(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0011】
まず、本実施の形態の原理を説明する。
【0012】
本実施の形態に係る保管庫1は、
図1に示すように、庫内20Aを除湿可能な第一調湿庫2Aの庫内20Aに、庫内20Bを除湿可能な第二調湿庫20Bを設置した二重構造方式の保管庫である。第二調湿庫2Bの庫内20Bにアクセスするための扉22B(
図2等参照)、第二調湿庫20Bの庫内20Bを除湿する第二除湿ユニット23B(
図3等参照)等から第二調湿庫2Bの庫内20Bに侵入する外気が第一調湿庫2Aの庫内20Aで除湿された外気となるため、外気による第二調湿庫2Bの庫内20Bへの影響を小さくすることができる。これにより、庫内20Bの除湿効果を飛躍的に向上させている。
【0013】
つぎに、本実施の形態に係る保管庫1の詳細を説明する。
【0014】
図2(A)および
図2(B)は、本実施の形態に係る保管庫1の概略正面図であり、
図2(A)は、第一調湿庫2Aの扉22Aを閉じた状態を示す図、そして、
図2(B)は、第一調湿庫2Aの扉22Aを開いた状態を示す図である。また、
図3は、
図2(A)に示す保管庫1のA−A概略断面図である。
【0015】
本実施の形態に係る保管庫1は、例えば露点温度−50℃以下の超低湿度環境が要求される二次電池材料、有機EL封止装置等の保管品を保管する。
図3に示すように、保管庫1は、第一調温庫2Aと、第一調温庫2Aの庫内20Aに配置された第二調湿庫2Bと、第二調湿庫2Bと第一調湿庫2Aの庫内20Aの壁面との隙間を塞ぐように配置された侵入防止柵3と、を備えている。
【0016】
第一調湿庫2Aは、庫内20Aに第二調湿庫2Bを配置するために前面211Aが開口した筐体21Aと、筺体21Aの前面211Aに設けられ、庫内20Aにアクセスするための扉22Aと、庫内20Aを除湿する第一除湿ユニット23Aと、第一除湿ユニット23Aおよび後述の第二除湿ユニット23Bを制御する制御盤24と、筺体21Aの前面211A等に配置された操作パネル25と、を備えている。
【0017】
第二調湿庫2Bは、庫内20Bに保管品を保管するために前面211Bが開口した筐体21Bと、筺体21Bの前面211Bに設けられ、庫内20Bにアクセスするための扉22Bと、庫内20Bを除湿する第二除湿ユニット23Bと、第二調湿庫2Bの庫内20Bの温度および露点温度を測定するセンサ26と、を備えている。
【0018】
操作パネル25は、各種指示、設定情報等をユーザから受け付けるためのボタン、キー等の入力装置と、各種設定情報、動作状態、環境情報等をユーザに知らせるための液晶パネル、LED等の表示装置と、を備えている。
【0019】
第一除湿ユニット23Aおよび第二除湿ユニット23B(以下、単に除湿ユニット23とも呼ぶ)は、ゼオライト、シリカゲル等の加熱再生可能な乾燥剤を用いて、第一調湿庫2Aおよび第二調湿庫2Bの庫内20A、20B(以下、単に庫内20とも呼ぶ)をそれぞれ除湿する。
【0020】
図4は、除湿ユニット23の概略断面図である。
【0021】
図示するように、除湿ユニット23は、例えば筺体21A、21Bの背面板212A、212Bに形成された開口部213A、213Bを塞ぐように配置される。ここでは、除湿ユニット23を、庫内20側から開口部213A、213Bを塞ぐように庫内20に配置しているが、庫外27側から開口部213A、213Bを塞ぐように庫外27に配置してもよい。除湿ユニット23は、少なくとも1台の乾燥装置230と、ファン231と、乾燥装置230およびファン231を収容するハウジング232と、を備えている。
【0022】
ハウジング232には、ハウジング232の内部と庫内20とをつなぐ庫内側通気口として、庫内20の空気B1をハウジング232内に取り込むための庫内吸気口233a、233bと、ハウジング232内の空気B2を庫内20へ排出する庫内排気口234a、234bと、が形成されている。また、ハウジング232の内部と庫外27とをつなぐ庫外側通気口として、庫外27の空気A1をハウジング232内に取り込むための庫外吸気口235a、235bと、ハウジング232内の空気A2を庫外27へ排出するための庫外排気口236a、236bと、が形成されている。ファン231は、これらの通気口233a、233b〜236a、236bを介して、空気を、ハウジング232の内部と庫内20または庫外27との間で強制的に循環させるために駆動される。
【0023】
乾燥装置230は、乾燥装置230内に充填された球状、ペレット状等の乾燥剤237と、乾燥装置230内に乾燥剤237とともに収容された乾燥剤用ヒータ238と、を備えている。乾燥装置230は、乾燥剤237で吸湿することにより、庫内20からハウジング232内に取り込まれた空気を除湿する。また、乾燥剤用ヒータ238により乾燥剤237を加熱することにより、乾燥剤237が吸湿した水分をハウジング232内から庫外27へ排出する。
【0024】
乾燥剤237は、ゼオライト、シリカゲル等の加熱再生可能な乾燥剤であり、庫内20の空気を十分に除湿できるように庫内20のスペースに応じて定められた量の乾燥剤237が乾燥装置230に充填されている。図示していないが、乾燥装置230には、乾燥剤237の粒径より狭い幅のスリットが複数形成されている。乾燥剤237は、このスリットを介してハウジング232内を除湿したり、水分を排出したりする。
【0025】
乾燥剤用ヒータ238は、制御盤24の制御により乾燥装置230内に充填された乾燥剤237を加熱して乾燥剤237に溜まった水分を排出し、乾燥能力を再生する。
【0026】
また、除湿ユニット23は、庫内吸気口233aおよび庫外吸気口235aを互いに排他的に開閉するシャッタ239aと、庫内排気口234aおよび庫外排気口236aを互いに排他的に開閉するシャッタ239bと、をさらに備えている。
【0027】
図3に戻って説明を続ける。制御盤24は、センサIF部240と、操作パネルIF部241と、第一除湿ユニットIF部242と、第二除湿ユニットIF部243と、主制御部244と、を備えている。
【0028】
センサIF部240は、主制御部244をセンサ26に接続するためのインターフェースである。操作パネルIF部241は、主制御部244を操作パネル25に接続するためのインターフェースである。そして、第一除湿ユニットIF部242および第二除湿ユニットIF部243は、主制御部244を第一除湿ユニット23Aおよび第二除湿ユニット23Bにそれぞれ接続するためのインターフェースである。
【0029】
主制御部244は、センサIF部240を介してセンサ26により第二調湿庫2Bの庫内20Bの温度、露点温度、湿度等の情報を受信する。そして、操作パネルIF部241を介して操作パネル25に、センサ26より受信した第二調湿庫2Bの庫内20Bの温度、露点温度、湿度等の情報を表示する。また、主制御部244は、操作パネルIF部241を介して操作パネル25よりユーザの指示を受信する。そして、操作パネル25より受信したユーザの指示に従い、第一除湿ユニットIF部242および第二除湿ユニットIF部243を介して第一除湿ユニット23Aおよび第二除湿ユニット23Bを制御し、第一調湿庫2Aの庫内20Aおよび第二調湿庫2Bの庫内20Bを除湿する。
【0030】
主制御部244は、具体的には第一除湿ユニット23Aをつぎのように制御する。ハウジング232の内部を庫内20Aにのみ開放した状態(庫内吸気口233a:開、庫外吸気口235a:閉、庫内排気口234a:開、庫外排気口236a:閉)で、必要に応じてファン231を回転させる第一除湿処理、および、ハウジング232の内部を一定時間(例えば1時間)庫外27にのみ開放した状態(庫内吸気口233a:閉、庫外吸気口235a:開、庫内排気口234a:閉、庫外排気口236a:開)で、乾燥剤用ヒータ238を動作させて乾燥剤237を加熱しつつ、必要に応じてファン231を回転させる第一加熱再生処理を、択一的に実施する。第一除湿処理により、庫内20A内の湿った空気B1が、ハウジング232内に取り込まれ、乾燥装置230の乾燥剤237が吸湿することにより除湿された後、乾いた空気B2として庫内20Aに排出されて、庫内20Aが除湿される。また、第一加熱再生処理により、庫外27の空気A1が、ハウジング232内に取り込まれ、乾燥剤用ヒータ238により加熱された乾燥剤237から溜まった水分が放出された後、湿った空気A2として庫外27に排出されて、乾燥剤237が乾燥する。
【0031】
また、主制御部244は、具体的には第二除湿ユニット23Bをつぎのように制御する。ハウジング232の内部を庫内20Bにのみ開放した状態(庫内吸気口233a:開、庫外吸気口235a:閉、庫内排気口234a:開、庫外排気口236a:閉)で、必要に応じてファン231を回転させる第二除湿処理、および、ハウジング232の内部を一定時間(例えば1時間)庫外27(第一調湿庫2Aの庫内20A)にのみ開放した状態(庫内吸気口233a:閉、庫外吸気口235a:開、庫内排気口234a:閉、庫外排気口236a:開)で、乾燥剤用ヒータ238を動作させて乾燥剤237を加熱しつつ、必要に応じてファン231を回転させる第二加熱再生処理を、択一的に実施する。第二除湿処理により、庫内20B内の湿った空気B1が、ハウジング232内に取り込まれ、乾燥装置230の乾燥剤237が吸湿することにより除湿された後、乾いた空気B2として庫内20Bに排出されて、庫内20Bが除湿される。また、第二加熱再生処理により、庫外27(第一調湿庫2Aの庫内20A)の空気A1が、ハウジング232内に取り込まれ、乾燥剤用ヒータ238により加熱された乾燥剤237から溜まった水分が放出された後、湿った空気A2として庫外27(第一調湿庫2Aの庫内20A)に排出されて、乾燥剤237が乾燥する。
【0032】
ここで、主制御部244は、第一加熱再生処理および第二加熱再生処理の実施タイミングが重ならないように調整している。例えば、操作パネル25を介してユーザから第一加熱再生処理および第二加熱再生処理に共通の加熱再生インターバルが設定されている場合、加熱再生インターバル毎に第一加熱再生処理および第二加熱再生処理を交互に実施する。あるいは、操作パネル25を介してユーザから第一加熱再生処理および第二加熱再生処理それぞれについて個別に加熱再生インターバルが設定されている場合、第一加熱再生処理および第二加熱再生処理をそれぞれの加熱再生インターバル毎に実施する。そして、第一加熱再生処理および第二加熱再生処理のいずれか一方の実施タイミングが到来したときに、他方を実施中あるいは他方の実施終了から所定時間(例えば1時間)経過前ならば、他方の実施終了から所定時間を経過するのを待って一方を実施する。
【0033】
侵入防止柵3は、第二調湿庫2Bと第一調湿庫2Aの庫内20Aの壁面との隙間を塞いでおり、これにより、ユーザが誤って保管品を第二調湿庫2Bと第一調湿庫2Aの庫内20Aの壁面との隙間に配置してしまうのを防止する。なお、第二調湿庫2Bの周囲の空気を循環させて、第二調湿庫2Bの前方を含めて第一調湿庫Aの庫内20Aを効率よく除湿するため、侵入防止柵3にパンチングメタルを用いて通気性を確保している。
【0034】
本発明者は、比較対象の保管庫として、保管庫1から第二調湿庫2Bを省略した比較例A、および、比較例Aにおいて、除湿ユニット23を2つに増やして、除湿ユニット23の数を保管庫1と同数とした比較例Bを用意し、保管庫1および比較例A、Bを長時間動作させたときの露点温度を測定した。
【0035】
図5は、保管庫1およびその比較例A、Bを長時間(約50時間)動作させたときの露点温度の測定結果を示す図である。
【0036】
ここで、グラフ40は保管庫1の庫内20Bの露点温度、グラフ41は比較例Aの庫内の露点湿度、そして、グラフ42は比較例Bの庫内の露点温度をそれぞれ示している。なお、試験環境は、すべて同条件(周囲温度25度、周囲湿度30〜55%RH)としている。また、除湿ユニット23の加熱再生インターバルを6時間とし、保管庫1は第一加熱再生処理(第一調湿庫2Aの第一除湿ユニット23Aの加熱再生処理)および第二加熱再生処理(第二調湿庫2Bの第二除湿ユニット23Bの加熱再生処理)を約3時間ずらして交互に実施し、比較例Bは2つの除湿ユニット23それぞれの加熱再生処理を約3時間ずらして交互に実施している。
【0037】
グラフ41に示すように、比較例Aの最低到達露点温度はおよそ−38.0℃(水蒸気量0.165g/m
3)であった。グラフ41では、定期的に露点温度が上昇しているが(符号410)、これは6時間毎に実施される加熱再生処理の影響によるものである。また、グラフ42に示すように、比較例Bの最低到達露点温度はおよそ−40.5℃(水蒸気量0.127g/m
3)であった。グラフ42でも、3時間毎に実施される加熱再生処理の影響により、定期的に露点温度が上昇している(符号420)。また、グラフ40に示すように、保管庫1の最低到達露点温度はおよそ−68℃(水蒸気量0.00429g/m
3)であった。グラフ40では、露点温度の大きな上昇(符号400)と小さな上昇(符号401)とを交互に繰り返している。これは3時間毎に交互に実施される第一調湿庫2Aの第一加熱再生処理(符号401)および第二調湿庫2Bの第二加熱再生処理(符号400)の影響によるものである。
【0038】
図5に示すグラフ40〜42から明らかなように、保管庫1および比較例Bの除湿ユニット23の数が同数であるにもかからず、比較例Bの比較例Aに対する露点温度の低下量が−2.5℃(水蒸気量換算でおよそ100分の77に減少)であるのに対し、保管庫1の比較例Aに対する露点温度の低下量は−28℃(水蒸気量換算でおよそ100分の2.6に減少)であり、保管庫1は比較例Bに比べて除湿効果が飛躍的に向上している。これは、つぎの理由によるものと考えられる。すなわち、比較例Bでは、庫内にアクセスするための扉のパッキン部分、除湿ユニット23の取付部分等を介して湿気を含んだ外気が侵入し、これが庫内20の湿度に影響するものと考えられる。保管庫1においても、第二調湿庫2Bの扉22Bのパッキン部分、除湿ユニット23Bの取付け部分等から第二調湿庫2Bの庫内20Bに外気が侵入するが、この外気は第一調湿庫2Aの庫内20Aで除湿されているので、第二調湿庫2Bの庫内2Bへの影響が小さい。このため、庫内20Bの除湿効果を飛躍的に向上させることができたものと考えられる。
【0039】
以上、本発明の一実施の形態について説明した。
【0040】
本実施の形態によれば、第一除湿ユニット23Aを搭載した第一調湿庫2Aの庫内20Aに、第二除湿ユニット23Bを搭載した第二調湿庫2Bを設置した二重構造方式としているので、第二調湿庫2Bの扉22Bのパッキン部分、第二除湿ユニット23Bの取付け部分等から第二調湿庫2Bの庫内20Bに侵入する外気が第一調湿庫2Aの庫内20Aで除湿された外気となり、第二調湿庫2Bの庫内20Bへの影響を小さくすることができる。このため、庫内20Bの除湿効果を飛躍的に向上させて、例えば露点温度−50℃以下の超低湿度環境が要求される二次電池材料、有機EL封止装置等の保管品を保管するのに好適な保管庫1を提供することができる。
【0041】
また、本実施の形態では、第一調湿庫2Aの第一加熱再生処理および第二調湿庫2Bの第二加熱再生処理の実施タイミングが重ならないように調整している。具体的には、加熱再生インターバル毎に第一加熱再生処理および第二加熱再生処理を交互に実施する。あるいは、第一加熱再生処理および第二加熱再生処理をそれぞれの加熱再生インターバル毎に実施し、第一加熱再生処理および第二加熱再生処理のいずれか一方の実施タイミングが到来したときに、他方を実施中あるいは他方の実施終了から所定時間経過前ならば、他方の実施終了から所定時間を経過するのを待って一方を実施する。このようにすることにより、第一加熱再生処理による露点温度の上昇と第二加熱再生処理による露点温度の上昇とを分散させて、最高到達露点温度の上昇を抑制することができる。
【0042】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【0043】
例えば、上記の実施の形態では、侵入防止柵3にパンチングメタルを用いているが、本発明はこれに限定されない。侵入防止柵3は、第二調湿庫2Bと第一調湿庫2Aの庫内20Aの壁面との隙間を塞ぐことができ、かつ通気口あるいは通湿性を有するものであればよい。例えば、侵入防止柵3にウレタンあるいはスポンジを用いてもよい。この場合、第一調湿庫2Aの扉22Aを開いたときに、それが短時間であれば、湿気を含んだ外気が侵入防止柵3を通過して庫内20Aの後方(第二調湿庫2Bの後方)に侵入するのを防止することができる一方、第一調湿庫2Aの扉22Aを閉じた状態において、庫内20Aの空気が侵入防止柵3を時間をかけて通過し循環することにより、庫内20Aの前方(第二調湿庫2Bの前方)の空気を除湿することができる。
【0044】
また、侵入防止柵3に通気口あるいは通湿性を持たせる代わりに、第一調湿庫2Aの扉22Aを開閉に連動して侵入防止柵3の少なくとも一部を開閉するようにしてもよい。
【0045】
図6(A)および
図6(B)は、保管庫1の変形例1Aを説明するための図であり、
図3のA−A概略断面図に相当する図である。ここで、
図6(A)は、第一調湿庫2Aの扉22Aが閉じた状態を示しており、
図6(B)は、第一調湿庫2Aの扉22Aが開いた状態を示している。
【0046】
この変形例1Aでは、侵入防止柵3を、金属、プラスチック等の板材で構成するとともに、この侵入防止柵3を、第二調湿庫2Bの上面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの天井との隙間に配置される第一防止柵30と、第二調湿庫2Bの側面および下面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの側面および底面との隙間に配置される第二防止柵(不図示)と、に分割している。そして、第二防止柵は、第二調湿庫2Bの側面および下面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの側面および底面との隙間に塞ぐように固定して取り付けられ、第一防止柵30は、バネ付きヒンジ31により第二調湿庫2Bの上面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの天井との隙間を開閉可能に取り付けられる。ここで、バネ付きヒンジ31は、第二調湿庫2Bの上面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの天井との隙間を閉じる方向に第一防止柵30を付勢する。また、シャフト32を軸方向に移動可能に保持するホルダ33が、閉成状態(第二調湿庫2Bの上面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの天井との隙間を塞いだ状態)にある第一防止柵30に対してシャフト32が垂直となるように、第一調湿庫2Aの筐体21Aの開口部上側に取り付けられる。
【0047】
上記構成の変形例1Aでは、
図6(A)に示すように、第一調湿庫2Aの扉22Aが閉じた状態では、シャフト32が扉22Aに当接して、第一調湿庫2Aの庫内20Aに押し込まれる。これにより、シャフト32が第一防止柵30に当接して、第二調湿庫2Bの上面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの天井との隙間を開く方向に第一防止柵30を押し上げる。その結果、第二調湿庫2Bの周囲の空気が循環し、第二調湿庫2Bの前方を含めて第一調湿庫Aの庫内20Aを効率よく除湿することができる。
【0048】
また、
図6(B)に示すように、第一調湿庫2Aの扉22Aが開いた状態では、バネ付きヒンジ31の復元力により、第一防止柵30がシャフト32を押し戻して、第二調湿庫2Bの上面と第一調湿庫2Aの庫内20Aの天井との隙間を塞ぐ。その結果、ユーザが誤って保管品を第二調湿庫2Bと第一調湿庫2Aの庫内20Aの壁面との隙間に配置してしまうのを防止することができ、かつ、湿気を含んだ外気が庫内20Aの後方(第二調湿庫2Bの後方)に侵入するのを防止することができる。
【0049】
また、上記の実施の形態では、第一調湿庫2Aの庫内20Aに一台の第二調湿庫2Bを配置しているが、第一調湿庫2Aの庫内20Aに二台以上の第二調湿庫2Bを配置してもよい。また、第二調湿庫2Bの庫内20Bに、第一調湿庫2Aおよび第二調湿庫2Bと同様の構成を備えた第三調湿庫を配置してもよい。この場合、制御盤24は、これらの調湿庫の加熱再生処理が同時に実施されないように、加熱再生処理の実施タイミングを調整することが好ましい。
【0050】
また、上記の実施の形態において、侵入防止柵3を省略してもよい。また、除湿ユニット23のファン231を省略してもよい。さらに、操作パネル25を省略してもよい。なお、操作パネル25を省略する場合、加熱再生インターバルは予め除湿ユニット23に設定されているものとする。
【0051】
また、上記の実施の形態では、一台の制御盤24で第一除湿ユニット23Aおよび第二除湿ユニット23Bを制御しているが、第一除湿ユニット23Aおよび第二除湿ユニット23Bのそれぞれに制御盤を設けて、第一除湿ユニット23Aおよび第二除湿ユニット23Bをそれぞれ対応する制御盤で個別に制御するようにしてもよい。
【0052】
また、上記の実施の形態において、制御盤24の機能構成(
図3参照)は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積ロジックICによりハード的に実現されるものでもよいし、あるいはDSP(Digital Signal Processor)などの計算機によりソフトウエア的に実現されるものでもよい。または、CPU、メモリ、およびHDD等の補助記憶装置を備えた汎用コンピュータにおいて、CPUが所定のプログラムを補助記憶装置からメモリ上にロードして実行することで実現されるものでもよい。