(57)【要約】【課題】優れた熱輸送特性および物質輸送特性を有する、機械的に安定した収着伝熱体壁を提供する。【解決手段】収着伝熱体壁が、熱を放出または吸収する流体が適用されると共に流体壁（４；４４；６４）によって画定されている流体側（２）と、熱を吸収または放出する際に収着物質を添加する収着剤（７）を有する収着床（６）を備える収着側（５）とを有する。前記収着床（６）が、前記収着剤（７）用の効果的に熱伝導する支持構造（１０、２１）を含む。該支持構造が前記流体壁（４；４４；６４）に熱伝導結合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を放出または吸収する流体が適用されると共に流体壁（４；４４；６４）によって画定されている流体側（２）と、熱を吸収または放出する際に収着物質を添加する収着剤（７）を有する収着床（６）を備える収着側（５）とを有する収着伝熱体壁において、前記収着床（６）が、前記収着剤（７）用の効果的に熱伝導する支持構造（１０、２１）を含み、該支持構造が前記流体壁（４；４４；６４）に熱伝導結合されていることを特徴とする収着伝熱体壁。
【請求項２】
前記熱伝導性支持構造（１０）が熱伝導性マクロ支持構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の収着伝熱体壁。
【請求項３】
前記マクロ支持構造が、伸張格子（２２；５５）、ワイヤ織物、および／または穿孔されるか、特にスリット付きであるかまたは穿孔されない金属フィルムを含むことを特徴とする請求項２に記載の収着伝熱体壁。
【請求項４】
前記マクロ支持構造が、対称長軸と対称短軸とを有するメッシュ（７５）を有する伸張格子（５５）を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の収着伝熱体壁。
【請求項５】
前記メッシュ（７５）の前記長軸が前記流体壁（４４；６４）に対して垂直に延びていることを特徴とする請求項４に記載の収着伝熱体壁。
【請求項６】
前記メッシュ（７５）が、１ｍｍ未満の、特に０．５ｍｍ未満のフレーム幅を有することを特徴とする請求項４または５に記載の収着伝熱体壁。
【請求項７】
前記伸張格子（５５）が、０．５ｍｍ未満の、好ましくは０．２ｍｍ未満の、特に好ましくは０．１ｍｍ未満の厚さを有するテープ材から形成されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項８】
前記テープ材が少なくとも１つの銅合金および／またはアルミニウム合金を含むことを特徴とする請求項７に記載の収着伝熱体壁。
【請求項９】
前記収着床が収着剤構造（１５）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１０】
前記収着床が、プリーツ状のサンドイッチ構造によって形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１１】
前記サンドイッチ構造が、２つの熱伝導性被覆層と、該２つの熱伝導性被覆層の間に配置された少なくとも１つの収着剤構造とからなることを特徴とする請求項１０に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１２】
前記熱伝導性被覆層が、穿孔を有し、またプリーツ状態で熱伝導性支持構造を形成することを特徴とする請求項１１に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１３】
前記収着剤構造が、蒸気輸送を改善した領域を含むことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１４】
前記収着剤構造が熱伝導性メソ構造（４７〜５０、５６〜５９）を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１５】
前記熱伝導性メソ構造（４７〜５０、５６〜５９）が炭素を含むことを特徴とする請求項１４に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１６】
前記熱伝導性メソ構造（４７〜５０；５６〜５９）が炭素粒子、炭素板および／または炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１７】
前記熱伝導性メソ構造（４７〜５０、５６〜５９）が、カーボンブラック粒子および／または黒鉛粒子および／またはカーボンブラック板および／または黒鉛板を含むことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１８】
前記熱伝導性メソ構造（４７〜５０、５６〜５９）が活性炭素繊維（ＡＫＦ）を含むことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項１９】
前記熱伝導性メソ構造（４７〜５０、５６〜５９）が、いわゆる、マルチウォールカーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項２０】
前記熱伝導性メソ構造（４７〜５０、５６〜５９）が金属繊維または金属粒子を含むことを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項２１】
前記熱伝導性メソ構造が粒状活性炭（５１、５２、６０、６１）および／または熱伝導性セラミック粒子を含むことを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項２２】
前記収着剤構造（１５）が流れ通路網（１７〜２０；３３〜３５、３９、４０）を含むことを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の収着伝熱体壁。
【請求項２３】
前記流れ通路網が、より大きい流れ通路（３３）を含み、該より大きい流れ通路からは、より小さい流れ通路（３４、３５、３６）が出ていることを特徴とする請求項２２に記載の収着伝熱体壁。
【請求項２４】
空間（３９、４０）の少なくとも一方が前記収着物質用の主流通路として使用されることを特徴とする請求項２２または２３に記載の収着伝熱体壁。
【請求項２５】
収着伝熱体であって、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の少なくとも１つの収着伝熱体壁（１）を有する収着伝熱体。
【請求項２６】
前記収着伝熱体が、吸着領域／脱離領域と蒸発領域／凝縮領域とを有するシールして密封された少なくとも１つの収着管として製造されていることを特徴とする請求項２５に記載の収着伝熱体。
【請求項２７】
前記蒸発領域／凝縮領域には毛細管構造が設けられていることを特徴とする請求項２５または２６に記載の収着伝熱体。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの収着管が、互いにシールして結合可能な２つのハーフシェルから形成されていることを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の収着伝熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を放出または吸収する流体が適用されると共に流体壁によって画定されている流体側と、熱を吸収または放出する際に収着物質を放出または添加する収着剤を有する収着床を備える収着側とを有する収着伝熱体壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、極性ガスが錯体結合で繰り返して吸収および脱離される吸収剤熱交換器が知られている。公知の熱交換器は、熱交換器の表面の少なくとも１つの部分の間に、極性ガスまたは水素に対して不活性である繊維基板材料を含む収着剤／基板複合体を含む空間を有する。繊維基板材料は、織物または非織物のストランドまたは繊維、あるいは織物および非織物のストランドまたは繊維の組み合わせを含む。吸収剤は繊維基板材料に埋め込まれている。
【特許文献１】欧州特許第１１７５５８３Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、優れた熱輸送特性および物質輸送特性を有する、請求項１の上位概念に記載の機械的に安定した収着伝熱体壁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、熱を放出または吸収する流体が適用されると共に流体壁によって画定されている流体側と、熱を吸収または放出する際に収着物質を放出または添加する収着剤を有する収着床を備える収着側とを有する収着伝熱体壁によれば、収着床が、収着剤用の効果的に熱伝導する支持構造を含み、この支持構造が流体壁に熱伝導結合されていることによって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００５】
本発明は、好ましくは、吸着、すなわち、固体表面へのガスまたは溶解物質の逆添加に関する。収着伝熱体壁は、好ましくは、収着反応器としても示されており、かつ密封される収着管に対してさらに形成できる収着伝熱体の部分である。収着伝熱体の基本は、熱を放出または吸収する際にガス状の作用剤（収着物質）を固体（収着剤）に逆結合または逆添加することである。割り当てられた作用剤が固体に吸着するかまたは固体から脱離する際に、物質流を損失することなく供給または排出するために、固体は、短い拡散経路を有するできるだけ大きい表面をガス空間に提供する。さらに、この場合に発生する熱出力は、できるだけ効果的に固体から排出または供給できるようにする必要がある。熱伝導性支持構造と流体壁とを結合することにより、一方では、高い機械的強度を実現でき、他方では、熱伝導が通常低下する収着剤に対して、大きな巨視的熱接触面が提供される。本発明による構造は、熱輸送と、物質輸送と、吸着能力と、不活性体に対する活性体の割合との間の優れた妥協点を提供する。さらに、この場合、作用時に発生する熱応力および振動において、特に移動用途において、十分な機械的耐久強度が保証される。その上、本発明による熱伝導性支持構造は安価にまたほぼ自動的に製造可能である。
【０００６】
収着伝熱体壁の好ましい実施形態は、熱伝導性支持構造が熱伝導性マクロ支持構造を含むことを特徴とする。マクロ支持構造は、収着床の空間全体が貫通されるように形成および配置されていることが好ましい。このマクロ支持構造は、その中に、流体壁から吸着剤構造に熱を伝導するための粗目のネットを形成する。これによって、大きな吸着剤塊を流体壁に熱結合できる。
【０００７】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、マクロ支持構造が伸張格子、ワイヤ織物、および／または穿孔されるかまたは穿孔されない金属フィルムを含むことを特徴とする。マクロ支持構造が、極めて効果的に熱伝導する金属骨格構造を有することが重要である。
【０００８】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、マクロ支持構造が、菱形状または六角形状のメッシュを有する伸張格子を含むことを特徴とする。特に好ましくは、平坦に延ばされた微細な伸張格子が使用される。
【０００９】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、メッシュが、流体壁に対して垂直に延びる長軸を有することを特徴とする。これによって、製造が簡単になり、熱伝導経路が短くなる。
【００１０】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、メッシュが１ｍｍ未満の、特に０．５ｍｍ未満のフレーム幅を有することを特徴とする。本発明の態様によれば、フレーム幅ができるだけ短く選択される。
【００１１】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、伸張格子が、０．５ｍｍ未満の、好ましくは０．２ｍｍ未満の、特に好ましくは０．１ｍｍ未満の厚さを有するテープ材から形成されていることを特徴とする。本発明の目的は、熱伝導および機械的強化作用が十分である場合に不活性体をできるだけ少なくするために、テープの厚さをできるだけ薄くして使用することである。
【００１２】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、テープ材が少なくとも１つの銅合金および／またはアルミニウム合金を含むことを特徴とする。この材料は熱伝導性が優れているという利点を提供する。
【００１３】
別の好ましい実施形態は、収着伝熱体壁が、本質的に、２つの熱伝導性フィルムと、それらの間に配置された吸着剤構造とからなるプリーツ状のサンドイッチ構造から形成されることを特徴とする。中間に配置された吸着剤構造は、選択的に、構造がより透過性であることによって軸方向の蒸気輸送に有利な領域を有することができる。この場合、効果的に熱伝導する被覆フィルムは、さらに蒸気を輸送するための穿孔を有することもできる。
【００１４】
別の好ましい実施形態は、吸着剤構造が、収着剤層を両側に設けた平面金属支持構造から形成されており、この平面金属支持構造が、プリーツ構造に成形されており、また少なくとも片側で流体壁に熱伝導結合されていることを特徴とする。この実施形態の特に有利な発展形態では、プリーツ状の構造は、収着反応器または収着管の対向する流体壁にも熱伝導結合されている。このために、ろう付け工程、溶接工程または接着工程が用いられることが好ましい。好ましくは、流体壁との熱接触を最適化するために、接触面の領域の収着剤層が金属支持構造から除去されるので、この金属支持構造は流体壁と直接金属接触し、したがって熱伝導接触する。このことは、引き続くろう付け工程または溶接工程のための前提条件でもある。この実施形態の発展形態では、金属フィルムの両側に当接する収着剤層は、回転方向または製造方向に対して横方向に延びるスロットまたは溝を有し、これらのスロットまたは溝は蒸気通路をプリーツ状に形成し、これにより、拡散による収着活性粒子までの物質輸送が短くなる。
【００１５】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、熱伝導性支持構造が熱伝導性メソ構造を含むことを特徴とする。このメソ構造は、マクロ構造を起点として吸着剤粒子のすぐ近くに熱流を微細に分配するように生じさせる熱伝導性構造の第２の面を形成する。有機体の血管系のフラクタル構造と同様に、このより微細な構造によって、熱伝導経路がさらに著しく短くなり、これにより、流体壁への各収着剤粒子の熱結合が改善される。熱伝導性メソ構造は、製造技術的に収着剤構造の部分であり、またこの収着剤構造と共に構造全体に設けられる。
【００１６】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、熱伝導性メソ構造が炭素を含むことを特徴とする。炭素ベースの吸着を用いることにより、熱伝導性メソ構造が、例えば、好ましくは部分的に活性化されるように使用すべき炭素繊維（ＡＫＦ）、ＡＫＦフェルトまたはＡＫＦ織物を使用して、強すぎない適切な活性化において同時に収着活性構造を形成するという利点が提供される。
【００１７】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、従来のように、粒状活性炭が、炭素粒子、炭素板および／または炭素繊維と共に、マクロ構造を貫通する関連する吸着剤塊に結合剤で結合されることを特徴とする。この場合、メソ構造は、優れた熱伝導で構成された炭素粒子によって形成される。実施形態の任意の形態において、いわゆる「マルチウォールカーボンナノチューブ」の形態の炭素粒子を収着活性粒子に混合できる。
【００１８】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、熱伝導性メソ構造が、いわゆる黒鉛フレークによって形成されることを特徴とする。すなわち、このことにより、粗分配された熱が吸着剤粒子に直接接触することになる。
【００１９】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、熱伝導性メソ支持構造が活性炭素繊維（ＡＫＦ）を含むことを特徴とする。活性炭素繊維は、好ましくはフェルトまたは織物の形態である。
【００２０】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、熱伝導性メソ支持構造が、効果的に熱伝導する薄い金属繊維を混合することによって形成され、これらの金属繊維が、粒状活性炭と混合されて、マクロ構造を貫通する関連する吸着剤塊に結合剤で結合されていることを特徴とする。
【００２１】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、収着床が収着剤構造または通路構造を有することを特徴とする。通路構造は、物質輸送に使用され、好ましくは、肺の気管支系と同様にフラクタル状に形成されている。吸着床の収着活性中心への作用物質分子の物質輸送経路のフラクタル形状によって、物質輸送が最適化される。同様にフラクタル適合された図示されている熱輸送系と組み合わせて、このように形成された収着伝熱体の運動全体が最適化される。したがって、例えば、フラクタルとは無関係の２つの輸送系が互いに貫通する肺と同様に、フラクタルとは無関係のまたはフラクタル適合された２つの輸送系が貫通する。
【００２２】
収着伝熱体壁のこのために好ましい実施形態では、収着剤構造は流れ通路網を貫通する。この流れ通路によって、収着剤の輸送および分配が最適化される。
【００２３】
収着伝熱体壁の別の好ましい実施形態は、流れ通路網が、より大きい流れ通路を含み、これらのより大きい流れ通路からは、より小さい流れ通路が出ていることを特徴とする。大きな流れ通路網を起点として、通路網が、より微細な流れ通路に分岐し、最終的には、最も微細な流れ通路に分岐することが好ましい。したがって、空容積が最小にされた場合、流出入する収着剤の圧力損失は最小になる。
【００２４】
また、本発明は、上記少なくとも１つの収着伝熱体壁を有する収着伝熱体に関する。
【００２５】
本発明の別の利点、特徴および詳細は、図面に関連して種々の実施例（実施形態）が詳細に示されている以下の詳細な説明から明らかになる。
【実施例】
【００２６】
図１には、伝熱壁としても示されている伝熱体壁１の断面図が示されている。伝熱壁１は、流体壁４によって画定されている流体側２を有する吸着反応器の部分である。熱が流体壁４に放出した後に、流体壁４の流体側２には、例えば水または空気等の流体が流れる。流体壁４は金属板から形成されていることが好ましい。金属板は、例えばアルミニウム板である。
【００２７】
伝熱体壁１の流体側２の反対側５は収着側として示されている。伝熱体壁１の収着側５には収着床６が形成されている。収着床６は、熱伝導性支持構造１０に取り付けられている収着剤７を含む。熱伝導性支持構造１０は、断面に見られるように、本質的に鋸状の構造を有する。支持構造１０は、複数の結合位置１１、１２、１３、１４において流体壁４に材料結合で結合されている。結合位置１１〜１４において、支持構造１０は、例えば流体壁４にろう付けされているか、溶接されているかまたは接着されている。
【００２８】
さらに、熱伝導性支持構造１０は、熱伝導性マクロ構造を示しており、例えば、伸張金属格子、ワイヤ織物、有孔板、板を含み、好ましくは、銅合金またはアルミニウム合金から形成されている。
【００２９】
収着剤７には、複数の流れ通路１７〜２０を含む収着剤構造１５が設けられている。流れ通路１７〜２０は、流体壁４に対して垂直に配置されておりまた先細になっている止まり穴の形状を有する。また、収着剤構造１５は、吸着剤構造として示されており、例えば、炭素繊維フェルト、炭素繊維織物、または結合された活性炭堆積物を含む。
【００３０】
図２には、熱伝導性支持構造２１の斜視図が示されている。熱伝導性支持構造２１は、横フレーム２６〜２８によって互いに結合されている多数の縦フレーム２３〜２５を備えるジグザグ状の金属格子２２により形成される。格子２２はプリーツの高さ２９とプリーツの密度３０とを有する。熱伝導性支持構造２１は、効果的に熱伝導する合金、好ましくは銅合金またはアルミニウム合金から形成されており、また引き続く工程で加えられる吸着床用の熱伝導性強化構造を示している。金属フレーム２３〜２８の間の空間がほぼ完全に充填され、これらの空間が、吸着剤結合体によって囲まれるように、高粘性またはペースト状の塊または堆積物の形態の吸着床（図示せず）が主強化構造に設けられる。次に、この結合体または堆積物は固体に硬化または結合される。
【００３１】
吸着剤結合体は、好ましくは、吸着剤粒子（例えば、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、金属水素化物）と、結合剤と、選択的に、炭素繊維、黒鉛粒子（フレーク）、金属繊維等のような優れた熱伝導性充填剤とを含む。選択的にまた好ましくは、吸着剤結合体は、フラクタルモデルによればメソ孔構造を有し、このメソ孔構造は、塊または堆積物が粒子間にガス空間をさらに含むことによって、より深い構造層への物質輸送を容易にする。その上、この構造は、構造全体が硬化する前に押圧ステップまたは成形ステップによってさらに設けられるスリット、間隙または止まり穴等の追加のマクロ構造も有する。このようにして、大きな断面（縦通路、止まり穴、スリット）から、内部の一部がマクロ孔に、最終的には、収着活性メソ孔および収着活性ミクロ孔になるまでさらに小さい断面（収着粒子間の空間）に分岐する階層（フラクタル）気孔系が生成される。
【００３２】
この場合、個々の構造の幾何学的寸法は、一方では、物質対、特に、使用される作用剤の物質データ（蒸気圧、密度、粘性、拡散係数）の選択に合わせられ、他方では、使用される構造の熱伝導特性に合わせられる。大きな面、中間面および微小面の使用される構造のために、作用物質対の選択に従って、熱輸送および物質輸送用の詳細な補償モデルにより、構造全体に関する最適な幾何学的パラメータの組み合わせを算出できる。
【００３３】
図３〜図８には、ハーフシェルから形成されると共に全面がシールして密封された吸着管３１の異なる図面が示されている。吸着管３１は、吸着剤構造を有する吸着床３２を含む。吸着剤構造は、例えば、粒状活性炭からなる結合された堆積物である。吸着剤構造は、図５に示されているように、複数の副流通路３４、３５が分岐する主流通路３３を含む。副流通路３４、３５は、主流通路３３に対して垂直に配置されている。副流通路３４、３５は外側に向かって先細に延びる。
【００３４】
吸着剤構造は支持構造３６に適用されている。さらに、収着管３１は、凝縮液を収容するために使用される毛細管構造３７、３８を含む。加熱時に、ガスは、収着床３２から抜かれるかまたは毛細管構造３７、３８で凝縮する。図８の拡大図において、収着管３１が、結合位置において材料結合で互いに結合されている２つのハーフシェル４１、４２から形成されていることが理解される。結合位置の近傍において、ハーフシェル４１、４２は、三角形断面を有する別の主流通路３９、４０を備える。
【００３５】
図９と図１０には、別の実施形態による収着伝熱壁の異なる図面が示されている。流体壁４４から、格子フレーム４５、４６が垂直上方に延びる。格子フレーム４５、４６は、多数の繊維４７〜５０に設けられているマクロ支持構造を形成する。繊維４７〜５０は、収着剤の多数の球５１、５２からなる結合された堆積物に結合されている熱伝導性メソ支持構造を形成する。
【００３６】
図１０では、フレーム（図９の４５、４６）が伸張格子５５のように配置されることが理解される。伸張格子５５には別の繊維５６〜５９が結合されている。次に、別の繊維５６〜５９は、別の黒鉛球６０、６１に結合するために使用される。
【００３７】
図１１には、別の実施形態による伝熱体壁の断面図が示されている。流体壁６４から、熱伝導性支持構造の多数の熱伝導性フレーム６５、６６が延びる。熱伝導性フレーム６５、６６の間には、活性炭素繊維からなる織物６８、６９が配置されている。
【００３８】
図１２は、熱伝導性フレーム（図１１の６５、６６）が、図１０に示されているような熱伝導性格子５５であることを示している。伸張格子５５では、それぞれ４つのフレーム７１〜７４が菱形７５を形成する。すなわち、この場合、吸着剤構造は、収着伝熱体の壁部の前面に熱伝導結合されている熱伝導性格子および活性炭素繊維織物の交互の積層体によって形成される。
【００３９】
図１３には、平面に適用された吸着剤構造を有する、例えば、活性炭素繊維からなる織物の形態の金属伸張格子６７を巻物７９になるように巻き込むことも可能であることが示されている。次に、このような巻物７９を流体壁の前面に結合できる。
【００４０】
このような収着床の製造は、支持構造と活性炭素繊維織物とを交互に積層することによって行われることが好ましい。次に、パッキング密度を向上させるために、交互に積層された積層体がプレスされる。織物の厚さ、結合方法、格子の厚さ、積層体の相互プレスを選択することによって、多数のパラメータを最適に調整できる。可能な吸着剤パッケージ密度を向上させかつ熱伝導性構造との熱接触を改善するために、積層体を所望のパッキング密度に保持する、例えば図１４に対応する補助手段を設けることができる。この補助手段は、図示したように、エンドプレートと、例えばより細い連結ピンの形態のタイロッドとからなる。対応する構造は公知である。流体壁に熱伝導結合するために、接着方法、ろう付け方法および溶接方法が実施される。好ましい方法は、コンデンサの放電による抵抗ろう付けまたは抵抗溶接である。
【００４１】
図１５には、金属箔の形態の効果的に熱伝導する２つの被覆層と、それらの間に配置された吸着剤層とを有するサンドイッチ構造の構成が示されている。この場合、吸着剤層は、蒸気透過性が向上した領域を有することができる。このことは、活性炭織物の使用時に、例えば、結合方法の対応する適合によって生じさせることができる。
【００４２】
図１６から、サンドイッチ構造をプリーツ状にすることによって、折り畳まれた吸着剤構造が形成されることが見て取れる。この場合、各折り畳み部において、輸送損失が低減された対応する流れ通路が形成されるように、物質輸送を改善するために透過性が向上した領域が離間している。
【００４３】
図１７は、吸着剤材料のより高いパッキング密度を実現するために、上記折り畳まれた吸着剤構造を例えば収着管の内部でさらに圧縮できるような例を示している。この場合、一定の圧力を吸着剤構造に加えることができるある種のピストン棒が設けられている。次に、この棒は、接着、ろう付け、溶接または他の結合技術によって固定することができる。蒸気透過性が向上した領域によって、追加の流れ通路を省略できるので、収着管の断面全体を構造で満たすことができる。
【００４４】
図１８には、軸方向の蒸気輸送をさらに向上させる中間層を含む５層のサンドイッチ構造が示されている。この場合、熱伝導性フィルムの間に配置されている吸着剤塊は、高い収容能力を有する例えば非常に高密度の活性炭織物からなる２つの外層と、本質的に、軸方向に非常に透過する織物から形成されたプリーツ構造内のある深さで物質輸送を行う前記軸方向に非常に透過する織物からなる中間層とを形成できる３つの層によって形成される。
【００４５】
図１９には、特に好ましい吸着剤構造を比較的簡単に製造できるラミネートテープ１２１の代替構成およびそれに対応する可能な製造方法が示されている。ラミネートテープ１２１は、好ましくは押出成形された２つのペースト状の吸着剤層１２２、１２３をラミネートすることによって、効果的に熱伝導する平面金属構造１２４に形成される。この場合、練り粉状の吸着剤塊は、吸着剤粒子と結合剤との適切な混合物からなる。選択的に、熱伝導性メソ構造を形成するための熱伝導性粒子は、場合によっては、詳細に記載されていない別の添加剤を含むこともできる。詳細に示していない方法において、中間金属テープは、ラミネート工程時に、ペースト状の２つの吸着剤塊を互いにまた平面金属支持構造に結合できる穿孔および／または開口部を有することができる。これによって、３つの層の相互の固着が互いに改善される。その代わりに、固着を改善するために、金属箔を予めさらに化学的または機械的に加工し、例えば粗面化してもよい。
【００４６】
押出成形された吸着剤層１２２、１２３は約１ｍｍのそれぞれ１つの厚さを有する。金属構造１２４は、厚さ０．０５ｍｍの銅箔によって形成されることが好ましい。銅箔は錫メッキされており、選択的に穿孔されている。例えば２つのラミネートローラ１２５、１２６によって、ラミネート工程が行われる。
【００４７】
好ましくは、ラミネートローラ１２５、１２６は、その表面に、回転方向に対して横方向に向けられた押圧フレーム１２７、１２８を備え、これらの押圧フレームは、さらに柔軟な収着剤層に横溝またはスロット１２９〜１３２を刻む。スロット１２９、１２０、１３１、１３２の部分を、引き続くプリーツ工程用の折り曲げ予定位置として用いることができる。
【００４８】
図２０と図２１は、ラミネートテープ１２１によって形成された吸着剤構造の側面図を示している。第１のステップでは、テープ１２１をプリーツ状にすることによって、蛇行状のコンパクトな構造１３３が形成される。図２０に示されているように、コンパクトな構造における、押圧によって組み込まれた横スロット１２９、１３２により、物質輸送用のマクロ構造またはメソ構造として機能する蒸気通路が得られる。本明細書に示されていない方法において、上記構造は、圧力損失をできるだけ小さくして物質輸送を行うために、気管支分岐部を備えることもできる。
【００４９】
図２１に示されているような直後のステップにおいて、蛇行形状の丸い頂部の両側は、例えばドクターブレードによって収着剤層から切り離される。図２１に対応するこの状態において、コンパクトな吸着剤構造１３３を最終的に短縮して硬化させることができる。
【００５０】
図２２と図２３には、対応して形成された吸着剤構造が流体壁１３７、１３８の間に設けられている収着管または反応管１３６の部分断面図が示されている。図２２と図２３は、物質輸送用の主通路１４０および副通路１４１、１４２、１４３を有する分岐されたメソ通路構造の２つの模範的な延在部を示している。通路構造用の面と、同様に吸着剤材料に埋め込まれた熱伝導性金属マクロ層とを交互に配置することによって、熱流および物質流用の、損失を受ける輸送経路は、短くなり、また簡単に変更可能な構造パラメータを適合させることによって容易に最適化されることができる。
【００５１】
金属フィルム１４４と流体壁１３７、１３８との、１４５と１４６で示されている熱伝導結合について、接着に加えて、ろう付け方法または溶接方法も好ましい。特に好ましい方法は、本明細書に詳細に示されていない非フラックスろう付け方法であり、この非フラックスろう付け方法により、流体壁１３７、１３８の内側においておよび／または金属支持層１４４において、低温で溶融する塗布された半田層が、溶融されて、ろう付け相手に材料結合で結合される。１４８では、シール溶接、特にレーザ溶接する前の状態が示されている。
【００５２】
さらに、吸着剤材料と添加剤材料との任意の混合物から、平面構造の吸着剤層を形成できることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態による収着伝熱体壁の断面図である。
【図２】熱伝導性支持構造の斜視図である。
【図３】本発明による伝熱体壁を有する吸着管の縦断面図である。
【図４】図３の吸着管の別の縦断面図である。
【図５】図４の拡大断面図Ｖである。
【図６】図３の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。
【図７】図４の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図である。
【図８】図７の拡大図である。
【図９】別の実施形態による伝熱体壁の断面図である。
【図１０】図９の伝熱体壁の別の断面図である。
【図１１】別の実施形態による、図９と同様の図面である。
【図１２】流体壁に結合されている伸張格子の断面図である。
【図１３】巻き込まれた収着床の概略図である。
【図１４】収着床用のテンション装置の斜視図である。
【図１５】収着床を形成するために、中間支持された吸着剤と、蒸気透過性が向上した領域とを有する熱伝導性フィルムから形成されたサンドイッチ構造の図面である。
【図１６】代わりの収着伝熱体壁を形成するためのプリーツ状のサンドイッチ構造の図面である。
【図１７】プレスされたプリーツ状のサンドイッチ構造を有する収着管の断面図である。
【図１８】軸方向の蒸気透過性を向上させるための追加の多孔質中間層と熱伝導性被覆フィルムの穿孔とを特徴する５層のサンドイッチ構造の図面である。
【図１９】吸着剤構造を製造するためのラミネートテープの構成および好ましい製造方法の概略図である。
【図２０】ラミネートテープがプリーツ状にされて形成された吸着剤構造の側面図である。
【図２１】ラミネートテープがプリーツ状にされて端部が切断されて形成された吸着剤構造の側面図である。
【図２２】好ましい吸着剤構造を有する収着管の部分断面図である。
【図２３】好ましい吸着剤構造を有する収着管の部分断面図である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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