JP2001124435A - 吸着式冷凍機用吸着器 - Google Patents
吸着式冷凍機用吸着器Info
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Abstract
シング内で水素ガスが発生することを防止する。 【解決手段】 ケーシングをステンレス製とし、かつ、
第1、2熱交換器120、130の表面にSiO2皮膜
を形成する。これにより、アルミニウムと水(冷媒)と
の化学反応を防止できるので、水素ガスの発生を防止で
きる。
Description
用される吸着器に関するものである。
3968号公報に記載のごとく、シリカゲル等の吸着剤
が水蒸気を吸着する作用を利用したものあり、略真空状
態に保たれたケーシング内に封入された水等の液相冷媒
が吸着される際の気化熱(蒸発潜熱)により液が冷却さ
れて冷凍能力を得るものである。以下、液相冷媒の蒸発
及び気相冷媒の吸着が行われている吸着器を吸着工程に
ある吸着器と呼ぶ。
発したとき、又は吸着剤の吸着能力が飽和して(吸着剤
の吸着量が限界に達して)ケーシング内の圧力が上昇
し、液相冷媒の蒸発が停止したとき等には、吸着剤を加
熱して吸着した気相冷媒(水蒸気)を吸着剤から脱離す
る(以下、この行為を吸着剤の再生と呼ぶ。)ととも
に、脱離した気相冷媒を冷却して凝縮(液化)させる。
以下、吸着剤の再生及び気相冷媒の凝縮が行われている
吸着器を脱離工程にある吸着器と呼ぶ。
は、前述のごとく、吸着作用による液相冷媒の冷却、吸
着剤の加熱及び発生した冷凍能力の回収等の行為が行わ
れるので、これらの行為を行うための熱交換器がケーシ
ング内に収納されている。そして、熱交換器の材質とし
ては、一般的にアルミニウム等の熱伝導率の大きく、加
工性に優れた金属が採用されている。
し、熱交換器をアルミニウムとした場合には、アルミニ
ウム(Al)が冷媒中の水素(H)よりイオン化傾向が
大きいため、アルミニウムと水とが化学反応して水素ガ
ス(H2)が発生してしまう。
細孔内に凝縮しない水素ガスが溜まるので、水蒸気の吸
着が阻害され、吸着剤の吸着能力が低下してしまうの
で、冷媒の蒸発量が減少し、冷凍能力が低下する。
りケーシング内の水素ガス等の凝縮しないガス(不凝縮
ガス)を吸引し、ケーシング内の真空度を維持してい
た。
水素ガス等の不凝縮ガスが発生することを防止すること
を目的とする。
成するために、請求項1に記載の発明では、冷媒が封入
されたケーシング(110)と、ケーシング(110)
内に配設されたアルミニウム製の熱交換器(120、1
30)とを有し、熱交換器(120、130)の表面に
は、電気絶縁性を有する被膜が形成されていることを特
徴とする。
反応して不凝縮ガスが発生することを防止できるので、
吸着能力が低下することを防止でき、吸着式冷凍機の冷
凍能力が低下することを防止できる。
ーシング(110)内の不凝縮ガスを吸引する必要がな
いので、吸着器のメインテナンスフリー化を図ることが
できる。
れたステンレス製のケーシング(110)と、ケーシン
グ(110)内に配設されたアルミニウム製の熱交換器
(120、130)とを有し、熱交換器(120、13
0)の表面のに電気絶縁性を有する被膜が形成されてい
ることを特徴とする。
反応して不凝縮ガスが発生することを防止できるので、
請求項1に記載の発明と同様に、吸着式冷凍機の冷凍能
力が低下することを防止しつつ、吸着器のメインテナン
スフリー化を図ることができる。
小さいステンレスとしているので、ケーシング(11
0)外の熱がケーシング(110)内に伝導することを
抑制できる(伝熱ロスを低下できる)、吸着式冷凍機の
冷凍能力が低下することを防止できる。
20、130)には、ケーシング(110)内外を貫通
するアルミニウム製の配管(123、133)が接続さ
れており、配管(123、133)とケーシング(11
0)とは、ステンレス材の表面にアルミニウムが被覆さ
れた取付部材(114)を介して溶接されていることを
特徴とする。
3、133)とステンレス製のケーシング(110)と
いった異種金属間で接合することが可能となる。
とく、ケイ酸皮膜(SiO2)にて形成することが望ま
しい。
以上で加熱・乾燥させたときにセラミック化して無機被
膜となるSiO2処理溶液により皮膜を形成したとき
は、その厚みを5μm以下とすることにより、皮膜のク
ラック欠陥を未然に防止できる。
応により常温〜200℃以下の温度でセラミック化して
無機被膜となるSiO2処理溶液にて被膜を形成したと
きは、その厚みを10μm以下とすることが望ましい。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
本発明に係る吸着式冷凍機用吸着器を吸着式空調装置に
適用したものであって、図1は吸着式空調装置の模式図
である。図1(a)中、100は本実施形態に係る吸着
器であり、この吸着器100は少なくとも2個設けられ
ており、以下、紙面上側の吸着器100を第1吸着器1
00と表記し、紙面下側の吸着器100を第2吸着器1
00と表記し、第1、2吸着器を総称するときは、単に
吸着器100と表記する。なお、吸着器100の詳細
は、後述する。
(本実施形態では、水にエチレングリコール系の不凍液
をした流体でエンジン冷却水と同一なもの)と室外空気
とを熱交換する室外熱交換器(以下、室外器と略す。)
であり、300は吸着器100にて発生した冷凍能力に
より冷却された熱媒体と室内に吹き出す空気(以下、こ
の空気を空調風と呼ぶ。)とを熱交換し、空調風を冷却
する室内熱交換器(以下、室内器と略す。)である。
すように、空調風の通路を形成する空調ケーシング31
0内に配設されており、この空調ケーシング310の空
気流れ上流側には、例えば遠心式送風機320が配設さ
れている。
(水冷式内燃機関)の冷却水(熱媒体と同じ流体)を吸
着器100(後述する第2熱交換器130)内に循環さ
せることにより吸着剤の再生を行っており、410〜4
40は熱媒体の循環経路を切り換える切換弁(四方弁)
である。
が略真空に保たれた状態で冷媒(本実施形態では、水)
が封入されたステンレス(本実施形態では、SUS30
4)製のケーシング110、熱交換媒体とケーシング1
10内の冷媒(本実施形態では、水)との間で熱交換を
行う第1熱交換器(蒸発/凝縮コア)120、及び吸着
剤(本実施形態ではシリカゲル)135を冷却又は加熱
する第2熱交換器(吸着コア)130から等から構成さ
れている。
シング110内に収納されているとともに、図3(a)
(b)に示すように、アルミニウム(本実施形態では、
例えばA3000系のアルミニウム材にろう材が被覆さ
れたもの)製のチューブ121、131及びアルミニウ
ム(本実施形態では、例えばA1000系又は3000
系)製のフィン122、132からなるもので、第2熱
交換器(吸着コア)130のチューブ131及びフィン
132の表面には、図3(d)に示すように、吸着剤1
33が接着剤(本実施形態では、エポキシ樹脂)によっ
て接着固定されている。因みに、チューブ121、13
1は、熱媒体が流通する扁平状の管であり、フィン12
2、132は外表面積を増大させて熱交換効率を増大さ
せる波状に形成されたものである。
0、130に接合されてケーシング110内外側を貫通
するアルミニウム(本実施形態では、例えばA1000
系又は3000系)製の配管であり、この配管123、
133により熱媒体が吸着器100内(第1、2熱交換
器120、130)に導かれる。
うに、箱状の第1、2ケーシング部材111、112を
上下方向と略90度の割面で接合することにより形成さ
れたもので、第1、2ケーシング部材111、112の
上下両端側には、第1、2熱交換器120、130に接
続された配管123、133(図2、3参照)を取り出
すための半円状の切り欠き113が形成されている。
に示すように、ケーシング110と同じ材質(SUS3
04)製の芯材の表裏両面にアルミニウム(本実施形態
では、A3000)を被覆(メッキ)した円盤状のフラ
ンジ(取付部材)114が接合されており、両熱交換器
120、130(配管123、133)は、フランジ1
14介してケーシング110に接合(固定)されてい
る。
示すように、フランジ114と配管123、133とを
ろう付け接合し、その後、フランジ114とケーシング
110とを溶接する。なお、フランジ114と配管12
3、133とのろう付けは、チューブやフィンと共に炉
内で一体ろう付けしてもよい。
ニウムの多くは、ろう付け(又は炉内での一体ろう付
け)の際に溶けて流れ出し、フランジ114のステンレ
ス製の芯材とステンレス製のケーシング110とが溶接
される。
3とのろう付け時に、フランジ114のアルミニウムが
十分に溶けて流れず、フランジ114に多く残留してい
る場合には、フランジ114のアルミニウムを削る等し
て削除した後、フランジ114とケーシング110とを
溶接することが望ましい。
るチューブ121、131及びフィン122、132等
は、フランジ114と配管123、133とのろう付け
時にろう付け接合を行い、第1、2ケーシング部材11
1、112は、フランジ114とケーシング110とを
溶接時に溶接を行う。
面は、図3(b)、(e)に示すように、電気絶縁性を
有する皮膜(本実施形態では、SiO2皮膜)Tが形成
されている。
液は、高温(450℃以上)で加熱・乾燥させたとき
にセラミック化(硬化)するもの、又は触媒反応によ
り常温(約25℃)〜低温(200℃)以下の温度でセ
ラミック化して無機被膜となるものを使用することが望
ましい。このとき、いずれのSiO2処理溶液であって
も、アルコール系を溶媒としたSiO2処理溶液とすれ
ば、熱交換器120、130表面の塗れ性が良いので、
SiO2処理溶液が一様にディップ又は塗布によりアル
ミニウム表面に付着できる。
膜Tを形成するときは、皮膜Tの厚みを0.5μm以下
とすれば、皮膜形成時にクラック欠陥が発生することを
防止できる。また、のSiO2処理溶液では、処理温
度が低いので、クラック欠陥が発生し難く、皮膜Tの厚
みを厚くすることができるが、皮膜T過度に厚くする
と、第2熱交換器130(吸着コア)においては、吸着
剤133の充填効率が低下するので、10を使用して皮
膜Tを形成するときは、皮膜Tの厚みを10μm以下と
することが望ましい。
に示すように作動させて、第1吸着器100の第1熱交
換器120と室内器300との間、第1吸着器100の
第2熱交換器130と室外器200との間、並びに第2
吸着器100の第1熱交換器と室外器200との間、第
2吸着器100の第2熱交換器130とエンジンとの間
に熱媒体を循環させる。
となり、第2吸着器100が脱離工程となるので、第1
吸着器100で発生した冷凍能力により空調風が冷却さ
れ、第2吸着器100にて吸着剤133の再生が行われ
る。
ぶ。)では、第1吸着器100の第1熱交換器120は
液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発生させる蒸発器とし
て機能し、第1吸着器100の第2熱交換器130は吸
着剤133を冷却する冷却器として機能し、第2吸着器
100の第1熱交換器120は吸着剤133から脱離し
た水蒸気を冷却する凝縮器として機能し、第2吸着器1
00の第2熱交換器130は吸着剤133を加熱する加
熱器として機能する。
では、60秒〜100秒)が経過したときに、切換弁4
10〜440を図1の破線に示すように作動させて、第
2吸着器100の第1熱交換器120と室内器300と
の間、第2吸着器100の第2熱交換器130と室外器
200との間、並びに第1吸着器100の第1熱交換器
と室外器200との間、第1吸着器100の第2熱交換
器130とエンジンとの間に熱媒体を循環させる。
となり、第1吸着器100が脱離工程となるので、第2
吸着器100で発生した冷凍能力により空調風が冷却さ
れ、第1吸着器100にて吸着剤133の再生が行われ
る。
ぶ。)では、第2吸着器100の第1熱交換器120は
液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発生させる蒸発器とし
て機能し、第2吸着器100の第2熱交換器130は吸
着剤133を冷却する冷却器として機能し、第1吸着器
100の第1熱交換器120は吸着剤133から脱離し
た水蒸気を冷却する凝縮器として機能し、第1吸着器1
00の第2熱交換器130は吸着剤133を加熱する加
熱器として機能する。
き、切換弁410〜440作動させて再び第1状態とす
る。このように、第1状態及び第2状態を所定時間毎に
交互に繰り返して、空調装置を連続的に稼働させる。
存在する液相冷媒の残量や吸着剤133の吸着能力等に
基づいて適宜選定されるものである。
絶縁性を有する皮膜Tが形成されているので、アルミニ
ウムと水とが化学反応して水素ガスが発生することを防
止できる。したがって、吸着剤133の吸着能力が低下
することを防止できるので、空調装置(吸着式冷凍機)
の冷凍能力が低下することを防止できる。
ーシング110内の水素ガスを吸引する必要がないの
で、吸着器100のメインテナンスフリー化を図ること
ができる。
り熱伝導率の小さいステンレスにて形成されているの
で、ケーシング110外の熱がケーシング110内に伝
導することを抑制できる(伝熱ロスを低下できる)の
で、空調装置(吸着式冷凍機)の冷凍能力が低下するこ
とを防止できる。
ステンレス製とすると、ケーシング110をアルミニウ
ム製とした場合に比べて、伝熱ロスを1/40とするこ
とができることを確認している。
あるので、ケーシング110の内壁に対しては、電気絶
縁性を有する皮膜Tを形成する必要がない。したがっ
て、被膜Tを形成するための製造工数(製造時間)を削
減することができるので、吸着器100の製造原価低減
を図ることができる。
110と同じ材質(SUS304)製の芯材の表裏両面
にアルミニウムが被覆された円盤状のフランジ114を
介してケーシング110に接合されているので、前述の
ごとく、アルミニウム製の配管123、133とステン
レス製のケーシング110といった異種金属間で接合す
ることが可能となる。
シング110は、箱状の第1、2ケーシング111、1
12を接合することにより形成されていたが、本実施形
態は、図7(a)〜(g)に示すように、フランジ11
4を矩形状とするとともに、フランジ114にてケーシ
ング110の天板(上方側の板)及び床板(下方側の
板)を兼ねさせ、かつ、このフランジ114により角パ
イプ状のケーシング110の上下端側の開口部110
a、110bを閉塞するように、フランジ114とケー
シング110を接合するものである。なお、製造手順
は、第1実施形態と同様である。
は、ケーシング110をステンレスとしたが、アルミニ
ウムにてケーシング110を形成してもよい。
は、全て同種の金属となるので、配管123、133と
ケーシング110との接合性を向上させることができ
る。なお、この場合には、ケーシング110の内壁にも
皮膜Tを形成する必要がある。
り電気絶縁性を有する皮膜を形成したが、その他のもの
により皮膜を形成してもよい。
は空調ケーシングの模式図である。
ある。
はA部拡大図であり、(c)は第1熱交換器の斜視図で
あり、(d)はB部拡大図であり、(e)はC部拡大図
である。
グの分解斜視図である。
換器の上面図であり、(b)は本発明の第1実施形態に
係る第2熱交換器の正面図であり、(c)は本発明の第
1実施形態に係る第1熱交換器の正面図であり、(d)
は本発明の第1実施形態に係る第2熱交換器の下面図で
あり、(e)は本発明の第1実施形態に係るフランジの
側面図である。
ある。
正面図であり、(b)は本発明の第2実施形態に係る第
2熱交換器の上面図であり、(c)は本発明の第2実施
形態に係る第2熱交換器の正面図であり、(d)は本発
明の第2実施形態に係る第1熱交換器の正面図であり、
(e)は本発明の第2実施形態に係る第2熱交換器の下
面図であり、(f)は本発明の第2実施形態に係るフラ
ンジの側面図であり、(g)は本発明の第2実施形態に
係るケーシングの斜視図である。
チューブ、122…フィン、130…第2熱交換器(吸
着コア)、131…チューブ、132…フィン、T…皮
膜。
Claims (6)
- 【請求項1】 吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用
して、冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱により冷凍能力
を発揮する吸着式冷凍機用吸着器であって、 冷媒が封入されたケーシング(110)と、 前記ケーシング(110)内に配設されたアルミニウム
製の熱交換器(120、130)とを有し、 前記熱交換器(120、130)の表面には、電気絶縁
性を有する被膜が形成されていることを特徴とする吸着
式冷凍機用吸着器。 - 【請求項2】 吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用
して、冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱により冷凍能力
を発揮する吸着式冷凍機用吸着器であって、 冷媒が封入されたステンレス製のケーシング(110)
と、 前記ケーシング(110)内に配設されたアルミニウム
製の熱交換器(120、130)とを有し、 前記熱交換器(120、130)の表面には、電気絶縁
性を有する被膜が形成されていることを特徴とする吸着
式冷凍機用吸着器。 - 【請求項3】 前記熱交換器(120、130)には、
前記ケーシング(110)内外を貫通するアルミニウム
製の配管(123、133)が接続されており、 前記配管(123、133)と前記ケーシング(11
0)とは、ステンレス材の表面にアルミニウムが被覆さ
れた取付部材(114)を介して溶接されていることを
特徴とする請求項2に記載の吸着式冷凍機用吸着器。 - 【請求項4】 前記被膜はケイ酸被膜(SiO2)にて
形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれか1つにに記載の吸着式冷凍機用吸着器。 - 【請求項5】 前記被膜は、450℃以上で加熱・乾燥
させたときにセラミック化して無機被膜となるSiO2
処理溶液にて形成されており、 さらに、前記被膜の厚みは、0.5μm以下であること
を特徴とする請求項4に記載の吸着式冷凍機用吸着器。 - 【請求項6】 前記被膜は、常温以上、200℃以下の
温度でセラミック化して無機被膜となるSiO2処理溶
液にて形成されており、 さらに、前記被膜の厚みは、10μm以下であることを
特徴とする請求項4に記載の吸着式冷凍機用吸着器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30581699A JP4258917B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 吸着式冷凍機用吸着器とその製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30581699A JP4258917B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 吸着式冷凍機用吸着器とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001124435A true JP2001124435A (ja) | 2001-05-11 |
JP4258917B2 JP4258917B2 (ja) | 2009-04-30 |
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JP (1) | JP4258917B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004106818A3 (en) * | 2003-05-22 | 2005-03-24 | Uop Llc | Adsorber generator for use in sorption heat pump processes |
US6994154B2 (en) | 2003-04-11 | 2006-02-07 | Denso Corporation | Aluminum heat exchanger |
DE102011108467A1 (de) * | 2011-07-23 | 2013-01-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Adsorptionswärmeübertragung |
JP2019055608A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-11 | 株式会社デンソー | 車両用熱交換装置 |
-
1999
- 1999-10-27 JP JP30581699A patent/JP4258917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2004106818A3 (en) * | 2003-05-22 | 2005-03-24 | Uop Llc | Adsorber generator for use in sorption heat pump processes |
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DE102011108467B4 (de) | 2011-07-23 | 2022-01-13 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Adsorptionswärmeübertragermodul sowie eine Adsorptionswärmeübertrageranordnung |
JP2019055608A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-11 | 株式会社デンソー | 車両用熱交換装置 |
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