JPS6099338A - 含浸材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はケミカルヒートポンプあるいは乾燥装置など、
吸収あるいは脱着操作を含む装置の冷媒あるいは吸収剤
の含浸材に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、ケミカルヒートポンプに関しては、特に臭化リチ
ウム水溶液を吸収剤とした冷房機器が開発されている。

この場合、吸収剤に均一に冷媒（主に水）を吸収させる
ため、溶液をポンプで強制循環させたり、また広い吸収
面積を確保するため溶液をシャワー状に噴出させるとい
う操作が必要であり、ケミカルヒートポンプのコストを
大幅に引き上げていた。

また、乾燥機等に吸収剤を使用する場合、例えば塩化カ
ルシウムは安価で高性能な乾燥剤であるにもかかわらず
、吸湿が進行するにつれて、あめ状に固結し、気体の流
通が妨たげられるという欠点のため、乾燥剤としての使
用が見送られる場合が多かった。これと同様の理由でケ
ミカルヒートポンプを構成する場合は吸収剤の選択範囲
が限定されていた。

すなわち、現在、吸収・脱着反応を用いた機器類に共通
な問題として、吸収・脱着反応において広い反応面積を
確保すること、また反応の不均一化を防ぐこと、さらに
気体の流通を円滑に行なうことがある。

発明の目的 本発明は、塩化カルシウム水和物、臭化リチウム水溶液
あるいはその他の液相状態をとり得る吸収剤、さらには
水、液化アンモニア、アルコール等の冷媒を含浸する適
切な含浸材を提供するものである。

発明の構成 本発明は鉱物に膨張加工を加えることによって得た無機
質多孔体、好ましくはパーライトあるいはバーミキュラ
イトを、バインダーとしてセピオライトと共に水で練合
した後、成型し、乾燥あるいはさらに焼結した含浸材で
ある。

実施例の説明 含浸材として必要な能力は、第一に単位重量および単位
体積あた＃）７１含浸性能が良好なことである。加えて
、含浸させるさき吸収剤および冷媒に対し化学的に安定
であって、さらに耐熱性も良好であらねばならない。

以上の条件を全て満たすものとして、鉱物を膨張加工す
ることによって得た無機質多孔体が、良好な含浸量の主
成分となシ得ることを見い出した。

鉱物の膨張加工の方法には、発泡石こう、発泡セメント
に代表される様に、固結する性質を有する物質が固結反
応を行なう時点において化学反応などを用いて発泡を行
ない、多孔体を得る方法と、パーライト、バーミキュラ
イトに代表される様に含水した鉱物を加熱して、その際
発生する水蒸気によシ多孔体を得る方法などが知られて
いる。

これらはいずれも含浸材として良好な性質を示すが、中
でも後者のパーライト、バーミキュライトは特に高い空
げき率を有し、良好な含浸性能・熱的・化学的安定性、
低コストの点で含浸材の中心成分として最適であった。

しかしながら、これらは任意の形に成型することが困難
であり、従って以上の特徴を失なうことなく成型の行な
えるバインダーが必要不可欠であった。

一方、セピオライトは硅酸マグネシウムを主成分とした
天然物であシ、５００℃以上の高温下で焼結ツレまた、
同時に高い空けき率を有する多孔質のため保水性能も高
いことが知られている。発明者は、上記のパーライト、
バーミキュライト等の無機質多孔体をセピオライトで成
型することにより、種々の特徴を有する含浸材が得られ
ることを見い出した。その％徴を列挙すると、単位体積
。

単位重量あたシの含浸量が大であわ、また熱的。

化学的に安定である、成型が可能である等があげられる
。

また、この含浸材を用いることによって、乾燥機あるい
はケミカルヒートポンプ等の吸・脱着を利用した機器が
、反応の均一化、反応面積の拡大化を得ることにより高
い効率を発揮できるようになった。

〔実施例〕

無機質多孔体としてパーライト、無機質バインダーとし
てセピオライトを選定した。いずれも特に粒子の細かい
もの（２００ｍｅｓｈ程度）を用いた。体積比で、パー
ライト：セピオライト：水＝１；１：２として練合（２
〜３時間時間待ない、成型後８０℃で数時間乾燥を行な
った。その後１時間焼結を行なった。焼結温度は、成型
体の強度の点から考えれば８６０℃以上が望ましいが、
この場合ヒビオライドの多孔質構造がこわれる可能性が
ある。逆に２００℃以下で乾燥を行なった場合は、液体
を含浸させた場合にくずれる恐れがある。本実施例にお
いてはこの点を考慮して焼結温度として６００〜６５０
℃の間を用いた。

比較例として焼結はするが多孔質ではないカオリナイト
をバインダーとして、パーライトと１：１の体積比で含
浸材を同様の方法で作ったもの及び七ビオライトをバイ
ンダーとし、ガラル粉末と体積比１：１で同様に作った
含浸量を用意した。

含浸性能の評価方法は、得られた含浸材を吸湿しないよ
うに常温まで冷却し、その後各種の試料５畳 を含＃させ１ｙの含浸材に含浸し得る試料の最大重量を
計測したデータを比較するものである。その結果を第１
表に示す。この表から、各種の極性冷媒について本発明
の実施例は良好な含浸力を示しているといえる。また一
般に、高濃度の塩の水溶液は従来の含浸材には含浸され
難い性質をもつが、これらに関しても良好な含浸性能を
発揮した。

以下余白 次に実際に機器に応用した例を示す。第１図は、実験用
乾燥器具として最も基本的ないわゆる塩化カルシウム管
である。ここで管１の中にフィルタ２を介して乾燥剤３
を充填している。この管１に、本発明の含浸材を粉砕し
たものに高濃度の塩化カルシウム水溶液を含浸させた後
乾燥して無水塩相当にしたものを充てんして使用した。

一般には無水塩化カルシウムの粉末を充てんするもので
あるが、この場合は、湿度の高い気体を流入する際、入
口付近で吸湿した塩化カルシウムがあめ状となって、気
体の流入を妨たげるため、使用に不便であった。しかし
、本発明の含浸材を用いた場合には、あめ状の固結によ
る乾燥力低下は見られなかった。また明らかに乾燥力が
低下した後、内容物をとシ出して吸湿力を測定した結果
、全体にわたって均一に吸湿され、塩化カルシウムの乾
燥剤としての能力が充分に発揮されており、乾燥力の低
下は塩化カルシウム自体の能力の消費によるものであっ
た。

さらにケミカルヒートポンプに対する応用例を第２図を
用いて示す。ケミカルヒートポンプの装置は吸収器４．
蒸発器５およびノ（パルプ６の３部分より構成した。４
には塩化カルシウム６０％水溶液を前述の含浸材の代表
例を粉砕したものを充てんした。−！、た、６には同様
の含浸材７のみを充てんした。

容器内から空気を脱気した後）（ルプ６を開のまま吸収
器４を１５０℃、蒸発器５を２６℃に保った・吸収器４
内の塩化カルシウムより水が水蒸気となって蒸発器５に
凝縮し、６内の含浸材７に含浸された（再生−凝縮）。

次にパルプ６を閉じて４．６を室温に戻した後、吸収器
４を６０℃に保ち蒸発器６を室温空気中に放置してノ（
ルブ６を開いた。６より水蒸気が発生した４内の塩化カ
ルシウムに吸収された。６はこの際気化熱を奪われ玲の
際の水の平均移動速度および蒸発器６の最低到達温度を
計測した。参考のため４，６ともに含浸材を用いなかっ
た場合吸収器４のみに含浸材を用いた場合も同様な実験
を行ない比較した。結果を第２表に示す。

以下余白 第２表において、吸収器４に含浸材を用いなかった場合
は前述の如く、塩化カルシウムが水あめ状になったため
、吸収−蒸発反応は極端に低効率でありまた５に水を残
した１捷、実質上反応が停止してしまった。吸収器４に
のみ含浸材を用いた場合は停止することはなかったもの
の、双方に含浸材を用いた場合に比べ著しく速度は劣っ
ていた。

含浸材のこの様な著しい影響力は、反応面積の拡大効果
に加えて蒸気の流通の容易さが大きな要因となっている
と考えられる。従って粒子と粒子の間のすきまに加えて
、蒸気流通路を設けるとより大きな効果が得られる。

含浸材は第３図に示した形状に成型し、これを吸収器４
内に６枚装置して、他の条件および操作方法は同様にし
て前述の実験を行なった結果を第２表に並記する。この
表より明らかなように含浸材を成型したことにより高効
率のケミカルヒートポンプが構成された。

発明の効果 本発明を実施することにより、乾燥機、ケミカルヒート
ポンプ等の気体の吸着脱着を利用した機器に、従来、安
価で高性能であるが融解し易いために使用できなかった
乾燥剤が使用できる様になった。これにより、従来のケ
ミカルヒートポンプを安価、簡便に高効率化することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は塩化カルシウム乾燥管の構成図、第２図は本発
明の含浸材の性能をみるためのケミカルヒートポンプの
一部切欠き斜視図、第３図は第２図における含浸制酸形
体の斜視図である。 ４・・・・・吸収器、５・・・・蒸発器、６・・・・・
・バルブ、７・・・含浸材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　膨張加工を加えた無機質多孔体と、バインダー
   としてのセピオライトを成分とする含浸材。
2. （２）無機質多孔体はパーライトあるいはバーミキュラ
   イトを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の含浸材。