用于吸附式制冷和加热应用的碳单块的制作方法
【专利摘要】描述了一种在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件。吸附组件包括吸附物件的阵列，其中至少一个吸附物件以以下相容布置(i)至(iii)中的至少一种进行布置：(i)沿相应接触物件的配合接合表面与至少一个其他吸附物件接触，其中接触物件被配置为形成有穿过该接触物件或在该接触物件的外周部处的连通气流通路；(ii)处于管中，该管包括与容纳至少一个吸附物件的另一个管的互补配合接合表面接触的至少一个配合接合表面；以及(iii)与可变形箔构件接触，该可变形箔构件与至少一个其他吸附物件和/或传热构件接触。
【专利说明】
用于吸附式制冷和加热应用的碳单块
技术领域
[0001]本公开内容涉及在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件。
【背景技术】
[0002]在使用碳吸附剂用于吸附式加热和/或冷却系统时，期望利用呈现出高密度、高热导率和高气体渗透率以及对热交换流体(例如，制冷气体，诸如氨(NH3)、水(H2O)或氮(N2))呈现出高体积容量的碳材料。
[0003]2013年9月24日授权的美国专利8，539，781描述了吸附结构，该吸附结构包括与下述(一个或多个)多孔构件接触的吸附剂，上述多孔构件被布置为使制冷气体能够进入和离开吸附剂，其中(一个或多个)导热构件可以在基于吸附剂的加热和/或冷却系统中被布置为与吸附剂接触，以在吸附剂和传热流体之间传递热。
[0004]有利的是，提供新吸附结构，这样的新吸附结构适于吸附式加热和/或冷却，并且不需要存在与吸附剂接触的多孔构件。
[0005]吸附式加热和/或冷却系统中的另一个问题涉及在系统运行时需要实现将热有效地传递至吸附剂和有效地传递来自吸附剂的热。当在吸附系统中所采用的吸附物件(adsorbent article)未达到用以实现去往和来自吸附剂的热的良好传导性传递所需的与热交换构件的接触水平的情况下，该需要受到这样的物件的可变性和尺寸公差的不利影响。因此有利的是，提供下述吸附结构，所述吸附结构解决了吸附物件与在其中布置有该吸附物件的金属壳体或壳之间的传热接触的这样的缺陷，并且有用地适应了吸附物件由于其制造所引起的尺寸可变性。
【发明内容】
[0006]本公开内容涉及在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件。
[0007]在一个方面，本公开内容涉及在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件，这样的吸附组件包括:
[0008]吸附物件的阵列，其中至少一个吸附物件以以下相容布置(i)至(iii)中的至少一种进行布置:
[0009]( i)沿相应接触物件的配合接合表面与至少一个其他吸附物件接触，其中接触物件被配置为形成有穿过该接触物件或在该接触物件的外周部处的连通气流通路；
[0010](ii)处于管中，该管包括与容纳至少一个吸附物件的另一个管的互补配合接合表面接触的至少一个配合接合表面，例如平坦表面；以及
[0011](iii)与可变形箔构件接触，该可变形箔构件与至少一个其他吸附物件和/或传热构件接触。
[0012]根据接下来的说明和所附权利要求，本公开内容的其他方面、特征和实施例将更加完全地显现。
【附图说明】
[0013]图1为布置在吸附式加热和/或冷却组件中的本公开内容的吸附组件在其一种实现中的示意图。
[0014]图2为根据本公开内容的一个实施例的说明性吸附物件的俯视图，该吸附物件限定了在其边缘部具有外周内缩部(involut1n)的盘或圆盘构造。
[0015]图3为盘形吸附物件的半部段的立体图，该半部段具有界定中心孔开口的上环形表面。
[0016]图4为图3的吸附物件半部段的正立面视图。
[0017]图5为包括图3和图4中所示类型的配合半部段的盘形吸附物件的透视图。
[0018]图6为根据另一实施例的吸附物件的侧立面视图，特点在于具有斜边缘和外周槽
□ O
[0019]图7为根据又一实施例的吸附物件的侧立面视图，特点在于具有下斜边缘和外周槽口。
[0020]图8为包括吸附物件的堆叠体的吸附组件的立面视图，每个吸附物件为图6所示的类型，其中外周槽口或切口相对于彼此周向地偏移。
[0021]图9为包括图7所示类型的吸附物件的堆叠体的吸附组件的立面视图，该吸附物件具有仅下部斜面，并且其中连续吸附物件的槽口或切口相对于彼此偏移，以提供延伸的可吸附气流路径。
[0022]图10至图18描绘了可以在本公开内容的特定应用中有用地采用的另外形式的吸附物件。
[0023]图19为根据本公开内容的另一实施例的说明性管中管加热和/或冷却组件的截视图。
[0024]图20示出了三角形截面管的六方结构阵列，在该三角形截面管的内部容积中布置有合适的吸附材料，特别是颗粒形式或单块形式的吸附材料，该阵列可以布置在限定内部容积的封闭件中(如管中管结构)。
[0025]图21为包括封闭件的管中管结构的俯视图，该封闭件中布置有方形截面内部管，每个方形截面内部管填充有吸附介质。
[0026]图22为包括封闭件的管中管结构的俯视图，该封闭件中布置有六边形内部管的阵列，其中六边形内部管中的每一个限定填充有吸附材料的内部容积。
[0027]图23为包括六边形截面封闭件的管中管结构的俯视图，在该六边形截面封闭件中布置有三角形截面管的阵列，每个三角形截面管容纳有吸附介质。
[0028]图24示出了各种各样的具有不同的几何图形和构造的吸附物件。
[0029]图25示出了圆扇形吸附物件。
[0030]图26示出了其上具有顶部外周斜面的圆扇形吸附物件。
[0031]图27示出了其中具有外周边缘柱形槽口的圆扇形吸附物件。
[0032]图28示出了具有经截顶的边缘表面的圆扇形吸附物件。
[0033]图29示出了具有经截顶的内表面的圆扇形吸附物件。
[0034]图30为容纳在外部柱形封闭件中的、包括圆扇形管的阵列的吸附组件的俯视图，该圆扇形管内布置有吸附剂。
[0035]图31为图30的组件中所采用类型的、容纳有吸附剂的内管的俯视图。
[0036]图32示出了一组容纳有吸附剂的内管。
[0037]图33至图35示出了具有容器构造的说明性可变形箔构件，其中向外且向上散开的起皱侧壁在其下端接合至容器的基底或底部结构。
[0038]图36和图37示出了其中在容器的底部具有中心切削开口的可变形箔构件，提供了相邻吸附物件在这样的开口处的抵靠接触。
[0039]图38为吸附物件的堆叠体的立面视图，每个吸附物件具有图7所示的构造，并且特点在于具有偏移的外周槽口和下部斜面。
[0040]图39为包括吸附圆盘的竖直堆叠阵列的吸附组件的以截面示出的立面视图，其中可变形箔杯介于堆叠体中各个连续圆盘之间并且容纳在柱形管中。
[0041]图40为吸附物件的堆叠体的立面视图，每个吸附物件的特点在于具有下部斜面并且置于可变形箔杯上，该可变形箔杯在其底部元件中具有开口。
[0042]图41为布置在与上盖和下盖一起限定封闭的内部容积的柱形管中的、包括柱形吸附盘的堆叠体的吸附组件的立面截视图，其中该堆叠体中每个盘定位在可变形箔杯上，该可变形箔杯具有底部开口以使得传热流体能够在相邻盘之间流动。
【具体实施方式】
[0043]本公开内容涉及在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件。
[0044]采用本公开内容的吸附组件的吸附式加热和/或冷却系统可以为任何合适的类型。吸附式加热和/或冷却系统可以例如被实施为下述制冷系统，该制冷系统包括制冷容器，该制冷容器具有与其相关联的蒸发器，其中本公开内容的吸附组件被布置用于吸附和脱附可逆吸附气体(诸如氨(NH3)、水/蒸汽(H2O)或氮气(N2))或其他合适的可逆吸附流体。吸附式加热和/或冷却系统在其他应用中可以包括太阳能收集器或其他热源，这样的其他热源诸如为废热供应、电热源、气体燃烧热源(诸如天然气或丙烷加热单元)、地热热源或任何其他在基于吸附的加热和/或冷却系统中有用的一个或多个热源，并且可以另外包括与本公开内容的一个或多个吸附组件一起布置在运行系统中以促进加热和/或冷却循环的吸着发生器、冷凝器以及任何其他合适的装置和部件等。加热和/或冷却系统可以利用任何合适类型的传热流体和适当的辅助设备，以促进系统内的热交换。
[0045]如文中所使用的，术语“可吸附气体”是指可逆吸附气体，在采用本公开内容的吸附组件的加热和/或冷却系统的运行中，该可逆吸附气体与吸附剂接触以用于吸附到该吸附剂上，并且在脱附期间，从该吸附剂释放先前吸附的气体。术语“气体”在这样的上下文中意在被宽泛地解释为包括任何合适的流体。
[0046]如文中所使用的，术语“传热流体”是指下述流体:该流体用于将由可吸附气体的吸附或脱附所产生的加热或冷却转移(translate)至在其中采用吸附组件的加热和/或冷却系统的其余部分。例如，这样的流体可以包括水或乙二醇溶液，或者用于在其中采用吸附组件的特定系统的其他适当类型的流体介质。
[0047]如本文所使用的，术语“管”是指封闭内部容积的伸长通路构件。在本公开内容的各实施例中，如下文中更加彻底描述的，管可以设置有配合接合表面，诸如平坦表面，从而使多个这样的管能够彼此紧密堆集成或彼此嵌套成其中各个管彼此方向性地对齐的阵列。因此，除了任何配合接合表面(例如管的表示截面形状的平面部的平坦表面部)之外，管还可以具有任何合适的形状、大小和构造，使得吸附剂能够在布置于管中时对吸附式加热和/或冷却系统中的可逆吸附气体进行吸附和脱附。例如，管可以具有三角形、扇形、方形、矩形、五边形、六边形、八边形或其他多边形的截面，或者管可以包括具有脊形平坦表面的弧形圆周(诸如，其他情况下具有脊形平坦表面的圆截面)，以促进对齐阵列中相邻管之间的紧密堆集和/或传导性传热关系。此外，这样的形状可以在几何上规则或不规则，并且如果在几何上规则，则可以包括这样的形状的经截顶部分，其中经截顶的边缘为平坦表面或具有其他表面构造。下文中结合吸附组件的各种管中管实施例说明性地描述了多种管截面形状。
[0048]如本文所使用的，术语“件密度(piecedensity)”是指通过下述方式确定的吸附物件(“件”)的密度:测量该物件的截面面积，将这样的截面面积乘以该物件的高度(物件的截面面积X物件的高度)以产生件体积，以及将该吸附物件的质量除以件体积以产生该吸附物件的件密度。
[0049]本公开内容在一个方面涉及一种在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件，这样的吸附组件包括:
[0050]吸附物件的阵列，其中至少一个吸附物件以以下相容布置(i)至(iii)中的至少一种进行布置:
[0051](i)沿相应接触物件的配合接合表面与至少一个其他吸附物件接触，其中上述接触物件被配置为形成有穿过该接触物件或在该接触物件的外周部处的连通气流通路；
[0052](ii)处于管中，该管包括与容纳至少一个吸附物件的另一个管的互补配合接合表面接触的至少一个配合接合表面，例如平坦表面；以及
[0053](iii)与可变形箔构件接触，该可变形箔构件与至少一个其他吸附物件和/或传热构件接触。传热构件可以具有任何合适的类型，并且可以例如包括在其中布置有吸附组件的器皿或容器的结构件。
[0054]吸附物件可以包括任何合适的吸附剂，例如，碳吸附剂、活性碳吸附剂或其他吸附介质(诸如为二氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐或其它沸石吸附剂)、吸附性粘土、大孔网状聚合物吸附剂、金属有机框架(MOF)等。当使用碳吸附剂作为吸附组件中的吸附剂时，具体实施例中的碳吸附剂可以包括选自由以下组成的组中的树脂的碳热裂解物:聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、PVDC-聚丙烯酸甲酯(PVDC-PMA)、PVDF-聚丙烯酸甲酯(PVDF-PMA)、聚偏二氯乙烯-聚氯乙烯(PVDC-PVC)共聚物、聚偏二氟乙烯-聚氯乙烯(PVDF-PVC)共聚物、聚糠醇(PFA)、聚苯乙烯、酚醛树脂、糖、木质素、纤维素和易于形成为期望的形状或构造并通过热解进行处理以提供合适的吸附剂的其他碳前驱体。
[0055]在各实施例中，碳吸附剂可以具有以下特性中的一个或多个:
[0056](i)从600至1500kg m—3的范围内的件密度；
[0057](i i)从0.6至6.0Wm—1IT1的范围内的热导率；
[0058](iii)在313°K，限制氨的浓度为在从0.18至0.6kg.kg—1碳的范围内；
[0059](iv)从5x10—16至1.2x10—13m2的范围内的径向渗透率；
[0060](V)从900至1200J kg—1IT1的范围内的比热；以及[0061 ] (￥；0从0.5至50111]1范围内的平均孔径。
[0062]在其他实施例中，碳吸附剂可以具有以下特性:(a)在25°C和650托的压力下，对氨测量的填充密度为大于180克/每升吸附剂；以及(b)从大约0.60克每立方厘米至大约2.0克每立方厘米的体积密度(堆积密度,bulk density)。
[0063]在各实施例中，吸附组件可以包括对在使用吸附组件的吸附式加热和/或冷却系统中被采用为可吸附气体的氨具有吸着亲和力的吸附剂。可以利用适合于对其他吸附式加热和/或冷却流体进行可逆吸附的吸附剂，并且在本公开内容的通常实践中可以采用多种多样这样的流体。
[0064]在一些实施例中，吸附物件的阵列可以包括盘形吸附圆盘的堆叠体，盘形吸附圆盘中的每一个可以具有一个或多个穿过其的开口，并且其中该堆叠体中的圆盘的对应开口彼此对齐以形成连通气流通路。开口可以位于吸附物件上的任何地方，并且可以例如为中心开口、外周区域开口或者在吸附物件的中心区域与边缘之间的中间区域中的开口。
[0065]在各实施例中，堆叠体中的圆盘的外边缘表面可以与传热构件(例如在其中使用吸附组件的壳体的内表面)接触。
[0066]在其他实施例中，吸附物件的阵列可以包括盘形吸附圆盘的堆叠体，盘形吸附圆盘中的每一个可以具有外周槽口。在这样的布置中，堆叠体中的盘形吸附圆盘的外周槽口可以彼此对齐以形成连通气流通路。可替代地，堆叠体中连续的盘形吸附圆盘的外周槽口可以相对于彼此周向地偏移。在又一其他实施例中，堆叠体中一些连续的盘形吸附圆盘相对于彼此周向地偏移，并且堆叠体中所述连续的盘形吸附圆盘的其他圆盘彼此对齐。
[0067]在各实施例中，吸附物件中的至少一些可以为盘形，并且可以包括下述半部段，所述半部段沿它们的直径表面彼此抵靠地配合。
[0068]在又一其他实施例中，本公开内容的吸附组件可以配置有至少一个包括斜边缘表面的吸附物件。
[0069]在其他实现中，吸附组件中的至少一个吸附物件包括外周槽口。
[°07°]在又一其他实现中，至少一个吸附物件具有选自由三角形构造、圆扇形构造、盘构造、方形构造、矩形构造、六边形构造、八边形构造和十二边形构造组成的组中的构造。这样的(一个或多个)吸附物件可以具有穿过其的开口，和/或可以包括外周槽口，和/或可以包括经截顶的角部，和/或可以包括斜边缘表面。
[0071]可以在多种多样类型的吸附式加热和/或冷却系统中利用本公开内容的吸附组件，并且这样的加热和/或冷却系统可以包括对应的多种部件，例如，太阳能收集器、燃气加热器、热水锅炉、废热源和其他传热流体源。
[0072]在各实施例中，吸附组件可以配置有至少一个在下述管中的吸附物件，该管包括与容纳至少一个吸附物件的另一个管的互补配合接合表面(例如平坦表面)接触的至少一个配合接合表面(例如平坦表面)。各个管的各个配合接合表面被适当地配置成彼此接触。这样的配合接合表面可以为任何合适的类型，并且可以为平面表面或平坦表面、弧形表面、蜿蜒形或齿形表面、或者为使各个管的表面区域能够彼此接触接合的任何其他合适的构造。
[0073]在各实施例中，每个管可以具有圆扇形截面形状，包括弧形外壁和径向向内会聚的侧壁。每个管可以为伸长的形式，并且可以具有相同的长度或不同的长度。每个管可以被布置为在其每个侧壁处与相邻管的侧壁接触，例如，其中管具有方形截面，并且每个平面侧与具有相似特征的相邻管的平面侧抵靠，以形成这样的管的复合阵列，或者其中管具有等边三角形截面，管的每个侧表面与相邻管的侧表面抵靠以形成管的复合阵列。管可以被布置成使得它们形成包括这些管的柱形组件，诸如形成为包括周向地布置的饼状扇形部的阵列，其中在柱形组件中每个扇形部的弧形外壁与其他扇形部的外壁周向地对齐，使得柱形组件中所有扇形截面管的弧形外壁形成组件的外壁表面，并且其中扇形截面管的所有内顶点处于组件的中心轴处。
[0074]在各实施例中，吸附组件中配合接合的管的最外壁表面可以与传热构件(诸如其中布置有该吸附组件的壳体的内表面)接触，或者可替代地，吸附组件中配合接合的管的最外壁表面可以相对于传热构件(例如其中布置有该吸附组件的壳体的内表面)间隔开，以在它们之间形成适于使传热流体通过其流动的流体通路。
[0075]在另一实施例中，吸附组件的至少一个吸附物件与可变形箔构件接触，该可变形箔构件与至少一个其他吸附物件接触和/或与传热构件(例如其中布置有该吸附组件的壳体的内表面)接触。例如，可变形箔构件可以与至少一个其他吸附物件接触，或与传热构件(诸如壳体的内表面)接触，或与至少一个其他吸附物件接触并与传热构件(诸如壳体的内表面)接触。
[0076]可变形箔构件可以具有容器构造，例如其中处于容器构造的可变形箔构件包括从可变形箔构件的底部部分的外周向外且向上张开的侧壁。侧壁可以为起皱的(波纹的)、起褶的或有折叠的，或者在其他情况下可以在性质上进行扩展或在性质上可扩展，以便是可压实的或可压缩的，从而填充相邻吸附物件之间的空间和/或吸附物件和与其相关联的传热构件(诸如在其内部容积中容纳有吸附物件的壳体的内壁)之间的空间。
[0077]在各实施例中，可变形箔容器的底部可以在其底部中具有中心开口。
[0078]因此，可以布置吸附组件，使得可变形箔容器被布置成使该容器的侧壁在其上部与传热构件(例如其中布置有吸附组件的壳体的内表面)接触，以适应传热构件与吸附剂之间的传导性热传递。在其他布置中，吸附物件的阵列可以包括吸附物件的堆叠体，其中该堆叠体中的至少一些物件置于上述类型的可变形箔构件上。
[0079]可变形箔构件可以由任何合适的结构材料(构成材料，ma t e r i a I ofconstruct1n)形成。例如，箔可以包括选自由金属、金属合金、导热聚合物、石墨纤维、石墨烯、柔性石墨和碳纳米管毡组成的组的材料。在一些实施例中，可变形箔构件包括金属箔或金属合金箔。可变形箔构件可以包括具有任何合适厚度的箔，该厚度例如在从0.005mm至
0.5mm的范围内或在包括更大或更小厚度的其他范围内。可变形箔构件可以用起皱的、起裙的或有折叠的箔构建或者其他方式地构成为可压实的或可压缩的，以建立吸附物件与至少一个其他吸附物件和/或传热构件(诸如壳体的内表面)之间的导热接触。
[0080]本公开内容的吸附组件可以采用任何合适类型的可吸附/可脱附流体，诸如氨、水、氮气或其他可逆吸附气体。
[0081]使用时，吸附组件可以布置在适当类型的吸附式加热和/或冷却系统中，例如包括太阳能收集器、燃气加热器、电阻加热器、废热源或适于对传热流体进行加热的其他供热装置的系统，其中传热流体被布置成例如通过与容纳吸附剂的壳体和/或管进行热交换而与该吸附剂交换热。传热流体可以为在特定系统中有用地采用的任何合适类型，并且可以例如包括水介质或水溶液、二醇组合物、烃类流体、盐水、硅油等。
[0082]本公开内容的吸附组件可以利用包括任何合适吸附剂的吸附物件，上述吸附剂对组件中所使用的可吸附气体具有吸着亲和力。吸附物件可以例如包括分子筛、宏观网状树脂、二氧化硅、氧化铝、碳吸附剂等。
[0083]在各种具体实施例中，氨可以在对应吸附组件(例如，包括碳吸附剂或其他合适吸附材料的组件)的操作中用作可逆吸附气体。
[0084]在一些实施例中，吸附组件包括容纳在紧装配金属管中的吸附剂，以在可逆吸附气体循环地沿轴向流入和流出管时促进快速地传递热沿径向进入和离开吸附剂，并且其中吸附剂被配置成使得能够快速地传递气体进入和离开管。当在这样的上下文中使用时，术语“紧装配”意味着吸附构件与金属管的内表面直接接触或与可变形金属箔构件直接接触，可变形金属箔构件反过来与管的内部接触。
[0085]用于这样的目的的吸附剂可以在物件中配置有一个或多个气流开口或通道，以促进可吸附气体移动通过金属管中的吸附物件的堆叠体，如图1所示。吸附物件中这样的气流开口或通道可以在这样的物件中定位在任何合适的一个或多个位置处。
[0086]图1为在吸附式加热和冷却系统中使用的、包括吸附物件14、16、18、20、22、24、26、28、30和32的堆叠体的吸附组件的示意图，这些吸附物件中的每一个为具有通孔开口 34的柱形盘形式，该吸附组件布置在于其各个端部处敞开并容纳吸附物件的堆叠体的柱形金属壳体10中。各个吸附物件的通孔开口在轴向上彼此对齐，以形成由吸附物件界定的管状通路，使得可吸附气体可以流过吸附物件的轴向延伸堆叠体，并渗入到吸附剂中以在其中进行吸附，以及随后从多孔吸附剂的孔隙脱附。在图1的组件中，将可吸附气体引至在吸附剂堆叠体12的上端处的通孔开口 34，如箭头A所示(“制冷气体入”)，以用于随后向下流过堆叠体中的孔通路，并在堆叠体的下端处从堆叠体离开，从而被排出，如箭头B所示(“制冷气体出”)。
[0087]壳体10优选地为金属壳体，但可以由具有合适的导热性和热容量特性的其他结构材料(诸如玻璃、陶瓷、复合材料等)形成。当壳体由金属形成时，可以采用诸如铝、钢、铜等结构材料。壳体壁与传热流体(诸如水、丙二醇、乙二醇或其它合适的传热流体)接触，以用于在壳体壁与传热流体之间进行热传递，如图1中由箭头C和箭头D所指示的(“热交换”)。
[0088]在加热和/或冷却系统中使用吸附组件时，将至少部分地通过与吸附剂接触的特定可吸附气体来确定在该吸附组件中采用的吸附物件14、16、18、20、22、24、26、28、30和32的具体特性。在各实施例中，与部署在加热和/或冷却系统中的吸附组件一起采用的可逆吸附气体包括氨。可替代地，可以采用其他可逆吸附气体。
[0089]将认识到，可以在本公开内容的宽泛实践中适当地选择吸附剂，以用于与给定应用中所采用的特定可吸附气体和特定传热流体一起使用。
[0090]适当地选择吸附剂以提供具有孔大小范围和孔大小分布的孔隙，这将适应敏捷地进入和离开吸附制冷过程的各个吸附和脱附步骤，或其他吸附/脱附式加热和/或冷却运行模式。可以针对这样的目的定制孔隙，使得平均孔大小适于系统中所采用的可吸附气体的分子大小和特性。
[0091]可以利用树脂起始材料制造本公开内容的吸附组件中所采用的吸附材料，其中树脂起始材料被形成为特定的期望形状并固化，以形成所谓的生坯物件，接着在升高的温度下进行热解，后续可选地进行活化，以产生产品一一在吸附组件中使用的吸附物件。
[0092]在具体实施例中，吸附物件的制造可以包括:将生树脂(例如聚偏二氯乙烯(PVDC)或聚偏二氟乙烯(PVDF))或其他起始材料压缩或在其他情况下压实为期望构造或形状因数，接着在树脂结构中诸如经由模制成型或通过钻一个或多个穿过树脂体的孔来形成气流通路，以及对树脂或其他可热解的起始材料进行热解，以产生具有期望尺寸和构造的碳单块吸附物件。
[0093]取决于吸附系统应用的精确要求，还可以采用混合步骤以添加提高吸附产品的导热性和/或渗透性的材料。在聚合物工件中钻用于可吸附气体流的任何所需孔可以以任何合适的方式进行，诸如钻、激光烧蚀、电火花加工等。这样的技术在性质上可以为手动的或自动的。
[0094]可替代地或另外地，吸附物件可以形成有一个或多个外周内缩部或切口(槽口)，以适应可逆吸附气体流过吸附物件的堆叠体或吸附物件的其他阵列，其中这样的内缩部或切口用于在吸附剂中限定气流通路。通过利用可成形的起始材料用于吸附剂，吸附物件可以被形成为原始的起始材料(例如聚合物)件(生坯)，而无需额外的机械加工步骤或制作步骤，如果吸附体需要后铸造机械操作以在其中形成气流通路结构，那么就会涉及上述机械加工步骤或制作步骤。
[0095]图2示出了说明性吸附物件40，其中吸附物件的主体42具有平坦顶面44，对应的底面在图2的视图中不可见并且主体在这样的面之间具有厚度，使得该物件限定盘或圆盘构造。这种类型的吸附物件可以具有任何合适的尺寸特征，并且在说明性实施例中可以具有大约为0.512英寸(1.3cm)的顶面和底面直径，其中内缩部46由在它们之间限定有夹角α的向内会聚的侧壁表面界定，该夹角α可以大约为90°，其中会聚的侧壁表面各自的长度大约为0.078 英寸(0.2cm)。
[0096]具有槽口特征的一系列这样的盘或平板式吸附物件可以堆叠在管中，其中每个吸附物件在堆叠体中与前一个吸附物件对齐，以在堆叠体的外边缘处形成由彼此对齐的连续槽口构成的轴向延续通路，从而允许穿过吸附物件的整个堆叠体的快速气体传递。这样的外周槽口结构牺牲了最小限度的表面区域，而在盘或平板物件的圆周周围保留大量剩余的边缘表面，这有效地提供了吸附物件的边缘与在其中布置有开槽口的盘或平板吸附物件的堆叠体的约束金属壳体的内表面之间的传热区域。
[0097]在其他实施例中，各个吸附物件可以由组装形成最终物件的部分部段形成，例如，这些部分部段彼此抵靠地布置以在组装好的吸附物件中形成气流通路。例如，图3为盘形吸附物件50的半部段52的立体图，该半部段具有界定通孔开口 54的上环形表面。图4中示出了这样的吸附物件半部段52的正立面视图，其中采用了相同的附图标记。图3和图4所示类型的两个半部段52然后可以如图5所示的那样沿着它们的直径侧面彼此抵靠，图5示出了包括由抵靠的直径面形成的直径接缝56和通孔开口 54的组装好的吸附物件58。
[0098]图6中示出了盘形或平板形吸附物件60的另一实施例，其中这样的物件的吸附体在其上部和下部倾斜，以分别形成斜表面62和64。外周切口或槽口 66设置在吸附物件的外周部处，以形成用于可逆吸附气体的气流通路。
[0099]图7为另一盘形或平板形吸附物件70的正立面视图，其具有仅下斜表面72并且具有外周槽口或切口 74，使得顶表面延伸物件的整个宽度或直径(由于缺少外周斜面)。
[0100]图8为包括吸附物件60的堆叠体的吸附组件的立面视图，每个吸附物件为图6所示的类型，其中外周槽口或切口相对于彼此周向地偏移，使得由这样的槽口形成的对应传热流体流通路构成延伸的气流路径。通过该布置，可吸附气体轴向地经过堆叠体中各个吸附物件的外周槽口或切口，然后围绕在由轴向抵靠的吸附物件的斜表面形成的通路周向地流动。因而，气体在轴向上和周向上流动以实现延伸的流动路径，该延伸的流动路径在制冷和/或加热系统的吸附运行阶段期间提供可吸附气体快速进入到吸附物件的孔隙中，并在这样的制冷和/或加热系统的脱附运行阶段期间提供传热流体从这样的孔隙快速离开。吸附物件的堆叠体布置在壳体76中，该壳体可以如前所述的那样由合适的金属或具有所需的传导性和比热特性的其他适当的结构材料形成。
[0101]图9为包括图7所示类型的吸附物件70的堆叠体的吸附组件的立面视图，该吸附物件具有仅下部斜面，并且连续吸附物件的槽口或切口相对于彼此偏移，以提供与图8的实施例中所描述的延伸气流路径相似的延伸气流路径。图9的实施例中的吸附物件的轴向伸长堆叠体被布置成使吸附物件的侧表面与壳体78的内表面抵靠接触，该壳体可以由合适的材料(诸如金属或高热导率的玻璃、陶瓷或复合材料)形成。
[0102]图10至图18示出了可以在本公开内容的具体应用中有用地采用的另外形式的吸附物件。
[0103]图10为具有三角形体82的吸附物件80的立体图，在所示的视图中，该三角形体在其下边缘表面处具有V形槽口 84。图11为相同吸附物件的侧立面视图，其中各个结构特征相对于图10的那些结构特征对应地编号。
[0104]图12为具有三角形体90的吸附物件88的立体图，在所示的视图中，该三角形体具有顶部斜边缘表面91并在下边缘表面处具有V形槽口 92。图13为相对于图12所示的视图对应地编号的、相同吸附物件的侧立面视图。
[0105]图14为包括体102的盘形吸附物件100的俯视图，该体102具有顶部斜外周边缘104和在该吸附物件的上部周围以60°为间隔的直径通道106。图15为相对于图14对应编号的、相同物件的侧立面视图。图16为图14和图15的吸附物件的立体图，其中清楚地示出了直径通道的布置，形成了由直径通道分离开的一系列扇形部。
[0106]图17为根据本公开内容另一实施例的吸附物件的俯视图，图18为该吸附物件的立体图。如所示出的，吸附物件110包括在物件的下部上具有一系列沿直径延伸的通道116的体112，并且其中体的上部倾斜以形成外周约束斜表面114。
[0107]根据之前的描述将会理解，吸附物件的具体构造可以在本公开内容的实践中广泛地变化，并且这样的吸附物件可以具有适于实现与其中布置有吸附物件的壳或壳体进行实质性接触的形状和厚度，以用于实现与作为传热构件的壳或壳体进行最佳热交换的目的。相似地，斜面、槽、孔和槽口可以以各种方式、角度和数目进行配置，以适应气体通过吸附床的改进的流动，同样适用于形成这样的吸附床所采用的吸附件的数目和大小。
[0108]在各实施例中，所堆叠的或在其他情况下组装的吸附物件可以在相邻吸附物件之间布置有传导性金属元件，由此提升吸附物件之间的热传递和/或吸附物件与吸附式加热和/或冷却组件的壳或壳体之间的热传递。例如，可以在这样的吸附物件的伸长(例如竖直直立的)堆叠体中的连续吸附物件之间设置金属板或其他传热构件。这样的金属板可以具有与壳或壳体的内径基本上相等的直径，使得板是压装配的，以向封闭壁与布置在封闭件的内部容积中的吸附物件之间的传导性热传递提供良好的热接触。
[0109]前面的描述针对于在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件，在该吸附组件中，在管中布置有与该管热接触的吸附物件。根据本公开内容的另一方面，可以在封闭件中设置多个管，每个管容纳吸附剂，例如以先前描述的吸附物件的堆叠体的形式，但是其中加热和/或冷却组件包括管中管布置。在这样的管中管布置中，封闭件的内部容积中的每个构成管提供延伸的传热区域，以用于使热流分布在包含多个容纳有吸附剂的管的封闭件内。容纳有吸附剂的管可以具有任何合适的截面几何图形，例如三角形、方形、矩形、六边形、圆形或者优选地适于彼此抵靠配合或相互装配(inter-fit)的其他在几何上规则或不规则的形状。
[0110]可以在图19所示类型的管中管加热和/或冷却系统中利用本公开内容的吸附组件。所示出的系统120包括限定内部容积的封闭件122，该封闭件中布置有多个三角形截面管124，每个三角形截面管容纳有吸附介质126。吸附介质可以具有颗粒特性，或者其可以为单块形式，诸如堆叠在三角形截面管124内的三角块的形式，以提供吸附材料在每个内部管中基本上完全的填充。如果处于砖形物形式、块形物形式或者其他单块或单一形式，那么吸附材料可以另外地成形有或设置有下述通道，该通道用以促进可逆吸附气体流过组件中的内管124内的吸附剂。外封闭件122与填充有吸附剂的管124之间的空隙(void)空间可以填充有传热流体，以在可逆吸附气体循环地被吸附和脱附时实现热交换。
[0111]图20示出了其中可以利用本公开内容的吸附组件的另一管中管加热和/或冷却系统130。图20所示出的系统130包括限定内部容积的封闭件132，在该封闭件中布置有三角形截面管134的六边形堆集阵列，该三角形截面管的内部容积136中布置有合适的吸附材料，特别是颗粒形式或单块形式的吸附材料。外封闭件132与填充有吸附剂的管134之间的空隙空间可以填充有传热流体，以在可吸附气体循环地被吸附和脱附时使热交换生效。
[0112]虽然前面的论述针对于连续抵靠的吸附物件的伸长堆叠体，但将会理解，在管中管加热和/或冷却系统的内部管中的吸附剂可以原位形成，以在管中产生连续的吸附介质。这例如可以通过以下方式来实现:将构成内部管的内部容积填充用于用作吸附介质的碳热解材料的前驱树脂，其后使树脂在内部管中固化、随后进行热解，以在内部管中产生连续的吸附介质。
[0113]图21为部署在加热和/或冷却系统140中的管中管吸附组件的俯视图。所示出的系统包括封闭件142，该封闭件中布置有方形截面内部管144，每个方形截面内部管144填充有吸附介质146。该系统被设计用于与针对图19和图20所示实施例讨论的操作相似的操作。
[0114]图22为在所示出的加热和/或冷却组件150中使用的相似功能的管中管吸附组件的俯视图，该加热和/或冷却组件包括在其中布置有六边形内部管阵列的封闭件152，其中每个六边形内部管154限定填充有合适吸附材料156的内部容积156。
[0115]图23为在所示出的加热和/或冷却组件160中使用的相似功能的管中管吸附组件的另一实施例的俯视图，该加热和/或冷却组件包括在其中布置有三角形截面管164的阵列的六边形截面封闭件162，每个三角形截面管容纳有吸附介质166。
[0116]图24示出了各种各样的具有不同的几何图形和构造的吸附物件。吸附物件包括:三角形吸附物件170，该三角形吸附物件170中具有中心传热流体流开口 ；以及三角形吸附物件172，该三角形吸附物件172中具有与该吸附物件的相对侧平行的经截顶顶端表面，其中这样的相对侧中具有矩形槽口。示出了具有经截顶的顶端边缘表面的大致三角形吸附物件174，每个经截顶的顶端边缘表面大体上与该物件的相对侧表面平行。物件包括方形物件176(在其中具有通孔开口)、178(在其中具有通孔开口并且具有经截顶的角部表面)、180(具有经截顶的侧表面的沿直径相反角部，以及在物件的侧面中之一中的矩形槽口)和182(通孔开口，并且该物件的每个角部均被截顶)。示出了具有通孔开口的六边形吸附物件184。示出了在其侧面中之一处具有矩形槽口的八边形吸附物件186。示出了可以压装配到圆形容纳管中以提供多个气流通路的十二边形吸附物件188。图24中示出的各种构造仅示出了可以在本公开内容的宽泛实践中采用的吸附物件的潜在的各种各样大小、形状和构造的部分子集。
[0117]在各实施例中，吸附组件中的吸附布置包括饼状扇形段，如图25至图29不同地示出的。图25示出了饼状扇形吸附物件190。图26示出了相似的饼状扇形吸附物件192，但在其上具有顶部外周斜表面194。图27示出了其中具有外周边缘柱形槽口 198的饼状吸附物件196。图28示出了具有经截顶的边缘表面202、204和206的饼状扇形吸附物件200。图29示出了具有经截顶的内表面210的饼状扇形吸附物件208。
[0118]图30为包括外部柱形封闭件222的吸附式加热和/或冷却系统220中的吸附组件的俯视图，在该外部柱形封闭件中布置有饼状(扇形)管224的阵列，在该饼状管中布置有吸附剂226。饼状扇形管224因此共同地形成构成管的柱形布置，构成管的外表面相对于柱形封闭件222的内表面间隔开，以在它们之间形成环形的传热流体流通路221。以这样的方式，可以将传热流体引入到封闭件222的内部容积中或者从该内部容积排出。
[0119]可替代地，内管224的外弯曲壁可以被布置成与封闭件222的内表面直接接触，并且其中用于传热流体的流动的(一个或多个)轴向(例如中心)通路与封闭件222的内管组件接触。在又一其他布置中，可以在封闭件的内壁表面处以及用于与内管进行热传递的其他位置处设置传热流体流通路。将会认识到，在于其中使用本公开内容的吸附组件的加热和/或冷却系统的具体配置中，可以设置众多可替代的流通路布置。
[0120]图31示出了图30的组件中所采用类型的容纳有吸附剂226的内管224的俯视图。图32示出了一组这样的容纳有吸附剂226的内管224。
[0121]在使用上面所公开类型的管中管吸附布置时，内管可以为圆形截面、三角形截面、方形截面或六边形截面，或者可以具有任何其他形状和配置。外管或壳体可以具有用以使加热和/或冷却系统中的内管的堆集密度最大化的任何形状。内管可以具有任何便利的壁厚度，并且可以通过适当的方法(诸如，拉伸、挤压、辊成形、焊接等)制造，并且可以具有任何合适的材料，例如铝、铜、钢/不锈钢/镀锌钢等。
[0122]在使用本公开内容的吸附组件时，内管的高导热性材料和薄壁将会提升热传递和系统性能，并且内部薄壁管的封闭空间将会使热质量最小化，这对于提高效率以及对于加热/冷却系统的循环而言较重要。该方法将引起较低数量的焊接连接部，从而简化吸附组件的制造并降低成本，具有提高的可靠性并且在系统中具有较少的泄漏机会。内管的紧密堆集阵列可以利用具有不同几何截面形状的管，这有助于增加壳体的内部容积中的内管的密度。封闭件本身可以具有任何合适的形状和大小，例如，以允许将吸附压缩器安置于壳体内。由于薄壁内管将包含在非可压缩传热流体内，并且由于外容置管可以被制作地较厚，所以可以适当地选择内管内的气体压力，以避免吸附(内)管变形或破裂。这反过来使压缩器的整体大小最小化，因而可以显著地降低加热/冷却系统的重量。
[0123]在具体实施例中，管中管吸附组件的内管可以容纳用以吸附氨或其他可吸附气体的纳米多孔碳物件，其中纳米多孔碳物件被形成为用以填充内管。吸附剂可以例如通过以下方式形成:将聚偏二氯乙烯(PVDC)或聚偏二氯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PVDC-PMA)共聚物压制成为期望的体，然后在高温下对这样的体进行烧结，需要时进行附加的后处理，例如美国专利号6，743，278所公开的。可以在压制过程期间应用截顶、槽口、孔和/或边缘斜面，以允许增加的气流，并确保管内适当的对齐。如所描述的，吸附物件可以包括截顶、孔、槽口等，以增加内管内的气流，并且各个物件可以对齐或可以不对齐，只要可以适于提供通过吸附材料的期望可吸附气体流路径即可。如果每个内管具有至少一个平坦侧，那么对应形成的吸附物件将在内管内“自对齐”并保持对齐，而不会相对于彼此不恰当地移动，从而使由于下述原因所引起的吸附剂的磨损和磨蚀损耗最小化:加热和/或冷却系统的运输或移动；在运行期间暴露于振动;或者可能引起彼此接触的吸附物件的摩擦并因此引起随之发生的磨蚀的其他扰动。
[0124]在吸附剂包括被形成为起始材料(例如树脂)的热解产物的碳吸附剂的实施例中，固化、热解和可选的活化步骤可能引起预成形材料收缩，或导致其他的尺寸变化。这样的尺寸变化可能会反过来影响壳体中包括吸附物件的吸附组件的效用，在该壳体中期望的是吸附剂与壳体的内表面热接触。例如，由热解或其他处理操作中的热不同质性所引起的收缩或不同的尺寸变化可能会导致组装的吸附物件无法实现与壳体内壁表面的直接完全抵靠接触，或无法实现与吸附组件的管内管布置中的内管的壁的完全抵靠接触。
[0125]吸附物件的尺寸与壳体的内部容积尺寸之间的这种失配或者吸附物件的尺寸与壳体中内管的尺寸之间的这种失配会导致壳体壁与吸附组件中的吸附物件之间的热传递显著降低，或者导致内管与吸附组件的在这样的内管中的吸附物件之间的热传递显著降低。
[0126]如先前所描述的，可以通过提供可变形箔构件来解决这样的尺寸失配和变化，该可变形箔构件可以倚靠(against)吸附物件布置，并且提供延伸的表面以用于与在吸附物件附近的内壁或其他传热构件接触。如上文所述，可变形箔构件可以形成为下述杯或容器，该杯或容器具有向外张开的部分以用于与内壁或其他传热构件接触，使得通过箔构件将热传导性地传送至吸附物件，反之亦然。以这样的方式，可变形箔构件“桥接”吸附物件与传热构件(诸如壳体内壁表面或管内管布置中内管的内表面)之间的间隙。
[0127]吸附物件可以被成形或配置成使得其与可变形箔构件配合，使得可变形箔构件提供用于与其接合的吸附物件的传导性传热能力。例如，图33至图35中将可变形箔构件230示为具有容器构造，其中向外且向上散开的侧壁在其下端处接合至容器的基底或底部结构。该杯结构容纳置于箔构件的基底上的吸附物件，其中张开的侧壁的上部适于倚靠容纳有装于容器的吸附物件的壳体的约束内表面一致地装配。
[0128]图36和图37示出了相似的可变形箔构件236，其中容器的底部具有中心切削开口238，从而在这样的开口处提供相邻吸附物件之间的抵靠接触，并促进可逆吸附气体流过与这样的可变形箔构件相关联的吸附物件的阵列。
[0129]可变形箔构件途径解决了吸附物件的尺寸公差的问题。例如，基于PVDC的碳材料在热解期间显著地收缩例如25%或更多，并且在氧化活化期间再次收缩，这样的收缩使吸附件的几何可变性相对于吸附剂前驱物件的“所压制”生坯状态增加。因而，如所提及的，直径的变化可能会导致一些吸附物件过小，以致不能与管壁良好地热接触，并且导致其他吸附物件可能经历过度紧密的过盈装配。
[0130]通过在连续的吸附物件之间利用可折叠收缩或可压实的软金属箔杯或其他可变形的导热箔构件，确保了与管或封闭件壁的热接触，以使得能够沿径向以有效的方式传送热。箔杯形式的可变形箔构件可以以非常低的成本制备，并且有效地解决了吸附物件的直径与管或封闭件截面尺寸之间的公差问题。对于与传热流体(诸如氨)一起使用，铝箔是可接受的。为了促进可吸附气体流过管，金属箔杯可以例如具有中心切口，如图36和图37所示。箔杯可以被设置成适应对应成形的吸附物件的任何合适的几何形状或构造。
[0131]图38为各自均具有如图7所示的构造的吸附物件242、244和246的堆叠体240的立面视图，特点在于分别偏移的外周槽口 248、250和252，以及下部斜面。这些盘形圆盘中的每一个置于可变形箔杯上(吸附物件242在箔杯254上，吸附物件244在箔杯256上，以及吸附物件246在箔杯258上)，如所描绘的。可变形箔杯适应其他抵靠表面的尺寸变化，使得实现堆叠体中相邻圆盘之间的良好热接触。同时，箔杯的外张开侧壁在相应圆盘的下部处与斜表面抵靠地配合，并提供有效地与在其中部署有吸附物件的堆叠体的管或封闭件的壁接触的上部。
[0132]图39为布置在加热和/或冷却系统260的柱形管262中的吸附组件的以截面示出立面视图，该吸附组件包括吸附圆盘的竖直堆叠阵列，其中可变形箔杯272介于该堆叠体中的各个连续圆盘之间。柱形管262在其上端处通过端壁264封闭，该端壁264中具有中心开口266，以用于使可吸附气体流过，例如，通过从封闭件的顶端引入气体流到管262的内部容积中，如方向箭头A所指示的。如此引入的气体然后向下流过吸附物件的堆叠体，沿着包括在吸附物件的堆叠阵列中的各个圆盘的外周处的槽口的延伸路径流动。柱形管在其下端处通过端壁268封闭，该端壁268中具有中心开口 270。在所示的配置中，开口 270为气体排出开口，可吸附气体通过该气体排出开口从管排出，如方向箭头B所指示的。
[0133]在图39的组件中，管262的外表面可以与传热流体或其他热交换介质接触，使得能够在加热和冷却过程中的各个吸附和脱附操作期间传送去往和来自管的热，如双向箭头C和D所指示的。
[0134]图40示出了包括吸附物件282的堆叠体280的吸附组件，特点在于具有下部斜面。这些盘形圆盘中的每一个置于可变形箔杯284上，该可变形箔杯在其底部元件中具有开口286，如所示出的。可变形箔杯因此确保堆叠体中相邻圆盘之间的良好热接触，以及与在其中布置有吸附物件堆叠体的管或封闭件的内壁表面的良好热接触。每个杯的底部中的开口被设计成促进可吸附气体流过吸附物件的堆叠体。
[0135]图41为布置在吸附式加热和/或冷却系统290的柱形管292中的柱形吸附盘的堆叠体280的立面截视图。该柱形管与上盖294和下盖298—起限定在其中布置有吸附组件的封闭内部容积。该堆叠体中的每个盘定位在可变形箔杯284上，该可变形箔杯具有底部开口以使传热流体能够在相邻盘之间流动。沿着由箭头A所指示的方向、通过顶盖中的开口296将可吸附气体引入至内部容积。在引入可吸附气体后，可吸附气体向下流过堆叠的吸附物件，并沿着由箭头B所指示的方向通过底盖中的开口 300流出内部容积。
[0136]吸附式加热和/或冷却系统290中的吸附组件被布置成，例如通过提供热交换夹套或其他传热流体布置来提供与管292的外表面的传热关系，用于如由双向箭头C和D示意性指不的热输入和热输出。
[0137]虽然文中主要在应用于吸附式加热和/或冷却系统方面描述了使用可变形箔构件来促进吸附剂与周围的壳体、管或壳的热接触，但将认识到，这样的使用可以在可逆吸附气体被吸附到吸附介质上并且随后从吸附介质脱附的其他应用中采用。例如，当在容纳有吸附物件的器皿中将吸附剂用作气体存储和分配介质时，例如在变温吸附(TSA)运行模式下在气体的热介导吸附和/或脱附中有用地采用在吸附物件之间并且在吸附物件与器皿的壁之间提供提升的热接触的可变形箔构件，其中在TSA运行模式下，吸附剂被加热至较高的温度以实现气体从吸附剂脱附，并且被冷却至较低的温度以实现吸附剂加载可吸附气体。
[0138]介于相邻吸附物件之间并且与器皿壁接触的可变形箔构件的使用还可以被采用于使这样的吸附物件的吸附床热均匀，使得它们可以保持在基本等温的条件下，而不会在吸附床中出现有害的热点或冷点。
[0139]因此，在容纳有吸附物件的流体存储和分配器皿的吸附组件中使用这样的可变形箔构件有益于使器皿等温，即使在未使用加热来实现气体从吸附剂的脱附时也如此，并且这样的使用易于在将可吸附气体装载至器皿以将这样的气体吸附在器皿中的吸附物件上期间使吸附的热快速消散。
[0140]虽然已经在文中参照特定的方面、特征和说明性实施例阐述了本公开内容，但将理解的是，本公开内容的效用不会因此受限，相反地延伸至并包括众多其他的变型、修改和可替代实施例，这是因为基于本文的描述，它们将浮现在本公开领域的那些普通技术人员的脑海中。对应地，所要求保护的本公开内容意在被宽泛地解释和解读为将所有这样的变型、修改和可替代实施例包括在本公开内容的精神和范围内。
【主权项】
1.一种在吸附式加热和/或冷却系统中使用的吸附组件，所述吸附组件包括: 吸附物件的阵列，其中至少一个吸附物件以以下相容布置(i)至(iii)中的至少一种进行布置: (i)沿相应接触物件的配合接合表面与至少一个其他吸附物件接触，其中所述接触物件被配置为形成有穿过所述接触物件或在所述接触物件的外周部处的连通气流通路； (ii)处于管中，所述管包括与容纳至少一个吸附物件的另一个管的互补配合接合表面接触的至少一个配合接合表面；以及 (iii)与可变形箔构件接触，所述可变形箔构件与至少一个其他吸附物件和/或传热构件接触。2.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，所述吸附物件包括碳吸附剂。3.根据权利要求2所述的吸附组件吸附组件，其中，所述碳吸附剂包括选自由聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF )、PVDC-聚丙烯酸甲酯(PVDC-PMA)、PVDF-聚丙烯酸甲酯(PVDF-PMA)、聚偏二氯乙烯-聚氯乙烯(PVDC-PVC)共聚物、聚偏二氟乙烯-聚氯乙烯(PVDF-PVC)共聚物、聚糠醇(PFA)、聚苯乙烯、酚醛树脂、糖、木质素和纤维素组成的组中的材料的碳热裂解物。4.根据权利要求2所述的吸附组件，其中所述碳吸附剂具有以下特性中的至少一个: (i)从600至1500kg m—3的范围内的件密度； (i i)从0.6至6.0Wm—1IT1的范围内的热导率； (iii)在313°K，限制氨的浓度为在从0.18至0.6kg.kg—1碳的范围内； (iv)从5x10—16至1.2x10—13m2的范围内的径向渗透率； (V)从900至1200J kg—1IT1的范围内的比热；以及 (vi)从0.5至50nm范围内的平均孔径。5.根据权利要求2所述的吸附组件，其中，所述碳吸附剂具有以下特性:(a)在25°C和650托的压力下，对氨测量的填充密度为大于180克每升吸附剂；以及(b)从大约0.60克每立方厘米至大约2.0克每立方厘米的体积密度。6.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，可吸附气体包括氨。7.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，至少一个吸附物件: (i)沿相应接触物件的配合接合表面与至少一个其他吸附物件接触，其中所述接触物件被配置为形成有穿过所述接触物件和/或在所述接触物件的外周部处的气流通路。8.根据权利要求7所述的吸附组件，其中，所述吸附物件的阵列包括盘形吸附圆盘的堆叠体，所述盘形吸附圆盘中的每一个具有穿过其的开口或孔，并且其中所述堆叠体中的圆盘的开口或孔彼此对齐以形成所述气流通路。9.根据权利要求8所述的吸附组件，其中，所述堆叠体中的圆盘的外边缘与传热构件接触。10.根据权利要求7所述的吸附组件，其中，所述吸附物件的阵列包括盘形吸附圆盘的堆叠体，所述盘形吸附圆盘中的每一个具有外周槽口。11.根据权利要求10所述的吸附组件，其中，所述堆叠体中的盘形吸附圆盘的外周槽口彼此对齐以形成所述气流通路。12.根据权利要求10所述的吸附组件，其中，所述堆叠体中的至少一些连续的盘形吸附圆盘的外周槽口相对于彼此周向地偏移。13.根据权利要求12所述的吸附组件，其中，所述堆叠体中的一些连续的盘形吸附圆盘相对于彼此周向地偏移，并且所述堆叠体中的所述连续的盘形吸附圆盘的其他圆盘彼此对齐。14.根据权利要求7所述的吸附组件，其中，所述吸附物件中的至少一些为盘形，并且包括半部段，所述半部段沿它们的直径表面彼此抵靠地配合。15.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，至少一个吸附物件包括斜边缘表面。16.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，至少一个吸附物件包括外周槽口。17.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，至少一个吸附物件具有选自由柱形构造、三角形构造、圆扇形构造、盘构造、方形构造、矩形构造、六边形构造、八边形构造和十二边形构造组成的组中的构造。18.根据权利要求17所述的吸附组件，其中，所述至少一个吸附物件具有穿过其的开□ O19.根据权利要求17所述的吸附组件，其中，所述至少一个吸附物件包括外周槽口。20.根据权利要求17所述的吸附组件，其中，所述至少一个吸附物件包括经截顶的角部。21.根据权利要求17所述的吸附组件，其中，所述至少一个吸附物件包括斜边缘表面。22.根据权利要求1所述的吸附组件，被配置为在包括至少一个下述部件的系统中使用，所述部件选自由太阳能收集器、燃气加热器、热水锅炉、蒸发器和冷凝器组成的组。23.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，至少一个吸附物件: (ii)处于管中，所述管包括与容纳至少一个吸附物件的另一个管的互补配合接合表面接触的至少一个配合接合表面。24.根据权利要求23所述的吸附组件，其中，每个管具有圆扇形截面形状，包括弧形外壁和径向向内会聚的侧壁。25.根据权利要求24所述的吸附组件，其中，每个管为伸长的形式。26.根据权利要求25所述的吸附组件，其中，每个管具有相同的长度。27.根据权利要求26所述的吸附组件，其中，每个管在其侧壁中的每一个处与相邻管的侧壁接触。28.根据权利要求27所述的吸附组件，其中，所述管被布置为形成包括所述管的柱形组件，其中在所述柱形组件中每个弧形外壁与其他管周向地对齐，使得所述柱形组件中所有管的弧形外壁形成所述组件的外壁表面。29.根据权利要求28所述的吸附组件，其中，所述外壁表面与传热构件接触。30.根据权利要求28所述的吸附组件，其中，所述外壁表面相对于传热构件的表面间隔开，以在所述外壁表面与所述传热构件的表面之间形成适于使传热流体通过其流动的流体通路。31.根据权利要求1所述的吸附组件，其中，至少一个吸附物件: (iii)与可变形箔构件接触，所述可变形箔构件与至少一个其他吸附物件和/或传热构件接触。32.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件与至少一个其他吸附物件接触。33.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件与传热构件接触。34.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件与至少一个其他吸附物件接触，并与传热构件接触。35.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件具有容器构造。36.根据权利要求35所述的吸附组件，其中，处于所述容器构造的所述可变形箔构件包括底部和侧壁，所述侧壁从所述底部的外周向外且向上延伸。37.根据权利要求36所述的吸附组件，其中，所述侧壁是起皱的。38.根据权利要求36所述的吸附组件，其中，所述底部具有在其中的中心开口。39.根据权利要求36所述的吸附组件，其中，所述侧壁在其上部处与传热构件接触。40.根据权利要求35所述的吸附组件，其中，所述吸附物件的阵列包括吸附物件的堆叠体，其中所述堆叠体中的所述吸附物件中的至少一些置于所述可变形箔构件上。41.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件包括由下述材料形成的箔，所述材料选自由金属、金属合金、导热聚合物、石墨纤维、石墨烯、柔性石墨和碳纳米管毡组成的组。42.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件包括金属箔或金属合金箔。43.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件包括具有在从0.005mm至0.5mm的范围内的厚度的箔。44.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件包括起皱的、起褶的或有折叠的箔。45.根据权利要求31所述的吸附组件，其中，所述可变形箔构件包括下述箔，所述箔被布置为使得其为可压实的或可压缩的，以在所述吸附物件与所述至少一个其他吸附物件和/或传热构件之间建立导热接触。
【文档编号】B01J20/28GK106030220SQ201480073825
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年11月28日
【发明人】爱德华·A·斯特姆, J·唐纳德·卡拉瑟斯, 肖恩·M·威尔逊, 迈克尔·J·沃德詹斯基, 劳伦斯·H·杜布瓦
【申请人】安格斯公司