JP3295743B2

JP3295743B2 - 吸着式冷蔵庫

Info

Publication number: JP3295743B2
Application number: JP14780293A
Authority: JP
Inventors: 義人渡部; 美智雄梁取
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 2002-06-24
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JPH074776A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸着材が冷媒を吸着す
ると冷媒が蒸発させられ、その時生じる蒸発熱を利用し
て冷熱を発生させる吸着式冷蔵庫及び吸着式冷凍装置
と、吸着材の組合せと霜取方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷凍装置あるいは冷蔵庫の多くは
フロンを使用し、電動圧縮機を用いている。しかし、フ
ロンは環境破壊の原因物質として規制強化される傾向が
あり、電動圧縮機は運転時に騒音を発生するという難点
がある。このため、フロンを用いず騒音発生の少ない吸
着式冷凍装置の研究が行われ始めている。

【０００３】０℃以下の低温を発生させることを目的と
した吸着式冷凍装置に関しては、刊行物（Heat Recover
y Systems 1988 vol．8，p．383−392）に、冷媒とし
てメタノール、吸着材として活性炭を利用するものにつ
いて原理的な検討がなされている例がある。しかし、こ
れを冷蔵庫に適用する場合の吸着材容器、蒸発器及び凝
縮器の配置や放熱方法についての具体的な構成に関して
は開示されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公知例では、吸着
式冷凍装置または吸着式冷蔵庫を具体的に実現するため
の構造的な安定性，省スペース化した場合の熱交換効
率，冷凍装置または冷蔵庫内を流れる冷媒の移動性，吸
着材と冷媒の組合せ等に関する問題点に対処する具体的
な構成は、開示されていない。

【０００５】本発明の目的は、吸着材容器，蒸発器，凝
縮器の配置、放熱方法、吸着材と冷媒との組合せについ
て最適化した吸着式冷蔵庫を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、内部に吸着材を充填し加熱および冷却可
能な複数の吸着材容器と、前記吸着材容器を内装し周囲
を断熱材で囲まれ熱媒体出入口を有し吸着及び再生過程
用に区分けされた熱媒体流路室と、周囲を断熱材で囲ま
れた冷蔵室と、内部に冷媒を封入し前記冷蔵室内に配置
された蒸発器と、前記冷蔵室外に配置された凝縮器と、
バルブを介して前記吸着材容器と前記蒸発器と前記凝縮
器とを連通し冷媒サイクルを形成する導管とからなり、
吸着材が冷媒を吸着すると冷媒が蒸発させられ、その時
生じる蒸発熱を利用して冷熱を発生させる吸着式冷蔵庫
において、前記冷蔵室の下方に前記熱媒体流路室を配置
し、前記冷蔵室外の側面に前記凝縮器を配置し、前記冷
蔵室内下部に前記蒸発器を配置した吸着式冷蔵庫を提案
する。

【０００７】本発明は、また、内部に吸着材を充填し加
熱および冷却可能な複数の吸着材容器と、前記吸着材容
器を内装し周囲を断熱材で囲まれ熱媒体出入口を有し吸
着及び再生過程用に区分けされた熱媒体流路室と、周囲
を断熱材で囲まれた冷蔵室と、内部に冷媒を封入し前記
冷蔵室内に配置された蒸発器と、前記冷蔵室外に配置さ
れた凝縮器と、バルブを介して前記吸着材容器と前記蒸
発器と前記凝縮器とを連通し冷媒サイクルを形成する導
管とからなり、吸着材が冷媒を吸着すると冷媒が蒸発さ
せられ、その時生じる蒸発熱を利用して冷熱を発生させ
る吸着式冷蔵庫において、前記冷蔵室の下方に前記凝縮
器を配置し、前記凝縮器の下方に前記熱媒体流路室を配
置した吸着式冷蔵庫を提案する。

【０００８】本発明は、さらに、内部に吸着材を充填し
加熱および冷却可能な複数の吸着材容器と、前記吸着材
容器を内装し周囲を断熱材で囲まれ熱媒体出入口を有し
吸着及び再生過程用に区分けされた熱媒体流路室と、周
囲を断熱材で囲まれた冷蔵室と、内部に冷媒を封入し前
記冷蔵室内に配置された蒸発器と、前記冷蔵室外に配置
された凝縮器と、バルブを介して前記吸着材容器と前記
蒸発器と前記凝縮器とを連通し冷媒サイクルを形成する
導管とからなり、吸着材が冷媒を吸着すると冷媒が蒸発
させられ、その時生じる蒸発熱を利用して冷熱を発生さ
せる吸着式冷蔵庫において、前記冷蔵室の外の両側面に
前記熱媒体流路室を配置し、前記冷蔵室の外の前記熱媒
体流路室を配置した両側面以外の側面上部に前記凝縮器
を配置し、前記冷蔵室内の下部に前記蒸発器を配置した
吸着式冷蔵庫を提案する。

【０００９】

【作用】吸着材容器を内装している吸着材容器を冷蔵庫
の下方に設置すると、冷蔵庫の設置，運搬の際に安定性
が向上する。凝縮器と吸着材容器とを有効スペース内で
距離を置いて配置しているので、凝縮器で放熱した熱と
吸着材容器で発生した排熱とが互いに干渉することなく
熱交換する。また、凝縮器から蒸発器に流入する冷媒液
と、蒸発器から吸着材容器に向かう冷媒蒸気との熱交換
により、冷却効率が高まる。より具体的には、吸着材容
器内部に設置した電熱線により加熱して吸着材を再生さ
せると、熱損失が少なくなり、熱効率が高まる。蒸発器
内部または凝縮器と蒸発器とを連通する導管内にウィッ
クを設置すると、蒸発器の冷凍範囲を拡大でき、凝縮器
と蒸発器の間の冷媒蒸気の圧力差および毛管現象によっ
て、冷媒液の移動が良くなる。さらに、吸着材として吸
着表面積が少なくとも6．0×10⁵m²／kgで、平均細孔径
が4．0nmをこえないシリカゲルと冷媒としてエタノール
とを組合せると、冷凍能力が高まる。

【００１０】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１から図４に示
す。本実施例の冷蔵庫は、断熱材１３によって周囲を囲
まれた冷蔵室１２と、該冷蔵室１２の下方に接続された
熱媒体流路室４１と、前記冷蔵室１２の外壁１５側面に
配置された凝縮器３とを含んで構成されている。前記熱
媒体流路室４１は高温用断熱材１４で周囲を囲まれ、吸
着材容器１および１Ａを内装している。前記冷蔵室１２
の内部には、冷媒液５が封入されている蒸発器２と、該
蒸発器２と前記吸着材容器１および１ＡとをバルブＶ
１、Ｖ２を介して接続している導管６と、室内の冷気を
強制的に循環させるファン１１を配置している。前記熱
媒体流路室４１には、いずれか一つが吸着過程もしくは
再生過程となるよう高温用断熱材１４で二つに分けられ
て熱媒体流路８、９が形成され、該熱媒体流路８、９そ
れぞれにシリカゲル等の吸着材４を充填した吸着材容器
１および１Ａと、熱媒体入口１６と、熱媒体出口１７
と、前記熱媒体入口１６に対向して配置され熱媒体の流
れを分散させるための邪魔板１８とが配置されている。
導管７の一端は、前記凝縮器３の冷媒入口と、他端はバ
ルブＶ４、Ｖ５を介してそれぞれ前記吸着材容器１およ
び１Ａと接続している。前記凝縮器３の冷媒出口は、前
記蒸発器２とバルブＶ３を介して接続されている。

【００１１】本実施例では、前記吸着材容器１および１
Ａは５０〜３００℃程度の高温度の熱媒体による加熱お
よび外気温程度の熱媒体による冷却が可能な構造となっ
ている。加熱用熱源としては、例えば、太陽熱、深夜余
剰電力、産業排熱等を用いる。本実施例では、加熱用熱
源、冷却用熱源はともに冷蔵庫の外に配置されており、
それらの熱源と熱交換された熱媒体を、熱媒体入口１６
を介して熱媒体流路８および９に導入して吸着材４と熱
交換する構造になっている。そして、熱交換を終えた熱
媒体は熱媒体出口１７を通って、再び熱源に向かうか、
あるいは外部に放出される。場合によっては、吸着材容
器１および１Ａの容器の外殻にヒータを巻きつけて加熱
する方法を採ってもよい。

【００１２】吸着過程とは、常温に保持した熱媒体を吸
着材容器に当てると、蒸発器内の冷媒が蒸発しながら吸
着材容器内に充填された吸着材に吸着される過程であ
り、再生過程とは、高温にした熱媒体を前記吸着過程で
冷媒を吸着材に吸着させた吸着材容器に当てると、吸着
材容器内に充填された吸着材に吸着された冷媒が蒸発し
ながら離脱させられる過程である。

【００１３】蒸発器２にはエタノール等の冷媒が封入し
てあり、凝縮器３は冷蔵室外に設けられて自然空冷を行
うようになっている。図中、白抜きのバルブは開いた状
態を、黒塗のバルブは閉じた状態を仮に表している。図
１から４においては、バルブＶ１、Ｖ５は開放、バルブ
Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は閉鎖されており、吸着材容器１は吸
着過程にあるため、蒸発器２内の冷媒５は導管６、バル
ブＶ１を介して吸着材容器１内の吸着材４に吸着され
る。一方、吸着材容器１Ａは再生過程にあるため、吸着
材４より離脱された冷媒蒸気はバルブＶ５、導管７を介
して凝縮器３に入り、ここで冷却されて凝縮し冷媒液５
となる。この凝縮器３内で凝縮した冷媒液５は流量調節
されてバルブＶ３を開ければ蒸発器２に還流される。

【００１４】本実施例においては、大きく重くなりがち
な吸着材容器１および１Ａを冷蔵室１２の下側に接続し
てあるため、冷蔵庫全体が安定化される。また、凝縮器
３は冷蔵室１２外部側面に配置されているため、自然空
冷によって冷却されやすくなっている。また、凝縮器３
は高温に熱せられた熱媒体からの発生する熱を受けない
構成としてある。蒸発器２は冷蔵室１２内の下部に設け
られて、蒸発器２の周囲に発生した冷熱をファン１１に
より強制的に冷蔵室１２内部全体に行き渡らせるように
してある。また、冷媒液５のミストが液体のまま吸着材
容器１あるいは１Ａに流出しないように、蒸発器２と吸
着材容器１および１Ａを接続する導管６は屈曲させると
ともに蒸発器２の上方の十分な高さに達するようにして
ある。さらに、導管６の途中に球状４０の流路を設ける
などして冷媒液のミストを滞留させる構造を採ってもよ
い。吸着材容器１および１Ａは、吸着材４と熱媒体との
熱交換が効率よく行われるように複数に分割し、また、
それらの外周面にフィン１０を付加してある。

【００１５】図４は第１の実施例の他の例を示す図であ
る。本実施例では蒸発器２の形状を縦方向に細長くし、
外周面にフィンを設け、内周面に多孔性物質であるフェ
ルトを材料とするウィック２０を設け、蒸発器２下部に
流入する冷媒液５をウィック２０の毛管現象によって蒸
発器２上部に上昇させ、蒸発面積を増加させるとともに
冷蔵室１２上部においても冷熱を発生させることができ
るようにしてある。前記ウィック２０の材料としては前
記フェルト以外に金網、または焼結金属でもよい。

【００１６】本発明の第２の実施例を図５に示す。本実
施例の冷蔵庫は、横方向に細長い形状をした蒸発器２を
内装し断熱材１３によって囲まれた冷蔵室１２を上方
に、吸着材容器１および１Ａを内装し高温用断熱材１４
によって囲まれた熱媒体流路室４１を下方に、その中間
に凝縮器液溜め２３を有した凝縮器３を配置したもので
構成されている。導管６の一端は前記蒸発器２の上部
と、他端はバルブＶ１、Ｖ２を介してそれぞれ吸着材容
器１および１Ａに接続されている。導管７の一端は前記
凝縮器３の冷媒入口と、他端はバルブＶ４、Ｖ５を介し
てそれぞれ吸着材容器１および１Ａに接続されている。
さらに、導管２４の一端は前記蒸発器２の下部と、他端
はバルブＶ３を介して前記凝縮器液溜め２３に接続され
ている。蒸発器２は冷蔵室１２内上部に設置し冷蔵室１
２内は自然対流によって冷却されるようになっている。
この蒸発器２は凝縮器液溜め２３の上部に配置されてい
るが、バルブＶ３を開ければ、凝縮器３において生じる
冷媒液５は凝縮器液溜め２３を介し、凝縮器３と蒸発器
２との蒸気圧力差を利用して導管２４を通って蒸発器２
に押し上げることができる。導管７は、場合によっては
本実施例に示すように、保温断熱材２２で保温して導管
７内部での冷媒の凝縮を防止してもよい。

【００１７】本実施例は、第１の実施例と比べると凝縮
器３と蒸発器の位置を高さ方向において逆にし、凝縮器
液溜め２３を設けて、冷媒液５は凝縮器液溜め２３を介
し、凝縮器３と蒸発器２との蒸気圧力差を利用して導管
２４を通って蒸発器２に押し上げることができるように
したことである。

【００１８】図６は第２の実施例の他の例の部分構成図
である。凝縮器３から蒸発器２への前記導管２４および
蒸発器２の内部にウィック２１を設け、凝縮器３と蒸発
器２との間の蒸気圧力差だけでは到達させることができ
ない高さまで冷媒液５を移動させることができるように
してある。

【００１９】図７、図８、及び図９は、第２の実施例の
蒸発器２の他の例の部分構成縦断面図である。図７およ
び図８では冷媒液流路２５を蒸発器２の上部に配置し、
冷媒液を蒸発器２の上部から流入させて、冷媒液を凝縮
器３に逆戻りさせないようにしてある。また，図９で
は、内側に導管２４を設けてその外側を包むように導管
６を設けた二重管構造とし、冷媒蒸気流路２６の内側に
冷媒液流路２５を接触させ、蒸発器２に流入する冷媒液
と流出する冷媒蒸気との間で熱交換を行わせる構造にし
て、冷蔵室１２内への熱の流入を少なくしている。この
実施例では、冷媒液を冷媒蒸気で冷却するとともに、冷
媒液の流入に伴う冷蔵室１２内への熱の流入を小さくす
ることができる。

【００２０】本発明の第３の実施例を図１０に示す。本
実施例の冷蔵庫は、冷蔵室１２と、該冷蔵室１２の両側
の外壁面１５にそれぞれ配置、固定され図示しない熱媒
体流路室に内装された吸着材容器１および１Ａと、冷蔵
室１２の外壁の吸着材容器１および１Ａを配置した前記
両側面以外の側面上部に設けられた凝縮器３と、冷蔵室
１２内の下部に配置して凝縮器３からの冷媒液を流下さ
せやすくしてある蒸発器２と、冷蔵室１２全体を冷却す
るため冷蔵室１２内に設けられたファン１１と、蒸発器
２に流入する冷媒液と流出する冷媒蒸気とで熱交換させ
る熱交換器２７で構成されている。導管６の一端は熱交
換器２７を介して前記蒸発器２と、他端はバルブＶ１、
Ｖ２を介してそれぞれ吸着材容器１および１Ａに接続さ
れている。導管７の一端は前記凝縮器３の冷媒入口と、
他端はバルブＶ４、Ｖ５を介してそれぞれ吸着材容器１
および１Ａに接続されている。さらに、導管２４は前記
熱交換器２７とバルブＶ３を介して凝縮器３の冷媒出口
と蒸発器２を接続している。凝縮器３は、冷蔵室１２の
外の背面上部に設けられているので放熱しやすくなって
いる。

【００２１】本実施例は、第１、及び第２の実施例と比
べると吸着材容器１および１Ａを冷蔵室１２の外壁１５
の左右に配置したことにより、幅方向の格納スペースに
余裕がある場合に適しているし、熱交換器２７により熱
交換効率の向上ができる。

【００２２】図１１は、第３の実施例の他の例を示す構
成図である。本実施例の冷蔵庫は、凝縮器３を冷蔵室１
２背面下部に、蒸発器２を冷蔵室１２内上部に配置した
ものであり、その他の構成要素は第３の実施例と同様で
ある。凝縮器３から蒸発器２へ冷媒液を戻す方法は、前
述した蒸気圧力差あるいはウィックの毛管現象を利用す
ることである。

【００２３】本発明の第４の実施例を図１２に示す。本
実施例の冷蔵庫は、冷蔵室１２と、冷蔵室１２の外壁１
５側面の片側に配置、固定され、図示していない熱媒体
流路室に内装された吸着材容器１および１Ａと、前記外
壁１５側面の反対の外壁１５側面に配置された凝縮器３
と、冷蔵室１２内の下部に配置された蒸発器２とファン
１１と、熱交換器２７で構成されている。導管６の一端
は熱交換器２７を介して前記蒸発器２と、他端はバルブ
Ｖ１、Ｖ２を介してそれぞれ吸着材容器１および１Ａに
接続されている。導管７の一端は前記凝縮器３の冷媒入
口と、他端はバルブＶ４、Ｖ５を介してそれぞれ吸着材
容器１および１Ａに接続されている。さらに導管２４の
一端は前記凝縮器３の冷媒出口と、他端は熱交換器２７
及びバルブＶ３を介して蒸発器２に接続されている。吸
着材容器１および１Ａと凝縮器３から放出される熱の干
渉による放熱効率の低下を防ぐために吸着材容器１およ
び１Ａと凝縮器３を離して配置している。また、冷蔵室
１２内の下部に蒸発器２を配置し、ファン１１により冷
蔵室１２内の空気を循環させ冷熱を冷蔵室１２内の全体
に行き渡らせている。

【００２４】本発明の第５の実施例を図１３に示す。本
実施例の冷蔵庫は、冷蔵室１２と、冷蔵室１２の外壁１
５側面部と下方にそれぞれ配置、固定され、図示しない
熱媒体流路室に内装された吸着材容器１および１Ａと、
冷蔵室１２の前記吸着材容器を配置した側面部以外の外
側面部に配置された凝縮器３と熱交換器２７と、冷蔵室
１２内の下部に配置された蒸発器２で構成されている。
導管６、７及びバルブ類で構成されている冷媒の循環流
路は第４の実施例と同様である。冷蔵室１２の外側面部
と下方にそれぞれ配置された吸着材容器１および１Ａの
ため、凝縮器３で発生する熱は、吸着材容器１および１
Ａからの放熱と干渉せず、放熱性もよくしている。

【００２５】本発明の第６の実施例を図１４に示す。本
実施例の冷蔵庫は、上方に配置された吸着材容器１およ
び１Ａを内装した熱媒体流路室４１と、下方に配置され
断熱材１３で囲まれた冷蔵室１２と、その中間に配置さ
れカバー３２で囲まれた凝縮器３と熱交換器２７で構成
されている。冷蔵室１２には上部にフィンを有した蒸発
器２が配置されている。導管６の一端は冷媒液流路の導
管２４を冷媒蒸気流路の導管６で包むように構成されて
いる熱交換器２７を介して前記蒸発器２と、他端はバル
ブＶ１、Ｖ２を介してそれぞれ吸着材容器１および１Ａ
に接続されている。導管７の一端は前記凝縮器３の冷媒
入口と、他端はバルブＶ４、Ｖ５を介してそれぞれ吸着
材容器１および１Ａに接続されている。さらに導管２４
の一端は前記凝縮器３の冷媒出口と、他端は前記熱交換
器２７及びバルブＶ３を介して蒸発器２に接続されてい
る。凝縮器３から発生する熱が吸着材容器１および１Ａ
に伝わらないようにするため、カバー３２を設けてあ
る。また、本実施例では蒸発器２の下方に排水管３０を
備えた凝結水受け皿２９を設置し、蒸発器２の霜取を行
うことができるようにしてある。さらに、本実施例では
冷蔵室１２内に潜熱蓄熱材３１を設置して非稼働中の冷
蔵室１２内の温度変化を緩和するようにしてある。

【００２６】蒸発器２の霜取方法には、蒸発器２内部に
冷媒を凝縮させることにより発生する熱を利用したり、
凝縮器３で液化した冷媒を流入させたり、再生用熱源の
熱の一部を蒸発器２に流入させたり、外気の熱を蒸発器
２に流入させたりする方法がある。

【００２７】上記したいずれの霜取方法も、バルブＶ１
を閉じて一時的に吸着過程を停止させるが、蒸発器２内
部に冷媒を凝縮させる方法は、バルブＶ２を開けて再生
過程にある吸着剤容器１Ａから発生する冷媒を蒸発器２
へ流入させる。また、凝縮器３で液化した冷媒を流入さ
せる方法は、バルブＶ３を開ける。再生熱源の熱の一部
や外気の熱を利用する方法は、熱交換器を介して蒸発器
２に熱を流入させる。

【００２８】本発明の第７の実施例を図１５に示す。本
実施例の冷蔵庫は、冷蔵室１２と、冷蔵室１２の上方側
に配置、固定され、図示しない熱媒体流路室に内装され
た吸着材容器１および１Ａと、冷蔵室１２外壁１５側面
下部に配置した凝縮器３と、熱交換器２７と、冷蔵室１
２内上部に配置した蒸発器２で構成されている。導管６
の一端は熱交換器２７を介して前記蒸発器２と、他端は
バルブＶ１、Ｖ２を介してそれぞれ吸着材容器１および
１Ａに接続されている。導管７の一端は前記凝縮器３の
冷媒入口と、他端はバルブＶ４、Ｖ５を介してそれぞれ
吸着材容器１および１Ａに接続されている。さらに導管
２４の一端は前記凝縮器３の冷媒出口と、他端は熱交換
器２７及びバルブＶ３を介して蒸発器２に接続されてい
る。凝縮器３から蒸発器２へ冷媒液を戻す方法として
は、前述した蒸気圧力差あるいはウィックの毛管現象を
利用する方法がある。冷蔵室１２の上方に設置した吸着
材容器１および１Ａは冷蔵室１２を囲む形状のフレーム
３３で支えられて固定されている。

【００２９】本発明の第８の実施例を図１６に示す。本
実施例の冷蔵庫は、冷蔵庫１２と、冷蔵庫１２の上方に
冷蔵室１２を囲む形状のフレーム３３で支えて配置、固
定され、図示しない熱媒体流路室に内装された吸着材容
器１および１Ａと、冷蔵室１２外壁１５側面に複数に分
割し並列に配置した凝縮器３と、熱交換器２７と、冷蔵
室１２内上部に配置した蒸発器２で構成されている。導
管６の一端は熱交換器２７を介して前記蒸発器２と、他
端はバルブＶ１、Ｖ２を介してそれぞれ吸着材容器１お
よび１Ａに接続されている。導管７の一端は前記凝縮器
３の冷媒入口と、他端はバルブＶ４、Ｖ５を介してそれ
ぞれ吸着材容器１および１Ａに接続されている。さらに
導管２４の一端は前記凝縮器３の冷媒出口と、他端は熱
交換器２７及びバルブＶ３を介して蒸発器２に接続され
ている。凝縮器３は冷蔵室１２外側面に複数に分割して
配置されているので、凝縮器３で発生する熱は分散さ
れ、放熱性もよくなり、また、その熱が対流によって吸
着材容器１および１Ａ周りに移動しにくくなっている。

【００３０】本発明の第９の実施例を図１７に示す。本
実施例の冷蔵庫の構成は、第６の実施例と同じである。
本実施例では、冷蔵室１２内に予備の吸着式冷凍機の構
成要素である蒸発器３５を設けてある。この予備の吸着
式冷凍機は吸着材容器３４、蒸発器３５および、それら
を連通する導管の途中に凝縮器３６を備えている。そし
て、冷蔵室１２の負荷が急に大きくなったときにバルブ
Ｖ６を開いて冷媒液３８を蒸発させて冷蔵室１２の温度
上昇を緩和するものである。

【００３１】本発明の吸着材容器１および１Ａの内部構
成の一実施例を図１８に示す。本実施例では吸着材容器
１および１Ａ内の吸着材の充填層内に電熱線３９を張り
巡らせて置き、再生過程においてこの電熱線３９により
吸着材４を加熱するようにしてある。これにより、再生
過程においては、吸着材の再生熱の熱損失を防ぎ、吸着
過程においては、電熱線３９がフィンの役割を果たし、
吸着材の放熱性を向上させることができる。

【００３２】表１は本発明者らが行った吸着実験で用い
た４種類の吸着材の組合せについての実験結果と使用し
た吸着材の物性値である。本表に示す蒸発器の到達最低
温度Ｔ_minと周囲温度Ｔ_aとの比Ｔ_min／Ｔ_aの値が小さい
ほど、その吸着材の組合せが低温度の冷熱を発生させて
いることを示している。本実験では，蒸発器の初期温度
Ｔ₀は周囲温度Ｔ_aとほぼ一致させている。本表から、吸
着式冷凍装置の吸着材と冷媒の組合せとして、水を冷媒
とした場合シリカゲルＳ１が最もよいこと、シリカゲル
Ｓ１−エタノールの組合せはシリカゲルＳ１−水の組合
せよりも更に適していることがわかる。なお、本表中の
シリカゲルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の区別は、平均細孔径のち
がいによるものである。

【００３３】

【表１】

【００３４】図１９は吸着材をシリカゲルＳ１、冷媒を
エタノールとした場合の実験結果で、横軸に吸着材の初
期質量Ｇ₁と冷媒の初期質量Ｇ_L1の比Ｇ₁／Ｇ_L1を、縦軸
に蒸発器の到達最低温度Ｔ_minと周囲温度Ｔ_aとの比Ｔ
_min／Ｔ_aをとったグラフを示している。以下、本図の横
軸、縦軸をそれぞれ、ｘ、ｙとおくと、ｘが増加するに
従ってｙは減少するが、曲線の傾きはｘが増加するに従
って緩やかになっている。そして、曲線の傾きの変化率
ｄ²ｙ／ｄｘ²は、ｘ＝２、５、８のとき、それぞれ、ｄ
²ｙ／ｄｘ²＝0．004、0．001、0．0005であり、徐々に
小さくなっている。一方、冷蔵庫製造上の採算の面から
吸着材の量は少ない方がよい。以上のことから、吸着材
４をシリカゲルＳ１、冷媒をエタノールとした場合、吸
着材４と蒸発器２内の冷媒液５の初期における質量比は
５以上とすることが適当である。

【００３５】本発明における冷蔵室１２は冷蔵すべき品
物を出し入れするための扉を備えているが、その位置は
冷蔵室１２の上部から側面にかけて可能な範囲で選択す
ることができる。

【００３６】上記の実施例では、冷蔵庫を中心に述べた
が、本発明の原理の吸着式冷凍装置を用いれば、空調装
置、製氷装置にも適用できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明により、吸着材容器を冷蔵庫の下
側に設置する構成により、冷蔵庫の設置、運搬の際の安
定性が向上し、凝縮器から蒸発器に流入する冷媒液と、
蒸発器から吸着材容器に向かう冷媒蒸気との熱交換によ
り、冷却効率が高まり、吸着材の再生を吸着材容器内部
に設置した電熱線により行うことにより、熱効率が高ま
り、凝縮器から蒸発器までの範囲にウィックを設置する
ことにより、蒸発面の拡大ができ冷凍能力が高まるとい
う効果がある。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の吸着冷蔵庫の縦断面図
である。

【図２】本発明の第１の実施例の吸着冷蔵庫の側面図で
ある。

【図３】本発明の第１の実施例の吸着冷蔵庫のIII−III
線矢視横断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例の吸着冷蔵庫の他の例の
縦断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例の吸着冷蔵庫の構成図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例の吸着冷蔵庫の凝縮器と
蒸発器を連結する導管および蒸発器の部分構成縦断面図
である。

【図７】本発明の第２の実施例の吸着冷蔵庫の蒸発器の
部分構成縦断面図である。

【図８】本発明の第２の実施例の吸着冷蔵庫の蒸発器の
他の例の部分構成縦断面図である。

【図９】本発明の第２の実施例の吸着冷蔵庫の蒸発器の
他の例の部分構成縦断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１１】本発明の第３の実施例の他の例の吸着冷蔵庫
の構成図である。

【図１２】本発明の第４の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１３】本発明の第５の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１４】本発明の第６の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１５】本発明の第７の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１６】本発明の第８の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１７】本発明の第９の実施例の吸着冷蔵庫の構成図
である。

【図１８】本発明の吸着材容器の内部の実施例を示す構
成縦断面図である。

【図１９】本発明の吸着材と冷媒の初期質量比と、蒸発
器の到達最低温度と周囲温度の比との関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１吸着材容器（吸着過程）１Ａ吸着材容
器（再生過程）２蒸発器３凝縮器４吸着材５冷媒液６導管７導管８熱媒体流路９熱媒体流路１０フィン１１ファン１２冷蔵室１３断熱材１４断熱材（高温用）１５冷蔵庫外
壁１６熱媒体入口１７熱媒体出
口１８邪魔板１９冷媒蒸気
入口２０ウイック２１ウイック２２保温断熱材２３凝縮器液
溜め２４導管２５冷媒液流
路２６冷媒蒸気流路２７熱交換器２８熱媒体流路（凝縮器用）２９凝結水受
け皿３０排水管３１潜熱蓄熱
材３２カバー３３フレーム３４吸着材容器（予備機）３５蒸発器
（予備機）３６凝縮器（予備機）３７吸着材
（予備機）３８冷媒液（予備機）３９電熱線４０球４１熱媒体流
路室Ｖ１バルブＶ２バルブＶ３バルブＶ４バルブＶ５バルブＶ６バルブＶ７バルブＶ８バルブＶ９バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−110854（ＪＰ，Ａ) 特開平３−211382（ＪＰ，Ａ) 特開平２−259375（ＪＰ，Ａ) 実開平４−8069（ＪＰ，Ｕ) 国際公開92／8934（ＷＯ，Ａ１) 西独国特許出願公開4126960（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 17/08 F25D 11/00 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に吸着材を充填し加熱および冷却可
能な複数の吸着材容器と、前記吸着材容器を内装し周囲
を断熱材で囲まれ熱媒体出入口を有し吸着及び再生過程
用に区分けされた熱媒体流路室と、周囲を断熱材で囲ま
れた冷蔵室と、内部に冷媒を封入し前記冷蔵室内に配置
された蒸発器と、前記冷蔵室外に配置された凝縮器と、
バルブを介して前記吸着材容器と前記蒸発器と前記凝縮
器とを連通し冷媒サイクルを形成する導管とからなり、
吸着材が冷媒を吸着すると冷媒が蒸発させられ、その時
生じる蒸発熱を利用して冷熱を発生させる吸着式冷蔵庫
において、前記冷蔵室の下方に前記熱媒体流路室を配置し、前記冷蔵室外の側面に前記凝縮器を配置し、前記冷蔵室内下部に前記蒸発器を配置したことを特徴とする吸着式冷蔵庫。
【請求項２】内部に吸着材を充填し加熱および冷却可
能な複数の吸着材容器と、前記吸着材容器を内装し周囲
を断熱材で囲まれ熱媒体出入口を有し吸着及び再生過程
用に区分けされた熱媒体流路室と、周囲を断熱材で囲ま
れた冷蔵室と、内部に冷媒を封入し前記冷蔵室内に配置
された蒸発器と、前記冷蔵室外に配置された凝縮器と、
バルブを介して前記吸着材容器と前記蒸発器と前記凝縮
器とを連通し冷媒サイクルを形成する導管とからなり、
吸着材が冷媒を吸着すると冷媒が蒸発させられ、その時
生じる蒸発熱を利用して冷熱を発生させる吸着式冷蔵庫
において、前記冷蔵室の下方に前記凝縮器を配置し、前記凝縮器の下方に前記熱媒体流路室を配置したことを特徴とする吸着式冷蔵庫。
【請求項３】内部に吸着材を充填し加熱および冷却可
能な複数の吸着材容器と、前記吸着材容器を内装し周囲
を断熱材で囲まれ熱媒体出入口を有し吸着及び再生過程
用に区分けされた熱媒体流路室と、周囲を断熱材で囲ま
れた冷蔵室と、内部に冷媒を封入し前記冷蔵室内に配置
された蒸発器と、前記冷蔵室外に配置された凝縮器と、
バルブを介して前記吸着材容器と前記蒸発器と前記凝縮
器とを連通し冷媒サイクルを形成する導管とからなり、
吸着材が冷媒を吸着すると冷媒が蒸発させられ、その時
生じる蒸発熱を利用して冷熱を発生させる吸着式冷蔵庫
において、前記冷蔵室の外の両側面に前記熱媒体流路室を配置し、前記冷蔵室の外の前記熱媒体流路室を配置した両側面以
外の側面上部に前記凝縮器を配置し、前記冷蔵室内の下部に前記蒸発器を配置したことを特徴とする吸着式冷蔵庫。