自动低湿保管装置及其保管方法 本发明涉及在密闭箱柜内自动地进行除湿处理、并将照相机、电子器件、精密设备及食品、化学药品等以所要求的湿度状态进行保管的除湿处理技术领域。
以往,在这种干燥装置中,一般是作为在以通过单一定时器、例如以6小时作为一个循环,其内对干燥剂进行约30分钟的加热,在对吸排出水分的百叶窗进行开关的驱动力源的形状记忆合金和在向加热器通电并对干燥剂进行加热的同时,使形状记忆合金升温到变态点并将库外百叶窗打开,同时将所连接的相对侧的库内百叶窗关闭并对干燥剂进行再生处理,在该动作继续30分钟后通过定时器使向加热器的通电停止,使形状记忆合金的温度依次冷却而收缩力减少,通过回复弹簧的力将库外百叶窗关闭并将库内百叶窗打开,由干燥剂对密闭箱柜的库内空气进行约5小时30分钟的吸湿作用并使库内保持低湿度,为提高该除湿效果,则可并设多个除湿装置并使之在同一时刻以同一时间的单一循环驱动。
然而,在这种现有技术中,虽然各除湿装置的除湿循环及再生循环设定为同时进行,库内侧百叶窗关闭成从干燥剂排出的水分不向库内逆流,而在打开库外侧百叶窗后排出,但由于通电停止与通过百叶窗关闭库外侧的切换(通常通电停止)几乎为同时进行,故在直到干燥剂温度充分冷却的约30分钟期间,还存在残余水分向库内进行若干逆排出之虞。
为此,在较短时间内使库内湿度上升约5-20%,虽然其后通过降低干燥剂温度(约1小时后)进行正式的吸湿作用,库内湿度依次降低,但为6小时后再重复进行同一循环,故库内超低湿度难以稳定保持。
另外,在本申请人早先申请的日本专利特开平9-206543号公报(公知实例)中,是对上述现有技术的电子装置进行改进并构成为在干燥处理室内将干燥剂容器和风扇并设,通过定时器装置使发热体与风扇间歇驱动而对干燥剂进行再生处理。
该公知实例为在干燥处理室内使空气强制移动而有效地进行干燥剂的再生处理的例子。
本发明的第1个目地在于提供一种将箱柜内温度快速低湿化并稳定保持低湿度的装置。
本发明的第2个目的在于提供一种正确保持设定到一定湿度例如10%或者25%的库内湿度(参照图7)的装置。
本发明的第3个目的在于提供一种对风扇的驱动定时进行调节而使箱柜的除湿速度最高、并使风扇的寿命为3倍(10年)以上且实用化的装置。
本发明的第4个目的在于提供一种一旦箱柜内的湿度上升到超过设定值立即发出警报的能报知的装置。
本发明的第5个目的在于提供一种能将因门的开关引起的库内湿度的上升通过快速除湿迅速回到原来的低湿度的装置。
本发明的技术方案为:
(1)一种自动低湿保管装置,系一种具有通过时间控制装置间歇地对干燥剂进行再生处理来对箱柜内进行除湿处理的除湿装置的自动低湿保管装置,其特征在于,具有湿度传感器,当通过该湿度传感器检测到上述箱柜内的湿度已到达预先设定的湿度时,即遮断上述除湿装置与上述箱柜之间的通气,自动地将库内湿度保持在一定湿度。
因此能避免如以往产品那样对箱柜内进行过度除湿。
(2)如上述方案(1)记载的自动低湿保管装置,其特征在于,上述除湿装置与上述箱柜之间的通气构成为在将上述除湿装置的库内侧百叶窗自动关闭后进行的。
因此能相对于设定湿度对库内湿度作确切的调节。
(3)一种自动低湿保管装置,系一种具有通过时间控制装置间歇地对干燥剂进行再生处理来对箱柜内进行除湿处理的除湿装置的自动低湿保管装置,其特征在于,具有湿度传感器,在箱柜中并设多个上述除湿装置,并构成为各除湿装置相互设置时间差并以所定循环进行干燥剂的加热再生及箱柜的除湿处理。
因此能减少干燥剂再生时的箱柜内的湿度变动。
(4)如上述方案(1)至(3)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,上述箱柜中配设由湿度传感器驱动的警报装置,并构成为上述湿度传感器一旦箱柜内的湿度到达设定湿度立即驱动。
因此对于操作者能提高可靠性、有效防止因过湿度及湿度上升而使存储物发生不良情况。
(5)如上述方案(1)至(3)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,上述除湿装置内的干燥材料为使吸湿、排出效果最大而构成为薄型形状、配置成1片或多片并列、并构成为使风扇的气流均衡良好地流通。
因此能对箱柜有效地进行除湿并减少其湿度变动。
(6)如上述方案(1)至(5)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,上述除湿装置内的干燥材料设有微细的蜂窝孔群。
因此能高效率地进行加热再生或对箱柜进行高速除湿处理。
(7)如上述方案(3)、(5)或(6)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,与上述除湿装置的加热再生时间对应配设可间歇驱动的风扇,而使由干燥剂除湿的空气能在箱柜内强制循环。
因此,该风扇的驱动是在干燥材料加热再生后并在干燥材料湿度降低后一定时间(6小时循环情况下约为2小时)驱动,可使运转寿命延长3倍,且库内湿度稳定。
因此能降低运行成本。
(8)如上述方案(1)至(3)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,上述箱柜中配设有门开关,并构成为通过感知门的开关的该门开关使风扇启动而使因门的开闭动作而上升的箱柜内的湿度快速降低。
因此能快速降低箱柜内的湿度上升。
(9)如上述方案(1)至(3)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,上述箱柜中配设有门开关,并构成为能通过感知门的开关的该门开关将设定量的氮气自动注入箱柜内。
其效果与方案(8)相同。
(10)如上述方案(1)至(9)中任一项记载的自动低湿保管装置,其特征在于,构成为:上述除湿装置至少具有干燥剂、对该干燥剂加热后进行再生处理的发热体、以及对库内侧开口和库外侧开口进行开闭的百叶窗,在用该百叶窗打开上述库内侧开口并关闭库外侧开口时,通过上述干燥剂对上述箱柜内的空气进行除湿处理,同时,在用该百叶窗关闭上述库内侧开口并打开库外侧开口时,使由上述干燥剂排出的空气排出箱柜外而使库外侧百叶窗与库内侧同时关闭。
其效果与方案(8)相同。
(11)一种自动低湿保管装置,系一种具有通过时间控制装置间歇地对干燥剂进行再生处理来对箱柜内进行除湿处理的除湿装置的自动低湿保管装置,其特征在于,构成为设有对库内外侧的各开口进行开闭操作的百叶窗及对该百叶窗的开闭动作进行检测的开闭检测开关,且仅在库内侧百叶窗关闭时将上述开闭检测开关接通(ON)而使发热体通电。
因此,即使因万一百叶窗的开闭机构故障或控制装置的误动作等,在库内侧百叶窗不关闭状态下即使发热体为通电状,也因开闭检测开关不接通(ON)而使发热体无法通电,从而无法向库内放出水蒸气。
(12)一种自动低湿保管方法,系一种具有通过时间控制装置间歇地对干燥剂进行再生处理来对能通过门密闭的箱柜内进行除湿处理的多个除湿装置的自动低湿保管方法,其特征在于,使间歇地交互进行除湿循环和再生循环的上述除湿装置在初始运转开始时同时进行同一循环(再生·除湿),以后相互设置时间差并进行除湿或再生循环。
其效果与方案(3)相同。
附图简单说明:
图1为实施形态1的自动低湿保管装置的正视图。
图2为将图1中的门取下后的正视图。
图3为图1的纵剖面图。
图4为图1的功能方框图。
图5为图1的除湿装置的纵剖面图。
图6为图5的使用状态图。
图7为图1中箱柜内的湿度变化的说明及时间过程图。
图8为图1的装置与以往装置的湿度变化的比较曲线图。
图9为实施形态2的除湿装置的纵剖面图。
图10为图9的干燥材料沿ィ-ィ线的放大剖面图。
图11为图10的制造说明图。
图12为实施形态3的除湿装置的纵剖面图。
图13为实施形态4的除湿装置的局部纵剖面图。
图14为实施形态5的局部侧视图。
图15为图14的另一动作的局部侧视图。
图16为将实施形态6的门取下后的正视图。
图17为图16的功能方框图。
以下根据附图说明本发明的实施形态。
(实施形态1)
1.结构
(1)整体结构
如图1至图3所示,自动低湿保管装置(装置)1000构成为在前面通过分为左右两扇打开状的4个门11-14开闭自如的密闭型箱柜1的背板位置邻接状装有第1和第2两个除湿装置100、200,能将放置于箱柜1内的货架15上的照相机镜头、干燥食品、电子器件或药品、化学品等存储物GA保管在稳定的低湿度环境中,使之经长时期不发生品质变化。
(2)各部分的相关结构
如图4的功能方框图所示,构成为使时间控制装置(定时器)400与能对由电源P的通电进行操作的操作装置300连接,使该定时器400在连接成报知从湿度传感器500来的箱柜1内的湿度信息的同时,并与蜂鸣器、警报灯等警报装置950连接,能控制第1、第2除湿装置100、200的通电,另外,还与显示箱柜1内的湿度状况的显示装置600连接,并连接门开关800。
(3)各部的结构和功能
①第1、第2除湿装置100、200
由于第1、第2除湿装置100、200的构成基本相同,故以下对第1除湿装置100加以说明,关于第2除湿装置200则在相同点处标以与装置200相应的标号,重复说明从略。
如图5及图6所示,第1除湿装置100系在中央干燥室101中填充用二氧化硅等形成的薄板状或细粒状的干燥剂制成的干燥材料102,通过固定具107将装有发热体103的3个多孔金属盒组成的干燥剂容器104-106以所要的间隔隔开并固设成并行竖立状,在其下侧位置配设有旋转式的风扇108。
另外,在干燥室101的上下位置形成上下通气室111、121,在干燥室101中间分别设有库内侧开口112、122及库内侧开口113、123,并构成为能通过设置成可由中央的铰链131、132起伏的杠杆式的开闭百叶窗141、142分别交互地开闭。
另外,通过与百叶窗141、142分别连接的连接线151、152连接形状记忆合金线圈160,并使另一端与回弹线圈弹簧②170连接。
②操作装置300
具有用于预先设定箱柜1内的希望湿度的升降按钮301、302及其设定按钮303以及能启动定时器顺序的主开关304,在货架15的前面附设有包含触摸传感器等的操作面板310。
③时间控制装置(定时器)400
具有包含微机装置的控制回路,可与向发热体103的通电顺序开、关相隔一定时间差控制向风扇108的通电的开、关,即使通过湿度传感器500的湿度信息也能使风扇108通电。
④显示装置600
系由液晶显示体等构成,构成为分别显示箱柜1内的现状的湿度及希望设定湿度,与操作装置300相邻接并配设在货架15的前面。
2.使用步骤
以下参照图4至图6说明该装置1000的使用步骤。
在用该装置1000起到除湿效果时,如图3所示,将所要求的存储物GA适当放置在箱柜1的货架15上,将主开关305接通(ON),对操作面板310的升降按钮301、302进行操作并将箱柜1内的湿度调节至30%,关闭门11-14。
在该状态下,干燥剂102、202的吸湿能力饱和且箱柜1内的湿度与箱柜1外同样为60%。
在该状态下,一旦通过定时器400开始向第1、第2除湿装置100、200的发热体103、203通电即进入再生循环,发热体103、203加热,并使干燥剂101、201依次从常温升温至120℃(或1502左右)。
此时,形状记忆合金线圈160、260通电并变态,并与回弹线圈弹簧170、270抗衡而使开闭百叶窗141、142、241、242动作并关闭库内侧开口112、122、212、222,并以铰链131、231为中心开放相对侧的开口113、123、213、223(图6假想线位置)。
通过该一系列的动作,吸着有水分的干燥剂102、202因温度上升而开始排出水分,并将该水分排出库外(图6(ィ)、(ロ))。
在该状态下继续约1小时(图7A),干燥材料102、202即被再生而恢复吸湿能力。
接着,一旦通过定时器400进入除湿循环,第1、第2除湿装置100、200的发热体103、203中即不通电,并通过开闭百叶窗141、142、241、242开放库内侧开口112、122,库外侧开口113、123仍为关闭 (图6实线位置),由于风扇108、208启动,如图6中箭头(ハ)所示,在通过干燥材料102、202将除湿后的空气供给箱柜1内的同时,含有箱柜1内的水分的空气如图6中箭头(ニ)所示侵入干燥室101、201内,并通过风扇108、208如图中箭头(水)所示施力,并通过干燥材料102、202重复进行除湿处理的过程。
将该状态继续约2小时后(图7B),为延长电动机的寿命及节电而使风扇108、208暂时停止。
然而,由于继续除湿循环,利用上升气流现象将由干燥材料102、202除湿并轻量化的空气在箱柜1与第1、第2除湿装置100、200之间循环并将箱柜1内继续除湿而进一步低湿度化。
接着,在大约3小时后(图7C),使仅第1除湿装置100进入约1小时的再生循环,并通电至发热体103和形状记忆合金线圈160,将干燥材料102加热并将其水分放出至箱柜1外面。
经过大约1小时后(图7D),使再生处理中断并进入除湿循环,经过约2小时后使风扇108启动并使箱柜1内除湿(图7E)。
其间,对于第2除湿装置200,为防止箱柜1内的湿度上升,由于经过约3小时并继续除湿循环,故箱柜1内即使第1除湿装置100在再生循环中也能继续除湿。
其次,对于第1除湿装置100,虽然继续在风扇108停止的状态下进行除湿循环,但对于第2除湿装置200,由于从再生循环结束后经过大约8小时,干燥材料202的吸湿能力大大降低,进入再生循环经大约1小时后使发热体203并使干燥材料202再生处理(图7F),其后使风扇208启动并经大约2小时后进入除湿循环,进而使风扇208停止并继续除湿循环。
如图7G所示,箱柜1内的湿度为设定值即30%以下、其降低率至-2.5%时,预定顺序中定时器400即被全部清零,第1、第2除湿装置100、200的开闭百叶窗141、142、241、242被操作而将库内侧开口112、122、212、222关闭。
由此将箱柜1内的除湿处理暂时中断。
这种状态一旦继续,则箱柜1内因从存储物GA放出水分或从门11-14的细微间隙侵入的湿气而湿度上升。
其后,箱柜1内的湿度至相对于设定值自然上升到+2.5%时(图7H),由于定时器400的顺序指示,虽然仅第1除湿装置100进入指示循环,但对于第2除湿装置200则在操作开闭百叶窗241、242并打开库内侧开口212、222,由于重新开始除湿循环,箱柜1内的湿度在少许上升后下降。
因此, 由于以后第1、第2除湿装置100、200因大约3小时的时间滞后而重复再生循环和除湿循环,而使箱柜1内的湿度在不超过以设定值为中心的±2.5%+α的范围升降,箱柜1内的湿度能够以27-33%的缓慢脉动稳定保持在中心值30%处。
但是,由于存储物GA的进出而每次将门开闭,箱柜1内的湿度不可避免地有一些变动(图7I、J)。
对此,该装置1000设置成将感知门11-14的开闭的门开关800与定时器400相联系,对除湿装置100的风扇108驱动片刻、即能与除湿循环配合对箱柜1内进行除湿处理并防止箱柜1内的湿度上升。
另外,该箱柜1内的湿度变化可通过显示装置600目视认知。
另外,如将除湿装置3个以上并设,并分别设置时间滞后依次进行再生和除湿循环,则上述设定变化的脉动显然将进一步平坦化并能保持设定湿度。
如图8所示,将2台除湿装置100、200合并使用并加以时差使之驱动状,即可验证能稳定保持在湿度30%左右。
另外,在箱柜1内的湿度在例如60%以上的异常高的场合,照原样放置的话,就会有损坏存储物GA之虞,但在该装置1000中,由于能设定上述设定湿度等的警报湿度点,故在警报点以上湿度时即能由上述警报装置950报知。
(实施形态2)
如图9至11所示,除湿装置100a与上述实施形态1相比,其特征在于在干燥室101a内配设有开设有蜂窝状细微孔群的干燥材料105a。
即,如图11所示,通过压力加工形成凹凸状的将波纹板(pe)与平板(pf)连接而形成蜂窝孔(hh),并在其表面涂以二氧化硅等干燥材料而形成干燥材料105a,将该干燥材料105a装在除湿装置100a上,并将加热再生材料的发热体103a配设在干燥材料105a的下方位置而与形状记忆合金线圈160a邻接。
另外,其他结构因与实施形态1相同,故仅加一相应标号(a)表示。
该除湿装置100a使用时,能对通过具有除湿能力的蜂窝孔(hh)的空气高效率地进行除湿处理,由于与风扇108a的空气强制循环的相乘效果,故能发挥短时间大量吸湿、排湿的效果。
另外,即使在通过发热体103a对干燥材料105a进行干燥处理时,由于蜂窝孔(hh)的总的表面积大,故不必加热到120℃-130℃,已证明90℃-100℃左右的加热处理即能完成充分的排湿、再生处理。
(实施形态3)
图12所示的除湿装置100X与上述实施形态1的不同点在于,在将形状记忆合金线圈160X和回弹线圈弹簧170X装在与上下百叶窗141X、142X连动的上下摇动件181X、182X之间时,系将回弹线圈弹簧170X的相对端与干燥室101X连接,其他结构及功能则与实施形态1相同。
(实施形态4)
图13所示的除湿装置100Y的特征结构为:独立地、能起伏地设置库内百叶窗141Y和库外百叶窗141Z,并能分别通过可通电的形状记忆合金线圈161Y、161Z开闭驱动,设定库内湿度,通过库内百叶窗141Y的开放依次降低库内湿度,一旦到达设定湿度即关闭库内百叶窗141Y,并关闭库外百叶窗141Z,使库内吸湿作用停止。
(实施形态5)
图14及图15所示的除湿装置1000b的特征在于可消除箱柜1b内在干燥剂再生处理时无意中被加湿之虞。
即,在除湿装置100b内配设检测百叶窗141b的开闭动作的开闭检测开关190b的同时使其与发热体103b连接,并使其开闭件191b与上摇动件接合。
因此,如图14中实线所示,在百叶窗141b将库内侧开口112b开放时,开闭检测开关190b被关闭(OPF)而发热体103b停止供电,将百叶窗141b逆时针方向转动,如图15所示,在库内侧开口112b关闭而库外侧开口113b开放时,仅开闭件191b变位而使开闭检测开关190b接通(ON),使发热体103b接通(ON),并能使吸湿到干燥剂105b中的水分蒸发到库外。
在该装置1000b中,无须担心从干燥剂105b放出的水分流入箱柜1b内。
(实施形态6)
图16及图17所示的这种装置1000’的特征在于加设氮气喷射装置900’,并构成为:使通过氮气泵等的氮气供给装置供给的氮气NN通过门开关800’使电磁阀动作、并由喷嘴901’以设定量向箱柜1’内喷射。
因此,能在门开关时防止箱柜1’内的湿度上升。
另外,由于是在门开闭时将氮气NN片刻供给箱柜1’内,故与使氮气经常性封入形式的装置相比能大幅度降低运行成本。
如上所述,本方面具有以下的显著效果:
①能快速稳定地保证库内湿度为1%的超低湿。
②对于在箱柜内设定湿度例如10%、25%等,无过量除湿之虞。
③能降低干燥剂加热再生时的箱柜内的湿度变动。
④能通过风扇在箱柜内快速而均匀地除湿,且风扇能长期使用(10年),为以往的3倍以上,很为实用。
⑤能报知箱柜内的湿度,可防止存储物变质于未然。
⑥能将因门开关引起的湿度上升快速回到原先的低湿度。
⑦能安全地防止含有水分的空气在干燥剂再生时流入箱柜内。