JP2005300065A - Adsorption refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、吸着式冷凍装置に関し、小型化された吸着式冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to an adsorption refrigeration apparatus, and relates to a downsized adsorption refrigeration apparatus.
一般に、吸着式冷凍装置は、作動冷媒を蒸発させる蒸発器と、作動冷媒の凝縮を行う凝縮器と、作動冷媒の蒸気を吸着あるいは脱着する吸着剤を充填してなる一対の吸脱着器と、これらの間に作動冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えて構成されており、前記冷媒循環路には、蒸発器および凝縮器と一対の吸脱着器との間に4個の電磁開閉弁が介設されている。 In general, the adsorption refrigeration apparatus includes an evaporator for evaporating the working refrigerant, a condenser for condensing the working refrigerant, and a pair of adsorption / desorption devices filled with an adsorbent that adsorbs or desorbs the vapor of the working refrigerant, A refrigerant circulation path that circulates the working refrigerant is provided between them, and four electromagnetic on-off valves are provided between the evaporator and the condenser and the pair of adsorption / desorption units in the refrigerant circulation path. It is installed.
そして、2個の電磁閉弁を開作動させ且つ2個の電磁開閉弁を閉作動させることにより冷媒蒸気を吸着剤に吸着させる吸着器として作用している吸脱着器の一方と蒸発器とを連通し且つ冷媒蒸気を吸着剤から脱着させる脱着器として作用している吸脱着器の他方と凝縮器とを連通する状態する第1ステージと、全部の電磁開閉弁を閉作動させることにより蒸発器および凝縮器と一対の吸脱着器とを全て非連通とする予熱ステージと、前記第1ステージとは逆の2個の電磁開閉弁を開作動させ且つ2個の電磁開作動を閉作動させることにより前記第1ステージにおいて吸着器として作用していた吸脱着器を脱着器として作用させ且つ前記第1ステージに脱着器として作用していた吸脱着器を吸着器として作用させる第2ステージと、全部の電磁開閉弁を閉作動させることにより蒸発器および凝縮器と一対の吸脱着器とを全て非連通とする予熱ステージとを順次繰り返すことにより冷凍装置の運転が行われるととなっている(特許文献1参照)。 Then, one of the adsorption / desorption devices acting as an adsorber for adsorbing the refrigerant vapor to the adsorbent by opening the two electromagnetic valves and closing the two electromagnetic valves, and the evaporator A first stage communicating with the other of the adsorption / desorption device acting as a desorption device for desorbing the refrigerant vapor from the adsorbent and the condenser, and the evaporator by closing all the electromagnetic on-off valves And a preheating stage in which the condenser and the pair of adsorption / desorption devices are not in communication with each other, and two electromagnetic opening / closing valves opposite to the first stage are opened and the two electromagnetic opening operations are closed. A second stage that causes the adsorption / desorption device that acted as an adsorber in the first stage to act as a desorption device and the adsorption / desorption device that acted as a desorption device to the first stage act as an adsorber, Electromagnetic The refrigerating apparatus is operated by sequentially repeating a preheating stage in which the evaporator, the condenser, and the pair of adsorption / desorption devices are all in communication by closing the valve closing operation (Patent Document 1). reference).
ところが、近年、吸着式冷凍装置の小型化への指向が強くなっており、上記した公知の吸着式冷凍装置の場合、4個の電磁開閉弁が必要なところから、その占める容積が大きくなり、小型化の阻害要因となっていた。また、電磁開閉弁を用いた場合、開弁状態あるいは閉弁状態においては、ソレノイドへの通電を継続する必要があり、省エネ化の阻害要因ともなっていた。 However, in recent years, the direction toward downsizing of the adsorption refrigeration apparatus has become stronger, and in the case of the above-described known adsorption refrigeration apparatus, the volume occupied by four electromagnetic on-off valves is increased, It was an obstacle to miniaturization. Further, when an electromagnetic opening / closing valve is used, it is necessary to continue energization of the solenoid in the valve open state or the valve closed state, which has been an obstacle to energy saving.
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、蒸発器および凝縮器と一対の吸脱着器とを接続する通路の切換を、1個の通路切換弁を用いて行い得るようにすることにより、吸着式冷凍装置の小型化を図ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and enables switching of a passage connecting an evaporator and a condenser and a pair of adsorption / desorption devices using a single passage switching valve. Therefore, it is intended to reduce the size of the adsorption refrigeration apparatus.
本願発明では、上記課題を解決するための第1の手段として、作動冷媒Xを蒸発させる蒸発器1と、作動冷媒Xの凝縮を行う凝縮器2と、作動冷媒Xの蒸気を吸着あるいは脱着する吸着剤を充填してなる一対の吸脱着器3,4と、これらの間に作動冷媒Xを循環させる冷媒循環路5とを備えた吸着式冷凍装置において、前記冷媒循環路5に、前記蒸発器1と前記吸脱着器3,4の一方とを連通し且つ前記凝縮器2と前記吸脱着器3,4の他方とを連通する状態と、前記蒸発器1と前記凝縮器2と前記吸脱着器3,4とを共に非連通とする状態とに切換作動する一つの通路切換弁6を介設している。
In the present invention, as a first means for solving the above problems, an
上記のように構成したことにより、一つの通路切換弁6の切換作動により、蒸発器1と吸脱着器3,4の一方とを連通し且つ凝縮器2と吸脱着器3,4の他方とを連通する状態と、蒸発器1と凝縮器2と吸脱着器3,4とを共に非連通とする状態とに切換可能となり、従来の4個の電磁開閉弁を使用した場合に比べて大幅な容積低減を図ることができる。その結果、吸着式冷凍装置の小型化を図ることができる。
With the above configuration, the switching operation of one
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第2の手段として、上記第1の手段を備えた吸着式冷凍装置において、前記通路切換弁6を、前記蒸発器1、前記凝縮器2および前記吸脱着器3,4にそれぞれ接続される四つのポート10A,10B,10C,10Dを円周方向に有する円筒形状の弁本体7と、該弁本体7内にあって回転作動され且つ前記四つのポート10A,10B,10C,10Dのうちの隣合う二つのポートを開通させる位置あるいは全てのポート10A,10B,10C,10Dを非連通状態とする位置をとる弁体8と、該弁体8を回転駆動させる駆動手段9とによって構成することもでき、そのように構成した場合、構造が簡単となるとともに、駆動手段9は弁体8の回転作動時にのみ駆動されることとなり、省エネとなる。
In the present invention, as a second means for solving the above-described problem, in the adsorption refrigeration apparatus provided with the first means, the
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第3の手段として、上記第1又は第2の手段を備えた吸着式冷凍装置において、前記吸脱着器3,4を冷却あるいは加熱する熱源としてペルチエ素子17を採用することもでき、そのように構成した場合、吸脱着器3,4を吸着器あるいは脱着器として作用させる際の熱源が、ペルチエ素子17への通電の方向を切り換えるのみで得られることとなり、更なる小型化および省エネを図ることができる。
In the present invention, as a third means for solving the above problems, in the adsorption refrigeration apparatus provided with the first or second means, as a heat source for cooling or heating the adsorption /
本願発明の第1の手段によれば、作動冷媒Xを蒸発させる蒸発器1と、作動冷媒Xの凝縮を行う凝縮器2と、作動冷媒Xの蒸気を吸着あるいは脱着する吸着剤を充填してなる一対の吸脱着器3,4と、これらの間に作動冷媒Xを循環させる冷媒循環路5とを備えた吸着式冷凍装置において、前記冷媒循環路5に、前記蒸発器1と前記吸脱着器3,4の一方とを連通し且つ前記凝縮器2と前記吸脱着器3,4の他方とを連通する状態と、前記蒸発器1と前記凝縮器2と前記吸脱着器3,4とを共に非連通とする状態とに切換作動する一つの通路切換弁6を介設して、一つの通路切換弁6の切換作動により、蒸発器1と吸脱着器3,4の一方とを連通し且つ凝縮器2と吸脱着器3,4の他方とを連通する状態と、蒸発器1と凝縮器2と吸脱着器3,4とを共に非連通とする状態とに切換可能としたので、従来の4個の電磁開閉弁を使用した場合に比べて大幅な容積低減を図ることができることとなり、吸着式冷凍装置の小型化を図ることができるという効果がある。
According to the first means of the present invention, an
本願発明の第2の手段におけるように、上記第1の手段を備えた吸着式冷凍装置において、前記通路切換弁6を、前記蒸発器1、前記凝縮器2および前記吸脱着器3,4にそれぞれ接続される四つのポートを円周方向に有する円筒形状の弁本体と、該弁本体内にあって回転作動され且つ前記四つのポートのうちの隣合う二つのポートを開通させる位置あるいは全てのポート10A,10B,10C,10Dを非連通状態とする位置をとる弁体8と、該弁体8を回転駆動させる駆動手段9とによって構成することもでき、そのように構成した場合、構造が簡単となるとともに、駆動手段9は弁体8の回転作動時にのみ駆動されることとなり、省エネとなる。
As in the second means of the present invention, in the adsorption refrigeration apparatus having the first means, the
本願発明の第3の手段におけるように、上記第1又は第2の手段を備えた吸着式冷凍装置において、前記吸脱着器3,4を冷却あるいは加熱する熱源としてペルチエ素子17を採用することもでき、そのように構成した場合、吸脱着器3,4を吸着器あるいは脱着器として作用させる際の熱源が、ペルチエ素子17への通電の方向を切り換えるのみで得られることとなり、更なる小型化および省エネを図ることができる。
As in the third means of the present invention, in the adsorption refrigeration apparatus provided with the first or second means, a
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について説明する。 Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1の実施の形態
図1ないし図6には、本願発明の第1の実施の形態にかかる吸着式冷凍装置の概略構成が示されている。
First Embodiment FIGS. 1 to 6 show a schematic configuration of an adsorption refrigeration apparatus according to a first embodiment of the present invention.
この吸着式冷凍装置は、図1に示すように、作動冷媒Xを蒸発させる蒸発器1と、作動冷媒Xの凝縮を行う凝縮器2と、作動冷媒Xの蒸気を吸着あるいは脱着する吸着剤を充填してなる一対の吸脱着器3,4と、これらの間に作動冷媒Xを循環させる冷媒循環路5とを備えて構成されており、前記冷媒循環路5には、前記蒸発器1と前記吸脱着器3,4の一方とを連通し且つ前記凝縮器2と前記吸脱着器3,4の他方とを連通する状態と、前記蒸発器1と前記凝縮器2と前記吸脱着器3,4とを共に非連通とする状態とに切換作動する一つの通路切換弁6が介設されている。符号11は蒸発器1と凝縮器2とを連通し、凝縮器2で凝縮された液冷媒を蒸発器1へ供給するための連通路、12,13,14,15は蒸発器1、凝縮器2、吸脱着器3,4にそれぞれ配設された熱交換器である。
As shown in FIG. 1, this adsorption refrigeration apparatus includes an
前記通路切換弁6は、図5および図6に示すように、前記蒸発器1、前記凝縮器2および前記吸脱着器3,4にそれぞれ接続される四つのポート10A,10B,10C,10Dを円周方向に有する円筒形状の弁本体7と、該弁本体7内にあって回転作動され且つ前記四つのポート10A,10B,10C,10Dのうちの隣合う二つのポート10A,10Bあるいは10C,10Dを開通させる位置あるいは全てのポート10A,10B,10C,10Dを閉塞する位置をとる弁体8と、該弁体8を回転駆動させる駆動手段として作用するステッピングモータ9とによって構成されている。このようにすると、通路切換弁6の構造が極めて簡単となる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
そして、吸脱着器3,4には、該吸脱着器3,4を冷却あるいは加熱するための熱源として冷却水Wcあるいは熱源水Whが供給されることとなっている。
The adsorption /
また、本実施の形態においては、作動冷媒Xとしては、例えば水が使用され、吸着剤としては、例えばキセロゲルが使用される。 In the present embodiment, for example, water is used as the working refrigerant X, and xerogel is used as the adsorbent, for example.
上記構成の吸着式冷凍装置の作用について、以下に説明する。
(I) 第1ステージ
図1に示すように、通路切換弁6における二つのポート10A,10Bおよび10C,10Dが連通する位置に弁体8が位置せしめられる。その結果、吸着器として作用している吸脱着器3と蒸発器1とが連通され、脱着器として作用している吸脱着器4と凝縮器2とが連通されることとなる。この時、吸脱着器3には冷却水Wcが供給され、吸脱着器4には熱源水Whが供給されることとなっている。この状態においては、蒸発器1においては冷水が得られ、凝縮器2においては温水が得られることとなる。このようにして得られた冷水あるいは温水は、冷房用あるいは暖房用の熱源として用いられる。
(II) 予熱ステージ
第1ステージの状態で運転していると、吸脱着器3,4は飽和状態となるので、図2に示すように、吸脱着器3に熱源水Whを供給し、吸脱着器4に冷却水Wcを供給するように切り換えると同時に、ステッピングモータ9により弁体8が45°だけ回転せしめられ、通路切換弁6における四つのポート10A,10B,10C,10Dが非連通となる位置に弁体8が位置せしめられる。その結果、蒸発器1および凝縮器2と二つの吸脱着器3,4とは全て非連通となる。この状態においては、吸脱着器3は熱源水Whにより加熱され、吸脱着器4は冷却水Wcにより冷却されることとなる。つまり、吸脱着器3,4の予熱が行われるのである。この状態においても、蒸発器1においては冷水が得られ、凝縮器2においては温水が得られることとなる。このようにして得られた冷水あるいは温水は、冷房用あるいは暖房用の熱源として用いられる。
(III) 第2ステージ
予熱ステージにおいて吸脱着器3,4の温度が所定温度となると、図3に示すように、ステッピングモータ9により弁体8が45°だけ回転せしめられ、通路切換弁6における二つのポート10B,10Cおよび10D,10Aが連通する位置に弁体8が位置せしめられる。その結果、第1ステージとは逆に、吸着器として作用している吸脱着器4と蒸発器1とが連通され、脱着器として作用している吸脱着器3と凝縮器2とが連通されることとなる。この時、吸脱着器3には熱源水Whが供給され、吸脱着器4には冷却水Wcが供給されることとなっている。この状態においては、蒸発器1においては冷水が得られ、凝縮器2においては温水が得られることとなる。このようにして得られた冷水あるいは温水は、冷房用あるいは暖房用の熱源として用いられる。
(IV) 予熱ステージ
第2ステージの状態で運転していると、吸脱着器3,4は飽和状態となるので、図4に示すように、吸脱着器3に冷却水Wcを供給し、吸脱着器4に熱源水Whを供給するように切り換えると同時に、ステッピングモータ9により弁体8が45°だけ回転せしめられ、通路切換弁6における四つのポート10A,10B,10C,10Dが非連通となる位置に弁体8が位置せしめられる。その結果、蒸発器1および凝縮器2と二つの吸脱着器3,4とは全て非連通となる。この状態においては、吸脱着器3は冷却水Wcにより冷却され、吸脱着器4は熱源水Whにより加熱されることとなる。つまり、吸脱着器3,4の予熱が行われるのである。この状態においても、蒸発器1においては冷水が得られ、凝縮器2においては温水が得られることとなる。このようにして得られた冷水あるいは温水は、冷房用あるいは暖房用の熱源として用いられる。
The operation of the adsorption refrigeration apparatus having the above configuration will be described below.
(I) First Stage As shown in FIG. 1, the
(II) Preheating stage When operating in the state of the first stage, the adsorption /
(III) Second Stage When the temperature of the adsorption /
(IV) Preheating stage When operating in the state of the second stage, the adsorption /
上記した四つのステージを繰り返すことにより、この吸着式冷凍装置の運転が行われるのである。 By repeating the above four stages, the adsorption refrigeration apparatus is operated.
上記のように構成したことにより、一つの通路切換弁6の切換作動により、蒸発器1と吸脱着器3,4の一方とを連通し且つ凝縮器2と吸脱着器3,4の他方とを連通する状態と、蒸発器1と凝縮器2と吸脱着器3,4とを共に非連通とする状態とに切換可能となり、従来の4個の電磁開閉弁を使用した場合に比べて大幅な容積低減を図ることができる。その結果、吸着式冷凍装置の小型化を図ることができる。
With the above configuration, the switching operation of one
しかも、通路切換弁6の駆動手段として作用するステッピングモータ9は、通路切換弁6における弁体8を回転させるときのみ通電されることとなり、省エネとなる。
In addition, the stepping
ところで、通路切換弁6としては、図7および図8に示すようなものを用いることもできる。
Incidentally, as the
図7に示す通路切換弁6における弁体8には、該弁体8の90°回転毎に隣り合う二つのポートを連通する連通路16,16が形成されている。また、図8に示す通路切換弁6における弁体8の端部には、ポートを閉塞するための拡大部8a,8aが形成されている。
In the
第2の実施の形態
図9には、本願発明の第2の実施の形態にかかる吸着式冷凍装置が示されている。
Second Embodiment FIG. 9 shows an adsorption refrigeration apparatus according to a second embodiment of the present invention.
この場合、吸脱着器3,4を冷却あるいは加熱する熱源としてペルチエ素子17を採用している。ペルチエ素子17は、所定の電圧を印加すると、一端側で放熱作用が得られ、他端側では吸熱作用が得られるという性質を有しており、しかも、電流の極性を変えるだけで、放熱作用と吸熱作用とを切り換えることも可能である。従って、吸脱着器3,4を吸着器あるいは脱着器として作用させる際の熱源として使用できる。このようにすると、吸脱着器3,4を吸着器あるいは脱着器として作用させる際の熱源が、ペルチエ素子17への通電の方向を切り換えるのみで得られることとなり、更なる小型化および省エネを図ることができる。符号18はフィンである。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
In this case, a
1は蒸発器
2は凝縮器
3,4は吸脱着器
5は冷媒循環路
6は通路切換弁
7は弁本体
8は弁体
9は駆動手段(ステッピングモータ)
10A,10B,10C,10Dはポート
17はペルチエ素子
1 is an evaporator, 2 is a condenser, 3 is an adsorption / desorption device, 5 is a refrigerant circulation path, 6 is a passage switching valve, 7 is a valve body, 8 is a valve body, and 9 is a driving means (stepping motor).
10A, 10B, 10C and 10D are
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004118787A JP2005300065A (en) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | Adsorption refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004118787A JP2005300065A (en) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | Adsorption refrigerator |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107543332A (en) * | 2017-10-09 | 2018-01-05 | 广州市香港科大霍英东研究院 | A kind of close-coupled absorbing refrigeration system |
-
2004
- 2004-04-14 JP JP2004118787A patent/JP2005300065A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107543332A (en) * | 2017-10-09 | 2018-01-05 | 广州市香港科大霍英东研究院 | A kind of close-coupled absorbing refrigeration system |
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