(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な実現により特徴付けられ、収着剤のための高度な吸着性能／脱離性能を持つ吸着式熱交換器の製造を可能にする製造方法を提供する。【解決手段】熱交換器構造体を製造し、熱交換器構造体上に接着剤層５を形成し、熱交換器構造体に吸着物質６，１を充填し、熱交換器構造体から、弱く結合し、または、接着剤構造に対して全て結合しない吸着物質の部分を除去する。【選択図】図１
2011252700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の方法ステップにより特徴付けられる吸着式熱交換器を製造する方法において、
熱交換器構造体を製造し、
熱交換器構造体上に接着剤層（５）を形成し、接着剤層（５）のために第１温度以上の温度で溶解して第１温度より高い温度で硬化する接着剤が使用され、
熱交換器構造体内に吸着物質（６）を導入し、吸着物質の導入前は、接着剤層（５）は固体であり、
熱交換器構造体内への吸着物質（６）の導入後に、接着剤層（５）は第１温度以上の温度になり、接着剤層（５）は溶解して接着剤層（５）に直接に隣接する吸着物質に対して接着結合が構成され、
接着剤層（５）は硬化のために第２温度以上の温度で加熱され、
吸着物質（６）の弱い部分または接着しない部分が熱交換器構造体から除去される前記吸着式熱交換器を製造する方法において、
熱交換器構造体上に接着剤層（５）を製造する接着剤は固体粉末形状で、熱交換器構造体に塗布されることを特徴とする吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項２】
吸着物質（６）は、熱交換器構造体内への導入の場合、粒状形状であることを特徴とする請求項１に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項３】
エポキシド樹脂接着剤が、接着剤として使用されることを特徴とする請求項１または請求項２の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項４】
固体接着剤（５）は、熱交換器構造体内の接着剤と溶剤との液体混合物の導入および／または接着剤が溶解液状になる温度で製造されることを特徴とする請求項１または請求項３の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項５】
吸着物質（６）は、シリカゲル、ゼオライト、粘土および／または活性炭素から成ることを特徴とする請求項１または請求項４の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項６】
吸着物質（６）は、≧０．１ｍｍの粒径、特に≧０．２ｍｍの粒径を有することを特徴とする請求項１または請求項５の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項７】
架橋結合しつつある接着剤は、第２温度以上で硬化することを特徴とする請求項１または請求項６の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項８】
固体接着剤（５）は、実質的に熱交換器構造体の全内面が閉鎖層で覆われるように構成されることを特徴とする請求項１または請求項７の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項９】
第１温度以上の温度および／または第２温度以上の温度での熱交換器構造体の加熱は、熱交換器構造体への加熱熱搬送媒体の供給および／または外部からのエネルギー供給、特に放射エネルギー供給、特に炉内でのエネルギー供給および／または誘導加熱により起こされることを特徴とする請求項１または請求項８の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【請求項１０】
吸着物質（６）は、熱交換器構造体内への導入前に加熱されることを特徴とする請求項１または請求項９の内の少なくとも１項に記載の吸着式熱交換器を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着式熱交換器、特に、予め合成された吸着固体物質で充填される熱交換器構造体を含む吸着式熱交換器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸着式熱交換器は、潜熱を結合および解放する、いわゆる収着剤である作用媒体の相変化を使用する吸着物質との熱接触中に、熱エネルギーを供給および排出するために使用される熱交換器構造体を含む。熱は蒸発作用媒体の凝縮を通して解放される。逆に、熱交換器構造体を介して供給される熱エネルギーは収着剤の新たな蒸発に使用できる。固形物質は、たいてい、いわゆる吸着物質である収着剤の相変化を行うために使用される。そのような吸着物質のための特性は、大きい体積表面割合を有する開孔構造である。吸着物質の典型的な表面寸法は、吸着物質の数１００ｍ２／ｇに至ることができる。これらの物質の内部空洞は分子度寸法を有する。吸着物質の効果は外部原子と外部分子を微細多孔構造体内に吸収し、それで、気体相から結合状態に移すことに基づいている。吸着式熱交換器に使用される吸着物質の例は、ベントナイトのような粘土、シリカゲルまたはゼオライトである。水が、通常、作用媒体としてのこれらの吸着物質のために使用され、作用媒体は２０００ＫＪ／ｋｇの高い凝縮熱を有し、その上、使用しやすい作用媒体を呈する。
【０００３】
厳密に言えば、相変化に向けられる作用媒体は、２つの特別な用語で指定される。吸収するが、まだ吸収されない作用媒体は収着剤と称することができ、他方、吸収され、または、挿入された作用媒体は吸着剤と称することができる。この説明で多数の異なる用語の数を減らすために、作用媒体は、その相状態に関係なく収着剤と称し、これは、また、吸着物質内に吸収される状態（また、吸着剤または収着剤としても知られている）を意味する。
【０００４】
吸着式熱交換器の典型的な適用は、潜熱交換器と吸着熱ポンプである。前者は熱エネルギーを貯蔵するために使用され、後者は吸着物質を熱ポンプ技術に使用する。
【０００５】
吸着式熱交換器は外部から熱エネルギーを供給され、例えば、吸着式熱交換器を通る熱搬送液体流を有することにより、外部から流入する熱は、吸着式熱交換器内にある吸着作用媒体を解放するために、吸着物質に有効に移動される必要がある。反対の場合、吸着式熱交換器からのエネルギー方向を意味する熱エネルギーの解放の場合、吸着物質での作用媒体の凝縮の結果として解放される熱エネルギーは、吸着式熱交換器から外側へ移動される必要がある。周知な吸着物質は不利な熱伝導率を示すので、吸着式熱交換器は、通常、高熱伝導率と、作用媒体を結合および解放するために使用される吸着物質との熱交換器構造体の組合せとして製造される。熱交換器構造体は、たいてい、銅、アルミニュウムまたはステンレス鋼のような金属材料並びにセラミック材料、任意のプラスチック材料のような高熱伝導率を持つ他の材料から構成される。
【０００６】
熱交換器は、通常は吸着物質と直接に接触しない熱搬送媒体を直接に流すことができる空洞を有する。熱交換器構造体は吸着物質と熱接触する。最も簡単な場合に、これはバルク材料の形式で行われ、吸着物質は、たいてい、粉末の形状を呈し、または、ペレットの形状で結合剤との混合による。実現するのが容易であるそのような構造体は多数の欠点がある。たいてい、吸着物質と熱交換器構造体の壁との間で不利な熱伝達がある。熱伝達は、熱交換器構造体と直接の支承接触しない吸着物質のそのような区域では、一層、悪くなる。
【０００７】
別の問題は、できるかぎり適切に吸着物質に蒸発形式の収着剤を供給することである。しかしながら、これは、吸着物質内の微細多孔構造に加えて、蒸発作用媒体の環流移送のための連続通路構造が存在することが必要となる。上記のように、最も簡単な場合、吸着物質がバルク材料に形で予め製造された熱交換器構造体内に導入される時に、吸着物質内のそのような通路系は収着剤のために維持されることに注意をしなければならない。これは、吸着物質が強く密集されないことが必要となる。この問題を解決するために、粒状形状またはピレット形状の吸着物質が、粉末吸着物質の代わりに導入される。しかしながら、これは、吸着物質の個々の粒間のたいてい点状接触の結果として、熱交換器構造体からの熱伝導および熱交換器構造体への熱伝導は低下される欠点となる。
【０００８】
それで、有効な吸着式熱交換器の構造のための目標矛盾がある。一方では、吸着物質と熱交換器構造体との間の最良にできる熱接触をすることが必要である。他方では、吸着物質の開口構造を維持することが必要であり、加えて、吸着物質内に気体収着剤の移送のための巨視的通路の系を形成することが必要である。吸着式熱交換器は、この問題を解決するために知られており、吸着式熱交換器内では、少なくとも熱交換器構造体の部品が、吸着物質から成る被覆に先立って設けられる薄い金属板または金属箔から形成される。特許文献１は、吸着剤粒子が接着剤層内に少なくとも部分的に埋め込まれる表面上の被覆箔の製造を開示する。加えて、前記吸着剤粒子は、平坦な仕方で塗布される膜でカバーされる。吸着式熱交換器の構造体を配置するために、それで、被覆膜はハニカム状構造の形式で重ねられる。
【０００９】
吸着式熱交換器素子を製造する方法は、特許文献２から周知である。熱交換器素子は多数の平板から作られ、前記板の各々には、接着剤層による被覆体と、接着剤層内に埋め込まれる無機質吸着剤粒子とを担持する。熱交換器素子完成するために、前記板の部分は、波形構造を備え、波形板と平板の連続物の積層系が形成される。平板を製造する開始点は、材料厚さ３０μｍのアルミニュウム箔であり、アルミニュウム箔上には厚さ１０μｍから３０μｍの接着剤層がブラシがけ、または、ローラにより塗布される。ポリ酢酸ビニル基から成る接着剤が、このために使用される。この接着剤は最初に部分的に乾燥され、接着剤層は、まだ粘性であるが、まだ凝固しない。１００μｍ以下の直径を持つ合成ゼオライト粒子は接着剤層上に吹き付けられ、合成ゼオライト粒子は接着剤層内に実質的に完全に埋め込まれ、それで、１２ｇ／ｍ２のゼオライトで積重を提供する。別の方法ステップでは、１００℃から２５０℃の温度で約１０秒内の短い加熱がある。この急速な加熱工程の結果として、ゼオライト粒子の孔内で結合される気体が解放され、それで、埋め込まれたゼオライト粒子と被覆表面との間で後の気体交換のための通路を形成する。通路形成を改良するために、接着剤内に追加の膨張剤を導入することが提案される。それから、接着剤層は凝固し、乾燥加熱装置内で乾燥する。
【００１０】
吸着物質で予め被覆される膜の吸着式交換器の配置は、熱交換器構造体の壁と吸着物質との間の接触区域の注意深い配置ができるという利点がある。さらに、蒸発収着剤のための適切な通路系は、膜構造体のそれぞれの三次元形状により提供できる。しかしながら、そのような手順における不利な状況は、被覆のための追加の作業ステップに加えて、被覆体の塗布の後の膜の別の処理が煩わしいことである。塗布される吸着物質のために、膜を注意深く処理する必要がある。さらに、たいてい、薄膜は、それらの静的安定性に関して制限される。両方の要因は熱交換器構造体を配置する場合の自由な設計を妨げる。さらに、周知な膜被覆体は、吸着物質での充填に関して制限されることを考慮する必要がある。高度な充填密度は大きい吸着剤粒子を必要とするが、大きい吸着物質は、限界内においてだけ、この周知な膜被覆方法を使用できる。
【００１１】
吸着式熱交換器の製造方法は、特許文献３が周知であり、この吸着式熱交換器では、最初に熱交換器構造体が形成され、それから、熱交換器構造体は吸着物質と接着剤で充填される。上記で説明した問題を避けるために、吸着物質と熱可塑性接着剤から成る充填剤は、熱交換器構造体内に導入される。吸着物質並びに接着剤は粒子形状であり、吸着物質の粒径および接着剤の粒径は相互に調整される。次の加熱ステップにおいて、接着剤は溶解し、点状式で相互に個々の吸着剤粒状化粒と結合するであろう。熱可塑性接着剤の粒径が十分に小さく選択される時、空洞が気体状収着剤の移送のために設けられる溶解ステップの後でさえ、個々の吸着剤粒状化粒間に空洞が生じるであろう。この手順は、吸着剤粒子間の熱伝導率と吸着物質の機械的凝固の両方に関してバルク材料を解放する改良を呈する。そのようなシステムには、なお、気体状収着剤の十分な移送のために適切な通路系が得られないという問題がある。さらに、吸着物質内に複数の区域があり、複数の区域はバルク材料のバラバラの導入の結果として、熱交換器構造体の壁に対して一定の間隔を有し、それで、熱交換器構造体からの熱伝達および熱交換器構造体への熱伝達に相当に不利な仕方だけに貢献できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】公報特開平１１−３００１４７号公報
【特許文献２】ドイツ国特許第４１２９７００号
【特許文献３】特開２０００−１８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、最初に自由に別々に配置される熱交換器構造体に基づき、続いて、熱交換器構造体は吸着物質と結合される吸着式熱交換器を製造する方法を提供することを目的とする。熱交換器構造体と吸着物質との組合せは、熱交換器構造体の壁と吸着物質との間で高い熱伝導率を有し、さらに、吸着物質の微細多孔構造体に対して気体状収着剤の最も有効な移送を可能にするであろう。吸着式熱交換器の製造方法は、さらに、簡単な実現により特徴付けられ、収着剤のための高度な吸着性能／脱離性能を持つ吸着式熱交換器の製造を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これらの目的は独立請求項により達成される。有利な実施態様は従属請求項により提供される。
【００１５】
前記の目的を実現するため、発明者は、最初に、吸着物質の個々の粒状物質粒が前記接着剤層内に部分的にだけ埋め込まれるように、十分な粒径を持つ粒状形状の吸着物質は、熱交換器構造体の内側表面に接着されることが必要であることを認めたのであり、このことは、熱交換器構造体の表面の実質的部分が収着剤の気体相となお相互作用でき、同時に前記の各粒状物質粒は熱交換器構造体の壁と十分な熱接触をすることを意味する。有利な実施態様では、熱交換器構造体の壁とのそのような接着結合なしには、吸着物質のいかなる粒状物質粒が存在しないであろう。それで、このようにして、気体収着剤の有効な移送に使用できる吸着式熱交換器において、巨視的な通路系が製造される。
【００１６】
本発明によると、吸着式熱交換器の製造開始点は、最初に、別に製造される熱交換器構造体である。熱交換器構造体は高熱伝導率の材料から周知な方法で製造される。このために適切な材料は、銅、アルミニュウムまたは特殊鋼から作られる物のような金属系であるのが分かった。セラミック材料または結合材料系も可能である。適切な熱交換器構造体は、吸着式熱交換器の外側区域と連結する熱搬送媒体のために循環系を実現する。さらに、電熱線または他の熱源は、熱交換器構造体を加熱するために埋め込むことができる。吸着物質系に向けて最大の可能な表面を製造するために、膜状またはハニカム状の構造体が好ましい。また、スポンジまたは発泡材の形状にもできる。最初に別に製造されるこの熱交換器構造体に基づき、今や、吸着物質による内側被覆は次のようにして実行される。
【００１７】
最初の方法ステップで、接着剤層は吸着物質の方向に面する熱交換器の壁に塗布され、この壁は、以後、内側壁と称される。このために、最初に固体層を形成する接着剤が使用される。前記の接着剤層を実現するために、液浸、フラッジングまたは吹き付けのような異なる方法を使用することができる。接着剤被覆の方法ステップは、さらに、適切な層厚さを設定するために繰り返すことができる。これに関して、例えば、焼戻し、または、濃縮または溶剤による蒸発により、塗布される接着剤の粘度を設定することは、特に有利である。代わりに、熱交換器の壁に固体粉末状態で接着剤を塗布することもできる。そのような粉末被覆は、特に平坦な熱交換器構造体に有用である。さらに、熱交換器は、最初に、粉末状接着剤で充填でき、それから、粉末状接着剤は、壁に近い熱交換器の区域での熱交換器構造体の加熱により活性化され、壁に近い区域内での結合が生じ、壁の遠方区域からの接着しない粉末状接着物質の続く除去は、振とう、蒸充または洗浄によりできる。接着剤の選択または選択される塗布方法に関係なく、壁に近い区域での接着剤層は、少なくとも、吸着物質が熱交換器内に導入される次の方法ステップの間に、吸着物質の接着剤の機能的に害のある混合がないような安定した仕方で接着しなければならない。
【００１８】
適切な接着剤は、最初に第１温度以上で溶解し、第１温度より高い第２温度で凝固することで特徴付けられる。特にエポキシ樹脂は適切な接着剤であることが分かった。エポキシ樹脂に基づく接着剤は、典型的には５０℃から７０℃である第１温度以上で溶解する。１００℃から２００℃の範囲にある第２温度以上で硬化が生じ、架橋がエポキシ樹脂内で起こり、エポキシ樹脂は高温度安定性と、それぞれに高いガラス遷移温度で熱硬化性樹脂に硬化する。
【００１９】
内側壁上に固体接着剤層を形成する第１方法ステップにおいて、第１に、アセトン、メチルエチルケトン、塩化メチレンのような溶剤は、接着剤を液化するためにエポキシ樹脂に基づく接着剤の場合に使用される。熱交換構造体は、前記液化接着剤を塗布するためにエポキシ樹脂内に液浸される。それから、過剰な接着剤は、なお、液体状態で熱交換器構造体から除去され、最初に、接着剤層は固体接着剤層に乾燥し、固体接着剤層は実質的に最早、接着剤でないことを意味する。接着剤層の層厚さを設定するために、接着剤の粘度は、例えば、溶剤の割合または温度を設定することにより調整できる。さらに、上記の作業ステップを繰り返すことにより、接着剤の数層を塗布することもできる。
【００２０】
さらに、接着剤層の別の塗布方法は、熱交換器構造体に接着剤を吹き付け、または、ブラシかけできる。さらに、液体状態までの粘度の減少は、溶剤で液化する代わりに、接着剤および／または熱交換器構造体の温度の調整により達成できる。接着剤層は接着剤の塗布後に凝固する。これは、温度の低下または溶剤の蒸発までの十分な持続時間により起こされる。
【００２１】
それで、準備された熱交換器構造体は、粒状吸着物質で充填される時、導入される吸着剤粒子と熱交換器構造体の内側壁を覆う接着剤層との間の非接着結合は、任意の追加の熱処理なしに起こされる。このことは、このようにして、接着剤結合が制御された方法で起こすことができ、熱交換器構造体の内側壁との直接接触されるそのような吸着剤粒子だけに実現されるという利点を有する。このために、熱が接着剤層に供給される。これは、加温キャビネットおよび／または炉内への熱交換器構造体の導入または赤外線の照射により起こすことができる。この熱入力またはエネルギー入力は、また、外部からのエネルギー入力と称することができる。例えば、熱交換器構造体の誘導加熱を考えることができる。それぞれの温度の熱搬送媒体を熱交換器構造体に供給することによる内側からの加熱もできる。別の実施態様では、加熱された吸着物質を供給できる。
【００２２】
この場合、平均的な接着剤厚さと、粒状吸着物質の選択された粒径に基づき、熱交換器構造体の壁に隣接する吸着剤粒子が、それらの接触区域で溶解された接着剤で湿潤されるが、同時に接着剤層から表面の本質部分を突出するように、加熱は期間および選択された温度工程に関して制御される。それで、粒子は接着剤層を貫通するが、接着剤層により完全に包囲されず、接着剤層は収着剤と交換を開始でき、このことは、接着剤層が収着剤の吸着および脱離、それで、潜熱の交代のために接近できることを意味する。
【００２３】
それから、熱交換器構造体内の温度は第２温度を越えて増加され、接着剤層の凝固が起こる。エポキシ樹脂接着剤の場合、最終の架橋と可塑性樹脂への転化が起こる。この架橋の完了と第２温度以上の凝固工程の後、特に熱安定する安定接着剤結合は、吸着式熱交換器の内部での大気との相互作用性能を損なうことなく、熱交換器構造体の壁に直接隣接する粒状吸着剤粒子のために得られ、このことは、収着剤との有効な熱交換を意味する。
【００２４】
好ましい別の方法ステップでは、壁区域に接着されない吸着剤粒子は、熱交換器構造体から除去される。これは、例えば、振動のような機械的手段または負圧の適用により起こすことができる。この手段は巨視的空洞と、気体収着剤が流れることができる通路に至る。これは、熱交換器構造体の壁に接着された吸着剤粒子に対して、気体形状での収着剤の十分な移送を確実にする。他方、吸着剤粒子は、熱交換器構造体との十分に好ましい熱接触を行い、収着剤の相変化により解放または結合される潜熱は、また、熱交換器を介して内外へ有効に流れることができる。
【００２５】
本発明による変更実施態様では、連結を生じるために使用され、壁に近い区域に塗布される接着剤層は不活性である。代わりに、壁に近い区域での接着剤の望ましい局所分配は、すでに、熱交換器上に接着剤を塗布する方法ステップにより既に確実にされている。これは、例えば、熱交換器構造体の加熱により壁に近い区域で接着力が提供される粉末接着剤で、熱交換器構造体を充填することにより起こすことができ、壁から遠方の区域では、接着剤は実質的に非接着で粉末状に留まる。それから、非接着の部分は熱交換器から除去できる。これは、振とう、吹き付け、または洗浄のような機械的な手段を維持することにより最も良く達成される。壁に近い区域での平坦接着剤層は、その接着特性を維持し、すなわち、この実施態様では、吸着物質が導入された後の活性化は必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明により製造される吸着式熱交換器の部分断面図を示し、接着式に接着する粒状吸着物質を持つ熱交換器構造体を有する。
【図２】熱交換器構造体を示す。
【図３】固体接着剤層の塗布後の図２の熱交換器構造体を示す。
【図４】粒状吸着物質で充填される図３の熱交換器構造体を示す。
【図５】溶解のための加熱ステップを実行し、接着剤層を凝固し、非接着吸着剤粒子の除去の後の図４の熱交換器構造体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面を参照することにより、本発明による吸着式熱交換器の製造方法を以下で詳細に説明する。
【００２８】
図２は、高熱伝導材料から成るリブ２．１、２．２を備えた熱交換器構造体の簡単な概要図を示す。このために、通常、銅、アルミニュウムまたは特殊鋼のような材料が使用される。熱交換器構造体は、さらに好ましくは、熱搬送媒体（ＷＴＭ）が流通するための空洞３．１、３．２を有する。これらの空洞は典型的には図２では詳細に示さない外側区域と接続される。熱は、前記空洞３．１、３．２内で循環する熱搬送媒体（ＷＴＭ）を介して、後の吸着式熱交換器に供給されるか、または、後の吸着式熱交換器から取り去られる。そのような熱交換器構造体は、典型的には、収着剤の気体相のために漏洩せず、それで、この出願では内側区域４として称され、吸着物質および収着剤Ｓを収容するために使用される作用室を囲む容器と組合わされる。外側区域に対する前記内側区域の密封の仕方は、吸着式熱交換器の使用に依存する。それで、この仕方を、吸着式熱交換器が配置される第１区域から、第２区域への収着剤の通過を許容する系に導入することもできる。
【００２９】
この実施態様では、熱交換器構造体は内側区域４内に薄板状冷却リブを備え、冷却リブは薄板間で４ｍｍの間隔を有する。この熱交換器構造体と別の熱交換器構造体は、異なる粒径の吸着物質で充填された。別の試みにおいて、１．６ｍｍ、２．３ｍｍ、４ｍｍおよび５ｍｍの薄板間隔を持つ熱交換器構造体に、薄板間のそれぞれの間隔に対して変化され、調整された粒状吸着物質の粒径が使用された。熱交換器構造体の薄板間の間隔は、４ｍｍの最小間隔で始めてそれぞれの粒径に調整された。薄板の材料は銅とアルミニュウムであった。好ましくは、これらの材料は構成される薄板に関係し、このことは、体積に対する表面の最高に可能な割合を提供するために、これらの薄板は波状または鋸歯状であることを意味する。
【００３０】
図２によると、別々に製造される熱交換器構造体に基づき、熱交換器構造体は、第１方法ステップによると、内側被覆のために内側壁を湿潤する接着剤層で被覆され、接着剤層は吸着物質を充填する前に固体層を形成する。そのような固体接着剤層は、この出願によると、接着剤層の十分に長い乾燥または適切な温度設定により通常、達成される接着力の本質的な損失を有するものとして理解されるであろう。第１実施態様によると、エポシキ樹脂接着剤が接着剤として使用され、この接着剤は、熱交換器構造体の内側壁上に接着剤層を塗布するために、アセトンのような溶剤と混合された。前記エポキシ樹脂溶剤混合物は熱交換器構造体の内側区域４に導入され、それにより、過剰な接着剤は内側区域から滴下により除去され、好ましくは、実質的に連続の接着剤層は、薄板構造体を詰まらせることなく熱交換器構造体の内側壁で静止する。このことは、好ましくは、熱交換器構造体の内側壁の表面積を実質的に減少することなく、接着剤層は内側壁の輪郭に従うことを意味する。エポキシ樹脂接着剤と溶剤が釣り合う場合、十分な持続時間の後で溶剤の蒸発が生じ、それにより接着剤層の凝固が生じ、この方法ステップの完了後に、固体接着剤層５は内側壁を覆う。この実施態様では、前記の凝固ステップおよび乾燥ステップは５０℃の温度処理により加速される。この次の乾燥は約３時間の期間に亘り実行される。
【００３１】
接着剤層の層厚さは、吸着剤粒子の粒度分布のために調整される。吸着剤粒子が１０μｍから１０００μｍ、好ましくは、２０μｍから５０μｍの粒径範囲で使用されるならば、吸着剤粒子との接着剤結合の発生中に、吸着剤粒子が部分的にだけ湿潤するように、接着剤層の厚さは調整されるであろう。好ましい実施態様では、層厚さは粒子直径、特に、平均粒子直径の１／３から２／３の範囲に設定される。特別の好ましい実施態様では、接着剤層の塗布厚さは、平均して吸着剤粒子の粒径の半分に対応し、これは、実質的に丸い吸着剤粒子の場合、それらの半径が実質的に接着剤の層厚さと仮定されることを意味する。１００μｍから２００μｍの粒度分布を有する球形吸着剤粒子の場合、５０μｍの接着剤層の平均層厚さが塗布されるであろう。
【００３２】
図４は、別の方法ステップを示し、このステップは粒状形状の吸着物質による充填である。合成して製造されるゼオライトまたはシリカゲルは吸着物質として使用できる。活性炭も吸着物質として考慮できる。第１実施態様によると、０．８ｍｍから１．０ｍｍの吸着物質の粒径が使用される。別の実施態様によると、１００μｍから２００μｍおよび１ｍｍから２ｍｍの粒度分布を有する吸着剤粒子が、この発明による吸着式熱交換器に使用された。熱交換器構造体内の正に小さい空洞の十分な充填は、振とう、または、ある程度のプレス圧力のような機械的処置により有利に確保できる。内側区域４は吸着物質の導入前に容器状構造体により完全に囲まれないように、熱交換器構造体が配置される場合、そのような熱交換器構造体は、シリコン処理された紙でライニングされた慣用の適合形式により囲まれることができる。被覆区域で少なくとも部分的に開いているそのような熱交換器構造体は、次の方法ステップで適切な容器内に導入でき、この容器は吸着物質や収着剤を含む作業区域を密封するために使用される。
【００３３】
ルースバルク材料の形式の吸着物質の導入直後は、固体接着剤層５と吸着物質６との間には実質的に接着接触はない。接着接触は、次の熱処理ステップによってのみ達成され、初めは剛性の接着剤層と直接に隣接する吸着剤粒子６．１との間の接着結合の配置での正確なチェックは、温度プロフィルの選択により可能にされる。この方法ステップを実施するために、固体層の形式で塗布される接着剤５は、さらに、第１温度Ｔ１以上で液化し、第１温度Ｔ１より高い第２温度Ｔ２以上で凝固する特性を持たねばならない。この要求される特性はエポキシ樹脂接着剤により実現できる。この実施態様では、接着剤が溶ける第１温度Ｔ１は通常、エポキシ樹脂では６０℃から６６℃の範囲であろう。接着剤層の最終の凝固に至る第２温度閾値は、エポキシ樹脂では１２０℃から１４００℃の温度であり、それにより、１２０℃は特に十分である。第１温度以下の一方の温度から、第２温度以上の温度へ温度勾配を走ることにより、最初に、初めの固体接着剤層５の溶解が起こるであろう。結果として、接着剤は直接に隣接する吸着剤粒子６．１を湿潤し、このことは、好ましくは、吸着剤粒子の表面部分の大部分が、なお、接着剤層から突出するようにして生じる。それ以上の温度上昇の間に第２温度を越えるであろう。それから、エポキシ樹脂接着剤の場合に架橋が生じ、温度が安定した熱硬化性組成が得られる。ここで示されるような実施態様によると、接着剤層の溶解までの加熱、壁に隣接する吸着剤粒子の接着までの加熱および最終凝固は、３０分の期間を越えて、１８０℃の温度の熱搬送流体を供給することで、熱交換器構造体を加熱することにより達成される。
【００３４】
壁から離れていることを意味する接着しない吸着剤粒子は、別の方法ステップにおいて内側区域４から除去される。これは、例えば、振とうのような適切な機械的処置により支援できる。それで、図５において概要で示されるように、吸着物質から製造される内側被覆を有する熱交換器構造体が得られる。吸着剤粒子は内側壁をライニングするだけであり、前記内側壁に接着され、接着は点状の仕方で行われるだけで、このことは、吸着剤粒子は本質的な部分が接着剤層から突出し、実質的になお十分に処理されない表面は供給される収着剤で相互作用を開始できる。直接の壁領域とは離れると、好ましい実施態様によると内側区域４内には接着される吸着剤粒子は存在しない。これは、収着剤が吸着剤粒子の方向に妨げられることなく流れることを可能にし、内側区域４内の十分に大きい区域が蒸発収着剤の環流移送のために自由に残ることを意味する。接着結合の結果として、都合のよい熱接触をする、内側壁上での吸着剤粒子６．１に対する収着剤Ｓのこの妨げられない流入は、再び図１において概要で示される。別の参照番号は図２ないし図５の参照番号に一致する。
【００３５】
熱交換器構造体の内側壁上に最初に剛性の接着剤層の配置する別の利点は、密閉層を形成することにより、また、熱交換器構造体の金属部分の腐食に対する保護がある。熱交換器材料のためのそのような保護は、技術水準によると吸着物質のルースバルク材料には提供されず、点状の仕方で相互に接着される吸着剤粒子のためだけである。熱交換器構造体の内側壁の実質的に完全なカバーに加えて、接着剤層が実質的に閉鎖されることは、腐食からの十分な保護のために、さらに必要であり、このことは、接着剤層が多孔性でないことを意味する。これは、最初に固体の接着剤層の形成、それから、溶解が熱処理により生じる溶解され、凝固された接着剤層の形成により提供される。
【００３６】
発明の別の実施態様は可能である。例えば、吸着物質のタイプは変えることができる。発明の有利な実施態様によると、２ｍｍの薄板間の間隔を有する見えない熱交換器を被覆する０．２ｍｍから０．３ｍｍの造粒を有するゼオライトが使用される。それで、熱交換器構造体の幾何学的配列において吸着物質の結晶粒径の調整は好ましい。それぞれに調整された熱交換器構造体のために、１００μｍから２００μｍのような小さい粒径と、約１ｍｍから２ｍｍのような大きい粒径の吸着物質が有利である。均質な粒度分布は特に好ましい。このような粒度分布は、熱交換器構造体の内側壁に対して接着性の仕方で接着する吸着物質の均一層になるからである。別の展開によると、吸着物質のための異なる粒径は混合できる。例えば、大きい造粒を使用する時に特に有利である二頂粒度分布を使用できる。本発明による方法は、１ｍｍから２ｍｍの直径の大きい吸着物質を接着し、さらに、熱交換器構造体の内側壁に使用でき、それで、１ｍ２当たり６０ｇ〜５００ｇの吸着物質で被覆できる。そのような大きい吸着剤粒子は接着剤層から十分に高度に突出し、それで、収着剤は、拡散密閉方式ではカバーされない大きい表面を提供する。追加の小さい吸着剤粒子を使用することにより、熱交換器構造体の内側壁上の前記大きい吸着粒子間で生じる空洞をカバーでき、それで、さらに、吸着物質の需要密度を増加する。
【００３７】
本発明による方法は、熱交換器構造体を被覆するために不規則に形成される吸着剤粒子を採用するために使用できる。それで、また、ランダムな粒径の断片の形式と、広範囲の粒度分布で吸着物質を使用できる。また、このことは、塵状の部分、より大きい断片、それらのそれぞれの混合物の使用を含む。それで、より小さい粒子およびより大きい粒子は、接着剤層により部分的にだけ湿潤されることができ、このとは、特に、表面の近くだけの溶解、または、接着剤の凝固範囲までの溶解範囲を通る急速進行により達成される。さらに、接着剤の湿潤特性は選択された吸着物質に対して調整でき、熱交換器構造体の壁の吸着物質の接着は達成されるけれども、表面の広い部分は吸収により妨げのない交換を実施できる。
【符号の説明】
【００３８】
２．１  リブ
２．２  リブ
３．１  空洞
３．２  空洞
４  内側区域
５  固体接着剤層
６  吸着物質
６．１吸着剤粒子
【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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