JPH0796979B2 - 無電源冷凍器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷媒ガスの発生に触媒ヒータを利用した無電源
冷凍器について考えたものである。

従来技術 従来より広く実施されている拡散吸収式冷凍器は冷媒
液、例えばアンモニア水溶液を発生器で加熱し、この加
熱によって発生（気化）したアンモニアガスを凝縮器で
液化し、これを蒸発器内で水素ガスと触れさせて急激な
気化を促し、この気化に伴ない周囲の熱を奪って冷却す
る方式であり、気化したアンモニアガスは再び水に吸収
して液化し上記発生器へと再環流しており、上記冷媒ガ
スの発生器の加熱源としては電気ヒータを用いている。

発明が解決しようとする問題点 而して、上記冷凍器は電源の存在が条件となり、電源が
存在しない場所での屋外使用、携行使用等ができず、利
用範囲が限定されている。無電源冷凍としては、携行ク
ーラーにドライアイスや氷を入れ代用している現状にあ
り、市場では無電源で電源使用と同等の安定な冷却性能
を有する冷凍器の提供が切望されている。

本発明は上記冷凍器の冷媒ガス発生器として、触媒ヒー
タを活用した無電源冷凍器を提供するものである。

又本発明は上記触媒ヒータの利用を効率良く行なう冷媒
ガス発生器に関し、具体化したものである。

上記によって無電源で電源使用に優る性能を示す冷凍器
を実現したものである。

又これによって携行用の無電源冷凍器の市場需要に応え
ることができたものである。

問題点を解決する手段 本発明は冷媒水溶液を加熱し冷媒ガスを発生する手段と
して、触媒ヒータを活用して上記冷凍器を構成したもの
である。

又上記冷媒ガス発生器として発生器本体を二重筒構造に
し、内筒を冷媒水溶液通流管としてその外周面を触媒ヒ
ータで包囲し、外筒に設けた燃料供給口及び採気口から
燃料と空気の混合ガスを上記通流管周囲の環状空間内に
導入し、該空間内で上記触媒ヒータと均一に接触させて
燃焼反応を促し、これにより通流管及び通流管内冷媒水
溶液を加熱し冷媒ガスの発生（気化）を促すようにした
ものである。

作用 本発明は従来知られている拡散吸収式冷凍器の如き電気
ヒータで駆動する冷媒ガス発生器に代え、上記触媒ヒー
タで動作する同発生器に置き代えることにより、無電源
で電気ヒータ方式に劣らない安定な冷凍性能が得られる
無電源冷凍器を提供できた。

これによって電源の存在しない場所での軽便な携行使用
を可能にした。又上記冷媒ガス発生器は二重管の環状空
間内を上記混合ガスで満たして、同環状空間内で冷媒水
溶液通流管周面を包囲する触媒ヒータと接触して活性で
且つ安定な燃焼反応を惹起する。

この結果、冷媒水溶液通流管は触媒ヒータにより直接的
に加熱されると同時に環状空間内を満たした高温の加熱
気体で加熱され、該通流管内に導入した冷媒水溶液を均
一に加熱し安定に冷媒ガスを発生せしめる。この冷媒ガ
スを既知のように凝縮器で液化し、これを蒸発器内で水
素ガスと触れさせることによって急激な気化を促し、気
化に伴ない周囲の熱を奪い冷却を行なうものである。

実施例 以下本発明の実施例を第１図乃至第６図に基いて説明す
る。

第１図は本発明を実施した拡散吸収式無電源冷凍器の構
造原理を平面図を以って示す。冷凍器は冷蔵庫、保冷
器、クーラーの類を含む。

図において１は冷媒ガス発生器を示し、該冷媒ガス発生
器の冷媒水溶液加熱用熱源として触媒ヒータを用い、上
記拡散吸収式無電源冷凍器を構成している。

２は上記冷媒ガス発生器１に冷媒水溶液を供給する受液
器、５は同発生器１の出口側に分離器３、凝縮器３を介
して接続された蒸発器であり、該蒸発器５はその出口側
を吸収器６を介して上記受液器２に接続し冷媒水溶液を
回収する構造となっている。

而して、受液器２から上記触媒ヒータ形冷媒ガス発生器
１に冷媒水溶液、代表例としてアンモニア水溶液を供給
し、上記発生器１において触媒ヒータによる加熱を行な
う。触媒ヒータは適当な耐熱担体に白金、バラジウム等
を保持させたものであり、アルコール、ブタン等の有機
揮発剤から成る燃料と空気の混合ガスに触れ、激しく燃
焼反応する。この反応熱によって上記冷媒水溶液を加熱
し冷媒ガスの発生（気化）を促す。即ち冷媒ガスを無電
源で発生する。この冷媒ガスを分離器３に通して冷媒ガ
ス中から低濃度冷媒水溶液を回収管７を通じ受液器２に
回収しつつ、乾燥した冷媒ガスのみを凝縮器４に供給し
て液化し、この冷媒液を供給管8aを通じて供給された水
素ガスに接触させつつ蒸発器５に導入し急激な気化を促
す。この時周囲の熱を奪い冷却作用を生ずる。上記水素
ガスは蒸発器５内のガスを自然循環させるためにシステ
ムに封入している。

蒸発器５内の冷媒液は出口付近では水素ガスを多く含み
重くなり、これを比重差によって自然循環させるように
する。斯くして冷却に供された冷媒液は水素ガスと共に
吸収器６を介して受液器２に帰還し、水に解ける。受液
器２の水素ガスはバイパス管8bを通じて凝縮器４の出
口、即ち吸収器６の入口に流すようにする。この水素ガ
スは冷媒ガスの上記自然循環を助長する。

受液器２に回収された冷媒液は再び上記触媒ヒータ形の
冷媒ガス発生器１に供し、上記動作を繰り返す。

斯くして無電源で冷却する触媒ヒータ利用の冷凍器が構
成される。

第２図以降は上記触媒ヒータ形冷媒ガス発生器１をより
合理的に機能させるべくした具体例を示す。

冷媒ガス発生器１は二重筒構造にする。内筒は冷媒水溶
液通流管９とし、外筒10は該通流管９の周囲を覆い該通
流管９との間に環状空間11を形成する。該冷媒水溶液通
流管９はその入口が第１図の冷凍システムにおける受液
器２と接続され、その出口が蒸発器５に通じ例えばシス
テム内の分離器３と接続されている。

上記冷媒水溶液通流管９の周面を触媒ヒータ13で包囲
し、環状空間11内に設置する。該触媒ヒータ13は通気性
に富む耐熱性担体、一例としてシリカ繊維等の繊維に触
媒を保持させクロス触媒13aを形成し、上記冷媒水溶液
通流管９の周面を覆う。該クロス触媒13aは第５図，第
６図に示すように金網13b,13cで挟み冷媒水溶液通流管
９の周面に巻付け一体とする。

内側金網13bは網自身の編組構造によって冷媒水溶液通
流管９の周面に通気層12を形成する。即ちクロス触媒13
aはその内面を通流管９の周面に対し通気できるように
非密着状態で巻装する。又外側金網13cはクロス触媒13a
を内側金網13bと一緒に通流管９の周面に押さえ付け巻
装状態を保持する。

クロス触媒13aの表面への通気性を阻害しないものであ
れば外側金網13cに代え線材や、帯材、その他の通気性
材で結縛しても良い。

上記外筒10に環状空間11と連通する燃料供給口14及び採
気口15を設け、更に排気口16を設ける。該燃料供給口14
と採気口15は外筒10の一端に互いに接近して配し、該供
給口から離れた他端に排気口16を配する。

燃料供給手段として、例えば第２図に示すように液体燃
料容器17を形成し、該容器17に脱脂綿の如き吸上げ材18
を保持する吸上げ筒19を保有させ、該吸上げ筒19の下部
を容器17内の液体燃料24に浸して同下端に設けた通液口
20を通じて吸上げ材18に常時液体燃料24を含浸させるよ
うにすると共に、該吸上げ筒19の上端開口面を容器外に
露出させて上記採気口14と連通状態にし、吸上げ筒19の
上端開口面で露出する吸上げ材18から揮発した燃料を環
状空間11内に供給する。

上記燃料容器17は、例えば上記吸上げ筒19の上端を外筒
10の燃料供給口14に嵌合する等して着脱可に接続し発生
器１と共にユニットを形成する。勿論吸上げ筒19と燃料
供給口14とをホースやパイプを介して接続することを妨
げない。

又上記採気口15を形成する手段として、例えば第２図に
示すように上記吸上げ筒19を貫通する採気筒21を設け、
該採気筒21の下端を燃料容器17下面において外部に開口
し、容器17にはスタンドオフ22を設けて同容器下面から
採気する構造とすると共に、同採気筒21の上端を吸上げ
材18の上端表面付近で開口させ、該採気筒21を通じ上昇
する空気が吸上げ材18表面からの燃料24の揮発を助長し
つつ、該揮発燃料と混合して上記環状空間11内に導入さ
れるようにする。上記燃料容器17には嵌脱自在な蓋体23
を設け、該蓋体23に上記吸上げ筒19及び採気筒21を取付
け、一緒に取外しできるようにしつつ、燃料補充が行な
えるようにする。

上記の如くして燃料供給源と組合せた冷媒ガス発生器１
が形成される。好ましい例として、該冷媒ガス発生器１
は第２図に示すように、軸線方向において地面に対し傾
斜するように冷凍器内に設置する。

該傾斜角度は例えば５゜〜30゜の範囲にし、該傾斜下端
側に上記燃料供給口14及び採気口15を配し、傾斜上端側
に上記排気口16を配する。

又実施例として第４図に示すように発生器１を上記の如
く傾斜して設けると同時に、冷媒水容器通流管９を入口
側（傾斜下端側）において外筒10に対し第４図に示すよ
うに上部へ偏心して配し、同出口側（傾斜上端側）を第
６図に示すように外筒10に対し同芯となるように配す
る。この実施例においては発生器の外筒10が第２図に示
すように上り傾斜するが、通流管９は水平或は下り傾斜
にすることができる。

斯くして燃料供給口14及び採器口15から燃料と空気の混
合ガスが供給され、環状空気11内を触媒ヒータ13に沿い
その下端から上端へと傾斜に従い上昇し、この間同ヒー
タ13により激しく活性な燃焼反応が行なわれ排ガスが排
気口16から排出される。

上記触媒ヒータ13による燃焼反応によって金網13bが赤
熱し冷媒水溶液通流管９が加熱する。同時に環状空間11
内が熱気で満たされ上記通流管９の加熱を助長する。該
通流管９は外筒10の全長において均一に加熱され、その
内部に供された冷媒水溶液を加熱し、冷媒ガスを経常的
に発生する。この冷媒ガスを第１図において説明したよ
うに、分離器３、凝縮器４に通し、液化して蒸発器５に
供給し冷却を行なうのである。

第３図は上記冷媒ガス発生器１を縦形にした実施例を示
す。前記冷媒水溶液及び混合ガスは通流管９、外筒10の
下端から供給され、同通流管９及び環状空間11内を縦方
向に上昇し、触媒ヒータ13による上記燃焼反応が促され
る。

何れの実施例においても発生器１は上述の如く直管形に
する他、蛇行又は屈曲して反応効率を高めることができ
る。

又本発明は以上説明した冷媒ガス発生器を上記冷媒ガス
発生に代え、湯等の加熱液体を得る液体加熱器として使
用し得ることを示唆している。液体は水，油等である。
この場合、上記説明中における冷媒水溶液を単に液体と
読み代えれば良い。

発明の効果 以上説明した通り、上記冷凍器における冷媒ガス発生器
として、触媒ヒータを活用した無電源冷凍器を用いるこ
とにより、無電源で電源使用に優る性能を示す冷凍器を
実現し、携行用の無電源冷凍器の市場需要に応えること
ができたものである。

本発明は従来知られている拡散吸収式冷凍器の如き電気
ヒータで駆動する冷媒ガス発生器に代え、上記触媒ヒー
タで動作する発生器を用いることができ、無電源で上記
電気ヒータ駆動形拡散吸収式冷凍器に劣らない安定な冷
凍性能が得られる無電源冷凍器を提供できた。

又上記冷媒ガス発生器は二重管の環状空間内を上記混合
ガスで満たして、同環状空間内で冷媒水溶液通流管周面
を包囲する触媒ヒータと接触して活性で且つ安定な燃焼
反応を惹起することができ、この結果、冷媒水溶液通流
管は触媒ヒータにより直接的に加熱されると同時に環状
空間内を満たした高温の加熱気体で加熱され、該通流管
内に導入した冷媒水溶液を均一に加熱し安定に冷媒ガス
を発生せしめることができ、これを凝縮器を介し蒸発器
に供給することにより、良好な冷却性能を発揮させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例として拡散吸収式無電源冷凍器
の構造原理を示す平面図、第２図は同冷凍器に用いる冷
媒ガス発生器の具体構造を例示する縦断面図、第３図は
他例を示す同縦断面図、第４図は更に他例を示す発生器
横断面図、第５図は触媒ヒータの構造例を示す縦断面
図、第６図は同横断面図である。 １……冷媒ガス発生器、２……受液器、３…蒸発器、４
……分離器、５……凝縮器、６……吸収器、９……冷媒
水溶液通流管、10……外筒、11……環状空間、13……触
媒ヒータ、13a……クロス触媒、13b,13c……金網、14…
…燃料供給口、15……採気口、16……排気口、17……燃
料容器、18……吸上げ材、19……吸上げ筒、21……採気
筒、24……燃料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹山 益洋 石川県金沢市額乙丸町ニ174 (56)参考文献 特開 昭51−5647（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒ガス発生器の冷媒水溶液加熱用熱源と
   して触媒ヒータを用いた冷凍器であって、冷媒水溶液通
   流管の周囲を外筒で覆って二重筒構造にし、該外筒と冷
   媒水溶液通流管内の環状空間内に上記触媒ヒータを配し
   て冷媒水溶液通流管の周囲を包囲すると共に、外筒に燃
   料供給口及び採気口と排気口を設け、該燃料供給口及び
   採気口を介して上記環状空間に空気と燃料の混合ガスを
   供給して上記触媒ヒータによる仮燃焼反応を促し、冷媒
   液通流管の加熱と冷媒液の気化を促す構成としたことを
   特徴とする無電源冷凍器。