(57)【要約】  【課題】  従来の調湿装置は、水分の脱着過程において吸湿剤の温度上昇が遅く、水分脱着温度に達するまでに時間が長くかかるという課題を有していた。  【解決手段】  通電により発熱可能な金網（金属基材）１に対し波板形状の加工を施したその波間に、表面に吸湿剤層を設けた電気絶縁性を有する平板３を挿入し、金網（金属基材）１に対して水分吸着時は非通電とし、通電により水分を脱着させる調湿装置とした。これにより、熱容量が小さく熱伝導率の高い金属基材１を用いたので、温度上昇が速くなる。また金属基材１は、その波間に挿入した平板３表面上の吸湿剤層に近接しているため、輻射および熱伝導により速やかに熱が伝わり、水分の脱着も速やかに行なわれ、結果として水分脱着効率の高い調湿装置とすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱可能な金属基材と電気絶縁板を有し、前記金属基材は波板形状の加工を施した金属基材であり、前記電気絶縁板はその表面に吸湿剤層を形成した後、前記金属基材の波間に挿入されており、水分吸着時は金属基材に対して非通電とし、通電により水分を脱着させる調湿装置。
【請求項２】
金属基材の表面に吸着剤層を形成した請求項１に記載の調湿装置。
【請求項３】
電気絶縁板は、金属基材の波板形状に対して稜線方向を一致させ、かつ金属基材の波方向の直角方向に波板形状の加工を施した請求項１または２に記載の調湿装置。
【請求項４】
金属基材の波板形状の稜線方向に通気する請求項１から３のいずれか１項に記載の調湿装置。
【請求項５】
電気絶縁板は無機材料よりなる請求項１から４のいずれか１項に記載の調湿装置。
【請求項６】
無機材料はアルミナ、シリカ、マイカのいずれかを含む請求項５に記載の調湿装置。
【請求項７】
金属基材は箔、パンチングメタル、ラス網、金網のいずれかの形状とした請求項１から６のいずれか１項に記載の調湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿剤を用いて空気中の水分を吸着により除去し、吸湿剤に吸着した水分を加熱により脱着再生させる調湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中の水分の吸脱着方法として、ハニカム状セラミックス基材の表面に吸湿剤を担持し、この吸湿剤に空気中の水分を吸着させ、吸湿剤に吸着した水分を外部の熱源からの輻射熱や対流熱により加熱して脱着再生するものがある。しかしながら、上記従来の方法では温度分布が悪く、また水分脱着温度に達するまでに時間が長くかかるという課題を有しており、近年では吸着触媒ユニットとして基材を通電可能な材料で構成し、基材に直接通電することにより再生や活性化を図る考えのものも見受けられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−７７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の基材に通電する方法でも、基材から熱伝導で吸湿材料を加熱する必要があり、基材と吸湿材料の双方暖める必要があるため、所定量の吸湿性能を保持するには、熱容量が大きくなり、やはり水分脱着速度が遅いという課題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、温度上昇が速く、また温度分布を均一とすることができる調湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、通電により発熱可能な金属基材に対し波板形状の加工を施した金属基材の波間に、表面に吸湿剤層を設けた電気絶縁性を有する平板を挿入し、金属基材に対して水分吸着時は非通電とし、通電により水分を脱着させるようにした調湿装置を提供するものである。
【０００６】
上記発明によれば、熱容量が小さく熱伝導率の高い金属基材とすることで、温度上昇が速く、また温度分布が均一とすることができる。また金属基材は、その波間に挿入した平板表面上の吸湿剤層に近接しているため、輻射および熱伝導により速やかに熱が伝わり、水分の脱着も速やかに行なわれ、結果として水分脱着効率の高い調湿装置とすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、熱容量が小さく熱伝導率の高い金属基材とすることで、温度上昇が速く、また温度分布が均一とすることができる。また金属基材は、その波間に挿入した平板表面上の吸湿剤層に近接しているため、輻射および熱伝導により速やかに熱が伝わり、水分の脱着も速やかに行なわれ、結果として水分脱着効率の高い調湿装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、通電により発熱可能な金属基材に対し波板形状の加工を施した金属基材の波間に、表面に吸湿剤層を設けた電気絶縁性を有する平板を挿入し、金属基材に対して水分吸着時は非通電とし、通電により水分を脱着させるようにした調湿装置とした。そして、熱容量が小さく熱伝導率の高い金属基材とすることで、温度上昇が速く、また温度分布が均一とすることができる。また金属基材は、その波間に挿入した電気絶縁板表面上の吸湿剤層に近接しているため、輻射および熱伝導により速やかに熱が伝わり、水分の脱着も速やかに行なわれ、結果として水分脱着効率の高い調湿装置とすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属基材の表面にも吸着剤層を形成するものであり、金属基材の表面の吸着剤層と電気絶縁板表面上の吸湿剤層との双方の効果で、結果としてさらに水分脱着効率の高い調湿装置とすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電気絶縁板は、金属基材の波方向に対して稜線方向を一致させ、直角方向に波板加工を施すことにより、平板の表面積が増大することにより水分を含んだ空気との接触効率が高くなり、より効率の高い調湿装置とすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の金属基材の波板形状の稜線方向に通気することにより、通気抵抗の低い有用な調湿装置とすることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気絶縁板を、無機材料で構成することにより、耐熱性に優れた電気絶縁板とすることができ、信頼性の高い調湿装置とすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の無機材料は、アルミナ、シリカ、マイカのいずれかを含むことにより、耐熱性を確保し吸湿剤層の形成が容易な電気絶縁板とすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の金属基材は、箔、パンチングメタル、ラス網、金網形状のいずれかとすることにより、加工性に優れ、また、発熱体としての抵抗値を調節することができ、有用な調湿装置とすることができる。
【実施例１】
【００１５】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における調湿装置の斜視図を、図２は、同調湿装置に用いた金属基材の図を示すものである。
【００１７】
図１において、１は通電可能な金属基材であり、ここでは、金網を用いている。２、２′は電極端子であり、スポット溶接により金属基材１に取り付けられている。３はアルミナおよびシリカの無機繊維から形成された電気絶縁板の表面上にゼオライトを主成分とする吸湿剤層を設けた平板であり、金網１の波間に挿入されている。
【００１８】
金網１の素材としては、汎用性があり、また耐食性の高いステンレスＳＵＳ３０４を用いている。また、ここでは１２Ｖ印加時に１００Ｗの発熱量とするために、線径０．１ｍｍ、メッシュ数は５０である金網を用い、図２（ａ）に示すように幅５０ｍｍ、長さ６００ｍｍの帯状に切断し、図２（ｂ）に示すように波板形状に加工を施している。ここでは、波高さを２０ｍｍとし、波の数を１５個とした。なお加工時には、繰返し応力による基材の破断を防止するため、山谷部に０．５ｍｍ程度のＲ加工を施した。
【００１９】
次に、基材を脱脂させる目的で加熱処理を施した。ここでは４００℃３０分間行なったが、加熱温度および時間、さらには加熱雰囲気の調節等により、金属表面に酸化皮膜が生成し、耐腐食性を向上させることも可能である。
【００２０】
図３に図１の調湿装置をＡ−Ａ´方向に切断した時の断面の一部を示す。図３において３１はアルミナおよびシリカの無機繊維よりなる電気絶縁板、３２は吸湿剤層であり、電気絶縁板３１および吸湿剤層３２から図１の平板３を構成している。
【００２１】
吸湿剤層３２は、ゼオライト１００重量部、コロイダルシリカ３０重量部、イオン交換水１００重量部を攪拌、混合してスラリーを作成し、このスラリーを、アルミナおよびシリカの無機繊維からなる電気絶縁板に塗布した後、１３０℃で乾燥させ、６００℃で２０分間加熱処理をして吸湿剤層を形成している。本実施例では、このゼオライトを担持した電気絶縁板を、横５０ｍｍ縦１８ｍｍの大きさに切断し平板の小片とした後、金網１の波間に２９枚挿入して用いた。このとき乾燥重量としてトータル１０ｇの吸着剤量とした。電気絶縁板３１の面積が合計２６０平方センチメートルであることから、１平方センチメートルあたり約０．０４ｇの担持重量となる。
【００２２】
また本実施例では、吸湿剤としてゼオライトを用いたが、他にシリカゲルや活性アルミナなどの吸湿剤を用いてもよいものである。さらにここでは、電気絶縁性にすぐれ吸湿剤層を形成しやすいシリカ、アルミナ繊維よりなる電気絶縁板を用いたが、その他マイカなどの無機材料などを含んでもよいものである。
【００２３】
さらには、金属基材として、ここでは線径やメッシュ数の組み合わせにより抵抗値の調節が容易な金網形状を用いたが、金網形状以外にもパンチングメタル、ラス網など開口部の調節により抵抗値の調節が行なえ、さらには箔形状も厚みなどを調節することにより抵抗値の調節が行なえるものであり、これらの形状の金属基材を用いてもよいものである。
【００２４】
以上のように構成された調湿装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
図１のように波板形状の稜線方向に水分を含む空気を通気することにより、平板３上の吸湿剤（ゼオライト）に水分が吸着保持され、目的とする湿度の空気を供給することができる。
【００２６】
次に、金網１の電極端子２、２′間に通電し、金網１を発熱状態にすれば金網１からの発熱により、輻射および一部熱伝導により、平板３上の吸湿剤（ゼオライト）も加熱され、水分脱着温度に達した吸湿剤層３２から吸着されていた水分が脱着する。
【００２７】
金網の電極端子２、２′間を非通電状態にすると、金網１は非発熱状態となることで吸湿剤層３２の温度は下がり、再び空気中の水分が吸湿剤（ゼオライト）に吸着される。以上の動作を繰り返すことにより、間欠的に目的とする湿度の空気を供給することができる。この調湿装置を複数用いれば連続して供給することができる。
【００２８】
本実施例では、電気絶縁板３１の表面に吸湿剤層３２を形成し、平板３として金網１の波間に挿入されているが、波の稜線方向に通気することにより、通気抵抗の増大を抑え、高効率で水分が吸着保持される。また金網１に通電したときの発熱を利用して吸湿剤層３２を加熱するが、平板３は金網１の波間に挿入され、発熱している金網１と近接しているため吸湿剤層３２の温度上昇が速く、水分脱着温度に達するまでの時間が非常に短くなるものである。さらには、金網１自体が発熱するため均一な熱分布となり偏りがない。
【００２９】
すなわち、従来のようにハニカム状セラミックス基材の表面に吸湿剤を担持し、この吸湿剤に空気中の水分を吸着させ、吸湿剤に吸着した水分を外部ヒータなどで加熱して脱着再生する方法（従来法１）やハニカム体を熱伝導材料で形成した基材発熱型（従来法２）のものと比べてもすばやく水分脱着温度に達するものである。
【００３０】
なお、実験によれば従来法１では、吸着剤層の温度が２００℃に達するまでの時間は１００Ｗで約６０秒、従来法２では約４５秒であったが、本実施例では１００Ｗで２０秒弱であった。
【００３１】
以上の結果より、吸脱着サイクルが比較的短い使用用途においては、本実施例の調湿装置は非常に有用なものとなる。また、金網１を波板形状に加工し、平板３を波間に挿入し、波の稜線方向に通気するため、表面積を確保した上で、通気抵抗の増大を抑え、ハニカム形状のように目詰まりする心配が少なく、有用な調湿装置とすることができる。
【００３２】
以上の調湿装置を用いて、本発明の効果を検証する実験を行なった。
【００３３】
図４に実験の構成図を示す。図４のように１００ｍｍ幅に加工されたホルダー４１内に調湿装置４２をセットし、シロッコファン４３により３０℃５５％ＲＨに調節させた空気をセットされた調湿装置４２に送り込み、シロッコファン４２を含む全体の調湿装置の重量変化を測定した。ここで、通気方向は調湿装置４２の波の稜線方向とし、１００Ｗとなるように印加電圧１２Ｖに調節し、３０秒通電、３０秒非通電を繰り返した。なおこのとき通気量は２００Ｌ／分であった。
【００３４】
対照実験として調湿装置を幅１００ｍｍ、長さ３００ｍｍの帯状金網を用い、高さ２０ｍｍで波の数を７．５、平板数を１４枚とした調湿装置を作成し、図５に示すように波の稜線とは直角方向に設置し、同様の実験を行なった。なおこのときの通気量は１５０Ｌ／分に低下していた。
【００３５】
結果を図６に示す。
【００３６】
図６は、初期重量からの変化分を示しており、非通電時には水分の吸着作用により重量が増加し、通電時には脱着作用により重量が減少するため、増加分と減少分との差が大きいほど効率が良いことを示している。
【００３７】
図６から波の稜線方向に通気した本実験例（図では実験例１と表記）では、安定期には約０．５ｇの水分が吸脱着を繰り返しているのに対して、対照実験では約０．４ｇとなっていることがわかる。
【００３８】
これは、波の稜線方向に通気すれば通気抵抗が小さくなり、通風量が確保でき、結果的に水分の吸脱着性能も良好なことを示している。
【００３９】
以上のように、本発明のように波形状の稜線方向に通気することにより、接触効率を保持し、通気抵抗の低い有用な調湿装置とすることができる。
【００４０】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、図７に示すように実施例１の金網１の表面にも吸湿剤層を形成したものである。ここでは４ｇの吸湿剤層を金網１の表面に形成した。
【００４１】
以上の調湿装置を用いて、実験例１と同様の実験を行なったところ、実施例１では約０．５ｇの水分の吸脱着であったものが、本実施例２では約０．５５ｇとなり、さらに効率がアップした。
【００４２】
このように電気絶縁板表面上の吸湿剤層に加えて、金属基材表面上にも吸湿剤層を設けることにより結果として、効率のよい調湿装置とできるものである。
【００４３】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について説明する。図８（ａ）は本実施例に用いた調湿装置の構成図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の調湿装置をＢ−Ｂ´方向に切断した時の一部の断面図である。
【００４４】
図８（ａ）において、８１は図１と同様に金網であり金属基材としている。８２、８２′も同様に電極端子であり、スポット溶接により金属基材８１に取り付けられている。８３はアルミナおよびシリカの無機繊維から形成され、波板加工を施した電気絶縁板の表面上にゼオライトを主成分とする吸湿剤層を設けた波板であり、金属基材８１の波間に挿入されている。なお吸湿剤（ゼオライト）量は実施例１と同等とした。
【００４５】
ここで、挿入方向としては、図８（ａ）に示すように金属基材８１の波板形状に対して、波板８３の稜線方向を一致させ、また、図８（ｂ）にも示すように、波方向を直角方向として挿入したものである。
【００４６】
以上の調湿装置を用いて、実験例１と同様の実験を行なったところ、実施例１では約０．５ｇの水分の吸脱着であったものが、本実施例２では約０．６ｇとなり、さらに効率がアップした。
【００４７】
このように電気絶縁板に波板加工を施すことにより、接触面積が増大し、効率のよい調湿装置とできるものである。
【００４８】
ここで、金網（金属基材）は実施例１と同形状として比較したが、波板加工の代わりに矩形加工を施し、波板加工を施した電気絶縁板とあわせて、図９に示すように略ハニカム形状すれば、よりコンパクトにできるものである。
【００４９】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例について説明する。本実施例では、図１０に示すように、実施例１で用いた調湿装置の上流側に除塵フィルタを加えたものである。除塵フィルタを追加することにより、ほこりや異物の混入を防ぎ、信頼性の高い調湿装置とすることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一の実施例における調湿装置の構成斜視図
【図２】（ａ）本発明の第一の実施例における調湿装置の金属基材の展開図（ｂ）同、調湿装置の金属基材を波板加工した斜視図
【図３】同、調湿装置の要部断面図
【図４】本発明の第一の実施例における実験での実験構成図
【図５】同、実験での対照実験の実験構成図
【図６】同、実験での重量変化を示す実験特性図
【図７】本発明の第二の実施例における調湿装置の要部断面図
【図８】（ａ）本発明の第三の実施例における調湿装置の構成斜視図（ｂ）同、調湿装置の要部断面図
【図９】同、略ハニカム形状とした調湿装置の構成図
【図１０】本発明の第四の実施例における調湿装置の構成図
【符号の説明】
【００５１】
１  金網（金属基材）
２  電極端子
３１  電気絶縁板
３２  吸湿剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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