JPH06213528A - 吸着式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 吸着式冷凍装置の吸脱着に必要な熱入力量の
低減。 【構成】 吸着室内に各々吸着剤付熱交換器を備えた少
くとも２基の吸着塔１，２の上記各吸着室間を加熱器
３，冷却器４を介してエンドレスに接続し，吸着塔１，
２の吸着剤付熱交換器の吸着剤に加熱器３または冷却器
４により加熱又は冷却した冷媒を交互に逆方向に供給循
環させて吸・脱着作用を行わせるようにした吸着式冷凍
装置において，第１の吸着塔１−加熱器３−第２の吸着
塔２−冷却器４−第１の吸着塔間相互の冷媒配管途中に
循環ループ全体を連通させる第１運転制御状態と，吸着
塔１と加熱器３または冷却器４のみの循環ループ，吸着
塔２と冷却器４または加熱器３のみの循環ループの２組
の相互遮断の循環ループを形成する第２運転状態を実現
する３方切換弁（１１〜１８）又は４路切換弁よりなる
切換手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、吸着質の吸着剤への
吸着作用に伴う蒸発潜熱又は脱着作用に伴う放出熱を利
用して被熱媒体を冷却又は加熱する吸着式冷凍装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、電力消費の節減等省エネルギ
ー化の要請から、吸着式冷凍装置の開発が活発に行なわ
れるようになってきている。

【０００３】このような吸着式冷凍装置では、吸着塔を
形成する真空容器の底部に例えば水などの吸着質を、ま
た、その上方部に例えばゼオライトやシリカゲルなどの
吸着剤を各々設置し、吸着剤によって上記吸着質の気化
(蒸発)作用を促進することによって被熱媒体の冷却作用
を実現するようになっている。

【０００４】そして、上記吸着剤への冷媒蒸気吸着作用
が進行して飽和状態に達すると、当該吸着剤を加熱手段
で加熱して当該冷媒蒸気(吸着質)を放出させて活性化す
る脱着作用が行なわれる。そして、該脱着時の放出熱に
より加熱作用を実現する。

【０００５】上記のような吸着式冷凍装置は従来から良
く知られているが、さらに最近では、そのような吸着式
冷凍システムにおいて、例えば２基以上の吸着塔を使用
して更に大きな冷凍能力を得ようとするものも提案され
ている。

【０００６】例えば特開平２−２３００６９号公報によ
ると、吸着剤および伝熱管を内蔵した吸着塔を少なくと
も２基以上使用し、それら各吸着塔の胴体部を冷媒が循
環可能なように接続するとともに、該２基以上の吸着塔
の内、１塔以上の吸着塔が他方の吸着塔とは異なる作動
工程となるように吸着、脱着工程を交互に切り換えて可
逆的に運転するようにした吸着式冷凍装置が提案されて
いる。このように２基の吸着塔を加熱器、冷却器を介し
て直接冷媒配管で接続することによって例えば図１２に
示すような冷凍回路を形成し、該回路を流れる冷媒の供
給方向を各塔の吸脱着作用の完了に応じて切り換えるよ
うにすると、各吸着塔内の吸着あるいは脱着の各工程を
繰り返して実行させることができ、連続した冷凍作用が
実現されるようになる。

【０００７】すなわち、該従来の吸着式冷凍装置では、
上記の如く吸脱着作用に必要な吸着剤の温度制御に、加
熱器からの加熱冷媒又は冷却器からの冷却冷媒が使用さ
れ、それらの供給方向を例えば図２又は図３に示すよう
に可逆的に切り換えることにより吸着又は脱着作用を実
現するようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、今図１２の
ヒートポンプサイクルの運転状態における脱着作用側吸
着塔の吸着剤に対する加熱冷媒の加熱入力は、吸着剤へ
の再生入力熱量で表わされ、該熱量は脱着側吸着塔の入
口側温度と出口側温度によって決定される。従って、脱
着開始から脱着完了まで上記図２又は図３の冷媒供給状
態を継続するとすれば、例えば図１３の特性に示すよう
に、入口温度６０℃、出口温度４０℃程度から次第に上
昇し、a〜b、c〜dのように大きく変化する。従って、当
然上記加熱器での加熱入力熱量も、それに応じた大きな
ものが必要となる問題がある。

【０００９】また、上記図１２のヒートポンプサイクル
の熱入力は、結局脱着塔側への加熱器３による加熱量の
みであり、図１４〜図１６に示すように、上記吸脱着切
換えのサイクルタイムが長くなると、脱着塔側の脱着作
用進行に伴う加熱効率の低下に対して吸着塔側の吸着作
用進行により、やはり加熱器の負荷が増大する問題があ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１〜７各項
記載の発明は、それぞれ上記の問題を解決することを目
的としてなされたものであって、各々次のように構成さ
れている。

【００１１】(１) 請求項１記載の発明の構成 請求項１記載の発明の吸着式冷凍装置では、例えば図１
および図７に示すように、吸着室内に各々吸着剤付熱交
換器を備えた第１、第２の少なくとも２基の吸着塔１,
２を使用し、それら各吸着塔１,２の上記各吸着室間を
加熱器３および冷却器４を介してエンドレスに接続し、
上記第１、第２の２基の吸着塔１,２の吸着剤付熱交換
器の吸着剤に上記加熱器３または冷却器４によって加熱
又は冷却した冷媒を交互に逆方向に供給循環させて吸・
脱着作用を行わせるようにした吸着式冷凍装置におい
て、上記第１の吸着塔１、加熱器３、第２の吸着塔２、
冷却器４、第１の吸着塔１間相互の冷媒配管２１,２２,
２３,２４途中に当該冷媒循環ループ全体を相互に連通
させる第１の運転制御状態と上記第１の吸着塔１と加熱
器３又は冷却器４のみの冷媒循環ループ、上記第２の吸
着塔２と冷却器４又は加熱器３のみの冷媒循環ループの
２組の相互に遮断された冷媒循環ループを形成する第２
の運転制御状態との２種の運転状態を形成する冷媒循環
ループ切換手段(１１〜１８)、(５,６)を設けて構成さ
れている。

【００１２】(２) 請求項２記載の発明の構成 請求項２記載の発明の吸着式冷凍装置は、上記請求項１
記載の発明の構成を基本とし、同構成における上記冷媒
循環ループ切換手段が、例えば図１に示すように３方切
換弁１１〜１８により構成されている。

【００１３】(３) 請求項３記載の発明の構成 請求項３記載の発明の吸着式冷凍装置は、上記冷媒循環
ループ切換手段が、例えば図７に示すように４路切換弁
５,６により構成されている。

【００１４】(４) 請求項４記載の発明の構成 請求項４記載の発明の吸着式冷凍装置は、上記請求項
１,２又は３記載の発明の構成を各々基本構成とし、同
構成における上記第１、第２の吸着塔１,２が例えば図
１、図７に示すように各々その冷媒流入流出部に冷媒温
度を検出する温度センサ(Ｓ₁,Ｓ₄)、(Ｓ₂,Ｓ₃)を有し、
吸着作用側吸着塔の出口部の冷媒温度と脱着作用側吸着
塔出口部の冷媒温度とが等しくなった時に上記冷媒循環
ループ切換手段(１１〜１８)、(５,６)を作動させて上
記第１の運転制御状態から第２の運転制御状態に切り換
えるようになっている。

【００１５】(５) 請求項５記載の発明の構成 請求項５記載の発明の吸着式冷凍装置は、例えば図８に
示すように吸着室内に各々吸着剤付熱交換器を備えた第
１、第２の少なくとも２基の吸着塔１,２を使用し、そ
れら各吸着塔１,２の上記各吸着室間を第１のループ３
１,３２、３３,３４によって加熱器３および冷却器４を
介してエンドレスに接続可能とし、上記第１、第２の２
基の吸着塔１,２の吸着剤付熱交換器の吸着剤に上記加
熱器３または冷却器４によって加熱又は冷却した冷媒を
交互に逆方向に供給循環させて吸・脱着作用を行わせる
ようにした吸着式冷凍装置において、上記第１のループ
３１,３２,３３,３４に対して更に切換弁５１,５２,５
３,５４を介して上記第１、第２の吸着塔１,２の各吸着
室間を上記加熱器３および冷却器４を介することなく直
接接続する第２のループ５５,５６を設けて構成されて
いる。

【００１６】(６) 請求項６記載の発明の構成 請求項６記載の発明の吸着式冷凍装置は、上記請求項５
記載の発明の構成において、吸脱着切換え操作時に上記
切換弁５１,５２,５３,５４を第１のループ３１,３２、
３３,３４側から第２のループ５５,５６側に切換えるこ
とにより上記第１、第２の２つの吸着塔１,２間で熱媒
循環を行わせて熱の回収を行うようになっている。

【００１７】(７) 請求項７記載の発明の構成 請求項７記載の発明の吸着式冷凍装置は、上記請求項５
又は６記載の発明の構成において、さらに第１、第２の
吸着塔１,２を複数対設置することにより、連続的な冷
凍能力を得るようになっている。

【００１８】

【作用】本願の請求項１〜７各項記載の発明の吸着式冷
凍装置は、それぞれ上記のように構成されている結果、
当該各構成に対応して各々次のような作用を奏する。

【００１９】(１) 請求項１記載の発明の作用 請求項１記載の発明の吸着式冷凍装置では、上述の如く
吸着室内に各々吸着剤付熱交換器を備えた第１、第２の
少なくとも２基の吸着塔１,２を使用し、それら各吸着
塔１,２の上記各吸着室間を加熱器３および冷却器４を
介してエンドレスに接続し、上記第１、第２の２基の吸
着塔１,２の吸着剤付熱交換器の吸着剤に上記加熱器３
または冷却器４によって加熱又は冷却した冷媒を交互に
逆方向に供給循環させて吸・脱着作用を行わせるように
した吸着式冷凍装置において、上記第１の吸着塔１、加
熱器３、第２の吸着塔２、冷却器４、第１の吸着塔１間
相互の冷媒配管２１,２２,２３,２４途中に当該冷媒循
環ループ全体を相互に連通させる第１の運転制御状態と
上記第１の吸着塔１と加熱器３又は冷却器４のみの冷媒
循環ループ、上記第２の吸着塔２と冷却器４又は加熱器
３のみの冷媒循環ループの２組の相互に遮断された冷媒
循環ループを形成する第２の運転制御状態との２種の運
転状態を形成する冷媒循環ループ切換手段(１１〜１
８)、(５,６)を設けている。

【００２０】したがって、今例えば図２に示す第１、第
２の吸着塔１,２の内の何れか一方の吸着塔２の加熱に
よる吸着剤の脱着(再生)が終了し、新たに他方側の吸着
塔１の加熱による吸着剤の脱着(再生)を行うようになっ
た時の加熱用の冷媒の流れは図３のようになり、加熱器
３へは今まで加熱されていた一方側の吸着塔２からの高
温の冷媒が流入するので、該状態での加熱器３への加熱
入力は、その分低減される。

【００２１】しかし、時間が経つに連れて、当該一方側
吸着塔２の出口側冷媒の温度は低下し、他方他方側吸着
塔１の出口側の冷媒温度が上昇して行く。

【００２２】そこで、上記一方側吸着塔２の出口側冷媒
温度と他方側吸着塔１の出口側冷媒温度が等しくなった
時点で上記冷媒循環ループ切換手段(１１〜１８)、(５,
６)を作動して上記図２の第１の運転状態から例えば図
５のような第２の運転状態による冷媒循環状態を形成す
る。このようにすると、上記加熱器３には上記切換時点
における冷媒温度よりも次第に温度が低下してくる一方
側吸着塔２からの冷媒が流入されなくなる一方、逆に次
第に温度が上昇してくる他方側吸着塔１を通した温度の
高い冷媒が流入するようになり、先に述べた図１２の従
来の構成と比べて、加熱器自体に必要な熱量が大幅に低
減される。

【００２３】また、同時に上記一方側の吸着作用を行っ
ている吸着塔２に冷却冷媒を供給する冷却器４の方にも
上記他方側吸着塔１からの高温の冷媒が流入するような
ことがなく、次第に温度が低下する同一方側吸着塔２の
出口側からの低温冷媒が供給されるようになるので、冷
却に必要な熱量が大幅に低減される。

【００２４】(２) 請求項２記載の発明の作用 請求項２記載の発明の吸着式冷凍装置では、上記のよう
に、上記の冷媒循環ループ切換手段が、３方切換弁１１
〜１８により構成されていることから、上記請求項１記
載の発明と同様の作用が、当該３方切換弁１１〜１８の
切り換えによる運転状態の切り換えによって容易に実現
される。

【００２５】(３) 請求項３記載の発明の作用 請求項３記載の発明の吸着式冷凍装置では、上記のよう
に、上記の冷媒循環ループ切換手段が、４路切換弁５,
６により構成されていることから、上記請求項１記載の
発明と同様の作用が、当該４方切換弁５,６の切り換え
による運転状態の切り換えによって簡単に実現される。

【００２６】(４) 請求項４記載の発明の作用 請求項４記載の発明の吸着式冷凍装置では、上記のよう
に、上記第１、第２の吸着塔１,２が各々その冷媒流入
流出部に冷媒温度を検出する温度センサ(Ｓ₁,Ｓ₄)、(Ｓ
₂,Ｓ₃)を有するとともに、該温度センサ(Ｓ₁,Ｓ₄)、(Ｓ
₂,Ｓ₃)により吸着作用側吸着塔の出口部の冷媒温度と脱
着作用側吸着塔出口部の冷媒温度とを常時検出して、そ
れらが等しくなった時に上記冷媒循環ループ切換手段
(１１〜１８)、(５,６)を作動させて上記第１の運転制
御状態から第２の運転制御状態に切り換え、上記請求項
１記載の発明の作用をより適切に実現する。

【００２７】(５) 請求項５記載の発明の作用 請求項５記載の発明の吸着式冷凍装置では、上記のよう
に、吸着室内に各々吸着剤付熱交換器を備えた第１、第
２の少なくとも２基の吸着塔１,２を使用し、それら各
吸着塔１,２の上記各吸着室間を第１のループ３１,３
２、３３,３４によって加熱器３および冷却器４を介し
てエンドレスに接続可能とし、上記第１、第２の２基の
吸着塔１,２の吸着剤付熱交換器の吸着剤に上記加熱器
３または冷却器４によって加熱又は冷却した冷媒を交互
に逆方向に供給循環させて吸・脱着作用を行わせるよう
にした吸着式冷凍装置において、上記第１のループ３
１,３２、３３,３４に対して更に切換弁５１,５２,５
３,５４を介して上記第１、第２の吸着塔１,２の各吸着
室間を上記加熱器３および冷却器４を介することなく直
接接続する第２のループ５５,５６を設けているので、
例えば吸脱着工程を切換えた時点で該第２のループ５
５,５６を連通させて運転すると、第１、第２の２つの
吸着塔１,２間の熱媒温度が均一化し、前のサイクルで
脱着塔側を加熱していた顕熱成分を回収することができ
るようになる。

【００２８】その後、上記第１のループ３１,３２、３
３,３４に切換えて運転することにより、通常の加熱又
は冷却作用を得ることができる。

【００２９】(６) 請求項６記載の発明の作用 請求項６記載の発明の吸着式冷凍装置では、上記のよう
に、上記請求項５記載の発明の構成において、吸脱着切
換え操作時に第１、第２の２つの吸着塔１,２間で熱媒
循環を行わせるようにしており、例えば吸脱着工程を切
換えた時点で該第２のループ５５,５６を連通させて運
転することにより、上記第１、第２の２つの吸着塔１,
２間の熱媒温度が均一化し、前のサイクルで脱着塔側を
加熱していた顕熱成分を回収することができるようにな
る。

【００３０】そして、その後、上記第１のループ５５,
５６に切換えて運転することにより、通常の加熱又は冷
却作用を得ることができる。

【００３１】(７) 請求項７記載の発明の作用 請求項７記載の発明の吸着式冷凍装置では、上記のよう
に、上記請求項５又は６記載の発明の構成において、さ
らに第１、第２の吸着塔１,２を複数対設することによ
り、連続的な冷凍能力を得るようにしている。

【００３２】すなわち、上述のように２つの吸着塔１,
２間をダイレクトに連通させた時は、顕熱回収が可能と
なる反面、どおしても冷却又は加熱能力は低下すること
になる。

【００３３】しかし、複数対の吸脱着塔を設け、各対の
吸脱着切換え操作を例えば半サイクルずつ異ならせてお
くと、連続的な冷却又は加熱作用を得ることが可能とな
る。

【００３４】

【発明の効果】以上の結果、本願発明によると、吸・脱
着作用のための冷媒熱量のロスがなくなり、加熱器およ
び冷却器に必要な熱入力量も低減される。

【００３５】

【実施例】

(１) 第１実施例 図１〜図５は本願発明の第１実施例に係る吸着式冷凍装
置の構成および作用を示している。

【００３６】先ず図１は、同装置のヒートポンプ回路を
示し、符号１は第１の吸着塔、２は第２の吸着塔であ
る。これら第１、第２の吸着塔１,２は第１〜第４の冷
媒配管２１〜２４により加熱器３および冷却器４を介し
て相互に接続されて、例えば図２又は図３に示すように
冷媒が各吸着塔１,２に対して可逆的に流されるように
なっている。

【００３７】一方、符号１１,１２は上記第１の吸着塔
１と加熱器３間の第１の冷媒配管２１中に設けられた第
１、第２の３方切換弁、また同１３,１４は上記第２の
吸着塔２と加熱器３間の第２の冷媒配管２２中に設けら
れた第３、第４の３方切換弁、また同１５,１６は上記
第２の吸着塔２と冷却器４間の第３の冷媒配管２３中に
設けられた第５、第６の３方切換弁、さらに同１７,１
８は上記第１の吸着塔１と冷却器４間の第４の冷媒配管
２４中に設けられた第７、第８の３方切換弁である。そ
して、該第１〜第８の３方切換弁１１〜１８は、図示の
ように第１、第２の３方切換弁１１,１２が第１、第２
のバイパス配管２５,２６を介して上記第５、第４の３
方切換弁１６,１５と、また第３、第４の３方切換弁１
３,１４が第３、第４のバイパス配管２７,２８を介して
上記第８、第７の３方切換弁１８,１７に対して各々カ
スケードに接続されている。

【００３８】したがって、本実施例では該第１〜第８の
３方切換弁１１〜１８の切り換え方により、例えば図２
の第１の運転サイクル、図３の第２の運転サイクルでの
第１の運転制御状態と図４の第１の運転サイクル、図５
の第２の運転サイクルでの第２の運転制御状態との４つ
の異なる冷媒循環状態に切り換えることができる。

【００３９】また、上記第１の吸着塔１および第２の吸
着塔２の両端側(入口、出口)には、各々流通する冷媒温
度検出用の温度センサＳ₁,Ｓ₄、Ｓ₂,Ｓ₃が設置されてい
る。

【００４０】今、先ず、例えば上記第１〜第８の各３方
切換弁１１〜１８が、図２に示すように、第１の吸着塔
(出口側)１−加熱器３−第２の吸着塔２−冷却器４−第
１の吸着塔(入口側)１間を相互に連通させる一方、上記
第１,第２、第３,第４のバイパス配管２５,２６、２７,
２８を遮断する状態(第１の運転制御状態)に切り換え制
御されると、第１の吸着塔１で吸着質冷媒の吸着剤付熱
交換器への吸着作用が行われ、該吸着作用の進行によっ
て吸着剤付熱交換器内を流れる利用側冷媒流体と熱交換
されて同熱交換器内を流れる利用側冷媒流体を加熱す
る。他方、第２の吸着塔２は、上記加熱器３からの加熱
冷媒の供給によって加熱されて、それまでの吸着作用に
よって吸着されている吸着剤付熱交換器の吸着質の脱着
(蒸発)作用が行われ、該脱着作用の進行によって当該吸
着剤付熱交換器内を流れる利用側冷媒流体の蒸発潜熱に
よる冷却が行われる。

【００４１】一方、該状態において、上記加熱器３およ
び冷却器４からの上記第１、第２の吸着塔１,２に対す
る加熱冷媒および冷却冷媒の供給方向を図３のように逆
方向に切り換えると、今度は上記第２の吸着塔が吸着作
用を、第１の吸着塔１が脱着作用を生じるようになり、
該第１、第２の吸着塔１,２の吸脱着作用を交互に繰り
返して冷凍能力の高い連続した冷・暖房運転が実現され
る。

【００４２】ところで、該図２又は図３の第１、第２の
ヒートポンプ運転サイクルの第１の運転制御状態におけ
る脱着作用側吸着塔の吸着剤に対する加熱冷媒の加熱入
力は、吸着剤の再生入力熱量で表わされるが、上記図２
又は図３の冷媒循環状態をそのまま吸脱着作用が完了す
るまで継続するとすれば、例えば図１３の特性に示すよ
うに、脱着側吸着塔２又は１の入口側温度と出口側温度
は上記吸脱着切換え時における６０℃と４０℃程度から
次第に上昇し、a〜b、c〜dのように大きく変化する。従
って、当然上記加熱器３での必要な加熱熱量も、それに
応じた大きなものが必要となる問題がある。

【００４３】そして、上記吸着剤の再生入力熱量は、前
述の如く同脱着側(再生側)吸着塔の入口温度(図１３のa
〜b)と出口側温度(図１３のc〜d)の積分値で決定され
る。従って、上記加熱量を小さくしようとするには、上
記吸脱着切換え時における入口温度が下がらないように
することが好ましい。

【００４４】そこで、上記本実施例の構成では、上述の
ように、第１の吸着塔１と加熱器３、加熱器３と第２の
吸着塔２、第２の吸着塔２と冷却器４の各々の相互間に
第１,第２、第３,第４、第５,第６、第７,第８の各２組
１対の３方切換弁１１,１２、１３,１４、１５,１６、
１７,１８が設けられ、それらの内の第１、第２のもの
１１,１２が第５,第６のもの１５,１６と、また第３,第
４のもの１３,１４が第７,第８のもの１７,１８と図示
の如く、第１,第２、第３,第４のバイパス配管２５,２
６、２７,２８を介して各々相互に接続可能となってい
る。

【００４５】従って、今、例えば該構成において、上記
図２に示す第２の吸着塔２の加熱による吸着剤の脱着
(再生)が終了し、新たに第１の吸着塔１の加熱による吸
着剤の脱着(再生)を行うようになった時の加熱用の冷媒
の流れは図３のようになり、加熱器３へは今まで加熱さ
れていた第２の吸着塔２からの高温の冷媒が流入するの
で、加熱入力は、その分低減される。

【００４６】しかし、時間が経つに連れて、一方側第２
の吸着塔２の出口側冷媒の温度は低下し、他方第１の吸
着塔１の出口側の冷媒温度が上昇して行く。

【００４７】そこで、上記第２の吸着塔２の出口側冷媒
温度と第１の吸着塔１の出口側冷媒温度が等しくなった
８０℃程度の時点で上記第１〜第８の各３方切換弁１１
〜１８の開口をバイパス配管２５〜２８側に開いて図５
のような第２の運転状態による冷媒循環状態を形成す
る。このようにすると、上記加熱器３には上記３方切換
弁１１〜１８の切換時点における冷媒温度よりも次第に
温度が低下してくる第２の吸着塔２からの冷媒が流入さ
れなくなる一方、逆に次第に温度が上昇してくる第１の
吸着塔１を通した少なくとも８０℃以上の冷媒が流入す
るようになり、先に述べた従来の構成(図１２)の場合と
比べて、加熱器３自体に必要な熱量が大幅に低減される
(図６の特性参照)。

【００４８】また、同時に上記第２の吸着塔２側に冷却
冷媒を供給する冷却器４の方にも上記第１の吸着塔１か
らの高温の冷媒が流入するようなことがなく、次第に温
度が低下する第２の吸着塔２の出口側からの低温冷媒が
供給されるようになるので、冷却に必要な熱量が大幅に
低減される。

【００４９】そして、該図５の状態での第２の吸着塔２
の吸着、第１の吸着塔１の脱着が終了すると、再び上記
第１〜第８の３方切換弁１１〜１８のバイパス配管２５
〜２８側開口を閉じ各組の３方切換弁１１,１２、１３,
１４、１５,１６、１７,１８相互間を連通させるととも
に冷媒供給方向を図２の状態に切り換えて所定時間運転
し、やがて上記同様第１の吸着塔１の出口側冷媒温度と
第２の吸着塔２の出口側冷媒温度とが等しくなると、上
記と同様にして今度は第１〜第８の３方切換弁１１〜１
８の開閉弁状態を図４の状態に切り換えて上記同様熱効
率の良い運転を行う。

【００５０】(２) 第２実施例 次に、図７は本願発明の第２実施例に係る吸着式冷凍装
置の構成を示している。

【００５１】本実施例のものは、上記第１の吸着塔１、
加熱器３、第２の吸着塔２、冷却器４の各々の各冷媒入
口と出口とを第１、第２の２組の４路切換弁４１,４２
で相互に切換接続可能とし、上記第１実施例と同じよう
に図２〜図５の４組の冷媒循環状態を第１、第２の吸着
塔１,２の出口の冷媒温度の変化に応じて実現するよう
にしたものである。

【００５２】従って、該構成によっても、上記第１実施
例と同様に加熱器３および冷却器４に対する入力熱量を
大幅に低減することが可能となる。

【００５３】また、該構成では、４路切換弁が２組あれ
ば足りるので、上記第１実施例の場合に比べて構成が簡
単になる。

【００５４】(３) 第３実施例 さらに、図８〜図１１は本願発明の第３実施例に係る吸
着式冷凍装置の構成および作用を示している。

【００５５】本実施例のものは、先ず上記第２実施例の
ように、第１の吸着塔１、加熱器３、第２の吸着塔２、
冷却器４の各々の各冷媒入口と出口とを第１、第２の２
組の４路切換弁４１,４２を介した配管(第１のループを
形成)３１,３２、３３,３４で相互に切換接続可能と
し、上記第１実施例と同じように図２〜図５の４組の冷
媒循環状態を第１、第２の吸着塔１,２の出口の冷媒温
度の変化に応じて実現するようにする一方、さらに第１
〜第４の４組の３路切換弁５１〜５４と２組のバイパス
配管５５,５６を介して上記第１、第２の吸着塔１,２の
各吸着室間を上記加熱器３および冷却器４を介すること
なく直接接続する第２の熱媒ループを設け、熱の回収を
行うようにしている。従って、該構成によっても、上記
第１実施例と同様に加熱器３および冷却器４に対する入
力熱量を大幅に低減することが可能となることはもちろ
ん、例えば吸脱着工程を切換えた時点で該第２のループ
を連通させて運転すると、上記第１、第２の２つの吸着
塔１,２間の熱媒温度が均一化して、前のサイクルで脱
着塔側を加熱していた顕熱成分を有効に回収することが
できるようになる。

【００５６】そして、その後上記第１のループに切換え
て運転することにより、通常の加熱又は冷却作用を得る
ことができる(図１１参照)。

【００５７】(４) 第４実施例 ところで、上記第３実施例のように第１、第２の２つの
吸着塔１,２間を第２の熱媒ループによってダイレクト
に連通させた時は、顕熱回収が可能となる反面、どおし
ても冷却又は加熱能力は低下することになる。

【００５８】そこで、さらに同第３実施例の構成の複数
対の吸脱着塔を設け、各対の吸脱着切換え操作を例えば
半サイクルずつ異ならせておくようにすると、連続的な
冷却又は加熱作用を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の第１実施例に係る吸着式冷
凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

【図２】図２は、同装置の第１の運転制御状態における
第１の吸脱着サイクルを示す説明用冷凍回路図である。

【図３】図３は、同装置の第１の運転制御状態における
第２の吸脱着サイクルを示す説明用冷凍回路図である。

【図４】図４は、同装置の第２の運転制御状態における
第１の吸脱着サイクルを示す説明用冷凍回路図である。

【図５】図５は、同装置の第２の運転状態における第２
の吸脱着サイクルを示す説明用冷凍回路図である。

【図６】図６は、同装置の上記第１〜第２の運転制御状
態に応じた吸着剤の加熱入力特性を示すグラフである。

【図７】図７は、本願発明の第２実施例に係る吸着式冷
凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

【図８】図８は、本願発明の第３実施例に係る吸着式冷
凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

【図９】図９は、同装置の第１の運転制御状態における
吸脱着サイクルを示す説明用冷凍回路図である。

【図１０】図１０は、同装置の第２の運転制御状態にお
ける吸脱着サイクルを示す説明用冷凍回路図である。

【図１１】図１１は、同装置の上記第１〜第２の運転制
御状態に応じた吸着剤の加熱入力特性を示すグラフであ
る。

【図１２】図１２は、従来の吸着式冷凍装置の構成を示
す冷凍回路図である。

【図１３】図１３は、同従来の装置の運転状態に応じた
吸着剤の加熱入力特性を示すグラフである。

【図１４】図１４は、同従来の装置における熱媒の吸着
塔出入口での温度特性を示すグラフである。

【図１５】図１５は、同従来の装置における熱媒の脱着
塔加熱成分量を示す特性グラフである。

【図１６】図１６は、同従来の装置における熱媒に対す
る加熱器(ヒータ)の負荷量を示す特性グラフである。

【符号の説明】

１は第１の吸着塔、２は第２の吸着塔、３は加熱器、４
は冷却器、５,６は４路切換弁、１１〜１８は第１〜第
８の３方切換弁、２１〜２４は第１〜第４の冷媒配管、
２５〜２５は第１〜第４のバイパス配管、４１,４２は
四路切換弁、５５,５６はバイパス配管、Ｓ₁〜Ｓ₄は温
度センサである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着室内に各々吸着剤付熱交換器を備え
   た第１、第２の少なくとも２基の吸着塔１,２を使用
   し、それら各吸着塔１,２の上記各吸着室間を加熱器３
   および冷却器４を介してエンドレスに接続し、上記第
   １、第２の２基の吸着塔１,２の吸着剤付熱交換器の吸
   着剤に上記加熱器３または冷却器４によって加熱又は冷
   却した冷媒を交互に逆方向に供給循環させて吸・脱着作
   用を行わせるようにした吸着式冷凍装置において、上記
   第１の吸着塔１、加熱器３、第２の吸着塔２、冷却器
   ４、第１の吸着塔１間相互の冷媒配管２１,２２,２３,
   ２４途中に当該冷媒循環ループ全体を相互に連通させる
   第１の運転制御状態と上記第１の吸着塔１と加熱器３又
   は冷却器４のみの冷媒循環ループ、上記第２の吸着塔２
   と冷却器４又は加熱器３のみの冷媒循環ループの２組の
   相互に遮断された冷媒循環ループを形成する第２の運転
   制御状態との２種の運転状態を形成する冷媒循環ループ
   切換手段(１１〜１８)、(５,６)を設けたことを特徴と
   する吸着式冷凍装置。
2. 【請求項２】 上記冷媒循環ループ切換手段は、３方切
   換弁１１〜１８により構成されていることを特徴とする
   請求項１記載の吸着式冷凍装置。
3. 【請求項３】 上記冷媒循環ループ切換手段は、４路切
   換弁５,６により構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の吸着式冷凍装置。
4. 【請求項４】 上記第１、第２の吸着塔１,２は各々そ
   の冷媒流入流出部に冷媒温度を検出する温度センサ
   (Ｓ₁,Ｓ₄)、(Ｓ₂,Ｓ₃)を有し、吸着作用側吸着塔の出口
   部の冷媒温度と脱着作用側吸着塔出口部の冷媒温度とが
   等しくなった時に上記冷媒循環ループ切換手段(１１〜
   １８)、(５,６)を作動させて上記第１の運転制御状態か
   ら第２の運転制御状態に切り換えるようになっているこ
   とを特徴とする請求項１,２又は３記載の吸着式冷凍装
   置。
5. 【請求項５】 吸着室内に各々吸着剤付熱交換器を備え
   た第１、第２の少なくとも２基の吸着塔１,２を使用
   し、それら各吸着塔１,２の上記各吸着室間を第１のル
   ープ３１,３２、３３,３４によって加熱器３および冷却
   器４を介してエンドレスに接続可能とし、上記第１、第
   ２の２基の吸着塔１,２の吸着剤付熱交換器の吸着剤に
   上記加熱器３または冷却器４によって加熱又は冷却した
   冷媒を交互に逆方向に供給循環させて吸・脱着作用を行
   わせるようにした吸着式冷凍装置において、上記第１の
   ループに対して更に切換弁５１,５２,５３,５４を介し
   て上記第１、第２の吸着塔の各吸着室間を上記加熱器３
   および冷却器４を介することなく直接接続する第２のル
   ープ５５,５６を設け、熱の回収を行うようにしたこと
   を特徴とする吸着式冷凍装置。
6. 【請求項６】 吸脱着切換え操作時に上記切換弁５１,
   ５２,５３,５４を第１のループ３１,３２,３３,３４側
   から第２のループ５５,５６側に切換えることにより上
   記第１、第２の２つの吸着塔１,２間で熱媒循環を行わ
   せて熱の回収を行うようにしたことを特徴とする請求項
   ５記載の吸着式冷凍装置。
7. 【請求項７】 上記第１、第２の吸着塔１,２を複数対
   設置することにより、連続的な冷凍能力を得るようにし
   たことを特徴とする請求項５又は６記載の吸着式冷凍装
   置。