JPH0339735B2 - - Google Patents

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JPH0339735B2
JPH0339735B2 JP59281959A JP28195984A JPH0339735B2 JP H0339735 B2 JPH0339735 B2 JP H0339735B2 JP 59281959 A JP59281959 A JP 59281959A JP 28195984 A JP28195984 A JP 28195984A JP H0339735 B2 JPH0339735 B2 JP H0339735B2
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zeolite
semi
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heat exchanger
metal
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
    • F25B35/04—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption using a solid as sorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183—Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation

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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被吸着物質を吸着、かつ脱着するゼオ
ライトから作られた高温伝導性ゼオライト半成形
品及びその製法に関する。該半成形品は、特に吸
着原理に基づく熱ポンプ装置に使用されるもので
ある。
ゼオライトは加熱下に於いて液状及びガス状の
被吸着物質を吸着する。放出反応熱は吸着の間、
ゼオライト物質より放熱されるとともに、脱着の
間、再び供給されなけねばならない。吸脱着工程
での化学反応速度はゼオライト塊の低熱伝導度及
び流入し、又は流出する被吸着物質の高圧降下に
よつて制限されることになる。
合成ゼオライト結晶の直径計測は、ごく小数の
限られたマイクロメーターでなされる。粒子充填
は吸着工程技術としては適当でない。なぜならば
微細なゼオライト結晶は攪はんされ、かつ反応空
間から吸着された物質の流れによつて運び出され
るからである。例えば、小さな球、又はシリンダ
ーでの粒状結合剤添加による特定、かつ高価な粒
状化工程における粒状ゼオライト製品の次後工程
では、乾燥工程でのゼオライトの使用が可能であ
り、こうした工程では、湿つたガスは粒状充填剤
を通流し、かつ粒状充填剤に湿気を放射する。こ
のようにして、乾燥ガスは発生した反応熱を吸着
し、かつ粒体を冷却する。加熱乾燥ガスは粒状充
填剤の脱着目的で次後工程で供給される。前記ガ
スは反応熱を粒体に伝導し、かつ放出湿気を吸着
する。これらの開放工程においては、ガスは各粒
体のまわりを流れるが、該粒体の全表面は熱交換
のために利用されうる。
吸着熱ポンプ及び空調装置内の蒸気の吸着目的
でのゼオライト粒子は複数の特許出願の対象とな
つているが、それらはゼオライト結晶は密閉工程
での蒸気を吸着するが、反応熱を伝導しうるガス
流は利用されず、前記熱は特定な熱交換器によつ
て外部から供給され、かつ放出されなければなら
ない。該熱は粒状充填よりその接触面を介しての
み伝導されうるので、熱伝導は粒体表面に基づく
ものでなく、粒体それぞれの熱交換器での粒体相
互の接触反応の数に基づくものである。従つて、
熱伝導性は均質物質よりも充填剤ではより低いも
のとなり、かつ流れ抵抗は滑らかな表面を有する
流路よりも比較的高くなる。
熱交換器表面に適合し、かつ被吸着物質用とし
て最も好適に設計された流路を有するゼオライト
半成形品がDE3207656A1において提案されてい
るが、僅か２〜３の脱着サイクルの後、該ゼオラ
イト半成形品は熱交換器表面から離脱する。薄い
スロツトが発生し粒状充填剤の場合よりもつと厳
しい伝熱制限を受ける。更に、厳しい変動温度及
び負荷勾配のため、熱伝導を付加的に低下させる
半成形品内部の裂け目及びスロツトが発生し、裂
けたゼオライト部は流路を遮断し、かつゼオライ
トへの被吸着物質の接近を妨げることとなる。
本発明の目的は、厳しい変動温度及び負荷条件
下にあつても、内部熱伝導及びゼオライト半成形
品内での隣接熱交換器への伝熱の改良にある。同
時に、所定の吸着物質に対する流体抵抗を最小の
ものに減少させることを目的とする。
上記の目的は、ゼオライト塊、即ちゼオライト
粒子、水及び必要に応じて結合剤からなる流動性
混合物としてのゼオライト物質を微細格子状金属
テクスチヤー内に埋め込むように注入することに
よつて達成しうる。前記金属テクスチヤーはゼオ
ライト半成形品の破裂及び破砕を阻止し、同時に
熱伝導度を向上させる。ゼオライト物質の低熱伝
導度は金属テクスチヤーの良好な熱伝導度によつ
て極めて改善されたものになりうる。特に、高吸
着速度は、その構成に関する周知の方法による
金、銀、銅、アルミニウム等から作られたちゆう
密金属テクスチヤー、即ち金属組織体及び当該半
成形品によつて得られる。
被吸着物質がゼオライト結晶に妨げられること
なく接近することを確実にするため、該半成形品
内のある特定帯域はゼオライト塊で充填されない
ものとなつている。該金属テクスチヤーの外部帯
域はゼオライトで被覆されないことが特に好まし
い。かくして、ゼオライト小片の破裂及び破砕並
びに流路の遮断は有効に防止されうる。
特に、微細格子状金属テクスチヤーは結合剤に
よつて凝結せず、又は僅かな程度にしか凝結しな
いゼオライト粒子の保持を可能とする。小量の結
合剤成分が高温条件の場合好適である。一つの型
として、結合剤の量は該半成形品の外部帯域より
もその内部帯域で少ない。侵食により晒されるこ
との多い外部帯域は影響がより少ない内部帯域よ
りもより多くの結合剤の付与が必要である。
鋼綿、金属テクスチヤー、金属シエーピング及
び金属フリースのごとき微細格子状金属構造体は
金属テクスチヤーとして好適である。特に、登録
商標になる製品RETIMET及びBEKIPORのごと
き金属製ろ過器材料が好ましい。これらの市販品
は該製品のちゆう密交差構造の故に極めて優れた
伝熱度及び保持性を有する。
熱交換器表面からの該半成形品の破裂等は熱交
換器表面に恒久的に付着結合する金属テクスチヤ
ーを設けることによつて防止しうることが考えら
れる。金属テクスチヤー及びゼオライト結晶間の
相異なる熱膨張は該金属構造体の有する弾性で以
て補填されうる。
前記付着結合については下記技術、即ち焼結、
熔接、亜鉛メツキ、錫メツキ、はんだ付けが極め
て有効である。こうした付着結合技術で以て、前
記テクスチヤーを熱交換器表面及び該テクスチヤ
ーの交差点における交差せる内部の金属構造体を
恒久的伝熱結合をなしうる。
ゼオライト粒子、水、及び必要に際しては、結
合剤を添加せる流動性ゼオライト混合物は当該半
成形品を作るため該金属テクスチヤーに供給さ
れ、金属テクスチヤーを前記混合物に浸漬する。
該浸漬物中に生じた空孔は高周波で振動すること
によつて該ゼオライト混合物により充填されう
る。100℃以下の温度で注意深く乾燥される間、
余剰水分はゼオライト混合物から蒸発し、残留ゼ
オライト結晶は金属テクスチヤー及び混合された
結合剤と接触して凝固しかつ安定せる半成形品と
なる。
ゼオライト混合物で充満されない前記金属構造
体の外部帯域は次後において氷結する水で満たさ
れるのが好ましい。
氷は乾燥工程の間に溶解し、水分は蒸発して被
吸着物質のための流路が形成される。該流路は金
属テクスチヤーに充填されているので、ゼオライ
ト粒子は流路を破砕させることなく、また遮断す
ることもない。半成形品の流路は、金属テクスチ
ヤーが第一の操作工程において流路から除去され
たり転配されたり、また流路が次後の工程におい
て金属テクスチヤー内で凍結される適応可能な氷
片で充填される態様で以て当該ゼオライトとは無
関係に維持される。こうした金属構造体は次ぎに
ゼオライト混合物で充満される。氷片の溶解後、
流路は被吸着物質の流れが自由となる。
流路は金属構造体が流動性ゼオライト混合物で
充填された後、変形自在での次後工程において成
形される。このため、圧搾、又はローラー工具は
流路をまだ軟質状半成形品内に圧入するのに好適
である。
前記工程において、半成形品から流路への移行
帯域で該金属構造体内での圧搾がなされる。流路
の壁は強力なものとなりうるので流路に対する次
後の付加的裏張りは部分的にのみ行うだけでよ
い。圧搾工具は半成形品が部分的に凝結するまで
半成形品内に残存するので流路はそれ以上該混合
物で充満されることはない。凝結処理は圧搾工具
を加熱することで促進される。ゼオライト混合物
中の水分は加熱圧搾工具が接触する際に蒸発す
る。凝結したゼオライトの薄い層が形成され、流
動性ゼオライト混合物の浸透は圧搾工具を除去し
た後に防止されうる。
かくして、上述の本発明の目的及び厳しい変動
温度及び負荷条件においても所定の被吸着物質に
対する流動抵抗を最小のものに減少して、熱交換
器への伝熱効果が効果的に達成される。好適と考
えられる実施例を述べたが、本発明はそのものに
限定されるものでなく、かつその範囲は前述の特
許請求の各範囲によつて決定される。
積層になる熱交換器の断面を第１図に示す。ゼ
オライト半成形品１が伝熱板２の間に配置されて
いる。金属テクスチヤー３は抵抗熔接方法で以て
該伝熱板２と良好な伝熱態様で結合されている。
該半成形品１は上記ゼオライト物質で充満されな
い帯域を有し、流路４はゼオライト結晶への吸着
物質の迅速な接近を可能なものとするためのもの
である。
前記半成形品１の実施例を第２図に示すが、図
中、該半成形品は伝熱板２上に配置されたもので
ある。金属テクスチヤー４の外部帯域は氷で裏張
りされているので当該ゼオライトとは隔離されて
いる。半成形品の上部に設けられた流路５は圧搾
工具によつて成形されるもので金属テクスチヤー
で裏張りがなされている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、流路を設けた伝熱板上のゼオライト
半成形品を示し、第２図は伝熱板上のゼオライト
半成形品を示す。 １……ゼオライト半成形品、２……伝熱板、３
……流路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 所望の熱伝導特性を有する金、銀、銅又はア
    ルミニウムで作られた微細格子状金属テクスチヤ
    ー内にゼオライト粉末、水及び必要に際しては結
    合剤からなる流動性ゼオライトが埋め込まれ、被
    吸着物質の吸着及び脱着のサイクルの間、蒸気が
    流入、又は流出する流路を有し、該テクスチヤー
    を恒久的伝熱結合で少なくとも１つの熱交換器表
    面に付着結合されてなることを特徴とする高温伝
    導性を有するゼオライト半成形品。 ２ 前記金属テクスチヤーは鋼綿からなり、恒久
    的伝熱結合で少なくとも１つの熱交換器表面に付
    着結合されてなることを特徴とする前記特許請求
    の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 ３ 前記金属テクスチヤーは金属繊維からなり、
    恒久的伝熱結合で少なくとも１つの熱交換器表面
    に付着結合されてなることを特徴とする前記特許
    請求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 ４ 前記金属テクスチヤーは金属フリースからな
    り、恒久的伝熱結合で少なくとも１つの熱交換器
    表面に付着結合されてなることを特徴とする前記
    特許請求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形
    品。 ５ 前記金属テクスチヤーの内部帯域の少なくと
    も１部分及びその外部帯域は前記ゼオライト物質
    で被覆されていないことを特徴とする前記特許請
    求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 ６ 前記金属テクスチヤーは前記ゼオライト物質
    を埋め込むように注入する前に、焼結によつて少
    なくとも１つの前記熱交換器表面及び少なくとも
    １つの前記金属テクスチヤーの交差点とに恒久的
    伝熱結合されてなることを特徴とする前記特許請
    求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 ７ 前記金属テクスチヤーは前記ゼオライト物質
    を埋め込むように注入する前に、熔接によつて少
    なくとも１つの前記熱交換器表面及び少なくとも
    １つの前記金属テクスチヤーの交差点とに恒久的
    伝熱結合されてなることを特徴とする前記特許請
    求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 ８ 前記金属テクスチヤーは前記ゼオライト物質
    を埋め込むように注入する前に亜鉛メツキによつ
    て少なくとも１つの前記熱交換器表面及び少なく
    とも１つの前記金属テクスチヤーの交差点とに恒
    久的伝熱結合されてなることを特徴とする前記特
    許請求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形
    品。 ９ 前記金属テクスチヤーは前記ゼオライト物質
    を埋め込むように注入する前に錫メツキによつて
    少なくとも１つの前記熱交換器表面及び少なくと
    も１つの前記金属テクスチヤーの交差点とに恒久
    的伝熱結合されてなることを特徴とする前記特許
    請求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 １０ 前記金属テクスチヤーは前記ゼオライト物
    質を埋め込むように注入する前に、はんだ付けに
    よつて少なくとも１つの前記熱交換器表面及び少
    なくとも１つの前記金属テクスチヤーの交差点と
    に恒久的伝熱結合されてなることを特徴とする前
    記特許請求の範囲第１項に記載のゼオライト半成
    形品。 １１ 前記金属テクスチヤー内に前記ゼオライト
    物質を埋め込むように注入するに際し、高温条件
    に適応するため前記ゼオライト半成形品の内部帯
    域に対して少量に、より多くの侵食に晒されかつ
    より多くのストレスを受ける外部帯域においてよ
    り多量であるようにあらかじめ決定された結合剤
    を用いられてなることを特徴とする前記特許請求
    の範囲第１項に記載のゼオライト半成形品。 １２ 前記金属テクスチヤーの空間又は細孔内に
    埋め込まれたゼオライト結晶に補強目的で結合剤
    を混合し、被吸着物質の自由な流入又は流出のた
    め少なくとも１つの流路を有し、かつ恒久的熱伝
    導連結手段により前記金属テクスチヤーに接着す
    る少なくとも１つの熱交換器表面を有する前記特
    許請求の範囲第１項に記載のゼオライト半成形
    品。 １３ 前記ゼオライト物質としての流動性ゼオラ
    イト混合物を作るためゼオライト粒子、水及び必
    要に際しては結合剤を混合し、恒久的伝熱結合で
    少なくとも１つの熱交換器表面に付着結合する微
    細格子状金属テクスチヤーを該流動性ゼオライト
    混合物に浸漬し、前記流動性ゼオライトから余剰
    水分を蒸発させて残留ゼオライトが凝結したこと
    を特徴とする被吸着物質を吸着及び脱着する高温
    伝導性を有するゼオライト半成形品の製法。 １４ 前記浸漬後、該流動性ゼオライト混合物で
    空孔を高周波で振動することによつて充填するこ
    とを特徴とする前記特許請求の範囲第１３項に記
    載のゼオライト半成形品の製法。 １５ 前記ゼオライト物質を前記金属テクスチヤ
    ーに埋め込むように注入する前に、所望の流路の
    形成がなされる該金属テクスチヤー内の部分をそ
    の後氷結する水で充満することを特徴とする前記
    特許請求の範囲第１３項に記載のゼオライト半成
    形品の製法。
JP59281959A 1983-12-30 1984-12-29 高温伝導性ゼオライト半成形品及びその製法 Granted JPS60232242A (ja)

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DE3347700.0 1983-12-30
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