JPH02272268A - 吸着式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、固体の吸着剤を用いる吸着式冷凍装置に係り
、特に加熱流体、冷却流体の混合を生じない吸脱着器を
用いた吸着式冷凍装置に関する。

〔従来の技術〕

固体の吸着剤に冷媒蒸気を吸着させることによって該冷
媒蒸気の蒸発を継続させ、該冷媒蒸気の蒸発熱を水から
奪うことによって水を冷却する装置は、例えば特開昭６
０−３６８５２号公報に記載されている。

以下、上記従来技術の機能を第４図および第５図により
概念的に説明する。

水を冷却する吸脱着器３は、同一構造のものが２基（Ａ
、Ｂ）設けられ、該吸脱着１ｉｉ３Ａ、３Ｂ中の固体の
吸着剤を加熱、冷却するための加熱源２４．冷却＠４０
が配管、弁を介して接続されている。さらに、前記吸脱
着器３Ａ、３Ｂで冷却された水を使用する冷却負荷５０
が前記配管に接続されている。

第５図は、吸脱着器３Ａが吸着、３Ｂが脱着の動作をし
ている状態である。この図において、加熱源２４からの
加熱流体は加熱入口管６．切換弁２８を経て、吸脱着器
３Ｂへ導かれ、吸着剤を加熱・脱着させたのち、切換弁
２７．加熱出口管８を経て加熱源２４へ戻される。冷却
源４ｏからの冷却媒体は、他の切換弁２７を経て吸脱着
器３Ａに導かれ、吸着剤を冷却・吸着させたのち、他の
切換弁２８を経て冷却源４０へ戻される。冷水は、冷水
負荷５０から冷水入口管１２．四方弁２６を経て吸脱着
器３Ａに導かれ、蒸発・冷却され、幾分減量したのち、
四方弁２５．冷却出口管１３を経て冷水負荷５０に導か
れ、冷却を行う、吸脱着器３Ａ中の吸着剤は、冷却流体
（冷却水）により冷却されつつ、前記冷水から蒸発する
水蒸気を吸着する。図に示す装置では、冷水と冷却流体
は同一流体が用いられているため、冷却源４０を出た冷
却水の一部は四方弁２６を経て脱着中の吸脱着器３Ｂに
導かれ、脱着した蒸気を冷却凝縮させ、これを含んで幾
分か昇温、増量されたのち、四方弁２５を経て冷却源２
４へ戻される。このような動作を継続して吸着剤の吸着
が限界に達したら、四方弁、切換弁の切換え操作が行わ
れ、吸脱着器３Ａが脱着、吸脱着器３Ｂが吸着を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、同一構造の２台の吸脱着器を
交互に吸着、脱着に使用するために、冷却流体、加熱流
体が、弁の切り換えにより、共通の配管を流れていた。

そのため、加熱流体と冷却流体の流路切り換え用の弁が
多数必要であり、さらに、流路切り換えの際、冷却流体
と加熱流体の混合が生じ、熱量の損失が避けられなかっ
た。

また、ディーゼルエンジン等の冷却水をはじめ、多くの
循環使用水には各種の薬品が混入されており、他の流体
との混合は、薬品の損失を招くので極力避ける必要があ
った。このため、例えば第６図に示すように、ディーゼ
ルエンジン１９の冷却水を加熱源・とする場合は、該冷
却水を直接吸脱着器に供給するのでなく、中間に熱交換
器を設け、これを加熱源２４とし、ディーゼルエンジン
冷却水で加熱流体を加熱する必要があった。

本発明の課題は、加熱流体と冷却流体の混合をなくすと
ともに、切換時に操作する弁の数をすくなくするにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、作動媒体を吸脱着する吸着剤を内装し吸
脱着切換可能に構成されたた少なくとも２個の吸脱着器
と、該吸脱着器に接続され前記吸脱着器に内装された吸
着剤を加熱する加熱流体を供給する加熱源と、該吸脱着
器に接続され前記吸脱着器に内装された吸着剤を冷却す
る冷却流体を供給する冷却源と、を備えた吸着式冷凍装
置において、それぞれの吸脱着器に、加熱流体の流路と
冷却流体の流路とをそれぞれ別々に備えることにより達
成される。

また、作動媒体を吸脱着する吸着剤を内装し吸脱着切換
可能に構成されたた少なくとも２個の吸脱着器と、該吸
脱着器に接続され前記吸脱着器で吸着剤から脱着された
作動媒体を冷却凝縮する凝縮器と、該凝縮器に接続して
設けられ前記凝縮器から供給される作動媒体を蒸発させ
て前記吸脱着器に供給して冷水を生成する蒸発器と、を
備えた吸着式冷凍装置において、蒸発した作動媒体の流
路に、前記凝縮器から供給される作動媒体によって開閉
される蒸気仕切弁を備えることによっても達成される。

〔作用〕

吸脱着器それぞれに加熱流体の流路と冷却流体の流路と
が設けられており、吸脱着器の機能が吸着から脱着へ切
り換えられると、冷却流体の流路を流れていた冷却流体
が止められて吸着動作が停止し、加熱流体の流路に加熱
流体が流されて脱着動作がはじまる。したがって、吸脱
着器の機能が切り換えられても、加熱流体が冷却流体の
流路を流れることや、冷却流体が加熱流体の流路を流れ
ることかなく、両流体の混合がおこらない。

また、脱着機能で動作していた側の吸脱着器に連通した
凝縮器から蒸発器に供給される作動媒体液の量は、吸脱
着器の機能切り換えに伴い減少する０作動媒体液の量が
減少すると１作動媒体の蒸発蒸気の流路に設けられた蒸
気仕切弁が閉じられ、脱着機能で動作する吸脱着器と蒸
発器が隔離される。

〔実施例〕

第１図、第２図により本発明の第１の実施例を説明する
。図に示す吸着器本体１は、凝縮器４と、該凝縮器４を
挾んで対称に形成された２基の吸脱着器３Ａ、３Ｂと、
前記凝縮器４の下方に配置され、前記吸脱着器３Ａ、３
Ｂに蒸発仕切弁１７Ｂ。

１７Ａを備えた蒸発蒸気通路１４Ａ、１４Ｂで連通され
た蒸発器５と、加熱流体系配管と、冷却流体系配管と、
冷却系配管と、を備えている。加熱流体系配管は、加熱
入口管６と、該加熱入口管６に設けられその２個の出口
が吸脱着器３Ａ、３Ｂの加熱管６Ａ、６Ｂの入口にそれ
ぞれ接続されている加熱切換弁７と、前記加熱管６Ａ、
６Ｂの出口側にそれぞれに逆止弁８Ａ、８Ｂを介して接
続された加熱出口管８と、を備えている。冷却流体系配
管は、凝縮器４に設けられた凝縮器冷却水管４Ｃの入口
に接続されている冷却水入口管９と、該凝縮器冷却水管
４Ｃの出口に接続して設けられ、その２個の出口が吸脱
着器３Ａ、３Ｂにそれぞれ内装されている吸脱着器冷却
水管６Ｃ，６Ｄの入口にそれぞれ接続されている冷却切
換弁１ｏと、該吸脱着器冷却水管６Ｃ，６Ｄの出口それ
ぞれに逆止弁１１Ａ、１１Ｂを介して接続されている冷
却水出口管１１と、を備えている。冷却系配管は、蒸発
器５に内装された冷水コイル５ｃの入口に接続された冷
水入口管１２と、該冷水コイル５ｃの出口に接続された
冷水出口管１３と、を側えている。蒸気加熱出入口管６
，８は加熱ｇ２４に、冷却水出入口管９，１１は冷却源
４ｏに、冷水出入口管１２．１３は冷却負荷５０に、そ
れぞれ接続されている。凝縮器４は、吸脱着器３Ａに蒸
気通路１５Ａで連通される部分４Ａと、吸脱着器３Ｂに
通路１５Ｂで連通される部分４Ｂとに区画されている。

蒸発器５は液仕切板１８によって区画された液溜め５Ａ
、５Ｂを備え、該液溜め５Ａ。

５Ｂは該液溜めの液面高さに従って開閉動作する蒸気仕
切弁１７Ａ、１７Ｂを介して前記蒸発蒸気通路１４Ａ、
１４Ｂと連通している。前記凝縮器４の部分４Ａ、４Ｂ
の底部は、凝縮液管１６Ａ。

１６Ｂにより前記液溜め５Ａ、５Ｂに連通され、該凝縮
液管１６Ａ、１６Ｂには、前記液溜めの底部よりもひく
い位置にＵ字管部が形成されて凝縮器と液溜めの間を液
封可能としである。

吸着器本体１は全体が密閉され、内部に熱を運搬する作
動媒体が収容されている。吸着器本体に内装されている
吸脱着器３Ａ、３Ｂの加熱管、冷却水管はその中央部に
配置され、外周部には放熱用のフィンが設けられ、該フ
ィンの間には前記作動媒体を吸脱着する固体の吸着剤２
が充填されている。

吸脱着器３Ａが脱着、吸脱着器３Ｂが吸着を行う状態に
ついて、以下上記構成の吸着器の動作を説明する。加熱
流体は加熱源２４を出て加熱入口管６から加熱切換弁７
を経て吸脱着器３Ａの加熱管６Ａに流入し、外周部の吸
着剤２を加熱したのち、逆止弁８Ａ、加熱出口管８を経
て加熱源へ戻る。冷却流体は冷却源４０から冷却水入口
管９を経て凝縮器冷却水管４Ｃへ流入し、吸脱着器３Ａ
で脱着され脱着蒸気通路１５Ａから凝縮器４の部分４Ａ
に流入する作動媒体の脱着蒸気を冷却・凝縮させる。脱
着蒸気を凝縮させてその熱を吸収した冷却流体は幾分昇
温されたあと、冷却切換弁１ｏを経て吸脱着器３Ｂの吸
脱着器冷却水管６Ｄに流入し、吸脱着器３Ｂの外周部に
充填されている吸着動作中の吸着剤２を冷却する。

凝縮器４の部分４Ａで冷却・凝縮された作動媒体は、凝
縮液管１６Ａ、Ｕ字管部を経て液溜め５Ａに流入する。

液溜め５Ａに溜まった作動媒体は所定の液面高さに達す
ると、蒸気仕切弁１７Ａを押し上げて該弁１７Ａを開き
、さらに、液仕切板１８を越えて蒸発器の蒸発部に流入
し、冷却コイル５Ｃから蒸発熱を奪って蒸発する。冷却
コイル５Ｃには、冷水が冷水入口管１２を経て流入し、
蒸発部で蒸発する前記作動媒体に蒸発熱を奪われて冷却
されたのち、冷水出口管１３を経て冷水負荷５０に供給
される。

蒸発部で蒸発した前記作動媒体は、蒸発蒸気となって、
蒸気仕切弁１７Ａ、蒸発蒸気通路１４Ｂを経て吸脱着器
３Ｂに導かれ、吸着剤２に吸着される。蒸発蒸気が吸着
されることによって蒸発器５内が所定の低圧に保持され
、蒸発器５における蒸発が促進、継続される。

吸脱着器３Ａ、３Ｂの脱着、吸着が完了したら、加熱切
換弁７および冷却切換弁１０がそれまでと逆に切り換え
られ、吸脱着器３Ａが吸着を、吸脱着器３Ｂが脱着を行
って、冷水の生成が続けられる。この完了時期は、吸着
器本体内圧力があらかじめ設定された圧力になったかど
うかで判定しても良いし、あらかじめ得たデータにより
、運転時間に基いて切換え時期を設定してもよい。また
、吸脱着器の機能切り換えにより、吸脱着器３Ａで脱着
蒸気が発生しなくなると、凝縮器４の部分４Ａで凝縮す
る作動媒体が少くなり、液溜め５Ａの液位が低下する。

液位が低下すると蒸気仕切弁１７Ａが閉じて、肌着蒸気
を発生しはじめる吸脱着器３Ｂと蒸発器５を隔離する。

同時に、吸脱着器３Ｂの脱着蒸気が、凝縮器４の部分４
Ｂで冷却・凝縮され、これが凝縮液管１６Ｂを経て液溜
め５Ｂに流入し、所定の液位になると、蒸気仕切弁１７
Ｂが開いて、蒸発器と吸着動作を行う吸脱着器３Ａとが
連通され、蒸発器での蒸発動作が再開される。このため
、作動媒体の流路切換えが自動的に行われ、切り換え操
作が簡単になる。

本実施例は上述のごとく、吸脱着器３Ａ、３Ｂに、それ
ぞれ２系統の熱媒体流路（加熱管、冷却水管）を備え、
吸脱着器３Ａ、３Ｂの吸着、脱着の機能切り換えの際、
加熱流体と冷却流体の混合が生じることがなく、弁の数
の削減が可能である。

また、本実施例によれば、加熱流体と冷却流体とが混合
することがないので、第２図に示すように、例えば、デ
ィーゼルエンジン１９のジャケット２ｏ冷却水をそのま
ま、加熱流体として吸脱着器に切換弁７を介して供給す
ることができる。このため、中間熱交を設ける必要がな
いとともに、吸脱着器に供給する加熱流体の温度を高め
ることができ、冷凍能力が増加する。前記ジャケット冷
却水に限らず、あらゆるプロセス流体を加熱流体あるい
は冷却流体として直接、使用可能である。

本発明の効果は、吸脱着器を銅あるいはアルミニウムの
如く、熱伝導性のよい材料とすることにより、より大き
くなる。

上記実施例においては、ｌＩ縮器４は１個の冷却水管を
備え、その外周の凝縮部分が２つに区画されているが、
第３図に示すように、２個に分割し、それぞれに冷却水
管４Ｄ、４Ｅを設けてもよい。

この場合は、冷却切替弁１０は冷却水管４Ｄ。

４Ｅの入口側に設けられる。また、吸脱着器が２個の場
合について述べたが、２個の場合に限らず適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、加熱流体と冷却流体の流路をそれぞれ
別に設けたので、弁の数がすくなくなると共に、加熱流
体と冷却流体の混合がおこらず、中間熱交、そのための
ポンプ等が不要になり、さらに吸脱着器により高温の加
熱流体を供給することが可能になって、冷凍能力が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図、第２図は第１図
の部分の詳細を示す系統図、第３図は他の実施例を示す
系統図、第４図、第５図および第６図は従来技術の例を
示す系統図である。 ２・・・吸着剤、３Ａ、３Ｂ・・・吸脱着器、４・・・
凝縮器、５・・・蒸発器、６Ａ、６Ｃ・・・加熱流体の
流路。 ６Ｂ、６Ｄ・・・冷却流体の流路、１７Ａ、１７Ｂ・・
・蒸気仕切弁、２４・・・加熱源、４０・・・冷却源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、作動媒体を吸脱着する吸着剤を内装し吸脱着切換可
   能に構成されたた少なくとも２個の吸脱着器と、該吸脱
   着器に接続され前記吸脱着器に内装された吸着剤を加熱
   する加熱流体を供給する加熱源と、該吸脱着器に接続さ
   れ前記吸脱着器に内装された吸着剤を冷却する冷却流体
   を供給する冷却源と、を備えた吸着式冷凍装置において
   、それぞれの吸脱着器が、加熱流体の流路と冷却流体の
   流路とをそれぞれ別々に備えていることを特徴とする吸
   着式冷凍装置。 ２、作動媒体を吸脱着する吸着剤を内装し吸脱着切換可
   能に構成されたた少なくとも２個の吸脱着器と、該吸脱
   着器に接続され前記吸脱着器で吸着剤から脱着された作
   動媒体を冷却凝縮する凝縮器と、該凝縮器に接続して設
   けられ前記凝縮器から供給される作動媒体を蒸発させて
   前記吸脱着器に供給して冷水を生成する蒸発器と、を備
   えた吸着式冷凍装置において、蒸発した作動媒体の流路
   に、前記凝縮器から供給される作動媒体によって開閉さ
   れる蒸気仕切弁を備えていることを特徴とする吸着式冷
   凍装置。