JPH0658643A - 吸着式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉状吸着剤を吸脱着室間に循環させることに
より、連続的な吸脱着作用を行わせるようにしてなる吸
着式冷凍装置の吸着剤に対する熱交換能力を向上させ
る。 【構成】 吸着室と脱着室の両端部間を第１、第２の連
通路により相互に連通させることによって吸着室から脱
着室および脱着室から吸着室相互への吸着剤の移動循環
を可能としてなる吸着式冷凍装置において、上記吸着室
および脱着室内に、上記吸着剤に対する冷却または加熱
を行うための熱媒が流通する熱媒流通管を回転軸とし、
その外周に伝熱フィンとして機能する吸着剤移送用のス
クリュー羽根を設けた熱交換手段を各々設置し、吸着室
および脱着室各室内での吸着剤移送中に吸着剤の冷却、
加熱を行えるようにした。

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を利用して被熱媒体を冷却する
吸着式冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような吸着式冷凍装置では、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。

【０００３】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、当該吸着剤を例えばヒ
ータなどの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。この吸・
脱着行程を交互に切換えることにより、冷凍作用が実現
できる。

【０００４】ところで、上記のような吸着式冷凍装置を
空気調和機として構成する場合、必然的に連続的な吸脱
着作用を行わせることが必要となる。

【０００５】そこで、例えば特開平２−２０３１６９号
公報に示されるように、吸着塔と脱着塔の２つの専用塔
を設けるとともに、これら２つの吸着、脱着塔を第１、
第２の連通路によって相互に連通せしめることにより、
吸・脱着塔間を吸着剤が連続的に循環して連続的な吸脱
着作用を生ぜしめるようにしたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記吸着剤
は、吸着室内において冷却作用を、また脱着室内におい
て加熱作用を必要とする。従って、真に吸脱着作用の効
率を高くし、冷凍能力を向上させるためには、該熱交換
性能を可及的に向上させなければならない問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１および２
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。

【０００８】(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は、吸着室１Ａと
脱着室２Ａの両端部間を第１、第２の連通路３,４によ
り相互に連通させることによって吸着室１Ａから脱着室
２Ａおよび脱着室２Ａから吸着室１Ａ相互への吸着剤９
の移動循環を可能としてなる吸着式冷凍装置において、
上記吸着室１Ａおよび脱着室２Ａ内に、上記吸着剤９に
対する冷却または加熱を行うための熱媒が流通する熱媒
流通管２１,２２を回転軸とし、その外周に伝熱フィン
として機能する吸着剤移送用のスクリュー羽根３１,３
２を設けた熱交換手段１１,１２を各々設置したことを
特徴とするものである。

【０００９】(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、同構成における吸着室１
Ａおよび脱着室２Ａが相互に逆方向に傾斜して配設さ
れ、該吸着室１Ａと脱着室２Ａの両端部間を相互に連通
させる第１、第２の連通路３,４が吸着剤９の移送方向
に沿って下降するように形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１０】

【作用】本願の請求項１および２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。

【００１１】(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、吸着室１Ａ
と脱着室２Ａの両端部間を第１、第２の連通路３,４に
より相互に連通させることによって吸着室１Ａから脱着
室２Ａおよび脱着室２Ａから吸着室１Ａ相互への吸着剤
９の移動循環を可能としてなる吸着式冷凍装置におい
て、上記吸着室１Ａおよび脱着室２Ａ内に、上記吸着剤
９に対する冷却または加熱を行うための熱媒が流通する
熱媒流通管２１,２２を回転軸とし、その外周に伝熱フ
ィンとして機能する吸着剤移送用のスクリュー羽根３
１,３２を設けた熱交換手段１１,１２を各々設置してい
る。

【００１２】したがって、上記各熱媒流通管２１,２２
を回転軸として外周の各スクリュー羽根３１,３２が回
転されると、上記吸着室１Ａおよび脱着室２Ａ内の吸・
脱着作用中の吸着剤９が一端側から他端側所定の移送方
向に移送されて行き、該移送途中において上記スクリュ
ー羽根３１,３２を介し、熱媒流通管２１,２２内を流れ
る冷熱媒体と効率良く熱交換された上で、第１、第２の
連通路３,４を経て他方側の作用室１Ａ,２Ａに循環移送
される。

【００１３】(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、上記請求項
１記載の発明の吸着式冷凍装置の構成において、同構成
における吸着室１Ａおよび脱着室２Ａが相互に逆方向に
傾斜して配設され、該吸着室１Ａと脱着室２Ａの両端部
間を相互に連通させる第１、第２の連通路３,４が吸着
剤９の移送方向に沿って下降するように形成されてい
る。

【００１４】したがって、上記請求項１記載の発明の吸
着剤の循環作用を実現するに際し、吸着室１Ａおよび脱
着室２Ａ相互間の移送には重力を利用した自然流下作用
によることができ、第２、第３のスクリュー手段等特別
な移送機構を必要としない。

【００１５】

【発明の効果】したがって、本願発明の吸着式冷凍装置
によると、吸着剤に対する熱交換効率が向上するために
吸着質の凝縮および蒸発効率も良くなり、それだけ冷却
性能(冷却能力)が向上する。

【００１６】その結果、冷凍装置としてのＣＯＰも向上
する。

【００１７】

【実施例】図１および図２は、本願発明の実施例に係る
吸着式冷凍装置の構成を示している。

【００１８】先ず図１において、符号１は吸着室１Ａを
備えた吸着槽、２は脱着室２Ａを備えた脱着槽であり、
該吸着槽１の吸着室１Ａの前端部と脱着槽２の脱着室２
Ａの前端部とは矢印(ロ)方向に傾斜した第１の連通路３
で接続されている一方、同吸着室１Ａの後端部と脱着室
２Ａの後端部とは矢印(ニ)方向に傾斜した第２の連通路
４で相互に連通接続されている。上記吸着槽１および脱
着槽２は、隔壁１４によって画成された真空筺体１０の
蒸発室１０Ａおよび凝縮室１０Ｂ内に納入されている。
蒸発室１０Ａおよび凝縮室１０Ｂ内には、上記吸着槽１
および脱着槽２の下部に位置して蒸発槽５Ａおよび凝縮
槽５Ｂが設けられている。

【００１９】蒸発槽５Ａと凝縮槽５Ｂとは、吸着室流路
１３で連通されており、凝縮槽５Ｂで凝縮された吸着質
の蒸発槽５Ａへの補充が行われるようになっている。

【００２０】先ず上記吸着槽１の吸着室１Ａ内には、例
えば、ゼオライト又はシリカゲルなどの粉状の吸着剤９
が納入されており、例えば蒸発槽１０Ａの蒸発室より吸
着槽１の多孔質の透過壁７Ａを介して供給される水蒸気
又はアンモニア蒸気等の吸着室(冷媒蒸気)を吸着して吸
着熱を発生する。

【００２１】該吸着熱は、例えば２０℃程度の冷却用シ
リコン油が供給される第１の熱交換器１１で熱交換され
て吸収される。

【００２２】他方、上記脱着槽２の脱着室２Ａ内にも上
記吸着槽１の吸着室１Ａと同様の吸着剤２０が納入され
ているとともに該吸着剤９は例えば２００℃程度のシリ
コン油が供給される第２の熱交換器１２によって加熱さ
れ、先の吸着工程で吸着している水又はアンモニア等の
冷媒蒸気を蒸発させて脱着し、多孔質の透過壁７Ｂを介
して凝縮室１０Ｂ内に出た後、凝縮される。

【００２３】上記第１の熱交換器１１および第２の熱交
換器１２は、各々上記吸着室１Ａおよび脱着室２Ａを同
軸方向に貫通して延びる所定径の第１、第２の熱媒流通
管２１,２２をボス軸(回転支軸)とし、該第１、第２の
熱媒流通管２１,２２の外周に伝熱フィン機能を果たす
熱伝達性能の高い材料よりなるフランジ状のスクリュー
羽根３１,３２を一体化した回転可能なものに構成され
ている。そして、該両熱媒流通管２１,２２の一端をベ
ルト１８で相互に連結するとともにその何れか一方側の
第２の熱媒流通管２２をベルト１６を介してモータ１７
により回転駆動することにより、両者を所定の回転速度
で同期回転させるようになっている。なお、６Ａ,６Ｂ
は利用側の冷房用および暖房用各熱交換器である。

【００２４】したがって、今上記モータ１７の電源がＯ
Ｎされて、上記第１、第２の熱交換器１１,１２の第
１、第２の熱媒流通管２１,２２が回転されると、上記
スクリュー羽根３１,３２が回転して上記吸着室１Ａ内
の粉状吸着剤９を矢印(イ)で示すように後端側から前端
側に、また脱着室２Ａ内の吸着剤９を矢印(ハ)で示すよ
うに前端側から後端側に各々移送する。そして、各移送
端では、各々上記第１、第２の連通路３,４が他方側に
向けて下降して形成されているために、その重力により
上記吸着剤９が吸着室１Ａ側から脱着室２Ａ側に、また
脱着室２Ａ側から吸着室１Ａ側に各々連続的に移送され
るようになる。

【００２５】この結果、上記モータ１７が駆動されてい
る限り、上記吸着剤９は上述のように吸着室(吸着)１Ａ
→第１の連通路３→脱着室(脱着)２Ａ→第２の連通路４
→吸着室１Ａと図示(イ)〜(ニ)の矢印方向に連続的に循
環し、切換えロスのない連続した吸脱着作用が実現され
る。

【００２６】しかも、本実施例の場合、上記吸着剤９を
冷却または加熱する第１、第２の熱交換器１１,１２
を、第１、第２の熱媒流通管２１,２２を回転軸とし
て、伝熱フィン機能を有したフランジ状のスクリュー羽
根３１,３２を移送手段として構成されているので、上
記移送作用と同時に熱交換作用を果たすことができ、吸
着剤の熱交換効率が大きく向上する。

【００２７】その結果、吸・脱着作用が良好となり冷凍
装置としての冷暖房能力およびＣＯＰも向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施例に係る吸着式冷凍装
置の構成を示す水平断面図である。

【図２】図２は、同装置の縦断面図(図１Ａ−Ａ)であ
る。

【符号の説明】

１は吸着槽、１Ａは吸着室、２は脱着槽、２Ａは脱着
室、３は第１の連通路、４は第２の連通路、１１は第１
の熱交換器、１２は第２の熱交換器、２１は第１の熱媒
流通管、２２は第２の熱媒流通管、３１は第１のスクリ
ュー羽根、３２は第２のスクリュー羽根である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着室(１Ａ)と脱着室(２Ａ)の両端部間
   を第１、第２の連通路(３),(４)により相互に連通させ
   ることによって吸着室(１Ａ)から脱着室(２Ａ)および脱
   着室(２Ａ)から吸着室(１Ａ)相互への吸着剤(９)の移動
   循環を可能としてなる吸着式冷凍装置において、上記吸
   着室(１Ａ)および脱着室(２Ａ)内に、上記吸着剤(９)に
   対する冷却または加熱を行うための熱媒が流通する熱媒
   流通管(２１),(２２)を回転軸とし、その外周に伝熱フ
   ィンとして機能する吸着剤移送用のスクリュー羽根(３
   １),(３２)を設けた熱交換手段(１１),(１２)を各々設
   置したことを特徴とする吸着式冷凍装置。
2. 【請求項２】 吸着室(１Ａ)および脱着室(２Ａ)が相互
   に逆方向に傾斜して配設され、該吸着室(１Ａ)と脱着室
   (２Ａ)の両端部間を相互に連通させる第１、第２の連通
   路(３),(４)が吸着剤(９)の移送方向に沿って下降する
   ように形成されていることを特徴とする吸着式冷凍装
   置。