特許 7603544 蓄熱用吸着器

(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】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】蓄熱用吸着器

(51)【国際特許分類】

   F25B 17/08 20060101AFI20241213BHJP

   F25B 37/00 20060101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

F25B17/08 B

F25B37/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021119940

(22)【出願日】2021-07-20

(65)【公開番号】P2023015876

(43)【公開日】2023-02-01

【審査請求日】2024-04-04

(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】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣田 靖樹

(72)【発明者】

【氏名】秋田 智行

(72)【発明者】

【氏名】神谷 隆太

(72)【発明者】

【氏名】神谷 啓志

(72)【発明者】

【氏名】深澤 義宏

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１０７０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０００９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５１７９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－８４７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １７／０８

Ｆ２５Ｂ ３７／００

Ｆ２８Ｄ ２０／００

Ｂ０１Ｄ ５３／０４ ～ ５３／１２

Ｂ０１Ｊ ２０／００ ～ ２０／３４

Ｂ３２Ｂ １／００ ～ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着質を吸着材に吸着することで冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱用吸着器において、
熱媒体が流動する伝熱管の外周に、前記吸着材が網目状に複数段、積層されて吸着層が形成されているとともに、同じ段の前記吸着材は同方向に互いに間隙を介して並行して配置され、隣接する段の吸着材は互いに異なる方向に配置されている、蓄熱用吸着器。

【請求項2】

前記吸着材の線径をｗ（ｍｍ）及び前記吸着層の厚さをＨ（ｍｍ）としたとき、
０．９５≦ｗ≦１．４７、かつ、１３≦Ｈ≦（１１００ｗ－１６１）／５２、又は、
１．４７＜ｗ≦３．２、かつ、１３≦Ｈ≦２８、
である、請求項１に記載の蓄熱用吸着器。

【請求項3】

前記吸着材の線径ｗ（ｍｍ）が
１．１≦ｗ≦２．８
であり、
前記吸着層の厚さＨ（ｍｍ）が
１６≦Ｈ≦２１
である、請求項２に記載の蓄熱用吸着器。

【請求項4】

前記間隙は５００μｍ以下である、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の蓄熱用吸着器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱用吸着器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蒸発した吸着質、たとえば水、を吸着したり脱着したりする吸着材を含む吸着器が知られている。たとえば、下記特許文献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作動媒体を流通させる技術が開示されている。また、下記特許文献２には、板状の吸着体に形成されている複数の穴に作動流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】特許第６０４５４１３号公報

【文献】特許第５９００３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の吸着器では、熱交換媒体が流動する伝熱管の外周に、吸着材を充填して固めた吸着層を有している。この吸着層では、吸着材はランダムに充填されている。このような従来の吸着器において、吸着質の吸着を、たとえば１時間のような比較的長時間にわたって行うことで吸着量を増大させるようとするために、吸着層の厚みを増大させることが行われる。しかし、このような充填構造の吸着層の場合、吸着層の厚みを増大させるにつれて、熱抵抗及び吸着質の輸送抵抗の両方が増大することで、吸着材の利用率が却って低下することとなる。

【0005】

本開示は、吸着質を吸着材に吸着することで冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱用吸着器において、比較的長時間の吸着に適した吸着材の構造を実現することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第一の実施態様は、吸着質を吸着材に吸着することで冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱用吸着器において、熱媒体が流動する伝熱管の外周に、前記吸着材が網目状に複数段、積層されているとともに、同じ段の前記吸着材は同方向に並行して配置され、隣接する段の吸着材は互いに異なる方向に配置されている。

【0007】

すなわち、吸着材が網目状に複数段、積層されているとともに、同じ段の前記吸着材は同方向に並行して配置され、隣接する段の吸着材は互いに異なる方向に配置されているので、吸着材の間に吸着質の移動経路となる流路が設けられることになる。この流路によって、吸着質の移動抵抗が低下するので、吸着層の厚みを増大させても熱抵抗の増大をもたらすことがない。

【0008】

本開示の第二の実施態様の蓄熱用吸着器は、第一の実施態様の構成に加え、前記吸着材の線径をｗ（ｍｍ）及び前記吸着層の厚さをＨ（ｍｍ）としたとき、
０．９５≦ｗ≦１．４７、かつ、１３≦Ｈ≦（１１００ｗ－１６１）／５２、又は、
１．４７＜ｗ≦３．２、かつ、１３≦Ｈ≦２８、
である。

【0009】

ここで、上記関係式において、吸着材の線径ｗと吸着層の厚さＨとの間には、
Ｈ＝ｎｗ（ただし、ｎは２以上の自然数）
の関係がある。すなわち、線径ｗの吸着材がｎ段積層されることで、厚さＨの吸着層が形成される。

【0010】

吸着材の線径ｗと、吸着層の厚さＨとが上記関係を満たす場合、このような吸着層を有する蓄熱用吸着器では、長時間、たとえば１時間かけて吸着質を吸着するときに、吸着材の利用率が向上するとともに、冷熱又は温熱を放出する際の出力が増大する。

【0011】

本開示の第三の実施態様の蓄熱用吸着器は、第二の実施態様の構成に加え、前記吸着材の線径ｗ（ｍｍ）が
１．１≦ｗ≦２．８
であり、
前記吸着層の厚さＨ（ｍｍ）が
１６≦Ｈ≦２１
である。

【0012】

吸着材の線径ｗと、吸着層の厚さＨとが上記関係を満たす場合、このような吸着層を有する蓄熱用吸着器では、長時間、たとえば１時間かけて吸着質を吸着するときに、吸着材の利用率がさらに向上するとともに、冷熱又は温熱を放出する際の出力がさらに増大する。

【0013】

本開示の第四の実施態様は、第一から第三までのいずれかの実施態様の構成に加え、隣接する前記吸着材の間の間隙は５００μｍ以下である。

【0014】

吸着材間の間隙を５００μｍ以下とすることで、気体性状の吸着質が吸着層内で移動する経路が確保できるため、吸着層の表面のみならず内部での吸着材の利用率が向上する。なお、吸着材管の間隙の下限値は、０μｍを上回る値であれば特に限定はされないが、吸着質の移動を確保する観点から、５０μｍ以上であることが望ましい。

【発明の効果】

【0015】

本開示の実施態様は上記のように構成されているので、吸着質を吸着材に吸着することで冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱用吸着器において、比較的長時間の吸着に適した吸着材の構造が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態の吸着層を備える吸着式ヒートポンプの模式図である。

【図2】吸着体の構造を示す模式図である。

【図3】吸着層の詳細構造を示す模式図である。

【図4】吸着材が７段積層された場合の厚さＨの吸着層について、（Ａ）平均冷熱出力（ＶＣＰ）、（Ｂ）総蓄熱密度（Ｑ）及び（Ｃ）吸着材の利用率（Ｘ）の値を測定したグラフである。

【図5】吸着材が１０段積層された場合の厚さＨの吸着層について、（Ａ）平均冷熱出力（ＶＣＰ）、（Ｂ）総蓄熱密度（Ｑ）及び（Ｃ）吸着材の利用率（Ｘ）の値を測定したグラフである。

【図6】吸着材が１３段積層された場合の厚さＨの吸着層について、（Ａ）平均冷熱出力（ＶＣＰ）、（Ｂ）総蓄熱密度（Ｑ）及び（Ｃ）吸着材の利用率（Ｘ）の値を測定したグラフである。

【図7】比較例の吸着層について、（Ａ）平均冷熱出力（ＶＣＰ）、（Ｂ）総蓄熱密度（Ｑ）及び（Ｃ）吸着材の利用率（Ｘ）の値を測定したグラフである。

【図8】吸着材の線径ｗと吸着層の厚さＨとに対する平均冷熱出力（ＶＣＰ）の計算結果を示すコンター図である。

【図9】吸着材の線径ｗと吸着層の厚さＨとに対する吸着材の利用率（Ｘ）の計算結果を示すコンター図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（１）実施形態の概略構成
図１は、実施形態の吸着層２０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つの蓄熱用吸着器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３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、接続配管３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにそれぞれ配置される複数のバルブ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ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組の蓄熱用吸着器６、７と蒸発凝縮器８、９との組み合わせを利用して、温熱から冷熱を発生させる。

【0018】

蓄熱用吸着器６、７はそれぞれ、反応容器６ａ、７ａと、反応容器６ａ、７ａの内部に収容されている吸着体１と、反応容器６ａ、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において発生する吸着質の蒸気、たとえば、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、たとえば、温水の熱を用いて水蒸気を脱離する。換言すると、蓄熱用吸着器６、７は、吸着質を、吸着体１を構成する吸着材２５（図３参照）に吸着することで冷熱又は温熱を蓄熱する。

【0019】

蒸発凝縮器８、９はそれぞれ、熱媒体が流れる配管８ａ、９ａと、吸着体１に吸着される吸着質、たとえば、水を貯留する貯留容器８ｂ、９ｂと、を有する。蒸発凝縮器８、９では、接続する蓄熱用吸着器６、７のモードに応じて、貯留容器８ｂ、９ｂ内の吸着質が蒸発するときの気化熱によって配管８ａ、９ａを流れる熱媒体が冷却されたり、貯留容器８ｂ、９ｂ内の吸着質の蒸気が凝縮されて液体に戻されたりする。

【0020】

次に、図１の吸着式ヒートポンプ１０の作用について説明する。図１に示す状態では、制御部からの指令によって、蓄熱用吸着器６と蒸発凝縮器８とを接続する接続配管３ａに配置されるバルブ４ａと、蓄熱用吸着器７と蒸発凝縮器９とを接続する接続配管３ｂに配置されているバルブ４ｂとが開けられており、蓄熱用吸着器６と蒸発凝縮器９とを接続する接続配管３ｃに配置されるバルブ４ｃと、蓄熱用吸着器７と蒸発凝縮器８とを接続する接続配管３ｄに配置されているバルブ４ｄとが閉められている。

【0021】

接続配管３ａを介して接続されている蓄熱用吸着器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内に吸着質の蒸気が生成される。生成された吸着質の蒸気は、接続配管３ａを通って（白抜き矢印Ｆ１１）、蓄熱用吸着器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の配管８ａを流れる熱媒体、たとえば水は、吸着質の気化熱によって冷却される。これにより、配管８ａから冷却された熱媒体、たとえば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。

【0022】

接続配管３ｂを介して接続されている蓄熱用吸着器７と蒸発凝縮器９とでは、脱離工程として、蓄熱用吸着器７の熱交換器５に熱媒体、たとえば温水が供給される。吸着質を吸着している蓄熱用吸着器７の吸着体１では、供給される熱媒体の熱によって吸着質が吸着体１から脱離する。脱離した吸着質は蒸気として蒸発凝縮器９の内部に入り（白抜き矢印Ｆ１２）、配管９ａを流れる熱媒体、たとえば水によって凝縮され、液体、たとえば水になる。この液体の熱媒体は、次の吸着工程において利用される。

【0023】

図１の吸着式ヒートポンプ１０では、蓄熱用吸着器６、７の一方が吸着質の蒸気を吸着し、他方が吸着質を脱離することで、たとえば温水のような比較的高温の液体状の吸着質の供給による冷熱の生成が連続的に行われる。

【0024】

吸着体１は、図２に示すように、蓄熱用吸着器６、７内で熱交換器５における熱媒体の流路が細分化した伝熱管３０の外周に吸着層２０が形成された線形構造が多数束ねられた構造を有している。換言すると、熱媒体が流動する伝熱管の外周に、前記吸着材が網目状に複数段、積層されて吸着層が形成されている。吸着層２０は、図３に示すように、同方向に互いに間隙２５ａを介して並行して配置される吸着材２５が、複数段にわたって積層された網目状の構造を有している。隣接する段の吸着材２５は、図３に示すように互いに異なる方向に配置されている。

【0025】

図３に示す吸着材２５の線径をｗ（ｍｍ）とし、また、この吸着材２５が複数段（図３では例として４段）積層された吸着層２０の厚さをＨ（ｍｍ）としたとき、０．９５≦ｗ≦１．４７、かつ、１３≦Ｈ≦（１１００ｗ－１６１）／５２であるか、又は、１．４７＜ｗ≦３．２、かつ、１３≦Ｈ≦２８であることが望ましい。具体的には、詳しくは後述するが、図８のグラフにおける五角形ＡＢＣＤＥの内部の領域で特定される線径ｗ及び厚さＨで吸着材２５を形成することが望ましい。なお、吸着材２５の断面は、図３に模式的に示すような略正方形状でも、また、略円形状でも、いずれでもよい。略正方形状の場合の線径ｗは一辺の長さを表し、また、略円形状の場合の線径ｗは直径を表す。

【0026】

さらには、１．１≦ｗ≦２．８、かつ、１６≦Ｈ≦２１であることがより望ましい。具体的には、詳しくは後述するが、図８のグラフにおける長方形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′の内部の領域で特定される線径ｗ及び厚さＨで吸着材２５を形成することがより望ましい。

【0027】

吸着材２５間の間隙２５ａは、１０μｍ以上が望ましく、２０μｍ以上がさらに望ましく、５０μｍ以上が最も望ましい。また、吸着材２５間の間隙２５ａは、１０００μｍ以下が望ましく、７００μｍ以下がさらに望ましく、５００μｍ以下が最も望ましい。

【0028】

吸着材２５の材質は、通常の熱交換器における吸着材として使用できるものであれば特に限定されないが、たとえば、シリカゲル、１３Ｘゼオライト又はＹ型ゼオライトを用いることが望ましい。また、吸着材２５の材質には、カーボンのような熱伝導助剤が配合されていることが望ましい。

【実施例】

【0029】

以下、好適な吸着材の線径ｗ及び吸着層の厚さＨについて検証した。具体的には、伝熱管の内径は１ｃｍとした。また、以下に示す吸着層が設けられた伝熱管同士は、２ｍｍ間隔に配置した。吸着材２５の材料としては、粒径７４μｍのシリカゲルを主材として、これに、全体の１０質量％の割合で熱伝導助剤としてのカーボンを混合した。この材料を断面略正方形状の、線径ｗの線状に形成した吸着材を、伝熱管の外周に、図３に示すように網目状にｎ段、積層して吸着層を形成した。実施例としては、ｎ＝７（図４）、ｎ＝１０（図５）及びｎ＝１３（図６）として形成された吸着層を有する吸着体１を備えた蓄熱用吸着器について、吸着時間を１時間としたときの、平均冷熱出力（ＶＣＰ）、総蓄熱密度（Ｑ）及び吸着材の利用率（Ｘ）を測定した。平均冷熱出力（ｋＷ／ｍ^３）は、単位体積当たりの仕事率として算出した。総蓄熱密度（ＭＪ／ｍ^３）は、単位体積当たりのエネルギーとして算出した。吸着材の利用率は、理論上吸着し得る吸着質の量に対する、実際に吸着した吸着質の量の割合で算出した。また、比較例として、吸着材２５と同じ材料を所定の厚さＨの充填構造で伝熱管３０の外周に付着させた吸着層２０についても同様に平均冷熱出力（ＶＣＰ）、総蓄熱密度（Ｑ）及び吸着材の利用率（Ｘ）の測定を行った（図７）。

【0030】

なお、図４～図７においては、平均冷熱出力（ＶＣＰ）と吸着層の厚さ（Ｈ、単位ｍｍ）との関係をそれぞれ縦軸と横軸とにプロットしたグラフを（Ａ）として、総蓄熱密度（Ｑ）と吸着層の厚さ（Ｈ）との関係をそれぞれ縦軸と横軸とにプロットしたグラフを（Ｂ）として、及び、吸着材の利用率（Ｘ）吸着層の厚さ（Ｈ）との関係をそれぞれ縦軸と横軸とにプロットしたグラフを（Ｃ）として、それぞれ表している。

【0031】

図４は、ｎ＝７、すなわち、吸着材を７段積層して吸着層を形成した場合を示している。図４（Ａ）に示すように、吸着層の厚さＨが増すにつれて平均冷熱出力（ＶＣＰ）は増加し、約１６．８ｍｍのところで４０ｋＷ／ｍ^３を上回るピークを示した。厚さＨがそれ以上になると、平均冷熱出力は緩やかな減少傾向を示した。一方、図４（Ｂ）に示すように、総蓄熱密度（Ｑ）は、吸着層の厚さＨが増すにつれて増加したが、図４（Ａ）でピークを示した厚さＨの値以上になると増加の度合いはプラトーに近づくように思われた。また、図４（Ｃ）に示すように、吸着材の利用率（Ｘ）は吸着層の厚さＨが０を上回ると急激に０．７５を超える値となるが、やはり図４（Ａ）でピークを示した厚さＨの値を境に減少傾向を示した。よって、図４（Ａ）～（Ｃ）を総合すると、吸着層の厚さＨが約１６．８ｍｍ、及びこれをｎで除した吸着材の線径ｗが２．４ｍｍの近傍の組み合わせが、蓄熱用吸着器としては望ましいことが分かった。

【0032】

図５は、ｎ＝１０、すなわち、吸着材を１０段積層して吸着層を形成した場合を示している。図５（Ａ）に示すように、吸着層の厚さＨが増すにつれて平均冷熱出力（ＶＣＰ）は増加し、約１８ｍｍのところで４０ｋＷ／ｍ^３を上回るピークを示した。厚さＨがそれ以上になると、平均冷熱出力は緩やかな減少傾向を示した。一方、図５（Ｂ）に示すように、総蓄熱密度（Ｑ）は、吸着層の厚さＨが増すにつれて増加したが、図５（Ａ）でピークを示した厚さＨの値以上になると増加の度合いはプラトーに近づくように思われた。また、図５（Ｃ）に示すように、吸着材の利用率（Ｘ）は吸着層の厚さＨが０を上回ると急激に０．７５を超える値となるが、やはり図５（Ａ）でピークを示した厚さＨの値を境に減少傾向を示した。よって、図５（Ａ）～（Ｃ）を総合すると、吸着層の厚さＨが約１８ｍｍ、及びこれをｎで除した吸着材の線径ｗが１．８ｍｍの近傍の組み合わせが、蓄熱用吸着器としては望ましいことが分かった。

【0033】

図６は、ｎ＝１３、すなわち、吸着材を１３段積層して吸着層を形成した場合を示している。図６（Ａ）に示すように、吸着層の厚さＨが増すにつれて平均冷熱出力（ＶＣＰ）は増加し、約１９．５ｍｍのところで４０ｋＷ／ｍ^３を上回るピークを示した。厚さＨがそれ以上になると、平均冷熱出力は緩やかな減少傾向を示した。一方、図６（Ｂ）に示すように、総蓄熱密度（Ｑ）は、吸着層の厚さＨが増すにつれて増加したが、図６（Ａ）でピークを示した厚さＨの値以上になると増加の度合いはプラトーに近づくように思われた。また、図６（Ｃ）に示すように、吸着材の利用率（Ｘ）は吸着層の厚さＨが０を上回ると急激に０．７５を超える値となるが、やはり図６（Ａ）でピークを示した厚さＨの値を境に減少傾向を示した。よって、図６（Ａ）～（Ｃ）を総合すると、吸着層の厚さＨが約１９．５ｍｍ、及びこれをｎで除した吸着材の線径ｗが１．５ｍｍの近傍の組み合わせが、蓄熱用吸着器としては望ましいことが分かった。

【0034】

なお、図７に示す比較例では、吸着層が積層構造を有さないためか、図７（Ｃ）に示すように厚さＨが約３ｍｍと各実施例に比べ５分の１を下回る値で吸着材の利用率（Ｘ）がピークに達し、しかもそれ以上の厚さＨになると急激に減少した。平均冷熱出力（ＶＣＰ）についても同様であった（図７（Ａ））。なお、図７（Ｂ）に示す総蓄熱密度（Ｑ）については吸着層の厚さＨが増すにつれて増加したのは各実施例と同様であった。

【0035】

以上、吸着材が複数段積層された吸着層を有することで、積層構造を取らない充填構造の場合よりも、吸着材が吸着質と接触しやすくなることで、吸着材の利用率（Ｘ）が向上し、平均冷熱出力（ＶＣＰ）が高くなるような吸着層の厚さＨも大きくなった。なお、総蓄熱密度（Ｑ）については、吸着材の材質に依存すると思われるため各実施例及び比較例の間では大差はなかったものの、吸着材の利用率（Ｘ）及び平均冷熱出力（ＶＣＰ）を高くしつつ吸着層の厚さＨを大きくできるので、蓄熱用吸着器全体としての総蓄熱量は増大すると考えられる。

【0036】

図８は、図４（Ａ）、図５（Ａ）及び図６（Ａ）にプロットされた各点を、ｘ軸に吸着層の厚さＨ、ｙ軸にＨをｎで除して得られる吸着材の線径ｗ、ｚ軸に平均冷熱出力（ＶＣＰ）を三次元プロットした立体グラフに基づいて作成したコンター図である。図８中に記載されている数値は、当該領域の平均冷熱出力（ＶＣＰ）の数値範囲を表す。また、図９は、図４（Ｃ）、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）にプロットされた各点を、ｘ軸に吸着層の厚さＨ、ｙ軸にＨをｎで除して得られる吸着材の線径ｗ、ｚ軸に吸着材の利用率（Ｘ）を三次元プロットした立体グラフに基づいて作成したコンター図である。図９中に記載されている数値は、当該領域の吸着材の利用率（Ｘ）の数値範囲を表す。なお、図８及び図９のグラフにおいて左上で斜線が施されていない領域は、吸着材が積層される段数であるｎの値が大きくなり過ぎるために、数値の補完ができなった領域を示す。

【0037】

図８において、ｗ＝１．４７かつＨ＝２８である点Ａ、ｗ＝３．２かつＨ＝２８である点Ｂ、ｗ＝３．２かつＨ＝１３である点Ｃ、ｗ＝０．９５かつＨ＝１３である点Ｄ、及びｗ＝０．９５かつＨ＝１７である点Ｅで囲まれる五角形ＡＢＣＤＥの範囲内の線径ｗ及び厚さＨを有する吸着材は、少なくとも４０ｋＷ／ｍ^３の平均冷熱出力（ＶＣＰ）が得られることが分かる。

【0038】

ここで、点Ａと点Ｅとを通る直線ＡＥは、線径ｗと厚さＨとの関数と見ることができる。この関数を仮に、
Ｈ＝ａｗ＋ｂ・・・式（１）
とする。ここで、上記式（１）中のａはこの直線の傾きを、ｂはこの直線のｙ切片をそれぞれ表す。

【0039】

この式１に、点Ａのｗ＝１．４７及びＨ＝２８並びに点Ｅのｗ＝０．９５かつＨ＝１７を代入して得られる連立方程式を解くことで上記式（１）中のａ及びｂの値が求められる。その結果、直線ＡＥは、
Ｈ＝（１１００ｗ－１６１）／５２・・・式（２）
と表すことができる。したがって、
Ｈ≦（１１００ｗ－１６１）／５２
である領域は、図８において直線ＡＥの下側の領域である。

【0040】

すなわち、図８中の五角形ＡＢＣＤＥ内の範囲内の吸着材の線径ｗと吸着層の厚さＨとの関係は、
０．９５≦ｗ≦１．４７、かつ、１３≦Ｈ≦（１１００ｗ－１６１）／５２、又は、
１．４７＜ｗ≦３．２、かつ、１３≦Ｈ≦２８、
と表される。

【0041】

すなわち、吸着材の線径ｗ及び吸着層の厚さＨが上記の関係を満たす場合、この吸着剤を使用した蓄熱用吸着器では、４０ｋＷ／ｍ^３以上と、高い値の平均冷熱出力（ＶＣＰ）が得られることになる。なお、この範囲を図９に当てはめると、吸着材の線径ｗ及び吸着層の厚さＨが上記の関係を満たす場合、吸着材の利用率（Ｘ）はほぼ０．７５以上とこれも高い値が得られることになる。

【0042】

なお、図８において、ｗ＝１．１かつＨ＝２１である点Ａ′、ｗ＝２．８かつＨ＝２１である点Ｂ′、ｗ＝２．８かつＨ＝１６である点Ｃ′、ｗ＝１．１かつＨ＝１６である点Ｄ′で囲まれる長方形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′の範囲内の線径ｗ及び厚さＨを有する吸着材は、少なくとも４２．５ｋＷ／ｍ^３と、さらに高い平均冷熱出力（ＶＣＰ）が得られることが分かる。なお、図９から、この長方形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′の範囲内の吸着材の利用率（Ｘ）は０．７５を上回っている。

【0043】

すなわち、吸着材の線径ｗ（ｍｍ）が
１．１≦ｗ≦２．８
であり、また、吸着層の厚さＨ（ｍｍ）が
１６≦Ｈ≦２１
であることにより、この吸着剤を使用した蓄熱用吸着器では、さらに高い値の平均冷熱出力（ＶＣＰ）が安定して得られることになる。

【符号の説明】

【0044】

１ 吸着体
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 接続配管
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ バルブ
５ 熱交換器
６ 蓄熱用吸着器
６ａ 反応容器
７ 蓄熱用吸着器
７ａ 反応容器
８ 蒸発凝縮器
８ａ 配管
８ｂ 貯留容器
９ 蒸発凝縮器
９ａ 配管
９ｂ 貯留容器
１０ 吸着式ヒートポンプ
２０ 吸着層
２５ 吸着材
２５ａ 間隙
３０ 伝熱管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】