(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体伝熱媒体の供給口および排出口をそれぞれ有する少なくとも１つの吸着ユニットと少なくとも１つの蒸発器ユニットまたは凝縮器ユニットを含み、前記ユニット全てが別個または共通の真空気密ハウジング内に配置される吸着モジュールであって、
前記ハウジングは板状であり、複数の前記ハウジングは互いに接合されて、前記ハウジングに共通する蒸気ダクトを備えた積層構造体にされ、
個々の前記ハウジングは、モジュール全体になるように接合され、真空気密エンベロープによって閉鎖されており、
前記ハウジングの少なくとも一部は、前記吸着ユニットと一体となる部分からなり、
少なくとも前記吸着ユニットは、複数の貫通孔を有する一体鋳造または焼結三次元金属構造体から成り、前記貫通孔は前記金属構造体を貫通する孔であり、
前記三次元構造体上に、ゼオライト層が密着して配置されており、
前記ゼオライト層は、ｉｎ  ｓｉｔｕ結晶化ゼオライトであり、
前記金属構造体は、前記各板状ハウジングの一体部品である、吸着モジュール。
【請求項２】
前記板状ハウジングは金属板から成り、前記金属板は突起状の型打ちした突出部を有し、いずれも互いに対向する突出部を有する少なくとも１組の金属板は接続されてハウジングになり、その結果、前記伝熱媒体のための空間が形成され、この点に関して、前記突出部は前記金属板間のスペーサを形成することを特徴とする、請求項１に記載の吸着モジュール。
【請求項３】
積層構造体が形成された時に連続ダクトになるように接合される一体蒸気ダクト部分を有する少なくとも１つの吸着ユニットまたは少なくとも１つの蒸発器ユニットもしくは凝縮器ユニットを含むアセンブリを特徴とする、請求項１〜請求項２のうちのいずれか一項に記載の吸着モジュール。
【請求項４】
前記一体型三次元鋳造または焼結金属構造体は、アルミニウム製であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の吸着モジュール。
【請求項５】
前記構造体は、複数の貫通孔を有する鋳造体または焼結体として実現されることを特徴とする、請求項４に記載の吸着モジュール。
【請求項６】
前記鋳造体または焼結体は、成形された伝熱媒体の集液路、成形された伝熱媒体案内手段、伝熱媒体が流通する成形された管または同様の手段を備えることを特徴とする、請求項５に記載の吸着モジュール。
【請求項７】
出力スケーリングは、前記積層構造体内の前記板状ハウジングの数によって実現されることを特徴とする、請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項に記載の吸着モジュール。
【請求項８】
前記ゼオライト構造体は、微細孔ＳＡＰＯ材料、微細孔ＡＬＰＯ材料、または微細孔Ｍｉ−ＡＬＰＯ材料を表しており、前記金属構造体の表面に略垂直な主成長方向に配向された結晶を含むことを特徴とする、請求項１〜請求項７に記載の吸着モジュール。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項に記載の少なくとも１つの吸着モジュールをベースとした冷却装置またはヒートポンプ。
【請求項１０】
請求項３に記載の少なくとも１つの吸着モジュールをベースとした蓄冷器または蓄熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の流体伝熱媒体の供給口および排出口をそれぞれ有する少なくとも１つの吸着ユニットと少なくとも１つの蒸発器／凝縮器ユニットとを含み、前記ユニットが別個または共通の真空気密ハウジングに配置される吸着モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０２００７０１２１１３（Ａ１）号明細書から、熱交換器および吸着剤を有する少なくとも１つの吸脱着ユニット、ならびに少なくとも１つの凝縮熱交換器および少なくとも１つの蒸発熱交換器を備えた小型吸着冷却ユニットが周知である。上記の構成要素は、共通の真空気密金属製外側ハウジング内に配置される。さらに、ユニットの流体圧相互接続および操作のための接続結合要素および導管が存在する。
【０００３】
周知の解決策は、少なくとも１つの吸脱着ユニットが内側または部分的内側ハウジング内に配置されるサンドイッチ構造を目的としたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に鑑み、本発明の課題は、冷凍技術分野における多機能用途のためのさらに高度な吸着モジュールであって、最適な熱統合を果たし、それぞれの用途に応じて、集合体へと互いに接合できることにより、熱または冷気を生成してそれぞれを貯蔵するための装備した吸着ユニットにより、エネルギー効率を増大させることができる吸着モジュールを提案することである。関連する製造技術は、対応する吸着モジュールの製造コストが先行技術に比べて減少するように最適化されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題の解決策は、請求項１に記載の特徴の組み合わせに従った吸着モジュールによって達成される。従属請求項は、少なくとも適切な構造および改良形態を示す。
【０００６】
したがって、少なくとも１つの吸着ユニットと、流体伝熱媒体の供給口および排出口をそれぞれ有する少なくとも１つの蒸発器／凝縮器ユニットとから成り、前記ユニットが別個または共通の真空気密ハウジングに配置される吸着モジュールが基礎となる。
【０００７】
本発明の吸着モジュールは、板状熱交換機の設計に基づいて実現される。すなわち、ハウジングは、板状に形成される。複数の板状ハウジングは接合されて共通の蒸気ダクトを備えた積層構造体にすることができる。
【０００８】
ハウジングは、規則的流路を有する一体鋳造モジュールとして、または一体鋳造多孔質構造体として実現される。
【０００９】
さらにアルミニウム製スポンジ状材料のモジュールまたは焼結処理により作成されたモジュールが考えられる。
【００１０】
したがって、一体鋳造または焼結処理された三次元金属（任意で、アルミニウム）構造の吸着ユニットであって、伝熱媒体の流路方向に向けられた複数の貫通孔を有する吸着ユニットが存在する。
【００１１】
吸着ユニットは、ゼオライトまたは他の吸着剤で被覆される。
【００１２】
好適な実施形態では、ゼオライト被覆は、ｉｎ  ｓｉｔｕ結晶化により実現される。この場合、原子は、標的として金属基材から取り出され、ゼオライト層に組み込まれる。
【００１３】
本発明の一実施形態では、吸着モジュールは、いずれの場合も少なくとも１つの吸着ユニットまたは少なくとも１つの蒸発器／凝縮器ユニットを含むアセンブリを備え、それぞれのユニットは、積層構造体が形成された時に連続ダクトになるように接合される一体蒸気ダクトを有する。
【００１４】
出力スケーリングのために、積層構造体内の板状ハウジングの数を変化させてよい。
【００１５】
吸着ユニットの金属構造体は、追加の接続ステップ（例えば、接着、溶接、はんだ付け、ねじ留めなど）を避けることによって長期にわたって安定した熱伝達が得られるように、単一製造プロセスにおいて、例えば、鋳造または焼結プロセスにおいて、外見上は実際のハウジングの一体部分として直接形成される。貫通孔の構造は、自由に選択可能である、すなわち、好適な鋳造または焼結技術に応じて選択可能である。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、板状ハウジングは、金属板製である。金属板は、型打ちされたカム状突出部を含むのが好ましい。そして、互いに対向する突出部を有する少なくとも１組の金属板は接合されてハウジングになり、その結果、伝熱媒体のための空間が形成される。この点に関して、突出部は金属板間のスペーサを形成する。突出部は線状になるように形成されるのではなく、例えば、円錐台または角錐台の形状の点になるように形成されるので、伝熱媒体は対応する空間内を妨げられることなく流れ、金属板と接触することができる。この点に関して、この型打ち部、すなわち突出部の数および種類は、金属板の相互位置を固定するだけではなく、金属板と伝熱媒体との熱伝達またはその逆の熱伝達を向上させて改善する目的を果たす。
【００１７】
別の実施形態では、板状ハウジングは、対で接合される開放輪郭板から成る。この輪郭板は、略Ｕ字形断面を有する。それぞれのＵ字形輪郭板のＵ字足部は、互いに対向して配置され、足部端部で接合部を形成する。輪郭板の接続は、例えば、材料接着方法で、すなわち、接着剤を使用した方法、はんだ付けもしくは溶接、または挿入封止およびクランプ状締結部材を使用した圧力嵌めの方法で行われてよい。
【００１８】
Ｕ字形輪郭板が互いに対向して配置されることにより、この場合も同様に、伝熱媒体用の空間が形成される。
【００１９】
Ｕ字形輪郭板が伝熱媒体と接触する領域は、熱伝達特性を改善する表面拡大構造を有することができる。
【００２０】
伝熱媒体と接触しない領域は、多孔質被覆で覆われてよい。
【００２１】
追加の実施形態としては、板状ハウジングは、押し出し輪郭体から成る。押し出し輪郭体は、伝熱媒体のための空間を形成する複数のダクトを備える。
【００２２】
それぞれの板状ハウジングのハウジング外側面の少なくとも１つは、環境との熱交換を改善するために畝部または同様の表面拡大構造を有してよい。
【００２３】
例示的な実施形態を使用して、図面を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のモジュールの第１の実施形態の側面図および上面図である。
【図２】第２の実施形態の側面図および上面図であり、単一モジュールの蒸気ダクトが開放状態であり、複数のモジュールの積層構造体内の閉鎖蒸気ダクトに接合される状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明ひいては例示的な実施形態は、ハウジングの少なくとも一部が吸着ユニットの一体部分である場合において、板状ハウジング自体を吸着モジュールの能動的部品になるように形成するという発想に基づいている。伝熱媒体のための接続部のみがモジュールに接続された状態であり、例えば、図１の側面図に示されている積層構造体では、蒸気ダクトＤＫが形成されるように封止手段を配設する必要がある。
【００２６】
単一吸着モジュールＡＭは、板状ハウジングで形成され、吸着ユニットの金属構造体は、例えば、鋳造部品または焼結部品の形でハウジングと一体に形成される。
【００２７】
この点に関して、吸着モジュールＡＭのハウジングは、アルミニウム材料で作成されてよく、外側面から始まり、伝熱媒体の流路方向に向けられた複数の貫通孔を備えた構造体の形となる。ＶＤ／ＫＤは、図面内では、蒸発器／凝縮器を指す。蒸発器／凝縮器の水分分布は、図１の上面図において、曲線で表されている。例示的な実施形態の図示は、好ましくはｉｎ  ｓｉｔｕ結晶化された吸収剤としてゼオライト層が三次元構造体に塗布されることを基にしている。
【００２８】
図２に示されている吸着モジュールの実施形態では、それぞれの単一モジュールが蒸気ダクトＤＫに関して開放状態である。積層構造体（図２の側面図を参照）が形成された時に、蒸気ダクトＤＫは重ねあわされ、封止手段Ｄが各モジュールの個々の蒸気ダクト間に配置されている状態で、連続した蒸気ダクトを形成する。
【００２９】
単一モジュールは、一体鋳造の規則的アルミニウムモジュールとして、さらに一体鋳造の多孔質アルミニウムモジュールとして実現されてよい。さらに、鋳造アルミニウム製スポンジ状モジュールまたは球状の粉体または繊維の焼結アルミニウムモジュールも考えられる。
【００３０】
本発明の技術により、冷却装置またはヒートポンプ、さらに蓄冷器または蓄熱器が吸着モジュールを使用して実現可能である。図２に示されている実施形態は、蓄熱器に適している。
【００３１】
図示されていない別の例示的な実施形態では、任意で、単一金属板から板状ハウジングを形成することができる。金属板は、単一または一群状に配置された突出部の形の突起状の型打ちされた構造を有する。いずれの場合も、互いに対向する突出部を有する少なくとも１組の金属板が、例えば、プレス加工によってまたは材料接着方法で、接合されてハウジングになり、その結果、伝熱媒体のための空間が形成され、これに関して、突出部が金属板間のスペーサを形成する。したがって、突出部は、一方では、それぞれの板状ハウジングを安定化させる機能を果たすと考えられる。他方で、突起部は、熱伝達を決定する領域を拡大する機能を果たす。必要に応じて、金属板はゼオライト材料で直接被覆されてよい。
【００３２】
また、ハウジングは、対で接合される比較的剛性の開放輪郭板から構成されてよい。
【００３３】
輪郭板は、短いＵ字足部と比較的広くなるように形成された接続足部とを有する略Ｕ字形断面を有する。輪郭板の１組のＵ字足部は、互いに対向して配置され、伝熱媒体のための空間が形成されるように接合部分を形成する。
【００３４】
輪郭板が伝熱媒体と接触する領域は、例えば、フライス加工またはエッチング加工によって形成された表面拡大構造を有してよい。
【００３５】
同様の設計の選択肢として、板状ハウジングは、比較的コスト効率の高い方法で押し出し輪郭体から製造されてよい。この場合、各ハウジングを形成する押し出し輪郭体は、伝熱媒体のための空間を形成する複数のダクトを有する。
【００３６】
ハウジングの少なくとも１つの外側面は、環境への熱伝達を向上させるための畝部を有してよい。
【００３７】
上述した例示的な実施形態の個々のハウジングは、その後、モジュール全体になるように接合され、真空気密エンベロープによって閉鎖されてよい。伝熱媒体のための対応接続部は、周知の方法で実現されてよい。
【００３８】
複数の板状ハウジングから形成されたモジュールは、個々にまたはまとめて、開孔スポンジ状アルミニウム体の形で真空側が被覆で覆われてよい。また、被覆は、一体ブロックとして形成され、その後、材料接着方法または嵌め合い方法で板状ハウジング（単数または複数）に接続されてもよい。好適な変形形態は、真空側の多孔質部品をゼオライトで被覆して、その後、例えば、はんだ付けによって、流体圧部品、すなわち、伝熱媒体を受承するモジュール部品に材料接着接続するというものである。
【図１】
0006559129.tif 000002
【図２】
0006559129.tif 000003