JPH0290916A

JPH0290916A - 電気装置

Info

Publication number: JPH0290916A
Application number: JP63243209A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Inuzuka; 犬塚　敬彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-03-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は例えば制御盤や集電盤のような密閉筐体に電
気部品を収容してなる電気装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭５７−４９３０５号公報に開示さ
れた従来の電気装置としての密閉制御盤を示す断面図で
ある。図において、（１）は内部に電気部品（２）を収
容する筐体、（１ａ）は篩体（１）の−面に設けられた
扉、（３）は扉（１ａ）の全周に互って取付けられた気
密パツキン、（４）は内部にガス吸着剤および吸湿剤を
収容した吸着吸湿器、＋５１　（６１はエアーポンプお
よびその駆動電源で、この吸着吸湿器（４）とエアーポ
ンプ（５）とは、配管（７ａ）（７ｂ）によりバルブ（
８）を介して一体（１）の内部と連通するように構成さ
れている。そして、この筐体（１）は、外気中の湿気や
腐食性成分の侵入を防ぐため換気口を設けず密閉構造に
なっている。

次に動作について説明する。電源（６）によってエアー
ポンプ（５）を駆動させ、筐体（１）内の空気を配管（
７ａ）から吹い込み、吸着吸湿器（４）を通過させて配
管（７ｂ）から再び筐体（１）内に戻す。これにより、
吸着吸湿器（４）内に収容されたガス吸着剤が通過する
空気中の腐食性成分を吸着し、吸湿剤は空気中の水分を
吸着する。この動作を所定時間継続することによって、
筐体（１）内の湿気や腐食性ガスは十分に除去されるこ
とになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の密閉制御盤は以上のように構成されているので、
吸着吸湿器（４）内の吸着剤や吸湿剤は長期間使用する
と腐食性ガスや水分を吸着してその濃度が増し、次第に
その吸着、吸湿能力が低下していくので、定期的にこれ
ら吸着剤、吸湿剤を新しいものと交換する必要がある。

また、筐体（１）内の空気を吸着吸湿器（４）に強制的
に循環させるためエアーポンプ（５）のような回転機構
部を有する部品を使用しているので、その保守管理も必
要となり省力化の要請に反するという問題点があった。

上記した吸湿能力の低下を補う意味で、筐体（１）内に
スペースヒータを設置し、筐体（１）内の温度を外気温
より５℃前後高く保つことによって筐体（１］内の相対
湿度を下げ、筐体（υ内での結露の発生を抑制する方法
が採用される場合がある。しかし、こ）場合、スペース
ヒーターの容量としては、筐体（１］内の容積１　ｍ　
３に対し約Ｑ、５ｋｗ程度のものが必要となる。従って
、変電所のように、多数の密閉制御盤が設置されるよう
な場合には、このスペースヒーターのために大量の電力
が消費されるという問題点があった。

更にまた最近、例えば小型の固定礎気ディスク装置のよ
うに、内容積が数百（１６程度の比較的小容積の装置内
の除湿を行うため、固体電解質を用いた除湿器を適用し
ようとする試みがなされている。

しかし、これらの装置に使用される固体電解質は表面積
がせいぜい１〜数ａｍ’であり除湿できる装置の内容積
も数百０６程度が限度である。従って、変電所や発電所
内に設置される制御盤や集電盤のように、内容積が数十
２以上もある筐体の内部の除湿を行うには、１００個程
度の上記除湿器を一つの筐体に並設する必要がありその
取付スペースや配線が極めて複雑になり信頼性も低下せ
ざるを得ない。

この弊害を防止するため、必要な除湿能力に合わせて個
々の除湿器における固体電解質の表面積を大幅に増大さ
せることが一応考えられる。しかし、固体電解質の表面
に形成される多孔性電極は通常数μｍ程度の厚さに過ぎ
ず、その表面抵抗が大きいため電流分布が極めて悪く所
望の除湿能力が得られないという問題点があった。

この発明は、上記のような種々の問題点を解消するため
になされたもので、大容積の筐体内の除湿を比較的小電
力で行うことができると共に、保守が不要でかつ半永久
的に使用可能な除湿機構を備えた電気装置を得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電気装置は、プロトン導電性固体膜とそ
の表裏に形成された多孔性電極とからなり、それぞれ一
方の面が外部の空気に他方の面が内部の空気に接するよ
うに、密閉筐体の壁面に設置された除湿器と、上記多孔
性電極に重ねて設けられ、電極面と平行な方向の電流路
を形成して上記除湿器の電流分布を均等化する網状の給
電極と、この給電極を介して上記除湿器に直流電流を供
給する直流Ｗ！源とを備えたものである。

〔作用〕

直流ｗｌ源から内側の給電極の端部に流入した電流は、
−旦、当該給電極の全面積部分に拡散し、しかる後、多
孔性電極にその厚さ方向から流入する。従って、当該多
孔性電極とプロトン導電性固体膜との界面で下記に示す
水分の分解反応が生じる。

ＨｘＯ−２Ｈ＋＋　”　０２　＋　２　ｅ分解で生じた
水素イオンはプロトン導電性固体膜を通過し、外側の多
孔性電極との界面で下記のように再び水の分子となって
筐体外へ放散される。

２　Ｈ＋＋１０！　＋　２　ｅ−→Ｈ！０外側の多孔性
電極を流れる電流はそれと接して設けられた給電極に一
旦流入し、ここでその一端に集中されて直流電源に戻る
。

給電極の存在により、除湿器に流れる電流の分布は、そ
の電極面積にわたってほぼ均等分布となる。従って、上
記した除湿の反応は除湿器の全域でほぼ均等に行われ、
効率のよい除湿が達成される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）　（１１Ｌ　）＋２１　（３１は従
来の場合と同一である。（９）は筐体（１）または扉（
１ａ）の壁面に設置された除湿器で、第２図にその詳細
構成を示す。

αＯは除湿器（９）に直流電流を供給する直流電源であ
る。第２図において、（ロ）はプロトン導電性固体膜で
、例えばイオン交換膜の一種であるＩ″ＮＡＦＩＯＮ」
（米、デュポン社商品名）を使用している。（１２ｍ　
）（１２ｂ）はプロトン導電性固体膜（ロ）の表裏両面
に無電圧メツキによって形成した白金またはニッケルの
多孔性電極で、その膜厚は１〜３μｍ程度が適している
。この膜厚が薄すぎると電気抵抗が大きくなり通電を十
分に行うことができない。また、メツキの膜厚が厚すぎ
ると多孔度が低下して、プロトン導電性固体膜（ロ）と
空気との接触が十分行われず除湿能力が低下する。そし
て、プロトン導電性固体膜（ロ）と多孔性電極（１２ｍ
）（１２ｂ）とにより除湿器（９）を構成する。（１３
１１Ｍ　１３ｂ）は多孔性電極（１２ａ）（１２ｂ）に
重ねて設けられた給電極で、白金または金を網状に形成
したものである。ａくαＧはそれぞれ給電極（１３ａ　
）および（１３ｂ）の一端から引き出されたリード線で
ある。αＱは除湿器（９）と給電極（１３ＩＬ）（１３
ｂ）とを一体止成形するモールド枠、Ｑ７）は一体止し
た除湿器（９）と給電極（１３ａ）（１３ｂ）とを篩体
（１）ノ壁面に気密に取付けるためのシール材である。

次に動作について説明する。筐体（１〕の内部の空気と
接する多孔性電極（１２ａ）から導出されたリード線０
４には直流電源αＧの正電位の端子が接続され、外部の
空気と接する多孔性電極（１２ｂ）から導出されたリー
ド線（至）には直流Ｎ源ａＯの負電位の端子が接続され
る。従って、直流ｊｌＥ源α０から供給される直流電流
は、直流電源αＯ−リード線０４−給電極（１３ａ　）
−多孔性電極（１２ａ）−プロトン導電性固体膜（ＩＥ
−多孔性電極（１２ｂ’ｌ−給電極（１３ｂ’ｌ−リー
ド線（至）−直流電源００の方向に流れる。ここで、直
流電源ＱＱから給電極（１３ａ）への電流は、リード線
αくを経て集中的に送り込まれるが、給電極（１３ａ）
はその面と平行な方向に十分高い導電性を有するので、
上記電流は給電極（１３ａ）の電極面全体にほぼ均等に
拡散し、この状態から多孔性電極（１２ｍ）−プロトン
導電性固体膜αの一多孔性電極（１２ｂ）へとそれらの
厚さ方向に流れ、給ｉｉｉ　（１３ｂ）に至る。

ここで再び面と平行な方向に流れ、リード線（至）に集
められて直流電源αＯに戻る。

また、給電極（１３ａ）（１３ｂ）は網状に形成されて
いるので、筐体（１）の内外の空気は容易にこれを通過
して多孔性電極（１２ａＭ１２ｂ）に至る。

この結果、多孔性電極（１２ａ）とプロトン導電性固体
膜αつとの界面ではＨ２Ｏ−２Ｈ＋＋　−！−０，＋　２６に示す水分の分
解反応が、そして、プロトン導電性固体膜Ｑｌ）と多孔
性電極（１２ｂ）との界面では２Ｈ”＋−！−０２＋２
ｅ　　−Ｈ２Ｏに示す水分の結合反応がそれぞれ生じ、
筐体（１〕内の除湿が行われる。多孔性電極（１２ａＭ
１２ｔ＋）はその厚さに比較して極めて広い面積を有し
ており、単独で使用したときの電流分布は極めて悪いが
、ここでは給電極（１３ａ）（１３ｂ）を新たに設けて
いるので、上記１ノだ作用により電流は面全体にほぼ均
等に流れ、高い効率の除湿作用が行われる。しかも、こ
の除湿作用は通電を継続する限り半永久的に行われる。

次に、この発明を特に離島などの海洋性環境下に設置さ
れる太陽光発電設備の計測盤に適用した場合の主な諸元
と性能結果について紹介する。

即ち、筐体（１）の内容積は約３０６１除湿器（鑵；面
積は１０１００ｏ、太陽電池を利用した直流［源ＱＯの
電圧は５Ｖであった。そして、外気温２８℃、筐体（１
）内の初期相対湿度６０％、通電電流約５Ａで除湿を開
始した。通電により筐体（１）内の相対湿度は急速に低
下し、通電開始後２時間で約３０％以下になった。そし
て、筐体（１〕内の相対湿度が低下するにつれて、通電
電流値も大幅に低下した。

このように除湿効率が高く、消費電力が少ないので、特
に離島の太陽光発電設備のように、高湿度下でかつ省エ
ネルギーの運転が要請される場合に利用価値が高い。

第３図はこの発明の他の実施例における除湿器（９）お
よび給電極（１３ａ）（１３ｂ）の詳細を示す断面図で
ある。ここでは各部を同心状の筒形状に構成し、除湿機
構部を筐体（１）の内部に入り込ませるようにしたので
、筐体（１）の壁面積に制約されず除湿器（９）の表面
積を増大させることができ、また、筐体（υ内に収容さ
れた電気部品（２１の特定の個所に除湿器（９）を近接
配置して当該部分の除湿能力を特に増大させることがで
きる。

なお、上記各実施例では、多孔性電極（１２ｍ）（１２
ｂ）の材質を白金またはニッケルとしたが、これに限ら
ず、金、ロジウム、タンタル、パラジュウムなどの金属
も利用できる。また、給電極（１３ｍ）（１３ｂ）とし
ては網状に形成した白金または金としたが、この網状金
属としては、この他ロジュウム、タンタル、バラジュウ
ム、チタン、ニッケルまたはその合金などを利用しても
よく、またこれらいずれかの金属ないしはその合金を被
覆した金網としてもよい。更には、上記いずれかの金属
を含む導電性ペーストをスクリーン印刷などの手法によ
り網状または格子状に形成したものであってもよい。

〔発明の効果〕

以とのように、この発明ではプロトン導電性固体膜と多
孔性電極とからなる除湿器を密閉筐体の壁面に設置し、
かつ上記多孔性電極に重ねて網状の給ＷＩｔ極を設け、
これに直流を源を供給するようにしたので、比較的大容
積の筐体の内部の除湿を効率よく行うことが可能となり
、消費電力が少なく保守も不要で、除湿機能を半永久的
に保持させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における密閉制御盤を示す
断面図、第２図はその除湿器近傍の詳細を示す断面図、
第３図はこの発明の他の実施例における除湿器を示す断
面図、第４図は従来の密閉制御盤を示す断面図である。図において、（旧よ密閉筐体、（２）は電気部品、（９
）は除湿器、αＧは直流Ｉｔ源、（ロ）はプロトン導電
性固体膜、（１２ａ）（１２ｂ）は多孔性ｉｌ！極、（
１３ａ）（１３ｂ）は給電極である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

　内部に電気部品を収容した密閉筐体、プロトン導電性
固体膜とその表裏両面に形成された多孔性電極とからな
り、それぞれ一方の面が外部の空気に他方の面が内部の
空気に接するように、上記密閉筐体の壁面に設置された
除湿器、上記多孔性電極に重ねて設けられ、電極面と平
行な方向の電流路を形成して上記除湿器の電流分布を均
等化する網状の給電極、およびこの給電極を介して上記
除湿器に直流電流を供給する直流電源を備えた電気装置
。