特許 7307694 吸着体、熱交換器、および、吸着式ヒートポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-04

(45)【発行日】2023-07-12

(54)【発明の名称】吸着体、熱交換器、および、吸着式ヒートポンプ

(51)【国際特許分類】

   F25B 17/08 20060101AFI20230705BHJP

【ＦＩ】

F25B17/08 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020053363

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021152438

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2021-10-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000116655

【氏名又は名称】愛知製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】秋田 智行

(72)【発明者】

【氏名】廣田 靖樹

(72)【発明者】

【氏名】小宅 教文

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 幸夫

(72)【発明者】

【氏名】深澤 義宏

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 哲矢

(72)【発明者】

【氏名】神谷 隆太

【審査官】五十嵐 公輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１４８３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５９００３９１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１５－１２４９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０７５６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４９７６８１６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０８４７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １７／０８

Ｆ２５Ｂ ３５／００－３５／０４

Ｆ２５Ｂ ３７／００

Ｆ２８Ｆ ２３／００

Ｆ２８Ｄ ２０／００

Ｆ２４Ｆ ６／００

Ｆ０１Ｎ ３／０８

Ｂ０１Ｄ ５３／０２

Ｂ０１Ｄ ５３／２６

Ｇ２１Ｆ ９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱交換器に用いられ、気体を吸着する吸着体であって、
複数の吸着層を備え、
複数の前記吸着層のそれぞれは、熱伝導助剤を含む、複数の吸着材を有しており、
気体の拡散抵抗が前記吸着材よりも低い複数の流路が形成されており、
前記複数の流路は、第１の方向に並ぶ複数の第１流路と、前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶ複数の第２流路とを含んでおり、
複数の前記吸着層のうちの第１吸着層は、前記複数の第１流路と、前記複数の第１流路の間に位置する複数の吸着材とを含み、
複数の前記吸着層のうちの第２吸着層は、前記第１吸着層に積層され、前記複数の第２流路と、前記複数の第２流路の間に位置する複数の吸着材とを含む、
吸着体。

【請求項2】

請求項１に記載の吸着体であって、
複数の前記吸着層のうちの第３吸着層は、前記第２吸着層に積層され、前記第１の方向に並ぶ複数の第３流路と、前記複数の第３流路の間に位置する複数の吸着材とを含む、
吸着体。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の吸着体であって、
前記第１流路と前記第２流路とを連通する連通流路が形成されている、
吸着体。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の吸着体であって、
前記第１吸着層および前記第２吸着層において、
前記吸着材は、線状に形成されており、
複数の前記吸着材は、前記流路となる隙間をあけて並んで配置されている、
吸着体。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸着体であって、
前記第１流路および前記第２流路の幅は、５０μｍ以上２ｍｍ以下であり、
隣り合う前記第１流路の間隔、および、隣り合う前記第２流路の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下である、
吸着体。

【請求項6】

熱交換器であって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の吸着体と、
伝熱壁であって、前記吸着体が一方の側に配置され、他方の側を熱媒体が流れる前記伝熱壁と、を備える、
熱交換器。

【請求項7】

請求項６に記載の熱交換器であって、
前記伝熱壁は、筒状に形成されており、内部を前記熱媒体が流れ、
前記吸着体は、前記伝熱壁の外側面に、周方向に沿って配置されている、
熱交換器。

【請求項8】

請求項６または請求項７に記載の熱交換器を備える吸着式ヒートポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着体、熱交換器、および、吸着式ヒートポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、気体を吸着または脱離する吸着材を含む吸着体が知られている。例えば、特許文献１には、板状に形成されている複数の吸着体の間に配置されている流路に、吸着体に吸着される気体を流通させる技術が開示されている。また、特許文献２には、板状の吸着体に形成されている複数の孔に気体を流通させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許６０４５４１３号公報

【文献】特許５９００３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記先行技術によっても、吸着体において、気体の吸着量を増加させる技術については、なお、改善の余地があった。例えば、特許文献１に記載の技術では、流路は、板状に形成されている吸着体の主面に沿って配置されているため、吸着体の厚みを厚くすると、吸着材の内部において流路から離れるにしたがって気体が拡散しにくくなる。気体が拡散しにくくなると吸着材の利用率が低下するため、気体の吸着量を増加させることが難しい。また、特許文献２に記載の技術では、複数の孔は、板状の吸着体において厚み方向に形成されているため、隣り合う孔の間隔を広げると、吸着体の内部において孔から離れるにしたがって気体が拡散しにくくなる。気体が拡散しにくくなると吸着材の利用率が低下するため、気体の吸着量を増加させることが難しい。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、吸着体において、気体の吸着量を増加させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、気体を吸着する吸着体が提供される。この吸着体は、気体の拡散抵抗が前記吸着体よりも低い複数の流路が形成されており、前記複数の流路は、第１の方向に並ぶ複数の第１流路と、前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶ複数の第２流路とを含んでいる。

【0008】

この構成によれば、吸着体には、互いに交差する方向に並ぶ複数の第１流路と複数の第２流路とが形成されている。これにより、吸着体の内部において、第１流路では気体を拡散しきれない場所に、第２流路を用いて気体を拡散させることができる。また、吸着体では、第２流路は、第１の方向に交差する第２の方向に並んでいるため、吸着体の内部における表面積が増加する。これにより、吸着体が気体に接触しやすくなるため、吸着体が気体を吸着しやすくなる。したがって、吸着体における気体の吸着量を増加させることができる。

【0009】

（２）上記形態の吸着体は、さらに、前記複数の第１流路と、前記複数の第１流路の間に位置する複数の吸着材とを含む第１吸着層と、前記第１吸着層に積層され、前記複数の第２流路と、前記複数の第２流路の間に位置する複数の吸着材とを含む第２吸着層と、を有してもよい。この構成によれば、吸着体は、第１流路を含む第１吸着層と、第２流路を含む第２吸着層とが積層されている。これにより、例えば、押出成形で成形された吸着体では、一方向に沿った流路のみが形成される一方、上述した構成の吸着体では、複雑な形状の流路を形成することができる。したがって、一方向に沿った流路のみが形成される場合では気体が拡散しにくい吸着体の内部まで気体を拡散させることができる。したがって、気体の吸着量を増加させることができる吸着体を比較的容易に作ることができる。

【0010】

（３）上記形態の吸着体は、さらに、前記第２吸着層に積層され、前記第１の方向に並ぶ複数の第３流路と、前記複数の第３流路の間に位置する複数の吸着材とを含む第３吸着層を有してもよい。この構成によれば、吸着体は、複数の第１流路が並ぶ方向と同じ方向に並ぶ複数の第３流路を含む第３吸着層を有している。第３吸着層は、第１吸着層とともに第２吸着層に積層されるため、吸着体では、第１の方向に並ぶ第１流路、第２の方向に並ぶ第２流路、第１の方向に並ぶ第３流路の順に配置される。これにより、一方向に沿った流路のみが形成される場合では気体が拡散しにくい吸着体の内部まで気体を拡散させることができるため、気体の吸着量をさらに増加させることができる。

【0011】

（４）上記形態の吸着体において、前記第１流路と前記第２流路とを連通する連通流路が形成されていてもよい。この構成によれば、吸着体において第１流路または第２流路を流れる気体は、連通流路を介して、第２流路または第１流路を流れることができる。これにより、第１流路と第２流路との間で気体の流量にばらつきが少なくなるため、吸着体の内部にまんべんなく気体を拡散させることができる。したがって、気体が吸着体に接触しやすくなるため、吸着体が気体を吸着しやすくなり、吸着体における気体の吸着量を増加させることができる。

【0012】

（５）上記形態の吸着体において、前記第１吸着層および前記第２吸着層において、前記吸着材は、線状に形成されており、複数の前記吸着材は、前記流路となる隙間をあけて並んで配置されていてもよい。この構成によれば、第１吸着層および第２吸着層において、線状に形成されている複数の吸着材が、隙間をあけて並んで配置されており、隣り合う吸着材の間を気体の拡散抵抗が吸着体よりも低い流路とすることができる。このように、第１吸着層と第２吸着層とのそれぞれについて、隙間をあけて並べた複数の線状の吸着材によって流路を形成することができるため、このような吸着層を積層することで、互いに交差する方向に並ぶ複数の第１流路と複数の第２流路とが形成されている吸着体を容易に作ることができる。

【0013】

（６）上記形態の吸着体において、前記第１流路および前記第２流路の幅は、５０μｍ以上２ｍｍ以下であり、隣り合う前記第１流路の間隔、および、隣り合う前記第２流路の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。この構成によれば、流路の幅を５０μｍ以上２ｍｍ以下とし、隣り合う流路の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下とすることで、気体を吸着体の内部まで確実に拡散させることができる。これにより、吸着体における気体の吸着量を増加させることができる。

【0014】

（７）本発明の別の形態によれば、熱交換器が提供される。この熱交換器は、上述の吸着体と、伝熱壁であって、前記吸着体が一方の側に配置され、他方の側を熱媒体が流れる前記伝熱壁と、を備える。この構成によれば、熱交換器は、交差する第１流路と第２流路とが形成されている吸着体を備えている。熱交換器では、吸着体における気体の吸着によって発生する熱を伝熱壁の他方の側を流れる熱媒体に伝えることで、吸着体による気体の吸着反応の速度が低下することを抑制する。また、気体を吸着している吸着体に対し、熱媒体の熱を伝えることで気体を脱離させる。これにより、吸着体での気体の吸着および気体の脱離を熱媒体との熱のやりとりによって行うことができる。

【0015】

（８）上記形態の熱交換器において、前記伝熱壁は、筒状に形成されており、内部を前記熱媒体が流れ、前記吸着体は、前記伝熱壁の外側面に、周方向に沿って配置されていてもよい。この構成によれば、吸着体は、筒状に形成されている伝熱壁の外側面に、周方向に沿って配置されている。これにより、吸着体は、伝熱壁の内部を流れる熱媒体との熱のやり取りを効率的に行うことができる。また、伝熱壁の外側面に線状の吸着材を配置することで、伝熱壁の外側面に配置される筒状の吸着体を形成することができる。これにより、比較的容易に吸着体を形成することができる。

【0016】

（９）本発明のさらに別の形態によれば、吸着式ヒートポンプが提供される。この吸着式ヒートポンプは、上述した熱交換器を備える。この構成によれば、吸着式ヒートポンプは、交差する第１流路と第２流路とが形成されている吸着体を備えている。この吸着体は、第１の流路では気体を拡散しきれない場所に、第２の流路を用いて気体を拡散させることができるため、気体の吸着量を増加させることができる。したがって、吸着式ヒートポンプの出力を向上することができる。

【0017】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、吸着体を備えるシステム、吸着体の製造方法、熱交換器の製造方法、吸着体の製造方法または熱交換器の製造方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、そのコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態の吸着体を備える吸着式ヒートポンプの模式図である。

【図2】第１実施形態の吸着体の斜視図である。

【図3】第１実施形態の吸着体の側面図および上面図である。

【図4】吸着体の製造方法を説明する第１の図である。

【図5】吸着体の製造方法を説明する第２の図である。

【図6】吸着体の製造方法を説明する第３の図である。

【図7】シミュレーションモデルの模式図である。

【図8】算出された吸着材の利用率の分布を示す図である。

【図9】吸着材の壁の厚みと高さに対する出力の計算結果を示すコンター図である。

【図10】吸着材の利用率についての比較例との比較結果を示すコンター図である。

【図11】第２実施形態の吸着体の製造方法を説明する図である。

【図12】第３実施形態の吸着体の模式図である。

【図13】第４実施形態の吸着体の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の吸着体１を備える吸着式ヒートポンプ１０の模式図である。吸着式ヒートポンプ１０は、２つの反応器６、７と、２つの蒸発凝縮器８、９と、これらを接続する接続配管と、接続配管に配置される複数のバルブと、図示しない制御部と、を備える。吸着式ヒートポンプ１０は、２組の反応器と蒸発凝縮器の組み合わせを利用して、温熱から冷熱を発生させる。

【0020】

反応器６は、反応容器６ａと、反応容器６ａの内部に収容されている吸着体１と、反応容器６ａの内部において熱媒体を流通させる熱交換器５と、を備える。反応器７は、反応容器７ａと、反応容器７ａの内部に収容されている吸着体１と、反応容器７ａの内部において熱媒体を流通させる熱交換器５と、を備える。吸着体１は、蒸発凝縮器８、９において発生する作動流体の蒸気、例えば、水蒸気を吸着する。また、水蒸気を吸着している吸着体１は、熱交換器５を流れる熱媒体、例えば、温水の熱を用いて水蒸気を脱離する。

【0021】

蒸発凝縮器８は、水が流れる水配管８ａと、吸着体１に吸着される水を貯留する貯留容器８ｂと、を有する。蒸発凝縮器８では、接続する反応器６、７のモードに応じて、貯留容器８ｂ内の水が蒸発するときの気化熱によって水配管８ａを流れる水が冷却されたり、貯留容器８ｂ内の水の蒸気が凝縮されて水に戻されたりする。

【0022】

蒸発凝縮器９は、水が流れる水配管９ａと、吸着体１に吸着される水を貯留する貯留容器９ｂと、を有する。蒸発凝縮器９では、接続する反応器６、７のモードに応じて、貯留容器９ｂ内の水が蒸発するときの気化熱によって水配管９ａを流れる水が冷却されたり、貯留容器９ｂ内の水の蒸気が凝縮されて水に戻されたりする。

【0023】

次に、本実施形態の吸着式ヒートポンプ１０の作用について説明する。ここでは、図１に示す状態の吸着式ヒートポンプ１０に基づいて説明する。図１に示す状態では、制御部からの指令によって、反応器６と蒸発凝縮器８との間のバルブと、反応器７と蒸発凝縮器９との間のバルブとが開けられており、反応器６と蒸発凝縮器９との間のバルブと、反応器７と蒸発凝縮器８との間のバルブとが閉められている。

【0024】

接続配管を介して接続されている反応器６と蒸発凝縮器８とでは、吸着工程として、図示しないポンプによって内部が減圧される。これにより、蒸発凝縮器８内に水蒸気が生成される。生成された作動流体の蒸気は、接続配管を通って（白抜き矢印Ｆ１１）、反応器６の内部に入り、吸着体１に吸着される。このとき、蒸発凝縮器８の水配管８ａを流れる水は、水の気化熱によって冷却される。これにより、水配管８ａから冷水が排出されることで、冷熱が吸着式ヒートポンプ１０の外部に供給される。

【0025】

接続配管を介して接続されている反応器７と蒸発凝縮器９とでは、脱離工程として、反応器７の熱交換器５に温水が供給される。水を吸着している反応器７の吸着体１では、供給される温水の熱によって水が吸着体１から脱離する。脱離した水は水蒸気として蒸発凝縮器９の内部に入り（白抜き矢印Ｆ１２）、水配管９ａを流れる水によって凝縮され、水になる。この水は、次の吸着工程において利用される。

【0026】

本実施形態の吸着式ヒートポンプ１０では、反応器６および反応器７の一方が水蒸気を吸着し、反応器６および反応器７の他方が水蒸気を脱離することで、温水の供給による冷熱の生成を連続的に行う。

【0027】

図２は、本実施形態の吸着体１の斜視図である。図３は、本実施形態の吸着体１の側面図および上面図である。吸着体１は、複数の吸着層を備えている。本実施形態では、吸着体１は、図２に示すように、平面状の吸着層１１、１２、１３、１４、１５を備えている。なお、説明の便宜上、図２～図６では、吸着層１１、１２、１３、１４、１５の主面に沿う方向をｘ軸方向とし、吸着層１１、１２、１３、１４、１５の主面に沿う方向であってｘ軸に垂直な方向をｙ軸とする。また、ｘ軸とｙ軸とに直交する方向をｚ軸方向とする。また、図２および図３では、吸着体１の構造をわかりやすくするため、吸着層１１、１２、１３、１４、１５における各部材のサイズや隙間の大きさなどを、実際の比率から変更している。

【0028】

吸着層１１は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材１１ａを有している。複数の線状吸着材１１ａのそれぞれは、ｘ軸方向に延設されている。線状吸着材１１ａの長手方向に垂直な断面は、矩形状であり、本実施形態では、線状吸着材１１ａの長手方向に垂直な断面における幅（ｙ軸方向の長さ）および高さ（ｚ軸方向の長さ）は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。複数の線状吸着材１１ａは、吸着体１をｘ軸方向から見た側面図である図３（ａ）に示すように、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材１１ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体１に吸着される水蒸気が流れる流路１１ｂとなる。吸着層１１は、特許請求の範囲の「第１吸着層」に相当し、流路１１ｂは、特許請求の範囲の「第１流路」に相当する。

【0029】

吸着層１２は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材１２ａを有している。複数の線状吸着材１２ａのそれぞれは、ｙ軸方向に延設されている。線状吸着材１２ａの長手方向に垂直な断面は、矩形状であり、本実施形態では、線状吸着材１２ａの長手方向に垂直な断面における幅（ｘ軸方向の長さ）および高さ（ｚ軸方向の長さ）は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。複数の線状吸着材１２ａは、吸着体１をｙ軸方向から見た側面図である図３（ｂ）に示すように、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材１２ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体１に吸着される水蒸気が流れる流路１２ｂとなる。吸着層１２は、特許請求の範囲の「第２吸着層」に相当し、流路１２ｂは、特許請求の範囲の「第２流路」に相当する。

【0030】

吸着層１３は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材１３ａを有している。複数の線状吸着材１３ａのそれぞれは、ｘ軸方向に延設されている。線状吸着材１３ａの長手方向に垂直な断面は、矩形状であり、本実施形態では、線状吸着材１３ａの長手方向に垂直な断面における幅（ｙ軸方向の長さ）および高さ（ｚ軸方向の長さ）は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。複数の線状吸着材１３ａは、図３（ａ）に示すように、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材１３ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体１に吸着される水蒸気が流れる流路１３ｂとなる。吸着層１３は、特許請求の範囲の「第３吸着層」に相当し、流路１３ｂは、特許請求の範囲の「第３流路」に相当する。

【0031】

吸着層１４は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材１４ａを有している。複数の線状吸着材１４ａのそれぞれは、ｙ軸方向に延設されている。線状吸着材１４ａの長手方向に垂直な断面は、矩形状であり、本実施形態では、線状吸着材１４ａの長手方向に垂直な断面における幅（ｘ軸方向の長さ）および高さ（ｚ軸方向の長さ）は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。複数の線状吸着材１４ａは、図３（ｂ）に示すように、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材１４ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体１に吸着される水蒸気が流れる流路１４ｂとなる。吸着層１４は、特許請求の範囲の「第２吸着層」に相当し、流路１４ｂは、特許請求の範囲の「第２流路」に相当する。

【0032】

吸着層１５は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材１５ａを有している。複数の線状吸着材１５ａのそれぞれは、ｘ軸方向に延設されている。線状吸着材１５ａの長手方向に垂直な断面は、矩形状であり、本実施形態では、線状吸着材１５ａの長手方向に垂直な断面における幅（ｙ軸方向の長さ）および高さ（ｚ軸方向の長さ）は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。複数の線状吸着材１５ａは、図３（ａ）に示すように、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材１５ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体１に吸着される水蒸気が流れる流路１５ｂとなる。吸着層１５は、特許請求の範囲の「第１吸着層」に相当し、流路１５ｂは、特許請求の範囲の「第１流路」に相当する。

【0033】

吸着体１では、図２および図３に示すように、吸着層１１、１２、１３、１４、１５は、ｚ軸方向に、この順で積層されている。本実施形態では、流路１１ｂと、流路１３ｂと、流路１５ｂとは、略平行となるように配置されている（図３（ａ）参照）。流路１２ｂと、流路１４ｂとは、略平行となるように配置されており、かつ、流路１１ｂと、流路１３ｂと、流路１５ｂとに略直角に交差するように配置されている（図３（ｂ）参照）。これにより、吸着体１は、網目状に形成される。

【0034】

本実施形態では、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、流路１１ｂと流路１２ｂとは、流路１１ｂと流路１２ｂとの間の連通流路１６ａによって連通されている。また、流路１２ｂと流路１３ｂとは、流路１２ｂと流路１３ｂとの間の連通流路１６ｂによって連通されている。また、流路１３ｂと流路１４ｂとは、流路１３ｂと流路１４ｂとの間の連通流路１６ｃによって連通されている。また、流路１４ｂと流路１５ｂとは、流路１４ｂと流路１５ｂとの間の連通流路１６ｄによって連通されている。これらによって、吸着体１には、吸着体１をｚ軸方向に貫通する連通流路１６が形成されている。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）では、連通流路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの位置をわかりやすくするため、太線で示している。

【0035】

図４は、吸着体１の製造方法を説明する第１の図である。図５は、吸着体１の製造方法を説明する第２の図である。図６は、吸着体１の製造方法を説明する第３の図である。次に、吸着体１の製造方法について説明する。

【0036】

吸着体１の製造方法では、最初に、平板状のステージ１８の表面に、例えば、３Ｄプリンタのノズル１９を用いて、シリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料を押し出し、線状吸着材１１ａを形成する。このとき、ノズル１９は、図４に示すように、ステージ１８の表面に沿ってｘ軸方向に移動させる（図４の白抜き矢印Ｆ１３）。ノズル１９を移動させて１本の線状吸着材１１ａを成形したのち、ノズル１９をｙ軸方向に移動させる。このとき、ノズル１９のｙ軸方向への移動距離が、吸着層１１の流路１１ｂの幅となる。ノズル１９をｙ軸方向に移動させたのち、先に成形された線状吸着材１１ａの隣に別の線状吸着材１１ａを成形する。これを繰り返し、ステージ１８の表面に、複数の線状吸着材１１ａを所定の隙間をあけつつ成形する。これにより、吸着層１１が成形される（図４参照）。このとき、ステージ１８を、熱交換器５の伝熱壁５ａとすることで、熱交換器５に直接吸着体１を形成することができる。

【0037】

次に、先ほど成形された吸着層１１のｚ軸方向のプラス側に、線状吸着材１１ａの成形と同じように、ノズル１９を用いて、シリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料を押し出し、線状吸着材１２ａを形成する。このとき、ノズル１９は、図５に示すように、ステージ１８の表面に沿ってｙ軸方向に移動させる（図５の白抜き矢印Ｆ１４）。ノズル１９を移動させて１本の線状吸着材１２ａを成形したのち、ノズル１９をｘ軸方向に移動させる。このとき、ノズル１９のｘ軸方向への移動距離が、吸着層１２の流路１２ｂの幅となる。ノズル１９をｘ軸方向に移動させたのち、先に成形された線状吸着材１２ａの隣に別の線状吸着材１２ａを成形する。これを繰り返し、吸着層１１のｚ軸方向のプラス側に、複数の線状吸着材１２ａを所定の隙間をあけつつ成形する。これにより、吸着層１２が成形される（図５参照）。

【0038】

本実施形態の吸着体１の製造方法では、次に、成形した吸着層１２のｚ軸方向のプラス側に、ノズル１９をステージ１８の表面に沿ってｘ軸方向に移動させつつ、シリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料をノズル１９から押し出す。これにより、複数の線状吸着材１３ａを含む吸着層１３を成形する。さらに、成形した吸着層１３のｚ軸方向のプラス側に、シリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料をノズル１９から押し出す。これにより、複数の線状吸着材１４ａを含む吸着層１４を成形する。また、成形した吸着層１４のｚ軸方向のプラス側に、シリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料をノズル１９から押し出す。これにより、複数の線状吸着材１５ａを含む吸着層１５を成形する。吸着体１は、このようにして成形される。

【0039】

次に、本実施形態の吸着体１の効果についてシミュレーション計算を用いて評価した結果を説明する。ここでは、作動流体の拡散抵抗が比較的低い流路が一方向にのみ沿って形成されている吸着体９０を比較例として、同じシミュレーション計算を行い、本実施形態の吸着体１における吸着材の利用率と、比較例の吸着体９０における吸着材の利用率とを比較した。

【0040】

図７は、シミュレーションモデルの模式図である。図７（ａ）には、本実施形態の吸着体１を模したモデルの模式図を示し、図７（ｂ）には、比較例の吸着体９０を模したモデルの模式図を示す。なお、図７は、それぞれのモデルにおける上面図を示している。

【0041】

図７（ａ）に示すモデルＭ１は、ｘ軸方向に延設されている線状吸着材Ｍ１１ａとｙ軸方向に延設されている線状吸着材Ｍ１２ａとが交互に３段ずつｚ軸方向に積層されているモデルである。モデルＭ１では、隣り合う線状吸着材Ｍ１１ａの間の流路Ｍ１１ｂが形成されており、隣り合う線所部材Ｍ１２の間の流路Ｍ１２ｂが形成されている。モデルＭ１では、図７（ａ）に示す、線状吸着材Ｍ１１ａと線状吸着材Ｍ１２ａとが重なった部分のｙ軸方向に沿ったＡ－１断面と、隣り合う線状吸着材Ｍ１２ａの間を通るｙ軸方向に沿ったＡ－２断面との２つの断面における吸着材の利用率を計算した。モデルＭ１での吸着材の利用率の計算において、線状吸着材Ｍ１１ａ、１２ａのそれぞれの幅を、吸着材の壁の厚みＤ１とする（図７（ａ）参照）。

【0042】

図７（ｂ）に示すモデルＭ９０は、ブロック状の吸着材９１においてｚ軸方向に複数の流路９２が形成されている比較例の吸着体９０を模したモデルである。モデルＭ９０では、図７（ｂ）に示す、吸着材９１のｙ軸方向に沿ったＢ－１断面と、２つの流路９２を通るｙ軸方向に沿ったＢ－２断面との２つの断面における吸着材の利用率を計算した。モデルＭ９０での吸着材の利用率の計算において、２つの流路９２に挟まれた吸着材９１の幅を、吸着材の壁の厚みＤ９０とする（図７（ｂ）参照）。

【0043】

図８は、シミュレーション計算によって算出された吸着材の利用率の分布を示す図である。今回のシミュレーションでは、一方の端部に熱交換器５が配置されている吸着体における吸着材の利用率を計算した。図８では、吸着材の利用率を濃淡で示しており、吸着材の利用率が高いところは、薄く示されている。なお、今回のシミュレーションでは、モデルＭ１とモデルＭ９０のいずれにおいても、流路の幅を３００μｍとし、隣り合う流路の間隔、すなわち、吸着材の壁の厚みＤ１、Ｄ９０を６００μｍに設定して計算を行った。

【0044】

図８（ａ）には、本実施形態の吸着体１を模したモデルＭ１での吸着材の利用率の分布を示し、図８（ｂ）には、比較例の吸着体９０を模したモデルＭ９０での吸着材の利用率の分布を示す。図８（ａ）のモデルＭ１と図８（ｂ）のモデルＭ９０とを比較すると、モデルＭ９０に比べモデルＭ１の方が、色が薄い領域が広いことから、モデルＭ１の方が吸着材の利用率が高いことが明らかとなった。

【0045】

図９は、吸着材の壁の厚みと高さに対する出力の計算結果を示すコンター図である。図９は、本実施形態の吸着体１を模したモデルＭ１と、比較例の吸着体９０を模したモデルＭ９０のそれぞれについて、出力の計算結果を示した図である。図９では、隣り合う流路の間における吸着材の壁の厚みと、吸着材の高さとを変数としたときの吸着体の出力の変化を示している。ここで、吸着材の高さは、モデルＭ１では、図８（ａ）に示す高さＨ１であり、モデルＭ９０では、図８（ｂ）に示す高さＨ９０である。図９に示す出力は、粒径７０μｍのシリカに熱伝導助剤が２０％添加された吸着材であって、流路の内径が３００μｍの吸着体を想定して算出されている。図９は、吸着材の壁の厚みをｘ軸とし、吸着体の高さをｙ軸としたときの、吸着材の単位重量当たりの出力［Ｗ／ｋｇ］を示している。図９（ａ）は、本実施形態の吸着体１を模したモデルＭ１における出力を示すコンター図である。図９（ｂ）は、比較例の吸着体９０を模したモデルＭ９０における出力を示すコンター図である。

【0046】

比較例の吸着体９０を模したモデルＭ９０では、吸着材の壁の厚みを厚くすると、流路９２から離れた位置の吸着材まで水が拡散にしにくくなる。このため、モデルＭ９０では、上述した吸着式ヒートポンプ１０（図１参照）での吸着工程と脱離工程とを繰り返していくと吸着材の利用率が低下する。吸着材の利用率が低下すると、図９（ｂ）に示すように、出力も低下することが分かる（例えば、図９（ｂ）の「吸着材の壁の厚み」が９００μｍ以上の領域など）。

【0047】

一方、本実施形態の吸着体１を模したモデルＭ１では、吸着材の壁の厚みを厚くしても吸着材の利用率が低下する度合いは、比較例のモデルＭ９０に比べて小さい（図９（ａ）参照）。このため、吸着材の壁の厚みを厚くしても、出力の低下は比較的緩やかである（例えば、図９（ａ）の「吸着材の壁の厚み」が１２００μｍ以上の領域など）。

【0048】

図１０は、吸着材の利用率についての比較例との比較結果を示すコンター図である。図１０には、吸着材の壁の厚みをｘ軸とし、吸着材の高さをｙ軸としたときの、図９で示したモデルＭ９０の出力に対するモデルＭ１の出力比を示したコンター図である。すなわち、図１０には、吸着材の壁の厚みが同じであって、吸着材の高さが同じであるときの比較例の吸着体９０に対する本実施形態の吸着体１の出力比が示されているといえる。図１０には、モデルＭ９０に対するモデルＭ１の出力比が１以上となる領域Ａ１に、斜線を付してある。

【0049】

図１０に示すように、吸着材の壁の厚みが比較的薄く、かつ、吸着材の高さが比較的高い場合を除いて、本実施形態のモデルＭ１の出力は、比較例のモデルＭ９０より大きくなることが明らかとなった。これは、本実施形態のモデルＭ１では、比較例のモデルＭ９０では水の吸着に利用できていなかった部分を流路Ｍ１１ｂ、Ｍ１２ｂとすることで、吸着体の表面積が大きくなり、吸着材の利用率が高い場所が増えたためである。特に、この傾向は、吸着材の壁の厚みが厚いときに顕著となる。

【0050】

以上、第１実施形態の吸着体１には、互いに交差する方向に並ぶ複数の流路１１ｂ、１５ｂと複数の流路１２ｂ、１４ｂとが形成されている。これにより、吸着体１の内部において、流路１１ｂ、１５ｂでは水蒸気を拡散しきれない場所に、流路１２ｂ、１４ｂを用いて水蒸気を拡散させることができる。また、吸着体１では、流路１２ｂ、１４ｂは、ｙ軸方向に交差するｘ軸方向に並んでいるため、吸着体１の内部における表面積が増加する。これにより、吸着体１が水蒸気に接触しやすくなるため、吸着体１が水蒸気を吸着しやすくなる。したがって、吸着体１における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0051】

また、本実施形態の吸着体１は、流路１１ｂ、１５ｂを含む吸着層１１、１５と、流路１２ｂ、１４ｂを含む吸着層１２、１４とが積層されている。これにより、例えば、押出成形で成形された吸着体では、一方向に沿った流路のみが形成される一方、本実施形態の吸着体１では、複雑な形状の流路を形成することができる。したがって、一方向に沿った流路のみが形成される場合では水蒸気が拡散しにくい吸着体１の内部まで水蒸気を拡散させることができる。したがって、水蒸気の吸着量を増加させることができる吸着体１を比較的容易に作ることができる。

【0052】

また、本実施形態の吸着体１は、複数の流路１１ｂ、１５ｂが並ぶ方向と同じ方向に並ぶ複数の流路１３ｂを含む吸着層１３を有している。吸着層１３は、吸着層１１とともに吸着層１２に積層されるため、ｙ軸方向に並ぶ流路１１ｂ、ｘ軸方向に並ぶ流路１２ｂ、ｙ軸方向に並ぶ流路１３ｂの順に配置される。これにより、一方向に沿った流路のみが形成される場合では水蒸気が拡散しにくい吸着体１の内部まで水蒸気を拡散させることができるため、水蒸気の吸着量をさらに増加させることができる。

【0053】

また、本実施形態の吸着体１によれば、吸着体１において流路１１ｂまたは流路１２ｂを流れる水蒸気は、連通流路１６ａを介して、流路１２ｂまたは流路１１ｂを流れることができる。これにより、流路１１ｂと流路１２ｂとの間で気体の流量にばらつきが少なくなるため、吸着体１の内部にまんべんなく水蒸気を拡散させることができる。したがって、水蒸気が吸着体１に接触しやすくなるため、吸着体１が水蒸気を吸着しやすくなり、吸着体１における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0054】

また、本実施形態の吸着体１によれば、吸着層１１において、線状に形成されている複数の線状吸着材１１ａが、隙間をあけて並んで配置されており、隣り合う線状吸着材１１ａの間を水蒸気の拡散抵抗が吸着体１よりも低い流路１１ｂとすることができる。この構成は、吸着層１２、１３、１４，１５についても同様である。このように、１つの吸着層について、隙間をあけて並べた複数の線状吸着材によって流路を形成することができる。これにより、このような吸着層１１、１２、１３、１４、１５を積層することで、互いに交差する方向に並ぶ複数の流路１１ｂ、１３ｂ、１５ｂと複数の流路１２ｂ、１４ｂとが形成されている吸着体１を容易に作ることができる。

【0055】

また、本実施形態の吸着体１によれば、流路１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂのそれぞれの幅を５０μｍ以上２ｍｍ以下とし、隣り合う流路の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下とすることで、水蒸気を吸着体１の内部まで確実に拡散させることができる。これにより、吸着体１における気体の吸着量を増加させることができる。

【0056】

また、本実施形態の熱交換器５によれば、熱交換器５は、交差する流路１１ｂ、１３ｂ、１５ｂと流路１２ｂ、１４ｂとが形成されている吸着体１を備えている。熱交換器５では、吸着体１における水蒸気の吸着によって発生する熱を熱交換器５の伝熱壁５ａを流れる熱媒体としての水に伝えることで、吸着体１による水蒸気の吸着反応の速度が低下することを抑制する。また、水蒸気を吸着している吸着体１に対し、熱媒体としての水の熱を伝えることで水蒸気を脱離させる。これにより、吸着体１での水蒸気の吸着および気体の脱離を熱媒体としての水との熱のやりとりによって行うことができる。

【0057】

また、本実施形態の吸着式ヒートポンプ１０によれば、交差する流路１１ｂ、１３ｂ、１５ｂと流路１２ｂ、１４ｂとが形成されている吸着体１を備えている。この吸着体１は、流路１１ｂ、１３ｂ、１５ｂでは気体を拡散しきれない場所に、流路１１ｂ、１３ｂ、１５ｂに交差している流路１２ｂ、１４ｂを用いて水蒸気を拡散させることができるため、水蒸気の吸着量を増加させることができる。したがって、吸着式ヒートポンプの出力を向上することができる。

【0058】

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態の吸着体２の製造方法を説明する図である。第２実施形態の吸着体２は、第１実施形態の吸着体１（図２）と比較すると、形状が異なる。

【0059】

本実施形態の吸着体２は、２つの吸着層２１、２２を備えている。吸着体２は、図１１（ｂ）に示すように、円筒状に形成されている。本実施形態の吸着体２は、熱交換器５が備える伝熱壁５ａに配置されている。伝熱壁５ａは、図１０に示すように、円筒状に形成されており、伝熱壁５ａの内部は、吸着体２と熱交換する熱媒体としての水が流れるように形成されている。

【0060】

吸着層２１は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材２１ａを有している。吸着層２１は、熱交換器５の伝熱壁５ａの外側面において、周方向に沿って配置されている。線状吸着材２１ａの一部は、伝熱壁５ａの外側面において、全体の形状が螺旋状に形成されている。線状吸着材２１ａの断面は、幅および高さが１００μｍ以上５ｍｍ以下の矩形状となっている。複数の線状吸着材２１ａは、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材２１ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体２に吸着される水蒸気が流れる流路２１ｂとなる。吸着層２１は、特許請求の範囲の「第１吸着層」に相当し、流路２１ｂは、特許請求の範囲の「第１流路」に相当する。

【0061】

吸着層２２は、シリカゲルを含んで線状に形成されている、複数の線状吸着材２２ａを有している。吸着層２１は、吸着層２１の外側において、熱交換器５の伝熱壁５ａの周方向に沿って配置されている。線状吸着材２２ａの一部は、吸着層２１の外側において、全体の形状が螺旋状に形成されている。線状吸着材２２ａの断面は、幅および高さが１００μｍ以上５ｍｍ以下の矩形状となっている。複数の線状吸着材２２ａは、一定の間隔をあけて並んで配置されている。本実施形態では、隣り合う線状吸着材２２ａの間の隙間の距離は、５０μｍ以上２ｍｍ以下となっており、この隙間が吸着体２に吸着される水蒸気が流れる流路２２ｂとなる。吸着層２２は、特許請求の範囲の「第２吸着層」に相当し、流路２２ｂは、特許請求の範囲の「第２流路」に相当する。

【0062】

吸着体２では、図１０（ｂ）に示すように、吸着層２１と吸着層２２とが熱交換器５の伝熱壁５ａの外側において積層されている。このとき、吸着層２１の流路２１ｂと、吸着層２２の流路２２ｂとは交差するように積層されるため、吸着体２は、図１０（ｂ）に示すように、網目状に形成される。

【0063】

次に、吸着体２の製造方法について説明する。最初に、図１０（ａ）に示すように、熱交換器５を、熱交換器５の中心軸Ｃ５を回転中心として回転させながら（図１０（ａ）の白抜き矢印Ｆ２１、Ｆ２２）、ノズル１９を伝熱壁５ａの一方の端部５ｂから他方の端部５ｃに向けて移動させる（図１０（ａ）の白抜き矢印Ｆ２３）。移動するノズル１９から押し出されるシリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料が伝熱壁５ａの外壁面に接着することで、図１０（ａ）に示すような中心軸Ｃ５に対して斜めに配置される線状吸着材２１ａが形成される。１本の線状吸着材２１ａを成形したのち、隙間をあけて別の線状吸着材２１ａを同じ方法で成形する。このとき、隙間が吸着層２１の流路２１ｂとなる。これにより、吸着層２１が形成される。

【0064】

次に、図１０（ｂ）に示すように、熱交換器５を、熱交換器５の中心軸Ｃ５を回転中心として回転させながら（図１０（ｂ）の白抜き矢印Ｆ２４、Ｆ２５）、ノズル１９を伝熱壁５ａの他方の端部５ｃから一方の端部５ｂに向けて移動させる（図１０（ｂ）の白抜き矢印Ｆ２６）。移動するノズル１９から押し出されるシリカゲルと熱伝導助剤とが混合された材料が吸着層２１の外側面に接着することで、図１０（ｃ）に示すような中心軸Ｃ５に対して斜めに配置される線状吸着材２２ａが形成される。１本の線状吸着材２２ａを成形したのち、隙間をあけて別の線状吸着材２２ａを同じ方法で成形する。このとき、隙間が吸着層２２の流路２２ｂとなる。これにより、吸着層２２が形成される。本実施形態の吸着体２は、このようにして成形される。

【0065】

以上、第２実施形態の吸着体２には、互いに交差する方向に並ぶ複数の流路２１ｂと複数の流路２２ｂとが形成されている。これにより、水蒸気をより広範囲に拡散させることができるとともに、吸着体２の内部における表面積が増加するため、吸着体２が水蒸気を吸着しやすくなる。したがって、吸着体２における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0066】

また、本実施形態の吸着体２は、筒状に形成されている伝熱壁５ａの外側面に、周方向に沿って配置されている。これにより、吸着体２は、伝熱壁５ａの内部を流れる水との熱のやり取りを効率的に行うことができる。

【0067】

また、本実施形態の吸着体２によれば、吸着体２を製造するとき、伝熱壁５ａの外側面に隙間をあけて複数の線状吸着材２１ａまたは複数の線状吸着材２２ａを配置することで、伝熱壁５ａの外側面に配置される筒状の吸着体２を形成することができる。これにより、比較的容易に吸着体２を形成することができる。

【0068】

＜第３実施形態＞
図１２は、第３実施形態の吸着体３の模式図である。第３実施形態の吸着体３は、第１実施形態の吸着体１（図２）と比較すると、形状が異なる。

【0069】

本実施形態の吸着体３は、吸着材３１と、２種類の流路３２、３３と、を備えている。図１２（ａ）は、吸着体３の斜視図であり、図１２（ｂ）は、吸着体３の上面図である。なお、説明の便宜上、図１２では、流路３２の開口が形成されている方向をｚ軸方向とし、流路３３の開口が形成されている方向をｙ軸方向とし、ｚ軸とｙ軸とに直交する方向をｘ軸方向とする。また、図１２では、吸着体３の構造をわかりやすくするため、流路の大きさなどを実際の比率から変更している。

【0070】

吸着材３１は、シリカゲルと熱伝導補助材とから形成されている部材であって、略直方体状に形成されている。吸着材３１には、２種類の流路３２、３３が形成されている。

【0071】

流路３２は、吸着材３１をｚ軸方向に貫通する貫通孔であって、本実施形態では、９個形成されている。流路３２は、ｘ軸方向およびｙ軸方向のそれぞれに、等間隔で並べて配置されている。本実施形態では、流路３２は、ｘ軸方向の幅およびｙ軸方向の幅が、５０μｍ以上２ｍｍ以下となるように形成されている。また、隣り合う流路３２の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。すなわち、隣り合う流路３２の間の吸着材３１の壁の厚みは、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。

【0072】

流路３３は、吸着材３１をｙ軸方向に貫通する貫通孔であって、本実施形態では、８個形成されている。流路３３は、ｘ軸方向およびｚ軸方向のそれぞれに、等間隔で並べて配置されている。本実施形態では、流路３３は、ｘ軸方向の幅およびｚ軸方向の幅が、５０μｍ以上２ｍｍ以下となるように形成されている。また、隣り合う流路３３の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。すなわち、隣り合う流路３３の間の吸着材３１の壁の厚みは、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。

【0073】

次に、吸着体３の製造方法の一例を説明する。最初に、例えば、押出成形によって、ｚ軸方向に貫通孔が形成されている吸着材を成形する。この場合、ｚ軸方向に沿って形成された貫通孔が流路３２となる。この押出成形で成形された吸着材に対して、ドリルを用いて、ｙ軸方向に貫通孔を形成する。このドリルで形成された貫通孔が流路３３となる。なお、ここでは、ドリルを用いて貫通孔を形成するとしたが、別の方法で貫通孔を形成してもよい。

【0074】

以上、第３実施形態の吸着体３には、互いに交差する方向に並ぶ複数の流路３２と複数の流路３３とが形成されている。これにより、水蒸気をより広範囲に拡散させることができるとともに、吸着体３の内部における表面積が増加するため、吸着体３が水蒸気を吸着しやすくなる。したがって、吸着体３における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0075】

＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態の吸着体４の模式図である。第４実施形態の吸着体４は、第１実施形態の吸着体１（図２）と比較すると、形状が異なる。

【0076】

本実施形態の吸着体４は、吸着材４１と、２種類の流路４２、４３と、連通流路４４をと、備えている。図１３（ａ）は、吸着体４の斜視図であり、図１３（ｂ）は、吸着体４の上面図である。なお、説明の便宜上、図１３では、流路４２の開口が形成されている方向をｘ軸方向とし、流路４３の開口が形成されている方向をｙ軸方向とし、ｘ軸とｙ軸とに直交する方向をｚ軸方向とする。また、図１３では、吸着体４の構造をわかりやすくするため、流路の大きさなどを実際の比率から変更している。

【0077】

吸着材４１は、シリカゲルと伝導補助材とから形成されている部材であって、略直方体状に形成されている。吸着材４１には、２種類の流路４２、４３と、連通流路４４とが形成されている。

【0078】

流路４２は、吸着材４１をｘ軸方向に貫通する貫通孔であって、本実施形態では、６個形成されている。流路４２は、ｙ軸方向およびｚ軸方向のそれぞれに、等間隔で並べて配置されている。本実施形態では、流路４２は、ｙ軸方向の幅およびｚ軸方向の幅が、５０μｍ以上２ｍｍ以下となるように形成されている。また、隣り合う流路４２の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。すなわち、隣り合う流路４２の間の吸着材４１の壁の厚みは、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。

【0079】

流路４３は、吸着材４１をｙ軸方向に貫通する貫通孔であって、本実施形態では、６個形成されている。流路４３は、ｘ軸方向およびｚ軸方向のそれぞれに、等間隔で並べて配置されている。本実施形態では、流路４３は、ｘ軸方向の幅およびｚ軸方向の幅が、５０μｍ以上２ｍｍ以下となるように形成されている。また、隣り合う流路４３の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。すなわち、隣り合う流路４３の間の吸着材４１の壁の厚みは、１００μｍ以上５ｍｍ以下となっている。

【0080】

連通流路４４は、流路４２と流路４３とを連通する。本実施形態では、連通流路４４は、図１３（ｂ）に示すように、流路４２と流路４３とが交差する位置に形成されている。これにより、吸着体４は、ｚ軸方向に貫通する貫通孔を９個有している。

【0081】

次に、吸着体４の製造方法の一例を説明する。最初に、例えば、押出成形によって、ｘ軸方向に貫通孔が形成されている吸着材を成形する。この場合、ｘ軸方向に沿って形成された貫通孔が流路４２となる。この押出成形で成形された吸着材に対して、ドリルを用いて、ｙ軸方向に貫通孔を形成する。このドリルで形成された貫通孔が流路４３となる。さらに、ｘ軸方向とｙ軸方向とに貫通孔が形成されている吸着材に対して、ドリルを用いて、ｚ軸方向に貫通孔を形成する。このとき、ドリルは、ｘ軸方向に形成されている貫通孔とｙ軸方向に形成されている貫通孔との両方を通るように、貫通孔を形成する。これにより、連通流路４４が形成される。なお、ここでは、ドリルを用いて貫通孔を形成するとしたが、別の方法で貫通孔を形成してもよい。

【0082】

以上、第４実施形態の吸着体４には、互いに交差する方向に並ぶ複数の流路４２と複数の流路４３とが形成されている。これにより、水蒸気をより広範囲に拡散させることができるとともに、吸着体４の内部における表面積が増加するため、吸着体４が水蒸気を吸着しやすくなる。したがって、吸着体４における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0083】

また、本実施形態の吸着体４によれば、吸着体４において流路４２または流路４３を流れる水蒸気は、連通流路４４を介して、流路４３または流路４２を流れることができる。これにより、吸着体４の内部にまんべんなく水蒸気を拡散させることができる。したがって、水蒸気が吸着体４に接触しやすくなるため、吸着体４が水蒸気を吸着しやすくなり、吸着体４における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0084】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0085】

［変形例１］
第１実施形態では、流路１２ｂと、流路１４ｂとは、流路１１ｂと、流路１３ｂと、流路１５ｂとに略直角に交差するように配置されているとした。しかしながら、「第１流路」と「第２流路」とは、直交していなくてもよい。２種類の流路が異なる方向に並ぶことで、交差していればよい。これにより、一方の流路で水蒸気を流通させることができない吸着体の内部に他方の流路で流通させることができるため、吸着材の利用率が向上し、吸着体における水蒸気の吸着量を増加させることができる。

【0086】

［変形例２］
第１実施形態では、５層の吸着層１１、１２、１３、１４、１５が積層されるとした。第２実施形態では、２層の吸着層２１、２２が積層されるとした。しかしながら、積層される吸着層の数はこれに限定されない。

【0087】

［変形例３］
第１実施形態では、「第３吸着層」としての吸着層１３は、吸着層１１、１５と同様に、ｘ軸方向に延設されるとした。しかしながら、吸着層１３の流路１３ｂが延設される方向はこれに限定されない。例えば、ｘ軸またはｙ軸に対して４５度の角度に沿って延設されてもよい。

【0088】

［変形例４］
上述の実施形態では、流路の幅は、５０μｍ以上２ｍｍ以下であり、隣り合う流路の間隔は、１００μｍ以上５ｍｍ以下であるとした。しかしながら、流路の幅および隣り合う流路の間隔は、これに限定されない。吸着材の種類や吸着質（実施形態では水）の種類に対応させて変更されてもよい。

【0089】

［変形例５］
上述の実施形態では、吸着材は、シリカゲルを含むとした。しかしながら、吸着材が含む材料は、これに限定されない。水を吸着可能な活性炭やゼオライトなどであってもよい。また、吸着材に吸着される気体は、水蒸気に限定されない。アンモニア、メタノール、エタノールなどであってもよい。

【0090】

［変形例６］
第１実施形態では、線状吸着材は、断面形状が矩形状であるとした。しかしながら、線状吸着材の断面形状は矩形状に限定されない。円形状であってもよい。

【0091】

［変形例７］
第１実施形態および第２実施形態では、複数の吸着層のそれぞれが有する線状吸着部材のそれぞれは、同じ材料から形成されるとした。しかしながら、複数の吸着層のそれぞれが有する線状吸着部材は、異なる材料から形成されていてもよい。例えば、異なる種類の吸着材を用いた材料が異なる吸着層を積層してもよい。

【0092】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0093】

１，２，３，４…吸着体
５…熱交換器
５ａ…伝熱壁
１０…吸着式ヒートポンプ
１１，１２，１３，１４，１５，２１，２２…吸着層
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，２１ａ，２２ａ…線状吸着材
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，２１ｂ，２２ｂ，３２，３３，４２，４３…流路
３１，４２…吸着材
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，４４…連通流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】