JPH02503652A - 化学的ヒートパイプ、該ヒートパイプの再生方法及び該ヒートパイプの使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 化学的ヒートパイプ、該ヒートパイプの再生方法及び該ヒートパイプの使用 本発明は化学的ヒートパイプ、その再生方法及びこのようなヒートパイプの使用 に係る。

熱源に接触すると、管の上部に向かって蒸発する流体を下部に収容する管から構 成され、管の上部自体をより低温の熱源に接触させ、該上部で蒸気を流体状に凝 縮するような流体型ヒートパイプは従来存在している。この流体は重力又は毛管 作用によりヒートパイプの下部に戻る。このようなヒートパイプは循環系を形成 するが、作用するために温度勾配が必要であり、更に重力現象を使用する。また 、所定の発熱量を排出するように寸法や流体の特性を計算しなければならない。

本発明の第１の目的は、位置に関係なく動作することができ且つ調整可能な出力 を有する化学的ヒートパイプを提案することである。

この第１の目的は、ガスの存在下にあって発熱又は吸熱の可逆反応を生じ得る２ 種の固体反応剤を化学的ヒートパイプに収容させるといとう事実により達せられ 、該固体は、熱絶縁性で且つガス透過性の第３の固体により物理的に２つのコン パートメントに分離された単一の容器内に配置され、コンパートメントの各々は ２種の固体反応剤の一方を収容する。

別の特徴によると、容器は管状であり、２種の固体の各々を収容する各コンパー トメントのレベルに、熱交換を可能にする手段を備えている。

別の特徴によると、ヒートパイプは２つのコンパートメントを連通させるコック 又は弁を備えている。

別の特徴によると、化学的ヒートパイプはサーキュレータを備えている。

別の特徴によると、ヒートパイプの固体反応剤は、クラペイロンの線図において 使用温度範囲内で交差する曲線を示す物理化学的過程をガスの作用下で開始する 。

別の特徴によると、クラペイロンの１１１図における曲線は使用される温度範囲 内で相互に平行である。

発泡物質との混合物から構成される。

別の特徴によると、固体反応剤は、所定の粒度を有する仝 粉末状の塩と、熱良導体発泡物質と、その第１の発泡物質よりも低い比率での熱 絶縁性の第２の発泡物質との混合物から構成される。

本発明の第２の目的は、これらの化学的ヒートパイプの再生方法を提案すること である。

この目的は、再生方法が塩に関する物理化学的過程を同一圧力で熱交換の方向の 逆転により行うようなし−トパイプを使用するという事実により達せられる。

別の特徴によると、この目的は、第１のコンパートメント内に減圧を形成し、他 方のコンパートメント内に過圧を形成することにより、塩に関する物理化学的過 程を同一温度で行うようなし−トバイプで再生が得られるという事実により達せ られる。

本発明の第３の目的は、この型のヒートパイプの使用方法を提案することである 。

この目的は、吸熱反応で脱着を生じる第１の反応混合物（Ｂ）を収容するコンパ ートメントに熱源から熱を供給し、ガスの吸収により発熱反応を年しる第２の反 応混合物（＾）を収容するコンパートメントを使用し、この反応により熱源より も高い温度で熱を回収できるようにこのし−トパイプを使用するという事実と、 熱交換を逆転し、脱着吸熱反応によりガスを発生するように第２の混合物に熱源 から熱を供給し、発熱反応により第１のコンパートメント内の第１の混合物でこ のガスを吸収し、熱源よりも低い温度のし７°′ ベルの熱を排出することにより再生を実施するという事実により達せられる。

別の使用方法は、第１の反応固体混合物（Ｂ）の−麦茶（ｍｏｎｏｖａｒｉａｎ ｔｅ）可逆的吸熱反応と、第２の反応固体混合物（＾）の発熱反応とにより冷却 を発生し、熱源温度と冷却発生環境の温度との中間温度で熱を排出し、次に熱交 換を逆転し、熱源の温度で熱を供給される第２の反応固体混合物（＾）の吸熱反 応と、第１の反応固体混合物（Ｂ）の発熱反応とを生起し、中間温度で熱を排出 することにより再生を行うことから成る。

別の使用方法は、交差曲線型線図に合致するべく、熱源温度で熱を供給される第 ２の反応固体混合物（＾）の発熱反応と、第１の反応固体混合物（Ｂ）の吸熱反 応とを生起し、熱源よりも低い温度で熱を排出し、次に熱交換を逆転し、第１の 反応固体混合物（Ｂ）に熱源温度で熱を供給して発熱反応を生じると共に、第２ の反応固体混合物（＾）の吸熱反応とを生じることにより再生を行うことから成 る。

交差曲線型ヒートパイプの別の使用方法は、直線の交差する温度よりも低い熱源 温度で熱を第２の固体混合物（八）に供給して熱反応を生じると共に、より高い 温度レベルで第１の固体混合物（Ｂ）の発熱反応を生起し、一方、熱源温度の熱 を第１の固体混合物（Ｂ）に供給して吸熱作用を生じると共に、熱源温度よりも 低い温度で第２の固体混合物（＾）の発熱反応を生じることにより再生を行うこ とから成る。

交差曲線型ヒートパイプの別の使用方法は、交差温度よりも高い熱源温度で熱を 第２の固体混合物（＾）に供給して吸熱反応を生じると共に、熱源温度よりも低 い温度で第１の固体混合物（Ｂ）の発熱反応を生じ、その後、熱源温度で熱を第 １の固体混合物（Ｂ）に供給して該混合物の吸熱反応を生起し、第２の混合物（ ＾）の発熱反応により熱源温度よりも高い温度で熱を排出することにより再生を 行うことから成る。

これらの方法により、可変温度レベルの熱の伝達及び上昇が可能になり、再生は 熱交換の逆転により実施され得る。

本発明の別の目的は、圧力の変化により再生するような熱伝達又は上昇のための 使用を提供することである。

この目的は、使用方法が再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメン トを加圧し、次に塩（＾）を収容するコンパートメントを減圧し、使用相におい ては、常温（Ｔｏ）の発熱反応でガスを塩（Ａ）に吸収させ、吸熱反応でガスを 塩（Ｂ）により脱着させ、冷却を生成することがら成るという事実により達せら れる。

別の特徴によると、本発明の使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容する コンパートメントを加圧し、次に塩（＾）を収容するコンパートメントを減圧し 、使用相においては、常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（Ｂ）によりガスを脱着さ せ、常温（ＴＯ）よりも高い温度（Ｔｈ）での発熱反応で塩（＾）によりガスを 吸収させることがら成る。

別の特徴によると、使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパー トメントを減圧し、塩（Ａ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相 においては、常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（＾）に脱着をさせ、常温（Ｔｏ） よりも低い排熱温度（Ｔｅ）での発熱反応で塩（Ｂ）に吸収をさせることから成 る。

別の特徴によると、使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパー トメントを減圧し、塩（＾）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相 においては、交差温度（Ｔｃ）よりも低い常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（Ｂ） に脱着をさせ、常温（Ｔｏ）よりも低い低温（Ｔｂ）での発熱反応で塩（＾）に 吸収をさせることから成る。

別の特徴によると、使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパー トメントを減圧し、塩〈＾）を収容するコンパートメントを加圧し、次に曲線の 交差する温度（Ｔｅ）よりも高い常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（＾）に吸収を させ、常温（Ｔｏ）よりも低い低温（Ｔｂ）での発熱反応で塩に脱着をさせるこ とから成る。

別の特徴によると、使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパー トメントを減圧し、塩（Δ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相 においては、交差温度（Ｔｅ）よりも低い常温（Ｔｏ）での発熱反応で塩（Ｂ） に吸収をさせ、吸熱反応で塩（Ａ＞に脱着をさせて冷却を生成することから成る 。

別の特徴によると、使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパー トメントを加圧し、塩（＾）を収容するコンパートメントを減圧し、次に使用相 においては、交差温度（丁ｃ）よりも高い常温（■０）での吸熱反応で塩（Ｂ） に脱着をさせ、常温（Ｔｏ）よりも高い高温（Ｔｈ）での発熱反応で塩（＾）に 吸収をさせることから成る。

別の特徴によると、使用方法は再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパー トメントを減圧し、塩（＾）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相 においては、交差温度よりも低い排熱温度（Ｔｅ）での発熱反応で塩（Ｂ）に吸 収をさせ、吸熱反応で塩（＾）に脱着をさせて冷却を生成することから成る。

本発明の別の目的は、連続化学的ヒートパイプを構成することである。

この最後の目的は、連続化学的ヒートバイブが、夫々上記実施態様に一致するヒ ートパイプから構成される少なくとも２つのヒートパイプを上記使用方法に従っ て使用するという事実により達せられ、ヒートパイプの一方は使用相で使用され 、他方は再生相で使用される。

その他の利点は添付図面に関する以下の記載からより明瞭に理解されよう。

尚、第１図は第１の実施態様に従う化学的ヒートパイプの概略図、第２図は化学 的ヒートパイプの第２の実施態様を行う平行曲線型ヒートパイプの第１の型の使 用を示し、第３八図は熱交換の逆転による第２の再生方法を示し、第３Ｂ図は熱 交換の逆転による第３の再生方法を示し、第３０及び３Ｄ図は熱交換を確保する ための異なる実施態様を示し、第４図は熱交換の逆転により再生を行う平行曲線 型ヒートバイブの第２の型の使用を示し、第５図は熱交換の逆転により再生を行 う交差曲線型ヒートパイプの第１の型の使用を示し、第６図は熱交換の逆転によ り再生を行う交差曲線型ヒートパイプの第２の型の使用を示し、第７図は熱交換 の逆転により再生を行う交差曲線型ビートパイプの第３の型の使用を示し、第８ 図は圧力の変化により再生を行う平行曲線型ヒートバイブの第１の型の使用を示 し、第９図は圧力の変化により再生を行う平行曲線型ヒートバイブの第２の型の 使用を示し、第１０図は圧力の変化により再生される平行曲線型ヒートバイブの 第３の型の使用を示し、第１１図は圧力の変化により再生される交差曲線型ヒー トパイプの第１の型の使用を示し、第１２図〜第１７図は圧力の変化により再生 される交差曲線型ヒートパイプの夫々第２、第３、第４、第５．第６、第７の型 の使用を示し、第１８図は連続化学的ヒートパイプの構成方法、及び上記図面の 使用方法に従う該ヒートパイプの使用を示し、第１９図は連続化学的ヒートパイ プの第２の構成方法、及び上記図面の使用方法に従う該ヒートパイプの使用を示 す。

第１図は例えば円筒形且つ管状の容器１がら構成される化学的ヒートパイプの第 １の具体例を示す、熱良導性材料から成るこの容器は場合によってフィン１ｏを 備えてもよい。

この容器の容積はコンパートメント１３により２つのコンパートメント夫々１２ ．１４に分割され、該コンパートメント１３の両端には、場合によって格子又は 夫々のコンパートメント内に塩Ｓｌに、Ｓ２を保持することが可能な任意の装置 が形成されている。該コンパートメント１３は、熱絶縁性でありながら物理化学 的反応に必要なガスを透過させる多孔質固体を収容している。このような固体は 例えばヒル石又は類似の多孔性及び絶縁性を有する他の任意の物質により構成さ れ得る０例えば第１のコンパートメントには、可逆的吸熱反応で固体Ｓ１とガス Ｇに分解する固体反応剤ｓＩＧを配置する。

第２のコンパートメント１４には、ガスＧと結合して発熱反応でＳ２Ｇの固体反 応剤を生成するような別の固体反応剤ｓ２を配置する。非限定的な例として、第 １の反応剤はアンモニアと塩化カルシウムとを生成するアンモニア化塩化カルシ ウムＣＪＩＣＩ□、８ＮＬであり、第２の反応剤は発熱反応でアンモニアと結合 してアンモニア化塩化バリウムＢａＣＩｚ、８ＮＨｓを形成する塩化バリウムで あり得る。

このような化学的ヒートバイブで使用可能な反応媒体の構成のより詳細な説明に ついては、５ＯＣＩＥＴＥ　ＮＡＴＩＯＮＡＬＥＥＬＦ　ＡＱＵＩＴＡＩＮＥ名 義の１９８７年９月７日付は仏国特許出願第８７１２３８９号に記載されている 塩及びガスを参照されたい。

更に、これらの固体反応剤は上記又は仏国特許出願第８７１２３８９号に記載の 粉末状の塩と、第１の熱良導体の発泡物質（例えば発泡グラファイト）、及び任 意成分として第１の発泡物質よりも低い割合の第２の熱絶縁体の発泡物質（例え ばヒル石）との混合物から構成すると有利である。使用可能な発泡物質及び混合 物の割合のより詳細な説明については、Ｓ、Ｎ、Ｅ、＾０名義の仏画特許出願” Ｐｒｏｅ＆ｄａ　ｄ’ａｍ！１ｉｏｒａ−ｔｉｏｎ　ｄｅｓ　ｃａｒａｅｔａｒ ｉｓｔｉｑｕｅｓ　ｄ’ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｅｔ　ｄｅ　ｄ６ｓｏｒｐ−ｔ ｉｏｎ　ｄ’ｕｎ　ｇａｚ　ｐａｒ　ｕｎ　ｍ１ｌｉｅｕ　ｒ６ａｅｔｉｏｎｎ ｅｌ″を参照されたい。

場合によって、第１図のヒートバイブはコンパートメント１３内に配置されたコ ック又は弁１１を備え得る。該コック１１は最初の作動時に開き、反応剤＾及び Ｂを収容するコンパートメントを連通させる。

第２図は本発明の化学的ヒートバイブの第２の実施態様を示し、該実施態様はコ ンパートメント１３がコック１１の代わりにサーキュレータ１５を備えている点 が第１図の態様と異なり、このサーキュレータの目的は後述する方法に従って再 生及び使用できるようにコンパートメント１２．１４内のガスの圧力を変化させ ることである。

第３図及び第４図は、第１の実ｎ態様に対応するヒートパイプの２種の異なる使 用方法をクラペイロンの線図上に示したものであり、第３区及び第４図の相１（ Ｐｈｉ）及び相２（Ｐｈ２）の高さに示すようにヒートパイプの反転により再生 を行う。線図中、直線ａ及びｂは塩＾及びＢの物理化学的平衡曲線を示す。第３ 図は所与の温度（ＴＳ）のレベルから高温ＴＨのレベルに向かって熱を伝達する ことが可能な使用方法を示す。

このためには、第３図の点ＢＰｈｌ及び＾Ｐｈｉに示すように、塩Ｂに熱源（Ｔ ｓ）から熱を供給し、吸熱反応で分解させ、塩＾は発熱反応に従ってガスを吸収 する。相１の後には第２の相即ち再生相が続き、該再生相ではヒートパイプを反 転させ、塩＾を収容するコンパートメントに熱源（Ｔｓ）から熱を供給し、＾Ｐ ｈ２により示すような作用点を有する吸熱反応に従って分解させる。この反応は 一定の圧力で行われ、これに伴って塩Ｂが作用点ＢＰｈ２により示すような発熱 反応を生じ、ガスを吸収する。この発熱反応により、点ＢＰｈ２に示すように熱 源温度よりも低い温度レベルで熱が排出される。

曲ｔｉ３０及び３１は、相１の作用と相２の作用との間で２種の塩＾及びＢによ りたどられる熱力学的経路を示す。

第３八図及び第３Ｂ図は反転による方法と等価のヒートパイプの２種類の再生方 法を示す、これらの再生方法は反転により熱交換方向を逆転させることから成る 。

即ち、第３Ａ図において塩Ｂは熱源である環境１内で相Ｐｈｉに位置し、塩Ｂと の交換は吸熱反応に従って行われる。塩＾は断熱隔壁１８により環境１から分離 された環境２内に位置する。クラペイロンの線区に示すように、相Ｐｈｉにおい て塩へと熱シンクである環境２との交換は発熱反応に従って行われる。ヒートパ イプ１の再生相は相Ｐｂ２により示され、ヒートパイプ１は塩Ｂを収容するコン パートメントを熱シンクである環境２に配置し、塩＾を収蓉するコンパートメン トを熱源である第３の環境３に配置するように変位されている。

′再生相Ｐｈ２において塩Ｂとの交換は発熱反応に従って行われ、塩Ａとの交換 は吸熱反応に従って行われる。当然のことながら、環境２及び３は同様に断熱性 隔壁１９により分離される。環境１と環境２との相対向する環境の役割は、選択 される動作型に従って逆転する（吸熱反応の代わりに発熱反応及びその逆）。

第３Ｂ図はコンパートメント１２．１４と接触する熱発生手段１０．１７を備え るヒートパイプ１に関して、第３図の動作に適用される別の再生方法を示す、相 １においては、塩Ｂは熱発生手段１６から熱を受は取り、環境２に配置された塩 ＾は空気流中に熱を排出し、他方、熱発生手段１７は不活動である。

ヒートパイプの再生相Ｐｈ２においては、環境１に配置された塩Ｂは空気流中に 熱を排出し、熱発生手段１６は不活動である。一方、熱発生手段１７は活動であ る。

熱発生手段１６．１７は、必要に応じて電流を供給される電気抵抗体、又は熱流 体を供給されるかス・はされない管路により構成され得る。

これらの熱発生手段１６．１７は塩＾、Ｂのコンパートメントを包囲してもよい し、該コンパ−トメントの内側を循環するようにしてもよい。

本明細書中において、反転による再生という場合、当然の゛ことながら上記再生 方法のいずれが１種に置き換えられることができるものと理解されるべきであり 、これらの再生方法はいずれも熱交換の方向を逆転する方法である。

第３Ｄ図は管１４０〜１４７が内側に配置され、管を通って流体の循環が確保さ れ、塩Ｂの内部で熱交換できるように構成されたし−トパイプのコンパートメン ト１４を示す、流体は例えば１４０から流入し、１４フから流出する。

第３Ｃ図は塩を収容するヒートパイプのコンパートメント（この場合、塩Ｓ２の コンパートメント１４）の別の実施態様を示す、このコンパートメントは細管の アセンブリから構成され得、管の内側に塩Ｓ２が配置される。これらの管はシリ ンダ１３に平行な方向に従って、又は星形もしくは扇形を形成するように、更に はシリンダ１３の軸に垂直な表面に従って配置され得る。

熱の供給は例えば管１４８の周囲を包囲するように配置された電気抵抗体１６０ 、又は炎２１によって熱の供給を確保するバーナ２０により確保され得る。

第４図に示す第２の使用方法によると、塩Ｂで冷却を生成することができる。こ の生成は後述するように断続的に実施されるが、連続的に生成できるようにする ためには２つのヒートパイプを配置すれば十分である。第１の相においては塩Ｂ は脱着吸熱反応で熱を吸収し、従って冷却を生成する。この間、脱着により生成 されたガスは発熱反応で塩へにより吸収され、熱は中間温度Ｔｉで排出される。

相２により示す第２の時点において、ヒートパイプは反転され、塩＾は熱源の温 度の熱を供給され、吸熱脱着反応を生じる。この間、発生したガスは発熱吸収反 応で塩Ｂにより吸収され、中間温度Ｔｉで排熱する。

第５図は、温度レベルＴｓからより低いレベルに熱を伝達することが可能な交差 曲線型ヒートパイプの使用をクラペイロンの線図に示したものであり、熱源温度 は交差温度Ｔｅよりも高く、低温Ｔｂは交差温度Ｔｃよりも低い、第１の相の間 に塩＾は吸熱反応＾Ｐｈｉに従って熱源温度Ｔｓで分解し、塩Ｂは発熱吸収反応 ＢＰｈｌでより高温で熱を排出する。第２の相においてヒートパイプは反転され 、塩Ｂは吸熱脱着反応ＢＰｈ２に従って熱源温度Ｔｓで熱を供給され、塩＾は発 熱吸収反応へＰｈ２で交差温度よりも低い低温Ｔｂで熱を排出する。

第６図に示す別の使用方法では、塩への熱供給源よりも高温のレベルの熱を回収 するように構成している。第１の相において塩＾は吸熱反応＾Ｐｈｉに従ってガ スを発生することにより分解し、塩Ｂは熱源温度Ｔｓのレベルよりも高い温度レ ベルＴｈでガスの吸収発熱反応ＢＰｈｌを行う、この熱源温度Ｔｓは交差温度Ｔ ｃよりも低い温度レベルに位置する。再生相ではヒートパイプを反転し、塩Ｂは 吸熱脱着反応ＢＰｈ２を行うように熱源温度Ｔｓで熱を供給され、塩＾は発熱反 応＾ｐｈ２でガスを吸収し、熱源温度よりも低い温度Ｔｂで熱を排出する。

第７図に示した使用方法では、温度Ｔｓのレベルからより高い温度Ｔｂのレベル への熱伝達を実施し、温度Ｔｓのレベルは交差温度Ｔｃよりも高い、第１の相に おいて塩＾は脱着吸熱反応へＰｈｌを生じるように熱源温度Ｔｓで熱を供給され 、塩Ｂは発熱反応ＢＰｈｌでガスを吸収する。次に、ヒートパイプは反転され、 塩Ｂに熱源の熱が加えられ、脱着吸熱反応ＢＰｈ２を生じ、これに伴って塩へに よるガスの吸収発熱反応＾Ｐｈ２が生じ、この反応の結果、への温度は熱源温度 よりも高い温度Ｔｈとなる。

第８図〜第１７図は第２図のヒートパイプの第２の案＊ｉ様の使用方法を示す、 このヒートパイプは塩＾及びＢの間にサーキュレータ又はコンプレッサを有する 。第８図の第１の相では点ＢＰｈｌに達するまで塩Ｂを収容するコンパートメン トを減圧し、点ＡＰｈｌに達するまで塩＾を収容するコンパートメントを加圧す る。この操作は常４ＴＯで実施される。

ヒートパイプ内で一定の圧力で操作するので、ガスは塩＾から塩Ｂに向かって流 れ、発熱反応ＢＰｈ２で塩Ｂにより吸収される。この反応は曲！！８０により示 され、常４Ｔ６よりも低い温度Ｔｅで熱を排出する。

第９図は塩Ｂのコンパートメント内のガスを圧縮し、塩＾のコンパートメント内 のガスを減圧する第１の相により再生を実施する別の使用方法を示す。これは第 ９図の点大々ＢＰｈｌ及び＾Ｐｈｉにより示される０次に塩＾及びＢの間の圧力 を平衡させ、塩８を常温にし、一方、塩＾は曲！ｉ９１に従って吸収発熱反応に より点＾Ｐｈｉから点＾Ｐｈ２に移行し、常温よりも高い温度Ｔｈで熱を回収す ることができる。

第１０図は、塩Ｂを収容するコンパートメントで冷却を生成する使用方法を示す 、第１相ではコンパートメントＢに収容されたガスを圧縮し、コンパートメント 八に収容されたガスを減圧し、常温で点ＢＰｈｌ及び＾Ｐｈｉに達するようにす る０次に弁１５を開いて圧力を平衡させ、発熱反応でガスを吸収するコンパート メントへの塩に常温を適用することにより点＾Ｐｈ２に導く、塩Ｂは吸熱反応に 従ってガスを脱着し、常温よりも低い温度の点Ｐ３Ｐｈ２に到達する。この使用 方法ではコンパートメントＢが冷却を生成する。

第１１図はサーキュレータな有する交差曲線形ヒートパイプの使用方法を示すも のであり、動作温度Ｔｏが曲線の交差温度Ｔｅよりも低い場合である。第１の相 では塩Ｂを収容しているコンパートメントを減圧し、塩へを収容しているコンパ ートメント内のガスを圧縮する１次に、弁１５を開いて圧力を平衡させた後、Ｂ に常温Ｔｏを適用し、塩＾は発熱吸収反応を生じて常温よりも低い温度Ｔｂで熱 を排出することができる。

第１２図は、加圧が実施される温度ＴＯがクラペイロンの線図において平衡曲線 の交差温度Ｔｅの右側に配置されるような使用を示す。

第１の相即ち再生相においてコンパートメント八に収容されたガスを圧縮し、コ ンパートメントＢを減圧し、第１２図の点大々＾Ｐｈｉ及びＢＰｈｌに配置され るようにする。その後、ヒートパイプの動作時に弁１５を開いて圧力を平衡させ 、塩へに常温ＴＯを適用し、一方、塩Ｂは発熱反応でガスを吸収し、常温よりも 低い温度Ｔｂで熱を排出する。

第１３図に示した使用方法は、動作温度Ｔｏが交差温度Ｔｃよりも低い場合に対 応し、この場合、再生相は同図の点＾Ｐｈｉ及びＢＰｈｌにより示すように、コ ンパートメントへのガスの圧縮と、コンパートメントＢのガスの減圧とを含む０ 次に、弁１５が開き、常温にされた塩Ｂは発熱吸収反応を生じ、塩＾は吸熱脱着 反応を生じ、点＾Ｐｈ２に到達し、こうして冷却を生成することができる。

第１４図は常温が温度Ｔｅよりも高い場合を示す、第１の再生相ではＢを加圧し 、八を減圧して第１４図の点ＢＰｈｌ及び＾Ｐｈｉに達する０次に、弁１５を開 き、塩Ｂに常温ＴＯを適用し、吸熱反応で脱着させる。塩＾は発熱反応に従って ガスと結合し、該発熱反応の熱は常温よりも高い温度Ｔｈで排出される。

第１５図はコンパートメントへの加圧及びコンパートメントＢの減圧により再生 を行うことにより冷却を生成するビートパイプの使用を示す、この場合、常温Ｔ Ｏよりも低い排熱温度Ｔｅで熱を排出できるようにし、交差温度丁Ｃをこれらの ２つの温度の間に配置するように楕成しなければならない０点＾Ｐｈｉ及びＢ、 Ｐｈｌにより示される再生相が実施された後、弁が開いて圧力を平衡させ、塩＾ は吸熱脱着反応により冷却を生成し、塩Ｂは発熱吸収を行う。

第１６図及び第１７区は曲線が常温で相互に交差する特殊な場合に対応する。第 １の相において＾及びＢを加圧又は減圧し、こうして温度レベルが夫々Ｔ１又は Ｔ２のいずれであるかに従い、相２で温度を上昇させるか、又は冷却を生成する 。

第１７図は、中間温度として作用す４る別の温度源を利用する場合を示し、この 場合、再生相においてＢを加圧し、＾を減圧し、点ＢＰｈｌ及び＾Ｐｈｉを得、 次に使用相において弁の開放後、常温の塩Ｂのコンパートメントは吸熱反応でガ スを脱着し、塩＾のコンパートメントは発熱反応でガスを吸収し、発熱反応の熱 は低温Ｔｂで排出される。

ヒートパイプ１は環境１及び２に配置され、第２のし−トバイプ２は再生相Ｐｈ ２に配置される。この再生相Ｐｈ２はヒートパイプ２を環境２及び３に配置する ことにより得られる０次に、ヒートパイプ１が交換の連続性を確保するように再 生する必要がある場合、例えばヒートパイプを移動することにより役割を逆転す る。この第２の段階２において、ヒートパイプは再生相を実施するように環境２ ．３に配置され、ヒートパイプ２は環境１．２に移動することにより使用相Ｐｈ ｉに配置される。環境１及び３は環境２と逆の反応を確保する。

即ち反応が環境２において吸熱反応である場合、この反応は環境１及び３では発 熱反応となり、環境２で発熱反応の場合、環境１及び３は吸熱反応となる。

第１９図は上記の種々の方法のいずれかに従って構成及び使用される２つの連続 し−トパイブを使用する連続化学的ヒートバイブの実施＠、様を示す。

２つのヒートパイプ１，２は、囲障１８１の内側に冷却すべき環境１を収容する 容器１８０の上部に配置されている。

第１段階において、囲障１８２と環境２との間に配置されたヒートパイプ１はＢ で冷却を生成し、常温の外部環境２に＾から熱を排出する。

この段階で電気抵抗体１７は給電されず、ファンｂが作動し、囲障１８２を囲障 １８０に連通させるオリフィス１８２１が開き、環境１からの空気を循環させ、 ファンａは停止し、囲障１８２を環境２に連通するオリフィス１８２０は閉じる 。

この間、囲障１８３と外部環境２どの間に配置されたヒートパイプ２は電気抵抗 体２７に給電することにより再生され。

従って、囲障１８３内のＢで排熱する。この排熱は、オリフィス１８３０を介し て囲障１８３を環境２に連通させるファンｄを作動させることにより実施され、 一方、ファンＣは停止され、囲障１８３を囲障１８１の環境１と連通させるオリ フィス１８３１は閉じる。

第２段階においてヒートパイプ１は電気抵抗体１７に給電することにより再生さ れ、ファンｂは停止し、オリフィス１８２１は閉じ、ファンａは作動する。この 第２の段階の間、冷却を生成するのはヒートパイプ２である。このために、ファ ンＣは作動し、オリフィス１８３１は開き、ファンｄは停止し、オリフィス１８ ３０は閉じる。熱はヒートパイプ２のコンパートメント八で排出され、コンパー トメントＢは冷却を生この連続化学的ヒートパイプの例は冷媒の生成に限定され ない、熱を生成するために上記に説明したような方法の１つに従うヒートパイプ の使用も当然予想することができる。

更に、ヒートパイプの態様は第１９図に関して説明した例に限定されず、第１． ２．３Δ〜３Ｄ図に関して説明した熱交換方法のあらゆる組み合わせも包含する 。

当業者に予想され得る他の変形例も本発明の趣旨の一部を構成する。

イ更ｑ４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＪＬ田 醇挿査報告 □、１□お＆に丁／Ｆ’Ｒ８９１０Ｃ１４５Ｐａｇｅ　　　２

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．ガスの存在下にある場合に発熱又は吸熱の可逆的反応を生じ得る２種の固体 反応剤（Ａ，Ｂ）を収容しており、該固体は熱絶縁性で且つガス透過性の第３の 固体（１３）により２つのコンパートメント（１２，１４）に物理的に分離され る単一の容器（１）内に配置されており、コンパートメントの各々は２種の固体 反応剤の一方を収容していることを特徴とする化学的ヒートパイプ。
2. ２．容器（１）が管状であり、２種の固体の各々を収容する各コンパートメント のレベルに、熱交換を実施することが可能な手段（１０）を備えていることを特 徴とする請求項１に記載の化学的ヒートパイプ。
3. ３．手段（１０）がフィンであることを特徴とする請求項２に記載の化学的ヒー トパイプ。
4. ４．手段（１０）が塩を収容する管であることを特徴とする請求項２に記載の化 学的ヒートパイプ。
5. ５．手段（１０）が電気抵抗体であることを特徴とする請求項２に記載の化学的 ヒートパイプ。
6. ６．手段（１０）が塩の内部を循環する管路であることを特徴とする請求項２に 記載の化学的ヒートパイプ。
7. ７．手段（１０）がバーナ（２０）であることを特徴とする請求項２に記載の化 学的ヒートパイプ。
8. ８．２つのコンパートメントを連通させるためのコック又は弁（１１）を備えて いることを特徴とする請求項１又は２に記載の化学的ヒートパイプ。
9. ９．サーキュレータ（１５）を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記 載の化学的ヒートパイプ。
10. １０．ヒートパイプの固体反応剤（Ａ，Ｂ）が、クラペイロンの線図において使 用温度範囲内で交差する曲線（ａ，ｂ）を示す物理化学的過程をガスの作用下で 開始することを特徴とする請求項８又は９に記載の化学的ヒートパイプ。
11. １１．固体反応剤（Ａ，Ｂ）が、クラペイロンの線図において使用温度範囲内で 平行な曲線（ａ，ｂ）を示す物理化学的過程をガスの作用下で開始することを特 徴とする請求項８又は９に記載の化学的ヒートパイプ。
12. １２．固体反応剤（Ａ，Ｂ）が粉末状の塩と熟良導体の発泡物質との混合物から 構成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の化学的ヒートパイプ。
13. １３．固体反応剤（Ａ，Ｂ）が所定の粒度を有する粉末状の塩と、熱良導体の発 泡物質と、第１の発泡物質よりも低い比率の熱絶縁性の第２の発泡物質との混合 物から構成されることを特徴とする請求項１２に記載の化学的ヒートパイプ。
14. １４．熱交換を逆転することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記 載のヒートパイプの再生方法。
15. １５．ヒートパイプの反転により逆転を行うことを特徴とする請求項１４に記載 の再生方法。
16. １６．各塩のコンパートメントを一方の環境から他方の環境に向かって移動させ ることにより逆転を行うことを特徴とする請求項１４に記載の再生方法。
17. １７．各コンパートメントの近傍の環境を交換することにより逆転を行うことを 特徴とする請求項１４に記載の再生方法。
18. １８．コンパートメントの一方に減圧を形成し、他方のコンパートメントに加圧 を形成することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のサーキュ レータ型ヒートパイプの再生方法。
19. １９．吸熱反応でガスの脱着を生じる第１の反応混合物（Ｂ）を収容するコンパ ートメントに熱源から熱を供給し、第２の反応混合物（Ａ）を収容する第２のコ ンパートメントがガスの吸収により発熱反応を生じるようにし、次いで熱交換の 逆転により再生を行うことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載 のヒートパイプの使用。
20. ２０．第１の反応混合物（Ｂ）を収容するコンパートメントが吸熱反応により冷 却を生成し、第２の反応混合物を収容するコンパートメントが中間温度（Ｔｉ） でガスの吸収発熱反応を行い、次いで、熱源温度で熱を供給される第２の反応固 体混合物（Ａ）の吸熱反応と、第１の反応固体混合物（Ｂ）の発熱反応とを生起 すると共に中間温度の熱で排出するように、熱交換の逆転により再生を実施する ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のヒートパイプの使用 。
21. ２１．交差曲線型の線図に合致するべく、熱源温度で熱を供給される第２の反応 固体混合物（Ａ）の発熱反応と、第１の反応固体混合物（Ｂ）の吸熱反応とを生 起し、熱源温度よりも低い温度で熱を排出し、熱源温度で熱を第１の反応固体混 合物（Ｂ）に供給して発熱反応を生起すると共に、第２の反応固体混合物（Ａ） の吸熱反応を生起するように、熱交換の逆転により再生を実施することを特徴と する請求項１から１３のいずれか一項に記載の使用。
22. ２２．直線の交差する温度よりも低い熱源温度で熱を第２の固体混合物（Ａ）に 供給することにより熱反応を行うと共に、より高温のレベルで第１の固体混合物 （Ｂ）の発熱反応を生じ、一方、熱源温度で熱を第１の固体混合物（Ｂ）に供給 して吸熱作用を生じると共に、熱源温度よりも低い温度で固体混合物（Ａ）の発 熱反応を生じることにより再生を行うことを特徴とする請求項１から１３のいず れか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
23. ２３．交差温度よりも高い熱源温度での熱を第２の固体混合物（Ａ）を供給する ことにより吸熱反応を生じると共に、熱源温度よりも低い温度で第１の固体混合 物（Ｂ）の発熱反応を生じ、次に、熱源温度で熱を第１の固体混合物（Ｂ）に供 給して該第１の固体混合物の吸熱反応を生じると共に、第２の混合物（Ａ）の発 熱反応により熱源温度よりも高い温度で熱を排出することにより再生を行うこと を特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプ の使用。
24. ２４．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に 塩（Ａ）を収容するコンパートメントを減圧し、使用相においては、常温（Ｔｏ ）での発熱反応で塩Ａによりガスを吸収させ、吸熱反応で塩（Ｂ）によりガスを 脱着させ、こうして冷却を生成することを特徴とする請求項１から１３のいずれ か一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
25. ２５．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に 塩（Ａ）を収容するコンパートメントを減圧レ、使用相においては、常温（Ｔｏ ）での吸熱反応でガスを塩（Ｂ）により脱着させ、常温（Ｔｏ）よりも高い温度 （Ｔｈ）での発熱反応でガスを塩（Ａ）により吸収させることを特徴とする請求 項１から１３のいずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
26. ２６．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを減圧し、塩（ Ａ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相においては、常温（Ｔｏ ）での吸熱反応で塩（Ａ）を脱着させ、常温（Ｔｏ）よりも低い排熱温度（Ｔｅ ）での発熱反応で塩（Ｂ）に吸収をさせることを特徴とする請求項１から１３の いずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
27. ２７．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを減圧し、塩（ Ａ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相においては、交差温度（ Ｔｃ）よりも低い常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（Ｂ）に脱着をさせ、常温（Ｔ ｏ）よりも低い低温（Ｔｂ）での発熱反応で塩（Ａ）に吸収をさせることを特徴 とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用 。
28. ２８．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを減圧し、塩（ Ａ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に曲線の交差する温度（Ｔｃ）よ りも高い常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（Ａ）に脱着をさせ、常温（Ｔｏ）より も低い低温（Ｔｂ）での発熱反応で塩（Ｂ）に脱着をさせることを特徴とする請 求項１から１３のいずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
29. ２９．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを減圧し、塩（ Ａ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相においては、交差温度（ Ｔｃ）よりも低い常温（Ｔｏ）での発熱反応で塩（Ｂ）に吸収をさせ、吸熱反応 で塩（Ａ）に脱着をさせ、冷却を生成することを特徴とする請求項１から１３の いずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
30. ３０．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを加圧し、塩（ Ａ）を収容するコンパートメントを減圧し、次に使用相においては、交差温度（ Ｔｃ）よりも高い常温（Ｔｏ）での吸熱反応で塩（Ｂ）に脱着をさせ、常温（Ｔ ｏ）よりも高い高温（Ｔｈ）での発熱反応で塩（Ａ）に吸収をさせることを特徴 とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用 。
31. ３１．再生相においては、塩（Ｂ）を収容するコンパートメントを減圧し、塩（ Ａ）を収容するコンパートメントを加圧し、次に使用相においては、交差温度よ りも低く且つ常温（Ｔｏ）よりも低い排熱温度（Ｔｅ）での発熱反応で塩（Ｂ） に吸収をさせ、吸熱反応で塩（Ａ）に脱着をさせて冷却を生成することを特徴と する請求項１から１３のいずれか一項に記載の交差曲線型ヒートパイプの使用。
32. ３２．夫々請求項１から１３のいずれか一項に記載のヒートパイプから構成され る少なくとも２つのヒートパイプを請求項１９から３１のいずれか一項に記載の 使用方法に従って使用することから成る連続化学的ヒートパイプであって、ヒー トパイプの一方が使用相で使用され、他方が再生相で使用されることを特徴とす る連続化学的ヒートパイプ。