JPH062984A - 吸着式反応器モジュール - Google Patents
吸着式反応器モジュールInfo
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- JPH062984A JPH062984A JP15930892A JP15930892A JPH062984A JP H062984 A JPH062984 A JP H062984A JP 15930892 A JP15930892 A JP 15930892A JP 15930892 A JP15930892 A JP 15930892A JP H062984 A JPH062984 A JP H062984A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】吸着式冷凍機の吸着式反応器を構成するモジュ
ールを小型化、高性能化する。 【構成】多数の伝熱管を共通の多数のフィンにより一体
に並設し、夫々のフィン間の間隙に固体吸着剤を充填す
ると共に、フィンの外側を通気性被覆材で被覆してパネ
ル型構造のモジュールを構成する。 【効果】 占有面積に対して有効な吸着剤の量が多
く、吸着式反応器の小型化、高性能化を図れる、 真
空容器内への所望の数の設置を容易に行うことができ、
吸着式冷凍機の所望の冷凍能力に応じた吸着式反応器を
構成することができる、 伝熱面積の適正化により伝
熱促進を図り、単位重量当りの冷媒駆動量を大きくする
ことができる、 吸着剤の粒度及びその充填層の厚さ
を適正化して冷媒の物質移動係数を大きくすることによ
りサイクル時間を短縮することができる。
ールを小型化、高性能化する。 【構成】多数の伝熱管を共通の多数のフィンにより一体
に並設し、夫々のフィン間の間隙に固体吸着剤を充填す
ると共に、フィンの外側を通気性被覆材で被覆してパネ
ル型構造のモジュールを構成する。 【効果】 占有面積に対して有効な吸着剤の量が多
く、吸着式反応器の小型化、高性能化を図れる、 真
空容器内への所望の数の設置を容易に行うことができ、
吸着式冷凍機の所望の冷凍能力に応じた吸着式反応器を
構成することができる、 伝熱面積の適正化により伝
熱促進を図り、単位重量当りの冷媒駆動量を大きくする
ことができる、 吸着剤の粒度及びその充填層の厚さ
を適正化して冷媒の物質移動係数を大きくすることによ
りサイクル時間を短縮することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はゼオライト、活性炭、シ
リカゲル等の固体吸着剤の冷媒吸着、脱着作用を利用し
て冷水を発生させる吸着式冷凍機を構成する吸着式反応
器モジュールに関するものである。
リカゲル等の固体吸着剤の冷媒吸着、脱着作用を利用し
て冷水を発生させる吸着式冷凍機を構成する吸着式反応
器モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】吸着式冷凍機に於ける従来の吸着式反応
器のモジュールは、銅製等の伝熱管の夫々の外周に多数
の円形または多角形のフィンを設けてフィンチューブを
構成し、夫々のフィン間の間隙に固体吸着剤を充填する
と共に、フィンの外側に脱落防止用の金網を張設して構
成している。このような構成に於いて、吸着式冷凍機の
吸着反応器として用いる場合には、所望の冷凍能力に応
じてフィンチューブの長さと本数を設定して、これらの
モジュールを真空容器内に並べて設置して構成してい
る。（例えば特開昭62-91763号公報参照のこと。）
器のモジュールは、銅製等の伝熱管の夫々の外周に多数
の円形または多角形のフィンを設けてフィンチューブを
構成し、夫々のフィン間の間隙に固体吸着剤を充填する
と共に、フィンの外側に脱落防止用の金網を張設して構
成している。このような構成に於いて、吸着式冷凍機の
吸着反応器として用いる場合には、所望の冷凍能力に応
じてフィンチューブの長さと本数を設定して、これらの
モジュールを真空容器内に並べて設置して構成してい
る。（例えば特開昭62-91763号公報参照のこと。）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように複数の伝熱
管の夫々の外周に設けたフィン間に固体吸着剤を充填し
て構成するモジュールでは、吸着剤と伝熱管との熱伝達
は良好に行われるものの真空容器内に並べて設置した場
合に於いて、それらの並べたモジュールの輪郭内の面積
に対する吸着剤の占有面積が小さく、従って有効な吸着
剤の量が少ない。
管の夫々の外周に設けたフィン間に固体吸着剤を充填し
て構成するモジュールでは、吸着剤と伝熱管との熱伝達
は良好に行われるものの真空容器内に並べて設置した場
合に於いて、それらの並べたモジュールの輪郭内の面積
に対する吸着剤の占有面積が小さく、従って有効な吸着
剤の量が少ない。
【０００４】このため必要な冷凍能力を得るためには真
空容器内に設置する数を増やさなければならず、必然的
にモジュールの占有面積、そしてこれを設置する真空容
器が大型化するという課題があった。
空容器内に設置する数を増やさなければならず、必然的
にモジュールの占有面積、そしてこれを設置する真空容
器が大型化するという課題があった。
【０００５】また従来の吸着式反応器のモジュールで
は、吸着剤の重量に対しての伝熱面積、吸着層の厚さ、
吸着剤の粒度等の条件を余り勘案していないため、これ
らの条件が必ずしも最適ではない。このため伝熱管に供
給される熱媒体の温度と吸着剤の温度差が10℃程度と比
較的大きくなり、従って必要な冷凍能力を得るのに必要
な吸着剤の量も多くなり、この点からもモジュールの占
有面積、そして真空容器の寸法が大きくなってしまうと
いう課題があった。本発明は、このような課題を解決す
ることを目的とするものである。
は、吸着剤の重量に対しての伝熱面積、吸着層の厚さ、
吸着剤の粒度等の条件を余り勘案していないため、これ
らの条件が必ずしも最適ではない。このため伝熱管に供
給される熱媒体の温度と吸着剤の温度差が10℃程度と比
較的大きくなり、従って必要な冷凍能力を得るのに必要
な吸着剤の量も多くなり、この点からもモジュールの占
有面積、そして真空容器の寸法が大きくなってしまうと
いう課題があった。本発明は、このような課題を解決す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、多数の伝熱管を共通の多数のフィ
ンにより一体に並設し、夫々のフィン間の間隙に固体吸
着剤を充填すると共に、フィンの外側を通気性被覆材で
被覆して構成した吸着式反応器モジュールを提案する。
ために、本発明では、多数の伝熱管を共通の多数のフィ
ンにより一体に並設し、夫々のフィン間の間隙に固体吸
着剤を充填すると共に、フィンの外側を通気性被覆材で
被覆して構成した吸着式反応器モジュールを提案する。
【０００７】次に本発明では、上記の構成に於いて、多
数の伝熱管を千鳥状に配設することを提案する。
数の伝熱管を千鳥状に配設することを提案する。
【０００８】上記した構成に於いて、通気性被覆材は、
多孔板や網により構成することができる。
多孔板や網により構成することができる。
【０００９】また本発明では上記した構成に於いて、フ
ィン間とチューブに挾まれる伝熱面積の、吸着剤の単位
重量当りの値が0.6〜1.0ｍ2/kgの範囲となるようにする
ことを提案する。
ィン間とチューブに挾まれる伝熱面積の、吸着剤の単位
重量当りの値が0.6〜1.0ｍ2/kgの範囲となるようにする
ことを提案する。
【００１０】更に本発明では上記した構成に於いて、吸
着剤の粒度は40〜12メッシュ（0.35〜1.5mm）の範囲と
すること、またモジュールの中心から、充填されている
吸着剤の表面までの距離を最大12mmに制限することを提
案する。
着剤の粒度は40〜12メッシュ（0.35〜1.5mm）の範囲と
すること、またモジュールの中心から、充填されている
吸着剤の表面までの距離を最大12mmに制限することを提
案する。
【００１１】
【作用】本発明のモジュールは、その適数を真空容器内
に並べて設置することにより、吸着式冷凍機の所望の冷
凍能力に応じた吸着式反応器を構成することができる。
かかる本発明のモジュールに於いては、固体吸着剤は、
多数の伝熱管を一体に並設する多数のフィン間、即ちモ
ジュールの輪郭内の全てに渡って充填するので、上述し
た従来の構成と比較してモジュールの占有面積に対して
有効な吸着剤の量が多い。
に並べて設置することにより、吸着式冷凍機の所望の冷
凍能力に応じた吸着式反応器を構成することができる。
かかる本発明のモジュールに於いては、固体吸着剤は、
多数の伝熱管を一体に並設する多数のフィン間、即ちモ
ジュールの輪郭内の全てに渡って充填するので、上述し
た従来の構成と比較してモジュールの占有面積に対して
有効な吸着剤の量が多い。
【００１２】伝熱管は千鳥状に配設することにより、各
吸着剤との距離を平均化することができ、全ての吸着剤
への伝熱を均一化して、その温度の一様化に寄与する。
吸着剤との距離を平均化することができ、全ての吸着剤
への伝熱を均一化して、その温度の一様化に寄与する。
【００１３】一方、吸着剤は、フィン間とチューブに挾
まれる伝熱面積の、吸着剤の単位重量当りの値を0.6〜
1.0ｍ2/kgの範囲となるように充填すれば、伝熱が良好
となって、伝熱管を流れる熱媒体と吸着剤の温度との差
を小さくすることができ、従って単位重量当りの冷媒駆
動量を大きくすることができる。
まれる伝熱面積の、吸着剤の単位重量当りの値を0.6〜
1.0ｍ2/kgの範囲となるように充填すれば、伝熱が良好
となって、伝熱管を流れる熱媒体と吸着剤の温度との差
を小さくすることができ、従って単位重量当りの冷媒駆
動量を大きくすることができる。
【００１４】また、モジュールの中心から、充填されて
いる吸着剤の表面までの距離を最大12mmに制限し、また
吸着剤の粒度を40〜12メッシュ（0.35〜1.5mm）の範囲
とすることにより、冷媒の物質移動係数を大きくするこ
とができ、従って吸着剤による冷媒の吸着、脱着のサイ
クル時間の短縮化が図られ、単位時間当りの冷凍能力を
大きくすることができる。
いる吸着剤の表面までの距離を最大12mmに制限し、また
吸着剤の粒度を40〜12メッシュ（0.35〜1.5mm）の範囲
とすることにより、冷媒の物質移動係数を大きくするこ
とができ、従って吸着剤による冷媒の吸着、脱着のサイ
クル時間の短縮化が図られ、単位時間当りの冷凍能力を
大きくすることができる。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図１は本発明の吸着式反応器モジュールの実施例の要部
を説明するもので、符号１は伝熱管である。この伝熱管
１の多数を、共通の多数のフィン２により一体に並設し
ている。伝熱管１、フィン２は従来と同様に、夫々銅
管、アルミ板等で構成する。この実施例では、多数の伝
熱管１は一線状に一定のピッチＴｐで並設されており、
また多数のフィン２は一定のピッチＦｐで並設されてい
る。そして、夫々のフィン２間の間隙にゼオライト、活
性炭、シリカゲル等の固体吸着剤３を充填すると共に、
フィン２の外側を通気性被覆材４で被覆して吸着式反応
器のモジュールを構成している。後述する実施例に於い
ては、固体吸着剤３は、φ0.5mmの破砕状シリカゲルと
している。上記通気性被覆材４は、パンチングメタル等
の多孔板や金網等で構成することができる。尚、図中符
号Ｌはモジュールの中心から固体吸着剤３の表面までの
距離を表すものである。
図１は本発明の吸着式反応器モジュールの実施例の要部
を説明するもので、符号１は伝熱管である。この伝熱管
１の多数を、共通の多数のフィン２により一体に並設し
ている。伝熱管１、フィン２は従来と同様に、夫々銅
管、アルミ板等で構成する。この実施例では、多数の伝
熱管１は一線状に一定のピッチＴｐで並設されており、
また多数のフィン２は一定のピッチＦｐで並設されてい
る。そして、夫々のフィン２間の間隙にゼオライト、活
性炭、シリカゲル等の固体吸着剤３を充填すると共に、
フィン２の外側を通気性被覆材４で被覆して吸着式反応
器のモジュールを構成している。後述する実施例に於い
ては、固体吸着剤３は、φ0.5mmの破砕状シリカゲルと
している。上記通気性被覆材４は、パンチングメタル等
の多孔板や金網等で構成することができる。尚、図中符
号Ｌはモジュールの中心から固体吸着剤３の表面までの
距離を表すものである。
【００１６】図２は他の構成のモジュールの実施例を示
すもので、この構成では、多数の伝熱管１は千鳥状に配
設されている。尚、このモジュールは本発明の効果を確
認するための実験に用いられた構成を示すもので、実験
条件は次の通りである。 実験条件： 温水入口 80℃ 伝熱面積／吸着剤量＝0.
87m2/kg 冷却水入口 26℃ フィンピッチ ＝5mm 凝縮器 26℃ 伝熱面積 ＝0.41m2 蒸発温度 12℃ 吸着剤の充填層（片側、
Ｌ）＝12mm
すもので、この構成では、多数の伝熱管１は千鳥状に配
設されている。尚、このモジュールは本発明の効果を確
認するための実験に用いられた構成を示すもので、実験
条件は次の通りである。 実験条件： 温水入口 80℃ 伝熱面積／吸着剤量＝0.
87m2/kg 冷却水入口 26℃ フィンピッチ ＝5mm 凝縮器 26℃ 伝熱面積 ＝0.41m2 蒸発温度 12℃ 吸着剤の充填層（片側、
Ｌ）＝12mm
【００１７】以上の構成のモジュールは、適数を真空容
器内に並べて設置し（図示省略）、そして多数の伝熱管
１を直列及び／または並列に接続して熱媒体を流すよう
にして所望の冷凍能力の吸着式反応器を構成することが
できる。
器内に並べて設置し（図示省略）、そして多数の伝熱管
１を直列及び／または並列に接続して熱媒体を流すよう
にして所望の冷凍能力の吸着式反応器を構成することが
できる。
【００１８】以上の構成に於いて、吸着式冷凍機の運転
に於ける再生工程では、モジュールの伝熱管１内に加熱
源としての熱媒体である温水等を流すことにより吸着剤
３の再生を行う。即ち、伝熱管１内に温水を流すことに
より、伝熱管１及びフィン２を介して吸着剤３が加熱さ
れて冷媒が脱着され、こうして吸着剤３から脱着された
冷媒蒸気が通気性被覆材４を通してモジュール外に排出
され、そして吸着式冷凍機を構成する凝縮器に於いて凝
縮される。
に於ける再生工程では、モジュールの伝熱管１内に加熱
源としての熱媒体である温水等を流すことにより吸着剤
３の再生を行う。即ち、伝熱管１内に温水を流すことに
より、伝熱管１及びフィン２を介して吸着剤３が加熱さ
れて冷媒が脱着され、こうして吸着剤３から脱着された
冷媒蒸気が通気性被覆材４を通してモジュール外に排出
され、そして吸着式冷凍機を構成する凝縮器に於いて凝
縮される。
【００１９】一方、吸着工程では、伝熱管１内に冷却源
としての熱媒体である冷却水等を流すことにより吸着剤
３による冷媒の吸着を行う。即ち、伝熱管１及びフィン
２を介して吸着剤３を冷却することにより、吸着式冷凍
機を構成する蒸発器から真空容器内に供給される冷媒蒸
気は通気性被覆材４を通してモジュール内に流入して連
続的に吸着剤３に吸着される。
としての熱媒体である冷却水等を流すことにより吸着剤
３による冷媒の吸着を行う。即ち、伝熱管１及びフィン
２を介して吸着剤３を冷却することにより、吸着式冷凍
機を構成する蒸発器から真空容器内に供給される冷媒蒸
気は通気性被覆材４を通してモジュール内に流入して連
続的に吸着剤３に吸着される。
【００２０】尚、以上の吸着式反応器の動作を伴う吸着
式冷凍機の動作は、従来と同様であるので説明は省略す
る。
式冷凍機の動作は、従来と同様であるので説明は省略す
る。
【００２１】次に、本発明の吸着式反応器モジュール
を、図３に示す一次元モデルにより伝熱解析シミュレー
ションを行った結果を示す。かかる伝熱解析は次のよう
な手法により、吸着剤３の充填層内の温度分布（後述す
るようにモジュールの中心位置から充填層の表面位置ま
での15点）を解析することにより行った。
を、図３に示す一次元モデルにより伝熱解析シミュレー
ションを行った結果を示す。かかる伝熱解析は次のよう
な手法により、吸着剤３の充填層内の温度分布（後述す
るようにモジュールの中心位置から充填層の表面位置ま
での15点）を解析することにより行った。
【００２２】まず解析に当り、吸着剤の充填層内では、
以下のような条件の基で熱交換が行われているものと仮
定している。 吸着剤の粒子は十分に小さい。 吸着剤の粒子全体が常に飽和状態を維持しながら反
応が進む。 冷媒蒸気の拡散抵抗は無視できる程小さい。 吸着剤の充填層内の冷媒蒸気圧力は常に一定であ
る。 また、吸着剤による冷媒の吸着、脱着反応は、マクロに
みて内部発熱、吸熱を伴う熱伝導と規定し、吸着時に
は、吸着熱が吸着剤の温度上昇と熱伝導による放熱に分
配され、脱着時には、熱伝導で伝達された熱と吸着剤の
温度低下分の熱が脱着熱に当てられるものとした。
以下のような条件の基で熱交換が行われているものと仮
定している。 吸着剤の粒子は十分に小さい。 吸着剤の粒子全体が常に飽和状態を維持しながら反
応が進む。 冷媒蒸気の拡散抵抗は無視できる程小さい。 吸着剤の充填層内の冷媒蒸気圧力は常に一定であ
る。 また、吸着剤による冷媒の吸着、脱着反応は、マクロに
みて内部発熱、吸熱を伴う熱伝導と規定し、吸着時に
は、吸着熱が吸着剤の温度上昇と熱伝導による放熱に分
配され、脱着時には、熱伝導で伝達された熱と吸着剤の
温度低下分の熱が脱着熱に当てられるものとした。
【００２３】このような条件の基では、以下の一連の式
が得られる。
が得られる。
【数１】 次に水の飽和蒸気圧の式（アントワーヌの方程式）は次
式の通りである。
式の通りである。
【数２】
【００２５】一方、静的平衡吸着量測定試験により得ら
れる吸着剤の平衡吸着量のデータをＤ−Ａ式に代入し整
理すると、含水率ｍとＰ−Ｔの関係を表す次式が得られ
る。
れる吸着剤の平衡吸着量のデータをＤ−Ａ式に代入し整
理すると、含水率ｍとＰ−Ｔの関係を表す次式が得られ
る。
【数３】
【００２６】更に、クラウシス・クラペーロンの式に上
記（２），（３）式を代入すると、吸着熱Ｈに関する次
式が得られる。
記（２），（３）式を代入すると、吸着熱Ｈに関する次
式が得られる。
【数４】
【００２７】以上の式に於いて、フィン２のピッチＦｐ
を5mm、フィン２の厚さを0.15mm、吸着剤の充填層の厚
さ、即ちモジュールの中心から、充填されている吸着剤
の表面までの距離Ｌを12mm、吸着、脱着のサイクル時間
を7分とすると共に、各部の温度条件を以下のように設
定して後退差分法によりシミュレーションを行った。 再生温度Ｔｇ＝75℃ 吸着温度Ｔａ＝30℃ 凝縮温度Ｔｃ＝30℃ 蒸発温度Ｔｅ＝10℃ 但し、以上の式に於いて、各記号は以下に示す通りであ
る。 Ｃａ：吸着剤（シリカゲル）の比熱 0.22 （kcal/kg・Ｋ） ｍ ：含水率 （kg/kg） Ｃｗ：凝縮水の比熱 0.99 （kcal/kg・Ｋ） ρ ：吸着剤の比重量 2200 （kg/m3） Ｔ ：絶対温度 （Ｋ） Ｈ ：吸着熱 （kcal/kg・H2O） λ ：吸着剤の有効熱伝導率 0.25 （kcal/m・hr・℃） Ｐｓ：水蒸気の飽和蒸気圧 （mmHg） Ｔｖ：水蒸気温度 （Ｋ） Ｔａ：吸着剤温度 （Ｋ） Ｌｏ：水蒸気潜熱 （kcal/kg） Ｔｃ：冷却水、温水温度 303,353 （Ｋ） ｈ ：熱通過率 186 （kcal/m2・hr・℃） Ｅ ：吸着特性エネルギー 742.2 （cal/mol） Ｒ ：気体定数 1.192 （cal/mol・Ｋ） ｔ ：時間
を5mm、フィン２の厚さを0.15mm、吸着剤の充填層の厚
さ、即ちモジュールの中心から、充填されている吸着剤
の表面までの距離Ｌを12mm、吸着、脱着のサイクル時間
を7分とすると共に、各部の温度条件を以下のように設
定して後退差分法によりシミュレーションを行った。 再生温度Ｔｇ＝75℃ 吸着温度Ｔａ＝30℃ 凝縮温度Ｔｃ＝30℃ 蒸発温度Ｔｅ＝10℃ 但し、以上の式に於いて、各記号は以下に示す通りであ
る。 Ｃａ：吸着剤（シリカゲル）の比熱 0.22 （kcal/kg・Ｋ） ｍ ：含水率 （kg/kg） Ｃｗ：凝縮水の比熱 0.99 （kcal/kg・Ｋ） ρ ：吸着剤の比重量 2200 （kg/m3） Ｔ ：絶対温度 （Ｋ） Ｈ ：吸着熱 （kcal/kg・H2O） λ ：吸着剤の有効熱伝導率 0.25 （kcal/m・hr・℃） Ｐｓ：水蒸気の飽和蒸気圧 （mmHg） Ｔｖ：水蒸気温度 （Ｋ） Ｔａ：吸着剤温度 （Ｋ） Ｌｏ：水蒸気潜熱 （kcal/kg） Ｔｃ：冷却水、温水温度 303,353 （Ｋ） ｈ ：熱通過率 186 （kcal/m2・hr・℃） Ｅ ：吸着特性エネルギー 742.2 （cal/mol） Ｒ ：気体定数 1.192 （cal/mol・Ｋ） ｔ ：時間
【００２８】図４、図５は以上のシミュレーションによ
り得られた吸着工程時の吸着剤３の充填層内の温度分布
と含水率の変化を示すものであり、横軸のメッシュは、
吸着剤３の充填層の表面（メッシュ＝1）からモジュー
ルの中心位置（表面からＬ＝12mmの位置、メッシュ＝1
5）までを14等分して成る15点の夫々の位置を示すもの
である。
り得られた吸着工程時の吸着剤３の充填層内の温度分布
と含水率の変化を示すものであり、横軸のメッシュは、
吸着剤３の充填層の表面（メッシュ＝1）からモジュー
ルの中心位置（表面からＬ＝12mmの位置、メッシュ＝1
5）までを14等分して成る15点の夫々の位置を示すもの
である。
【００２９】この解析結果から、本発明のモジュールで
は、冷媒駆動量が100cc/kg-吸着剤の負荷、吸着剤温度
と熱媒体入口温度との温度差ΔＴ＝5℃がサイクルタイ
ム7分で達成し得る可能性が得られた。
は、冷媒駆動量が100cc/kg-吸着剤の負荷、吸着剤温度
と熱媒体入口温度との温度差ΔＴ＝5℃がサイクルタイ
ム7分で達成し得る可能性が得られた。
【００３０】次に図６は、図２のモジュールに於いて、
伝熱管１とフィン２間に挾まれる伝熱面積の、吸着剤３
の単位重量当りの値に対する伝熱性を確認するために上
述した実験条件の基に各部の温度を測定した結果を示す
もので、この実験条件では、吸着、脱着時の吸着剤の温
度はΔＴ＝5℃以内にあることがわかる。この実験条件
に於ける伝熱面積／吸着剤量は、上述したように0.87m2
/kgであり、従って本発明のモジュールに於いては、上
記伝熱面積の、吸着剤３の単位重量当りの値を、例えば
上記した値を含む範囲である、0.6〜1.0ｍ2/kgの範囲と
なるようにすることにより、伝熱性を良好にすることが
できることがわかる。
伝熱管１とフィン２間に挾まれる伝熱面積の、吸着剤３
の単位重量当りの値に対する伝熱性を確認するために上
述した実験条件の基に各部の温度を測定した結果を示す
もので、この実験条件では、吸着、脱着時の吸着剤の温
度はΔＴ＝5℃以内にあることがわかる。この実験条件
に於ける伝熱面積／吸着剤量は、上述したように0.87m2
/kgであり、従って本発明のモジュールに於いては、上
記伝熱面積の、吸着剤３の単位重量当りの値を、例えば
上記した値を含む範囲である、0.6〜1.0ｍ2/kgの範囲と
なるようにすることにより、伝熱性を良好にすることが
できることがわかる。
【００３１】また図７は、静的駆動量に対する動的駆動
量の割合を確認するために、上述した理論計算と共に一
部の条件に於いて実測を行った結果を示すものである。
図に示されるように、粒径が0.5φに於いて、7分のサイ
クルタイムでは動的駆動量が90％以上となる。0.4mm〜
0.9mm（40メッシュ〜20メッシュ）の範囲に分布する破
砕状シリカゲルを用いて、下記の温度条件での実験を行
った結果、静的駆動量に対する動的駆動量の割合は、8
7.5％となった。 再生温度Ｔｇ＝70℃ 凝縮温度Ｔｃ＝30℃ 吸着温度Ｔａ＝34℃ 蒸発温度Ｔｅ＝10℃ これらのことから吸着剤３の粒度を40〜12メッシュ（0.
35〜1.5mm）の範囲とすることにより、冷媒の物質移動
係数を大きくすることができることがわかる。
量の割合を確認するために、上述した理論計算と共に一
部の条件に於いて実測を行った結果を示すものである。
図に示されるように、粒径が0.5φに於いて、7分のサイ
クルタイムでは動的駆動量が90％以上となる。0.4mm〜
0.9mm（40メッシュ〜20メッシュ）の範囲に分布する破
砕状シリカゲルを用いて、下記の温度条件での実験を行
った結果、静的駆動量に対する動的駆動量の割合は、8
7.5％となった。 再生温度Ｔｇ＝70℃ 凝縮温度Ｔｃ＝30℃ 吸着温度Ｔａ＝34℃ 蒸発温度Ｔｅ＝10℃ これらのことから吸着剤３の粒度を40〜12メッシュ（0.
35〜1.5mm）の範囲とすることにより、冷媒の物質移動
係数を大きくすることができることがわかる。
【００３２】一方、吸着剤３の充填層の厚さを増すと、
蒸気の脱着により充填層表面での吸着剤３の有効熱伝達
率λが減少することと、脱着熱として使用されるために
温度が中心部より低くなり、充填層内の吸着剤の平均温
度の低下をもたらす。このことは充填層表面の吸着剤の
残存含水率の上昇、従って冷媒駆動量の低下を招いた
り、充填層の吸着剤の空隙間を通る冷媒流路抵抗も増す
ため、余り大きくすることはできず、上述した実験条件
に於ける距離Ｌ、即ちモジュールの中心から、充填され
ている吸着剤３の表面までの距離を最大12mmに制限する
ことが好ましい。
蒸気の脱着により充填層表面での吸着剤３の有効熱伝達
率λが減少することと、脱着熱として使用されるために
温度が中心部より低くなり、充填層内の吸着剤の平均温
度の低下をもたらす。このことは充填層表面の吸着剤の
残存含水率の上昇、従って冷媒駆動量の低下を招いた
り、充填層の吸着剤の空隙間を通る冷媒流路抵抗も増す
ため、余り大きくすることはできず、上述した実験条件
に於ける距離Ｌ、即ちモジュールの中心から、充填され
ている吸着剤３の表面までの距離を最大12mmに制限する
ことが好ましい。
【００３３】
【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、以下の
ような効果がある。 モジュールの占有面積に対して有効な吸着剤の量が
多く、吸着式反応器の小型化、高性能化を図れる。 モジュールがパネル型構造であるから、真空容器内
への所望の数の設置を容易に行うことができ、吸着式冷
凍機の所望の冷凍能力に応じた吸着式反応器を構成する
ことができる。 伝熱面積の適正化により伝熱促進を図り、単位重量
当りの冷媒駆動量を大きくすることができる。 吸着剤の粒度及びその充填層の厚さを適正化して冷
媒の物質移動係数を大きくすることによりサイクル時間
を短縮することができる。
ような効果がある。 モジュールの占有面積に対して有効な吸着剤の量が
多く、吸着式反応器の小型化、高性能化を図れる。 モジュールがパネル型構造であるから、真空容器内
への所望の数の設置を容易に行うことができ、吸着式冷
凍機の所望の冷凍能力に応じた吸着式反応器を構成する
ことができる。 伝熱面積の適正化により伝熱促進を図り、単位重量
当りの冷媒駆動量を大きくすることができる。 吸着剤の粒度及びその充填層の厚さを適正化して冷
媒の物質移動係数を大きくすることによりサイクル時間
を短縮することができる。
【図１】本発明の吸着式反応器モジュールの実施例の構
成の要部を表した説明的斜視図である。
成の要部を表した説明的斜視図である。
【図２】本発明の吸着式反応器モジュールの他の実施例
の構成の要部を表した説明的斜視図である。
の構成の要部を表した説明的斜視図である。
【図３】本発明の吸着式反応器モジュールの伝熱解析に
於ける一次元モデルである。
於ける一次元モデルである。
【図４】本発明の吸着式反応器モジュールの伝熱解析の
結果を吸着剤の充填層内の温度分布として表した説明図
である。
結果を吸着剤の充填層内の温度分布として表した説明図
である。
【図５】本発明の吸着式反応器モジュールの伝熱解析の
結果を吸着剤の充填層内の含水率の変化として表した説
明図である。
結果を吸着剤の充填層内の含水率の変化として表した説
明図である。
【図６】図２のモジュールに於ける各部の温度測定結果
を示すものである。
を示すものである。
【図７】静的駆動量に対する動的駆動量の割合を確認す
るため理論解析及び実験結果を示すものである。
るため理論解析及び実験結果を示すものである。
１ 伝熱管 ２ フィン ３ 吸着剤 ４ 通気性被覆材
フロントページの続き (72)発明者 小松 富士夫 茨城県北相馬郡守谷町御所ケ丘２−19−10 グレースハイツ 102号 (72)発明者 小倉 正雄 東京都立川市若葉町２−８−105 (72)発明者 寺沢 秀彰 埼玉県大宮市盆栽町478
Claims (7)
- 【請求項１】 多数の伝熱管を共通の多数のフィンによ
り一体に並設し、夫々のフィン間の間隙に固体吸着剤を
充填すると共に、フィンの外側を通気性被覆材で被覆し
て構成したことを特徴とする吸着式反応器モジュール - 【請求項２】 請求項１のモジュールに於いて、多数の
伝熱管は千鳥状に配設されていることを特徴とする吸着
式反応器モジュール - 【請求項３】 請求項１のモジュールに於いて、通気性
被覆材は多孔板により構成したことを特徴とする吸着式
反応器モジュール - 【請求項４】 請求項１のモジュールに於いて、通気性
被覆材は網により構成したことを特徴とする吸着式反応
器モジュール - 【請求項５】 請求項１のモジュールに於いて、フィン
間とチューブに挾まれる伝熱面積の、吸着剤の単位重量
当りの値は0.6〜1.0ｍ2/kgの範囲となるように吸着剤を
充填することを特徴とする吸着式反応器モジュール - 【請求項６】 請求項１のモジュールに於いて、吸着剤
の粒度は40〜12メッシュ（0.35〜1.5mm）の範囲とする
ことを特徴とする吸着式反応器モジュール - 【請求項７】 請求項１のモジュールに於いて、モジュ
ールの中心から、充填されている吸着剤の表面までの距
離は最大12mmに制限することを特徴とする吸着式反応器
モジュール
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15930892A JP3322316B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 吸着式反応器モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15930892A JP3322316B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 吸着式反応器モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062984A true JPH062984A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3322316B2 JP3322316B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=15690969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15930892A Expired - Lifetime JP3322316B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 吸着式反応器モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322316B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995014898A1 (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-01 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Adsorption type cooling apparatus, method of controlling cold output of same, and fin type adsorbent heat exchanger for use in same |
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| JP2006200850A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Japan Exlan Co Ltd | 収着式熱交換モジュールおよびその製法 |
| JP2008281281A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Japan Exlan Co Ltd | 収着モジュールおよびその製造方法 |
| WO2009002893A3 (en) * | 2007-06-22 | 2009-02-19 | Advanced Tech Materials | Component for solar adsorption refrigeration system and method of making such component |
| JP2010249402A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | 吸着熱交換器 |
| JP2010249404A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | 吸着熱交換器 |
| US7862646B2 (en) | 2006-01-30 | 2011-01-04 | Advanced Technology Materials, Inc. | Nanoporous articles and methods of making same |
| US9468901B2 (en) | 2011-01-19 | 2016-10-18 | Entegris, Inc. | PVDF pyrolyzate adsorbent and gas storage and dispensing system utilizing same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0462226B1 (en) | 1989-03-08 | 1995-05-10 | Rocky Research | Method and apparatus for achieving high reaction rates in solid-gas reactor systems |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP15930892A patent/JP3322316B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5732569A (en) * | 1993-11-29 | 1998-03-31 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Adsorption type cooling apparatus, method of controlling cold output of same, and fin type adsorbent heat exchanger for use in the same |
| US6041617A (en) * | 1993-11-29 | 2000-03-28 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Adsorption type cooling apparatus, method of controlling cold output of same, and fin type adsorbent heat exchanger for use in same |
| WO1995014898A1 (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-01 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Adsorption type cooling apparatus, method of controlling cold output of same, and fin type adsorbent heat exchanger for use in same |
| US6102107A (en) * | 1998-12-11 | 2000-08-15 | Uop Llc | Apparatus for use in sorption cooling processes |
| JP2006200850A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Japan Exlan Co Ltd | 収着式熱交換モジュールおよびその製法 |
| US7704305B2 (en) | 2005-01-21 | 2010-04-27 | Japan Exlan Company Limited | Heat exchange module of a sorptive type and a method for the manufacture thereof |
| US7862646B2 (en) | 2006-01-30 | 2011-01-04 | Advanced Technology Materials, Inc. | Nanoporous articles and methods of making same |
| US8221532B2 (en) | 2006-01-30 | 2012-07-17 | Carruthers J Donald | Nanoporous articles and methods of making same |
| JP2008281281A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Japan Exlan Co Ltd | 収着モジュールおよびその製造方法 |
| WO2009002893A3 (en) * | 2007-06-22 | 2009-02-19 | Advanced Tech Materials | Component for solar adsorption refrigeration system and method of making such component |
| US8539781B2 (en) | 2007-06-22 | 2013-09-24 | Advanced Technology Materials, Inc. | Component for solar adsorption refrigeration system and method of making such component |
| US9132412B2 (en) | 2007-06-22 | 2015-09-15 | Entegris, Inc. | Component for solar adsorption refrigeration system and method of making such component |
| JP2010249404A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | 吸着熱交換器 |
| JP2010249402A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | 吸着熱交換器 |
| US9468901B2 (en) | 2011-01-19 | 2016-10-18 | Entegris, Inc. | PVDF pyrolyzate adsorbent and gas storage and dispensing system utilizing same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3322316B2 (ja) | 2002-09-09 |
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