JP6357444B2 - バルブ、吸着式ヒートポンプ - Google Patents
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Description
まず、吸着式ヒートポンプ12(以下、単に「ヒートポンプ12」という)の構成について説明する。図1には、ヒートポンプ12の構成が示されている。
次に、第2開閉バルブ19の具体的な構成について説明する。図2及び図3には、第2開閉バルブ19の具体的な構成が示されている。
次に、本実施形態のヒートポンプ12を用いて冷熱を生成する生成方法を説明する。以下において、開弁状態であると明記した弁(バルブを含む)以外の弁(バルブを含む)は、閉弁されている。
冷熱生成工程では、まず、以下の冷熱生成ステップ1を行ってから、以下の冷熱生成ステップ2を行う。
冷熱生成ステップ1では、図4に示されるように、開閉弁32Lを開弁して、蒸発/凝縮器14に低温熱源28Lから熱交換媒体を移動させる。また、開閉弁34Mを開弁して、第1吸着器20に中温熱源28Mから熱交換媒体を移動させる。そして、第1開閉バルブ18を開弁する。
次に、冷熱生成ステップ2を行う。冷熱生成ステップ2では、まず、図5に示されるように、開閉弁32L、34M、第1開閉バルブ18を閉弁する。
冷熱生成工程を行うと、特に冷熱生成ステップ2において、第2吸着器22に吸着質が吸着されるため、以下の第1再生方法、又は以下の第2再生方法を行うことで再生する。
第1再生方法は、第1吸着器20を用いない再生方法である。第1再生方法では、図6に示されるように、開閉弁32Mを開弁し、蒸発/凝縮器14に中温熱源28Mから熱交換媒体を移動させる。また、開閉弁36Hを開弁して、第2吸着器22に高温熱源28Hから熱交換媒体を移動させる。そして、バイパス弁26を開弁する。
第2再生方法は、第1吸着器20を用いる再生方法であり、再生ステップ1及び再生ステップ2を交互に行う。なお、第2再生方法を行うにあたり、第1吸着器20は、上記した冷熱生成方法、特に冷熱生成ステップ2において、吸着質が脱着されており、実質的に再生されている。
再生ステップ1では、図7に示されるように、開閉弁34Mを開弁し、第1吸着器20へ中温熱源28Mから熱交換媒体を移動させる。また、開閉弁36Hを開弁し、第2吸着器22へ高温熱源28Hから熱交換媒体を移動させる。そして、第2開閉バルブ19を開弁する。
第1吸着器20が吸着平衡に達すると、再生ステップ2を行う。再生ステップ2では、図8に示されるように、開閉弁32Mを開弁し、蒸発/凝縮器14へ中温熱源28Mから熱交換媒体を移動させる。また、開閉弁34Hを開弁し、第1吸着器20へ高温熱源28Hから熱交換媒体を移動させる。そして、第1開閉バルブ18を開弁する。なお、図8では、開閉弁36Hも開弁しているが、開閉弁36Hは閉弁されていてもよい。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
第2開閉バルブ19は、図10に示されるように、弁部材50の開度が調整可能な構成としてもよい。
第2開閉バルブ19は、図12に示されるように、三方弁として構成されていてもよい。第2開閉バルブ19が三方弁とされた場合では、図13に示されるように、例えば、第1開閉バルブ18がなくなり、第1連通管16の第1吸着器20に接続された端部が、第2開閉バルブ19に接続される。
次に、本実施形態の他の変形例について説明する。
本実施形態のヒートポンプ12は、蒸発/凝縮器14を有していたが、蒸発器及び凝縮器は、別体で構成されていてもよい。
14 蒸発/凝縮器(反応器の一例)
14A 蒸発/凝縮室(第1領域の一例)
16A 第1連通路(第1連通部分の一例)
17 第2連通管(流通管の一例)
17A 第2連通路(第2連通部分の一例、連通部分の一例)
19 第2開閉バルブ(バルブの一例)
20 第1吸着器(反応器の一例)
20A 第1吸着室(第2領域の一例、領域の一例)
22 第2吸着器(反応器の一例)
22A 第2吸着室(第3領域の一例、領域の一例)
50 弁部材
70 圧縮コイルバネ(弾性部材の一例)
80 駆動部
Claims (9)
- 大気圧よりも低圧とされた閉空間の内部に収容され、前記閉空間の内部に設けられた領域同士を連通する連通部分を開閉可能な弁部材と、
前記閉空間の外部に配置され、前記連通部分が開放又は閉鎖されるように磁力により前記弁部材を駆動する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、前記閉空間の外部に配置された磁性体に磁力によって前記弁部材を引き寄せることで前記弁部材を駆動する
バルブ。 - 吸着式ヒートポンプに用いられる請求項1に記載のバルブであって、
前記弁部材が、吸着質が流通する前記閉空間の内部に収容されると共に、冷熱及び温熱の少なくとも一方を生成する前記領域同士を連通する連通部分を開閉可能とされた
請求項1に記載のバルブ。 - 前記吸着式ヒートポンプにおける前記閉空間の内部には、前記領域としての第1領域、第2領域及び第3領域と、前記第1領域と前記第2領域とを連通する第1連通部分と、前記第2領域と前記第3領域とを連通する前記連通部分としての第2連通部分と、が設けられ、
前記第3領域は、前記第1連通部分で吸着質が流通する状態において、前記第2連通部分を介して前記第2領域との間に圧力差を生じ、
前記弁部材は、前記第2連通部分に配置されている
請求項2に記載のバルブ。 - 前記閉空間の内部に収容され、前記連通部分を開放又は閉鎖する方向に前記弁部材を弾性力により付勢する弾性部材を備え、
前記駆動部は、前記弾性部材の付勢力に対抗して前記弾性部材の付勢方向とは反対方向へ前記弁部材を駆動する
請求項1〜3のいずれか1項に記載のバルブ。 - 前記駆動部は、電磁石の前記磁力により前記弁部材を駆動すると共に、前記電磁石の電流におけるPWM制御により前記弁部材の開度を調整する
請求項1〜4のいずれか1項に記載のバルブ。 - 前記閉空間を形成する筐体は、非磁性材で形成されている
請求項1〜5のいずれか1項に記載のバルブ。 - 前記筐体は、前記非磁性材としてのオーステナイト系ステンレスで形成されている
請求項6に記載のバルブ。 - 冷熱及び温熱の少なくとも一方を生成する複数の反応器と、
前記反応器同士の間で吸着質を流通させ、大気圧よりも低圧とされた閉空間を前記複数の反応器とで形成する流通管と、
前記流通管の内部に収容され、前記流通管を開閉可能な弁部材と、
前記流通管の外部に配置され、前記流通管が開放又は閉鎖されるように磁力により前記弁部材を駆動する駆動部と、
を備える吸着式ヒートポンプ。 - 前記複数の反応器は、
吸着質を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器の前記吸着質を吸着して前記蒸発器で冷熱を生成させる第1吸着器と、
前記第1吸着器に吸着された前記吸着質を吸着して前記第1吸着器で冷熱を生成させ、前記蒸発器と前記第1吸着器との間で前記吸着質が流通する状態において前記第1吸着器との間で圧力差を生じる第2吸着器と、
を有し、
前記弁部材は、前記第1吸着器と前記第2吸着器との間で吸着質を流通させる前記流通管を開閉可能とされる
請求項8に記載の吸着式ヒートポンプ。
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