JPH09166367A

JPH09166367A - 吸着式冷凍機

Info

Publication number: JPH09166367A
Application number: JP7325477A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inoue; 哲井上; Hideaki Sato; 英明佐藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】中間熱交換器及び２段目吸着器を付加するこ
とにより冷却能力の向上を図り得るものにあって、脱着
過程において吸着器からの気冷媒の放出量が凝縮器の能
力を越えてしまうことを未然に防止する。【解決手段】中間熱交換器１８内の液冷媒が気化して
２段目吸着器１７に吸着されることにより、熱交換流路
２９内の熱交換流体が低温に冷却されて熱交換流路２６
に供給され、蒸発器１３の液冷媒が気化されて１段目吸
着器１５に吸着される。１段目吸着器１４及び２段目吸
着器１６は、共に加熱状態とされて気冷媒を脱着し、凝
縮器１２に向けて放出する。このような吸着，脱着の過
程が交互に切替えられることにより、連続して冷却能力
が取出される。過程の切替え時に、制御装置は、一時的
に開閉弁３４を閉じ、所定時間（例えば５秒）経過後に
開閉弁３４を開いて冷媒通路３２を開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤を有する吸
着器により、蒸発器内の液冷媒を気化させて吸着するよ
うにした吸着式冷凍機に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば冷蔵庫やエアコ
ン等の冷却装置として、冷却状態にある吸着剤が水等の
気冷媒を吸着し、吸着剤の加熱状態への切替えにより吸
着した冷媒を脱着することを利用した吸着式冷凍機が知
られている。また、近年では、この種の吸着式冷凍機を
車両用空調装置（カーエアコン）に採用することが試み
られている。ところが、自動車等の車両にあっては、吸
着剤を冷却するための冷却流体として、例えばエンジン
冷却水が用いられるので、十分低温の冷却流体が得られ
ず、その分、吸着剤の吸着能力を十分に発揮させること
ができず、ひいては冷却（冷房）能力が十分に得られな
い不具合があった。

【０００３】そこで、本出願人は、蒸発器からの気冷媒
を直接的に吸着する吸着器（１段目吸着器）に加えて、
中間熱交換器及び２段目吸着器を設けた構成の吸着式冷
凍機（いわば２段吸着式冷凍機）を開発し、先に出願し
ている（特願平７−２０５９６号）。

【０００４】図５は、この種の２段吸着式冷凍機の部分
的な構成を概略的に示している。ここで、図５（ａ）に
示すように、両吸着器１，２の吸着過程においては、真
空容器内に吸着剤Ｓを収容すると共に熱交換流路３を有
して構成された１段目吸着器１は、ブライン通路４を有
する蒸発器５と流通状態とされる。また、前記熱交換流
路３は、内部に液冷媒（水）Ｗを収容する中間熱交換器
６の熱交換流路７に接続されて冷却流体が循環する循環
路が構成される。そして、真空容器内に吸着剤Ｓを収容
すると共に熱交換流路８を有して構成された２段目吸着
器２は、中間熱交換器６と流通状態とされ、前記熱交換
流路８に冷却媒体が供給されるようになっている。

【０００５】これにて、２段目吸着器２の吸着剤Ｓが中
間熱交換器６内で気化した気冷媒（水蒸気）を吸着する
ことにより、熱交換流路３を流れる冷却媒体が低温とさ
れ、１段目吸着器１内の吸着剤Ｓを冷却状態とする。そ
して、１段目吸着器１の吸着剤Ｓが、蒸発器５内で気化
した気冷媒（水蒸気）を吸着することにより、ブライン
通路４を介して冷却能力が取出されるのである。

【０００６】一方、図５（ｂ）に示すように、両吸着器
１，２の脱着過程にあっては、図示しないバルブの切替
により、両吸着器１，２が共に凝縮器９と流通状態とさ
れると共に、両熱交換流路３，８にエンジン冷却水が供
給されるようになる。これにて、両吸着器１，２内の吸
着剤Ｓが吸着していた気冷媒が、凝縮器９に向けて放出
され、吸着剤Ｓの吸着能力が再生されるのである。

【０００７】尚、このような１段目吸着器１と２段目吸
着器２とのペアは、２組が設けられ、一方の組が吸着過
程にあるときに、他方の組が脱着過程となるように、交
互に吸着，脱着の過程が切替えられ、もって、連続的に
冷却能力を得ることができるようになっている。また、
前記凝縮器９により気冷媒が凝縮され、得られた液冷媒
Ｗは、図示しない冷媒通路を通って前記蒸発器５及び中
間熱交換器６の双方に供給されるようになるのである。

【０００８】これによれば、吸着過程において２段目吸
着器２に供給される冷却流体の温度が比較的高い（例え
ば４０℃）場合でも、中間熱交換器６によってより低温
（例えば２０℃）の冷却流体を生成して１段目吸着器１
の熱交換流路３に供給することができ、もって十分な冷
却能力（例えば１０℃）を取出すことができるのであ
る。

【０００９】しかしながら、その後の発明者の更なる研
究により、上記のものにあっても、次のような改善の余
地が残されていることが判明した。即ち、脱着過程にお
いては、１段目及び２段目の吸着器１，２の双方から同
時に凝縮器９に向けて気冷媒が放出されるのであるが、
図６（ａ）に示すように、吸着器１，２からの気冷媒の
放出量は、脱着過程の開始直後の数秒間にピークを迎
え、その後は放出量が緩やかに低下していく。尚、この
とき、２段目吸着器２の方が容量が大きく設定されるた
め、１段目吸着器１に比べて水蒸気放出量もやや大きく
なっている。

【００１０】このため、図６（ｂ）に示すように、ピー
ク時における吸着器１，２の両者を合わせた水蒸気放出
量が、凝縮器９の気冷媒の受入れ能力ａを越えてしまう
ことがある。このように水蒸気放出量が凝縮器９の能力
を越えてしまうと、放出された気冷媒が吸着器１，２の
真空容器の内壁部で凝縮してしまうようになる。この結
果、次回の吸着過程実行時に、吸着器１，２の吸着剤Ｓ
が自らの容器内に凝縮していて冷却に寄与しない液冷媒
の吸着を行ってしまい、その分冷却能力が低下してしま
うことになる。かかる不具合を解消するためには、凝縮
器９の能力を大きくすれば良いが、これでは、凝縮器９
が徒に大形化し、車載性が悪化してしまう等の不具合が
新たに生ずることになる。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、中間熱交換器及び２段目吸着器を付加
することにより冷却能力の向上を図り得るものにあっ
て、脱着過程において吸着器からの気冷媒の放出量が凝
縮器の能力を越えてしまうことを未然に防止することが
できる吸着式冷凍機を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の吸着
式冷凍機は、１段目吸着器に加えて、中間熱交換器及び
２段目吸着器を付加することにより冷却能力の向上を図
り得るものにあって、１段目吸着器及び２段目吸着器の
脱着過程を実行する際に、それらの脱着過程開始時期に
時間差をもたせる脱着過程制御手段を設けた構成に特徴
を有する。

【００１３】これによれば、１段目吸着器からの気冷媒
放出量のピークが現れる時期と、２段目吸着器からの気
冷媒放出量のピークが現れる時期とがずれるようにな
り、１段目吸着器と２段目吸着器とを合わせた全体とし
ての気冷媒放出量のピークを低く抑えることができるよ
うになる。この結果、脱着過程において吸着器からの気
冷媒の放出量が凝縮器の能力を越えてしまうことを未然
に防止することができ、ひいては次回の吸着過程におけ
る吸着器の吸着能力を十分に発揮させることができると
いう優れた効果を奏する。

【００１４】ところで、２段目吸着器を設ける場合、こ
の２段目吸着器の吸着能力（容量）を、１段目吸着器よ
りも大きくすることが望ましい。これは、脱着過程にお
いて１段目吸着器自体が高温となっているため、２段目
吸着器は、１段目吸着器の吸着剤を冷却状態とする能力
に加えて、１段目吸着器自身を冷却する能力が余分に必
要となるからである。従って、脱着過程が完了するまで
の時間は、１段目吸着器の方が２段目吸着器に比べて短
く済むことになる。

【００１５】本発明の請求項２の吸着式冷凍機によれ
ば、前記時間差をもたせるにあたって、脱着過程制御手
段は、脱着に時間がかかる２段目吸着器の脱着過程を、
脱着時間が短くて済む１段目吸着器よりも先に開始させ
るように構成されているので、全体としての脱着過程に
要する時間を短く抑えることができる。

【００１６】この場合、脱着過程制御手段を、２段目吸
着器と凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放した後、タイマ
ーにより所定時間経過した時点で１段目吸着器と凝縮器
とをつなぐ冷媒通路を開放するように構成することによ
り、吸着過程開始時期に時間差をもたせることができる
（請求項３の吸着式冷凍機）。これによれば、２段目吸
着器の脱着過程開始後に適切な時間差をもって確実に１
段目吸着器の脱着過程を開始させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置
（カーエアコン）に適用した一実施例について、図１な
いし図４を参照して説明する。図１及び図２は、本実施
例に係る吸着式冷凍機１１の全体のシステム構成を概略
的に示している。尚、この図１及び図２において、二重
線は気冷媒（水蒸気）の通路、太い破線は液冷媒（水）
の通路、やや太い実線は熱交換流体（例えばエンジン冷
却用の不凍液）の流路を夫々示している。

【００１８】この吸着式冷凍機１１は、凝縮器１２、蒸
発器１３、例えば２個の１段目吸着器１４及び１５、２
個の２段目吸着器１６及び１７、中間熱交換器１８を、
後述のように冷媒通路（配管）により相互に接続して構
成されている。また、冷媒の流通する系は密封されてい
ると共に、その内部がほぼ真空状態とされ、所要量の冷
媒この場合水が封入されている。

【００１９】前記凝縮器１２は、入口部１２ａから供給
された気冷媒を凝縮し、液冷媒として出口部１２ｂから
排出するようになっており、この際の放熱がブライン通
路１９及びポンプ２０を介して室外側熱交換器（放熱
器）２１により行われるようになっている。また、前記
蒸発器１３は、入口部１３ａから供給される液冷媒を気
化させ、気冷媒を出口部１３ｂから排出するようになっ
ており、この際の熱交換により得られる冷却能力（例え
ば１０℃）が、ブライン通路２２及びポンプ２３を介し
て取出され、室内側熱交換器２４に与えられるようにな
っている。

【００２０】そして、前記各吸着器１４，１５，１６，
１７は、真空容器内に、多数の粒状の吸着剤Ｓ（例えば
シリカゲル，ゼオライト，活性炭，活性アルミナ等）を
収容して構成されていると共に、その吸着剤Ｓとの熱的
接触状態にて熱交換流路２５，２６，２７，２８を夫々
有して構成されている。

【００２１】これにて、熱交換流路２５，２６，２７，
２８に低温の冷却流体が流されているときには、吸着剤
Ｓにより、各出入口部１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ
を通して気冷媒（蒸気）を吸着し、熱交換流路２５，２
６，２７，２８に高温の加熱流体が流されているときに
は、吸着剤Ｓが吸着していた気冷媒を脱着し各出入口部
１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａから放出するようにな
っている。この場合、２段目吸着器１６及び１７は、１
段目吸着器１４及び１５よりも容量（吸着能力）がやや
大きくなるように構成されている。

【００２２】また、前記中間熱交換器１８は、内部に液
冷媒（水）が収容されるようになっていると共に、熱交
換流体が流される熱交換流路２９を有して構成されてお
り、入口部１８ａから供給された液冷媒を気化させ、前
記熱交換流体を冷却（例えば２０℃）するようになって
いる。気化された気冷媒は、出口部１８ｂから排出され
るようになっている。

【００２３】さて、前記冷媒通路は次のように設けられ
ている。まず、液冷媒（水）が流通される冷媒通路３０
（図１，２に太い破線で示す）の一端側は、前記凝縮器
１２の出口部１２ｂに接続され、その途中部には絞り装
置（絞り弁）３１が設けられている。そして、この冷媒
通路３０の他端側は、前記絞り装置３１の下流部にて２
又に分岐し、一方の分岐端が前記蒸発器１３の入口部１
３ａに接続され、他方の分岐端が前記中間熱交換器１８
の入口部１８ａに接続されている。

【００２４】そして、気冷媒（蒸気）が流通される冷媒
通路３２（図１，２に二重線で示す）は、以下のような
接続構成を備えている。即ち、前記蒸発器１３の出口部
１３ｂは、第１の四方弁（４ポート２位置切替弁）３３
の第１ポート３３ａに接続されている。そして、この四
方弁３３の第２ポート３３ｂが、一方（図で下側）の１
段目吸着器１５の出入口部１５ａに接続され、四方弁３
３の第４ポート３３ｄが、他方（図で上側）の１段目吸
着器１４の出入口部１４ａに接続されている。さらに、
四方弁３３の第３ポート３３ｃが、例えば電磁弁よりな
る開閉弁３４を介して前記凝縮器１２の入口部１２ａに
接続されている。

【００２５】また、前記中間熱交換器１８の出口部１８
ｂは、第２の四方弁（４ポート２位置切替弁）３５の第
１ポート３５ａに接続されている。そして、この四方弁
３５の第２ポート３５ｂが、一方（図で下側）の２段目
吸着器１７の出入口部１７ａに接続され、四方弁３５の
第４ポート３５ｄが、他方（図で上側）の２段目吸着器
１６の出入口部１６ａに接続されている。さらに、四方
弁３５の第３ポート３５ｃが、前記凝縮器１２へ向かう
冷媒通路３２の途中部（前記開閉弁３４よりも下流部
位）に接続されている。

【００２６】前記第１の四方弁３３及び第２の四方弁３
５は、図１に示す状態（以下「第１の状態」と称する）
と、図２に示す状態（以下「第２の状態」と称する）と
の間で切替えられるようになっている。図１に示す第１
の状態にあっては、第１の四方弁３３において、第１ポ
ート３３ａと第２ポート３３ｂとが接続されると共に、
第３ポート３３ｃと第４ポート３３ｄとが接続される。
また、第２の四方弁３５において、第１ポート３５ａと
第２ポート３５ｂとが接続されると共に、第３ポート３
５ｃと第４ポート３５ｄとが接続される。

【００２７】これにて、この第１の状態では、図で下側
の１段目吸着器１５が蒸発器１３に接続され、図で下側
の２段目吸着器１７が中間熱交換器１８に接続される。
一方、図で上側の１段目吸着器１４が開閉弁３４を介し
て凝縮器１２に接続され、図で上側の２段目吸着器１６
は凝縮器１２に接続されるのである。これに対し、第２
の状態では、それとは上下逆に、１段目吸着器１４が蒸
発器１３に接続され、２段目吸着器１６が中間熱交換器
１８に接続される一方、１段目吸着器１５が開閉弁３４
を介して凝縮器１２に接続され、２段目吸着器１７が凝
縮器１２に接続されるようになっている。

【００２８】そして、熱交換流路２５，２６，２７，２
８、及び熱交換流路２９には、高温あるいは低温の熱交
換流体（加熱流体あるいは冷却流体）が流されるのであ
るが、本実施例では、エンジンのシリンダヘッド部３６
とラジエータ３７との間を循環するエンジン冷却水循環
路の一部が兼用されて、加熱流体が生成されるようにな
っている。また、前記ラジエータ３７とは別に設けられ
た放熱器３８及び前記中間熱交換器１８により、冷却流
体が生成されるようになっている。この際の熱交換流体
の流路３９（図１，２にやや太い実線で示す）は、以下
のような接続構成とされている。

【００２９】即ち、中間熱交換器１８の熱交換流路２９
の一端側（入口側）はポンプ４０を介して四方弁（４ポ
ート２位置切替弁）４１の第２出口ポート４１ｃに接続
され、他端側（出口側）は四方弁４２の第１入口ポート
４２ａに接続されている。図で下側の１段目吸着器１５
の熱交換流路２６の一端側は前記四方弁４１の第１入口
ポート４１ｂに接続され、他端側は前記四方弁４２の第
１出口ポート４２ｂに接続されている。また、図で上側
の１段目吸着器１４の熱交換流路２５の一端側は前記四
方弁４１の第２入口ポート４１ｄに接続され、他端側は
前記四方弁４２の第２出口ポート４２ｄに接続されてい
る。

【００３０】前記放熱器３８の流体流路３８ａの一端側
（出口側）は、ポンプ４３を介して四方弁４４の第２入
口ポート４４ｃに接続され、他端側（入口側）は、四方
弁４５の第１出口ポート４５ａに接続されている。図で
下側の２段目吸着器１７の熱交換流路２８の一端側は前
記四方弁４４の第１出口ポート４４ｂに接続され、他端
側は前記四方弁４５の第１入口ポート４５ｂに接続され
ている。また、図で上側の２段目吸着器１６の熱交換流
路２７の一端側は前記四方弁４４の第２出口ポート４４
ｄに接続され、他端側は前記四方弁４５の第２入口ポー
ト４５ｄに接続されている。

【００３１】そして、前記シリンダヘッド部３６の流体
出口部は、二又に分岐し、その一方が前記四方弁４２の
第２入口ポート４２ｃに接続され、他方が前記四方弁４
４の第１入口ポート４４ａに接続されている。また、前
記四方弁４１の第１出口ポート４１ａ、及び、前記四方
弁４５の第２出口ポート４５ｃは、共にラジエータ３７
の流体入口部に接続されている。尚、ラジエータ３７は
ポンプを内蔵し、前記シリンダヘッド３６部に向けて流
体を送るようになっている。また、前記放熱器３８には
ファン４６による送風が行われるようになっている。

【００３２】前記４個の四方弁４１，４２，４４，４５
は、図１に示す第１の状態と、図２に示す第２の状態と
の間で切替えられるようになっている。図１に示す第１
の状態にあっては、エンジンのシリンダヘッド部３６を
通った高温（例えば９０℃）の加熱流体が、前記１段目
吸着器１４の熱交換流路２５及び２段目吸着器１６の熱
交換流路２７に供給されると共に、放熱器３８により低
温（例えば４０℃）とされた冷却流体が２段目吸着器１
７の熱交換流路２８に供給され、中間熱交換器１８によ
り低温（例えば２０℃）とされた冷却流体が１段目吸着
器１５の熱交換流路２６に供給されるようになってい
る。

【００３３】これに対し、図２に示す第２の状態では、
それとは上下逆に、エンジンのシリンダヘッド部３６を
通った高温の加熱流体が、１段目吸着器１５の熱交換流
路２６及び２段目吸着器１７の熱交換流路２８に供給さ
れると共に、放熱器３８により低温とされた冷却流体が
２段目吸着器１６の熱交換流路２７に供給され、中間熱
交換器１８により低温とされた冷却流体が１段目吸着器
１４の熱交換流路２５に供給されるようになっている。

【００３４】これにて、後の作用説明でも述べるよう
に、図１に示す第１の状態においては、図で上側に位置
する１段目吸着器１４及び２段目吸着器１６が、気冷媒
を放出する脱着過程とされると共に、下側に位置する１
段目吸着器１５及び２段目吸着器１７が気冷媒を吸着す
る吸着過程とされるのである。これに対し、図２に示す
第２の状態においては、図で上側に位置する１段目吸着
器１４及び２段目吸着器１６が吸着過程とされると共
に、下側に位置する１段目吸着器１５及び２段目吸着器
１７が脱着過程とされるのである。

【００３５】このとき、前記各四方弁３３、３５、４
１、４２、４４、４５やポンプ２０、２３、４０、４
３、ファン４６等は、車両内に設けられるエアコンスイ
ッチの操作に基づき、マイコン等からなる制御装置（Ｅ
ＣＵ）により切替制御されるようになっている。これに
て、制御装置が内蔵するタイマ機能により、上記した第
１の状態と第２の状態とが所定時間（例えば７０秒）毎
に交互に切替えられるようになっているのである。

【００３６】そして、本実施例では、前記制御装置は、
前記開閉弁３４も制御するようになっている。このと
き、後の作用説明にて述べるように、制御装置は、状態
が切替えられた際に、一時的に開閉弁３４を閉じて１段
目吸着器１４あるいは１５と凝縮器１２とをつなぐ冷媒
通路３２を閉塞し、所定時間（例えば５秒後）経過後に
開閉弁３４を開いて冷媒通路３２を開放するようになっ
ている。従って、制御装置及び開閉弁３４等から、１段
目吸着器１４，１５の脱着過程開始時期と２段目吸着器
１６，１７の脱着過程開始時期との間に時間差をもたせ
る脱着過程制御手段が構成されているのである。尚、前
記第１の状態と第２の状態とを切替える時間間隔や、脱
着開始時期の時間差については、予め実験的あるいは理
論的に最適な時間が求められ、設定されるようになって
いる。

【００３７】次に、上記構成の作用について、図３及び
図４も参照しながら説明する。エアコンスイッチがオン
されると、上述のように、制御装置は、１段目吸着器１
４及び２段目吸着器１６のペア、及び、１段目吸着器１
５及び２段目吸着器１７のペア、の一方の組が吸着過程
にあるときに他方の組が脱着過程となるように、各四方
弁３３、３５、４１、４２、４４、４５等を制御する。

【００３８】図１は、１段目吸着器１４及び２段目吸着
器１６の組が脱着過程、１段目吸着器１５及び２段目吸
着器１７の組が吸着過程にある第１の状態を示してい
る。また、この図１中、気冷媒の流れ方向を矢印ｂで示
している。ここでは、図３にも示すように、まず、図１
で下側の２段目吸着器１７が、中間熱交換器１８と連通
されると共に、その熱交換流路２８に放熱器３８（流体
流路３８ａ）から低温（例えば４０℃）の冷却流体が供
給される。これにて、中間熱交換器１８内の液冷媒が気
化してその気冷媒が２段目吸着器１７の吸着剤Ｓに吸着
されるようになる。この際の気化潜熱により、中間熱交
換器１８の熱交換流路２９内の熱交換流体が低温（例え
ば２０℃）に冷却される。

【００３９】そして、図１で下側の１段目吸着器１５
が、蒸発器１３と連通されると共に、その熱交換流路２
６に前記中間熱交換器１８の熱交換流路２９からの低温
の冷却流体が供給されるようになる。これにて、蒸発器
１３内の液冷媒が気化して気冷媒となり、その気冷媒が
１段目吸着器１５の吸着剤Ｓにより吸着されるようにな
る。この際の気化潜熱により、ブライン通路２２内の熱
交換流体が低温（例えば１０℃）に冷却されて外部に冷
却能力として取出されるのである。このとき、２段に吸
着過程が行われることにより、より低温の冷却流体を１
段目吸着器１５の熱交換流路２６に供給することがで
き、もって十分な冷却能力を取出すことができるのであ
る。

【００４０】一方、図で上側の１段目吸着器１４及び２
段目吸着器１６は、共に凝縮器１２に連通されるように
なると共に、それらの各熱交換流路２５及び２７には共
にシリンダヘッド部３６からの高温（例えば９０℃）の
加熱流体が供給される。これにて、１段目吸着器１４及
び２段目吸着器１６の双方から、吸着剤Ｓが吸着してい
た気冷媒が脱着され、その気冷媒が凝縮器１２に供給さ
れるようになる。これにて、１段目吸着器１４及び２段
目吸着器１６内の吸着剤Ｓの吸着能力が再生されるよう
になると共に、凝縮器１２に供給された気冷媒が凝縮さ
れて液冷媒に戻り、蒸発器１３及び中間熱交換器１８に
供給されるようになるのである。

【００４１】このような第１の状態が所定時間続くと、
１段目吸着器１５及び２段目吸着器１７の吸着剤Ｓの吸
着能力が低下し、また、１段目吸着器１４及び２段目吸
着器１６における脱着が終了する。そこで、制御装置
は、第１の状態を所定時間（例えば７０秒）継続する
と、前記各四方弁３３、３５、４１、４２、４４、４５
等を、図２に示す第２の状態に切替えるようになってい
る。図３にも示すように、この第２の状態では、１段目
吸着器１４及び２段目吸着器１６のペアが吸着過程、１
段目吸着器１５及び２段目吸着器１７のペアが脱着過程
に切替わる。この第２の状態は、上記第１の状態と図
１，２で上側と下側とが逆になるだけであるので、詳し
い説明を省略する。また、図２では、気冷媒の流れ方向
を矢印ｃで示している。このような第１の状態と第２の
状態とが交互に切替えられることにより、連続して冷却
能力を取出すことができるのである。

【００４２】そして、上記のような冷却運転中に、制御
装置は、図３に示すように、状態が切替えられた際に、
第１の四方弁３３（１段目吸着器１４及び１５）と凝縮
器１２との間をつなぐ冷媒通路３２に設けられた開閉弁
３４を、所定時間（例えば５秒間）だけ閉じ、その後開
くようになっている。これにて、例えば第１の状態から
第２の状態に切替えられた際に、２段目吸着器１７にお
いては凝縮器１２と連通状態となってそのまま脱着過程
が開始されるが、１段目吸着器１５においては、凝縮器
１２への冷媒通路３２が閉じられており、所定時間（５
秒）後に凝縮器１２との連通状態とされる。また、第２
の状態から第１の状態に切替えられる際にも、脱着過程
に係る吸着器１４及び１６において同様のことが起こ
る。

【００４３】従って、加熱過程が実行される際に、２段
目吸着器１６，１７の脱着過程が開始された後、所定時
間（例えば５秒）の時間差をもって１段目吸着器１４，
１５の脱着過程が開始されるようになるのである。これ
により、図４（ａ）に示すように、脱着過程にある吸着
器からの気冷媒（水蒸気）の放出量は、まず、２段目吸
着器１６，１７において先にピークを迎え、その後所定
の時間差をもって、１段目吸着器１４，１５における気
冷媒放出量のピークが現れるのである。

【００４４】このように気冷媒放出量のピークが現れる
時期がずれることにより、図４（ｂ）に示すように、１
段目吸着器１４，１５及び２段目吸着器１６，１７の両
者を合わせた気冷媒放出量が、さほど突出したピークを
もつことがなくなる。この結果、本実施例によれば、従
来例（図６（ｂ）参照）に比べて気冷媒放出量のピーク
を低く抑えることができ、もって、脱着過程において吸
着器１４，１５，１６，１７からの気冷媒の放出量が凝
縮器１２の受入れ能力ａを越えてしまうことを未然に防
止することができるという優れた実用的効果を得ること
ができるのである。また、このことは、言換えれば、凝
縮器１２を小形に済ませることができるということであ
り、冷却能力に優れることに加え、コンパクトで車載性
の良い吸着式冷凍機１１を得ることができたのである。

【００４５】ところで、脱着過程において１段目吸着器
１４，１５自体が高温となっているため、次の吸着過程
を実行する場合に、２段目吸着器１６，１７は、１段目
吸着器１４，１５の吸着剤を冷却状態とする能力に加え
て、１段目吸着器１４，１５自身を冷却する能力が余分
に必要となる事情から、２段目吸着器１６，１７は、そ
の吸着能力（容量）が１段目吸着器１４，１５よりも大
きくなっている。このため、所定の脱着（吸着剤Ｓを所
定の吸着能力まで再生する）を行うためには、２段目吸
着器１６，１７の方が、１段目吸着器１４，１５よりも
脱着過程に時間がかかることになる。

【００４６】本実施例では、脱着に時間がかかる２段目
吸着器１６，１７の脱着過程を、脱着時間が短くて済む
１段目吸着器１４，１５よりも先に開始させるようにし
ているので、順序を逆にした場合に比べて、全体として
の脱着過程に要する時間を短く抑えることができるとい
ったメリットを得ることができるのである。さらに本実
施例では、制御装置のタイマー機能によって開閉弁３４
を制御する構成としたので、２段目吸着器１６，１７の
脱着過程開始後に適切な時間差をもって確実に１段目吸
着器１４，１５の脱着過程を開始させることができるも
のである。

【００４７】尚、上記実施例では、１段目吸着器１４，
１５と２段目吸着器１６，１７とを設ける構成とした
が、さらに中間熱交換器と吸着器（いわば３段目吸着
器，４段目吸着器…）とを付加することもでき、これに
よれば、より大きな冷却能力を得ることができる。この
場合にも、脱着過程において各吸着器の脱着過程の開始
時期をずらせるようにすれば、所期の目的を達成するこ
とができることは勿論である。

【００４８】その他、例えば開閉弁３４をマイコンのタ
イマー機能により制御することに代えて、機械的に開放
時期に遅れをもつシーケンスバルブ等を採用しても良
く、また、カーエアコンに限らず各種の冷凍装置に適用
することができるなど、本発明は上記した実施例に限定
されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
更して実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、第１の状態に
ある場合の吸着式冷凍機の全体構成を概略的に示す図

【図２】第２の状態に切替えられた様子を示す図１相当
図

【図３】時間経過に伴う各冷媒通路及び熱交換流路の開
閉の切替え状態を示す図

【図４】時間経過に伴う各吸着器からの気冷媒放出量
（ａ）とそれらを合わせた気冷媒放出量（ｂ）を示す図

【図５】従来例を示すもので、吸着過程（ａ）及び脱着
過程（ｂ）における要部構成を概略的に示す図

【図６】図４相当図

【符号の説明】

図面中、１１は吸着式冷凍機、１２は凝縮器、１３は蒸
発器、１４，１５は１段目吸着器、１６，１７は２段目
吸着器、１８は中間熱交換器、２５，２６，２７，２
８，２９は熱交換流路、３０，３２は冷媒通路、３３，
３５，４１，４２，４４，４５は四方弁、３４は開閉
弁、３６はシリンダヘッド部、３８は放熱器、Ｓは吸着
剤を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水等の冷媒を凝縮する凝縮器と、この凝縮器から液冷媒が供給されその液冷媒の気化によ
り外部との熱交換を行う蒸発器と、吸着剤及びその吸着剤を冷却状態あるいは加熱状態とす
るための熱交換流路を有してなり、前記熱交換流路に冷
却流体を流す吸着過程において前記蒸発器にて気化され
た気冷媒を吸着し、該熱交換流路に加熱流体を流す脱着
過程において吸着した気冷媒を前記凝縮器に向けて放出
する１段目吸着器と、前記凝縮器から液冷媒が供給されその液冷媒を気化させ
ることにより、前記１段目吸着器の吸着過程においてそ
の１段目吸着器の熱交換流路に流す流体を冷却する中間
熱交換器と、吸着剤及びその吸着剤を冷却あるいは加熱するための熱
交換流路を有してなり、前記熱交換流路に冷却流体を流
す吸着過程において前記中間熱交換器にて気化された気
冷媒を吸着し、その熱交換流路に加熱流体を流す脱着過
程において吸着した気冷媒を前記凝縮器に向けて放出す
る２段目吸着器と、前記１段目吸着器及び２段目吸着器の脱着過程を実行す
る際に、それらの脱着過程開始時期に時間差をもたせる
脱着過程制御手段とを具備してなる吸着式冷凍機。
【請求項２】前記脱着過程制御手段は、前記２段目吸
着器の脱着過程を１段目吸着器よりも先に開始させるよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１記載の吸
着式冷凍機。
【請求項３】前記脱着過程制御手段は、前記２段目吸
着器と前記凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放した後、タ
イマーにより所定時間経過した時点で前記１段目吸着器
と前記凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放するように構成
されていることを特徴とする請求項２記載の吸着式冷凍
機。