JPH0814691A - 吸着式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の大型化や製品コストの上昇を引き起こ
すことなく、冷房性能の効率を向上することが可能な車
両用吸着式冷凍装置１を提供する。 【構成】 水蒸気を吸着する吸着剤１５、１６を充填し
た第１、第２吸着剤槽２、３と、絞り弁６より流入した
水を蒸発させる冷媒蒸発器７と、この冷媒蒸発器７より
流入した冷媒を気液分離して水蒸気のみ第１、第２吸着
剤槽２、３へ供給する気液分離器８と、この気液分離器
８の下部と絞り弁６より上流側とを連通させる冷媒配管
４５と、この冷媒配管４５の途中に設けられた冷媒ポン
プ４６とを備えている。そして、冷媒ポンプ４６の運転
により気液分離器８内の水を常に冷媒蒸発器７より上流
側に還流させることにより、冷媒蒸発器７内に充分な水
を常に送り込んで、第１、第２吸着剤槽２、３への液戻
りや冷媒蒸発器７の乾き過ぎを防止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷媒蒸発器より下流
側に気液分離器を接続し、気液分離器内の液冷媒を冷媒
蒸発器より上流側に還流させるようにした吸着式冷凍装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸着式冷凍装置は、蒸気圧縮式冷凍装置
のような冷媒圧縮機を使用しないので、冷媒圧縮機を駆
動するための動力源を必要としない。また、内燃機関の
排熱を利用して駆動するものにおいては、エネルギーの
有効利用が図れる。さらに、フロン等のオゾン層を破壊
する物質として規制対象となっているものを冷媒として
使用しない、等の特徴がある。

【０００３】そして、例えば冷媒に水、吸着剤にシリカ
ゲルやゼオライト等を用いた図９のような吸着式冷凍装
置（第１従来例）１００が一般的である。この吸着式冷
凍装置１００は、吸着工程と脱着工程とを交互に繰り返
す２つの吸着剤槽１０１、１０２と、蒸気冷媒を凝縮液
化させる冷媒凝縮器１０３と、液冷媒を蒸発気化させる
冷媒蒸発器１０４とを備えている。なお、冷媒蒸発器１
０４は液タンクを兼ねるように大きなサイズものが用い
られている。ここで、装置の小型化を目的として、図９
のような吸着式冷凍装置１００の冷媒蒸発器１０４のサ
イズを小型化することが考えられる。

【０００４】ところが、冷媒蒸発器１０４内の液冷媒量
が多い場合には、冷媒蒸発器１０４内で液冷媒が蒸発し
切れず、吸着剤槽１０１、１０２へ液冷媒が流入する。
また、冷媒蒸発器１０４内に流入する液冷媒量が少ない
と、冷媒蒸発器１０４の入口側で液冷媒が蒸発してしま
う。以上のように、吸着式冷凍装置１００の冷媒蒸発器
１０４のサイズを小型化すると、吸着剤槽１０１、１０
２への液戻りや、冷媒蒸発器１０４の乾き過ぎが発生す
るという不具合があった。

【０００５】上記のような不具合を解決する技術とし
て、特開平５−１２６４３０号公報においては、図１０
に示したように、冷媒蒸発器２０１の入口配管２０２に
電磁式開閉弁２０３を設け、冷媒蒸発器２０１の出口配
管２０４に気液分離器２０５を設け、気液分離器２０５
内の液冷媒を冷媒蒸発器２０１の入口配管２０２に回収
させる液冷媒回収配管２０６を設けた吸着式冷凍装置
（第２従来例）２００が提案されている。なお、気液分
離器２０５内の蒸気冷媒は、冷媒配管２０７を介して図
示しない吸着剤槽へ供給される。また、液冷媒回収配管
２０６には、液冷媒の逆流を防止する逆止弁２０８が取
り付けられている。

【０００６】また、特開平５−１１３２６８号公報にお
いては、図１１に示したように、冷媒蒸発器３０１の下
部で入口配管３０２側に液ヘッダ３０３を設け、入口配
管３０２と入口配管３０４との間にタンク３０５を設
け、冷媒蒸発器３０１内の液冷媒をタンク３０５に回収
する液冷媒回収配管３０６を設けた吸着式冷凍装置（第
３従来例）３００が提案されている。なお、冷媒蒸発器
３０１内で蒸発した蒸気冷媒は、出口配管３０７を介し
て図示しない吸着剤槽へ供給される。また、入口配管３
０２中には冷媒ポンプ３０８が設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の吸着
式冷凍装置（第２従来例）２００においては、図１０に
示したように、冷媒蒸発器２０１内を充分に濡らす量の
液冷媒が存在しており、液冷媒の蒸発は充分行われてい
ると推測されるが、蒸発し切れなかった液冷媒を気液分
離器２０５で集め、ある程度気液分離器２０５内に液冷
媒が溜まったと判断したら電磁式開閉弁２０３を閉弁
し、気液分離器２０５内の水を逆止弁２０８を通して冷
媒蒸発器２０１の入口配管２０２に戻すようにしてい
る。このため、電磁式開閉弁２０３をオン、オフする制
御装置が必要となることや、気液分離器２０５内の液冷
媒の液面位置を判定する判定装置あるいはタイマー装置
が必要となり、装置の大型化や製品コストの上昇を引き
起こす可能性があった。

【０００８】また、従来の吸着式冷凍装置（第３従来
例）３００においては、図１１に示したように、冷媒ポ
ンプ３０８にてタンク３０５内の液冷媒を常に冷媒蒸発
器３０１の下部の液ヘッダ３０３に供給するようにして
いるため、冷媒蒸発器３０１内には常に液冷媒が存在し
ているが、液ヘッダ３０３が冷媒蒸発器３０１の下部に
位置しているために、液冷媒が冷媒蒸発器３０１の下方
に溜り易い。このため、冷媒蒸発器３０１の入口側から
出口側に至る冷媒流路を一様に濡らすことはできず、冷
媒蒸発器３０１内で液冷媒が蒸発し易い状態であるとは
言えず、効率の良い冷房性能が得られなかった。

【０００９】請求項１ないし請求項５に記載の発明は、
装置の大型化や製品コストの上昇を引き起こすことな
く、効率の良い冷凍性能を得ることが可能な吸着式冷凍
装置の提供を目的とする。請求項４に記載の発明は、冷
媒を蒸発させるための伝熱面積の増加を容易に行える吸
着式冷凍装置の提供を目的とする。請求項５に記載の発
明は、空気を冷却する冷却手段のレイアウトの自由度が
大きく、搭載性を向上できる吸着式冷凍装置の提供を目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、吸着工程時に冷媒を吸着する吸着剤、および脱着工
程時に吸着剤を加熱する加熱手段を有する吸着剤槽と、
この吸着剤槽内の吸着剤より脱着した冷媒を凝縮液化さ
せる冷媒凝縮器と、この冷媒凝縮器に常に連結され、前
記冷媒凝縮器より流入する冷媒を蒸発気化させる冷媒蒸
発器と、この冷媒蒸発器より流入する冷媒を一時的に溜
めると共に、冷媒を気液分離して蒸気冷媒のみ前記吸着
剤槽へ供給する気液分離手段と、この気液分離手段内の
液冷媒を前記冷媒蒸発器より上流側へ常に還流させる還
流手段とを備えた技術手段を採用した。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の吸着式冷凍装置に加えて、前記冷媒蒸発器より上流側
に、内部を通過する液冷媒を減圧する減圧手段を設け、
さらに前記還流手段として、前記気液分離手段の下部と
前記減圧手段の上流側とを常に連結させる還流流路を設
けたことを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求
項２に記載の吸着式冷凍装置に加えて、前記還流流路と
して、前記還流流路の途中に、前記気液分離手段内の液
冷媒を前記減圧手段へ圧送する圧送手段を設けたことを
特徴とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の吸着式冷凍装置に加えて、
前記冷媒蒸発器が、前記冷媒凝縮器より冷媒が流入する
ケース、およびこのケース内に設けられ、外側を流れる
冷媒と内部を流れる熱媒体とを熱交換して冷媒を蒸発さ
せる熱交換器本体により構成されていることを特徴とす
る。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の吸着式
冷凍装置に加えて、熱媒体と空気とを熱交換させて空気
を冷却させる冷却手段を有し、前記熱交換器本体と前記
冷却手段とを環状に連結する熱媒体回路と、この熱媒体
回路内に熱媒体の循環流を発生させる循環流発生手段と
を備えていることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、吸着剤槽内の
吸着剤より脱着した蒸気冷媒は冷媒凝縮器内で冷却され
て凝縮液化し、冷媒凝縮器より流出した液冷媒は冷媒蒸
発器内で加熱されて蒸発気化し、気液分離手段を通って
吸着剤槽内の吸着剤に吸着される。ここで、冷媒蒸発器
内で蒸発し切れなかった液冷媒は、気液分離手段内で気
液分離されて、還流手段にて冷媒蒸発器より上流側へ戻
され、再度冷媒蒸発器内へ送られる。

【００１４】したがって、冷媒蒸発器より上流側には常
に液冷媒が存在するようになるため、冷媒蒸発器内には
常に液冷媒が送り込まれ、冷媒蒸発器は充分な液冷媒に
より満たされることになる。これにより、冷媒蒸発器内
への充分な液冷媒量の供給と冷媒蒸発器内を一様に濡ら
す効果とを得ることが可能となり、冷凍性能の向上と装
置の簡素化が図れる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、熱交換器本体の
外側で冷媒の蒸発が行われるため、狭いケース内におい
ても比較的に広い伝熱面積を得ることが容易となる。請
求項５に記載の発明は、熱媒体回路に使用する配管が冷
媒配管よりも比較的に取り扱いが容易な非真空配管とな
るため、熱媒体回路に使用する配管の配置位置の自由度
が大きくなる。

【００１６】

【実施例】次に、この発明の吸着式冷凍装置を車両用吸
着式冷凍装置に適用した実施例に基づいて説明する。

【００１７】〔第１実施例の構成〕図１ないし図３はこ
の発明の第１実施例を示したもので、図１は車両用吸着
式冷凍装置を示した図である。この車両用吸着式冷凍装
置１は、第１、第２吸着剤槽２、３、流路切替装置４、
冷媒凝縮器５、絞り弁６、冷媒蒸発器７、気液分離器８
および液冷媒還流装置９等から構成されている。

【００１８】図２は車両用吸着剤槽１の第１、第２吸着
剤槽２、３の一例を示した図である。これらの第１、第
２吸着剤槽２、３は、熱伝導性に優れる金属筒体よりな
り、入口配管１１、１２および出口配管１３、１４が接
続されている。第１、第２吸着剤槽２、３の内部には、
水分を吸着する多数の吸着剤１５、１６が充填されてい
る。

【００１９】多数の吸着剤１５、１６は、例えばゼオラ
イト、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ等のように水
分を吸着することが可能な物質よりなり、金網１７、１
８により金属筒体からの流出が防がれている。なお、こ
の実施例では、冷媒として水を用いているが、アルコー
ルやフロン等の冷媒や、吸着剤１５、１６に吸着される
ものならどんな物質でも良く、これらの混合物でも良
い。また、吸着剤１５、１６が異なる物質でも良い。

【００２０】また、第１、第２吸着剤槽２、３は、車両
走行用エンジンの運転に伴って発生する温水排熱を利用
して吸着剤１５、１６を加熱する加熱手段としての吸着
剤加熱装置１９、２０を備えている。この吸着剤加熱装
置１９、２０は、吸着剤１５、１６が水蒸気を脱着する
脱着工程時に使用され、例えばエンジンのウォータジャ
ケット（図示せず）に連通する温水循環筒よりなり、入
口流路管２１、２２および出口流路管２３、２４が接続
されている。

【００２１】なお、吸着剤加熱装置１９、２０として、
エンジンの運転に伴って発生する排気排熱を利用しても
良く、固形燃料、液体燃料または気体燃料を燃焼するバ
ーナを用いても良く、フィンとチューブよりなる熱交換
器でも良く、吸着剤を加熱できるものならどんな加熱手
段を用いても良い。

【００２２】そして、第１、第２吸着剤槽２、３は、吸
着剤１５、１６が水蒸気を吸着する吸着工程時に発熱す
るため、吸着剤１５、１６を外気を吹き付けることによ
り冷却する冷却手段としての冷却ファン２５、２６を備
えている。なお、冷却手段として、冷却ファン２５、２
６の他に冷却水で第１、第２吸着剤槽２、３を冷却して
も良い。

【００２３】流路切替装置４は、流路切替手段であっ
て、上流側流路切替弁３１、下流側流路切替弁３２およ
びタイマー回路（図示せず）等から構成されている。上
流側流路切替弁３１および下流側流路切替弁３２は、タ
イマー回路にて制御されることにより、所定の時間（例
えば２分間〜３分間）毎に水蒸気の流路を切り替える三
方弁である。

【００２４】上流側流路切替弁３１は、気液分離器８の
出口と第２吸着剤槽３の入口配管１２とを連通させる第
１の切替状態（図１において図示実線）と気液分離器８
の出口と第１吸着剤槽２の入口配管１１とを連通させる
第２の切替状態（図１において図示破線）とに切り替わ
る。

【００２５】下流側流路切替弁３２は、第１吸着剤槽２
の出口配管１３と冷媒凝縮器５の入口とを連通させる第
１の切替状態（図１において図示実線）と第２吸着剤槽
３の出口配管１４と冷媒凝縮器５の入口とを連通させる
第２の切替状態（図１において図示破線）とに切り替わ
る。

【００２６】冷媒凝縮器５は、車両の走行風の受け易い
場所、例えばエンジンルームの前方側に装着され、第
１、第２吸着剤槽２、３のいずれかより冷媒配管３３を
通って流入した水蒸気を冷却ファン３４の送風を受けて
冷却することにより、凝縮液化させる凝縮手段である。

【００２７】絞り弁６は、本発明の減圧手段であって、
冷媒凝縮器５より流入した水を減圧する。この絞り弁６
は、冷媒配管３５の途中に設けられ、例えばオリフィス
やキャピラリチューブ等の固定絞りが用いられている。
なお、絞り弁６として開度を調節できる可変絞りを用い
ても良い。また、絞り弁６は、冷媒蒸発器７に一体的に
設けられていても、冷媒蒸発器７と別体で設けられてい
ても良い。

【００２８】図３は車両用吸着式冷凍装置１の冷媒蒸発
器７の一例を示した図である。この冷媒蒸発器７は、車
室内へ空気を送るためのダクト（図示せず）内に配さ
れ、絞り弁６より流入した水をブロワ３６の送風を受け
て加熱することにより、蒸発気化させる蒸発手段であ
る。なお、水との熱交換によって冷却された空気は、ブ
ロワ３６によってダクトを介して車室内へ吹き出され
る。

【００２９】冷媒蒸発器７は、図３に示したように、熱
伝導性に優れる２枚の金属プレートを接合した冷媒流路
管を複数積層してろう付け一体化することによって、入
口ヘッダ３７、複数のチューブ３８および出口ヘッダ３
９を形成している。入口ヘッダ３７は、複数のチューブ
３８より天方向（上方側）に設けられ、冷媒配管３５に
接続する入口配管４０をろう付け等の手段により接合し
ている。

【００３０】出口ヘッダ３９は、複数のチューブ３８よ
り地方向（下方側）に設けられ、冷媒配管４１に接続す
る出口配管４２をろう付け等の手段により接合してい
る。また、複数のチューブ３８間には、熱交換効率を向
上させるためのコルゲートフィン４３がろう付け等の手
段により接合されている。

【００３１】気液分離器８は、本発明の気液分離手段で
あって、流入した水蒸気を気液分離すると共に、気液分
離した水蒸気や水を一時的に蓄えるタンクである。この
気液分離器８には、冷媒蒸発器７より冷媒配管４１を介
して水蒸気が流入する入口ポート、上部の水蒸気を冷媒
配管４４へ流出する蒸気冷媒出口ポート、および下方に
溜まった水を流出する液冷媒出口ポート。

【００３２】液冷媒還流装置９は、本発明の還流手段で
あって、気液分離器８の液冷媒出口ポートと絞り弁６よ
り上流側の冷媒配管３５とを連通させる冷媒配管４５、
およびこの冷媒配管４５の途中に設けられた冷媒ポンプ
４６等から構成されている。冷媒配管４５は、本発明の
還流流路であって、気液分離器８内の水を絞り弁６より
上流側へ還流させるゴムパイプまたは金属パイプであ
る。冷媒ポンプ４６は、本発明の圧送手段であって、冷
媒配管４５内に水の流れを発生させて気液分離器８内の
水を絞り弁６より上流側へ圧送する。

【００３３】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
車両用吸着式冷凍装置１の作動を図１ないし図３に基づ
いて簡単に説明する。車両用吸着式冷凍装置１の運転を
開始した時には、第１吸着剤槽２内の多数の吸着剤１５
は水分を含んでいるが、第１吸着剤槽２に設置した吸着
剤加熱装置１９により多数の吸着剤１５が加熱されるこ
とによって、多数の吸着剤１５から水分は脱着され、水
蒸気（蒸気冷媒）となって第１吸着剤槽２より流出す
る。

【００３４】第１吸着剤槽２より流出した水蒸気は、出
口配管１３、下流側流路切替弁３２、冷媒配管３３を通
って冷媒凝縮器５内に流入して、冷媒凝縮器５の複数の
流路管（図示せず）を通過する際に冷却ファン３４の送
風を受けて冷却される。これにより、水蒸気は、冷媒凝
縮器５内で凝縮液化されて復水し水（液冷媒）となって
冷媒凝縮器５より流出する。

【００３５】冷媒凝縮器５より流出した水は、冷媒配管
３５を通って絞り弁６を通過する際に減圧され、入口配
管４０を通って冷媒蒸発器７の入口ヘッダ３７内に流入
する。入口ヘッダ３７内に流入した水は、複数のチュー
ブ３８の各々に均一に分配され、出口ヘッダ３９に到達
するまでの間にブロワ３６の送風を受けて空気から蒸発
熱を奪うことで空気を冷却し自身は加熱される。これに
より、水は、冷媒蒸発器７の複数のチューブ３８内で蒸
発気化して水蒸気となって出口ヘッダ３９に到達する。

【００３６】ここで、この実施例の冷媒蒸発器７の複数
のチューブ３８内を流れる水は、上方から下方に流れ
る。つまり、水の流れ方向と重力方向とが一致している
ので、空気との熱交換によって蒸発した水蒸気はチュー
ブ３８の中心側（空気通路から遠い側）を通り、未だ蒸
発していない水はチューブ３８の外周側（空気通路に近
い側）を通る。つまり、水はチューブ３８の外周側で液
膜を形成する。これにより、複数のチューブ３８内の入
口ヘッダ３７側より出口ヘッダ３９側に至る全ての冷媒
流路にて水が蒸発し易い状態で熱交換が行われる。

【００３７】次に、冷媒蒸発器７より流出した水蒸気
は、出口配管４２、冷媒配管４１を通って気液分離器８
内に流入して、気液分離される。そして、気液分離器８
の上部に溜まっている水蒸気は、冷媒配管４４、上流側
流路切替弁３１、入口配管１２を通って第２吸着剤槽３
内の吸着剤１６に吸着される。この状態がある程度持続
すると第１吸着剤槽２内の吸着剤１５は乾燥し、第２吸
着剤槽３内の吸着剤１６は湿潤してくるため、所定の時
間が経過したところで、上流側、下流側流路切替弁３
１、３２を第１の切替状態から第２の切替状態へ切り替
える（図１の破線方向に連通するようにする）。

【００３８】そして、第１吸着剤槽２の吸着剤加熱装置
１９の作動を停止し、第２吸着剤槽３の吸着剤加熱装置
２０を作動を開始することで第２吸着剤槽３内の吸着剤
１６に吸着された水分は出口配管１４、下流側流路切替
弁３２、冷媒配管３３を通って冷媒凝縮器５へと流出す
る。以下は同様に流れ、気液分離器８より流出した水蒸
気は冷媒配管４４、上流側流路切替弁３１、入口配管１
１を通って第１吸着剤槽２内の吸着剤１５に吸着され
る。そして、再び所定の時間が経過すると、上流側、下
流側流路切替弁３１、３２が第２の切替状態から第１の
切替状態へ切り替えられる。

【００３９】ここで、効率良く冷房を行う上で必要なこ
とは冷媒蒸発器７内での蒸発が充分行われていることで
あり、そのためには冷媒蒸発器７内に蒸発すべき水が蒸
発し易い状態で充分に存在していることが不可欠であ
る。したがって、この実施例では、冷媒蒸発器７の複数
のチューブ３８内で蒸発し切れなかった水は、冷媒配管
４１を通って気液分離器８内に流入し、気液分離器８の
下部に溜まる。

【００４０】気液分離器８の下部に溜まった水は、冷媒
ポンプ４６の運転により常に冷媒配管４５を通って絞り
弁６より上流側に還流され、絞り弁６を通って冷媒蒸発
器７内に流入する。冷媒蒸発器７内に流入した水は、上
述のように流れて蒸発気化し、水蒸気となって気液分離
器８へ流出する。このようにして、冷媒蒸発器７内では
常に水の蒸発気化が行われ、水と熱交換する空気は連続
的に冷却されることにより、車室内の冷房がなされる。

【００４１】〔第１実施例の効果〕以上のように、車両
用吸着式冷凍装置１は、冷媒蒸発器７内で蒸発し切れな
かった水を気液分離器８内に溜めておき、その水を冷媒
ポンプ４６で常時、冷媒蒸発器７より上流側へ圧送する
ことで冷媒蒸発器７より上流側には常に水が存在するよ
うになる。このため、冷媒蒸発器７内には常に水が送り
込まれ、充分な水が常に存在することになるので、第
１、第２吸着剤槽２、３への液戻りや冷媒蒸発器７の乾
き過ぎを防止することができる。

【００４２】加えて、冷媒蒸発器７への水の入口配管４
０の設置位置は限定されないので、冷媒蒸発器７内を一
様に濡らし得る位置に設けることができる。以上のよう
なことにより、冷媒ポンプ４６や絞り弁６の制御を必要
とすることなく、冷媒蒸発器７内への水の供給と冷媒蒸
発器７内を充分に濡らす効果とを得ることができるの
で、冷媒蒸発器７のサイズの小型化等の装置の小型化や
製品コストの低減を図りながらも、車両用吸着式冷凍装
置１の冷房性能の向上と装置の簡素化との両方の効果を
併せ持つことができる。

【００４３】なお、気液分離器８の水を冷媒ポンプ４６
で送り込む位置は、冷媒蒸発器７より上流側であればど
こでも良いが、絞り弁６より上流側が最も望ましい。こ
のようにした場合には、絞り弁６と冷媒蒸発器７とを一
体化して製造することができるので製品コストを低減す
ることができる。

【００４４】〔第２実施例の構成〕図４はこの発明の第
２実施例を示したもので、車両用吸着式冷凍装置を示し
た図である。この実施例の冷媒蒸発器７は、内部熱交換
器７１、およびこの内部熱交換器７１の周囲を囲む金属
製のケース７２等により構成されている。

【００４５】内部熱交換器７１は、本発明の熱交換器本
体であって、車室外に配された車室外熱交換器である。
この内部熱交換器７１は、内部に流入する冷却水（熱媒
体）とケース７２内を流れる冷媒とを熱交換させて冷媒
を蒸発させ、冷却水を冷却する。なお、冷却水として、
水道水、井戸水、不凍液やロングライフクーラント等の
熱媒体を使用する。ケース７２は、上流側が冷媒凝縮器
５に絞り弁６および冷媒配管３５を介して連結され、下
流側が気液分離器８に冷媒配管４１を介して連結してい
る。

【００４６】なお、内部熱交換器７１は、冷却水回路７
０の構成部品の１つである。冷却水回路７０は、本発明
の熱媒体回路であって、内部熱交換器７１の他に、ポン
プ７３、冷却水配管７４、７５および外部熱交換器７６
を備えている。ポンプ７３は、本発明の循環流発生手段
であって、冷却水回路７０内に冷却水の循環流を発生さ
せ、内部熱交換器７１から外部熱交換器７６へ向けて冷
却水を圧送する圧送手段である。なお、ポンプ７３は、
本例では冷却水配管７４に設けられているが、冷却水配
管７５に設けられていても良い。

【００４７】冷却水配管７４は、内部熱交換器７１で放
熱した冷却水を外部熱交換器７６へ導く配管である。冷
却水配管７５は、外部熱交換器７６で吸熱した冷却水を
内部熱交換器７１へ導く配管である。外部熱交換器７６
は、本発明の冷却手段であって、車室内へ空気を送るた
めのダクト（図示せず）内に配された室内熱交換器であ
る。この外部熱交換器７６は、ダクト内を流れる空気
を、内部熱交換器７１より流入した冷却水により冷却す
ることにより、車室内を冷房させる。

【００４８】〔第２実施例の作用〕次に、この実施例の
車両用吸着式冷凍装置１の作動を図４に基づいて簡単に
説明する。冷媒凝縮器５から冷媒配管３５を経て供給さ
れた水（液体冷媒）は、絞り弁６で減圧され、冷媒蒸発
器７のケース７２内に流入する。ケース７２内に流入し
た水は、内部熱交換器７１の外側表面を一様に濡らして
蒸発することにより水蒸気（蒸気冷媒、気体冷媒）とな
る。

【００４９】水蒸気と蒸発し切れなかった水は、冷媒配
管４１を通り気液分離器８内に流入して、気液分離され
る。そして、気液分離器８の上部に溜まっている水蒸気
は、冷媒配管４４を通り第１吸着剤槽２（あるいは第２
吸着剤槽３）に供給される。一方、気液分離器８の下部
に溜まった水は、冷媒ポンプ４６により冷媒配管４５内
を圧送され冷媒配管３５に還流される。

【００５０】内部熱交換器７１の外側表面で水（冷媒）
が蒸発気化することで、内部熱交換器７１の内部を流れ
る冷却水は熱を奪われて冷却される。冷却された冷却水
は、ポンプ７３により冷却水配管７４内を圧送され外部
熱交換器７６に送り込まれる。外部熱交換器７６は、ブ
ロワ３６により送風されているため、ここで冷風を得る
ことができ、車室内を冷房することができる。

【００５１】〔第２実施例の効果〕以上のような作用に
より、第１実施例の効果に増して得られる効果を述べ
る。第１実施例では冷媒蒸発器７の複数のチューブ３８
内で水（冷媒）の蒸発が行われていたのに対し、この実
施例の車両用吸着式冷凍装置１では、内部熱交換器７１
の外側表面で水（冷媒）の蒸発が行われるために、比較
的に広い伝熱面積を得ることが容易になり、冷媒蒸発器
７の蒸発性能の向上につながる。

【００５２】さらに、吸着式冷凍サイクルの配管を構成
する冷媒配管３３、３５、４１、４４、４５、入口配管
１１、１２、出口配管１３、１４は内部がほぼ真空とな
り、僅かな漏れも重要な問題となるため取り扱いが難し
いが、最終的に車室内の冷房を行う外部熱交換器７６と
内部熱交換器７１とを連結する冷却水配管７４、７５が
非真空配管となり、取り扱いが非常に容易となる。した
がって、冷却水配管７４、７５の取回しの自由度が増加
することにより、外部熱交換器７６の設置位置の自由度
が大きくなり、設置スペースの小さい車両においても自
由なレイアウトを選択することができ、車両搭載性を向
上できる。

【００５３】〔第３実施例〕図５はこの発明の第３実施
例を示したもので、車両用吸着式冷凍装置を示した図で
ある。この実施例では、冷媒蒸発器７のケース７２に気
液分離器の機能を持たせることにより、ケース７２と気
液分離器とを一体化し、ケース７２の上部には冷媒配管
４４を接続し、ケース７２の下部には冷媒配管４５を接
続している。

【００５４】このため、ケース７２内で蒸発した水蒸気
（気体冷媒）は冷媒配管４４に流入し、ケース７２内で
蒸発し切れなかった水（液体冷媒）は冷媒配管４５に流
入して冷媒配管３５に還流する。なお、この実施例で
は、気液分離器が不要となるため、第２実施例よりも車
両用吸着式冷凍装置１を小型化でき、設置スペースの小
さい車両においても搭載作業が容易となる。

【００５５】〔第４実施例の構成〕図６はこの発明の第
４実施例を示したもので、冷媒蒸発器を示した図であ
る。この実施例では、ケース７２内の熱交換器本体とし
て蛇行形状の円形パイプ７７を用いている。このため、
冷媒配管３５から供給される水（液体冷媒）は、円形パ
イプ７７の外側表面を伝って下方に流れていき、円形パ
イプ７７の全面を濡らす。

【００５６】そして、円形パイプ７７内の冷却水と熱交
換して蒸発した水蒸気（気体冷媒）は冷媒配管４４内に
流入し、蒸発し切れなかった水（液体冷媒）Ｗは冷媒配
管４５内に流入する。なお、円形パイプ７７の全面をよ
り濡れ易くするために、円形パイプ７７の周囲にセルロ
ース系の繊維を貼ったり、円形パイプ７７の外側表面に
親水処理を施したり、円形パイプ７７を偏平チューブに
したりすることが望まれる。

【００５７】〔第５実施例の構成〕図７はこの発明の第
５実施例を示したもので、冷媒蒸発器を示した図であ
る。この実施例の内部熱交換器７１として、丸形チュー
ブ・プレートフィンタイプ、異形チューブ・コルゲート
フィンタイプ、サーペンタイン型や積層型熱交換器等ど
のような形状の熱交換器を用いても良いが、内部熱交換
器７１全面が均一に濡れるように冷媒配管３５の出口
（ケース７２の入口）に冷媒分配器７８を設置してい
る。この冷媒分配器７８は、多数の穴部７９より内部熱
交換器部７１に冷媒を分配する冷媒分配手段である。

【００５８】〔第６実施例の構成〕図８はこの発明の第
６実施例を示したもので、冷媒蒸発器を示した図であ
る。この実施例では、内部熱交換器７１を蒸発し切れな
い水（液冷媒）Ｗ内に水没するように設置している。こ
のため、内部熱交換器７１全面が均一に濡れるため、第
５実施例のような冷媒分配器７８が不要となり、第５実
施例よりも部品点数を低減できる。

【００５９】〔変形例〕この実施例では、気液分離手段
としてタンク式の気液分離器８を用いたが、気液分離手
段として遠心分離器等を用いても良い。そして、冷媒凝
縮器５内を流れる水蒸気等の蒸気冷媒を冷却水等で冷却
しても良く、冷媒蒸発器７内を流れる水等の液冷媒を温
水等で加熱しても良い。

【００６０】この実施例では、所定の時間毎に第１、第
２吸着剤槽２、３の吸着工程と脱着工程とを切り替えた
が、入口配管１１、１２や冷媒配管４４等の吸着側流路
内を流れる水蒸気の吸着速度をセンサにより検出して所
定の速度より吸着速度が低下して水蒸気等の蒸気冷媒が
流れ難くなったら第１、第２吸着剤槽２、３の吸着工程
と脱着工程とを切り替えても良い。

【００６１】また、出口配管１３、１４や冷媒配管３３
等の脱着側流路内を流れる水蒸気の脱着速度をセンサに
より検出して所定の速度より脱着速度が低下して水蒸気
等の蒸気冷媒が流れ難くなったら第１、第２吸着剤槽
２、３の吸着工程と脱着工程とを切り替えても良い。

【００６２】この実施例では、吸着剤槽として２台の第
１、第２吸着剤槽２、３を設けたが、吸着剤槽として３
台以上の吸着剤槽を設けても良い。また、吸着剤槽とし
てロータリー式吸着剤槽を利用すれば、吸着剤槽は１台
で済み、製品コストを低減することができる。

【００６３】この実施例では、本発明を車室内の冷房を
行う車両用吸着式冷凍装置１に適用したが、部屋や室内
の冷房を行うビル、商店、工場、家庭用等の定置式の吸
着式冷凍装置に適用しても良い。また、吸着式冷凍装置
により断熱庫内の冷凍や冷蔵を行うようにしても良い。

【００６４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、装置の大型化
や製品コストの上昇を引き起こすことなく、常に冷媒蒸
発器に充分な液冷媒を供給し、冷媒蒸発器を一様に濡ら
すことにより、効率の良い冷凍性能を得ることができ
る。

【００６５】請求項４に記載の発明は、比較的に広い伝
熱面積を得ることが容易になり、冷媒蒸発器の性能を向
上できる。請求項５に記載の発明は、熱媒体回路に使用
する配管の配置位置の自由度が増大するため、冷却手段
のレイアウトの自由度を増加できるので、搭載性を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる車両用吸着式冷凍装置の全体
構造を示した構成図である（第１実施例）。

【図２】図１の車両用吸着式冷凍装置の第１、第２吸着
剤槽を示した概略図である（第１実施例）。

【図３】図１の車両用吸着式冷凍装置の冷媒蒸発器を示
した斜視図である（第１実施例）。

【図４】この発明にかかる車両用吸着式冷凍装置の全体
構造を示した構成図である（第２実施例）。

【図５】この発明にかかる車両用吸着式冷凍装置の全体
構造を示した構成図である（第３実施例）。

【図６】この発明にかかる車両用吸着式冷凍装置の冷媒
蒸発器を示した概略図である（第４実施例）。

【図７】この発明にかかる車両用吸着式冷凍装置の冷媒
蒸発器を示した概略図である（第５実施例）。

【図８】この発明にかかる車両用吸着式冷凍装置の冷媒
蒸発器を示した概略図である（第６実施例）。

【図９】従来の吸着式冷凍装置を示した構成図である
（第１従来例）。

【図１０】従来の吸着式冷凍装置を示した構成図である
（第２従来例）。

【図１１】従来の吸着式冷凍装置を示した構成図である
（第３従来例）。

【符号の説明】

１ 車両用吸着式冷凍装置 ２ 第１吸着剤槽 ３ 第２吸着剤槽 ４ 流路切替装置 ５ 冷媒凝縮器 ６ 絞り弁（減圧手段） ７ 冷媒蒸発器 ８ 気液分離器（気液分離手段） ９ 液冷媒還流装置（還流手段） １５ 吸着剤 １６ 吸着剤 １９ 吸着剤加熱装置（加熱手段） ２０ 吸着剤加熱装置（加熱手段） ４５ 冷媒配管（還流流路） ４６ 冷媒ポンプ（圧送手段） ７０ 冷却水回路（熱媒体回路） ７１ 内部熱交換器（熱交換器本体） ７２ ケース ７３ ポンプ（循環流発生手段） ７６ 外部熱交換器（冷却手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）吸着工程時に冷媒を吸着する吸着
   剤、および脱着工程時に吸着剤を加熱する加熱手段を有
   する吸着剤槽と、 （ｂ）この吸着剤槽内の吸着剤より脱着した冷媒を凝縮
   液化させる冷媒凝縮器と、 （ｃ）この冷媒凝縮器に常に連結され、前記冷媒凝縮器
   より流入する冷媒を蒸発気化させる冷媒蒸発器と、 （ｄ）この冷媒蒸発器より流入する冷媒を一時的に溜め
   ると共に、冷媒を気液分離して蒸気冷媒のみ前記吸着剤
   槽へ供給する気液分離手段と、 （ｅ）この気液分離手段内の液冷媒を前記冷媒蒸発器よ
   り上流側へ常に還流させる還流手段とを備えた吸着式冷
   凍装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の吸着式冷凍装置におい
   て、 前記吸着式冷凍装置は、前記冷媒蒸発器より上流側に、
   内部を通過する液冷媒を減圧する減圧手段を有し、 前記還流手段は、前記気液分離手段の下部と前記減圧手
   段の上流側とを常に連結させる還流流路を有することを
   特徴とする吸着式冷凍装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の吸着式冷凍装置におい
   て、 前記還流流路は、前記還流流路の途中に設けられ、前記
   気液分離手段内の液冷媒を前記減圧手段へ圧送する圧送
   手段を有することを特徴とする吸着式冷凍装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の吸着式冷凍装置において、 前記冷媒蒸発器は、前記冷媒凝縮器より冷媒が流入する
   ケース、およびこのケース内に設けられ、外側を流れる
   冷媒と内部を流れる熱媒体とを熱交換して冷媒を蒸発さ
   せる熱交換器本体を有することを特徴とする吸着式冷凍
   装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の吸着式冷凍装置におい
   て、 前記吸着式冷凍装置は、熱媒体と空気とを熱交換させて
   空気を冷却させる冷却手段を有し、前記熱交換器本体と
   前記冷却手段とを環状に連結する熱媒体回路と、この熱
   媒体回路内に熱媒体の循環流を発生させる循環流発生手
   段とを備えたことを特徴とする吸着式冷凍装置。