JP5290776B2 - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は吸収式冷凍装置に関するものであり、特に小型化を実現するとともに、自動車等の移動体に搭載することをも可能とした装置に係るものである。

近時、オゾン層の破壊、地球温暖化問題等の観点から、エアコンや冷凍機等の冷媒として用いられていたフロンは、アンモニア、炭酸ガス、炭化水素、水等の自然媒体に置き換えられている。
このうち特に冷媒として水を用いる場合には、安価であること、万が一漏れ出したとしても人体や周辺に与える影響が少ないこと、廃棄時の処理が容易であること、蒸発潜熱が大きいこと、粘度が比較的低いこと等のメリットがある。他方、使用温度帯での蒸気の比容積が大きいことから実用機としてみると、単位能力あたりの装置の大きさを非常に大きくせざるを得ず、製造コストの増大を招いてしまい、設置対象も限られてしまうという問題があった。

ところで上述のような水を冷媒として用いた装置の一つに吸収式冷凍装置Ｆ′がある。この装置は一例として図６に示すように、蒸発器１′、吸収器２′、再生器３′及び凝縮器４′を具えて成り、前記蒸発器１′によって水Ｗを蒸発させて蒸発熱を奪うことにより冷媒として供するものである。
そしてこのとき生じた水蒸気Ｓを、吸収器２′によって吸湿剤水溶液Ｄに吸収させることにより蒸発器１′内での水Ｗの蒸発を促進させ、一方、この吸湿剤水溶液Ｄについては、再生器３′によりこのものから水分を除去し、吸湿剤水溶液Ｄを再度吸収器２′に送って循環使用し、また吸湿剤水溶液Ｄから除去された水分（水蒸気Ｓ）を凝縮器４′によって凝縮させて水Ｗとし、この水Ｗを再度蒸発器１′に送って循環使用するものである。
このような吸収式冷凍装置Ｆ′はその構造上、装置に振動が加わった場合には蒸発器１′内に位置する水Ｗと、吸収器２′内に位置する吸湿剤水溶液Ｄとが混ざってしまったり、再生器３′内に位置する水分が除去された吸湿剤水溶液Ｄと、凝縮器４′内に位置する水Ｗとが混ざってしまう恐れがあるため、装置全体の小型化が困難であるといった問題と相まって、自動車等の移動体に搭載することは実現されていなかった（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−２１４１８公報

本発明はこのような背景を考慮してなされたものであって、小型化を実現するとともに、自動車等の移動体に搭載することを可能にした、新規な吸収式冷凍装置の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の吸収式冷凍装置は、蒸発器及びこの蒸発器に隣接して設置された吸収器を具えた蒸発吸収ユニットと、再生器及びこの再生器に隣接して設置された凝縮器を具えた再生凝縮ユニットとを具え、前記蒸発器によって冷媒中の水分を蒸発させて蒸発熱を奪うことにより冷媒の温度を低下させて冷却に供し、このとき生じた水蒸気を前記吸収器によって吸湿剤水溶液に吸収させて冷媒からの水分の蒸発を促進させ、前記再生器によって吸湿剤水溶液に吸収された水分を除去し、吸湿剤水溶液を再度吸収器に送って循環使用し、また吸湿剤水溶液から除去された水分を凝縮器において回収し、再度蒸発器に送って循環使用するように構成された装置において、前記蒸発器と吸収器とが同一筐体内に具えられ、また前記再生器と凝縮器とが同一筐体内に具えられ、且つ、前記筐体内における蒸発器と吸収器との間には、水蒸気が移動するための空間が確保され、同様に前記筐体内における再生器と凝縮器との間には、蒸気が移動するための空間が確保されて成り、前記冷媒及び吸湿剤水溶液を循環使用するため流路はそれぞれ独立した循環経路として形成され、前記再生凝縮ユニットにおいては、冷媒の循環経路を通じて凝縮器に戻された冷媒に、再生器によって吸湿剤水溶液から蒸発した水蒸気を取り込むことができるように構成されるものであり、前記蒸発器または吸収器のいずれか一方または双方は チューブ状の半透膜によって形成され、更に前記再生器または凝縮器のいずれか一方または双方はチューブ状の半透膜によって形成されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、装置に振動が加わった場合であっても、蒸発器内に位置する冷媒と、吸収器内に位置する吸湿剤水溶液とが混ざってしまったり、再生器内に位置する水分が除去された吸湿剤水溶液と、凝縮器内に位置する水とが混ざってしまうことを回避しながらも、蒸発器から吸収器への水蒸気の移動、再生器から凝縮器への水蒸気の移動を阻害してしまうことがないため、自動車等の移動体への搭載を可能とすることができる。
また、蒸発器及び吸収器それぞれの容量を減少させることなく、これらの総容積を縮小させることができ、装置の小型化を実現することができる。
更にまた、蒸発器においてはチューブ状の半透膜を通じて水蒸気を発散させることができ、また吸収器においてはチューブ状の半透膜を通じて水蒸気を吸湿剤水溶液に取り込むことができ、また再生器においてはチューブ状の半透膜を通じて水分を吸湿剤水溶液から発散させることができ、更にまた凝縮器においてはチューブ状の半透膜を通じて水蒸気を取り込んで凝縮させることが可能となる。

また請求項２記載の吸収式冷凍装置は、前記要件に加え、前記蒸発器と吸収器との間あるいは前記再生器と凝縮器との間にデミスタを介在させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、装置に振動が加わった場合に、冷媒または吸湿剤水溶液が隣接する機器の半透膜や機器間の境界部に配された半透膜に直接触れてしまうのを防いで、水蒸気の透過を妨げてしまうことや熱の損失を回避することができる。

更にまた請求項３記載の吸収式冷凍装置は、前記要件に加え、前記蒸発器内の冷媒の表面に毛細管集合体を設けたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、冷媒の蒸発を促進することができるとともに、装置に振動が加わった場合に、冷媒または吸湿剤水溶液が隣接する機器の半透膜や機器間の境界部に配された半透膜に直接触れてしまうのを防いで、水蒸気の透過を妨げてしまうことを回避することができる。

更にまた請求項４記載の吸収式冷凍装置は、前記要件に加え、前記冷媒を、前記吸収器及び再生器内に位置する吸湿剤水溶液よりも吸湿力の弱い吸湿剤水溶液とすることを特徴として成るものである。
この発明によれば、再生器において生じた蒸気を凝縮器によって円滑に回収することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、吸収式冷凍装置の耐振動性を向上することができるとともに、小型化することができるため、自動車等への搭載を実現することが可能となる。
またエンジンの排熱を車内冷房のためのエネルギーとして使用することができるため、エネルギーの有効活用が可能となる。

本発明の吸収式冷凍装置を冷媒の循環経路と吸湿剤水溶液の循環経路との双方を閉路として構成した実施例を示すブロック図である。 蒸発管と吸収管の設置の一例を示す斜視図である。 本発明の吸収式冷凍装置を冷媒の循環経路または吸湿剤水溶液の循環経路のいずれか一方を閉路として構成した実施例を示すブロック図である。 本発明の吸収式冷凍装置を冷媒の循環経路及び吸湿剤水溶液の循環経路の一部を開放状態として構成した実施例を示すブロック図である。 吸収式冷凍装置を蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を開放状態として構成した参考例を示すブロック図である。 既存の吸収式冷凍装置を示すブロック図である。

１ 蒸発器
１０ 蒸発管
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ ノズル
１５ 毛細管集合体（蒸発促進材）
１６ 排出口
２ 吸収器
２０ 吸収管
２１ 流入口
２２ 流出口
２３ ノズル
２４ 予冷器
２５ 冷却器
２６ 排出口
３ 再生器
３０ 再生管
３１ 流入口
３２ 流出口
３３ ノズル
３５ 加熱器
３６ 排出口
４ 凝縮器
４０ 凝縮管
４１ 流入口
４２ 流出口
４３ ノズル
４４ 冷却器
４６ 排出口
５ 冷却装置
６ デミスタ
７ 隔壁
８ 半透膜
９ 熱交換器
Ｄ 吸湿剤水溶液
Ｄｗ 低濃度吸湿剤溶液
Ｆ 吸収式冷凍装置
Ｐ１ ポンプ
Ｐ２ ポンプ
Ｐ３ ポンプ
Ｓ 水蒸気
Ｕ１ 蒸発吸収ユニット
Ｕ２ 再生凝縮ユニット
Ｖ ミキシングバルブ
Ｗ 水（冷媒）

以下、本発明を実施するための最良の形態について図示の実施例に基づいて説明する。
本発明の吸収式冷凍装置Ｆは、蒸発器１において水Ｗ等の冷媒から水分を蒸発させて蒸発熱を奪うことにより、冷媒の温度を低下させ、このものを冷却装置５に供給して室内の冷却等に供するものである。
そしてこのとき生じた水蒸気Ｓは、吸収器２によって吸湿剤水溶液Ｄに吸収され、これにより濃度が低下した吸湿剤水溶液Ｄは再生器３に送られ、再生器３によって水分が除去されて再び吸湿能力の高い状態となり、この吸湿剤水溶液Ｄは再度吸収器２に送られて循環使用されるものである。
また前記再生器３によって吸湿剤水溶液Ｄから除去された水分は凝縮器４によって回収され、再度蒸発器１に送られて循環使用されるものである。
なお前記吸湿剤水溶液Ｄは、臭化リチューム、塩化リチューム等を吸湿剤として採用した水溶液であるが、この他にも適宜の吸湿剤を採用することもできる。
また前記冷媒としては、水Ｗの他に、以下の実施例において説明するように、前記吸湿剤水溶液Ｄよりも吸湿能力の低い吸湿剤を用いたものや、前記吸湿剤水溶液Ｄと同じ吸湿剤を用いた低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗが用いられる場合もある。
以下、本発明の吸収式冷凍装置Ｆについて、形態を異ならせた複数の実施例に従って説明を行うものであるが、これらの実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

〔冷媒の循環経路と吸湿剤水溶液の循環経路との双方を閉路とした実施例〕
始めに冷媒の循環経路と吸湿剤水溶液Ｄの循環経路との双方を閉路とした実施例について説明すると、図１中、符号Ｆで示すものが吸収式冷凍装置であって、この装置は、蒸発器１及びこの蒸発器１に隣接して設置された吸収器２並びに再生器３及びこの再生器３に隣接して設置された凝縮器４を具えて成るものである。そして前記蒸発器１と吸収器２とは気密性を有する筐体である蒸発吸収ユニットＵ１内に具えられ、また再生器３と凝縮器４とは気密性を有する筐体である再生凝縮ユニットＵ２内に具えられる。

ここで前記蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４は、それぞれ蒸発管１０、吸収管２０、再生管３０、凝縮管４０を、蒸発吸収ユニットＵ１あるいは再生凝縮ユニットＵ２内に設けて構成されるものであり、これら蒸発管１０、吸収管２０、再生管３０、凝縮管４０は、半透膜が適用された管体によって構成される。
前記半透膜は、中空糸分離膜、セラミック等を素材とするものであって、水分子（水Ｗ、水蒸気Ｓ）のみが透過し、吸湿剤水溶液Ｄ中の吸湿剤、低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ中の吸湿剤等は透過することができないものである。

そして前記蒸発管１０の流入口１１と凝縮管４０の流出口４２との間、及び蒸発管１０の流出口１２と凝縮管４０の流入口４１との間をそれぞれ管路によって接続することにより閉路が形成され、この中に低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ等が封入される。また流出口１２と流入口４１との間に冷却装置５が具えられ、更に適宜の個所にポンプＰ１が具えられる。
なお前記低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗとは、後述する吸収管２０と再生管３０とを含む閉路内に封入される吸湿剤水溶液Ｄよりも吸湿剤の濃度すなわち吸湿能力が低く設定されたものである。

また前記吸収管２０の流入口２１と再生管３０の流出口３２との間、及び吸収管２０の流出口２２と再生管３０の流入口３１との間をそれぞれ管路によって接続することにより閉路が形成され、この中に吸湿剤水溶液Ｄが封入される。また流出口２２と流入口３１との間に加熱器３５が具えられ、更に流出口３２と流入口２１との間に予冷器２４が具えられ、また適宜の個所にポンプＰ２が具えられる。

なお前記蒸発管１０と吸収管２０との間の空間、並びに再生管３０と凝縮管４０との間の空間はわずかであっても水蒸気Ｓの移動が円滑に成されるため、省スペース化が可能となり、蒸発吸収ユニットＵ１及び再生凝縮ユニットＵ２ひいては吸収式冷凍装置Ｆ全体を小型化することが可能となるものである。
更に図２に示すように、蒸発管１０と吸収管２０とを対向させて近接させることにより、より一層の小型化が可能となるものである。

この図１の実施例で示す吸収式冷凍装置Ｆは一例として上述したように構成されるものであり、以下、その作動態様について説明する。
（１）蒸発吸湿ユニット内での水分と熱の移動
まずポンプＰ１、Ｐ２を起動して低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ及び吸湿剤水溶液Ｄをそれぞれの循環路内で循環させるとともに、予冷器２４及び加熱器３５を起動する。因みに吸収式冷凍装置Ｆを自動車に搭載する場合には、前記加熱器３５の熱源としてエンジンの排熱が有効利用される。
前記予冷器２４によって冷却された吸湿剤水溶液Ｄは、吸湿能力が高められた状態で吸収管２０に供給されるため、蒸発吸収ユニットＵ１内において蒸発管１０内に位置する低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗの水分蒸発を促すこととなる。このため低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ中の水分が気化し、水蒸気Ｓとなって蒸発管１０を通過し、更に吸収管２０を通過するとともに、吸収管２０内の吸湿剤水溶液Ｄによって吸収されることとなる。なお蒸発管１０の表面に染み出した水Ｗがここで蒸発するような場合も想定される。
このとき、蒸発管１０内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは、蒸発熱を奪われて温度が低下するものであり、この状態で冷却装置５に送られて冷媒として供される。
なお上述した過程において、蒸発管１０内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは濃度が高くなり、一方、吸収管２０内の吸湿剤水溶液Ｄは濃度が低くなる。

（２）再生凝縮ユニット内での水分の移動
そして流出口２２から排出された吸湿剤水溶液Ｄは、加熱器３５によって昇温されて再生管３０に供給されるものであり、再生管３０内において吸湿剤水溶液Ｄ中の水分が気化し、水蒸気Ｓとなって再生管３０を通過し、更に凝縮管４０を通過するとともに、凝縮管４０内に位置する低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗによって吸収されることとなる。なお凝縮管４０の表面で凝縮した水Ｗが凝縮管４０を透過して低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗに吸収されるような場合も想定される。
このような過程において再生管３０内の吸湿剤水溶液Ｄは濃度が高くなり、一方、凝縮管４０内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは濃度が低くなる。
そして吸湿剤水溶液Ｄは再び吸収管２０に送られ、低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは再び蒸発管１０に送られてそれぞれ循環使用されることとなる。

以上述べたようにこの実施例で示した本発明の吸収式冷凍装置Ｆは、一の筐体内に二種類の機器を具えてユニット化した構成としたため、装置全体を小型化することができる。
また半透膜によって構成された蒸発管１０、吸収管２０、再生管３０及び凝縮管４０は、水分子（水Ｗ、水蒸気Ｓ）を透過することができる一方で、吸湿剤水溶液Ｄ及び低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ中の吸湿剤等を透過することができないものであるため、装置が揺れたり振動が加わった場合であっても、吸湿剤水溶液Ｄと低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗとが実施的に混ざり合ってしまうことがない。
このため吸収式冷凍装置Ｆを、自動車等の移動体への搭載が可能な装置として実現することができる。

〔冷媒の循環経路または吸湿剤水溶液の循環経路のいずれか一方を閉路とした実施例〕
次に冷媒の循環経路または吸湿剤水溶液Ｄの循環経路のいずれか一方を閉路とした実施例について説明するものであり、先ず図３（ａ）に示す蒸発器１と凝縮器４との間を閉路とした実施例について説明する。
なお吸収式冷凍装置Ｆの基本構成と動作原理は、既に説明した実施例で例示した装置と同様であるため、ここでは構成の相違する個所についてのみ説明を行うものとする。
図３（ａ）に示す吸収式冷凍装置Ｆは、蒸発管１０及び凝縮管４０を、半透膜が適用された管体によって構成するものであり、蒸発管１０の流入口１１と凝縮管４０の流出口４２との間、蒸発管１０の流出口１２と凝縮管４０の流入口４１との間をそれぞれ管路によって接続することにより閉路が形成されたものであって、この閉路の中には冷媒である低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗが封入される。
また流出口１２と流入口４１との間に冷却装置５が具えられ、更に適宜の個所にポンプＰ１が具えられる。
そして前記蒸発管１０及び凝縮管４０はそれぞれ蒸発吸収ユニットＵ１、再生凝縮ユニットＵ２の筐体内上方に配される。

一方、吸湿剤水溶液Ｄの循環経路は開放状態で形成されるものであり、蒸発吸収ユニットＵ１の筐体内に具えられたデミスタ６の下方にノズル２３が配されるとともにこのノズル２３と、再生凝縮ユニットＵ２の筐体下部に形成された排出口３６との間が適宜の管路によって接続されている。なおこの管路には冷却器２５及びポンプＰ３が具えられる。
また再生凝縮ユニットＵ２の筐体内に具えられたデミスタ６の下方にノズル３３が配されるとともにこのノズル３３と、蒸発吸収ユニットＵ１の筐体下部に形成された排出口２６との間が適宜の管路によって接続されている。なおこの管路にはポンプＰ２及び加熱器３５が具えられる。
吸湿剤水溶液Ｄの循環経路はこのようにして形成されるものであり、ノズル２３と排出口２６との間、ノズル３３と排出口３６との間が開放状態となっており、吸湿剤水溶液Ｄは、蒸発吸収ユニットＵ１、再生凝縮ユニットＵ２の筐体内においてノズル２３、３３から散布され、筐体下部に一時的に貯留された状態となりながら循環することとなる。

この実施例で示す吸収式冷凍装置Ｆは一例として上述したように構成されるものであり、以下、その作動態様について説明する。
（１）蒸発吸湿ユニット内での水分と熱の移動
まずポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３を起動して低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ及び吸湿剤水溶液Ｄをそれぞれの循環路内で循環させるとともに、予冷器２４及び加熱器３５を起動する。
前記予冷器２４によって冷却された吸湿剤水溶液Ｄは、吸湿能力が高められた状態でノズル２３から噴出させられ、蒸発吸収ユニットＵ１内において蒸発管１０内に位置する低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗの水分蒸発を促すこととなる。このため低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗ中の水分が気化し、水蒸気Ｓとなって蒸発管１０を通過し、更にデミスタ６を通過するとともに吸湿剤水溶液Ｄによって吸収されることとなる。
このとき、蒸発管１０内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは、蒸発熱を奪われて温度が低下するものであり、この状態で冷却装置５に送られて冷媒として供される。
なお上述した過程において、蒸発管１０内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは濃度が高くなり、一方、蒸発吸収ユニットＵ１内に貯留状態となっている吸湿剤水溶液Ｄは濃度が低くなる。

（２）再生凝縮ユニット内での水分の移動
そして排出口２６から排出された吸湿剤水溶液Ｄは、加熱器３５によって昇温されてノズル３３から噴出させられ、吸湿剤水溶液Ｄ中の水分が気化し、水蒸気Ｓとなってデミスタ６を通過し、更に凝縮管４０を通過するとともに、凝縮管４０内に位置する低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗによって吸収されることとなる。
このような過程において、再生凝縮ユニットＵ２内に貯留状態となっている吸湿剤水溶液Ｄは濃度が高くなり、一方、凝縮管４０内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは濃度が低くなる。
そして吸湿剤水溶液Ｄは再びノズル２３に送られ、低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗは再び蒸発管１０に送られてそれぞれ循環使用されることとなる。

以上述べたようにこの実施例で示した本発明の吸収式冷凍装置Ｆは、前記ノズル２３、３３の上方にはデミスタ６が位置するため、蒸発吸収ユニットＵ１、再生凝縮ユニットＵ２の筐体内にて吸湿剤水溶液Ｄは蒸発管１０、凝縮管４０に直接触れることはなく、蒸発管１０、凝縮管４０の半透膜を水分子（水Ｗ、水蒸気Ｓ）が透過するのを阻害してしまうのを防止することが可能となっている。
このため吸収式冷凍装置Ｆを、自動車等の移動体への搭載が可能な装置として実現することができる。
また一の筐体内に二種類の機器を具えてユニット化した構成としたため、装置全体を小型化することができる。

なお図３（ａ）に示した装置構成は、蒸発器１と凝縮器４との間を閉路としたものであったが、この装置における蒸発吸収ユニットＵ１と再生凝縮ユニットＵ２との間に設けられた機器の設置個所を変更するとともに、凝縮器４内に冷却器４４を設置して、図３（ｂ）に示すような吸収器２と再生器３との間を閉路とした構成を採ることもできる。
因みにこの場合、再生器３における再生管３０を透過した水蒸気Ｓは、冷却器４４によって冷却されることにより凝縮して水Ｗとなるため、冷媒には格別吸湿作用は要求されない。このため凝縮器４を、ノズル４３と冷却器４４とを具えた開放状態の構成とした場合には、冷媒として水Ｗを用いることができるものである。
また蒸発器１内に貯留状態となっている水Ｗの表面に、毛細管現象を起こすことのできる糸材によって構成された毛細管集合体１５を設置し、水Ｗの蒸発を促進するようにしてもよい。

〔冷媒の循環経路及び吸湿剤水溶液の循環経路の一部を開放状態とした実施例〕
次に冷媒の循環経路及び吸湿剤水溶液Ｄの循環経路の一部を開放状態とした実施例について説明するものであり、先ず図４（ａ）に示す吸収器２及び凝縮器４を開放状態とした実施例について説明する。
なお吸収式冷凍装置Ｆの基本構成と動作原理は、既に説明した実施例で例示した装置と同様であるため、ここでは構成の相違する個所についてのみ説明を行うものとする。
この図４（ａ）に示す吸収式冷凍装置Ｆは、蒸発管１０及び再生管３０を、半透膜が適用された管体によって構成されるものであり、蒸発管１０の流入口１１と排出口４６との間、蒸発管１０の流出口１２とノズル４３との間をそれぞれ管路によって接続することにより冷媒である水Ｗの循環経路が形成される。
また流出口１２とノズル４３との間に冷却装置５が具えられ、更に適宜の個所にポンプＰ１が具えられる。
なお蒸発吸収ユニットＵ１及び再生凝縮ユニットＵ２の筐体内は、それぞれデミスタ６によって上下二つの空間に区画されており、前記蒸発管１０は蒸発吸収ユニットＵ１内の上部空間に配され、前記ノズル４３は再生凝縮ユニットＵ２内の下部空間に配される。

一方、吸湿剤水溶液Ｄの循環経路は、蒸発吸収ユニットＵ１内の下部空間に配されたノズル２３と、再生凝縮ユニットＵ２内の上部空間に配された再生管３０の流出口３２との間を管路で接続するとともに、排出口２６と再生管３０の流入口３１との間を管路で接続して形成される。
なおノズル２３と流出口３２との間には予冷器２４が具えられ、排出口２６と流入口３１との間にはポンプＰ２及び加熱器３５が具えられる。
また前記ノズル２３の下方には冷却器２５が具えられ、ノズル４３の下方には冷却器４４が具えられる。

以上述べたようにこの実施例で示す吸収式冷凍装置Ｆは、吸湿剤水溶液Ｄの循環経路における吸収器２が、ノズル２３と排出口２６との間で開放状態となり、また冷媒である水Ｗの循環経路における凝縮器４が、ノズル４３と排出口４６との間で開放状態となっているものである。

この実施例で示す吸収式冷凍装置Ｆは一例として上述したように構成されるものであり、以下、その作動態様について説明する。
（１）蒸発吸湿ユニット内での水分と熱の移動
まずポンプＰ１、Ｐ２を起動して水Ｗ及び吸湿剤水溶液Ｄをそれぞれの循環内で循環させるとともに、予冷器２４、冷却器２５、加熱器３５及び冷却器４４を起動する。
前記予冷器２４によって冷却された吸湿剤水溶液Ｄは、吸湿能力が高められた状態でノズル２３から噴出させられ、更に冷却器２５によって冷却されて吸湿能力が高められる。そして蒸発吸収ユニットＵ１内において蒸発管１０内に位置する水Ｗの蒸発を促すこととなる。このため水Ｗの一部が気化し、水蒸気Ｓとなって蒸発管１０を通過し、更にデミスタ６を通過するとともに吸湿剤水溶液Ｄによって吸収されることとなる。
このとき、蒸発管１０内の水Ｗは、蒸発熱を奪われて温度が低下するものであり、この状態で冷却装置５に送られて冷媒として供される。
なお上述した過程において、蒸発吸収ユニットＵ１内に貯留状態となっている吸湿剤水溶液Ｄは濃度が低くなる。

（２）再生凝縮ユニット内での水分の移動
そして排出口２６から排出された吸湿剤水溶液Ｄは加熱器３５によって昇温されて再生管３０に供給されるものであり、ここで吸湿剤水溶液Ｄ中の水分が気化して水蒸気Ｓとなって再生管３０を通過し、更にデミスタ６を通過した水蒸気Ｓはノズル４３から噴出された水Ｗと接触し、更に冷却器４４によって冷却されて凝縮する。
このような過程において、再生管３０内の吸湿剤水溶液Ｄは濃度が高められる。
そして吸湿剤水溶液Ｄは再びノズル２３に送られ、水Ｗは再び蒸発管１０に送られてそれぞれ循環使用されることとなる。

以上述べたようにこの実施例で示した本発明の吸収式冷凍装置Ｆは、前記ノズル２３、４３の上方にはデミスタ６が位置するため、蒸発吸収ユニットＵ１の筐体内において、吸湿剤水溶液Ｄは蒸発管１０に直接触れることはなく、また再生凝縮ユニットＵ２の筐体内において、水Ｗは再生管３０に直接触れることはなく、蒸発管１０、再生管３０の表面が濡れて水蒸気Ｓが半透膜を透過するのを阻害してしまうのを防止することが可能となっている。
このため吸収式冷凍装置Ｆを、自動車等の移動体への搭載が可能な装置として実現することができる。
また一の筐体内に二種類の機器を具えてユニット化した構成としたため、装置全体を小型化することができる。

なお以上述べた実施例では、吸収器２と凝縮器４とを開放状態としたが、図４（ｂ）に示すように蒸発器１と再生器３とを開放状態とするように構成することもできる。
因みにこの場合、再生器３において発生した水蒸気Ｓを、凝縮管４０を透過させて冷媒中に取り込むこととなるため、冷媒として低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗが採用される。
また蒸発器１内の低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗの表面に、毛細管現象を起こすことのできる糸材によって構成された毛細管集合体１５を設置し、水分の蒸発を促進するようにしてもよい。

〔蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を開放状態とした参考例〕
次に本願発明に関連した、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４を開放状態とした参考例について説明する。
なお吸収式冷凍装置Ｆの基本構成と動作原理は、既に説明した実施例で例示した装置と同様であるため、ここでは構成の相違する個所についてのみ説明を行うものとする。
図５に示す吸収式冷凍装置Ｆは、蒸発吸収ユニットＵ１及び再生凝縮ユニットＵ２の筐体内を、隔壁７と膜状の半透膜８とによって二室に区画するとともに、蒸発器１、吸収器２、再生器３、凝縮器４を構成する部材をそれぞれの空間に配して成るものである。
まず蒸発吸収ユニットＵ１には、図５中左側の空間にノズル１３が配されて蒸発器１が形成され、一方、右側の空間にノズル２３及び冷却器２５が配されて吸収器２が形成される。
また再生凝縮ユニットＵ２には、図５中左側の空間にノズル３３が配されて再生器３が形成され、一方、右側の空間に冷却器４４が配されて凝縮器４が形成される。

そしてノズル１３と排出口４６とをミキシングバルブＶを介在させて管路によって接続することにより、水Ｗの循環経路が形成されるものであり、この実施例では排出口１６と前記ミキシングバルブＶを接続するとともに、その途中にポンプＰ１及び冷却装置５を具えるようにした。
また排出口２６とノズル３３とを、熱交換器９を介在させて管路によって接続し、更に排出口３６とノズル２３とを前記熱交換器９を介在させて管路によって接続することにより、吸湿剤水溶液Ｄの循環経路が形成されるものである。なお熱交換器９とノズル２３との間に予冷器２４を具え、熱交換器９とノズル３３との間に加熱器３５を具えるようにした。
更に排出口２６と熱交換器９との間にポンプＰ２を具え、排出口３６と熱交換器９との間にポンプＰ３を具えるようにした。

以上述べたようにこの参考例で示す吸収式冷凍装置Ｆは、冷媒である水Ｗの循環経路における蒸発器１が、ノズル１３と排出口１６との間で開放状態となり、更に凝縮器４内も開放状態で形成されているものである。
また吸湿剤水溶液Ｄの循環経路における吸収器２が、ノズル２３と排出口２６との間で開放状態となり、再生器３が、ノズル３３と排出口３６との間で開放状態となっているものである。

この参考例で示す吸収式冷凍装置Ｆは一例として上述したように構成されるものであり、以下、その作動態様について説明する。
（１）蒸発吸湿ユニット内での水分と熱の移動
まずポンプＰ１、Ｐ２、P３を起動して水Ｗ及び吸湿剤水溶液Ｄをそれぞれの循環経路内で循環させるとともに、予冷器２４、冷却器２５、加熱器３５及び冷却器４４を起動する。
前記予冷器２４によって冷却された吸湿剤水溶液Ｄは、吸湿能力が高められた状態でノズル２３から噴出させられ、更に冷却器２５によって冷却されて吸湿能力が高められる。そして蒸発器１内においてノズル１３から噴出される水Ｗの蒸発を促すこととなるものであり、水Ｗの一部が気化し、水蒸気Ｓとなって半透膜８を通過し、吸収器２内の吸湿剤水溶液Ｄによって吸収されることとなる。
このとき、蒸発器１内の水Ｗは、蒸発熱を奪われて温度が低下するものであり、この状態で冷却装置５に送られて冷媒として供される。
なお上述した過程において、吸収器２内に貯留状態となっている吸湿剤水溶液Ｄは濃度が低くなる。

（２）再生凝縮ユニット内での水分の移動
そして排出口２６から排出された吸湿剤水溶液Ｄは熱交換器９を通過し、更に加熱器３５によって昇温されてノズル３３に供給されるものであり、再生器３内に噴出されるとともに、ここで水分の一部が気化して水蒸気Ｓとなる。このような過程において、再生器３内で貯留状態となっている吸湿剤水溶液Ｄは濃度が高められる。
そして吸湿剤水溶液Ｄは熱交換器９を通過する際に、排出口２６からノズル３３に送られる吸湿剤水溶液Ｄとの間で熱交換を行った後、予冷器２４を経由して再びノズル２３に送られて循環使用されることとなる。
一方、再生器３において発生した水蒸気Ｓは、半透膜８を透過して凝縮器４内に至り、ここで冷却器４４によって冷却されて凝縮し水Ｗとなる。
そしてこの水Ｗは排出口４６からミキシングバルブＶに送られ、ここで冷却装置５から送られてくる水Ｗと合流した後、再びノズル１３に送られて循環使用されることとなる。

なお前記ノズル１３、２３、３３の上方にはデミスタ６を設けてもよく、この場合には、吸湿剤水溶液Ｄ及び水Ｗが半透膜８に直接触れることはなく、水蒸気Ｓが半透膜８を通過するのを阻害してしまうのを防止することとなる。

以上述べたようにこの参考例で示した吸収式冷凍装置Ｆにあっては、半透膜８は、水蒸気Ｓの通過を許容する一方で、吸湿剤水溶液Ｄまたは低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗの通過を許容しないものであるため、装置が揺れたり振動が加わった場合であっても、吸湿剤水溶液Ｄと低濃度吸湿剤水溶液Ｄｗが混ざり合ってしまうことがない。
このため吸収式冷凍装置Ｆを、自動車等の移動体への搭載が可能な装置として実現することができる。
また一の筐体内に二種類の機器を具えてユニット化した構成としたため、装置全体を小型化することができる。

Claims (4)

1. 蒸発器及びこの蒸発器に隣接して設置された吸収器を具えた蒸発吸収ユニットと、再生器及びこの再生器に隣接して設置された凝縮器を具えた再生凝縮ユニットとを具え、前記蒸発器によって冷媒中の水分を蒸発させて蒸発熱を奪うことにより冷媒の温度を低下させて冷却に供し、このとき生じた水蒸気を前記吸収器によって吸湿剤水溶液に吸収させて冷媒からの水分の蒸発を促進させ、前記再生器によって吸湿剤水溶液に吸収された水分を除去し、吸湿剤水溶液を再度吸収器に送って循環使用し、また吸湿剤水溶液から除去された水分を凝縮器において回収し、再度蒸発器に送って循環使用するように構成された装置において、前記蒸発器と吸収器とが同一筐体内に具えられ、また前記再生器と凝縮器とが同一筐体内に具えられ、且つ、前記筐体内における蒸発器と吸収器との間には、水蒸気が移動するための空間が確保され、同様に前記筐体内における再生器と凝縮器との間には、蒸気が移動するための空間が確保されて成り、前記冷媒及び吸湿剤水溶液を循環使用するため流路はそれぞれ独立した循環経路として形成され、前記再生凝縮ユニットにおいては、冷媒の循環経路を通じて凝縮器に戻された冷媒に、再生器によって吸湿剤水溶液から蒸発した水蒸気を取り込むことができるように構成されるものであり、前記蒸発器または吸収器のいずれか一方または双方は チューブ状の半透膜によって形成され、更に前記再生器または凝縮器のいずれか一方または双方はチューブ状の半透膜によって形成されていることを特徴とする吸収式冷凍装置。
2. 前記蒸発器と吸収器との間あるいは前記再生器と凝縮器との間にデミスタを介在させることを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍装置。
3. 前記蒸発器内の冷媒の表面に毛細管集合体を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の吸収式冷凍装置。
4. 前記冷媒を、前記吸収器及び再生器内に位置する吸湿剤水溶液よりも吸湿力の弱い吸湿剤水溶液とすることを特徴とする請求項１、２または３記載の吸収式冷凍装置。

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