| 研究概要 |
吸着冷凍サイクルの性能を規定している主要な要素が吸着材熱交換器の伝熱性能である.吸着材は加熱・冷却によって温度が変化することによって水蒸気の平衡吸着量が変化することがサイクルの基本的な機構となっている.そこで,本年度は次の2つの手法によって伝熱促進効果を評価した.一つは多孔質化させた伝熱面に吸着材粒子を担持させる方法であり,もう一つは伝熱面表面に凹凸をつけ吸着材粒子と伝熱面との接触部分を拡大させる方法である.
吸着材一体型伝熱面は,陽極酸化処理によりアルミ板表面に直径20nm程度,深さ100μmの孔を持つ皮膜を形成し,そこに直径5nmまたは8nmのコロイダルシリカを含浸させ,焼成して作成した.熱重量測定法により様々な相対圧における吸着速度および飽和吸着量を測定した.その結果,伝熱面と吸着材を一体化させることによって,従来のシリカゲルだけよりも5-10倍程度吸着速度が増加することを確認した.また,本伝熱面が粒子との接触熱抵抗に及ぼす影響を非定常熱伝導測定によって調べた.その結果,本伝熱面は通常のアルミ平板に比べて接触熱抵抗を低減させ,吸着材層内への熱流束(ピーク値)を約20%拡大する効果が認められた.
伝熱面凹凸加工としては,山型,ピラミッド型,ピンフィン型,ディンプル型など多様な形状の伝熱面を準備した.山の大きさが異なる3種類の伝熱面を用いて吸着材充填層内への伝熱実験を行ったところ,同じ伝熱面積を持つ異なる山形状のサンプルが同様な温度変化を与える結果が得られた.今後他の形状についても実験する予定である.
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