JP2004502128A - 吸着冷凍装置 - Google Patents
吸着冷凍装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004502128A JP2004502128A JP2002507225A JP2002507225A JP2004502128A JP 2004502128 A JP2004502128 A JP 2004502128A JP 2002507225 A JP2002507225 A JP 2002507225A JP 2002507225 A JP2002507225 A JP 2002507225A JP 2004502128 A JP2004502128 A JP 2004502128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- adsorbent
- block
- adsorption
- heat exchange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
- F25B17/08—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
- F25B35/04—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption using a solid as sorbent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
【解決手段】吸着冷凍装置の蒸発室に含まれる冷媒液が降圧効果により蒸発し、また装置の接続ユニットと吸着室とは吸着剤を含んでおり、この吸着剤が冷媒液の蒸気を凝固することができる。吸着剤は複数の空房を有した1以上の剛性ブロックからなり、該空房の少なくとも一部は供給空房であって、該供給空房は冷媒液の蒸気を吸着剤上に拡散することができる。
Description
【0001】
【発明の背景技術】
1.産業上の利用分野
この発明は、蒸発吸着冷凍装置に関する。その原理は、ある液体を、その液体の蒸気を吸着することにより維持される、降圧効果の影響下で蒸発させることから成る。蒸発器近辺の冷却を促進するのは、蒸発器(チャンバー、空房、あるいは類似機器)に収容されている、この冷媒液の蒸発である。この蒸発器に対して、吸着剤材料を収容した、もうひとつのチャンバーが接続されるのが普通である。
【0002】
2.従来技術
冷媒液を蒸発させ、この液体の蒸気を吸着することによる冷凍原理は、循環システム(吸着剤を加熱して、再生する)、および単一使用システムの両方について、幾多の発展を経てきた。
【0003】
これら全ての装置において、吸着は吸着剤内の熱散逸を伴い、温度上昇に結びつく。この熱の一部を発散させることにより、その温度上昇を制限する試みが行なわれた。
【0004】
循環式装置は普通、熱交換器と結び付けられた吸着剤を含み、その吸着剤はまず、冷媒液の蒸気の吸着反応中、吸着剤により散逸された熱を発散させ、次にこれら吸着剤を再生するために加熱する。
【0005】
冷凍用の循環吸着の原理は、米国特許第4637218号に記載されている。
【0006】
循環システムにおいては、冷媒液が吸着により蒸発され、次に凝縮される。この吸着剤は、その吸着機能が完了後に、加熱によって再生される。熱交換器は、吸着機能時の最初に吸着剤を冷却し、次にこれら吸着剤を再生のために加熱するように設計されている。
【0007】
循環式装置における困難のひとつは、熱交換器と吸着剤間の、熱伝達性の問題にある。例えば、他用途では効果的な吸着剤である、ゼオライト(沸石)ではあるが、熱交換器とゼオライト吸着剤間の効果的熱伝達は達成が困難である。実際上吸着剤は通常、熱伝達性が非常に乏しい粒、または棒型形状をとることが多い。その結果、循環システムの効率が低い。
【0008】
米国特許第5535817号は、既にこの困難性を解析し、金属表面に蒸着して、ゼオライトを成形することにより、大幅に熱伝達性を向上する方法を提案した。このゼオライトは、内側ライニングを形成するように、直接金属管の内表面に蒸着される。しかしながら、この特許で提案された蒸着法は、実行するのが複雑で困難である。このことが、低コストでの大量生産に適用することを困難にする。
【0009】
単一使用の装置の場合、米国特許第4759191号では、吸着剤に別の材料、特に30℃と70℃間で、固体/液体間の相変化をする材料を添加することにより、温度上昇を制限することを提案している。しかしながら、意味のある効果を得るためには、多量の固体/液体間で相変化する材料を用いる必要がある(かなりの効果を得るには、吸着剤の二倍位必要)。
【0010】
この米国特許第4759191号ではまた、100℃あるいは、むしろ110℃に達する温度において、液体/気体間で相変化する材料を用いる可能性についても述べている。しかしながら、そのような装置の、実行上の制約に関しては解析されていない。
【0011】
【この発明の概要】
この発明の目的は、従来技術の問題点を克服することである。
【0012】
この目的のため、この発明では、吸着時に散逸される熱の放散に特に適するように、吸着剤を成形することを提案する。吸着剤の成形実行は、経済的に有益である。
【0013】
この発明によれば、吸着剤は空房を有する剛性ブロックの形で準備される。少なくとも、これら空房の一部は、冷媒液の蒸気分散を助長するために使われ、別の部分は、吸着時に散逸される熱の放散に使うことができる。循環式装置に適用の場合、熱放散に供用される空房はまた、吸着剤再生用の加熱もできる。
【0014】
この発明はさらに詳しくは、冷媒液、および降圧効果の影響下で蒸発する、その蒸気を収容する蒸発室と、接続ユニット、および真空下で冷媒液の蒸気を固定できる能力を備えた、吸着剤を収容する吸着室から成り、しかも、この吸着剤は一個以上の、多数の空房を有する剛性ブロックで構成され、少なくとも前記空房の一部は、吸着剤上の冷媒液の蒸気を分散させる能力がある、供給空房である、吸着冷凍装置に関する。
【0015】
ひとつの特徴として、少なくとも1個の別の空房が、冷媒液の蒸気を吸着中に散逸された熱を発散させる能力がある、熱交換空房である。
【0016】
この発明の、ひとつの特別の形態として、ブロックが、熱伝導性で気密性堰板により、仕切られたふたつの領域を有し、第1の領域が、吸着剤と、供給空房と、吸着室内のブロックの一面に設けた開口とを含み、第2の領域が、少なくとも1個の熱交換空房と、吸着室の外側で、ブロックの反対側面に設けた開口とを含む。
【0017】
ひとつの実施例として、堰板が少なくとも1個の金属管から成り、その堰板が少なくとも1個の熱交換空房を覆う。
【0018】
もうひとつの実施例として、ブロックの第1の領域が、望ましくはアルミ製の堰板に対し熱的に接合された、金属製リブを含む。
【0019】
もうひとつの実施例として、堰板がブロックの第2の領域壁面上に取り付けられた、樹脂製フィルムから成り、吸着室に接着されている。
【0020】
ひとつの特徴として、吸着剤がゼオライトである。
【0021】
実行のモードに応じて、冷媒液が水、および/またはアルコールである。
【0022】
ひとつの特徴として、ブロックがさらに外周部に断熱材を有し、この断熱材は、吸着剤と樹脂の混合物から成ることが望ましい。
【0023】
第1の適用例として、この発明による装置が、単一使用の装置である。
【0024】
ひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、相変化材料から成る、ヒートシンクを含む。
【0025】
第1の実施例として、相変化材料が固体状態から液体状態へ移行する。
【0026】
第2の実施例として、相変化材料が液体状態から気体状態へ移行する。
【0027】
ひとつの特徴として、吸着剤ブロックの第2の領域が、蒸気拡散ユニットを含み、この蒸気拡散ユニットが、疎水性で多孔性の材料から成ることが望ましい。
【0028】
もうひとつの特徴として、ブロックの第2の領域が、少なくとも1個の外気につながる開口を具えた蓋を含む。この開口は相変化材料の、蒸気の流量を制限する、少なくとも1個の穴から成る。
【0029】
ひとつの特徴として、相変化材料の蒸気が、上記した少なくとも1個の穴を通過し断熱膨張して、それが外部へ逃げるとき、温度を低下させる。好都合にも、この蒸気による温度低下は、35℃以上である。
【0030】
ひとつの実行例として、相変化材料が新鮮感を放つ芳香添加剤を含む。
【0031】
第2の適用例として、この発明による装置が、吸着相と吸着剤再生相とを含む循環式装置であって、少なくとも1個の熱交換空房がさらに、吸着剤を再生のために加熱することができる。
【0032】
ひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、液体/気体相変化材料から成る搬熱流体を含む。
【0033】
もうひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、その外表面が熱回路を流れている流体と接している、ドームによって閉じ込められている。
【0034】
もうひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、少なくとも1個の搬熱流体用供給管を含む。
【0035】
ひとつの特色として、搬熱流体の沸点温度が、吸着相、および再生相のふたつで、それぞれ相異なる。
【0036】
ひとつの特徴として、搬熱流体の沸点温度が、ドームと接触して熱回路を流れている流体の圧力によって、制御されている。
【0037】
この発明の特徴的形態、および利点は、添付の図面を参照する、以下の非限定的記述を通じて、明解に理解されるであろう。
【0038】
この発明は吸着剤の特殊な形成を意図するものであって、第1に効率的な吸着を、第2に吸着反応により発生される熱の容易な放出を、さらに必要なら吸着剤の迅速な再生を結果するものである。
【0039】
図1a−bおよび2a−bにおいて、この発明の装置はブロック200を有しており、このブロック200は周辺に断熱材350を具えた吸着室300内に配置された吸着剤205からなるものである。図中ではブロック200は円形であるが、方形など適宜な形状をとり得るものである。
【0040】
吸着剤205のブロック200は複数の空房210、220を有しており、これらの空房はブロック200内への吸着剤205の形成中に得られるものである。これら空房の断面は使用条件に応じて同じであってもよいし異なっていてもよい。
【0041】
この発明の装置は冷媒液Lを含んだ少なくとも1個の蒸発室を有しており、この冷媒液は降圧効果により蒸発することができる。接続ユニットが開くと、この冷媒液Lの蒸気Vは吸着室内において吸着剤205に吸着される。この点については図3a、4aにより詳細に後記する。
【0042】
冷媒液Lは好ましくは水であるがアルコール(メタノール、エタノール)であってもよい。
【0043】
吸着剤205は好ましくはゼオライトである。例えばゼオライト13Xまたはゼオライト4Aであって、バインダー(粘土、例えばカオリンまたは当業者公知の添加剤)と混合された微細な粉(粒度は数μから数十μ)および水からなるもので、空房210、220を具えたブロック200に形成できる濃いペースト状のものである。
【0044】
ブロック200周辺の絶縁材350はゼオライトに樹脂を含浸させるのが望ましく、その多孔性を阻害して水蒸気を吸着しないようにしてある。この絶縁材350はさらにブロック200に剛性と丈夫さを付与するもので、ついで例えばアルミニウムなどからなる吸着室300内で真空組立てされる。
【0045】
空房の少なくとも一部は供給空房210からなり、これが冷媒液Lの蒸気Vの拡散に用いられる。図1aに示す実施例にあっては、全ての空房210がこの蒸気V拡散機能を具えていてもよく、そうすれば熱を放出する必要がない。すると単位質量当りの吸着剤205の効率が熱が上がっても制約される。大量の吸着剤が使用される装置にあっては、製造上の簡単さからこの構造が好まれる。
【0046】
図1bに示す他の実施例にあっては、空房のごく一部が供給空房210であって、他の部分は熱交換空房220であって、吸着により発生された熱を放出し、循環式装置の場合には吸着剤の再生をも行う。空房2個の内1個はこの機能を具えるのが望ましい。
【0047】
ブロック200は本質的には堰板230により分断された2個の領域を有しており、これらは気密であるにも拘わらず効果的な熱交換(図3b)を行える。第1の領域215は真空下で吸着剤205(例えばゼオライト)と供給空房210とを含んでおり、吸着室300中でブロック200の一面上に開口している。第2の領域225は圧力下で少なくとも1個の熱交換空房220を有していて、吸着室外側の反対のブロック面に開口している。
【0048】
堰板230は第2の領域225の壁上に直接取り付けて吸着室300に接合するのが望ましい。実施例によっては、この堰板230は金属製の気密管からなり例えば熱交換空房220を閉塞するか、シールライニングを構成するフィルム(キャプトンまたはポリアミドなど)からなるように構成してもよい。
【0049】
図2a、bに示す実施例においては、ブロック200の第1の領域は堰板230に熱的に接合された金属製リブ235を有しており、これが熱交換空房220と吸着剤205との間の熱交換を向上させる。かくしてリブ235を具えた1個の管230を有した1個だけの熱交換空房220で全ての吸着剤205をまかなうことも可能となる。リブ235は堰板の管230と同様アルミニウムから形成するのが望ましい。
【0050】
第1の供給空房215は蒸発室に接続されており、その機能は冷媒液Lの蒸気Vの真空吸着を行うことにある。第2の熱交換領域225は外部に開口して熱を放出するようにしてもよく、または冷却回路上でシールまたは閉鎖してもよい。その点については詳細に後記する。
【0051】
単一使用の場合についてこの発明の装置の応用を図3a−bおよび図4a−bにより以下説明する。
【0052】
図3aに示すように、吸着室300は蒸発室2に接続されており、該蒸発室は冷媒液Lを含んだ気密空房からなっている。接続ユニット50は例えば開蓋手段または弁を有しており、冷媒液Lの蒸気Vの流れを活性化してから保持するのに用いられる。接続ユニット50はブロック200の第1の領域215、つまりは吸着剤205上に蒸気Vを拡散する供給空房210に接続されている。
【0053】
図3bにブロック200の2個の領域215、225間の堰板230を詳細に示す。
【0054】
単一使用のためのこの発明の装置の応用に際しては、熱交換空房220は相変化材料(実施例に応じて固体/液体または液体/気体)からなるヒートシンクを有している。
【0055】
相変化材料は固体相から液体相になる酢酸ナトリウムなどでもよい。その場合には第2の領域225(熱交換領域)はシールして液体の流れを防止しなければならない。完全閉鎖ブロック200にすると有利であるが、酢酸ナトリウムの潜熱の故に相変化材料の量が大きくなる。これは低コスト装置の場合には欠点となる。
【0056】
また相変化材料は液体相から気体相V’になる水であってもよい。吸着剤の昇温を制限する最も効果的な方法は水の蒸発により熱量を除くことである。なぜなら水の潜熱は非常に高い(45KJ/モル、すなわち水18g)からである。
【0057】
図3a−bに示す第1の実施例によれば、相変化材料の高温蒸気V’の拡散ユニット270はブロック200上で冷媒液Lの蒸気Vの側とは反対の面上の第2の領域225に設けられている。この拡散室270は疎水性の多孔性層からなり、該層は高温蒸気V’は通すが相変化材料の液体は通さない。かくして外側の開口にも拘わらず、拡散室270はブロック200に機械的な保護を与え相変化材料をシールするのである。
【0058】
かくして第2の領域225は外界に開口していて、蒸気V’を逃出させて吸着反応により発生された熱を除去する。しかし迅速な蒸発のためには、水は沸点にもってくるべきである。これは焼損の潜在的なリスクを来すものである。このリスクを回避すべく、この発明においては発生された蒸気の熱を下げる吸着剤を用いるのである。
【0059】
図4a−bに示す第2の実施例においては、少なくとも1個の熱交換空房220が冷却水(望ましくは液状水)を含んでおり、吸着剤と熱接触している。この熱交換空房220は少なくとも1個の外気への開口275を有しており、この開口は1以上の小孔によって構成されていて、逃出する水蒸気V’の流量を制限するものである。
【0060】
変化実施例においては、液体/蒸気相変化材料に添加剤を添加してもよく、これはブロック200の外部に放出される高温蒸気V’に人工的な芳香を付与する。この人工的な芳香は(例えばユーカリやウオーターメロンに基づいた)は新鮮さの感覚を生じるという利点がある。
【0061】
図4bに詳しく示すように、熱交換空房220は少なくとも1個の外気への開口275を有しており、該開口は1以上の小孔からなり逃出する蒸気V’の流量を制限するものである。この開口275は圧力下の蒸気V’の外界へ逃出する際の断熱膨張を促進する。
【0062】
ある実施例では、吸着剤205と少なくとも1個の熱交換空房220により構成される集合体は蓋271(アルミニウムなどの金属からなる)により閉鎖される。この蓋271は1以上の開口275を有しており、その直径は制約されて冷却水(相変化材料)の蒸気V’の断熱膨張を可能としている。
【0063】
装置の動作中、吸着剤205により放出された熱は冷却水の蒸発と熱交換空房220中の蒸気V’の圧力増加を促すものである。加圧蒸気V’は小直径の開口275を通って逃出するとき、断熱膨張または減圧して、その温度を落とす。そのときの温度の低下は、蒸気V’の流量が高いほど、大きくなる。これは何故かと言えば、この場合には熱交換空房220中の圧力が高くて膨張が大きいからである。下記の数表に示すように、装置が動作している間に蒸気V’の温度の低下は外部に放出される。
【0064】
【表1】
【0065】
かくして例えば、1バールの過剰圧力について熱交換空房220内の蒸気V’の温度は120℃に上昇する。しかし開口275を通って圧力が低減した後は、放出蒸気の温度はもはや約55℃より大きくはない。この過剰な圧力は例えば断面0.4mm2の孔を通っての蒸気V’の流量0.1g/secにより達成される。
【0066】
断熱膨張または圧力低減による冷却は下記の物理法則に従う。
【0067】
【数1】
【0068】
ここで(T1、P1)と(T2、P2)の対は圧力低減前後の温度と圧力である。またγは等エントロピー定数であって次の式で表わされる。
【0069】
【数2】
【0070】
下記の表は起きた過剰圧力の関数として得られた冷却容量である。温度の関数である蒸気圧力は「Handbook of Chemistry and Physics、80年版」から取られたものである。表中の流量は直径1mm(0.8mm2)の孔に対応するものである(Flowmaster code)。蒸気V’の流量は孔の面積に比例し、冷却容量は流量(水の蒸発の潜熱)に比例する。
【0071】
【表2】
【0072】
つぎに図5a、5bによりこの発明の装置の循環使用について説明する。
【0073】
この種の装置は2組の吸着剤200、201を有しており、これらは吸着・再生相において連続交互に作用するものである。
【0074】
一次吸着回路400は吸着剤ブロック200、201を蒸発室2と圧縮室4とに接続するものである。2シリンダー・ピストン弁60が各ブロック200、201のそれらいずれかのユニットへの交互接続に用いられる。冷媒液Lの蒸気Vはこの一次回路400内を流れる。
【0075】
二次再生回路410は吸着剤ブロック200、201をヒーター5とクーラー6とに接続する。可逆ポンプ8が二次流体Vrをこの回路410に流入させる。このポンプ8はブロック200近傍の回路410中の二次流体Vrの圧力を再生に際して上げ、減圧器9が2個のブロック200、201間に配置されて、ブロック201近傍の回路410中の流体Vrの圧力を吸着に際して低減する。
【0076】
外部交換回路は従来技術によるものであり、冷やしは蒸発室2内に生成され、圧縮器4とクーラー6とはこの順で直列配置されて抽出された熱量を回復し、ヒーター5は装置の動作のための追加エネルギーを供給する。
【0077】
図5bのBに循環使用におけるこの発明の装置の特徴を明示するものである。
【0078】
熱交換空房220は水やアルコールのような液体/気体相変化材料からなる搬熱流体L’と該流体の供給管240を含んでいる。
【0079】
この発明においてはさらにこれらの熱交換空房220がドーム型の蓋250により閉鎖されており、該蓋はこの面250上を流れる二次回路410の流体Vrの熱交換を行う。したがってブロック200の第2の領域225は熱交換空房220とそのドーム250をシールされた堰板230中で囲繞する。
【0080】
熱交換空房220の底部の搬熱流体L’と二次回路410の流体Vrとの間の温度の差は非常に低い(数℃)。
【0081】
吸着相中、熱交換空房220に伝達された熱は吸着剤205により解放され、圧力(ドーム250中にある搬熱流体L’を供給管240の底部に向けて押す圧力)下で搬熱冷媒液L’をして空房220の底部からドーム250へと高温蒸気V’の形で蒸発する。これらの高温蒸気V’はついでドーム250中で流体Vr(二次回路410のクーラーである)と接触して濃縮される。
【0082】
逆に再生相中には、二次回路410の流体Vrは加熱要素であって(ヒーターと可逆ポンプ8の共同作用によって)、ドーム250の加熱を促して、空房220中で濃縮された搬熱流体L’の蒸発につながり、熱は吸着剤205に至って再生される。濃縮流体L’は供給管240を通って空房220から出てドーム250に至る。
【0083】
この発明の特に有利な実施に際しては、搬熱流体L’の蒸発温度は吸着と再生の両相で異なる。この差は二次回路410中で柔軟性で圧力を伝達するドーム250と接触する流体Vrの圧力により異なってくる。
【0084】
この発明において吸着剤ブロック200を製造する方法をつぎに説明する。
【0085】
空房210、220を具えた吸着剤ブロック200の形成は成形、射出または水およびバインダーと混合された吸着剤からなるペースト型内でのプレスによる。
【0086】
また吸着剤ブロック200の形成はダイを通って連続押出しして、例えばワイヤーで切断して行うこともできる。堰板230がリブ235を具えた少なくとも1個の金属管からなる場合には、ブロック200はリブ付き金属管と吸着剤の共押出しによっても形成できる。
【0087】
ブロック200は例えば乾燥空気中で100℃で乾燥され、例えば0.1Paの真空中で450℃で焼かれ完全に脱水される。ブロック200の周辺にはついで樹脂が含浸されて絶縁剤350を形成し、ブロック200は吸着剤室300中に配置されて真空シールされる。
【0088】
成形によりブロック200を形成すると、ブロック200の一面のみにて開口する空房210、220を作ることにより2個の領域215、225間を直接にシールすることができる。たとえば型の一面上に配置できる吸着剤205は金属管またはシールされたプラスチック製の堰板230上に直接にプレスすることができる。空房210、220の円錐形状を用いて型離れを容易にすることができる。
【0089】
押出しによるブロック200の形成の場合には、空房210、220はブロック200の両側に開口する。貫通された金属格子はブロック200の両側に接合して空房の各面上の2個の開口の1個を閉鎖できる。また例えばスプレーにより熱交換設計とした空房220上にシールフィルム製の堰板230を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1aは、この発明による第1の実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す説明的断面図である。図1bは、この発明による第2の実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す説明的断面図である。
【図2】図2aは、この発明による第三実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す説明的断面図である。図2bは、この発明による第三実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す、A−A矢視長手方向の説明的断面図である。
【図3】図3aは、この発明による、単一使用の、第1の適用例としての装置を示す図である。図3bは、図3aで示した、この発明による装置の部分Aの、長手方向の説明的断面図である。
【図4】図4aは、この発明による、単一使用の、第2の適用例としての装置を示す図である。図4bは、図4aで示した、この発明による装置の部分A’の、長手方向の説明的断面図である。
【図5】図5aは、この発明による、循環適用例による装置の図である。図5bは、図5aで示した、この発明による装置の部分Bの、長手方向の説明的断面図である。
【発明の背景技術】
1.産業上の利用分野
この発明は、蒸発吸着冷凍装置に関する。その原理は、ある液体を、その液体の蒸気を吸着することにより維持される、降圧効果の影響下で蒸発させることから成る。蒸発器近辺の冷却を促進するのは、蒸発器(チャンバー、空房、あるいは類似機器)に収容されている、この冷媒液の蒸発である。この蒸発器に対して、吸着剤材料を収容した、もうひとつのチャンバーが接続されるのが普通である。
【0002】
2.従来技術
冷媒液を蒸発させ、この液体の蒸気を吸着することによる冷凍原理は、循環システム(吸着剤を加熱して、再生する)、および単一使用システムの両方について、幾多の発展を経てきた。
【0003】
これら全ての装置において、吸着は吸着剤内の熱散逸を伴い、温度上昇に結びつく。この熱の一部を発散させることにより、その温度上昇を制限する試みが行なわれた。
【0004】
循環式装置は普通、熱交換器と結び付けられた吸着剤を含み、その吸着剤はまず、冷媒液の蒸気の吸着反応中、吸着剤により散逸された熱を発散させ、次にこれら吸着剤を再生するために加熱する。
【0005】
冷凍用の循環吸着の原理は、米国特許第4637218号に記載されている。
【0006】
循環システムにおいては、冷媒液が吸着により蒸発され、次に凝縮される。この吸着剤は、その吸着機能が完了後に、加熱によって再生される。熱交換器は、吸着機能時の最初に吸着剤を冷却し、次にこれら吸着剤を再生のために加熱するように設計されている。
【0007】
循環式装置における困難のひとつは、熱交換器と吸着剤間の、熱伝達性の問題にある。例えば、他用途では効果的な吸着剤である、ゼオライト(沸石)ではあるが、熱交換器とゼオライト吸着剤間の効果的熱伝達は達成が困難である。実際上吸着剤は通常、熱伝達性が非常に乏しい粒、または棒型形状をとることが多い。その結果、循環システムの効率が低い。
【0008】
米国特許第5535817号は、既にこの困難性を解析し、金属表面に蒸着して、ゼオライトを成形することにより、大幅に熱伝達性を向上する方法を提案した。このゼオライトは、内側ライニングを形成するように、直接金属管の内表面に蒸着される。しかしながら、この特許で提案された蒸着法は、実行するのが複雑で困難である。このことが、低コストでの大量生産に適用することを困難にする。
【0009】
単一使用の装置の場合、米国特許第4759191号では、吸着剤に別の材料、特に30℃と70℃間で、固体/液体間の相変化をする材料を添加することにより、温度上昇を制限することを提案している。しかしながら、意味のある効果を得るためには、多量の固体/液体間で相変化する材料を用いる必要がある(かなりの効果を得るには、吸着剤の二倍位必要)。
【0010】
この米国特許第4759191号ではまた、100℃あるいは、むしろ110℃に達する温度において、液体/気体間で相変化する材料を用いる可能性についても述べている。しかしながら、そのような装置の、実行上の制約に関しては解析されていない。
【0011】
【この発明の概要】
この発明の目的は、従来技術の問題点を克服することである。
【0012】
この目的のため、この発明では、吸着時に散逸される熱の放散に特に適するように、吸着剤を成形することを提案する。吸着剤の成形実行は、経済的に有益である。
【0013】
この発明によれば、吸着剤は空房を有する剛性ブロックの形で準備される。少なくとも、これら空房の一部は、冷媒液の蒸気分散を助長するために使われ、別の部分は、吸着時に散逸される熱の放散に使うことができる。循環式装置に適用の場合、熱放散に供用される空房はまた、吸着剤再生用の加熱もできる。
【0014】
この発明はさらに詳しくは、冷媒液、および降圧効果の影響下で蒸発する、その蒸気を収容する蒸発室と、接続ユニット、および真空下で冷媒液の蒸気を固定できる能力を備えた、吸着剤を収容する吸着室から成り、しかも、この吸着剤は一個以上の、多数の空房を有する剛性ブロックで構成され、少なくとも前記空房の一部は、吸着剤上の冷媒液の蒸気を分散させる能力がある、供給空房である、吸着冷凍装置に関する。
【0015】
ひとつの特徴として、少なくとも1個の別の空房が、冷媒液の蒸気を吸着中に散逸された熱を発散させる能力がある、熱交換空房である。
【0016】
この発明の、ひとつの特別の形態として、ブロックが、熱伝導性で気密性堰板により、仕切られたふたつの領域を有し、第1の領域が、吸着剤と、供給空房と、吸着室内のブロックの一面に設けた開口とを含み、第2の領域が、少なくとも1個の熱交換空房と、吸着室の外側で、ブロックの反対側面に設けた開口とを含む。
【0017】
ひとつの実施例として、堰板が少なくとも1個の金属管から成り、その堰板が少なくとも1個の熱交換空房を覆う。
【0018】
もうひとつの実施例として、ブロックの第1の領域が、望ましくはアルミ製の堰板に対し熱的に接合された、金属製リブを含む。
【0019】
もうひとつの実施例として、堰板がブロックの第2の領域壁面上に取り付けられた、樹脂製フィルムから成り、吸着室に接着されている。
【0020】
ひとつの特徴として、吸着剤がゼオライトである。
【0021】
実行のモードに応じて、冷媒液が水、および/またはアルコールである。
【0022】
ひとつの特徴として、ブロックがさらに外周部に断熱材を有し、この断熱材は、吸着剤と樹脂の混合物から成ることが望ましい。
【0023】
第1の適用例として、この発明による装置が、単一使用の装置である。
【0024】
ひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、相変化材料から成る、ヒートシンクを含む。
【0025】
第1の実施例として、相変化材料が固体状態から液体状態へ移行する。
【0026】
第2の実施例として、相変化材料が液体状態から気体状態へ移行する。
【0027】
ひとつの特徴として、吸着剤ブロックの第2の領域が、蒸気拡散ユニットを含み、この蒸気拡散ユニットが、疎水性で多孔性の材料から成ることが望ましい。
【0028】
もうひとつの特徴として、ブロックの第2の領域が、少なくとも1個の外気につながる開口を具えた蓋を含む。この開口は相変化材料の、蒸気の流量を制限する、少なくとも1個の穴から成る。
【0029】
ひとつの特徴として、相変化材料の蒸気が、上記した少なくとも1個の穴を通過し断熱膨張して、それが外部へ逃げるとき、温度を低下させる。好都合にも、この蒸気による温度低下は、35℃以上である。
【0030】
ひとつの実行例として、相変化材料が新鮮感を放つ芳香添加剤を含む。
【0031】
第2の適用例として、この発明による装置が、吸着相と吸着剤再生相とを含む循環式装置であって、少なくとも1個の熱交換空房がさらに、吸着剤を再生のために加熱することができる。
【0032】
ひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、液体/気体相変化材料から成る搬熱流体を含む。
【0033】
もうひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、その外表面が熱回路を流れている流体と接している、ドームによって閉じ込められている。
【0034】
もうひとつの特徴として、少なくとも1個の熱交換空房が、少なくとも1個の搬熱流体用供給管を含む。
【0035】
ひとつの特色として、搬熱流体の沸点温度が、吸着相、および再生相のふたつで、それぞれ相異なる。
【0036】
ひとつの特徴として、搬熱流体の沸点温度が、ドームと接触して熱回路を流れている流体の圧力によって、制御されている。
【0037】
この発明の特徴的形態、および利点は、添付の図面を参照する、以下の非限定的記述を通じて、明解に理解されるであろう。
【0038】
この発明は吸着剤の特殊な形成を意図するものであって、第1に効率的な吸着を、第2に吸着反応により発生される熱の容易な放出を、さらに必要なら吸着剤の迅速な再生を結果するものである。
【0039】
図1a−bおよび2a−bにおいて、この発明の装置はブロック200を有しており、このブロック200は周辺に断熱材350を具えた吸着室300内に配置された吸着剤205からなるものである。図中ではブロック200は円形であるが、方形など適宜な形状をとり得るものである。
【0040】
吸着剤205のブロック200は複数の空房210、220を有しており、これらの空房はブロック200内への吸着剤205の形成中に得られるものである。これら空房の断面は使用条件に応じて同じであってもよいし異なっていてもよい。
【0041】
この発明の装置は冷媒液Lを含んだ少なくとも1個の蒸発室を有しており、この冷媒液は降圧効果により蒸発することができる。接続ユニットが開くと、この冷媒液Lの蒸気Vは吸着室内において吸着剤205に吸着される。この点については図3a、4aにより詳細に後記する。
【0042】
冷媒液Lは好ましくは水であるがアルコール(メタノール、エタノール)であってもよい。
【0043】
吸着剤205は好ましくはゼオライトである。例えばゼオライト13Xまたはゼオライト4Aであって、バインダー(粘土、例えばカオリンまたは当業者公知の添加剤)と混合された微細な粉(粒度は数μから数十μ)および水からなるもので、空房210、220を具えたブロック200に形成できる濃いペースト状のものである。
【0044】
ブロック200周辺の絶縁材350はゼオライトに樹脂を含浸させるのが望ましく、その多孔性を阻害して水蒸気を吸着しないようにしてある。この絶縁材350はさらにブロック200に剛性と丈夫さを付与するもので、ついで例えばアルミニウムなどからなる吸着室300内で真空組立てされる。
【0045】
空房の少なくとも一部は供給空房210からなり、これが冷媒液Lの蒸気Vの拡散に用いられる。図1aに示す実施例にあっては、全ての空房210がこの蒸気V拡散機能を具えていてもよく、そうすれば熱を放出する必要がない。すると単位質量当りの吸着剤205の効率が熱が上がっても制約される。大量の吸着剤が使用される装置にあっては、製造上の簡単さからこの構造が好まれる。
【0046】
図1bに示す他の実施例にあっては、空房のごく一部が供給空房210であって、他の部分は熱交換空房220であって、吸着により発生された熱を放出し、循環式装置の場合には吸着剤の再生をも行う。空房2個の内1個はこの機能を具えるのが望ましい。
【0047】
ブロック200は本質的には堰板230により分断された2個の領域を有しており、これらは気密であるにも拘わらず効果的な熱交換(図3b)を行える。第1の領域215は真空下で吸着剤205(例えばゼオライト)と供給空房210とを含んでおり、吸着室300中でブロック200の一面上に開口している。第2の領域225は圧力下で少なくとも1個の熱交換空房220を有していて、吸着室外側の反対のブロック面に開口している。
【0048】
堰板230は第2の領域225の壁上に直接取り付けて吸着室300に接合するのが望ましい。実施例によっては、この堰板230は金属製の気密管からなり例えば熱交換空房220を閉塞するか、シールライニングを構成するフィルム(キャプトンまたはポリアミドなど)からなるように構成してもよい。
【0049】
図2a、bに示す実施例においては、ブロック200の第1の領域は堰板230に熱的に接合された金属製リブ235を有しており、これが熱交換空房220と吸着剤205との間の熱交換を向上させる。かくしてリブ235を具えた1個の管230を有した1個だけの熱交換空房220で全ての吸着剤205をまかなうことも可能となる。リブ235は堰板の管230と同様アルミニウムから形成するのが望ましい。
【0050】
第1の供給空房215は蒸発室に接続されており、その機能は冷媒液Lの蒸気Vの真空吸着を行うことにある。第2の熱交換領域225は外部に開口して熱を放出するようにしてもよく、または冷却回路上でシールまたは閉鎖してもよい。その点については詳細に後記する。
【0051】
単一使用の場合についてこの発明の装置の応用を図3a−bおよび図4a−bにより以下説明する。
【0052】
図3aに示すように、吸着室300は蒸発室2に接続されており、該蒸発室は冷媒液Lを含んだ気密空房からなっている。接続ユニット50は例えば開蓋手段または弁を有しており、冷媒液Lの蒸気Vの流れを活性化してから保持するのに用いられる。接続ユニット50はブロック200の第1の領域215、つまりは吸着剤205上に蒸気Vを拡散する供給空房210に接続されている。
【0053】
図3bにブロック200の2個の領域215、225間の堰板230を詳細に示す。
【0054】
単一使用のためのこの発明の装置の応用に際しては、熱交換空房220は相変化材料(実施例に応じて固体/液体または液体/気体)からなるヒートシンクを有している。
【0055】
相変化材料は固体相から液体相になる酢酸ナトリウムなどでもよい。その場合には第2の領域225(熱交換領域)はシールして液体の流れを防止しなければならない。完全閉鎖ブロック200にすると有利であるが、酢酸ナトリウムの潜熱の故に相変化材料の量が大きくなる。これは低コスト装置の場合には欠点となる。
【0056】
また相変化材料は液体相から気体相V’になる水であってもよい。吸着剤の昇温を制限する最も効果的な方法は水の蒸発により熱量を除くことである。なぜなら水の潜熱は非常に高い(45KJ/モル、すなわち水18g)からである。
【0057】
図3a−bに示す第1の実施例によれば、相変化材料の高温蒸気V’の拡散ユニット270はブロック200上で冷媒液Lの蒸気Vの側とは反対の面上の第2の領域225に設けられている。この拡散室270は疎水性の多孔性層からなり、該層は高温蒸気V’は通すが相変化材料の液体は通さない。かくして外側の開口にも拘わらず、拡散室270はブロック200に機械的な保護を与え相変化材料をシールするのである。
【0058】
かくして第2の領域225は外界に開口していて、蒸気V’を逃出させて吸着反応により発生された熱を除去する。しかし迅速な蒸発のためには、水は沸点にもってくるべきである。これは焼損の潜在的なリスクを来すものである。このリスクを回避すべく、この発明においては発生された蒸気の熱を下げる吸着剤を用いるのである。
【0059】
図4a−bに示す第2の実施例においては、少なくとも1個の熱交換空房220が冷却水(望ましくは液状水)を含んでおり、吸着剤と熱接触している。この熱交換空房220は少なくとも1個の外気への開口275を有しており、この開口は1以上の小孔によって構成されていて、逃出する水蒸気V’の流量を制限するものである。
【0060】
変化実施例においては、液体/蒸気相変化材料に添加剤を添加してもよく、これはブロック200の外部に放出される高温蒸気V’に人工的な芳香を付与する。この人工的な芳香は(例えばユーカリやウオーターメロンに基づいた)は新鮮さの感覚を生じるという利点がある。
【0061】
図4bに詳しく示すように、熱交換空房220は少なくとも1個の外気への開口275を有しており、該開口は1以上の小孔からなり逃出する蒸気V’の流量を制限するものである。この開口275は圧力下の蒸気V’の外界へ逃出する際の断熱膨張を促進する。
【0062】
ある実施例では、吸着剤205と少なくとも1個の熱交換空房220により構成される集合体は蓋271(アルミニウムなどの金属からなる)により閉鎖される。この蓋271は1以上の開口275を有しており、その直径は制約されて冷却水(相変化材料)の蒸気V’の断熱膨張を可能としている。
【0063】
装置の動作中、吸着剤205により放出された熱は冷却水の蒸発と熱交換空房220中の蒸気V’の圧力増加を促すものである。加圧蒸気V’は小直径の開口275を通って逃出するとき、断熱膨張または減圧して、その温度を落とす。そのときの温度の低下は、蒸気V’の流量が高いほど、大きくなる。これは何故かと言えば、この場合には熱交換空房220中の圧力が高くて膨張が大きいからである。下記の数表に示すように、装置が動作している間に蒸気V’の温度の低下は外部に放出される。
【0064】
【表1】
【0065】
かくして例えば、1バールの過剰圧力について熱交換空房220内の蒸気V’の温度は120℃に上昇する。しかし開口275を通って圧力が低減した後は、放出蒸気の温度はもはや約55℃より大きくはない。この過剰な圧力は例えば断面0.4mm2の孔を通っての蒸気V’の流量0.1g/secにより達成される。
【0066】
断熱膨張または圧力低減による冷却は下記の物理法則に従う。
【0067】
【数1】
【0068】
ここで(T1、P1)と(T2、P2)の対は圧力低減前後の温度と圧力である。またγは等エントロピー定数であって次の式で表わされる。
【0069】
【数2】
【0070】
下記の表は起きた過剰圧力の関数として得られた冷却容量である。温度の関数である蒸気圧力は「Handbook of Chemistry and Physics、80年版」から取られたものである。表中の流量は直径1mm(0.8mm2)の孔に対応するものである(Flowmaster code)。蒸気V’の流量は孔の面積に比例し、冷却容量は流量(水の蒸発の潜熱)に比例する。
【0071】
【表2】
【0072】
つぎに図5a、5bによりこの発明の装置の循環使用について説明する。
【0073】
この種の装置は2組の吸着剤200、201を有しており、これらは吸着・再生相において連続交互に作用するものである。
【0074】
一次吸着回路400は吸着剤ブロック200、201を蒸発室2と圧縮室4とに接続するものである。2シリンダー・ピストン弁60が各ブロック200、201のそれらいずれかのユニットへの交互接続に用いられる。冷媒液Lの蒸気Vはこの一次回路400内を流れる。
【0075】
二次再生回路410は吸着剤ブロック200、201をヒーター5とクーラー6とに接続する。可逆ポンプ8が二次流体Vrをこの回路410に流入させる。このポンプ8はブロック200近傍の回路410中の二次流体Vrの圧力を再生に際して上げ、減圧器9が2個のブロック200、201間に配置されて、ブロック201近傍の回路410中の流体Vrの圧力を吸着に際して低減する。
【0076】
外部交換回路は従来技術によるものであり、冷やしは蒸発室2内に生成され、圧縮器4とクーラー6とはこの順で直列配置されて抽出された熱量を回復し、ヒーター5は装置の動作のための追加エネルギーを供給する。
【0077】
図5bのBに循環使用におけるこの発明の装置の特徴を明示するものである。
【0078】
熱交換空房220は水やアルコールのような液体/気体相変化材料からなる搬熱流体L’と該流体の供給管240を含んでいる。
【0079】
この発明においてはさらにこれらの熱交換空房220がドーム型の蓋250により閉鎖されており、該蓋はこの面250上を流れる二次回路410の流体Vrの熱交換を行う。したがってブロック200の第2の領域225は熱交換空房220とそのドーム250をシールされた堰板230中で囲繞する。
【0080】
熱交換空房220の底部の搬熱流体L’と二次回路410の流体Vrとの間の温度の差は非常に低い(数℃)。
【0081】
吸着相中、熱交換空房220に伝達された熱は吸着剤205により解放され、圧力(ドーム250中にある搬熱流体L’を供給管240の底部に向けて押す圧力)下で搬熱冷媒液L’をして空房220の底部からドーム250へと高温蒸気V’の形で蒸発する。これらの高温蒸気V’はついでドーム250中で流体Vr(二次回路410のクーラーである)と接触して濃縮される。
【0082】
逆に再生相中には、二次回路410の流体Vrは加熱要素であって(ヒーターと可逆ポンプ8の共同作用によって)、ドーム250の加熱を促して、空房220中で濃縮された搬熱流体L’の蒸発につながり、熱は吸着剤205に至って再生される。濃縮流体L’は供給管240を通って空房220から出てドーム250に至る。
【0083】
この発明の特に有利な実施に際しては、搬熱流体L’の蒸発温度は吸着と再生の両相で異なる。この差は二次回路410中で柔軟性で圧力を伝達するドーム250と接触する流体Vrの圧力により異なってくる。
【0084】
この発明において吸着剤ブロック200を製造する方法をつぎに説明する。
【0085】
空房210、220を具えた吸着剤ブロック200の形成は成形、射出または水およびバインダーと混合された吸着剤からなるペースト型内でのプレスによる。
【0086】
また吸着剤ブロック200の形成はダイを通って連続押出しして、例えばワイヤーで切断して行うこともできる。堰板230がリブ235を具えた少なくとも1個の金属管からなる場合には、ブロック200はリブ付き金属管と吸着剤の共押出しによっても形成できる。
【0087】
ブロック200は例えば乾燥空気中で100℃で乾燥され、例えば0.1Paの真空中で450℃で焼かれ完全に脱水される。ブロック200の周辺にはついで樹脂が含浸されて絶縁剤350を形成し、ブロック200は吸着剤室300中に配置されて真空シールされる。
【0088】
成形によりブロック200を形成すると、ブロック200の一面のみにて開口する空房210、220を作ることにより2個の領域215、225間を直接にシールすることができる。たとえば型の一面上に配置できる吸着剤205は金属管またはシールされたプラスチック製の堰板230上に直接にプレスすることができる。空房210、220の円錐形状を用いて型離れを容易にすることができる。
【0089】
押出しによるブロック200の形成の場合には、空房210、220はブロック200の両側に開口する。貫通された金属格子はブロック200の両側に接合して空房の各面上の2個の開口の1個を閉鎖できる。また例えばスプレーにより熱交換設計とした空房220上にシールフィルム製の堰板230を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1aは、この発明による第1の実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す説明的断面図である。図1bは、この発明による第2の実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す説明的断面図である。
【図2】図2aは、この発明による第三実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す説明的断面図である。図2bは、この発明による第三実施例としての装置の、吸着剤ブロックの一部を示す、A−A矢視長手方向の説明的断面図である。
【図3】図3aは、この発明による、単一使用の、第1の適用例としての装置を示す図である。図3bは、図3aで示した、この発明による装置の部分Aの、長手方向の説明的断面図である。
【図4】図4aは、この発明による、単一使用の、第2の適用例としての装置を示す図である。図4bは、図4aで示した、この発明による装置の部分A’の、長手方向の説明的断面図である。
【図5】図5aは、この発明による、循環適用例による装置の図である。図5bは、図5aで示した、この発明による装置の部分Bの、長手方向の説明的断面図である。
Claims (28)
- 蒸発室と接続ユニットと吸着室とを有しており、蒸発室は冷媒液と降圧により蒸発するその蒸気とを含んでおり、吸着室は真空下で冷媒液の蒸気を凝固することのできる吸着剤を含んでおり、吸着剤が複数の空房を有した1個以上の剛性ブロックにより構成されており、空房の少なくとも一部は冷媒液の蒸気を吸着剤上に拡散できる供給空房であることを特徴とする吸着冷凍装置。
- 少なくとも1個の他の空房が熱交換空房であって、冷媒液の蒸気の吸着中に解放された熱を放出できることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- ブロックが熱伝導性気密堰板により分断された2個の領域を有しており、第1の領域が吸着剤と供給空房と吸着室中のブロックの一面上の開口とを有しており、第2の領域が少なくとも1個の熱交換空房と吸着室外側上のブロックの反対の面上の開口とを有していることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 堰板が少なくとも1個の金属管を有していて、これが少なくとも1個の熱交換空房を覆っていることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- ブロックの第1の領域が堰板に熱的に接合された金属リブを有していることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- リブがアルミニウム中にあることを特徴とする請求項4に記載の装置。
- 堰板がプラスチックフィルムからなり、ブロックの第2の領域の壁上に設けられてかつ吸着室に接合されていることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 吸着剤がゼオライトであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかひとつに記載の装置。
- 冷媒液が水および/またはアルコールであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかひとつに記載の装置。
- ブロックがさらにその周辺に断熱材を有していることを特徴とする請求項1〜9のいずれかひとつに記載の装置。
- 断熱材が吸着剤と樹脂の混合物からなることを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 単一の使用のためであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかひとつに記載の装置。
- 少なくとも1個の熱交換空房が相変化材料からなるヒートシンクを有していることを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 相変化材料が固体状から液体状に移行することを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 相変化材料が液体状から気体状に移行することを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 材料が水であることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- ブロックの第2の領域が蒸気拡散ユニットを有していることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 蒸気拡散ユニットが疎水性の多孔性材料からなることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- ブロックの第2の領域が相変化材料蒸気の流量を制限する少なくとも1個の孔からなる外側大気への少なくとも1個の開口を具えた蓋を有していることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 相変化材料の蒸気が少なくとも1個の孔を通って断熱膨張をして、外界へ逃出する際に温度を下げることを特徴とする請求項19に記載の装置。
- 蒸気の温度降下が35℃以上であることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 相変化材料が新鮮感覚を生成する芳香添加物を含んでいることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 循環動作に際して、吸着相と吸着剤再生相とを有しており、少なくとも1個の熱交換空房が再生のために吸着剤を加熱できることを特徴とする請求項2〜10のいずれかひとつに記載の装置。
- 少なくとも1個の熱交換空房が液体・気体相変化材料からなる搬熱流体を含んでいることを特徴とする請求項23に記載の装置。
- 少なくとも1個の熱交換空房がドームにより閉鎖され、該ドームの外面が熱回路に流れる流体に接触していることを特徴とする請求項23または24に記載の装置。
- 少なくとも1個の熱交換空房が搬熱流体のための管を少なくとも1個有していることを特徴とする請求項23または24に記載の装置。
- 搬熱流体の蒸発温度が吸着と再生の2個の明確な相において異なることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 搬熱流体の蒸発温度がドームと接触して熱回路を流れる流体の圧力により制御されることを特徴とする請求項27に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0008835A FR2811412B1 (fr) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | Dispositif de refrigeration par adsorption |
FR0014559A FR2816698B1 (fr) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Dispositif de refrigeration par adsorption |
PCT/EP2001/009028 WO2002002998A1 (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Adsorption refrigerating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004502128A true JP2004502128A (ja) | 2004-01-22 |
JP2004502128A5 JP2004502128A5 (ja) | 2005-12-22 |
Family
ID=26212520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002507225A Pending JP2004502128A (ja) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | 吸着冷凍装置 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7000426B2 (ja) |
EP (1) | EP1297287B1 (ja) |
JP (1) | JP2004502128A (ja) |
CN (1) | CN1222744C (ja) |
AT (1) | ATE352758T1 (ja) |
AU (2) | AU2001287661B2 (ja) |
CA (1) | CA2412945A1 (ja) |
DE (1) | DE60126282T2 (ja) |
ES (1) | ES2281441T3 (ja) |
WO (1) | WO2002002998A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008157536A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Denso Corp | 吸着器および吸着器の製造方法 |
JP2009121711A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Denso Corp | 吸着熱交換器 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2875587B1 (fr) * | 2004-09-20 | 2007-03-30 | Thermagen Sa | Emballage auto-refrigerant |
CN101485950B (zh) * | 2008-01-15 | 2011-09-21 | 北京瑞伊人科技发展有限公司 | 一种移去小分子副产物的合成反应器及其应用 |
US20110048920A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Industrial Idea Partners, Inc. | Adsorbent - Adsorbate Desalination Unit and Method |
US8875535B2 (en) * | 2009-12-02 | 2014-11-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Compact condenser module including a tortuous path for removing water droplets from air |
US8597471B2 (en) | 2010-08-19 | 2013-12-03 | Industrial Idea Partners, Inc. | Heat driven concentrator with alternate condensers |
FR2973717B1 (fr) | 2011-04-08 | 2013-03-29 | Ceca Sa | Procede de reduction de l'acidite totale de compositions frigorigenes |
FR2973809B1 (fr) * | 2011-04-08 | 2015-11-13 | Ceca Sa | Utilisation de zeolithes pour la stabilisation d'huiles |
US20140113112A1 (en) * | 2011-07-11 | 2014-04-24 | Dow Global Technologies Llc | Microcapillary films containing phase change materials |
DE102015219688B4 (de) * | 2015-10-12 | 2022-02-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Adsorber, verfahren zur herstellung eines adsorbers und fahrzeug mit einem adsorber |
CN110088542B (zh) * | 2016-10-27 | 2021-06-01 | 可口可乐公司 | 用于真空冷却饮料的系统和方法 |
CN109386990A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-02-26 | 宁波工程学院 | 吸附制冷器具 |
CN112167242B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-25 | 清华大学 | 一种基于多层相变材料的无主动冷却低温储运装置 |
CN114272702B (zh) * | 2021-12-28 | 2022-12-30 | 重庆大学 | 沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件、其设计方法、和脱硫除尘装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0599538A (ja) * | 1991-10-11 | 1993-04-20 | Daikin Ind Ltd | 吸着式熱交換器 |
JPH0682116A (ja) * | 1992-09-02 | 1994-03-22 | Kajima Corp | 吸着式ヒートポンプ |
JPH10103811A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Denso Corp | 吸着式冷凍装置の吸着コアおよびその製造方法 |
JPH10122699A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-15 | Denso Corp | 吸着式冷凍装置の吸着コア |
JPH11287531A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 吸着式冷凍機の吸着器 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR948292A (fr) | 1947-06-23 | 1949-07-27 | Réfrigérateur populaire | |
FR1029877A (fr) * | 1950-12-19 | 1953-06-08 | S E R A M | Réfrigérateur à absorption |
US3579464A (en) * | 1968-05-20 | 1971-05-18 | Grace W R & Co | Nondecrepitating silica gel and method for its preparation |
DE2334224A1 (de) * | 1973-07-05 | 1975-01-23 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung poriger massen mit hilfe von molekularsiebzeolithen |
US4637218A (en) * | 1974-11-04 | 1987-01-20 | Tchernev Dimiter I | Heat pump energized by low-grade heat source |
US4144171A (en) * | 1977-12-27 | 1979-03-13 | Parker-Hannifin Corporation | Filter block and method of making the same |
US4220553A (en) * | 1978-11-20 | 1980-09-02 | Parker-Hannifin Corporation | Method of making filter block of an adsorbent and phenolic-polyurethane binder |
DE3016290A1 (de) * | 1979-04-30 | 1980-11-20 | Hans Ivar Wallsten | Stabile formlinge aus sorbens und verfahren zu ihrer herstellung |
DE3474852D1 (en) * | 1983-07-08 | 1988-12-01 | Schiedel Gmbh & Co | Absorber using a solid for an absorption cycle |
DE3347700C2 (de) * | 1983-12-31 | 1994-07-07 | Zeolith Tech | Zeolithformling mit hoher Wärmeleitung und Verfahren zur Herstellung |
US4759191A (en) * | 1987-07-07 | 1988-07-26 | Liquid Co2 Engineering, Inc. | Miniaturized cooling device and method of use |
US4928495A (en) * | 1989-06-22 | 1990-05-29 | Israel Siegel | Self cooling and self heating container |
US5535817A (en) | 1989-07-28 | 1996-07-16 | Uop | Sorption cooling process and apparatus |
FR2679633B1 (fr) | 1991-07-26 | 1997-12-12 | Faiveley Sa | Installation pour produire du froid par reaction solide/gaz, le reacteur comportant des moyens de refroidissement. |
FR2703763B1 (fr) * | 1993-04-07 | 1995-06-23 | Sofrigam | Réacteur chimique, machine frigorifique et conteneur ainsi équipés, et cartouche de réactif s'y rapportant. |
JP2825146B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1998-11-18 | 東邦レーヨン株式会社 | 電気機器用吸着エレメント |
DE9404126U1 (de) | 1994-03-11 | 1994-06-30 | Faerber Wilfried | Vorrichtung zur Kälteerzeugung und Wärmespeicherung über Feststoffadsorption mittels Wasserdampf und heißen Gasen |
EP0678320B1 (en) * | 1994-04-18 | 1997-08-06 | Yoshiteru Yagishita | Method of fabricating molded filter element |
JPH0999731A (ja) * | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Denso Corp | 吸着式空気調和装置 |
DE19730697A1 (de) | 1997-07-17 | 1999-01-21 | Buderus Heiztechnik Gmbh | Adsorptionswärmepumpe |
US5900201A (en) * | 1997-09-16 | 1999-05-04 | Eastman Kodak Company | Binder coagulation casting |
AU762465B2 (en) | 1998-03-31 | 2003-06-26 | Grace Gmbh & Co. Kg | Shaped body of zeolite, a process for its production and its use |
DE19818807B4 (de) | 1998-04-27 | 2007-03-22 | Behr Gmbh & Co. Kg | Sorptionsvorrichtung, insbesondere zur Klimatisierung von Fahrzeuginnenräumen |
SE513178C2 (sv) | 1998-11-24 | 2000-07-24 | Suncool Ab | Kemisk Värmepump med fast substans |
FR2816698B1 (fr) * | 2000-11-13 | 2004-05-28 | Pierre Jeuch | Dispositif de refrigeration par adsorption |
-
2001
- 2001-07-06 EP EP01967234A patent/EP1297287B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-06 US US10/239,822 patent/US7000426B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-06 CA CA002412945A patent/CA2412945A1/en not_active Abandoned
- 2001-07-06 DE DE60126282T patent/DE60126282T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-06 WO PCT/EP2001/009028 patent/WO2002002998A1/en active IP Right Grant
- 2001-07-06 AU AU2001287661A patent/AU2001287661B2/en not_active Ceased
- 2001-07-06 ES ES01967234T patent/ES2281441T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-06 CN CNB018121160A patent/CN1222744C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-06 JP JP2002507225A patent/JP2004502128A/ja active Pending
- 2001-07-06 AT AT01967234T patent/ATE352758T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-07-06 AU AU8766101A patent/AU8766101A/xx active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0599538A (ja) * | 1991-10-11 | 1993-04-20 | Daikin Ind Ltd | 吸着式熱交換器 |
JPH0682116A (ja) * | 1992-09-02 | 1994-03-22 | Kajima Corp | 吸着式ヒートポンプ |
JPH10103811A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Denso Corp | 吸着式冷凍装置の吸着コアおよびその製造方法 |
JPH10122699A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-15 | Denso Corp | 吸着式冷凍装置の吸着コア |
JPH11287531A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 吸着式冷凍機の吸着器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008157536A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Denso Corp | 吸着器および吸着器の製造方法 |
JP2009121711A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Denso Corp | 吸着熱交換器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7000426B2 (en) | 2006-02-21 |
EP1297287A1 (en) | 2003-04-02 |
DE60126282D1 (de) | 2007-03-15 |
US20030159461A1 (en) | 2003-08-28 |
AU2001287661B2 (en) | 2005-09-08 |
ATE352758T1 (de) | 2007-02-15 |
CN1222744C (zh) | 2005-10-12 |
AU8766101A (en) | 2002-01-14 |
ES2281441T3 (es) | 2007-10-01 |
CA2412945A1 (en) | 2002-01-10 |
EP1297287B1 (en) | 2007-01-24 |
WO2002002998A1 (en) | 2002-01-10 |
DE60126282T2 (de) | 2007-11-15 |
CN1440500A (zh) | 2003-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004502128A (ja) | 吸着冷凍装置 | |
JP2596169B2 (ja) | 冷却器 | |
KR100623641B1 (ko) | 루프 히트파이프 구조의 냉각장치 | |
CA2988600C (en) | Moisture pump for enclosure | |
JP3634114B2 (ja) | 成形用吸着剤の製造方法と、これを用いた一体成形構造の吸着熱交換器とその製造方法 | |
US9631851B2 (en) | Vacuum container for removing foreign gases from an adsorption refrigeration machine | |
AU2001287661A1 (en) | Adsorption refrigerating device | |
CN1519160A (zh) | 具有冷却装置的转向装置 | |
JP2001524202A (ja) | セパレーターを有する吸着冷蔵庫 | |
JP6199411B2 (ja) | 電子機器 | |
JP4357340B2 (ja) | 吸着式冷蔵庫 | |
CN111613592B (zh) | 一种电子器件冷却装置 | |
JPH08271085A (ja) | 吸着器及び吸着式冷凍装置 | |
ZA200210091B (en) | Adsorption refrigeration device. | |
JP6355355B2 (ja) | 吸着式熱交換器 | |
JP2010078182A (ja) | 吸着式ヒートポンプ | |
RU2183310C1 (ru) | Устройство термостабилизации | |
JPH0541324Y2 (ja) | ||
JPH0131904Y2 (ja) | ||
SU1201128A1 (ru) | Схват манипул тора | |
JP6924402B2 (ja) | 断熱材併設冷却装置 | |
JP2002543358A (ja) | 冷媒材料の調製 | |
JPH03140760A (ja) | 吸着式冷凍装置 | |
JPH01210769A (ja) | ケミカルヒートポンプ装置 | |
JP2005331234A (ja) | 冷却装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041214 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080408 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100914 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110308 |