JP4760669B2 - Adsorption module and method of manufacturing adsorption module - Google Patents
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Description
本発明は、吸着モジュールおよび吸着モジュールの製造方法に関し、例えば吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を用いて冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着器に適用して好適なものである。 The present invention relates to an adsorption module and a production method of the adsorption module, and is suitable for application to an adsorber that evaporates the refrigerant by using, for example, the action of the adsorbent adsorbing the gas-phase refrigerant and exhibits the refrigerating capacity by the latent heat of vaporization. Is.
従来この種の吸着器は、吸着剤を充填した吸着熱交換器と、吸着剤が吸着／脱離する被吸着媒体が蒸発／凝縮する熱交換器とを有し、これら熱交換器を、吸着器の外枠を構成する真空保持可能な容器内に収容するものがある（特許文献１参照）。 Conventionally, this type of adsorber has an adsorption heat exchanger filled with an adsorbent and a heat exchanger in which an adsorbed medium adsorbed / desorbed evaporates / condenses. Some are housed in a vacuum-holdable container that constitutes the outer frame of the vessel (see Patent Document 1).
特許文献１の開示する技術では、吸着熱交換器に、銅粉などを焼結したものが伝熱促進材として利用されている。この技術では、上記銅粉と吸着剤を混合し、焼結形成させたもので、熱交換媒体が流れる伝熱管を一体的に被包している。
In the technique disclosed in
なお、吸着器を構成する吸着熱交換器および上記熱交換器を個別に製作し、次いで容器の内部に、個々に製作された吸着熱交換器および熱交換器を収容した状態で、気密に組付けられている。
しかしながら、上記特許文献１による従来技術では、吸着剤が充填された吸着熱交換器とこれを内部に収容する容器とをそれぞれ別々に製作した後に、これらを組み付けて一体化する構成となっているため、多くの製造工程を要するという問題があった。
However, the prior art disclosed in
発明者らは、伝熱管を容器内に配置して伝熱管の周辺部に銅粉を充填し、次いで炉中で、この真空容器と伝熱管とのろう付けと、銅粉などの金属粉を多孔質伝熱体とした焼結結合とを同時に行なうことにより、吸着モジュールを得ることを検討している。 The inventors arrange the heat transfer tube in the container and fill the periphery of the heat transfer tube with copper powder, and then braze the vacuum container and the heat transfer tube in the furnace, and add metal powder such as copper powder. We are studying to obtain an adsorption module by simultaneously carrying out sintering bonding as a porous heat transfer body.
このような吸気モジュールでは、容器内に金属粉が充填されているために、伝熱管と容器とのろう付け部に金属粉が接触する可能性がある。場合によっては、炉中で容器と伝熱管とのろう付けを行なう際に、溶けたろう材が伝熱管と容器との接合部から金属粉によって吸上げられ、ろう付け不良を発生させるおそれがある。 In such an intake module, since the metal powder is filled in the container, the metal powder may come into contact with the brazed portion between the heat transfer tube and the container. In some cases, when brazing the container and the heat transfer tube in the furnace, the molten brazing material is sucked up by the metal powder from the joint between the heat transfer tube and the container, which may cause a brazing failure.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、焼結体として焼結結合される金属粉によるろう材吸上げを防止する吸着モジュールおよび吸着モジュールの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an adsorption module and a method for producing the adsorption module that prevent the brazing material from being sucked up by the metal powder sintered and bonded as a sintered body. It is to provide.
また、別の目的は、焼結体として焼結結合される金属粉によるろう材吸上げを防止するとともに、優れた生産性が図れる吸着モジュールおよび吸着モジュールの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an adsorption module and a method for producing the adsorption module that can prevent the brazing material from being sucked up by the metal powder that is sintered and bonded as a sintered body, and that can achieve excellent productivity.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
すなわち、請求項１乃至１３に記載の発明では、熱交換媒体が流れる複数の熱媒体管（２１）と、熱媒体管（２１）の周囲に多孔質伝熱体（２３）として焼結結合された金属粉（２３ｂ）と、熱媒体管（２１）の周辺部に存在する吸着剤（２４）と、多孔質伝熱体（２３）および吸着剤（２４）を、真空保持可能に内部に収容する筐体（３）とを備えた吸気モジュールにおいて、筐体（３）は、内部の収容空間を、ろう材（８１）によって互いにろう付けされた複数の部材（３１、３２、３３、３４、３５）によって区画されるように構成され、熱媒体管（２１）は、複数の部材（３１、３２、３３、３４、３５）のうち、熱媒体管（２１）が貫通する支持部材（３２、３３）とろう材（８１）によってろう付けされるように構成され、
筐体（３）のろう付け部を接合するろう材が配置されている部位と、多孔質伝熱体（２３）として焼結結合された金属粉（２３ｂ）との間に、隙間（δ）が設けられていることを特徴とする。
That is, in the inventions according to
A gap (δ) between a portion where the brazing material for joining the brazing portion of the housing (3) is disposed and the metal powder (23b) sintered and bonded as the porous heat transfer body (23) Is provided.
これによると、筐体（３）のろう付け部を接合するろう材（８１）が配置されている部位と、熱媒体管（２１）の外側を覆う多孔質伝熱体（２３）の金属粉（２３ｂ）との間に、隙間（δ）が設けられているので、ろう材（８１）が配置されるろう付け部と金属粉（２３ｂ）が接触することはない。したがって、ろう付けのために炉中等で加熱される際に、多孔質伝熱体（２３）として焼結される金属粉（２３ｂ）によるろう材（８１）吸上げを防止することができる。 According to this, the metal powder of the porous heat-transfer body (23) which covers the site | part by which the brazing material (81) which joins the brazing part of a housing | casing (3) is arrange | positioned, and the outer side of a heat-medium pipe | tube (21). Since there is a gap (δ) between (23b) and the brazing part (81), the brazing part and the metal powder (23b) do not contact each other. Accordingly, it is possible to prevent the brazing material (81) from being sucked up by the metal powder (23b) sintered as the porous heat transfer body (23) when heated in a furnace or the like for brazing.
また、請求項２に記載の発明では、多孔質伝熱体（２３）は、粉末状、粒子状、および繊維状のいずれかの金属粉（２３ｂ）を焼結することによって形成されていることを特徴とする。
In the invention according to
これによると、請求項１の記載の如く、ろう材が配置されている部位と、金属粉（２３ｂ）との間に隙間（δ）を設けているため、多孔質伝熱体（２３）を焼結により形成する金属粉（２３ｂ）の形状が、粉末状、粒子状、および繊維状のいずれの形状であっても、金属粉（２３ｂ）によるろう材（８１）吸上げが防止される。
According to this, as described in
また、隙間（δ）は、請求項３に記載の発明の如く、筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）を圧縮して形状維持させることによって、形成されていることが好ましい。
The gap (δ) is preferably formed by compressing and maintaining the shape of the metal powder (23b) filled in the housing (3) as in the invention described in
一般に、吸着剤を、多孔質伝熱体の細孔すなわち金属粉間に形成された細孔に充填するために、例えば筐体内に、金属粉および吸着剤を充填した後に、筐体内に充填された金属粉を外部から圧縮する。 Generally, in order to fill the adsorbent into the pores of the porous heat transfer body, that is, the pores formed between the metal powders, for example, the case is filled with the metal powder and the adsorbent and then filled into the case. Compressed metal powder from the outside.
これに対して請求項３に記載の発明では、前述の圧縮を、筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）が形状維持する程度に金属粉（２３ｂ）を押し当てるようにするだけでよいので、構成を複雑にすることなく、安価な吸着モジュールを提供することが可能である。
On the other hand, in the invention described in
また、隙間（δ）内には、請求項４に記載の発明の如く、筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）を保持する仮止め板（４１）が設けられていることが好ましい。 Further, in the gap (δ), a temporary fixing plate (41) for holding the metal powder (23b) filled in the housing (3) is provided as in the invention described in claim 4. Is preferred.
これにより、筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）を仮止め板（４１）で押し当てる等して金属粉（２３ｂ）を保持することができるので、筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）の形状維持が確実にでき、従って隙間（δ）が確実に確保される。 As a result, the metal powder (23b) filled in the housing (3) can be held by pressing the metal powder (23b) with the temporary fixing plate (41). The shape of the metal powder (23b) filled in can be reliably maintained, and therefore the gap (δ) is reliably ensured.
特に、請求項５に記載の発明では、仮止め板（４１）は、弾性体で形成されていることを特徴とする。 In particular, the invention according to claim 5 is characterized in that the temporary fixing plate (41) is formed of an elastic body.
これによると、仮止め板（４１）は弾性体で形成されているため、隙間（δ）内に仮止め板（４１）を配置することによって金属粉（２３ｂ）を押し当てることができる。したがって、隙間（δ）確保のために、仮止め板（４１）を筐体内に入れるだけで、金属粉（２３ｂ）間の細孔に吸着剤（２４）を充填することが可能である。 According to this, since the temporary fixing plate (41) is formed of an elastic body, the metal powder (23b) can be pressed by disposing the temporary fixing plate (41) in the gap (δ). Therefore, it is possible to fill the adsorbent (24) into the pores between the metal powders (23b) simply by inserting the temporary fixing plate (41) into the housing in order to ensure the gap (δ).
また、請求項６に記載の発明は、仮止め板（４１）は、ろう材（８１）と交わらない濡れ性の悪い材料からなることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that the temporary fixing plate (41) is made of a material having poor wettability that does not intersect with the brazing material (81).
これによると、仮止め板（４１）は、鉄、鋼等の鉄系金属または、カーボン、セラミック等の非金属などの、ろう材（８１）と交わらない濡れ性の悪い材料からなることが好ましい。このような材料からなる仮止め板（４１）が、金属粉（２３ｂ）とろう付け部との間の隙間（δ）内に挟み込まれているので、ろう付けのために炉中等で加熱時に、溶けたろう材（８１）がろう付け部から垂れるような場合があったとしても、垂れたろう材（８１）が金属粉（２３ｂ）へ到達するのを抑制できる。 According to this, it is preferable that the temporary fixing plate (41) is made of a material with poor wettability that does not intersect with the brazing material (81), such as iron-based metal such as iron or steel, or non-metal such as carbon or ceramic. . Since the temporary fixing plate (41) made of such a material is sandwiched in the gap (δ) between the metal powder (23b) and the brazing portion, during heating in a furnace or the like for brazing, Even if the melted brazing material (81) hangs down from the brazing portion, the dripping brazing material (81) can be prevented from reaching the metal powder (23b).
また、請求項７に記載の発明は、仮止め板（４１）は、金属粉（２３ｂ）に接触し、かつ筐体（３）の内周壁の形状に沿う本体部（４１ａ）と、本体部（４１ａ）から隙間（δ）の延在方向に延びる脚部（４１ｂ）とを有し、脚部（４１ｂ）は、内周壁に対して、隙間（δ）の延在方向に向けて離れるように傾斜していることを特徴とする。 In the invention according to claim 7, the temporary fixing plate (41) is in contact with the metal powder (23b) and conforms to the shape of the inner peripheral wall of the housing (3). Leg portion (41b) extending in the extending direction of the gap (δ) from (41a), and the leg portion (41b) is separated from the inner peripheral wall in the extending direction of the gap (δ). It is characterized by being inclined.
これによると、仮止め板（４１）に、金属粉（２３ｂ）に接触しかつ筐体（３）の内周壁の形状に沿う本体部（４１ａ）から、隙間（δ）の延在方向に延びる脚部（４１ｂ）を設ける場合において、脚部（４１ｂ）は、内周壁に対して、隙間（δ）の延在方向に向けて離れるように傾斜していることが好ましい。これにより、筐体（３）のろう付け部に配置されたろう材（８１）に、仮止め板（４１）が直接接触するのを回避することができる。したがって、溶けたろう材（８１）が仮止め板（４１）の面に沿って金属粉（２３ｂ）側へ流れるようなことはない。 According to this, the temporary fastening plate (41) extends in the extending direction of the gap (δ) from the main body (41a) that contacts the metal powder (23b) and follows the shape of the inner peripheral wall of the housing (3). In the case where the leg portion (41b) is provided, the leg portion (41b) is preferably inclined so as to be separated from the inner peripheral wall in the extending direction of the gap (δ). Thereby, it can avoid that the temporary fix | stop plate (41) contacts the brazing | wax material (81) arrange | positioned at the brazing part of a housing | casing (3) directly. Therefore, the molten brazing material (81) does not flow toward the metal powder (23b) along the surface of the temporary fixing plate (41).
また、請求項８に記載の発明は、仮止め板（４１）は、金属粉（２３ｂ）に接触し、かつ筐体（３）の内周壁の形状に沿うように形成され、
筐体（３）の内周壁には、仮止め板（４１）を係止する係止部（３１ｋ）が設けられていることを特徴とする。
Moreover, invention of
The inner peripheral wall of the housing (3) is provided with a locking part (31k) for locking the temporary fixing plate (41).
これによると、筐体（３）の内周壁に、仮止め板（４１）を係止する係止部（３１ｋ）を設けているので、係止部（３１ｋ）で仮止め板（４１）を係止することによって隙間（δ）を形成するとともに、係止部（３１ｋ）によって内周壁に係止された仮止め板（４１）で、筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）を保持することができる。 According to this, since the locking portion (31k) for locking the temporary fixing plate (41) is provided on the inner peripheral wall of the housing (3), the temporary fixing plate (41) is attached to the locking portion (31k). The metal powder (23b) filled in the housing (3) is formed by the temporary fixing plate (41) locked to the inner peripheral wall by the locking portion (31k) while forming the gap (δ) by locking. ) Can be held.
また、請求項９に記載の発明は、隙間（δ）は、熱媒体管（２１）の軸方向に延びる端部のうちの一方の端部側に設けられ、端部のうち少なくとも他方の端部間は連続的に接続され、熱交換媒体は熱媒体管（２１）内を少なくとも一方方向に流通可能であることを特徴とする。 In the invention according to claim 9, the gap (δ) is provided on one end side of the end portion extending in the axial direction of the heat medium pipe (21), and at least the other end of the end portions. The sections are continuously connected, and the heat exchange medium can flow in the heat medium pipe (21) in at least one direction.
これによると、隙間（δ）を、熱媒体管（２１）の軸方向に延びる端部のうちの一方の端部側に設ける場合において、端部のうち少なくとも他方の端部間を連続的に接続し、熱媒体管（２１）内を熱交換媒体が少なくとも一方方向に流通可能となる構成にすることが好ましい。このような構成にすることにより、隙間（δ）を設けるための、仮止め板等の部材を追加することなく、金属粉（２３ｂ）によるろう材（８１）吸上げを防止することができる。 According to this, in the case where the gap (δ) is provided on one end side of the end portions extending in the axial direction of the heat medium pipe (21), at least the other end portion among the end portions is continuously provided. It is preferable to connect the heat medium pipe (21) so that the heat exchange medium can flow in at least one direction. With such a configuration, it is possible to prevent the brazing material (81) from being sucked up by the metal powder (23b) without adding a member such as a temporary fixing plate for providing the gap (δ).
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の吸着モジュール（１）は、被吸着媒体が流れる被吸着媒体通路（２５）を備え、被吸着媒体通路（２５）は、熱媒体管（２１）の間に配置されていることを特徴とする。
Further, in the invention described in claim 10, the adsorption module (1) according to any one of
熱媒体管（２１）の周辺部に多孔質伝熱体（２３）および吸着剤（２４）を設ける場合において、多孔質伝熱体（２３）は、金属粉（２３ｂ）を焼結体としたいわゆる伝熱フィンとすることにより、この伝熱フィン内に充填された吸着剤（２４）との接触面積が増え伝熱特性が向上する。しかしながら、多孔質伝熱体（２３）における熱媒体管（２１）の周辺部の厚さによっては、吸着剤（２４）が被吸着媒体を吸着／脱離する際の被吸着媒体の拡散抵抗によって、吸着剤（２４）の吸着／脱離速度が狙い通り上がらず、結果的には冷却性能を向上させることができないおそれがある。 In the case where the porous heat transfer body (23) and the adsorbent (24) are provided in the periphery of the heat transfer medium tube (21), the porous heat transfer body (23) is made of a metal powder (23b) as a sintered body. By using a so-called heat transfer fin, the contact area with the adsorbent (24) filled in the heat transfer fin is increased, and the heat transfer characteristics are improved. However, depending on the thickness of the peripheral portion of the heat medium pipe (21) in the porous heat transfer body (23), the diffusion resistance of the adsorbed medium when the adsorbent (24) adsorbs / desorbs the adsorbed medium. The adsorption / desorption rate of the adsorbent (24) does not increase as intended, and as a result, the cooling performance may not be improved.
これに対して請求項１０に記載の発明は、被吸着媒体が流れる被吸着媒体通路（２５）を、熱媒体管（２１）の間に設けるので、多孔質伝熱体（２３）内部の吸着剤（２４）に被吸着媒体を浸透させ易くなり、被吸着媒体の拡散抵抗を低減することができる。 On the other hand, in the invention described in claim 10, since the adsorbed medium passage (25) through which the adsorbed medium flows is provided between the heat medium pipes (21), the adsorption inside the porous heat transfer body (23). The adsorbed medium can easily penetrate into the agent (24), and the diffusion resistance of the adsorbed medium can be reduced.
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の吸着モジュール（１）において、筐体（３）は、内部に被吸着媒体を封入し、外部の蒸発器および凝縮器と被吸着媒体を流通可能に結合するように構成されており、吸着時には蒸発器側より被吸着媒体が流入し、脱離時には凝縮器側へ被吸着媒体が流出することを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the adsorption module (1) according to any one of
これによると、吸着時および脱離時において、別個に設けた蒸発器および凝縮器へ被吸着媒体を導くように構成されているので、蒸発器および凝縮器は、脱離時および吸着時における無駄エネルギを生じない。 According to this, since the adsorbed medium is guided to the separately provided evaporator and condenser at the time of adsorption and desorption, the evaporator and the condenser are wasted at the time of desorption and adsorption. Does not produce energy.
また、請求項１２に記載の発明は、多孔質伝熱体（２３）の金属粉（２３ｂ）は、銅または銅合金からなり、熱媒体管（２１）は、銅または銅合金からなることを特徴とする。 In the invention according to claim 12, the metal powder (23b) of the porous heat transfer body (23) is made of copper or a copper alloy, and the heat medium pipe (21) is made of copper or a copper alloy. Features.
これによると、伝熱特性に優れた多孔質伝熱体（２３）と熱媒体管（２１）が焼結結合することにより、これらが単に接触するだけではなく、金属的に接合できるので、伝熱向上が効果的に図れる。 According to this, since the porous heat transfer body (23) excellent in heat transfer characteristics and the heat medium pipe (21) are sintered and bonded, they can be joined not only in contact but also in metal. Heat improvement can be achieved effectively.
また、請求項１３に記載の発明は、金属粉（２３ｂ）は、焼結温度がろう材（８１）のろう付け温度と同じ温度とするように構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 13 is characterized in that the metal powder (23b) is configured such that the sintering temperature is the same as the brazing temperature of the brazing material (81).
これによると、ろう材（８１）によるろう付け部の接合と、金属粉（２３ｂ）の焼結による多孔質伝熱体（２３）の形成が、一度の炉内でのろう付け温度による加熱によって、同時に行なえるので、優れた生産性が図れる吸着モジュールを提供することができる。 According to this, the joining of the brazing portion by the brazing material (81) and the formation of the porous heat transfer body (23) by the sintering of the metal powder (23b) are performed by heating at the brazing temperature once in the furnace. Therefore, it is possible to provide an adsorption module capable of achieving excellent productivity.
また、請求項１４乃至１７に記載の発明は、熱交換媒体が流れる熱媒体管（２１）と、熱媒体管（２１）に多孔質伝熱体（２３）として焼結結合された、粉末状、粒子状、および繊維状のいずれかの金属粉（２３ｂ）と、熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に存在する吸着剤（２４）とを筐体（３）内部に備えた吸着モジュールの製造方法において、
熱媒体管（２１）を筐体（３）内部に配置して組付ける組付工程と、筐体（３）内部に金属粉（２３ｂ）と吸着剤（２４）を混合して入れて、金属粉（２３ｂ）および吸着剤（２４）を熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に位置させ、かつ充填された金属粉（２３ｂ）を圧縮して形状維持する充填工程と、充填工程において金属粉（２３ｂ）および吸着剤（２４）を入れた充填口を閉じて、ろう付け前の筐体を形成するろう付け前の筐体形成工程と、ろう付け前の筐体を炉内に入れて加熱することにより、金属粉（２３ｂ）を焼結して多孔質伝熱体（２３）を形成するするとともに、熱媒体管（２１）と筐体（３）とのろう付け結合するろう付け工程とを備えていることを特徴とする。
Further, the invention according to any one of claims 14 to 17 is a powder-like heat medium pipe (21) through which a heat exchange medium flows, and a powder-like powder that is sintered and bonded as a porous heat transfer body (23) to the heat medium pipe (21). , Particulate and fibrous metal powder (23b) and an adsorbent (24) present in the periphery (22) of the heat medium pipe (21) provided inside the housing (3) In the module manufacturing method,
An assembly process for arranging and assembling the heat medium pipe (21) inside the housing (3), and mixing the metal powder (23b) and the adsorbent (24) inside the housing (3) In the filling step of positioning the powder (23b) and the adsorbent (24) in the peripheral portion (22) of the heat medium pipe (21) and compressing the filled metal powder (23b) to maintain the shape, Close the filling port containing the metal powder (23b) and the adsorbent (24) to form a housing before brazing to form a housing before brazing, and put the housing before brazing into the furnace. By heating, the metal powder (23b) is sintered to form the porous heat transfer body (23), and the brazing of the heat medium pipe (21) and the casing (3) is performed by brazing. And a process.
これによると、熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に金属粉を焼結する工程、吸着剤（２４）が吸着作用を発揮できる状態にする工程、および吸着モジュール（１）を構成する部品同士をろう付け結合する工程を、ろう付け工程によって実施するので、製造工程数を低減した効率的な製造方法を提供することができる。 According to this, the process which sinters metal powder to the peripheral part (22) of a heat-medium pipe | tube (21), the process which makes an adsorbent (24) the state which can exhibit an adsorption effect, and an adsorption module (1) are comprised. Since the process of brazing and joining parts is performed by the brazing process, an efficient manufacturing method with a reduced number of manufacturing processes can be provided.
なお、充填された金属粉を形状維持するための圧縮は、治具を用いて治具を金属粉に押し当てることにより圧縮するもの、仮止め板を設けて仮止め板を金属粉に押し当てるもの、および、筐体内で仮止め板に保持された金属粉を、仮止め板とは反対側から治具などで押し当てるものなど、いずれであってもよい。 In addition, the compression for maintaining the shape of the filled metal powder is performed by pressing the jig against the metal powder using a jig, or providing a temporary fixing plate and pressing the temporary fixing plate against the metal powder. Any of such a thing and the thing which presses the metal powder hold | maintained by the temporary fix | stop plate within the housing | casing with a jig | tool etc. from the opposite side to a temporary fix | stop plate may be sufficient.
前述の吸着モジュールの製造方法において、請求項１５乃至１６に記載の如く、熱媒体管（２１）の間に配置された被吸着媒体通路（２５）をさらに備える吸着モジュールの場合には、充填工程は、筐体（３）内部に金属粉（２３ｂ）と吸着剤（２４）を混合して入れて、金属粉（２３ｂ）および吸着剤（２４）を熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に位置させるとともに、被吸着媒体通路（２５）を熱媒体管（２１）の間に位置させ、かつ、充填された金属粉（２３ｂ）を圧縮して形状維持することが好ましい。 In the above-mentioned method for manufacturing an adsorption module, in the case of an adsorption module further comprising an adsorbed medium passage (25) arranged between the heat medium pipes (21) as in claims 15 to 16, a filling step The metal powder (23b) and the adsorbent (24) are mixed and put in the housing (3), and the metal powder (23b) and the adsorbent (24) are placed around the heat medium pipe (21) (22). ), The adsorbed medium passage (25) is preferably positioned between the heat medium pipes (21), and the filled metal powder (23b) is preferably compressed to maintain the shape.
これによると、筐体（３）内の熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に金属粉（２３ｂ）および吸着剤（２４）を位置させる工程、熱媒体管（２１）の間に被吸着媒体通路（２５）を位置させる工程、および筐体（３）内に充填された金属粉（２３ｂ）を圧縮して隙間（δ）を形成する工程を、充填工程によって実施するので、優れた生産性向上が図れる。 According to this, the step of positioning the metal powder (23b) and the adsorbent (24) on the peripheral part (22) of the heat medium pipe (21) in the housing (3), the heat medium pipe (21) is covered. Since the step of positioning the adsorption medium passage (25) and the step of compressing the metal powder (23b) filled in the housing (3) to form the gap (δ) are carried out by the filling step, it is excellent. Productivity can be improved.
特に、請求項１６に記載の発明の如く、充填工程においては、被吸着媒体通路（２５）を設けるための治具を熱媒体管（２１）の間に配置することが好ましい。 In particular, as in the invention described in claim 16, in the filling step, it is preferable to arrange a jig for providing the adsorbed medium passageway (25) between the heat medium pipes (21).
これによると、熱媒体管（２１）の周辺部（２２）で混合されている金属粉（２３ｂ）と吸着剤（２４）に、治具を挿入するだけで、被吸着媒体通路（２５）の空間を確保することができる。 According to this, just by inserting a jig into the metal powder (23b) and the adsorbent (24) mixed in the peripheral part (22) of the heat medium pipe (21), the adsorbent medium passage (25) Space can be secured.
また、請求項１７に記載の発明では、多孔質伝熱体（２３）の金属粉（２３ｂ）は、銅または銅合金であり、熱媒体管（２１）は、銅または銅合金からなり、
ろう付け工程においてろう付け結合するために用いられるろう材（８１）の溶融温度は、７００〜１０００°Ｃの範囲にあることを特徴とする。
In the invention according to claim 17, the metal powder (23b) of the porous heat transfer body (23) is copper or a copper alloy, and the heat medium pipe (21) is made of copper or a copper alloy,
The melting temperature of the brazing material (81) used for brazing in the brazing process is characterized by being in the range of 700-1000 ° C.
これによると、７００〜１０００°Ｃの範囲は銅粉が焼結する温度であるので、ろう付け前の筐体（３）を炉内に一度通すことにより、ろう付け結合と焼結を同時に実施することができる。 According to this, since the range of 700-1000 ° C is the temperature at which the copper powder sinters, brazing and sintering are simultaneously performed by passing the housing (3) before brazing once through the furnace. can do.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における吸着モジュールを、図１から図７に従って説明する。図１は本実施形態の吸着モジュールを示す外観図である。図２は図１中のIIからみた横断面図である。図３は図２中のIIIからみた縦断面図である。図４は図２中の吸着剤充填層を示す模式的断面図である。図５は図３中に設けた隙間周りを拡大した部分断面図である。図６は図３中の仮止め板を示す図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図である。図７は本実施形態の吸着モジュールの製造方法の一例について、製造工程を示す流れ図である。
(First embodiment)
The adsorption module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external view showing the adsorption module of this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the adsorbent packed bed in FIG. FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view around the gap provided in FIG. 6A and 6B are diagrams showing the temporary fixing plate in FIG. 3, in which FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a front view. FIG. 7 is a flowchart showing a manufacturing process for an example of the manufacturing method of the adsorption module of the present embodiment.
図１に示す吸着モジュール１は、その内部に含む吸着剤が気相冷媒（水蒸気）を吸着する作用を用いて冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により冷凍能力を発揮することを利用して吸着式冷凍機に使用されるものであり、車両用などの空調装置に適用することもできる。この吸着モジュール１は、図２および図３に示すように、筐体を構成するケーシング３内に吸着熱交換器２を備えている。吸着熱交換器２は、熱交換媒体（冷媒）が流れる熱媒体管２１とを有しており、熱媒体管２１の周辺部２２に、細孔２３ａを有する多孔質熱伝体２３および吸着剤２４が設けられている。
The
具体的には、吸着熱交換器２は、図２および図４に示すように、材質が銅または銅合金（本実施例では、銅）からなる熱媒体管２１と、細孔２３ａを有する多孔質熱伝体２３と、その細孔２３ａに充填された吸着剤２４とを有している。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 4, the
多孔質熱伝体２３は、熱伝導性に優れる金属粉２３ｂを加熱して、溶融することなく焼結結合した焼結体である。金属粉２３ｂは、銅または銅合金（本実施例では、銅）を用いており、例えばその銅粉は、粉末状、粒子状、および繊維状のいずれか（本実施例では、繊維状）に形成されているものであればよい。
The porous
このような多孔質熱伝体２３、すなわち金属粉２３ｂを焼結結合した焼結体は、図４に示すように、細孔２３ａを有する微細な焼結フィン（以下、多孔質焼結フィン）を形成する。細孔２３ａは、金属粉（２３ｂ）に比べて粒子径が微小な吸着剤２４を充填可能にマッチした微細な孔である。また、多孔質熱伝体２３は、銅からなる熱媒体管２１の周辺部に焼結結合している。なお、多孔質熱伝体２３は、その全体が一方向に伸長するように複数の円筒状の熱媒体管２１の周辺部２２で形成されており、全体形状として円筒状である。
Such a porous
吸着剤２４は、微小な多数の粒子状に形成されており、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等から構成されている。吸着剤２４は、多孔質熱伝体２３の細孔２３ａ内部に充填されている。
The adsorbent 24 is formed into a large number of fine particles, and is made of, for example, silica gel, zeolite, activated carbon, activated alumina, or the like. The adsorbent 24 is filled in the
なお、ここで、熱媒体管２１の周辺部２２の多孔質熱伝体２３を、吸着剤充填層と呼ぶ。この吸着剤充填層は、熱媒体管２１の周辺部２２で焼結結合した多孔質焼結フィンの厚さＬ（図３参照）に対応している。
Here, the porous
次に、吸着熱交換器２を筐体３内部に一体化成形して備えた吸着モジュール１を、図１から図３に従って説明する。
Next, the
吸着モジュール１は、吸着熱交換器２と、仮止め板４１と、筐体本体３１、熱媒体管２１を支持する支持部材としてのシート３２、３３、およびタンク３４、３５とを有する、金属からなる筐体３とを備えている。なお、本実施例では、筐体３の金属は、銅、銅合金、およびニッケル合金のいずれかとする。
The
筐体本体３１は、円筒状に形成されており、内部に、略円筒状の吸着熱交換器２の多孔質熱伝体２３が収容可能に形成されている。また、筐体本体３１の上端側開口部と下端側開口部は、シート３２、３３で封止可能に形成されている。筐体本体３１の上部には、吸着熱交換器２の吸着剤充填層に、水蒸気を導くことが可能な被吸着媒体流入配管３６および被吸着媒体流出配管３７が設けられている。
The
筐体本体３１とシート３２、３３は、ろう付けによる接合により気密に固定されている。筐体本体３１の内周壁とシート３２、３３とが組付けられる角部は、筐体本体３１とシート３２、３３とを接合するろう付け部を構成しており、ろう付け部には、図５の如く、ろう付けのためのろう材８１が配置される。
The
また、シート３２、３３には、熱媒体管２１が貫通可能な貫通穴３２ａ、３３ａが形成されている。この貫通穴３２ａ、３３ａと熱媒体管２１は、ろう付けによる接合により気密に固定されている。シート３２、３３の貫通穴３２ａ、３３ａの周縁部は、シート３２、３３と熱媒体管２１とを接合するろう付け部を構成しており、ろう付け部には、図５の如く、ろう材８１が配置される。
The
このように筐体本体３１とシート３２、３３と熱媒体管２１を封止することにより、内部を真空に保持可能である。これにより、筐体本体３１とシート３２、３３によって形成される内部密閉空間内には、被吸着媒体としての水蒸気以外には、他の気体（気相冷媒）は１Torr以下しか存在しないようになっている。
Thus, by sealing the
そして、吸着時には、水蒸気は、蒸発器側から被吸着媒体流入配管３６を通して内部密閉空間内の吸着剤充填層へ流入する。流入した水蒸気は、吸着剤充填層の内部に浸透する。また、脱離時には、水蒸気は、吸着剤充填層から吐き出され、吐き出た水蒸気は、被吸着媒体流出配管３７より凝縮器側へ導かれる。
At the time of adsorption, water vapor flows from the evaporator side into the adsorbent packed bed in the internal sealed space through the adsorbed
さらに、内部密閉空間には、金属粉２３ｂが、筐体本体３１、シート３２、３３、および熱媒体管２１のろう付け部に接触しないように、仮止め板４１が設けられている。すなわち、熱媒体管２１の周辺部２２を覆う金属粉２３ｂと、シート３２、３３との間に仮止め板４１が配置されている。すなわち、仮止め板４１を多孔質伝熱体２３とシート３２、３３との間に設けて、隙間δを形成している。
Furthermore, a
仮止め板４１は、図６に示すように、金属粉２３ｂに接触し、かつ筐体本体３１の内周壁の形状に沿う本体部４１ａと、本体部４１ａから隙間δの延在方向に延びる脚部４１ｂとを有しており、本体部４１ａには、熱媒体管２１が貫通可能な貫通穴４１ｃが設けられている。そして、脚部４１ｂは、上記内周壁に対して、隙間δの延在方向に向けて離れるように傾斜していることが好ましい。これにより、上記ろう付け部に配置されたろう材８１に、仮止め板４１が直接接触するのを回避することができる。
As shown in FIG. 6, the
仮止め板４１の材料は、金属粉２３ｂ、筐体３、および熱媒体管２１と同じ材料であってもよく、またろう材８１と交わらない濡れ性の比較的悪い材料を用いてもよい。なお、濡れ性の比較的悪い材料としては、鉄、鋼等の鉄系金属または、カーボン、セラミック等の非金属などである。
The material of the
タンク３４、３５には、熱交換媒体を導くことが可能な熱媒体流入配管３８および熱媒体流出配管３９が設けられている。熱交換媒体は、下部タンク３４の熱媒体流入配管３８に流入し、熱媒体管２１を通して、上部タンク３５の熱媒体流出配管３９より流出する。
The
このような下部タンク３４および上部タンク３５は、熱交換媒体を複数の熱媒体管２１へ供給分配するためのタンクである。
The
なお、上記筐体３および熱媒体管２１は、その径方向断面が円筒形状、楕円形状、矩形形状のいずれの形状であってもよい。
Note that the
次に、吸着モジュール１の製造工程を、図７に従って説明する。吸着モジュール１の製造工程は、筐体３内に焼結体として形成される金属粉２３ｂ、および吸着剤２４を充填する工程前に各構成部品を組付ける組付工程（ステップＳ１００）と、筐体３内に金属粉および吸着剤を充填する充填工程（ステップＳ２００）と、金属粉および吸着剤２４を充填した充填口を閉じてろう付け前の筐体３を形成する筐体形成工程（ステップＳ３００）と、ろう付け前の筐体３を炉の中に入れてろう付けするろう付け工程（ステップＳ４００）とを備えている。
Next, the manufacturing process of the
ステップＳ１００の組付工程は、ステップＳ２００の金属粉２３ｂおよび吸着剤２４の充填工程の準備工程であり、金属粉２３ｂおよび吸着剤２４を充填する前に組付け可能な構成部品を、できるだけ、組付けておくことが好ましい。
The assembly process in step S100 is a preparation process for the filling process of the
ステップＳ１００の組付工程では、吸着熱交換器２の構成部品である熱媒体管２１を筐体３内に保持させて固定するために、まず、複数の熱媒体管２１の一端を、シート３２の貫通穴３２ａに挿入しておき、シート３２に挿通した熱媒体管２１を拡管（口拡）することによりシート３２と熱媒体管２１を固定する。次いで、シート３２を、筐体本体３１の下端側開口部に組付け固定する。この状態では、筐体本体３１の上端側開口部が開放されているとともに、筐体本体３１内に熱媒体管２１が保持されて固定されている。
In the assembly process of step S100, in order to hold and fix the
上記筐体本体３１内において、隣り合う熱媒体管２１は互いに所定間隔をあけて設けられ、熱媒体管２１は、空間である周辺部２２が形成されている。
In the casing
次に、ステップＳ２００の充填工程では、熱媒体管２１の周辺部２２に焼結させる金属粉２３ｂおよび保持させる吸着剤２４を、上記筐体本体３１内に充填させる工程である。まず、ステップＳ２００の工程では、充填する金属粉２３ｂとシート３２との間に隙間δを設けるために、筐体本体３１内の熱媒体管２１に仮止め板４１を挿入しておく。次いで、筐体本体３１のシート３３が組付けられていない上端側開口部、もしくは被吸着媒体流入配管３６および被吸着媒体流出配管３７と連結する連通穴から、金属粉２３ｂと吸着剤２４を混ぜたものを充填する。図２および図３に示すように、熱媒体管２１の周辺部２２に、銅粉と吸着剤２４の混合物を所定量満たす。
Next, in the filling step in step S200, the casing
銅粉と吸着剤２４の混合物を所定量充填した後、加圧用治具を用い、図３中の上部より所定の加圧力を加えて、銅粉と吸着剤２４の混合物を固める。次いで、上部開口部から仮止め板４１を挿入し、仮止め板４１の本体部４１ａを、銅粉と吸着剤２４の混合物へ当てる。
After a predetermined amount of the mixture of the copper powder and the adsorbent 24 is filled, a predetermined pressing force is applied from above in FIG. 3 using a pressurizing jig to solidify the mixture of the copper powder and the adsorbent 24. Next, the
なお、銅粉と吸着剤２４の混合物を固める方法としては、上記加圧用治具で銅粉と吸着剤２４の混合物を加圧する方法に限らず、仮止め板４１を上部開口部から挿入し、仮止め板４１の本体部４１ａを、銅粉と吸着剤２４の混合物へ押し当てることにより、銅粉と吸着剤２４の混合物を固めてもよい。
The method of solidifying the mixture of the copper powder and the adsorbent 24 is not limited to the method of pressurizing the mixture of the copper powder and the adsorbent 24 with the pressurizing jig, and the
次に、ステップＳ３００の筐体形成工程では、ろう付け結合（接合）が必要となる構成部品を、Ｓ４００のろう付け工程前にすべて組付けておく工程である。まず、筐体本体３１の上端側開口部に、シート３３を組付け固定する。また、筐体本体３１の上記連通穴と、被吸着媒体流入配管３６および被吸着媒体流出配管３７とを組付け固定する。
Next, in the case forming process in step S300, all components that require brazing (joining) are assembled before the brazing process in S400. First, the
次いで、下部タンク３４および上部タンク３５を、シート３２、３３、もしくは筐体本体３１に組付け固定する。また、熱媒体流入配管３８および熱媒体流出配管３９を、下部タンク３４および上部タンク３５に組付け固定する。
Next, the
次に、ステップＳ４００のろう付け工程では、吸着モジュール１を構成する部品同士のろう付け結合（接合）と、ステップ２００で充填された金属粉２３ｂの焼結と、この金属粉２３ｂの焼結体と熱媒体管２１との焼結結合（接合）と、吸着剤２４の焼結体（多孔質伝熱体）内部への定着とを行なう工程である。
Next, in the brazing process of step S400, the parts constituting the
まず、ろう付け結合（接合）が必要となる構成部品に置きろうをする。少なくとも、シート３２、３３と、このシート３２、３３に貫通して組付け固定されている熱媒体管２１との接合部位、シート３２、３３と筐体本体３１との接合部位、およびシート３２、３３とタンク３４、３５との接合部位に置きろうをする。すなわち、筐体本体３１、シート３２、３３、および熱媒体管２１の各ろう付け部に、ろう材８１を配置する。
First, it is placed on a component that requires brazing (joining). At least a joint part between the
また、金属粉として用いた銅粉の焼結温度は、７００°Ｃ〜１０００°Ｃの範囲であるので、上記ろう材８１は、７００°Ｃ〜１０００°Ｃの範囲に含まれる溶融温度を備えるものを使用する。例えば、ろう材８１は銅系または銀系の材料を使用する。さらに、吸着剤２４は、炉内で上記高温雰囲気にさらされるため、炉内温度（７００°Ｃ以上）において破壊されないものを使用する。
Moreover, since the sintering temperature of the copper powder used as the metal powder is in the range of 700 ° C to 1000 ° C, the
以上説明した本実施形態では、筐体３のろう付け部を接合するろう材８１が配置されている部位と、熱媒体管２１の外側を覆う多孔質伝熱体２３の金属粉２３ｂとの間に、隙間δが設けられているので、ろう材８１が配置されるろう付け部と金属粉２３ｂが接触することはない。したがって、ろう付けのために炉中等で加熱される際に、金属粉２３ｂによるろう材８１吸上げを防止することができる。
In the present embodiment described above, between the portion where the
また、以上説明した本実施形態では、隙間δは、多孔質伝熱体２３の金属粉２３ｂとシート３２、３３との間に仮止め板４１を設けることよって形成されている。これにより、筐体３内に充填された金属粉２３ｂを仮止め板４１で押し当てる等して金属粉２３ｂを保持することができるので、筐体３内に充填された金属粉２３ｂの形状維持が確実にでき、従って隙間δが確実に確保される。
In the present embodiment described above, the gap δ is formed by providing the
また、以上説明した本実施形態では、仮止め板４１は、鉄、鋼等の鉄系金属または、カーボン、セラミック等の非金属などの、ろう材８１と交わらない濡れ性の悪い材料からなることが好ましい。このような材料からなる仮止め板４１が、金属粉２３ｂとろう付け部との間の隙間δ内に挟み込まれているので、ろう付けのために炉中等で加熱時に、溶けたろう材８１がろう付け部から垂れるような場合があったとしても、垂れたろう材８１が金属粉２３ｂへ到達するのを抑制できる。
Further, in the present embodiment described above, the
また、以上説明した本実施形態では、仮止め板４１は、金属粉２３ｂに接触し、かつ筐体本体３１の内周壁の形状に沿う本体部４１ａと、本体部４１ａから隙間δの延在方向に延びる脚部４１ｂとを有しており、脚部４１ｂは、その内周壁に対して、隙間δの延在方向に向けて離れるように傾斜していることが好ましい。これにより、上記ろう付け部に配置されたろう材８１に、仮止め板４１が直接接触するのを回避することができる。したがって、溶けたろう材８１が仮止め板４１の面に沿って金属粉２３ｂ側へ流れるようなことはない。
Further, in the present embodiment described above, the
また、以上説明した本実施形態において、吸着モジュール１における筐体３は、内部に被吸着媒体を封入し、外部の蒸発器および凝縮器と被吸着媒体を流通可能に結合するように構成されており、吸着時には蒸発器側より被吸着媒体が流入し、脱離時には凝縮器側へ被吸着媒体が流出する。これによると、吸着時および脱離時において、別個に設けた蒸発器および凝縮器へ被吸着媒体を導くように構成されているので、蒸発器および凝縮器は、脱離時および吸着時における無駄エネルギを生じない。
Further, in the present embodiment described above, the
また、以上説明した本実施形態では、多孔質伝熱体２３の金属粉２３ｂは、銅または銅合金からなり、熱媒体管２１は、銅または銅合金からなることが好ましい。これによると、伝熱特性に優れた多孔質伝熱体２３と熱媒体管２１が焼結結合することにより、これらが単に接触するだけではなく、金属的に接合できるので、伝熱向上が効果的に図れる。
Moreover, in this embodiment demonstrated above, it is preferable that the
また、以上説明した本実施形態では、吸着モジュール１の製造方法において、筐体３内に焼結体として形成される金属粉２３ｂ、および吸着剤２４を充填する工程前に各構成部品を組付ける組付工程と、筐体３内に金属粉２３ｂおよび吸着剤２４を充填する充填工程と、金属粉２３ｂおよび吸着剤２４を充填した充填口を閉じてろう付け前の筐体３を形成する筐体形成工程と、ろう付け前の筐体３を炉の中に入れてろう付けするろう付け工程とを備えている。
Moreover, in this embodiment demonstrated above, in the manufacturing method of the
これにより、熱媒体管２１の周辺部２２に金属粉２３ｂを焼結する工程、吸着剤２４が吸着作用を発揮できる状態にする工程、および吸着モジュール１を構成する部品同士をろう付け結合する工程を、ろう付け工程によって実施するので、製造工程数を低減した効率的な製造方法を提供することができる。
As a result, the step of sintering the
また、以上説明した本実施形態では、ろう付け工程においてろう付け結合するために用いられるろう材８１の溶融温度は、７００〜１０００°Ｃの範囲内にあることことが好ましい。これによると、７００〜１０００°Ｃの範囲は金属粉２３ｂである銅粉が焼結する温度であるので、ろう付け前の筐体３を炉内に一度通すことにより、ろう付け結合と焼結を同時に実施することができる。
In the present embodiment described above, the melting temperature of the
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８に示す。第２実施形態は、筐体本体３１に、仮止め板１４１を係止するための係止部３１ｋを設けた吸着モジュール１０１に適用したものである。図８は、本実施形態の吸着モジュールを示す縦断面図である。図９は、図８中に設けた隙間δ周りを拡大した部分断面図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. The second embodiment is applied to the
仮止め板１４１は本体部４１ａを有しており、筐体本体３１の内周壁の形状に沿うように本体部４１ａが形成されている。また、筐体本体３１の内周壁には、上記係止部３１ｋとしてかしめが設けられており、このかしめによって仮止め板１４１が固定されている。
The
このように、筐体本体３１の内周壁に、仮止め板１４１を係止する係止部３１ｋを設けているので、係止部３１ｋで仮止め板１４１を係止することによって隙間δを形成するとともに、係止部３１ｋによって上記内周壁に係止された仮止め板１４１１で、筐体本体３１内に充填された金属粉２３ｂを保持することができる。
As described above, since the locking
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１０に示す。第３実施形態は、筐体３を構成するシートと多孔質伝熱体２３の金属粉２３ｂとの間に設ける隙間δを、熱媒体管１２１の軸方向に延びる端部の一方のみに設けた吸着モジュール２０１に適用したものである。図１０は、本実施形態の吸着モジュールを示す部分的縦断面図である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the gap δ provided between the sheet constituting the
熱媒体管１２１は、複数の熱媒体管１２１の軸方向に延びる本体部１２１ａと、本体部１２１ａの軸方向に延びる端部間を連続的に接続する屈曲部１２１ｂとを有しており、熱媒体管１２１の一方の端部は、熱交換媒体（冷媒）の流入を可能とし、他方の端部は、一方の端部から流入した熱交換媒体（冷媒）の流出を可能としている。
The
筐体３は、筐体本体３１と、筐体本体３１の一方の開口部を閉じるシート３３と、タンク１３５、１３４とを備えている。シート３３は、筐体本体３１の両開口部のうち、タンク１３５側の上部開口部を封止可能であり、このシート３３には、上記熱媒体管１２１の一方端部および他方端部が貫通可能な貫通穴３３ａを有している。
The
タンク１３５には、熱媒体流入配管３８および熱媒体流出配管３９が設けられている。熱交換媒体（冷媒）は、熱媒体流入配管３８よりタンク１３５内に流入し、熱媒体管２１の一方端部を通して熱媒体管１２１内を流通する。また、熱媒体管１２１内を流通した熱交換媒体（冷媒）は、他方端部を通じてタンク１３５内に導かれ、熱媒体流出配管３９より流出する。なお、上記タンク１３５内には、流入する熱交換媒体と流出する熱交換媒体とを区分けするための隔壁５１が設けられている。また、タンク１３４には、熱媒体流入配管３８および熱媒体流出配管３９のいずれも設けない。
The
これにより、熱媒体管２１の上記端部のうち少なくとも他方の端部間を連続的に接続し、熱媒体管２１内を熱交換媒体が少なくとも一方方向（本実施例では、図中の下方方向および上方方向の二方向）に流通可能となる構成とすることができる。
Thus, at least the other end of the end portions of the
次に吸着モジュール１の製造方法としては、第１実施形態の製造方法とは主として以下のことのみが異なる。まず、組付工程では充填工程の準備工程であるため、タンク１３４を筐体本体３１に組み付けておく。筐体本体３１の係止部（かしめ）３１ｋの加工は、このとき行なってもよいし、また、別個に、筐体本体３１をプレス加工する等の成形加工時に、筐体本体３１の成形と、係止部３１ｋのかしめとを一体成形するものであってもよい。
Next, the manufacturing method of the
充填工程では、図１０の如く、タンク１３４を底に配置し、筐体本体３１を天地方向に立てる。この状態の筐体本体３１の上部開口部から、金属粉２３ｂと吸着剤２４を混ぜたものを充填する。このとき熱媒体管２１の周辺部２２には、図１０の如く、隙間δが形成できる所定量を満たす。
In the filling step, as shown in FIG. 10, the
筐体形成工程では、ろう付け結合（接合）が必要となる構成部品を、ろう付け工程前にすべて組付けておく。シート３３、隔壁５１、タンク１３５、および熱媒体管１２１の一方端部などを全て組み付け固定する。
In the housing forming process, all components that require brazing (joining) are assembled before the brazing process. The
ろう付け工程では、タンク１３４を底に配置し、筐体本体３１を天地方向に立てた状態で、炉中でろう付けを行なう。
In the brazing process, brazing is performed in a furnace with the
以上説明した本実施形態では、熱媒体管２１の上記端部のうち少なくとも他方の端部間を連続的に接続し、熱媒体管２１内を熱交換媒体が少なくとも一方方向（本実施例では、図中の下方方向および上方方向の二方向）に流通可能となる構成としている。このような構成にすることにより、仮止め板等の部材を追加することなく、隙間δを設けることができる。したがって、ろう材８１が配置されるろう付け部と金属粉２３ｂが接触することはない簡素な吸着モジュールを提供することができる。
In the present embodiment described above, at least the other end of the
しかも、ろう付け工程において、タンク１３４を底に配置し、筐体本体３１を天地方向に立てた状態で、炉中でろう付けを行なうという比較的簡易な制限があるだけであるので、比較的優れた生産性を図れる吸着モジュールを提供することができる。
Moreover, in the brazing process, there is only a relatively simple restriction of brazing in the furnace with the
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１１に示す。第４実施形態は、焼結体として焼結する金属粉２３ｂの形状を、繊維状のものとする吸着モジュール１に適用したものである。図１１は、本実施形態に係わる吸着剤充填層を示す模式的断面図である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the fourth embodiment, the
図１１に示す如く、金属粉２３ｂの形状を繊維状とすることにより、繊維状の金属粉２３ｂ同士が絡み易くなるので、金属粉間に、吸着剤が充填可能な細孔２３ａを容易に形成することができる。したがって、熱媒体管２１の周辺部２２に金属粉２３ｂと吸着剤２４を混合した混合物を入れるだけで、細孔２３ａに吸着材２４を充填し、優れた伝熱特性を有する多孔質伝熱体２３を形成することが可能である。
As shown in FIG. 11, by making the shape of the
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１２に示す。第４実施形態は、金属粉２３ｂの形状を、繊維状のものとする吸着モジュール３０１に適用した他の実施例である。図１２は、本実施形態の吸着モジュールを示す縦断面図である。図１３は、図１２中に設けた隙間周りを拡大した部分断面図である。図１４は、本実施形態の吸着モジュールの製造方法の一例について、製造工程を示す流れ図である。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. 4th Embodiment is another Example applied to the adsorption |
金属粉２３ｂの形状を繊維状とするので、金属粉２３ｂ同士が絡み易いため、図１３に示すように、筐体３内に充填された繊維状の金属粉２３ｂを、圧縮用治具等を用いて圧縮することにより、金属粉２３ｂが絡み合った状態で形状を維持することができる。すなわち、充填工程において、熱媒体管２１の周辺部２２に金属粉を充填し、熱媒体管２１の外側を覆う金属粉２３ｂを図中の軸方向に圧縮することよって、金属粉２３ｂが熱媒体管２１に絡み合った状態で形状維持することができる。
Since the shape of the
これにより、充填工程において、筐体３内に充填する金属粉２３ｂを、隙間δが形成できる程度の所定量で満たす、または金属粉２３ｂを圧縮する際に隙間δが形成できる程度に圧縮することによって、仮止め板等の部材を追加することなく、隙間δを設けることができる。
Thereby, in the filling step, the
次に、吸着モジュール１の製造工程の一例を、図１４に従って説明する。充填工程（Ｓ２２０）では、金属粉２３ｂのみを充填する。次いで充填した金属粉２３ｂを圧縮用治具等を用いて圧縮する。圧縮された金属粉２３ｂは、熱媒体管２１に絡み合った状態で形状が維持され、シート３２、３３との間に隙間δが形成される。
Next, an example of the manufacturing process of the
上述のように、金属粉２３ｂが熱媒体管２１に絡んだ状態で形状維持されることによって隙間δが形成されているので、ろう付け工程において、タンク１３４を底に配置し、筐体本体３１を天地方向に立てた状態で、炉中でろう付けを行なうという制限はない。
As described above, since the gap δ is formed by maintaining the shape of the
ろう付け工程では、吸着モジュール１を構成する部品同士のろう付け結合（接合）と、充填された金属粉２３ｂの焼結と、この金属粉２３ｂの焼結体と熱媒体管２１との焼結結合（接合）とを行なう。
In the brazing step, the parts constituting the
ろう付け工程が終了した後、吸着剤２４の焼結体（多孔質伝熱体）内部への定着とを行なう工程（Ｓ５２０）を行なう。 After the brazing step is completed, a step (S520) of fixing the adsorbent 24 inside the sintered body (porous heat transfer body) is performed.
ステップＳ５２０の吸着剤充填工程は、吸着剤２４を分散楳に分散させた吸着剤スラリー（液体）を、被吸着媒体流入配管３６または被吸着媒体流出配管３７から投入し、多孔質伝熱体２３の細孔２３ａ内に吸着剤２４を充填する。その後、吸着剤スラリーを乾燥させると、多孔質伝熱体２３内部へ定着し、吸着剤２４が吸着作用を発揮できる状態とすることができる。
In the adsorbent filling step of step S520, the adsorbent slurry (liquid) in which the adsorbent 24 is dispersed in the dispersion basket is introduced from the adsorbed
これにより、多孔質伝熱体２３の内部の伝熱表面に一様な吸着剤充填層を容易に形成することができる。
Thereby, a uniform adsorbent packed layer can be easily formed on the heat transfer surface inside the porous
しかも、吸着剤２４が充填された状態で炉中に投入するためには吸着剤２４に耐熱性が必要となるが、本実施形態では多孔質伝熱体２３形成後に充填するので、耐熱性のない吸着剤２４であっても本実施形態の製造方法を適用することができる。
Moreover, in order to put the adsorbent 24 into the furnace in a state where it is filled, the adsorbent 24 needs to have heat resistance. However, in this embodiment, the adsorbent 24 is filled after the porous
（第６実施形態）
熱媒体管２１の周辺部２２に多孔質伝熱体２３および吸着剤２４を設ける場合において、多孔質体２３は、金属粉２３ｂを焼結体としたいわゆる伝熱フィンとすることにより、この伝熱フィン内に充填された吸着剤２４との接触面積が増え伝熱特性が向上する。しかしながら、多孔質伝熱体２３における熱媒体管２１の周辺部２２の厚さによっては、吸着剤２４が被吸着媒体を吸着／脱離する際の被吸着媒体の拡散抵抗によって、吸着剤２４の吸着／脱離速度が狙い通り上がらず、結果的には冷却性能を向上させることができないおそれがある。
(Sixth embodiment)
In the case where the porous
本発明の第６実施形態を図１５に示す。第６実施形態は、熱媒体管２１の間に被吸着媒体通路２５をさらに備える吸着モジュール４０１に適用したものである。図１５は、本実施形態の吸着モジュールを示す横断面図である。図１６は、図１５中のXVIからみた縦断面図である。図１７は、本実施形態の吸着モジュールの製造方法の一例について、製造工程を示す流れ図である。
A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. The sixth embodiment is applied to an
本実施形態では、図１５の如く、熱媒体管２１の間に、被吸着媒体（以下、水蒸気）が流通する被吸着媒体通路２５が配置されている。被吸着媒体通路２５の断面形状は、本実施例では円としたが、円、楕円、矩形のいずれであってもよい。また、本実施例では、被吸着媒体通路２５は、図中の３つの熱媒体管２１に囲まれた領域に配置されているが、３つに限らず、４つや５つ等の複数の熱媒体管２１に囲まれた領域に配置されるものであってもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, an adsorbed
この被吸着媒体通路２５は、吸着時には、被吸着媒体流入配管側の蒸発器からの水蒸気を通して熱媒体管２１の周辺部２２の多孔質熱伝体２３内部へ速やかに浸透させる役割を果す。また、脱離時には、熱媒体管２１の周辺部２２の多孔質熱伝体２３から吐き出した水蒸気を、この被吸着媒体通路２５を通して速やかに被吸着媒体流出配管３７側の凝縮器へ導く役割を果す。
The adsorbed
この吸着剤充填層の厚さＬを設定するに当たり、水蒸気が熱媒体管２１に向かう浸透深さｒ２と、熱媒体管２１からの距離（以下、伝熱距離）ｒ１とが略等しくなるように、熱媒体管２１の間に被吸着媒体通路２５を配置することが好ましい。なお、浸透深さｒ２は、本実施例では、被吸着媒体通路２５の内周面から熱媒体管２１の外周面までの距離である。
In setting the thickness L of the adsorbent packed layer, the penetration depth r2 of water vapor toward the
このように、吸着および脱離速度に係わる浸透深さｒ２と、伝熱距離ｒ１とが略等しくなるように熱媒体管２１の間に被吸着媒体通路２５を配置することにより、被吸着媒体の拡散抵抗が小さくかつ伝熱特性が優れ、吸着と脱離に要す時間を短縮することができる高性能な吸着熱交換器を提供できる。
As described above, by arranging the adsorbed
次に、吸着モジュール１の製造工程の一例を、図１７に従って説明する。ステップＳ２４０の充填工程では、被吸着媒体通路２５を設けるための図示しない被吸着媒体通路用治具を、熱媒体管２１の間に挿入しておく。次いで、金属粉２３ｂと吸着剤２４を混ぜたものを充填し、銅粉と吸着剤２４の混合物を固める。
Next, an example of the manufacturing process of the
金属粉２３ｂと吸着剤２４の混合物を固めた後、被吸着媒体通路用治具を拭き取り、被吸着媒体通路２５の孔（空間）を確保する。
After the mixture of the
なお、被吸着媒体通路２５は、銅粉と吸着剤２４とを充填後に加圧して固める際に、同時に被吸着媒体通路２５の孔を開けるような治具を挿入してもよい。
The adsorbed
このような製造方法により、筐体３内の熱媒体管２１の周辺部２２に金属粉２３ｂおよび吸着剤２４を位置させる工程、熱媒体管２１の間に被吸着媒体通路２５を位置させる工程、および筐体３内に充填された金属粉２３ｂを圧縮して隙間δを形成する工程を、充填工程によって実施するので、優れた生産性向上が図れる。
By such a manufacturing method, the step of positioning the
また、上記充填工程においては、被吸着媒体通路２５を設けるための被吸着媒体通路用治具を熱媒体管２１の間に配置している。熱媒体管２１の周辺部２２で混合されている金属粉２３ｂと吸着剤２４に、被吸着媒体通路用治具を挿入するだけで、被吸着媒体通路２５の空間を確保することができる。
Further, in the filling step, an adsorbed medium passage jig for providing the adsorbed
（他の実施形態）
（１）以上説明した本実施形態において、ろう付け部（接合部）にろう材８１を置きろうすることにより配置した。これに限らず、シート３２、３３やタンク３４、３５に、ろう材をグラッドした銅材を利用してもよい。これにより、上記接合部位に置きろうをする手間を省くことができる。
(Other embodiments)
(1) In the present embodiment described above, the
（２）以上説明した本実施形態では、熱媒体管および筐体を円筒形状としたが、熱媒体管および筐体は、その径方向断面が円筒形状、楕円形状、矩形形状等のいずれの形状であってもよい。 (2) In the present embodiment described above, the heat medium tube and the housing are cylindrical, but the heat medium tube and the housing have any shape such as a cylindrical shape, an elliptical shape, and a rectangular shape in the radial cross section. It may be.
（３）以上説明した第１、第６実施形態では、仮止め板４１は、鉄、鋼などの鉄系金属またはカーボン、セラミックなどの非金属などの材料から形成されているとした。これに限らず、ろう付けのための炉内の温度に対して耐熱性を有するものであれば、ばね鋼などの弾性体であってもよい。この場合、仮止め板は弾性体で形成されているため、隙間δ内に仮止め板を配置することによって金属粉２３ｂを押し当てる等して圧縮することができる。したがって、隙間δ確保のために、仮止め板を筐体内に入れるだけで、金属粉２３ｂ間の細孔２３ａに吸着剤２４を充填することが可能である。
(3) In the first and sixth embodiments described above, the
（４）以上説明した本実施形態において、金属粉２３ｂの形状を、粉末状または繊維状として説明したが、これに限らず、粉末状、粒子状、および繊維状のいずれの形状であってもよい。
(4) In the present embodiment described above, the shape of the
（５）以上説明した本実施形態では、圧縮治具の圧縮または仮止め板４１を当てることにより、熱媒体管２１の外側を覆う金属粉２３ｂと、シート３２、３３との間に隙間δを形成した。これに限らず、筐体３内に充填された金属粉２３ｂの形状を維持するようにするものであれば、いずれの方法であってもよい。圧縮治具等を用いて圧縮することにより金属粉２３ｂの形状を維持する場合においては、その圧縮を、筐体３内に充填された金属粉２３ｂが形状維持する程度に金属粉２３ｂを押し当てるようにするだけでよいので、構成を複雑にすることなく、安価な吸着モジュールを提供することが可能である。
(5) In the present embodiment described above, the gap δ is formed between the
（６）上記充填された金属粉を形状維持するための圧縮方法は、治具を用いて治具を金属粉２３ｂに押し当てることにより圧縮するもの、仮止め板等の部材を設けてその部材を金属粉２３ｂに押し当てるもの、および、筐体内で仮止め板に保持された金属粉２３ｂを、仮止め板とは反対側から治具などで押し当てるものなど、いずれの方法であってもよい。
(6) The above-mentioned compression method for maintaining the shape of the filled metal powder includes a member that is compressed by pressing the jig against the
（７）以上説明した本実施形態では、多孔質伝熱体２３の金属粉２３ｂは、銅または銅合金であり、熱媒体管２１は、銅または銅合金からなり、ろう付け工程においてろう付け結合するために用いられるろう材８１の溶融温度は、７００〜１０００°Ｃの範囲にあるとした。これに限らず、少なくとも金属粉２３ｂは、焼結温度がろう材８１のろう付け温度と同じ温度とするように構成されていればよい。この場合、ろう材８１によるろう付け部の接合と、金属粉２３ｂの焼結による多孔質伝熱体２３の形成が、一度の炉内でのろう付け温度による加熱によって、同時に行なえるので、優れた生産性が図れる吸着モジュールを提供することができる。
(7) In the present embodiment described above, the
１ 吸着モジュール
２ 吸着熱交換器
２１ 熱媒体管
２２ 周辺部
２３ 多孔質伝熱体（多孔質焼結フィン、焼結体）
２３ａ 細孔
２３ｂ 金属粉
２４ 吸着剤
３ 筐体
３１ 筐体本体
３２、３３ シート（支持部材）
３２ａ、３３ａ 貫通穴
３４ 下部タンク（タンク）
３５ 上部タンク（タンク）
４１ 仮止め板
４１ａ 本体部
４１ｂ 脚部
４１ｃ 貫通穴
８１ ろう材
DESCRIPTION OF
32a, 33a Through
35 Upper tank
41
Claims (17)
前記筐体（３）は、内部の収容空間を、ろう材（８１）によって互いにろう付けされた複数の部材（３１、３２、３３、３４、３５）によって区画されるように構成され、
前記熱媒体管（２１）は、前記複数の部材（３１、３２、３３、３４、３５）のうち、前記熱媒体管（２１）が貫通する支持部材（３２、３３）とろう材（８１）によってろう付けされるように構成され、
前記筐体（３）のろう付け部を接合するろう材が配置されている部位と、前記多孔質伝熱体（２３）として焼結結合された前記金属粉（２３ｂ）との間に、隙間（δ）が設けられていることを特徴とする吸着モジュール。 A plurality of heat medium tubes (21) through which a heat exchange medium flows, metal powder (23b) sintered and bonded as a porous heat transfer body (23) around the heat medium tubes (21), and the heat medium tubes An adsorbent (24) present in the periphery of (21), and a housing (3) that accommodates the porous heat transfer body (23) and the adsorbent (24) inside so as to be vacuum-maintainable. In the intake module
The housing (3) is configured such that an internal housing space is partitioned by a plurality of members (31, 32, 33, 34, 35) brazed to each other by a brazing material (81),
The heat medium pipe (21) includes a support member (32, 33) and a brazing material (81) through which the heat medium pipe (21) passes among the plurality of members (31, 32, 33, 34, 35). Configured to be brazed by
There is a gap between the part where the brazing material for joining the brazing part of the housing (3) is disposed and the metal powder (23b) sintered and bonded as the porous heat transfer body (23). An adsorption module, wherein (δ) is provided.
前記脚部（４１ｂ）は、前記内周壁に対して、前記隙間（δ）の延在方向に向けて離れるように傾斜していることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の吸着モジュール。 The temporary fixing plate (41) is in contact with the metal powder (23b) and conforms to the shape of the inner peripheral wall of the housing (3), and the gap ( leg portion (41b) extending in the extending direction of δ),
The said leg part (41b) inclines so that it may leave | separate toward the extension direction of the said clearance gap ((delta)) with respect to the said internal peripheral wall. The adsorption module according to item.
前記筐体（３）の内周壁には、前記仮止め板（１４１）を係止する係止部（３１ｋ）が設けられていることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の吸着モジュール。 The temporary fixing plate (141) is formed so as to contact the metal powder (23b) and follow the shape of the inner peripheral wall of the housing (3),
The locking part (31k) which locks the temporary fixing plate (141) is provided on the inner peripheral wall of the casing (3), according to any one of claims 4 to 6. The adsorption module according to item.
前記端部のうち少なくとも他方の端部間は連続的に接続され、前記熱交換媒体は前記熱媒体管（２１）を少なくとも一方方向に流通可能であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の吸着モジュール。 The gap (δ) is provided on one end side of end portions extending in the axial direction of the heat medium pipe (21),
The at least one other end of the ends is continuously connected, and the heat exchange medium can flow through the heat medium pipe (21) in at least one direction. The adsorption module according to claim 8.
前記被吸着媒体通路（２５）は、前記熱媒体管（２１）の間に配置されていることを特徴とする吸着モジュール。 The adsorption module (1) according to any one of claims 1 to 9, comprising an adsorbed medium passage (25) through which an adsorbed medium flows,
The adsorption module, wherein the adsorption medium passage (25) is disposed between the heat medium pipes (21).
前記筐体（３）は、内部に前記被吸着媒体を封入し、外部の蒸発器および凝縮器と前記被吸着媒体を流通可能に結合するように構成されており、吸着時には前記蒸発器側より前記被吸着媒体が流入し、脱離時には前記凝縮器側へ前記被吸着媒体が流出することを特徴とする吸着モジュール。 In the adsorption module (1) according to any one of claims 1 to 10,
The casing (3) is configured to enclose the medium to be adsorbed therein and to connect the external evaporator and condenser and the medium to be adsorbed so as to be able to flow. An adsorption module, wherein the adsorbed medium flows in and the adsorbed medium flows out toward the condenser when desorbing.
前記熱媒体管（２１）は、銅または銅合金からなることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の吸着モジュール。 The metal powder (23b) of the porous heat transfer body (23) is made of copper or a copper alloy,
The adsorption module according to any one of claims 1 to 11, wherein the heat medium pipe (21) is made of copper or a copper alloy.
前記熱媒体管（２１）を前記筐体（３）内部に配置して組付ける組付工程と、
前記筐体（３）内部に前記金属粉（２３ｂ）と前記吸着剤（２４）を混合して入れて、前記金属粉（２３ｂ）および前記吸着剤（２４）を前記熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に位置させ、かつ充填された前記金属粉（２３ｂ）を圧縮して形状維持する充填工程と、
前記充填工程において前記金属粉（２３ｂ）および前記吸着剤（２４）を入れた充填口を閉じて、ろう付け前の筐体を形成するろう付け前の筐体形成工程と、
ろう付け前の前記筐体を炉内に入れて加熱することにより、前記金属粉（２３ｂ）を焼結して前記多孔質伝熱体（２３）を形成するするとともに、前記熱媒体管（２１）と前記筐体（３）とのろう付け結合するろう付け工程とを備えていることを特徴とする吸着モジュールの製造方法。 A heat medium pipe (21) through which a heat exchange medium flows, and a powder, particulate, or fibrous metal sintered and bonded to the heat medium pipe (21) as a porous heat transfer body (23) In the manufacturing method of the adsorption module comprising the powder (23b) and the adsorbent (24) present in the peripheral part (22) of the heat medium pipe (21) inside the housing (3),
An assembly step of disposing and assembling the heat medium pipe (21) inside the housing (3);
The metal powder (23b) and the adsorbent (24) are mixed and put into the housing (3), and the metal powder (23b) and the adsorbent (24) are placed in the heat medium pipe (21). A filling step of positioning the peripheral part (22) and maintaining the shape by compressing the filled metal powder (23b);
A case forming step before brazing for closing the filling port containing the metal powder (23b) and the adsorbent (24) in the filling step to form a case before brazing;
The casing before brazing is placed in a furnace and heated to sinter the metal powder (23b) to form the porous heat transfer body (23), and the heat medium tube (21 And a brazing step of brazing and joining the casing (3).
前記充填工程は、
前記筐体（３）内部に前記金属粉（２３ｂ）と前記吸着剤（２４）を混合して入れて、前記金属粉（２３ｂ）および前記吸着剤（２４）を前記熱媒体管（２１）の周辺部（２２）に位置させるとともに、
前記被吸着媒体通路（２５）を前記熱媒体管（２１）の間に位置させ、
かつ、充填された前記金属粉（２３ｂ）を圧縮して形状維持することを特徴とする吸着モジュールの製造方法。 The adsorption module according to claim 14, further comprising an adsorbed medium passage (25) disposed between the heat medium pipes (21),
The filling step includes
The metal powder (23b) and the adsorbent (24) are mixed and put into the housing (3), and the metal powder (23b) and the adsorbent (24) are placed in the heat medium pipe (21). Located in the periphery (22),
The adsorbed medium passage (25) is positioned between the heat medium pipes (21);
And the manufacturing method of the adsorption module characterized by compressing and filling the said metal powder (23b) with which it filled.
前記熱媒体管（２１）は、銅または銅合金からなり、
前記ろう付け工程においてろう付け結合するために用いられるろう材（８１）の溶融温度は、７００〜１０００°Ｃの範囲にあることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の吸着モジュールの製造方法。 The metal powder (23b) of the porous heat transfer body (23) is copper or a copper alloy,
The heat medium pipe (21) is made of copper or a copper alloy,
The melting temperature of the brazing material (81) used for brazing and joining in the brazing step is in the range of 700 to 1000 ° C, according to any one of claims 14 to 16. The manufacturing method of the adsorption module of description.
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