JP2001524202A

JP2001524202A - セパレーターを有する吸着冷蔵庫

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Publication number: JP2001524202A
Application number: JP54855698A
Authority: JP
Inventors: エイ．ゾーンズ，デイビッド; ジェイ．バウアー，ジョン
Original assignee: エイ．ゾーンズ，デイビッド; ジェイ．バウアー，ジョン
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2001-11-27
Also published as: IL132804A0; EP0980501A2; KR20010012481A; CN1261950A; WO1998050739A9; WO1998050739A2; WO1998050739A3; AU7477098A; CA2295544A1; BR9808742A

Abstract

(57)【要約】冷却効果を発生させるための吸着剤(10)を使用する伝熱装置(２)。伝熱装置(２)は、吸着剤(10)を含む第一容器(４)、および第一容器(４)に相互連絡している第二容器(６)を包含する。２個の相互連絡した容器(４、６)内には、作用物質が含まれている。この作用物質は、第二容器(６)から第一容器(４)の方へと蒸気として引き出されて、第二容器(６)を冷却する。セパレータ装置(430)は、第二容器(６)から第一容器(４)の方へと通る蒸気の少なくとも一部を分離して、第一容器(４)中の吸着剤(10)が蒸気で飽和される時点を遅らせる。吸着剤(10)は、炭素繊維(613、910)を包含でき、これは、そこに電流を通したとき、この作用物質を脱離する。炭素繊維(613)はまた、コンテナ(600)内にも配置でき、この炭素繊維が脱離したとき、コンテナ(600)中の流体を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】セパレーターを有する吸着冷蔵庫技術分野本発明は一般的に、冷却効果を生じさせるための吸着剤を用いた熱移動装置に関する。発明の背景吸着は以前から、冷却効果を生じさせるために活用されてきた。吸着とは、ある吸着剤の吸着質に対する自然の親和力を利用する過程である。吸着を活用する典型的な冷却サイクルには２つの段階が存在する。一方の段階では、乾燥した、あるいは帯電した吸着剤が液体の吸着質にさらされる。その吸着剤が吸着質に対して持つ親和力によって、吸着質に吸着剤が吸引されると、吸着質が蒸気状態に入る。吸着質の液体状態から蒸気状態への転換は吸熱反応であり、これが周囲を囲む液体の熱を奪い、従って周囲を冷却し、吸着剤を加熱する。第二段階では、追加の熱が吸着剤に供給され、吸着された蒸気が放され、すなわち脱離し、これにより吸着剤を再び帯電させる。脱離した蒸気は凝縮され冷却されて、２段階サイクルが繰り返される。ゼオライト（モレキュラーシーブとも呼ばれる）とは、結晶性金属−アルモシリケート吸着剤に対する一般的な用語であるが、これらは化学組成においては砂のようなものである。40を超える天然のゼオライトおよび100の合成ゼオライトが現在公知である。ゼオライトは100m²/gにも及ぶ大きい内部表面領域を有し、その結晶格子は強い静電場を持つ。ゼオライトは吸着質を、化学吸着によってよりむしろ強い物理的力によって、保持する。このことは、吸着された分子が熱を加えることによって、あるいは他の原料で置換されることによって、脱離するときには、それが結晶に入ったときと同じ化学状態で結晶から離れることを意味する。ゼオライトにおける非常に強い吸着力は、主として結晶格子内にあるカチオンによるものである。これらのカチオンは強く局在化した正電荷の部位として作用し、これは極性分子の負の末端を静電的に引きつける。分子の双極子モーメントが大きいほど、それはより強く引きつけられ、吸着される。極性分子とは一般的に、酸素、硫黄、塩素あるいは窒素原子を有するものであり、非対称である。水が、そのような分子の１つである。カチオン上での局在化した、強い正電荷の影響を受けて、分子は内部に双極子を誘起される。そして分極した分子はカチオンの静電引力によって強く吸着される。分子の不飽和性が高いほど、それはより分極されやすく、そしてより強く吸着される。ゼオライト粉末からの脱離には、ヒステリシスは見られない。吸着と脱離は完全に可逆である。しかし、ゼオライト原料をペレットにすると、飽和蒸気圧付近の圧力においてさらに吸着が起こり得る。これは、ゼオライトの結晶の外側にあるぺレットの空隙内で液体が凝縮するためである。このマクロポート(macro-por t)吸着質への吸着においては、ヒステリシスが起こり得る。典型的な設備においては、吸着剤容器と凝縮容器は相互に連絡している。吸着剤容器はゼオライトのような吸着剤を含み、凝縮容器は、米国特許第4,584,842 号に開示される水とブライン(brine)の混合物のような作用流体を含む。吸着剤が帯電していない状態であると仮定すると、吸着剤容器は加熱されてその内部に含まれる全ての作用流体を蒸発させ、その流体を吸着剤容器から凝縮容器へと移動させ、そこで流体は凝縮する。そして両方の容器を冷却する。吸着剤容器が冷却されると、それは凝縮容器内の作用流体からの蒸気を吸着し始める。作用流体が蒸気状態に入ると、それは周囲から蒸発熱を吸着し、これにより凝縮容器が冷却され、作用流体が凝縮容器内に残る。吸着剤が作用流体蒸気で飽和されると、サイクルが完成する。そして吸着剤容器が再び過熱され、これにより蒸気が凝縮器に戻って凝縮し、先のサイクルを繰り返す。上記の装置の１つの欠点は、作用流体が、典型的には水であるが、ブライン混合物を形成するために塩を加えることを必要とすることである。ブラインがないと、水が完全に凍って膨張し、凝縮容器および関連のハードウェアを破壊する。例えば凝縮容器は、薄い、フィン付熱交換管を有し、凝縮容器の冷却速度を最大にするのが理想的である。このような管は凍った水にさらされると、特に故障する傾向がある。加えて、凝縮容器内に残ったブラインは、作用流体を吸着すると固まる傾向があり、これによりその凝縮容器からの熱移動効率が下がる。存在する吸着冷蔵庫のさらなる欠点は、吸着剤の容量が作用物質の体積とつり合わないことである。吸着剤の容量が低すぎると、液体や固体の状態である作用物質がまだ存在するうちに、吸着剤が飽和してしまう。これは効率的ではない。なぜなら、吸着剤が全ての作用流体を完全に吸着できる大きさにされているときよりもより多くの回数、吸着剤を再び帯電させなければならないからである。吸着剤の容量が高すぎると、吸着剤容器が必要以上に大きくなり、従って加熱効率が悪くなる。従って、作用物質の量と吸着剤の容量とがつり合っており、作用物質が液体状態であれ固体状態であれ、装置に損傷を与えることなく、作用物質を吸着し続けることができる、吸着装置が、当該分野で必要とされている。本発明はこれらの要求を満たし、関連するさらなる進歩を提供する。発明の要旨簡単に言えば、本発明は吸着剤を用いて冷却効果を生じさせる熱移動装置に関する。本発明は、先行技術の改良を提供する。なぜならそれは、作用物質を液相からと同様固相からも吸着し得、それにより、作用物質の凝固点を下げるブラインやその他の添加物の必要を排除するからである。本発明は、先行技術のさらなる改良を提供する。なぜなら、吸着剤の量が実質的に全ての作用物質を吸着するよう釣り合いが取れており、それによりその熱移動装置に含まれる作用物質の冷却効果を最大にするからである。本発明の１つの実施態様では、装置は吸着剤を含む第１容器と、第１容器と導管でつながった第２容器とを有する。この導管がこれらの容器の間に流体の通路を提供し、これらの容器と導管とがともに、密閉された体積を形成し、この体積は圧力を大気圧より低い状態に保つことができる。密閉された体積はある量の作用物質を含み、この作用物質は吸着剤によって実質的に完全に吸着されるように、選択される。作用物質が吸着されると、それが第２容器を冷却する。一旦、作用物質が完全に吸着されると、第１容器が加熱されて、作用物質を脱離させ、第２容器に戻す。本発明のさらなる局面では、第２容器内にある作用物質の一部が固体状態である。固体状態の作用物質は昇華することによって、第１容器内に含まれる吸着剤内に完全に吸着される。本発明のさらなる実施態様では、第２容器が断熱された冷却チャンバ内に収容される。吸着の間、第２容器は、食料品やほかの冷却が必要な物質を保存するのに適した方法で、冷却されたチャンバを冷却する。本発明のまたさらなる実施態様では、第２容器が、凍ると膨張する作用物質とともに用いられるよう適合されている。この第２容器は圧縮性原料を含み、これは作用物質を液体状態から固体状態に変化させる。第２容器内に含まれる圧縮性原料の量、およびそこに含まれる作用物質の量は、作用物質が凍ったときに、作用物質と圧縮された圧縮性原料とが第２容器に加える力が、第２容器の破裂圧力限界より小さくなるように、選択される。本発明のまたさらなる実施態様では、第１容器がスターリングエンジン(Stirl ing englne)の高熱だめを加熱するのに使われ、第２容器がそのエンジンの低熱だめを冷却するのに使われる。第１容器および第２容器はそれによって、これらの熱だめ（その間でスターリングエンジンが作動する）の温度差を増加させ、そのエンジンの効率を増加させる。本発明の他の実施態様では、第１容器と第２容器との間の導管がタービンを有する。このタービンは導管の外側にある力伝達装置と連結されており、吸着によって蒸気が第２導管から第１導管へ通るときに、その蒸気がタービンの回転翼を回転させ、力を生じさせて、この力が力伝達装置に伝達される。本発明のさらなる実施態様では、熱移動装置が、高熱側と低熱側とを持つ熱ボルタ(thermal voltaic)装置を有する。この装置は、高熱側の温度を吸着剤容器によって上昇させ、低熱側の温度を凝縮容器によって低下させて、これによって熱ボルタ装置の電圧出力を増加させるために置かれる。本発明はまた、吸着剤を含む第１容器と、第１容器と導管によって連結している第２容器のと間で、熱と作用物質とを移動させる方法をも提供する。この方法は、作用物質の液体部分を吸着によって蒸発させ、第２容器から第１容器へと移動させることを含み、これによって、第２容器内の液体の作用物質の残りの部分が凍り、その作用物質の凍った部分を昇華によって吸着しつづけ、最終的に作用物質は完全に吸着される。本発明のさらなる実施態様では、分離装置が、第１容器と第２容器との間の導管と、流体連絡している。セパレーターは、吸着の間、第２容器から第１容器へと通る作用物質の一部を除く。セパレーターによって除かれた作用物質の部分は、第２容器に戻され得、これによって、第１容器を加熱する必要なしに次の１サイクルを始められる。従ってセパレーターは、第１容器が加熱されて作用物質を脱離する時点を遅らせる。本発明のまたさらなる実施態様では、第１容器と分離装置とが、水素−酸素燃料電池に連結されている。第１容器内の吸着剤がその燃料電池から水を吸い、これによって電池を冷却して、燃料電池の効率を改善する。分離装置を用いて燃料電池の外へ出る水の一部を除き、第１容器が脱離しなければならない時点を遅らせ得る。本発明のさらなる実施態様において、第１容器は吸着剤と熱的に接触する熱伝導導管を含む。このような１実施態様において、熱伝導導管は脱離の間第１容器内の吸着物質を加熱するために電気加熱要素を含む。熱伝導導管は、脱離後、導管と第１容器の両方を冷却するために、冷気源と連結される。別のこのような実施態様において、電気加熱要素は除去され、および作用物質を脱離し吸着物質を冷却するために熱伝導導管を介して熱気と冷気が交互に通気される。なおこのような別の実施態様において、第１容器は吸着物質と熱的に接触した熱伝導導管を含む。この熱伝導導管は、第１容器から作用物質を脱離させるため熱液体を伝導し、これは熱伝導導管によって提供される熱を補充し、および脱離後、第１容器を冷却するために冷液体を伝導する。本発明のなおさらなる実施態様において、第２容器は実質的に強固な壁を有する第１コンテナならびに第１コンテナ内に配置しおよびフレキシブルな壁を有する第２コンテナを含む。このフレキシブルな壁は、第１コンテナとその周囲との間の熱伝導を増大させるため、第１コンテナと第２コンテナとの間に配置する作用物質を第１コンテナの強固な壁に対して押し込むのに十分膨張し得る。本発明のなおさらなる実施態様において、第２容器は、作用物質を含む内容積を明確にするためにフレキシブルな壁に接続される実質的に強固な壁を含む。フレキシブルな壁は、第２容器が破裂するのを防ぐために、作用物質が冷凍しおよび膨張するとき、置換され得る。本発明のなお別の実施態様において、吸着材料は、電流がそこを通過するとき水を脱離しおよび電流が除去されるとき水を吸着する、カーボンファイバー材料を含み得る。このカーボンファイバー材料は冷却効果を生み出すために使用され得、もしくはバルブ、ポンプ、または他の置換装置を形成するために液体または気体を置換するのに使用され得る。これらおよび本発明の他の局面は以下の詳細な説明および添付した図面を参考にして明確になり得る。図面の簡単な説明図１は、凝縮容器に連結した吸着剤容器を有する本発明の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図２は、熱交換チューブを含み、冷却庫内に配置する凝縮容器の本発明の実施態様の断面図である。図３は、圧縮性材料挿入物およびフィンを含む、図２の熱交換チューブの詳細な側面図である。図４は、図３の4-4線に実質的に沿って得られる、断面図である。図５は、図３の圧縮性材料挿入物の詳細図である。図６は、単一の凝縮容器に連結する２個の吸着剤容器の本発明の実施態様である。図７は、冷却庫の連続的な冷却を提供するために分離した熱交換器に各々連結した２個の吸着剤容器の本発明の実施態様である。図８は、タービンを駆動させるために凝縮容器に接続して使用される２個の吸着剤容器の本発明の代替の実施態様の概略図である。図９は、基本的なスターリング(Stirling)エンジンサイクル内に組み込まれる吸着剤容器および凝縮容器の本発明の代替の実施態様の概略図である。図１０は、単一の凝縮容器に接続され、作用物質を予備凝縮するための蓄熱装置を含む２個の吸着剤容器の本発明の実施態様である。図１１は、ガス火および電気熱源の両方を含む本発明の実施態様である。図１２は、内部熱源、固定され機械加工された吸着材料、および外付けの輪状加熱または冷却装置を含む本発明の実施態様である。図１３は、13-13線に実質的に沿って得られる、図１２の実施態様の断面図である。図１４は、中空内部熱伝導源および外部輪状熱伝導源を含み、両方の熱伝導源が吸着材料の加熱または冷却に適切である、本発明の実施態様である。図１５は、15-15線に実質的に沿って得られる、図１４の実施態様の断面図である。図１６は、吸着剤容器および熱交換器を接続する導管内に配置する分離装置を有する、本発明の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図１７は、分離装置および単一の吸着剤容器に連結する複数の熱交換器を有する、本発明の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図１８は、吸着剤容器の熱伝導導管内に配置する電気ヒーターを有する、本発明の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図１９は、図１８の熱伝導導管の代替の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図２０は、吸着剤容器および水素−酸素燃料電池に連結するセパレーターを有する、本発明の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図２１は、吸着剤容器内に位置する強磁性材料を有する本発明の実施態様の部分的に切り離した側面図である。図２２は、膨張可能な内部コンテナを含む図１６の熱交換チューブの代替の実施態様の断面図である。図２３は、膨張可能なチューブ壁を含む図２１の熱交換チューブの代替の実施態様である。図２４は、図１６の熱交換器の代替の実施態様である。図２５は、本発明の他の実施態様に従う、カーボン材料を有する装置の分解等角図である。図２６は、図２５中に示した、カーボン材料の他の実施態様の等角図である。図２７は、本発明の他の実施熊様に従う、被覆カーボン材料を有する装置の等角図である。図２８は、本発明の他の実施態様に従う、固体熱シンクに付着した強磁性材料の等角図である。図２９は、図２２中に示した、熱交換チューブの代替の実施態様の断面図である。図３０Ａは、本発明の他の実施態様に従う、嚢バルブを有する導管の部分的に分解した側立面図である。図３０Ｂは、本発明のさらに他の実施態様に従う、複数のブラダーを有する導管の部分的に分解した側立面図である。図３０Ｃは、本発明のなお他の実施態様に従う、複数の吸着材料ペレットを有する導管の部分的に分解した側立面図である。図３１は、内部接続した吸着材料部の並びの一部の等角図である。発明の詳細な説明上記したように、本発明は冷却効果を発生させるための熱源を使用するための装置に関連する。この装置は、作用物質を循環的に吸着したりおよび脱離したりして熱伝導を引き起こす吸着材料を含む。本発明は、吸着材料の容量を作用物質の量に適合させることにより吸着サイクルの効率を増大させる。さらに本発明は、容器(作用物質が固化するとき破裂しない)内の作用物質を固定することによって吸着サイクルの効率を増大させ、これによって、作用物質が固化した後、吸着が継続され得る。本発明に従う代表的な装置を例示の目的のため図に示す。図１に示すように、装置２の吸着剤容器４は、吸着剤容器のベース内に位置する開口部９を介して通過するパイプ８を有する凝縮容器６に接続される。この吸着剤容器４は、極性作用物質に対し強い親和性を有する吸着材料１０でパックされている。パイプ８は吸着剤容器４を介して拡張し、吸着材料１０によって囲まれている。パイプ８は、吸着材料１０とパイプとの間を気体が後退したり進行したりすることを可能にする穿孔１２を含む。メッシュクロス１４は、穿孔１２を被覆し、吸着材料１０が穿孔を介してパイプ８に入り込むのを防ぐ。吸着剤容器４は、吸着剤容器の排出のためのおよびメンテナンスを目的として容器に接近するためのプラグ１６を含む。熱源１８は、吸着剤容器４の隣りに位置し、吸着剤容器およびその内容物を加熱するために位置する。熱源１８は、熱を発生させ吸着剤容器４を加熱しそして吸着材料１０に蒸気を放出させる(脱離させる)活性部と、吸着剤容器４およびその内容物が冷却され得る不活性部との間を循環され得る。熱源は電気ヒーター、燃焼ヒーター、光線(the sun)の形であり得、または加熱は、銅チューブ例えば容器４上をマグネットが通過することによって達成され得る。当該分野において公知の他の加熱方法も同様に使用され得る。ある実施態様において、パイプ８は真空バルブ２０およびベロー２２を含む。真空バルブ２０は、図１中の実線で示され、ここで凝縮容器６がパイプ８を介して吸着剤容器４とコミュニケートし得る開位置と、図１中の想像線で示され、ここで凝縮容器が吸着剤容器とのコミュニケーションから封じられる閉位置との間を移動し得る。凝縮容器６は、凝縮容器内に含まれる凝縮した液体作用物質２６および固体作用物質２８の観察を可能にする観察窓２４を含む。他の実施態様において、真空バルブ２０およびベロー２２は市販グレード真空バルブまたは他の適したバルブ装置で置換される。吸着剤容器４は第２開口部30を含み、これは真空バルブ32にパイプ34によって接続されている。真空バルブは真空源33に吸着剤容器４を排気する目的で連結可能である。膨張継手11がパイプ34と吸着剤容器４との間に設けられ、脱離の際のパイプおよび吸着剤容器の熱膨張に備える。吸着剤容器４の中の圧力は、液体作用物質26が気化し、かつ吸着剤10に吸着する温度を低下させるために、減圧されることが望ましい。しかし、吸着剤10および作用物質の性質に応じて、大気圧以上の圧力もまた可能である。真空バルブ32は吸着剤容器４と真空源33との間を連通させ得る開放位置と、吸着剤容器４が真空源からシールされる閉鎖位置との間に位置することが可能である。装置２の運転の前に、真空バルブ32を開放し、吸着剤容器４と真空源33との間の流体連通を提供する。真空バルブ20を開放し、吸着剤容器４と凝縮容器６との間の流体連通を提供する。吸着剤容器４および凝縮容器６の中の圧力は減圧される。次に真空バルブ32を閉鎖すると、装置２の運転の用意が整う。１つの実施態様では、容器４内の圧力は絶対圧４mmHg（すなわち全真空(total vacuum)の４mm Hg上）まで減圧されるが、吸着剤10および装置内に含まれる作用物質の性質、ならびに装置が供される温度に応じて、他の圧力もまた可能である。運転中には、装置２は吸着相と脱離相との間でサイクルを行う。脱離相においては、熱源18が活性化して吸着剤容器４および吸着剤10を加熱し、吸着剤10の中に含まれる作用物質の気化を引き起こす。作用物質蒸気は吸着剤10からメッシュクロス14および穿孔12を通ってパイプ８内に入る、そして次に凝縮容器６内に入り、そこで凝縮して液体作用物質26のプールを形成する。１つの実施態様では、作用物質は水であり、吸着剤容器を250°Ｆまで加熱して、作用物質蒸気を脱離する。吸着剤10の性質、作用物質、および脱離プロセスの間に吸着する作用物質の量に応じて、他の温度もまた可能である。図１に示すように、凝縮容器は好ましくは吸着剤容器４の下に位置し、吸着剤容器から凝縮容器への凝縮物の通過が重力で補助する。一旦、作用蒸気が吸着剤容器４から凝縮容器６内に脱離したら、真空バルブ20 を閉鎖し、そして凝縮容器６および吸着剤容器４の両方を冷却させる。１つの実施態様では、吸着剤容器および凝縮容器の両方が室温（約70°Ｆ）まで冷却される。吸着剤容器４の冷却速度は、冷却源36を付加することにより加速され得る。しかし、冷却源は装置２の運転には必要ではない。冷却源の例としては、ファン、水ジャケットおよび他の熱ダンプが挙げられる。図１に示される冷却源は吸着剤容器４の外側であるが、これはまた、容器の中の吸着剤10をより効率的に冷却するために、吸着剤容器内に延長され得る。吸着剤容器４および凝縮容器６が冷却されたとき、吸着式冷蔵庫２は吸着相を開始する用意が整う。真空バルブ20を開放して、吸着剤容器４と凝縮容器６との間を流体連通させ、即時の急激な冷却効果を与える。吸着剤10は液体作用物質26 を吸着し、その液体から蒸気への相変化を引き起こし、そしてパイプ８、穿孔12 、メッシュクロス14を通して、吸着剤10内へと通過させる。液体作用物質が液体状態から蒸気状態へと移るにつれて、これは周囲の液体作用物質および凝縮容器から蒸発熱を奪い、水および凝縮容器の冷却を引き起こす。凝縮容器６およびその内容物が冷却されるにつれて、液体作用物質は固体作用物質28を形成し始める。吸着相が続くにつれ、液体作用物質は、吸着剤10による吸着のため、または完全に固体28に変わるために、消失する。一旦、液体作用物質26が凝縮容器６から消失したら、吸着は、固体作用物質28 が昇華して直接蒸気となり、これが吸着剤10に吸着されて、続く。液体26および固体28が実質的に完全に吸着されたとき、サイクルは完了する。次に熱源を再度活性化し、水蒸気をパイプ８から凝縮容器６に戻して、冷却サイクルを繰り返す。本明細書において使用される場合、実質的に完全に吸着するとの用語は、液相または固相のいずれであれ、実質的に全ての作用物質が蒸気相に吸着し、そして凝縮容器６から吸着剤容器４へと移動することを意味する。装置２の中の作用物質の量に関連した吸着剤10の容量（すなわち、吸着剤が保持できる作用物質の最大量）は、本発明の重要な特徴である。１つの実施態様では、吸着剤10はUOP Inc．(Des Plaines，Illinois)製のMOLSIV 13X型ゼオライトであり、そして作用物質は水である。この実施態様では、吸着剤10の容量は吸着剤が液体の水26および氷28の両方を完全に吸着するような値に設定される。吸着剤10の容積は、所望の冷却負荷(cooling load)および速度に基づき、22立方インチ（すなわち0.51ポンド）になるように選択される。作用物質は60立方センチメートルの水（すなわち、吸着剤10の質量の28.5％）として選択され、そして凝縮容器６の容積は作用物質の溶液と等しいサイズとされる。吸着剤１から脱離する水の量は吸着剤が250°Fに加熱されたとき、20立方センチメートルである。残りの40立方センチメートルの水は脱離の後に吸着剤の中に残る。この組み合わせでは、凝縮容器６の中の残留水は、真空弁20を開放した後、約11秒で完全に凍結し、そしてサイクルの吸着相が開始する。直接の作用負荷が系に印加されないならば（すなわち、凝縮容器に熱を加える熱源がないならば）、凍結した残留物は約 120〜160分後に吸着剤10に完全に吸着される。上で選択された吸着剤−作用物質の比率および温度は、示された冷却時間を提供するために選択される。作用物質全体のうちのより多くを吸着および脱離する他の比率および温度が可能である。そのような比率は吸着剤10が脱離する頻度を減少させる。上述のように、１つの実施態様において吸着剤10はゼオライトであり、かつ作用物質は水である。他の作用物質、および作用物質に対して親和性を有する他の吸着剤もまた可能である。このような作用物質としては、NH₃、H₂、S、N₂、CO₂ など、ならびにフッ化炭素、塩化炭素の両者、および炭化水素およびその混合物が挙げられる。これらの物質は後述のように吸着剤に対する親和性が異なる。他の吸着剤としては、モレキュラーシーブ、ケイ素ゲル、活性アルミナおよび他の同様の方ソーダ石型構造が挙げられ、それらの粉末、ペレット、粒子、固体形態およびゲルが包含される。吸着剤モレキュラーシーブ結晶の外部表面積は全てのサイズの分子の吸着に利用できるが、他方、内部面積は孔の中に入るに十分小さな分子のみに利用できる。外部面積は総表面積のわずか約１％である。内部に吸着するには大きすぎる物質は通常、外部に0.2重量％から１重量％吸着する。モレキュラーシーブは多様なタイプおよび形態で入手可能である。適切な吸着剤および運転条件を選ぶことにより、モレキュラーシーブを多くの特定の用途に適合することが可能である。モレキュラーシーブは分子をサイズおよび立体配置に基づいて分離するのみならず、極性または不飽和度に基づいて優先的に吸着する。孔に入るのに十分小さい分子の混合物においては、揮発性が低く、より極性またはより不飽和の分子ほど、結晶内により強固に保持される。例えば、本発明の１つの実施態様では、作用流体はCO₂と水との混合物である。CO₂は水よりも気化しやすい。サイクルの吸着相の最初には、CO₂が即時に気化して、即時の冷却効果を提供する。水はもっとゆっくりと、しかし長時間かけて気化し、長期の冷却を提供する。CO₂は即時の冷却効果を提供することに加えて、熱源18から吸着剤10への熱移動速度を増大させ、それにより吸着剤を脱離するために必要とされる時間およびエネルギーを減少させる。窒素のような物質もまた水と組み合わせて用いられ得る。窒素は熱伝導性を与え、脱離の間に吸着剤から熱が移動する効率を向上させる。吸着剤10は窒素を水を吸着するほどには強く吸着しないので、窒素は吸着剤10が水を吸着することを妨げない。図１に示す装置の１つの別の実施態様では、真空バルブ20は除かれる。その結果、吸着剤は作用物質を連続的に吸着し、凝縮容器およびその内容物を急激にではなくむしろ連続的に冷却する。図１に示す実施態様では、吸着剤容器４の直径はパイプ８の直径の2.4倍である。しかし、他のパイプ直径および構成もまた可能である。例えば、パイプ８の吸着剤容器４内に位置する部分は、各々が穿孔12およびメッシュクロス14を有する複数のより小さなパイプに分割され得る。パイプの数が増加すると、吸着剤10 と凝縮容器６との間の蒸気移動速度が増大する。図１に示すように、熱源18は吸着剤容器４の外部に位置するが、他の配置もまた可能である。例えば、熱源18は、より効率的に吸着剤10を加熱できるように吸着剤容器18内に位置し得、する。このような１つの実施態様では、熱源18は耐水性のインカロイ（incalloy）部材を含み得、そして吸着剤10はその部材に直接接着して、効率的な熱移動のための密接な結台を提供する。この実施態様では、インカロイまたは他の適切な材料は、熱負荷の間、溶融することなしに空気に曝露され得る。バインダー材料はポリフェニレンスルフィド（PPS）またはリン酸アルミニウムである。リン酸アルミニウムがバインダーとして有効である。なぜなら、これは活性アルミナおよび／または酸化アルミニウムをゼオライトと組み合わせることにより、構造的強度を与え、そして600°Fより高く加熱され得るからである。PPSは同等の強度は与えないが、活性アルミナまたは酸化アルミニウムを添加する必要はなく、そのため吸着剤の100%がゼオライトであり得る。図12および13に示される１つの実施態様では、吸着剤は機械加工された吸着ディスク50の形態であり、これはインカロイのような材料から形成される固体熱加熱部材52上に積み重ねられる。固体加熱部材52は電圧をケーブル53に印加することにより電気的に加熱され得る。各吸着ディスク52は孔54を有し、これにより脱離した蒸気が吸着ディスク50とパイプ８との間を通過することが可能となる。吸着ディスク50は機械加工されて粗い表面55を提供し得、これが空気が吸着ディスクの間を通過することを可能にし、所望により吸着ディスクを冷却または加熱する。熱移動ジャケット56が環状に吸着ディスク50の外表面を取り巻く。熱移動ジャケットは熱交換源に接続して、吸着剤容器４の温度を変化させる。水などの流体58が熱交換ジャケット56と熱交換源57との間を通って、吸着ディスク50と熱交換源57との間で熱を移動させる。吸着ディスク50は任意の所望の形状に機械加工され得、そして加熱部材52上に積み重ねられ得る。加熱部材52は種々の寸法を有する吸着剤容器４の中に適合するように種々の長さを有する。図12に示すように、熱交換源57および熱移動ジャケット56は熱を、吸着ディスク50に、または吸着ディスク50から移動するように作用し得る。熱交換源57および熱移動ジャケット56が吸着ディスク50を加熱するように作用する場合、これらは吸着ディスクが作用物質を脱離する速度を増大させ、吸着剤容器４を脱離するのに必要とされる時間を減少させ、それにより全体のサイクル時間を減少させる。熱交換ジャケット56および熱交換源57が吸着ディスク50を冷却するように作用する場合、これら吸着ディスクを即時にクエンチし、吸着ディスクを次の吸着相の前に冷却するために必要な時間を減少させ、これもまた全体のサイクル時間を減少させる。図14および15に示される他の実施態様では、吸着剤10は粉末またはペレットの形態である。加熱部材300はインカロイのような材料から形成され、吸着剤10を通り、熱交換源57に接続されている。加熱部材300は環状の空洞302を有し、これを通って流体58が通過する。熱交換ジャケット56もまた熱交換源57に連結され、そしてまた流体58を含む。図14および15に示すように、パイプ８は二叉に穿孔部分310および312に分かれている。穿孔領域310および312は穿孔12を含み、蒸気が吸着剤10と穿孔領域との間を通過することを可能とし、そしてメッシュクロス14を含み、吸着剤が穿孔領域に入ることを防止する。２つの穿孔領域310および312が図14および15に示されるが、もっと多数の穿孔領域もまた可能であり、吸着剤10と穿孔領域との間の蒸気の移動速度を最大化する。図12および13に示す実施態様に関して上述のように、熱交換源57、熱移動ジャケット56および環状の熱交換部材300は吸着剤10を加熱または冷却するように作用し得る。熱い流体(例えば水または他の適切な流体) が熱交換源57から熱移動ジャケット56を通り、そして環状空洞302を通り、そして加熱部材がケーブル53により供給される電流で加熱される場合、吸着剤10が脱離する速度は増大し、吸着剤容器４を吸着のために準備するために必要とされる時間が減少する。冷たい流体（例えば水または他の適切な流体）が熱交換源57 から熱移動ジャケット56を通り、そして環状空洞302を通る場合、吸着剤10は即時にクエンチされ、吸着剤容器４が加熱された後に脱離の前に吸着のために準備されるのに必要とされる時間がさらに減少する。図２に示す他の実施態様では、凝縮容器は熱交換器37で置き換えられ、これは絶縁筐体38内に位置する。吸着剤容器４の運転は図１に関して上述した吸着剤容器の運転と実質的に同じである。熱交換器が吸着相の間に冷却されるにつれ、これが筐体38を冷却する。それで筐体38は、食品のような冷蔵を必要とする任意の物品の貯蔵に用いられる。熱交換器37は熱交換器管40を含み、これは図１の凝縮容器６と同じ目的に役立つ。しかし、熱交換器管40は凝縮容器６よりも大きな熱移動表面を提供し、従ってより効率的に筐体38を冷却する。熱交換器管40は下向きの角度に配向しており、熱交換器管は凝縮物で満たされているので、重力の利点が利用される。熱交換器管40は図３により詳細に示される。この実施態様では、作用物質は、水のような固化したときに膨張する材料である。図３に示すように、熱交換器管 40は発泡体または他の圧縮性材料42を含み、これが作用物質26が凍結したときの膨張を収容する。凍結した水は熱交換器管40の壁に圧力を与えて、フープ(hoop) 応力を生みだし、そして圧縮性材料42に圧力を与える。圧縮性材料42は熱交換管の壁よりも圧縮性であるので、これは変形して、作用物質が完全に凍結するにつれて圧力が熱交換器管40のフープ強度を越えるのを妨げる。作用物質が完全に凍結したら、作用物質は連続して昇華し、そして先に述べたように吸着剤10で吸着される。本明細書において、フープ強度とは、熱交換器管40、または圧縮性材料 42がその中に配置される他の容器の壁が、それを越えると破裂する応力のことをいう。１つの実施態様では、圧縮性材料42は、吸着の際に熱交換器管を通る作用物質蒸気の流動を可能とするのに適した熱交換器管内の流動領域を残すように、熱交換器管40中でサイズおよび位置が決められることが望ましい。同時に、凍結した作用物質が圧縮性材料42を完全圧縮せず、それで熱交換器管40を破裂させないような、十分な圧縮性材料42を提供することが望ましい。従って、１つの実施態様では、作用物質の容積と圧縮性材料42の容積との比率は、作用物質が凍結および膨張して圧縮性材料42を圧縮するときに、凍結した作用物質、残っている液体作用物質、および圧縮性材料42により及ぼされる合計の圧力が、熱交換器管40のフープ強度未満であるように選択される。１つの実施態様では、圧縮性材料が水を吸収しないように圧縮性材料は耐水性のセルを含む。他の実施態様では、圧縮性材料42に隣接する部分は、その部分と吸着剤10（図１）との間の流動距離に応じて、異なる形状および圧縮性を有し得る。例えば、圧縮性材料42の吸着剤10から離れた部分は、圧縮性材料が完全に膨張したときに熱交換器管40の断面積全体を充填するように形作られ得、他方、圧縮性材料42の吸着剤10に近い部分は、断面積全体未満を満たすように形作られ得る。それで、圧縮性材料42は作用物質が熱交換器管40内に吸着剤10から脱離したとき作用物質の圧力下で圧縮し得、そして作用物質が吸着したときに膨張し得る。圧縮性材料 42と吸着剤10に近接した熱交換器管40の壁との間に空間を残すことにより、熱交換器管40全体を通る流体経路は圧縮性材料が膨張しても維持され得、より多くの作用物質が吸着される。図３に示す実施態様では、熱交換器管は開口部46を有する単一の断面を含み、これは吸着剤容器４に連通する。他の実施態様もまた可能である。例えば、熱交換器管40はいくつかの長さに分割され得、各々が吸着剤容器に連通する開口部46 を有する。このような配置は熱交換器管中の流体の吸着剤容器４への曝露を増加する。さらなる実施態様では、熱交換器管40にフィン48が装着され得、これは筐体38から熱交換器管への熱移動速度を増大し、それにより筐体が冷却される速度を増大する。本発明の１つの実施態様では、圧縮性材料42は図４に示すような三角形の断面形状を有する。この形状は作用物質26が圧縮性材料42の周囲を通過することを可能とする。この形状はまた、熱交換器管40の中に含まれる作用物質40を最大の熱移動効率のために管の壁に向かって押しやる。最大の熱移動のために作用物質を壁に位置させるのに役立つ他の形状もまた、可能である。図５に示すように、ノッチ44が作用物質26を圧縮性材料42の一方の側から他方の側に通過させ、それにより液体および蒸気が管40を通過する速度を増大させる。この実施態様では、ノッチ44は図５に示すようにらせんパターンで配置され、圧縮性材料42の構造を損なうことなく、液体および蒸気がより容易に圧縮性材料42の一方の側から他の側に通過することを可能とする。ノッチのらせん状の配置はまた、圧縮性材料42が圧縮されるときに生じる熱交換器管40上のフープ応力を最小化するのに役立つ。圧縮性材料42は図３で熱交換器管40の中の位置で図示されるが、圧縮性材料42 は、その中の液体が凍結および膨張するときに破裂するおそれのある任意の容器中に配置され得る。例えば、圧縮性材料42を屋外の水の蛇口中に配置して、周囲温度が凍結点を下回ったときに蛇口が破壊するのを防ぎ得る。これらの実施態様では、圧縮性材料42はそれが中に配置される容器の形状に適合する任意の形状であり得、図３および４に示されるような三角形または細長い形状である必要はない。圧縮性材料は容器内に、容器の第１の壁に隣接し、かつ容器の第２の壁から空間をあけるように配置され得る。このようにして、圧縮性材料は容器の第１の壁を絶縁するように作用し、かつ、作用物質と第２の表面との間の熱の移動を最大にするために作用物質を容器の第２の壁に隣接して配置するように作用する。圧縮性材料ペレットは、容器形状が圧縮性材料の単一のピースを容易に収容しないような容器中で用いられ得る。熱交換器管40は典型的には薄い壁で囲まれた、堅い、熱伝導性の材料で作製されるが、圧縮性材料42はまた可撓性の壁を有する容器中にも設置され得る。この実施態様では、容器壁および圧縮性材料42の両方が、その中に含まれる液体が凍結したときに可撓性である。圧縮性材料42の他のそのような適用は当業者に公知である。図６に示される本発明の他の実施態様では、２つの吸着剤容器４が凝縮容器６に接続している。各吸着剤容器４は先に論じたのと実質的に同様の様式で運転されるが、２つの吸着剤容器は異なる位相で運転され、１つの吸着剤容器が作用物質を凝縮容器から吸着するときに、他方の吸着剤容器は熱源18で加熱され、蒸気および凝縮物を凝縮容器６中に脱離するようにされる。加熱された容器が蒸気を脱離する間、その容器に直接接続する真空バルブ20は閉鎖され、凝縮物が隣接する吸着剤容器によって即時に吸着されることを防ぐ。バルブ21は開放され、他の吸着剤容器４によって同時に行われる吸着を妨害することなく、凝縮物がアキュムレータ23中で凝縮することを可能とする。脱離容器からの脱離が完了したとき、脱離容器に関連するバルブ20が開放され、作用物質をアキュムレータ23から凝縮容器６の中に流入させる。１つの実施態様では、熱源18および吸着剤容器４は、一方の吸着剤容器が完全に脱離され冷却されて吸着の用意ができたとき、他方の吸着剤容器が飽和して脱離の用意できるようなサイズである。容器の役割は次に逆転する。先の脱離容器が凝縮容器６から吸着し、かつ先の吸着剤容器がアキュムレータ23の中に脱離する。２つの吸着剤容器が図６に示されるが、より多くの吸着剤容器を利用する他の構成もまた可能である。このような実施態様は、一方の容器の脱離時間を他方の吸着時間に正確に合わせる必要がないので、有利である。図７は、複数の吸着系を一緒に用いる連続的サイクルを示す。各吸着剤容器４は熱交換器管40を含む別々の熱交換器37に連結されている。図６に示す実施態様の場合と同様に、吸着剤容器４は異なる位相で運転され、１つの吸着剤容器４が作用物質をそれに接続する熱交換器37から吸着するとき、他方の吸着剤容器が作用物質をその熱交換器に脱離するようにされる。このようにして、絶縁筐体38は実質的に一定の温度に維持され得る。筐体38は上部の冷凍庫部分と下部の冷蔵庫部分とを有する。上部冷凍庫部分は比較的高密度の熱交換器管を筐体の単位容積当たりに含み、食品の冷凍に典型的に必要とされる低温を達成する。下部冷蔵庫部分は冷凍庫部分よりも低密度の熱交換器管を筐体の単位容積当たり含み、食品を32°Ｆより高い典型的な冷蔵温度に維持するのに適する。２つより多くの吸着剤容器および熱交換器を使用する他の実施態様もまた可能である。このような実施態様は、一方の容器の脱離時間を他方の吸着時間に正確に合わせる必要がないので、有利である。図８は本発明の１つの実施態様を示し、ここで２つの吸着剤容器60および62が凝縮容器66と接続している。吸着剤容器60および62と凝縮容器66との間の吸着蒸気の流れは凝縮容器の入口70に位置するタービン68を駆動して、動力移動装置72 に動力を供給する。バルブ74および76は所望により開放または閉鎖されて、吸着剤容器60および62の一方または他方と凝縮容器66との連通を可能とし得る。バイパスバルブ75、76、77および78は、凝縮物がアキュムレータ79および71を通って凝縮容器66に戻ることを可能とする。運転中には、吸着剤容器60は完全に飽和状態であり、そして吸着剤容器62は完全に脱離かつチャージされた状態であり、バルブ76が開放され、バルブ74が閉鎖され、バルブ75が閉鎖され、そしてバルブ77および78が閉鎖される。典型的な装置では、脱離の際の作用物質の流速はタービン68で動力を発生させるには低すぎる。従って、第１の吸着剤容器60が加熱されるとき、この容器を離れる蒸気は、バイパスパイプ64を通過してタービン68を回り、そしてアキュムレータ79へと入る経路を取る。第２の吸着剤容器62は凝縮容器66からの蒸気を吸着し、蒸気にタービン68を通過させる。蒸気がタービン68を通過するにつれ、蒸気はタービンを回転させる。タービンの回転運動は動力移動装置72によって、きつくシールされたシャフトまたは過電流カップリング(eddy current coupling)のような当該分野で公知の手段を用いて移動される。第２の吸着剤容器62が蒸気で飽和し、かつ第１の吸着剤容器60が完全にチャージされたら、容器の役割は逆転する。バルブ 75、76および77は閉鎖され、そしてバルブ74および78が開放される。第１の吸着剤容器60は凝縮容器66からの蒸気を吸着し、タービン68を駆動し、その間、第２の吸着剤容器62は蒸気をバイパスパイプ65を通ってアキュムレータ71の中に脱離する。本発明で開示される吸着式冷蔵庫の他の適用もまた可能である。例えば、この装置はスターリングエンジンの冷側の温度を低下させるために使用され得、それによりエンジンの効率を向上させる。図９は、米国特許第5,456,076号（これは本明細書中に全体が参考として援用される）に開示されるような基本的な復熱式スターリングエンジンサイクルを示す。基本的なスターリングエンジンサイクルは少なくとも：熱領域82に熱エネルギーを供給する熱源81と、冷領域83から熱を除去するヒートシンク84と、熱シリンダ領域86と冷シリンダ領域87との間で熱エネルギーを輸送する熱伝導性の気体状作用流体85と、熱チャンバ90および冷チャンバ91(この熱および冷チャンバは熱的に絶縁された復熱式熱交換器92により接続する)とを有するディスプレーサシリンダ89の中で往復運動するディスプレーサピストン88と、動力シリンダ94の中で往復運動する動カピストン93と、動力ピストンの運動を回転クランクシャフトのような有用な動力に転換する手段と、ディスプレーサの運動のタイミングを動力ピストンに関して制御する手段とを含む。動力ピストン93およびディスプレーサピストン88は浮動スターリングリニアジェネレータ(linear generator)の場合のように自由に浮動し得、あるいは機械的に連結し得る。この実施態様において、熱源81は吸着剤容器を含み、そしてヒートシンク84は前述のタイプの凝縮容器を含む。吸着剤容器および凝縮容器は熱源81 およびヒートシンク83を各々加熱および冷却し、エンジン効率を増大させる。加えて、復熱式熱交換器92は前述のタイプの吸着剤容器／凝縮容器の組み合わせで置換され得る。熱源81は太陽エネルギーを包含し得、そのため日中は熱源が吸着剤を加熱し、吸着剤容器をチャージする。夜間は吸着剤容器は作用物質を凝縮容器から吸着し、吸着剤容器を加熱し、かつ凝縮容器を冷却する。このようにして、吸着剤容器および凝縮容器を組み入れることは、夜間でさえ、太陽エネルギーを貯蔵すること、およびスターリングエンジンの運動を維持することに役立つ。さらなる実施態様では、炭素繊維または炭素発泡材が熱領域82に付加され得る。図25〜27を参照してより詳細に後述されるように、炭素物質は高度に熱伝導性であり得、熱を作用流体85に移動する。炭素物質はまた高度に多孔性であり得、作用流体85との熱的接触を増大させ、そして電流をそこに印加することにより( 炭素繊維の場合)、または対流性または伝導性の熱移動により(炭素繊維または炭素発泡体のいずれかの場合)、加熱され得る。炭素物質はまた、作用流体85が熱領域82からヒートシンク84に通過するときに作用流体85から熱を抽出することにより、蓄熱器(regenerator)として作用し得る。この実施態様の別の局面では、炭素物質は作用流体85が一方向に通過するときに作用流体から水分を吸着し得、そして作用流体が反対方向に通過するときに作用流体へと水分を脱離し得、さらにスターリングエンジンの効率を向上させる。スターリングエンジンは、米国航空宇宙局に帰属する係属中の米国特許出願08/840,111号（本明細書中に参考として援用される）に開示されるような強誘電性ウェファを利用するタイプを包含する任意のタイプのものであり得る。ヒートシンク84は炭素発泡体材料を含み得、これはその高度の多孔性および熱伝導性のために、作用流体85からの熱抽出を増大させる。本発明の他の実施態様では、吸着式冷蔵庫は熱的ボルタ電池の効率を向上するために用いられ得る。吸着式冷蔵庫はボルタ電池の冷側の温度を低下させ、従って電圧出力を増大させるために用いられる。さらなる実施態様もまた可能である。例えば、熱移動装置を用いて、魚の処理に用いられる平板を冷却し得、またはコンピュータチップ、変電所または自動車を冷却し得る。各実施態様において、容易に利用可能な比較的低級の熱を用いて、所望の冷却効果を生じ得る。図10は、第１および第２の吸着剤容器４および104が単一の凝縮容器６と共に運転されてコンピュータチップ180を冷却する本発明の実施態様を示す。第１の吸着剤容器４がアキュムレータ23へと脱離し、バルブ21が開放され、かつバイパスバルブ27および真空バルブ20が閉鎖されている間、第２の吸着剤容器104は凝縮容器６から吸着し、真空バルブ120およびバルブ21は閉鎖され、かつバイパスバルブ127は開放されている。第２の吸着剤容器104が完全に吸着し、かつ第１の吸着剤容器４が完全に脱離されたとき、バルブの位置を逆転し、そして吸着剤容器４は吸着を始め、そのとき吸着剤容器104はアキュムレータ123中へと脱離する。このようにして、コンピュータチップ180は連続的に冷却される。図10に図示される１つの実施態様では、コンピュータチップ180は凝縮容器６とバイパスバルブ27および127との間の導管上に配置される。他の実施態様では、コンピュータチップ180は導管内または凝縮容器６内に配置され得る。この実施態様のさらなる局面では、複数のコンピュータチップ180が導管または凝縮容器６内の基板上に配置され得る。各コンピュータチップ180は炭素繊維材料あるいは他の伝導性物質の区画(section)に取り付けられ得、そして必要であれば選択的に加熱されて、コンピュータチップをほぼ同じ温度に維持し、かくして基板が差異的な熱膨張の結果として破壊されることを防ぐ。炭素繊維材料は後で図25 〜31を参照してさらに詳細に説明する。この実施態様のさらなる局面では、コンピュータチップ180に、吸着の間に凝縮容器６を離れる間の作用物質を吹き付けて、直接冷却効果を提供し得る。図11は、本発明の別の実施態様を示し、ここで吸着剤容器は、ガスポート202 を通して排気するガスバーナー装置201または電気ヒータ部材203で加熱され得、あるいは入口ポート212を通って流入し出口ポート214を通って流出する熱い気体または液体によって加熱され得る。吸着剤容器４の中に入っている吸着剤10の加熱方法は、脱離の時点での熱源の利用の可能性に基づいて選択され得る。入口ポート212および出口ポート214は自動車のラジエータのような任意の便利な熱源に接続され得る。冷却熱交換器もまた設けられ、吸着剤容器４が脱離されたら、その温度を低下させる。エントリーポート205が供給され、吸着剤容器４およびその制御装置207の保守を可能にする。真空ポート32は、吸着剤容器を大気圧より低い圧力まで排気するための真空源（図示せず）に接続可能である。図16は、本発明による装置の別の実施態様を示す。図16に示すように、装置40 0の吸着剤容器４は熱交換器37にパイプ８で連結され、これは吸着剤容器の底部に位置する開口部９を通る。吸着剤容器４にはゼオライトのような吸着剤10が充填され、これは極性の作用物質に対して強い親和性を有する。パイプ８は吸着剤容器４の中に延び、そして吸着剤10で囲まれている。図１について上述のように、パイプ８は穿孔12を含み、これは蒸気を吸着剤10とパイプとの間で行き来させる。メッシュクロス14が穿孔12を覆い、吸着剤が穿孔を通ってパイプに入ることを防ぐ。セパレータ430が凝縮容器４と熱交換器37との間でパイプ８に接続され、作用物質が熱交換器から吸着剤容器へと通過するときに作用物質を分離する。熱交換器37は吸着導管440を備え、これは一端で冷蔵エンクロージャー38の外に延びる熱交換器管40に接続し、そして反対の端でセパレータ430の入口ポート４32に結合する。好ましい実施態様において、熱継手441が吸着導管440と熱交換管40の間に配置され、吸着導管の壁と熱交換管の壁との間の熱移動を実質的に防止する。そのような熱移動は、吸着剤容器４が取り除かれた時の熱交換管の望ましくない加熱をもたらし得る。１つの実施態様において、熱継手は１本のシリコン管である。他の実施態様において、断熱性の、ならびに装置400の中で圧力および温度に耐えられ得る任意の材料が使用され得る。バルブ424は吸着導管440に配置され、吸着導管とセパレータ430の間で開閉して液体連絡する。セパレータは出口ポート434を含み、これは吸着剤容器４の中へ延びるパイプ８へ結合する。バルブ420はパイプ８と出口ポート434の間で、開閉して液体連絡するように配置される。セパレータ430は、作用物質が熱交換器37の外部の液体の流れに入り、そして吸着剤容器４の方へ通過するとき、作用物質の少なくとも一部分を抜き出す。液体の流れは、気体および／または液体を含み得る。１つの実施態様において、セパレータ430は遠心分離装置であるが（例えば、Reading Technologies,Inc(Read ータ装置も使用され得る。好ましい実施態様では、セパレータ430は実質的に円形の断面形状を有する。邪魔板装置444はセパレータ430内で中心に置かれ、そして出口ポート434に結合する。環状の隙間442は、邪魔板装置444とセパレータの内壁446との間に配置される。液体の流れ（作用物質の蒸気を含む）は、入口ポート432へ接線方向に入り、そして隙間442を通って液体回収ポート436の方へと弓状経路の中を下方に渦動する。流れが隙間442を通って渦動するとき、作用物質の蒸気は外方向に遠心力をかけられ、セパレータの内壁446上に液滴の形態で回収される。液滴は、壁446を液体回収ポート436へと流れ落ちる。次いで、流れは、上方の邪魔板444へ戻って、出口ポート434の方へ進む。流れが戻ると、作用物質は流れから再び凝結し、そして液体回収ポート436に集まる。次いで流れは、出口ポート434を通ってパイプ８へと進み、そして吸着剤容器４へ入る。液体回収ポート436は回収導管450へ接続し、これは次に凝縮導管448へ接続する。バルブ452は回収導管450に配置され、それを通じて液体の流れを調節する。冷却源36aは、液体が熱交換器37に戻る前に、導管に回収された液体を冷却するのに使用され得る。別の実施態様において、冷却源36aすなわち分離冷却源は、セパレータ430を、そして特にセパレータの内壁446を冷却するのに使用され得る。セパレータ430を冷却することで、セパレータと作用物質との間の温度差が増大し、作用物質が内壁446上に凝縮する可能性が上がる。このように、この配置は遠心力に加えて、作用物質を流れから分離するための別の手段を提供する。本実施態様のさらなる局面において、吸着導管はまた、作用物質の凝縮、および作用物質の液体の流れからの除去を向上させるために冷却され得る。バルブ422は閉鎖されて、凝縮導管448に含まれる液体が、パイプ８を通って、そして吸着剤容器４の中へ吸着されるのを防止し得る。戻り導管438は、凝縮導管448を熱交換器管40に接続し、回収ポート436で集められた液体を熱交換器37へと戻す。熱継手４41aは熱交換器管40と戻り導管438との間に配置され、管と導管との間の望ましくない熱移動を防止する。戻り導管のバルブ426は、熱交換器37から吸着された液体が、戻り導管438を通って通過し、そして入口ポート432をバイパスするのを防止する。冷却源36aが、図16にファンとして模式的に示されているが、他の装置が凝縮導管448の液体を冷却するために使用され得る。そのような１つの実施態様においては、凝縮導管448はサーマルボルタ電池を加熱するために使用され、凝縮導管がサーマルボルタ電池を加熱する際に、冷却を受ける。別の実施態様では、凝縮導管448は、Stirlingエンジンの熱源を加熱するために使用される（図９）。操作では、図１を参照して先に議論したように、吸着剤容器４は吸着相と脱離相との間で循環する。吸着剤容器４が脱着され、そして使用の準備が整うと、バルブ422および426が閉鎖され、そしてバルブ420および424が開放される。液体の流れ（作用物質の蒸気を含む）は、熱交換器37から吸着導管440を通り、そして入口ポート432を通ってセパレータ430の中へ進む。蒸気はセパレータ430の中の液体の流れから取り除かれ、液体回収ポート436に集まり、そして凝縮導管448に入る。作用物質の一部が無くなった後、液体の流れは出口ポート434を通ってパイプ８の中へ、そして吸着剤容器４の中へと進む。吸着反応が選択された地点まで継続すると、バルブ420および424が閉鎖され、吸着剤物質がセパレータ430および凝縮導管448に含まれる液体を吸着するのを防止する。１つの実施態様において、凝縮導管448に含まれる液体はバルブ426を開放することで、冷却源36aで冷却され、そして戻り導管438を介して熱交換器37へと戻され得る。次いで、液体は吸着、および熱交換器37のさらなる冷却に利用可能となる。上記の循環は、吸着性材料10が飽和するまで繰り返される。この点において、図１を参照して先に議論したように、熱源18は吸着剤容器を加熱し、そしてそこに含まれる蒸気を脱離するために使用される。脱離の間、バルブ422は開放され、脱離された蒸気が凝縮導管448へ入ることを可能にし、ここで蒸気は冷却源36aによって冷却されて液体形態になり、そして次の循環の準備として熱交換器37へ戻される。１つの実施態様において、バルブ420、422、424、および426は手動で操作される。別の実施態様においては、バルブはコンピュータで制御されて、吸着の循環がどれくらい完了したかに基づいて開閉される。本実施態様のさらなる局面では、バルブはマニホールド（例えば、Kip Inc.(Farmington,Connecticut)製のKIP Jr.マニホールド）に配置され得る。バルブは、任意の入力数によって制御され得る。１つの実施態様において、バルブは制御されて、吸着が特定の期間に起こるのを可能にする。別の実施態様において、バルブは制御されて、選択された温度が断熱箱38内で達成されるまで吸着が続くのを可能にする。さらに別の実施態様では、バルブは制御されて、選択された量の水、または他の作用物質が液体回収ポート436、および凝縮導管448に集められるとき、開閉する。他の制御の入力が、他の実施態様で使用され得る。各実施態様において、バルブは制御されて、選択された状態が達成されるまで、蒸気が熱交換器37から吸着されるのを可能にする。この点において、バルブが配置され、さらなる蒸気が吸着性材料10に到達するのを防ぐために、さらなる吸着を防止する。このようにして、吸着剤容器４の吸着材の能力は有効に持続され、吸着性材料10が吸着に使用可能な期間を延長する。図16に示される装置400の利点は、セパレータ430が吸着剤容器４の吸着性材料 10に実際に吸着される作用物質の量を減少させるということである。吸着される代わりとして、熱交換器37から取り除かれた作用物質の一部が、液体回収ポート 436に集められる。このようにして、吸着性材料10の能力が有効に増大する。ある量の作用物質が熱交換器37から取り除かれ、これは中に収容されている熱交換器およびエンクロージャー38を冷却させるが、除去された作用物質の蒸気を吸着性材料10に付着させることはない。それゆえ、吸着性材料は飽和状態にならないで熱交換器37中に留まっている作用物質を除去し続け、それによって脱離の循環の間の時間の長さを増加し得る。図17に例示された、本発明の別の実施態様において、第一熱交換器37aおよび第二熱交換器37bは、１つの吸着剤容器４に結合する。図16を参照して先に議論したように、熱交換器37aおよび37bはそれぞれ実質的に同じ方法で操作されるが、２つの熱交換器は違相で操作され、その結果、作用物質が一方の熱交換器から吸着されているとき、第二熱交換器への戻りの準備において、凝縮した作用物質が冷却される。図１および図16を参照して先に議論したように、操作では、吸着剤容器４は脱離される。バルブ420および424aが開放され、作用物質の蒸気を含む液体の流れが、第一熱交換器37aから吸着導管440aを通り、そしてセパレータ430へ進むのを可能にする。液体作用物質は液体回収ポート436に集められ、そして回収導管450 へ進む。バルブ452は開放されて、液体が凝縮導管448の中へ進むのを可能にし得る。液体の流れに含まれる作用物質の一部が無くなった後、液体の流れは出口ポート434を通りパイプ８の中へ、そして吸着剤容器４の中へと進む。バルブ452、 420、および422は閉鎖されて、凝縮導管448の液体が吸着剤容器４のなかへ吸着されるのを防止し得る。このとき、第一熱交換器37aからの吸着は停止し、そして第二熱交換器37bからの吸着が開始する。バルブ424aが閉鎖され、そしてバルブ424bが開放される。バルブ420が開放されて、第二熱交換器37bからの吸着が可能になる。作用物質は、第二熱交換器37bおよびセパレータ430を出る液体の流れから分離され、そして回収導管450へと進むのを可能にする。同時に、第一熱交換器37aからの凝縮導管44 8に集められた液体は、冷却源36aで冷却され得る。十分な量の作用物質が第二熱交換器37bから吸着されると、バルブ424bが閉鎖される。凝縮導管448に含まれる液体は熱交換器37aへと戻され得、そして熱交換器37bから回収された液体はバルブ452を開放することで、凝縮導管448へ流されることが可能となり得る。次いで、凝縮導管448に含まれる液体は冷却され得るが、作用物質は再び熱交換器37aから脱離される。このようにして、作用物質は、吸着剤容器４が飽和するまで、熱交換器37aおよび37bから交互に取り除かれ、このとき吸着剤容器は、図１を参照して議論したものと実質的に同様の方法で脱離される。２つの熱交換器は図17に示されるが、さらなる熱交換器を利用する他の構成が同様に可能である。さらなる実施態様はまた、複数の吸着剤容器４を含み、これは図６を参照して先で議論したように、他の吸着剤容器が吸着している間に、１つの吸着剤容器が脱離されることを可能にする。さらなる実施態様がまた、複数のセパレータ430を含む。図17に示される実施態様の利点は、エンクロージャー38内からの作用物質の吸着が、複数の熱交換器の間の循環によって連続的、またはほぼ連続的であるということである。このように、エンクロージャー38は所望の温度でより容易に維持される。図18は、本発明の代替の実施態様を例示し、熱伝達装置500が熱伝達導管560を有する吸着剤容器504を備える。吸着剤容器504は、断熱エンクロージャー38内に設置された熱交換器37に連結される。吸着剤容器および熱交換器37は、先に記載されたように、作用物質を内部に包含する封鎖エンクロージャーを形成する。吸着剤容器504は、栓516で封鎖される開口515を通して吸着剤容器に導入されるゼオライトのような吸着性材料10を含む。熱伝達導管560は、吸着性材料10が熱伝達導管560と吸着剤容器504の外壁との間に位置決めされるように、吸着剤容器504を通って延びる。熱伝達導管560は吸着性材料10と緊密な熱接触状態にあって、熱伝達導管と吸着性材料の間で熱が容易に伝達され得るようにする。一実施態様では、熱伝達導管560は電気加熱ユニット562を含む。本実施態様の好ましい局面では、電気加熱ユニット562は、熱伝達導管560を通過し、かつ、断熱性ディスク566によりそこに支持される導電性ニッケル‐クロム合金コイル564 を備える。断熱性ディスク566は導電性コイル564が貫通する開口567を含む。かかる電気加熱ユニット562は、Process Heating Company（Seattle,Washington）から入手できる。電気加熱ユニット562は電源568に接続される。電力は電気加熱ユニット562に付与されて吸着性材料10を加熱し、吸着剤容器504を脱離させる。熱伝達導管は、上部壁582に対するよりも吸着剤容器504の下部壁580により近接して位置決めされるのが、好ましい。このように、熱伝達導管560から上昇する傾向にある熱は、吸着剤容器504内部の大部分の吸着性材料10を加熱する傾向を有する。一実施態様では、熱伝達導管560は、脱離後に熱伝達導管560を冷却するための冷却空気を供給する空気入り口ダクト570に連結される。冷却空気は、冷却源36bを備えた空気入り口ダクト570を通るように強制され、熱伝達導管560 、電気加熱ユニット562、および吸着性材料10を冷却する。冷却源36bはファンまたは他のそのような装置を備え得る。好ましい実施態様では、空気入り口ダクト 570は取り外し可能連結部572aとともに、熱伝達導管560に連結される。このようにして、空気入り口ダクト570は熱伝達導管560から容易に除去されて、メンテナンスおよび／または置換のために電気加熱ユニット562に接近可能となる。熱伝達導管560は空気排気ダクト574に接続され、同ダクトは、熱伝達導管を通過した後の冷却空気を吸着剤容器504から離して導通させる。好ましい実施態様では、空気排気ダクト574は取り外し可能連結部572ｂとともに、熱伝達導管560に連結されて、電気加熱ユニット562への容易な接近を可能にする。好ましい実施態様では、吸着剤容器504は内側熱伝達管576aと外側熱伝達管576 bとを備える。熱伝達管576aおよび576bは、吸着剤容器504からおよび／またはそこへの熱伝達を向上させる。好ましい実施態様では、熱伝達管576aおよび576bは冷却水源（図示せず）に連結され、脱離が完了した後で、吸着剤容器504内部の吸着性材料10を冷却する。本実施態様の好ましい局面では、冷却液として水が使用されるが、他の実施態様では、他の液体または気体が使用される。水は、冷却液として使用された場合は、脱離前に熱伝達管から除去されて、吸着剤容器を脱離するよう意図された熱が、代わって、熱伝達管中の水を加熱しないようするのが、好ましい。熱伝達管から除去された水は、吸着性材料を冷却した結果として温まるが、吸着性材料を脱離させるためにも使用され得る。更なる実施態様では、脱離を促進するために、内側熱伝達管および外側熱伝達管は、高温流体源（図示せず）に連結されて、吸着性材料10を加熱し得る。好ましい実施態様では、内側熱伝達管576aおよび外側熱伝達管576bは熱伝達導管560の周囲でコイル状にされる。このようにして、吸着剤容器504が脱離と冷却を交互に行う場合の結果として起こる加熱サイクルと冷却サイクルの期間中、熱伝達管は破損するというよりはむしろ屈曲する。熱伝達管576aおよび576bは、屈曲すると、それらの直ぐ近辺で吸着性材料10を移動させる傾向があり、吸着性材料10から蒸気がより容易に脱離できるようにする小さなギャップおよび通路を開く。本実施態様の好ましい局面では、内側熱伝達管576aは熱伝達導管560に近接して位置決めされ、その領域で吸着性材料10を冷却および／または加熱する。外側熱伝達管576bは熱伝達導管560からより遠くに離れて位置決めされて、熱伝達導管からより遠くに位置決めされた熱吸着性材料を冷却および／または加熱する。他の実施態様では、より多数またはより少数の熱伝達管が採用される。吸着剤容器504は真空導管534と共に真空源33に連結される。真空源は、吸着剤容器504内の圧力が低減され得るようにすることにより、先に論じたように吸着工程の効率を増大させる。吸着剤容器504は、図18に示されるように、吸着剤パイプ508および凝縮パイプ509を介して、熱交換器37に連結される。スクリーン58 4は下部壁580と吸着性材料10との間に位置決めされ、吸着性材料が真空導管534 、吸着剤パイプ508、または凝縮パイプ509に入るのを防止する。スクリーン584 は、隔離部586を備えた下部壁580の上方に保持される。吸着剤容器504は、図16を参照しながら先に論じた態様と実質的に類似する態様で、熱交換器37とセパレータ430に連結される。吸着パイプ508はセパレータ43 0の出口ポート434に接続される。吸着導管440は入り口ポート432に接続される。凝縮導管448は液体回収ポート436から液体を回収し、マニホールド588を経由して熱交換器37に液体を戻す。凝縮パイプ509は吸着剤容器504とマニホールド588 との間に分離導管を設けるが、それにより、吸着剤容器504からの脱離された作用物質を熱交換器37に戻す。冷却源36および36aは、作用物質を、それがマニホールド588および熱交換器37に入る前に、冷却する。代替の実施態様では、単一冷却源は、凝縮導管448と凝縮パイプ509の両方の流体を冷却するために使用される。バルブ520、522、524、および526は、熱交換器37からの作用物質の吸着と熱交換器37への凝縮された作用物質の戻しとを、交互に可能にするように位置設定可能である。図18に示された装置500の実施態様において、吸着剤容器504は、吸着剤容器の上部に位置決めされた循環装置590を含む。循環装置590は吸着性材料10の周囲で、かつ、それを通して流体（ガス状または液状）を循環させて、吸着性材料が作用物質を脱離させる速度を向上させる。循環装置はまた、吸着剤容器504を通る吸着した流体を循環させることにより、吸着性を改善しもする。防護スクリーン 592は、吸着性材料10が循環装置590の作業に干渉するのを防止する。図18に示されるように、循環装置590は、一実施態様においては回転自在ブレードを備えるファンであり得、他の実施態様では、循環装置は吸着剤容器504の内部の流体を循環させる他の手段を含み得る。熱伝達装置500の動作は、図1および図16に示される実施態様を参照しながら記載された動作と、実質的に類似する。吸着性容器504は、凝縮パイプ509を蒸気が通過するのを可能にする電気加熱ユニット562を加熱することにより、最初に脱離され、同パイプでは、蒸気はバルブ522を通してマニホールド588に入る前に、冷却源36により冷却される。循環装置590は、脱離を向上させるために活動状態にされ得る。脱離が完了すると、冷却空気は入り口ダクト570を通過させられて、電気加熱ユニット562、熱伝達導管560、および熱伝達導管560に近接して位置決めされた吸着性材料10を冷却する。冷却液は内側熱伝達管576aおよび外側熱伝達管576bを通過させられて、吸着性材料10を更に冷却する。吸着が完了してしまうと、バルブ522が閉められ、バルブ526が閉められ、バルブ524および520が開放される。作用物質が熱交換器37から吸着導管440を通ってセパレータ430内に吸着される。液体作用物質は、熱交換器37から除去された流体流から分離され、液体回収ポート436を通過して凝縮導管448に入る。流体流は引き続きセパレータ430を通って吸着パイプ508に入り、そして吸着剤容器504に入る。選択期間が経過してしまうと、バルブ520および524が閉められ、凝縮導管 448からの吸着と、熱交換器37からの更なる吸着を阻止する。凝縮導管448中の液体は冷却源36aを利用して冷却され、開放バルブ526により熱交換器37に戻され得る。このサイクルは、十分な量の蒸気が吸着パイプ508を通過してしまうまで反復されて、吸着性材料10を飽和させるが、この点で、吸着剤容器504は前述のように脱離される。先に論じたように、図18に示された実施態様の利点は、吸着剤容器504の容量は、熱交換器から排出された流体が吸着性材料10に達する前にそこから液体作用物質を分離することにより拡大されることである。図18に示される実施態様の更なる利点は、電気加熱ユニット562が効率的に吸着性材料10を加熱し、吸着剤容器504を迅速に脱離させることである。熱伝達導管560、電気加熱ユニット562の容易な除去および／またはメンテナンスを可能にするように有利に構成されている。内側熱伝達管576aおよび外側熱伝達管576bは吸着性材料10を効果的に冷却し、吸着性材料10の加熱を同様に補足するのに使用され得る。熱伝達管576aおよび 576bの螺旋形状は各管が熱応力下で破損し、あるいはひび割れするするのを防止すると共に、吸着剤容器504内部で吸着性材料10を有利に再度設置して、吸着性材料がより容易に脱離され得るようにする。空気ダクト570は冷却空気を供給し、脱離が完了した後で電気加熱ユニット562が急速冷却され得るようにし、別なサイクルの間に吸着剤容器504を準備するのに要する時間の量を減らす。図18に示される実施態様のまた更なる利点は、吸着剤容器504を通して流体を循環させ、作用物質と吸着性材料10の間の接触を吸着期間中に増大させ、更に、脱離期間中には吸着性材料からの熱伝達を向上させることにより、循環装置590が脱離と吸着を改良させることである。図19は、図18に示される熱伝達導管560の代替の実施態様を例示する。図19に示されるように、熱伝達導管560は、吸着剤容器504を加熱するための電気加熱ユニット562を含まない。その代わり、熱伝達導管560は高温空気ダクト570aおよび低温空気ダクト570bに連結される。バルブ590は、熱伝達導管560と高温空気ダクト570aまたは低温空気ダクト570bのいずれかとの間の流体連絡を可能にするように位置決め可能である。一実施態様において、高温空気ダクト570aは、自動車またはトラックの排気パイプのような内燃機関の排気ダクトに連結される。低温空気ダクト570bは、次いで、車両上に配置された空気スクープに連結され、熱伝達導管560に低温空気を与える。図19に示される熱伝達装置500の動作は、図18に示される熱伝達動作の動作に実質的に類似する。吸着剤容器504内部の吸着性材料10を脱離させるために、バルブ590は図19に仮想線で示されるように位置決めされて、高温ダクト570aからの高温空気が熱伝達導管560を通過できるようにし、吸着性材料10を加熱する。脱離が完了すると、バルブ590は図19で実線で示されたように位置決めされて、冷却空気が低温空気ダクト570bから熱伝達導管560に流入できるようにし、熱伝達導管とそこに含まれる吸着性材料10の両方を冷却する。吸着性材料10の加熱と冷却は、図18を参照しながら先に論じたように、内側熱伝達管576aおよび外側熱伝達管576bで補足される。図19に示された熱伝達装置の実施態様の利点は、乗用車またはトラックのような車両など、高温空気および低温空気が利用できる応用例に特に好適である点である。この応用例が特に有利である理由は、それら作用物質を脱離させるのに廃棄熱を利用し、吸着剤容器を冷却するのに車両を通過する空気流を利用し、それらの両方が容易に利用できるからである。図20は、熱伝達装置700の代替の実施態様を例示するが、ここでは、熱交換器が水素‐酸素燃料電池737と置換されている。燃料電池737は吸着導管440に接続され、同導管は、今度は、セパレータ装置430の入り口ポート432に接続される。セパレータ装置の出口ポート434は、吸着剤容器4内に延びるパイプ８に接続される。パイプ8および吸着導管440にそれぞれ位置決めされるバルブ420および424は、燃料電池737から吸着剤容器４への作用物質の流れを制御する。セパレータ430の液体回収ポート436は回収導管450に接続され、同導管が今度は廃棄水導管748に接続される。廃棄水導管はまたパイプ８にも連結されて、吸着剤容器４からの脱離作用物質を受ける。バルブ422はパイプ８と廃棄水導管748 との間の流れを調節する。ダンプバルブ726は、廃棄水導管748から水を除去するように開放され得る。一実施態様では、廃棄水導管748は真空源33aに連結され、そことの連絡はバルブ32ａにより調節される。真空源は廃棄水導管748を空にできるようにし、大気圧より低いレベルで動作するシステムに好適である。他の実施態様では、例えば、大気圧でまたはそれを超えて動作するシステムでは、真空源33aは除去される。かかる実施態様では、真空源33は同様に除去され得る。燃料電池737は、水素と酸素を組み合わせることによりエネルギーを発生する。副産物として、燃料電池737は液体または蒸気の形態の水も発生する。一実施態様では、燃料電池は、Analytic Power Corp.(Boston,Massachusetts)から出ているタイプPC10K−NC燃料電池である。他の実施態様では、他のタイプの水素− 酸素燃料電池が使用される。吸着剤容器４は、図１および図16を参照しながら論じた工程に実質的に類似する工程で、燃料電池737からの吸着により水を除去する。流体流に含まれる水は、燃料電池737から吸着されると、セパレータ430を通過するが、同セパレータでは、その水の一部が流体流から除去される。水は流体回収ポート436を介してセパレータを出る。バルブ452は開放されて、冷却源36aによる冷却のために、回収導管450を通って廃棄水導管748に水が流入するのを可能にし得る。セパレータ430から水を排出した後で、バルブ452は閉じられる。流体流に残留するどのような水もパイプ８を通過し、吸着性材料10により吸着される。吸着性材料10は、或る実施態様ではゼオライトであるが、飽和が完了してしまうと、熱源18で加熱され、そこに含有される水を脱離させる。脱離水は、バルブ422を開放することにより、システムから完全に除去されて、脱離蒸気が廃棄水導管748に入ることを可能にする。次に、廃棄水は冷却源36aにより冷却される。脱離が完了すると、バルブ422は閉鎖され、吸着剤容器４とセパレータ430 とを廃棄水導管748から隔離する。ダンプバルブ726が次に開放されて、廃棄水導管から水を排出する。水が廃棄水道管から排出されてしまうと、ダンプバルブ72 6は閉鎖されて、バルブ32aが開放され、真空源33aが廃棄水導管748を空にできるようにする。上述のように、この工程段は、大気圧で、またはそれより低い圧力でシステムを維持することが望ましい場合のみに、必要である。好ましい実施態様では、排出を完了する一方で、吸着容器４が冷却源36で冷却される。廃棄水導管748内部の圧力が吸着剤容器４内部の圧力と略均等である場合、および吸着剤容器が冷却される場合は、熱交換器700は別なサイクルの準備ができている。吸着剤容器４内への水の吸着処理、吸着剤容器からの水の脱離処理、および、液体回収ポート436による水の除去処理の組み合わせは、燃料電池737から水を除去する。図20に示される熱伝達装置の実施態様の利点は、燃料電池により発生される廃棄水を同装置が除去することである。この水は温かい液体または蒸気の形態であるのが典型的であり、この水を燃料電池から除去することにより、燃料電池は効率的に冷却される。燃料電池が冷却を進めるにつれて、その効率は増大し、それにより、そのパワー出力を増大させる。更に、熱伝達装置は、膜から湿気を除去することにより、かかる燃料電池で使用されるのが典型的な膜の効率を向上させる。熱伝達装置のこの実施態様の更なる利点は、燃料電池から水を除去することによりそこから除去されない残留熱は、熱源18を補足する、またはそれと置換するために使用されて、吸着剤容器４を脱離し得るという点である。これは２つの理由で有利である。第１に、吸着剤容器４を脱離させるのに要する電力を低減させる。第２に、同装置は燃料電池737を更に冷却し、燃料電池の効率を増大させると共に、燃料電池を冷却するのに要する電力を低減させる。大気圧よりも低く維持される熱伝達装置の実施態様の更なる利点は、吸着剤容器４から廃棄水導管 748を隔離することにより、廃棄水導管が排出された時、吸着剤容器内の圧力は実質的に影響されないという点である。図21は、熱伝達装置400の更なる代替の実施態様を例示するが、ここでは、吸着剤容器４は、吸着剤容器内に設置され、かつ、吸着性材料10に近接する、少なくとも１つの強磁性部材810を含む。一実施態様では、強磁性部材810は、パイプ８と同心であり、かつ、支持体814に沿って位置決めされる、環状ディスク812を備える。別な実施態様では、他の形状が採用される。好ましい実施態様では、強磁性部材810はガドリニウムを含む。他の実施態様では、強磁性部材は、磁気熱量効果を呈する、すなわち、磁界に置かれると熱くなり、磁界から除去された時に冷たくなる特性を有する、強磁性材料または他の材料を備え得る。ガドリニウムの磁気特性は、「The Ultimate Fridge Magnet」(The Economist、1997年４月 19日、81巻)という表題の論文に提示され、同論文は参考として本明細書中に援用される。磁石816は吸着剤容器４の外部に位置決めされる。一実施態様では、磁石は形状が円筒型で、吸着剤容器４と同心である。磁石816は、吸着剤容器４の長手方向各列に沿って軸方向に移動する。この時、磁石816は、図21において実線で示されるように磁石により設けられた磁界の範囲内に強磁性部材810が在るように、位置決めされる。強磁性部材が熱上昇すると同時に、吸着性材料10から作用物質を脱離させる。仮想線で示されるように強磁性部材810が磁界の外側に在るように、磁石816が位置決めされた場合は、強磁性部材は温度低下し、別な吸着サイクルの準備として吸着性材料10を冷却する。本実施態様の好ましい局面では、吸着剤容器４の壁は、磁石816により設けられた磁界に干渉しない材料を備える。図21に示される実施態様では、単一磁石816は強磁性部材810を加熱および冷却するために使用される。代替の実施態様では、複数の磁石816が採用され得る。この代替の実施態様の更なる局面では、強磁性部材810を加熱するように、磁石により設けられたそれぞれの磁界が組み合わさってより強い磁界を生む第１の位置と、強磁性部材を冷却するように、それぞれの磁界が互いを相殺する第２の位置との間で、磁石は互いに相対的に可動状態となり得る。更なる代替の実施態様では、磁石816は、磁界を生成および除去するために、軸方向以外に移動し得る。また更なる代替の実施態様では、磁石816は電磁石であり得る。電磁石は、電流がそこを通ると電界を生じ、この電界は電流が途絶えると、除去される。このようにして、強磁性部材810は、磁石816を移動させなくても、加熱および冷却される。また更なる代替の実施態様では、複数の強磁性材料は、異なる温度範囲の間で循環し得る各々が、ゼオライトの加熱された温度を増大させ、かつ／または冷却された温度を減じるために使用される。強磁性材料の利点は、それが極めて迅速に吸着性材料を加熱および冷却すると同時に、別な吸着サイクルの準備に際して吸着剤容器を吸着および冷却するのに要する時間を低減することである。強磁性材料の更なる利点は、同材料が、吸着剤容器４の加熱と冷却の両方を行うのに要する電力を低減し得ることである。本発明の更なる代替の実施態様では、磁石816は、スターリングエンジンサイクルにより駆動される機械的装置により移動させられ得る。機械的装置は、動力ピストン93または変位式ピストン88（図９）であればよい。また更なる代替の実施態様では、このピストンまたは他の機械的装置は、強磁性材料を含み、そして、ピストンが磁石を越えて移動すると、交互に加熱および冷却されて、スターリングサイクルを駆動するような追加駆動力を提供する程度に磁石に近接し得る。別な実施態様では、ピストンは、磁石を含み、ピストンが移動するシリンダに近接して位置決めされる強磁性部材を過熱する。強磁性部材は、高温領域82と低温領域83（図９）を、それぞれに、交互に加熱および冷却する。本発明のまた別な実施態様は、図28に示されるが、強磁性部材810aが中実のヒートシンク820に装着され得る。強磁性部材810aは中実片であり得るか、あるいは、ヒートシンク820に浸潤される粒子を含み得る。ヒートシンク820は幾つの数の導電材料を備えていてもよいが、１つの実施態様では、図25から図27を参照しながら以下により詳細に記載されるような、炭素材料を含み得る。強磁性部材810aが磁界に設置されると、同部材は熱上昇する傾向を有する。磁界は、従来型磁石、電磁石、磁界を発生する電気装置、超電導磁石、または他のソースなどを例に含み得る、磁性ソース815により生成され得る。熱は、強磁性部材が室温まで冷却するまで、ヒートシンク820により強磁性部材810aから離れる方向に伝導される。次に、強磁性部材810aは、磁界から強磁性部材を物理的に除去することにより、または、磁界の強度を低減することにより、更に冷却され得る。この時、冷却効果は、ヒートシンク820へと伝達され、同シンクは選択された装置を冷却するために使用され得る。例えば、ヒートシンク820は磁性ソース815を冷却し得る。あるいは、ヒートシンク820は作用物質を吸着および脱離させる能力があればよく、また、図21を参照しなから先に記載された吸着性材料10 に類似する態様で動作するように、密閉された容器中に配置され得る。いずれにせよ、強磁性部材810aにより発生される加熱および冷却効果は、強磁性部材を、超電導磁石により生成された磁界などの強磁界に供することにより、増大させられ得る。図22は、図16に示される熱変換器管の代替の実施態様を例示する。図22に示されるように、熱変換器管40aは、外側容器または導管600、および、内側容器または導管610を含む。外側導管600は実質的に剛性であり、かつ、熱伝導性があって、管40aへ、またはそこから、効果的な伝熱を提供する。内側導管610は、可撓性材料から形成され、図22において実線で示された収縮位置と想像線で示された拡張位置との間で拡張可能であるのが、好ましい。内側導管610は、加圧ガスまたは加圧液（図示せず）のソースに連結可能である。好ましい実施態様では、作用物質は、内側容器610と外側容器600の間に形成されたチャネル612内部に包含される。作用物質が吸着の間に凍結開始すると、内側導管610は膨張させられ、凍結した作用物質を外側容器600の内側壁614に向かうように強制するようにする。このようにして、凍結作用物質は外側容器600と緊密な接触状態になり、断熱エンクロージャー38（図16）内部の領域のような、熱変換器管40aを包囲する領域の最大冷却処理を提供する。内側容器610はまた内方向に屈曲可能で、作用物質が凍結時にチャネル612を完全に充満させた場合には、内側容器610が圧縮し、外側容器600が破裂するのを防止し得る。図23は、図22に示された熱変換器管の更なる代替の実施態様を例示する。図23 に示された熱変換器管40bは、封入されたチャネルを形成するように可撓性壁622 に接続された剛性壁620を備える。可撓性壁622は、その内部に含有される作用物質の凍結時に、その膨張部分を収容する。このように、熱変換器管40bの構造的一体性は、その中に包含される作用物質の位相の変化の結果として、妥協されることがない。図24は、図16に示される熱変換器の代替の実施態様を例示する。熱変換器37は、２つの間隔を設けた金属プレート620を備える。ラバーガスケット621は、金属プレート間に位置決めされ、その両プレートに一連のボルト622で接続される。これらボルトはガスケット621内部に位置決めされ、各ボルトのヘッド624がラバーガスケット621内部に捕獲され、各ボルトのシャンク626が金属プレート620の穴628を通して突出するようにする。ナット630はシャンク628にねじ装着され、ボルトを金属プレート620に接続する。図24に示されるように、ボルトは２つの金属プレート間を完全には通過しておらず、むしろ、ラバーガスケット621を、まず一方金属プレート620に、次いで他方のプレートにと、交互に接続する。ラバーガスケット621に穴が設けられて、吸着導管440および戻り導管438を収容する。好ましい実施態様では、プレート620は一緒に緊密に間隔を設けられ、そこに包含される作用物質が凍結時には金属プレート620と緊密な接触状態になり得るようにし、熱変換器37により提供された冷却効果を最大限にする。図22から図24に示される熱変換器および熱変換器管の利点は、応力下で熱変換器または管が破損させられること無く、作用物質の凍結時にその膨張部を収容することである。図22から図24に示される実施態様の更なる利点は、熱変換器および管が、その内部に包含される作用物質が熱変換器表面に近接して位置決めされ得るようにすると同時に、その内部に包含される凍結した作用物質の冷却効果を増大させることである。本発明のまた別の実施態様では、先の図面のいずれかに示された吸着性材料は、ゼオライトのような他の吸着性材料に追加した、またはその代わりの、カーボン繊維、カーボン繊維の網、またはカーボン発泡材を例として含み得る。この点で、好適な材料は、1994年12月19日に出願されたBurchellらに付与された係属中の米国特許出願第08/358,857号および1996年2月15日にJudkinsらに付与された係属中の米国特許出願第08／601,672号（両方とも本明細書中で参照として援用される）に記載されるように、Washington，D.C.の合衆国エネルギー庁（US Depar tment of Energy）から入手可能である。カーボンは活性化された結果、水または他の作用物質への親和力を有していればよく、吸着剤容器に収納され得る。カーボンがファイバーの形態を呈する場合、カーボンファイバーは電流源に連結されて、カーボンファイバーから水蒸気を脱離させ得る。脱離は、カーボンファイバーの温度を相当上昇させること無く、遂行され得る。脱離は、カーボンファイバーから電流源を除去することにより、停止させ得る。カーボンがファイバーまたは発泡剤のいずれかの形態を呈する場合は、熱はカーボンに付与されて、水蒸気を脱離させ得る。熱は、太陽を含め、どのようなソースから供給されてもよい。脱離水蒸気は分離した濃縮物容器に回収され得て、更に、図１を参照しながら先に概説したような吸着剤容器と濃縮物容器との間のバルブを閉鎖することにより、カーボンから分離され得る。バルブが開放された場合、カーボンは水を吸着して、濃縮物容器中に残留する少なくともいくらかの水を凍結させる傾向がある。少なくともいくらかの凍結水は、先の図を参照しながら先に論じたように、昇華により吸着され得て、さらなる冷却効果を生じる。上述の実施態様の一局面では、図25の展開図に示されるが、装置902は、カーボンファイバ910が内部に配置された容器904を備える。カーボンファイバー910 は各端部で電気接触子911に装着されるが、それらのうちの１つは、伝熱のために、容器904の一方端にスパイクまたはピン913を備える。プレート915は容器904 の反対端に封鎖され、同容器は、水のような作用物質を例外として、排出される。電流源918により電流が電気接触子911にに付与された場合、作用物質はカーボンファイバー910から脱離され、プレート915の内側表面917で回収される。従って、カーボンファイバー910はプレート915の内側表面917から間隔を設けて離され、作用物質用の空間が累積され得るようにする。電流が取り除かれると、作用物質はプレート915からカーボンファイバー910に吸着されて、プレートが温度低下する。作用物質が液相である間は、同物質は吸着され得るが、作用物質が固体化しはじめると、昇華により連続的に吸着され得る。動作の一方法では、固体化した作用物質がプレート917から完全に除去されるまで、吸着は継続可能であり、他の方法では、全作用物質が除去される前に、吸着は停止されることがある。また別の実施態様では、容器904は、電流に供した場合に類似の態様で挙動する、カーボンファイバー以外の材料を含んでいても良い。また別の実施態様では、作用物質は、電流が吸着性材料を流される時に、同材料からかかる物質が脱離され得る限り、かつ、電流が除去された時に、吸着性材料によりかかる物質が吸着され得る限り、水以外の物質を含んでいてもよい。上述のように、容器904は、同一作用物質を用いて反復的吸着/脱離サイクルを受けるように、封鎖および排出され得る。別の実施態様では、容器904は、接触子911またはプレート915のいずれかを除去してカーボンファイバー910を露出させること等により、開放され得る。カーボンファイバー910は、次いで、大気から水分を吸着するために使用可能であり、また、容器が再度封鎖されれば、同ファイバーは脱離され、飲料用などの目的に使用され得る水を残す。別な実施態様では、図26に示されるが、カーボンファイバー910aはゼオライトで補足され得る。例えば、カーボンファイバー910aは、ゼオライトペレット921 を含むスクリーンの様式で、開口部920を有していればよい。この組み合わせは、ゼオライトペレット921が作用物質を比較的迅速に吸着し得るので有利であるかもしれないが、カーボンファイバー910aは（あるいは、カーボン発泡材）その比較的高い熱伝導性の故に、作用物質を比較的迅速に脱離させ、かつ/または、熱をゼオライトペレット921に伝達し、ゼオライトペレットの脱離を早めることが可能である。また別な実施態様では、図27に示されるが、カーボンファイバー910は活性化された結果、作用物質に対して親和性を有し得る。例えば、作用物質が水である場合は、カーボンファイバーは親水性となり得る。装置902のベース915は、活性化の結果として作用物質をはじく（repel）カーボン発泡材料924を含み得る。例えば、作用物質が水である場合は、カーボン発泡材料924は疎水性となり得る。カーボン発泡材料924とカーボンファイバー910の両方が真空気密被膜923で被膜されて、内部でカーボン発泡材料およびカーボンファイバーが流体導通する封鎖容積を形成し得る。この被膜は、米国特許第5,639,850号に開示されたような（参考としてその全体が本明細書中に援用される）、また、WashingtonのTechnatu re of Redmondから入手可能な金属またはコポリイミドなどの好適な材料から形成され得る。作用物質は、図25を参照しながら先に論じたものに一般的に類似する態様で、カーボンファイバー910により吸着および脱離されて、ベース915を冷却することができる。この配置の利点は、同配置は、カーボン発泡材924が撥水性を有する傾向があるので、従来型熱変換器よりも吸着期間に疎水性カーボン発泡材924から水を抽出するのが容易である点である。図27に示されるように、カーボンファイバー910は活性化されて作用物質に対する親和性を有し、また、カーボン発泡材料924は活性化されて作用物質に反発する。他の実施態様では、カーボンファイバー910は活性化されて作用物質を反発し、カーボン発泡材は活性化されて作用物質に対する親和性を有し、また、カーボンファイバー910およびカーボン発泡材料924の各位置は逆転可能である。図29は、図22に示された熱変換器管の代替の実施態様の断面図である。図29に示されるように、内側導管610は内部に配置されたロッド613を有する。ロッド61 3は、図29に示されるように、内側導管610の内側壁からわずかに間隔を離され得るか、あるいは、代替案としては、ロッド613は内側壁と同一平面になり得る。ロッド613は、図25から図27を参照しながら先に論じた材料に一般に類似するカーボンファイバー材料を含み得る。ロッド613は、ロッド613により最初に吸着される加圧物質（例えば、水）に対する親和性を有する。電流がロッド613を通過すると、ロッドは加圧物質を脱離させて、加圧物質をロッドから離れる方向に移動させ、かつ、内側導管610を外側導管600に向けて膨張させる。加圧物質が完全に脱離されてしまうと、追加の電流がロッド613に付与されて、加圧物質を加熱し、加圧物質と内側導管の両方を更に膨張させ得る。電流が取り除かれると、ロッド613は加圧物質を再度吸着して、内側導管610を収縮させる。ロッド613の吸着剤特性に依存して、内側導管610内部の加圧物質は、内側導管 610と外側導管600の間に位置決めされる作用物質と同一であっても異なっていてもよい。例えば、ロッド613は、一実施態様では水を吸着するように処理または活性化され得、他の実施態様では、他の物質を吸着するように処理または活性化され得る。一実施態様では、膨張する内側導管610は、図22を参照しながら先に概説されたように、外側導管への向上した伝熱を求めて、内側導管610と外側導管600の間で位置決めされた作用物質を外側導管に向けて移動させるために使用され得る。内側導管610は、作用物質が凍結すると、同物質または他の物質を緩める、または壊すために使用され得る。他の実施態様では、ロッド613は任意の数の物質を変位させてもよく、また、多数の応用例で使用されてもよく、その幾つかは以下に記載される。図30Aは、嚢バルブ610aを有する導管600の部分破断側部立面図である。嚢バルブ610aは、可撓性のある、弾性材料から形成され得て、図30Aにおいて実線で示される収縮位置と、想像線で示される膨張位置との間で膨張可能である。収縮位置では、嚢バルブ610aは「開放」状態であり、すなわち、嚢バルブは流体（液体または気体）が導管600を通って移動するのを許容する。膨張位置では、嚢バルブ610aは「閉鎖」状態であり、すなわち、嚢バルブは、導管600の内側壁601に対して封鎖を行い、流体が導管600を通る運動を阻止する。嚢バルブ610aは、開放位置と閉鎖位置との間の中間位置まで膨張されて、導管600を通る流体の運動を抑制し得る。嚢バルブ610aは、図30Aに示されるように、一般に球状形状を有し得るか、あるいは、嚢バルブは、導管600内部に適合するどのような形状でもよいし、また、導管を通る流体を遮断するか、少なくとも抑制するように膨張可能などのような形状でもよい。いずれにせよ、嚢バルブ610aは、図29を参照しながら先に論じた態様に類似する態様で、電流に供すると加圧物質を脱離させ、かつ、電流が控えられると加圧物質を吸着する、或る量の吸着性材料613ａを含み得る。従って、嚢バルブ610aは、電流が吸着性材料613aに付与されると、閉鎖位置まで膨張可能であり、電流を解くと、開放位置まで収縮し得る。嚢バルブ610aの利点は、従来型バルブよりも移動部分が少なくてよいことと、それに応じて、従来型バルブよりも長持ちすることである。本発明のまた別な実施態様では、図30Bに示されるが、導管600は複数の嚢610 ｂを有し得て、その各々は、内部に配置されたある量の吸着性材料613bを有する。嚢610ｂは、矢印Aにより示されるように、連続的に膨張および/または収縮されて、導管600を通して流体を移動させ得る。したがって、嚢610bが、一実施態様では、一般に円筒型の形状を有して、嚢が膨張するにつれて屈曲し、導管600 を充満させ、かつ、そこに含有される流体を変位させ得るようにする。さらに別の実施態様では、図30Cに示されるように、導管600は、嚢を有さない複数の吸着性材料ペレット613cを含む。電流が吸着性材料ペレット613cを通されると、同ペレットはそこに含まれた加圧物質を脱離させ、導管600内部に包含された流体を変位させる。隣接する吸着性材料ペレット613ｃは連続的に作動されて、図30Bを参照しながら先に論じた態様に一般的に類似する態様で、導管を通して流体を汲み出すことができる。一実施態様では、吸着性材料ペレット613cは、導管600を通して汲み出されるのと同一流体を吸着および脱離するように処置または作動され得る。代替例では、加圧物質および汲み上げられた流体は、それが汲み上げられた流体と混合すべき加圧物質に対して有害ではない場合、または、加圧物質および汲み上げられた流体が混ざらない傾向を有する場合などは、異なるように選択され得る。図29から図30ｃを参照しながら論じた先の実施態様のいずれについても、吸着性材料は、図25から図27を参照しながら先に論じたようにカーボンファイバーを含んでいても良く、あるいは、電流が同材料を通された時には加圧物質を脱離でき、かつ、電流が取り除かれた場合は加圧物質を吸着し得る他のどのような材料を含んでもよい。一実施態様では、吸着性材料は活性化された結果、水を吸着および脱離させるか、あるいは、吸着性材料は活性化された結果、脱離されると嚢または流体を変位させ得るどのような物質でも吸着および脱離させ得る。吸着性材料が配置される容器は、液体またはガス状流体を保持する能力のある導管または他のタイプの容器を含み得る。吸着性材料が使用されて流体を汲み出す場合は、それは選択的に寸法設定され、かつ、所望の流量を達成するような形状にされる。図１から図30を参照しながら先に論じた吸着性材料は、より小型の配列可能形状から組立可能である。例えば、図31に示されるように、吸着性材料複合体930 は、幾つかの個々の成形部940（そのうちの２つが図31に示される）を相互接続することにより形成され得て、その各々は、隣接する成形部の各リーフとインターロックする（interlock）間隔を設けて離したプレートまたはリーフ941を有するが、これは、1997年6月13日に出願された係属中の米国特許仮出願第60/049,63 0号に概説されるとおりであり、同出願は参考として本明細書中に援用される。成形部940は、機械的固着具または粘着剤を用いて互いに接続され得るか、あるいは、各リーフ941間の摩擦力のせいで接続状態を維持し得る。成形部940はカーボン発泡材料、カーボンファイバー材料、または、他の物質を含み得る。例えば、成形部941の１つは銅を含んでいてもよく、また、電流源に接続されて、隣接する成形部に電気を通してもよい。かかる配置は、隣接する成形部941が、電流が付与されると脱離され得るカーボンファイバー材料を含んでいる場合に好適となり得る。図31に示される成形部941の各々は、組立時に成形部が概ね隙間の無い配列を形成するように、略六角形平面の輪郭を有する。他の実施態様では、成形部941 は、三角形、四角形などの、成形部が各々の間に隙間無く組立てられ得るような他の形状を有していてもよい。さらに別の実施態様では、成形部941の形状は、各部分の間に隙間を残すように選択され得る。上述の事項から、本発明の特定の実施態様は例示を目的としてここに記載されているが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、多様な改変が行われることが認識される。従って、本発明は、添付の請求の範囲によってのみ、限定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者バウアー，ジョンジェイ. アメリカ合衆国ワシントン 98045，ノースベンド，サウスイースト 161エスティープレイス 44714

Claims

【特許請求の範囲】１．冷却効果を発生させる熱源を使用する伝熱装置であって、該装置は、以下を包含する：第一開口部を有する第一容器であって、該第一容器は、吸着能のある吸着剤を含有する；第二開口部を有する第二容器であって、該第二開口部は、導管を用いて、該第一容器の該第一開口部と接続されており、該導管は、該容器間で流体通路を提供し、該容器および該導管は、密封容量を形成する；該密封容量内の一定量の作用物質であって、該量は該第二容器内の作用物質の一部を包含し、該作用物質は、該吸着剤による該作用物質の吸着中にて、該作用物質が該第二容器から該第一容器へと通るにつれて、流体流れにて、該吸着剤で強力に吸着でき、該吸着剤の該吸着能は、該第二容器内の該作用物質のほぼ全部が固体状態にあるとき、該第二容器内の該作用物質の部分の少なくとも一部を昇華することにより吸着するのに十分である；およびセパレータ装置であって、該セパレータ装置は、該作用物質の少なくとも一部を該流体流れから分離するように、該第一および第二容器間の該導管と流体連通で接続されている。２．前記吸着剤が、炭素物質を含有し、該炭素物質が、それに電流を加えたとき、前記作用物質を脱離でき、そして該電流を取り除いたとき、該作用物質を吸着できる、請求項１に記載の伝熱装置。３．さらに、弁を包含し、該弁が、前記導管内に配置されており、そして前記作用物質が前記第一および第二容器間で自由に移動する開放位置と、該作用物質が該容器間での移動を制限されている閉鎖位置との間で、移動可能である、請求項１に記載の伝熱装置。４．前記導管が、第一導管であり、該第一導管が、さらに、第二導管を包含し、該第二導管が、前記セパレータ装置を前記第二容器に接続し、そして該セパレータ装置と該第二容器との間で流体通路を提供して、前記流体流れから除去された前記作用物質の一部を該第二容器へと戻す、請求項１に記載の伝熱装置。５．さらに、前記第一容器および前記セパレータ装置と流体連通した第三容器を包含し、ここで、前記作用物質の前記一部が、第一部分であり、前記流体流れが、第一流体流れであり、そして前記セパレータ装置が、該第三容器から前記第一容器へと通る第二流体流れから該作用物質の少なくとも第二部分を分離するように、配置されている、請求項１に記載の伝熱装置。６．さらに、切換弁を包含し、該切換弁が、前記第一流体流れが前記第一および第二容器間で自由に移動する第一位置と、該第二流体流れが該第一および第三容器間で自由に移動する第二位置との間で、移動できる、請求項５に記載の伝熱装置。７．前記第二容器が、該第二容器を取り囲む容量を冷却するための冷却要素を包含する、請求項１に記載の伝熱装置。８．前記第二容器に位置している前記作用物質の一部が、固体状態であり、該固体状態作用物質が、蒸気状態へと昇華され、そして前記吸着剤で実質的に完全に吸着される、請求項１に記載の伝熱装置。９．前記一定量の作用物質が、該作用物質が前記吸着剤で実質的に完全に吸着できるように、前記密封容量の選択温度および圧力にて、該吸着剤の前記吸着能よりも大きくない、請求項１に記載の伝熱装置。 10．前記セパレータ装置が、前記作用物質の前記一部を前記流体流れから遠心的に分離するように、アーチ形流路を包含する、請求項１に記載の伝熱装置。 11．さらに、冷却源を包含し、該冷却源が、前記セパレータ装置を冷却して、そこを通る前記作用物質の一部を凝縮するように配置されている、請求項１に記載の伝熱装置。 12．さらに、熱源を包含し、該熱源が、前記吸着剤を加熱しそこから前記作用物質を蒸発させるために、該吸着剤に近接して配置されており、該熱源が、活性状態と不活性状態との間で制御可能であり、該活性状態では、該熱源が、該吸着剤を加熱する、請求項１に記載の伝熱装置。 13．前記熱源が、前記第一容器内に配置されている、請求項12に記載の伝熱装置。 14．前記吸着剤が、ゼオライトである、請求項１に記載の伝熱装置。 15．前記作用物質が、水である、請求項１に記載の伝熱装置。 16．前記作用物質が、第一吸着質であり、さらに、第二吸着質を包含し、該第一吸着質が、該第二吸着質が前記吸着剤で吸着される速度よりも遅い速度で、該吸着剤に吸着される、請求項１に記載の伝熱装置。 17．前記第一吸着質が、水であり、そして前記第二吸着質が、二酸化炭素である、請求項16に記載の伝熱装置。 18．前記吸着剤が、第一吸着剤であり、そして前記作用物質が、第一吸着質であり、さらに、第二吸着剤および第二吸着質を包含し、該第一吸着質が、該第二吸着質が該第二吸着剤で吸着される速度と異なる速度で、該第一吸着剤で吸着される、請求項１に記載の伝熱装置。 19．前記第一容器が、そこを通る真空開口部および内圧を有し、さらに、該真空開口部に接続された真空弁を包含し、該真空弁が、真空源と接続可能であり、そして該真空源が該第一容器の該内圧を低減するために該第一容器と流体連通されている開放位置と、該第一容器が該真空源から封鎖されている閉鎖位置との間で、移動可能である、請求項１に記載の伝熱装置。 20．さらに、スターリングエンジンを包含し、該スターリングエンジンが、エンジン効率を有し、そしてホットレザバとコールドレザバとの間で操作され、ここで、前記第二容器が、該コールドレザバを冷却するように配置されており、該コールドレザバが該スターリングエンジンから熱を取り除く温度を低くし、そして前記第一容器および前記セパレータ装置が該ホットレザバを加熱するように配置されており、それにより、前記伝熱装置がないスターリングエンジンと比較して、該エンジン効率を高める、請求項１に記載の伝熱装置。 21．さらに、ピストンを包含し、該ピストンが、磁場を有する磁石に向かっておよびそこから離れて、シリンダー内で移動可能であり、該ピストンが、強磁性材料を包含し、該磁場内に配置したとき温度が高くなり、そして該磁場の外側に配置したとき温度が低くなる、請求項20に記載の伝熱装置。 22．さらに、シリンダー内で移動可能なピストンを包含し、該ピストンが、磁場を有する磁石を包含し、そして該ピストンの外部に配置した強磁性材料に向かっておよびそこから離れて移動可能であり、該強磁性材料が、該ピストンの外部に配置されており、該強磁性材料が、該磁場内に配置したとき温度が高くなり、そして該磁場の外側に配置したとき温度が低くなる、請求項20に記載の伝熱装置。 23．以下を包含する、スターリングエンジン：ホットレザバ；コールドレザバ；該ホットレザバと該コールドレザバとの間のシリンダー内にて移動可能なピストンであって、該ピストンは、強磁性材料を包含する；および磁場を有する磁石であって、該磁石は、該強磁性材料を該磁場内に配置したとき該ピストンの該強磁性材料を加熱し、そして該強磁性材料を該磁場の外側に配置したとき該ピストンの該強磁性材料を冷却するように該シリンダーの外部に配置されている。 24．以下を包含する、スターリングエンジン：ホットレザバ；コールドレザバ；該ホットレザバと該コールドレザバとの間のシリンダー内にて移動可能なピストンであって、該ピストンは、磁場を有する磁石を包含する；および強磁性材料を含有する強磁性部材であって、該強磁性部材は、該強磁性材料が該磁場内にあるとき温度を高くし、そして該強磁性材料が該磁場の外側にあるとき温度を低くするように、該シリンダーの外部に配置されている。 25．前記強磁性部材が、前記強磁性材料が前記磁場内にあるとき前記ホットレザバを加熱し、そして該強磁性材料が該磁場外にあるとき前記コールドレザバを冷却するように、配置可能である、請求項24に記載のスターリングエンジン。 26．さらに、ホット側およびコールド側および電圧出力を有する熱ボルタ装置を包含し、ここで、前記第二容器が、該コールド側を冷却するように配置され、そして前記第一容器および前記セパレータ装置が、該ホット側を加熱するように配置されており、それにより、前記伝熱装置がない電圧装置と比較して、該電圧出力を高める、請求項１に記載の伝熱装置。 27．さらに、前記第一および第二容器間の前記導管内に配置したタービン装置を包含し、該タービン装置が、タービンローターを有し、該タービンローターが、前記作用物質が該第二容器から該第一容器へと前記吸着剤で吸着されるにつれて、該作用物質の線形運動を回転運動に変換でき、そして該回転運動に付随したエネルギーを該導管の外側に移動できる、請求項１に記載の伝熱装置。 28．前記第一および第二容器、前記導管および前記作用物質が、第一冷却ユニットを規定し、さらに、少なくとも第二冷却ユニットを包含し、該冷却ユニットの該第二容器が、冷却容量を規定する冷却室内に含まれ、該冷却ユニットが、選択温度で該冷却容量を維持するように制御可能である、請求項１に記載の伝熱装置。 29．さらに、一定温度を有する内部領域を規定する冷却室を包含し、ここで、前記第二容器が、該冷却室の該内部領域内に配置されており、前記導管が、該冷却室内の開口部を通り、そして前記第一容器が、該内部領域の外側に配置されており、前記伝熱装置が、該内部領域の温度を該内部領域の外側の温度より低く低下させることができる、請求項１に記載の伝熱装置。 30．前記作用物質の量が、前記吸着剤の吸着能とほぼ等しい、請求項１に記載の伝熱装置。 31．前記導管が、作用物質導管であり、さらに、伝熱導管を包含し、該伝熱導管が、第一末端、該第一末端と反対側の第二末端、ならびに該第一および第二末端間の中間部を有し、そして前記吸着剤に隣接した前記第一容器内に配置されている、請求項１に記載の伝熱装置。 32．前記伝熱導管が、前記第一末端に向いた第一開口部および前記第二末端に向いた第二開口部を有し、該第一末端が、前記第一容器内の前記吸着剤を加熱する加熱気体源と連結可能である、請求項31に記載の伝熱装置。 33．前記伝熱導管が、前記第一末端に向いた第一開口部および前記第二末端に向いた第二開口部を有し、該第一末端が、前記第一容器内の前記吸着剤を冷却する気体源と連結可能である、請求項31に記載の伝熱装置。 34．さらに、電気加熱要素を包含し、該電気加熱要素が、前記第一容器内の前記吸着剤を加熱するために、前記伝熱導管内に配置されている、請求項31に記載の伝熱装置。 35．前記電気加熱要素が、前記伝熱導管内に取り外し可能に配置されている、請求項34に記載の伝熱装置。 36．さらに、少なくとも１個の伝熱管を包含し、該伝熱管が、第一末端、第二末端および中間部を有し、該中間部が、前記吸着剤に隣接した前記第一容器へと伸長しており、該第一末端が、該第一容器内の該吸着剤の温度を調節するための流体源と連結可能である、請求項１に記載の伝熱装置。 37．前記伝熱管の前記第一末端が、前記吸着剤を冷却する冷却液体源と連結可能である、請求項36に記載の伝熱装置。 38．さらに、伝熱導管を包含し、該伝熱導管が、第一末端、該第一末端と反対側の第二末端、ならびに該第一および第二末端間の中間部を有し、そして前記吸着剤に隣接した前記第一容器内に配置されており、ここで、前記伝熱管の前記中間部が、該伝熱導管の該中間部の回りおよびその外部で螺旋を形成する、請求項 36に記載の伝熱装置。 39．前記伝熱管が、第一伝熱管であり、前記源が、第一源であり、さらに、第二伝熱管を包含し、該第二伝熱管が、前記第一容器へと伸長しており、そして該第一容器内の前記吸着剤の前記温度を調節するための第二流体源と連結可能である、請求項36に記載の伝熱装置。 40．さらに、循環装置を包含し、該循環装置が、前記第一容器内の流体を循環して該流体と該吸着剤との間の接触を高めるように、該第一容器内に配置されている、請求項１に記載の伝熱装置。 41．前記循環装置が、前記第一容器に対して回転可能なファンブレードを有するファンを包含する、請求項40に記載の伝熱装置。 42．さらに、冷却源を包含し、該冷却源が、前記セパレータ装置と前記第二容器との間の前記導管の一部を冷却して、そこを通る前記作用物質の一部を凝縮するように、配置されている、請求項１に記載の伝熱装置。 43．前記導管が、前記第一容器に接続した第一部分および前記第二容器に接続した第二部分を有し、さらに、熱継ぎ手を包含し、該熱継ぎ手が、該第一および第二部分間で接続されて、該第一および第二部分間での流体連通を可能にし、そして該第一および第二部分間での伝導性熱伝達を実質的に防止する、請求項１に記載の伝熱装置。 44．さらに、以下を包含する、請求項１に記載の伝熱装置：強磁性材料を含有する強磁性部材であって、該強磁性部材は、前記吸着剤に隣接した前記第一容器内に配置されており、該強磁性部材は、磁場に置いたとき温度を高くでき、そして磁場から取り除いたとき温度を低くできる；および該第一容器に近接して配置できる磁石であって、該磁石は、該強磁性部材を加熱するために、該強磁性部材の回りに磁場を形成できる。 45．前記磁石が、前記強磁性部材の回りに前記磁場を形成するための該強磁性部材に対する第一位置と、該強磁性部材の回りの該磁場を取り除くための該強磁性部材に対する第二位置との間で、移動可能である、請求項44に記載の伝熱装置。 46．前記磁石が、第一磁石であり、さらに、第二磁石を包含し、該第一および第二磁石が、前記強磁性部材の回りに前記磁場を形成する第一位置と、該磁場を取り除く第二位置との間で、互いに対して移動可能である、請求項44に記載の伝熱装置。 47．前記強磁性部材が、第一強磁性部材であり、そして前記強磁性材料が、第一強磁性材料であり、さらに、第二強磁性材料を含有する第二強磁性部材を包含する、請求項44に記載の伝熱装置。 48．前記磁石が、電磁石であり、該電磁石が、電流が該磁石を流れるときに前記磁場を形成でき、そして電流が該磁石を流れないときに該磁場を取り除くことができる、請求項44に記載の伝熱装置。 49．前記磁石が、スターリングエンジンのピストンと連結されており、該スターリングエンジンが、該スターリングエンジンが、エンジン効率を有し、そしてホットレザバとコールドレザバとの間で操作され、ここで、前記第二容器が、該コールドレザバを冷却するように配置されており、該コールドレザバが、該スターリングエンジンから熱を取り除く温度を低くし、そして前記第一容器および前記セパレータ装置が、該ホットレザバを加熱するように配置されており、それにより、前記伝熱装置がないスターリングエンジンと比較して、該エンジン効率を高める、請求項44に記載の伝熱装置。 50．前記第二容器が、以下を包含する、請求項１に記載の伝熱装置：実質的に剛性の壁を有する第一コンテナ；および該第一コンテナ内に配置された第二コンテナであって、該第二コンテナは、可撓性壁を有し、該可撓性壁は、該可撓性壁が該剛性壁から第一距離にある第一状態と、該可撓性壁が該剛性壁から第二距離に配置された第二状態との間で、拡張可能であり、該第二距離は、該第一コンテナと該第二コンテナとの間に配置した前記作用物質を該第一コンテナの該剛性壁の方へと強制的に向かわせるために、該第一距離よりも小さい。 51．前記第二容器が、以下を包含する、請求項１に記載の伝熱装置：実質的に剛性の壁；および該実質的に剛性の壁と接続した可撓性壁であって、該可撓性壁および該実質的に剛性の壁は、前記作用物質を含有できる内部容量を規定しており、該可撓性壁は、該物質が液相にあるときに該可撓性壁の一部が該実質的に剛性の壁から第一距離にある第一位置と、該作用物質が液体から固体へと相変化するときに該可撓性壁の該一部が該実質的に剛性の壁から該第一距離よりも大きい第二距離にある第二位置との間で、置換可能である。 52．物質を含有するための容器であって、該容器は、以下を包含する：実質的に剛性の壁を有する第一コンテナ；および該第一コンテナ内に配置された第二コンテナであって、該第二コンテナは、可撓性壁を有し、該可撓性壁は、該可撓性壁が該剛性壁から第一距離にある第一状態と、該可撓性壁が該剛性壁から第二距離に配置された第二状態との間で、拡張可能であり、そして該第二距離は、該第一コンテナと該第二コンテナとの間に配置した該物質を該第一コンテナの該剛性壁の方へと強制的に向かわせるために、該第一距離よりも小さい。 53．前記第二コンテナが、圧縮気体源と連結可能であり、該気体が、前記第一状態から前記第二状態へと該第二コンテナを拡張できる、請求項52に記載の容器。 54．液体から固体へと相変化するときに膨張する物質を含有するための容器であって、該容器は、以下を包含する：実質的に剛性の壁；および該実質的に剛性の壁と接続した可撓性壁であって、該可撓性壁および該実質的に剛性の壁は、該物質を含有できる内部容量を規定しており、該可撓性壁は、該物質が液相にあるときに該可撓性壁の一部が該実質的に剛性の壁から第一距離にある第一位置と、該物質が液体から固体へと相変化するときに該可撓性壁の該一部が該実質的に剛性の壁から該第一距離よりも大きい第二距離にある第二位置との間で、置換可能である。 55．前記実質的に剛性の壁が、第一の実質的に剛性の壁であり、さらに、該第一の実質的に剛性の壁から離れて間隔を置いて配置した第二の実質的に剛性の壁を包含し、前記可撓性壁が、該第一および第二の実質的に剛性の壁の間に差し挟まれており、かつそれらに接続されている、請求項54に記載の容器。 56．前記第一および第二の実質的に剛性の壁が、それぞれ、平板を包含し、各平板が、各平板の外縁の回りに伸長している周辺部を有し、前記可撓性壁が、該平板の該周辺部間に伸長して、そこに接続されている、請求項55に記載の容器。 57．水素-酸素燃料電池から熱および水を除去するための伝熱装置であって、該装置は、以下を包含する：吸着能のある吸着剤を含有する吸着剤容器であって、該吸着剤容器は、該燃料電池により生成した水を該燃料電池に該水を戻すことなく吸着することにより除去するために、水素-酸素燃料電池に連結可能であり、該水は熱容量を有する；およびセパレータ装置であって、該セパレータ装置は、流体流れから該水の少なくとも一部を分離するために、該吸着剤容器および該燃料電池と流体連通で接続されており、該流体流れは、該水を含有し、そして該吸着剤が該水を吸着するとき該燃料電池から該吸着剤容器へと通る。 58．前記吸着剤が、炭素物質を含有し、該炭素物質が、そこに電流を加えたとき前記作用物質を脱離でき、そして該電流を取り除いたとき該作用物質を吸着できる、請求項57に記載の装置。 59．前記吸着剤が、ゼオライトである、請求項57に記載の伝熱装置。 60．さらに、前記吸着剤容器の内圧を低下させるために、該吸着剤容器に連結した真空源を包含する、請求項57に記載の伝熱装置。 61．さらに、熱源を包含し、該熱源が、前記吸着剤を加熱しそこから前記水を蒸発させるために、該吸着剤に近接して配置されており、該熱源が、活性状態と不活性状態との間で制御可能であり、該活性状態では、該熱源が、該吸着剤を加熱する、請求項57に記載の伝熱装置。 62．さらに、前記セパレータ装置からの水を受容する排水管を包含し、該排水管が、該排水管と前記吸着剤容器との間の流体連絡を調節するための弁を有する、請求項57に記載の伝熱装置。 63．前記セパレータ装置が、前記水の前記一部を前記流体流れから遠心的に分離するように、アーチ形流路を包含する、請求項57に記載の伝熱装置。 64．以下を包含する、伝熱装置：第一部分および第二部分を有する容器であって、該第一および第二部分は、共に、密封容量を規定している；該密封容量内の一定量の作用物質；および吸着能のある一定量の吸着剤であって、該吸着剤は、該容器の該第一部分に配置されており、該吸着剤は、該作用物質を脱離するための電流源と連結可能であり、該吸着剤の該吸着能は、該作用物質が固体状態のとき、昇華により、該作用物質の少なくとも一部を吸着するのに充分であり、該作用物質の少なくとも一部が吸着された後、実質的に全ての該作用物質が、該密封容量内に残っている。 65．前記吸着剤が、炭素物質を含む、請求項64に記載の伝熱装置。 66．前記吸着剤が、炭素繊維を含む、請求項64に記載の伝熱装置。 67．さらに、弁を包含し、該弁が、前記第一および第二部分間の流体連通を調節するために、該部分間に配置されている、請求項64に記載の伝熱装置。 68．さらに、電流源を包含し、該電流源が、前記吸着剤と連結されて、該吸着剤から前記作用物質を脱離する、請求項64に記載の伝熱装置。 69．以下を包含する、伝熱装置：第一部分および第二部分を有する容器であって、該第一および第二部分は、共に、密封容量を規定している；該密封容量内の一定量の作用物質；および吸着能のある一定量の炭素吸着剤であって、該炭素吸着剤は、該容器の該第一部分に配置されている。 70．前記炭素吸着剤の前記吸着能が、前記作用物質が固体状態のとき、昇華により、該作用物質の少なくとも一部を吸着するのに充分であり、該作用物質の少なくとも一部が吸着された後、実質的に全ての該作用物質が、前記密封容量内に残っている、請求項69に記載の伝熱装置。 71．前記吸着剤が、炭素発泡体を含む、請求項69に記載の伝熱装置。 72．前記吸着剤が、炭素繊維を含む、請求項69に記載の伝熱装置。 73．さらに、前記容器の前記第二部分にて、一定量の活性炭材料を包含し、該活性炭材料が、前記作用物質を反発するようにされている、請求項69に記載の伝熱装置。 74．前記容器が、前記炭素吸着剤および前記活性炭材料上に被覆を包含する、請求項73に記載の伝熱装置。 75．さらに、前記容器の前記第一部分に配置したゼオライトを包含する、請求項69に記載の伝熱装置。 76．前記熱伝導性材料の前記吸着能が、前記作用物質が固体状態のとき、昇華により、該作用物質の少なくとも一部を吸着するのに充分であり、該作用物質の少なくとも一部が吸着された後、実質的に全ての該作用物質が、前記密封容量内に残っている、請求項69に記載の伝熱装置。 77．以下を包含する、伝熱装置：強磁性材料；および該強磁性材料に結合した固体熱伝導性材料であって、該強磁性材料は、磁場に近接しているとき該熱伝導性材料を加熱し、そして該磁場から離れて間隔を置いて配置されているとき該熱伝導性材料を冷却する。 78．前記強磁性材料が、ガドリニウムを含む、請求項77に記載の伝熱装置。 79．前記伝導性材料が、炭素材料を含む、請求項77に記載の伝熱装置。 80．前記伝導性材料が、吸着能を有し、さらに、以下を包含する、請求項77に記載の伝熱装置：第一部分および第二部分を有する容器であって、該第一および第二部分は、共に、密封容量を規定している；および該密封容量内の一定量の作用物質であって、該伝導性材料は、該容器の該第一部分に配置されている。 81．さらに、磁場源を包含する、請求項77に記載の伝熱装置。 82．前記磁場源が、超伝導磁石を包含する、請求項81に記載の伝熱装置。 83．以下を包含する、スターリングエンジン：ホットレザバ；コールドレザバ；ピストンであって、該ピストンは、該ホットレザバと該コールドレザバとの間でシリンダー内にて、該シリンダー内の作用流体を移動するように、移動可能である；および炭素材料であって、該炭素材料は、該炭素材料と該作用流体との間で熱移動するために、該作用流体と熱接触している。 84．前記炭素材料が、炭素繊維を含む、請求項83に記載のスターリングエンジン。 85．さらに、前記炭素繊維を加熱するために、該炭素繊維に連結された電流源を包含する、請求項84に記載のスターリングエンジン。 86．前記炭素材料が、炭素発泡体を含む、請求項83に記載のスターリングエンジン。 87．以下を包含する、置換可能装置：内面を有するコンテナ；および該コンテナ内に配置した吸着剤であって、該吸着剤は、該吸着剤に電流を加えるとき圧縮物質を脱離して、該コンテナに流体を置換させ、そして該吸着剤は、該電流を取り除くとき該圧縮物質を吸着する。 88．さらに、可撓性ブラダーを包含し、該可撓性ブラダーは、前記吸着剤の回りに配置され、そして前記コンテナ内に位置しており、該可撓性ブラダーは、前記吸着剤(desorbing material)が前記圧縮物質を脱離するとき膨張位置へと膨張し、そして前記吸着剤が該圧縮物質を吸着するとき収縮位置へと収縮する、請求項87に記載の装置。 89．前記コンテナが、導管であり、該導管が、第一および第二隣接部分、および該第一および第二隣接部分の中間の断面領域を有し、前記吸着剤および前記ブラダーが、該ブラダーが前記膨張位置にあるとき、該断面領域を満たし、そして一般に、該第一および第二部分間の流体連通を妨害するような形状にされている、請求項88に記載の装置。 90．前記コンテナが、その内壁に隣接した流体を有する導管であり、そして前記吸着剤が、複数の吸着剤部分の１つであり、隣接する吸着剤部分が、該導管を通って該流体を移動させるために、そこに電流を連続的に通すような形状にされている、請求項87に記載の装置。 91．前記吸着剤が、前記コンテナ内の前記流体とは異なる圧縮物質を吸着および脱離するように選択される、請求項87に記載の装置。 92．前記吸着剤が、前記コンテナ内の前記流体と一般に類似した圧縮物質を吸着および脱離するように選択される、請求項87に記載の装置。 93．前記吸着剤が、炭素繊維を含む、請求項87に記載の装置。 94．前記圧縮物質が、水を含み、そして前記吸着剤が、水を吸着および脱離するように処理されている、請求項87に記載の装置。 95．以下を包含する、成形炭素材料アセンブリユニット：炭素材料を含む第一炭素板；および炭素材料を含む第二炭素板であって、該第二炭素板は、該第一および第二炭素板間で受容開口部を形成するように、該第一炭素板から離れて間隔を置いて配置されそれと接続されており、該受容開口部は、該第一炭素板の厚さと同じ厚さを有する板を受容するようなサイズにされており、該第一および第二炭素板は、一般に、類似した配列可能な平面図形形状を有しており、その結果、１炭素材料アセンブリユニットの該第一板は、複数の隣接炭素材料アセンブリユニットの該受容開口部により受容でき、炭素材料アセンブリユニットの配列を形成する。 96．前記第一および第二炭素板の前記平面図形形状が、六角形である、請求項 95に記載の炭素材料アセンブリユニット。 97．さらに、導電性アセンブリユニットを包含し、該導電性アセンブリユニットが、接続し間隔を置いて配置した第一および第二の導電板を有し、該第一導電板が、前記第一および第二炭素板間の前記受容開口部で受容され、該第一および第二導電板が、該第一および第二炭素板の前記平面図形形状と一般に類似した平面図形形状を有する、請求項95に記載の炭素材料アセンブリユニット。 98．前記第一炭素板が、炭素繊維材料を含む、請求項95に記載の炭素材料アセンブリユニット。 99．前記第一炭素板が、炭素発泡体材料を含む、請求項95に記載の炭素材料アセンブリユニット。 100．吸着剤を含む第一容器と、該第一容器に接続した第二容器との間で、熱および作用物質を移動させる方法であって、該２個の容器は、液相で作用物質を含む密封容量を規定しており、該方法は、以下を包含する：該作用物質の一部を吸着により蒸発させ、そして該第二容器から移動させて、それにより、該作用物質の残留部分を凍結させて、凍結作用物質を形成する工程；および該作用物質の該一部の第一部分を、該作用物質の該一部を含む流体流れから分離する工程。 101．さらに、前記凍結作用物質を、昇華により、前記第二容器から吸着し続ける工程を包含する、請求項100に記載の方法。 102．さらに、前記凍結作用物質が前記第二容器から実質的に完全に除去されるまで、該凍結作用物質を、昇華により、該第二容器から吸着し続ける工程を包含する、請求項100に記載の方法。 103．さらに、前記第二容器から移動した前記作用物質の前記一部の第二部分を、前記第一容器中の前記吸着剤に吸着する工程を包含する、請求項100に記載の方法。 104．さらに、以下を包含する、請求項103に記載の方法：前記吸着剤を加熱して、その中に蒸気状態で含まれる前記作用物質の前記一部の前記第二部分を、該吸着剤から前記第二容器へと追い出す工程；および該作用物質を蒸気状態から液体状熊へと凝縮させる工程。 105．さらに、前記作用物質の前記一部の前記第一部分を前記第二容器へと戻す工程を包含する、請求項100に記載の方法。 106．さらに、前記吸着剤に電流を加えて、前記作用物質を該吸着剤から脱離する工程を包含する、請求項100に記載の方法。 107．さらに、前記吸着剤から前記電流を取り除いて、前記作用物質を吸着する工程を包含する、請求項106に記載の方法。 108．密封容量の第一および第二部分間で熱および作用物質を移動させる方法であって、該第一部分は、吸着剤を有し、該方法は、以下を包含する：該吸着剤に電流を加えて、該作用物質を該吸着剤から脱離する工程；および該吸着剤から該電流を取り除いて、該作用物質の一部分を該吸着剤に吸着して、該作用物質の残りの部分を冷凍させる工程：ならびに該凍結作用物質の少なくとも一部分を、昇華により、該吸着剤に吸着する工程。 109．前記作用物質を脱離する工程が、該作用物質を前記密封容量の前記第一部分から該密封容量の前記第二部分へと移動させる工程を包含する、請求項108 に記載の方法。 110．さらに、前記密封容量の前記第一および第二部分間の弁を閉じて、該部分を互いから孤立させることを包含する、請求項108に記載の方法。 111．前記凍結作用物質を吸着し続ける工程が、該凍結作用物質が実質的に完全に吸着するまで、該凍結作用物質に吸着し続けることを含む、請求項108に記載の方法。 112．以下を包含する、大気から水蒸気を回収する方法：吸着能のある吸着剤を該大気に露出させて、該大気から水蒸気を吸着する工程；および該吸着剤を脱離して、該吸着剤から該水を解離する工程。 113．前記吸着剤を脱離する工程が、該吸着剤を加熱する工程を包含する、請求項112に記載の方法。 114．前記吸着剤を脱離する工程が、該吸着剤に電流を加える工程を包含する、請求項112に記載の方法。 115．熱を移動する方法であって、該方法は、以下を包含する：強磁性部材を磁場に近接して配置して、該強磁性部材を加熱する工程；該強磁性部材からの熱を固体熱伝導性材料を通って伝導することにより、該強磁性部材を冷却する工程；および該強磁性部材から該磁場を取り除くことにより、該強磁性部材をさらに冷却する工程。 116．前記磁場を取り除く工程が、該磁場に対して、前記強磁性部材を移動させる工程を包含する、請求項115に記載の方法。 117．前記磁場を取り除く工程が、該磁場を第一状熊から第二状態へと変えて、該磁場を強度を弱める工程を包含する、請求項115に記載の方法。 118．コンテナ内の流体を置換する方法であって、該方法は、以下を包含する：圧縮物質を、該コンテナ内の吸着剤に吸着する工程；および該容器内の該吸着剤に電流を加えて、該圧縮物質を該吸着剤から脱離し、そして該流体を置換する工程。 119．前記圧縮物質を脱離する工程が、前記吸着剤の回りに配置した可撓性ブラダーを膨張させる工程を包含する、請求項118に記載の方法。 120．前記コンテナが、導管を包含し、そして前記可撓性ブラダーを膨張させる工程が、該導管を該ブラダーで少なくとも部分的に妨害して、該導管を通る前記流体の流れを少なくとも制限する工程を包含する、請求項119に記載の方法。 121．前記ブラダーを膨張させる工程が、前記導管を通る前記流体の流れを妨害する工程を包含する、請求項118に記載の方法。 122．前記コンテナが、導管を包含し、そして前記吸着剤が、複数の吸着剤部分の１個であり、さらに、電流を隣接吸着剤部分に連続して加えて、該導管を通って前記流体を移動させる工程を包含する、請求項118に記載の方法。 123．さらに、前記吸着剤に電流を加え続けて、該吸着剤を加熱し、そして前記圧縮物質を膨張させる工程を包含する、請求項118に記載の方法。 124．前記圧縮物質を前記吸着剤に吸着させる工程が、前記電流を該吸着剤から取り除く工程を包含する、請求項118に記載の方法。 125．さらに、前記吸着剤に電流を加え続けて、該吸着剤を加熱し、そして前記圧縮物質を膨張させることを包含する、請求項120に記載の方法。 126．前記圧縮物質を前記吸着剤に吸着することが、前記電流を該吸着剤から取り除くことを包含する、請求項120に記載の方法。