JPH11514733A

JPH11514733A - バランス吸着式冷蔵装置

Info

Publication number: JPH11514733A
Application number: JP9517631A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．，ジュニアバウアー，ジョン; エイ．ゾーンズ，デイビッド
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1999-12-14
Also published as: US5813248A; CA2236596A1; WO1997016685A1; BR9612566A; KR19990067267A; CN1203656A; AU7724096A; EP0858575A1

Abstract

(57)【要約】冷却効果を生み出すために吸着材料を用いる熱伝導装置（２）。熱伝導装置（２）は、吸着材料（１０）を含む第１の容器（４）と、第１の容器（４）と相互連結する第２の容器（６）とを含む。作動物質は２つの相互連結された容器（４、６）内に収容されている。吸着材料（１０）および作動物質（２６、２８）は、作動物質が液体状態と固体状態の両方（２６、２８）で、吸着材料（１０）により、第２の容器（６）から第１の容器（４）まで完全に吸着されて、第２の容器（６）を冷却し第１の容器（４）を加熱するようにサイズが決定されている。完全な吸着は、作動物質が液相（２６）にあるときの気化による作動物質の吸着と、作動物質が固相（２８）にあるときの昇華による作動物質の吸着とを含む。第２の容器（６）は、液体から固体へ相が変化したときの作動物質の膨張を収容して第２の容器（６）が破壊されることを阻止する圧縮可能泡を含む。

Description

【発明の詳細な説明】バランス吸着式冷蔵装置先の出願に対する参照本出願は、１９９５年１１月１日に出願された米国特許仮出願６０／０１０、３３５に基づく優先権を主張する。技術分野本発明は、概して、冷却効果を生み出す吸着材料を用いる熱伝導装置に直接関する。発明の背景冷蔵効果を生み出すために、これまで吸着が採用されてきた。吸着は、ある種の吸着材料が有する自然の親和力を吸着質に利用するプロセスである。吸着を採用する典型的な冷蔵サイクルは、２つのフェーズを含む。１つのフェーズ中には、乾燥した又は荷電された吸着材料が液体吸着質に曝される。吸着剤が吸着質に対して有する親和性によって、吸着質は、吸着剤に引きつけられるときに蒸気状態に入る。液体状態から蒸気状態への吸着質の転換は、液体を囲む周囲から熱を奪う吸熱反応であり、そのため周囲を冷却し吸着剤を加熱する。第２のフェーズ中には、追加の熱が吸着剤に供給されて、吸着された蒸気を追い出すか又は脱着し、それにより吸着剤を再荷電する。脱着された蒸気は、凝縮されて冷却され、２つのフェーズのサイクルが反復される。ゼオライト（分子ふるいとも呼ぶ）は、化学組成において砂に似た結晶化金属 −アルモシリケート(alumosilicate)吸着剤の一般名である。４０を越える天然のゼオライト、および１００を越える合成ゼオライトが現在公知である。ゼオライトは、１００ｍ²／ｇまでの大きな内表面と、強力な静電界を有する結晶格子とを有する。ゼオライトは、化学吸着ではなく強力な物理的力で吸着質を保持する。これは、吸着された分子が熱を加えることにより又は別の材料への置換により脱着されるときに、結晶を、入ったときと同一の化学的状態のままにしておくことを意味する。ゼオライト中の非常に強力な吸着力は、主に結晶格子中に曝されるカチオンによる。これらのカチオンは、静電気的に極性分子の負側の端部を引きつける強力な局部化された正電荷の部位として作用する。分子の双極子モーメントが大きければ大きいほど、分子は強力に引きつけられて吸着される。極性分子は概して、Ｏ、Ｓ、ＣｌまたはＮ原子を含み且つ対称的な分子である。水はこのような分子の１つである。局部化された強力な正電荷の、カチオンに対する影響の下で、分子は、双極子をそれ自体の中に誘導する。極性化された分子はその後、カチオンの静電力による引きつけのために強力に吸着される。分子が不飽和であればあるほど、極性化可能であり、より強力に吸着される。ゼオライトからの脱着は、ヒステリシスを示さない。吸着および脱着は、完全に可逆である。しかし、ペレット化されたゼオライト材料の場合、ゼオライト結晶外部のペレットの空隙内の液体の凝縮を介して、飽和蒸気圧近傍の圧力において、更なる吸着が起こり得る。このマクロポート吸着質が脱着されるときに、ヒステリシスが起こり得る。典型的な構成においては、吸着剤容器および凝縮容器が相互接続されている。吸着剤容器は、ゼオライトなどの吸着剤を含み、凝縮容器は、米国特許第４，５８４，８５２号に開示されている水−ブライン混合物などの作動流体を含む。凝縮容器はまた、純水を含む。米国特許第４，７５２，３１０号に開示されているように、純水は完全に凍結されてその後容器から除去される。吸着剤が荷電されていない状態であると仮定すると、吸着剤容器は、加熱されて、容器内に含まれるいずれの作動流体をも気化し流体を吸着剤容器から凝縮容器に追い出す。流体は凝縮容器において凝縮する。両方の容器はその後冷却される。吸着剤容器は、冷却されると、凝縮容器内の作動流体から蒸気を吸着し始める。作動流体は、蒸気状態に入ると、周囲から気化熱を吸着し、そのことが凝縮容器を冷却させ、作動流体は凝縮容器内に残留する。吸着剤が作動流体蒸気と飽和すると、サイクルは完了する。吸着剤容器はその後再加熱されて、蒸気を凝縮器に戻して凝縮させ、上記サイクルを繰り返す。上記の装置の１つの欠点は、典型的には水である作動流体が、ブライン混合物を形成するために塩の添加を必要とすることである。ブラインが無いと、水は完全に凍結膨張して、凝縮容器および関連するハードウェアを破壊する。例えば、凝縮容器は、凝縮容器内の冷却速度を最大にするために薄いフィン付きの熱交換器管を含む。このような管は、凍結水に曝されると、特に壊れやすい。さらに、凝縮容器内に残留したブラインは、作動流体が吸着されると硬化する傾向にあり、凝縮容器からの熱伝導効率を低下させる。米国特許第４，３５７，８０９号に開示されているように、飲料冷却構造を提供するために、吸着システムとは独立して、固体冷媒ゲルおよび圧縮可能絶縁材料を含む容器が用いられてきた。現存の吸着式冷蔵装置の更なる欠点は、吸着剤の容量が、作動物質の容積に合致しないことである。吸着剤の容量が低すぎると、吸着剤は、まだ作動物質が流体または固体状態にある間に飽和する。これは効率が悪い。なぜなら、吸着剤は、全作動流体を完全に吸着するようにサイジングされている場合よりもより頻繁に再荷電されなければならないからである。吸着剤の容量が高すぎると、吸着剤容器が必要サイズを越えて大きくなり、そのため加熱するのに効率的でない。従って、当該分野において、作動物質の量を吸着剤の容量に合致させ、且つ作動物質が流体状態にあるか固体状態にあるかにかかわらず、ダメージを受けることなく、作動物質を吸着し続け得る吸着装置の必要性がある。本発明は、これらの必要性を満たし、さらに関連する利点を提供する。発明の要旨簡単に述べると、本発明は、冷却効果を生み出すために吸着材料を用いる熱伝導装置に向けられている。本発明は、固相および液相から作動物質を吸着し、それによりブラインまたは作動物質の凍結点を低下させる他の添加物に対する必要性を排除することができるため、先行技術に対する改良を提供する。本発明は、吸着材料の量が実質的に全作動物質を吸着するようにバランスをとられており、それにより熱伝導装置内に含まれる作動物質の冷却効果を最大にするため、先行技術に対する更なる改良を提供する。本発明による一実施形態において、装置は、吸着材料を含む第１の容器と、導管により第１の容器に連結された第２の容器とを含む。導管は、容器間の流体連通を提供し、容器は導管と共に、圧力を大気圧未満に維持する能力を有する密閉された容量を形成する。この密閉された容量は、吸着材料により実質的に完全に吸着されるように選択されたある量の作動物質を含む。作動物質は、吸着されるときに、第２の容器を冷却する。一旦作動物質が完全に吸着されると、第１の容器は加熱されて作動物質を脱着して第２の容器に戻す。本発明のさらなる局面において、作動物質の、第２の容器内に位置する部分は、固体状態にある。固体状態の作動物質は、昇華により、第１の容器内に含まれる吸着材料に完全に吸着される。本発明のさらに別の実施形態において、第２の容器は、絶縁された冷蔵チャンバ内に収容されている。吸着中、第２の容器は、食品または冷蔵を必要とする他の物質の保存に適した様式で冷蔵されたチャンバを冷却する。本発明のさらなる実施形態において、第２の容器が、凍結すると膨張する作動物質に用いるために適用される。第２の容器は、作動物質が液体状態から固体状態に変化するときに圧縮する圧縮可能材料を含む。圧縮可能材料の、第２の容器に含まれる量、およびそこに含まれる作動物質の量は、作動物質が凍結したときに作動物質および圧縮された圧縮可能材料が第２の容器に付与する力が第２の容器の破裂圧力限界より小さくなるように、選択される。本発明のさらに別の実施形態において、第１の容器はスターリングエンジンのリザバを加熱するために用いられ、第２の容器はエンジンの冷リザバを冷却するために用いられる。これにより、第１および第２の容器は、スターリングエンジンが動作するリザバの最高温度と最低温度との差を増加させ、エンジン効率を上昇させる。本発明のさらに別の実施形態において、第１の容器と第２の容器との間の導管は、タービンを含む。タービンは、蒸気が第２の導管から第１の導管まで吸着によって通過するときに蒸気がタービン内のロータを回転させ、パワー伝達装置に伝達されるパワーを発生させるように、導管外部においてパワー伝達装置に連結される。本発明のさらなる実施形態において、熱伝導装置は、熱側と冷側とを有する熱式ボルタ電池を含む。装置は、吸着剤容器で熱側の温度を上昇させて凝縮容器で冷側の温度を低下させ、それにより熱式ボルタ電池の電圧出力を増加させるように位置づけられる。本発明はまた、吸着材料を含む第１の容器と、導管により第１の容器に連結された第２の容器との間において、熱および作動物質を伝達させる方法を提供する。方法は、作動物質の液体部分が吸着により気化して第２の容器から第１の容器まで移動することを可能にする。それにより第２の容器内の液体作動物質の残りの部分が凍結し、作動物質が完全に吸着されるまで、昇華により、作動物質の凍結された部分が吸着し続ける。本発明のこれらおよび他の局面は、以下の詳細な記載および添付の図面を参照することにより明らかになる。図面の簡単な説明図１は、吸着剤容器が凝縮物容器に連結された状態の、本発明の一実施形態の一部切欠き側面図である。図２は、凝縮物容器が熱交換器管を含み、冷蔵された箱体内に収容された、本発明の一実施形態の断面図である。図３は、圧縮可能材料の挿入物およびフィンを含む、図２の熱交換器管の詳細側面図である。図４は、実質的に図３の４−４線に沿った断面図である。図５は、図３の圧縮可能材料の挿入物の詳細である。図６は、２つの吸着剤容器が単一の凝縮物容器に連結された、本発明の一実施形態である。図７は、２つの吸着剤容器が各々別々の熱交換器管に連結されて、冷蔵された箱体の連続的冷却を提供する、本発明の一実施形態である。図８は、２つの吸着剤容器が凝縮物容器と共に用いられてタービンを駆動する、本発明の別の実施形態の模式図である。図９は、吸着剤容器と凝縮物容器とが基本的スターリングエンジンサイクルに集積された、本発明の別の実施形態の模式図である。図１０は、２つの吸着剤容器が単一の凝縮物容器に連結され、作動物質を予め凝縮するアキュムレータを含む、本発明の実施形態である。図１１は、ガス燃焼および電気熱源の両方を含む、本発明の実施形態である。図１２は、機械加工された吸着材料を保持する内部熱源と外部環状加熱または冷却装置を含む、本発明の実施形態である。図１３は、実質的に図１２の１３−１３線に沿った断面図である。図１４は、中空内部熱伝導源および外部環状熱伝導源を含み、両方の熱伝導源ともが吸着材料を加熱または冷却するのに適した、本発明の実施形態である。図１５は、実質的に図１４の１５−１５線に沿った断面図である。発明の詳細な説明上記したように、本発明は、冷蔵効果を生み出すために熱源を用いる装置に向けられている。装置は、反復的に作動物質を吸着および脱着して、熱伝導を引き起こす吸着材料を含む。本発明は、吸着材料の容量を作動物質の量に合致させることにより、吸着サイクルの効率を上昇させる。本発明はさらに、作動物質が固化するときに破裂しないで、作動物質が固化した後に、吸着を続けることを可能にする容器内に作動物質を保持することにより吸着サイクルの効率を上昇させる。本発明による代表的な装置を説明の目的で図示する。図１に示すように、装置２の吸着剤容器４は、パイプ８により凝縮物容器６に連結されている。パイプ８は、吸着剤容器の基部に設けられたアパチャ９内を通過する。吸着剤容器４は、極性作動物質に対して強力な親和力を有する吸着材料１０で充填されている。パイプ８は、吸着剤容器４中を延びて吸着材料１０によって取り囲まれる。パイプ８は、蒸気が吸着材料１０とパイプとの間を前後に通過することを可能にする穿孔１２を含む。メッシュクロス１４は、穿孔１２を覆い、吸着材料１０が穿孔を介してパイプ８に入るのを阻止する。吸着剤容器４は、メンテナンスのための、吸着剤容器からの排出用と容器へのアクセス用のプラグ１６を含む。熱源１８は、吸着剤容器４に隣接して位置され、吸着剤容器およびその内容物を加熱するように位置づけられている。熱源１８は、熱を発生させて吸着剤容器４を加熱し吸着材料１０によって蒸気を放出させる（脱着）活性位置と、吸着剤４およびその内容物が冷却することを可能にする不活性位置との間で循環され得る。熱源は、電気ヒータ、燃焼ヒータまたは太陽の形態をとり得、加熱は、銅管例えば容器４に亘って磁石を通過させることにより達成され得る。当該分野で公知の他の加熱方法も用いられ得る。一実施形態において、パイプ８は、真空バルブ２０と蛇腹２２とを含む。真空バルブ２０は、図１に実線で示す、凝縮物容器６が吸着剤容器４とパイプ８を介して連通し得る開位置と、図１に破線で示す、凝縮物容器が吸着剤容器と連通しないように密閉された閉位置との間を移動可能である。凝縮物容器６は、ビューイングウィンドウ２４を含み、ビューイングウィンドウ２４は、凝縮物容器に含まれる凝縮した液体作動物質２６と固体作動物質２８とを見ることを可能にする。別の実施形態においては、真空バルブ２０および蛇腹２２が業界用真空バルブまたは他の適切なバルブ装置に置き換わる。吸着剤容器４は、パイプ３４によって真空バルブ３２に連通される第２のアパチャ３０を有する。真空バルブは、吸着剤容器４を空にするために、真空源３３に連結可能である。液体作動物質２６が気化し吸着材料１０によって吸着される温度を低下させるためには、吸着剤容器４内の圧力を減少させることが望ましい。しかし、吸着材料１０および作動物質の特徴によっては、大気圧に等しいか又はそれ以上の圧力もまた可能である。真空バルブ３２は、吸着剤容器４と真空源３３との連通を可能にする開位置と、吸着剤容器４が真空源に対して密閉されている閉位置との間に位置し得る。装置２の動作に先だって、真空バルブ３２が開放され、吸着剤容器４と真空源３３との間の流体連通を供給する。次いで、真空バルブ２０が開放され、吸着剤容器４と凝縮物容器６との流体連通を供給する。吸着剤容器４および凝縮物容器６内の圧力は、低下する。真空バルブ３２はその後閉じられて、装置２は動作の準備ができる。一実施形態において、容器４内の圧力は、水銀柱４ｍｍの絶対圧力（すなわち、完全真空より水銀柱４ｍｍ高い）にまで低下するが、装置内に含まれる吸着材料１０および作動物質のタイプ、並びに装置が曝される温度に依存して、他の圧力もまた可能である。動作中、装置２は、吸着フェーズと脱着フェーズとの間で循環する。脱着フェーズにおいて、熱源１８は、活性化され、吸着剤容器４および吸着材料１０を加熱し、吸着材料１０に含まれるいずれの液体作動物質をも気化する。作動物質の蒸気は、吸着材料１０からメッシュクロス１４および穿孔１２を介してパイプ８に入り、その後凝縮物容器６に入って、そこで凝縮し、ひとたまりの液体凝縮物質２６を形成する。作動物質が水である一実施形態においては、吸着剤容器は２５０°Ｆの温度まで加熱されて、作動物質蒸気を脱着する。吸着材料１０の特性、作動物質、および脱着プロセス中に脱着される作動物質の量に依存して、他の温度も可能である。図１に示すように、凝縮物容器は好適には、吸着剤容器４下方に位置づけられ、重力が、吸着材料容器から凝縮物容器までの凝縮物の通過を補助することを可能にする。一旦作動物質蒸気が吸着剤容器４から凝縮物容器６に脱着すると、真空バルブ２０が閉じて、凝縮物容器６と吸着剤容器４との両方が冷却することが可能になる。一実施形態においては、吸着剤容器と凝縮物容器との両方が室温、すなわち約７０°Ｆまで冷却する。吸着剤容器４の冷却速度は、冷却源３６を追加することにより加速され得る。しかし、冷却源は、装置２の動作には必要ない。冷却源の例は、ファン、水ジャケット、および他の熱ダンプを含む。図１に示す冷却源は、吸着剤容器４の外部にあるが、より効率的に吸着剤容器内の吸着材料１０を冷却するために、吸着剤容器の内部に延びてもよい。吸着剤容器４および凝縮物容器６が冷却されると、吸着冷蔵装置２は、吸着フェーズを開始する準備ができる。真空バルブ２０が開放されて、吸着容器４と凝縮物容器６との間の流体連通が可能になり、即刻且つ突然の冷却効果を提供する。吸着材料１０は、液体作動物質２６を吸着し、液相から蒸気相に変化させてパイプ８、穿孔１２、およびメッシュクロス１４を通過させて吸着材料１０に運ぶ。液体作動物質が液体状態から蒸気状態になるときに、周囲の液体作動物質および凝縮物容器６から気化熱を奪い、水および凝縮物容器を冷却する。凝縮物容器６およびその内容物である液体作動物質は、固体の作動物質２８を形成しはじめる。吸着フェーズは続き、液体作動物質２６は、吸着材料１０に吸着されたか又は完全に固体２８になったために姿を消す。一旦液体作動物質２６が凝縮物容器６から姿を消すと、固体作動物質２８が直接蒸気に昇華するため吸着は続く。蒸気は吸着材料１０に吸着される。液体２６および固体２８が実質的に完全に吸着されると、サイクルは完了する。源はその後再活性化されて、パイプ８を介して水蒸気を凝縮物容器６に戻す方向に駆動し、冷蔵サイクルを繰り返す。本明細書において、用語「実質的に完全に吸着された」は、液相であるか固相であるかにかかわらず、実質的に全ての作動物質が蒸気相に吸着され、凝縮物容器６から吸着剤容器４に送られたことを意味する。装置２内の作動物質の量に対する、吸着材料１０の容量（すなわち、吸着材料１０が保持する最大量の作動物質）は、本発明の重要な要素である。一実施形態において、吸着材料１０は、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ州ＤｅｓＰｌａｉｎｅｓのＵＯＰＩｎｃ．製ＭＯＬＳＩＶタイプ１３Ｘゼオライトであり、作動物質は水である。この実施形態において、吸着材料１０の容量は、吸着材料が液体の水２６および氷２８の両方を完全に吸着するような値に設定されている。吸着材料１０の容量は、所望の冷却負荷および速度に基づいて２２立方インチ（すなわち、０．５１ポンド）となるように選択される。作動物質は、６０立方センチメートル（すなわち、吸着材料１０の重量の２８．５％）となるように選択される。凝縮物容器６の容量は、作動物質の容量と同一になるようにサイジングされる。吸着材料が２５０°Ｆに加熱されたとき、吸着材料１０によって脱着される水の量は、２０立方センチメートルである。残りの４０立方センチメートルの水は、脱着後、吸着材料１０内に残留する。この組み合わせの場合、凝縮物容器６内の残留水は、真空バルブ２０が開放されてサイクルの吸着フェーズが開始した後約１１秒後に完全に凍結する。作用負荷が直接システムに付与されない（すなわち、凝縮物容器に熱を付与する源がない）場合、凍結した残留物は、約１２０〜１６０分後に吸着材料１０により完全に吸着される。上記選択された、作動物質に対する吸着剤の割合および温度は、指示した冷却時間を提供するように選択された。全作動物質のより多くを吸着および脱着する、他の割合および温度も可能である。このような割合は、吸着材料１０が脱着されなければならない頻度を低下させる。上述したように、一実施形態において、吸着材料１０はゼオライトであり、作動物質は水である。他の作動物質および作動物質に対する親和力を有する他の吸着材料もまた可能である。このような作動物質は、ＮＨ₃、Ｈ₂、Ｓ、Ｎ₂、ＣＯ₂ 等、それに加えてフッ素、塩素、および炭化水素並びにこれらの混合物を含む。これらの物質は、以下に述べるように、吸着材料に対して異なる親和力を有する。他の吸着材料は、分子ふるい、シリコンゲル、活性アルミナ、および他の類似のソーダライトタイプの構造物を含み、これらは、上記物質の粉体、ペレット、粒子、固体形状およびゲルを含む。吸着分子ふるい結晶の外表面領域は、全てのサイズの分子の吸着に使用可能であるが、他方、内領域は、孔に入るに十分小さい分子のみに使用可能である。外領域は、全表面積の僅か約１％である。内部に吸着されるには大きすぎる材料は、通常０．２〜１重量％の程度で外部吸着される。分子ふるいは、様々なタイプおよび形態で入手可能である。適切な吸着剤および動作条件を選択することにより、分子ふるいを多くの特定の適用に適合させることが可能である。分子ふるいは、サイズおよび構造に基づいて分子を分離するだけでなく、極性または不飽和の程度に基づいても選択的に吸着する。孔に入るに十分小さい分子の混合物において、分子は、揮発性が低く、より極性であり、より不飽和であるほど、結晶内に堅く保持される。例えば、本発明の一実施形態において、作動流体は、ＣＯ₂と水との混合物である。ＣＯ₂は水よりも容易に気化する。サイクルの吸着フェーズの開始時に、ＣＯ₂は即座に気化し、即刻冷却効果を提供する。水はよりゆっくりと、しかし長時間に亘って気化し、長時間の冷却を提供する。ＣＯ₂は、即座の冷却効果を提供することに加えて、熱源１８から吸着材料１０への熱伝導率を向上させ、吸着材料を脱着するために必要な時間とエネルギとを減少させる。窒素などの物質もまた、水と組み合わせて用いられ得る。窒素は、熱伝導性を提供し、熱が脱着中に吸着材料から伝導する効率を高める。吸着材料１０は、窒素を、水ほど強力に吸着しないため、窒素は吸着材料１０が水を吸着することを妨げない。図１に示す装置の別の実施形態においては、真空バルブ２０が排除される。その結果、吸着材料は、連続的に作動物質を吸着し、凝縮物容器およびその内容物を、突然ではなく連続的に吸着する。図１に示す実施形態において、吸着剤容器４の直径は、パイプ８の直径の２．４倍である。しかし、他のパイプ直径および構成も可能である。例えば、パイプ８の、吸着剤容器４内に位置する部分は、複数のより小さいパイプに分割されてもよく、その場合、各々が穿孔１２およびメッシュクロス１４を有する。パイプの数が増加すると、吸着剤１０と凝縮物容器６との間の蒸気伝達率も増加する。図１に示すように、熱源１８は、吸着剤容器４の外部に位置するが、他の配置も可能である。例えば、熱源１８は、吸着剤１８内部に位置して、吸着材料１０をより効率的に加熱するようにしてもよい。１つのこのような実施形態において、熱源１８は、水に対して抵抗を有するインカロイ(incalloy)エレメントを含み、吸着材料１０は、直接エレメントに吸着して効率のよい熱伝導のための密な結合を提供する。この実施形態において、インカロイまたは他の適切な材料は、熱負荷下で溶融することなく空気に曝される能力を有する。バインダ材料は、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）またはリン酸アルミニウムであり得る。リン酸アルミニウムは、活性アルミナおよび／または酸化アルミニウムをゼオライトと化合することにより構造的強度を加え、且つ６００°Ｆより高く加熱し得るため、バインダとして好適である。ＰＰＳは、それほど強度を加えないが、活性アルミナまたは酸化アルミニウムの添加を必要としないため、吸着剤の１００％がゼオライトであり得る。図１２および図１３に示す一実施形態において、吸着材料は、機械加工された吸着剤ディスク５０の形態である。吸着剤ディスク５０は、インカロイなどの、ケーブル５３に電圧を印加することにより電気的に加熱され得る材料から形成された固体加熱エレメント５２上に積層されている。各吸着剤ディスク５２は、穴５４を有し、穴５４は、脱着された蒸気が吸着剤ディスク５０とパイプ８との間を通過することを可能にする。吸着剤ディスク５０は、粗い表面５５を提供するように機械加工され、このことにより、空気が吸着剤ディスク間を通過して所望に応じて吸着剤ディスクを冷却または加熱することが可能になる。熱伝導ジャケット５６は、環状に吸着剤ディスク５０の外表面を取り囲む。熱伝導ジャケットは、熱交換源５７に連結されて吸着剤容器４の温度を変化させる。水などの流体５８は、熱交換ジャケット５６と熱交換源５７との間を通過し、熱が吸着剤ディスク５０と熱交換源５７との間を伝導するようにする。吸着剤ディスク５０は、任意の所望の形状に機械加工され得、且つ、様々なディメンションを有する吸着剤容器４内に適合するように様々な長さを有する加熱エレメント５２上に積層され得る。図１２に示すように、熱交換源５７および熱伝導ジャケット５６は、熱を吸着剤ディスク５０まで又は吸着剤ディスク５０から伝導するように作用し得る。熱交換源５７および熱交換ジャケット５６が、吸着剤ディスク５０を加熱するように作用すると、吸着剤ディスクが作動物質を脱着する速度が上昇し、吸着剤容器４を脱着するために要する時間が減少する。それにより、サイクル時間全体が減少する。熱伝導ジャケット５６および熱交換源５７が、吸着剤ディスク５０を冷却すると、即座に吸着剤ディスクが急冷され、次の吸着フェーズに先だって吸着剤ディスクを冷却するために要する時間が減少する。これにより、再びサイクル時間全体が減少する。図１４および図１５に示す別の実施形態において、吸着材料１０は粉体またはペレットの形態である。インカロイなどの材料から形成された加熱エレメント３００は、吸着材料１０を通過して熱交換源５７に連結される。加熱エレメント３００は、流体５８が通過する環状キャビティ３０２を有する。熱伝導ジャケット５６はまた、熱交換源５７にも連結されており、流体５８をも含む。図１４および図１５に示すように、パイプ８は穿孔部３１０および３１２に分かれている。穿孔部３１０および３１２は、蒸気が吸着材料１０と穿孔部との間を通過することを可能にする穿孔１２と、吸着材料が穿孔部に入ることを阻止するメッシュクロス１４とを有する。２つの穿孔部３１０および３１２を図１４および図１５に示すが、吸着材料１０と穿孔部との間を蒸気が通過する速度を最大にするために、より多くの穿孔部を設けることも可能である。図１２および図１３に示す実施形態に関して上述したように、熱交換源５７，熱伝導ジャケット５６，および環状加熱エレメント３００は、吸着材料１０を加熱または冷却するように作用し得る。湯または他の適切な流体などの熱い流体が熱交換源５７から熱伝導ジャケット５６および環状キャビティ３０２を介して通過し、加熱エレメントがケーブル５３を介して供給された電流により加熱されると、吸着材料１０が脱着する速度が上昇し、吸着剤容器４が吸着の準備をするために要する時間が減少する。水または他の適切な流体などの冷たい流体が熱交換源５７から熱伝導ジャケット５６および環状キャビティ３０２を介して通過すると、吸着材料１０は即座に急冷され、加熱された後且つ脱着に先だって吸着剤容器４が吸着の準備をするために要する時間がさらに減少する。図２に示す別の実施形態において、凝縮物容器は、熱交換器３６に置換されている。熱交換器３６は、絶縁箱３８内に位置している。吸着剤容器４の動作は、図１に関連して上述した吸着剤容器の動作と実質的に同一である。熱交換器は、吸着フェーズ中は冷却するため、箱３８を冷却する。箱３８はその後、食品などの、冷蔵を必要とする任意の物体を保存するために用いられ得る。熱交換器３６は、熱交換器管４０を有し、熱交換器管４０は、図１の凝縮物容器と同一の目的を果たす。しかし、熱交換器管４０は、凝縮物容器６よりも広い熱伝導表面を提供するため、より効率的に箱３８を冷却する。熱交換器管４０は、熱交換器管が凝縮物で充填されているときに引力を利用するために下方を向いている。熱交換器管４０を、図３に詳細に示す。この実施形態において、作動物質は、水などの、固化すると膨張する材料である。図３に見られるように、熱交換器管４０は、凍結したときに作動物質２６の膨張を収容する泡または他の圧縮可能材料４２を含む。凍結水は、熱交換器管４０の壁に圧力を付与しフープ応力を生成し、そして圧縮可能材料４２にも圧力を付与する。圧縮可能材料４２は、熱交換器管の壁よりも圧縮可能であるため、変形して、それにより、作動物質が完全に凍結したときに、圧力が熱交換器管４０のフープ強度を越えることを阻止する。作動物質は、一旦完全に凍結すると、昇華し続けて、上述したように吸着材料１０によって吸着される。本明細書において、フープ強度とは、それを越えると熱交換器管４０、または圧縮可能材料４２が載置される他の容器の壁が破裂する応力を意味する。熱交換器管４０内の圧縮可能材料４２が、熱交換器管４０内に、吸着中に作動物質の流れが熱交換器管を通過することを可能にするに適した流領域を残しておくように、圧縮可能材料４２のサイズと位置を決定することが望ましい。同時に、凍結作動物質が圧縮可能材料４２を完全に圧縮してその後熱交換器管４０を破裂させることがないように、十分な圧縮可能材料４２を供給することも望ましい。そのため、一実施形態において、圧縮可能材料４２の容量に対する作動物質の容量の割合は、作動物質が凍結膨張し、圧縮可能材料４２を圧縮したときに、凍結作動物質、全残留流体、および圧縮可能材料４２により付与される圧力の合計が熱交換器管４０のフープ強度未満であるように、選択される。図３に示す実施形態において、熱交換器管は、吸着材料容器４と連通する開口部４６を有する単一の部分を含む。例えば、熱交換器管４０は、いくつかの長さに分割され得る。その場合、各長さ部分が吸着剤容器と連通する開口部４６を有する。このような構成は、熱交換器管内の流体が吸着材料容器４に曝されることを増加させる。更なる実施形態において、熱交換器管４０には、フィン４８が適合され、フィン４８が箱３８から熱交換器管への熱伝導率を上昇させ、それにより箱が冷却される速度が上昇する。本発明の一実施形態において、圧縮可能材料４２は、図４に示すように三角形状の断面を有する。この形状は、作動物質２６が圧縮可能材料４２回りの管を通過することを可能にする。この形状はまた、熱伝導率を最大にするために、熱交換器管４０内に含まれる作動物質４０を強制的に管の壁に押しつける。最大の熱伝導のために、作動物質を壁に位置づけるに役立つ他の形状もまた可能である。図５に示すように、ノッチ４４が、作動物質２６が圧縮可能材料４２の一方の側から他方の側まで通過することを可能にし、それにより液体および蒸気が管４０を通過する速度を上昇させる。この実施形態において、ノッチ４４は、図５に示すように、螺旋パターンに配置されており、液体および蒸気が、圧縮可能材料４２の構造を損なうことなく、圧縮可能材料４２の一方の側から他方の側までより容易に通過することを可能にする。ノッチの螺旋配置はまた、圧縮可能材料４２が圧縮されたときに生成される熱交換器管４０に対するフープ応力を最小にするために役立つ。圧縮可能材料４２は図３に示すように熱交換器管４０内に位置しているが、圧縮可能材料４２は、内部に含まれた液体が凍結して膨張したときに破裂にさらされるいずれの容器内にも設けられ得る。例えば、圧縮可能材料４２は、外部の水道蛇口内に設けられ得て、周囲温度が凍結温度未満に下がったときに蛇口が破壊されることを防ぐ。これらの実施形態において、圧縮可能材料４２は、それが位置する容器の形状に適合する任意の形状を有し得、図３および図４に示すような三角形状または細長い形状である必要はない。圧縮可能材料は、容器の第１の壁に隣接して容器の第２の壁からは距離をおくように、容器内に位置づけられてもよい。この場合、圧縮可能材料は、容器の第１の壁を絶縁するように作用し、作動物質と第２の表面との間の熱伝導を最大にするために作動物質を容器の第２の壁に隣接して位置づけるように作用する。圧縮可能材料ペレットは、容易に圧縮可能材料の単一の片を収容しない形状を有する容器内で用いられ得る。熱交換器管４０は典型的には薄い壁の、剛性で熱伝導材料により形成されるが、圧縮可能材料４２は、可撓性を有する壁を有する容器内にも設置され得る。この実施形熊において、内部に含まれる液体が凍結するときに容器の壁と圧縮可能材料４２との両方が曲がる。圧縮可能材料４２の他のこのような適用も当業者には公知である。図６に示す本発明の別の実施形態において、２つの吸着剤容器４が凝縮物容器６に連結されている。各吸着剤容器４は、上述したものと実質的に同一の様式で動作する。しかし、２つの吸着材料容器は、一方の吸着材料容器が凝縮物容器から作動物質を吸着しているときには他方の吸着材料容器は熱源１８により加熱されており蒸気および凝縮物を凝縮物容器６に脱着しているというように、フェーズをずらして動作する。加熱された容器が脱着容器である間、容器に直接連結している真空バルブ２０は閉じられて、凝縮物が隣接する吸着容器により即座に吸着されることを阻止する。バルブ２１は開放されて、他の吸着剤容器４により同時に行われる吸着を妨害することなく、凝縮物がアキュムレータ２３内に凝縮することを可能にする。脱着容器からの脱着が完了すると、脱着容器に関連するバルブ２０は開放されて、作動物質がアキュムレータ２３から凝縮物容器６まで流れる可能にする。一実施形態において、熱源１８および吸着剤容器４は、一方の吸着剤容器が完全に脱着され冷却され吸着の準備ができているときに、他方の吸着剤容器が飽和して脱着の準備ができるように、サイズが決定される。容器の役割は、その後逆転する。これまで脱着していた容器は凝縮物容器６から吸着し、これまで吸着していた容器はアキュムレータ２３に脱着する。２つの吸着剤容器を図６に示すが、より多くの吸着剤容器を用いる他の構造もまた可能である。このような実施形態は、一方の容器の脱着時間を他方の容器の吸着時間に正確に合わせる必要を排除するため、好適である。図７は、複数の吸着剤システムを共に用いる連続サイクルを示す。各吸着剤容器４は、熱交換器管４０を含む別々の熱交換器３６に連結されている。図６に示す実施形態と同様、吸着剤容器４は、フェーズをずらして動作する。それにより、一方の吸着剤容器４が連結する熱交換器３６から作動物質を吸着しているときに、他方の吸着剤容器はその熱交換器に作動物質を脱着する。このように、絶縁された箱３８は実質的に一定の温度に維持され得る。箱３８は、上部冷凍部と下部冷蔵部とを有する。上部冷凍部は、箱の単位容量当たり比較的高密度の熱交換器管を含み、食品を冷凍するために典型的に必要とされる低温度に達する。下部冷蔵部は、箱の単位容量当たり、上部冷凍部よりも低密度の熱交換器管を含み、３２°Ｆより上の典型的な冷蔵温度で食品を維持するのに適している。２つより多い吸着剤容器と熱交換器を採用する他の実施形態もまた可能である。このような実施形態は、一方の容器の脱着時間を他方の容器の吸着時間に正確に合わせる必要を排除するため、好適である。図８は、２つの吸着剤容器６０および６２が凝縮容器６６に連結された、本発明の実施形態を示す。吸着剤容器６０および６２と凝縮容器６６との間の吸着蒸気の流れは、凝縮容器の入口７０に位置するタービン６８を駆動して、電力を電力送達装置７２に提供する。バルブ７４および７６は、所望に応じて開閉され得て、吸着剤容器６０および６２の一方または他方と凝縮容器６６との連通を可能にする。迂回バルブ７５、７６、７７および７８は、凝縮物が凝縮容器６６からアキュムレータ７９および７１を介して戻ることを可能にする。動作中、吸着剤容器６０は、完全に飽和した状態であり、吸着剤容器６２は完全に脱着且つ荷電された状態であり、バルブ７６は開放され、バルブ７４は閉じられ、バルブ７５は閉じられ、バルブ７７および７８は閉じられている。典型的な構成においては、脱着中の作動物質の流量は、タービン６８において電力を発生させるには低すぎる。そのため、第１の吸着剤容器６０が加熱されると、容器を離れる蒸気が迂回パイプ６４を介してタービン６８周囲を通過しアキュムレータ７９に流れ込む。第２の吸着剤容器６２は、凝縮物容器６６から蒸気を吸着して、蒸気がタービン６８を通過するようにする。蒸気は、タービン６８を通過するとき、タービンを回転させる。タービンの回転動作は、緊密に密閉されたシャフトまたは渦電流連結などの当該分野で公知の手段を用いて電力送達装置７２によって伝達される。第２の吸着剤容器６２が一旦蒸気で飽和されて第１の吸着剤容器６０が完全に荷電されると、容器の役割は逆転する。バルブ７５、７６および７７は閉じられ、バルブ７４および７８は開放される。第１の吸着剤容器６０は凝縮物容器６６から蒸気を吸着し、タービン６８を駆動する。他方、第２の吸着剤容器６２は迂回パイプ６５を介してアキュムレータ７１に蒸気を脱着する。本発明に開示される吸着剤冷蔵装置の他の適用もまた可能である。例えば、装置はスターリングエンジンの冷側の温度を低下してエンジンの効率を上昇させるために用いられ得る。図９は、米国特許第５，４５６，０７６号に開示され、ここに参考のため全体が援用される基本的な再生式スターリングエンジンサイクルを示す。基本的スターリングエンジンサイクルは最低でも、以下のものを含む：熱エネルギをホット領域８２に供給する熱源８１、熱をコールド領域８３から除去するヒートシンク８４、ホットシリンダ領域８６とコールドシリンダ領域８７との間で熱エネルギを移送する熱伝導型気体作動流体８５、熱的に絶縁された再生式熱交換器９２により連結されたホットチャンバ９０とコールドチャンバ９１とを有する置換シリンダ８９内で往復運動する置換ピストン８８、パワーシリンダ９４内で往復運動するパワーピストン９３、パワーピストンの動きを有用なパワーに変換する、回転クランクシャフトなどの手段、およびパワーピストンに対する置換器の動きのタイミングを制御する手段。パワーピストン９３および置換ピストン８８は自由浮遊スターリング線形発生器内にあるように自由に浮遊しているか又は機械的に連結されている。この実施形態において、熱源８１は吸着容器を含み、ヒートシンク８４は上述したタイプの凝縮物容器を含む。吸着容器および凝縮物容器は、熱源８２およびヒートシンク８３をそれぞれ加熱および冷却して、エンジン効率を上げる。さらに、再生式熱交換器８２は、上述したタイプの吸着剤／凝縮物容器の組み合わせに置換され得る。熱源８１は、太陽エネルギを含み得、日中は、熱源は吸着材料を加熱して吸着剤容器を充電する。夜には、吸着剤容器が凝縮物容器から作動物質を吸着し、吸着剤容器を加熱して凝縮物容器を冷却する。このようにして吸着剤容器および凝縮物容器を含むことは、夜でも太陽エネルギを保存してスターリングエンジンの動作を保持するために役立つ。本発明の別の実施形態において、吸着式冷蔵装置は、熱式ボルタ電池の効率を上げるために用いられ得る。吸着式冷蔵装置はボルタ電池の冷側温度を低下させるために用いられ、そのため電圧出力を増加させる。さらなる実施形態も可能である。例えば、熱伝導装置は、魚加工に用いられる平坦なプレートを冷却するため、又はコンピュータチップ、パワーサブステーションまたは車を冷却するために用いられ得る。各実施形態において、容易に入手可能な比較的低グレードの熱が、所望の冷却効果を生み出すために用いられる。図１０は、第１および第２の吸着剤容器４および１０４が単一の凝縮物容器６と動作してコンピュータチップ１８０を冷却する、本発明の実施形態を示す。バルブ２１が開放され迂回バルブ２７と真空バルブ２０が閉じている状態で第１の吸着剤容器４がアキュムレータ２３に脱着している間に、真空バルブ１２０とバルブ１２１が閉じて迂回バルブ１２７が開放している状態で第２の吸着剤容器１０４は凝縮物容器６から吸着する。第２の吸着剤容器１０４が吸着を完了して第１の吸着剤容器４が脱着を完了すると、バルブの位置が逆転して吸着剤容器４が吸着を開始し、吸着剤容器１０４がアキュムレータ１２３に脱着する。このようにして、コンピュータチップ１８０は連続的に冷却される。図１１は、本発明の別の実施形態を示す。この実施形態において、吸着剤容器は、ガスポート２０２または電気ヒータエレメント２０３を介して排出するガスバーナーアセンブリ２０１により加熱され得るか、または入口ポート２１２から流入し出口ポート２１４から流出する熱い気体または液体により加熱され得る。吸着剤容器４内に含まれる吸着材料１０を加熱する方法は、脱着時の熱源の入手可能性に基づいて選択され得る。入口ポート２１２および出口ポート２１４は、カーラジエータなどの任意の便利な熱源に連結され得る。一旦吸着剤容器４が脱着すると、吸着剤容器４の温度を低下させるために、冷却熱交換器２１０もまた提供される。吸着剤容器４およびそのコントロール２０７のメンテナンスを可能にするために入口ポート２０５が提供される。真空ポート３２は、吸着剤容器を大気圧未満の圧力に低下するために真空源（図示せず）に連結され得る。以上より、本明細書において説明のために本発明の特定の実施形態を述べたが、本発明の思想および範囲から逸脱することなく様々な改変がなされ得ることが理解される。従って、本発明は添付の請求の範囲によってのみ限定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ゾーンズ，デイビッドエイ. アメリカ合衆国ワシントン 98053，レッドモンド，202エヌディーアベニューエヌ．イー．4348

Claims

【特許請求の範囲】１．冷却効果を生み出すために熱源を用いる熱伝導装置（２）であって、第１のアパチャ（９）を有し、吸着容量を有する吸着材料（１０）を含む第１の容器（４）と、導管（８）によって該第１の容器（４）の該第１のアパチャ（９）と連通する第２のアパチャを有し、該導管は該容器間の流体通路を提供し、該容器および該導管が内圧を大気圧未満に維持する能力を有する密閉された容量を形成する、第２の容器と、該密閉された容量内の、ある量の作動物質（２６、２８）であって、該量は該第２の容器（６）内の第１および第２の作動物質部分を含み、該作動物質は該吸着材料（１０）により吸着される能力を有し、該吸着材料の該吸着容量は該第１の部分の作動物質を吸着し、該第２の部分の作動物質を凍結させ、且つ、該第２の容器内の該第２の部分の作動物質全体が固体状態にあるときに、昇華により該第２の部分の作動物質の少なくとも実質的な部分を該第２の容器から吸着するために十分である、作動物質と、を含む、熱伝導装置。２．前記導管内に位置し、前記作動物質が前記第１および第２の容器間を自由に移動可能である開位置と、該作動物質の該容器間の移動が抑制される閉位置との間を動作可能であるバルブをさらに含む、請求項１に記載の熱伝導装置。３．前記バルブが閉位置にあり、実質的に全ての作動物質が前記吸着材料により保持されている、請求項２に記載の熱伝導装置。４．前記第２の容器が第３のアパチャを内部に有し、該第３のアパチャに連通して吸着材料と吸着容量とを有する第３の容器をさらに含み、該第３の容器は、前記第１の容器が前記作動物質を吸着しているときに熱源により加熱される能力を有し、該第１の容器は、該第３の容器が該作動物質を吸着しているときに該熱源によって加熱される能力を有する、請求項１に記載の熱伝導装置。５．前記第２の容器が該第２の容器を取り囲む容量を冷却する冷蔵エレメントである、請求項１に記載の熱伝導装置。６．前記作動物質（２６、２８）の量が、前記密閉された容量の選択された温度および圧力において、前記吸着材料の容量以下であり、それにより、該作動物質が実質的に完全に該吸着材料（１０）により吸着される、請求項１に記載の熱伝導装置。７．前記密閉されたユニットが水銀柱４ｍｍの内部絶対圧力を有する、請求項１に記載の熱伝導装置。８．前記吸着材料が重量を有し、前記作動物質が該吸着材料の重量の２８．５％の重量を有する、請求項１に記載の熱伝導装置。９．前記吸着材料を加熱しそこから前記作動物質を蒸発させる、前記吸着材料に近接して設けられた熱源をさらに含み、該熱源が該吸着材料を加熱する活性状態と不活性状態との間で制御可能である、請求項１に記載の熱伝導装置。１０．前記熱源が前記第１の容器の外部に位置する、請求項９に記載の熱伝導装置。１１．前記熱源が前記第１の容器内部に位置する、請求項９に記載の熱伝導装置。１２．前記熱源が前記吸着材料に熱的に連結している、請求項１１に記載の熱伝導装置。１３．前記熱源が前記吸着材料に熱的に結合している、請求項１１に記載の熱伝導装置。１４．前記熱源が不活性状態にあるときに、前記第１の容器が約７０°Ｆの温度を達成する能力を有する、請求項９に記載の熱伝導装置。１５．前記熱源が太陽エネルギによって加熱される、請求項９に記載の熱伝導装置。１６．前記吸着材料がゼオライトである、請求項１に記載の熱伝導装置。１７．前記作動物質が水である、請求項１に記載の熱伝導装置。１８．前記作動物質が第１の吸着質であり、第２の吸着質をさらに含み、該第１の吸着質は、該第２の吸着質が前記吸着剤によって吸着される速度よりも遅い速度で該吸着剤によって吸着される、請求項１に記載の熱伝導装置。１９．前記第１の吸着質が水であり、前記第２の吸着質が二酸化炭素である、請求項１８に記載の熱伝導装置。２０．前記吸着剤が第１の吸着剤であり、前記作動物質が第１の吸着質であり、第２の吸着剤および第２の吸着質をさらに含み、該第１の吸着質は、該第２の吸着質が該第２の吸着剤によって吸着される速度とは異なる速度で該第１の吸着剤によって吸着される、請求項１に記載の熱伝導装置。２１．前記第２の容器が破裂圧力限界を有し、該第２の容器内に位置する圧縮可能材料をさらに含み、該圧縮可能材料は、圧縮されない容量とより小さい圧縮された容量との間で液体状態から固体状態に変化するときに、前記作動物質によって圧縮可能であり、該圧縮可能材料および該作動物質は該破裂圧力限界未満の選択された圧力を該容器に付与する、請求項１に記載の熱伝導装置。２２．前記第１の容器が全体を通る真空アパチャと内圧とを有し、該真空アパチャに連通する真空バルブをさらに含み、該真空バルブは真空源と連結可能であり、該真空バルブは、該真空源が該第１の容器と流体連通して該第１の容器の内圧を低下させる開位置と、該第１の容器が該真空源に対して密閉されている閉位置との間で移動可能である、請求項１に記載の熱伝導装置。２３．エンジン効率を有し且つホットリザバとコールドリザバとの間で動作可能なスターリングエンジンをさらに含み、前記第２の容器が該コールドリザバを冷却するように位置して該コールトリザバが該スターリングエンジンから熱を奪う温度を低下させ、前記第１の容器が該ホットリザバを加熱するように位置して前記熱伝導装置を欠いたスターリングエンジンに対するエンジン効率を上昇させる、請求項１に記載の熱伝導装置。２４．熱側と冷側と電圧出力とを有する熱式ボルタ電池をさらに含み、前記第２の容器が該冷側を冷却するように位置し、前記第１の容器が該熱側を加熱するように位置し、それにより前記熱伝導装置を欠いた電圧装置に対する電圧出力を上昇させる、請求項１に記載の熱伝導装置。２５．前記第１の容器と前記第２の容器との間の前記導管内に位置するタービン装置をさらに含み、該タービン装置は前記作動物質が前記吸着材料により吸着されているときの該作動物質の、該第２の容器から該第１の容器までの線形動作を、回転動作に変換して該導管内の該回転動作に関連してエネルギを伝達する能力を有する、請求項１に記載の熱伝導装置。２６．前記第１および第２の容器と、前記導管と、前記作動物質とが、第１の冷蔵ユニットを規定し、該導管と連結された該第１および第２の容器を有して内部に作動物質を有する密閉された容量を形成する少なくとも第２の冷蔵ユニットをさらに含み、該冷蔵ユニットの該第２の容器は冷蔵された容量を規定する冷蔵チャンバ内に収容され、該冷蔵ユニットは該冷蔵された容量を選択された温度に維持するように制御可能である、請求項１に記載の熱伝導装置。２７．前記第１の容器が内部領域を有し、前記導管が該内部領域に突出する穿孔部を有し、該穿孔部は、前記吸着剤と該導管との間の前記作動物質の通路用の、選択されたサイズを有する複数の穿孔を有する、請求項１に記載の熱伝導装置。２８．前記穿孔部と前記吸着剤との間に位置するメッシュ層をさらに含み、該メッシュ層は複数の開口部を有し、該開口部は、前記導管の前記穿孔部の前記穿孔の選択されたサイズよりも小さいサイズを有しており、それにより該吸着材料が該穿孔に入ることを阻止する、請求項２７に記載の熱伝導装置。２９．温度を有する内部領域を規定する冷蔵チャンバをさらに含み、前記第２の容器が該冷蔵チャンバ内の該内部領域内に位置し、前記導管が、該冷蔵チャンバのアパチャを通過し、前記第１の容器が該内部領域外部に位置し、前記熱伝導装置は該内部領域の温度を該内部領域外部の温度未満に低下させる能力を有する、請求項１に記載の熱伝導装置。３０．前記第２の容器が長さを有する管である、請求項１に記載の熱伝導装置。３１．前記第２の容器の外表面から外方に突出する複数のフィンをさらに含む、請求項１に記載の熱伝導装置。３２．前記作動物質の量が前記吸着材料の吸着容量とほぼ等しい、請求項１に記載の熱伝導装置。３３．熱を前記吸着材料と前記第１の容器外部の領域との間に伝導する熱伝導源をさらに含み、該熱伝導源は該吸着材料と熱的接触状態にある、請求項１に記載の熱伝導装置。３４．前記熱伝導源が、前記吸着材料を取り囲む水ジャケットである、請求項３３に記載の熱伝導装置。３５．前記熱伝導源が、前記第１の容器内に位置する、請求項３３に記載の熱伝導装置。３６．前記熱伝導源が、前記吸着材料を冷却する能力を有する、請求項３３に記載の熱伝導装置。３７．前記熱伝導源が、前記吸着材料を加熱する能力を有する、請求項３３に記載の熱伝導装置。３８．前記圧縮可能材料（４２）が泡を含む、請求項２１に記載の熱伝導装置。３９．前記第２の容器（６）および前記圧縮可能材料（４２）が長手方向軸に沿って延び、該第２の容器（６）が、該長手方向軸に実質的に直交する平面と交差したときに実質的に円形の断面を有し、該圧縮可能材料（４２）が、該平面と交差したときに実質的に三角形状の断面を有する、請求項２１に記載の熱伝導装置。４０．前記圧縮可能材料（４２）が内部にノッチ（４４）を有し、該ノッチ（４４）は、前記作動物質が該圧縮可能材料（４２）と前記第２の容器とを介して通過することを可能にする、請求項２１に記載の熱伝導装置。４１．前記第２の容器（６）が内表面に壁を有し、前記圧縮可能材料（４２）が該容器壁の該内表面から間隔のあいた表面を有して、前記作動物質が該圧縮可能材料（４２）と該容器壁の該内表面との間を通過することを可能にする、請求項２１に記載の熱伝導装置。４２．前記第２の容器（６）が実質的に剛性の容器壁を有する、請求項２１に記載の熱伝導装置。４３．前記第２の容器（６）が可撓性を有する容器壁を有しており、前記作動物質が膨張したときに該第２の容器の膨張を許す、請求項２１に記載の熱伝導装置。４４．熱および作動物質を、吸着材料（１０）を含む第１の容器（４）と該第１の容器に連結された第２の容器（６）との間において伝達させる方法であって、該２つの容器が、液相の作動物質（２６）を含む密閉された容量を規定する、方法であって、ｉ）該作動物質（２６）の一部が吸着により気化して該第２の容器から該第１の容器内の該吸着材料まで移動することを可能にし、それにより該作動物質の残りの部分が凍結して凍結作動物質を生成する工程と、ｉｉ）該凍結作動物質（２８）の実質的な部分を昇華によって、該第２の容器（６）から該第１の容器（４）内の該吸着材料（１０）まで吸着しつづける工程と、を含む、方法。４５．前記凍結作動物質（２８）が前記吸着材料（１０）によって実質的に完全に吸着されるまで、該凍結作動物質（２８）を昇華によって、該第２の容器（６）から該第１の容器（４）内の該吸着材料（１０）まで吸着しつづける工程をさらに含む、請求項４４に記載の方法。４６．前記吸着材料を加熱して蒸気状態の前記作動物質（２６）を前記吸着材料（１０）から前記第２の容器（６）まで駆動する工程と、該作動物質を蒸気状態から該第２の容器（６）内の液体状態にまで凝縮する工程と、をさらに含む、請求項４４に記載の方法。４７．容器アセンブリであって、破裂圧力限界を有する容器壁を有する容器と、該容器内に位置する圧縮可能材料（４２）であって、外表面を有しそれを越える空隙を規定し、該空隙内の物質が液体状態にあるときの第１の容量と、該空隙内の物質が固体状態にあるときの第２の容量との間で圧縮可能であり、該第２の容量が該第１の容量より小さく、該物質が固体状態にあって該圧縮可能材料が該第２の容量を有するときに該容器内の圧力は該破裂圧力限界より小さい、圧縮可能材料と、を含む、容器アセンブリ。４８．前記空隙内に位置する物質が、液体状態にあるときは第１の物質容量を有し、固体状態にあるときは第２の物質容量を有し、該第２の物質容量は該第１の物質容量よりも大きい、請求項４７に記載のアセンブリ。４９．前記物質が水を含む、請求項４８に記載のアセンブリ。５０．前記容器が、貫通するアパチャを有する導管を含み、前記物質が導管を通過する、請求項４７に記載のアセンブリ。５１．前記圧縮可能材料（４２）が内部にノッチ（４４）を有して、前記物質が該圧縮可能材料（４２）および前記容器を通過する、請求項５０に記載のアセンブリ。５２．前記容器壁が内表面を有し、前記圧縮可能材料が該容器壁の該内表面から間隔のあいた表面を有して、前記物質が該圧縮可能材料（４２）と該容器壁の該内表面との間を通過することを可能にする、請求項５０に記載のアセンブリ。５３．前記圧縮可能材料（４２）が泡である、請求項４７に記載のアセンブリ。５４．前記容器壁が実質的に剛性である、請求項４７に記載のアセンブリ。５５．前記容器壁が可撓性を有して、前記物質が膨張したときに前記容器の膨張を許す、請求項４７に記載のアセンブリ。５６．前記容器および前記圧縮可能材料（４２）が長手方向に沿って延び、該容器が、該長手方向軸に実質的に直交する平面と交差したときに実質的に円形の断面を有し、該圧縮可能材料が、該平面と交差したときに実質的に三角形状の断面を有する、請求項４７に記載のアセンブリ。５７．前記容器壁が、前記容器と該容器外部の領域との間において熱を伝導する熱伝導性である、請求項４７に記載のアセンブリ。