DE102011001258A9

DE102011001258A9 - Absorptionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011001258A9
Application number: DE102011001258.3A
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Takeuchi; Hisao Nagashima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: DE102011001258A1; DE102011001258B9; JP2012122711A; DE102011001258B4; JP5445492B2

Abstract

Eine Dicke (L [mm]) einer Absorptionsmittelfüllschicht bzw. einer Lage eines eingefüllten absorbierenden Stoffes, welche durch Einfüllen des absorbierenden Stoffes (24) in umgebende Bereich (22) von Wärmetauscherrohren (21) ausgebildet ist, ist in einen Bereich von ”0,5 ≤ L ≤ 6” eingestellt. Ein Hohlraumverhältnis (Mo = 1 – (Mg/(Fb × ρ))) ist in einem Bereich von ”0,7 ≤ Mo ≤ 0,95” eingestellt. Ein Gewichtsanteil des Metallpulvers (Rg = Mg/(Mg + Ma)) erfüllt den nachfolgenden Vergleichsausdruck: ”0,1732exp(–0,01Mo)ln(L) + 3,902exp(–3,43Mo) ≤ Rg ≤ 6,8 × 10–5exp(7,4Mo)ln(L) + 1,316exp(–0,48Mo)”.Dabei ist Mg ein Gewicht [kg] des Metallpulvers (23b), Ma ein Gewicht [kg] des absorbierenden Stoffes, Fv ein Volumen [m3] des umgebenden Bereichs (22), und ρ ist eine Dichte [kg/m3] des Metallpulvers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorptionsvorrichtung, die einer Absorptions- und Desorptionsfunktion eines Absorptionsmittel bzw. absorbierenden Stoffes einsetzt, nach der ein Kältemittel durch den absorbierenden Stoff absorbiert oder desorbiert wird.
Eine Absorptionsvorrichtung ist in der Technik bekannt, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentpublikation Nr. 2008-121912 offenbart ist, nach der die Absorptionsvorrichtung mehrere Wärmeübertragungsrohre aufweist, durch die ein wärmeübertragendes Medium strömt, und einen porösen Wärmetauscherkörper und einen absorbierenden Stoff, die an einem äußeren Bereich der Wärmetauscherrohre vorgesehen sind. Der Stand der Technik offenbart, dass eine Porenzahl bzw. ein Hohlraumanteil bzw. -verhältnis des porösen Wärmetauscherkörpers in einem spezifischen Bereich eingestellt ist und weiterhin eine Dicke einer Fülllage des absorbierenden Stoffes innerhalb eines bestimmten Bereichs eingestellt ist, so dass ein verbessertes Ergebnis des Wärmeübergangs und ein hoher Wirkungsgrad (coefficient of performance ”COP”) erreicht wird.
Der oben beschriebene Stand der Technik offenbart einen spezifizierten Aufbau mit Blick auf die Betriebseigenschaften der Absorptionsvorrichtung. Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung durch Experimente herausgefunden, dass Pulvermetall und Absorptionsmittel bzw. absorbierender Stoff für die Absorptionsvorrichtung bestimmte Bedingungen erfüllen sollten, mit Blick auf den erforderlichen Grad der Absorption und einer Fertigungsgrenze.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf diese Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Absorptionsvorrichtung vorzusehen, welche Absorptionsleistungfähigkeit und Herstellungsanforderungen befriedigt.
Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Merkmale, um die obige Aufgabe zu lösen.
Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung, z. B. wie im beigefügten Anspruch 1 definiert, weist eine Absorptionsvorrichtung (1) auf: mehrere Wärmeübertragungsrohre (21), durch welche ein Wärmetauschermedium strömt; einen porösen Wärmeübergangskörper (23), der feine Poren (23a) aufweist und in umgebenden Bereichen (22) um die Wärmeübertragungsrohre (21) ausgebildet ist; und einen absorbierenden Stoff (24), welcher in die feinen Poren (23a) des porösen Wärmeübergangskörpers (23) eingefüllt ist.
In der obigen Absorptionsvorrichtung ist der poröse Wärmeübergangskörper (23) aus Pulvermetall (23b) durch Sintern und an die Wärmeübergangsrohre (21) gebundenes Metall hergestellt. Die feinen Poren (23a) und die Porenräume, die zwischen dem porösen Wärmeübergangskörper (23) gebildet sind, und die Wärmeübergangsrohre (21) bilden Hohlräume, und eine Fülllage eines adsorbierenden Stoffes ist in den umgebenden Bereichen (22) ausgebildet, in welchen der adsorbierende Stoff eingefüllt ist und eine Dicke (L [mm]) der Fülllage des adsorbierenden Stoffes ist in einem Bereich von 0,5 bis 6 eingestellt (nämlich 0,5 ≤ L ≤ 6).
Zusätzlich ist der Hohlraumanteil bzw. das Hohlraumverhältnis (Mo) der Hohlräume durch folgende mathematische Formel gegeben: Mo = 1 – (Mg/(Fv × ρ)) wobei ”Mg” das Gewicht [kg] des Pulvermetalls (23b), welches in die umgebenden Bereiche (22) eingefüllt ist, ”Fv” das Volumen [m³] der umgebenden Bereiche (22), in welchen das Pulvermetall (23b) eingefüllt ist, und ”ρ” die Dichte [kg/m³] des Pulvermetalls (23b) ist,
wobei der Hohlraumanteil bzw. das Hohlraumverhältnis (Mo) in einen Bereich von ”0,7 ≤ Mo ≤ 0,95” eingestellt ist.
Weiterhin ist ein Gewichtsanteil ”Rg” des Pulvermetalls durch folgende mathematische Formel ausgedrückt: Rg = Mg/(Mg + Ma) wobei ”Ma” das Gewicht [kg] des absorbierenden Stoffes ist und wobei der Gewichtsanteil ”Rg” den folgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,1732exp(–0,01Mo)ln(L) + 3,902exp(–3,43Mo) ≤ Rg ≤ 6,8 × 10^–5exp(7,4Mo)ln(L) + 1,316exp(–0,48Mo).
Nach dem obigen Merkmal ist der Gewichtsanteil ”Rg” des Pulvermetalls kleiner gemacht als ein unterer Grenzwert des obigen Vergleichsausdrucks. Deshalb ist der poröse Wärmeübergangskörper realisiert, bei dem die metallische Bindung (Bonding) des Pulvermetalls durch Sintern sicher erreicht wird. Zusätzlich kann die Wärmekapazität der Absorptionsvorrichtung im Verhältnis zu der Absorptionskapazität kleiner gemacht werden, da der Gewichtsanteil ”Rg” des Pulvermetalls kleiner gemacht ist, als ein oberer Grenzwert des obigen Vergleichsausdrucks. Deshalb kann ein hoher Wirkungsgrad ”COP” erreicht werden. Wie oben beschrieben, kann eine Absorptionsvorrichtung mit einer hohen Produktionsfunktion bereitgestellt werden, wobei sowohl die Absorptionskapazität als auch die Möglichkeit der Fertigung befriedigt sind.
Nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie es z. B. in dem beigefügten Anspruch 2 definiert ist, ist das Pulvermetall (23b) aus Kupferpulver oder einem Pulver aus Kupferlegierung zusammengesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie es z. B. in dem beigefügten Anspruch 3 definiert ist, ist der absorbierende Stoff mit einem Pulvermetall und einer Mischung aus dem absorbierenden Stoff gemischt und die Mischung aus dem absorbierenden Stoff und dem Pulvermetall gesintert und metallisch an die Wärmeübergangsrohre (21) gebunden, und das Kupferpulver ist durch ein elektrolytisches Verfahren oder einen Verdüsungsprozess hergestellt.
Ein mittleres Durchmesserverhältnis bzw. Mediandurchmesserverhältnis wird durch die folgende Formel angegeben: ”Mediandurchmesserverhältnis” = (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes), und das Mediandurchmesserverhältnis erfüllt den nachfolgenden Vergleichsausdruck: 0,8 ≤ das Mediandurchmesserverhältnis ≤ 3,5, und die Schüttdichte des Kupferpulvers erfüllt den nachfolgenden Vergleichsausdruck: 0,4 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,6.
Nach der von den Erfindern durchgeführten Untersuchung sind die folgenden Punkte herausgefunden worden:
Für den Fall, dass das Mediandurchmesserverhältnis (= Mediandurchmesser des Kupferpulvers/Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) kleiner als 0,8 ist, ist die Partikelgröße des Kupferpulvers kleiner als die Partikelgröße des absorbierenden Stoffes und das Sintern und die metallische Bindung durch das Sintern kann aufgrund der größeren Partikelgröße des absorbierenden Stoffes nicht ausreichend erfolgen. Als Ergebnis kann kein gesinterter Stoff gebildet werden, der die erforderliche Festigkeit aufweist:
Auf der anderen Seite ist in dem Fall, dass das Mediandurchmesserverhältnis größer als 3,5 ist, die Partikelgröße des Kupferpulvers größer als die Partikelgröße des absorbierenden Stoffes und der absorbierende Stoff kann von dem Raum um das Kupferpulver abfallen. Deshalb kann ein poröser Wärmeübergangskörper, in welchem eine ausreichende Menge des absorbierenden Stoffes eingefüllt ist, nicht immer gebildet werden. Deshalb kann eine ausreichende Absorptionskapazität nicht immer erreicht werden.
In dem Fall, dass die Schüttdichte des Kupferpulvers kleiner als 0,4 ist, ist ein Abzweigbereich des Kupferpulvers länger und der absorbierende Stoff wird wahrscheinlich abfallen:
In dem Fall, dass auf der anderen Seite die Schüttdichte des Kupferpulvers größer als 1,6 ist, wird der Abzweigbereich der Kupferpulverform kürzer. Dann kann das Kupferpulver nicht ausreichend gesintert und miteinander gebunden werden, da der absorbierende Stoff ein Hindernis wird. Deshalb kann ein gesinterter Körper, der eine ausreichende Festigkeit aufweist, ebenfalls nicht erhalten werden.
Nach dem oben beschriebenen Merkmal (dem Merkmal, das in Anspruch 3 definiert ist) ist es möglich die Probleme zu lösen, welche bei der Herstellung des gesinterten Körpers auftreten können, und eine Absorptionsvorrichtung zu erhalten, welche die Absorptionskapazität und die Produktfunktion erfüllt.
Nach einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, das z. B. in dem beigefügten Anspruch 4 definiert ist,
erfüllt die Mediandurchmesserrate den folgenden Vergleichsausdruck: 0,9 ≤ das Mediandurchmesserverhältnis ≤ 1,9, und
die Schüttdichte des Kupferpulvers erfüllt den folgenden Vergleichsausdruck: 0,6 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,5.
Nach dem obigen Merkmal kann eine Absorptionsvorrichtung erhalten werden, nach der das obige Problem noch sicherer überwunden werden kann. Da es möglich ist, die Sinterfestigkeit zu erhöhen, kann die Wärmeübergangseigenschaft weiter erhöht werden.
Nach einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie es beispielsweise in dem beigefügten Anspruch 5 definiert ist, wird der absorbierende Stoff mit dem Metallpulver gemischt und die Mischung des absorbierenden Stoffes mit dem Metallpulver wird gesintert und metallisch an die Wärmeübergangsrohre (21) in metallbindender Weise (Metallbonding) gebunden.
Das Kupferpulver wird durch einen Verdüsungsprozess, ein elektrolytisches Verfahren, ein Schleifverfahren oder ein chemisches Reduktionsverfahren hergestellt und durch einen Verflachungsschritt weiter bearbeitet.
Ein Mediandurchmesserverhältnis wird durch die folgende Formel ausgedrückt: ”Mediandurchmesserverhältnis” = (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes), das Mediandurchmesserverhältnis erfüllt den folgenden Vergleichsausdruck: 0,8 ≤ das Mediandurchmesserverhältnis ≤ 6,5, und Schüttdichte des Kupferpulvers befriedigt den nachfolgenden Vergleichsausdruck: 0,4 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,6.
Nach dem obigen Merkmal wird das Kupferpulver, welches durch den Verdüsungsprozess, das elektrolytische Verfahren, das Schleifverfahren oder das chemische Reduktionsverfahren produziert wurde, durch einen Verflachungsschritt weiter verarbeitet. Nach dem obigen Merkmal ist es möglich, das Problem zu überwinden, welches auftreten kann, wenn der gesinterte Körper hergestellt wird, um eine Absorptionsvorrichtung zu erhalten, die Absorptionskapazität und die Produkteigenschaft erfüllt. Das Kupferpulver kann durch den Verdüsungsprozess hergestellt werden, nach dem die Herstellungskosten reduziert werden können. Deshalb hat die Absorptionsvorrichtung nach dem obigen Merkmal einen Vorteil in Bezug auf Kosten.
Nach einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, welches z. B. in dem beigefügten Anspruch 6 definiert ist,
erfüllt das Mediandurchmesserverhältnis den nachfolgenden Vergleichsausdruck: 1,9 ≤ das Mediandurchmesserverhältnis ≤ 6,0, und
die Schüttdichte des Kupferpulvers erfüllt den nachfolgenden Vergleichsausdruck: 0,6 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,5.
Nach dem obigen Merkmal kann die Absorptionsvorrichtung erhalten werden, mit welcher das obige Problem noch sicherer überwunden werden kann. Da es möglich ist, die Sinterfestigkeit zu erhöhen, kann die Wärmeübertragungseigenschaft weiter erhöht werden.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden genauer ersichtlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wird. In den Zeichnungen:
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Absorptionsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1;
3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Fülllage aus einem absorbierenden Stoff in der Absorptionsvorrichtung;
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Pulvermetall für die Verwendung für einen porösen Wärmeübergangskörper zeigt;
5 ist ein Diagramm, welches charakteristische Linien der Schüttdichte des absorbierenden Stoffes im Verhältnis zum Mischungsverhältnis zeigt;
6 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Kühlkapazitätsverhältnisses in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses für den Fall, dass die Dicke ”L” der Fülllage mit absorbierendem Stoff 2 mm ist, gezeigt;
7 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Wirkungsgrads ”COP” in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses für den Fall, dass die Dicke ”L” der Fülllage mit absorbierendem Stoff 2 mm ist, gezeigt;
8 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven der Füllungskapazitätsrate in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses für den Fall, dass die Dicke ”L” der Fülllage mit absorbierendem Stoff 4 mm ist;
9 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Koeffizienten des Wirkungsgrades ”COP” in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses für den Fall, dass die Dicke ”L” der Fülllage mit absorbierendem Stoff 4 mm ist, zeigt;
10 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Gewichtsverhältnisses der Absorptionsfähigkeit in Abhängigkeit des prozentualen Gewichtsanteils an Pulvermetall für den Fall zeigt, dass das Mischungsverhältnis 70% und die Dicke ”L” der Lage mit absorbierendem Stoff jeweils 0,5 mm, 2 mm und 6 mm ist, zeigt;
11 ist ein Diagramm, welches einen Bereich der Produkteigenschaften für Parameter der Dicke der Fülllage mit absorbierendem Stoff und des prozentualen Gewichtsanteils an Pulvermetall für den Fall zeigt, dass das Chancenverhältnis 70% ist, zeigt;
12 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven eines Gewichtsverhältnisses für Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit des prozentualen Gewichtsanteils von Metallpulver für den Fall, dass das Mischungsverhältnis 90% und die Dicke ”L” der Lage mit absorbierendem Stoffes jeweils 0,5 mm, 2 mm und 6 mm ist, zeigt;
13 ist ein Diagramm, welches einen Bereich der Produkteigenschaft für Parameter der Dicke der Fülllage mit absorbierendem Stoff und des prozentualen Gewichtsanteils des Metallpulvers für den Fall, dass das Mischungsverhältnis 90% ist, zeigt;
14 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Gewichtsverhältnisses für Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit des prozentualen Gewichtsanteils des Metallpulvers für den Fall, dass das Mischungsverhältnis 95% ist, und die Dicke ”L” der Fülllage mit absorbierendem Stoff jeweils 0,5 mm, 2 mm und 6 mm ist, zeigt;
15 ist ein Diagramm, welches einen Bereich der Produkteigenschaft für Parameter der Dicke der Fülllage mit absorbierendem Stoff und des prozentualen Gewichtsanteils von Metallpulver für den Fall, dass das Mischungsverhältnis 95% ist, zeigt;
16 ist ein Diagramm, welches einen Bereich einer Produkteigenschaft für Parameter der Dicke und der Lage mit absorbierendem Stoff und des prozentualen Gewichtsanteils von Pulvermetall, für den Fall, dass das Mischungsverhältnis zwischen 70% und 95% ist, zeigt;
17 ist eine Tabelle I, welche Ergebnisse von Experimenten zeigt, in welchen bestätigt wird, ob der gesinterte Körper produziert werden kann oder nicht, wenn physikalische Charakteristiken (wie z. B. Mediandurchmesser des Kupferpulvers und des absorbierenden Stoffes, Schüttdichte des Kupferpulvers) variiert werden;
18 ist ein Diagramm, welches einen Bereich einer Produkteigenschaft in Abhängigkeit von Parametern des Verhältnisses des mittleren Durchmessers des Kupferpulvers zum mittleren Durchmessers des absorbierenden Stoffes (auch als Mediandurchmesserverhältnis bezeichnet) wie auch der Schüttdichte des Kupferpulvers zeigt;
19 ist ein Diagramm, welches einen besseren Bereich der Produkteigenschaft in Abhängigkeit von Parametern des Verhältnisses des Mediandurchmesserverhältnisses, wie auch der Schüttdichte des Kupferpulvers zeigt;
20 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche Pulvermetall zeigt, welches für einen porösen Wärmeübergangskörper nach einem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird;
21 ist ein Diagramm, welches eine Relation zwischen Kupferpulver nach dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem Bereich der Produkteigenschaft nach 18 zeigt;
22 ist ein Diagramm, welches einen Bereich einer Produkteigenschaft in Abhängigkeit von Parametern des mittleren Durchmesserverhältnisses bzw. Mediandurchmesserverhältnisses wie auch der Schüttdichte des Kupferpulvers nach dem Kupferpulver des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
23 ist ein Diagramm, welches einen besseren Bereich einer Produkteigenschaft für Parameter des Mediandurchmesserverhältnisses wie auch der Schüttdichte des Kupferpulvers nach dem Kupferpulver des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
24 ist eine Tabelle II, welche Ergebnisse von Experimenten zeigt, in welchen bestätigt wurde, ob der gesinterte Körper produziert werden kann oder nicht, wenn physikalische Charakteristiken (wie z. B. Mediandurchmesser des Kupferpulvers und des absorbierenden Stoffes, und Schüttdichte des Kupferpulvers) variiert werden;
25 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Wärmetauscher nach einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt, in welchem der Wärmetauscher die gleichen charakteristischen Merkmale der Absorptionsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist;
26 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine erste Modifikation der Absorptionsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt; und
27 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine zweite Modifikation der Absorptionsvorrichtung zeigt.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die gleichen Bezugsziffern werden in den Ausführungsbeispielen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlicher Teile und Bereich verwendet.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Eine Absorptionsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand der 1 bis 19 erläutert. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Absorptionsvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Fülllage eines absorbierenden Stoffes der Absorptionsvorrichtung 1 zeigt. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel für ein Pulvermetall 23b zeigt, welches für einen porösen Wärmeübergangskörper 23 verwendet wird.
Die Absorptionsvorrichtung 1 wird Kühlvorrichtungen angewendet, nach welchen ein Betrieb eines absorbierenden Stoffes, der in der Absorptionsvorrichtung bereitgehalten ist, zum Absorbieren gasförmigen Kältemittels (z. B. Dampf) zum Verdampfen von Kältemitteln verwendet wird, z. B. um Kühlungsfähigkeit durch Verdampfungswärme bei einer Verdampfung einzusetzen. Die Absorptionsvorrichtung 1 kann z. B. angewendet werden für eine Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge. Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist die Absorptionsvorrichtung 1 einen Wärmetauscher 2 absorbierender Bauart und ein Gehäuse 21 auf. Der Wärmetauscher 2 weist mehrere Wärmeübergangsrohre 21 auf, durch welche ein Wärmetauschermedium (Kühlmittel) strömt, und einen porösen Wärmeübergangskörper 23 mit feinen Poren 23a sowie einen absorbierenden Stoff 24 in umgebenden Bereichen 22 der Wärmeübergangsrohre 21.
Wie in 3 gezeigt, weist der Wärmetauscher 2 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellte Wärmetauscherrohre 21, poröse Wärmeübergangskörper 23 mit feinen Poren 23a und einen absorbierenden Stoff 24 auf, welcher in die feinen Poren 23a eingefüllt ist. Der poröse Wärmeübergangskörper 23 ist ein gemischter Sinterkörper, welcher aus Pulvermetall 23b mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit und dem absorbierenden Stoff gemischt ist. Das Pulvermetall 23b wird erwärmt, ohne geschmolzen oder gesintert zu werden. Das Pulvermetall 23b ist aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt. In der vorliegenden Erfindung werden das Kupfer und die Kupferlegierung gemeinsam als Kupfer bezeichnet.
Zum Beispiel kann der Begriff ”Kupferpulver” nicht nur pulverisiertes Kupfer, sondern auch partikelförmiges Kupfer, knollenförmiges Kupfer, verzweigtes (dendritisches Pulver) Kupfer, faserförmiges Kupfer usw. umfassen. Das verzweigte (dendritische Pulver) Kupfer 23b ist z. B. in 4 gezeigt.
Der poröse Wärmeübergangskörper 23, nämlich der gesinterte Körper aus dem Pulvermetall 23b, bildet eine mikroskopische, gesinterte Rippe (auch als poröse Sinterrippe bezeichnet), welche feine Poren 23a aufweist. Die feinen Poren 23a sind so gebildet, dass der absorbierende Stoff 24, der kleinere Partikelgrößen als das Pulvermetall 23b aufweist, dort hineingefüllt ist. Der poröse Wärmeübergangskörper 23 ist in den umgebenden Bereichen 24 der mehreren Wärmeübergangsrohre 21 gebildet und erstreckt sich im ganzen in eine Richtung. Die Gesamtform des porösen Wärmeübergangskörpers 23 ist in zylindrischer Form gebildet.
Da der poröse Wärmeübergangskörper 23 und die Wärmeübergangsrohre 21 gesintert und miteinander verbunden sind, sind Porenräume zwischen dem porösen Wärmeübergangskörper 23 und den Übergangsrohen 21 zusätzlich zu den feinen Poren 23a gebildet. Die Porenräume und die feinen Poren 23a werden gemeinsam als Hohlräume bezeichnet.
Der absorbierende Stoff 24 ist aus einer großen Zahl von mikroskopischen Partikeln zusammengesetzt und z. B. aus einem Silikagel, Sidestein, Aktivkohle, Aktivaluminium usw. hergestellt. Der absorbierende Stoff 24 ist in die feinen Poren 23a des porösen Wärmeübergangskörpers 23 eingefüllt.
Eine Mehrzahl von Dampfpassagen 25, durch welche Dampf (das zu absorbierende Medium) strömt, sind zwischen benachbarten Wärmeübergangsrohren 21 gebildet. Ein Querschnitt der Dampfpassage 25 ist nicht auf einen Kreis beschränkt, sondern kann in Form einer Ellipse, einem Rechteck usw. vorliegen. Wie in 1 gezeigt, ist die Dampfpassage 25 an einem Ort angeordnet, der durch drei Wärmeübergangsrohre 21 umgeben ist. Jedoch kann die Dampfpassage 25 an einem solchen Ort angeordnet sein, der durch mehr als drei Wärmeübergangsrohre 21 umgeben ist. Die Dampfpassage 25 spielt eine Rolle, dass Dampf von einem Verdampfer (nicht gezeigt) durch die Dampfpassagen 25 während des Absorptionsbetriebs strömt, so dass der Dampf in den porösen Wärmeübergangskörper 23 unmittelbar infiltriert werden kann, welcher in den umgebenden Bereichen 22 um die Wärmeübergangsrohre 21 gebildet ist. Während eines Desorptionsbetriebs strömt Dampf aus dem porösen Wärmeübergangskörper 23 aus, welcher in den umgebenden Bereichen 22 um die Wärmeübergangsrohre 21 gebildet ist, wird unmittelbar durch die Dampfpassagen 25 gesammelt und zu einem Kondensator (nicht gezeigt) abgeleitet.
Die Absorptionsvorrichtung 1 ist aus dem Wärmetauscher 2, dem Gehäuse 31, Plattenelementen 32 und 33 und Tanks 34 und 35 gebildet. Das Gehäuse 31 ist aus Kupfer oder Kupferlegierung hergestellt und in einer zylindrischen Form gebildet. Der zylindrische poröse Wärmeübergangskörper 23 des Wärmetauschers 2 ist in dem Gehäuse 31 untergebracht. Ein unteres und ein oberes offenes Ende des Gehäuses 31, mit anderen Worten, ein unteres und ein oberes Ende des porösen Wärmeübergangskörpers 31 sind jeweils durch die Plattenelemente 32 und 33 abgedeckt und gedichtet. Ein unterer Tank 34 und ein oberer Tank 35 sind an dem unteren und oberen Enden des Gehäuses 31 vorgesehen. Ein Zuflussrohr 35 und ein Abflussrohr 37 sind an einem oberen Bereich des Gehäuses 31 vorgesehen, so dass der Dampf in die Fülllage des absorbierenden Stoffes des Wärmetauschers 2 zugeführt werden kann und der Dampf von dem Wärmetauscher 2 entnommen werden kann.
Da die oberen und unteren offenen Enden des Gehäuses 31 durch Plattenglieder 32 und 33 gedichtet sind, ist es möglich, das Innere des Gehäuses 31 unter einer Vakuumbedingung zu halten. Während des Absorptionsbetriebs strömt der Dampf von dem Verdampfer in das Gehäuse 31 durch Zuführrohr 36, so dass der Dampf in den Dampfleitungen 25 verteilt wird. Der in den Dampfleitungen 25 verteilte Dampf infiltriert in das Innere der Fülllage mit absorbierendem Stoff. Während des Desorptionsbetriebs wird der Dampf aus der Fülllage des absorbierenden Stoffes abgezogen und durch die Dampfleitungen 25 gesammelt. Danach wird der Dampf endlich zu dem Kondensator (nicht gezeigt) durch das Ablassrohr 37 abgeführt.
Mehrere Durchgangsbohrungen 32a und 33a sind jeweils in den Plattenglieder 32 und 33 gebildet, so dass untere und obere Enden der Wärmeübergangsrohre 21 durch die Durchgangslöcher verlaufen. Die Wärmeübergangsrohre 21 und die Durchgangsbohrungen 32a und 33a sind Flüssigkeitsdicht miteinander fixiert, z. B. durch Löten usw.
Ein Einströmrohr 38 und ein Ausströmrohr 39 sind jeweils an den Tanks 34 und 35 vorgesehen, so dass das Wärmetauschermedium in den unteren Tank 34 strömen kann. Das Wärmetauschermedium strömt durch die Wärmeübergangsrohre 21 und strömt in den oberen Tank 35. Anschließend strömt das Wärmeübergangsmedium endlich aus dem oberen Tank 35 durch das Ausströmrohr 39 aus. Wie oben ist der Tank 34 ein Tank zum Verteilen des Wärmetauschermediums in den mehreren Wärmeübergangsrohren 21. Der Tank 35 ist ein Tank zum Sammeln des Wärmeübergangsmediums von den mehreren Wärmeübergangsrohren 21. Das Gehäuse 31, wie auch die Wärmeübergangsrohre 21 können eine Querschnittsform von nicht nur runder Form, sondern auch von elliptischer Form, rechteckiger Form usw. aufweisen.
Der poröse Wärmeübergangskörper 23, der in dem Umgebungsbereich 22 der Wärmeübergangsrohre gebildet ist, wird ebenfalls als die Fülllage des absorbierenden Stoffes bezeichnet. Die Fülllage 23 des absorbierenden Stoffes weist eine Dicke ”L”, wie in 3 gezeigt, auf welche zu einer Dicke der porösen gesinterten Finne korrespondiert, die in dem Umgebungsbereich 22 der Wärmeübergangsrohre 21 gebildet ist.
Die Dicke ”L” der Fülllage 23 des absorbierenden Stoffes ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 mm bis 6 mm (jeweils einschließlich) eingestellt, so dass wenigstens 70% des maximalen Verhältnisses der Kühlkapazität pro Einheit des Volumens (Absorptionsmenge) erreicht werden kann.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben mehrere Experimente für den Wärmetauscher 2 durchgeführt, der eine bevorzugte Dicke ”L” der Fülllage des absorbierenden Stoffes aufweist. In den Experimenten sind physikalische Größen, wie z. B. die Schüttdichte des Metallpulvers 23b und des absorbierenden Stoffes 24 variiert worden und die Kühlkapazität wurde gemessen. In den Experimenten wurden nur die Kühlkapazität für eine Volumeneinheit (nämlich das Verhältnis der Kühlkapazität), der Wirkungsgrad ”COP” usw. evaluiert.
Das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q” wird durch die folgende mathematische Formel 1 ausgedrückt:
<Mathematische Formel 1>

Q = G × ΔC × ΔH × η/τ

In der vorgenannten mathematischen Formel 1 ist ”G” eine Menge (Gewicht) [kg] des absorbierenden Stoffes 24, ”ΔC” ist die Absorptionscharakteristik [kg/kg] des absorbierenden Stoffes 24 für den Dampf (nachfolgend auch als Wasserabsorptionscharakteristik bezeichnet), ”ΔH” ist die latente Wärme [kJ/kg], ”η” die Absorptionseffizienz (ein Verhältnis der absorbierten Menge im Verhältnis zur Equilibriumabsorptionsmenge des absorbierenden Stoffes unter einer bestimmten Betriebsbedingung), ”τ” eine Wechselzeit des Betriebsmodus, und ”η/τ” ist die Absorptionsgeschwindigkeit.
Der Wirkungsgrad ”COP” wird durch die folgende mathematische Formel 2 ausgedrückt:
<Mathematische Formel 2>

COP = Q/(Q + Qh)

In der obigen mathematischen Formel 2 ist ”Qh” eine Wärmemenge (kW), die zu einem Ändern der Temperatur von Komponenten erforderlich ist, wie z. B. dem Wärmetauscher 2, dem Gehäuse 31 usw., welche die Absorptionsvorrichtung 1 bilden. Mit anderen Worten ist ”Qh” die Wärmekapazität für den absorbierenden Stoff 24, den porösen Wärmeübergangskörper 23, die Wärmeübergangsrohre 21, das Gehäuse 31 usw.
Durch die Experimente haben die Erfinder bestätigt, dass das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q” seinen höchsten Wert erreicht, wenn die Dicke ”L” der Fülllage absorbierenden Stoffes in einem Bereich von 0,5 mm bis 6 mm ist. Die Erfinder haben herausgefunden, dass das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q” wie auch der Wirkungsgrad ”COP” stark geändert wird abhängig von der Menge des porösen Wärmeübergangskörpers 23, nämlich der Menge des Metallpulvers 23b, das als der gesinterte Körper gebildet ist, unabhängig von der Dicke ”L” der Fülllage des absorbierenden Stoffes. Zum Beispiel wird sogar in dem Fall, dass die Dicke ”L” der Fülllage des absorbierenden Stoffes 2 mm ist, an welcher das maximale Verhältnis der Kühlkapazität erreicht werden kann, das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q”, wie auch der Wirkungsgrad ”COP” weit in Abhängigkeit der Mengen des Metallbohrers 23b geändert.
Weitere Untersuchungen wurden basierend auf den folgenden Punkten gemacht:

(1) Die Größe des Hohlraums, welcher aus den feinen Rohren besteht, die in dem gesinterten Körper gebildet sind, der aus dem Metallpulver 23b hergestellt ist, variiert in Abhängigkeit von der Menge des Metallpulvers 23b. Und dadurch differiert die Menge des absorbierenden Stoffs, der in den Hohlraum einzufüllen ist, in Abhängigkeit von der Größe der Hohlräume.
(2) Wenn ein Zustand des Hohlraums, z. B. ein Hohlraumverhältnis ”Mo” (einer der Parameter, der den Zustand des Hohlraums anzeigt) geändert wird, wird auch der Wärmeübergangsbereich von einer Innenseite des porösen Wärmeübergangskörpers 23 (welcher in Kontakt mit dem absorbierenden Stoff 24 ist) ebenfalls verändert. Dadurch werden Wärmecharakteristiken geändert.

Das Hohlraumverhältnis ”Mo” wird durch die folgende mathematische Formel 3 ausgedrückt:
<Mathematische Formel 3>

Mo = 1 – (Mg/(Fv × ρ))

In der obigen mathematischen Formel 3 ist ”Mg” die Menge (Gewicht) [kg] des Metallpulvers 23b, das zum Bilden des porösen Wärmeübergangskörpers 23 eingefüllt ist, ”Fv” ist ein Volumen [m³] des porösen Wärmeübergangskörpers 23, in welchen das Metallpulver 23b gefüllt ist, und ”ρ” ist die Dichte [kg/m³] des Metallpulvers 23b. Zum Beispiel korrespondiert die Menge des Metallpulvers 23b, welche in den Umgebungsbereich 22 der zylindrischen Wärmeübergangskörper 21 gefüllt ist, zu ”Mg”, während das Füllvolumen des umgebenden Bereichs 22 zu ”Fv” korrespondiert.
Das Verhältnis der Kühlkörperkapazität ”Q”, das durch die mathematische Formel 1 ausgedrückt ist, ist in Proportion zu dem Gewicht ”G” des absorbierenden Stoffes 24 wie auch die Absorptionsgeschwindigkeit ”η/τ”. Deshalb ist das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q” erhöht, wenn wenigstens das Gewicht ”G” des absorbierenden Stoffes 24 oder die Absorptionsgeschwindigkeit ”η/τ” erhöht wird.
Zusätzlich ist der Wirkungsgrad ”COP” stark nicht nur durch das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q”, sondern auch durch die Wärmekapazität des absorbierenden Stoffes 24 und des porösen Wärmeübergangskörpers 23 beeinflusst, nämlich durch das Metallpulver 23b, das in dem gesinterten Körper gebildet ist.
Die Menge des absorbierenden Stoffes 24 wie auch die Menge des Metallpulvers 23b haben die Einflüsse auf das obige Verhältnis der Kühlkapazität ”Q” und den Wirkungsgrad ”COP”. Wie in 5 gezeigt, in welcher das Verhältnis zwischen dem Hohlraumverhältnis und der Fülldichte des absorbierenden Stoffes 24 gezeigt ist, wird die maximale Füllmenge ”G” des absorbierenden Stoffes im Verhältnis mit dem Hohlraumverhältnis entschieden, welches auf der Basis der Menge des Metallpulvers 23b entschieden wird. Deshalb ist es möglich, das Hohlraumverhältnis ”Mo”, welches durch die mathematische Formel 3 ausgedrückt wird, auf das Verhältnis der Kühlkapazität ”Q” und den Wirkungsgrad ”COP” zu beziehen.
5 ist ein Diagramm, welches charakteristische Linien der Fülldichte des absorbierenden Stoffes in Bezug auf das Hohlraumverhältnis (Prozentzahl des Hohlraums) zeigt. In 5 zeigt eine horizontale Achse das Hohlraumverhältnis während eine vertikale Achse die Fülldichte des absorbierenden Stoffs 24 zeigt. In 5 ist eine physikalische Charakteristik das absorbierenden Stoffes, nämlich die Schüttdichte des absorbierenden Stoffes 24 gezeigt. Konkret zeigt 5 zwei Beispiele für unterschiedliche Schüttdichten A und B. Die Schüttdichte [g/cc] ist eine Masse des absorbierenden Stoffes 24, wenn der absorbierende Stoff 24 (unter Pulverbedingung) natürlich in einen Container mit einer Einheitsmasse gefüllt ist. Die Schüttdichte ist in JIS Z 2504 definiert. Die Fülldichte des absorbierenden Stoffes 24, die in der vertikalen Achse gezeigt ist, ist eine maximale Fülldichte, wenn der absorbierende Stoff 24 mit der zugehörigen Schüttdichte A und B in den Container gefüllt ist. Nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schüttdichten A und B jeweils 0,7 [g/cc] und 0,5 [g/cc]. Die Schüttdichte des absorbierenden Stoffes ist in einem Bereich von 0,5 bis 0,7 [g/cc] enthalten, wenn der absorbierende Stoff in dem Wärmetauscher 2 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Deshalb sind die Schüttdichten A und B jeweils als Werte von 0,7 [g/cc] und 0,5 [g/cc] ausgewählt.
Wie in 5 gezeigt, ist in dem Fall der Schüttdichte A in einem Bereich, in welchem eine größere Menge von Metallpulver (das Kupferpulver) 23b vorhanden ist, mit anderen Worten, in welchen das Hohlraumverhältnis kleiner ist, der gesinterte Körper aus dem Kupferpulver 23b als poröse gesinterte Rippe (der poröse Wärmeübergangskörper) gebildet und dadurch der Kontaktbereich zum Kontaktieren mit dem absorbierenden Stoff, der in die poröse gesinterten Rippen gefüllt ist, ist erhöht. Deshalb ist auf der einen Seite die Wärmeübergangscharakteristik erhöht. Jedoch ist auf der anderen Seite die Menge des absorbierenden Stoffes 24, die in den Hohlraum gefüllt werden kann, herabgesetzt, aufgrund des geringeren Hohlraumverhältnisses. Konkret ist in einem solchen Bereich des niedrigeren Hohlraumverhältnisses die Kühlkapazität herabgesetzt. Darüber hinaus ist das Verhältnis der Wärmestrahlung herabgesetzt und dadurch der Wirkungsgrad ”COP” ebenfalls herabgesetzt.
Auf der anderen Seite ist in einem Bereich, in welchem die Menge des Metallpulvers 23b herabgesetzt ist und die Menge des absorbierenden Stoffes 24, der in den Hohlraum gefüllt werden kann, kann erhöht werden. Jedoch ist die Wärmeübergangscharakteristik herabgesetzt aufgrund des herabgesetzten Kontaktbereichs mit dem absorbierenden Stoff 24. Deshalb kann die Kühlkapazität wie auch der Wirkungsgrad ”COP” in gleicher Weise herabgesetzt werden.
Das Verhältnis zwischen der Hohlraumrate und der Kühlkapazitätsrate wie auch das Verhältnis zwischen der Hohlraumrate und dem Wirkungsgrad ”COP” wird unter Bezugnahme auf die 6 und 8 sowie 7 und 9 erläutert, so zum Optimieren des Hohlraumverhältnisses. In 6, in welcher die charakteristischen Kurven für das Verhältnis zwischen dem Hohlraumverhältnis und der Kühlkapazitätsrate gezeigt ist, und in 7, in der die charakteristischen Kurven für das Verhältnis zwischen dem Hohlraumverhältnis und dem Wirkungsgrad ”COP” gezeigt ist, sind die Kühlkapazitätsrate und der Wirkungsgrad ”COP”, die jeweils von dem Hohlraumverhältnis abhängen, für den Fall berechnet, dass die Dicke ”L” der Fulllage des absorbierenden Stoffes 2 mm ist. Die Dicke von ”L = 2 mm” ist eines von Beispielen, in welchen die Kühlkapazitätsrate maximal wird, wenn die Hohlraumrate nicht in Betracht gezogen wird.
In ähnlicher Weise sind in 8, die die charakteristischen Kurven für das Verhältnis zwischen der Hohlraumrate und der Kühlkapazitätsrate zeigt, und in 9, die die charakteristischen Kurven für das Verhältnis zwischen der Hohlraumrate und dem Wirkungsgrad ”COP” zeigt, die Kühlkapazitätsrate und der Wirkungsgrad ”COP”, die jeweils von dem Hohlraumverhältnis abhängen, für den Fall berechnet, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 4 mm ist. Wenn die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 4 mm ist, ist die Kühlkapazitätsrate nicht bei dem maximalen Wert, sondern an einem akzeptablen Wert.
Wenn das Hohlraumverhältnis optimiert wird, werden die akzeptablen Werte für die Kühlkapazitätsrate als mehr als 85% der maximalen Kühlkapazität angesehen. Ein akzeptabler Wert für den Wirkungsgrad ”COP” wird als mehr als 0,5 angesehen. Nach der obigen Definition wird, da die Kühlkapazität in einem Bereich von 85% und 100% erreicht werden kann, ein mögliches Abnehmen der Kühlkapazität auf 15% der maximalen Kühlkapazität gedämpft. Dadurch kann eine Kühlkapazität nahe der maximalen Effizienz erhalten werden.
Zusätzlich ist es möglich, da der akzeptable Wert für den Wirkungsgrad ”COP” größer als 0,5 angesehen wird, die Absorptionsvorrichtung mit einer niedrigeren Menge von Verlustwärme einer Verlustwärmequelle zu betreiben. Darüber hinaus ist es möglich, den Wärmetauscher 2 ohne den Wärmetauscher in seiner Abmessung größer zu machen, zu betreiben, sogar für den Fall, dass der Wärmetauscher in einem Bereich betrieben wird, in welchem die Wärmestrahlungseffizienz klein ist.
Wie in 6 gezeigt, welche die charakteristischen Kurven der Kühlkapazitätsrate im Verhältnis zum Hohlraumverhältnis für den Fall der Dicke ”L = 2 mm” zeigt, ist die Kühlkapazitätsrate im Wesentlichen proportional zu der Erhöhung des Hohlraumverhältnisses in beiden Fällen der Schüttdichte A und B des absorbierenden Stoffes 24 erhöht. Die Kühlkapazitätsrate wird der maximale Wert, wenn die Hohlraumrate 90% ist, während die Kühlkapazitätsrate drastisch abnimmt, wenn das Hohlraumverhältnis größer als 95% wird. Wenn die Kühlkapazitätsraten zwischen den Schüttdichten A und B des absorbierenden Stoffes 24 verglichen werden, ist die Kühlkapazitätsrate für die Schüttdichte B niedriger als für die Schüttdichte A in fast allen Bereichen des Hohlraumverhältnisses, wobei die Schüttdichte B niedriger ist als die Schüttdichte A.
Wie in 6 gezeigt, ist das Hohlraumverhältnis vorzugsweise in einem Bereich zwischen 70 und 95% ausgewählt, so dass die Kühlkapazität, welche mehr als 85% der maximalen Kühlkapazität ist, sogar für den Fall der Schüttdichte B erhalten werden kann.
Wie in 7 gezeigt, welche die charakteristischen Kurven des Wirkungsgrades ”COP” im Verhältnis zum Hohlraumverhältnis für den Fall der Dicke ”L = 2 mm” zeigt, ist der Wirkungsgrad ”COP” im Wesentlichen proportional zu einer Erhöhung des Hohlraumverhältnisses in beiden Fällen der Schüttdichte A und B erhöht. Der Wirkungsgrad ”COP” wird der maximale Wert, wenn das Hohlraumverhältnis bei 95% ist, während der Wirkungsgrad ”COP” dramatisch abnimmt, wenn das Hohlraumverhältnis größer als 98% wird. Und wenn der Wirkungsgrad ”COP” zwischen den Schüttdichten A und B verglichen wird, ist der Wirkungsgrad ”COP” für die Schüttdichte B größer als für die Schüttdichte A in fast allen Bereichen des Hohlraumverhältnisses, wobei die Schüttdichte B kleiner ist als die Schüttdichte A.
Wie in 7 gezeigt, ist das Hohlraumverhältnis vorzugsweise in einem Bereich von größer 60% ausgewählt, so dass der Wirkungsgrad ”COP” von mehr als 0,5 erreicht werden kann, sogar in dem Fall für die Schüttdichte B (kleiner als die Schüttdichte A). Zusätzlich ist der Bereich des Hohlraumverhältnisses zwischen 70 und 95% vorzugsweise ausgewählt, um eine höhere Kühlkapazitätsrate und Wirkungsgrad ”COP” zu erreichen.
Wie in 8 gezeigt, welche die charakteristischen Kurven der Kühlkapazitätsraten im Verhältnis zum Hohlraumverhältnis für den Fall der Dicke ”L = 4 mm” zeigt, ist die Kühlkapazitätsrate im Wesentlichen proportional zu der Erhöhung des Hohlraumverhältnisses in beiden Fällen der Schüttdichte A und B des absorbierenden Stoffes 24 erhöht. Die Kühlkapazitätsrate wird ein maximaler Wert, wenn das Hohlraumverhältnis 80% ist, während die Kühlkapazitätsrate drastisch abnimmt, wenn das Hohlraumverhältnis größer als 95% wird.
Wie in 8 gezeigt, ist die Hohlraumrate in einem Bereich zwischen 50% und 95% ausgewählt, so dass die Kühlkapazität, die mehr als 85% der maximalen Kühlkapazität ist, erreicht werden kann, sogar in dem Fall der Schüttdichte B.
Wie in 9 gezeigt, welche die charakteristischen Kurven des Wirkungsgrades ”COP” im Verhältnis zu das Hohlraumverhältnis für den Fall der Dicke ”L = 4 mm” zeigt, ist der Wirkungsgrad ”COP” im Wesentlichen proportional zu der Erhöhung des Hohlraumverhältnisses in beiden Fällen der Schüttdichten A und B erhöht. Der Wirkungsgrad ”COP” wird der maximale Wert, wenn das Hohlraumverhältnis 95% ist, während der Wirkungsgrad ”COP” dramatisch abnimmt, wenn das Hohlraumverhältnis größer als 98% wird.
Wie in 9 gezeigt, ist das Hohlraumverhältnis vorzugsweise größer als 60% ausgewählt, so dass der Wirkungsgrad ”COP” von mehr als 0,5 erreicht werden kann, sogar in dem Fall der Schüttdichte B (kleiner als die Schüttdichte A). Zusätzlich, sogar in dem Fall, der Dicke ”L = 4 mm”, was innerhalb des Bereichs der optimierten Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes ist, ist der Bereich des Hohlraumverhältnisses zwischen 60 und 95% vorzugsweise ausgewählt, um eine höhere Kühlkapazitätsrate und Wirkungsgrad ”COP” zu erhalten. Darüber hinaus können, wenn die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes innerhalb des optimierten Bereiches der Dicke ist, die Kühlkapazitätsrate und der Wirkungsgrad ”COP” bei einem hohen Wert durch Einstellen des Hohlraumverhältnisses innerhalb des Bereichs von 70 bis 95% gehalten werden.
Nach den obigen Untersuchungen haben die Erfinder für die Absorptionsvorrichtung 1 bestätigt, dass das Hohlraumverhältnis ”Mo”, die durch die mathematische Formel 3 definiert ist, bevorzugt in dem Bereich zwischen 0,7 und 0,85 und die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes vorzugsweise in dem Bereich zwischen 0,5 mm und 6 mm ist.
Zusätzlich haben die Erfinder basierend auf Simulationen, Prototypen, Experimenten usw. bevorzugte Produkttauglichkeitsbereiche für Gewichtsprozent ”Rg” des Metallpulvers im Verhältnis zu einem Gesamtgewicht einschließlich des Metallpulvers, den absorbierenden Stoff usw. herausgefunden, wie nachfolgend beschrieben wird. Solche bevorzugten Produkttauglichkeitsbereiche für die Gewichtsprozent ”Rg” ist in den obigen Bereichen für das Hohlraumverhältnis ”Mo” und die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffs effektiv. Die Gewichtsprozent ”Rg” wird auch als Metallpulvergewichtsprozent ”Rg” bezeichnet, welche in der nachfolgenden mathematischen Formel 4 ausgedrückt ist.
<Mathematische Formel 4>

Rg = Mg/(Mg + Ma)

In der obigen mathematischen Formel 4 ist ”Mg” die Menge (Gewicht) [kg] des Metallpulvers 23a, welches in den porösen Wärmeübergangskörper 23 eingefüllt ist, und ”Ma” ist ein Gewicht [kg] des absorbierenden Stoffes 24.
Der obige bevorzugte Produkttauglichkeitsbereich für die Gewichtsprozent ”Rg” wird weiter mit Bezugnahme auf 10 bis 16 erläutert. Der bevorzugte Produkttauglichkeitsbereich für die Gewichtsprozent ”Rg” ist basierend auf den folgenden Kriterien definiert. Konkret wird als erstes die Effizienz der Absorptionsvorrichtung 1 nicht dramatisch herabgesetzt und zweitens kann das Metallpulver durch Sintern mit den Wärmeübergangsrohren verbunden werden. Die obigen Kriterien korrespondieren zu den Kriterien zum Sicherstellen der erforderlichen Effizienz als ein Produktpunkt. Zum Beispiel sollte die mögliche Erniedrigung der Effizienz auf einen Wert kleiner als 20% der maximalen Effizienz herabgesetzt werden.
10 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Produktgewichts (Gewicht der Absorptionsvorrichtung) je Einheit der Absorptionseffizienz im Verhältnis zu dem Gewichtsprozent des Metallpulvers für den Fall zeigt, dass das Hohlraumverhältnis 70% ist und die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes jeweils 0,5 mm, 2 mm und 6 mm ist. Das Produktgewicht für die Einheit der Absorptionseffizienz ist Produktgewicht [kg/kW] für Einheit der Absorptionsmenge (Wassermenge).
Wie in 10 gezeigt, wird in dem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 0,5 mm ist (eine Kurve, die durch eine strichpunktierte Linie in 10 gezeigt ist), das Produktgewicht für die Einheit der Absorptionseffizienz bei einem maximalen Wert (um 0,5), wenn die Gew-% des Metallpulvers etwa 30 Gew-% ist. In einem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 0,2 mm ist (eine Kurve, die durch eine strichlierte Linie in 10 gezeigt ist), wird das Produktgewicht für eine Einheit Absorptionseffizienz bei einem minimalen Wert (um 1,0), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers etwa 70 Gew-% ist. In einem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 6 mm ist (einer Kurve, die durch die durchgezogene dünne Linie in 10 gezeigt ist, wird das Produktgewicht für die Einheit Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (um 4,0), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers etwa 88 Gew-% ist. Eine dicke durchgezogene Linie in 10 zeigt eine geschätzte Kurve, die die obigen minimalen Werte (weiße Kreise in 10) für die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes zeigt.
11 ist ein Diagramm, welches einen Produktfähigkeitsbereich in Bezug auf Parameter der Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes (in der horizontalen Achse) und den Gewichtsprozentsatz ”Rg” des Metallpulvers (in der vertikalen Achse) zeigt, wenn das Hohlraumverhältnis 70% ist. Eine untere Grenzlinie in 11 ist eine Grenzlinie, ob das Metallpulver wie auch die zugehörigen Metallteile und Komponenten gesintert und mit Metall zu einem solchen Grad miteinander verbunden werden können, der für das Produkt (die Absorptionsvorrichtung) erforderlich ist. In einem Bereich unterhalb der unteren Grenzlinie kann keine starke Metallbindung erreicht werden und deshalb eine stabile Sintermetallbindung nicht ausgeführt werden. Zum Beispiel können Risse in der Lage des eingefüllten absorbierenden Stoffes erzeugt werden oder ein Teil der Lage des absorbierenden Stoffes kann abfallen usw. In ähnlicher Weise ist eine obere Grenzlinie in 11 eine obere Grenzlinie, ob die Effizienz als Produkt erreicht werden kann oder nicht. In einem Bereich oberhalb der oberen Grenzlinie ist die Effizienz der Absorptionsvorrichtung 1 drastisch herabgesetzt. Zum Beispiel wird die Wärmekapazität größer als die Absorptionseffizienz.
Wie oben ist ein Bereich zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie in 11 der Produktfähigkeitsbereich, in welchem ein zuverlässiges Produkt (mit einer hohen Effizienz und Qualität) hergestellt werden kann, in dem Fall, dass das Hohlraumverhältnis 70% ist. Die obigen Minimalwerte (10) sind als weiße Kreise in 11 eingezeichnet, wobei die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes in der horizontalen Achse dargestellt ist, während der Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers in der vertikalen Achse dargestellt ist. Eine angenäherte Linie, die die weißen Kreise verbindet, existiert zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie. Es wurde deshalb bestätigt, dass die obigen Minimalwerte (3 weiße Kreise) wie auch die angenäherte der sicher in der Produktfähigkeitsbereich angeordnet sind, in welchem die Effizienz und die Funktion als das zuverlässige Produkt erreicht werden kann.
12 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Produktgewichts (Gewicht der Absorptionsvorrichtung) für eine einheitliche Absorptionseffizienz im Verhältnis zu dem Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers für den Fall, dass der Hohlraumaunteil 90% beträgt und die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes jeweils 0,5 mm, 2 mm und 6 mm ist, gezeigt.
Wie in 12 gezeigt, wird in dem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 0,5 mm ist (eine Kurve, die durch eine strichpunktierte Linie in 12 dargestellt ist), das Produktgewicht für die einheitliche Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (um 0,4), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers 20 Gew-% beträgt. In dem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 2 mm ist (eine Kurve, die in 12 durch eine strichlierte Linie dargestellt ist) wird das Produktgewicht für die einheitliche Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (um 0,6), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers etwa 60 Gew-% beträgt. In dem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage absorbierenden Stoffes 6 mm ist (eine Kurve, die durch eine dünne durchgehende Linie in 12 dargestellt ist), wird das Produktgewicht für die einheitliche Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (um 2,0), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers etwa 76% beträgt. Eine dicke durchgezogene Linie in 12 zeigt eine angenäherte Kurve, die die obigen minimalen Werte für die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes verbindet (weiße Kreise in 12).
13 ist ein Diagramm, welches einen Produktfähigkeitsbereich im Verhältnis von Parametern der Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes (in der horizontalen Achse) und des Gewichtsanteils ”Rg” des Metallpulvers (in der vertikalen Achse) zeigt, wenn der Hohlraumanteil 90% ist. In der gleichen Weise wie in 11 ist eine untere Grenzlinie in 30 eine Grenzlinie, ob das Metallpulver wie auch zugehörige Metallteile und Komponenten gesintert werden und Metalle so miteinander verbunden werden können, wie es für das Produkt (die Absorptionsvorrichtung) erforderlich ist. In dem Bereich unterhalb der unteren Grenzlinie kann eine starke Metallbindung nicht erreicht werden und dadurch eine stabile Sintermetallbindung nicht ausgeführt werden. Zum Beispiel können Risse in der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes erzeugt werden oder Teile der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes können abfallen usw. In ähnlicher Weise ist eine obere Grenzlinie in 13 eine Grenzlinie, ob die Effizienz als Produkt erreicht werden kann oder nicht. In dem Bereich oberhalb der oberen Grenzlinie ist die Effizienz der Absorptionsvorrichtung 1 drastisch herabgesetzt. Zum Beispiel wird die Wärmekapazität deutlich größer als die Absorptionseffizienz.
In der gleichen Weise wie in 11 ist ein Bereich zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie der Produktfähigkeitsbereich, in welchem ein zuverlässiges Produkt (mit hoher Effizienz und Qualität) hergestellt werden kann, in dem Fall, dass der Hohlraumanteil 90% beträgt. Die obigen minimalen Wert (12) sind in weißen Kreisen in 13 eingezeichnet, wobei die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes in der horizontalen Achse dargestellte ist, während der Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers in der vertikalen Achse dargestellt ist. Eine angenäherte Linie, die die weißen Kreise miteinander verbindet, existiert zwischen den oberen und unteren Grenzlinien. Es ist deshalb bestätigt, dass die obigen minimalen Werte (3 weiße Kreise) wie auch die angenäherte Linie sicher in dem Produktfähigkeitsbereich angeordnet sind, in welchem die Effizienz und die Funktion als das zuverlässige Produkt erreicht werden kann.
14 ist ein Diagramm, welches charakteristische Kurven des Produktgewichts (Gewicht der Absorptionsvorrichtung) je Absorptionseffizienz auf den Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers, für den Fall, dass der Hohlraumanteil 95% beträgt, und die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes jeweils 0,5 mm, 2 mm und 6 mm beträgt.
Wie in 14 gezeigt, wird in dem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 0,5 mm ist (eine Kurve, die durch eine strichpunktierte Linie in 14 dargestellt ist), das Produktgewicht für die Einheit der Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (um 0,4), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers 10 Gew-% beträgt. In einem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 2 mm beträgt (eine Kurve, die durch eine strichlierte Linie in 14 dargestellt ist) das Produktgewicht für die Einheit der Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (0,5), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers etwa 50 Gew-% beträgt. In einem Fall, dass die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes 6 mm beträgt (eine Kurve, die durch eine dünne durchgezogene Linie in 14 dargestellt ist, das Produktgewicht für die Einheit Absorptionseffizienz ein minimaler Wert (um 1,4), wenn der Gewichtsanteil des Metallpulvers etwa 67 Gew-% beträgt. Die dicke durchgezogene Linie in 14 zeigt eine angenäherte Kurve, welche die obigen minimalen Werte (weiße Kreise in 14) für die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes verbindet.
15 ist ein Diagramm, das in ähnlicher Weise einen Produktfähigkeitsbereich im Verhältnis zu Parametern der Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes (in der horizontalen Achse) und des Gewichtsanteils ”Rg” des Metallpulvers (in der vertikalen Achse) zeigt, wenn das Hohlraumverhältnis 95% beträgt. In gleicher Weise wie in 11 oder 13 ist eine untere Grenzlinie in 15 eine untere Grenzlinie, ob das Metallpulver wie auch zugehörige Metallteile und Komponenten gesintert werden oder Metalle miteinander verbunden werden können, bis zu einem Grad, der für das Produkt (die Absorptionsvorrichtung) erforderlich ist. In dem Bereich unter der unteren Grenzlinie kann eine starke Metallbindung nicht erreicht werden und deshalb eine stabile Sintermetallbindung nicht ausgeführt werden. Zum Beispiel können Risse in der Lage absorbierenden Stoffes auftreten oder Teile von der Lage absorbierenden Stoffes abfallen usw. In ähnlicher Weise ist die obere Grenzlinie in 15 eine Grenzlinie, ob die Effizienz als Produkt erreicht werden kann oder nicht. In dem Bereich über der oberen Grenzlinie ist die Effizienz der Absorptionsvorrichtung 1 drastisch herabgesetzt. Zum Beispiel wird die Wärmekapazität sehr viel größer als die Absorptionseffizienz.
In gleicher Weise wie in 11 oder 13 ist der Bereich zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie in 15 der Produktfähigkeitsbereich, in welchem ein zuverlässiges Produkt (mit hoher Effizienz und Qualität hergestellt werden kann, in dem Fall, dass der Hohlraumanteil 95% beträgt. Die obigen minimalen Werte (14) sind als weiße Kreise in 15 eingetragen, wobei die Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes in der horizontalen Achse angegeben ist, während der Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers in der vertikalen Achse angegeben ist. Eine angenäherte Linie, welche die weißen Kreise verbindet, existiert zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie. Es ist deshalb bestätigt, dass die obigen minimalen Werte (drei weiße Kreise) wie auch die angenäherte Link sicher in dem Produktfähigkeitsbereich angeordnet sind, in welchem die Effizienz und Funktion als ein zuverlässiges Produkt erreicht werden kann.
16 ist ein Diagramm, welches in ähnlicher Weise dem Produktfähigkeitsbereich in Bezug auf die Parameter der Dicke ”L” der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes (in der horizontalen Achse) und dem Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers (in der vertikalen Achse) zeigt, wenn der Hohlraumanteil jeweils 70% und 95% beträgt. Mit anderen Worten sind in 16 die Produktfähigkeitsbereiche zwischen der jeweiligen oberen Grenzlinie und unteren Grenzlinie gezeigt, welche unter Bezugnahme auf die 11, 13 und 15 erläutert sind. Konkreter sind in 16 die jeweiligen oberen und unteren Grenzlinien für den Fall des Hohlraumanteils von 70% und 95% gezeigt. Die oberen und unteren Grenzlinien in dem Fall des Hohlraumanteils von 90% sind in 16 weggelassen, da diese Linien jeweils zwischen den zugehörigen oberen und unteren Grenzlinien für den Fall des Hohlraumanteils von 70% und 95% liegen.
Dementsprechend korrespondiert in den obigen Untersuchungen der Produktfähigkeitsbereich, in welchem sowohl die Absorptionskapazität als auch die Herstellmöglichkeit befriedigt sind, zu einem Bereich oberhalb der unteren Grenzlinie mit dem Hohlraumanteil von 70% und unterhalb der unteren Grenzlinie mit dem Hohlraumanteil von 95%. Die Erfinder haben herausgefunden, dass die angenäherte Kurve für die untere Grenzlinie für den Hohlraumanteil von 70% durch die folgende mathematische Formel 5 ausgedrückt werden kann, während die angenäherte Kurve für die obere Grenzlinie für den Hohlraumanteil von 95% durch die nachfolgende mathematische Formel 6 ausgedrückt werden kann.
<Mathematische Formel 5>

Rg = 0,1732exp(–0,01Mo)ln(L) + 3,902exp(–3,43Mo)

<Mathematische Formel 6>

Rg = 6,8 × 10^–5exp(7,4Mo)ln(L) + 1,316exp(–0,48Mo)

Dementsprechend kann die Absorptionsvorrichtung 1 vorzugsweise in einer Weise konstruiert sein, dass
der Hohlraumanteil ”Mo”, der durch die mathematische Formel 3 definiert ist, innerhalb eines Bereichs von ”0,7 ≤ Mo ≤ 0,95” liegt;
die Dicke ”L” [mm] der Lage eingefüllten absorbierenden Stoffes innerhalb eines Bereiches von ”0,5 ≤ L ≤ 6” ist; und
der folgende Vergleichsausdruck erfüllt ist; ”0,1732exp(–0,01Mo)ln(L) + 3,902exp(–3,43Mo) ≤ Rg ≤ 6,8 × 10^–5exp(7,4Mo)ln(L) + 1,316exp(–0,48Mo)”.
Nach dem obigen Produkt (nämlich der Absorptionsvorrichtung) ist, da der Gewichtsanteil des Metallpulvers ”Rg” größer als der Wert ausgewählt ist, der durch die mathematische Formel 5 erhalten wird, das Metallpulver 23b gesintert und fest mit den Wärmeübergangsrohren 21 verbunden. Als ein Ergebnis kann ein stabiler poröser Wärmeübergangskörper in den umgebenden Bereichen 22 der Wärmeübergangsrohre gebildet werden. Zusätzlich kann, da der Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers kleiner als ein Wert ausgewählt wird, der durch die mathematische Formel 6 erhalten wird, die Wärmekapazität der Absorptionsvorrichtung 1 kleiner gemacht werden im Verhältnis zur Absorptionsfähigkeit. Deshalb kann der Wirkungsgrad ”COP” erhöht werden. Dementsprechend kann die Absorptionsvorrichtung 1, die eine hohe Produkteffizienz hat, bereitgestellt werden, wobei sowohl die Absorptionsfähigkeit als auch die Möglichkeit der Herstellung erfüllt sind.
Bedingungen für den gesinterten Körper werden unter Bezugnahme auf 17 (Tabelle 1) und die 18 und 19 erläutert, wenn das Kupfer oder die Kupferlegierung als ein Metallpulver 23b verwendet wird. Die Erfinder haben herausgefunden, dass einige Bedingungen in Bezug auf Partikelgröße und Schüttdichte des Kupferpulvers (einschließlich Pulver aus Kupferlegierung) vorhanden sind, nach welchen der gesinterte Körper gebildet werden kann.
Die Erfinder haben durch Versuche untersucht, ob der gesinterte Körper gebildet werden kann oder nicht, wenn physikalische Charakteristiken, wie z. B. der Mediandurchmesser ”μm” des Kupferpulvers, die Schüttdichte [g/cc] des Kupferpulvers, Mediandurchmesser [m] des absorbierenden Stoffes usw. variiert werden. 17 (Tabelle 1) zeigt die Ergebnisse dieser Versuche.
In den obigen Experimenten ist das Kupferpulver durch eine elektrolytische Methode oder durch einen Zerstäubungsprozess hergestellt. In der elektrolytischen Methode wird das Kupferpulver durch einen elektrolytischen Prozess hergestellt. In dem Zerstäubungsprozess wird das Kupfer gelöst und ein Flüssigkeitsstrahl wird durch das gelöste Kupfer gestrahlt. Das so hergestellte Kupferpulver hat eine Kolbenform, eine verzweigte Form (eine dendritische Form) usw.
Der Mediandurchmesser [μm] des Kupferpulvers ist eine Partikelgröße von 50% der Partikel in einer integrierten Verteilung einer Partikelgrößenverteilung des zu verwendenden Kupferpulvers. Der Mediandurchmesser [μm] des absorbierenden Stoffes ist eine Partikelgröße von 50% der Partikel in einer integrierten Verteilung einer Partikelgrößenverteilung des zu verwendenden absorbierenden Stoffes 24. Der Mediandurchmesser kann in Übereinstimmung mit einem Verfahren gemessen werden, das in JIS Z 8801 definiert ist. Nach dem Verfahren wird die Partikelgrößenverteilung gemessen und Partikelgrößen von 50% der Partikel von kumulierten Verteilungen gemessen. Alternativ wird die Partikelgröße von 50% der Partikel von kumulativen Verteilungen gemessen, welche durch eine Messvorrichtung für die Partikelgrößenverteilung erhalten werden, der eine Laserstrahlenbeugung einsetzt.
Die Versuchsergebnisse in 17 (Tabelle 1) sind in 18 und 19 eingezeichnet, wobei die Schüttdichte [g/cc] des Kupferpulvers in der vertikalen Achse angegeben ist und das Verhältnis des Mediandurchmessers des Kupferpulvers in Bezug auf den Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes ist in der horizontalen Achse angegeben (nachfolgend auch als Mediandurchmesserverhältnis bezeichnet). In 18 und 19 zeigt eine Kreuzmarkierung ”X”, dass der gesinterte Körper nicht geformt werden kann, während eine Kreismarke ”O” zeigt, dass der gesinterte Körper geformt werden kann.
In 18 und 19 wird, da die Schüttdichte (in der vertikalen Achse) des Kupferpulvers größer wird, das Kupferpulver dichter. Zum Beispiel ist es eine Bedingung, dass ein Verzweigungsbereich des dendritischen Kupferpulvers kürzer ist. Im Gegensatz dazu wird, da die Schüttdichte (in der vertikalen Achse) des Kupferpulvers kleiner wird, das Kupferpulver rauer. Zum Beispiel ist es eine Bedingung, dass der Verzweigungsbereich des dendritischen Kupferpulvers länger ist. In 18 wird das Kupferpulver größer, da der Wert in der horizontalen Achse größer wird.
In 18 ist ein Bereich innerhalb eines Rechtecks ein Bereich, in welchem der gesinterte Körper gebildet werden kann. Ein Bereich außerhalb des Rechtecks ist ein Bereich, in welchem der gesinterte Körper nicht gebildet werden kann. Jede Seite des Rechtecks zeigt eine Grenzlinie für die Herstellung an (ob der gesinterte Körper für die Absorptionsvorrichtung hergestellt werden kann oder nicht) oder eine erlaubbare Linie für die Produkteffizienz.
Nach den Untersuchungen, die durch die Erfinder durchgeführt wurden, wurden die folgenden Punkte herausgefunden:
In dem Fall, dass das Mediandurchmesserverhältnis (= der Mediandurchmesser des Kupferpulvers/der Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) kleiner als 0,8 ist, ist die Partikelgröße des Kupferpulvers kleiner als die Partikelgröße des absorbierenden Stoffes, und das Sintern und die Metallbindung durch das Sintern können nicht ausreichend durchgeführt werden, aufgrund der größeren Partikelgröße des absorbierenden Stoffes. Deshalb kann kein gesinterter Körper mit der erforderlichen Festigkeit gebildet werden;
In dem Fall, dass das Mediandurchmesserverhältnis größer als 3,5 ist, ist die Partikelgröße des Kupferpulvers größer als die Partikelgröße des absorbierenden Stoffes und der absorbierende Stoff kann von Räumen unter den Kupferpulvern abfallen. Deshalb kann ein poröser Wärmetauscherkörper, in welchem eine ausreichende Menge des absorbierenden Stoffes eingefüllt ist, nicht gebildet werden. Deshalb kann eine zufriedenstellende Absorptionskapazität nicht erreicht werden;
In dem Fall, dass die Schüttdichte des Kupferpulvers kleiner als 0,4 ist, ist der Verzweigungsbereich der Kupferpulverform länger und der absorbierende Stoff ist geneigt abzufallen. Deshalb kann eine zufriedenstellende Absorptionskapazität nicht erreicht werden; und
In dem Fall, dass die Schüttdichte des Kupferpulvers größer als 1,6 ist, wird der Verzweigungsbereich der Kupferpulverform kürzer. Dann kann das Kupferpulver nicht ausreichend gesintert werden und das Metall miteinander verbunden werden, da der absorbierende Stoff ein Hindernis wird. Als ein Ergebnis kann ein gesinterter Körper, der die erforderliche Festigkeit aufweist, nicht erhalten werden.
Wie oben sind die folgenden Bedingungen zum Herstellen eines gesinterten Körpers erforderlich, der die hohe Absorptionskapazität und die erforderliche Festigkeit aufweist: 0,8 ≤ (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) ≤ 3,5 und 0,4 ≤ Schüttdichte des Kupferpulvers [g/cc] ≤ 1,6.
Deshalb kann ein Produkt, das die jeweiligen Parameter erfüllt, die Probleme im Zusammenhang mit der Herstellung des gesinterten Körpers, wie auch im Zusammenhang mit der Produkteffizienz überwinden. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Absorptionsvorrichtung 1 bereitzustellen, die die Absorptionskapazität und die Produkteffizienz erfüllt.
19 zeigt einen weiter bevorzugten Produktfähigkeitsbereich, in welchem stärker bevorzugte Produkte hergestellt werden können. Mit anderen Worten zeigt 19 einen solchen Bereich, in welchem weiter bevorzugte gesinterte Körper gebildet werden können. Die weiter bevorzugten Produkte (der gesinterte Körper) können erhalten werden, wenn der nachfolgende Vergleichsausdruck erfüllt ist: 0,9 ≤ (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) ≤ 1,9 und 0,6 ≤ Schüttdichte des Kupferpulvers [g/cc] ≤ 1,5.
Das Produkt, das die Parameter aufweist, welche den obigen Vergleichsausdruck erfüllen, kann die Probleme in Bezug auf die Herstellung des gesinterten Körpers wie auch in Bezug auf die Produkteffizienz überwinden. Zusätzlich kann die Metallbindungsfestigkeit des gesinterten Körpers weiter erhöht werden und die Wärmeübergangseffizienz ist entsprechend verbessert.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Eine Absorptionsvorrichtung, die einen porösen Wärmeübergangskörper aufweist, welcher aus dem Kupferpulver gebildet ist, der physikalische Charakteristiken abweichend von dem des ersten Ausführungsbeispiels aufweist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 20 bis 24 beschrieben.
20 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche Metallpulver zeigt, das für den porösen gesinterten Körper nach dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. In jedem der 21 bis 23 ist das Mediandurchmesserverhältnis (= der Mediandurchmesser des Kupferpulvers/der Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) in der horizontalen Achse gezeigt, während die Schüttdichte des Kupferpulvers in der vertikalen Achse gezeigt ist, um einen bevorzugten Produktfähigkeitsbereich zu zeigen, in welchem günstige Produkte hergestellt werden können. 21 vergleicht den Bereich von 18 mit dem Bereich des zweiten Ausführungsbeispiels.
Das Kupferpulver des zweiten Ausführungsbeispiels ist in einer schuppigen Form, einer Blattform usw. gebildet. Das Kupferpulver der schuppigen Form ist in 20 gezeigt.
Bedingungen für den gesinterten Körper werden unter Bezugnahme auf die 21 bis 23 und 24 (Tabelle 2) erläutert, wenn das Kupfer oder die Kupferlegierung als ein Metallpulver 23b1 verwendet wird. Wie oben beschrieben haben die Erfinder herausgefunden, dass einige Bedingungen in Bezug auf die Partikelgröße und die Schüttdichte des Kupferpulvers (einschließlich Pulver aus Kupferlegierung) vorhanden sind, nach welchen der gesinterte Körper nicht gebildet werden kann.
Die Erfinder haben durch Experimente untersucht, ob der gesinterte Körper gebildet werden kann oder nicht, wenn physikalische Charakteristiken, wie z. B. der Mediandurchmesser [μm] des Kupferpulvers, die Schüttdichte [g/cc] des Kupferpulvers, der Mediandurchmesser [μm] des absorbierenden Stoffes usw. erfüllt sind. 24 (Tabelle 2) zeigt das Ergebnis der Versuche.
In den obigen Versuchen ist das Kupferpulver durch den oben beschriebenen Verdüsungsprozess oder durch die elektrolytische Methode oder durch ein Schleifverfahren, ein chemisches Reduktionsverfahren usw. hergestellt. Und das Kupferpulver ist weiterhin durch einen Stauchschritt bearbeitet. Der Stauchschritt ist z. B. ein Schritt, bei dem das Kupferpulver (hergestellt durch die Verdüsungsmethode) durch Rollen abgeflacht ist, so dass das Kupferpulver in einem dünneren Stück gebildet ist.
Die Definition des Mediandurchmessers [μm] des Kupferpulvers, des Mediandurchmessers [μm] des absorbierenden Stoffes und die Berechnungsmethode des Mediandurchmessers sind die gleichen, wie die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen. In 21 bis 23, wie auch in 24 (Tabelle 2) sind Daten für das Kupferpulver, das eine verzweigte Form aufweist, zusätzlich zu den Daten für das Kupferpulver, das eine schuppige Form aufweist, gezeigt, so dass beide Daten miteinander verglichen werden können.
Die Versuchsergebnisse in 24 (Tabelle 2) sind in den 21 und 22 eingezeichnet, wobei die Schüttdichte [g/cc] des Kupferpulvers in der vertikalen Achse gezeigt ist und das Mediandurchmesserverhältnis (nämlich der Mediandurchmesser des Kupferpulvers/der Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) ist in der horizontalen Achse gezeigt. In den 21 bis 23 zeigt eine Kreuzmarkierung ”X”, dass der gesinterte Körper nicht gebildet werden kann, während eine Kreismarkierung ”O” zeigt, dass der gesinterte Körper gebildet werden kann.
In den 21 bis 23 wird, da die Schüttdichte (in der vertikalen Achse) des Kupferpulvers größer wird, das Kupferpulver dichter. Zum Beispiel ist eine Bedingung, dass ein Abzweigungsbereich des dendritischen Kupferpulvers kürzer ist und das geschuppte Kupferpulver kleiner ist. Im Gegensatz dazu wird, da die Schüttdichte (der vertikalen Achse) des Kupferpulvers kleiner wird, das Kupferpulver gröber. Zum Beispiel ist es eine Bedingung, dass der Abzweigungsbereich des dendritischen Kupferpulvers länger und das schuppige Kupferpulver größer wird. In den Zeichnungen wird, da der Wert in der horizontalen Achse größer wird, das Kupferpulver größer.
Ein Rechteck, dass in 21 gezeigt ist, korrespondiert zu dem Rechteck aus 18. Daten für das geschuppte Kupferpulver in 24 (Tabelle 2) sind in 21 durch Kreise mit Schraffur dargestellt. 21 zeigt, dass ein Bereich außerhalb des Rechtecks vorhanden ist, in welchem der gesinterte Körper gebildet werden kann. Mit anderen Worten, wenn das geschuppte Kupferpulver verwendet wird, existiert eine Grenzlinie für die Herstellung (ob der gesinterte Körper für die Absorptionsvorrichtung gebildet werden kann oder nicht) oder eine erlaubbare Linie für die Produkteffizienz in einem Bereich, welcher außerhalb des Rechtecks liegt.
In 22 ist ein Bereich innerhalb eines Rechtecks ein Bereich, in welchem der gesinterte Körper gebildet werden kann. Mit anderen Worten ist ein Bereich außerhalb des Rechtecks ein Bereich, in welchem der gesinterte Körper nicht gebildet werden kann. Deshalb zeigt in der gleichen Weise wie in 18 jede Seite des Rechtecks eine Grenzlinie für die Herstellung (ob der gesinterte Körper für die Absorptionsvorrichtung gebildet werden kann oder nicht) oder die erlaubbare Linie für die Produkteffizienz.
Wenn die 22 (das zweite Ausführungsbeispiel) mit 21 verglichen wird, in welchem das Rechteck für den Fall des verzweigten Kupferpulvers (das erste Ausführungsbeispiel) gezeigt ist, kann die obere Linie in der horizontalen Achse (nämlich das Mediandurchmesserverhältnis) ausgedehnt werden.
Aufgrund von Untersuchungen, die von den Erfindern durchgeführt wurden, wurden die folgenden Punkte herausgefunden:
In einem Fall, dass das Mediandurchmesserverhältnis (= der Mediandurchmesser des Kupferpulvers/der Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) des geschuppten Kupferpulvers kleiner als 0,8 ist, die Partikelgröße des Kupferpulvers kleiner als die Partikelgröße des absorbierenden Stoffes, und das Sintern und die Metallbindung durch das Sintern können nicht ausreichend durchgeführt werden, aufgrund der größeren Partikelgröße des absorbierenden Stoffes. Als ein Ergebnis kann ein gesinterter Körper, der die erforderliche Festigkeit aufweist, nicht gebildet werden;
In einem Fall, dass das Mediandurchmesserverhältnis größer als 6,5 ist, ist die Partikelgröße des Kupferpulvers größer als die Partikelgröße des absorbierenden Stoffes und der absorbierende Stoff 24 kann aus den Räumen in dem Kupferpulver fallen. Als ein Ergebnis kann ein poröser Wärmeübergangskörper, in welchem eine ausreichende Menge des absorbierenden Stoffes eingefüllt ist, nicht gebildet werden. Deshalb kann die zufriedenstellende Absorptionskapazität nicht erreicht werden;
In dem Fall, dass die Schüttdichte des geschuppten Kupferpulvers kleiner als 0,4 ist, ist die geschuppte Form zu groß und der absorbierende Stoff kann herausfallen. Deshalb kann eine zufriedenstellende Absorptionskapazität nicht erreicht werden; und
In dem Fall, dass die Schüttdichte des geschuppten Kupferpulvers größer als 1,6, ist, wird die geschuppte Form zu klein. Dann kann das Kupferpulver nicht mehr ausreichend gesintert und das Metall miteinander verbunden werden, da der absorbierende Stoff ein Hindernis wird. Als ein Ergebnis kann ein gesinterter Körper, der die erforderliche Festigkeit aufweist, nicht erhalten werden.
Wie oben sind die folgenden Bedingungen für die Herstellung des gesinterten Körpers, der eine hohe Absorptionskapazität und die erforderliche Festigkeit aufweist: 0,8 ≤ (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) ≤ 6,5 und 0,4 ≤ Schüttdichte des Kupferpulvers [g/cc] ≤ 1,6
Deshalb kann ein Produkt, das die jeweiligen Parameter erfüllt, die Probleme in Bezug auf Herstellung des gesinterten Körpers wie auch in Bezug auf die Produkteffizienz überwinden. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Absorptionsvorrichtung 1 zur Verfügung zu stellen, welche die Absorptionskapazität und die Produkteffizienz erfüllt.
23 zeigt einen stärker bevorzugten Bereich, in welchem ein weiter verbessertes Produkt hergestellt werden kann. Mit anderen Worten zeigt 23 einen solchen Produktfähigkeitsbereiche, in welchem ein weiter verbesserter gesinterter Körper gebildet werden kann. Das weiter verbesserte Produkt (der gesinterte Körper) kann erhalten werden, wenn der folgende Vergleichsausdruck erfüllt ist: 0,9 ≤ (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes) ≤ 6,0 Und 0,6 ≤ Schüttdichte des Kupferpulvers [g/cc] ≤ 1,5.
Das Produkt, das die Parameter aufweist, welche den obigen Vergleichsausdruck erfüllen, kann die Probleme in Bezug auf die Herstellung des gesinterten Körpers wie auch in Bezug auf die Produkteffizienz überwinden. Zusätzlich kann die Metallbindungsfestigkeit des gesinterten Körpers weiter erhöht werden und die Wärmeübergangseffizienz entsprechend verbessert werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Die charakteristischen Merkmale der Absorptionsvorrichtung 1 können auf einen Wärmetauscher 100, der in 25 gezeigt ist, angewendet werden. 25 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Wärmetauscher 100 nach einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Der Wärmetauscher 100 wird beschrieben.
Der Wärmetauscher 100 tauscht Wärme zwischen einem absorbierenden Stoff, der in einem gesinterten Körper 120 eingefüllt ist, und einem Wärmetauschermedium, das durch zweite Durchgänge 190 strömt. Der gesinterte Körper 120 korrespondiert zu dem porösen Wärmetauscherkörper 23 und der absorbierende Stoff 24, welcher in dem umgebenden Bereichen 22 der Wärmetauscherrohre 21 in dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet ist. Wenn der absorbierende Stoff 24 Dampf absorbiert (welcher die Absorptionsflüssigkeit in Gasphase ist, die zu absorbieren ist, und als erste Flüssigkeit bezeichnet wird), wird die Absorptionsflüssigkeit der flüssigen Phase (nämlich Wasser) verdampft und das Wärmetauschermedium (auch als eine zweite Flüssigkeit bezeichnet) wird heruntergekühlt durch die latente Verdampfungswärme. Wenn der absorbierende Stoff durch das Wärmetauschermedium (die zweite Flüssigkeit) mit hoher Temperatur geheizt wird, wird der absorbierte Dampf in dem absorbierenden Stoff desorbiert.
Der Wärmetauscher 100 ist aus einem Wärmetauscherbereich 101 zum Tauschen von Wärme zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeit, einem Gehäuse 130 zum Aufnehmen des Wärmetauscherbereichs 101, einer Abdeckplatte 131 zum Schließen eines oberen Endes des Gehäuses 130, einem Verbindungsrohr 150, das in dem Gehäuse 130 vorgesehen ist, und einem Einström- und einem Ausströmrohr 160 und 170 gebildet, die mit dem Wärmetauscherbereich 101 kommunizieren.
Der Wärmetauscherbereich 101 ist aus mehreren Plattengliedern 110 gebildet, welche miteinander laminiert sind. Jede der Platttenglieder 110 ist z. B. aus Kupfer hergestellt und in einer Scheibenform gebildet. Ein Verbindungsbereiche 111 ist an einer äußeren Peripherie des Plattengliedes 110 gebildet. Der Verbindungsbereich 101 ist in einer kreisförmigen Form gebildet.
Der gesinterte Körper 120, der aus Metallpulver durch Sintern hergestellt ist, ist an einer äußeren Oberfläche 120 eines Rohrbereiches fixiert, der einen zweiten Durchgang 190 bildet. Der gesinterte Körper 120 ist aus einem gemischten Pulver aus dem Pulvermetall und dem absorbierenden Stoff durch Sintern hergestellt. Der gesinterte Körper 120 ist an der äußeren Oberfläche 112 in einer metallisch bindenden Weise fixiert. Der gesinterte Körper 120 ist ein Wärmeübergangskörper zum Aufnehmen von Wärme von der äußeren Oberfläche 112 oder von Strahlungswärme durch die äußere Oberfläche 112. Nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Kupferpulver für die Bildung es gesinterten Körpers 120 verwendet.
Der absorbierende Stoff, der in den gesinterten Körper 120 eingefüllt ist, absorbiert oder desorbiert eine erste Flüssigkeit in Gasphase, nämlich Wasser in Gasphase (den Dampf). Wenn die Wärme von dem absorbierenden Stoff zu dem gesinterten Körper 120 abgestrahlt wird und die Temperatur desselben erhöht wird, absorbiert der absorbierende Stoff die erste Flüssigkeit in Gasphase. Wenn der absorbierenden Stoff Wärme aus dem gesinterten Körper 120 aufnimmt, so dass die Temperatur des absorbierenden Stoffs absinkt, wird die erste Flüssigkeit in der Gasphase desorbiert.
Jeder der Bodenbereiche 113 eines Paares von Plattengliedern 110 (nämlich eine innere Oberfläche des zweiten Durchgangs 190) ist einander gegenüberliegend angeordnet und die Plattenglieder 110 sind aufgebaut, um ein Absorptionsmodul 103 zu bilden, so dass die gegenüberliegende Oberfläche des Bodenbereichs 113 eine äußere Oberfläche des Absorptionsmoduls 103 bilden. Noch exakter sind die Verbindungsbereiche 111 des Paares des Plattengliedes 110 miteinander verbunden, um jeweils erste Durchgänge 180 für die erste Flüssigkeit und zweite Durchgänge 190 für die zweite Flüssigkeit zu bilden. Beide axialen Enden der zweiten Durchgänge 190 sind durch die Verbindungsbereiche 111 von einem Raum für die erste Flüssigkeit in dem Gehäuse 130 gedichtet. Der gesinterte Körper 120 ist an einer Außenseite des Absorptionsmoduls 103 arrangiert.
Eine Metalllamelle 140 ist an einer Innenseite des Absorptionsmoduls 103 arrangiert und mit der inneren Oberfläche des Absorptionsmoduls 103 in metallisch bindender Weise verbunden. Eine untere äußere Oberfläche von jedem Paar des Plattengliedes 110 ist an einer oberen äußeren Oberfläche des anderen Paares von Plattengliedern 110 fixiert, so dass mehrere Absorptionsmoduls aufgebaut sind, um den Wärmetauscherbereich 101 zu bilden. Jedes der Wärmetauschermodule 103 ist mit einem anderen Wärmetauschermodul 103 durch Löten verbunden, so dass der Wärmetauscherbereich 101 integral gebildet ist. Die ersten Durchgänge 180 sind zwischen den jeweiligen Absorptionsmodulen 103 gebildet. Der erste Durchgang 180 ist ein Durchgang für die erste Flüssigkeit, in dem ein Durchgang durch die gesinterten Körper 120 eingelegt ist, die an den äußeren Oberflächen 112 fixiert sind.
Der Wärmetauscherbereich 101, der durch Aufbauen mehrerer Absorptionsmodule 103 gebildet ist, hat einen Kernbereich 102, einen Verteiltank 104 und einen Sammeltank 105. Der Kernbereich 102 hat eine Funktion, dass die Wärme der zweiten Flüssigkeit an den absorbierenden Stoff über die äußere Oberfläche 112 des Bodenbereichs 113 und dem gesinterten Körper 112 übertragen wird, um die Temperatur des absorbierenden Stoffes zu erhöhen, oder die Wärme des absorbierenden Stoffes wird auf die zweite Flüssigkeit über den gesinterten Körper 120 und die äußere Oberfläche 112 der Bodenbereiche 113 übertragen, um die Temperatur des absorbierenden Stoffes abzusenken.
Das Einströmrohr 116 zum Liefern der zweiten Flüssigkeit in den Wärmetauscherbereich 101 ist mit dem Verteiltank 104 in einer solchen Weise verbunden, dass das Einströmrohr 116 sich in eine Richtung zum Aufbau der Plattenglieder 120 erstreckt. Der Verteiltank 104 verteilt die zweite Flüssigkeit, die von dem Einströmrohr 160 zugeführt wird, in die zweiten Passagen 190, die in dem Kernbereich 102 gebildet sind. Das Ausströmrohr 170 zum Entladen der zweiten Flüssigkeit ist in ähnlicher Weise mit dem Sammeltank 105 verbunden, so dass das Ausströmrohr 170 sich in eine Richtung von dem Aufbau der Plattenglieder 120 und in die gleiche Richtung für das Einströmrohr 160 erstreckt. Der Sammeltank 105 sammelt die zweite Flüssigkeit von den jeweiligen zweiten Passagen 190, die in dem Kernbereich 102 gebildet sind, um die zweite Flüssigkeit durch das Ausströmrohr 170 zu entladen.
Wie oben wird die zweite Flüssigkeit von dem Einströmrohr 160 durch den Verteiltank 104 in die mehreren zweiten Passagen 190 verteilt. Die zweite Flüssigkeit, die durch die zweiten Passagen 190 strömt, wird in dem Sammeltank 105 gesammelt und durch das Ausströmrohr 170 entladen. Die zweiten Durchgänge 190 sind zwischen den Plattengliedern 110 gebildet, welche miteinander durch die Verbindungsbereiche 111 verbunden sind. Der Wärmetauscherbereich 101 tauscht die Wärme zwischen der zweiten Flüssigkeit, die durch die zweiten Passagen 190 (welche in mehrere Passagen in dem Kernbereich 102 getrennt sind) strömt, und die zweite Flüssigkeit, die durch die ersten Passagen 180 strömt, die in dem Kernbereich 102 gebildet sind. Das Gehäuse 130 ist ein kastenförmiger Container, der einen Boden zur Aufnahme des Wärmetauscherbereichs 101 aufweist. Der Boden des Gehäuses 130 hat eine kreisrunde Form. Die innere Oberfläche des Gehäuses ist nicht in Kontakt mit dem Wärmetauscherbereich 101 und ein Flüssigkeitskommunikationsraum 118 ist zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses 130 und dem Wärmetauscherbereich 101 gebildet, so dass die erste Flüssigkeit darin strömen kann.
Die Abdeckplatte 113 ist ein flaches Plattenglied, das an dem Gehäuse 130 an einem Flanschbereich desselben fixiert ist, um das obere Ende des Gehäuses 130 zu verschließen. Das Verbindungsrohr 150, das Einströmrohr 160 und das Ausströmrohr 170 sind an der Abdeckplatte 131 fixiert. Der Wärmetauscherbereich 101 ist durch das Einströmrohr 160 und das Ausströmrohr 170 gehalten, die an der Abdeckplatte 131 fixiert sind.
Ein Flüssigkeitsspeichertank (nicht gezeigt) zum Speichern der ersten Flüssigkeit in flüssiger Phase ist mit dem Flüssigkeitskommunikationsraum 181 verbunden, der in dem Gehäuse durch das Verbindungsrohr 150 gebildet ist. Die erste Flüssigkeit in Gasphase wird zwischen dem Flüssigkeitskommunikationsraum 181 des Gehäuses 130 und dem Flüssigkeitsspeichertank (nicht gezeigt) durch das Verbindungsrohr 150 bewegt.
Die Abdeckplatte 131 schließt das obere Ende des Gehäuses 130, so dass die Innenseite des Gehäuses 130, exakter der Flüssigkeitskommunikationsraum 181 unter Vakuumbedingungen gehalten ist.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Jedoch sollte die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sonder vielfältige Modifikationen können möglich sein, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen.
In den obigen ersten Ausführungsbeispielen, wie in 1 gezeigt, ist der Dampfdurchgang 25 an einer solchen Position angeordnet, in welcher der Dampfdurchgang 25 durch drei Wärmetauscherrohre 21 umgeben ist. Die Erfindung sollte nicht auf eine solche Anordnung beschränkt werden. Zum Beispiel kann, wie in 26 gezeigt, welche eine erste Modifikation der Absorptionsvorrichtung 1 zeigt, der Dampfdurchgang an einer Position angeordnet sein, in welcher der Dampfdurchgang von vier Wärmetauscherrohren 21 umgeben ist. Alternativ kann der Dampfdurchgang 25 durch fünf (oder mehr als fünf Wärmetauscherrohre 21 umgeben sein.
Die Querschnittsform des Dampfdurchgangs sollte nicht auf eine kreisrunde Form beschränkt werden. Der Dampfdurchgang kann in den umgebenden Bereichen 22 (oder in einem Raum benachbart zu den umgebenden Bereichen 22) gebildet sein, so dass die Flüssigkeit durch den Dampfdurchgang strömen kann. Zum Beispiel, wie in 27 gezeigt, können die Dampfdurchgänge 25 in Spalten zwischen benachbarten umgebenden Bereichen 22 gebildet sein, wobei die Wärmetauscherrohre 21 aus einer zylindrischen Form in versetzter Anordnung gebildet sein. 27 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Absorptionsvorrichtung nach einer zweiten Modifikation zeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-121912 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS Z 2504 [0080]
JIS Z 8801 [0118]

Claims

Absorptionsvorrichtung (1) umfassend: mehrere Wärmetauscherrohre (21), durch welche ein Wärmetauschermedium strömt; ein poröser Wärmetauscherkörper (23), der feine Poren (23a) aufweist und in umgebenden Bereichen (22) um die Wärmetauscherrohre (21) gebildet ist; und ein absorbierender Stoff (24), der in die feinen Poren (23a) des porösen Wärmetauscherkörpers (23) eingefüllt ist, wobei der poröse Wärmetauscherkörper (23) aus einem Metallpulver (23b) durch Sintern und metallisches Binden an die Wärmetauscherrohre (21) hergestellt ist, wobei die feinen Poren (23a) und Porenräume, die zwischen dem porösen Wärmetauscherkörper (23) den Wärmetauscherrohren (21) gebildet sind, Hohlräume bilden, wobei eine Lage des eingefüllten absorbierenden Stoffes in den umgebenden Bereichen (22), in welchen der absorbierende Stoff eingefüllt ist, gebildet ist, und eine Dicke (L [mm]) der Lage des absorbierenden Stoffes in einen Bereich zwischen 0,5 und 6 (nämlich 0,5 ≤ L ≤ 6) eingestellt ist, wobei ein Hohlraumverhältnis (Mo) der Hohlräume durch die folgende mathematische Formel ausgedrückt ist: Mo = 1 – (Mg/(Fv × ρ)) wobei ”Mg” ein Gewicht [kg] des Metallpulvers (23b), das in die umgebenden Bereiche (22) gefüllt ist, ”Fv” ein Volumen [m³] der umgebenden Bereiche (22), in welche das Metallpulver (23b) eingefüllt ist, und ”ρ” die Dichte [kg/m³] des Metallpulvers (23b) ist, wobei das Hohlraumverhältnis (Mo) in einen Bereich von ”0,7 ≤ Mo ≤ 0,95” eingestellt ist, wobei der Gewichtsanteil ”Rg” des Metallpulvers durch die nachfolgende mathematische Formel ausgedrückt ist: Rg = Mg/(Mg + Ma) wobei ”Ma” ein Gewicht [kg] des absorbierenden Stoffes und wobei der Gewichtsanteil ”Rg” den folgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,1732exp(–0,01Mo)ln(L) + 3,902exp(–3,43Mo) ≤ Rg ≤ 6,8 × 10^–5exp(7,4Mo)ln(L) + 1,316exp(–0,48Mo).
Die Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Metallpulver (23b) aus Kupferpulver oder einem Kupferlegierungspulver besteht.
Die Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der absorbierende Stoff mit dem Metallpulver gemischt ist und die Mischung des absorbierenden Stoffes und des Metallpulvers gesintert und metallisch mit den Wärmetauscherrohren (21) gebunden ist, das Kupferpulver durch ein elektrolytisches Verfahren oder durch einen Verdüsungsprozess hergestellt ist, ein Mediandurchmesserverhältnis durch die folgende Formel ausgedrückt ist: ”Mediandurchmesserverhältnis” = (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes), das Mediandurchmesserverhältnis den folgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,8 ≤ Mediandurchmesserverhältnis ≤ 3,5, und die Schüttdichte des Kupferpulvers den folgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,4 ≤ die Schüttdichte [kg/cc] ≤ 1,6.
Die Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Mediandurchmesserverhältnis den folgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,9 ≤ Mediandurchmesserverhältnis ≤ 1,9 und die Schüttdichte des Kupferpulvers den folgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,6 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,5.
Die Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der absorbierende Stoff mit dem Metallpulver gemischt ist und die Mischung aus dem absorbierenden Stoff und dem Metallpulver gesintert und metallisch an die Wärmetauscherrohre (21) gebunden ist, das Kupferpulver durch einen Verdüsungsprozess, ein elektrolytisches Verfahren, ein Schleifverfahren oder ein chemisches Reduktionsverfahren hergestellt ist, das Kupferpulver durch einen Abflachungsschritt weiter bearbeitet ist, ein Mediandurchmesserverhältnis durch die folgende Formel ausgedrückt ist: ”Mediandurchmesserverhältnis” = (Mediandurchmesser des Kupferpulvers)/(Mediandurchmesser des absorbierenden Stoffes), das Mediandurchmesserverhältnis den nachfolgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,8 ≤ das Mediandurchmesserverhältnis ≤ 6,5, und die Schüttichte des Kupferpulvers den nachfolgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,4 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,6.
Die Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Mediandurchmesserverhältnis den nachfolgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 1,9 ≤ das Mediandurchmesserverhältnis ≤ 6,0, und die Schüttdichte des Kupferpulvers den nachfolgenden Vergleichsausdruck erfüllt: 0,6 ≤ die Schüttdichte [g/cc] ≤ 1,5.