JPH10103811A - 吸着式冷凍装置の吸着コアおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝熱面積の大きな吸着コアに関して、吸着剤
と冷媒蒸気との接触面積を増加させる。 【解決手段】 複数の伝熱管２６を互いに距離を隔てて
並列的に配置し、複数の伝熱管２６の間に、コルゲート
フィン５０を配置し、伝熱管２６およびコルゲートフィ
ン５０の周囲の間隙に、多数の吸着剤３４を結合剤にて
一体化した吸着部３２を形成した吸着コアにおいて、吸
着部３２に冷媒蒸気通過孔６を形成している。これによ
れば、吸着部３２の内部にも冷媒蒸気を供給でき、吸着
剤３４と冷媒蒸気との接触面積を増加できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤により水等
の冷媒蒸気を吸着、脱着させることを利用した吸着式冷
凍装置の吸着コアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平６−５８６４４号公報に
は、図９に示すように、円筒状で銅製の伝熱管２６の外
表面に、吸着剤３４を結合剤にて円筒状に固定したもの
を、密閉容器の内部に複数本充填した吸着コアが提案さ
れている。そして、伝熱管の外表面には、その外表面か
ら伝熱管に垂直な方向に突出した形状のフィン８０が、
装着もしくは一体形成されている。なお、上記した吸着
剤部分の厚みは、２ｍｍ程度である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記フィン
８０の形態は詳しく記されていないが、伝熱管２６のよ
うな円筒部材の外表面にフィン８０を設ける場合、通常
円形状に突出させることが多い。この場合、互いに隣接
するフィン８０の間には間隙が存在する、つまり、伝熱
管２６の間には、伝熱管２６に垂直な方向に関してフィ
ン８０の存在しない部位がある。このため、上記部位の
分だけ伝熱面積が小さく、伝熱効率の悪いため、吸着コ
アの吸着、脱着性能が悪いものであった。

【０００４】これに対して、本出願人は、例えば図８に
示すような、伝熱効率の向上を図った吸着コアを、特願
平８−２４２１８９号において先に提案している。この
吸着コアは薄箱状で、伝熱管２６相互の対向する面を連
結するような形状のフィン５０を備えている。さらに、
伝熱管２６およびフィン５０の周囲に形成される間隙
に、多数の吸着剤３４を結合剤で固定した吸着部３２を
設けてある。

【０００５】ところが、この吸着コアについて吸着、脱
着性能を測定してみたところ、従来技術に対してさほど
その性能を向上できないことがわかった。この原因につ
いて、本発明者らが検討した結果、以下のことがわかっ
た。まず、図８に示すような吸着コアでは、厚さ方向に
垂直な面の面積は、吸着コアの小型化の目的のため大き
くとれない。そして、所定の吸着能力を発揮可能な吸着
剤を保持するためには、この吸着コアの厚みＴを、例え
ば１６ｍｍ程度にする必要があり、吸着部３２の厚みも
例えば１６ｍｍ程度となる。

【０００６】よって、吸着部３２のうち、厚さ方向に関
して中央部にある吸着剤３４は、吸着部３２のうち、冷
媒蒸気と接触可能な面（冷媒蒸気に対して露出している
面）から、比較的長い距離を隔てて配置される。このた
め、上記中央部にある吸着剤３４への冷媒蒸気の供給が
困難となる。よって、たとえ伝熱面積を拡大して冷媒蒸
気の吸着、脱着性能を向上しようと試みても、吸着剤３
４と冷媒蒸気との接触面積が小さいために、上記性能の
向上が相殺されてしまうことがわかった。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、伝熱面積の大きな吸着コアに関して、吸着剤と冷媒
蒸気との接触面積を増加させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし５に記載の発明では、複数の伝熱管
（２６）を互いに距離を隔てて並列的に配置し、複数の
伝熱管（２６）の間に、伝熱フィン（５０）を、複数の
伝熱管（２６）の互いに対向する面を連結するような形
状に配置し、伝熱管（２６）および伝熱フィン（５０）
の周囲の間隙に、多数の吸着剤（３４）を結合剤にて一
体化した吸着部（３２）を形成した吸着コアにおいて、
吸着部（３２）に冷媒蒸気通過部（６、６ａ）を形成
したことを特徴としている。冷媒蒸気通過用間隙（６
ｂ）を隔てて複数に分割された形状に、吸着部（３２）
を配置している。

【０００９】ここで、本発明の吸着コアは、伝熱フィン
（５０）を、複数の伝熱管（２６）の互いに対向する面
を連結するような形状に配置しているので、従来技術の
吸着コアに比べて、伝熱面積が大きいものであり、伝熱
効率のよいものである。そして、上記によれば、冷媒
蒸気通過部（６、６ａ）に冷媒蒸気が通過することによ
り、吸着部（３２）の内部にも冷媒蒸気を供給できる。
よって、吸着剤（３４）と冷媒蒸気との接触面積を増加
でき、吸着部（３２）の吸着、脱着性能を向上できる。

【００１０】また、上記によれば、吸着部（３２）に
関して、上記冷媒蒸気通過用間隙（６ｂ）に対向する面
の分だけ、吸着剤（３４）と冷媒蒸気との接触面積を増
加でき、吸着部（３２）の吸着、脱着性能を向上でき
る。なお、本発明でいう冷媒蒸気通過部（６、６ａ）と
は、吸着部（３２）を貫通する形状の孔や、吸着部（３
２）の表面において凹んだ形状の溝のことである。

【００１１】また、本発明では、吸着剤（３４）を結合
剤にて固定して吸着部（３２）を構成しているので、上
記孔形状や溝形状、および、上記分割された形状を保つ
ための形状保持部材が必要ない。また、請求項６および
７に記載の発明では、複数の伝熱管（２６）および複数
の伝熱フィン（６０）の周囲に形成される間隙に、多数
の吸着剤（３４）および結合剤を充填する第１工程と、
冷媒蒸気通過部（６）または冷媒蒸気通過用間隙（６
ｂ）の形状に沿った形状の通過部形成部材（７）または
間隙形成部材（以下、形成部材という）を、前記吸着コ
アのうち、冷媒蒸気通過部（６）または冷媒蒸気通過用
間隙（６ｂ）に対応する位置に配置する第２工程と、第
１、第２工程の後、上記形成部材を除去する第３工程
と、第１、第２工程の後、結合剤を加熱硬化して、多数
の吸着剤（３４）相互間を結合するとともに、多数の吸
着剤（３４）と、複数の伝熱管（２６）および伝熱フィ
ン（６０）とを結合する第４工程とを含むことを特徴と
している。

【００１２】ここで、第１工程と第２工程は、どちらが
先に行なわれてもよく、第３工程と第４工程も、どちら
が先に行なわれてもよい。また、請求項７に記載の発明
では、上記第３工程の後、上記第４工程を行なうことに
より、結合剤を硬化させる前に上記形成部材を除去して
いる。ここで、結合剤を硬化させた後に上記形成部材を
除去する場合、この形成部材（７）に結合した吸着剤
（３４）が剥離する恐れがあるため、その除去作業は注
意を払う必要があるが、上記方法によれば、この必要は
なく、除去作業が単純となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 （第１の実施形態）図２は吸着式冷凍装置１の概略全体
構成を示している。この吸着式冷凍装置１は、第１吸着
コア１１及び第２吸着コア１２を備えており、これら第
１吸着コア１１及び第２吸着コア１２は、それぞれ密閉
容器１４及び１５内に収容されている。

【００１４】各密閉容器１４及び１５には、冷媒蒸気の
出入口部１６、１７が備えられている。これら出入口部
１６、１７は、この出入口部１６、１７よりも冷媒流れ
の上流側に配置される入口側の冷媒用三方切換弁１８、
および、この出入口部１６、１７よりも冷媒流れの下流
側に配置される出口側の冷媒用三方切換弁１９に接続さ
れている。

【００１５】さらに、冷媒用三方切換弁１９の冷媒出口
側と冷媒用三方切換弁１８の冷媒入口側との間には、冷
媒を液化する凝縮器２０、冷媒の気液分離及び液体冷媒
の一時貯留を行うレシーバ２１、液体冷媒を送るポンプ
２２、及び液体冷媒を気化させて外気との熱交換を行う
蒸発器２３が、冷媒管路２４によってその順に直列に接
続されており、もって冷媒回路２５が構成されている。
この冷媒回路２５内には、所要量の冷媒、本実施形態の
場合、例えば水が封入されている。

【００１６】また、吸着コア１１、１２には、冷却流体
および加熱流体が択一的に供給されるようになってい
る。次に、上記吸着コア１１について、図１を参照して
詳述する。なお、吸着コア１２は吸着コア１１と同じ構
造であるため、その構造および効果等の説明を省略す
る。

【００１７】この吸着コア１１は、全体として略矩形の
薄箱形状であり、内部に加熱流体または冷却流体が流れ
る板状の複数の伝熱管２６と、この複数の伝熱管２６の
両端部に接続された一対（入口側、出口側）のヘッダタ
ンク２７、２８とから構成されている。なお、伝熱管２
６は、熱伝導性に優れた材料、例えばアルミニウム合金
からなり、所定の距離を隔てて並列的に複数本（例えば
９本）配置されている。そして、ヘッダタンク２７か
ら、複数の伝熱管２６、ヘッダタンク２８の順に、冷却
流体または加熱流体が流れるようになっている。ヘッダ
タンク２７、２８は、熱伝導性に優れた材料、例えばア
ルミニウム合金からなる。

【００１８】そして、複数の伝熱管２６のそれぞれの間
には、長尺状の薄板を蛇行状に折り曲げ加工したコルゲ
ートフィン５０が設けられている。このコルゲートフィ
ン５０も、熱伝導性に優れた材料、例えばアルミニウム
合金からなる。そして、コルゲートフィン５０の山部５
０ａは、上記薄板状の伝熱管２６の面に密着するように
なっており、この密着部にて、コルゲートフィン５０が
伝熱管２６にろう接されている。このようにして、伝熱
管２６の間に、コルゲートフィン５０が、伝熱管２６に
垂直な方向に隙間なく配置される。

【００１９】また、複数の伝熱管２６およびコルゲート
フィン５０の間に形成される間隙には、伝熱管２６およ
びコルゲートフィン５０に接触するように、本発明の特
徴である吸着部３２が設けられている。この吸着部３２
は、吸着剤３４を多数集めて結合剤にて一体に固めたも
のからなり、この吸着部３２は、伝熱管２６およびコル
ゲートフィン５０に結合剤にて固定されている。そし
て、伝熱管２６の内部の上記両流体の熱は、伝熱管２６
およびコルゲートフィン５０を経て、吸着部３２に伝え
られるようになっている。

【００２０】なお、吸着剤３４は、例えばシリカゲル、
ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等の粒子から構成さ
れており、この粒子径は０．１〜０．３ｍｍ程度と小さ
いものである。また、吸着剤３４は、周知のように、冷
却状態において冷媒（例えば水蒸気やアルコール水溶液
やフロン系冷媒等）を高能力で吸着し、この冷媒の吸着
に伴い吸着能力が次第に低下するが、加熱状態とされる
ことにより、吸着していた冷媒を脱着して吸着能力が再
生されるという性質を有している。また、上記結合剤と
しては、酢酸ビニル系樹脂を用いている。

【００２１】ここで、本実施形態では伝熱管２６が９本
であるため、吸着部３２は伝熱管２６により８つの中吸
着部３２０に仕切られており、さらにこの中吸着部３２
０は、コルゲートフィン５０により多数の小吸着部３２
０ａに仕切られている。そして、この小吸着部３２０ａ
の略中央部には、冷媒蒸気を通過させる冷媒蒸気通過孔
（冷媒蒸気通過部）６がそれぞれ形成されている。この
冷媒蒸気通過孔６は、吸着コア１１の厚さ方向に貫通す
るようになっている。

【００２２】なお、小吸着部３２０の平面形状は山形状
であり、この山の頂上側に比べて裾野側の幅が大きいた
め、この山の高さの半分位置よりもやや裾野側の位置
を、上記略中央部としている。ここで、伝熱管２６の幅
は例えば１６ｍｍ、複数の伝熱管２６の間の距離は例え
ば７ｍｍ、コルゲートフィン５０のうち、隣接する山部
５０ａ間の距離は例えば約３ｍｍ、冷媒蒸気通過孔６の
径は例えば１〜２ｍｍ、冷媒蒸気通過孔６の中心位置
と、この冷媒蒸気通過孔６に近い側の伝熱管２６との距
離は例えば３ｍｍとしている。

【００２３】なお、冷媒蒸気通過孔６の径を１〜２ｍｍ
程度としているが、これは、１ｍｍよりも小さいと、後
述する冷媒蒸気の透過性を効果的に向上できない恐れが
あるためで、２ｍｍよりも大きいと、小吸着部３２０ａ
における冷媒蒸気通過孔６の体積割合が大きくなって吸
着剤３４の量が減少し、吸着部３２の冷房能力が低下す
る恐れがあるためである。

【００２４】かかる構成において、第１、第２吸着コア
１１、１２（図２参照）は、一方が冷媒蒸気（例えば水
蒸気）を脱着させる脱着側となるとき、他方が蒸発器２
３からの冷媒蒸気を吸着する吸着側となるよう、交互に
切換え可能に構成されている。例えば、第１吸着コア１
１を脱着側とし、第２吸着コア１２を吸着側として使用
する場合（図２に実線で示す状態）、三方切換弁１８、
１９により、第２吸着コア１２の出入口部１７と蒸発器
２３とが流通状態とされ、第１吸着コア１１の出入口部
１６と凝縮器２０とが流通状態とされる。また、第１吸
着コア１１に加熱流体が供給され、第２吸着コア１２に
冷却流体が供給されるようになる。

【００２５】これにて、第１吸着コア１１では、吸着部
３２が加熱状態とされ、吸着剤３４が吸着していた冷媒
蒸気が脱着され、吸着剤３４の吸着能力が再生される。
また、第２吸着コア１２では、冷却流体により吸着剤３
４が冷却状態とされ、蒸発器２３にて気化した冷媒蒸気
の吸着が促進されるようになっている。このような運転
により、第１吸着コア１１の吸着剤３４が所定量の冷媒
を脱着し、第２吸着コア１２の吸着剤３４が所定量の冷
媒を吸着すると、図２に破線で示す状態に切換えられ、
今度は第１吸着コア１１が吸着側とされ、第２吸着コア
１２が脱着側とされて同様の運転が実行されるように構
成されている。

【００２６】そして、上記構成の吸着コア１１、１２に
よれば、吸着部３２（小吸着部３２０ａ）に冷媒蒸気通
過孔６が設けてあるため、この冷媒蒸気通過部６を冷媒
蒸気が通過することにより、吸着部３２の内部にも冷媒
蒸気を供給できる。よって、吸着剤３４と冷媒蒸気との
接触面積が増加するので、吸着部３２の吸着、脱着性能
を向上できる。

【００２７】また、本発明では、吸着剤３４相互が結合
剤にて固定されている。そして、結合剤（酢酸ビニル系
樹脂）は、空気に比べて熱伝導率がよいため、吸着剤３
４が結合されていないものに比べて、吸着剤３４同志の
熱伝導性を向上でき、吸着部３２に関する、吸着、脱着
性能を向上できる。以下に、吸着剤層３２の製造方法を
図１および図３に基づいて詳しく説明する。なお、図３
は、図１における吸着コア１１のＡ−Ａ断面図であり、
コルゲートフィン５０の断面は省略してある。

【００２８】まず、図１において、吸着部３２の形成さ
れていない状態の吸着コア１１のうち、厚さ方向に垂直
な面の一方を、略矩形状の板部材（図３（ａ）〜（ｃ）
に８として一部図示）で覆い、図３（ａ）に示すよう
に、この一方の面が重力方向下方にくるように配置す
る。これにより、上記板部材、ヘッダタンク２７、２
８、および複数の伝熱管２６のうち両端部の伝熱管２６
ｃ、２６ｄにより、他方の側面が開口した略矩形状の容
器部を形成する。

【００２９】なお、上記板部材８は、結合剤との結合性
が悪く、弾性を有する材料（例えばシリコンゴムやテフ
ロンゴム等）から構成してある。結合性が悪い材料と
は、ヘッダタンク２７、２８、伝熱管２６、および、コ
ルゲートフィン５０を構成する材料に比べて、結合剤と
の結合性が劣る材料のことである。ここで、板部材８が
弾性を有するので、この板部材８は伝熱管２６との密着
性がよく、気密性の高い容器部を構成可能となる。

【００３０】そして、図３（ａ）に示すように、多数の
冷媒蒸気通過孔６のそれぞれの位置に対応する位置に、
冷媒蒸気通過孔６の径と同じ径の円柱状の通過孔形成部
材７を、図示しない治具にて多数本配置させる（第２工
程）。この通過孔形成部材７は、結合剤との結合性が悪
く、かつ、弾性を有する材料（例えばシリコンゴム、テ
フロンゴム等）から構成してある。

【００３１】その後、図３（ｂ）に示すように、吸着剤
３４を伝熱管２６の間の間隙に充填し、さらに、酢酸ビ
ニル系樹脂（結合剤）の重量が、吸着剤３４の重量の１
〜５％となるように、酢酸ビニル系樹脂を水（希釈溶
液）にて希釈した結合剤溶液を、充填した吸着剤３４に
まんべんなく振りかける（第１工程）。具体的には、酢
酸ビニル系樹脂の濃度が、例えば２．９５〜１４．７５
ｗｔ％となるように水で希釈している。これにより、上
記容器部に、吸着剤３４と結合剤溶液との混合物からな
る充填部３２’が形成される。なお、図３（ｂ）におい
て、細線ハッチングにて、結合剤溶液が充填された様子
を示している。

【００３２】その後、例えば９０℃で、１時間加熱し
て、結合剤を固化させる（第４工程）ことにより、図３
（ｃ）に示すように、吸着部３２が形成される。その
後、通過孔形成部材７を抜き取る（第３工程）。なお、
加熱温度は、吸着剤３４の耐熱温度以下で、かつ、結合
剤の耐熱温度以下の温度とする。このとき、通過孔形成
部材７は、図３（ｃ）に示すように、自身の弾性力によ
り多少伸び、この通過孔形成部材７の周囲の吸着部３２
（小吸着部３２０ａ）との間に微小な隙間ができる。よ
って、通過孔形成部材７を抜き取る際に、周囲の小吸着
部３２０ａとの接触が少なくなり、周囲の小吸着部３２
０ａの損傷を抑制できる。

【００３３】また、通過孔形成部材７は、結合剤との結
合性の悪い材料からなるので、ヘッダタンク２７、２
８、伝熱管２６、および、コルゲートフィン５０から、
吸着部３２（小吸着部３２０ａ）を剥離させることな
く、この吸着部３２から通過孔形成部材７を容易に抜き
取ることができる。このようにして通過孔形成部材７を
抜き取り、さらに、板部材８を取り去ることにより、図
３（ｄ）に示すように、吸着部３２に冷媒蒸気通過孔６
が形成される。なお、板部材８も、結合剤との結合性の
悪い材料からなるので、ヘッダタンク２７、２８、伝熱
管２６、および、コルゲートフィン５０から、吸着部３
２（小吸着部３２０ａ）を剥離させることなく、吸着部
３２から板部材８を容易に剥がすことができる。

【００３４】このような製造方法によれば、吸着剤３４
同志の結合と、複数の伝熱管２６およびコルゲートフィ
ン５０の間に形成される間隙への吸着部３２の固定とが
同時に行なわれるため、工程数が少なくなり、コスト低
減につながる。 （第２の実施形態）本実施気形態は、上記第１の実施形
態における冷媒蒸気通過孔６および通過孔形成部材７の
形態を変形したものである。具体的に、冷媒蒸気通過孔
６はすりばち形状であり、この冷媒蒸気通過孔６を、図
４（ｃ）に示すように、伝熱管２６の長手方向に平行な
同一直線上に、かつ、一対の伝熱管２６の中央部に配置
させたものである。また、通過孔形成部材７は、図４
（ａ）に示すように、１つの中吸着部３２０（図１参
照）に形成される多数の冷媒蒸気通過孔６に対応する多
数の円錐状部７１を備え、この円錐状部７１を、冷媒蒸
気通過孔６の位置に沿って板状部７２に一体に成形した
ものからなる。

【００３５】そして、図４（ａ）に示すように、充填し
た吸着剤３４に上記結合剤溶液を振りかけて充填部３
２’を形成した（第１工程）後、通過孔形成部材７の円
錐状部７１を、この充填部３２’のうち、１つの中吸着
部３２０（図１参照）に対応する１つの部位３２０’に
一旦挿入し（第２工程）、そのままこの円錐状部７１を
抜き取るようにしている（第３工程）。これにより、図
４（ｂ）に示すように、上記部位３２０’に、円錐状部
７１に対応する形状の孔６’が形成される。

【００３６】なお、充填部３２’においては、上記結合
剤溶液の表面張力により、吸着剤３４同志が互いに引っ
つき合う状態となるため、結合剤３２を固化させる前に
通過孔形成部材７を抜き取っても、上記孔６’の形態を
保つことができる。このようにして、全ての部位３２
０’に順番に上記作業を施す。その後、結合剤を加熱硬
化することにより、図４（ｃ）に示すような吸着部３２
が形成される。なお、通過孔形成部材７の円錐状部７１
は先端が尖っているので、この円錐状部材７１は、充填
部３２’に挿入しやすいものである。また、伝熱管２６
の間の間隙の体積から、上記円錐状部７１の体積だけ差
し引いた分の吸着剤３４を吸着コア１１に充填してあ
る。

【００３７】そして、本実施形態によれば、結合剤が硬
化する前に通過孔形成部材７を除去している。ここで、
結合剤が硬化した後に通過孔形成部材７を除去する場
合、通過孔形成部材７と結合した吸着剤３４が剥離する
恐れがあるため、その除去作業は注意を払う必要がある
が、上記方法によれば、この必要はなく、除去作業が単
純となる。

【００３８】また、吸着部３２に形成される全ての冷媒
蒸気通過孔６に対応する孔６’を同時に形成する必要が
ないので、通過孔形成部材７の構造が単純である。 （第３の実施形態）本実施形態では、図５（ａ）および
（ｂ）に示すように、伝熱管２６１、吸着部３２１、お
よび、コルゲートフィン５１からなる第１ブロック体１
１１と、伝熱管２６２、吸着部３２２、および、コルゲ
ートフィン５２からなる第２ブロック体１１２とを、所
定距離Ｃを隔てて並列的に配置している。これにより、
吸着部３２は、冷媒蒸気通過用間隙６ｂを隔てて、中吸
着部３２１と中吸着部３２２とに分割された形状に配置
される。ここで、吸着コア１１全体の厚さを上記第１の
実施形態と同程度とするため、第１、第２ブロック１１
１、１１２の幅、つまり、伝熱管２６の幅を例えば７ｍ
ｍ程度とし、上記所定距離Ｃを例えば２ｍｍ程度として
いる。

【００３９】なお、図５（ａ）では、第２ブロック体１
１２の中吸着部３２２（図５（ｂ）参照）およびコルゲ
ートフィン５２（図５（ｂ）参照）が紙面奥側にあるた
め、図示されない。以下に、吸着コア１１の製造方法を
説明する。まず、吸着部３２が形成される前の状態の吸
着コア１１において、第１ブロック体１１１と第２ブロ
ック体１１２との間に挿入可能な大きさの略矩形状の板
部材（間隙形成部材）を、上記間に挿入して、伝熱管２
６１側および伝熱管２６２側にそれぞれ容器部を形成す
る。この板部材は、結合剤との結合性が悪く、弾性を有
する材料から構成してある。また、この板部材は、上記
間において弾性力を発生可能となるように、その厚さが
設定されている。

【００４０】そして、一方の容器部に吸着剤３４を充填
し、さらに、結合剤溶液を振りかけた後、加熱、乾燥さ
せて、一方の中吸着部３２１を形成する。同様にして、
他方の中吸着部３２２を形成した後、上記板部材を抜き
取る。これにより、吸着部３２は、冷媒蒸気が通過可能
な冷媒蒸気通過用間隙６ｂを隔てて、中吸着部３２１と
中吸着部３２２とに分割された形状に配置される。

【００４１】このような構造では、吸着部３２のうち、
外方に向く面に加えて、吸着部３２のうち、間隙６ｂ側
に向く面にも、密閉容器１４、１５内に導入された冷媒
蒸気が通過する。よって、図８に示す吸着コア１１に比
べて、吸着剤３４と冷媒蒸気との接触面積を大きくで
き、吸着部３２の吸着、脱着性能を向上できる。また、
複数の伝熱管２６の全ての一端、他端側は、それぞれ、
１つの入口、出口側ヘッダタンク２７、２８に連結され
ているので、厚さの小さな吸着コア１１、１２を、その
厚さ方向に複数並べる場合に比べて、入口、出口側ヘッ
ダタンク２７、２８の構造が単純となり、小型化、コス
ト削減を図ることができる。

【００４２】また、１対のヘッダタンク２７、２８から
なるので、図２に示す真空容器１４、１５に関する流体
パイプの取り出し口が２つですむ。よって、厚さの小さ
な吸着コア１１、１２をその厚さ方向に複数並べるよう
な、上記取り出し口が２つより多く必要となる場合に比
べて、真空容器１４、１５のシール性を向上できる。以
下に、冷媒蒸気通過用間隙６を設けていない図８に示す
吸着コア（比較品１とする）、冷媒蒸気通過用間隙６を
１か所設けた吸着コア（本発明品）、および、冷媒蒸気
通過用間隙６を２か所設けた吸着コア（比較品２）の、
冷房能力を比較した実験について説明する。

【００４３】なお、比較品１（図８参照）は、伝熱管２
６の幅Ｗを１６ｍｍ、長さＬを１４０ｍｍ、厚さＳを
１．７ｍｍとし、９枚の伝熱管２６を、６ｍｍ隔てて厚
さ方向に並列的に配置したものである。また、本発明品
（図５参照）は、伝熱管２６１、２６２の幅Ｗを７ｍｍ
とし、この伝熱管２６１、２６２を、伝熱管２６の厚さ
方向に垂直な方向に、２ｍｍ隔てて並列的に配置したも
のである。また、比較品２は図示しないが、幅が４ｍｍ
の伝熱管を、伝熱管２６の厚さ方向に垂直な方向に、２
ｍｍずつ隔てて３枚並列的に配置したものである。な
お、本発明品および比較品２については、比較品１との
変更部分のみについて述べた。

【００４４】そして、それぞれの吸着コアを吸着側とし
（図２中の吸着コア１２とし）、この吸着コアの入口側
ヘッダタンク２７に、４０℃の水を３０ｋｇ／ｈで供給
し、蒸発器２３に２３℃の水を３０ｋｇ／ｈで供給した
ときの、出口側ヘッダタンク２８から流出する水の温度
を測定した。そして、この測定値に基づいて、吸着コア
が吸収した熱量（Ｗ）を計算し、これを冷房能力として
図６のグラフに示した。

【００４５】この結果、本発明品によれば、比較品１よ
りも冷房能力を向上できることがわかった。また、比較
品２では、比較品１よりもかえって冷房能力が低下する
ことがわかった。この理由は、吸着部３２と冷媒蒸気と
の接触面積を増加させることによる、吸着部３２に関す
る吸着剤の吸着、脱着性能の向上分よりも、吸着部３２
の容積の減少による、上記吸着、脱着性能の低下分の方
が大きいためである。

【００４６】（第４の実施形態）本実施形態は、図７に
示すように、筒状の伝熱管２６が互いに距離を隔てて並
列的に配置されており、さらに、薄板で矩形状の複数
（例えば７枚）のプレートフィン６０が、互いに距離を
隔てて並列的に、かつ、上記複数の伝熱管２６に串刺し
状に配置されている。なお、プレートフィン６０は、熱
伝導性に優れた材料から形成されており、このプレート
フィン６０には、伝熱管２６が貫通する貫通孔６００が
備えられており、この貫通孔６００に伝熱管２６がろう
付け固定されている。

【００４７】そして、吸着部３２は、複数のプレートフ
ィン６０および伝熱管２６の間の間隙に設けられてお
り、プレートフィン６０により、複数（例えば６つ）の
中吸着部３２０に仕切られている。この吸着部３２（そ
れぞれの中吸着部３２０）には、断面略矩形状の冷媒蒸
気通過孔（冷媒蒸気通過部）６および断面略コ字状の冷
媒蒸気通過溝（冷媒蒸気通過部）６ａが形成されてい
る。

【００４８】なお、冷媒蒸気通過孔６は、吸着部３２の
うち、一対の伝熱管（例えば２６ａ、２６ｂ）の間にお
いて、伝熱管２６に垂直で、かつ、伝熱管２６の並び方
向（図７中上下方向）に垂直となるように形成されてい
る。また、冷媒蒸気通過溝６ａは、吸着部３２のうち、
伝熱管２６に垂直で、かつ、伝熱管２６の並び方向（図
７中上下方向）に垂直な面（図７中上方に向く面および
下方に向く面）において、凹んだ形状に形成されてい
る。

【００４９】以下に、吸着コア１１、１２の製造方法を
説明する。まず、吸着部３２が形成されていない状態の
吸着コア１１、１２において、上記並び方向に垂直な面
の両方、および、並び方向に並行な面の一方を板部材に
て覆う。そして、上記並行な面の一方が重力方向下方に
くるように配置する。これにより、上記板部材、およ
び、複数のプレートフィン６０のうち両端部のプレート
フィン６０ｃ、６０ｄにより、上記垂直な側面部の他方
が開口した略矩形状の容器部（型）を形成する。

【００５０】そして、容器部に吸着剤を充填し、さら
に、結合剤溶液を振りかけた後、図７に示す冷媒蒸気通
過孔６および冷媒蒸気通過溝６ａに対応する位置に、こ
の孔６および溝６ａに沿った形状（断面略矩形状）の通
過部形成部材（図示せず）を挿入する。その後、吸着部
３２を加熱、乾燥させてから、通過部形成部材を抜き取
る。この通過部形成部材は、結合剤との結合性が悪い材
料から構成してある。

【００５１】（他の実施形態）上記実施形態で説明した
吸着コア１１、１２の形態に限定されることはなく、蛇
行状に複数回折り曲げ加工した偏平多穴チューブを備
え、この偏平多孔チューブのうち、複数の直線的に延び
る部位の間にコルゲートフィンを設けた吸着コアであっ
てもよい。この吸着コアでは、複数の直線的に延びる部
位、および、コルゲートフィンの周囲に形成される間隙
に、吸着部を形成し、上記第１の実施形態または第２の
実施形態とほぼ同様にして、冷媒蒸気通過孔を構成す
る。なお、偏平多穴チューブの内部は、複数の流体通路
に仕切られている。

【００５２】また、上記実施形態では、結合剤を完全に
固化した後、または、結合剤を固化する（加熱する）前
に、通過孔形成部材７を抜き取っていたが、結合剤を仮
固化（例えば、上記実施形態における加熱時間の半分程
度加熱）させ、その後、通過孔形成部材７を抜き取り、
さらに、結合剤を本固化させるようにしてもよい。これ
によれば、結合剤を固化した後に通過孔形成部材７を抜
き取る場合に比べて、吸着部３２の損傷を抑制でき、結
合剤を固化する前に通過孔形成部材７を抜き取る場合に
比べて、冷媒蒸気通過孔６の形態をばらつきなく形成で
きる。なお、仮固化とは、結合剤が完全に固化する前の
状態のことである。

【００５３】また、上記第１および第２の実施形態にお
いて、冷媒蒸気通過孔６の断面形状は円状であったが、
これに限定されることはなく、例えば矩形状であっても
よいし、楕円状であってもよい。また、上記第２の実施
形態において、結合剤を加熱硬化する前に、通過孔形成
部材７を抜き取っていたが、結合剤を加熱硬化させた後
に、通過孔形成部材７を抜き取ってもよい。このとき、
板状部７２は、吸着コア１１、１２の全ての中吸着部３
２０を同時に被覆可能な大きさとし、この板状部７２の
うち、全ての冷媒蒸気通過孔６に対応する位置に円錐状
部７１を一体に成形したものから、通過孔形成部材７を
構成する。

【００５４】また、上記第３の実施形態では、幅が２ｍ
ｍの間隙Ｃを１つ設けていたが、この間隙Ｃの幅や数
は、吸着コア１１、１２の大きさや配置形態に応じて適
宜変更してもよい。なお、吸着部３２と冷媒蒸気との接
触面積を増加させることによる、吸着部３２に関する吸
着剤の吸着、脱着性能の向上分が、吸着部３２の容積の
減少による、上記吸着、脱着性能の低下分よりも大きく
なるように、間隙Ｃの幅や数を設定する。

【００５５】また、上記第３の実施形態では、ヘッダタ
ンク２７、２８を１つで共有していたが、幅方向に配置
される複数（２列）の伝熱管に対応してヘッダタンク２
７、２８を複数設けるようにしてもよい。つまり、吸着
コア１１、１２の厚さを薄くし（例えば６ｍｍ程度と
し）、これを厚さ方向に複数（例えば２つ）並べてもよ
い。

【００５６】また、上記第４の実施形態において、吸着
部３２の配置形態を変形してもよい。例えば、縦が、一
対の伝熱管２６の間の距離、横が、一対のプレートフィ
ン６０の間の距離、高さが、プレートフィン６０の幅で
ある小吸着部を予め形成し、この小吸着部を、吸着コア
１１、１２のうち、一対の伝熱管２６と、一対のプレー
トフィン６０とで区切られる間隙に圧入固定させてもよ
い。さらに、この小吸着部の内部に冷媒蒸気を通過させ
る冷媒蒸気通過孔を、小吸着部に形成してもよい。

【００５７】また、上記第４の実施形態において、伝熱
管２６の並び方向に平行な冷媒蒸気通過用間隙を中吸着
部３２０に形成することにより、この冷媒蒸気通過用間
隙を隔てて複数に分割された形状に、中吸着部３２０を
配置するようにしてもよい。また、上記実施形態では、
結合剤との結合性が悪い弾性材料により通過孔形成部材
７、間隙形成部材、または通過部形成部材を形成してい
たが、弾性材料でない材料、例えば、ステンレス材料か
ら通過孔形成部材７を形成してもよい。また、結合剤と
の結合性が、ヘッダタンク２７、２８、伝熱管２６、お
よび、コルゲートフィン５０を構成する材料と同程度な
材料から通過孔形成部材７を形成してもよい。

【００５８】また、吸着剤３４および結合剤の耐熱温度
以下の温度で消失する材料、例えば、固体状のナイロ
ン、ろう、氷等のように、上記耐熱温度以下の温度で蒸
発または昇華する材料や、紙等のように、上記耐熱温度
以下の温度で焼失する材料により、通過孔形成部材７、
間隙形成部材、または通過部形成部材を形成してもよ
い。

【００５９】これによれば、通過孔形成部材７、間隙形
成部材、または通過部形成部材を抜き取る必要がないた
め、吸着部３２が損傷するといった恐れが全く生じな
い。さらに、請求項でいう第３工程と第４工程とが同時
に行なわれることになり、冷媒蒸気通過孔６の製造工程
が少なくなるので、製造作業が単純で、コスト低減を図
ることができる。この場合、上記した製造作業は全て、
上記消失する材料の融点や、昇華点や、燃焼点よりも低
い温度の条件で行なう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる吸着コアの斜
視図である。

【図２】吸着式冷凍装置の概略全体構成図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係わる吸
着部の製造工程を説明する図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係わる吸
着部の製造工程を説明する図である。

【図５】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係わる吸着
コアの斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分的なＢ−Ｂ断面図
である。

【図６】本発明品および比較品１、２の吸着コアの冷房
能力を示すグラフである。

【図７】本発明の第４の実施形態に係わる吸着コアの斜
視図である。

【図８】本出願人が先に提案した吸着コアの斜視図であ
る。

【図９】従来技術に係わる吸着コアの要部拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１１、１２…吸着コア、２６…伝熱管、３２…吸着部、
３４…吸着剤、５０…コルゲートフィン（伝熱フィ
ン）、６…冷媒蒸気通過孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 睦弘 愛知県春日井市高蔵寺町２丁目1846番地 富士シリシア化学株式会社内 (72)発明者 渡辺 藤雄 愛知県尾張旭市新居町上の田2897−６ (72)発明者 架谷 昌信 愛知県名古屋市守山区下志段味穴ケ洞2271 −334 (72)発明者 松田 仁樹 愛知県名古屋市天白区一本松１丁目602

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱伝導性に優れた材料からなる複数の伝
   熱管（２６）が、互いに距離を隔てて並列的に配置され
   ており、 前記複数の伝熱管（２６）のそれぞれの間には、熱伝導
   性に優れた材料からなる伝熱フィン（５０、６０）が、
   前記複数の伝熱管（２６）の互いに対向する面を連結す
   るような形状に配置されており、 前記伝熱管（２６）および前記伝熱フィン（５０、６
   ０）の周囲に形成される間隙には、冷媒蒸気を吸着、脱
   着可能な粒子状の吸着剤（３４）を多数集めて結合剤に
   て一体化した吸着部（３２）が設けられており、 この吸着部（３２）には、その内部に冷媒蒸気を通過さ
   せる冷媒蒸気通過部（６、６ａ）が形成されていること
   を特徴とする吸着式冷凍装置の吸着コア。
2. 【請求項２】 熱伝導性に優れた材料からなる複数の伝
   熱管（２６）が、互いに距離を隔てて並列的に配置され
   ており、 前記複数の伝熱管（２６）のそれぞれの間には、熱伝導
   性に優れた材料からなる伝熱フィン（５０、６０）が、
   前記複数の伝熱管（２６）の互いに対向する面を連結す
   るような形状に配置されており、 前記伝熱管（２６）および前記伝熱フィン（５０、６
   ０）の周囲に形成される間隙には、冷媒蒸気を吸着、脱
   着可能な粒子状の吸着剤（３４）を多数集めて結合剤に
   て一体化した吸着部（３２）が設けられており、 この吸着部（３２）は、冷媒蒸気が通過可能な冷媒蒸気
   通過用間隙（６ｂ）を隔てて複数に分割された形状に配
   置されていることを特徴とする吸着式冷凍装置の吸着コ
   ア。
3. 【請求項３】 前記吸着部（３２）、前記伝熱管（２
   ６）および前記伝熱フィン（５０、６０）からなるブロ
   ック体（１１１、１１２）を、所定距離（Ｃ）を隔てて
   複数配置することにより、前記冷媒蒸気通過用間隙（６
   ｂ）を隔てて複数に分割された形状に、前記吸着部（３
   ２）を配置したことを特徴とする請求項２に記載の吸着
   式冷凍装置の吸着コア。
4. 【請求項４】 前記複数の伝熱管（２６）は、略板形状
   で、かつ、互いに距離を隔てて、その厚さ方向に並列的
   に配置されており、 前記伝熱フィン（５０、６０）はコルゲートフィン（５
   ０）からなることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１つに記載の吸着式冷凍装置の吸着コア。
5. 【請求項５】 前記伝熱フィン（６０）は薄板部材から
   なり、かつ、互いに距離を隔てて、その厚さ方向に並列
   的に配置されており、 前記複数の伝熱管（２６）は、前記伝熱フィン（６０）
   を貫通するように、かつ、互いに距離を隔てて並列的に
   配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれか１つに記載の吸着式冷凍装置の吸着コア。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１つに記載
   の吸着式冷凍装置の吸着コアの製造方法であって、 前記複数の伝熱管（２６）および前記複数の伝熱フィン
   （６０）の周囲に形成される間隙に、前記多数の吸着剤
   （３４）および結合剤を充填する第１工程と、 前記冷媒蒸気通過部（６）の形状に沿った形状の通過部
   形成部材（７）を、前記吸着コアのうち、前記冷媒蒸気
   通過部（６）に対応する位置に配置する第２工程と、 前記第１工程および前記第２工程の後、前記通過部形成
   部材（７）を除去する第３工程と、 前記第１工程および前記第２工程の後、前記結合剤を加
   熱硬化して、前記多数の吸着剤（３４）相互間を結合す
   るとともに、前記多数の吸着剤（３４）と、前記複数の
   伝熱管（２６）および前記伝熱フィン（６０）とを結合
   する第４工程とを含むことを特徴とする吸着式冷凍装置
   の吸着コアの製造方法。
7. 【請求項７】 前記第３工程を行なった後、前記第４工
   程を行なうことを特徴とする請求項６に記載の吸着部の
   製造方法。