JP2016013521A - Porous aluminum adsorbent, and desiccant air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、多孔質アルミニウム基体の表面に吸着材層が形成された多孔質アルミニウム吸着体、およびこれを用いたデシカント空調装置に関するものである。 The present invention relates to a porous aluminum adsorbent having an adsorbent layer formed on the surface of a porous aluminum substrate, and a desiccant air conditioner using the same.
近年、大型の室内機や室外機の間で冷媒ガスを循環させるヒートポンプ空調装置に代えて、低電力で動作可能なデシカント空調装置が提案されている。こうしたデシカント空調装置は、吸着体に対して水分（湿気）を吸着させることで除湿が行ない、また、吸着体から水分（湿気）を放出することによって加湿を行うことができる。 In recent years, desiccant air conditioners that can operate with low power have been proposed in place of heat pump air conditioners that circulate refrigerant gas between large indoor units and outdoor units. Such a desiccant air conditioner can dehumidify by adsorbing moisture (humidity) to the adsorbent and can perform humidification by releasing moisture (humidity) from the adsorbent.
こうしたデシカント空調装置を構成する吸着体として、例えば、特許文献１には、空気の流れ方向に沿って貫通するハニカム状の空孔を有する担体を担体紙に形成し、この担体紙を波型に成形した親水性ナノ多孔材料が開示されている。
また、特許文献２には、セラミック製のハニカム成形体からなる基体の表面にシリカゲルやゼオライト、メゾポーラスシリカなど水に対して高い毛管特性を有する吸着材を接着もしくは表面修飾した吸着体が開示されている。
As an adsorbent constituting such a desiccant air conditioner, for example, in Patent Document 1, a carrier having honeycomb-like pores penetrating along the air flow direction is formed on a carrier paper, and the carrier paper is made into a corrugated shape. A shaped hydrophilic nanoporous material is disclosed.
Patent Document 2 discloses an adsorbent in which an adsorbent having high capillary characteristics with respect to water, such as silica gel, zeolite, or mesoporous silica, is bonded or surface-modified to the surface of a substrate formed of a ceramic honeycomb molded body. ing.
また、特許文献３、特許文献４には、アルミニウムまたはアルミニウムを含む合金を材料とするハニカム構造またはコルゲート構造を有するアルミ部材を用いた吸着体が開示されている。こうしたアルミ部材の表面には、毛管凝縮により空気中の水蒸気を吸着可能な複数の細孔が形成されている。 Patent Documents 3 and 4 disclose an adsorbent using an aluminum member having a honeycomb structure or a corrugated structure made of aluminum or an alloy containing aluminum. On the surface of such an aluminum member, a plurality of pores capable of adsorbing water vapor in the air by capillary condensation are formed.
しかしながら、特許文献１や特許文献２のように、基体として熱伝導率が低い紙やセラミックを用いた場合、吸着体の熱分布に差が生じることによって、吸着体の性能を十分に発揮させることができず、結果としてデシカント空調装置に用いた際に全体のエネルギー効率が低下するという課題があった。また、基体として紙やセラミックを用いると、基体が損傷しやすく、耐久性の面からも課題があった。 However, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, when paper or ceramic having low thermal conductivity is used as the substrate, the difference in the heat distribution of the adsorbent makes the adsorbent perform sufficiently. As a result, when used in a desiccant air conditioner, there is a problem that the overall energy efficiency is lowered. Further, when paper or ceramic is used as the substrate, the substrate is easily damaged, and there is a problem in terms of durability.
一方、特許文献３や特許文献４のように、吸着体としてアルミ部材を用いることによって、セラミックや紙などと比較して熱伝導率は向上するものの、ハニカム構造やコルゲート構造のアルミニウム板は、単位質量当りの比表面積の点では平板状のアルミニウム板と大きな差は無く、単位体積当りの比表面積については気孔率が高いことから、むしろ低下する。同一外形状の（＝見掛け上の体積が同じ）吸着体の水分吸着量や吸着速度は体積当たりの比表面積に応じて決まるので、特許文献３や特許文献４の吸着体をデシカント空調装置に用いても、十分な吸着性能が得られない懸念があった。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, by using an aluminum member as an adsorbent, the thermal conductivity is improved as compared with ceramic or paper, but an aluminum plate having a honeycomb structure or a corrugated structure has a unit. The specific surface area per mass is not significantly different from that of a flat aluminum plate, and the specific surface area per unit volume is rather low because of its high porosity. Since the moisture adsorption amount and adsorption speed of adsorbents having the same outer shape (= the same apparent volume) are determined according to the specific surface area per volume, the adsorbents of Patent Document 3 and Patent Document 4 are used for the desiccant air conditioner. However, there was a concern that sufficient adsorption performance could not be obtained.
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、多孔質アルミニウム基体の比表面積を大きくすることによって、蒸気や粒子状物質の吸着性を高め、かつ、規格化熱伝導率を高めることで、吸着された物質を効率的に放出することができる多孔質アルミニウム吸着体、およびこれを用いたデシカント空調装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and by increasing the specific surface area of the porous aluminum substrate, the adsorbability of vapor and particulate matter is enhanced, and the normalized thermal conductivity is increased. Thus, an object of the present invention is to provide a porous aluminum adsorbent that can efficiently release the adsorbed substance, and a desiccant air conditioner using the same.
上記課題を解決するために、本発明の多孔質アルミニウム吸着体は、複数のアルミニウム基材が焼結された多孔質アルミニウム基体と、該多孔質アルミニウム基体の表面に形成された吸着材層と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a porous aluminum adsorbent of the present invention comprises a porous aluminum substrate obtained by sintering a plurality of aluminum substrates, an adsorbent layer formed on the surface of the porous aluminum substrate, It is provided with.
本発明によれば、複数のアルミニウム基材を焼結した多孔質アルミニウム基体を用いることによって、物質の吸着力が高められるので、表面に吸着材層を形成して多孔質アルミニウム吸着体とした時に、効率よく物質を吸収し、保持することができる。
また、この多孔質アルミニウム吸着体を構成する多孔質アルミニウム基体は、優れた熱伝導率を有するアルミニウム基材同士が金属学的に強固に結合されてなり、優れた規格化熱伝導率を示すことから、全体に熱を偏りなく均一に伝搬することができ、吸着された物質を迅速に効率よく放出することができる。
According to the present invention, by using a porous aluminum base body obtained by sintering a plurality of aluminum base materials, the adsorptive power of a substance can be increased. Therefore, when an adsorbent layer is formed on the surface to form a porous aluminum adsorbent, , Can absorb and hold substances efficiently.
In addition, the porous aluminum substrate constituting the porous aluminum adsorbent is formed by bonding aluminum base materials having excellent thermal conductivity firmly metallurgically and exhibiting excellent normalized thermal conductivity. Therefore, the heat can be propagated uniformly without any bias, and the adsorbed substance can be released quickly and efficiently.
本発明においては、前記アルミニウム基材の外表面には、外方に向けて突出する複数の柱状突起が形成されていることを特徴とする。
これによって、多孔質アルミニウム基体に多数の微細な空間が形成され、比表面積が高められる。よって、この多孔質アルミニウム基体に吸着材層を形成して多孔質アルミニウム吸着体とした時に、物質の吸収速度や吸収量を一層高めることが可能になる。
In the present invention, a plurality of columnar protrusions protruding outward are formed on the outer surface of the aluminum base material.
As a result, a large number of fine spaces are formed in the porous aluminum substrate, and the specific surface area is increased. Therefore, when an adsorbent layer is formed on the porous aluminum substrate to form a porous aluminum adsorbent, it is possible to further increase the absorption rate and absorption amount of the substance.
本発明においては、前記アルミニウム基材同士の結合部に、Ｔｉ−Ａｌ系化合物が存在していることを特徴とする。
柱状突起が形成される場合に、アルミニウム基材同士の結合部にＴｉ−Ａｌ系化合物が形成されることによって、多孔質アルミニウム吸着体を構成するアルミニウム基材同士の結合強度を大幅に向上させることができる。また、Ｔｉ−Ａｌ系化合物によってアルミニウムの拡散移動が抑制されることから、多孔質アルミニウム基体に溶融アルミニウムが入り込むことが抑制でき、多孔質アルミニウム吸着体の気孔率を高く保つことができる。
In this invention, the Ti-Al type compound exists in the junction part of the said aluminum base materials, It is characterized by the above-mentioned.
When the columnar protrusions are formed, the bonding strength between the aluminum substrates constituting the porous aluminum adsorbent is greatly improved by forming a Ti-Al compound at the bonding portion between the aluminum substrates. Can do. Moreover, since the diffusion movement of aluminum is suppressed by the Ti—Al-based compound, the molten aluminum can be prevented from entering the porous aluminum substrate, and the porosity of the porous aluminum adsorbent can be kept high.
本発明においては、前記柱状突起は前記結合部を有することを特徴とする。
これによって、多孔質アルミニウム基体に多数の微細な空間が維持され、比表面積が高められる。よって、この多孔質アルミニウム基体に吸着材層を形成して多孔質アルミニウム吸着体とした時に、物質の吸収速度や吸収量を一層高めることが可能になる。
In the present invention, the columnar protrusion has the coupling portion.
As a result, a large number of fine spaces are maintained in the porous aluminum substrate, and the specific surface area is increased. Therefore, when an adsorbent layer is formed on the porous aluminum substrate to form a porous aluminum adsorbent, it is possible to further increase the absorption rate and absorption amount of the substance.
本発明においては、前記多孔質アルミニウム基体の規格化熱伝導率は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする。
これによって、多孔質アルミニウム吸着体の全体に熱を均一に伝搬させて、温度が不均一になることを防止する。よって、多孔質アルミニウム吸着体に吸着された物質を加熱によって放出する際に、短時間で効率よく吸着されている物質を放出することが可能になる。
なお、一般的に多孔質体の熱伝導率は、基材自体の熱伝導率、気孔率、および基材同士の接合強度などによって変化する。こうした気孔率によって変化する多孔質体の熱伝導率を相対的に評価するために、多孔質体全体としての熱伝導率(測定値)を、多孔質体の空間充填率(即ち、１から気孔率を引いた数値)で除算した値を、本発明における規格化熱伝導率といい、この規格化熱伝導率を用いることにより、気孔率の影響を排除し、基材同士の接合強度を直接比較することが可能となる。この規格化熱伝導率のより具体的な測定、算出方法は、実施例において述べている。
In the present invention, the normalized thermal conductivity of the porous aluminum substrate is 20 W / m · K or more.
As a result, heat is uniformly propagated throughout the porous aluminum adsorbent, thereby preventing the temperature from becoming non-uniform. Therefore, when the substance adsorbed on the porous aluminum adsorbent is released by heating, the substance adsorbed efficiently can be released in a short time.
In general, the thermal conductivity of the porous body varies depending on the thermal conductivity of the substrate itself, the porosity, the bonding strength between the substrates, and the like. In order to relatively evaluate the thermal conductivity of the porous body, which varies depending on the porosity, the thermal conductivity (measured value) of the porous body as a whole is determined by the space filling rate of the porous body (i.e., from 1 to the pores). The value divided by the numerical value obtained by subtracting the rate is called the normalized thermal conductivity in the present invention.By using this normalized thermal conductivity, the influence of porosity is eliminated, and the bonding strength between the substrates is directly measured. It becomes possible to compare. More specific measurement and calculation methods of the normalized thermal conductivity are described in the examples.
本発明においては、前記多孔質アルミニウム基体は、単位質量当りの比表面積が０．０２５ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする。
多孔質アルミニウム基体の単位質量当りの比表面積が０．０２５ｍ２／ｇ以上とすることによって、単位質量当たりの表面積が大きい多孔質アルミニウム吸着体を実現することができ、物質の吸収力や保持力が高められる。
In the present invention, the porous aluminum substrate has a specific surface area per unit mass of 0.025 m 2 / g or more.
By setting the specific surface area per unit mass of the porous aluminum substrate to 0.025 m 2 / g or more, a porous aluminum adsorbent having a large surface area per unit mass can be realized, and the absorptive power and holding power of the substance Is increased.
本発明においては、前記多孔質アルミニウム基体は、気孔率が３０％以上９０％以下の範囲内であることを特徴とする。
多孔質アルミニウム基体の気孔率を３０％以上９０％以下の範囲内に制御することによって、用途に応じて最適な物質の吸収率をもつ多孔質アルミニウム吸着体を提供することが可能となる。
In the present invention, the porous aluminum substrate has a porosity in the range of 30% to 90%.
By controlling the porosity of the porous aluminum substrate within a range of 30% or more and 90% or less, it is possible to provide a porous aluminum adsorbent having an optimum absorption rate of a substance according to the application.
本発明においては、前記吸着材層は、アルミニウムの陽極酸化によって形成した微細な空孔を有するアルミナからなることを特徴とする
吸着材層としてアルミナを形成して用いることによって、機械的な強度に優れ、かつ物質の高い吸収率をもつ多孔質アルミニウム吸着体を提供することが可能となる。
In the present invention, the adsorbent layer is made of alumina having fine pores formed by anodization of aluminum. By using alumina as the adsorbent layer, the mechanical strength can be increased. It is possible to provide a porous aluminum adsorbent that is excellent and has a high absorption rate of a substance.
本発明においては、前記吸着材層は、ゼオライトからなることを特徴とする。
吸着材層としてゼオライトを用いることによって、物質の高い吸収率をもつ多孔質アルミニウム吸着体を提供することが可能となる。
In the present invention, the adsorbent layer is made of zeolite.
By using zeolite as the adsorbent layer, it becomes possible to provide a porous aluminum adsorbent having a high absorption rate of the substance.
本発明においては、前記吸着材層は、シリカゲルからなることを特徴とする。
吸着材層としてシリカゲルを用いることによって、物質の高い吸収率をもつ多孔質アルミニウム吸着体を提供することが可能となる。
In the present invention, the adsorbent layer is made of silica gel.
By using silica gel as the adsorbent layer, it becomes possible to provide a porous aluminum adsorbent having a high absorption rate of the substance.
本発明のデシカント空調装置は、前記各項記載の多孔質アルミニウム吸着体を備えたデシカント空調装置であって、前記多孔質アルミニウム吸着体に向けて空気を送り込む送風手段と、前記多孔質アルミニウム吸着体を加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴とする。 The desiccant air conditioner according to the present invention is a desiccant air conditioner provided with the porous aluminum adsorbent according to any one of the above items, wherein a blowing means for sending air toward the porous aluminum adsorbent, and the porous aluminum adsorbent And heating means for heating.
本発明によれば、比表面積、および規格化熱伝導率を高めた多孔質アルミニウム吸着体と、除湿のための湿潤空気を送り込む送風手段と、放湿のために前記多孔質アルミニウム吸着体を加熱する加熱手段と、を備えることによって、除湿特性、加湿特性に優れ、かつ省スペースなデシカント空調装置を提供することができる。 According to the present invention, the porous aluminum adsorbent having an increased specific surface area and normalized thermal conductivity, the blowing means for sending wet air for dehumidification, and heating the porous aluminum adsorbent for moisture release By providing the heating means, it is possible to provide a desiccant air conditioner that is excellent in dehumidification characteristics and humidification characteristics and saves space.
本発明によれば、比表面積を大きくすることによって、蒸気や粒子状物質の吸着能を高め、かつ、規格化熱伝導率を高めることで吸着体の加熱・冷却が均一かつ速やかに行われ、物質の吸着・放出を効率的にすることができる多孔質アルミニウム吸着体、およびこれを用いたデシカント空調装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, by increasing the specific surface area, the adsorption ability of vapor and particulate matter is increased, and the heating and cooling of the adsorbent are performed uniformly and quickly by increasing the normalized thermal conductivity, It is possible to provide a porous aluminum adsorbent capable of efficiently adsorbing and releasing a substance, and a desiccant air conditioner using the same.
以下、図面を参照して、本発明の多孔質アルミニウム吸着体、デシカント空調装置のいくつかの具体例について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, several specific examples of the porous aluminum adsorbent and the desiccant air conditioner of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.
（第一実施形態）
本発明の多孔質アルミニウム吸着体を備えたデシカント空調装置の第一実施形態について説明する。
図１は本発明のデシカント空調装置の構成の一例を示す概要図である。
デシカント空調装置１０は、多孔質アルミニウム吸着体１１、ファン（送風手段）１２ａ，１２ｂ、ヒータ（加熱手段）１３およびモータ１４を備えている。
多孔質アルミニウム吸着体１１は、例えば、円板状に形成され、中心軸Ｃの回りを回転可能に取り付けられている。こうした多孔質アルミニウム吸着体１１の構成は後ほど詳述する。
(First embodiment)
1st Embodiment of the desiccant air conditioner provided with the porous aluminum adsorption body of this invention is described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a desiccant air conditioner according to the present invention.
The desiccant air conditioner 10 includes a porous aluminum adsorbent 11, fans (air blowing means) 12 a and 12 b, a heater (heating means) 13, and a motor 14.
The porous aluminum adsorbent 11 is formed in a disk shape, for example, and is attached so as to be rotatable around the central axis C. The configuration of the porous aluminum adsorbent 11 will be described in detail later.
ファン（送風手段）１２ａ，１２ｂは、多孔質アルミニウム吸着体１１に対して送風する。このうち、ファン１２ａは、多孔質アルミニウム吸着体１１の一方の面１１ａ側に配され、多孔質アルミニウム吸着体１１の上部領域Ｅ１に向けて送風を行う。また、ファン１２ｂは、多孔質アルミニウム吸着体１１の他方の面１１ｂ側に配され、多孔質アルミニウム吸着体１１の下部領域Ｅ２に向けて送風を行う。 Fans (air blowing means) 12 a and 12 b blow air to the porous aluminum adsorbent 11. Among these, the fan 12 a is disposed on the one surface 11 a side of the porous aluminum adsorbent 11 and blows air toward the upper region E <b> 1 of the porous aluminum adsorbent 11. The fan 12b is disposed on the other surface 11b side of the porous aluminum adsorbent 11 and blows air toward the lower region E2 of the porous aluminum adsorbent 11.
ヒータ（加熱手段）１３は、ファン１２ｂによって送風される空気を加熱してから多孔質アルミニウム吸着体１１の下部領域Ｅ２に流入させる。
モータ１４は、多孔質アルミニウム吸着体１１を所定の回転速度で回転させる。これにより、多孔質アルミニウム吸着体１１は、上部領域Ｅ１が回転によって徐々に下部領域Ｅ２となり、また、下部領域Ｅ２が回転によって徐々に上部領域Ｅ１となる。
The heater (heating means) 13 heats the air blown by the fan 12 b and then flows into the lower region E <b> 2 of the porous aluminum adsorbent 11.
The motor 14 rotates the porous aluminum adsorbent 11 at a predetermined rotation speed. Thereby, in the porous aluminum adsorbent 11, the upper region E1 gradually becomes the lower region E2 by rotation, and the lower region E2 gradually becomes the upper region E1 by rotation.
このような構成のデシカント空調装置１０を用いて、例えば、部屋の除湿換気を行う場合、多孔質アルミニウム吸着体１１の一方の面１１ａ側が室外に、他方の面１１ｂ側が室内に向くように設置する。 For example, when dehumidifying and ventilating a room using the desiccant air conditioner 10 having such a configuration, the porous aluminum adsorbent 11 is installed so that one surface 11a side faces the outside and the other surface 11b side faces the room. .
そして、デシカント空調装置１０を作動させると、ファン１２ａは室外の空気を多孔質アルミニウム吸着体１１の上部領域Ｅ１を介して室内に送り込む。この時、室外の空気に含まれる水分（湿気）は、多孔質アルミニウム吸着体１１の上部領域Ｅ１を通過する際に、多孔質アルミニウム吸着体１１によって吸着される。そして、多孔質アルミニウム吸着体１１の一方の面１１ａ側からは、水分（湿気）が取り除かれて乾燥した空気が送り込まれる。 When the desiccant air conditioner 10 is activated, the fan 12a sends outdoor air into the room through the upper region E1 of the porous aluminum adsorbent 11. At this time, moisture (humidity) contained in the outdoor air is adsorbed by the porous aluminum adsorbent 11 when passing through the upper region E1 of the porous aluminum adsorbent 11. And from the one surface 11a side of the porous aluminum adsorbent 11, moisture (humidity) is removed and dried air is sent.
一方、ファン１２ｂは室内の空気を多孔質アルミニウム吸着体１１の下部領域Ｅ２を介して室外に排出する。この時、ファン１２ｂによって多孔質アルミニウム吸着体１１の下部領域Ｅ２に送り込まれる空気は、ヒータ（加熱手段）１３によって加熱される。 On the other hand, the fan 12b discharges indoor air to the outside through the lower region E2 of the porous aluminum adsorbent 11. At this time, the air sent to the lower region E2 of the porous aluminum adsorbent 11 by the fan 12b is heated by the heater (heating means) 13.
そして、上部領域Ｅ１にあるときに水分（湿気）を吸着した多孔質アルミニウム吸着体１１は、回転によって下部領域Ｅ２に移動した際に、ヒータ（加熱手段）１３で加熱された高温の空気によって、吸着していた水分（湿気）を放出する。そして、多孔質アルミニウム吸着体１１の他方の面１１ｂ側からは、水分（湿気）を含む空気が排出される。 The porous aluminum adsorbent 11 that has adsorbed moisture (humidity) when in the upper region E1 moves to the lower region E2 by rotation, and is heated by the high-temperature air heated by the heater (heating means) 13, The adsorbed moisture (humidity) is released. Then, air containing moisture (humidity) is discharged from the other surface 11 b side of the porous aluminum adsorbent 11.
このように、多孔質アルミニウム吸着体１１は、上部領域Ｅ１にある時には除湿を行い、下部領域Ｅ２にある時には加湿（放湿）を行う。この加湿（放湿）と除湿のサイクルを繰り返すことによって、デシカント空調装置１０を設置した室内と室外との間で換気を行うとともに、室内の空気を室外の空気よりも除湿された雰囲気にすることができる。 Thus, the porous aluminum adsorbent 11 performs dehumidification when it is in the upper region E1, and performs humidification (moisture release) when it is in the lower region E2. By repeating this humidification (dehumidification) and dehumidification cycle, ventilation is performed between the room where the desiccant air conditioner 10 is installed and the outside, and the room air is dehumidified from the outdoor air. Can do.
また、こうしたデシカント空調装置１０の内部にダンパー弁等を設けることにより、多孔質アルミニウム吸着体１１の一方の面１１ａ側が室内に、他方の面１１ｂ側が室外に向くように設置することによって、デシカント空調装置１０を設置した室内と室外との間で換気を行うとともに、室内の空気を加湿された雰囲気にすることもできる。 Further, by providing a damper valve or the like inside the desiccant air conditioner 10, the desiccant air conditioner is installed such that one surface 11 a side of the porous aluminum adsorbent 11 faces indoors and the other surface 11 b side faces the outdoor side. Ventilation can be performed between the room where the apparatus 10 is installed and the outside, and the atmosphere in the room can be humidified.
デシカント空調装置１０を構成する本発明の多孔質アルミニウム吸着体１１は、図２に示すように、多孔質アルミニウム基体２１と、この多孔質アルミニウム基体２１の表面に形成された吸着材層２２とから構成されている。こうした吸着材層２２は、後述するアルミニウム基材３１や柱状突起３２の表面全体を覆うように形成されている。 As shown in FIG. 2, the porous aluminum adsorbent 11 of the present invention constituting the desiccant air conditioner 10 includes a porous aluminum substrate 21 and an adsorbent layer 22 formed on the surface of the porous aluminum substrate 21. It is configured. Such an adsorbent layer 22 is formed so as to cover the entire surface of an aluminum base 31 and a columnar protrusion 32 described later.
図３に、多孔質アルミニウム基体２１を示す。なお、図３（ａ）が多孔質アルミニウム基体の観察写真、図３（ｂ）が多孔質アルミニウム基体の模式図である。
多孔質アルミニウム基体２１は、複数のアルミニウム基材３１が焼結されて一体化されたものであり、比表面積が０．０２５ｍ２／ｇ以上であり、かつ気孔率が３０％以上９０％以下の範囲内に設定されたものとされている。また、多孔質アルミニウム基体２１の規格化熱伝導率は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とされている。
FIG. 3 shows a porous aluminum substrate 21. 3A is an observation photograph of the porous aluminum substrate, and FIG. 3B is a schematic diagram of the porous aluminum substrate.
The porous aluminum substrate 21 is obtained by sintering and integrating a plurality of aluminum substrates 31, a specific surface area of 0.025 m 2 / g or more, and a porosity of 30% or more and 90% or less. It is assumed that it was set within the range. Further, the normalized thermal conductivity of the porous aluminum substrate 21 is set to 20 W / m · K or more.
本実施形態においては、図３に示すように、アルミニウム基材３１として、アルミニウム繊維３１ａとアルミニウム粉末３１ｂとが用いられている。そして、このアルミニウム基材３１（アルミニウム繊維３１ａ及びアルミニウム粉末３１ｂ）の外表面には、外方に向けて突出する複数の柱状突起３２が形成されており、複数のアルミニウム基材３１（アルミニウム繊維３１ａ及びアルミニウム粉末３１ｂ）同士が、この柱状突起３２を介して結合した構造とされている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, aluminum fibers 31 a and aluminum powder 31 b are used as the aluminum base 31. A plurality of columnar projections 32 projecting outward are formed on the outer surface of the aluminum base 31 (aluminum fibers 31a and aluminum powder 31b), and the plurality of aluminum bases 31 (aluminum fibers 31a) are formed. And the aluminum powder 31b) are coupled to each other through the columnar protrusions 32.
なお、図３に示すように、アルミニウム基材３１、３１同士の結合部３５は、柱状突起３２，３２同士が結合した部分、柱状突起３２とアルミニウム基材３１の側面とが結合した部分、さらにはアルミニウム基材３１、３１の側面同士が結合した部分がある。 In addition, as shown in FIG. 3, the coupling | bond part 35 of aluminum base materials 31 and 31 is the part where the columnar protrusions 32 and 32 couple | bonded, the part where the columnar protrusion 32 and the side surface of the aluminum base material 31 couple | bonded, There is a portion where the side surfaces of the aluminum base materials 31 and 31 are bonded together.
ここで、図４に示すように、柱状突起３２を介して結合されたアルミニウム基材３１、３１同士の結合部３５には、Ｔｉ−Ａｌ系化合物３６が存在している。本実施形態では、図４の分析結果に示すように、Ｔｉ−Ａｌ系化合物３６は、ＴｉとＡｌの化合物とされており、より具体的には、Ａｌ３Ｔｉ金属間化合物とされている。すなわち、本実施形態では、Ｔｉ−Ａｌ系化合物３６が存在している部分において、アルミニウム基材３１、３１同士が結合しているのである。 Here, as shown in FIG. 4, a Ti—Al-based compound 36 exists in the joint portion 35 between the aluminum base materials 31 and 31 joined through the columnar protrusions 32. In the present embodiment, as shown in the analysis result of FIG. 4, the Ti—Al compound 36 is a compound of Ti and Al, more specifically, an Al 3 Ti intermetallic compound. That is, in the present embodiment, the aluminum base materials 31 and 31 are bonded to each other in the portion where the Ti—Al-based compound 36 exists.
次に、多孔質アルミニウム基体２１の原料となる焼結用アルミニウム原料４０について説明する。この焼結用アルミニウム原料４０は、図５に示すように、アルミニウム基材３１と、このアルミニウム基材３１の外表面に固着された複数のチタン粉末粒子４２と、を備えている。なお、チタン粉末粒子４２としては、金属チタン粉末粒子及び水素化チタン粉末粒子のいずれか一方又は両方が用いることができる。 Next, the sintering aluminum raw material 40 used as the raw material of the porous aluminum base | substrate 21 is demonstrated. As shown in FIG. 5, the sintering aluminum raw material 40 includes an aluminum base 31 and a plurality of titanium powder particles 42 fixed to the outer surface of the aluminum base 31. As the titanium powder particles 42, either one or both of metal titanium powder particles and titanium hydride powder particles can be used.
ここで、焼結用アルミニウム原料４０においては、チタン粉末粒子４２の含有量が０．５質量％以上２０質量％以下の範囲内とされており、本実施形態では、０．５〜１０質量％とされている。 Here, in the aluminum raw material 40 for sintering, the content of the titanium powder particles 42 is in the range of 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and in this embodiment, 0.5 to 10% by mass. It is said that.
チタン粉末粒子４２の粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内とされており、好ましくは、５μｍ以上３０μｍ以下の範囲内とされている。なお、水素化チタン粉末粒子は、金属チタン粉末粒子よりも粒径を細かくすることが可能であることから、アルミニウム基材３１の外表面に固着するチタン粉末粒子４２の粒径を微細にする場合には、水素化チタン粉末粒子を用いることが好ましい。
さらに、アルミニウム基材３１の外表面に固着された複数のチタン粉末粒子４２、４２同士の間隔は、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
The particle size of the titanium powder particles 42 is in the range of 1 μm to 50 μm, and preferably in the range of 5 μm to 30 μm. Since the titanium hydride powder particles can be made finer than the metal titanium powder particles, the particle size of the titanium powder particles 42 fixed to the outer surface of the aluminum base 31 is made fine. It is preferable to use titanium hydride powder particles.
Furthermore, the interval between the plurality of titanium powder particles 42 and 42 fixed to the outer surface of the aluminum base 31 is preferably in the range of 5 μm to 100 μm.
アルミニウム基材３１としては、上述したように、アルミニウム繊維３１ａとアルミニウム粉末３１ｂとが用いられている。なお、アルミニウム粉末３１ｂとしては、アトマイズ粉末を用いることができる。 As described above, the aluminum fiber 31a and the aluminum powder 31b are used as the aluminum base 31. As the aluminum powder 31b, atomized powder can be used.
ここで、アルミニウム繊維３１ａの繊維径は４０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内とされており、好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされている。また、アルミニウム繊維３１ａの繊維長さは０．２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内、好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内とされている。
また、アルミニウム粉末３１ｂの粒径は２０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内とされており、好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とされている。
Here, the fiber diameter of the aluminum fiber 31a is in the range of 40 μm to 300 μm, and preferably in the range of 50 μm to 200 μm. The fiber length of the aluminum fiber 31a is in the range of 0.2 mm to 20 mm, preferably in the range of 1 mm to 10 mm.
The particle size of the aluminum powder 31b is in the range of 20 μm to 300 μm, and preferably in the range of 20 μm to 100 μm.
さらに、アルミニウム基材３１としては、純度が９５質量％以上の高アルミニウム合金で構成されていることが好ましく、さらには、純度が９９．５質量％以上の高純度アルミニウムで構成されていることが好ましい。 Furthermore, the aluminum base 31 is preferably composed of a high aluminum alloy having a purity of 95% by mass or more, and further, composed of high purity aluminum having a purity of 99.5% by mass or more. preferable.
また、アルミニウム繊維３１ａとアルミニウム粉末３１ｂとの混合比率を調整することで気孔率を調整することが可能となる。すなわち、アルミニウム繊維３１ａの比率を増やすことにより多孔質アルミニウム基体２１の気孔率を向上させることが可能となるのである。このため、アルミニウム基材３１としては、アルミニウム繊維３１ａを用いることが好ましく、アルミニウム粉末３１ｂを混合する場合にはアルミニウム粉末３１ｂの比率を１０質量％以下とすることが好ましい。 Moreover, it becomes possible to adjust a porosity by adjusting the mixing ratio of the aluminum fiber 31a and the aluminum powder 31b. That is, the porosity of the porous aluminum substrate 21 can be improved by increasing the ratio of the aluminum fibers 31a. For this reason, it is preferable to use the aluminum fiber 31a as the aluminum substrate 31, and when mixing the aluminum powder 31b, the ratio of the aluminum powder 31b is preferably 10% by mass or less.
なお、ここで多孔質アルミニウム基体２１の気孔率Ｐは、多孔質アルミニウム基体２１の重量：Ｘ（ｇ）、多孔質アルミニウム基体２１の体積：Ｙ（ｃｍ３）、多孔質アルミニウム基体２１の密度：Ｘ／Ｙ＝Ｃ（ｇ／ｃｍ３）、アルミニウム基材３１の密度：Ｄ（ｇ／ｃｍ３）とした時に、次式（１）で定義される。
Ｐ＝（Ｄ−Ｃ）／Ｄ×１００（％）・・・（式１）
本実施形態では、多孔質アルミニウム基体２１の気孔率は、３０％以上９０％以下の範囲内とされている。
Here, the porosity P of the porous aluminum substrate 21 includes the weight of the porous aluminum substrate 21: X (g), the volume of the porous aluminum substrate 21: Y (cm 3 ), and the density of the porous aluminum substrate 21: When X / Y = C (g / cm 3 ) and the density of the aluminum base material 31: D (g / cm 3 ), it is defined by the following formula (1).
P = (D−C) / D × 100 (%) (Formula 1)
In the present embodiment, the porosity of the porous aluminum substrate 21 is in the range of 30% to 90%.
また、本実施形態では、多孔質アルミニウム基体２１の単位質量当りの比表面積が０．０２５ｍ２／ｇ以上とされている。単位体積当りの比表面積Ｓ１および 単位質量当りの比表面積Ｓ２は、多孔質アルミニウム体２２の表面積： Ａ（ｍ２）、多孔質アルミニウム基体２１の体積：Ｖ（ｃｍ３）、多孔質アルミニウム基体２１の密度：ρ（ｇ／ｃｍ３）とした時に、それぞれ次式（２）および（３）で定義される。
Ｓ１＝Ａ／Ｖ×１０６ （ｍ２／ｍ３）・・・（式２）
Ｓ２＝Ａ／（ρ×Ｖ）（ｍ２／ｇ）・・・（式３）
こうした比表面積が大きいほど多孔質アルミニウム基体２１の表面に被覆される水分吸着体の量を増やすことができ、水分保持量や水分吸着速度を高めることができる。
In the present embodiment, the specific surface area per unit mass of the porous aluminum substrate 21 is 0.025 m 2 / g or more. Specific surface area S 1 per unit volume and specific surface area S 2 per unit mass are: surface area of porous aluminum body 22: A (m 2 ), volume of porous aluminum substrate 21: V (cm 3 ), porous aluminum When the density of the substrate 21 is ρ (g / cm 3 ), it is defined by the following equations (2) and (3), respectively.
S 1 = A / V × 10 6 (m 2 / m 3 ) (Formula 2)
S 2 = A / (ρ × V) (m 2 / g) (Formula 3)
As the specific surface area increases, the amount of moisture adsorbent coated on the surface of the porous aluminum substrate 21 can be increased, and the moisture retention amount and moisture adsorption rate can be increased.
こうした気孔率および比表面積の調整のため、アルミニウム基材３１としては、アルミニウム繊維３１ａを用いることが好ましく、アルミニウム粉末３１ｂを混合する場合にはアルミニウム粉末３１ｂの比率を、例えば１０〜１５質量％以下とすることが好ましい。 In order to adjust the porosity and specific surface area, it is preferable to use aluminum fibers 31a as the aluminum base 31. When mixing the aluminum powder 31b, the ratio of the aluminum powder 31b is, for example, 10 to 15% by mass or less. It is preferable that
次に、本発明の多孔質アルミニウム吸着体１１を製造する方法の一例について、図６のフローチャート等を参照して説明する。
まず最初に、多孔質アルミニウム基体２１の原料となる焼結用アルミニウム原料４０を製造する。常温にて、アルミニウム基材３１とチタン粉末とを混合する（混合工程Ｓ０１）。このとき、バインダー溶液を噴霧する。
Next, an example of a method for producing the porous aluminum adsorbent 11 of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, a sintering aluminum raw material 40 that is a raw material of the porous aluminum substrate 21 is manufactured. The aluminum base material 31 and the titanium powder are mixed at room temperature (mixing step S01). At this time, a binder solution is sprayed.
なお、バインダーとしては、大気中で５００℃に加熱した際に燃焼・分解されるものが好ましく、具体的には、アクリル系樹脂、セルロース系高分子体を用いることが好ましい。また、バインダーの溶剤としては、水系、アルコール系、有機溶剤系の各種溶剤を用いることができる。この混合工程Ｓ０１においては、例えば、自動乳鉢、パン型転動造粒機、シェーカーミキサー、ポットミル、ハイスピードミキサー、Ｖ型ミキサー等の各種混合機を用いて、アルミニウム基材３１とチタン粉末とを流動させながら混合する。 In addition, as a binder, what is combusted and decomposed | disassembled when heated to 500 degreeC in air | atmosphere is preferable, and it is preferable to specifically use an acrylic resin and a cellulose polymer. In addition, as the solvent for the binder, various solvents such as water-based, alcohol-based, and organic solvent-based solvents can be used. In this mixing step S01, for example, the aluminum base material 31 and the titanium powder are mixed using various mixing machines such as an automatic mortar, a bread type rolling granulator, a shaker mixer, a pot mill, a high speed mixer, a V type mixer and the like. Mix while flowing.
次に、混合工程Ｓ０１で得られた混合体を乾燥する（乾燥工程Ｓ０２）。この乾燥工程Ｓ０２においては、アルミニウム基材３１の表面に酸化膜が厚く形成されないように、４０℃以下の低温乾燥、又は、１．３３Ｐａ以下（１０−２Ｔｏｒｒ以下）の減圧乾燥を行うことが好ましい。 Next, the mixture obtained in the mixing step S01 is dried (drying step S02). In this drying step S02, low temperature drying of 40 ° C. or lower or reduced pressure drying of 1.33 Pa or lower (10 −2 Torr or lower) is performed so that an oxide film is not formed thick on the surface of the aluminum base 31. preferable.
この混合工程Ｓ０１及び乾燥工程Ｓ０２により、図７に示すように、アルミニウム基材３１の外表面にチタン粉末粒子２２が分散させて固着されることになり、焼結用アルミニウム原料４０が製造される。なお、アルミニウム基材３１の外表面に固着された複数のチタン粉末粒子４２，４２同士の間隔は、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内となるように、チタン粉末粒子４２を分散させることが好ましい。 By the mixing step S01 and the drying step S02, as shown in FIG. 7, the titanium powder particles 22 are dispersed and fixed on the outer surface of the aluminum base material 31, and the aluminum raw material 40 for sintering is manufactured. . In addition, it is preferable to disperse the titanium powder particles 42 so that the interval between the plurality of titanium powder particles 42, 42 fixed to the outer surface of the aluminum base 31 is in the range of 5 μm to 100 μm.
次に、上述のようにして得られた焼結用アルミニウム原料４０を用いて多孔質アルミニウム基体２１を製造する。
ここで、本実施形態では、図８に示す連続焼結装置５０を用いて、例えば幅：３００ｍｍ×厚さ：１〜２０ｍｍ×長さ：２０ｍの板状の多孔質アルミニウム基体２１を製造する。
この連続焼結装置５０は、粉末散布機５１、カーボンシート５２、搬送ローラ５３、脱脂炉５４、および焼成炉５５を備えている。
Next, the porous aluminum substrate 21 is manufactured using the sintering aluminum raw material 40 obtained as described above.
Here, in this embodiment, a plate-like porous aluminum substrate 21 having, for example, width: 300 mm × thickness: 1-20 mm × length: 20 m is manufactured using the continuous sintering apparatus 50 shown in FIG.
The continuous sintering apparatus 50 includes a powder spreader 51, a carbon sheet 52, a conveying roller 53, a degreasing furnace 54, and a firing furnace 55.
粉末散布機５１は、焼結用アルミニウム原料４０を均一に散布する。カーボンシート５２は、粉末散布機５１から供給された焼結用アルミニウム原料４０を保持する。搬送ローラ５３は、このカーボンシート５２を駆動する。脱脂炉５４は、カーボンシート５２とともに搬送される焼結用アルミニウム原料４０を加熱してバインダーを除去する。焼成炉５５は、バインダーが除去された焼結用アルミニウム原料４０を加熱して焼結を行う。 The powder spreader 51 uniformly spreads the sintering aluminum raw material 40. The carbon sheet 52 holds the sintering aluminum raw material 40 supplied from the powder spreader 51. The conveyance roller 53 drives the carbon sheet 52. The degreasing furnace 54 heats the sintering aluminum raw material 40 conveyed with the carbon sheet 52 to remove the binder. The firing furnace 55 heats and sinters the sintering aluminum raw material 40 from which the binder has been removed.
まず、粉末散布機５１から、カーボンシート５２上に向けて、焼結用アルミニウム原料４０を散布する（原料散布工程Ｓ０３）。
カーボンシート５２上に散布された焼結用アルミニウム原料４０は、進行方向Ｆに向けて移動する際に、カーボンシート５２の幅方向に広がって厚さが均一化され、シート状に成形される。このとき、荷重を加えていないことから、焼結用アルミニウム原料４０中のアルミニウム基材３１，３１同士の間には空隙が形成される。
First, the aluminum material for sintering 40 is sprayed from the powder spreader 51 onto the carbon sheet 52 (raw material spraying step S03).
When the aluminum material for sintering 40 dispersed on the carbon sheet 52 moves in the traveling direction F, it spreads in the width direction of the carbon sheet 52 and becomes uniform in thickness, and is formed into a sheet shape. At this time, since no load is applied, a gap is formed between the aluminum base materials 31 and 31 in the sintering aluminum raw material 40.
次に、カーボンシート５２上においてシート状に成形された焼結用アルミニウム原料４０は、カーボンシート５２とともに脱脂炉５４内に装入され、所定温度に加熱されることによってバインダーが除去される（脱バインダー工程Ｓ０４）。 Next, the sintering aluminum raw material 40 formed into a sheet shape on the carbon sheet 52 is placed in a degreasing furnace 54 together with the carbon sheet 52, and heated to a predetermined temperature to remove the binder (desorption). Binder process S04).
ここで、脱バインダー工程Ｓ０４においては、大気雰囲気中で、３５０〜５００℃の温度範囲で０．５〜５分間保持し、焼結用アルミニウム原料４０中のバインダーを除去する。なお、本実施形態では、上述のように、アルミニウム基材５１の外表面にチタン粉末粒子４２を固着するためにバインダーが用いられていることから、粘性組成物に比べてバインダーの含有量が極めて少なく、短時間でバインダーを十分に除去することが可能である。 Here, in binder removal process S04, it hold | maintains in the atmospheric temperature at a temperature range of 350-500 degreeC for 0.5 to 5 minutes, and the binder in the aluminum raw material 40 for sintering is removed. In the present embodiment, as described above, since the binder is used to fix the titanium powder particles 42 to the outer surface of the aluminum base 51, the content of the binder is extremely higher than that of the viscous composition. The binder can be sufficiently removed in a short time.
次に、バインダーが除去された焼結用アルミニウム原料４０は、カーボンシート５２とともに焼成炉５５内に装入され、所定温度に加熱されることによって焼結される（焼結工程Ｓ０５）。
この焼結工程Ｓ０５においては、焼結用アルミニウム原料４０が純アルミニウムからなる場合、不活性ガス雰囲気中で、６５５〜６６５℃の温度範囲で０．５〜６０分間保持することにより実施される。保持時間は１〜２０分間とすることが好ましい。なお、焼結用アルミニウム原料４０として高アルミニウム合金を用いる場合、高アルミニウム合金の融点は純アルミニウムに比べて低いことから、上述した焼結温度範囲は各々の高アルミニウム合金の融点に合わせて、純アルミニウムの場合よりも低く設定する方が好ましい。
Next, the sintering aluminum raw material 40 from which the binder has been removed is charged into the firing furnace 55 together with the carbon sheet 52, and is sintered by being heated to a predetermined temperature (sintering step S05).
In the sintering step S05, when the aluminum material for sintering 40 is made of pure aluminum, the sintering is carried out by holding in an inert gas atmosphere at a temperature range of 655 to 665 ° C. for 0.5 to 60 minutes. The holding time is preferably 1 to 20 minutes. When a high aluminum alloy is used as the sintering aluminum raw material 40, the melting point of the high aluminum alloy is lower than that of pure aluminum. Therefore, the above-mentioned sintering temperature range is adjusted according to the melting point of each high aluminum alloy. It is preferable to set it lower than in the case of aluminum.
ここで、焼結工程Ｓ０５における焼結雰囲気をＡｒガス等の不活性ガス雰囲気とすることにより、露点を十分に下げることができる。水素雰囲気又は水素と窒素の混合雰囲気では、露点が下がりにくいため好ましくない。また、窒素は、Ｔｉと反応してＴｉＮを形成することからＴｉの焼結促進効果を失うため、好ましくない。
そこで、本実施形態では、雰囲気ガスとして、露点−５０℃以下のＡｒガスを用いている。なお、雰囲気ガスの露点は−６５℃以下とすることがさらに好ましい。
Here, by setting the sintering atmosphere in the sintering step S05 to an inert gas atmosphere such as Ar gas, the dew point can be sufficiently lowered. A hydrogen atmosphere or a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen is not preferable because the dew point is unlikely to decrease. Nitrogen is not preferable because it reacts with Ti to form TiN and loses the Ti sintering promoting effect.
Therefore, in this embodiment, Ar gas having a dew point of −50 ° C. or lower is used as the atmospheric gas. The dew point of the atmospheric gas is more preferably −65 ° C. or lower.
この焼結工程Ｓ０５においては、上述のように、焼結用アルミニウム原料４０が純アルミニウムからなる場合、温度を６５５〜６６５℃とアルミニウムの融点近くまで加熱していることから、焼結用アルミニウム原料４０中のアルミニウム基材３１は溶融することになる。ここで、アルミニウム基材３１の表面には酸化膜が形成されていることから、溶融したアルミニウムが酸化膜によって保持され、アルミニウム基材３１の形状が維持されている。 In the sintering step S05, as described above, when the sintering aluminum raw material 40 is made of pure aluminum, the temperature is heated to 655 to 665 ° C. and close to the melting point of aluminum. The aluminum base 31 in 40 is melted. Here, since the oxide film is formed on the surface of the aluminum base material 31, the molten aluminum is held by the oxide film, and the shape of the aluminum base material 31 is maintained.
また、焼結用アルミニウム原料４０が純アルミニウムからなる場合、６５５〜６６５℃に加熱されると、アルミニウム基材３１の外表面のうちチタン粉末粒子４２が固着された部分においては、チタンとの反応によって酸化膜が破壊され、内部の溶融アルミニウムが外方へと噴出する。噴出された溶融アルミニウムはチタンとの反応によって融点の高い化合物を生成して固化することになる。これにより、図９に示すように、アルミニウム基材３１の外表面に、外方に向けて突出する複数の柱状突起３２が形成される。 Further, when the sintering aluminum raw material 40 is made of pure aluminum, when heated to 655 to 665 ° C., the reaction with titanium occurs in the portion of the outer surface of the aluminum base 31 where the titanium powder particles 42 are fixed. As a result, the oxide film is destroyed, and the molten aluminum inside is ejected outward. The ejected molten aluminum generates a compound having a high melting point by reaction with titanium and solidifies. As a result, as shown in FIG. 9, a plurality of columnar protrusions 32 projecting outward are formed on the outer surface of the aluminum base 31.
ここで、柱状突起３２の先端には、Ｔｉ−Ａｌ系化合物３６が存在しており、このＴｉ−Ａｌ系化合物３６によって柱状突起３２の成長が抑制されているのである。
なお、チタン粉末粒子４２として水素化チタンを用いた場合には、３００〜４００℃付近で水素化チタンが分解し、生成したチタンがアルミニウム基材３１の表面の酸化膜と反応することになる。
Here, the Ti—Al-based compound 36 exists at the tip of the columnar protrusion 32, and the growth of the columnar protrusion 32 is suppressed by the Ti—Al-based compound 36.
When titanium hydride is used as the titanium powder particles 42, titanium hydride is decomposed at around 300 to 400 ° C., and the produced titanium reacts with the oxide film on the surface of the aluminum base 31.
このとき、隣接するアルミニウム基材３１，３１同士が、互いの柱状突起３２を介して溶融状態で一体化あるいは固相焼結することによって結合され、図２に示すように、柱状突起３２を介して複数のアルミニウム基材３１、３１同士が結合された多孔質アルミニウム基体２１が製造されることになる。 At this time, the adjacent aluminum base materials 31 and 31 are joined together by being integrated or solid-phase sintered in a molten state via the columnar protrusions 32, and as shown in FIG. Thus, the porous aluminum substrate 21 in which the plurality of aluminum substrates 31 and 31 are bonded to each other is manufactured.
なお、多孔質アルミニウム基体２１の製造にあたっては、上述したような板状に形成する方法以外にも、バルク形状の多孔質アルミニウム基体を製造することもできる。例えば図１０に示すように、焼結用アルミニウム原料４０を散布する粉末散布機１０１から、カーボン製容器１０２内に向けて焼結用アルミニウム原料４０を散布してかさ充填する（原料散布工程）。これを、脱脂炉１０４内に装入して、大気雰囲気で加熱してバインダーを除去する（脱バインダー工程）。 In the production of the porous aluminum substrate 21, a bulk-shaped porous aluminum substrate can be produced in addition to the plate-like method as described above. For example, as shown in FIG. 10, the aluminum powder for sintering 40 is sprayed into the carbon container 102 from the powder spreader 101 for spraying the aluminum material for sintering 40 and filled in bulk (raw material spraying step). This is charged into the degreasing furnace 104 and heated in an air atmosphere to remove the binder (debinding process).
その後、焼成炉１０５内に装入して、Ａｒ雰囲気で６５５〜６６５℃（焼結用アルミニウム原料４０が純アルミニウムからなる場合）に加熱保持することにより、バルク形状の多孔質アルミニウム基体１１０が得られる。なお、離型性の良いカーボン製容器１０２を用いており、かつ、焼結時に１％程度の収縮が発生することから、カーボン製容器１０２からバルク形状の多孔質アルミニウム焼結体１１０を比較的容易に取り出すことができる。 Then, it is charged into the firing furnace 105 and heated and held at 655 to 665 ° C. (when the sintering aluminum raw material 40 is made of pure aluminum) in an Ar atmosphere to obtain a porous aluminum base 110 having a bulk shape. It is done. In addition, since the carbon container 102 with good releasability is used and shrinkage of about 1% occurs during sintering, the bulk porous aluminum sintered body 110 is relatively removed from the carbon container 102. It can be easily taken out.
板状の多孔質アルミニウム基体２１は、例えば、打ち抜き加工、切削加工、ワイヤー加工などによって、所定の直径の円板状に成形される。板状の多孔質アルミニウム基体２１を用いることによって、複数の円板状の多孔質アルミニウム基体２１を、１枚の板状の多孔質アルミニウム基体２１から一括して効率的に製造することができる。 The plate-shaped porous aluminum substrate 21 is formed into a disk shape having a predetermined diameter by, for example, punching, cutting, wire processing, or the like. By using the plate-shaped porous aluminum substrate 21, a plurality of disk-shaped porous aluminum substrates 21 can be efficiently manufactured collectively from one plate-shaped porous aluminum substrate 21.
次に、円板状の多孔質アルミニウム基体２１に対して吸着材層２２を形成して、多孔質アルミニウム基体吸着体１１を製造する（吸着材層形成工程Ｓ０６）。吸着材層２２としては、シリカゲル類、酸化アルミニウム、活性炭類、ゼオライト類、アロフェン類、またはこれらの二種以上の混合物などの吸着材を用いることができる。また、多孔質アルミニウム基体２１の表面に表面処理を施して吸着材層２２とすることもできる。 Next, the adsorbent layer 22 is formed on the disc-shaped porous aluminum substrate 21 to manufacture the porous aluminum substrate adsorbent 11 (adsorbent layer forming step S06). As the adsorbent layer 22, an adsorbent such as silica gels, aluminum oxide, activated carbons, zeolites, allophanes, or a mixture of two or more of these can be used. Alternatively, the adsorbent layer 22 can be formed by subjecting the surface of the porous aluminum substrate 21 to surface treatment.
吸着材層２２として、シリカゲル類、酸化アルミニウム、活性炭類、ゼオライト類、アロフェン類、またはこれらの二種以上の混合物などの吸着材を用いる場合には、これら吸着材を溶媒に溶解、ないし分散させた吸着材液を多孔質アルミニウム基体２１に塗布する。そして、加熱等によって吸着材溶液の溶媒を蒸発させることによって、多孔質アルミニウム基体２１の表面に吸着材層２２が形成された多孔質アルミニウム吸着体１１を得ることができる。 When an adsorbent such as silica gels, aluminum oxide, activated carbons, zeolites, allophanes, or a mixture of two or more thereof is used as the adsorbent layer 22, the adsorbent is dissolved or dispersed in a solvent. The adsorbent liquid thus applied is applied to the porous aluminum substrate 21. Then, the porous aluminum adsorbent 11 in which the adsorbent layer 22 is formed on the surface of the porous aluminum substrate 21 can be obtained by evaporating the solvent of the adsorbent solution by heating or the like.
この時、吸着材液の濃度、粘性を調節することによって、多孔質アルミ体２１の表面に沿って形成される吸着材層２２の厚みを任意に制御することができる。また、吸着材液中に吸着材と多孔質アルミニウム基体２１との結合力を高めるためのバインダー部材など溶解しておくことも好ましい。また、吸着材液を多孔質アルミニウム基体２１に塗布する以外にも、吸着材液を多孔質アルミニウム基体２１に噴霧したり、多孔質アルミニウム基体２１を吸着材液中に浸漬することもできる。 At this time, the thickness of the adsorbent layer 22 formed along the surface of the porous aluminum body 21 can be arbitrarily controlled by adjusting the concentration and viscosity of the adsorbent liquid. It is also preferable to dissolve a binder member for increasing the bonding force between the adsorbent and the porous aluminum substrate 21 in the adsorbent liquid. In addition to applying the adsorbent liquid to the porous aluminum substrate 21, the adsorbent liquid can be sprayed on the porous aluminum substrate 21, or the porous aluminum substrate 21 can be immersed in the adsorbent liquid.
また、吸着材層２２としてシリカゲル類やゼオライト類を用いる場合、原料散布工程において焼結用アルミニウム原料とともにシリカゲル類やゼオライト類を同時に散布し、これらシリカゲル類やゼオライト類を焼結用アルミニウム原料の表面に固着させた後、これを吸着材層形成工程を兼ねた焼成工程において焼結することによって、多孔質アルミニウム吸着体を得ることもできる。このように、吸着材層形成工程と焼成工程とを同時に行うことによって、更に製造工程を簡易にすることもできる。 In addition, when silica gels or zeolites are used as the adsorbent layer 22, silica gels or zeolites are simultaneously sprayed together with the sintering aluminum raw material in the raw material spraying step, and the silica gels or zeolites are applied to the surface of the aluminum raw material for sintering. After adhering to a porous aluminum adsorbent, the porous aluminum adsorbent can also be obtained by sintering in a firing step that also serves as an adsorbent layer forming step. Thus, the manufacturing process can be further simplified by simultaneously performing the adsorbent layer forming step and the firing step.
また、吸着材層２２として、多孔質アルミニウム基体２１の表面に表面処理を施す場合には、アルミニウムの陽極酸化処理を用いることができる。陽極酸化処理による吸着材層２２の形成では、多孔質アルミニウム基体２１を陽極とし、不溶性電極を陰極として電解質溶液中で直流電解操作を行う。 Moreover, when the surface treatment is performed on the surface of the porous aluminum substrate 21 as the adsorbent layer 22, an anodic oxidation treatment of aluminum can be used. In the formation of the adsorbent layer 22 by anodic oxidation, a direct current electrolysis operation is performed in an electrolyte solution using the porous aluminum substrate 21 as an anode and the insoluble electrode as a cathode.
これによって、多孔質アルミニウム基体２１の表面が酸化し、アルミニウムの一部がイオン化して電解液中に溶解する。そのアルミニウムイオンが電解液中の水と反応して、金属酸化物を生成する。陽極酸化処理により得られる金属表面の形態は、金属酸化物がどのような電子伝導性を有するかによって変わるが、アルミニウムでは形成される酸化皮膜が電子伝導性に乏しいため、陽極酸化が進行するにつれて金属酸化物、即ちアルミナが多孔質アルミニウム基体２１上に成長する。このとき、適当な電解質溶液と電流や電圧の条件などを選択することによって、規則正しく成長したナノオーダーの細孔を形成することができる。 As a result, the surface of the porous aluminum substrate 21 is oxidized, and a part of the aluminum is ionized and dissolved in the electrolytic solution. The aluminum ions react with water in the electrolytic solution to produce a metal oxide. The form of the metal surface obtained by the anodizing treatment varies depending on the electronic conductivity of the metal oxide. However, since the oxide film formed on aluminum has poor electronic conductivity, as the anodization proceeds A metal oxide, that is, alumina, grows on the porous aluminum substrate 21. At this time, nano-sized pores that are regularly grown can be formed by selecting an appropriate electrolyte solution and conditions of current and voltage.
以上のような工程を経て、本発明のデシカント空調装置１０に適用可能な多孔質アルミニウム吸着体１１が得られる。こうして得られた多孔質アルミニウム吸着体１１には、基体の表面積に概ね比例したナノ空孔を有する表面被覆層が形成されており、その結果、水分の保持力（保持液量）が高められ、効率的に除湿や加湿を行うことができる。また、当該表面被覆層は、規格化熱伝導率に優れる多孔質アルミ基体との密着性が高く、熱伝導性に優れることから、除湿や加湿に伴う反応熱による空気の加熱や冷却を効率よく行うことができる。 Through the steps as described above, a porous aluminum adsorbent 11 applicable to the desiccant air conditioner 10 of the present invention is obtained. In the porous aluminum adsorbent 11 thus obtained, a surface coating layer having nanopores approximately proportional to the surface area of the substrate is formed, and as a result, moisture retention (retention liquid amount) is increased, Dehumidification and humidification can be performed efficiently. In addition, since the surface coating layer has high adhesion to a porous aluminum substrate having excellent normalized thermal conductivity and excellent thermal conductivity, air heating and cooling due to reaction heat accompanying dehumidification and humidification can be efficiently performed. It can be carried out.
なお、多孔質アルミニウム吸着体１１による吸着は、水分（湿気）に限らない。例えば、有害な粒状物質、ハウスダスト、ホルムアルデヒドなどの有機物ガスなども吸着することができる。これによって、デシカント空調装置１０は、空気清浄機としても用いることもできる。なお、多孔質アルミニウム吸着体１１に吸着された有害な粒状物質、ハウスダスト、ホルムアルデヒドなどの有機物ガスは、ヒータ（加熱手段）１３による加熱によって、水分と同様に放出することができる。 The adsorption by the porous aluminum adsorbent 11 is not limited to moisture (humidity). For example, harmful particulate matter, house dust, organic gases such as formaldehyde can be adsorbed. Thereby, the desiccant air conditioner 10 can also be used as an air cleaner. Note that harmful particulate matter adsorbed on the porous aluminum adsorbent 11, organic gas such as house dust and formaldehyde can be released in the same manner as moisture by heating by the heater (heating means) 13.
また、多孔質アルミニウム吸着体１１は、多孔質アルミニウム基体２１の規格化熱伝導率を２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるから、外部から加えられた熱が全方向に等方的に広がり、温度が不均一になることが防止できる。これによって、例えば、多孔質アルミニウム吸着体１１に吸着された水分を加熱によって放出する際に、熱の不均一によって局所的に水分の放出が行われない領域が生じたり、アルミニウム吸着体１１に水分を吸着する際に、水分の吸着が不均一になるなど、吸着、放出特性が低下することを防止できる。 Further, since the porous aluminum adsorbent 11 has a normalized thermal conductivity of the porous aluminum substrate 21 of 20 W / m · K or more, the externally applied heat spreads isotropically in all directions, and the temperature is increased. Non-uniformity can be prevented. As a result, for example, when the moisture adsorbed on the porous aluminum adsorbent 11 is released by heating, a region in which no moisture is locally released due to heat non-uniformity occurs, or the aluminum adsorbent 11 has a moisture content. When adsorbing water, it is possible to prevent the adsorption and release characteristics from deteriorating, such as non-uniform moisture adsorption.
また、本実施形態においては、アルミニウム基材３１としてアルミニウム繊維３１ａ及びアルミニウム粉末３１ｂを用いているので、これらの混合比を調整することにより、多孔質アルミニウム基体２１の気孔率や開口径を制御することが可能となる。これによって、用途に応じて最適な吸着特性を持った多孔質アルミニウム吸着体１１を提供することが可能となる。 Moreover, in this embodiment, since the aluminum fiber 31a and the aluminum powder 31b are used as the aluminum base material 31, the porosity and opening diameter of the porous aluminum substrate 21 are controlled by adjusting the mixing ratio thereof. It becomes possible. As a result, it is possible to provide the porous aluminum adsorbent 11 having optimum adsorption characteristics depending on the application.
また、本実施形態においては、多孔質アルミニウム基体２１は、アルミニウム基材３１、３１同士の結合部３５にＴｉ−Ａｌ系化合物３６が存在しているので、このＴｉ−Ａｌ系化合物３６によってアルミニウム基材３１の表面に形成された酸化膜が除去されており、アルミニウム基材３１，３１同士が良好に結合している。よって、強度が十分な高品質の多孔質アルミニウム吸着体１１を提供することが可能となる。 In the present embodiment, since the porous aluminum substrate 21 has the Ti—Al-based compound 36 in the bonding portion 35 between the aluminum substrates 31 and 31, The oxide film formed on the surface of the material 31 is removed, and the aluminum base materials 31 and 31 are bonded well. Therefore, it is possible to provide a high-quality porous aluminum adsorbent 11 having sufficient strength.
また、このＴｉ−Ａｌ系化合物３６によって柱状突起３２の成長が抑制されることから、溶融アルミニウムがアルミニウム基材３１、３１同士の間の空隙に噴出することを抑制でき、高い気孔率の多孔質アルミニウム基体２１が得られ、高い吸着量をもつ多孔質アルミニウム吸着体１１を提供することが可能となる。 Further, since the growth of the columnar protrusions 32 is suppressed by the Ti—Al-based compound 36, it is possible to suppress the molten aluminum from being ejected into the voids between the aluminum base materials 31, 31, and the porous material has a high porosity. An aluminum substrate 21 is obtained, and the porous aluminum adsorbent 11 having a high adsorption amount can be provided.
さらに、本実施形態では、アルミニウム基材３１が、優れた耐食性を有する純度９５質量％以上の高アルミニウム合金、特に純度９９．５質量％以上の高純度アルミニウムで構成されているので、多孔質アルミニウム基体２１の耐食性が良好で、腐食性のガスやミストを吸着可能な多孔質アルミニウム吸着体１１を提供することが可能となる。 Furthermore, in the present embodiment, the aluminum base 31 is composed of a high aluminum alloy having excellent corrosion resistance and a purity of 95% by mass or more, particularly high purity aluminum having a purity of 99.5% by mass or more. It is possible to provide the porous aluminum adsorbent 11 having good corrosion resistance of the base 21 and capable of adsorbing corrosive gas and mist.
そして、こうした多孔質アルミニウム吸着体１１をデシカント空調装置１０に適用することによって、省スペースで吸着能力、放出能力に優れたデシカント空調装置１０を実現することができる。こうした本発明のデシカント空調装置１０は、多孔質アルミニウム吸着体１１の規格化熱伝導率、比表面積、気孔率に優れているため、少ないエネルギーで吸着物質の放出を行うことができ、効率的に空気の除湿、加湿、冷却、加熱を行うことを可能にする。 Then, by applying such a porous aluminum adsorbent 11 to the desiccant air conditioner 10, it is possible to realize the desiccant air conditioner 10 which is space-saving and excellent in adsorption capacity and discharge capacity. Such a desiccant air conditioner 10 of the present invention is excellent in the normalized thermal conductivity, specific surface area, and porosity of the porous aluminum adsorbent 11, and therefore can release the adsorbed material with less energy and efficiently. Allows air to be dehumidified, humidified, cooled and heated.
（第二実施形態）
第一実施形態においては、デシカント空調装置１０に吸着された水分を放湿させるために、ヒータ（加熱手段）１３を用いているが、これ以外にも、例えば、ヒートポンプ装置を用いて放湿や冷却を行うこともできる。
図１１は本発明の第二実施形態のデシカント空調装置４０を示す構成図である。なお、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
このデシカント空調装置４０では、ヒートポンプ装置４１を備えている。ヒートポンプ装置４１は、熱交換器（冷却手段）４２、熱交換器（加熱手段）４３、および熱媒体を供給（循環）する熱源４４から構成されている。
(Second embodiment)
In the first embodiment, the heater (heating means) 13 is used to release moisture adsorbed by the desiccant air conditioner 10, but in addition to this, for example, using a heat pump device, Cooling can also be performed.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a desiccant air conditioner 40 according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the structure similar to 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
The desiccant air conditioner 40 includes a heat pump device 41. The heat pump device 41 includes a heat exchanger (cooling means) 42, a heat exchanger (heating means) 43, and a heat source 44 that supplies (circulates) a heat medium.
熱交換器（冷却手段）４２は、多孔質アルミニウム吸着体１１の上部領域Ｅ１に配され、多孔質アルミニウム吸着体１１で水分を吸着され、除湿された空気を冷却する。これによって、多孔質アルミニウム吸着体１１で水分を吸着する際に温度が上昇した空気を冷却し、除湿された低温の空気を室内側に送ることができる。 The heat exchanger (cooling means) 42 is disposed in the upper region E1 of the porous aluminum adsorbent body 11, and cools the dehumidified air that has been adsorbed with moisture by the porous aluminum adsorbent body 11. Thereby, the air whose temperature has risen when moisture is adsorbed by the porous aluminum adsorbent 11 can be cooled, and dehumidified low-temperature air can be sent indoors.
また、熱交換器（加熱手段）４３は、多孔質アルミニウム吸着体１１の下部領域Ｅ２に配され、多孔質アルミニウム吸着体１１に向けて送風される空気を加熱する。これによって、多孔質アルミニウム吸着体１１に吸着された水分を放湿し、室外側に湿気を排出するとともに、多孔質アルミニウム吸着体１１を乾燥状態に戻す。 The heat exchanger (heating means) 43 is disposed in the lower region E2 of the porous aluminum adsorbent 11 and heats the air blown toward the porous aluminum adsorbent 11. As a result, the moisture adsorbed on the porous aluminum adsorbent 11 is released, the moisture is discharged to the outdoor side, and the porous aluminum adsorbent 11 is returned to the dry state.
熱交換器（冷却手段）４２、熱交換器（加熱手段）４３に用いる熱源４４は、一般的なヒートポンプを用いることができる。またこれ以外にも、系外に存在する排熱を熱源４４として有効に活用する事により、消費エネルギーの低減を図る事も可能である。さらに、ヒートパイプや中間熱交換器を介して熱交換器（冷却手段）４２で生じた熱を熱交換器（加熱手段）４３に移送することにより、熱交換器（加熱手段）４３に必要な熱エネルギーを低減することも可能である。 As the heat source 44 used for the heat exchanger (cooling means) 42 and the heat exchanger (heating means) 43, a general heat pump can be used. In addition to this, it is possible to reduce energy consumption by effectively utilizing the exhaust heat existing outside the system as the heat source 44. Furthermore, the heat generated in the heat exchanger (cooling means) 42 is transferred to the heat exchanger (heating means) 43 through a heat pipe or an intermediate heat exchanger, so that it is necessary for the heat exchanger (heating means) 43. It is also possible to reduce thermal energy.
（第三実施形態）
第一実施形態においては、円板状に形成した多孔質アルミニウム吸着体１１を回転させることで水分の吸着（除湿）と水分の放湿（加湿）を繰り返しているが、これ以外にも、例えば、図１３に示されるように熱媒体の流路を多孔質アルミニウム吸着体に直接形成する構成とすることもできる。
図１２は本発明の第三実施形態のデシカント空調装置５０を示す構成図である。なお、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
このデシカント空調装置５０では、ヒートポンプ装置５１を備えている。ヒートポンプ装置５１は、第一熱交換部５２、第二熱交換部５３、および熱源５４から構成されている。
(Third embodiment)
In the first embodiment, moisture adsorption (dehumidification) and moisture dehumidification (humidification) are repeated by rotating the porous aluminum adsorbent 11 formed in a disk shape. As shown in FIG. 13, the heat medium flow path may be formed directly on the porous aluminum adsorbent.
FIG. 12 is a block diagram showing a desiccant air conditioner 50 according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the structure similar to 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
The desiccant air conditioner 50 includes a heat pump device 51. The heat pump device 51 includes a first heat exchange unit 52, a second heat exchange unit 53, and a heat source 54.
それぞれの第一熱交換部５２、第二熱交換部５３は、図１３に示すように、多孔質アルミニウム吸着体５５と、熱源５４から送られる熱媒体の流路を成す配管５６，５６…とから構成されている。配管５６，５６…は、多孔質アルミニウム吸着体５５を貫通するように形成され、この配管５６，５６…を流れる熱媒体との間で熱交換を行う。 As shown in FIG. 13, each of the first heat exchange section 52 and the second heat exchange section 53 includes a porous aluminum adsorbent 55 and pipes 56, 56... That form a flow path of a heat medium sent from the heat source 54. It is composed of The pipes 56, 56... Are formed so as to penetrate the porous aluminum adsorbent 55, and exchange heat with the heat medium flowing through the pipes 56, 56.
これら配管５６，５６…に流す熱媒体を、例えばバルブ等により交互に切り替える事により、多孔質アルミニウム吸着体５５の優れた伝熱性能がより発揮され、外部熱源を利用する場合と比較して、さらに多孔質アルミニウム吸着体５５の加熱や冷却が速やかに行われ、結果としてさらなる省エネルギー化が可能となる。 By switching the heat medium flowing through these pipes 56, 56 alternately by, for example, a valve or the like, the excellent heat transfer performance of the porous aluminum adsorbent 55 is more exhibited, compared to the case of using an external heat source, Furthermore, the porous aluminum adsorbent 55 is rapidly heated and cooled, and as a result, further energy saving is possible.
以上、本発明の多孔質アルミニウム吸着体、およびこれを用いたデシカント空調装置の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。適用例としてデシカント空調装置を挙げたが、同様に多孔質アルミニウム吸着体１１の優れた規格化熱伝導率、比表面積、気孔率を利点として、少ないエネルギーで吸着物質の放出を行うことができ、効率的に空気の除湿、加湿、冷却、加熱を行うことを可能にする機能が有効である他の用途、例えば吸着冷凍システムにおける水蒸気吸着器にも応用する事が可能である。また、本発明の多孔質アルミニウム吸着体の吸脱着メカニズムは、各種気体の吸脱着にも適用可能であり、本実施形態に記載された水蒸気（水分）の吸脱着に限定するものではない。 As mentioned above, although the porous aluminum adsorption body of this invention and embodiment of the desiccant air conditioner using the same were demonstrated, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the technical idea of the invention. It can be changed as appropriate. As an application example, a desiccant air conditioner was cited, but similarly, the excellent normalized thermal conductivity, specific surface area, and porosity of the porous aluminum adsorbent 11 can be used as an advantage to release the adsorbent with less energy, The present invention can be applied to other uses in which the function of efficiently dehumidifying, humidifying, cooling, and heating air is effective, for example, a water vapor adsorber in an adsorption refrigeration system. The adsorption / desorption mechanism of the porous aluminum adsorbent of the present invention can also be applied to adsorption / desorption of various gases, and is not limited to the adsorption / desorption of water vapor (moisture) described in the present embodiment.
実施形態では、多孔質アルミニウム吸着体を構成するアルミニウム基材の外表面には、外方に向けて突出する複数の柱状突起を形成しているが、こうした柱状突起を特に形成しなくてもよい。その場合、柱状突起を持たない複数のアルミニウム基材同士が直接結合されて多孔質アルミニウム吸着体を構成する。 In the embodiment, a plurality of columnar protrusions protruding outward are formed on the outer surface of the aluminum base material constituting the porous aluminum adsorbent. However, these columnar protrusions need not be particularly formed. . In that case, a plurality of aluminum base materials having no columnar protrusions are directly bonded to constitute a porous aluminum adsorbent.
実施形態では、柱状突起の先端には、Ｔｉ−Ａｌ系化合物を形成しているが、こうした柱状突起に、さらに、ＭｇやＭｇ酸化物が存在していることも好ましい。この場合、柱状突起に存在するＭｇ酸化物は、多孔質アルミニウム基体の表面に形成された酸化膜の一部がＭｇによって還元されることによって生成されたものと推測される。このように、Ｍｇによって多孔質アルミニウム基体の表面の酸化膜が還元されることにより、柱状突起が数多く形成されやすくなり、気孔率を更に高めることができる。 In the embodiment, a Ti—Al-based compound is formed at the tip of the columnar protrusion, but it is also preferable that Mg or Mg oxide is further present in the columnar protrusion. In this case, it is presumed that the Mg oxide present in the columnar protrusions was generated by reducing a part of the oxide film formed on the surface of the porous aluminum substrate with Mg. As described above, the oxide film on the surface of the porous aluminum base is reduced by Mg, so that many columnar protrusions are easily formed, and the porosity can be further increased.
また、柱状突起には、Ｔｉ−Ａｌ系化合物及びＡｌと共晶反応する共晶元素を含む共晶元素化合物が存在していることも好ましい。Ａｌと共晶反応する共晶元素としては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔｅ、Ｙ、Ｚｎ等が挙げられる。例えば、共晶元素としてＮｉを介在することにより、多孔質アルミニウム基体において局所的に融点が低下する箇所が存在することになる。融点が低下した箇所では、結合部が太く形成されやすくなり、多孔質アルミニウム基体同士をさらに強固に結合して、多孔質アルミニウム基体の強度を向上させることが可能になる。 Moreover, it is also preferable that the columnar protrusion contains a Ti—Al-based compound and a eutectic element compound containing a eutectic element that undergoes a eutectic reaction with Al. Examples of eutectic elements that undergo eutectic reaction with Al include, for example, Ag, Au, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cu, Fe, Ga, Gd, Ge, In, La, Li, Mn, Nd, Ni, Pd, Pt, Ru, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Te, Y, Zn, etc. are mentioned. For example, by interposing Ni as a eutectic element, there will be a portion where the melting point locally decreases in the porous aluminum substrate. In the portion where the melting point is lowered, the joining portion is likely to be formed thick, and the porous aluminum substrates can be further firmly bonded to improve the strength of the porous aluminum substrate.
また、実施形態のデシカント空調装置は、多孔質アルミニウム吸着体を円板状に成形して回転させているが、これ以外にも、多孔質アルミニウム吸着体を円筒形に形成して、円筒の内外で除湿や加湿を行う構成など、各種形状に成形して用いることができる。また、多孔質アルミニウム吸着体から吸着物を放出させる手段としては、加熱手段以外にも、減圧によって吸着物を放出させることもできる。 In the desiccant air conditioner of the embodiment, the porous aluminum adsorbent is formed into a disk shape and rotated, but in addition to this, the porous aluminum adsorbent is formed into a cylindrical shape, and the inside and outside of the cylinder are formed. It can be molded into various shapes such as a configuration for dehumidification and humidification. Further, as a means for releasing the adsorbate from the porous aluminum adsorbent, the adsorbate can also be released under reduced pressure in addition to the heating means.
以下、本発明例および比較例の吸着体について、その効果を検証した検証結果を説明する。
（本発明例１−３：柱状突起無し）
まず最初に、多孔質アルミニウム基体２１の原料となる焼結用アルミニウム原料４０を製造する。常温にて、アルミニウム基材３１に対して、バインダー溶液を噴霧し、表面にバインダーを付着させる。(バインダー種類などは第一実施形態の記載と同様)
次に、混合工程Ｓ０１で得られた混合体を乾燥する（乾燥工程Ｓ０２）。
次に、上述のようにして得られた焼結用アルミニウム原料４０を用いて多孔質アルミニウム基体２１を製造する。
まず、粉末散布機５１から、所定の形状（直径５０ｍｍ×深さ２０ｍｍ）のカーボンモールド内部に深さ 約１２ｍｍまで焼結用アルミニウム原料４０を充填する。
次に上部に同じくカーボン製で直径５０ｍｍの蓋をし、ハンドプレスによりプレス成形し、内部の充填物の厚みが約１０ｍｍとなるまで約２ｍｍ圧縮する。
この状態(カーボンモールドに入れた状態)で脱脂、焼成を実施する。焼成条件は第一実施形態の記載と同様である。
この本発明例１−３では、焼成前のプレス成形の結果、アルミ基材原料同士が局所的に強く固着された部分が形成され、この状態で６５５〜６６５℃に加熱・焼結されることから、固着部分が部分溶融し、アルミ基材同士の接合が行われる。この場合、添加物としてＴｉもしくはＴｉＨ２が含まれていないことから、アルミニウム基材３１の外表面は比較的滑らかで、実施例４−１０で特徴的に見られるような柱状突起物は形成されていない。
（本発明例４−１０：柱状突起有り）
本発明例４−１０については、上述した第一実施形態に従って形成した。
Hereinafter, verification results verifying the effects of the adsorbents of the present invention and the comparative example will be described.
(Invention Example 1-3: no columnar protrusion)
First, a sintering aluminum raw material 40 that is a raw material of the porous aluminum substrate 21 is manufactured. At normal temperature, the binder solution is sprayed on the aluminum base 31 to adhere the binder to the surface. (Binder type is the same as described in the first embodiment)
Next, the mixture obtained in the mixing step S01 is dried (drying step S02).
Next, the porous aluminum substrate 21 is manufactured using the sintering aluminum raw material 40 obtained as described above.
First, the aluminum material 40 for sintering is filled from the powder spreader 51 into a carbon mold having a predetermined shape (diameter 50 mm × depth 20 mm) to a depth of about 12 mm.
Next, a lid made of carbon and having a diameter of 50 mm is applied to the upper portion, and press-molded by hand press, and compressed by about 2 mm until the thickness of the internal filling becomes about 10 mm.
Degreasing and baking are performed in this state (in a carbon mold). The firing conditions are the same as described in the first embodiment.
In Example 1-3 of the present invention, as a result of press forming before firing, a portion where the aluminum base materials are locally strongly fixed is formed, and heated and sintered at 655 to 665 ° C. in this state. Therefore, the fixed portion is partially melted and the aluminum base materials are joined to each other. In this case, since Ti or TiH2 is not included as an additive, the outer surface of the aluminum base 31 is relatively smooth, and columnar protrusions that are characteristic in Example 4-10 are formed. Absent.
(Invention Example 4-10: with columnar protrusions)
Invention Example 4-10 was formed according to the first embodiment described above.
（比較例１）
図１４に示すコルゲート板（板厚１０ｍｍ、コルゲートセルサイズ１．５ｍｍ、純アルミニウム製）から直径５０ｍｍの円板を切り出して吸着体とした。
（比較例２）
図１５に示すハニカム板（板厚１０ｍｍ、ハニカムセルサイズ１ｍｍ、純アルミニウム製）から直径５０ｍｍの円板を切り出して吸着体とした。
（比較例３）
市販のアルミニウム不織布（厚み１ｍｍ）から直径５０ｍｍの円板を切り出して、これを１０枚重ねて吸着体とした。
(Comparative Example 1)
A disc having a diameter of 50 mm was cut out from a corrugated plate (thickness 10 mm, corrugated cell size 1.5 mm, made of pure aluminum) shown in FIG.
(Comparative Example 2)
A disc having a diameter of 50 mm was cut out from the honeycomb plate (plate thickness 10 mm, honeycomb cell size 1 mm, made of pure aluminum) shown in FIG.
(Comparative Example 3)
A disk with a diameter of 50 mm was cut out from a commercially available aluminum nonwoven fabric (thickness 1 mm), and 10 sheets thereof were stacked to form an adsorbent.
こうして得られた本発明例１−１０、比較例１−３に関して、気孔率、比表面積、規格化熱伝導率を測定した。
「気孔率」
それぞれのサンプルの重量：Ｘ（ｇ）、体積：Ｙ（ｃｍ３）から、密度：Ｘ／Ｙ＝Ｃ（ｇ／ｃｍ３）を算出し、アルミニウム基材の密度：Ｄ（ｇ／ｃｍ３）とした時に、気孔率Ｐ（％）＝（Ｄ−Ｃ）／Ｄ×１００として算出した。
「体積当たりの比表面積」
それぞれのサンプルの体積：Ｖ（ｃｍ３）、表面積： Ａ（ｍ２）から、体積当たりの比表面積Ｓ１（ｍ２／ｇ）＝Ａ／（ρ×Ｖ）として算出した。
「単位質量当たりの比表面積」
それぞれのサンプルの体積：Ｖ（ｃｍ３）、表面積： Ａ（ｍ２）、密度：ρ（ｇ／ｃｍ３）から、単位質量当たりの比表面積Ｓ２（ｍ２／ｇ）＝Ａ／（ρ×Ｖ）として算出した。
後述する陽極酸化による吸着材層の形成前と形成後で単位質量当りの比表面積について測定結果を比較したところ、陽極酸化後には比表面積が約１万倍に増加したものの、その計測値は陽極酸化前の比表面積にほぼ比例しており、サンプル種類に関わらず、同一の細孔径および深さの酸化被膜が形成されている事が確認された。
本発明例の多孔質アルミニウム吸着体 ４００〜２０００（ｍ２／ｇ）
コルゲートアルミ板（比較例）： ２００〜３５０（ｍ２／ｇ）
アルミ不織布（比較例）： ２００〜３５０（ｍ２／ｇ）
With respect to Inventive Example 1-10 and Comparative Example 1-3 thus obtained, the porosity, specific surface area, and normalized thermal conductivity were measured.
"Porosity"
From the weight of each sample: X (g), volume: Y (cm 3 ), the density: X / Y = C (g / cm 3 ) is calculated, and the density of the aluminum substrate: D (g / cm 3 ) The porosity was calculated as P (%) = (D−C) / D × 100.
"Specific surface area per volume"
From the volume: V (cm 3 ) and the surface area: A (m 2 ) of each sample, the specific surface area S 1 (m 2 / g) per volume was calculated as A / (ρ × V).
"Specific surface area per unit mass"
From the volume: V (cm 3 ), surface area: A (m 2 ), and density: ρ (g / cm 3 ) of each sample, the specific surface area S 2 (m 2 / g) per unit mass = A / (ρ XV).
When the measurement results were compared with respect to the specific surface area per unit mass before and after the formation of the adsorbent layer by anodic oxidation, which will be described later, the specific surface area increased about 10,000 times after the anodic oxidation. It was almost proportional to the specific surface area before oxidation, and it was confirmed that an oxide film having the same pore diameter and depth was formed regardless of the sample type.
Porous aluminum adsorbent of the present invention example 400 to 2000 (m 2 / g)
Corrugated aluminum plate (comparative example): 200 to 350 (m 2 / g)
Aluminum nonwoven fabric (comparative example): 200 to 350 (m 2 / g)
「規格化熱伝導率」
それぞれのサンプルを直径５０ｍｍ×厚み１０ｍｍの円板状に切り出し測定試料とする。図１６に示すように、各サンプルを上下から直径５０ｍｍの伝熱棒（上部伝熱棒はＳＵＳ製、下部伝熱棒はＣｕ製）で挟み、面圧１０ｋＰａで固定する。気温２５℃一定の条件で、ヒーター部を１００℃・冷却部を２５℃に設定し、３０分保持し、定常状態になったところで、サンプルの上下面の温度を測温し、その温度差ΔＴＳとする。リファレンスとして、直径５０ｍｍ×厚み１０ｍｍの円板状のＳＵＳ３０４板を用いて、同様の測定を行い、得られたＳＵＳサンプルの上下面の温度差をΔＴＲとする。これらの測定結果から、サンプルの規格化熱伝導率λＳは、以下の式４により求められる。
λＳ＝λＲ×（ΔＴＲ・ＬＲ）×ＬＳ／ΔＴＳ×１００／（１００−ＶＰ）・・（式４）
但し、
λＳ：各サンプルの規格化熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）
λＲ：リファレンス材（ＳＵＳ３０４）の熱伝導率１６（Ｗ／ｍ・Ｋ）
ΔＴＳ：各サンプルの上下面温度差（Ｋ）
ΔＴＲ：リファレンス材（ＳＵＳ３０４）の上下面温度差（Ｋ）
ＬＳ：各サンプルの厚み（ｍ）
ＬＲ：リファレンス材（ＳＵＳ３０４）の厚み１０．０×１０−３（ｍ）
ＶＰ：各サンプルの気孔率（％）
"Standardized thermal conductivity"
Each sample is cut into a disk shape having a diameter of 50 mm and a thickness of 10 mm to obtain a measurement sample. As shown in FIG. 16, each sample is sandwiched by heat transfer rods having a diameter of 50 mm from above and below (the upper heat transfer rod is made of SUS and the lower heat transfer rod is made of Cu) and fixed at a surface pressure of 10 kPa. At a constant temperature of 25 ° C, set the heater to 100 ° C and the cooling to 25 ° C, hold for 30 minutes, and when it reaches a steady state, measure the temperature of the upper and lower surfaces of the sample, and the temperature difference ΔT S. As a reference, using the disc-shaped SUS304 plate having a diameter of 50 mm × thickness 10 mm, subjected to the same measurement, the temperature difference between the upper and lower surfaces of the obtained SUS samples and [Delta] T R. From these measurement results, the normalized thermal conductivity λ S of the sample is obtained by the following equation 4.
λ S = λ R × (ΔT R · L R ) × L S / ΔT S × 100 / (100−V P ) ·· (Formula 4)
However,
λ S : Normalized thermal conductivity of each sample (W / m · K)
λ R : Thermal conductivity of reference material (SUS304) 16 (W / m · K)
ΔT S : Temperature difference between upper and lower surfaces of each sample (K)
ΔT R : Temperature difference between upper and lower surfaces of reference material (SUS304) (K)
L S : thickness of each sample (m)
L R : Reference material (SUS304) thickness 10.0 × 10 −3 (m)
VP : porosity of each sample (%)
これら本発明例１−１０、比較例１−３のサンプルに対して、更に陽極酸化法により表面に水分の吸着材層となるアルミナ皮膜を以下の手順によって形成した。
（１）アルカリ洗浄処理
前処理として、サンプル表面の汚れや酸化膜を除去するため、６０℃に保持した市販のアルカリ系脱脂液中に１分間浸漬した後、イオン交換水による流水洗浄を１分間行った。
（２）デスマット処理
アルカリ洗浄により生じた反応生成物を除去するため、液温２５℃、濃度０．５ｍｏｌ／Ｌの硫酸溶液中に３０秒浸漬した後、イオン交換水による流水洗浄を１分間行った。
（３）陽極酸化処理
直流電源の正極に陽極酸化を行うサンプルを固定し、サンプルの表裏面に対し、それぞれ５０ｍｍの距離に正対させた２枚のカーボン板（１００ｍｍ角）を負極とし、電解液として液温１０℃、濃度１ｍｏｌ／Ｌの硫酸を用い、両極間に３５ｍＡの定電流が流れるように制御し、緩やかに電解液の撹拌を行い、かつ、電解質の温度を１０℃に維持した状態で１０分間保持した。その後、速やかにイオン交換水による流水洗浄を１分間行った。
（４）酸化膜定着処理
流水洗浄の水切りを行った後、予め１５０℃に加熱しておいたオーブン中にサンプルを１２０分間保持し、酸化膜の定着を行った後、オーブンから取り出し、その後の各試験に供した。
For these samples of Invention Example 1-10 and Comparative Example 1-3, an alumina film serving as a moisture adsorbent layer was further formed on the surface by an anodic oxidation method according to the following procedure.
(1) Alkaline washing treatment As a pretreatment, in order to remove dirt and oxide film on the surface of the sample, it is immersed in a commercially available alkaline degreasing solution kept at 60 ° C. for 1 minute, and then washed with running water with ion exchange water for 1 minute. went.
(2) Desmut treatment In order to remove the reaction product generated by alkali washing, after immersion for 30 seconds in a sulfuric acid solution having a liquid temperature of 25 ° C. and a concentration of 0.5 mol / L, washing with running water with ion exchange water is performed for 1 minute. It was.
(3) Anodizing treatment A sample to be anodized is fixed to the positive electrode of a DC power source, and two carbon plates (100 mm square) facing each other at a distance of 50 mm with respect to the front and back surfaces of the sample are used as negative electrodes. A sulfuric acid having a liquid temperature of 10 ° C. and a concentration of 1 mol / L was used as the liquid, and a constant current of 35 mA was controlled to flow between both electrodes, the electrolytic solution was gently stirred, and the temperature of the electrolyte was maintained at 10 ° C. Hold for 10 minutes. Thereafter, the running water was quickly washed with ion exchange water for 1 minute.
(4) Oxide film fixing treatment After draining with running water, the sample is held in an oven heated to 150 ° C. for 120 minutes in advance, and after fixing the oxide film, the sample is taken out of the oven and then removed. It used for each test.
陽極酸化によって水分の吸着材層を形成した本発明例１−１０、比較例１−３のサンプルに対して吸湿量および放湿特性を調べた。
「吸湿量」
吸湿量の測定は、それぞれのサンプルを１１０℃に加熱したオーブン中に１時間保持して、水分を乾燥させた後、重量を測定し、乾燥重量（Ｗ１）を求めた。次に、サンプルを２５℃、相対湿度８０%に保持した恒温恒湿槽中に１時間保持し、水蒸気を十分に吸着させた後、重量を測定し、吸湿後重量（Ｗ２）を求めた。そして、吸湿後重量（Ｗ２）と乾燥重量（Ｗ１）との差分を吸湿量（Ｗ３）とした。
The moisture absorption and moisture release characteristics of the samples of Invention Example 1-10 and Comparative Example 1-3 in which a moisture adsorbent layer was formed by anodization were examined.
"Moisture absorption"
The moisture absorption was measured by holding each sample in an oven heated to 110 ° C. for 1 hour to dry the moisture, and then measuring the weight to determine the dry weight (W 1 ). Next, the sample was held for 1 hour in a constant temperature and humidity chamber maintained at 25 ° C. and a relative humidity of 80%, and after sufficiently adsorbing water vapor, the weight was measured to determine the weight after moisture absorption (W 2 ). . The difference between the weight after moisture absorption (W 2 ) and the dry weight (W 1 ) was defined as the amount of moisture absorption (W 3 ).
「放湿特性（保水率）」
放湿特性は、吸湿量の測定で用いた吸湿したサンプルを６０℃に加熱したホットプレート上（室内環境２５℃、相対湿度４０%）に置き、１０分間保持した後の重量（Ｗ４）を測定しこの重量（Ｗ４）と乾燥重量（Ｗ１）との差分を残留水分量（Ｗ５）とした。そして、吸湿量に対する残留水分量の割合（Ｗ５／Ｗ４）を保水率（Ｐｗ）と定義した。
この保水率Ｐｗが低いほど放湿特性が優れると言える。ホットプレートからサンプルへの伝熱により吸湿した水分が放出されることから、熱伝導度と保水率には正の相関が認められる。
"Moisture release characteristics (water retention)"
The moisture release property is the weight (W 4 ) after placing the moisture-absorbed sample used in the measurement of moisture absorption on a hot plate heated to 60 ° C. (indoor environment 25 ° C., relative humidity 40%) and holding for 10 minutes. The difference between the measured weight (W 4 ) and the dry weight (W 1 ) was defined as the residual moisture content (W 5 ). The proportion of the residual water content for the moisture amount (W 5 / W 4) is defined as the water retention rate (Pw).
It can be said that the lower the water retention rate Pw, the better the moisture release characteristics. Since moisture absorbed by the heat transfer from the hot plate to the sample is released, there is a positive correlation between the thermal conductivity and the water retention rate.
これら本発明例と比較例の検証結果（気孔率、比表面積、規格化熱伝導率、吸湿量および放湿特性）を表１にまとめて示す。 The verification results (porosity, specific surface area, normalized thermal conductivity, moisture absorption and moisture release characteristics) of these inventive examples and comparative examples are summarized in Table 1.
表１に示す検証結果によれば水分吸着能を有する表面層被覆後の単位質量当りの比表面積は、本発明例１−１０のいずれも４００（ｍ２／ｇ）以上であり、半数以上が１０００（ｍ２／ｇ）を超えている。一方、比較例１−３では、３００（ｍ２／ｇ）程度に留まる。本発明によれば、比表面積によって決まる吸湿量や吸着速度が優れた多孔質アルミニウム吸着体を実現できることが確認された。
また、表１に示す検証結果によれば、実施例１-１０の熱伝導率は気孔率に応じて変動しているが、これを気孔率により規格化した規格化熱伝導率については、いずれも２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、優れた熱伝導特性を有する事が確認された。
According to the verification results shown in Table 1, the specific surface area per unit mass after coating the surface layer having water adsorption ability is 400 (m 2 / g) or more in all of the inventive examples 1-10, and more than half of them are It exceeds 1000 (m 2 / g). On the other hand, in Comparative Example 1-3, it remains at about 300 (m 2 / g). According to the present invention, it was confirmed that a porous aluminum adsorbent excellent in moisture absorption and adsorption rate determined by the specific surface area can be realized.
Further, according to the verification results shown in Table 1, the thermal conductivity of Example 1-10 varies according to the porosity, but the normalized thermal conductivity obtained by normalizing this with the porosity is Was 20 W / m · K or more, and it was confirmed that it had excellent heat conduction characteristics.
比較例１および比較例２については、実施例１−１０の様な焼結体ではなく、バルクのアルミニウムに近いことから、規格化熱伝導率は非常に良く、放湿率については実施例と遜色のない結果となった一方で、単位質量当りの比表面積は、実施例に比較して有意に小さく、直接吸湿量に影響する単位体積当たり比表面積で比較すると、さらにその差は拡大することから、結果的に吸湿量は実施例に比べて大幅に少ない結果となった。 About Comparative Example 1 and Comparative Example 2, since it is not a sintered body as in Example 1-10 but close to bulk aluminum, the normalized thermal conductivity is very good, and the moisture release rate is the same as in Example. While the results were inferior, the specific surface area per unit mass was significantly smaller than that of the Examples, and the difference would expand further when compared with the specific surface area per unit volume that directly affected moisture absorption. As a result, the moisture absorption amount was significantly smaller than that of the example.
一方、比較例３については、実施例に比べて低い規格化熱伝導率を示し、結果として低い放湿率を示した。これは不織布を構成する繊維同士が焼結されておらず、単純に点接触による熱伝導に依存していることに因ると考えられる。また、吸湿量については、比較例１、２に比較すると有意に大きくはなっているものの、実施例と比較するとやはり有意に少ないとの結果となった。 On the other hand, Comparative Example 3 showed a low normalized thermal conductivity as compared with the Example, and as a result, showed a low moisture release rate. This is considered to be due to the fact that the fibers constituting the non-woven fabric are not sintered and simply depend on heat conduction by point contact. In addition, the moisture absorption amount was significantly larger than that of Comparative Examples 1 and 2, but was also significantly smaller than that of the Example.
１０，４０，５０ デシカント空調装置
１１，５５ 多孔質アルミニウム吸着体
２１ 多孔質アルミニウム基体
２２ 吸着材層
３１ アルミニウム基材
３２ 柱状突起
10, 40, 50 Desiccant air conditioner 11, 55 Porous aluminum adsorbent 21 Porous aluminum substrate 22 Adsorbent layer 31 Aluminum substrate 32 Columnar protrusion
Claims (11)
前記多孔質アルミニウム吸着体に向けて空気を送り込む送風手段と、前記多孔質アルミニウム吸着体を加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴とするデシカント空調装置。 A desiccant air conditioner comprising the porous aluminum adsorbent according to any one of claims 1 to 10,
A desiccant air-conditioning apparatus comprising: a blowing unit that sends air toward the porous aluminum adsorbent; and a heating unit that heats the porous aluminum adsorbent.
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