JP2002530619A - 固体物質を使用するケミカルヒートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ケミカルヒートポンプで、水などの揮発性液体と十分なやり方で相互作用する物質が使用される。物質は、そのエネルギー濃度とそのΔΤの大きさを考慮して他のものから選択され、ヒートポンプは、太陽エネルギーなどの低グレードの熱エネルギーをエアコン用の及びたとえば家のホットタップ水として使用される熱を同時に製造するための冷却に添加させるのに適するようになる。ヒートポンプは、冷蔵ボックスで使用されることもできる。適切な物質は、水酸化バリウム、水酸化リチウム、臭化ストロンチウム、及び塩化コバルトを含む。該物質は、熱伝導性フランジの間の壁に振動される時に、液体と物質とのスラリー様混合物を適用することにより、熱伝導性の壁（２１）の表面上に層（２３）として適用される。混合物は、真空下乾燥され、加熱され、外部の圧力をかけることにより同時に圧縮される。これは、熱伝導性の壁及びフランジへのその接着の及び層の内部構造のいかなる劣化なしに多くのサイクルに耐え得る高細孔度を有する物質の固体の十分に接着した層を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野）

【０００１】 本発明は、ケミカルヒートポンプ、その製造方法、およびこのようなケミカル
ヒートポンプを含めて構成された系に関する。

【０００２】 （背景技術） ケミカルヒートポンプの作動原理は周知であって、例えば米国特許第５，４４
０，８８９号、同第５，０５６，５９１号、同第４，９９３，２３９号、同第４
，７５４，８０５号、および国際公開特許出願ＷＯ第９４／２１９７３号明細書
を参照されたい。米国特許第５，３６０，０５７号明細書には、複雑なヒートポ
ンプ装置が開示されている。実用溶液が容易には見いだすことができず、また商
業的な製品が容易には製造できない理由は、共に、ケミカルヒートポンプ中での
化学的プロセス、およびその化学的プロセスが起こる技術的構造の本質にある。
適した物質を見いだすことは困難であり、その困難性は（電力を生み出す）電気
化学的電池の対応する条件にたとえることができる。その上、ケミカルヒートポ
ンプ（＝ケミカルヒートバッテリー）と電気化学的電池との間には大きな類似性
が存在する。さらに、作動しているヒートポンプ中の化学的プロセスを意図した
ように働かせるためには、機械的デザインとその物質との相互作用もヒートポン
プ中における化学的プロセスの重要な因子である。さらに、化学的プロセスが非
常に長い時間にわたって満足に働くようにするためには、非常にタイトになって
いる、即ち漏れ防止性となっている系が必要とされる。所望とされないガスは極
く少量でもケミカルヒートポンプとして使用される系のプロセスを完全に止め得
るのである。これは、例えば水のような低い蒸気圧を有する液体が使用される場
合に特に重要である。完全密閉系の漏れ防止性に対する必要条件は、高真空技術
に設定される必要条件に対応する。しかして、ケミカルヒートポンプとして使用
される系における部材は、全て、ヘリウムを用いる漏れ試験で１０^−１０ｍｂａ
ｒｌ／ｍの漏れ防止度まで試験されなければならない。

【０００３】 かくして、ケミカルヒートポンプにおいては、そのヒートポンプのまさにその
プロセスを実行し、そして通常は双極性液体であって、ほとんどの場合水である
揮発性媒体と共に作動する活物質が用意される。水と共に使用されるべき多数の
このような活物質が提案された。例えば、上記で引用した特許および特許出願を
参照されたい。典型的な物質として、例えば塩化カルシウム、塩化マグネシウム
、塩化リチウムおよび硫化ナトリウムが挙げられる。ケミカルヒートポンプを含
んで成る冷却系の冷却力はその系の物理的デザインによって決定される。その活
物質とそのような系に含まれる熱交換器との間のエネルギー移動は、固体物質を
使用する系では、活物質が液体である場合に比べて減少される。冷却力は、主と
して、熱交換器の表面上に位置する活物質の相の厚さによって、またその物質表
面に対するガスの有効利用性、即ちその揮発性液体がどのようにして活物質を十
分に残し得るか、およびその液体が気化状態で活物質によりどのようにして十分
に吸収され得るかによって決定される。

【０００４】 ケミカルヒートポンプ内部の働きは、活物質と揮発性液体との化学反応の速度
論と、揮発性液体の活物質中における拡散と、固体物質を収容している反応器の
部分における熱の輸送との間の複雑な相互作用によって決まるが、これらの因子
はヒートポンプの形態上のデザインと機械的構造にも依存する。特に、放電プロ
セスで、即ち活物質が揮発性液体の上記を吸収するとき、反応が不均衡に停止せ
しめられること、即ち自己閉塞が現れるようなことを引き起こすことなく、反応
器を高電力率（ｐｏｗｅｒ ｒａｔｅ）で作動させるためには、拡散と熱伝導と
の間の相互作用に大きな重要性がある。

【０００５】 前記で引用したＢｅｉｊｅｒ等の米国特許第５，４４０，８９９号明細書には
、円筒状室として設計されたアキュムレータ、および隔壁で分離された蒸発器／
凝縮器のためのそのアキュムレータの下に配された空間を有するヒートポンプが
開示される。一つの態様では、アキュムレータ部に、金属ワイヤーの矩形・螺旋
巻き体として設計された、表面を拡大し、そして熱を伝導する構造が設けられて
いる。アキュムレータ部および蒸発器／凝縮器には熱交換器が設けられている。
蒸発器／凝縮器の内側には、毛管吸引ウェブでカバーされた支持要素が設けられ
ている。アキュムレータにおいて、その螺旋フランジの部分間の空間には、好ま
しいケースではセルロースと黒鉛との混合物である繊維材料が配置され、次に硫
化ナトリウムを吸収するようにされている。この混合物において、黒鉛は熱伝導
特性を改善するために与えられている。アキュムレータ部には、上記混合物を膨
張用のキャビティーが形成されるように、その混合物を導入した後に取り除かれ
ものであるが、人工樹脂板も配置することができる。硫化ナトウムは、一般に、
Ｎａ_２Ｓ・９Ｈ_２Ｏのような最も水和した形、即ち溶融形で、昇温下において配
置され、そして上記混合物により吸収され、次いで冷却によって硫化ナトリウム
の結晶が形成される。これらの結晶はアキュムレータ中のフランジに接着した繊
維材料による。

【０００６】 従来技術によりアキュムレーター中で硫化ナトリウムを使用するときは、まず
、熱交換表面に対する硫化ナトリウムの接着と関連した一つの重要な問題が存在
し、そのため、上記説明による繊維強化材を使用しないならば、多数のサイクル
後に、硫化ナトリウムの層と、熱が与えられ、そして熱が運び去られる表面との
間に小さなスリットが造り出される可能性がある。加えて、長期の展望で考察す
ると、後記の議論を参照されたいが、他のガス、いわゆる残留ガスが形成され得
ると言うことに関連する第二の問題も存在する。

【０００７】 （発明の開示） 本発明の一つの目的は、太陽エネルギーにより駆動すべく使用することがケミ
カルヒートポンプを提供することである。

【０００８】 本発明のもう一つの目的は、性能を損なうことなく充填と放電を含む非常に多
数のサイクルを実行することができるケミカルヒートポンプを提供することであ
る。

【０００９】 本発明ももう一つの目的は、ケミカルヒートポンプ用の熱交換器要素であって
、それら要素の熱伝導部と活物質との間に効率的な熱移動があり、そして活物質
をその活物質が揮発性液体のガス相と効率的に相互作用し得るそのような仕方で
熱伝導部に接着させることができるようにする、そのような熱交換要素を提供す
ることである。

【００１０】 ケミカルヒートポンプが実際に作動するためには、ヒートポンプのまさにその
プロセス、即ち収着質を吸着および脱着（放出）することを実行する活物質は少
なくとも次の基準を満たさなければならない：

【００１１】 １．活物質は適切なΔΤを有していなければならない。ここで、ΔΤはある圧
力平衡に対して活物質と凝縮器／蒸発器中の揮発性の双極性液体との間に存在す
る温度差である。水／水蒸気から成る系の適切なΔΤは、２０〜４０℃の範囲で
ある。後記の議論を参照されたい。

【００１２】 ２．活物質は、好ましくは、一定ΔΤを有する一つの単一相転移において、ま
たは少なくとも接近した位置にあるΔΤを有する相転移について、ガス、即ち揮
発性液体の蒸気相と反応すべきである。

【００１３】 ３．活物質は上記プロセスが固相に留まっている間はともかく例証される（ｉ
ｎｓｔａｎｃｅ）必要がある、即ち活物質はプロセス温度に関して適切な融点を
有していなければならない。

【００１４】 ４．活物質は昇華せしめられない。

【００１５】 ５．活物質は化学的に安定で、長期の作動に耐えなければならない。

【００１６】 ６．活物質はガス状の揮発性液体以外の他のガス状副生成物を生成させない。

【００１７】 ７．活物質は機械的に安定で、そのいつになってもそのような構造を変化させ
ず、またはそれがガスを吸着し、そして放出するときそのような外側の物理的形
状を有意には変化させない。

【００１８】 ８．活物質は揮発性液体の気相と高反応容量を有し、かつその高反応容量を可
能な限り多くのサイクルにわたって維持しなければならない。

【００１９】 ９．活物質は、その単位容積当たりの凝縮器／蒸発器側の蒸発エネルギーとし
て数えて高エネルギー含量を有していなければならない。

【００２０】 １０．活物質は熱交換器の表面に適用され得なければならず、またそれら表面
から離れやすいものであってはならない、即ちそれら表面にしっかり接着してい
なければならない。これは、活物質を、水中スラリーを形成するように造ること
ができるならば達成することができる。後記の議論を参照されたい。

【００２１】 １１．活物質は腐食性、可燃性であってはならず、さもなければ、例えば環境
に対して、または運転者に対して問題である。

【００２２】 １２．活物質を初めに購入、入手または製造するのにコストがかかりすぎるべ
きではない。

【００２３】 点１で述べた量ΔΤの定義は図６の線図で説明される。図６には、純水、およ
び結晶化の水を含んでいる典型的な塩・ＭｅＸについて温度の関数としての蒸気
圧が説明されている。上記の議論によれば、温度差ΔΤはある一定量の塩の温度
と、その塩の量が水蒸気を吸収することから成る断熱過程が進むときのある一定
量の水の温度との差である。この線図から明白なように、ΔΤはおおよそ大気圧
の圧力についてむしろ一定である。

【００２４】 基準１は、太陽エネルギー駆動空調に予定されるケミカルヒートポンプを構成
するときに特に重要なものである。日中に行われる充電段階では、戸外温度は非
常に高い可能性がある。凝縮器／蒸発器は空調系に接続された空気熱交換器から
の液体の流れによって冷却されるのが好ましいから、その現在戸外温度は凝縮温
度を限定する。従って、最高で約９０℃の温度を有する活物質の仮想上の充電温
度、またその物質の可能なΔΤ値も限定される。

【００２５】 全体で約１０℃は活物質側と凝縮器／蒸発器側に電力駆動温度差として保存さ
れなければならないことを考慮すると、４０℃の戸外温度では３０℃しか活物質
のΔΤに残されない。選択される活物質は、従って、２０〜４０℃のΔΤを有す
る物質だけを含むように制限されるべきである。基準１も、系を放電させるとき
に存在する実際の条件を満足しなければならない。太陽エネルギー駆動空調を含
む用途には夜間に行われるようにするのが好ましい放電プロセスにおいては、そ
の系により生成せしめられる最低冷却温度はその放電プロセスにおける活物質の
温度により限定され、その温度はまた空調系の空気熱交換器からの液体の流れに
より決まる。この温度が例えば３０℃であり、そして活物質側と凝縮器／蒸発器
側に電力駆動温度差（放電の電力はサイクル時間がより長いのでより少ない）と
して全部で５℃保存されなければならず、そしてルームクーラーに対する冷却水
は１０℃に保たれるべきであるならば、活物質は３０℃のΔΤを有することが必
要とされる。しかし、ＬｉＯＨおよびＢａ（ＯＨ）_２のようなある種の物質には
、それらのΔΤが高められた温度については減少され、それによって凝縮器の高
温時充電が容易になると言う大きな利点がある。

【００２６】 また、基準３は注意深く観察されなければならない。多くの物質は使用される
相転移または複数の相転移について十分に高い融点を有するが、次の相転移に対
しては十分に低い融点を達成する。ある飽和溶液中における物質の蒸気圧が系の
どこにおいてもこの相に対する転移を果たすべく十分に低いならば、その物質は
一部液相に変換される。これは、溶融はその物質が熱交換器表面から離れる可能
性のあるところで起こるから、電力を大きく引き抜くための熱交換器表面に近い
ところで特に危険である。

【００２７】 基準４でも、幾つかの生じ得る物質を分けている。すなわち、シュウ酸（ＣＯ
ＯＨ）Ｏ・２Ｈ_２ＯはΔΤが３０℃であり、比較的大きなエネルギー含有量を有
しているが、太陽エネルギーを利用して駆動するヒートポンプが駆動する温度範
囲内で昇華する。昇華とは、その物質の蒸気圧が低いため最初に溶融することな
く蒸発することを意味する。現在の温度及び圧力においてケミカルヒートポンプ
中で使用された場合、このシュウ酸は細かく分散した粉末としてコンデンサーに
移される。このことにより、結局、リアクター内には何も物質が残らないことに
なるであろう。また、ホウ酸ＢＯＯＨもチャージの際に昇華する。但し、ホウ酸
は、熱を蓄えるのに適している良い物質であるが、ΔΤが高すぎて本発明で意図
される空調の用途に用いることができない。

【００２８】 基準９において、エネルギー含有量という用語は、その物質の単位体積が揮発
性液体のガス相を吸収するとき、蒸発のために消費された蒸発エネルギーを意味
する。本発明における高エネルギー含有量とは、少なくとも０．１５ｋＷｈ／ｌ
、好ましくは少なくとも０．２ｋＷｈ／ｌ、最も好ましくは少なくとも０．３ｋ
Ｗｈ／ｌである。

【００２９】 現実的な条件の間、これらの基準群に対応する複数の物質が製造され試験され
た。これらの物質は全て、主として熱エネルギーを冷却に変換するよう意図され
ているが、ある場合では、冷却が起こると同時に熱を得ることができる。これら
の物質は、太陽エネルギーを利用して駆動する空調装置や冷却機及び冷凍バック
に適しており、電気抵抗要素又は任意に選択された他のエネルギー源で加熱され
ることによってチャージされる。

【００３０】 これらの物質は全て、水と共に作動媒体として用いられることが意図されてい
る。水は高い蒸発熱を有しており、安価であり、危険でもなく、意図された用途
において冷却部に適切な温度を与える。

【００３１】 主に選択される物質には、以下のものが含まれる。 １．４２℃のΔΤを有する相転移１−２Ｈ_２Ｏ及び２０℃のΔΤを有する相転移
２−６Ｈ_２ＯにおけるＣｏＣｌ_２（塩化コバルト） ２．２０℃のΔΤを有する相転移１．５−６．５Ｈ_２ＯにおけるＢａ（ＯＨ）_２
（水酸化バリウム） ３．２５℃のΔΤを有する相転移０−０．６５Ｈ_２ＯにおけるＬｉＯＨ（水酸化
リチウム） ４．３５℃のΔΤを有する相転移１−６Ｈ_２ＯにおけるＳｒＢｒ_２（臭化ストロ
ンチウム）

【００３２】 これらの物質全ては、冷却のためのケミカルヒートポンプにおける活性な化学
化合物として非常に好適である。ＳｒＢｒ_２は冷却又は冷凍と同時に、例えば家
庭内で使用される温かい水道水が生成する温度レベルで、熱を発生させることの
できる充分に高いΔΤを有している。これらの物質は水蒸気との反応性が非常に
高く、ディスチャージ、チャージのいずれも難しくない。生成されたガス状の分
解物による反応スピードの明らかな遅れが経時的に生じることはない。数多くの
循環の間、構造的な変化も観察されなかった。これらの物質は、物質の体積あた
りの冷却エネルギーとして算出される高いエネルギー含有量を有している。Ｌｉ
ＯＨを除いた全ての物質におけるエネルギー含有量は、乾燥充填については約０
．２ｋＷｈ／ｌであり、スラリー法を用いた乾燥については約０．３ｋＷｈ／ｌ
である（以下の記載を参照）。水酸化リチウムのエネルギー含有量は、乾燥充填
については約０．１５ｋＷｈ／ｌであり、スラリー乾燥については約０．１７ｋ
Ｗｈ／ｌである

【００３３】 冷却力はシステムの構造によって決められる。固体物質を有するシステムにお
ける物質と熱交換器との間の熱交換は、液状の物質を有する場合に比べ非常に低
下する。冷却力は、主として熱交換器表面の物質層の厚さ及び物質表面のガス利
用可能度により決まる。しかしながら、薄い、最も好ましくは非常に薄い層、例
えば厚くても１０ｍｍ程度である厚さの層が用いられるのであれば、冷却力を著
しく増加させることが可能となる。これにより、特に有用な用途への物質及び技
術的デザインの適応において、非常に大きな自由度が得られる。

【００３４】 速い充電と、長い放電時間と、高電力割合とのために操作が最適化された化学
的なヒートポンプのためのリアクターで、固体物質中の熱伝導と拡散は、物質の
範囲内で同じ向きで起こらなければならない。リアクターなる用語は、ここでは
、その中で、活性物質がアレンジされ、そして、揮発性の液体のガス相と物質と
の反応が起こる、容器を意味する。物質のマイクロチャネルでの拡散を改善する
他の手段によって、格子（ｇｒａｔｉｎｇ）を集積化することによる物質、ネッ
ト、ワイヤーまたは正しい向きに向けられた他の適当な材料の、または、金属で
できている折られたバンド（ｆｏｌｄｅｄ ｂａｎｄ）の熱伝導の改良は、この
ように、支持されなければならない。

【００３５】 リアクターで、活性物質と外部のメディアの間で熱を移送する熱交換器ユニッ
トは、設けられる。化学物質は、熱輸送改善構造、これは加熱補強（ｈｅａｔ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）ともよばれ、熱交換ユニ
ット内の熱交換表面に取り付けられ、物質を機械的に安定化させ、物質と熱交換
器の表面との間の最大接着が得られる、結合された熱交換器／物質ユニットを形
成するが、これは、Ｄｅ Ｂｅｉｊｅｒらのための米国特許５，４４０，８９９
の前述の議論に比較される。結合されたそのようなユニットを獲得するために、
化学物質は、ワーキングモル濃度の物質の最も水和させられた状態より以上に一
定過剰を構成する適応させられた量の水の中で、スラリーに形成される。所望の
スラリー状の混合物を形成するために、前にスクリーニングにより適応された粒
の径分布が獲得されて、水中で沈泥でふさがれるとき、物質は作用する。攪拌さ
れ、最も好ましくは振動され、この混合物は、熱交換器ユニット中に加熱補強が
設けられた熱交換表面に適用される。

【００３６】 この領域の温度の漸進的な増加と同時に、熱交換器表面に適用されるスラリー
状物質を含む領域のあたりの大気圧の漸進的な低下の間、物質は、ワーキングモ
ル濃度に接近する、すなわち、水がユニットから放出または放射される、状態を
受け入れるように、乾燥される。好ましくは、漸進的に増加している力がこの領
域を圧縮して、それによって物質が均一な薄膜層に圧縮されるように、同時に、
真空乾燥工程がすすむ。それによって、物質のマイクロチャネルでの拡散の改良
が、作り出される。最も好ましくは振動される物質の適用方法、そして、漸進的
な乾燥及び物質の圧縮とも同時の最終的な形成方法は、充填密度最大にし、それ
によって、物質中のエネルギー密度が熱交換器構造に適用される。

【００３７】 熱交換ユニットと物質を保持するためのその表面の好ましい幾何学的レイアウ
ト、このレイアウトはここでは面自己保持性リアクターと呼ばれる、においては
、製造の最終ステージのあいだ、ベリー（ｖｅｒｙ）リアクター中で、この最終
形成がインサイチューでなされ得る。そして、自己支持性構造のために外の閉包
の壁が、リアクター中の全ての物質層を圧縮するように、最終形成のプレッシン
グ操作は、物質の外の閉包に作用する大気圧から作り出される。

【００３８】 予めアレンジされた熱交換器表面を有する円形または円筒形のリアクター、そ
れは、このようにリアクターの軸を通して延びる面に位置する、においては、た
とえそのような幾何学が明白な構造上の利点を持つとしても、これらの延長の全
てにわたって十分に薄い物質層を使用することは、難しくありえる。一つの代替
は、放射状面、すなわち、シリンダーの形の軸に垂直な面中に、主として位置す
る熱交換器表面を具備することでありえたが、これは、上で議論したＤｅ Ｂｅ
ｉｊｅｒらのための米国特許５，４４０，８９９において、螺旋状面で説明され
ている。

【００３９】 （詳細な説明） 図１で、冷却（冷蔵）または加熱を作るためのケミカルヒートポンプを概略し
て示す。図示されたケミカルヒートポンプは、閉鎖系であり、通常は水である吸
収されるものを発熱吸収し吸熱脱着することのできる物質２を含む第一の容器１
またはアキュムレーターから成る。第一の容器１は、容器の上側にその端で連結
したパイプとして表示される固定ガス管４を通して、第二の容器３、コンデンサ
ー／エバポレータとも呼ばれる、と連結している。管と容器１，４の内部空間は
、閉じた漏れに対抗性のある系を形成する。第二の容器３は、第一の容器１での
固体物質２からの吸熱脱着下にガスの吸収されるもの６を液体の吸収されるもの
５に凝縮するコンデンサーとして機能し、第一の容器１での固体物質２での発熱
吸収下にガスの吸収されるもの６への液体の吸収されるもの５のエバポレーター
ーとして機能する。

【００４０】 系、すなわち、第一及び第二の容器１，３とガス管に存在し、お互いに流体連
通している内部空間は、完全にガスタイトであり、化学プロセスでは活性で好ま
しい場合には水蒸気であるガス６以外のすべてのガスから排気される。アキュム
レーター１の物質２は、そこで第一の熱交換器７と直接に接触しており、それは
、液体流８を通って順番に環境から熱が供給され環境に熱を与えることができる
。コンデンサー／エバポレータ部分３の液体は、同じやり方でそこの第二の熱交
換器９と直接に接触しており、そこに、熱が環境から与えられまたはそこから熱
が液体流１０を通って環境に輸送され得る。

【００４１】 図１の熱交換器として適切に使用され得、図２に断面図を示す装置の活物質を
運ぶ統合熱交換器装置の好ましい態様では、熱流とガス流が熱交換器の大きな外
部表面２１と２１ａに垂直に向けられている。例えば金属板の熱交換器媒体及び
ガス浸透せず熱交換器に属する全体の平行表面２１，２１ａは、大きな表面に平
行に熱交換器媒体を通過させる外部熱交換器媒体用のチャンネル２２を有するク
ロスバーワークなどの構造により相互に接続されている。熱交換器の１つの表面
２１上では少なくとも、金属または他の適切な熱伝導性材料の熱輸送促進構造２
５が適用される。

【００４２】 熱伝導性構造２５は、熱交換器の表面２５と垂直に向けられた「チャンネル」
であり、そのチャンネルは、熱及びガス輸送として同じ方向に位置している。こ
の熱輸送促進構造２５の「チャンネル」は、熱移動表面２１から垂直に突き出て
表面２１に固く付着したフランジである。もし表面２１が銅でできているならば
、これらのフランジは表面にはんだづけされよう。

【００４３】 活性固体物質は、熱交換器の１つの表面２１に、そして、熱輸送を促進する構
造２５の回りに適用され、その物質は、物質の最も高い作用モル濃度よりも大き
な水のモル濃度を有する水とのスラリー混合物の形にある。こうして形成された
熱交換器／物質装置を振動させることにより、混合物は熱交換器の表面２１にそ
して熱輸送を支持する構造２５の回りに付着される。

【００４４】 物質層は、金属グランティングまたは薄い孔のあいた金属板２６などの孔のあ
あいた金属構造により限定される。物質層２３への／からのガス輸送は、薄い孔
のあいた板２６の外部表面に配置されたたくさんの孔のあいたチューブ四角構造
２８の側の及び中の空間２７を通って起こる。これらの空間では、ガスは、熱交
換器の大きな表面２１に主に平行に移動する。それらの表面の構造２８及び薄い
孔のあいた板２６は、示されていないが、金属ネット構造によりある範囲は置き
かえら得る。追加で以後の記述を見よ。そのようなネット構造は、大きなまたは
粗いメッシュのネットをそれを外側に及び物質で直接に位置する内部閉鎖メッシ
ュのネットを含む。外部では、大きな厚みをもつ強いネットが配置され、ガス輸
送の空間２７に対応する輸送空間を作る。

【００４５】 水と物質の混合物は、熱交換器／物質装置の周囲の圧力を徐々に低下させるこ
とにより乾燥され、同時に、物質層２３の温度は、徐々に増加して、余分な水と
最も高いモル濃度を超えた水が層を残し、物質のミクロチャンネル物質が形成さ
れ改善される。この真空乾燥プロセスは、物質層が外部から付与された力により
徐々に圧縮されるのと同時に達成される。乾燥し圧縮した物質層２３は、それに
より、機械的に安定な熱交換器／物質装置と統合され、それは、層を通して高い
熱とガスの輸送を可能とする。

【００４６】 好ましい態様では、物質構造２３とガスチャンネル構造２７は、熱交換器の２
つの反対の大きな表面２１と２１ａ上に配置されており、それは、その２つの大
きな表面に固体物質を有する二重の熱交換器／物質構造を形成するためである。
そのような二重の熱交換器／物質構造は、お互いに置かれることができ、図２ｂ
に示すように、例えば薄い金属板（示されないが）の外部のタイトな囲みを持つ
容器を形成する。囲みの内部がその後空気圧により真空に接続される時、囲みの
壁はその中に位置する熱交換器／物質構造を圧縮するであろう。特に、ｘ−方向
に。ただし、熱輸送促進構造２５は、完全には固くないが少し生じ得る。それは
、物質層３の最終形成及び乾燥プロセスで使用される。アキュムレーターは、ｘ
−，ｙ−，ｚ−方向に自己支持性となり、同時に、熱及びガスの輸送の有利な特
性が最終形成により得られる。

【００４７】 構造２５は、昼にチャージして夜に冷却することを含むルームエアコンに適切
な好ましい態様では、約１０ｍｍの深さをもつ。これらの構造２５でのフランジ
または「チャンネル」は、お互いに約５〜１０ｍｍの距離で位置する。

【００４８】 （グランティングにより置きかえられ得る上記のような）孔のあいた板２６は
、乾燥及びプレスプロセスで、熱輸送促進構造２５を支持し、個々の容器の間の
力を分散させ、各容器のこの構造は自己支持性となる。用語「自己支持性」とは
、ここでは、塩又は物質を考慮することなしに機械構造全体が、真空が適用され
る時、容器の壁からの力に抵抗し得ることを意味するものとしてとられる。上記
のように、構造は、「容器」がお互いにプレスされて、板２６がそれらの間に位
置する物質とフランジ２５に対して強く押す時、プロセスで生じる。物質は、成
形プロセスでは、容器が乾燥用に真空にされる前に、この状態で「容器」間に存
在する可能な自由空間で板２６に対して外側に膨張した。それゆえに、物質は圧
縮される。孔のあいた板又はネットは、物質の結晶の燒結凝集体又は結晶がそれ
らの中の穴を通過できないほどに細かい又は近接したメッシュを有する。圧縮プ
ロセスでは、これらの結晶又は凝集体の間に、いくらかの内部空間が維持され、
これは、ガスの十分な輸送を可能にする。

【００４９】 ケミカルヒートポンプ内の熱交換器に使用され得る物質は、結晶水として結合
した水を含有するために水と反応するべきであり、これは、温度のおだやかな増
加のために物質からむしろ容易に発生し得る。そのような物質は、典型的にはさ
まざまな金属塩を含む。ヒートポンプで実際に使用されたあるいはケミカルヒー
トポンプで使用されるために文献で言及された物質には、上記のように、塩化カ
ルシウム ＣａＣｌ_２、塩化マグネシウム ＭｇＣｌ_２，塩化リチウム ＬｉＣ
ｌ及び硫化ナトリウム Ｎａ_２Ｓが含まれる。揮発性媒体として水を使う太陽起
動ヒートポンプで十分に作用するために、物質は、ある場合には上部温度が低く
なり得る約０−１００℃の温度範囲などのような選択された適切な温度範囲内で
、以下に議論するような特徴を持っていなければならない。

【００５０】 １．物質は、約２０−４０℃の範囲のΔΤをもたねばならない。 ２．物質は、お互いに近いΔΤ：ｓを持つ相転移で水蒸気と反応するべきであ
る。 ３．物質は、すべての場合で、プロセスの最中には、固体状態を維持しなけれ
ばならず、これは、好ましいケースでは、１００℃以上の融点を意味する。ある
場合には、いくぶんか低い融点が許容され得る。 ４．物質は昇華が許されない。 ５．物質は、水蒸気との反応で化学的に安定でなければならない。 ６．物質は、水蒸気以外のガスを発生することが許されない。 ７．物質は、機械的に安定でなければならず、時間が経過してもその構造が変
化することが許されず、それが水蒸気を吸収し発散するとき、その外形の大きな
変化をもつ。 ８．物質は、水蒸気との高い反応性をもたねばならず、すなわち、早く反応し
、できるだけ多くのサイクルの回数を経過した時に高い反応性を維持しなければ
ならない。 ９．物質は、少なくとも０．１５ｋＷｈ／ｌ及び好ましくはそれより大きいエ
ネルギー濃度を持たねばならない。 １０．物質は、熱交換器の表面に固く適用され得なくてはならず、時間が経過
しても、それらから取り外されるべき適性を持つことは許されない。

【００５１】 もう一つの要求は、物質は溶けることが許されないことである。排出の時、一
般に、第一の結晶相Ａは、第二相Ｂに変形する。これは、明確な蒸気圧で起こる
。例えば、もし物質が３０℃に維持されてその融点が８０℃なら、特になにも起
こらない。しかし、排出プロセスが終わりに近づき第一相Ａのすべての物質が消
費されて第二相Ｂに変形するとき、水がまだ蒸発器内にあり、蒸気圧を考慮して
第三相Ｃの形成が可能となることが起こり得、すなわち、この転移のための圧力
と温度に関する状態が満たされる。更に、第三相Ｃは固体の代わりに３０℃で液
体になる得る。そのとき、溶解の危険が存在する。固体状のすべての物質は、液
化し溶解になり得る。そのような危険は、第三相Ｃへの転移の条件を物質の一部
の又は部分的な部分が満たす時、排出プロセスの間にも存在し得る。この場合に
３０℃へ下に、できるだけ多くのパワーを実現するために、その通常のバランス
の下にそれを有意に冷却することをトライすることにより物質を載せる時、その
ような液相はなにも許されない。物質の溶解が許されない条件は、短くいうと、
実際の温度で、それが水蒸気の限定されない量にさらされた時に物質が自発的に
溶解となる危険がなにも許されないようなやり方で、タームされ得る。

【００５２】 他の自然の用途用のヒートポンプにとって、上記にリストしたすべてのクリテ
リアは、適用可能でない。たとえ、多くの場合に、対応するクリテリアが、その
ようなヒートポンプに有効な温度範囲内で適合された境界値を有して使用され得
ても。

【００５３】 結晶水を吸収できる多くの異なる金属塩が、上記の異なる特徴に関して研究さ
れた。主に、ポイント１と２に従った特徴が研究された。第二に、ポイント３，
４及び５に従った化学安定性及びあまり低くはない融点の条件が観察された。第
三に、ポイント９に従ったあまり少なくないエネルギー濃度を含む条件が研究さ
れた。それらにより、ポイント８に従った反応速度の条件が研究された。ポイン
ト１−５に従った特徴に関する異なる物質のデータは、文献に部分的に存在する
。望ましい特徴との比較は、少量の物質を残し、それは、条件を満たし、そのた
めに追加の測定が上記の連続した順番でなされた。

【００５４】 既知の物質の中で、硫化ナトリウムが、あまりにも高い５８℃のΔΤ（特徴１
）のために、そして化学安定性に欠ける（特徴５）ために、太陽稼働ヒートポン
プで使用するのには削除される。水蒸気での反応では、硫化水素Ｈ２Ｓの製造が
避けられないように平衡がとって代わられる。このガスは、その後永久に系内に
存在し、ガスの間欠的なポンプ出しが必要となるように蓄積されよう。もし反応
で望まれないこのガスの蒸気圧があまりにも高いならば、（物質が水を吸収する
時）排出プロセスで物質と水蒸気の反応速度は影響し、（物質が水を放出する時
）排出プロセスで水蒸気の反応速度も同様である。塩化マグネシウムは、１モル
塩素当たり４〜６モルの水の主に可能な相転移であまりにも高いΔΤ（５４℃）
のために削除される。

【００５５】 上記議論による特徴１−１０を持つことが想像され得る以下の物質が、文献を
研究後に見つかった。

【００５６】 ＣｒＦ２，ＦｅＦ２，ＦｅＦ３，ＣｏＦ２，ＣｏＦ３，ＮｉＦ２，ＬｉＣｌ，
ＭｇＣｌ２，ＳｒＣｌ２，ＢａＣｌ２，ＣｏＣｌ２，ＳｒＢｒ２，ＢａＢｒ２，
ＮａＩ，ＢａＩ２，ＭｎＩ２，ＦｅＩ２，ＬｉＯＨ，ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｓｒ（
ＯＨ）２，Ｂａ（ＯＨ）２，Ｎａ２ＣＯ３，Ｋ２ＣＯ３、ＬｉＳ２，ＭｇＳＯ３
，ＣａＳＯ３，ＣｏＳＯ３，ＮｉＳＯ４，ＦｅＳＯ４，Ｌｉ２ＳＯ４，ＭｇＳＯ
４，ＭｎＳＯ４，ＣｏＳＯ４，Ｍｇ（ＮＯ３）２、ＮｉＣｌ２，ＮＨ４Ａｌ（Ｓ
Ｏ４）２，ＫＡｌ（ＳＯ４）２。

【００５７】 塩化ストロンチウム ＳｒＣｌ２と塩化コバルトＣｏＣｌ２は、文献の研究か
ら、特徴１−９を有すると決定され得る。しかし、塩化ストロンチウムは、文献
データから誤っていると証明されるので、削除される。２０℃のΔΤの表示値は
、その代わりに１５℃の付近にある。

【００５８】 硫酸マグネシウムＭｇＳＯ４は、８以外のすべての特徴を持つと決定され得る
。試験では、排出すなわち吸収水で低下した反応速度を持つとわかる。好ましい
の事実は、後に、硫酸リチウム以外のすべての試験した硫酸塩によって一般に有
効であるように見える。

【００５９】 これらの残りの物質のいくらかは、ここで実施した試験での異なる理由で削除
された。

【００６０】 クロム、鉄及びコバルトのフッ素化物はこうして、反応速度の大きな低下をも
つことがわかる。すなわち、結晶化の吸収水の興味あるプロセスはとてもゆっく
りと起こる。

【００６１】 すでに言及したように、興味の相転移でＭｇＣｌ２はとても高いΔΤを有し、
ＳｒＣｌ２は、とても低いΔΤをもつ。

【００６２】 ＢａＣｌ２は、０−１Ｈ２Ｏと１−２Ｈ２Ｏの相転移で適切なΔΤを持つが、
それはバリウムの大きな分子量のため、とても少ないエネルギー濃度をもつ。

【００６３】 ＢａＢｒ２は、１−２Ｈ２Ｏの相転移ですくないエネルギー濃度をもつ。

【００６４】 ＢａＩ２では、対応の条件は１−２．５Ｈ２Ｏの転移で有効である。

【００６５】 ４−６Ｈ２Ｏ転移のＭｎＩ２は、未知の融点を持ち、適切なΔΤ＝２７℃は決
して試験されなかった。しかし、Ｍｎは高く、エネルギー濃度は理論的にすくな
く、ヨウ素はヨウ素ガスを発するので適切でない。

【００６６】 ２−４結合水分子の転移のＦｅＩ２は、９８℃の融点を有し、そのΔΤは未知
である。しかし、そのエネルギー濃度が小さいという一般的な理由からフォロー
されるので、決して試験されなかった。更に、上記のように、ヨウ化物は化学的
に安定でない。

【００６７】 ＮａＯＨは適切なΔΤを持つが、約６０℃の小さい融点を持ち、極度に簡単に
溶解する。

【００６８】 対応の事実は、ＫＯＨで有効である。

【００６９】 Ｎａ２ＣＯ３とＫ２ＣＯ３は、低く及び適当なΔΤを各々持つが、小さいエネ
ルギー濃度と溶解の極端に大きい危険をもつ。

【００７０】 Ｍｇ，Ｃａとｃｏのサルファイトは、反応速度の大きな低下をもつ。

【００７１】 Ｎｉ，Ｆｅ，Ｍｇ，ＭｎとＣｏのサルフェートは、上記のほとんどのサルフェ
ートと同じやり方で反応速度の大きい低下をもつ。

【００７２】 Ｌｉ２ＳＯ４は、１００℃を超える融点と２０℃のΔΤを持つよい物質である
。しかし、０−１の結合水分子の興味相転移で小さいエネルギー濃度をもつ。

【００７３】 Ｍｇ（ＮＯ３）２は、４−６Ｈ２Ｏの興味相転移で小さいΔΤ（１７℃）をも
ち、さらに、小さいエネルギー濃度をもつ。

【００７４】 蒸気圧測定は、以下の選択された物質で実施された。

【００７５】 Ｂａ（ＯＨ）２，Ｌｉ２Ｓ，ＬｉＯＨ，ＬｉＣｌ，ＮａＩ，Ｓｒ（ＯＨ）２，
ＳｒＢｒ２，ＮｉＣｌ２，ＮｉＦ２。

【００７６】 蒸気圧測定は、真空ポンプを使う恒温槽で約９５のガラス装置で各物質を乾燥
することにより実施した。周囲温度に冷却後、物質は、明確な水蒸気量を吸収で
き、蒸気圧は平衡に達した後測定された。温度がその後記録され、物質の重量を
決定した。手順は、上記にしたがって太陽稼働ヒートポンプ用に興味あるすべて
の温度範囲で繰り返した。他のものの中で、モル金属塩当たりのモルの関数とし
て温度を示すカーブが得られた。

【００７７】 結果は：

【００７８】 Ｂａ（ＯＨ）２は、３つの相転移を有することがわかった：８０℃より大きい
ΔΤを有する０−０．５Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝６５℃を有する０．５−１．５Ｈ２Ｏ、
ΔΤ＝１９℃を有する１．５−８Ｈ２Ｏ。これらの最後の１つのみが、太陽稼働
ヒートポンプで使用され得る。

【００７９】 Ｌｉ２Ｓは、３つの相転移を有することがわかった：ΔΤ＝２１℃を有する０
−２Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝１５℃を有する２−３．５Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝１１℃を有する３
．５−ＸＨ２Ｏ。ここで、Ｘは３．５より大きい未知の数である。

【００８０】 Ｌｉ（ＯＨ）２は、２つの相転移を有することがわかった：ΔΤ＝２５℃を有
する０−０．６５Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝１５℃を有する０．６５−１Ｈ２Ｏ。

【００８１】 ＬｉＣｌは、３つの相転移を有することがわかった：ΔΤ＝６０℃での０−１
Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝３０℃を有する１−２Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝２６℃を有する２−３Ｈ２
Ｏ。

【００８２】 ＮａＩは、２つの相転移を有することがわかった：ΔΤ＝３３℃での０−１Ｈ
２Ｏ、ΔΤ＝１３℃を有する１−６Ｈ２Ｏ。

【００８３】 Ｓｒ（ＯＨ）２は、３つの相転移を有することがわかった：ΔΤ＝３３℃での
０−１Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝１４℃を有する１−６Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝３℃を有する６−８
Ｈ２Ｏ。

【００８４】 ＳｒＢｒ２は、２つの相転移を有することがわかった：ΔΤ＝１３０℃での０
−１Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝３５℃を有する１−６Ｈ２Ｏ。

【００８５】 ＮｉＣｌ２は、３つの相転移を有することがわかった：測定されないΔΤを有
する０−２Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝２０℃を有する２−４Ｈ２Ｏ、ΔΤ＝１０℃を有す４
２−６Ｈ２Ｏ。しかし、測定では、平衡は妥当な時間内に得られなかった。

【００８６】 ＮｉＦｌ２は、いかなる測定されたΔΤなしの文献データにしたがって、０−
４Ｈ２Ｏ相転移をもつ。測定プロセスでは、平衡は妥当な時間内に得られなかっ
た。

【００８７】 これらの及び他の測定から、異なる他の理由で、以下の評価を得た。

【００８８】 水酸化バリウムＢａ（ＯＨ）２は、上記の議論にしたがって、ΔΤ＝２０℃を
持つ１．５−６．５Ｈ２Ｏ相転移で使用され得る。しかし、水酸化バリウムは、
毒である。

【００８９】 ＬｉＳ２は、化学不安定性が付与され、水を吸収する時、硫化水素化リチウム
ＬｉＨＳを形成する。ＬｉＯＨは上記にしたがって、ΔΤ＝２５℃及び０−０．
６５Ｈ２Ｏの相転移で使用され得る。

【００９０】 ＬｉＣｌは、あまりにも容易に溶解することがわかった。すなわち、溶解の危
険が高い。液相への転移は、モル塩当たり１．７モルの水で得られる。

【０１００】 ＮａＩは、興味の範囲でモル塩当たりせいぜい１モルの水の吸収をもつ。さた
に、ＮａＩは、モル塩当たり１モルの水をすでに溶解している。こうして、それ
は適切でない。更に、上で指摘した通り、ヨウ化物は化学的に不安定でありヨウ
素ガスを形成し得る。

【０１０１】 Ｓｒ（ＯＨ）２（ΔΤ＝３３℃）は、興味の範囲で１モル塩当たりせいぜい１
モルの水の吸収をももつ。それは、そのエネルギー濃度があまりにも小さくなる
こととなるその高いモル重量のために、より適切でなくする。さらに、Ｓｒ（Ｏ
Ｈ）２は、あまりにも小さいΔΤ、１−６モルの結合水を持つその相転移である
。

【０１０２】 ＳｒＢｒ２は、上にしたがって、ΔΤ＝３５℃及び１−６Ｈ２Ｏ相転移で使用
され得るが、溶解の危険が存在する。

【０１０３】 ＮｉＣｌ２とＮｉＦｌ２は、反応速度の要求に対処できない。

【０１０４】 Ｌｉ２Ｓは、Ｈ２Ｓの形成の危険及び低い融点及び溶解の危険のために、０−
２．５モルの結合水転移での適当なエネルギー濃度と適当なΔΤをもつにもかか
わらず、削除される。

【０１０５】 残りの物質の水酸化バリウム、水酸化リチウム、臭化ストロンチウムで、エネ
ルギー濃度を、興味の相転移で計算した。エネルギー濃度は、スラリー包装なし
で、それぞれ、０．２３、０．１５及び０．２５ｋＷｈ／ｌと決定された。

【０１０６】 ８６℃の融点を有する塩化コバルトＣｏＣｌ２・２−６Ｈ２Ｏは、２０−２２
℃のΔΤを持つとても良好な特徴を有することがテストでわかった。融点は、あ
る用途では、あまりにも低くなり得る。更に、この物質はとてもコストが高い。

【０１０７】 実施例 １ａ 純度９８％、品質“プリス（ｐｕｒｉｓｓ）”を有する水酸化バリウム（８水
和物）の５９８ｇを水１９４ｇと混合し（すなわち、Ｂａ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ
の１モルにつきＨ_２Ｏの５．７モル）、半液体または粘性流動性マス（ｍａｓｓ
）、スラリーを得た。これは、塩の最大の水和状態以上の５．７モルの濃度を意
味する。それ故、このマスは、攪拌し、または振動したときだけに液化される。
それを、周囲温度において、成形用コンクリートに使用されるのと同じタイプで
あるが、より小さい寸法を有し、かつ熱交換と接触して保持されている振動機か
ら得られた同時の振動の間に、図２に示されたタイプの熱交換器の表面に適用し
た。この振動は２５〜５０Ｈｚの振動数を有していた。次いで、物質を容易に流
動させ、熱交換器構造物の中の空間に沈着させた。薄いミールプレート（ｍｅａ
ｌｐｌａ−ｔｅ）の囲みを熱交換器のまわりに適用し、それを真空ポンプに連結
した。これは、同時の加熱中に空気および水をポンプで取り去ることを可能にし
た。典型的なデータは、ポンピングにより、周囲温度から８０℃にゆるやかに温
度上昇を伴い、ポンピングによる取り去りを完了したときに、２０℃において約
２４０分間、約２０ｍｍＨｇの物質の平衡蒸気圧に下がったことであった。しっ
かり結んだ囲みを除いた。マスは、共によく燒結しており、かつ熱交換器の表面
に硬く付着しているのが見出された。式Ｂａ（ＯＨ）_２・１．５Ｈ_２Ｏを有する
水酸化物を含んでいるのが見出されたマスの１部分を取り出した。マスの密度は
８６１ｇ／Ｌと測定され、それは相応する乾燥パックされた物質よりかなり大き
く、かつ結晶水の量は６１９ｇ／Ｌであった（実施例１ｂ参照）。測定された密
度８１ｇ／Ｌによって証明されるように高程度のパッキングにも関わらず、多孔
性は良好であった。結晶Ｂａ（ＯＨ）_２・１．５Ｈ_２Ｏの密度は１．３７ｇ／Ｌ
であり、それ故、残留する孔は容積のなお３６％を構成した。次いで、付着した
物質を含む熱交換器を、図１よる加熱ポンプの中に置き、水を吸収させそして水
を除くために８０℃に加熱する１０サイクルにかけた。マスは、熱交換器の表面
から分離される徴候はないようにみえた。物質のこの表面において裂けまたは空
洞は生じなかった。マスは、後述により通過した時間のように反応速度の減少な
しに水を吸収しそして放出した：４時間後に完全に仕込まれ、３０時間後に完全
に放出された。反応速度は全てのサイクルにおいて注目される変化なしに維持さ
れた。エネルギー含量の有効値は０．３２ｋＷｈ／Ｌと測定された。

【０１０８】 実施例 １ｂ 純度９８％、品質“プリス”を有する水酸化バリウム（）の４３０ｇを微粉末
に粉砕し、３００メッシュの鋼布を通してスクーリングした。スクーリングされ
た粉末を、周囲温度において、実施例１ａと同じ方法において振動したとき、図
２の熱交換器の表面に適用した。次いで、物質を熱交換器構造物の中の空間に適
用した。物質を、実施例１ａと同じ方法においてマスに乾燥しそして加熱するこ
とによって焼結した。マスは、その上に、共によく焼結しており、かつ熱交換器
の表面に硬く付着しているのが見出された。式Ｂａ（ＯＨ）_２・１．５Ｈ_２Ｏを
有する水酸化物を含んでいるのが見出されたマスの１部分を取り出した。マスの
密度は６１９ｇ／Ｌと測定され、それは、結晶Ｂａ（ＯＨ）_２・１．５Ｈ_２Ｏの
容積の５０％の多孔を与えた。次いで、付着した物質を含む熱交換器を、図１に
よる加熱ポンプ中に置き、水を吸収させそして水を除くなめに８０℃に加熱する
１０サイクルにかけた。マスは、熱交換器の表面からの分離を示しているように
見えた。マスは、反応速度の減少なしに水を吸収しそして放出した。しかし、完
全な仕込みを得るための時間は、今は６時間に延長された。完全に放出されるま
での時間は３０〜４０時間であった。反応速度は全てのサイクルにおいて注目さ
れる変化なしに維持された。エネルギー合量の有効値は０．２３ｋＷｈ／Ｌと測
定された。

【０１０９】例２ａ ６７０ｇの純度９９％と品質”ｐｒｏ ａｎａｌｉｓｉ”を有するＣｏ
Ｃｌ_２・６Ｈ_２Ｏが１２７ｇの水、すなわちＣｏＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏモル当たり１
．７５モルのＨ_２Ｏと混合され、そして半液体または濃厚に流動する塊、スラリ
ー、が得られた。これはその塩の最高に水和された状態における１．７５モルの
濃度を意味する。その塊は周囲温度で振動しながら、例１ａと同様に、図２にし
たがって熱交換器表面に塗布された。それからその物質は容易に流動性になり、
そして熱交換器内の界面に析出された。その物質は乾燥と加熱により燒結されて
例１と同様に固体になった。その塊はその後熱交換器の表面に固く付着している
ことが見出された。その塊の一部は取り出され、式ＣｏＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏを有す
る水和塩を含むことが発見された。そのその固塊の密度は９００ｇ／ｌであると
測定されたが、それは相当する乾燥状態で詰められた物質の密度６３５ｇ／ｌよ
りも大きい、例２ｂ参照。その塊は、１．３４の密度を有する相当する水和物の
結晶形に比較されると３３％の多孔度を有する。付着した物質をを含む熱交換器
はそれから、図１に従ってヒートポンプの中に置かれるとき水の吸収および水を
除くための８０℃への加熱をを含む１０サイクルを遂行させられた。その塊は熱
交換器の表面から剥がされている様子はなかった。その塊は反応速度を減少する
ことなく水を吸収および放出（脱着）した。エネルギー含量の有効値は０．２５
ｋＷｈ／ｌであると測定された。

【０１１０】例２ｂ ４７３ｇの純度９９％と品質”ｐｒｏ ａｎａｌｉｓｉ”を有するＣｏ
Ｃｌ_２・６Ｈ_２Ｏ（六水和物）が細かい粉末に粉砕されてから３００メッシュの
スチール布を通して篩われた。篩われた粉末は振動されながら周囲温度で、例１
ａと同様に、図２にしたがって熱交換器表面に塗布された。それからその物質は
熱交換器内の界面に析出された。その物質は乾燥と加熱により燒結されて例１ａ
と同様に固体になった。その塊はその後よく燒結されて熱交換器の表面に固く付
着していることが見出された。その塊の一部は取り出され、式ＣｏＣｌ_２・２Ｈ
_２Ｏを有する水和塩を含むことが発見された。その固塊の密度は９３５ｇ／ｌで
あると測定された。その塊は、１．３４の密度を有する相当する水和物の結晶形
に比較されると３３％の多孔度を有する。付着した物質をを含む熱交換器はそれ
から、図１に従ってヒートポンプの中に置かれるとき水の吸収および水を除くた
めの８０℃への加熱をを含む１０サイクルを遂行させられた。その塊は熱交換器
の表面から剥がされている様子がないことを証明した。その塊は反応速度を減少
することなく水を吸収および放出した。エネルギー含量の有効値は０．２１ｋＷ
ｈ／ｌであると測定された。

【０１１１】例３ａ 純度９８％と品質”ｐｕｒｕｍ”を有する３０２ｇのＬｉＨ・０，６５
Ｈ_２Ｏが１６７ｇの水、それはその塩の最高に水和された状態における１．１モ
ルのＨ_２Ｏに相当する、と混合され、その結果半液体または濃厚に流動する塊、
スラリー、が得られた。その塊は振動されながら周囲温度で、例１ａと同様に、
図２にしたがって熱交換器表面に塗布された。それからその物質は容易に流動性
になり、そして熱交換器内の界面に析出された。その物質は乾燥と加熱により燒
結されて例１ａと同様に固体に燒結された。その塊はその後よく燒結されて熱交
換器の表面に固く付着していることが見出された。その塊の一部は取り出され、
結晶水を有しない塩ＬｉＯＨを含むことが判った。その固塊の密度は５１３ｇ／
ｌであると測定された。それは相当する乾燥状態で詰められた物質の密度４８７
ｇ／ｌよりも大きい、例３ｂ参照。その塊は、１．４６の密度を有する塩の結晶
形に比較されると６７％の多孔度を有する。付着した物質をを含む熱交換器はそ
れから、図１に従ってヒートポンプの中に置かれるとき水の吸収および水を除く
ための８０℃への加熱をを含む１０サイクルを遂行させられた。完全な充填工程
のための時間は４時間になったが、完全な放出時間は２４時間続いた。その塊は
熱交換器の表面から剥がされている様子がないことを証明した。その塊は反応速
度を減少することなく水を吸収および放出した。エネルギー含量の有効値は０．
１６ｋＷｈ／ｌであると測定された。

【０１１２】例３ｂ 純度９８％と品質”ｐｕｒｕｍ”を有する２８７ｇのＬｉＨ・０，６５
Ｈ_２Ｏが細かい粉末に粉砕されてから３００メンシュのスチール布を通して篩わ
れた。篩われた粉末は振動されながら周囲温度で、例１ａと同様に、図２にした
がって熱交換器表面に塗布された。それからその物質は熱交換器内の界面に析出
された。その物質は乾燥と加熱により燒結されて例１ａと同様に固体になった。
その塊はその後よく燒結されて熱交換器の表面に固く付着していることが見出さ
れた。その塊の一部は取り出され、結晶水を有しない塩ＬｉＯＨを含むことが判
った。その固塊の密度は４８７ｇ／ｌであると測定された。それはその塩の結晶
形に比較されると７１％の多孔度に相当する。付着した物質をを含む熱交換器は
それから、図１に従ってヒートポンプの中に置かれるとき水の吸収および水を除
くための８０℃への加熱をを含む１０サイクルを遂行させられた。完全な充填工
程のための時間は４時間になったが、完全な放出時間は２７時間続いた。その塊
は熱交換器の表面から剥がされている様子がないことを証明した。その塊は反応
速度を減少することなく水を吸収および放出した。エネルギー含量の有効値は０
．１５ｋＷｈ／ｌであると測定された。

【０１１３】例４ａ 純度９９％と品質”ｐｕｒｉｓｓ，ｐ．ａ．”を有する８８３ｇのＳｒ
Ｂｒ_２・６Ｈ_２Ｏが１３２ｇの水、それはその塩の最高に水和された状態におけ
る２．４８モルのＨ_２Ｏに相当する、と混合され、その結果半液体または濃厚に
流動する塊、スラリー、が得られた。その塊は振動されながら周囲温度で、例１
ａと同様に、図２にしたがって熱交換器表面に塗布された。それからその物質は
容易に流動性になり、そして熱交換器内の界面に析出された。その物質は乾燥と
加熱により燒結されて例１ａと同様に固体に燒結された。その塊はその後よく燒
結されて熱交換器の表面に固く付着していることが見出された。その塊の一部は
取り出され、水和された塩ＳｒＢｒ_２・Ｈ_２Ｏを含むことが判った。その固塊の
密度は１４９２ｇ／ｌであると測定された。それは相当する乾燥状態で詰められ
た物質の密度１０４４ｇ／ｌよりも大きい、例４ｂ参照。その塊は、１．７９の
密度を有する塩の結晶形に比較されると１７％の多孔度を有する。付着した物質
をを含む熱交換器はそれから、図１に従ってヒートポンプの中に置かれるとき水
の吸収および水を除くための８０℃への加熱をを含む１０サイクルを遂行させら
れた。完全な充填工程のための時間は４時間になったが、完全な放出時間は１６
時間続いた。その塊は熱交換器の表面から剥がされている様子がないことを証明
した。その塊は反応速度を減少することなく水を吸収および放出した。エネルギ
ー含量の有効値は０．３２ｋＷｈ／ｌであると測定された。

【０１１４】 実施例４ｂ ９９％の純度および「ｐｕｒｉｓｓ．ｐ．ａ．」の品質をもつ６１８ｇのＳｒ
Ｂｒ_２・６Ｈ_２Ｏを微粒粉末に粉砕し、３００メッシュのスチールクロスを用い
て篩にかけた。この篩い分けした粉末を室温に保持して、実施例１ａと同様に図
２に示した熱交換器の表面に適用し振動を与えた。この物質が熱交換器構造物の
空間に沈積した。実施例１ａと同様に、この物質を乾燥および加熱することによ
り固体塊素材に焼成した。この素材は、一緒に充分に焼成されており、熱交換器
表面に堅固に付着していた。Ｓｒ８ｒ_２・Ｈ_２Ｏ水和塩を含むことが判明したこ
の素材の一部を取り出した。この固体塊素材の密度は、１０４４ｇ／Ｌであるこ
とが判り、この密度は、塩の結晶形に対し２４％の体積気孔率に相当した。次に
、付着した物質を図１のヒートポンプ内に置き、この物質を含む熱交換器を、水
吸収および水除去（脱吸収）のための８０℃への加熱を含む１０サイクルを実施
した。完全な蓄熱に要した時間は４時間であり、一方完全放熱のための時間は２
０時間に伸びた。この素材は、熱交換器表面から脱離しているように見えた。こ
の素材は反応速度を落とすことなく水を吸収および放出した。測定の結果、エネ
ルギー量の有効値は０．２３ｋＷｈ／Ｌであった。

【０１１５】 ＣａＣｌ_２は、適切なΔΤ値および充分に大きいエネルギー量をもつ物質であ
るが、スラリーを形成できない。この塩の有効な相転移の融点は、熱交換器構造
物にスラリーを充填した後に、物質の再生に必要な融点より低い。

【０１１６】 また、これは、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣａＢｒ_２、ＦｅＣｌ_３、ＮａＯＨおよ
びＫＯＨなどの上で分類した多くの物質にとっても同様なことが言える。それは
、物質をプロセスで機能させ、かつスラリー法に従って充填および形成に適合さ
せるという、上で必要とした全特性の要点である。多くの物質はスラリーを形成
できるが、スラリーを適用した後に再生できない。

【０１１７】 太陽熱騒動空調機に対する応用で、反応装置部およびコンデンサー／エヴァポ
レター部を同様な物理的空間または密閉容器に適切に配置することができる（図
３ａの断面略図を参照）。また、この部分は、図２ａおよび図２ｂによる平面構
造の利点を得ることができないが、円形または円筒形の配置または対称とするこ
とができる。共通のタンク３１は全システムを内封しているので、完全密封の真
空型のケミカルヒートポンプが得られる。タンク３１は、内部で２つの分離した
部分に仕切られている。最初の上の部分３２はアキュムレーターを収納し、反応
装置を構成し、その下部に位置した第２の部分３３には、コンデンサー／エヴァ
ポレターがある。アキュムレーター部３２には、タンク３１の内周に沿って、同
心円状に熱交換器３４が配置されている。熱交換器３４は、単一でもよく、また
は図３ａに描写されているように、タンクの中心から多数の同心円状の装置３４
ａ、３４ｂから構成されていてもよく、各装置は円筒状リングである。熱交換器
３４中の各装置はフランジ型であり、直立の薄片３５（図３ｂ参照）を含み、円
筒体の軸を通り展開する平面内に位置し、熱交換器の熱キャリア３６上に扇形に
装備されている（図３ｃの斜視図を参照）。これらの熱キャリア３６は、水平の
ループ状のパイプからなり、互いに並列に結ばれ、ヒートポンプの他の部品と同
軸をもつ循環型パイプループを形成している。熱交換器装置またはパッケージ３
４の周囲には、ネット３７が、それらの外側面および内側面および底面上に張ら
れている。ネット壁３７の間には、物質３８が充填されている。さらに、簿片３
５の間に注入した物質３８には、簿片に並行のチャネル４５を通り気体が自由に
流入および流出する（図３ｄ参照）。

【０１１８】 チャネル４５は、粗いメッシュのネットで作成することができ、このネットの
対向する２表面または２側面には緻密なメッシュのネットが存在する。この粗い
メッシュのネットは、適切な形状に曲げられ、フランジ３５で支えて適用する。
この粗いメッシュのネットは、チャネル４５を形成するが、一方緻密なメッシュ
のネットは上記の物質を充填する時に、スラリー状の物質がチャネル内に流入す
ることを防止する。

【０１１９】 このシリンダー熱交換機でフランジ３５の表面は図２ａのフラットケース用の
熱交換機の大きな外表面に対応する。該物質の熱伝導性は実際に低く、この状況
での熱キャリアーを含むパイプに接続したフランジがパイプと同じ温度及びを持
つことが考えれることができる。フランジとチャンネル４５の間の物質は焼く１
０ｍｍの厚みを有し、すなわち、熱交換機リングのすべてにサーカンファレンシ
ャリに及びフランジに垂直方向にある。構造２３に対応する熱伝導性構造は、シ
リンダー対称を有する態様に供給されない。そのような構造はとても高いパワー
でのみ要求される。ルームエアコン用途では、チャージングは少なくとも６時間
を含み得、これに対し排出はたぶん１２時間までの間に起こる。試験は、この場
合には、なんの余分な熱伝導性構造なしの金属表面を持つ直接に接触する１０ｍ
ｍ厚み層を有するのに十分であり、金属表面はフランジ３５のようなラメラ型で
なく熱運搬媒体と直接に接触している必要がない、ことを示す。タンクを排気し
て物質の容易に得られた圧縮は、シリンダー対称ケースでは得られない。

【０１２０】 図３ａの複数の同軸シリンダーリングとして作られた熱交換機にとって、タン
クの中心部はデッドボリュームを与えるものを使用できない。タンクの半径の半
分が熱交換機容器用に使用されるケースでは、それらはタンクの体積の３／４を
取ることが認識される。しかし、残りの中心空間は、熱交換機容器で満たされる
必要はないが、この空間は、ガスの輸送用に使用され、反応器とコンデンサー／
エバポレータとの間に、優れたやり方でシステムでの圧力ロスを妨げる。

【０１２１】 もしその代わりにシリンダータンクにクロスセクションを有する斜めのブロッ
クのような外形を有する熱交換機／物質容器を適用し、それにより最大にタンク
の中心範囲を使用するなら、同じやり方でタンクの体積の３／４の充填程度を得
て、残りの４つの空間はガスの輸送用のよい空間である。

【０１２２】 熱交換機の入り口と出口３９は、各々、外熱交換機媒体を通して熱を供給し除
く。アキュムレーター部分３２とコンデンサー／エバポレーター部分３３の間に
は仕切り壁４０があり、タンク４１に中心に配置された孔を有する。コンデンサ
ー／エバポレーター部分３３は、該媒体を通って熱を除き供給するための入り口
及び出口４３に接続したシリンダー板熱交換機４１から成る。この場合には水４
２である液体はタンク３１の底を占める。熱交換器４１の表面上には、少なくと
も一方上にはキャピラリーサッキング材料が適用された。アキュムレーターがユ
ーザーに配達される時、すべての水はアキュムレーター部分３２の物質と結合す
る。アキュムレーターはそのとき排出状態にある。

【０１２３】 例えば夜にエアコン用途では、機能は次の通り。ソーラー熱交換機に製造され
た熱水は、昼間は、入口及び出口端３９を通してアキュムレーター３２の熱交換
器３４に供給される。同時に、水は供給され、そのために、周囲空気を有する熱
交換器が製造され、該媒体用にそれらの各々の入口及び出口４３を通してコンデ
ンサー／エバポレータ３３の熱交換器４１に供給される。物質３８の蒸気圧はそ
の後増加し、コンデンサー／エバポレータ３３の熱交換器４１での水の蒸気圧よ
りも高い圧力に達する。蒸気はその後物質３８からコンデンサー／エバポレータ
３３の熱交換器４１に流れ、水４２に凝縮する。プロセスは、使用される相転移
での使用物質のすべての水が排出されるまで続く。水４２のすべてはその後コン
デンサー／エバポレータ３３で凝縮され、凝縮熱は、熱交換器４１を通って液体
流により外部空気へ熱交換器４８から除かれた。

【０１２４】 夜には、コンデンサー／エバポレータ３３の熱交換器４１は、家の部屋熱交換
器に接続したそれらを通した液体流を通り、同時に、アキュムレーター３２の熱
交換器４４は、外の熱交換器にカップルしたその液体流を通る。物質３８は、そ
の後外の空気と同じ温度に維持され、その蒸気圧はとても低く残る。低い蒸気圧
のために、いま水蒸気はコンデンサー／エバポレータ３３の熱交換器４１からア
キュムレーター３２の熱交換器４１に流れる。蒸気エネルギーはその後コンデン
サー／エバポレータ３３の熱交換器４１で消費され、そのエネルギーはコンデン
サー／エバポレータ３３の熱交換器４１とルームクーラーとの間の液体流を通っ
て部屋からでる。部屋は冷却される。供給された蒸気エネルギーは、蒸気を伴い
、アキュムレーター３２の物質３８での結合化学エネルギーと共に離れ、熱交換
器３４と外熱交換器との間の液体流３９を通って外空気へその熱交換器３４を通
って除かれる。

【０１２５】 エアコンシステムの操作が完全には理解されないために、操作のその方法は、
図４の略図に関して更に説明しよう。化学ヒートポンプは図４でアキュムレータ
ー３２とコンデンサー／エバポレータ３３に分かれている。完全なエアコンシス
テムでの外部品はソーラーパネル５３、外熱交換器５４、ルームクーラー５５、
アキュムレーターポンプ５６、コンデンサー／エバポレータ５７、アキュムレー
ター弁５８及びコンデンサー／エバポレータ弁５９である。

【０１２６】 昼にチャージする際に、アキュムレーター弁５８は、アキュムレーターポンプ
５６が流れをソーラーパネル５３からアキュムレーター３２に運転するようにセ
ットされる。同時に、コンデンサー／エバポレータ弁５９は、コンデンサー／エ
バポレータポンプ５７が、流れを外熱交換器５４からコンデンサー／エバポレー
タ３３に運転するようにセットされる。その後アキュムレーター３２の物質は、
物質が完全に吸収水でチャージされるまで、水蒸気をコンデンサー／エバポレー
タ３３に供給する。

【０１２７】 夜には、アキュムレーター弁５８は、アキュムレーターポンプ５６が流れを外
熱交換器５４を通らせるように、セットされる。同時に、コンデンサー／エバポ
レータ弁５７は、コンデンサー／エバポレータポンプ５７が流れを部屋クラー５
５からコンデンサー／エバポレータ３３を通させるようにセットされる。その後
アキュムレーター３３の物質は外温度に維持され、その後物質の蒸気圧は、コン
デンサー／エバポレータ３の蒸気圧よりも有意に低くなり、それは、空気クーラ
ー５５により、「加熱」される。いま、水蒸気はコンデンサー／エバポレータ３
３からアキュムレーター３２の物質に流れる。蒸気エネルギーはその後空気クー
ラー５５からアキュムレーター３２の物質に、そして更に外熱交換器５４の上に
輸送される。部屋は冷却されプロセスは、アキュムレーター３２の物質が使用物
質用に使用された相転移でのすべての水を吸収するまで続く。

【０１２８】 アキュムレーターとコンデンサー／エバポレータを囲むタンクがシリンダー形
をもつ事実は、強い理由から有利である。更に、熱交換器は、まっすぐなパイプ
ループを有する液体／ガスのために実質的に慣用的なラメラ熱交換器として有利
に作られ得る。これは、外部が長方形の形を有する熱交換器容器を与える。熱移
動は、ラメラがいかに密に置かれるかにより決定されるような容器内にある。容
器は、例えば、４００×５００×５０ｍｍの寸法を有する。容器は、こうして、
物質への及び物質からのガス輸送を促進するために細い。そのような容器ではあ
る程度、熱とガスは同じ方向に流れるという規則から離れ得る。容器は、図３ａ
−３ｄに従ってシリンダーリングと一致するが、ただし、パイプ３６はまっすぐ
であり、フランジ３５はすべて平行であり、ガス輸送用のチャンネル４５はない
。ネットに囲まれたそのような容器の数は、図３ａの態様のように上から物質で
満たされ並行に接続され得る。

【０１２９】 ここで提案されるケミカルヒートポンプは、直接の冷却目的でもまた使用され
得る。長い時間冷蔵庫や冷蔵ボックスのような小さい空間を冷却するのが完全に
可能である。食料または薬の輸送用であり数昼夜操作するためのキャパシティー
を有するクーラーボックスが、図５に関連してここで説明されよう。

【０１３０】 図５のケミカルヒートポンプが、クーラーボックスのふたと統合しており、こ
れは図３ａのタンク３１と同様のやり方で構成される。こうしてフタはキャビィ
ティーを有し、ふたの上部分の内部空間内にあり、アキュムレーター７１が与え
られ、ふたの外表面に付着しており、内部空間の低い部分にはコンデンサー／エ
バポレータ７２が与えられてクーラーボックスの冷たい空間の面する低い表面に
付着している。アキュムレーター７１とコンデンサー／エバポレータ７２は、ア
キュムレーター７１とコンデンサー／エバポレータ７２との間のガス輸送用の中
心に配置されたチューブ管７３を通ってお互いに接続している、２つの平らで低
い金属容器であり、好ましくは、薄いステンレス板でできている。熱に関して、
それらは、アキュムレーター部分とコンデンサー／エバポレータ部分との間に位
置する熱隔離材料７４の層の手段により、お互いから離れている。更に、アキュ
ムレーター７１は、２個の空間、穴のあいた金属板からできている支持フランジ
７７を含む下部空間及びフランジ熱交換器７６と物質７５を含む上部空間、に分
かれる。この２つの空間は、近接したメッシュのネット７８により分離されてい
る。フランジ熱交換器７６は、熱を、フランジ熱交換器７６のフランジに接続し
た熱交換器パイプ８０に挿入された電気浸漬ヒーター７９から分散させ、そして
、該構造上への空気圧力作用の力に対する支持を、アキュムレーターの低部部分
での支持フランジ７７と共に形成する。コンデンサー／エバポレータ７２は、空
気圧力に対して及び熱を伝導させるためにこの構造を支持する任務をも有する孔
のあいた支持フランジ８１で充填される。支持フランジ８１の間には、キャピラ
リーサッキング材料８２、例えばセルロース材料、が配置され、そこで、水７３
は自由に動くことから妨げられる。ふたの内部空間の排気は、例えば冷蔵庫の設
置用に閉じるために使用される型の「ティップ−オフ」ニップルを通してなされ
る。

【０１３１】 構造は、チューブの中心接続７３を通ってお互いに結合したステンレス鋼の２
個の低い箱として作られる。熱交換器７６、ネット７８及び支持フランジ７７，
８１は、箱の中に置かれ、そして、物質７５はアキュムレーター７１内に充填さ
れる。ステンレス鋼のふた８５，８６は、周囲の周りの溶接ジョイント８７，８
８の手段により２個の部分に溶接され、その１個のふた８５は、上に向き、冷却
箱のふたの上部表面を形成し、他のふた８６は、冷却箱の内部に面している。冷
却箱のふたは、ビルトイン電気浸漬ヒーター７９の手段により使用前にチャージ
される。この場合にコンデンサーとして機能し冷却されるべき空間に面している
ふたの下側は、例えば台所の流しの上に好ましくは置かれ得る。隔離したケーシ
ングは、熱を低減させるために、ふたのアキュムレーター部分の上に置かれる。
チャージングは、数分でなされることが意図される。冷却後、ふたは使用の準備
がなされ、その後冷蔵ボックス上に置かれる。なんの遮断弁もないので、ふたは
直ちに使用されなければならない。この場合にチャージされたふたを維持するた
めに、浸漬ヒーターは、電流の供給に接続されなければならない。もちろん、接
続パイプ７３に弁を配置することもまた全く可能である。何の通常の弁も気密度
に関する高い要求を満たすことができないので、その時、そのような弁は、外部
からの磁気力移動で作られなければならない。

【０１３２】 こうして、十分な物質が説明された。物質及び構造を含む構造の製造手順が説
明され、それは、物質の適用層でのとても良好な熱移動及び拡散と、物質の層で
の良好な機械的安定性と、物質の高いエネルギー密度とを与える。それぞれエア
コン、冷蔵ボックス及び冷蔵庫のような用途に適するケミカルヒートポンプを含
む構造もまた説明された。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ケミカルヒートポンプの概略図である。

【図２】 統合した熱交換器／物質装置の断面図である。

【図３】 図３ａは、同じ円形の囲み及びハウジングでコンデンサー／エバポレータ及び
アキュムレーターを有するケミカルヒートポンプの概略の断面図である。図３ｂ
は、円形物質装置の概略の断面図である。図３ｃは、円形物質装置の部分の透視
図である。図３ｄは、円形物質装置の詳細の図である。

【図４】 エアコンシステムの部分のケミカルヒートポンプの概略図である。

【図５】 冷蔵ボックスでの冷却要素として使用されるケミカルヒートポンプの断面図で
ある。

【図６】 温度機能として金属塩の及び水の蒸気圧を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3L093 NN03 PP01 PP11 PP18 RR01 RR03 RR04

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも部分的に熱伝導性の壁または板を有する容器と、
   物質と、該容器に配置された吸収されるものとを有するケミカルヒートポンプで
   あって、該物質は該吸収されるものを発熱吸収して吸熱脱着し、該物質は層とし
   て内部表面上に配置され、ガス輸送チャンネルが、前記内部表面とは反対にある
   該層の外側表面に配置され、該層は、該層中の揮発性液体の輸送及び層を通る熱
   伝導がガス輸送チャンネル及び／又は内部表面に対して実質的に垂直及び／又は
   実質的に同じ方向を有するようなやり方で構成されている、ことを特徴とする、
   前記のケミカルヒートポンプ
2. 【請求項２】 該層が実質的に一定の厚みを有しており、該厚みは、該吸収
   されるものが該層のすべての部分で外側表面から相互作用可能なように、選択さ
   れていることを特徴とする、請求項１に記載のケミカルヒートポンプ。
3. 【請求項３】 吸収されるものが該チャンネル中に針入して層中の物質と相
   互作用されるために、該層に、実質的に平行なスロット形のチャンネルが、内部
   表面に垂直な方向を有して配備されていることを特徴とする、請求項１に記載の
   ケミカルヒートポンプ。
4. 【請求項４】 熱伝導性の壁に付着している熱伝導性の薄く狭い材料、特に
   糸の形状または板の形状の熱伝導性材料、が層中に針入していることを特徴とす
   る、請求項１に記載のケミカルヒートポンプ。
5. 【請求項５】 熱伝導性の薄く狭い材料が内部表面に実質的に垂直に伸びて
   いることを特徴とする、請求項４に記載のケミカルヒートポンプ。
6. 【請求項６】 物質が固体であり、しかも、該吸収されるものが水であり、
   該物質は、実質的に０〜１００℃の温度範囲内で水と該物質との間の圧力平衡の
   ために実質的に２０〜４０℃の温度差ΔΤを有することを特徴とする、請求項１
   に記載のケミカルヒートポンプ。
7. 【請求項７】 該物質が、該物質の少なくとも０．１５ｋＷｈ／ｌ、好まし
   くは少なくとも０．２０ｋＷｈ／ｌ、を含むエネルギーの発散としてカウントさ
   れるエネルギー濃度を有することを特徴とする、請求項６に記載のケミカルヒー
   トポンプ。
8. 【請求項８】 該物質が、ＣｏＣｌ_２、Ｂａ（ＯＨ）_２、ＬｉＯＨ及びＳｒ
   Ｂｒ_２の中から選択される物質であることを特徴とする、請求項６に記載のケミ
   カルヒートポンプ。
9. 【請求項９】 該層が、該物質と過剰の該揮発性液体との乾燥したスラリー
   様の混合物であり、該スラリー様の混合物から、少なくとも該過剰の揮発性液体
   が除かれたことを特徴とする、請求項１に記載のケミカルヒートポンプ。
10. 【請求項１０】 活性な固体物質及び、該固体物質により吸収され脱着され
    る揮発性液体を含むケミカルヒートポンプであって、活性な固体物質として、ケ
    ミカルヒートポンプ用に、実質的に０〜１００℃の温度範囲内で該揮発性液体と
    該活性物質との間の圧力平衡のために実質的に２０〜４０℃の温度差ΔΤを有す
    る物質が使用されることを特徴とする、前記のケミカルヒートポンプ。
11. 【請求項１１】 前記温度範囲内の活性な固体物質が、お互いに近接して配
    置されているΔΤ：ｓを有する少なくとも２個の相転移内で揮発性液体のガス相
    と反応することを特徴とする、請求項１０に記載のケミカルヒートポンプ。
12. 【請求項１２】 該活性な固体物質が、該活性な固体物質の少なくとも０．
    １５ｋＷｈ／ｌ、好ましくは少なくとも０．２０ｋＷｈ／ｌ、を含むエネルギー
    の発散としてカウントされるエネルギー濃度を有することを特徴とする、請求項
    １０に記載のケミカルヒートポンプ。
13. 【請求項１３】 該活性な固体物質が、ＣｏＣｌ_２、Ｂａ（ＯＨ）_２、Ｌｉ
    ＯＨ及びＳｒＢｒ_２の中から選択される物質であることを特徴とする、請求項１
    ０に記載のケミカルヒートポンプ。
14. 【請求項１４】 該揮発性の液体が、水であることを特徴とする、請求項１
    ０に記載のケミカルヒートポンプ。
15. 【請求項１５】 該活性な固体物質が多孔性の状態にある、請求項１０に記
    載のケミカルヒートポンプ。
16. 【請求項１６】 該活性な固体物質が、完全に圧縮された状態または結晶状
    態での該活性な固体物質に対して少なくとも１５％、好ましくは３５％の体積細
    孔を有する多孔性状態にある、請求項１０に記載のケミカルヒートポンプ。
17. 【請求項１７】 少なくとも部分的に熱伝導性の壁または板が内部表面を有
    し、活性固体物質が内部表面に適用されて、過剰の揮発性液体と該物質との乾燥
    したスラリー様混合物であり、そこから少なくとも過剰の揮発性液体が除去され
    た、請求項１０に記載のケミカルヒートポンプ。
18. 【請求項１８】 少なくとも部分的に熱伝導性の壁または板が内部表面を有
    し、該物質は層として内部表面上に配置されており、ガス輸送チャンネルは、内
    部表面に配置されていない層の表面に配置されており、該層は、該層中の揮発性
    液体の輸送及び層を通る熱伝導がガス輸送チャンネル及び／又は内部表面に対し
    て実質的に垂直及び／又は実質的に同じ方向を有するようなやり方で構成されて
    いる、ことを特徴とする、請求項１０に記載のケミカルヒートポンプ
19. 【請求項１９】 少なくとも部分的に熱伝導性の壁が内部表面を有し、該物
    質は層として内部表面上に配置されており、実質的に一定の厚みを有し、内部表
    面とは反対の外側表面を有し、層は、揮発性液体が該物質のすべての部分と該表
    面から相互作用することが可能なような厚み及び／又は構造を有する、ことを特
    徴とする、請求項１０に記載のケミカルヒートポンプ
20. 【請求項２０】 熱アキュムレーターの製法であって、該アキュムレーター
    は、装置と、該装置内に配置され内部表面を有する少なくとも部分的に熱伝導性
    の壁と、該装置内に配置された物質及び吸収されるものとを含み、該吸収される
    ものを発熱吸収し吸熱脱着し、該方法は、該物質と過剰の吸収されるものとのス
    ラリー様混合物を調製し、該スラリー様混合物を内部表面に適用し、該適用され
    たスラリー様混合物を乾燥して少なくとも過剰の吸収されるものを除去すること
    を包含する、ことを特徴とする、前記の方法。
21. 【請求項２１】 スラリー様混合物の乾燥を、ガスがそこから排気される閉
    じた空間にスラリー様混合物を適用することにより実施することを特徴とする、
    請求項２０に記載の方法。、
22. 【請求項２２】 スラリー様混合物の乾燥時に同時に、スラリー様混合物の
    徐々の加熱を行なうことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。、
23. 【請求項２３】 スラリー様混合物の乾燥時に、スラリー様混合物に圧力を
    かけてスラリー様混合物を圧縮することを特徴とする、請求項２０に記載の方法
    。
24. 【請求項２４】 スラリー様混合物の適用時に同時に、スラリー様混合物の
    振動をさせることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
25. 【請求項２５】 少なくとも部分的に熱伝導性の壁を有する容器を含む熱ア
    キュムレーターであって、該容器は、吸収されるものを発熱吸収して吸熱脱着す
    る物質を含み、該物質は層として実質的に一定の厚みと外部表面とを有する少な
    くとも部分的に熱伝導性の壁の上に配置されており、その層は、該吸収されるも
    のが該物質のすべての部分と該外部表面から相互作用可能なような厚みを有する
    、ことを特徴とする、前記の熱アキュムレーター。
26. 【請求項２６】 該層がせいぜい１０ｍｍの厚みを有することを特徴とする
    、請求項２５に記載の熱アキュムレーター。
27. 【請求項２７】 層の中の該物質が多孔性状態で存在していることを特徴と
    する、請求項２５に記載の熱アキュムレーター。
28. 【請求項２８】 層中の該物質が、完全に圧縮された状態または結晶状態で
    の該活性な固体物質に対して少なくとも１５％、好ましくは３５％の体積細孔を
    有する多孔性状態で存在することを特徴とする、請求項２５に記載の熱アキュム
    レーター。
29. 【請求項２９】 吸収されるものが該チャンネル中に針入して層中の物質と
    相互作用されるために、該層に、実質的に平行なスロット形のチャンネルが、内
    部表面に垂直な方向を有して配備されていることを特徴とする、請求項２５に記
    載の熱アキュムレーター。
30. 【請求項３０】 熱伝導性の壁に付着している熱伝導性の薄く狭い材料、特
    に糸の形状または板の形状の熱伝導性材料、が層中に針入していることを特徴と
    する、請求項２５に記載の熱アキュムレーター。
31. 【請求項３１】 熱伝導性の薄く狭い材料が熱伝導性の壁の表面に実質的に
    垂直に配置されていることを特徴とする、請求項３０に記載の熱アキュムレータ
    ー。