JPH09264633A - Adsorption type heat pump - Google Patents
Adsorption type heat pumpInfo
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- JPH09264633A JPH09264633A JP10360496A JP10360496A JPH09264633A JP H09264633 A JPH09264633 A JP H09264633A JP 10360496 A JP10360496 A JP 10360496A JP 10360496 A JP10360496 A JP 10360496A JP H09264633 A JPH09264633 A JP H09264633A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は，自動車等に搭載する空調装置等
として使用することができる吸着式ヒートポンプに関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an adsorption heat pump that can be used as an air conditioner mounted on an automobile or the like.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来，作動冷媒を蒸発させる蒸発器と，作
動冷媒の蒸気を吸着または脱離する吸着材が充填された
吸着器と，作動冷媒の凝縮を行う凝縮器と，これらの間
に作動冷媒を循環させる循環流路とを備え，かつ上記吸
着器を加熱する加熱源と，上記吸着器を冷却する冷却源
とを備えた吸着式ヒートポンプが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, an evaporator for evaporating a working refrigerant, an adsorber filled with an adsorbent for adsorbing or desorbing a vapor of the working refrigerant, a condenser for condensing the working refrigerant, and a condenser operated therebetween There is known an adsorption heat pump that includes a circulation flow path that circulates a refrigerant and that includes a heating source that heats the adsorber and a cooling source that cools the adsorber.
【０００３】上記吸着式ヒートポンプにおいて使用され
る吸着材としては，シリカゲル，活性炭等が知られてい
る。しかしながら，いずれの吸着材も細孔径（本明細書
においては，細孔の直径を意味する）が大きく，細孔径
の均一性が悪かった。また，ゼオライトのように細孔径
が均一なものもあるが，加熱源として高温，高熱量が必
要であり採用が困難であった。Silica gel, activated carbon and the like are known as adsorbents used in the adsorption heat pump. However, all the adsorbents have a large pore diameter (in the present specification, the diameter of the pore), and the uniformity of the pore diameter is poor. Some zeolites have a uniform pore size, but it was difficult to adopt them because they required high temperature and high heat as a heating source.
【０００４】このため，自動車のエンジン廃熱や太陽熱
等の低温の加熱源を利用し，冷却源として常温の外気等
を利用した吸着式ヒートポンプにおいて，上記吸着材を
使用した場合には，吸着式ヒートポンプの性能を充分確
保することができないという問題があった。Therefore, in an adsorption heat pump that uses a low-temperature heat source such as automobile engine waste heat or solar heat, and uses ambient air or the like as a cooling source, when the adsorbent is used, There was a problem that the performance of the heat pump could not be sufficiently secured.
【０００５】ところで，近年，上記低温の加熱源を利用
した吸着式ヒートポンプに使用する吸着材として適した
メソ多孔体が合成可能となった。上記メソ多孔体は数ｎ
ｍの細孔径を有し，かつその細孔径分布が非常にシャー
プ（細孔径が狭い範囲に分布している）である。上記メ
ソ多孔体の製造方法としては，例えば，層状シリケート
に界面活性剤を作用させて製造する方法がある（特開平
４−２３８８１０号，特開平６−２４８６７号）。ま
た，シリカ及びＳｉアルコキシドを界面活性剤と反応さ
せて製造する方法もある（特開平５−５０３４９９
号）。By the way, in recent years, it has become possible to synthesize a mesoporous material suitable as an adsorbent used in an adsorption heat pump utilizing the above-mentioned low-temperature heating source. The above mesoporous material is a few n
It has a pore diameter of m and the pore diameter distribution is very sharp (the pore diameter is distributed in a narrow range). As a method for producing the mesoporous material, there is, for example, a method in which a surfactant is caused to act on the layered silicate (JP-A-4-238810, JP-A-6-24867). There is also a method of producing silica and Si alkoxide by reacting with a surfactant (JP-A-5-503499).
issue).
【０００６】[0006]
【解決しようとする課題】しかしながら，従来の製造方
法では，嵩密度の小さいメソ多孔体しか製造することが
できなかった。このため，上記メソ多孔体を上記吸着式
ヒートポンプにおける吸着材として用いた場合，吸着器
にメソ多孔体を比較的少量しか充填することができず，
上記メソ多孔体の性能を充分発現させることができなか
った。However, according to the conventional manufacturing method, only a mesoporous material having a low bulk density can be manufactured. Therefore, when the mesoporous material is used as an adsorbent in the adsorption heat pump, the mesoporous material can be filled in the adsorber in a relatively small amount,
The performance of the mesoporous material could not be sufficiently expressed.
【０００７】また，上記メソ多孔体の性能を充分発現さ
せるため，該メソ多孔体を充填する吸着器を大きくする
ことも考えられる。しかし，吸着器が大きくなること
で，吸着式ヒートポンプ全体が大型化してしまうという
問題が生じてしまう。このように大型化した吸着式ヒー
トポンプは，例えば自動車等の限られたスペース等に設
置される空調装置として使用することが困難である。Further, in order to fully exhibit the performance of the mesoporous material, it is conceivable to enlarge the adsorber filling the mesoporous material. However, the larger adsorber causes a problem that the entire adsorption heat pump becomes larger. It is difficult to use such a large-sized adsorption heat pump as an air conditioner installed in a limited space such as an automobile.
【０００８】本発明は，かかる問題点に鑑み，低温の加
熱源でも汲み上げの温度差が大きく，自動車等への搭載
が容易である小型の吸着式ヒートポンプを提供しようと
するものである。In view of the above problems, the present invention aims to provide a small-sized adsorption heat pump which has a large pumping temperature difference even with a low-temperature heating source and can be easily mounted on an automobile or the like.
【０００９】[0009]
【課題の解決手段】請求項１の発明は，作動冷媒を蒸発
させる蒸発器と，作動冷媒の蒸気を吸着または脱離する
吸着材が充填された吸着器と，作動冷媒の凝縮を行う凝
縮器と，これらの間に作動冷媒を循環させる循環流路と
を備え，かつ上記吸着器を加熱する加熱源と，上記吸着
器を冷却する冷却源とを備えた吸着式ヒートポンプにお
いて，上記吸着材は，嵩密度が０．５ｇ／ｃｃ以上であ
り，かつ水蒸気吸着等温線において，相対蒸気圧が０．
２変化したときの吸着量変化が０．１ｇ／ｃｃ以上の部
分を有する高密度多孔体であることを特徴とする吸着式
ヒートポンプにある。According to the invention of claim 1, an evaporator for evaporating a working refrigerant, an adsorber filled with an adsorbent for adsorbing or desorbing a vapor of the working refrigerant, and a condenser for condensing the working refrigerant. And a circulation flow path for circulating a working refrigerant between them, and a heating source for heating the adsorber and a cooling source for cooling the adsorber, in the adsorption heat pump, the adsorbent comprises: , The bulk density is 0.5 g / cc or more, and the relative vapor pressure is 0.
The adsorption heat pump is characterized in that it is a high-density porous body having a portion where the change in adsorption amount when it changes by 2 is 0.1 g / cc or more.
【００１０】本発明の作用につき，以下に説明する。ま
ず，本発明にかかる吸着式ヒートポンプは以下に示す原
理により作動する。上記吸着式ヒートポンプは，吸着
器，蒸発器，凝縮器，そしてこれらを互いに連結する配
管及びバルブ等とよりなる。上記配管及びバルブ等が上
述の作動冷媒を循環させる循環流路を構成する。上記バ
ルブを操作することにより，作動冷媒は蒸気の状態で蒸
発器から配管を通り吸着器へ向かう。その後，上記作動
冷媒は，上記吸着器から配管を通り凝縮器へと循環す
る。上記作動冷媒としては，水，低級アルコール，それ
らの混合物質等を用いる。The operation of the present invention will be described below. First, the adsorption heat pump according to the present invention operates according to the principle described below. The adsorption heat pump includes an adsorber, an evaporator, a condenser, and pipes and valves that connect these to each other. The pipe, the valve, and the like constitute a circulation flow path for circulating the working refrigerant. By operating the above valve, the working refrigerant in the vapor state goes from the evaporator through the pipe to the adsorber. Then, the working refrigerant circulates from the adsorber through the pipe to the condenser. As the working refrigerant, water, lower alcohol, a mixed substance thereof, or the like is used.
【００１１】そして，加熱源及び冷却源により吸着器と
その内部に充填した吸着材の温度を上下させ，上記作動
冷媒の蒸気の吸着から脱離へのサイクルを繰返す。な
お，上記吸着式ヒートポンプにおいて，冷熱は蒸発器に
おける吸熱を，温熱は吸着器における吸着熱をそれそれ
取出すことにより得ることができる。冷熱を取出すこと
で，上記吸着式ヒートポンプを冷房，冷却装置として使
用することができ，温熱を取出すことで，上記吸着式ヒ
ートポンプを暖房，加熱装置として使用することができ
る。Then, the temperature of the adsorber and the adsorbent filled in the adsorber is raised and lowered by the heating source and the cooling source, and the cycle from adsorption to desorption of the vapor of the working refrigerant is repeated. In the adsorption heat pump, cold heat can be obtained by absorbing heat in the evaporator, and hot heat can be obtained by extracting heat of adsorption in the adsorber. By taking out cold heat, the adsorption heat pump can be used as a cooling and cooling device, and by taking out hot heat, the adsorption heat pump can be used as heating and heating device.
【００１２】本発明の吸着式ヒートポンプにおいては，
吸着材として高密度多孔体を使用している。上記高密度
多孔体は，その嵩密度が０．５ｇ／ｃｃ以上である。更
に，上記高密度多孔体は，後述する水蒸気吸着等温線に
おいて，『相対蒸気圧が０．２変化したときの吸着量変
化が０．１ｇ／ｃｃ以上の部分を有する』という特徴を
有する。In the adsorption heat pump of the present invention,
A high-density porous material is used as the adsorbent. The high-density porous body has a bulk density of 0.5 g / cc or more. Further, the high-density porous body is characterized in that the vapor adsorption isotherm described later "has a portion where the change in the amount of adsorption is 0.1 g / cc or more when the relative vapor pressure changes by 0.2".
【００１３】このような条件を満たす高密度多孔体は，
後述の図２（ａ）に示すごとく，細孔を多量に有するサ
ブミクロンオーダーの一次粒子が集合することにより構
成されたメソ多孔体であり，該一次粒子同士の間の隙間
は大変小さいか，または殆ど存在しない。The high-density porous material satisfying such conditions is
As shown in FIG. 2 (a), which is described later, the mesoporous material is formed by aggregating submicron-order primary particles having a large number of pores, and whether the gap between the primary particles is very small or not. Or almost none.
【００１４】一方，前述した従来の嵩密度が低いメソ多
孔体９は，図２（ｂ）に示すごとく，上記と同様のサブ
ミクロンオーダーの一次粒子同士９１の間に大きな隙間
９０を持った構造を有している。ところで，メソ多孔体
特有の吸着特性は，主に一次粒子内部の細孔により発現
される。上記高密度多孔体は，吸着特性の発現とは関係
のない一次粒子同士の間の隙間が大変小さいか，または
殆ど存在しない構造を有している。このため，上記高密
度多孔体においては，吸着特性を損ねることなく，嵩密
度の高い構造を実現することができる。On the other hand, the above-mentioned conventional mesoporous material 9 having a low bulk density has a structure having a large gap 90 between the primary particles 91 of the submicron order similar to the above, as shown in FIG. 2B. have. By the way, the adsorption characteristic peculiar to the mesoporous material is mainly expressed by the pores inside the primary particles. The high-density porous material has a structure in which the gaps between the primary particles, which are not related to the development of adsorption properties, are very small, or there is almost no gap. Therefore, in the above high-density porous body, a structure having a high bulk density can be realized without impairing the adsorption property.
【００１５】本発明の吸着式ヒートポンプにおいては，
このような高密度多孔体を吸着材として使用している。
このため，低温の加熱源を利用した場合においても，吸
着式ヒートポンプにおいて，上記吸着材は温熱及び冷熱
の発生に充分な量の作動冷媒の蒸気を吸着及び脱離する
ことができる。このため，作動冷媒の循環に伴う熱の出
入りが大きくなり，大きな汲み上げ温度差を得ることが
できる。In the adsorption heat pump of the present invention,
Such a high density porous material is used as an adsorbent.
Therefore, even when a low-temperature heating source is used, in the adsorption heat pump, the adsorbent can adsorb and desorb a sufficient amount of the working refrigerant vapor to generate hot heat and cold heat. For this reason, the heat input and output accompanying the circulation of the working refrigerant becomes large, and a large pumping temperature difference can be obtained.
【００１６】なお，上記汲み上げ温度差とは，吸着式ヒ
ートポンプにおいて得られた温熱及び冷熱と，これらの
温熱及び冷熱の媒体となすために外部より吸着式ヒート
ポンプに送り込んだ空気等の温度との差を表し，吸着式
ヒートポンプの性能の目安となる。The pumping temperature difference is the difference between the hot heat and cold heat obtained in the adsorption heat pump and the temperature of air or the like sent into the adsorption heat pump from the outside to serve as a medium for these hot heat and cold heat. Represents the performance of the adsorption heat pump.
【００１７】更に，本発明にかかる吸着材は嵩密度の高
い構造を有しているため，従来品と比較して，同体積の
吸着器により多くの量を充填することができる。吸着材
の量が増大すれば，これに比例して作動冷媒の蒸気の吸
着量も増大するため，より能力の高い吸着式ヒートポン
プを得ることができる。Further, since the adsorbent according to the present invention has a structure having a high bulk density, it is possible to fill a larger amount of the adsorber with the same volume as compared with the conventional product. When the amount of adsorbent increases, the amount of adsorbed vapor of the working refrigerant also increases in proportion to this, so that an adsorption heat pump with higher capacity can be obtained.
【００１８】また，従来品と同程度の能力の吸着式ヒー
トポンプであれば，従来よりも吸着器の容積を小さくす
ることができ，よって吸着ポンプの体格を小型化するこ
とができる。このため，自動車等に搭載する空調装置等
として最適な小型の吸着式ヒートポンプを得ることがで
きる。Further, if the adsorption heat pump has a capacity comparable to that of the conventional product, the volume of the adsorber can be made smaller than that of the conventional product, so that the size of the adsorption pump can be made smaller. For this reason, it is possible to obtain a small-sized adsorption heat pump that is optimal as an air conditioner mounted on an automobile or the like.
【００１９】本発明は，かかる問題点に鑑み，低温の加
熱源でも，汲み上げの温度差が大きく，自動車等への搭
載が容易である小型の吸着式ヒートポンプを提供するこ
とができる。In view of the above problems, the present invention can provide a small-sized adsorption heat pump which has a large pumping temperature difference even with a low temperature heating source and can be easily mounted on an automobile or the like.
【００２０】なお，以下に本発明にかかる吸着式ヒート
ポンプにおいて使用する吸着材について更に詳細に説明
する。上記吸着材は，水蒸気吸着等温線において，相対
蒸気圧が０．２変化したときの吸着量変化が０．１ｇ／
ｃｃ以上の部分を有する高密度多孔体である。The adsorbent used in the adsorption heat pump according to the present invention will be described in more detail below. In the water vapor adsorption isotherm, the above adsorbent exhibits a change in the adsorption amount of 0.1 g / when the relative vapor pressure changes by 0.2.
It is a high-density porous material having a portion of cc or more.
【００２１】まず，上記『相対蒸気圧が０．２変化した
ときの吸着量変化が０．１ｇ／ｃｃ以上の部分を有す
る』につき説明する。あるメソ多孔体αの水蒸気吸着等
温線における相対蒸気圧（Ｐ／Ｐ０）が０．１と０．３
の時の吸着量が，それぞれＶ0.1 ＝０．２ｇ／ｃｃ，Ｖ
0.3 ＝０．５ｇ／ｃｃであったと仮定する。このメソ多
孔体αの『相対蒸気圧が０．２変化したときの吸着量変
化』はＶ0.3 −Ｖ0.1 ＝０．３ｇ／ｃｃとなる。従っ
て，このメソ多孔体αは，『吸着量変化が０．１ｇ／ｃ
ｃ以上』に該当する。即ち，このメソ多孔体αは本発明
にかかる吸着材として使用できる。First, the above-mentioned "having a portion where the change in adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.2 has a value of 0.1 g / cc or more" will be described. The relative vapor pressures (P / P0) in the water vapor adsorption isotherm of a certain mesoporous substance α are 0.1 and 0.3.
The adsorption amount at the time of is V 0.1 = 0.2g / cc, V
Assume that 0.3 = 0.5 g / cc. The “change in adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.2” of this mesoporous material α is V 0.3 −V 0.1 = 0.3 g / cc. Therefore, this mesoporous material α has a “adsorption amount change of 0.1 g / c
c or higher ”. That is, this mesoporous material α can be used as an adsorbent according to the present invention.
【００２２】相対蒸気圧の変化は，吸着材周囲の温度の
変化に関連づけることができる。このため，『相対蒸気
圧が０．２変化したときの吸着量変化が０．１ｇ／ｃｃ
以上の部分を有する』とは，周囲の温度が，相対蒸気圧
の変化に換算して０．２変化した場合，上記吸着材は吸
着量変化が０．１ｇ／ｃｃ以上の部分を有す，というこ
とを示している。Changes in relative vapor pressure can be related to changes in temperature around the adsorbent. Therefore, the change in the adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.2 is 0.1 g / cc
“Having the above portion” means that when the ambient temperature changes by 0.2 in terms of the change in relative vapor pressure, the adsorbent has a portion in which the change in adsorption amount is 0.1 g / cc or more, It means that.
【００２３】これにより，以上の条件を満たす吸着材
は，加熱源が低温である場合，即ち，加熱源と冷却源と
の温度差が小さい場合においても，温熱及び冷熱を発生
させるに充分な量の作動冷媒の蒸気が，吸着材に対し吸
着及び脱離することができる。よって，作動冷媒の循環
に伴う熱の出入りが大きくなり，大きな汲み上げ温度差
を得ることができる。As a result, the amount of the adsorbent satisfying the above conditions is sufficient to generate hot heat and cold heat even when the heating source has a low temperature, that is, when the temperature difference between the heating source and the cooling source is small. The working refrigerant vapor can be adsorbed and desorbed from the adsorbent. Therefore, the heat input and output accompanying the circulation of the working refrigerant becomes large, and a large pumping temperature difference can be obtained.
【００２４】なお，上記吸着量変化が，０．１ｇ／ｃｃ
未満である場合には，より多量の吸着材が必要となり，
吸着器及び吸着式ヒートポンプが大型化するおそれがあ
る。なお，上記相対蒸気圧の変化は，０〜１のどの範囲
においてでもよく，また，吸着量変化が０．１ｇ／ｃｃ
以上の部分を有する高密度多孔体が吸着材の一部分を占
めるだけであってもよい。The change in the adsorption amount is 0.1 g / cc
If less than, then more adsorbent is needed,
The size of the adsorber and the adsorption heat pump may increase. The change in the relative vapor pressure may be in any range of 0 to 1, and the change in the adsorption amount is 0.1 g / cc.
The high-density porous body having the above portions may occupy only a part of the adsorbent.
【００２５】なお，本発明における吸着式ヒートポンプ
としては，例えば後述の実施形態例に示す構造のものが
挙げられる。また，一般に吸着式ヒートポンプとして
は，開放式のものと密閉式のものとがあるが，本発明は
そのいずれにおいても適用することができる。更に，そ
の詳細な構造も後述の実施形態例に限定されない。The adsorption heat pump according to the present invention may be, for example, one having the structure shown in the embodiment described later. Further, generally, there are an adsorption type heat pump and an adsorption type heat pump, but the present invention can be applied to any of them. Further, its detailed structure is not limited to the embodiment described below.
【００２６】次に，上記吸着器の内部に，吸着材と加熱
源または冷却源の媒体との間の熱交換を容易とするため
に，多数の金属フィンを重なるよう配置することが好ま
しい。この場合には，上記金属フィンの間に，粒状にし
た吸着材を充填することができる。吸着材を粒状とする
ことで，吸着材の表面積をより広くすることができ，よ
り多くの作動冷媒の蒸気と接触することができる。Next, in order to facilitate heat exchange between the adsorbent and the medium of the heating source or the cooling source, it is preferable to arrange a large number of metal fins so as to overlap each other inside the adsorber. In this case, a granular adsorbent can be filled between the metal fins. By making the adsorbent into particles, the surface area of the adsorbent can be increased and the adsorbent can come into contact with more vapor of the working refrigerant.
【００２７】また，上記金属フィンの表面に上記吸着材
をコートすることもできる。この場合には，吸着材を金
属フィン上に容易に固定できる。加えて，吸着材を加熱
冷却する場合の熱伝導率を向上させることができる。上
記吸着材の金属フィンに対するコートは，予め金属フィ
ンに対し吸着材をコートした後，これを吸着器に対し設
置してもよいし，吸着器に対し金属フィンを組み立てた
後に吸着材をコートしてもよい。Further, the adsorbent may be coated on the surface of the metal fin. In this case, the adsorbent can be easily fixed on the metal fin. In addition, the thermal conductivity when heating and cooling the adsorbent can be improved. The coating of the adsorbent on the metal fin may be performed by coating the adsorbent on the metal fin in advance and then installing the adsorbent on the adsorber, or by assembling the metal fin on the adsorber and then coating the adsorbent. May be.
【００２８】次に，請求項２の発明のように，上記吸着
材は，細孔径分布曲線における最大のピークを示す細孔
径の−４０〜＋４０％の細孔径範囲内に，全細孔容積の
６０％以上が含まれている高密度多孔体であることが好
ましい。Next, according to the invention of claim 2, the adsorbent has a total pore volume within the pore diameter range of −40 to + 40% of the pore diameter showing the maximum peak in the pore diameter distribution curve. A high density porous body containing 60% or more is preferable.
【００２９】まず，『上記細孔径分布曲線における最大
のピークを示す直径の＋−４０％の直径範囲には全細孔
容積の６０％以上が含まれている』という表現は，以下
の状態を表現している。例えば，後述する細孔径分布曲
線における最大のピークが２．７ｎｍとなるメソ多孔体
βを仮定する。このメソ多孔体βにおいて，細孔径が
１．６２（＝２．７×０．６）〜３．７８（＝２．７×
１．４）ｎｍの範囲にある細孔の容積を総計した細孔容
積Ｖを求める。一方，上記メソ多孔体βにおいて，全細
孔容積の総計Ｖａｌｌを求める。First, the expression "60% or more of the total pore volume is included in the diameter range of + -40% of the diameter showing the maximum peak in the above-mentioned pore diameter distribution curve" means the following state. expressing. For example, it is assumed that the mesoporous material β has a maximum peak in the pore size distribution curve described below of 2.7 nm. In this mesoporous material β, the pore diameter is 1.62 (= 2.7 × 0.6) to 3.78 (= 2.7 ×).
The pore volume V, which is the total volume of pores in the range of 1.4) nm, is determined. On the other hand, in the mesoporous material β, the total Vall of all pore volumes is obtained.
【００３０】そして，Ｖ／Ｖａｌｌの値が，仮に０．６
（６０％）以上である場合には，上記メソ多孔体βが請
求項２にかかる高密度多孔体のひとつであるといえる。
または，上記メソ多孔体βの細孔径分布曲線において，
細孔径が１．６２〜３．７８ｎｍとなる範囲の積分値
が，細孔径分布曲線の全積分面積の６０％以上である場
合にも，上記メソ多孔体βは請求項２にかかる高密度多
孔体であるといえる。Then, the value of V / Vall is 0.6
When it is (60%) or more, it can be said that the mesoporous body β is one of the high-density porous bodies according to claim 2.
Alternatively, in the pore size distribution curve of the mesoporous material β,
Even when the integrated value in the range where the pore size is 1.62 to 3.78 nm is 60% or more of the total integrated area of the pore size distribution curve, the mesoporous material β has the high density porous structure according to claim 2. It can be said to be the body.
【００３１】このような条件を満たす高密度多孔体は，
細孔径が狭い範囲に分布しているため，以下に説明する
ごとく，小さな相対蒸気圧の変化に対し吸着量が大きく
変化するという効果を得ることができる。作動冷媒とし
て水を例にとると，まず，メソ多孔体における水蒸気の
吸着等温線において，相対蒸気圧（Ｐ／Ｐ０）が０．１
〜０．８１で，水蒸気の吸着／脱離が急激に発生するこ
とが一般に知られている。そして，ある特定のメソ多孔
体の吸着等温線が上記条件を満たすか否かは，ケルビン
式における細孔径と相対蒸気圧との関係から導くことが
できる。The high-density porous material satisfying the above conditions is
Since the pore diameters are distributed in a narrow range, it is possible to obtain the effect that the adsorption amount largely changes with a small change in the relative vapor pressure, as described below. Taking water as an example of the working refrigerant, first, in the adsorption isotherm of water vapor in the mesoporous material, the relative vapor pressure (P / P0) is 0.1
It is generally known that the adsorption / desorption of water vapor rapidly occurs at ˜0.81. Whether or not the adsorption isotherm of a specific mesoporous material satisfies the above condition can be derived from the relationship between the pore diameter and the relative vapor pressure in the Kelvin equation.
【００３２】ここにケルビン式とは，メソ多孔体の細孔
半径（ｒ）と，吸着質が毛管凝縮を起こす相対蒸気圧
（Ｐ／Ｐ０）との関係を示す式であり，以下の（１）式
により示すことができる。 ｌｎ（Ｐ／Ｐ０）＝（２ＶＬγｃｏｓΘ）／（ｒＲＴ）．．．（１） なお，上記ＶＬは，吸着質が液体状である場合のモル体
積，γは吸着質が液体状である場合の表面張力，Θは接
触角，Ｒは気体定数，Ｔは絶対温度である。The Kelvin equation is a formula showing the relationship between the pore radius (r) of the mesoporous material and the relative vapor pressure (P / P0) at which the adsorbate causes capillary condensation, and ) Equation can be shown. ln (P / P0) = (2VLγ cos Θ) / (rRT). . . (1) where VL is the molar volume when the adsorbate is liquid, γ is the surface tension when the adsorbate is liquid, Θ is the contact angle, R is the gas constant, and T is the absolute temperature. is there.
【００３３】ここに吸着質が水蒸気である場合には，Ｖ
Ｌ＝１８．０５・１０-6ｍ3 ／ｍｏｌ，γ＝７２．５９
・１０-3Ｎ／ｍ，Ｒ＝８．３１４３Ｊ／ｄｅｇ・ｍｏ
ｌ，Θ＝０という数値を（１）式に代入することができ
る。この結果，上記（１）式は，次の（２）式となる ｌｎ（Ｐ／Ｐ０）＝−１．０５８／ｒ．．．（２） なお，ｒの単位はｎｍである。If the adsorbate is water vapor, V
L = 18.05 · 10 −6 m 3 / mol, γ = 72.59
・ 10 -3 N / m, R = 8.3143 J / deg ・ mo
Numerical values of l and Θ = 0 can be substituted into the equation (1). As a result, the above equation (1) becomes the following equation (2): ln (P / P0) =-1.058 / r. . . (2) The unit of r is nm.
【００３４】上記（２）式より，より細孔径が狭い範囲
に分布している場合には，水蒸気の吸着／脱着がより狭
いＰ／Ｐ０の範囲で発生することが分かる。つまり，吸
着等温線における，吸着が立ち上がるところのＰ／Ｐ０
と，吸着が飽和に達したところのＰ／Ｐ０の差が小さ
い。From the above equation (2), it can be seen that when the pore diameters are distributed in a narrower range, water vapor adsorption / desorption occurs in a narrower P / P0 range. That is, in the adsorption isotherm, P / P0 where the adsorption rises
Then, the difference of P / P0 when the adsorption reaches saturation is small.
【００３５】なお，上記細孔径分布曲線における最大の
ピークを示す直径の＋−４０％の直径範囲に，全細孔容
積の６０％未満しか含まれていなかった場合には，Ｐ／
Ｐ０の変化に対する吸着量変化が小さく，これを吸着材
として用いた吸着ヒートポンプにおいては，低温の加熱
源では充分な汲み上げ温度差を得ることができないおそ
れがある。When the diameter range of + -40% of the diameter showing the maximum peak in the above-mentioned pore diameter distribution curve contains less than 60% of the total pore volume, P /
The change in the adsorption amount with respect to the change in P0 is small, and in an adsorption heat pump using this as an adsorbent, there is a possibility that a sufficient pumping temperature difference cannot be obtained with a low-temperature heating source.
【００３６】なお，上記細孔分径布曲線につき以下に説
明する。上記細孔径分布曲線とは，メソ多孔体の細孔容
積（Ｖ）を細孔径（Ｄ）で微分した値（ｄＶ／ｄＤ）を
細孔径（Ｄ）に対しプロットした曲線を示している（図
４参照）。上記細孔径分布曲線は，例えば，以下に示す
気体吸着法により作成することができる。なお，上記気
体吸着法において最もよく用いられる気体は窒素であ
る。The pore size distribution curve will be described below. The pore size distribution curve is a curve obtained by plotting a value (dV / dD) obtained by differentiating the pore volume (V) of the mesoporous material with the pore size (D) against the pore size (D) (Fig. 4). The pore size distribution curve can be created, for example, by the gas adsorption method shown below. The most frequently used gas in the above gas adsorption method is nitrogen.
【００３７】まず，対象となるメソ多孔体に，液体窒素
温度（−１９６℃）で窒素ガスを導入し，その吸着量を
定容量法または重量法において求める。その後，導入す
る窒素ガスの圧力を徐々に増加させ，各平衡圧に対する
窒素ガスの吸着量をプロットすることにより吸着等温線
を作成する。この吸着等温線から，例えばＣｒａｎｓｔ
ｏｎ−Ｉｎｃｌａｙ法，Ｐｏｌｌｉｍｏｒｅ−Ｈｅａｌ
法の計算法を用いて，上記細孔径分布曲線を導くことこ
とができる。First, nitrogen gas is introduced into the target mesoporous material at liquid nitrogen temperature (-196 ° C.), and the adsorption amount thereof is determined by the constant volume method or the gravimetric method. Thereafter, the pressure of the introduced nitrogen gas is gradually increased, and the adsorption isotherm is created by plotting the adsorption amount of the nitrogen gas with respect to each equilibrium pressure. From this adsorption isotherm, for example, Cranst
on-Inclay method, Pollimore-Heal
The pore size distribution curve can be derived using the calculation method of the method.
【００３８】次に，請求項３の発明のように，上記吸着
材は，細孔径分布曲線における最大のピークを示す細孔
径が１〜１０ｎｍの範囲内にあり，かつ粉末Ｘ線回折パ
ターンにおいて，１ｎｍ以上の範囲内のｄ値に相当する
回折角度に１本以上のピークを持つ高密度多孔体である
ことが好ましい。Next, according to the invention of claim 3, the adsorbent has a pore size in which the maximum peak in the pore size distribution curve is in the range of 1 to 10 nm, and in the powder X-ray diffraction pattern, It is preferable that the high density porous body has one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value in the range of 1 nm or more.
【００３９】この場合，上記（２）式に細孔径を代入す
ることにより，吸着等温線における水蒸気の吸着／脱離
を起こすＰ／Ｐ０の範囲は０．１２〜０．８１となるこ
とが分かる。この範囲は，上述したごとく，水蒸気の吸
着／脱離が急激に生じる範囲である。これにより，低温
の加熱源でも動作可能な優れた吸着式ヒートポンプを得
ることができる。なお，『１ｎｍ以上の範囲内のｄ値に
相当する回折角度に１本以上のピークを持つ』とは，１
ｎｍ以上の周期的な結晶構造を有することを示してお
り，高密度多孔体の細孔径が１〜１０ｎｍの範囲にあ
り，かつ細孔径が均一に分布していることを表してい
る。In this case, by substituting the pore size in the above equation (2), it is understood that the range of P / P0 which causes adsorption / desorption of water vapor in the adsorption isotherm is 0.12-0.81. . As described above, this range is a range in which water vapor adsorption / desorption rapidly occurs. This makes it possible to obtain an excellent adsorption heat pump that can operate even with a low-temperature heating source. It should be noted that "having one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value in the range of 1 nm or more" means 1
It shows that it has a periodic crystal structure of nm or more, which means that the pore diameter of the high-density porous material is in the range of 1 to 10 nm and that the pore diameter is evenly distributed.
【００４０】次に，請求項４の発明のように，上記吸着
材は，全体の８０ｗｔ％以上が珪素及び酸素よりなる高
密度多孔体であることが好ましい。これにより，吸着分
子（例えば水分子）と多孔体表面との結合は比較的弱い
ものとなり，吸着した分子が比較的脱離し易く，可逆的
に吸・脱着を繰り返すことができる。なお，珪素及び酸
素の含有率が８０ｗｔ％未満である場合には，珪素と酸
素とは異なる元素が混合されることにより，表面に固体
酸性等が発現され，吸着分子が容易に脱離しないおそれ
がある。Next, as in the invention of claim 4, it is preferable that the adsorbent is a high-density porous body in which 80 wt% or more of the whole adsorbent is made of silicon and oxygen. As a result, the bond between the adsorbed molecule (for example, water molecule) and the surface of the porous body becomes relatively weak, the adsorbed molecule is relatively easily desorbed, and the adsorption and desorption can be reversibly repeated. If the content ratio of silicon and oxygen is less than 80 wt%, mixing of elements different from silicon and oxygen may cause solid acidity on the surface and the adsorbed molecules may not be easily desorbed. There is.
【００４１】次に，請求項５の発明のように，上記吸着
材は，原料であるアルコキシシラン，水及び界面活性剤
を混合，反応させ，シリカ／界面活性剤複合体を形成
し，次いで，上記シリカ／界面活性剤複合体から界面活
性剤を除去することにより製造される高密度多孔体であ
って，かつ上記原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉモル比が１０以下
であることが好ましい。Next, as in the invention of claim 5, the adsorbent is mixed with the raw material alkoxysilane, water and a surfactant to react with each other to form a silica / surfactant complex, and then, It is preferable that the high density porous body is produced by removing the surfactant from the silica / surfactant composite, and the H 2 O / Si molar ratio in the raw material is 10 or less.
【００４２】上記『原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉモル比』と
は，上記原料の混合において，添加したＨ2 Ｏの総量に
対する他の原料に含有されるＳｉの総量の比を示してい
る。上記『Ｈ2 Ｏ／Ｓｉモル比』が１０以下であること
により，高密度多孔体の密度を高めることができる。な
お，上記『Ｈ2 Ｏ／Ｓｉモル比』が１０より大きい場合
には，例えば，アルコキシシランが加水分解・縮合して
生成するシリカの微粒子同士の隙間が大きくなり，結果
として，生成したシリカの密度が低下するおそれがあ
る。よって，本発明にかかる嵩密度を有する吸着材を得
ることができなくなるおそれがある。The above-mentioned "H 2 O / Si molar ratio in the raw material" means the ratio of the total amount of Si contained in other raw materials to the total amount of H 2 O added in the mixing of the raw materials. When the “H 2 O / Si molar ratio” is 10 or less, the density of the high density porous body can be increased. If the “H 2 O / Si molar ratio” is greater than 10, for example, the gaps between silica fine particles produced by hydrolysis / condensation of alkoxysilane become large, and as a result, the generated silica The density may decrease. Therefore, it may not be possible to obtain the adsorbent having the bulk density according to the present invention.
【００４３】また，上記『Ｈ2 Ｏ／Ｓｉモル比』の下限
は１以上であることが好ましい。上記値が１未満である
場合には，アルコキシシランの加水分解が起こらず，結
果としてシリカが得られないおそれがある。よって，本
発明にかかる嵩密度を有する吸着材を得ることができな
くなるおそれがある。The lower limit of the "H 2 O / Si molar ratio" is preferably 1 or more. When the above value is less than 1, hydrolysis of alkoxysilane does not occur, and as a result, silica may not be obtained. Therefore, it may not be possible to obtain the adsorbent having the bulk density according to the present invention.
【００４４】次に，上記原料の混合方法としては，特に
限定しないが，最初にアルコキシシランに水を添加し，
室温で１０分〜３時間攪拌した後に，界面活性剤を添加
することが好ましい。また，上記水は，上記アルコキシ
シランが含有する珪素１モルに対し，０．５〜１０モル
添加することが好ましい。この混合方法により，アルコ
キシシランが直鎖状のアルコキシシラン重合物を経て，
ゆっくり縮合することにより，ち密なシリカの組織が形
成され，密度が高まるという効果を得ることができる。Next, the method of mixing the above raw materials is not particularly limited, but water is first added to the alkoxysilane,
It is preferable to add a surfactant after stirring at room temperature for 10 minutes to 3 hours. Further, it is preferable to add 0.5 to 10 moles of water to 1 mole of silicon contained in the alkoxysilane. By this mixing method, the alkoxysilane passes through the linear alkoxysilane polymer,
By slowly condensing, a dense silica structure is formed, and the effect of increasing the density can be obtained.
【００４５】上記水の添加量が０．５モル未満である場
合には，アルコキシシランの加水分解が不十分となり，
強固な高密度多孔体の骨格が形成されない，あるいは多
孔体の密度が低下するおそれがある。一方，１０モルよ
りも多く添加した場合には，アルコキシシランの加水分
解及び縮合が急速に行われ，シリカ組織が粗となり高密
度多孔体の密度が低下するおそれがある。When the amount of water added is less than 0.5 mol, hydrolysis of the alkoxysilane is insufficient,
A strong skeleton of a high-density porous material may not be formed, or the density of the porous material may decrease. On the other hand, if it is added in excess of 10 moles, the hydrolysis and condensation of the alkoxysilane will be carried out rapidly, and the silica structure will become coarse, and the density of the high-density porous material may decrease.
【００４６】また，上記攪拌時間が１０分未満である場
合には，高密度多孔体の密度が低下するおそれがある。
一方，３時間を越えた場合には，均一な細孔が形成され
ないおそれがある。If the stirring time is less than 10 minutes, the density of the high density porous material may be reduced.
On the other hand, if it exceeds 3 hours, uniform pores may not be formed.
【００４７】更に，上記混合の際には，ｐＨ調整剤とし
て少量の酸を添加することが好ましい。これにより，各
成分が溶解しやすくなり，均一な溶液が調製しやすくな
る。そして，上記混合の際のｐＨは１〜４の範囲に調整
されることが好ましい。上記ｐＨが１未満である場合に
は，加水分解及び縮合が急速に進行し，均一な細孔の形
成が妨げられるおそれがある。あるいは，生成した多孔
体の密度が低下するおそれがある。一方，上記ｐＨが４
より大きい場合には，各成分の溶解が不十分であり，必
要な加水分解が行われないおそれがある。また，上記酸
としては，希塩酸（例えば２規定）を用いることができ
るが，硫酸等の他の酸でもよい。Further, during the above mixing, it is preferable to add a small amount of acid as a pH adjusting agent. This facilitates the dissolution of each component and facilitates the preparation of a uniform solution. The pH during the above mixing is preferably adjusted within the range of 1 to 4. If the pH is less than 1, hydrolysis and condensation may proceed rapidly, and formation of uniform pores may be hindered. Alternatively, the density of the produced porous body may decrease. On the other hand, the above pH is 4
If it is larger than the above range, the dissolution of each component may be insufficient and necessary hydrolysis may not be performed. As the acid, dilute hydrochloric acid (for example, 2N) can be used, but another acid such as sulfuric acid may be used.
【００４８】また，上記界面活性剤は粉末のまま添加し
てもよいが，少量の水に溶解させて添加してもよい。そ
して，上記界面活性剤の添加量は，全原料中に含有され
るＳｉ１モルに対して，１〜１０モルとなるように添加
することが好ましい。上記界面活性剤の添加量が１０モ
ルより多い場合には，上記シリカ／界面活性剤複合体の
形成に寄与しない余剰の界面活性剤が，上記シリカ／界
面活性剤複合体に混在し，本発明にかかる嵩密度を有す
る吸着材を得難くなる，あるいは製造コストが高くなる
おそれがある。The above-mentioned surfactant may be added as a powder, or may be dissolved in a small amount of water and added. Then, it is preferable that the amount of the above-mentioned surfactant is added so as to be 1 to 10 mol with respect to 1 mol of Si contained in all the raw materials. When the amount of the surfactant added is more than 10 mol, an excessive amount of the surfactant which does not contribute to the formation of the silica / surfactant complex is mixed in the silica / surfactant complex, It may be difficult to obtain an adsorbent having such a bulk density, or the manufacturing cost may increase.
【００４９】一方，上記添加量が１モル未満である場合
には，上記シリカ／界面活性剤複合体の形成に寄与しな
い余剰のシリカが，上記シリカ／界面活性剤複合体に混
在し，均一な細孔が形成されている部分の比率が低下
し，必要な機能が充分発現されないおそれがある。更
に，上記シリカがシリカ／界面活性剤の表面に厚い層を
形成して付着するため，これにより得られた高密度多孔
体の細孔容積が減少するおそれもある。On the other hand, when the addition amount is less than 1 mol, the excess silica which does not contribute to the formation of the silica / surfactant complex is mixed in the silica / surfactant complex and is uniform. The ratio of the portion where the pores are formed may decrease, and the necessary functions may not be fully exhibited. Furthermore, since the above silica adheres to the surface of the silica / surfactant forming a thick layer, the pore volume of the resulting high density porous body may decrease.
【００５０】次いで，上記シリカ／界面活性剤複合体か
ら界面活性剤を除去し，高密度多孔体となす方法のいく
つかの具体例につき説明する。即ち，ある具体例として
は，上記シリカ／界面活性剤複合体は原料を混合した溶
液において生成されるが，まずはこの溶液中よりシリカ
／界面活性剤複合体を分離する。その後，得られた単独
のシリカ／界面活性剤複合体より界面活性剤を除去し，
高密度多孔体となす。これらの工程につき，以下に説明
する。Next, some specific examples of the method of removing the surfactant from the silica / surfactant composite to form a high density porous material will be described. That is, as a specific example, the silica / surfactant complex is produced in a solution in which the raw materials are mixed, but first, the silica / surfactant complex is separated from this solution. Then, the surfactant was removed from the obtained single silica / surfactant composite,
It is a high-density porous material. These steps will be described below.
【００５１】まず，シリカ／界面活性剤を含有した溶液
は，そのまま放置すると次第に溶液全体が均一な状態を
保ったまま固化する。従って，上記溶液を，密閉容器
中，あるいは開放容器中において放置することにより，
上記溶液は塊状となる。これにより得られた塊を乾燥し
た後，粉砕する。更にその後，ふるいにかけて，粉砕物
の粒径を揃える。これにより，所望の粒径を有する粉末
状のシリカ／界面活性剤複合体を得ることができる。First, when the solution containing silica / surfactant is left as it is, it gradually solidifies while keeping the entire solution in a uniform state. Therefore, by leaving the above solution in a closed container or an open container,
The solution becomes lumpy. The mass thus obtained is dried and then ground. Then, after sieving, the particle size of the pulverized product is made uniform. As a result, a powdery silica / surfactant composite having a desired particle size can be obtained.
【００５２】また，上記溶液をアルミニウム等よりなる
基板の上にコートし，放置する。これにより，上記溶液
は基板の上で固化し，膜状のシリカ／界面活性剤複合体
を得ることができる。なお，上記基板に溶液をコートす
る方法としては，スピンコート法，キャスティング法，
ディップコート法等が挙げることができる。A substrate made of aluminum or the like is coated with the above solution and left to stand. As a result, the solution is solidified on the substrate, and a film-like silica / surfactant complex can be obtained. The method of coating the substrate with the solution is spin coating, casting,
Examples thereof include dip coating method.
【００５３】次に，他の具体例としては，上記粉末状あ
るいは膜状のシリカ／界面活性剤複合体より界面活性剤
を除去し，高密度多孔体となす。この除去方法として
は，例えば，焼成による方法と，溶剤を使用する方法と
が挙げれられる。Next, as another specific example, the surfactant is removed from the powdery or film-like silica / surfactant composite to form a high density porous body. Examples of the removing method include a method by firing and a method using a solvent.
【００５４】まず，焼成による除去方法を示す。上記シ
リカ／界面活性剤複合体を，４００℃〜１０００℃の範
囲で，好ましくは５００℃〜７００℃の範囲で加熱す
る。上記加熱時間は３０分以上とすれば，実用上におい
て差し支えない程度に界面活性剤を除去することができ
る。しかし，上記シリカ／界面活性剤複合体より，上記
界面活性剤を完全に除去するためには，１時間以上加熱
することが好ましい。First, the removal method by firing will be described. The silica / surfactant complex is heated in the range of 400 ° C to 1000 ° C, preferably in the range of 500 ° C to 700 ° C. If the heating time is 30 minutes or more, the surfactant can be removed to the extent that there is no practical problem. However, in order to completely remove the surfactant from the silica / surfactant composite, it is preferable to heat for 1 hour or more.
【００５５】また，上記加熱温度が４００℃未満である
場合には，温度が低すぎるため，界面活性剤を充分に燃
焼除去することができないおそれがある。また，上記加
熱温度が１０００℃を越えた場合には，温度が高すぎる
ために，細孔構造が崩壊するおそれがある。なお，上記
加熱に当たっての雰囲気は空気を流通させればよい。し
かし，多量の燃焼ガスが発生するため，加熱の初期は，
窒素ガス等の不活性ガスを流通させることがより好まし
い。If the heating temperature is lower than 400 ° C., the temperature may be too low to sufficiently burn and remove the surfactant. When the heating temperature exceeds 1000 ° C., the temperature is too high and the pore structure may collapse. The atmosphere for the above heating may be air circulation. However, since a large amount of combustion gas is generated, at the beginning of heating,
It is more preferable to pass an inert gas such as nitrogen gas.
【００５６】次に，溶剤を使用する除去方法を示す。ま
ず，界面活性剤に対する溶解度の大きい溶媒に少量の陽
イオン成分を添加した溶剤を作成する。上記溶剤に，上
記シリカ／界面活性剤複合体を分散させ，攪拌する。こ
れにより，上記シリカ／界面活性剤複合体より，界面活
性剤が溶剤中に溶解し，分離する。その後，上記溶剤よ
り固形分を回収する。上記固形分が求める高密度多孔体
である。Next, a removing method using a solvent will be described. First, a solvent is prepared by adding a small amount of a cation component to a solvent having a high solubility in a surfactant. The silica / surfactant complex is dispersed in the solvent and stirred. Thereby, the surfactant is dissolved in the solvent and separated from the silica / surfactant complex. Then, the solid content is recovered from the solvent. It is a high-density porous body whose solid content is required.
【００５７】上記溶媒としては，例えば，エタノール，
メタノール等のアルコール，またアセトン等を使用する
ことができる。また，上記陽イオン成分を溶媒に添加す
るためには，該溶媒に以下の物質を添加することが好ま
しい。上記物質としては，塩酸，酢酸，塩化ナトリウ
ム，塩化カリウム等を使用することができる。これによ
り，一層効率よく上記界面活性剤を上記シリカ／界面活
性剤複合体より分離することができる。Examples of the solvent include ethanol,
Alcohol such as methanol, acetone or the like can be used. Further, in order to add the above-mentioned cation component to the solvent, it is preferable to add the following substances to the solvent. As the above substance, hydrochloric acid, acetic acid, sodium chloride, potassium chloride or the like can be used. This allows the surfactant to be more efficiently separated from the silica / surfactant complex.
【００５８】そして，上記陽イオンの添加濃度は，上記
溶媒に対して，０．１〜１０モル／リットルとすること
が好ましい。上記添加濃度が０．１モル／リットル未満
である場合には，界面活性剤の分離が不十分であり，高
密度多孔体に界面活性剤が残存するおそれがある。一
方，上記添加濃度が１０モル／リットルより大きい場合
には，それ以上添加する効果がなく，コスト高となるお
それがある。また，高密度多孔体のシリカ骨格が崩壊す
るおそれがある。The addition concentration of the cation is preferably 0.1 to 10 mol / liter with respect to the solvent. When the addition concentration is less than 0.1 mol / liter, the surfactant is insufficiently separated, and the surfactant may remain in the high density porous body. On the other hand, if the addition concentration is higher than 10 mol / liter, there is no effect of further addition, and the cost may increase. In addition, the silica skeleton of the high-density porous material may collapse.
【００５９】次に，上記溶媒に対するシリカ／界面活性
剤複合体の分散量は，溶剤１００ｃｃに対し，０．５〜
５０ｇであることが好ましい。０．５ｇ未満である場合
には，シリカ／界面活性剤複合体の処理効率が悪く，溶
剤のコストや製造コストがかかるおそれがある。一方，
５０ｇより多い場合には，界面活性剤の分離が不十分で
あり，高密度多孔体中に界面活性剤が残存するおそれが
ある。Next, the dispersion amount of the silica / surfactant composite in the above solvent is 0.5 to 100 cc of the solvent.
It is preferably 50 g. If the amount is less than 0.5 g, the treatment efficiency of the silica / surfactant composite may be poor, and the cost of the solvent and the manufacturing cost may increase. on the other hand,
When the amount is more than 50 g, the separation of the surfactant is insufficient and the surfactant may remain in the high density porous body.
【００６０】また，上記溶剤にシリカ／界面活性剤複合
体を分散させた後の攪拌は，２５〜１００℃の温度範囲
において行うことが好ましい。これにより，界面活性剤
の分離のため処理時間が短縮することができる。上記温
度が２５℃未満である場合には，処理時間の短縮が期待
されないおそれがある。一方，１００℃を越えた場合に
は，加熱するためのエネルギーコストがかかる，あるい
は溶剤の揮発によるロスが多くなるおそれがある。The stirring after dispersing the silica / surfactant composite in the above solvent is preferably carried out in the temperature range of 25 to 100 ° C. As a result, the processing time can be shortened due to the separation of the surfactant. If the temperature is lower than 25 ° C., it may not be expected that the processing time will be shortened. On the other hand, if the temperature exceeds 100 ° C., energy costs for heating may be increased, or loss due to volatilization of the solvent may increase.
【００６１】なお，上記高密度多孔体は，粉末とし，そ
の粒径ごとにふるい分ける，また使用目的に応じた形状
に成形することができる。そして，これらのふるい分
け，成形の工程は，上記界面活性剤を除去する工程の前
に行うことができる。この場合には，成形時の細孔の崩
壊を妨げる，あるいは成形強度が向上するという効果を
得ることができる。The above-mentioned high-density porous body can be made into a powder, and can be sieved according to its particle size, or can be formed into a shape according to the purpose of use. The steps of sieving and molding can be performed before the step of removing the surfactant. In this case, it is possible to obtain the effect of preventing the collapse of the pores during molding or improving the molding strength.
【００６２】また，最終的に要求される形状に上記シリ
カ／界面活性剤を成形した後に，界面活性剤の除去を行
い，高密度多孔体とすることもできる。この場合には，
成形時の細孔の崩壊を防止することができる。また，成
形強度を高めることができる。Further, the silica / surfactant may be molded into a finally required shape, and then the surfactant may be removed to obtain a high density porous body. In this case,
It is possible to prevent the collapse of the pores during molding. Also, the molding strength can be increased.
【００６３】次に，上記原料におけるアルコキシシラン
としては，テトラメトキシシラン，テトラエトキシシラ
ン，テトラプロポキシシランあるいはメチルトリメトキ
シシラン等のアルキルアルコキシシラン等を用いること
ができる。これらの１種類あるいは２種類以上の組み合
わせでもよい。Next, as the alkoxysilane in the above raw material, an alkylalkoxysilane such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane or methyltrimethoxysilane can be used. One of these or a combination of two or more may be used.
【００６４】そして，請求項６の発明によれば，上記ア
ルコキシシランは，特にテトラメトキシシランであるこ
とが好ましい。これにより，比較的容易に上記高密度多
孔体を製造することができる。According to the sixth aspect of the invention, the alkoxysilane is preferably tetramethoxysilane. This makes it possible to manufacture the high-density porous body relatively easily.
【００６５】また，請求項７の発明のように，上記界面
活性剤は，長鎖アルキル基及び親水基を有する化合物で
あることが好ましい。この化合物を使用することによ
り，反応溶液中で界面活性剤の分子集合体を形成され，
その分子集合体の大きさに対応した１〜１０ｎｍの均一
な細孔が高密度多孔体に形成されるという効果を得るこ
とができる。Further, as in the invention of claim 7, the surfactant is preferably a compound having a long-chain alkyl group and a hydrophilic group. By using this compound, a molecular assembly of surfactant is formed in the reaction solution,
It is possible to obtain the effect that uniform pores of 1 to 10 nm corresponding to the size of the molecular assembly are formed in the high density porous body.
【００６６】また，上記アルキル基としては，炭素原子
数が２〜１８のものが好ましい。これらのアルキル基よ
りなる界面活性剤を使用することにより，上記の分子集
合体が効率的に形成されるという効果を得ることができ
る。なお，上記炭素原子数が１８よりも多い場合には，
その様な界面活性剤は市販されておらず，コストがかか
るおそれがある。また，炭素原子数が１である場合，つ
まり上記アルキル基がメチル基である場合には，上記の
分子集合体が形成され難く，１〜１０ｎｍの均一な細孔
が形成されないおそれがある。また，上記親水基として
は，例えば，−Ｎ+ （ＣＨ3 ）3 ，＝Ｎ+ （ＣＨ3 ）
2 ，≡Ｎ+ （ＣＨ3 ）≡Ｎ+ ，−ＮＨ2 ，−ＮＯ，−Ｏ
Ｈ，−ＣＯＯＨ等が挙げられる。The alkyl group preferably has 2 to 18 carbon atoms. By using a surfactant composed of these alkyl groups, it is possible to obtain the effect of efficiently forming the above-mentioned molecular assembly. When the number of carbon atoms is more than 18,
Such surfactants are not commercially available and may be costly. Further, when the number of carbon atoms is 1, that is, when the alkyl group is a methyl group, it is difficult to form the above molecular aggregate, and uniform pores of 1 to 10 nm may not be formed. Further, as the hydrophilic group, for example, -N + (CH 3) 3 , = N + (CH 3)
2 , ≡N + (CH 3 ) ≡N + , -NH 2 , -NO, -O
H, -COOH, etc. are mentioned.
【００６７】次に，上記界面活性剤としては，以下の化
学式に示される化合物を使用することができる。また，
このような化合物としては，請求項８の発明のように，
アルキルトリメチルアンモニウムを使用することが好ま
しい。 Ｃn Ｈ2n+1Ｎ（ＣＨ3 ）3 Ｘ ここに，ｎは２〜１８の整数，Ｘは，例えば，塩化物イ
オン，臭化物イオン等のハロゲン化物イオンである。Next, as the above surfactant, compounds represented by the following chemical formulas can be used. Also,
As such a compound, as in the invention of claim 8,
Preference is given to using alkyltrimethylammonium. C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 3 X Here, n is an integer of 2 to 18, and X is a halide ion such as chloride ion or bromide ion.
【００６８】このような界面活性剤を使用することによ
り，反応溶液中で界面活性剤の分子集合体が効率的に形
成され，その分子集合体に対応した１〜１０ｎｍの均一
な細孔が形成され易いという効果を得ることができる。
なお，上記化学式による界面活性剤の具体例としては，
ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド，テト
ラデシルトリメチルアンモニウムクロライド，デドシル
トリメチルアンモニウムブロマイド，デシルトリメチル
アンモニウムブロマイド，オクチルトリメチルアンモニ
ウムブロマイド等を挙げることができる。By using such a surfactant, a molecular assembly of the surfactant is efficiently formed in the reaction solution, and uniform pores of 1 to 10 nm corresponding to the molecular assembly are formed. It is possible to obtain the effect of being easily affected.
In addition, as a specific example of the surfactant according to the above chemical formula,
Hexadecyl trimethyl ammonium chloride, tetradecyl trimethyl ammonium chloride, decyl trimethyl ammonium bromide, decyl trimethyl ammonium bromide, octyl trimethyl ammonium bromide etc. can be mentioned.
【００６９】[0069]
実施形態例１ 本発明にかかる吸着式ヒートポンプ及び該吸着式ヒート
ポンプに使用した吸着材の性能につき，図１〜図６，表
１を用いて説明する。図１に示すごとく，本例の吸着式
ヒートポンプ１は，作動冷媒を蒸発させる蒸発器１２
と，作動冷媒の蒸気を吸着または脱離する吸着材が充填
された吸着器２１，２２と，作動冷媒の凝縮を行う凝縮
器１３と，これらの間に作動冷媒とを循環させる循環流
路１１とを備えている。そして，上記吸着器２１，２２
を加熱する加熱源と，上記吸着器を冷却する冷却源とを
備えている。First Embodiment The performance of an adsorption heat pump according to the present invention and an adsorbent used in the adsorption heat pump will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and Table 1. As shown in FIG. 1, the adsorption heat pump 1 of the present embodiment includes an evaporator 12 that evaporates a working refrigerant.
And adsorbers 21 and 22 filled with an adsorbent that adsorbs or desorbs the vapor of the working refrigerant, a condenser 13 that condenses the working refrigerant, and a circulation channel 11 that circulates the working refrigerant between them. It has and. Then, the adsorbers 21, 22
And a cooling source for cooling the adsorber.
【００７０】そして，上記吸着材は，嵩密度が０．５ｇ
／ｃｃ以上であり，かつ水蒸気吸着等温線において，相
対蒸気圧が０．２変化したときの吸着量変化が０．１ｇ
／ｃｃ以上の部分を有する高密度多孔体である。なお，
本例の吸着式ヒートポンプ１は冷熱を取出すことができ
る冷凍装置である。また，作動冷媒としては水を用い
る。The adsorbent has a bulk density of 0.5 g.
/ Cc or more, and the change in adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.2 in the water vapor adsorption isotherm is 0.1 g
It is a high-density porous material having a portion of / cc or more. In addition,
The adsorption heat pump 1 of this example is a refrigerating device that can take out cold heat. Water is used as the working refrigerant.
【００７１】図１に示すごとく，上記吸着式ヒートポン
プ１は吸着材（図示略）が充填された第一吸着器２１及
び第二吸着器２２を有している。上記第一及び第二吸着
器２１，２２は循環流路１１に対し，並列に接続されて
いる。上記循環流路１１は，凝縮器１３より流入する作
動冷媒を受け止めるレシーバタンク１７，流量制御装置
１８，蒸発器１２，第一及び第二吸着器２１，２２，凝
縮器１３との間を配管１１０，１１１，１１２を用いて
直列かつ閉鎖系を形成するよう接続することにより構成
されている。As shown in FIG. 1, the adsorption heat pump 1 has a first adsorber 21 and a second adsorber 22 filled with an adsorbent (not shown). The first and second adsorbers 21 and 22 are connected in parallel to the circulation passage 11. The circulation flow path 11 connects the receiver tank 17 that receives the working refrigerant flowing from the condenser 13, the flow rate control device 18, the evaporator 12, the first and second adsorbers 21 and 22, and the condenser 13 to the pipe 110. , 111, 112 are connected in series to form a closed system.
【００７２】そして，上記循環流路１１には，蒸発器１
２より流出した水蒸気の流れを制御するための切り換え
コック１８１，１８２が，上記第一及び第二吸着器２
１，２２の両端に対し設けてある。The circulation channel 11 has an evaporator 1
The switching cocks 181 and 182 for controlling the flow of water vapor flowing out from
It is provided for both ends of 1, 22.
【００７３】また，上記第一及び第二吸着器２１，２２
の内部には熱交換配管２１０，２２０が設けてある。上
記熱交換配管２１０，２２０は，上述の循環流路１１と
は異なる，熱媒体循環流路１５の一部を構成している。
上記熱媒体循環流路１５は，加熱流体流入口３１及び冷
却流体流入口３２，加熱流体流出口３３及び冷却流体流
出口３４，そしてこれらに直接連結された切り換えコッ
ク１９１〜１９４，そして各切り換えコック１９１〜１
９４と上記熱交換配管２１０，２２０とを相互に連結す
る熱媒体配管１５０とよりなる。The first and second adsorbers 21, 22
Heat exchange pipes 210 and 220 are provided in the interior of the. The heat exchange pipes 210 and 220 form a part of the heat medium circulation flow passage 15, which is different from the circulation passage 11 described above.
The heat medium circulation flow path 15 includes a heating fluid inlet 31 and a cooling fluid inlet 32, a heating fluid outlet 33 and a cooling fluid outlet 34, and switching cocks 191 to 194 directly connected to these and each switching cock. 191-1
94 and the heat exchange pipes 210 and 220, and a heat medium pipe 150 interconnecting the pipes.
【００７４】上記熱媒体は高温及び低温の流体である。
例えば，上記加熱源としては，エンジン冷却水を用い，
冷却源としては，熱交換器（図示せず）を通して，外気
で冷却された液体を用いる。この実施形態例において
は，熱媒体として液体を用いたが，高温及び低温の気体
を用いてもよい。The heat medium is a high temperature fluid and a low temperature fluid.
For example, engine cooling water is used as the heating source,
As a cooling source, a liquid cooled by outside air through a heat exchanger (not shown) is used. In this embodiment, a liquid is used as the heat medium, but a high temperature gas and a low temperature gas may be used.
【００７５】上記熱媒体循環流路１５において，加熱源
の熱媒体となる加熱流体は加熱流体流入口３１より流入
し，加熱流体流出口３３より流出する。上記切り換えコ
ック１９１，１９３を操作することにより，加熱流体を
熱交換配管２１０，２２０に対し交互に流すことができ
る。一方，冷却源の熱媒体となる冷却流体は冷却流体流
入口３２より流入し，冷却流体流出口３４より流出す
る。上記切り換えコック１９２，１９４を操作すること
により，冷却流体を熱交換配管２１０，２２０に対し交
互に流すことができる。In the heat medium circulation passage 15, the heating fluid serving as the heating medium of the heating source flows in from the heating fluid inlet 31 and flows out from the heating fluid outlet 33. By operating the switching cocks 191 and 193, the heating fluid can be alternately flown to the heat exchange pipes 210 and 220. On the other hand, the cooling fluid serving as the heat medium of the cooling source flows in from the cooling fluid inlet 32 and flows out from the cooling fluid outlet 34. By operating the switching cocks 192 and 194, the cooling fluid can be alternately flown to the heat exchange pipes 210 and 220.
【００７６】この時，熱交換配管２１０において加熱流
体が流れている場合には，熱交換配管２２０において冷
却流体が流れている。一方，熱交換配管２１０において
冷却流体が流れている場合には，熱交換配管２２０にお
いて加熱流体が流れている。At this time, when the heating fluid is flowing in the heat exchange pipe 210, the cooling fluid is flowing in the heat exchange pipe 220. On the other hand, when the cooling fluid is flowing in the heat exchange pipe 210, the heating fluid is flowing in the heat exchange pipe 220.
【００７７】また，上記第一及び第二吸着器２１，２２
の内部には，上記吸着材と熱交換配管２１０，２２０と
の間の熱交換を助けるために，多数の金属フィンが重な
るよう配置されている（図示略）。上記金属フィンの間
に上記吸着材を充填する。なお，この時の吸着材は粒状
に成形してある。The first and second adsorbers 21, 22
A large number of metal fins are arranged so as to overlap with each other in the inside of the above in order to assist heat exchange between the adsorbent and the heat exchange pipes 210 and 220 (not shown). The adsorbent is filled between the metal fins. The adsorbent at this time is formed into a granular shape.
【００７８】なお，上記金属フィンの表面に上記吸着材
をコートすることもできる。この場合，予め金属フィン
に対し吸着材をコートした後，これを第一及び第二吸着
器２１，２２に対し設置してもよいし，上記第一及び第
二吸着器２１，２２に対し金属フィンを組み付け，その
後上記金属フィンに吸着材をコートしてもよい。そし
て，上記金属フィンへのコートの方法としては，吸着材
の原料を混合した溶液を該金属フィンにコート，固化さ
せ，その後加熱することにより吸着材となす方法があ
る。この時の溶液をコートする方法としては，スピンコ
ート法，キャスティング法，ディップコート法等を挙げ
ることができる。The surface of the metal fin may be coated with the adsorbent. In this case, after the metal fin is coated with an adsorbent in advance, it may be installed on the first and second adsorbers 21 and 22, or the metal may be applied to the first and second adsorbers 21 and 22. The fins may be assembled and then the metal fins may be coated with an adsorbent. As a method of coating the metal fins, there is a method of coating the metal fins with a solution mixed with the raw materials of the adsorbent, solidifying the solution, and then heating the solution to form the adsorbent. As a method for coating the solution at this time, a spin coating method, a casting method, a dip coating method and the like can be mentioned.
【００７９】次に，上記吸着式ヒートポンプ１の作動に
つき説明する。まず，切り換えコック１９１〜１９４を
操作して，熱交換配管２１０に加熱流体流入口３１から
流入する加熱流体を流す。また，同様に熱交換配管２２
０に冷却流体流入口３２から流入する冷却流体を流す。
これにより，第一吸着器２１に充填された吸着材が加熱
され，第二吸着器２２に充填された吸着材が冷却され
る。Next, the operation of the adsorption heat pump 1 will be described. First, the switching cocks 191 to 194 are operated to flow the heating fluid flowing from the heating fluid inlet 31 into the heat exchange pipe 210. Similarly, the heat exchange pipe 22
The cooling fluid flowing from the cooling fluid inlet 32 to 0 is flowed.
As a result, the adsorbent filled in the first adsorber 21 is heated and the adsorbent filled in the second adsorber 22 is cooled.
【００８０】また，この時，循環流路１１に設けた切り
換えコック１８１を切り換えて，蒸発器１２において発
生した水蒸気を第二吸着器２２に対し流入させる。これ
により，上記第二吸着器２２において，吸着材への水蒸
気の吸着が行なわれる。At this time, the switching cock 181 provided in the circulation passage 11 is switched so that the steam generated in the evaporator 12 flows into the second adsorber 22. As a result, water vapor is adsorbed on the adsorbent in the second adsorber 22.
【００８１】その後，適当な時間の経過後，切り換えコ
ック１９１〜１９４，１８１，１８２を切り換え，今度
は第一吸着器２１を冷却し，第二吸着器２２を加熱す
る。また，第一吸着器２１に対し水蒸気を流入させる。
これにより，第二吸着器において吸着材に吸着された水
蒸気が脱離し，凝縮器１３に流入する。そして，上記凝
縮器１３において，流入した水蒸気は冷却され水（液
体）となる。その後，これらの水はレシーバ１７に送り
出される。Then, after a lapse of an appropriate time, the switching cocks 191 to 194, 181, 182 are switched, this time the first adsorber 21 is cooled and the second adsorber 22 is heated. Further, water vapor is caused to flow into the first adsorber 21.
As a result, the water vapor adsorbed by the adsorbent in the second adsorber is desorbed and flows into the condenser 13. Then, in the condenser 13, the steam that has flowed in is cooled and becomes water (liquid). Then, these waters are sent to the receiver 17.
【００８２】このように送り出された水はレシーバー１
７において溜まる。この水が流量制御装置１８を経由し
て，蒸発器１２へと流れ込む。上記蒸発器１２において
水は水蒸気となり，該水蒸気は今度は第一吸着器２２に
流れ，ここにおいて，吸着材に吸着される。The water thus sent out is received by the receiver 1
Collect at 7. This water flows into the evaporator 12 via the flow control device 18. In the evaporator 12, the water becomes steam, which in turn flows to the first adsorber 22 where it is adsorbed by the adsorbent.
【００８３】以上のように，蒸発器１２において水が水
蒸気となるため，このプロセスの吸熱を利用して，上記
吸着式ヒートポンプ１は冷熱を得ることができる。この
冷熱を利用して，外部より導入した常温気体８１を冷気
８２となす。なお，上記凝縮器１３は冷却源より得られ
た冷熱１３０より冷却されており，該冷熱１３０が水蒸
気の凝縮を助ける。As described above, since water becomes water vapor in the evaporator 12, the adsorption heat pump 1 can obtain cold heat by utilizing the heat absorption of this process. By utilizing this cold heat, the room temperature gas 81 introduced from the outside becomes cold air 82. The condenser 13 is cooled by cold heat 130 obtained from a cooling source, and the cold heat 130 assists the condensation of water vapor.
【００８４】その後，再び適当な時間が経過した後，切
り換えコック１９１〜１９４，１９１，１９２を操作す
る。これにより，第一吸着器２１が再び加熱され，第二
吸着器が冷却される。よって，再び第一吸着器２１にお
いては水蒸気の脱離，第ニ吸着器２２においては，水蒸
気の吸着が行なわれる。以上のようにして，上記吸着式
ヒートポンプ１は冷気８２を連続的に得ることができ
る。Then, after an appropriate time has passed again, the switching cocks 191-194, 191, 192 are operated. As a result, the first adsorber 21 is heated again and the second adsorber 21 is cooled. Therefore, the water vapor is desorbed again in the first adsorber 21, and the water vapor is adsorbed in the second adsorber 22. As described above, the adsorption heat pump 1 can continuously obtain the cold air 82.
【００８５】次に，本例にかかる吸着式ヒートポンプ１
において使用する吸着材につき説明する。上記吸着材
は，図２（ａ）に示すごとく，細孔を多量に有するサブ
ミクロンオーダーの一次粒子５１が集合することにより
構成され，該一次粒子同士５１の間の隙間５０は大変小
さいか，または殆ど存在しない高密度多孔体５である。Next, the adsorption heat pump 1 according to this example
The adsorbent used in 1. will be described. As shown in FIG. 2 (a), the adsorbent is constituted by aggregating sub-micron-order primary particles 51 having a large number of pores, and the gap 50 between the primary particles 51 is very small. Alternatively, the high-density porous body 5 is almost absent.
【００８６】また，上記高密度多孔体５を製造するに当
たっては，原料であるアルコキシシラン，水及び界面活
性剤を混合，反応させ，シリカ／界面活性剤複合体を形
成し，次いで，上記シリカ／界面活性剤複合体から界面
活性剤を除去する。そして，上記原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ
モル比は１０以下の範囲内にある。In producing the high-density porous body 5, a raw material alkoxysilane, water and a surfactant are mixed and reacted to form a silica / surfactant composite, and then the silica / surfactant is mixed. Remove the surfactant from the surfactant complex. The H 2 O / Si in the above raw materials
The molar ratio is within the range of 10 or less.
【００８７】次に，上記高密度多孔体５である試料１，
２と，従来のメソ多孔体である比較試料Ｃ１，Ｃ２とを
性能比較する方法等につき説明する。まず，上記高密度
多孔体５である試料１，２の製造方法につき具体的に説
明する。Next, Sample 1, which is the above-mentioned high-density porous body 5,
A method for comparing the performances of No. 2 and comparative samples C1 and C2, which are conventional mesoporous materials, will be described. First, a method for manufacturing the samples 1 and 2 which are the high-density porous body 5 will be specifically described.
【００８８】アルコキシシランであるテトラメトキシシ
ラン（ＴＭＯＳ）１５．２ｇに水３．６ｇ及び２Ｎの塩
酸約０．１ｇを添加し，室温で１時間攪拌した。この添
加と攪拌とにより得られた溶液に，界面活性剤であるド
デシルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＤＤＴＡ）
７．７１ｇを更に添加し，数分間激しく攪拌し，溶液に
粘性を生じせしめた。更に得られた溶液を密閉容器中に
おいて，２〜３日放置した。以上により，透明で均一な
固体を得た。この固体が，シリカ／界面活性剤複合体で
ある。To 15.2 g of tetramethoxysilane (TMOS), which is an alkoxysilane, was added 3.6 g of water and about 0.1 g of 2N hydrochloric acid, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The solution obtained by this addition and stirring was added to the surfactant dodecyltrimethylammonium bromide (DDTA).
An additional 7.71 g was added and stirred vigorously for a few minutes to make the solution viscous. Further, the obtained solution was left for 2 to 3 days in a closed container. As a result, a transparent and uniform solid was obtained. This solid is the silica / surfactant complex.
【００８９】上記シリカ／界面活性剤複合体を乾燥し，
その後５５０℃，６時間，空気中において，焼成し，該
シリカ／界面活性剤複合体より，界面活性剤を除去し
た。上記焼成により得られた固体を粉砕し，ふるいを使
用して，粒径１００〜１５０μｍに揃えた。以上によ
り，粒径１００〜１５０μｍの粉末状の高密度多孔体を
得た。これが試料１にかかる高密度多孔体である。な
お，試料１における原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ比は２であっ
た。Drying the silica / surfactant complex,
Thereafter, the mixture was baked at 550 ° C. for 6 hours in air to remove the surfactant from the silica / surfactant composite. The solid obtained by the above calcination was crushed, and the particle size was adjusted to 100 to 150 μm using a sieve. As described above, a powdery high density porous body having a particle size of 100 to 150 μm was obtained. This is the high-density porous body of Sample 1. The H 2 O / Si ratio in the raw material of Sample 1 was 2.
【００９０】また，上記製造方法において，ＴＭＯＳ１
５．２ｇに水３．６ｇ及び２Ｎの塩酸約０．１ｇを添加
し，室温で１時間攪拌することにより得られた溶液に，
ＤＤＴＡ７．７１ｇ及びＨ2 Ｏ３．６ｇの混合物を添加
した。その他のプロセスは，上記試料１と同様である。
この製造方法により得られた高密度多孔体が試料２であ
る。そして，試料２における原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ比は
４であった。In the above manufacturing method, the TMOS1
To a solution obtained by adding 3.6 g of water and about 0.1 g of 2N hydrochloric acid to 5.2 g and stirring at room temperature for 1 hour,
A mixture of 7.71 g DDTA and 3.6 g H 2 O was added. Other processes are the same as those of the sample 1 above.
The high-density porous body obtained by this manufacturing method is Sample 2. The H 2 O / Si ratio in the raw material of Sample 2 was 4.
【００９１】また，上記製造方法において，ＴＭＯＳ１
５．２ｇに水３．６ｇ及び２Ｎの塩酸約０．１ｇを添加
し，室温で１時間攪拌することにより得られた溶液に，
ＤＤＴＡ７．７１ｇ及びＨ2 Ｏ１８ｇの混合物を添加し
た。その他のプロセスは上記試料１と同様である。この
製造方法により得られたメソ多孔体が比較試料Ｃ１であ
る。そして，比較試料１における原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ
比は１２であった。In the above manufacturing method, the TMOS1
To a solution obtained by adding 3.6 g of water and about 0.1 g of 2N hydrochloric acid to 5.2 g and stirring at room temperature for 1 hour,
A mixture of 7.71 g DDTA and 18 g H 2 O was added. The other processes are similar to those of Sample 1 above. The mesoporous material obtained by this manufacturing method is comparative sample C1. Then, H 2 O / Si in the raw material in Comparative Sample 1
The ratio was 12.
【００９２】また，上記製造方法において，ＴＭＯＳ１
５．２ｇに水３．６ｇ及び２Ｎの塩酸約０．１ｇを添加
し，室温で１時間攪拌することにより得られた溶液に，
ＤＤＴＡ７．７１ｇ及びＨ2 Ｏ３６ｇの混合物を添加し
た。その他のプロセスは試料１と同様である。この製造
方法により得られたメソ多孔体が比較試料Ｃ２である。
そして，比較試料２における原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ比は
２２であった。In the above manufacturing method, the TMOS1
To a solution obtained by adding 3.6 g of water and about 0.1 g of 2N hydrochloric acid to 5.2 g and stirring at room temperature for 1 hour,
A mixture of 7.71 g DDTA and 36 g H 2 O was added. The other processes are similar to those of Sample 1. The mesoporous material obtained by this manufacturing method is comparative sample C2.
The H 2 O / Si ratio in the raw material of Comparative Sample 2 was 22.
【００９３】以上により得られた試料１，２及び比較試
料Ｃ１，Ｃ２の嵩密度及び比表面積を測定した。上記嵩
密度は，各試料１，２及び比較試料Ｃ１，Ｃ２の重量と
体積を，重量計及びメスシリンダーにより秤ることによ
り求めた。上記比表面積は，大倉理研の自動比表面積測
定装置により，ＢＥＴ一点法により求めた。上記測定結
果を表１に示す。The bulk densities and specific surface areas of the samples 1 and 2 and the comparative samples C1 and C2 obtained above were measured. The bulk density was determined by weighing the weight and volume of each of Samples 1 and 2 and Comparative Samples C1 and C2 with a weighing scale and a graduated cylinder. The specific surface area was determined by the BET one-point method using an automatic specific surface area measuring device by Okura Riken. Table 1 shows the measurement results.
【００９４】同表によれば，試料１，２は，比較試料Ｃ
１，Ｃ２よりも高い嵩密度を有することが分かった。ま
た，試料１，２は，比較試料Ｃ１，Ｃ２よりも高い比表
面積を有することが分かった。従って，試料１，２は比
較試料Ｃ１，Ｃ２と比較して，吸着特性において優れて
いることが分かった。また，試料１，２は，より高い嵩
密度を有しているため，同体積の吸着器に充填する場合
においても，比較試料Ｃ１，Ｃ２に比べて，より多くの
量を充填することができることが分かった。以上によ
り，試料１，２を吸着材として使用した吸着式ヒートポ
ンプは，吸着器を小型とすることができ，よって吸着式
ヒートポンプの体格の小型化をはかることができる。According to the table, Samples 1 and 2 are Comparative Sample C
It was found to have a higher bulk density than 1, C2. It was also found that Samples 1 and 2 have higher specific surface areas than Comparative Samples C1 and C2. Therefore, it was found that the samples 1 and 2 are superior in the adsorption property as compared with the comparative samples C1 and C2. Further, since Samples 1 and 2 have a higher bulk density, it is possible to pack a larger amount than the comparative samples C1 and C2 even when packed in the same volume of the adsorber. I understood. As described above, in the adsorption heat pump using the samples 1 and 2 as the adsorbent, the adsorber can be downsized, and thus the physical size of the adsorption heat pump can be downsized.
【００９５】次に，試料１の，窒素吸着等温線，細孔径
分布曲線，水蒸気吸着等温線及び粉末Ｘ線回折を測定あ
るいは計算し，図３〜図６に示した。まず，図３は窒素
吸着等温線である。これは液体窒素温度において，定容
量法により測定した。また，図４は細孔分布曲線であ
る。これは図２に示した窒素吸着等温線から，Ｃｒａｎ
ｓｔｏｎ−Ｉｎｃａｌｙ法を用い，計算した。Next, the nitrogen adsorption isotherm, pore size distribution curve, water vapor adsorption isotherm and powder X-ray diffraction of Sample 1 were measured or calculated and shown in FIGS. First, FIG. 3 is a nitrogen adsorption isotherm. This was measured by the constant volume method at liquid nitrogen temperature. Further, FIG. 4 is a pore distribution curve. From the nitrogen adsorption isotherm shown in FIG.
The calculation was performed using the Ston-Incaly method.
【００９６】また，図５は水蒸気等温線である。これは
日本ベル製のＢＥＬＳＯＲＰ１８を使用し，２５℃にお
いて定容量法により測定した。また，図６は粉末Ｘ線回
折パターンである。これは理学ＲＡＤ−Ｂ装置を用い，
ＣｕＫαをＸ線源として，２度（２Θ）／分にてスキャ
ンすることにより得られた。なお，スリット幅は１度−
０．３ｍｍ−１度であった。FIG. 5 is a steam isotherm. This was measured by the constant volume method at 25 ° C. using BELSORP18 manufactured by Nippon Bell. Further, FIG. 6 is a powder X-ray diffraction pattern. This uses Rigaku RAD-B equipment,
It was obtained by scanning at 2 degrees (2Θ) / min using CuKα as an X-ray source. The slit width is 1 degree
It was 0.3 mm-1 degree.
【００９７】図３の窒素吸着等温線より，試料１は，低
相対蒸気圧（Ｐ／Ｐ０）から高い吸着性を示し，Ｐ／Ｐ
０＝０．２で窒素ガス（ＳＴＰ，標準条件）にして，２
００ｃｃ／ｇの吸着量を示した。この値から，試料１に
かかる高密度多孔体の細孔容積が０．３１ｃｃ／ｇであ
ることが分かった。次に，図４の細孔径分布曲線から，
試料１にかかる高密度多孔体の細孔径が１．５ｎｍであ
ることが分かった。From the nitrogen adsorption isotherm of FIG. 3, sample 1 shows high adsorption from low relative vapor pressure (P / P0), and P / P
Nitrogen gas (STP, standard condition) at 0 = 0.2, 2
The adsorption amount was 00 cc / g. From this value, it was found that the pore volume of the high-density porous body according to Sample 1 was 0.31 cc / g. Next, from the pore size distribution curve of Fig. 4,
It was found that the pore diameter of the high-density porous material according to Sample 1 was 1.5 nm.
【００９８】図５の水蒸気吸着等温線では，試料１は，
Ｐ／Ｐ０＝０〜０．３の範囲内で大きく吸着量が変化す
るという特性を示した。Ｐ／Ｐ０＝０．１とＰ／Ｐ０＝
０．３の時の水蒸気の吸着量は，それぞれ０．０７ｇ／
ｇと０．２８ｇ／ｇであった。高密度多孔体０．７１ｇ
／ｃｃで，嵩あたりの吸着量に変換すると，それぞれ，
０．０５ｇ／ｃｃと０．２ｇ／ｃｃとなり，その差は
０．１５ｇ／ｃｃとなる。即ち，試料１は本発明の吸着
式ヒートポンプにおける吸着材として使用可能である。In the water vapor adsorption isotherm of FIG.
It showed the characteristic that the adsorption amount largely changed within the range of P / P0 = 0 to 0.3. P / P0 = 0.1 and P / P0 =
Adsorption amount of water vapor at 0.3 is 0.07g /
g and 0.28 g / g. High density porous body 0.71g
/ Cc, when converted to the adsorption amount per bulk,
The difference is 0.05 g / cc and 0.2 g / cc, and the difference is 0.15 g / cc. That is, the sample 1 can be used as an adsorbent in the adsorption heat pump of the present invention.
【００９９】そして，吸着側と脱着側との等温線はほぼ
一致し，ヒステリシスを示さなかった。また，同一の試
料１を使用して２回目の水蒸気吸着等温線（二次）を測
定した。しかし，１回目（一次）の水蒸気吸着等温線と
ほぼ同形状であったことから，水蒸気の吸着により，試
料１の構造が変化しないことが分かった。以上により，
試料１は，水蒸気の吸着と脱離を繰り返し行った場合に
おいても，その性能や特性が変化しないことが分かっ
た。The isotherms of the adsorption side and the desorption side were almost the same, and no hysteresis was shown. Also, the same sample 1 was used to measure the second water vapor adsorption isotherm (secondary). However, it was found that the structure of Sample 1 did not change due to the adsorption of water vapor because it had almost the same shape as the first (primary) water vapor adsorption isotherm. From the above,
It was found that the performance and characteristics of Sample 1 did not change even after repeated adsorption and desorption of water vapor.
【０１００】図６の粉末Ｘ線回折パターンでは，回折角
が１度〜６０度の範囲において，明確なピークが観察さ
れなかった。よって，試料１は，規則的な結晶構造は有
していないことが分かった。以上より，試料１は規則的
な結晶構造は有していないが，１．５ｎｍを中心とする
均一な細孔と高い嵩密度を有していることが分かった。
このような，試料１を吸着材として使用することによ
り，大きな汲み上げ温度差が得られることで，小型で高
性能の吸着式ヒートポンプを得ることができる。In the powder X-ray diffraction pattern of FIG. 6, no clear peak was observed in the diffraction angle range of 1 to 60 degrees. Therefore, it was found that Sample 1 does not have a regular crystal structure. From the above, it was found that Sample 1 does not have a regular crystal structure, but has uniform pores centered at 1.5 nm and high bulk density.
By using such a sample 1 as an adsorbent, a large pumping temperature difference can be obtained, so that a small-sized and high-performance adsorption heat pump can be obtained.
【０１０１】[0101]
【表１】 [Table 1]
【０１０２】実施形態例２ 本例は，実施形態例１とは異なる高密度多孔体の製造方
法であって，原料を混合した溶液において生成されたシ
リカ／界面活性剤複合体を分離するにあたり，基板に溶
液をコートする方法を採用した製造方法である。Embodiment 2 This embodiment is a method for producing a high-density porous material different from Embodiment 1, and in separating the silica / surfactant complex produced in the solution in which the raw materials are mixed, This is a manufacturing method that employs a method of coating a substrate with a solution.
【０１０３】ＴＭＯＳ１５．２ｇに水３．６ｇ及び２Ｎ
の塩酸約０．１ｇを添加し，室温で１時間攪拌した。こ
の添加と攪拌とにより得られた溶液に，ＤＤＴＡ７．７
１ｇを更に添加し，数分間激しく攪拌し，溶液に粘性を
生じせしめた。更に得られた溶液をアルミニウム板の表
面にコートして，室温で２〜３日放置した。以上によ
り，上記アルミニウム板の表面において，均一な透明膜
を得た。この透明膜がシリカ／界面活性剤複合体であ
る。TMOS 15.2g, water 3.6g and 2N
0.1 g of hydrochloric acid was added and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. DDTA7.7 was added to the solution obtained by this addition and stirring.
An additional 1 g was added and vigorously stirred for a few minutes, causing the solution to become viscous. Furthermore, the obtained solution was coated on the surface of an aluminum plate and left at room temperature for 2 to 3 days. By the above, a uniform transparent film was obtained on the surface of the aluminum plate. This transparent film is a silica / surfactant composite.
【０１０４】その後，上記透明膜であるシリカ／界面活
性剤複合体を乾燥し，次いで，５５０℃，６時間，空気
中において焼成した。以上により，本発明にかかる高密
度多孔体を得た。なお，本例の製造方法においても，そ
の原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ比は２であった。その他は，実
施形態例１と同様である。Then, the silica / surfactant composite, which is the transparent film, was dried and then calcined in air at 550 ° C. for 6 hours. From the above, a high-density porous body according to the present invention was obtained. Even in the manufacturing method of this example, the H 2 O / Si ratio in the raw material was 2. Others are the same as those in the first embodiment.
【０１０５】実施形態例３ 本例は，実施形態例１に示す試料１，２に用いた界面活
性剤とは異なる界面活性剤を用いて製造した試料３，４
の性能につき説明するものである。試料３，４の製造方
法につき，説明する。Embodiment 3 In this example, Samples 3 and 4 manufactured by using a surfactant different from the surfactants used in Samples 1 and 2 shown in Embodiment 1 were used.
The performance of will be described. The manufacturing method of Samples 3 and 4 will be described.
【０１０６】まず，ＴＭＯＳ１５．２ｇに水３．６ｇ及
び２Ｎの塩酸約０．１ｇを添加し，室温で１時間攪拌し
た。この添加と攪拌とにより得られた溶液に，界面活性
剤であるデシルトリメチルアンモニウムブロマイド（Ｄ
ＴＡ）７．０１ｇを更に添加し，数分間激しく攪拌し，
溶液に粘性を生じせしめた。更に，得られた溶液を密閉
容器中において，２〜３日放置した。以上により，透明
で均一な固体を得た。この固体がシリカ／界面活性剤複
合体である。First, 3.6 g of water and about 0.1 g of 2N hydrochloric acid were added to 15.2 g of TMOS, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. To the solution obtained by this addition and stirring, decyltrimethylammonium bromide (D
(TA) 7.01 g was further added and stirred vigorously for several minutes.
The solution became viscous. Further, the obtained solution was left for 2 to 3 days in a closed container. As a result, a transparent and uniform solid was obtained. This solid is the silica / surfactant complex.
【０１０７】上記シリカ／界面活性剤複合体を乾燥し，
その後５５０℃，６時間，空気中において，焼成し，該
シリカ／界面活性剤複合体より，界面活性剤を除去し
た。上記焼成により得られた固体を粉砕し，ふるいを使
用して，粒径１００〜１５０μｍに揃えた。以上によ
り，粒径１００〜１５０μｍの粉末状の高密度多孔体を
得た。これが試料３にかかる高密度多孔体である。な
お，試料３における原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ比は２であっ
た。Drying the silica / surfactant complex,
Thereafter, the mixture was baked at 550 ° C. for 6 hours in air to remove the surfactant from the silica / surfactant composite. The solid obtained by the above calcination was crushed, and the particle size was adjusted to 100 to 150 μm using a sieve. As described above, a powdery high density porous body having a particle size of 100 to 150 μm was obtained. This is the high-density porous body of Sample 3. The H 2 O / Si ratio in the raw material of Sample 3 was 2.
【０１０８】また，上記添加と攪拌とにより得られた溶
液に，界面活性剤としてオクチルトリメチルアンモニウ
ムブロマイド（ＯＴＡ）６．３１ｇを添加し，上記と同
様に処理して，透明で均一な固体を得た。更に，この固
体を，上記と同様に処理して，粉末状の高密度多孔体を
得た。これが試料４にかかる高密度多孔体である。な
お，試料４における原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉ比は２であっ
た。To the solution obtained by the above addition and stirring, 6.31 g of octyltrimethylammonium bromide (OTA) as a surfactant was added and treated in the same manner as above to obtain a transparent and uniform solid. It was Further, this solid was treated in the same manner as above to obtain a powdery high density porous body. This is the high-density porous body of Sample 4. The H 2 O / Si ratio in the raw material of Sample 4 was 2.
【０１０９】そして，試料３，４につき，実施形態例１
と同様の方法にて，嵩密度及び比表面積を測定した。こ
の結果を表２に示した。同表によれば，界面活性剤とし
て，ＤＴＡ，ＯＴＡを使用した場合においても，実施形
態例１と同様に吸着式ヒートポンプの吸着材として優れ
た高密度多孔体を得ることができた。Then, for Samples 3 and 4, Embodiment 1
The bulk density and the specific surface area were measured in the same manner as in. The results are shown in Table 2. According to the table, even when DTA or OTA was used as the surfactant, it was possible to obtain a high-density porous material excellent as an adsorbent for an adsorption heat pump as in the first embodiment.
【０１１０】[0110]
【表２】 [Table 2]
【０１１１】実施形態例４ 本例は，図７に示すごとく，吸着器を一つのみ有する構
造の吸着式ヒートポンプである。図７に示すごとく，本
例の吸着式ヒートポンプ４は，作動冷媒を蒸発させる蒸
発器４２と，作動冷媒の蒸気を吸着または脱離する吸着
材が充填された吸着器４１と，作動冷媒の凝縮を行う凝
縮器４３と，これらの間に作動冷媒とを循環させる循環
流路４８，４５，４７とを備えている。Fourth Embodiment As shown in FIG. 7, this embodiment is an adsorption heat pump having a structure having only one adsorber. As shown in FIG. 7, the adsorption heat pump 4 of the present embodiment includes an evaporator 42 that evaporates the working refrigerant, an adsorber 41 that is filled with an adsorbent that adsorbs or desorbs the working refrigerant vapor, and a condensation of the working refrigerant. The condenser 43 for performing the above is provided, and the circulation flow paths 48, 45, 47 for circulating the working refrigerant therebetween.
【０１１２】上記吸着器４１は，作動冷媒の蒸気が吸着
材間において移動可能となる空間を有し，かつ作動冷媒
の蒸気の吸着材への吸着，脱離が効率よく行うことがで
きるよう，熱交換器４１０が配備されている。上記蒸発
器４２は，作動冷媒の気化を効率よく行うことができる
よう，熱交換器４２０を備えている。また，上記凝縮器
４３も，作動冷媒の凝縮を効率よく行うことができるよ
う，熱交換器４３０を備えている。そして，上記蒸発器
４２及び凝縮器４３は，共に作動冷媒及びその蒸気を保
持するための空間を有する。The adsorber 41 has a space in which the vapor of the working refrigerant can move between the adsorbents, and can efficiently adsorb and desorb the vapor of the working refrigerant to and from the adsorbent. A heat exchanger 410 is provided. The evaporator 42 includes a heat exchanger 420 so that the working refrigerant can be efficiently vaporized. The condenser 43 also includes a heat exchanger 430 so that the working refrigerant can be efficiently condensed. The evaporator 42 and the condenser 43 both have a space for holding the working refrigerant and its vapor.
【０１１３】そして，上記吸着器４１と蒸発器４２と凝
縮器４３との間は，それぞれバルブ４６，４７を介し
て，導通管４５，４７，４８により連結され，循環流路
が構成されている。The adsorber 41, the evaporator 42, and the condenser 43 are connected by valves 46, 47 through conduits 45, 47, 48, respectively, to form a circulation channel. .
【０１１４】次に，上記吸着式ヒートポンプ４の作動，
特に冷却モードにつき説明する。まず，バルブ４６を操
作して，蒸発部４２と吸着部４１との間の導通管４８の
通路を開く。そして，熱交換器４２０に温度Ｔａの水を
流し，作動冷媒を気化させる。このようにして得られた
作動冷媒の蒸気は，導通管４８を経由して吸着器４１に
流入し，ここにおいて吸着材に吸着される。Next, the operation of the adsorption heat pump 4 described above,
In particular, the cooling mode will be described. First, the valve 46 is operated to open the passage of the conduit tube 48 between the evaporation section 42 and the adsorption section 41. Then, the water having the temperature Ta is flown through the heat exchanger 420 to vaporize the working refrigerant. The vapor of the working refrigerant thus obtained flows into the adsorber 41 via the conduit 48 and is adsorbed by the adsorbent there.
【０１１５】上記作動冷媒の蒸気を所定の吸着量に達す
るまで吸着させる。この時，作動冷媒の蒸発により，蒸
発部４２内部の熱交換器４２０において温度Ｔａの水が
温度Ｔｃｏｌｄまで低下する。The working refrigerant vapor is adsorbed until a predetermined adsorption amount is reached. At this time, due to the evaporation of the working refrigerant, the water at the temperature Ta in the heat exchanger 420 inside the evaporating section 42 drops to the temperature Tcold.
【０１１６】ついで，バルブ４６を操作し，吸着器４１
と凝縮器４３との間の導通管４５の通路をひらく。次い
で，吸着部４１内部の熱交換器４１０に，温度Ｔｒｅｇ
の水を流す。これにより吸着材を加熱することができ，
該吸着材に吸着されていた作動冷媒の蒸気が脱離する。
脱離した蒸気は導通管４５を経由して凝縮部４３に流入
する。Then, the valve 46 is operated and the adsorber 41 is operated.
The passage of the conduit 45 between the condenser 43 and the condenser 43 is opened. Then, the temperature Treg is set in the heat exchanger 410 inside the adsorption unit 41.
Drain the water. This allows the adsorbent to be heated,
The vapor of the working refrigerant adsorbed on the adsorbent is desorbed.
The desorbed vapor flows into the condenser 43 through the conduit 45.
【０１１７】この時，上記凝縮部４３の熱交換器４３０
においては温度Ｔａの水が流れている。このため，流入
した作動冷媒の蒸気は冷却され凝縮し，液体に戻る。上
記吸着器４１における脱離の過程が終了した段階で，吸
着式ヒートポンプ４の１サイクルが終了する。最後にバ
ルブ２６を操作し，凝縮器４３の作動冷媒を導通管４７
を経由して，蒸発器４２に移動させる。作動冷媒の移動
が終了すると共に，次のサイクルが開始される。At this time, the heat exchanger 430 of the condensing unit 43
In, water of temperature Ta is flowing. Therefore, the vapor of the working refrigerant that has flowed in is cooled, condensed, and returned to the liquid. When the desorption process in the adsorber 41 is completed, one cycle of the adsorption heat pump 4 is completed. Finally, by operating the valve 26, the working refrigerant in the condenser 43 is passed through the conduit 47.
To the evaporator 42 via. When the movement of the working refrigerant is completed, the next cycle is started.
【０１１８】以上により上記ヒートポンプ４においては
冷熱を取出すことができる，その他は実施形態例１と同
様である。また，実施形態例１と同様の作用効果を有す
る。As described above, the heat pump 4 can take out cold heat, and the other points are the same as in the first embodiment. Further, it has the same effects as the first embodiment.
【０１１９】[0119]
【発明の効果】上記のごとく，本発明によれば，低温の
加熱源でも，汲み上げの温度差が大きく，自動車等への
搭載が容易である小型の吸着式ヒートポンプを提供する
ことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a small-sized adsorption heat pump which has a large pumping temperature difference even with a low temperature heating source and can be easily mounted on an automobile or the like.
【図１】実施形態例１における，吸着式ヒートポンプの
構造を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a structure of an adsorption heat pump according to a first embodiment.
【図２】実施形態例１における，（ａ）本発明にかかる
吸着材を構成する高密度多孔体の説明図，（ｂ）従来の
メソ多孔体の説明図。2A and 2B are an explanatory view of a high-density porous body constituting the adsorbent according to the present invention, and a conventional mesoporous body in Embodiment 1;
【図３】実施形態例１における，窒素吸着等温線を示す
線図。FIG. 3 is a diagram showing a nitrogen adsorption isotherm in the first embodiment.
【図４】実施形態例１における，細孔分布曲線を示す線
図。FIG. 4 is a diagram showing a pore distribution curve in the first embodiment.
【図５】実施形態例１における，水蒸気吸着等温線を示
す線図。FIG. 5 is a diagram showing a water vapor adsorption isotherm in the first embodiment.
【図６】実施形態例１における，粉末Ｘ線回折パターン
を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing a powder X-ray diffraction pattern in the first embodiment.
【図７】実施形態例４における，吸着式ヒートポンプの
構造を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a structure of an adsorption heat pump according to a fourth embodiment.
１，４．．．吸着式ヒートポンプ， １１．．．循環流路， １２，４２．．．蒸発器， １３，４３．．．凝縮器， ２１，２２，４１．．．吸着器， 1,4. . . Adsorption type heat pump, 11. . . Circulation channel, 12, 42. . . Evaporator, 13, 43. . . Condenser, 21, 22, 41. . . Adsorber,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 有理 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 杉本 憲昭 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 福嶋 喜章 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 本田 伸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 寺尾 公良 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 小川 誠 東京都新宿区赤城下町62番地 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuri Yamada, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture, 1-chome, 41, Yokoshiro, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Noriaki Sugimoto, Aichi-gun, Nagakute-machi, Aichi-gun 1 in 41 Chuo Yokoido, Central Research Institute of Toyota Co., Ltd. (72) Inventor Kisho Fukushima, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Pref. 1st in 41 Chuo Research Laboratory, Yokochi (72) Inventor Shin Aki, Aichi Kariya City, Showamachi 1-1-chome, Nippondenso Co., Ltd. (72) Inventor, Koyoshi Terao 1-1, Showa-machi, Kariya-shi, Aichi Nihondenso Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Ogawa Akagi Castle Town, Shinjuku-ku, Tokyo No. 62
Claims (8)
媒の蒸気を吸着または脱離する吸着材が充填された吸着
器と，作動冷媒の凝縮を行う凝縮器と，これらの間に作
動冷媒を循環させる循環流路とを備え，かつ上記吸着器
を加熱する加熱源と，上記吸着器を冷却する冷却源とを
備えた吸着式ヒートポンプにおいて，上記吸着材は，嵩
密度が０．５ｇ／ｃｃ以上であり，かつ水蒸気吸着等温
線において，相対蒸気圧が０．２変化したときの吸着量
変化が０．１ｇ／ｃｃ以上の部分を有する高密度多孔体
であることを特徴とする吸着式ヒートポンプ。1. An evaporator for evaporating a working refrigerant, an adsorber filled with an adsorbent for adsorbing or desorbing a vapor of the working refrigerant, a condenser for condensing the working refrigerant, and a working refrigerant between them. In the adsorption type heat pump, which comprises a heating source for heating the adsorber and a cooling source for cooling the adsorber, the adsorbent has a bulk density of 0.5 g / An adsorption formula characterized by being a high-density porous body having a portion of cc or more and an adsorption amount change of 0.1 g / cc or more when the relative vapor pressure changes by 0.2 in the water vapor adsorption isotherm. heat pump.
径分布曲線における最大のピークを示す細孔径の−４０
〜＋４０％の細孔径範囲内に，全細孔容積の６０％以上
が含まれている高密度多孔体であることを特徴とする吸
着式ヒートポンプ。2. The adsorbent according to claim 1, wherein the pore diameter is −40, which is the maximum peak in the pore diameter distribution curve.
An adsorption heat pump characterized by being a high-density porous body containing 60% or more of the total pore volume within a pore diameter range of + 40%.
は，細孔径分布曲線における最大のピークを示す細孔径
が１〜１０ｎｍの範囲内にあり，かつ粉末Ｘ線回折パタ
ーンにおいて，１ｎｍ以上の範囲内のｄ値に相当する回
折角度に１本以上のピークを持つ高密度多孔体であるこ
とを特徴とする吸着式ヒートポンプ。3. The adsorbent according to claim 1, wherein the adsorbent has a pore diameter showing a maximum peak in a pore diameter distribution curve within a range of 1 to 10 nm, and has a powder X-ray diffraction pattern of 1 nm or more. An adsorption heat pump characterized by being a high-density porous body having one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value within the range.
上記吸着材は，全体の８０ｗｔ％以上が珪素及び酸素よ
りなる高密度多孔体であることを特徴とする吸着式ヒー
トポンプ。4. The method according to claim 1, wherein
An adsorption heat pump characterized in that the adsorbent is a high-density porous body in which 80 wt% or more of the whole is made of silicon and oxygen.
上記吸着材は，原料であるアルコキシシラン，水及び界
面活性剤を混合，反応させ，シリカ／界面活性剤複合体
を形成し，次いで，上記シリカ／界面活性剤複合体から
界面活性剤を除去することにより製造される高密度多孔
体であって，かつ上記原料中のＨ2 Ｏ／Ｓｉモル比が１
０以下であることを特徴とする吸着式ヒートポンプ。5. The method according to claim 1, wherein:
The adsorbent mixes and reacts the raw material alkoxysilane, water and a surfactant to form a silica / surfactant complex, and then removes the surfactant from the silica / surfactant complex. a dense porous body is produced by, and H 2 O / Si molar ratio in said raw material 1
An adsorption heat pump characterized by being 0 or less.
ンは，テトラメトキシシランであることを特徴とする吸
着式ヒートポンプ。6. The adsorption heat pump according to claim 5, wherein the alkoxysilane is tetramethoxysilane.
剤は，長鎖アルキル基及び親水基を有する化合物である
ことを特徴とする吸着式ヒートポンプ。7. The adsorption heat pump according to claim 5 or 6, wherein the surfactant is a compound having a long-chain alkyl group and a hydrophilic group.
アルキルトリメチルアンモニウムであることを特徴とす
る吸着式ヒートポンプ。8. The surface active agent according to claim 7,
An adsorption heat pump characterized by being alkyl trimethyl ammonium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10360496A JPH09264633A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Adsorption type heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10360496A JPH09264633A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Adsorption type heat pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264633A true JPH09264633A (en) | 1997-10-07 |
Family
ID=14358386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10360496A Pending JPH09264633A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Adsorption type heat pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264633A (en) |
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