DE602005001075T2

DE602005001075T2 - Kraftstoffdampfsammelbehälter

Info

Publication number: DE602005001075T2
Application number: DE602005001075T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Yoshida; Koji Yamazaki
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Mahle Filter Systems Japan Corp
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: EP1582731A1; US7323041B2; EP1582731B1; DE602005001075D1; US20050223900A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines Gasspeicherbehälters, der beispielsweise Aktivkohle oder dergleichen verwendet, um Brennstoffdampf einer Fahrzeugverbrennungsmaschine zu behandeln.
Bei einer Fahrzeugverbrennungsmaschine ist beispielsweise ein Gasspeicherbehälter vorgesehen, um Brennstoffdampf speichern und freisetzen zu können, um zu verhindern, dass in einem Fahrzeugtank erzeugter Brennstoffdampf von einem Fahrzeug freigesetzt wird. Brennstoffdampf, der beispielsweise nach dem Anhalten eines Fahrzeugs erzeugt wird, wird temporär in dem Gasspeicherbehälter gespeichert und zusammen mit Frischluft aus dem Gasspeicherbehälter freigesetzt, um diesen der Maschine zuzuführen, wenn die Maschine nach dem Anhalten des Fahrzeugs erneut betrieben wird. Diesbezüglich ist der nachfolgend beschriebene Vorgang bekannt. In dem Gasspeicherbehälter, der ein Gasadsorptionsmaterial verwendet, wie beispielsweise Aktivkohle oder dergleichen, findet eine exotherme Reaktion statt, wenn Brennstoffdampf von dem Gasadsorptionsmaterial adsorbiert wird, so dass die Temperatur des Gasadsorptionsmaterials ansteigt. Dieser Temperaturanstieg verringert eine Gasadsorptionsfähigkeit des Gasadsorptionsmaterials. Im Gegensatz dazu findet eine endotherme Reaktion statt, wenn Brennstoffdampf von dem Gasadsorptionsmaterial desorbiert wird, so dass die Temperatur des Gasadsorptionsmaterials sinkt. Dieser Temperaturabfall verringert eine Gasdesorptionsfähigkeit des Gasadsorptionsmaterials.
Um die Temperaturänderung, die während solcher Gasadsorptions- und Desorptionsoperationen des Behälters stattfindet, gering zu halten, wurde in der Vergangenheit ein Mischen eines Wärmespeicherungsmittels mit einem Gasadsorptionsmaterial, wie beispielsweise Aktivkohle, diskutiert. Beispielsweise offenbart die Japanische Provisorische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-248504 einen Gasspeicherbehälter, bei dem das Gasadsorptionsmaterial mit einem Wärmespeicherungsmittel aus einem Material mit einer großen spezifischen Wärme, wie beispielsweise ein Metall, gemischt wird. Zudem offenbart das Dokument US 2001/0020418 A1 einen Gasspeicherbehälter für eine Verbrennungsmaschine, bei dem das Gasadsorptionsmaterial zur Verbesserung der spezifischen Wärme mit Partikeln von Materialien mit einer größeren spezifischen Wärme und einer höheren thermischen Leitfähigkeit gemischt wird, wie beispielsweise einige Arten von anorganischen Materialien, wie beispielsweise Aluminium und Glas, etc., und einige Arten von metallischem Material, wie Eisen, Kupfer und Blei, etc.
Wenn jedoch eine große Menge von Wärmespeicherungsmittel in dem Behälter gemischt wird, sinkt relativ betrachtet ein Verhältnis des Gasadsorptionsmaterials, das zum Erzielen des inherenten Gasadsorptionseffektes erforderlich ist, so dass ein Material, das ein Phasenumwandlungsmaterial als ein Wärmespeicherungsmittel verwendet, kürzlich die Aufmerksamkeit der Techniker auf sich zog. Beispielsweise offenbaren die Japanische Provisorischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2001-145832 und 2003-311118 ein Gasadsorptionsmaterial der latenten Wärmespeicherungsart, das durch Abdichten eines Phasenumwandlungsmaterials aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff in Mirkokapseln, etc., ausgebildet ist, bei dem die Adsorption und die Abgabe latenter Wärme in Übereinstimmung mit der Phasenänderung auftritt, wodurch ein gepulvertes Wärmespeicherungsmittel mit dem Phasenumwandlungsmaterial gebildet wird. Dieses gepulverte Wärmespeicherungsmittel wird mit einem Gasadsorptionsmaterial gemischt, um ein integrales Produkt zu erzeugen, oder dieses gepulverte Wärmespeicherungsmittel wird auf einer Oberfläche eines körnigen Adsorptionsmaterials abgelagert (Aktivkohle). Gemäß einem derartigen Wärmespeicherungsmittel unter Verwendung latenter Wärme, die aufgrund der Phasenumwandlung auftritt, wird eine Temperaturänderung, die aufgrund der Adsorption und Desorption des Brennstoffdampfes auftritt, sogar durch eine vergleichsmäßig geringe Menge des Wärmespeicherungsmittels niedrig gehalten, und die Absorptions- und Desorptionsleistung des Behälters wird verbessert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der zuvor beschriebene Behälter ist an einem Ende in der Gasflussrichtung in einem Gasflussdurchgang, der linear, U-förmig oder in einer anderen Weise ausgebildet ist, mit Dampfzulauf- und Dampfablauf-Bereichen und an seinem anderen Ende mit einem zur Atmosphäre offenen Anschluss versehen. Die Absorption des Dampfes schreitet zur Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses nach und nach von der Seite der Zulauf- und Ablauf-Bereiche voran. Umgekehrt schreitet die Desorption des Dampfes von der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses nach und nach in Richtung der Seite der Zulauf- und Ablauf-Bereiche voran. Daher ist die Temperaturverteilung des Behälters während der Adsorption und Desorption des Dampfes nicht einheitlich. Wenn das Wärmespeicherungsmittel in jedem Bereich gleichmäßig gemischt ist, wird entsprechend die Verbesserung der Adsorptionsrate aufgrund des Wärmespeicherungseffektes nicht notwendigerweise am höchsten.
Wenn die Phasenumwandlung aufgrund der Temperaturänderung des Behälters in dem Wärmespeicherungsmittel unter Verwendung der latenten Wärme begleitet von der Phasenumwandlung nicht stattfindet, tritt keine Adsorption oder Abgabe der Wärme auf. Daher ist es im Wesentlichen schwierig, beide Effekte zu erzielen, d.h. ein Temperaturanstiegsunterdrückungseffekt während der Adsorption des Dampfes und einen Temperaturabfallunterdrückungseffekt während der Desorption des Dampfes. Aufgrund der Beziehung zwischen der Phasenumwandlungstemperatur und der atmosphärischen Temperatur im Gebrauchszustand des Behälters wird der Effekt notwendigerweise entweder während der Adsorption des Dampfes oder während der Desorption des Dampfes erzielt. Daher ist es erforderlich, dass ein solches Wärmespeicherungsmittel als das Wärmespeicherungsmittel für den Behälter unter Berücksichtigung der einem solchen Phasenumwandlungsmaterial eigenen Eigenschaften verwendet wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Gasspeicherbehälter zu schaffen, der die mit herkömmlichen Gasspeicherbehältern einhergehenden Nachteile effektiv überwindet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Gasspeicherbehälter zu schaffen, dessen Gasadsorptionsmenge verglichen mit den herkömmlichen Gasspeicherbehältern stark erhöht ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Gasspeicherbehälter zu schaffen, der eine Unterdrückung des Temperaturanstiegs aufgrund der Adsorption von latenter Wärme und eine Unterdrückung des Temperaturabfalls aufgrund der Freisetzung von latenter Wärme derart erzielt, dass eine Temperaturverteilung innerhalb des Gasspeicherbehälters gleichmäßig ist.
Diese Aufgaben werden durch einen Gasspeicherbehälter gemäß Anspruch 1 erzielt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf einem Gasspeicherbehälter mit einem Gehäuse, das erste und zweite Endabschnitte beinhaltet, die bezüglich einer Gasflussrichtung gegenüber liegend angeordnet sind, wobei der erste Endabschnitt einen Gaszulaufanschluss und einen Gasablaufanschluss aufweist, und der zweite Endabschnitt einen zur Atmosphäre offenen Anschluss hat. Ein gasadsorbierendes Material ist innerhalb des Gehäuses angeordnet. Zudem ist ein Wärmespeicherungsmittel vorgesehen, das ein Phasenumwandlungsmaterial enthält, welches die Aufnahme und Abgabe von latenter Wärme auftretend infolge einer Temperaturänderung bewirkt. Das Wärmespeicherungsmittel ist mit dem gasadsorbierenden Material gemischt und in dem Gehäuse angeordnet. Vorliegend umfasst das Wärmespeicherungsmittel eine Mehrzahl von Wärmespeicherungsmitteln, die sich in der Phasenumwandlungstemperatur voneinander unterscheiden.
Vorzugsweise sind die Mengen der Wärmespeicherungsmittel entsprechend den Positionen entlang der Gasflussrichtung zwischen den ersten und zweiten Endabschnitten unterschiedlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile und Elemente, wobei:
1 eine erläuternde Ansicht eines Gasspeicherbehälters eines Beispiels 1-1 gemäß einer ersten Ausführungsform (kein Teil der Erfindung) ist;
2 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 1-2 gemäß der ersten Ausführungsform (kein Teil der Erfindung) ist;
3 eine Querschnittansicht ist, die eine konkrete Konstruktion des Gasspeicherbehälters gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) zeigt;
4 eine Querschnittansicht ist, die eine weitere konkrete Konstruktion des Gasspeicherbehälters gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) zeigt;
5 eine Querschnittansicht ist, die eine weitere konkrete Konstruktion des Gasspeicherbehälters gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) zeigt;
6 eine beispielhafte Ansicht eines U-förmigen Gasspeicherbehälters des Beispiels 1-1 gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) ist;
7 eine erläuternde Ansicht eines U-förmigen Gasspeicherbehälters des Beispiels 1-2 gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) ist;
8 ein charakteristisches Diagramm ist, das die Mengen oder die Quantität des Gases zeigt, die in den Gasspeicherbehältern der Beispiele und eines Vergleichsbeispiels (nicht Teil der Erfindung) zeigt;
9 eine erläuternde Ansicht ist, die eine Versuchsschaltung zeigt, die zum Messen der Gasmengen verwendet wird, die während einer Gasadsorptionsoperation adsorbiert werden (nicht Teil der Erfindung);
10 eine erläuternde Ansicht ist, die eine Versuchsschaltung zeigt, die zum Messen der Gasmengen verwendet wird, die während einer Gasdesorptionsoperation desorbiert werden (nicht Teil der Erfindung);
11 ein charakteristisches Diagramm ist, das die Temperaturverteilung zum Adsorptionsabschlusszeitpunkt in Verbindung mit den Gasspeicherbehältern der Beispiele und von Vergleichsbeispielen (nicht Teil der Erfindung) zeigt;
12 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 1-3 gemäß der dritten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) ist;
13 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 4 gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) ist;
14 ein charakteristisches Diagramm ist, das die Temperaturverteilung zum Desorptionsabschlusszeitpunkt in Verbindung mit den Gasspeicherbehältern der Beispiele und von Vergleichsbeispielen (nicht Teil der Erfindung) zeigt;
15 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 1-5 gemäß der ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) ist;
16 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-1 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
17 eine Querschnittansicht ist, die eine konkrete Konstruktion des Gasspeicherbehälters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
18 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-2 gemäß der zweiten Ausführungsform ist;
19 ein charakteristisches Diagramm ist, das die Menge oder die Quantität der Adsorption eines Gases in Verbindung mit den Gasspeicherbehältern der Beispiele und von Vergleichsbeispielen zeigt;
20 ein charakteristisches Diagramm ist, das die Temperaturverteilung zum Gasadsorptionszeitpunkt und zum Gasdesorptionszeitpunkt in Verbindung mit den Gasspeicherbehältern der Beispiele und von Vergleichsbeispielen zeigt;
21 eine Querschnittansicht ist, die eine weitere konkrete Konstruktion des Gasspeicherbehälters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
22 eine Querschnittansicht ist, die eine weitere konkrete Konstruktion des Gasspeicherbehälters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
23 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-3 gemäß der zweiten Ausführungsform ist;
24 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-4 gemäß der zweiten Ausführungsform ist;
25 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-5 gemäß der zweiten Ausführungsform ist;
26 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-6 gemäß der zweiten Ausführungsform ist; und
27 eine erläuternde Ansicht des Gasspeicherbehälters des Beispiels 2-7 gemäß der zweiten Ausführungsform ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, diskutiert, wobei die Beschreibung dieser ersten Ausführungsform dem besseren Verständnis der darauffolgenden zweiten Ausführungsform dient.
Bei einem Gasspeicherbehälter gemäß dieser Ausführungsform wird ein Wärmespeicherungsmittel, das ein Phasenumwandlungsmaterial verwendet, welches die Aufnahme und Abgabe von latenter Wärme auftretend infolge einer Temperaturänderung bewirkt, mit einem gasadsorbieren Material gemischt, und die so erzielte Mischung wird in dem Gehäuse angeordnet. Dampfzulauf- und Dampfablaufbereiche sind an einem Ende eines Flussdurchgangs in Bezug auf die Richtung des Dampfflusses vorgesehen, und ein zur Atmosphäre offener Anschluss ist an dem anderen Ende desselben vorgesehen. Ein Mischungsverhältnis des Wärmespeicherungsmittels ist nicht gleichmäßig, und dieses Verhältnis variiert in der Richtung eines Flusses zwischen den Gaszulauf- und Gasablaufbereichen und dem zur Atmosphäre offenen Anschluss.
Kurz gesagt ist das Mischungsverhältnis des Wärmespeicherungsmittels an jedem Bereich des Behälters unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung des Behälters während der Adsorption des Dampfes oder während der Desorption desselben optimal eingestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Wärmespeicherungsmittel bevorzugt, dessen Phasenumwandlungstemperatur höher als die atmosphärische Temperatur unter Betriebsbedingungen des Behälters ist, und das Mischungsverhältnis dieses Wärmespeicherungsmittels ist bevorzugt relativ hoch an der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses.
In einem anderen Fall ist ein Wärmespeicherungsmittel, dessen Phasenumwandlungstemperatur geringer als die atmosphärische Temperatur desselben unter Betriebsbedingungen des Behälters ist, relativ hoch an der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches.
Kurz gesagt steigt während der Adsorptionsdauer, wahrend der eine Erwärmungsreaktion durchgeführt wird, die Temperatur des gasadsorbierenden Materials, d.h. die Temperatur des Behälters an. Nachfolgend wird das Niedrighalten des Temperaturanstiegs während dieser Gasadsorptionsdauer mit Hilfe eines Gasspeicherungsmittels, das latente Wärme verwendet, beschrieben. Wenn der Temperaturzustand vor der Gasadsorption nahe an dem atmosphärischen Temperaturzustand ist, ist das Wärmespeicherungsmittel vor dem Phasenumwandlungszeitpunkt (beispielsweise eine feste Phase), der höher als der atmosphärische Temperaturzustand ist. Es ist erforderlich, dass eine Phasenumwandlung (beispielsweise in eine flüssige Phase) mit Hilfe eines Temperaturanstiegs aufgrund einer Gasadsorptionsoperation durchgeführt wird. Daher muss ein Wärmespeicherungsmittel verwendet werden, dessen Phasenumwandlungstemperatur höher als diejenige der atmosphärischen Temperatur ist, die im Betriebszustand des Behälters angenommen wird. Allgemein steigt die Temperatur des zur Atmosphäre offenen Anschlussseitenbereiches während der Adsorptionszeitdauer am höchsten an. Wenn das Wärmespeicherungsmittel in großen Mengen in dem zur Atmosphäre offenen Anschlussseitenbereich gemischt wird, wird die Wärmemenge, die als latente Wärme absorbiert werden kann, hoch. Somit nähert sich die Temperatur jedes Bereiches des Behälters während der Absorption des Dampfes nahe an ein Niveau einer gleichmäßigen Temperaturverteilung an.
Während der Desorptionsdauer, in der eine Wärmeadsorptionsreaktion durchgeführt wird, sinkt die Temperatur des Gasadsorptionsmaterials, d.h. die Temperatur des Behälters. Nachfolgend wird das Niedrighalten des Temperaturabfalls während der Desorptionszeitdauer mit Hilfe eines Wärmespeicherungsmittels beschrieben. In dem Temperaturzustand nahe an dem atmosphärischen Temperaturzustand vor der Desorption befindet sich das Wärmespeicherungsmittel vor dem Phasenumwandlungszeitpunkt (beispielsweise eine flüssige Phase), so dass es erforderlich ist, die Phase aufgrund des Temperaturabfalls, der durch die Desorptionsoperation verursacht wird, umzuwandeln (beispielsweise in eine feste Phase). Daher ist ein Wärmespeicherungsmittel erforderlich, dessen Phasenumwandlungstemperatur geringer als die atmosphärische Temperatur ist, die im Betriebszustand des Behälters angenommen wird. Allgemein wird die Temperatur der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches während der Desorptionszeitdauer am geringsten. Wenn das Wärmespeicherungsmittel in großen Mengen in dem Zulauf/Ablauf-Bereich gemischt ist, wird die Wärmemenge, die als latente Wärme abgegeben werden kann, hoch. Somit nähert sich die Temperatur jedes Bereiches des Behälters zum Zeitpunkt der Desorptionsoperation näher an eine gleichmäßige Temperaturverteilung an.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Mischungsverhältnis (das Verhältnis des Wärmespeicherungsmittels zu einer Gesamtmenge des gasadsorbierenden Materials und des Wärmespeicherungsmittels) jedes Bereiches des Behälters innerhalb des Bereiches von 0 bis 40 Gew.% liegt. Wenn der Anteil des Wärmespeicherungsmittels übermäßig hoch ist, nimmt das Verhältnis des gasadsorbierenden Materials, das einen natürlichen Adsorptionseffekt aufweist, relativ ab. Selbst wenn die Temperaturänderung niedrig gehalten wird, entsteht somit umgekehrt ein nachteiliger Effekt in Bezug auf die Adsorptionsmenge.
Gemäß einem Modus dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Innere des Gehäuses in eine Mehrzahl von Bereichen entlang der Flussrichtung unterteilt, und der Mischbereich des Wärmespeicherungsmittels variiert in einer gestuften Art und Weise, so dass das Mischungsverhältnis des Wärmespeicherungsmittels in jedem Bereich verschieden ist. Es kann ein Bereich vorgesehen werden, in dem nur ein gasadsorbierendes Material vorgesehen ist, das nicht mit einem gasadsorbierenden Material gemischt ist.
Die unterteilten Bereiche können physikalisch durch gasdurchlässige Trennwände ausgebildet werden, oder sie können in einer Mehrzahl von unterteilten Bereichen ausgebildet werden, ohne dass physikalische Trennwände vorgesehen werden.
In einem Modus dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung variiert das Mischungsverhältnis des Wärmespeicherungsmittels kontinuierlich in der Flussrichtung, ohne dass das Innere des Gehäuses klar in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt ist.
Als Wärmespeicherungsmittel wird ein Phasenumwandlungsmaterial, das latente Wärme in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung aufnimmt und abgibt, verwendet, bei dem eine Vielzahl von Modi des Phasenumwandlungsmittels verwendet werden kann, so dass das Phasenumwandlungsmaterial nicht auf ein bestimmtes Phasenumwandlungsmaterial beschränkt ist. Beispielsweise ist das Phasenumwandlungsmittel ein feines oder gepulvertes Phasenumwandlungsmittel, das aus Mikrokapseln gebildet ist, die jeweils ein Phasenumwandlungsmaterial enthalten, das latente Wärme in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung aufnimmt und abgibt, wie es beispielsweise in den Japanischen Provisorischen Patentoffenlegungsschriften 2001-145832 und 2003-311118 offenbart ist.
Vorzugsweise wird das Wärmespeicherungsmittel als geformtes Wärmespeicherungsmittel verwendet, das hergestellt wird, indem das feine Phasenumwandlungsmittel mit einem Bindemittel zur Bildung einer Mischung gemischt und die Mischung zu Körnern geformt wird. Dieses geformte Speicherungsmittel wird mit körnigem gasadsorbierenden Material gemischt, um in dem Gasspeicherbehälter verwendet zu werden.
Das Phasenumwandungsmaterial ist aus den zuvor genannten Japanischen Provisorischen Patentoffenlegungsschriften 2001-145832 und 2003-311118 bekannt und ist bevorzugt eine organische oder anorganische Zusammensetzung (Zusammensetzungen) mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 10 bis 80°C. Beispiele des Phasenumwandlungsmaterials sind normale oder gerade Ketten von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Tetradecan, Pentadecan, Hexadecan, Heptadecan, Octadecan, Nonadecan, Eicosan, Heneicosan, Docosan, natürliches Wax, Mineralölwachs, ein Hydrat von anorganischen Zusammensetzungen, wie beispielsweise LiNO₃·3H₂O, Na₂SO₄·10H₂O, Na₂HPO₁·12H₂O, Fettsäuren, wie beispielsweise Caprinsäure und Laurinsäure, höhere Alkohole mit einer Kohlenstoffanzahl im Bereich von 12 bis 15, und Ester, wie beispielsweise Methylpalmitat und Methylstearat. Diese Phasenumwandlungsmaterialien können in Kombination (von zwei oder mehr Zusammensetzungen oder Phasenumwandlungsmaterialien) verwendet werden. Das Phasenumwandlungsmaterial wird als ein Kernmaterial der Mikrokapsel verwendet. Die Mirkokapsel wird mit Hilfe bekannter Verfahren hergestellt, wie beispielsweise ein Coacervierungsverfahren, ein In-Situ-Verfahren (oder Grenzflächenreaktionsverfahren) und dergleichen. Die Mikrokapsel umfasst eine äußere Hülle, die aus bekannten Materialien gebildet ist, wie beispielsweise Melamin, Gelatine, Glas und dergleichen. Die Mirkokapsel des Wärmespeicherungsmittels weist bevorzugt einen Partikeldurchmesser im Bereich von etwa mehreren μm bis etwa mehreren 10 μm auf. Wenn der Partikeldurchmesser der Mikrokapsel zu klein ist, nimmt das Maß, das durch die Hülle, welche die Mikrokapsel bildet, eingenommen wird, zu, so dass das Maß, das durch das Phasenumwandlungsmaterial eingenommen wird, das seinen Zerfall und seine Verfestigung wiederholt, abnimmt, so dass ein Wärmezurückhaltungsmaß des gepulverten Wärmespeicherungsmittels pro Volumeneinheit sinkt. Wenn im Gegensatz dazu der Partikeldurchmesser der Mikrokapsel übermäßig groß ist, muss die Festigkeit der Mikrokapsel erhöht werden, so dass das Maß, das durch die äußere Hülle, welche die Mikrokapsel bildet, eingenommen wird, zunimmt, wodurch die Wärmezurückhaltungsmenge des gepulverten Wärmespeicherungsmittels pro Volumeneinheit sinkt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, dass das gepulverte Wärmespeicherungsmittel, das durch die Mikroeinkapselung hergestellt wird, mit dem Bindemittel gemischt und in eine geeignete Form mit geeigneten Abmessungen geformt wird, wodurch das kornförmige Wärmespeicherungsmittel erzielt wird. Da nur das Wärmespeicherungsmaterial unter Verwendung des Bindemittels hergestellt wird, kann ein Bruch der Mikrokapseln während der Herstellung auf ein Minimum reduziert werden. Obwohl eine Vielzahl von Bindemitteln als das Bindemittel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird ein duoplastisches Harz (Harze), wie beispielsweise Phenolharz und Acrylharz, im Hinblick auf die Stabilität in Bezug auf Temperatur und Lösungsmittel, die von dem Endprodukt oder dem Dampfspeicherbehälter gefordert wird, bevorzugt. Dieses kornförmige Wärmespeicherungsmittel wird verwendet, nachdem es mit dem ähnlich kornförmigen gasadsorbierenden Material gemischt wurde, wodurch eine Trennung derselben beim Empfangen einer Vibration unterdrückt wird, während ein gewünschter Wärmezurückhaltungseffekt sichergestellt wird. Zudem können geeignete Zwischenräume zwischen Körnern des geformten Wärmespeicherungsmittels und dem gasadsorbierenden Material sichergestellt werden, wodurch eine Verschlechterung der Adsorption und Desorption des Dampfes verhindert wird, während ein Druckverlust des Dampfspeicherbehälters auf einem geringen Wert gehalten wird. Ferner ist die Außenfläche der Körner des gasadsorbierenden Materials nicht mit dem gepulverten Wärmespeicherungsmittel bedeckt, weshalb keine schädlichen Effekte erzielt werden können, wie beispielsweise ein Senken einer Adsorptionsrate. Vorliegend weist das kornförmige Wärmespeicherungsmittel vorzugsweise Partikeldurchmesser im Bereich von etwa mehreren 100 μm bis etwa mehreren mm auf.
Die Größe des kornförmigen Wärmespeicherungsmittels und die Größe des kornförmigen gasadsorbierenden Materials sind bevorzugt identisch oder ähnlich, um eine Trennung derselben mit fortschreitender Zeitdauer zu unterdrücken und um geeignete Durchgänge zu sichern, durch die das Gas strömt. Konkret liegt der durchschnittliche Partikeldurchmesser des geformten Wärmespeicherungsmittels bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 10 bis 300%, besser noch innerhalb eines Bereiches von 50 bis 150% des durchschnittlichen Partikeldurchmessers des gasadsorbierenden Materials.
Als das zuvor beschriebene gasadsorbierende Material kann eine Vielzahl von gasadsorbierenden Materialien verwendet werden, in denen bevorzugt Aktivkohle verwendet wird. Das gasadsorbierende Material kann verwendet werden, nachdem es in geeignete Abmessungen gebracht wurde, oder es kann verwendet werden, nachdem es in Bereiche mit bestimmten Siebweiten klassifiziert wurde. Ähnlich wurde das kornförmige Wärmespeicherungsmittel derart geformt, dass es bestimmte Abmessungen aufweist, oder es kann in sonstiger Art und Weise durch Pulverisieren eines geformten Wärmespeicherungsmittels mit relativ großen Abmessungen verwendet werden.
Es ist bevorzugt, dass sowohl das geformte Wärmespeicherungsmittel als auch das gasadsorbierende Mittel eine säulenartige Form hat und Durchmesser im Bereich von 1 bis 3 mm und Längen im Bereich von 1 bis 5 mm aufweist. Derartiges säulenartig geformtes Wärmespeicherungsmittel und gasadsorbierendes Material kann einfach mittels kontinuierlichem Extrudieren eines Rohmaterials und anschließendes Schneiden oder Brechen des extrudierten Rohrmaterials hergestellt werden. Durch die Verwendung des säulenartig geformten Wärmespeicherungsmittels und des gasadsorbierenden Materials in Kombination kann eine Trennung derselben nach Ablauf der Zeit weiter sicher unterdrückt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform können während der Gasadsorption und Gasdesorption des gasadsorbierenden Materials ein Temperaturanstieg aufgrund der Adsorption von latenter Warme und ein Temperaturabfall aufgrund der Abgabe von latenter Wärme derart unterdrückt werden, dass eine gleichmäßigere Temperaturverteilung innerhalb des Gasspeicherbehälters erzielt wird, wodurch eine Gasadsorptionsmenge des Gasspeicherbehälters effektiv verbessert wird.
BEISPIELE
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele im Vergleich zu Vergleichsbeispielen deutlicher; jedoch dienen diese Beispiele nur zu Darstellungszwecken und sollen den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken.
BEISPIEL 1-1
Eine 37%-ige wässrige Formaldehydlösung in einer Menge von 6,5 g und Wasser in einer Menge von 10 g wurden 5 g gepulvertem Melamin hinzugefügt, um eine Mischung zu erzeugen. Der pH der Mischung wurde auf 8 eingestellt, woraufhin die Mischung auf etwa 70°C erwärmt wurde, wodurch ein Melamin-Formaldehyd-Anfangsphasen-Kondensationsprodukt erzielt wurde.
Eine Mischungslösung wurde erzeugt, indem 80 g Icosan, das als ein Phasenumwandlungsmaterial dient, in 100 g einer wässrigen Matriumsalzlösung des Stylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymers gelöst wurde, wobei die Lösung auf einen pH von 4,5 eingestellt wurde. Diese Mischungslösung wurde den zuvor genannten Melamin-Formaldehyd-Anfangsphasen-Kondensationsprodukt unter energischem Rühren hinzugefügt, wodurch eine Emulgierung hervorgerufen wurde, gefolgt von einer pH-Einstellung auf einen pH von 9, so dass eine Mikroeinkapselung ausgeführt wurde, um in der Lösung dispergierte Mikrokapseln zu bilden. Anschließend wurde das Lösungsmittel der Lösung, in der die Mikrokapseln dispergiert waren, auf das Trocknen entfernt, wodurch gepulverte Körper oder Mikrokapseln (Wärmespeicherungsmittel) erzielt wurden, bei denen es sich jeweils um n-Icosan handelte, die mit einem Film oder einer äußeren Hülle aus Melamin mikroeingekapselt waren. n-Icosan wies eine Phasenumwandlungstemperatur (bei der eine Phasenumwandlung auftritt) oder einen Schmelzpunkt von 36°C auf, die höher als die Temperatur der atmosphärischen Luft unter der Voraussetzung war, dass die atmosphärische Lufttemperatur in einem Zustand, in dem der Gasspeicherbehälter verwendet wird, 25°C beträgt.
Eine wässrige Carboxymethylcellulose wurde als ein Bindemittel dem zuvor erzielten gepulverten Wärmespeicherungsmittel hinzugefügt, woraufhin diese gemischt wurden, um eine Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde einem Extrusionsprozess unterzogen, um diese in die säulenartige Form zu bringen, und daraufhin getrocknet, woraufhin sie geschnitten wurden, um ein säulenartig geformtes Wärmespeicherungsmittel (A) mit einem Durchmesser von etwa 2 mm und einer Länge im Bereich von 1 bis 5 mm zu erzielen.
Zudem wurde auf Holz basierende, geformte Aktivkohle erzeugt, indem gepulverte auf Holz basierende Aktivkohle mit einem Bindemittel (Bentonit oder Lehm) gemischt und einem Extrusionsprozess ähnlich demjenigen für das geformte Wärmespeicherungsmittel unterzogen. Die erzeugte geformte Aktivkohle war säulenförmig und hatte einen Durchmesser von etwa 2 mm und eine Länge im Bereich von 1 bis 5 mm.
Eine Mischung wurde derart präpariert, dass sie als ein durchschnittliches Mischungsverhältnis 20 Gew.% des zuvor genannten geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle enthielt, und diese Mischung wurde, wie es in 1 gezeigt ist, in einem Gehäuse 1 aus Nylon mit einem Volumen von 900 cc angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen. Genauer gesagt betrug an einem linken Endbereich des Gehäuses 1 in der Zeichnung, die mit einem Dampfstromzulauf 4 und einem Dampfstromablauf 5 versehen ist, der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) 10 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 90 Gew.%. An einem rechten Endbereich des Gehäuses 1 in der Zeichnung, der mit einem zur Atmosphäre offenen Anschluss 6 (offen zur atmosphärischen Luft) versehen ist, betrug der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) 30 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 70 Gew.%, und zwar derart, dass das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) zwischen den beiden Endbereichen sich kontinuierlich änderte. Daher betrug an einem mittleren Bereich des Gehäuses in der Längsrichtung desselben der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) 20 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 80 Gew.%.
Ein sich derart kontinuierlich änderndes Mischungsverhältnis kann einfach erzielt werden, indem das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) und die geformte Aktivkohle in dem Gehäuse 1 angeordnet werden, während sie miteinander vermischt werden, und indem die Zuführraten dieser beiden Materialien während der Anordnungsoperation geändert werden.
BEISPIEL 1-2
Das Mischungsverhältnis desselben geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und derselben geformten Aktivkohle, die im Beispiel 1-1 verwendet wurden, wurde in einer gestuften Art und Weise variiert, so dass das Innere des Gehäuses 1 in drei Bereiche in der Flussrichtung unterteilt ist, wie es in 2 dargestellt ist. Eine gleichmäßige Mischung von 10 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 90 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in einem ersten Bereich 11 auf der Seite des Dampfzulaufanschlusses 4 und des Dampfablaufanschlusses 5 angeordnet, und eine Mischung von 20% des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in einem zweiten Bereich 12 in einem mittleren Bereich des Gehäuses angeordnet. Eine gleichmäßige Mischung von 30 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels und 70 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in einem dritten Abschnitt 13 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 angeordnet.
VERGLEICHSBEISPIEL 1-1
Allein dieselbe säulenartig geformte Aktivkohle, die in den Beispielen 1-1 und 1-2 verwendet wurde, wurde in demselben Nylonbehälter 1, der in den Beispielen 1-1 und 1-2 verwendet wurde, angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzielen.
VERGLEICHSBEISPIEL 1-2
Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% desselben geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80% derselben geformten Aktivkohle, die in den Beispielen 1-1 und 1-2 verwendet wurden, wurde im gesamten Inneren desselben Nylongehäuses 1, das in den Beispielen 1-1 und 1-2 verwendet wurde, angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen.
3 zeigt eine konkrete Konstruktion dieser Behälter. Das Gehäuse 1 ist zylindrisch ausgebildet, wobei ein Ende des Gehäuses mit einer Endwand 2 auf der Seite eines Zulauf/Ablauf-Bereiches verschlossen ist, und das andere Ende des Gehäuses mit einer Endwand 3 auf der Seite eines zur Atmosphäre offenen Anschlusses verschlossen ist.
An der Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist ein Dampfzulaufanschluss 4 mit einem Brennstofftank verbunden, der parallel zu einem Dampfablaufanschluss 5 angeordnet ist, der mit einem Ansaugdurchgang verbunden ist. Die Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses ist mit einem Anschluss 6 versehen, der zur Atmosphäre offen ist. Die Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist an ihrer Innenseite mit einer großen Platte 8, die an ihrem Innenumfang einen Flansch aufweist, und mit einem blattartigen Filterelement 9 aus einem Vliesgewebe oder dergleichen versehen, die aufeinander laminiert sind, so dass ein Raum 7 verbleibt. Die Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses ist in ähnlicher Weise an ihrer Innenseite mit einer flachen porösen Platte 21 und einem blattartigen Filterelement 22 versehen, die in einem Abstand angeordnet sind, so dass ein Raum 23 verbleibt. Ein Raum zwischen den beiden blattartigen Filterelementen 9, 22 ist ein Raum 10 zur Aufnahme des gasadsorbierenden Materials, das in diesem angeordnet ist. Zwischen der Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses und der porösen Platte 21 ist eine Mehrzahl von Schraubendruckfedern 24 vorgesehen, und auf das gasadsorbierende Material, das in dem Aufnahmeraum 10 für das gasadsorbierende Material angeordnet ist, wird ein geeignetes Druckkraftniveau ausgeübt.
In dem Beispiel 1-1 variiert das Mischungsverhältnis der geformten Aktivkohle und des geformten Wärmespeicherungsmittels (A), die in dem Aufnahmeraum 10 für das gasadsorbierende Material angeordnet sind, kontinuierlich, wie es zuvor beschrieben wurde. In dem Beispiel 1-2 ist der Aufnahmeraum 10 für das gasadsorbierende Material in einen ersten Abschnitt 11 bis dritten Abschnitt 13 unterteilt, wie es zuvor beschrieben wurde, wobei in jedem Abschnitt die entsprechenden Mischungsverhältnisse des geformten Wärmespeicherungsmittels und der geformten Aktivkohle angeordnet sind. Physikalische Trennwände zwischen den Abschnitten sind nicht notwendigerweise erforderlich, wie es in 3 gezeigt ist.
4 zeigt ein anderes konkretes Beispiel des zuvor beschriebenen Behälters. Bei diesem strukturellen Beispiel sind physikalische Trennwände 26 zwischen eine Mehrzahl von Abschnitten vorgesehen, in denen die Mischungsverhältnisse der Materialien voneinander in einer gestuften Art und Weise verschieden sind, so dass das geformte Wärmespeicherungsmittel in einem Abschnitt nicht mit demjenigen in einem anderen Abschnitt gemischt wird. Jede der Trennwände 26 ist aus kreisförmigen Filterelementen aus Vliesgewebe oder dergleichen mit einer Gasdurchlässigkeit gebildet und zwischen benachbarten Abschnitten vorgesehen. Diese Trennwände 26 sind räumlich nicht an dem Gehäuse 1 befestigt. 4 zeigt eine Struktur, die in zwei Abschnitte mit Hilfe der Trennwand 26 unterteilt ist. Es ist auch möglich, das Innere des Gehäuses in drei Abschnitte zu unterteilen, wie es im Beispiel 1-2 der Fall ist, oder in nicht weniger als drei Bereiche.
Die vorliegende Erfindung kann in der gleichen Weise, wie es in 5 gezeigt ist, auf einen Gasspeicherbehälter mit einem U-förmigen Flussdurchgang angewendet werden. Bei diesem strukturellen Beispiel ist nämlich das Gehäuse 1 insgesamt zu einem rechteckigen Festkörper geformt, der durch eine Zwischentrennwand 31 in ein erstes Gehäuseelement 32 in einem oberen Bereich der Zeichnung und in ein zweites Gehäuseelement 33 in einem unteren Bereich derselben unterteilt ist. Die ersten und zweiten Gehäuseelemente 32, 33 sind beide als recheckige Festkörper ausgebildet, und ein Ende des ersten Gehäuseelementes 32 ist mit einer Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches verschlossen, ein Ende des zweiten Gehäuseelementes 33 ist mit einer Endwand 3 an der Seite eines zur Atmosphäre offenen Anschlusses verschlossen. Die Endwand 2 an der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist mit einem Dampfzulaufanschluss 4 versehen, der mit einem Brennstofftank verbunden ist, und ein Dampfablaufanschluss 5 ist mit einem Maschinenansaugdurchgang verbunden, so dass die Anschlüsse parallel zueinander ausgebildet sind. In der Endwand 3 an dem zur Atmosphäre offenen Ende ist ein zur Atmosphäre offener Anschluss 6 ausgebildet. Kurz gesagt sind diese drei Anschlüsse an derselben Fläche des Gehäuses 1 vorgesehen. Die Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist an ihrer Innenseite mit einer porösen Platte 8 und mit einem blattartigen Filterelement 9 versehen, die in einer laminierten Art und Weise mit einem Zwischenraum ausgebildet sind, der einen Raum 7 bildet. Die Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses ist in ähnlicher Weise an ihrer Innenseite mit einer flachen porösen Platte 21 und einem blattartigen Filterelement 22 versehen, die in einer laminierten Art und Weise mit einem einen Raum 23 bildenden verbleibenden Zwischenraum angeordnet sind.
An dem anderen Ende des Gehäuses 1 ist eine Verbindungsendwand 34 befestigt, und ein Filterelement 35 aus einem Vliesgewebe oder dergleichen ist derart vorgesehen, dass es eine offene Anschlussfläche des anderen Endes der ersten und zweiten Gehäuseelemente 32, 33 abdeckt. Dieses Filterelement 35 wird durch eine Mehrzahl von Vorsprüngen 34 gehalten, die an der Verbindungsendwand 34 ausgebildet sind. Als Ergebnis wird zwischen der Verbindungsendwand 34 und dem Filterelement 35 ein Raum 36 gebildet, der einen Verbindungsdurchgang 36 erzeugt, der das erste Gehäuseelement 32 und das zweite Gehäuseelement 33 miteinander verbindet. Auf diese Weise wird der Aufnahmeraum 10a für das erste gasadsorbierende Material ausgebildet, der zwischen den beiden Filterelementen 35, 9 in dem ersten Gehäuseelement 32 gehalten ist, und auch ein zweiter Aufnahmeraum 10b für ein zweites gasadsorbierendes Material wird gebildet, das zwischen den beiden Filterelementen 35, 22 in dem zweiten Gehäuseelement 33 gehalten ist. Diese zwei Aufnahmeräume 10a, 10b für das gasadsorbierende Material sind im Wesentlichen in Reihe als Flussdurchgänge miteinander verbunden. Sowohl zwischen der Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses und der porösen Platte 21 als auch zwischen der Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches und der porösen Platte 8 sind jeweils eine Mehrzahl von Schraubendruckfedern 24 vorgesehen.
Selbst bei einem solchen U-förmigen Behälter unterscheidet sich dessen Inhalt überhaupt nicht von demjenigen des linearen Behälters, der in den 3 und 4 dargestellt ist. Die Verteilung des Wärmespeicherungsmittels im Beispiel 1-1 oder im Beispiel 1-2 kann auf den U-förmigen Behälter in der gleichen Art und Weise angewendet werden.
6 zeigt ein Beispiel des U-förmigen Behälters, auf den die Verteilung des Mischungsverhältnisses in Beispiel 1-1 angewendet wird. Auch 7 zeigt ein Beispiel des U-förmigen Kanisters, auf den die Verteilung des Mischungsverhältnisses in Beispiel 1-2 angewendet wird.
Die Menge oder Quantität des Gases, das in dem Behälter aufgenommen wird, wurde bei jedem Beispiel und Vergleichsbeispiel 1-2 gemessen, um die in 8 aufgezeigten Ergebnisses zu erzielen.
Im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel 1-2, in dem ein geformtes Wärmespeicherungsmittel (A) gleichmäßig mit geformter Aktivkohle gemischt wurde, erzielten die Beispiele 1-1 und 1-2, in denen ein geformtes Wärmespeicherungsmittel (A) mit geformter Aktivkohle mit optimaler Verteilung gemischt wurde, eine größere Verbesserung in Bezug auf die Quantität des adsorbierten Gases trotz der Tatsache, dass die Quantität des verwendeten Wärmespeicherungsmittels (A) derjenigen des Vergleichsbeispiels 1-2 entsprach.
Das Verfahren zum Messen der Quantität des adsorbierten Gases wird nachfolgend beschrieben. Zuerst wird ein Gasspeicherbehälter („Testbehälter"), der untersucht werden soll, mit einem Brennstoffbehälter 53 in einer Versuchsschaltung 51, die in 9 gezeigt ist, bei einer atmosphärischen Temperatur von 25°C verbunden, und eine vorbestimmte Durchflussrate (1,0 L/min) der Luft wird in einen flüssigen Brennstoff (Benzin) 53a in dem Brennstoffbehälter 53 durch den Zulauf und den Ablauf 52a, 52b eines Luftmengenmessers 52 geblasen, so dass Blasen auftreten und der Brennstoffdampf 53b in dem Behälter adsorbiert wird. Die Leckage (Durchbruch) von der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 des Behälters wird mit einer Brennstoffleckage-Erfassungsvorrichtung 54 gemessen, und der Brennstoffdampf wird in dem Kanister adsorbiert, bis die Leckagemenge 2,0 g beträgt. Der Testbehälter wird dann in eine Versuchsschaltung 61, die in 10 gezeigt ist, eingesetzt, in der die Luft von der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 dem Behälter mit Hilfe einer Vakuumpumpe 62 und eines Luftmengenmessers 63 zugeführt wird, um die Desorption des Benzindampfes auszuführen. Die zuvor beschriebenen Benzindampfadsorptions- und –desorptionsoperationen werden sechs Mal wiederholt, und die Mengen der Adsorption des Benzindampfes, die bei den letzten drei Durchgängen gemessen wurden, werden gemittelt, wobei der Durchschnittswert als Quantität der Adsorption jedes Behälters festgelegt wurde.
11 zeigt die Ergebnisse der Messung der Temperaturverteilung, insbesondere der Temperaturverteilung zum Adsorptionsendzeitpunkt in jedem Bereich des Inneren des Behälters in den Beispielen 1-1 und 1-2 und in den Vergleichsbeispielen 1-1 und 1-2. Wie es anhand des Vergleichsbeispiels 1-1, bei dem allein geformte Aktivkohle verwendet wurde, zu erkennen ist, weist die Temperatur in dem Behälter grundsätzlich einen Temperaturanstieg auf, der höher als die atmosphärische Temperatur (25°C) zum Adsorptionszeitpunkt ist, und erreicht eine höhere Temperatur in dem Bereich des Behälters, der näher an dem zur Atmosphäre offenen Anschluss 6 angeordnet ist. Das Phasenumwandlungsmaterial für das geformte Wärmespeicherungsmittel (A), das einen Schmelzpunkt von 36°C aufweist, hat eine feste Phase bei atmosphärischer Temperatur, und, wenn die Temperatur auf ein Niveau ansteigt, das nicht geringer als der Schmelzpunkt ist, adsorbiert das Phasenumwandlungsmaterial die latente Wärme und wird in eine flüssige Phase überführt. In den Beispielen 1-1 und 1-2 und im Vergleichsbeispiel 1-2, welche dieses geformte Wärmespeicherungsmittel (A) enthalten, wird die Temperatur auf einem Niveau niedrig gehalten, das geringer als dasjenige in dem Vergleichsbeispiel 1-1 ist. In den Beispielen 1-1 und 1-2 wird die Wärmemenge, die durch das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) in dem Bereich auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6, in dem ein Temperaturanstieg deutlich zu erkennen ist, adsorbiert wird, größer als beim Vergleichsbeispiel 1-2. Daher kann die Temperatur in dem Bereich auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 auf einem Niveau niedrig gehalten werden, das geringer als dasjenige der entsprechenden Temperatur in dem Vergleichsbeispiel 1-2 ist, so dass die Temperatur des Bereiches auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 auf einem Niveau niedrig gehalten werden kann, das geringer als dasjenige der entsprechenden Temperatur im Vergleichsbeispiel 1-2 ist. Daher kann ein Abfall der Adsorptionsleistung des gasadsorbierenden Materials im Bereich auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 unterdrückt werden. In Bezug auf den Bereich auf der Seite des Dampfzulaufanschlusses 4 und des Bereiches auf der Seite des Dampfablaufanschlusses 5 werden die Temperaturen in den Beispielen 1-1 und 1-2 höher als diejenigen im Vergleichsbeispiel 1-2, da die Menge des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) in diesen Beispielen geringer als diejenige in dem Vergleichsbeispiel 1-2 ist, wobei jedoch die absolute Temperatur geringer als diejenige in dem Bereich auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 ist. Daher ist ein negativer Einfluss auf die Adsorptionsmenge in dem Behälter insgesamt relativ gering, so dass die Adsorptionsmenge in dem Behälter insgesamt wie zuvor beschrieben mehr als im Vergleichsbeispiel 1-2 verbessert wird.
BEISPIEL 1-3
Wie es in 12 gezeigt ist, wurde ausschließlich geformte Aktivkohle in einem Aufnahmeraum 10a für gasadsorbierendes Material in einem U-förmigen Behälter angeordnet, und eine Mischung aus geformten Wärmespeicherungsmittel (A) und geformter Aktivkohle wurde anschließend in einem zweiten Aufnahmeraum 10b für adsorbierendes Material angeordnet. Insbesondere an dem Endbereich des zweiten Aufnahmeraums 10b für adsorbierendes Material an der Seite eines Verbindungsdurchgangs (Raum 36), der mit dem ersten Aufnahmeraum 10b für gasadsorbierendes Material kommuniziert, betrug der Anteil des Wärmespeicherungsmittels (A) 0 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 100 Gew.%; an einem Endbereich auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 betrug der Anteil des Wärmespeicherungsmittels (A) 40 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 60&, so dass das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) an den beiden Endbereichen kontinuierlich variierte. Somit betrug ein durchschnittliches Mischungsverhältnis in dem Behälter insgesamt 10 Gew.% an geformten Wärmespeicherungsmittel (A) und 90 Gew.% an geformter Aktivkohle. Die geformte Aktivkohle in dem ersten Aufnahmeraum 10a für gasadsorbierendes Material dient als eine Vorbehandlungsschicht, wenn die Verschlechterung der Aktivkohle aufgrund der Verwendung von beispielsweise minderwertigem Brennstoff zusehends auftritt. In diesem Fall nimmt das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) entsprechend ab. Es ist natürlich möglich, nicht nur den U-förmigen Behälter sondern auch den zuvor beschriebenen linearen Behälter zu erzeugen.
BEISPIEL 1-4
Ein säulenartig geformtes Wärmespeicherungsmittel (B) wurde unter Verwendung von n-Cetan als ein Phasenumwandlungsmaterial durch das gleiche Verfahren erzielt, das im Beispiel 1-1 verwendet wurde. Die Phasenumwandlungstemperatur, d.h. ein Schmelzpunkt des n-Cetans beträgt 16°C, ist also geringer als die atmosphärische Temperatur (25°C) unter den vorausgesetzten Betriebsbedingungen des Behälters.
Eine Mischung mit einem Mischungsverhältnis von 20 Gew.% geformten Wärmespeicherungsmittel (B) und 80 Gew.% geformter Aktivkohle wurde in einem Nylonbehälter 1 angeordnet, wie es in 13 gezeigt ist, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen. Insbesondere in einem Endbereich, der auf der linken Seite der Zeichnung gezeigt ist, der mit einem Dampfzulaufanschluss 4 und einem Dampfablauf Anschluss 5 versehen ist, betrug das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) 30 Gew.% und das der geformten Aktivkohle 70 Gew.%, und, in einem Endbereich, der auf der rechten Seite der Zeichnung gezeigt ist, der mit dem zur Atmosphäre offenen Anschluss 6 versehen ist, beträgt das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) 10% und das der geformten Aktivkohle 90 Gew.%, so dass die Mischungsverhältnisse des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) zwischen zwei Endbereichen kontinuierlich variierte. Somit betrug in einem zentralen Längsbereich des Gehäuses 1 der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) 20 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 80 Gew.%. Kurz gesagt ist die Richtung, in der das geformte Wärmespeicherungsmittel zu- und abnimmt im Beispiel 1-4 im Vergleich zum Beispiel 1-1 umgekehrt.
14 zeigt die Ergebnisse der Messungen der Temperaturverteilung in jedem Bereich des Inneren des Behälters, insbesondere die Ergebnisse der Messungen der Temperaturverteilung zum Desorptionsendzeitpunkt in Bezug auf das Beispiel 1-4 und das Vergleichsbeispiel 1-1. Bei der Desorption verringert sich die Temperatur im Inneren des Behälters grundsätzlich, wie es im Vergleichsbeispiel 1-1 zu erkennen ist, unter Verwendung allein von geformter Aktivkohle auf ein Niveau, das geringer als die atmosphärische Temperatur (25°C) ist, und der Behälter hat eine geringere Temperatur an demjenigen Bereich, der näher an dem Dampfablaufanschluss 5 angeordnet ist. Wenn das Phasenumwandlungsmaterial für das geformte Wärmespeicherungsmittel (B), dessen Schmelzpunkt 16°C beträgt, in einer flüssigen Phase unter der atmosphärischen Temperatur ist, und wenn die Temperatur auf ein Niveau sinkt, das nicht größer als der Schmelzpunkt ist, wird die latente Wärme abgegeben, so dass das Phasenumwandlungsmaterial in eine feste Phase überführt wird. Daher behält das Beispiel 1-4, das dieses geformte Wärmespeicherungsmittel (B) enthält, die Temperatur, die höher als diejenige im Vergleichsbeispiel 1-1 ist, aufgrund des Abgabeeffektes der latenten Wärme. Im Beispiel 1-4 ist das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) in dem Bereich auf der Seite des Dampfablaufanschlusses 5, in dem ein Temperaturabfall klar zu erkennen ist, hoch, so dass das Temperaturabfall in diesem Bereich verlässlich niedrig gehalten werden kann. Somit kann die Desorptionsoperation in dem Bereich auf der Seite des Dampfablaufanschlusses 5 ausreichend durchgeführt werden, und ein Abfall der Gasadsorptionsleistung dieses Bereiches wird niedrig gehalten.
BEISPIEL 1-5
Wie es in 15 gezeigt ist, wurde nur geformte Aktivkohle in einen ersten Aufnahmeraum 10a für gasadsorbierendes Material in einem U-förmigen Behälter angeordnet, und eine Mischung aus geformten Wärmespeicherungsmittel (B) und geformter Aktivkohle wurde in einem zweiten Aufnahmeraum 10b für gasadsorbierendes Material angeordnet. Insbesondere in dem zweiten Aufnahmeraum 10b für gasadsorbierendes Material, der auf der Seite eines Verbindungsdurchgangs (Raum 36) vorgesehen ist, der mit dem ersten Aufnahmeraum 10a für gasadsorbierendes Material kommuniziert, betrug der Anteil des Wärmespeicherungsmittels (B) 40 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 60 Gew.%, und in dem Endbereich desselben, der auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 vorgesehen ist, betrug der Anteil des Wärmespeicherungsmittels (B) 0 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 100 Gew.%. Zwischen diesen beiden Endbereichen ist das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) derart eingestellt, dass das Mischungsverhältnis kontinuierlich variiert. Daher betrugen die durchschnittlichen Mischungsverhältnisse in dem Behälter insgesamt 10% des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und 90 Gew.% der geformten Aktivkohle. Wenn in diesem Beispiel 1-5 die geformte Aktivkohle in dem ersten Aufnahmeraum 10a für gasadsorbierendes Material stark, beispielsweise aufgrund der Verwendung von minderwertigem Brennstoff, verschlechtert wird, dient die geformte Aktivkohle als eine Vorbehandlungsschicht in der gleichen Art und Weise wie im Beispiel 1-3. Es ist natürlich möglich, anstelle des U-förmigen Behälters auch den zuvor beschriebenen linearen Behälter zu bilden.
In den Beispielen wurde n-Icosan (Schmelzpunkt: 36°C) und n-Cetan (Schmelzpunkt: 16°C) als Phasenumwandlungsmaterialien unter der Voraussetzung verwendet, dass die atmosphärische Temperatur im Betriebszustand des Kanisters 25°C beträgt. Es ist unnötig zu sagen, dass es Fälle gibt, in denen die atmosphärische Temperatur höher oder umgekehrt geringer in Abhängig von einem Ort ist, in denen der Behälter in einem Fahrzeug angeordnet ist. Daher werden die Phasenumwandlungsmaterialien geeignet basierend auf der angenommenen atmosphärischen Temperatur ausgewählt, so dass eine Phasenumwandlung während einer Gasadsorptionsoperation oder einer Desorptionsoperation auftritt.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei einem Gasspeicherbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gasspeicherungsmittel, das ein Phasenumwandlungsmaterial verwendet, das die Adsorption und Abgabe von latenter Wärme gemäß der Temperaturänderung bewirkt, mit einem Gasadsorptionsmaterial gemischt, und eine so erzeugte Mischung wird in einem Gehäuse angeordnet. Ein Dampfzulauf/-ablauf-Bereich ist an einem Ende in Bezug auf die Flussrichtung des Gehäuses vorgesehen, und an dem anderen Ende ist ein zur Atmosphäre offener Anschluss angeordnet. Insbesondere sind die nicht weniger als zwei Arten von Wärmespeicherungsmitteln mit verschiedenen Phasenumwandlungstemperaturen vorgesehen, und jedes Wärmespeicherungsmittel ist in einer einseitigen Art und Weise entsprechend der Position in der Flussrichtung zwischen dem Bereich auf der Seite des Einlauf/Ablauf-Bereiches in Richtung des Bereiches auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses vorhanden.
Kurz gesagt wird eine Mehrzahl von Arten von Wärmespeicherungsmitteln mit unterschiedlichen Phasenumwandlungstemperaturen geeignet unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung des Behälters zum Dampfadsorptions- oder –desorptionszeitpunkt verwendet. Die mehreren Arten von Wärmespeicherungsmittein können in einem gemischten Zustand in jedem Bereich des Behälters koexistieren, oder es ist jeweils nur eine Art der Wärmespeicherungsmittel getrennt in verschiedenen Bereichen des Behälters vorhanden.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass ein Wärmespeicherungsmittel mit einer relativ hohen Phasenumwandlungstemperatur in größerem Umfang in dem Bereich vorhanden ist, der auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses angeordnet ist.
Kurz gesagt steigt die Temperatur des Bereiches auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses allgemein während der Gasadsorptionszeitdauer am höchsten an. Im Falle eines latente Wärme verwenden Wärmespeicherungsmittels befindet sich das Wärmespeicherungsmittel in dem Temperaturzustand vor der Adsorptionszeitdauer in der Vor-Phasenumwandlung (beispielsweise feste Phase). Aufgrund eines Temperaturanstiegs, der durch die Gasadsorptionsoperation verursacht wird, muss die Phase geändert werden (beispielsweise in die flüssige Phase), so dass unter der Mehrzahl von Arten von Wärmespeicherungsmitteln ein Wärmespeicherungsmittel mit einer relativ höheren Phasenumwandlungstemperatur geeigneter Weise in dem Bereich vorgesehen werden sollte, der auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses angeordnet ist. Umgekehrt nimmt zum Gasdesorptionszeitpunkt die Temperatur des Bereiches auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches am meisten ab. Daher sollte unter einer Vielzahl von Arten von Wärmespeicherungsmitteln ein Wärmespeicherungsmittel mit einer relativ geringen Phasenumwandlungstemperatur in dem Bereich auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches vorgesehen werden, so dass die Phasenumwandlung (beispielsweise von einer flüssigen Phase in eine feste Phase) aufgrund des Temperaturabfalls auftritt, der durch die Gasdesorptionsoperation verursacht wird.
Dank der Anwesenheit dieses Wärmespeicherungsmittels nähert sich die Temperatur jedes Bereiches des Kanisters zum Adsorptionszeitpunkt oder Desorptionszeitpunkt einem Niveau einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung an.
Bei einem Modus dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Innere des Gehäuses in eine Mehrzahl von Abschnitten in der Flussrichtung unterteilt, und Wärmespeicherungsmittel mit verschiedenen Phasenumwandlungstemperaturen werden in den entsprechenden Abschnitten verwendet. Das Innere des Gehäuses kann auch in nicht weniger als drei Abschnitte unterteilt werden, so dass Wärmespeicherungsmittel mit verschiedenen Phasenumwandlungstemperaturen in diesen verwendet werden. Die Abschnitte können einen Abschnitt umfassen, in dem nur ein gasadsorbierendes Material aufgenommen ist, das nicht mit einem Wärmespeicherungsmittel gemischt ist.
Es ist auch möglich, das Innere des Gehäuses in eine Mehrzahl von Abschnitten zu unterteilen, so dass die Mischungsverhältnisse eine Mehrzahl von Arten von Wärmespeicherungsmitteln mit verschiedenen Phasenumwandlungstemperaturen in den jeweiligen Abschnitten verschieden sind.
Das Innere des Gehäuses kann physikalisch durch gasdurchlässige Trennwände unterteilt sein, oder es kann in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilt sein, ohne dass physikalische Trennwände vorgesehen werden.
Bei einem Modus dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Innere des Gehäuses nicht klar unterteilt, und die Mischungsverhältnisse eine Mehrzahl von verschiedenen Phasenumwandlungstemperaturen variiert kontinuierlich in Übereinstimmung mit den Positionen in der Flussrichtung.
Es ist wünschenswert, dass die Phasenumwandlungstemperatur des Wärmespeicherungsmittels wahlweise unter Berücksichtigung der atmosphärischen Temperatur, die unter Betriebsbedingungen des Behälters angenommen wird, wahlweise festgelegt wird.
Diese Ausführungsform ist bevorzugt derart angeordnet, dass ein Wärmespeicherungsmittel, dessen Phasenumwandlungstemperatur höher als die atmosphärische Temperatur unter Betriebsbedingungen des Behälters ist, stärker in dem Bereich auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses vertreten ist, und das ein Wärmespeicherungsmittel, dessen Phasenumwandlungstemperatur geringer als die genannte atmosphärische Temperatur ist, starker in dem Bereich auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches vertreten ist.
Wenn somit die Temperatur des Behälters, die in der Nähe der atmosphärischen Temperatur lag, aufgrund der Adsorption von Dampf ansteigt und die Phasenumwandlungstemperatur des Wärmespeicherungsmittels überschreitet, wird die Adsorption von latenter Wärme entsprechend der Phasenumwandlung ausgeführt, so dass ein Temperaturanstieg des Bereiches auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses, der dazu neigt, eine hohe Temperatur aufzuweisen, verlässlich niedrig gehalten wird. Wenn umgekehrt die Temperatur des Behälters, die in der Nähe der atmosphärischen Temperatur lag, aufgrund der Desorption eines Gases einem Temperaturabfall ausgesetzt wird, so dass die Temperatur geringer als die genannte Phasenumwandlungstemperatur des Wärmespeicherungsmittels wird, wird latente Wärme entsprechend der Phasenumwandlung abgegeben, so dass ein Temperaturabfall des Bereiches auf der Seite des Zulauf/Albauf-Bereiches, die dazu neigt, eine geringe Temperatur aufzuweisen, relativ niedrig gehalten wird.
Es sollte klar sein, dass das Wärmespeicherungsmittel und das gasadsorbierende Material, die bei dieser Ausführungsform verwendet werden, die gleichen sind, die bei der ersten Ausführungsform verwendet wurden.
Anhand der obigen Ausführungen sollte klar sein, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform während einer Gasadsorption und Gasdesorption des gasadsorbierenden Materials eine Unterdrückung des Temperaturanstiegs aufgrund der Adsorption von latenter Wärme und einer Unterdrückung des Temperaturabfalls aufgrund der Freisetzung von latenter Wärme derart erzielt werden kann, dass eine gleichmäßigere Temperaturverteilung innerhalb des Gasspeicherbehälters erzielt werden kann, wodurch eine Gasadsorptionsmenge des Gasspeicherbehälters effektiv verbessert wird.
BEISPIELE
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele verglichen mit Vergleichsbeispielen deutlicher; diese Beispiele dienen jedoch lediglich zur Darstellung der Erfindung und sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise einschränken.
BEISPIEL 2-1
Eine 37%ige wässrige Formaldehydlösung in einer Menge von 6,5 g und Wasser in einer Menge von 10 g wurden 5 g gepulverten Melamin hinzugefügt, um eine Mischung zu erzeugen. Der pH der Mischung wurde auf 8 eingestellt, woraufhin die Mischung auf etwa 70°C erwärmt wurde, so dass ein Melamin-Formaldehyd-Anfangsphasen-Kondensationsprodukt erzielt wurde.
Eine Mischungslösung wurde präpariert, indem 80 g n-Icosan, das als ein Phasenumwandlungsmaterial dient, in 100 g einer wässrigen Natriumsalzlösung eines Stylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymers gelöst wurde, wobei der pH der Lösung auf 4,5 eingestellt wurde. Diese Mischungslösung wurde dem zuvor genannten Melamin-Formaldehyd-Anfangsphasen-Kondensationsprodukt unter energischem Rühren zugefügt, wodurch eine Emulgierung erzeugt wurde, gefolgt von einer pH-Einstellung auf einen pH von 9, um eine Mikroeinkapselung zur Herstellung von in der Lösung dispergierten Mikrokapseln zu erzeugen. Anschließend wurde das Lösungsmittel der Lösung, in dem die Mikrokapseln dispergiert waren, nach einem Trocknen entfernt, so dass gepulverte Körper oder Mikrokapseln (Wärmespeicherungsmittel) erzeugt wurden, bei denen es sich jeweils um n-Icosan handelte, das mit einem Film oder einer äußeren Hülle aus Melamin mikoreingekapselt war. n-Icosan hatte eine Phasenumwandlungstemperatur (bei der eine Phasenumwandlung auftritt) oder einen Schmelzpunkt von 36°C, was höher als die Temperatur der atmosphärischen Luft unter der Annahme war, dass die atmosphärische Lufttemperatur 25°C im Betriebszustand des Gasspeicherbehälters beträgt.
Eine wässrige Carboxymethylcellulose-Lösung wurde als ein Bindemittel dem zuvor erzielten gepulverten Wärmespeicherungsmittels zugefügt, woraufhin diese miteinander vermischt wurden, um eine Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde einem Extrusionsprozess unterzogen, um diese in die säulenartige Form zu bringen, und getrocknet, gefolgt von einem Schneidvorgang, um ein säulenartig geformte Wärmespeicherungsmittel (A) mit einem Durchmesser von etwa 2 mm und einer Länge in einem Bereich von 1 bis 5 mm herzustellen.
Zudem wurde die zuvor beschriebene Prozedur wiederholt, mit der Ausnahme, dass n-Cetan als Phasenumwandlungsmaterial anstelle von n-Icosan verwendet wurde, so dass ein säulenartig geformtes Wärmespeicherungsmittel (B) mit einem Durchmesser von etwa 2 mm und einer Länge im Bereich von 1 bis 5 mm erzeugt wurde. n-Cetan hatte eine Phasenumwandlungstemperatur (bei der eine Phasenumwandlung auftritt) oder einen Schmelzpunkt von 16°C, der geringer als die zuvor genannte atmosphärische Lufttemperatur unter der Voraussetzung war, dass die atmosphärische Lufttemperatur 25°C im Betriebszustand des Gasspeicherbehälters beträgt.
Zudem wurde auf Holz basierende geformte Aktivkohle präpariert, indem gepulverte, auf Holz basierende Aktivkohle mit einem Bindemittel (Bentonid oder Lehm) gemischt und einem Extrusionsprozess unterzogen wurde, der demjenigen für das geformte Wärmespeicherungsmittel ähnelt. Die erzeugte geformte Aktivkohle war säulenartig geformt und hatte einen Durchmesser von etwa 2 mm und eine Länge im Bereich von 1 bis 5 mm.
Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des zuvor genannten geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und 80 Gew.% der zuvor genannten geformten Aktivkohle wurde in einem ersten Abschnitt 11 eines Gehäuses 1 mit einem Volumen von 900 cc, das aus Nylon hergestellt ist, angeordnet, wie es in 16 gezeigt ist, und eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des zuvor genannten geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der zuvor genannten geformten Aktivkohle wurde in den zweiten Abschnitt 12 des Gehäuses 1 angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen.
17 zeigt eine konkretere Konstruktion dieser Behälter. Das Gehäuse 1 ist zylindrisch ausgebildet, und ein Ende des Gehäuses ist mit einer Endwand 2 auf der Seite eines Zulauf/Ablauf-Bereiches verschlossen, und das andere Ende des Behälters ist mit einer Endwand 3 auf der Seite eines zur Atmosphäre offenen Anschlusses verschlossen. An der Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist ein Dampfzulaufanschluss 4, der mit einem Brennstofftank verbunden ist, parallel zu einem Dampfablaufanschluss 5 angeordnet, der mit einem Maschinenansaugdurchgang verbunden ist. Die Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses ist mit einem Anschluss 6 versehen, der zur Atmosphäre offen ist. Die Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist an ihrer Innenseite mit einer porösen Platte 8, die an ihrem Umfang einen Flansch aufweist, und einem blattartigen Filterelement 9 aus einem Vliesgewebe oder dergleichen versehen, die aufeinander laminiert sind, so dass ein Raum 7 verbleibt. Die Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses ist ähnlich an ihrer Innenseite mit einer flachen porösen Platte 21 und einem blattartigen Filterelement 22 versehen, die mit einem dazwischen verbleibenden Freiraum angeordnet sind, der einen Raum 23 bildet. Ein Raum zwischen den beiden blattartigen Filterelementen 9, 22 ist ein Raum 10 zur Aufnahme des in diesem angeordneten gasadsorbierenden Materials. Zwischen der Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses und der porösen Platte 21 ist eine Mehrzahl von Schraubendruckfedern 24 vorgesehen, und das in dem Aufnahmeraum 10 für das gasadsorbierende Material angeordnete gasadsorbierende Material wird auf diese Weise einem geeigneten Niveau einer Druckkraft ausgesetzt. Wie es aus den obigen Ausführungen hervorgeht, ist im Beispiel 2-1 der Raum 10 in den ersten Abschnitt 11 auf der Seite der Dampfzulauf- und Dampfablaufanschlüsse und in den zweiten Bereich 12 an dem zur Atmosphäre offenen Anschluss 6 unterteilt, so dass die ersten und zweiten Abschnitte 11, 12 jeweils mit verschiedenen Arten von geformten Wärmespeicherungsmitteln gefüllt sind. Jedoch existiert bei der in 17 dargestellten Anordnung keine physikalische Trennung zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 11, 12.
BEISPIEL 2-2
Der Behälter wurde, wie es in 18 gezeigt ist, unter Verwendung des geformten Wärmespeicherungsmittels (A), des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und der geformten Aktivkohle ausgebildet, so dass das Mischungsverhältnis des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) kontinuierlich von der Seite eines zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 zu einem Dampfzulaufanschluss 4 und einem Dampfablaufanschluss 5 in einem Gehäuse 1 variierte. Die anderen Bereiche des Behälters entsprechen den korrespondierenden Bereichen des Beispiels 2-1.
Der Behälter wurde nämlich derart ausgebildet, dass in jedem seiner Abschnitte der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) oder (B) 20 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 80 Gew.% betrug, und dass in dem Endabschnitt auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 der Anteil des Wärmespeicherungsmittels (A) 20 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 80 Gew.% betrug. In dem Endbereich auf der Seite des Dampfzulaufanschlusses 4 und des Dampfablaufanschlusses 5 wurde der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) auf 20 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle auf 80 Gew.% eingestellt. Somit betrug in dem mittleren Längsbereich des Gehäuses der Anteil des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) 10 Gew.%, derjenige des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) 10 Gew.% und derjenige der geformten Aktivkohle 80 Gew.%.
Eine sich derart kontinuierlich ändernde Verteilung kann einfach erzielt werden, indem das geformte Wärmespeicherungsmittel (A), das geformte Wärmespeicherungsmittel (B) und die geformte Aktivkohle in dem Gehäuse 1 angeordnet werden, während diese drei Komponenten miteinander gemischt werden, und in dem die Zuführraten des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) während der Anordnungsoperation verändert werden.
VERGLEICHSBEISPIEL 2-1
Das gleiche Nylongehäuse 1, das in den Beispielen 2-1 und 2-2 verwendet wurde, wurde ausschließlich die gleiche säulenartig geformte Aktivkohle, die in den Beispielen 2-1 und 2-2 verwendet wurde, angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen.
VERGLEICHSBEISPIEL 2-2
Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des gleichen geformten Wärmespeicherungsmittels (A), das in den Beispielen 2-1 und 2-2 verwendet wurde, und 80 Gew.% der gleichen geformten Aktivkohle, die in diesen Beispielen verwendet wurde, wurde in dem gleichen Nylongehäuse 1, das in den Beispielen 2-1 und 2-2 verwendet wurde, insgesamt angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen.
Die Gasadsorptionsmenge oder Quantität des Behälters wurde für die zuvor genannten Beispiele und Vergleichsbeispiele gemessen, um die in 19 dargestellten Ergebnisse zu erzielen.
Selbst in dem Vergleichsbeispiel 2-2, in dem eine einzelne Art des geformten Wärmespeicherungsmittels, das ein Phasenumwandlungsmaterial verwendet, gemischt wurde, wurde die Quantität der Adsorption eines Gases im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 2-1 verbessert, indem ausschließlich geformte Aktivkohle als ein Gasadsorptionsmaterial verwendet wurde. In den Beispielen 2-1 und 2-2, in denen zwei Arten der geformten Wärmespeicherungsmittel mit einer optimalen Verteilung miteinander vermischt wurden, wurde die Quantität der Adsorption eines Gases weiter verbessert.
Vorliegend sollte klar sein, dass das Verfahren zum Messen der Quantität des adsorbierten Gases das gleiche ist, das in der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Versuchsschaltung 51 in 9 und der Versuchsschaltung 61 in 10 benutzt wurde.
20 zeigt die Ergebnisse der Messung der Temperaturverteilung in jedem Abschnitt des Behälters, insbesondere die Temperaturverteilung zum Adsorptionsendzeitpunkt und die Temperaturverteilung zum Desorptionsendzeitpunkt. Die Temperatur des Behälters nimmt grundsätzlich zu, wie es im Vergleichsbeispiel 2-1, in dem ausschließlich geformte Aktivkohle verwendet wird, zu erkennen ist, und zwar auf ein Niveau, das größer als dasjenige der atmosphärischen Temperatur (25°C) zum Gasadsorptionszeitpunkt ist, und wird in dem Abschnitt höher, der näher an der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 angeordnet ist. Das Phasenumwandlungsmaterial für das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) mit einem Schmelzpunkt von 36°C ist in einer festen Phase bei atmosphärischer Temperatur, und, wenn die Temperatur auf ein Niveau ansteigt, das nicht geringer als der Schmelzpunkt ist, adsorbiert das Phasenumwandlungsmaterial latente Wärme und wird in eine flüssige Phase überführt. Daher wird im Beispiel 2-2 und im Vergleichsbeispiel 2-2, in denen das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) enthalten ist, die Temperatur dank des Adsorptionseffektes der latenten Wärme auf einem geringeren Niveau als beim Vergleichsbeispiel 2-1 niedrig gehalten. Insbesondere in dem Abschnitt des Beispiels 2-2, der auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses 6 angeordnet ist, wo ein Temperaturanstieg am auffälligsten ist, ist ein Anteil von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) wie im Vergleichsbeispiel 2-2 vorhanden, weshalb der Temperaturunterdrückungseffekt wie beim Vergleichsbeispiel 2-2 erzielt wird.
Zum Desorptionszeitpunkt sinkt die Temperatur grundsätzlich auf ein Niveau ab, das geringer als die atmosphärische Temperatur (25°C) ist, ebenso wie im Vergleichsbeispiel 1, und die Temperatur wird in dem Abschnitt geringer, der an der Seite des Dampfzulaufanschlusses 4 und des Dampfablaufanschlusses 5 angeordnet ist. Das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) mit einem Schmelzpunkt von 36°C ist bereits in einer festen Phase bei der atmosphärischen Temperatur (25°C). Selbst wenn daher die Temperatur aufgrund einer Desorptionsoperation auf ein Niveau sinkt, das geringer als die atmosphärische Temperatur ist, tritt entsprechend keine Phasenumwandlung auf. Folglich wird in Vergleichsbeispiel 2-2, bei dem das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) enthalten ist, kein Abgabeeffekt latenter Wärme erzielt, die Temperaturverteilung entspricht derjenigen des Vergleichsbeispiels 2-1. Hingegen befindet sich das Phasenumwandlungsmaterial für das geformte Wärmespeicherungsmittel (B) mit einem Schmelzpunkt von 16°C bei atmosphärischer Temperatur in einer flüssigen Phase. Wenn die Temperatur auf ein Niveau sinkt, das nicht höher als der Schmelzpunkt ist, wird die latente Wärme abgegeben, um die Phase in eine feste Phase zu überführen. Daher wird in Beispiel 2-2, das dieses geformte Wärmespeicherungsmittel (B) enthält, die Temperatur höher als diejenigen in den Vergleichsbeispielen 2-1 und 2-2 aufgrund des Abgabeeffektes latenter Wärme gehalten. Insbesondere in dem Abschnitt des Beispiels 2-2, der sich auf der Seite des Dampfzulaufanschlusses 4 und des Dampfablaufanschlusses 5 befindet, wo ein Temperaturabfall am markantesten ist, ist das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) im wesentlichen nicht vorhanden, und ein Anteil von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) ist enthalten. Auf diese Weise kann der Temperaturabfall in diesem Abschnitt effektiv niedrig gehalten werden.
Beispiel 2-2 wurde unter Bezugnahme auf 20 beschrieben. Im Beispiel 2-1 werden grundsätzlich identische Operationen und Effekte erzielt.
21 zeigt ein anderes konkretes Beispiel des zuvor beschriebenen Behälters. Bei diesem strukturellen Beispiel ist eine physikalische Trennwand 26 zwischen zwei Abschnitten 11, 12 vorgesehen, so dass das geformte Wärmespeicherungsmittel in einem Abschnitt nicht mit demjenigen in dem anderen Abschnitt gemischt wird. Die Trennwand 26 ist aus kreisförmigen Filterelementen aus Vliesgewebe oder dergleichen mit einer Gasdurchlässigkeit ausgebildet und zwischen den beiden Abschnitten vorgesehen. Die Trennwand 26 ist räumlich nicht an dem Gehäuse 1 befestigt.
Die vorliegende Erfindung kann auch in der gleichen Art und Weise, wie es in 22 gezeigt ist, auf einen Gasspeicherbehälter mit einem U-förmigen Flussdurchgang angewendet werden. Bei diesem strukturellen Beispiel ist nämlich das Gehäuse 1 insgesamt zu einem rechteckigen Festkörper geformt, der durch eine Zwischentrennwand 31 in ein erstes Gehäuseelement 32 in einem oberen Bereich der Zeichnung und in ein zweites Gehäuseelement 33 in einem unteren Teil derselben unterteilt. Die ersten und zweiten Gehäuseelemente 32, 33 sind beide zu rechteckigen Festkörpern geformt, und ein Ende des ersten Gehäuseelementes 32 ist mit einer Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches verschlossen, und ein Ende des zweiten Gehäuseelementes 33 ist mit einer Endwand 3 auf der Seite eines zur Atmosphäre offenen Anschlusses verschlossen. Die Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist mit einem Dampfzulaufanschluss 4, der mit einem Brennstofftank verbunden ist, und mit einem Dampfablaufanschluss 5, der mit einem Maschinenansaugdurchgang verbunden ist, versehen, so dass die Anschlüsse parallel zueinander ausgebildet sind. In der Endwand 3 an dem zur Atmosphäre offenen Ende ist ein zur Atmosphäre offener Anschluss 6 ausgebildet. Kurz gesagt sind diese drei Anschlüsse an derselben Oberfläche des Gehäuses 1 vorgesehen. Die Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches ist an ihrer Innenseite mit einer porösen Platte 8 und mit einem blattartigen Filterelement 9 versehen, die in einer laminierten Art und Weise mit einem zwischen diesen ausgebildeten Zwischenraum, der einen Raum 7 bildet, angeordnet. Die Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses ist ähnlich an ihrer Innenseite mit einer flachen porösen Platte 21 und einem blattartigen Filterelement 22 versehen, die in einer laminierten Art und Weise mit einem Zwischenraum, der einen Raum 23 bildet, angeordnet.
An dem anderen Ende des Gehäuses 1 ist eine Verbindungsendwand 34 befestigt, und ein Filterelement 35 aus einem Vliesgewebe oder dergleichen ist vorgesehen, um eine offene Anschlussfläche des anderen Endes der ersten und zweiten Gehäuseelemente 32, 33 abzudecken. Dieses Filterelement 35 wird von einer Mehrzahl von Vorsprüngen 34a gehalten, die an der Verbindungsendwand 34 ausgebildet sind. Somit ist ein Raum 36, der einen Verbindungsdurchgang 36 bildet, zwischen der Verbindungsendwand 34 und dem Filterelement 35 ausgebildet, der das erste Gehäuseelement 32 und das zweite Gehäuseelement 33 miteinander verbindet. Entsprechend ist der erste Aufnahmeraum 10a für ein gasadsorbierendes Material ausgebildet, das zwischen den beiden Filterelementen 35, 9 in dem ersten Gehäuseelement 32 gehalten ist, und auch ein zweiter Aufnahmeraum 10b für ein gasadsorbierendes Material wird ausgebildet, das zwischen den beiden Filterelementen 35, 22 in dem zweiten Gehäuseelement 33 gehalten ist. Diese beiden Aufnahmeräume 10a, 10b für gasadsorbierendes Material sind im Wesentlichen in Reihe als Flussdurchgänge miteinander verbunden. Sowohl zwischen der Endwand 3 auf der Seite des zur Atmosphäre offenen Anschlusses und der porösen Platte 21 als auch zwischen der Endwand 2 auf der Seite des Zulauf/Ablauf-Bereiches der porösen Platte 8 ist jeweils eine Mehrzahl von Ringdruckfedern 24 vorgesehen.
Selbst bei einem solchen U-förmigen Behälter unterscheidet sich der Inhalt verglichen mit demjenigen des linearen Behälters, der in den 17 und 21 gezeigt ist, überhaupt nicht. Die Verteilung des Wärmespeicherungsmittels im Beispiel 1-1 oder im Beispiel 1-2 kann auf den U-förmigen Behälter in der gleichen Art und Weise angewendet werden. Insbesondere, wenn das Innere des Gehäuses in zwei Abschnitte 11, 12 unterteilt ist, wie es im Beispiel 1 der Fall ist, ist es möglich, den ersten Aufnahmeraum 10a für ein gasadsorbierendes Material als den ersten Abschnitt 11 und den zweiten Aufnahmeraum 10b für ein gasadsorbierendes Material als den zweiten Abschnitt 12 einzustellen. Die Art und Weise des Unterteilens des Inneren des Gehäuses ist nicht auf die dargelegte Art und Weise begrenzt. Jeder der Aufnahmeräume 10a, 10b für gasadsorbierendes Material kann in zwei Abschnitte 11, 12 in einer mittleren Position der Aufnahmeräume 10a, 10b für gasadsorbierendes Material unterteilt sein. Es ist auch möglich, eine physikalische Trennwand in einer Zwischenposition in der gleichen Art und Weise, wie es in 21 dargestellt ist, vorzusehen.
BEISPIEL 2-3
Im Beispiel 2-3 war das Innere des Gehäuses in drei Abschnitte in der Flussrichtung unterteilt, wie es in 23 dargestellt ist. Kurz gesagt wurden von der Seite eines Dampfzulaufanschlusses 4 und eines Dampfablaufanschlusses 5 der Reihe nach ein erster Abschnitt 11, ein zweiter Abschnitt 12 und ein dritter Abschnitt 13 ausgebildet. Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des gleichen zuvor beschriebenen geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und 80 Gew.% der gleichen zuvor beschriebenen geformten Aktivkohle wurde in dem ersten Abschnitt 11 angeordnet. Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des gleichen zuvor beschriebenen geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der gleichen zuvor beschriebenen geformten Aktivkohle wurde in dem dritten Abschnitt 13 angeordnet. Die gleiche zuvor beschriebene Aktivkohle wurde ausschließlich in dem zweiten Zwischenabschnitt 12 angeordnet, indem weder ein extremer Temperaturanstieg noch ein extremer Temperaturabfall auftrat.
BEISPIEL 2-4
Wie es in 24 gezeigt ist, wurde das Innere eines Gehäuses 1 in drei Abschnitte in der Flussrichtung in der gleichen Art und Weise wie im Beispiel 2-3 unterteilt. Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem ersten Abschnitt 11 angeordnet, und eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem dritten Abschnitt 13 angeordnet.
Ein säulenartig geformtes Wärmespeicherungsmittel (C) wurde unter Verwendung von n-Octadecan als Phasenumwandlungsmaterial durch das gleiche Verfahren erzielt, das in Bezug auf das Beispiel 2-1 beschrieben wurde. Die Phasenumwandlungstemperatur, d.h. der Schmelzpunkt des n-Octadecans beträgt 28°C, liegt also zwischen derjenigen des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und derjenigen des geformten Wärmespeicherungsmittels (B), und nahe an der zuvor genannten atmosphärischen Temperatur (25°C).
Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (C) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem zweiten Zwischenabschnitt 12 angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen.
Es ist natürlich möglich, den U-förmigen Behälter, der in 22 dargestellt ist, wie zuvor in nicht weniger als drei Abschnitte zu unterteilen.
BEISPIEL 2-5
Wie es in 25 gezeigt ist, ist das Innere des Gehäuses 1 in zwei Abschnitte unterteilt. Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem ersten Abschnitt 11 angeordnet, und eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (C) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem zweiten Abschnitt 12 angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen. Kurz gesagt wurde das geformte Wärmespeicherungsmittel (C) anstelle des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) gemäß dem Beispiel 2-1 verwendet. Der Behälter, der das geformte Wärmespeicherungsmittel (C) verwendet, wird geeigneter auf einen Fall angewendet, in dem eine atmosphärische Temperatur, die unter Betriebsbedingungen des Behälters angenommen wird, auf einem noch geringeren Niveau, beispielsweise 15°C, als dasjenige der atmosphärischen Temperatur im Beispiel 2-1 liegt.
BEISPIEL 2-6
Das Beispiel 2-6, das in 26 gezeigt ist, wird auf einen Fall angewendet, in dem die atmosphärische Temperatur, die unter Betriebsbedingungen des Behälters angenommen wird, hingegen höher als der Schmelzpunkt (36°C) des Phasenumwandlungsmaterials für das geformte Wärmespeicherungsmittel (A) ist, beispielsweise 45°C. Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem ersten Abschnitt angeordnet, und 20 Gew.% eines geformten Wärmespeicherungsmittels (B), das in der gleichen Weise unter Verwendung eines geeigneten Phasenumwandlungsmaterials mit einem Schmelzpunkt nahe 55°C hergestellt wurde, und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem zweiten Abschnitt 12 angeordnet, um einen Gasspeicherbehälter zu erzeugen.
BEISPIEL 2-7
Wie es in 27 gezeigt ist, wurde das Innere eines Gehäuses 1 in drei Abschnitte in der Flussrichtung in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 3 unterteilt. Kurz gesagt wurden von der Seite eines Dampfzulaufanschlusses 4 und eines Dampfablaufanschlusses 5 ein erster Abschnitt 11, ein zweiter Abschnitt 12 und ein dritter Abschnitt 13 in der genannten Reihenfolge ausgebildet. Eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (B) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem zweiten Zwischenabschnitt 12 angeordnet, und eine gleichmäßige Mischung von 20 Gew.% des geformten Wärmespeicherungsmittels (A) und 80 Gew.% der geformten Aktivkohle wurde in dem dritten Abschnitt 13 angeordnet. In dem ersten Abschnitt 11, in den zuerst Brennstoffdampf strömt, wurde ausschließlich geformte Aktivkohle angeordnet. Die Aktivkohle in diesem ersten Abschnitt dient als eine Vorbehandlungsschicht, wenn die Verschlechterung der Aktivkohle erkennbar ist, beispielsweise aufgrund der Verwendung eines minderwertigen Brennstoffes.
Obwohl die Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und Beispiele, die zuvor beschrieben wurden, beschränkt. Modifikationen und Variationen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele ergeben sich für den Fachmann aus den obigen Lehren. Der Schutzbereich der Erfindung ist durch die beiliegenden Ansprüche definiert.

Claims

Ein Gasspeicherbehälter, umfassend: ein Gehäuse (1), das erste und zweite Endabschnitte enthält, die bezüglich einer Gasflussrichtung gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der erste Endabschnitt einen Gaszulaufanschluss (4) und einen Gasablaufanschluss (5) aufweist, und der zweite Endabschnitt einen zur Atmosphäre offenen Anschluss (6) hat; ein gasadsorbierendes Material, das innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist; und ein Wärmespeicherungsmittel, das mit dem gasadsorbierenden Material vermischt und innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicherungsmittel ein Phasenumwandlungsmaterial enthält, welches die Aufnahme und Abgabe von latenter Wärme auftretend in Folge einer Temperaturänderung bewirkt, und wobei das Wärmespeicherungsmittel eine Mehrzahl von Wärmespeicherungsmitteln enthält, die sich in der Phasenumwandlungstemperatur voneinander unterscheiden.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen der Wärmespeicherungsmittel entsprechend den Positionen entlang der Gasflussrichtung zwischen den ersten und zweiten Endabschnitten unterschiedlich sind.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Wärmespeicherungsmittels, welches eine höhere Phasenumwandlungstemperatur als das andere Wärmespeicherungsmittel aufweist, größer an einer Seite des zweiten Endabschnitts des Gehäuses (1) als an einer Seite des ersten Endabschnitts des Gehäuses (1) ist.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Gehäuses (1) in eine Mehrzahl von Bereichen (11, 12, 13) unterteilt ist, die in der Gasflussrichtung angeordnet sind, wobei die Wärmespeicherungsmittel mit unterschiedlicher Phasenumwandlungstemperatur entsprechend in der Mehrzahl von Bereichen angeordnet sind.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Gehäuses (1) in nicht weniger als drei Bereiche (11, 12, 13) unterteilt ist, die in der Gasflussrichtung angeordnet sind, wobei die Wärmespeicherungsmittel mit unterschiedlicher Phasenumwandlungstemperatur entsprechend in den nicht weniger als drei Bereichen angeordnet sind.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Bereichen (11, 12, 13) einen Bereich enthält, der nur das Gasadsorptionsmaterial aufweist ohne das Wärmespeicherungsmittel zu enthalten.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich Mischverhältnisse der Wärmespeicherungsmittel mit unterschiedlicher Wärmeumwandlungstemperatur kontinuierlich in der Gasflussrichtung verändern.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Gehäuses (1) in eine Mehrzahl von Bereichen (11, 12, 13) unterteilt ist, die in der Gasflussrichtung angeordnet sind, wobei Mischverhältnisse der Wärmespeicherungsmittel mit unterschiedlicher Wärmeumwandlungstemperatur in der Mehrzahl von Bereichen jeweils unterschiedlich sind.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Wärmespeicherungsmitteln erste und zweite Wärmespeicherungsmittel enthält, und das erste Wärmespeicherungsmittel eine Phasenumwandlungstemperatur aufweist, die höher als die Temperatur der atmosphärischen Luft ist in einem Zustand, in dem der Gasspeicherbehälter verwendet wird, und das zweite Wärmespeicherungsmittel eine Wärmeumwandlungstemperatur aufweist, die niedriger als die atmosphärische Luft ist, und eine Menge des ersten Wärmespeicherungsmittels größer an einer Seite des zweiten Endabschnitts des Gehäuses (1) als an einer Seite des ersten Endabschnitts des Gehäuses (1) ist, und eine Menge des zweiten Wärmespeicherungsmittels größer an der Seite des ersten Endabschnitts des Gehäuses (1) als das an der Seite des zweiten Endabschnitts des Gehäuses (1) ist.
Der Gasspeicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicherungsmittel zu Körnern geformtes Wärmespeicherungsmittel ist und feines, aus Mikrokapseln geformtes Wärmespeicherungsmittel enthält, von denen jede das Phasenumwandlungsmaterial enthält, und ein Bindemittel zum Binden des feinen Wärmespeicherungsmittels, wobei das geformte Wärmespeicherungsmittel mit dem gasadsorbierenden Material zum Anordnen in dem Gehäuse (1) vermischt ist.