(57)【要約】      （修正有）【課題】吸着熱交換器の充填率の向上と小型化及び体積あたりの冷温熱出力を向上させながら低コスト化を実現することができる熱交換器を提供する。【解決手段】吸着熱交換器のフィンすき間に吸着剤を充填し、熱交換器体積あたりの吸脱着冷媒質量を増加させた。そして、層に冷媒蒸気通路を設け、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量の増加を図り高出力にした。なお、充填率低下を抑制するために、層の一部に冷媒蒸気通路を有する構造にした。また、熱交換器のフィン形式にコルゲートフィンを採用して吸着剤への伝熱促進を図り、ルーバーフィンを採用して吸着剤層とフィン間のはく離を抑制した。熱交換器の管内は熱伝達の向上が可能な微細管構造とした。吸着剤と水と結合材を混合したスラリーを市販ラジエータ熱交換器のフィン間に流入し、層を容易に乾燥させ、大量生産を可能にした低コスト吸着熱交換器の製作法を採用した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤をフィンすき間に充てんした熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載した層に冷媒蒸気通路を有する熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載した層の一部に冷媒蒸気通路を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
熱交換器のフィン形式がコルゲートフィンである請求項１〜３のいずれかに記載された熱交換器。
【請求項５】
熱交換器のフィンがルーバーフィンを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された熱交換器。
【請求項６】
管内流路が微細多穴管の量産型油用ラジエータを用いることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載した熱交換器を使用することにより熱交換器体積あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒質量を増加させる方法。
【請求項８】
層内の伝熱性と冷媒蒸気浸透性を向上することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された熱交換器。
【請求項９】
スラリー状に吸着材と水と結合材を混合したスラリーをラジエータフィン間に流入させた後、ラジエータ管内に温水を流入してフィン表面を加熱してスラリー中の水分を蒸発させることを特徴とする充填塗布の方法。
【請求項１０】
市販ラジエータを使用することを特徴とする請求項１〜６ならびに請求項８のいずれかに記載された熱交換器。
【請求項１１】
結合剤には市販の酢酸ビニルを用いて生産されることを特徴とする請求項１〜６ならびに請求項８のいずれかに記載された熱交換器。
【請求項１２】
塗布充填後の水分除去乾燥のために、請求項１〜６ならびに請求項８のいずれかに記載された熱交換器の周囲に送風することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着剤をフィンのすき間に充填した吸着熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着熱交換器の従来例を図１に示す。この熱交換器はフィンチューブ熱交換器のフィン表面に吸着材を塗布した吸着熱交換器である。発熱反応をともなう蒸気吸着時の熱除去と吸熱反応をともなう蒸気脱着時の加熱を目的としている。フィン断面の構造は、フィン、粒子を塗布した層、蒸気流路で構造されている。
【０００３】
この熱交換器体積あたりの吸着材の体積（以下、充填率と記す。）は、以下のように見積もられる。通常、層の空隙率は0.4程度であり、層の体積（0.2mm×2枚）×（1-層の空隙率（=1-0.4））は吸着材の体積と見積もることができる。フィン間の隙間の体積も考慮すると、充填率は4/6×0.6=40%と見積もられる。
【０００４】
フィン表面への塗布による熱交換器が提案されているが蒸気流路の体積だけ充填率が低くなる（特許文献１）。
【０００５】
蒸気流路部分も充填する熱交換器も提案されているがフィン表面に吸着剤を密着させる工夫が不足しており、フィン表面から吸着剤がはく離したときに伝熱性能の維持が困難であると考えられる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５２７００号公報
【特許文献２】特開２０００−１８７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
吸着冷凍機やヒートポンプに使用される吸着剤を塗布あるいは充填した熱交換器は、従来は熱交換器体積あたりの吸着材充填量、充填率が40%程度である。
【０００８】
フィン間の隙間は蒸気の移動を改善するために機能するが、この体積にも吸着剤を充填できれば充填率を上げることができる。充填率の向上は熱交換器のコンパクト化に資する。
【０００９】
フィンによる伝熱促進ならびにフィン形状の工夫による吸着剤とフィン表面のはく離抑制により、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させ、高出力化を実現する。
【００１０】
充填塗布による製造法と市販品の採用による低コスト化を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の記載の発明では図２に示す熱交換器のフィンすき間に吸着剤を充填することにより熱交換器体積あたりの吸脱着冷媒質量を増加させる。
【００１２】
請求項２の記載の発明では請求項１に記載した層に冷媒蒸気通路を設けることにより充填率は低下するが、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させる。
【００１３】
請求項３の記載の発明では請求項１に記載した層の一部に冷媒蒸気通路を有することにより充填率の低下を抑制して、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させる。
【００１４】
請求項４の記載の発明では請求項１〜３のいずれかに記載した熱交換器のフィン形式にコルゲートフィンを採用することにより吸着剤への伝熱促進を図り、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させる。
【００１５】
請求項５の記載の発明では請求項１〜４のいずれかに記載した熱交換器のフィンに図３のようなルーバーフィンを採用することにより、吸着剤層とフィン間のはく離を抑制しながら吸着剤への伝熱促進を図り、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させる。
【００１６】
請求項６の記載の発明では熱交換器の管内流路として微細多穴管の量産型油用ラジエータを用いることにより、管内熱伝達の向上を図り、吸着剤への伝熱促進が見込まれ、吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させる。
【００１７】
請求項７の記載の発明では請求項１〜６のいずれかに記載した熱交換器を使用することにより熱交換器体積あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒質量を増加させ、吸着熱交換器を小型にする。
【００１８】
請求項８の記載の発明では層内の伝熱性と冷媒蒸気浸透性を向上することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された熱交換器を採用して、吸着熱交換器を小型にする。
【００１９】
請求項９の記載の発明ではスラリー状に吸着剤と水と結合材を混合したスラリーをラジエータフィン間に流入させた後、ラジエータ管内に温水を流入してフィン表面を加熱してスラリー中の水分を蒸発させることにより、大量生産しやすい充填塗布を実施できる。
【００２０】
請求項１０の記載の発明では市販ラジエータを使用することにより安価な吸着熱交換器を提供できる。
【００２１】
請求項１１の記載の発明では結合材には市販の酢酸ビニルを用いて生産することにより安価な吸着熱交換器を提供できる。
【００２２】
請求項１２の記載の発明では塗布充填後の水分除去乾燥のために図４のように熱交換器の周囲に送風することにより乾燥を促進し、安価な吸着熱交換器を提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
体積あたりの吸脱着冷媒質量の増加は、加熱冷却を繰り返す吸着冷凍機・ヒートポンプに投入する熱エネルギーの消費量を削減できる。すなわち、吸脱着量には関係しない熱交換器内のフィン部や外部流体を流す配管素材における顕熱損失を抑制できる。
【００２４】
吸着剤単位質量あたり単位時間あたりに吸脱着する冷媒蒸気量を増加させることにより、熱交換器体積あたりの冷温熱出力が改善できる。吸着熱交換器の小型化に資する。
【００２５】
本発明の熱交換器への充填塗布方法や部材の市販品採用により、大量生産を可能にして安価な吸着熱交換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は従来の吸着熱交換器のフィン部断面例である。
【図２】図２は本発明の吸着熱交換器の断面例である。
【図３】図３はルーバーフィン平面概略図とルーバーフィン上の塗布層内断面図である。
【図４】図４は本発明の吸着熱交換器の乾燥法例である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の熱交換器は、発熱反応をともなう蒸気吸着時の発熱除去と吸熱反応をともなう蒸気脱着時の熱供給を促進するために使用する。
【００２８】
所望の温度の外部流体を熱交換器の管内流路に流して吸着材からの熱除去や熱供給を行う。
【００２９】
なお、吸着剤にはシリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナなど蒸気吸着性を有するものであれば種々のものを使用できる。
【００３０】
蒸気としては水、アルコール類など、およびそれら複数の混合物を使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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