水が導かれることが可能である。望ましい数の孔は、好ましくは、毛細管マットの第３の部分が設けられ、そのため冷側から熱側への水の輸送が容易になる。
【００２１】
上述したものと同様の実施形態、すなわち冷却及び加熱物体の第１の表面と第２の表面とを接続する１又は複数の孔を備える素子において、加熱及び冷却表面に毛細管マットを設けることは必要ではなく、孔のみに毛細管マットが設けられる。しかしながら、孔における毛細管マットは、毛細管マットが孔内で加熱素子と冷却素子とに接触しているように配置され、蒸発する凝縮水の冷側から暖側へのウィッキングのための１又は複数の毛細管カラムを形成する。この実施形態と前出のものとの混合である実施形態を行うこと、すなわち、加熱素子又は冷却素子のどちらかを備える側に毛細管マットの一部を設けることは、言うまでもなく可能である。例えば、冷側に毛細管マットを設けることが好ましい場合があり、それによって、凝縮した水を吸収して、冷却素子から水が落ちるのを回避し、したがって筐体に留まる。
【００２２】
前出の実施形態において、加熱素子と冷却素子との両方を備える単一の素子を備えるとして本発明を説明した。加熱及び冷却素子が、異なる位置における別々のユニットである場合にも、本発明の原理がはたらくであろう、ということが留意されるであろう。これは、ある用途において構造的観点から好ましい場合があり、加熱及び冷却源をより良く分離する利点を有する場合もある。しかしながら、ほとんどの用途において、加熱及び冷却素子を１つの物体とする組合せは、素子間の水の輸送の距離が短いコンパクトで単純な設計の利点を有するであろう。
【００２３】
除湿器は、筐体における位置又は筐体に接続する位置に位置してもよい。ある実施形態において、加熱素子及び冷却素子は、筐体の外壁に、又はそれに隣接して搭載される。加熱及び冷却素子が、１つの物体として、その冷却側を加熱側の反対側にして構成される場合、素子は、好ましくは、その冷却素子を内部に、その加熱側を外部にして、筐体の外壁の一部として組み入れられる。
【００２４】
代替として、加熱素子及び冷却素子は、筐体の内部に搭載可能であり、それにより、上記加熱素子は、空気換気ダクトを介して筐体の外部に接続される。再蒸発した水が筐体内部の空気に再進入するのを防止するため、空気換気ダクトは、筐体を出る空気が、筐体の内部空気と接触することのないようにしっかりしているべきである。
【００２５】
加熱素子と冷却素子とが異なる物体として提供される場合、それらを異なる位置に配置すること、例えば凝縮素子を筐体の内部に、水蒸気が筐体の外部の空気において直接蒸発するように加熱素子を壁に隣接して配置することは、言うまでもなく可能である。
【００２６】
ゆえに、本発明は、本質的にメンテナンスフリーであり、湿度制御及び電力消費に関して完全に自動化可能な除湿構成を提供する。さらに、進歩的構成は、いかなる動く部分もなくはたらき、静かとなるため、全種類の家庭用電気器具、又は低レベルのノイズが望ましい全種類の装置に特に適当とされる。その単純性から、当該構成は、不具合又は故障のリスクが少ない信頼性のある構成を提供するであろう。当該構成は、筐体に対する大きさや必要な乾燥能力に関して簡単にスケーリング可能である。その比較的小さな大きさのため、当該構成は、あまり又は全く効果的ではない除湿装置付の既存の筐体に簡単に搭載可能であり、集積可能である。例えばペルチェ素子のようなコンパクトで板状の加熱及び冷却装置の場合には、筐体の外壁又は蓋に搭載してもよく、オリジナルの壁又は蓋を置き換えることで筐体に簡単に合わせることができる。
【００２７】
加えて、除湿ユニットは、必要ならば、恒湿器のような追加特徴を設けて、湿度があるレベルを上回る場合にのみアクティブにするようにしてもよい。
【００２８】
より効果的な除湿を達成するために、装置にはファンが設けられてもよい。しかしながら、このような機器は、除湿器をより複雑で、スペースが必要なものとすることとなり、ほとんどの用途に必要されない。適用される場合には、ファンは、大抵、空気の強い流れを提供するのではなく、むしろ内部空気を緩やかに混合又はかき混ぜて、冷却素子の付近への湿潤空気の輸送を提供するであろう。
【００２９】
本発明は逆機能に対して、すなわち、加熱及び冷却素子が交換される場合に対して有用である場合がある、ということも留意されるであろう。ペルチェ素子を使用する場合、冷却側と加熱側とは、電気の極を変えることによって簡単に交換可能である。ゆえに、例えば、壁に、又はその付近に位置するペルチェ素子が、外部から水を凝縮し、内部で蒸発させて、筐体の内部の空気を加湿することが可能である。極を制御することによって、例えば恒湿器に応じて、本発明を使用して、筐体の内部空気の湿度を望ましい区間内にあるように制御可能である。
【００３０】
本発明は、電子機器を備える筐体のための湿度制御処理さらに関し、上記湿度制御処理は、
筐体の内部の周囲空気と接触して、水蒸気を周囲空気から凝縮するように配置される冷却素子を提供するステップと、
筐体の外部の周囲空気と接触するように配置される加熱素子を提供するステップと、
冷却素子において凝縮した露を加熱素子へ導く水導手段を提供するステップとを含み、
それによって、冷却素子において凝縮した水蒸気は、加熱素子へ導かれ、加熱素子において蒸発し、筐体の内部の空気を除湿するであろう。
【００３１】
湿度制御処理の特定の実施形態において、凝縮した水は、冷却素子から加熱素子へのその道のりの少なくとも一部を、毛細管力によって輸送される。
【００３２】
湿度制御処理は、筐体の内部の空気を除湿するために操作されることを主に予定されるが、逆機能に、すなわち筐体の内部の空気を加湿するために使用してもよい。これは
加熱素子及び冷却素子の機能を交換するによる簡単なやり方で達成可能であり、そうして水の流れが反対になり、筐体の内部の空気を加湿可能である。この場合、好ましくは、空気における湿度を測定して、水蒸気含有量がある値を下回るとき、システムを制御して、空気を除湿させる湿度計を湿度制御処理は含む。加熱及び冷却素子の機能を変える簡単なやり方は、両方の素子を備えるペルチェ素子を使用して、電流の極を変えることである。
【００３３】
本発明の実施形態を以下の図を参照して説明することにする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】除湿器を備える電子機器のための筺体である。
【図２ａ】本発明の第１の実施形態による加熱及び冷却素子のポジショニングの概略図である。
【図２ｂ】本発明の第２の実施形態による加熱及び冷却素子のポジショニングの概略図である。
【図２ｃ】本発明の第３の実施形態による加熱及び冷却素子のポジショニングの概略図である。
【図２ｄ】本発明の第４の実施形態による加熱及び冷却素子のポジショニングの概略図である。
【図３】除湿素子の概略図である。
【図４】使用時の、図３の素子における水輸送の外略図である。
【図５】図３の除湿素子の実施形態の変形の外略図である。
【図６ａ】除湿素子の第２の実施形態である。
【図６ｂ】図６ａにおいて示す除湿素子の実施形態の第１のバージョンである。
【図６ｃ】図６ａにおいて示す除湿素子の実施形態の第２のバージョンである。
【図７】ペルチェ素子を備える除湿素子である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下では、図面を参照しながら、本発明の色々な実施形態、すなわち電子機器を備える筺体の内部の保湿ための装置を説明することにする。実施形態（図面）は、例えば加熱素子や冷却素子のような除湿器の素子の色々な部分が筺体に接しながらどのように搭載可能であるかと、除湿器の色々な構成詳細はどのようなものかとを明らかにすることを目的とするものである。
【００３６】
この図面の一般的規則として、実線矢印（数と関連しない場合）は、水、又は凝縮湿度、すなわち液体状態の水の流れを示す。破線矢印は、湿潤空気又は霧の流れ、すなわち気体状態の水の流れを示す。
【００３７】
図１は、除湿器２の予定された使用の単純な概略図であり、筺体の外壁１３に位置する除湿器２を備える電子機器（図示せず）のための筺体１を示す。
【００３８】
図１は非常に簡潔な一般的概観のみを示しているのだが、図２においては、除湿構成のより詳細な説明を示しており、ケーシングにおいて除湿器の色々なパーツを配置する異なるやり方と、それらをどのように接続するかとを例示する。図２ａ〜ｄは、加熱素子３を配置する４つの異なるやり方を開示しており、冷却素子４を概略的に示す。図２ａにおいて、加熱素子３及び冷却素子４は１つの物体として構成され、筐体の外壁２に位置するということを示す。冷却素子４は外壁の外部に配置又は形成される。加熱素子３は、外壁２の内部に配置又は形成される。筺体１内部の空気中の水蒸気は、冷却素子４において凝縮し、外壁２の外部上の加熱素子へ輸送され、それによって蒸発するであろう。凝縮した水を冷却素から加熱素子へ輸送する機構は、この場合、他の図面に関連して図示及び説明することにする毛細管構造を利用するであろう。
【００３９】
図２ｂにおいて除湿器の別の設計を示す。加熱素子３及び冷却素子４は、依然として１つの物体として構成されるのだが、筺体１の内部に位置している。空気換気ダクト１３に接続されるケーシング１４によって、加熱素子３は筺体１内部の空気から保護される。ケーシング１４は、言うまでもなく、ケーシング外部の空気と接触するようになるケーシング１の内部空気も保護し、そのため、新鮮な空気の湿度が筺体１へ入り込むのが防止される。図２ａに説明するように空気を新鮮な空気へ直接解放する代わりに、空気換気ダクト１３を通して導くことを除き、この構成は、図２ａにおける説明と同一の原理にしたがってはたらく。
【００４０】
図２ｃにおいて、加熱素子３及び冷却素子４は別々のユニットである。したがって、凝縮した水を冷却素子４空加熱素子３へ輸送する何らかの水導管５を含める必要がある。図でわかるように、加熱素子３は、筺体１の内部に位置し、ケーシング１４によって内部空気から保護される。凝縮した水が加熱素子３に到達すると、水は蒸発し、筺体１に入り込む周辺空気に対する保護シールドとしてケーシング１４が機能する壁の一部の外壁１２における換気孔を通して筺体の外部へ解放されるであろう。代替としては、加熱素子は、外壁１２の外部に配置することも可能であり、それによって、筺体１内部の空気から加熱素子３をシールドするケーシング１４を有する必要性が排除される。必要ならば、素子は反対に配置することも可能である。
【００４１】
図２ｄにおいて、加熱素子３及び冷却素子４は、図２ｃにおいて説明したように別々のユニットであり、水導管５が水を素子間で輸送する。この構成は、図２ｃで説明したものとは異なり、冷却素子は筺体１の内部に（外壁１２の付近ではなく）位置する。したがって、冷却素子は、空気換気ダクト１３に含まれ、加熱素子３を囲むケーシング１４に接続し、加熱素子３は外気へ蒸発水を導く。
【００４２】
概略図２ａ〜２ｄにおいて、水が冷却及び加熱素子間をどのように輸送されるかは詳細に説明しない。素子が互いに遠くに位置する場合、接続は、例えば通常の水導管又は毛細管カラムであってもよい。素子が１つの物体として構成されるときに水の輸送をどのように構成可能であるかの例を以下で説明することにする。
【００４３】
図３〜７は、除湿器の一部を成す加熱及び冷却素子がどのように１つの物体として設計可能であるかの色々な実施形態をさらに詳細に示す。
【００４４】
図３及び４において、このような素子の第１の実施形態を示しており、このものは、水導材料で囲まれたコンパクトな加熱‐冷却コアで形成される。図３に示す素子は、加熱素子３と、冷却素子４と、毛細管マット６ａ〜６ｃ水導手段とを備え、そのため、水の凝縮、輸送及び蒸発に必要な全素子を備える１つの加熱及び冷却物体７を形成する。わかるように、毛細管マット６は３部分に分割され、第１部６ａは加熱素子３の表面８に接触しており、毛細管マットの第２部６ｂは冷却素子４の表面９に接触しており、マットの第３部６ｃはマットの第１部６ａと第２部６ｂとに接触している。この図に示すように、マットの第３部６ｃは、マットの他の部分６ａ、６ｂに、加熱及び冷却物体７の１つのエッジ部分だけで接触している。毛細管マット６は、言うまでもなく、１又は２以上のエッジを覆うことも可能であり、それによって、第１及び第２部６ａ、６ｂ間の接続が増加する。さらに、マットは完全な表面を覆う必要がなく、加熱又は冷却表面の一部を見せるように孔が設けられた一部又はストリップを形成する一部を覆ってもよい。特に、冷表面９を待機に曝露して、凝縮効果を向上するために、完全な冷却表面９を覆うことをしないということが効果的である場合がある。
【００４５】
図４において、使用中に冷却及び加熱物体７がどのようにはたらくのかを示す。筺体内の空気からの水蒸気は、冷却素子４の冷表面９に位置する毛細管マット６上のマットの一部６ｂで凝縮する。マット６における湿度の釣合に到達しようとする毛細管力によってマット６に拡散する水蒸気をマット６は吸収し、水蒸気がマットの乾燥部分へ向かって行くことを開始するであろう。ゆえに、液体は、冷側６ｂに位置するマットの一部から、熱側６ａに位置するマットの一部へ向かって、接続部分６ｃを介して移動を開始するであろう。加熱素子３のため、加熱素子３の熱表面８に位置するマット６ａの一部に到達した水蒸気が蒸発を開始するであろう。蒸発は、マット６ａのこの部分をマット６ａ、６ｂの他の部分よりも乾燥させ、そのため、素子７の熱側へ向かう水又は水蒸気の連続的な流れができるであろう。正確に言うと、水の流れは、関連の湿度について冷側よりも熱側のほうが低い限り続くであろう。素子の熱及び冷側間の温度差のため、熱側の空気における絶対湿度は冷側よりも大きい場合があり、一方で熱い空気は凝縮前にはより湿潤であるという事実のため、冷側の関連の湿度はより高いであろう。ゆえに、外側及び内側の関連の湿度がそれぞれの表面付近で釣合うまで、冷側から熱側への水が流れるであろう。しかしながら、素子の加熱及び冷却は機能するために何らかのエネルギーが供給される必要があるため、筐体内部の空気を除湿する必要がないときは、素子を制御してオフにすることが望まれる。除湿システムに、筺体における湿度を測定する構成、例えば湿度計を設けて、湿度に応じて除湿器をオン及びオフにするスイッチ、すなわち恒湿器に接続されるようにしてもよい。関連の湿度が内部より外部のほうが高いときには、この構成を通って湿度が筐体へ入り込むリスクがあるため、スイッチは装置内部及び外部の湿度を測定することも可能である。湿度が筐体へ入り込むのを防止するため、関連の湿度が内部より外部のほうが高いと、装置は自動的にスイッチがオンになるようにしてもよい。この問題は、何らかの他の防止機構、例えば水が筐体へ入り込む可能性を終わらせる何らかの機構構成で調節することも可能である。さらに、加熱及び／又は冷却素子は完全にスイッチがオン又はオフとされる必要はなく、ステップレスで、又は所望の効果を達成する所定のステップによって、様々な効果を変える、それによって筐体における湿度を制御可能であるということも明らかである。
【００４６】
比較的簡単に理解できるように、この構成は、反対方向ではたらくように水蒸気の流れを変える簡単なやり方を提供する。唯一行うことが必要なのは、加熱素子及び冷却素子を交換することである。このような交換の簡単なやり方を図７に関連してさらに詳細に説明することにする。
【００４７】
一般的説明の部分ですでに言及したように、熱側と冷側との両方にマットが設けられることは必要ない。図５において、代替実施形態を示す。この実施形態において、液滴１６が冷表面上に合併するように、空気における湿度が冷却素子４の冷表面９において凝縮する。重力のため、液滴１６は下方へ行き、容器１５に収集されるであろう。容器は他端において毛細管マット６と接触している。この毛細管マットは、加熱素子３の表面８と接触している主要部６ａからなる。ゆえに、凝縮した水は、毛細管マット６を通って加熱素子へ行き、そこで蒸発して外気へ解放される。
【００４８】
しかしながら、この実施形態は、比較的大量の水蒸気が空気から凝縮する場合に、おそらくより良くはたらくであろう。小さな液滴は冷壁へ張り付く傾向があり、ある大きさに到達するまでは落ち始めないであろう。
【００４９】
この実施形態に示すように、毛細管マットは加熱素子の表面のみを覆い、その一部は容器へ達し、容器から加熱素子へ毛細管力によって水を吸うことができるようになっている。この構成によって、加熱及び冷却物体７の両側を毛細管マットで覆う必要なくなる。加えて、冷却素子が空気と直接接触するため、凝縮効率は非常に良いであろう。この構成の別の効果は、水蒸気トラップとしてはたらくことが可能であるということである。内部よりも外部で吸湿圧が大きいと、水は外部から内部へ進行を開始するのだが、内部へ来る水は容器１５に蓄積し、したがって比較的高い吸湿圧を比較的早く作り出し、外部から内部への望ましくない水の流れが止まることとなるであろう。
【００５０】
この実施形態の代替において、毛細管マットは、言うまでもなく、ずっと続いて、加熱及び冷却物体７の低端部分を覆う。
【００５１】
なお、除湿器の加熱及び冷却素子の別の実施形態を図６に示す。図６ａは、加熱及び冷却物体７の斜視図を示し、加熱及び冷却物体７は本質的に平らな板として形成され、片側に位置する加熱素子３と、孔１０が設けられた反対側に位置する冷却素子４とを有する。
【００５２】
図６ａにおける加熱及び冷却物体７の断面図である図６ｂにおいて、孔１０は毛細管マット６が設けられており、毛細管マット６は毛細管カラム１１を形成し、熱側３を冷側と接続して、冷側４において凝縮した水を輸送し、熱側３において蒸発させる。
【００５３】
図６ｃは、図６ａにおいて説明した素子の断面図を示し、素子７には、孔１０と、毛細管マット６も熱側３及び冷側４上に設けられた。先に説明したように、冷側４における凝縮水は、冷側におけるマット６ｂへ吸収され、毛細管力によって、孔中に位置して毛細管カラム１１を形成するマットの一部６ｃを通して輸送される。冷却及び加熱物体の熱側３に位置する毛細管マットの一部６ａから水は蒸発し、そのため冷側４から熱側３へ水が引きずり込まれるであろう。
【００５４】
図６ｂ及び６ｃに示す実施形態の組み合わせも可能であり、すなわち片側のみが完全に又は部分的に毛細管マットで覆われる。
【００５５】
図７において、図３〜６に説明したようなコンパクトな設計のものの加熱及び冷却素子がどのように作成可能であるかを説明し、加熱側３と冷却側４とを備える加熱及び冷却物体７はペルチェ素子１７として例示する。素子１７はアノード接続１８とカソード接続１９とを備える。ＤＣ電流が接続１８、１９に加えられると、素子がはたらき始め、素子１７の側３、４は、熱く、比較的、冷たく、なり始めるであろう。
【００５６】
処理を逆にしたい場合、極は変更可能である。こうして、冷側と熱側とが切り替わるであろう。このことは、考えの進歩的コンセプトが効果的な除湿装置を提供するだけではなく効果的湿度制御器をも提供する、ということを意味する。筐体において所望の範囲内に湿度を保ちたい場合、システムには、恒湿器と、恒湿器の値に依存して電流を変化させる手段とが設けられる。除湿したいときは、筐体の内部と接触している素子は冷側となり、それにより水が凝縮され、外部へ導かれるであろう。他方で、内部空気を加熱する必要がある場合、極は変更可能であり、素子は水を外側で凝縮し、内部へ輸送し、そこで水は蒸発するであろう。このような構成は、両側が等しく設計される実施形態に、例えば図３、４及び６に示す実施形態に特に適当である。図５に示す実施形態は、両方向に等しく効果的にはたらかないであろうが、除湿装置としてのみの使用にはより適当である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を備える筐体（１）のための除湿器（２）であって、前記除湿器は、加熱素子（３）と冷却素子（４）とを備え、前記冷却素子（４）は前記筐体（１）の内部の周囲空気と接触するように配置され、前記加熱素子（３）は前記筐体（１）の外部の周囲空気に接触するように配置され、前記除湿器（２）には、前記冷却素子（４）において凝縮した露を前記加熱素子（３）へ導いて、前記冷却素子（４）において凝縮した空気からの湿度が前記加熱素子（３）へ輸送されて蒸発可能となる水導手段（５）がさらに設けられ、前記水導手段は毛細管構造（６）を毛細管マットの形態で備える、除湿器（２）。
【請求項２】
前記毛細管構造（６）は、前記加熱素子（３）と接触しており、前記冷却素子（４）において凝縮した水を前記加熱素子（３）へ導く、請求項１に記載の除湿器（２）。
【請求項３】
前記毛細管構造の第１の部分（６ａ）が前記加熱素子（３）の表面の少なくとも一部を覆い、凝縮した露を熱側において蒸発させ、前記毛細管構造（６ｂ）の第２の部分が前記冷却素子（４）の表面の少なくとも一部を覆い、冷側において凝縮した露を吸収し、前記毛細管構造（６）の前記第１の部分及び前記第２の部分（６ａ、６ｂ）は水導手段（５）によって互いに接続される、請求項２に記載の除湿器（２）。
【請求項４】
前記毛細管構造（６）の前記第１の部分（６ａ）と前記第２の部分（６ｂ）とを接続する前記水導手段（５）は、前記毛細管構造（６）の第３の部分（６ｃ）を備える、請求項３に記載の除湿器（２）。
【請求項５】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）は、第１の表面（８）と第２の表面（９）とを有する１つの物体（７）として形成され、前記加熱素子（３）は前記第１の表面（８）に配置され、前記冷却素子（４）は前記第２の表面（９）に配置される、先行する請求項のいずれか１項に記載の除湿器（２）。
【請求項６】
前記物体（７）はペルチェ素子（３）を備える、請求項５に記載の除湿器（２）。
【請求項７】
前記加熱及び冷却物体（７）の前記第１の表面（８）及び前記第２の表面（９）は、互いに反対に配置され、前記毛細管構造の前記第３の部分（６ｃ）は、前記物体（７）の外側に配置され、前記毛細管構造（６）の前記第１の部分（６ａ）と前記第２の部分（６ｂ）との間で水を導く、請求項４及び５に記載の除湿器（２）。
【請求項８】
１又は複数の孔（１０）が前記冷却及び加熱物体（７）に提供され、前記冷却及び加熱物体（７）の前記第１の表面（８）と前記第２の表面（９）とを接続し、前記毛細管構造（６）の前記第３の部分（６ｃ）は、前記少なくとも１つの孔（１０）に配置され、前記毛細管構造（６）の前記第１の部分（６ａ）と前記第２の部分（６ｂ）との間で水を導く、請求項４及び５に記載の除湿器（２）。
【請求項９】
１又は複数の孔（１０）が前記冷却及び加熱物体（７）に提供され、前記冷却及び加熱物体（７）の前記第１の表面（８）と前記第２の表面（９）とを接続し、前記孔には毛細管構造（６）が、前記毛細管構造（６）が前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）と接触して、蒸発する凝縮水の冷側（４）から暖側（３）へのウィッキングのための１又は複数の毛細管カラム（１１）を形成するように、設けられる、請求項５に記載の除湿器（２）。
【請求項１０】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）は、前記筐体（１）の外壁（１２）に、又は前記筐体（１）の外壁（１２）に隣接して搭載される、先行する請求項のいずれか１項に記載の除湿器（２）。
【請求項１１】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）は、前記筐体（１）の内部に搭載され、それにより、前記加熱素子（３）は、空気排気ダクト（１３）を介して前記筐体（２）の外部に接続される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の除湿器（２）。
【請求項１２】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）の機能を交換して、除湿処理を変化させて、加湿処理を提供する、いずれかの先行する請求項に記載の除湿器（２）。
【請求項１３】
電子機器を備える筐体（１）のための湿度制御処理であって、
前記筐体（２）の内部の周囲空気と接触し、前記周囲空気からの水蒸気を凝縮するように配置される冷却素子を提供するステップと、
前記筐体（１）の外部の周囲空気と接触するように配置される加熱素子（３）を提供するステップと、
前記冷却素子（４）において凝縮した露を前記加熱素子（３）へ導く水導手段（５）を毛細管マットの形態で提供するステップとを含み、
それにより、前記冷却素子（４）において凝縮した水蒸気が、前記加熱素子（３）へ導かれ、前記加熱素子（３）において蒸発し、前記筐体（１）の内部の空気を除湿し、前記冷却素子（４）空前記加熱素子（３）への少なくとも一部の間の凝縮した水は、前記毛細管マットにおいて毛細管力によって輸送される、湿度制御処理。
【請求項１４】
前記加熱素子（３）及び前記冷却素子（４）の機能を交換して、水の流れを逆にして、前記筐体（１）の内部の空気を加熱することが可能である、請求項１３に記載の湿度制御処理。
【国際調査報告】
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