JP4192385B2

JP4192385B2 - 吸着式冷凍機

Info

Publication number: JP4192385B2
Application number: JP2000056055A
Authority: JP
Inventors: 攻明田中; 哲井上; 英明佐藤; 勝也石井; 久夫永島; 伸本田; 隆久鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: US20020035849A1; DE10062174B4; DE10062174A1; JP2001235251A; US6474099B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着式冷凍機に関するもので、空調装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、少なくとも４個の吸着器を有する吸着式冷凍機を出願している（特開平９−３０３９００号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、４個の吸着器を具体的にどのように制御すべきかが記載されておらず、実際に作動するものを制作することが困難である。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、４個の吸着器を有する吸着式冷凍機の具体的な作動を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、請求項１に記載の発明では、冷媒が封入され、かつ、蒸気冷媒を吸着するとともに加熱されることにより吸着した冷媒を脱離する吸着剤（１１、２１、３１、４１）、吸着剤（１１、２１、３１、４１）と熱媒体とを熱交換する吸着コア（１２、２２、３２、４２）、及び熱媒体と冷媒とを熱交換する蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）が収納された第１、２、３、４吸着器（１０、２０、３０、４０）と、蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）にて冷却された熱媒体が循環し、冷却対象を冷却する冷却器（５０）と、第１〜４吸着器（１０、２０、３０、４０）に高温の熱媒体を供給する加熱手段（６０）と、第１〜４吸着器（１０、２０、３０、４０）に高温の熱媒体より低温の熱媒体を供給する冷却手段（７０）とを備え、冷却器（５０）と第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）との間に熱媒体を循環させるとともに、第１吸着器（１０）の吸着コア（１２）に低温の熱媒体を循環させ、かつ、第２吸着器（２０）の吸着コア（２２）に冷却器（５０）から流出した熱媒体を循環させ、一方、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４３）に高温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に低温の熱媒体を循環させる第１状態（Ｉ）と、冷却器（５０）と第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）との間に熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）に低温の熱媒体を循環させ、一方、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４２）に高温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に低温の熱媒体を循環させる第２状態（ＩＩ）と、第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）入口に低温の熱媒体を供給するとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）入口に高温の熱媒体を供給し、一方、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４２）入口に低温の熱媒体を供給するとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に冷却器（５０）から流出した熱媒体を供給する第３状態（ＩＩＩ）と、第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に低温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）に高温の熱媒体を循環させ、一方、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４２）に低温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に冷却器（５０）から流出した熱媒体が満たされた状態でその熱媒体の循環を停止させる第４状態（ＩＶ）と、冷却器（５０）と第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）との間に熱媒体を循環させるとともに、第３吸着器（３０）の吸着コア（３２）に低温の熱媒体を循環させ、かつ、第４吸着器（４０）の吸着コア（４２）に冷却器（５０）から流出した熱媒体を循環させ、一方、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）に高温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に低温の熱媒体を循環させる第５状態（Ｖ）と、冷却器（５０）と第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）との間に熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４２）に低温の熱媒体を循環させ、一方、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）に高温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に低温の熱媒体を循環させる第６状態（ＶＩ）と、第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に低温の熱媒体を供給するとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４２）入口に高温の熱媒体を供給し、一方、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）入口に低温の熱媒体を供給するとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に冷却器（５０）から流出した熱媒体を供給する第７状態（ＶＩＩ）と、第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に低温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器（３０、４０）の吸着コア（３２、４２）に高温の熱媒体を循環させ、一方、第１、２吸着器（１０、２０）の吸着コア（１２、２２）に低温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に冷却器（５０）から流出した熱媒体が満たされた状態でその熱媒体の循環を停止させる第８状態（ＶＩＩＩ）と、を切り換える切換制御手段（１１０）を備え、切換制御手段（１１０）は、第１状態（Ｉ）→第２状態（ＩＩ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）→第５状態（Ｖ）→第６状態（ＶＩ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第１状態（Ｉ）の順に状態を切り換える第１切換制御パターンを有していることを特徴とする。
【０００６】
これにより、第１、５状態において吸着コアを冷却していた冷却器（５０）から流出する熱媒体が、第２、６状態においては吸着コアに供給されることなく吸着工程にある蒸発凝縮コアに供給されるので、吸着コアを冷却して加熱された熱媒体が、次回、吸着工程となる蒸発凝縮コアに供給されてしまうことを防止できる。したがって、次回、吸着工程となる蒸発凝縮コアが加熱されてしまうことを未然に防止できるので、吸着式冷凍機の冷凍能力が損なわれることを防止できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、切換制御手段（１１０）は、第４状態（ＩＶ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）の順に状態を切り換える第２切換制御パターンを有していることを特徴とする。
【０００８】
これにより、冷凍能力が多く必要な時に第２制御パンターンを実行すれば、吸着器２台分の冷凍能力を冷却器（５０）から取り出すことができ、吸着式冷凍機の成績係数を向上させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、第１、５状態（Ｉ、Ｖ）の運転時間を延長する際に、切換制御手段（１１０）は、第１状態（Ｉ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）→第５状態（Ｖ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第１状態（Ｉ）の順に状態を切り換えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、第１、５状態を延長すると、吸着器（２０、４０）内の吸着剤（２１、４１）の発熱量が減少するので、第２、６状態を実行しなくてもよく、第１状態から第５状態への移行又は第５状態から第１状態への移行を素早く行うことができる。したがって、吸着式冷凍機が冷凍能力を発揮している時間を長くすることができるので、吸着式冷凍機の効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、第１状態（Ｉ）又は第５状態（Ｖ）のときに蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）を供給される熱媒体の流量より、第３状態（ＩＩＩ）又は第７状態（ＶＩＩ）のときに蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）に供給される熱媒体の流量を大きくすることを特徴とする。
【００１２】
これにより、第３状態（ＩＩＩ）又は第７状態（ＶＩＩ）の運転時間を短縮することができるので、吸着式冷凍機が冷凍能力を発揮している時間を長くすることができ、吸着式冷凍機の冷凍能力及び成績係数を向上させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、切換制御手段（１１０）は、熱媒体流れを切り換えるバルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）及び熱媒体を循環させるポンプ（８１〜８３）を制御することにより熱媒体流れを制御しており、切換制御手段（１１０）は、バルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）を切り換え作動させるときには、ポンプ（８１〜８３）を制御して、その切り換え作動させるバルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）に熱媒体を循環させることを停止することを特徴とする。
【００１４】
これにより、バルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）を切り換える際に、バルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）に水撃（ウォータハンマー）による大きな力が作用することを防止できる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、熱媒体が流通する熱媒体流路のうち、熱媒体が一方向にのみ流通する部位には、逆止弁（２０７）が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、ポンプ（８１〜８３）を停止させても、ポンプ圧により押し込まれていた熱媒体が逆流してしまうことを防止できるので、熱媒体の入れ替えを迅速、かつ、的確に行うことができる、吸着式冷凍機の能力を十分に発揮させることができる。
【００１７】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後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。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る吸着式冷凍機を車両用空調装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。１０、２０、３０、４０は第１〜４吸着器であり、これら吸着器１０、２０、３０、４０は、冷媒（本実施形態では、水）が封入され、かつ、蒸気冷媒を吸着するとともに加熱されることにより吸着した冷媒を脱離するシリカゲル等の吸着剤１１、２１、３１、４１、表面に吸着剤１１、２１、３１、４１が接着されて吸着剤１１、２１、３１、４１と熱媒体（本実施形態では、エチレングリコール系の不凍液が混入された水であり、エンジン冷却水と同じものである。）とを熱交換する吸着コア１２、２２、３２、４２、及び熱媒体と冷媒とを熱交換する蒸発凝縮コア１３、２３、３３、４３が収納されたものである。なお、第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０内は、略真空に保たれている。
【００１９】
５０は蒸発凝縮コア１３、２３、３３、４３にて冷却された熱媒体が循環し、室内に吹き出す空気（冷却対象）を冷却する室内熱交換器（冷却器）であり、６０は車両走行用のエンジン（加熱手段）であり、吸着剤１１、２１、３１、４１は、エンジン６０の廃熱（エンジン冷却水）を熱源として加熱される。
【００２０】
７０は熱媒体と室外空気とを熱交換してエンジン冷却水（高温の熱媒体）より低い温度の熱媒体を第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０に供給する室外熱交換器（冷却手段）であり、８１〜８３は熱媒体（エンジン冷却水を含む。）を第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０、室内熱交換器５０、室外熱交換器６０及びエンジン６０間を循環させる電動式の第１〜３ポンプである。
【００２１】
９１〜１０１は熱媒体流れを切り換える電気式の切換弁であり、これら切換弁のうち９１〜９６、１００は四方弁であり、９７、９８は三方弁であり、９９、１０１は２方弁である。
【００２２】
１０２はエンジン６０から流出して第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０側に流れる熱媒体（エンジン冷却水）の温度を検出する第１水温センサ（第１温度検出手段）であり、１０３は第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０側からエンジン６０に戻ってくる熱媒体（エンジン冷却水）の温度を検出する第２水温センサ（第２温度検出手段）であり、１０４は室外熱交換器７０から流出する熱媒体（エンジン冷却水）の温度を検出する第３水温センサ（第３温度検出手段）である。
【００２３】
６１はエンジン冷却水を冷却するラジエータであり、６２はラジエータ６１に流通させる流量を調節することによりエンジン冷却水の温度を所定温度（８０℃〜１１０℃）に保つサーモスタットである。１０５は室外空気温度を検出する外気温センサ（外気温度検出手段）であり、１０６は室内熱交換器５０に流入する空気の温度を検出する流入空気温度センサ（流入空気温度検出手段）であり、各センサ１０２〜１０６の検出値は、電子制御装置（ＥＣＵ）１１０に入力されている。
【００２４】
そして、ＥＣＵ１１０（切換制御手段）は、各センサ１０２〜１０６の検出値に基づいて予め設定されたプログラムに従って第１〜３ポンプ８１〜８３及び切換弁９１〜１０１を制御する。
【００２５】
次に、本実施形態に係る車両用空調装置（吸着式冷凍機）の基本作動状態を述べる。
【００２６】
１．第１状態（Ｉ）
第１状態とは、図２に示すように、室内熱交換器５０と第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３との間に熱媒体を循環させるとともに、第１吸着器１０の吸着コア１２に低温の熱媒体（室外熱交換器７０にて冷却された熱媒体）を循環させ、かつ、第２吸着器２０の吸着コア２２に室内熱交換器５０から流出した熱媒体を循環させ、一方、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２に高温の熱媒体（エンジン６０から流出したエンジン冷却水）を循環させるとともに、第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３に低温の熱媒体を循環させる状態を言う。
【００２７】
２．第２状態（ＩＩ）
第２状態とは、図３に示すように、室内熱交換器５０と第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３との間に熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２に低温の熱媒体を循環させ、一方、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２に高温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３に低温の熱媒体を循環させる状態を言う。
【００２８】
第３状態（ＩＩＩ）
第３状態とは、図４に示すように、第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３に低温の熱媒体を供給するとともに、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２入口に高温の熱媒体を供給し、一方、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２入口に低温の熱媒体を供給するとともに、第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮３３、４３コア入口に室内熱交換器５０から流出した熱媒体を供給する状態を言う。
【００２９】
第４状態（ＩＶ）
第４状態とは、図５に示すように、第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３に低温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２に高温の熱媒体を循環させ、一方、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２に低温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３に室内熱交換器５０から流出した熱媒体が満たされた状態で第１ポンプ８１を停止して、蒸発凝縮コア３３、４３内で熱媒体が循環することを停止させる状態をいう。
【００３０】
第５状態（Ｖ）
第５状態とは、図６に示すように、室内熱交換器５０と第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３との間に熱媒体を循環させるとともに、第３吸着器３０の吸着コア３２に低温の熱媒体を循環させ、かつ、第４吸着器４０の吸着コア４３に室内熱交換器５０から流出した熱媒体を循環させ、一方、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２に高温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３に低温の熱媒体を循環させる状態を言う。
【００３１】
第６状態（ＶＩ）
第６状態とは、図７に示すように、室内熱交換器５０と第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３との間に熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２に低温の熱媒体を循環させ、一方、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２に高温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、４３に低温の熱媒体を循環させる状態を言う。
【００３２】
第７状態（ＶＩＩ）
第７状態とは、図８に示すように、第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３入口に低温の熱媒体を供給するとともに、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２入口に高温の熱媒体を供給し、一方、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２に低温の熱媒体を供給するとともに、第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３入口に室内熱交換器５０から流出した熱媒体を供給する状態を言う。
【００３３】
第８状態（ＶＩＩＩ）
第８状態とは、図９に示すように、第３、４吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３に低温の熱媒体を循環させるとともに、第３、４吸着器３０、４０の吸着コア３２、４２に高温の熱媒体を循環させ、一方、第１、２吸着器１０、２０の吸着コア１２、２２に低温の熱媒体を循環させるとともに、第１、２吸着器１０、２０の蒸発凝縮コア１３、２３に室内熱交換器５０から流出した熱媒体が満たされた状態で第１ポンプ８１を停止して、蒸発凝縮コア１３、２３内で熱媒体が循環することを停止させる状態をいう。
【００３４】
なお、図１０は各切換弁９１〜１０１及び第１ポンプ８１の作動を示すタイムチャートである。因みに、本実施形態では、第１、５状態の運転時間は、吸着剤の水分（蒸気冷媒）吸着能力が飽和するまでの時間に基づいて選定されたもので、きゅちゃうき作動時の吸着器内相対湿度域や吸着剤の種類及び量等により変化するものである。
【００３５】
次に、上記第１〜８状態に基づいて本実施形態の作動を述べる。
【００３６】
１．通常運転モード
この通常運転モードにおいては、第１状態（Ｉ）→第２状態（ＩＩ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）→第５状態（Ｖ）→第６状態（ＶＩ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第１状態（Ｉ）の順に状態を切り換える第１切換制御パターンとするものである。
【００３７】
因みに、第３状態（ＩＩＩ）及び第７状態（ＶＩＩ）の運転時間は、脱離工程にあった吸着器の蒸発凝縮コア内の低温の熱媒体を室内熱交換器５０から流出した熱媒体と入れ替えるに必要な時間を言うものであり、第１ポンプ８１の吐出流量と蒸発凝縮コア１３、２３又は３３、４３内の熱媒体通路体積とによって決定されるものである。
【００３８】
ここで、脱離工程とは、冷媒を吸着した吸着剤が接着された吸着コアに高温の熱媒体を供給して吸着剤を加熱することにより、吸着していた冷媒を脱離放出させる工程を言う。具体的には、第１〜４状態における第３、４吸着３０、４０及び第５〜７状態における第１、２吸着器１０、２０が脱離工程にある。
【００３９】
ところで、通常運転モードにおいては、第１〜３状態及び第５〜７状態において室内に吹き出す空気が冷却されるが、第１、５状態においては、室内熱交換器５０から流出する熱媒体により吸着工程にある吸着器の吸着剤が冷却されるため、実際に室内に吹き出す空気を冷却する冷凍能力は、第１状態においては第１吸着器１０にて発生した冷凍能力であり、第５状態においては第３吸着器３０にて発生した冷凍能力である。
【００４０】
ここで、吸着工程とは、吸着器内の液相冷媒が蒸発し、その蒸発した蒸気（気相）冷媒を吸着剤にて吸着する工程を言い、吸着工程にある吸着器では、冷媒の蒸発潜熱により冷凍能力が発揮される。
【００４１】
因みに、第１状態における第２吸着器２０及び第５状態における第４吸着器４０は、第１吸着器１０又は第３吸着器３０にて冷却された熱媒体を室内空気と熱交換することができる程度までその温度を低下させるもので、室内に吹き出す空気から汲み上げる（除去する）熱量を増加させることには直接に関与していない。
【００４２】
２．高負荷運転モード
この高負荷運転モードは、室内熱交換器５０に流入する空気の温度（流入空気温度センサ１０６の検出温度）が略４０℃以上と室内熱交換器５０で必要とする熱負荷が大きいときに実行されるモードであり、第４状態（ＩＶ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）の順に状態を切り換える第２切換制御パターンとするものである。
【００４３】
そして、この高負荷運転モードでは、第１、５状態を省くことにより室内熱交換器５０から流出する熱媒体により吸着工程にある吸着器の吸着剤が冷却されないため、吸着工程にある２個の吸着器にて発生した冷凍能力の略全てを室内に吹き出す空気を冷却することに関与させることができ、大きな熱負荷に対応することができる。
【００４４】
なお、高負荷運転モードでは、室内熱交換器５０から流出する熱媒体により吸着工程にある吸着器の吸着剤を冷却していないので、室内に吹き出す空気の温度を通常運転モードと同等程度まで低下させることができないものの、前述のごとく、吸着工程にある２個の吸着器にて発生した冷凍能力の略全てを室内に吹き出す空気を冷却することに関与させることができるので、吸着式冷凍機の成績係数を向上させることができ、エンジン６０の廃熱を効率的に有効利用することができる。
【００４５】
因みに、この場合の吸着式冷凍機の成績係数とは、室内に吹き出す空気から汲み上げる（除去する）熱量をエンジン６０から供給された熱量で割った値である。
【００４６】
３．低負荷運転モード
この低負荷運転モードは、室内熱交換器５０に流入する空気の温度が略２２℃以上、２７℃以下と室内熱交換器５０で必要とする熱負荷が小さいときに実行されるモードである。具体的には、高負荷運転モードと同様に、第４状態（ＩＶ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）の順に状態を切り換える第２切換制御パターンとするものである。
【００４７】
これにより、高負荷運転モードと同様に、室内熱交換器５０に流入する空気の温度を大きく低下させることができないものの、そもそも室内熱交換器５０に流入する空気の温度が低いので、室内に吹き出す空気の温度を実用上十分な温度まで低下させつつ、吸着式冷凍機の成績係数を向上させることができることができる。
【００４８】
４．延長運転モード
この延長運転モードは、第１、５状態の運転時間を初期設定時間（図１０参照）から延長するときに実行されるモードである。具体的には、第１状態（Ｉ）→第３状態（ＩＩＩ）→第４状態（ＩＶ）→第５状態（Ｖ）→第７状態（ＶＩＩ）→第８状態（ＶＩＩＩ）→第１状態（Ｉ）の順に状態を切り換える第３切換制御パターンとするものである。
【００４９】
そして、この延長運転モードでは、第２、６状態が省略されるので、例えば第１状態から第３、４状態に移行する際に、吸着工程時に（第１状態において）吸着コア２２内を流通していた熱媒体が、次に吸着工程となる吸着器３０、４０の蒸発凝縮コア３３、４３にそのまま流入してしまい、吸着コア２２にて加熱された熱媒体により蒸発凝縮コア３３、４３が加熱されるおそれがある。
【００５０】
しかし、第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長した場合には、吸着剤の水分吸着能力（水分吸着量）が低下して水分吸着時に発生する吸着熱が減少しているので、吸着工程時に吸着コア内を流通していた熱媒体を、次に吸着工程となる吸着器の蒸発凝縮コアにそのまま流入させても実用上問題ない。
【００５１】
また、本実施形態に係る延長運転モードでは、エンジン６０から流出して第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０側に流れる供給熱媒体温度（第１水温センサ１０２の検出温度）と、第１〜４吸着器１０、２０、３０、４０側からエンジン６０に戻ってくる流出熱媒体温度（第２水温センサ１０３の検出温度）との差が所定温度差となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長している。
【００５２】
ここで、所定温度差とは、温度差が略０℃となる状態で、具体的には、１℃以上、５℃以下程度温度差を言うものである。
【００５３】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００５４】
第１、５状態において吸着コアを冷却していた室内熱交換器５０から流出する熱媒体が、第２、６状態においては吸着コアに供給されることなく吸着工程にある蒸発凝縮コアに供給されるので、吸着コアを冷却して加熱された熱媒体が、次回、吸着工程となる蒸発凝縮コアに供給されてしまうことを防止できる。
【００５５】
したがって、次回、吸着工程となる蒸発凝縮コアが加熱されてしまうことを未然に防止できるので、通常運転モード、高負荷運転モード及び低負荷運転モードにおいて、吸着式冷凍機（空調装置）の冷凍能力が損なわれることを防止できる。
【００５６】
また、第３、７状態において、次回、吸着工程となる蒸発凝縮コアに室内熱交換器５０から流出した熱媒体が供給されるので、室内熱交換器５０を循環する熱媒体より温度の高い室外熱交換器７０から流出する低温の熱媒体を排出することができる。したがって、次回、吸着工程となる蒸発凝縮コアを冷却できるので、通常運転モード、高負荷運転モード、低負荷運転モード及び延長運転モードにおいて、吸着式冷凍機（空調装置）の冷凍能力が損なわれることを防止できる。
【００５７】
また、延長運転モードでは、第２、６状態を実行せずに第３、７状態に移行するので、吸着式冷凍機の作動工程を短縮することができるので、エンジン６０から供給された熱を有効に吸着式冷凍機を駆動する熱源（エネルギ）として活用することができ、吸着式冷凍機の成績係数を向上させることができる。
【００５８】
また、延長運転モードにおいては、供給熱媒体温度と流出熱媒体温度との差が所定温度差となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長するので、吸着剤に吸着された水分を略全量脱離放出させることが可能となる。したがって、エンジン６０から供給された熱を有効に吸着式冷凍機を駆動する熱源（エネルギ）として活用することができるので、吸着式冷凍機の成績係数を向上させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
第１実施形態では、第１ポンプ８１の流量を作動状態によらず略一定としたが、本実施形態では、第１状態（Ｉ）又は第５状態（Ｖ）のときに蒸発凝縮コアに供給する熱媒体の流量より、第３状態（ＩＩＩ）又は第７状態（ＶＩＩ）のときに蒸発凝縮コアに供給する熱媒体の流量を大きくしたものである。
【００６０】
これにより、第３状態（ＩＩＩ）又は第７状態（ＶＩＩ）の運転時間を短縮することができるので、吸着式冷凍機が冷凍能力を発揮している時間を長くすることができ、吸着式冷凍機の冷凍能力及び成績係数を向上させることができる。
【００６１】
（第３実施形態）
第１実施形態の延長運転モードにおいては、供給熱媒体温度と流出熱媒体温度との差が所定温度差となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長したが、本実施形態は、供給熱媒体温度が所定温度（例えば、８０℃以上、１００℃以下）となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長するものである。
【００６２】
このとき、エンジン冷却水は、前述のごとく、所定温度に保たれるように制御されているので、供給熱媒体温度が所定温度となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長すれば、供給熱媒体温度と流出熱媒体温度との差が所定温度差となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長したものと同等になる。
【００６３】
（第４実施形態）
第１実施形態の延長運転モードにおいては、供給熱媒体温度と流出熱媒体温度との差が所定温度差となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長したが、本実施形態は、流出熱媒体温度が所定温度（例えば、８０℃以上、９０℃以下）となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長するものである。
【００６４】
このとき、エンジン冷却水は、前述のごとく、所定温度に保たれるように制御されているので、流出熱媒体温度が所定温度となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長すれば、供給熱媒体温度と流出熱媒体温度との差が所定温度差となるまで第１、５状態の運転時間を初期設定時間から延長したものと同等になる。
【００６５】
（第５実施形態）
上述の実施形態では、吸着剤の水分吸着能力に基づいて第１、５状態の運転時間を予め設定したが、本実施形態は、エンジン６０の稼働状態（発熱量）を検出し、その検出値に基づいて第１、５状態の運転時間を可変制御するものである。
【００６６】
なお、エンジン６０の稼働状態（発熱量）を検出するに当たっては、例えばエンジン冷却水温度又はエンジンに供給される燃料量（燃料噴射量）等に基づいて決定することが望ましい。
【００６７】
（第６実施形態）
上述の実施形態では、熱媒体流れを切り換える切換弁（バルブ）として三方弁及び四方弁を用いて吸着式冷凍機を採用したが、本実施形態は、図１１に示すように、四方弁２０１〜２０４及び六方弁２０５、２０６を用いて吸着式冷凍機を構成したものである。
【００６８】
そして、図１２は第１状態（Ｉ）を示す模式図であり、図１３は第２状態（ＩＩ）を示す模式図であり、図１４は第３状態（ＩＩＩ）を示す模式図であり、図１５は第４状態（ＩＶ）を示す模式図であり、図１６は第５状態（Ｖ）を示す模式図であり、図１７は第６状態（ＶＩ）を示す模式図であり、図１８は第７状態（ＶＩＩ）を示す模式図であり、図１９は第８状態（ＶＩＩＩ）を示す模式図であり、図２０は各切換弁２０１〜２０６及び第１ポンプ８１の作動を示すタイムチャートである。
【００６９】
（第７実施形態）
本実施形態は、図２１に示される各切換弁２０１〜２０６及び第１〜３ポンプ８１〜８３の作動タイムチャートように、各切換弁２０１〜２０６を切り換え作動させるときには、その切り換え作動させる切換弁に熱媒体を循環させるポンプを、その切換タイミング（切り換える時）を挟んで所定時間だけ停止させるものである。
【００７０】
ところで、切換弁２０１〜２０６を切り換える際には、図２２に示すように、瞬間的に切換弁２０１〜２０６が全閉状態となるので、切換弁２０１〜２０６に作用する水撃（ウォータハンマー）により切換弁２０１〜２０６に大きな力が作用して異音が発生するおそれがある。なお、図２２では、四方弁が記載されているが、これは一例であり、四方弁のみを示すものではない。
【００７１】
これに対して、本実施形態では、切り換え作動させる切換弁に熱媒体を循環させるポンプを停止させるので、切換弁２０１〜２０６に水撃（ウォータハンマー）による大きな力が作用することを防止できる。
【００７２】
なお、図２１は第６実施形態に係る吸着式冷凍機を例に本実施形態を説明したが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、例えば第１実施形態に係る吸着式冷凍機にも適用することができる。
【００７３】
（第８実施形態）
本実施形態は、第７実施形態において、図２３に示すように、熱媒体が流通する熱媒体流路のうち、熱媒体が一方向にのみ流通する部位に逆止弁２０７を設けたものである。なお、図２３では、四方弁が記載されているが、これは一例であり、四方弁のみを示すものではない。
【００７４】
ところで、第７実施形態では、切換弁２０１〜２０６を切り換え作動させる際に、ポンプ８１〜８３を停止させるので、ポンプ８１〜８３を停止させたときにポンプ圧により押し込まれていた熱媒体が逆流してしまうおそれがある。そして、熱媒体が逆流すると、熱媒体の入れ替えを迅速、かつ、的確に行うことが難しいので、吸着式冷凍機の能力が低下してしまうおそれがある。
【００７５】
これに対して、本実施形態では、逆止弁２０７を有しているので、切換弁２０１〜２０６を切り換え作動させる際にポンプ８１〜８３を停止させても、ポンプ圧により押し込まれていた熱媒体が逆流してしまうことを防止できる。したがって、熱媒体の入れ替えを迅速、かつ、的確に行うことができるので、吸着式冷凍機の能力を十分に発揮させることができる。
【００７６】
なお、図２３では、逆止弁２０７を切換弁の出口側に設けられていたが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、熱媒体が流通する熱媒体流路のうち、熱媒体が一方向にのみ流通する部位であればどこでもよい。
【００７７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の冷凍機に適用することができる。
【００７８】
また、吸着剤としてシリカゲルを用いていたが、他にも、活性アルミナ、活性炭、ゼオライト、モレキュラーシービングカーボン等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第１状態を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第２状態を示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第３状態を示す模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第４状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第５状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第６状態を示す模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第７状態を示す模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の第８状態を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る吸着冷凍機の切換弁及び第１ポンプの作動を示すチャートである。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の模式図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第１状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第２状態を示す模式図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第３状態を示す模式図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第４状態を示す模式図である。
【図１６】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第５状態を示す模式図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第６状態を示す模式図である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第７状態を示す模式図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の第８状態を示す模式図である。
【図２０】本発明の第６実施形態に係る吸着冷凍機の切換弁及び第１ポンプの作動を示すチャートである。
【図２１】本発明の第７実施形態に係る吸着冷凍機の切換弁及びポンプの作動を示すチャートである。
【図２２】本発明の実施形態に係る吸着冷凍機の切換弁の作動を示す模式図である。
【図２３】本発明の第８実施形態に係る吸着冷凍機に配設された逆止弁を示す模式図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０…吸着器、
１１、２１、３１、４１…吸着剤、
１２、２２、３２、４２…吸着コア
１３、２３、３３、４３…蒸発凝縮コア
５０…室内熱交換器、６０…エンジン、７０…室外熱交換器。

Claims

冷媒が封入され、かつ、蒸気冷媒を吸着するとともに加熱されることにより吸着した冷媒を脱離する吸着剤（１１、２１、３１、４１）、前記吸着剤（１１、２１、３１、４１）と熱媒体とを熱交換する吸着コア（１２、２２、３２、４２）、及び熱媒体と冷媒とを熱交換する蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）が収納された第１、２、３、４吸着器（１０、２０、３０、４０）と、
前記蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）にて冷却された熱媒体が循環し、冷却対象を冷却する冷却器（５０）と、
前記第１〜４吸着器（１０、２０、３０、４０）に高温の熱媒体を供給する加熱手段（６０）と、
前記第１〜４吸着器（１０、２０、３０、４０）に前記高温の熱媒体より低温の熱媒体を供給する冷却手段（７０）とを備え、
前記冷却器（５０）と前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）との間に熱媒体を循環させるとともに、前記第１吸着器（１０）の前記吸着コア（１２）に前記低温の熱媒体を循環させ、かつ、前記第２吸着器（２０）の前記吸着コア（２２）に前記冷却器（５０）から流出した熱媒体を循環させ、一方、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４３）に前記高温の熱媒体を循環させるとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に前記低温の熱媒体を循環させる第１状態（Ｉ）と、
前記冷却器（５０）と前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）との間に熱媒体を循環させるとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）に前記低温の熱媒体を循環させ、一方、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４２）に前記高温の熱媒体を循環させるとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に前記低温の熱媒体を循環させる第２状態（ＩＩ）と、
前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）入口に前記低温の熱媒体を供給するとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）入口に前記高温の熱媒体を供給し、一方、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４２）入口に前記低温の熱媒体を供給するとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に前記冷却器（５０）から流出した熱媒体を供給する第３状態（ＩＩＩ）と、
前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に前記低温の熱媒体を循環させるとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）に前記高温の熱媒体を循環させ、一方、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４２）に前記低温の熱媒体を循環させるとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に前記冷却器（５０）から流出した熱媒体が満たされた状態でその熱媒体の循環を停止させる第４状態（ＩＶ）と、
前記冷却器（５０）と前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）との間に熱媒体を循環させるとともに、前記第３吸着器（３０）の前記吸着コア（３２）に前記低温の熱媒体を循環させ、かつ、前記第４吸着器（４０）の前記吸着コア（４２）に前記冷却器（５０）から流出した熱媒体を循環させ、一方、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）に前記高温の熱媒体を循環させるとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に前記低温の熱媒体を循環させる第５状態（Ｖ）と、
前記冷却器（５０）と前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）との間に熱媒体を循環させるとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４２）に前記低温の熱媒体を循環させ、一方、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）に前記高温の熱媒体を循環させるとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に前記低温の熱媒体を循環させる第６状態（ＶＩ）と、
前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に前記低温の熱媒体を供給するとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４２）入口に前記高温の熱媒体を供給し、一方、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）入口に前記低温の熱媒体を供給するとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に前記冷却器（５０）から流出した熱媒体を供給する第７状態（ＶＩＩ）と、
前記第３、４吸着器（３０、４０）の蒸発凝縮コア（３３、４３）に前記低温の熱媒体を循環させるとともに、前記第３、４吸着器（３０、４０）の前記吸着コア（３２、４２）に前記高温の熱媒体を循環させ、一方、前記第１、２吸着器（１０、２０）の前記吸着コア（１２、２２）に前記低温の熱媒体を循環させるとともに、前記第１、２吸着器（１０、２０）の蒸発凝縮コア（１３、２３）に前記冷却器（５０）から流出した熱媒体が満たされた状態でその熱媒体の循環を停止させる第８状態（ＶＩＩＩ）と、
を切り換える切換制御手段（１１０）を備え、
前記切換制御手段（１１０）は、前記第１状態（Ｉ）→前記第２状態（ＩＩ）→前記第３状態（ＩＩＩ）→前記第４状態（ＩＶ）→前記第５状態（Ｖ）→前記第６状態（ＶＩ）→前記第７状態（ＶＩＩ）→前記第８状態（ＶＩＩＩ）→前記第１状態（Ｉ）の順に状態を切り換える第１切換制御パターンを有していることを特徴とする吸着式冷凍機。
前記切換制御手段（１１０）は、前記第４状態（ＩＶ）→前記第７状態（ＶＩＩ）→前記第８状態（ＶＩＩＩ）→前記第３状態（ＩＩＩ）→前記第４状態（ＩＶ）の順に状態を切り換える第２切換制御パターンを有していることを特徴とする請求項１に記載の吸着式冷凍機。
前記第１、５状態（Ｉ、Ｖ）の運転時間を延長する際には、前記切換制御手段（１１０）は、前記第１状態（Ｉ）→前記第３状態（ＩＩＩ）→前記第４状態（ＩＶ）→前記第５状態（Ｖ）→前記第７状態（ＶＩＩ）→前記第８状態（ＶＩＩＩ）→前記第１状態（Ｉ）の順に状態を切り換える第３切換制御パターンを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着式冷凍機。
前記第１状態（Ｉ）又は前記第５状態（Ｖ）のときに前記蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）を供給される熱媒体の流量より、前記第３状態（ＩＩＩ）又は前記第７状態（ＶＩＩ）のときに前記蒸発凝縮コア（１３、２３、３３、４３）に供給される熱媒体の流量を大きくすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
前記切換制御手段（１１０）は、熱媒体流れを切り換えるバルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）及び熱媒体を循環させるポンプ（８１〜８３）を制御することにより熱媒体流れを制御しており、
前記切換制御手段（１１０）は、前記バルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）を切り換え作動させるときには、前記ポンプ（８１〜８３）を制御して、その切り換え作動させるバルブ（９１〜１０１、２０１〜２０６）に熱媒体を循環させることを停止することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
熱媒体が流通する熱媒体流路のうち、熱媒体が一方向にのみ流通する部位には、逆止弁（２０７）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の吸着式冷凍機。