JP4875150B2 - 吸着式冷却装置及びこれを備える自動車 - Google Patents
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Description
混合した流体を分離させることにより、冷却用流体及び吸着性流体を発生させる装置と、
発生装置と接続された冷却用流体の凝縮器と、
冷却用流体のための供給導管によって凝縮器と接続された冷却用流体のための蒸発器であって、供給導管が開くところの領域である、冷却用流体を気化させるための少なくとも1つの領域を有する、前記冷却用流体のための蒸発器と、
蒸発領域と接続された冷却用流体の吸着装置であって、吸着性流体のための供給導管及び混合した流体のための排出導管により発生装置と接続された、冷却用流体の吸着装置と、
冷却用流体を循環させるための循環導管にして、蒸発領域と接続された上流入口及び下流出口を有する循環導管を含む冷却回路であって、前記循環導管は、直列に取り付けられた、冷却用流体リザーバと、ポンプと、第一の熱交換器とを有している、冷却回路と、を備える吸着式冷却装置に関する。
かかる装置は、環境にとって有害な冷却用流体を使用せずに、環境−制御組立体内にて使用することのできるフリゴリ(熱除去・冷却効果)を効率的に発生させる。
このため、本発明の1つの目的は、小型の態様にて車内に直ちに設置することのできる吸着式冷却装置を提供することである。
循環回路には制御可能なブロック弁が設けられ、該制御可能なブロック弁は、リザーバの充填を制限し得るようリザーバの上流に配置され、
第一の熱交換器はリザーバよりも上方に取り付けられ、それによって、ポンプが停止したときに第一の熱交換器とリザーバとの間に存在する冷却用流体が重力にてリザーバに充填され得るようにし、
冷却システムは、蒸発領域の下流部分の上流にて開放しており、また、蒸発領域の上流部分の下流にて開放するようにし、
蒸発領域は、少なくとも1つの蒸発板を備え、冷却システムは、冷却システム及び冷却用流体のための供給導管によって供給される蒸発板を湿らせる手段を備え、
排出導管は、直列に取り付けられた混合流体のリザーバ、ポンプおよび第二の熱交換器を有する冷却システムと、混合流体のための枝導管とを備え、該混合流体のための枝導管は、排出導管に共通する導管に対する上流入口と、混合した流体の一部分を直接、吸着装置内に再循環させ得るように吸着領域と接続された下流出口とを有するようにし、
枝導管が一方向弁を備え、
冷却システムは、混合流体リザーバの上流に配置された制御可能なブロック弁を備え、
吸着領域は、少なくとも1つの吸着板を備え、冷却システムは、枝導管及び吸着性流体の供給導管を介して供給される、吸着板を湿らせる手段を備え、
蒸発領域及び吸着領域は、互いに対面する位置に配置され、且つ、気化した冷却用流体が蒸発器から吸着装置に向けて移動するための室を画成するようにする。
外側の空気流を受け取ることのできる前面と、
乗客空間に対する環境−制御組立体と、
上述した装置とを備え、
第一の熱交換器が気象制御組立体と熱交換関係に配置されることを特徴とする、自動車にも関する。
第二の熱交換器及び冷却用流体の凝縮器は、利用可能な最も低温の空気を受け取り得るように、第一の位置にて前面に互いに並んで配置され、
第二の熱交換器及び冷却用流体の凝縮器は、利用可能な最も低温の空気を受け取り得るように、第一の位置にて前面の頂部に配置され、
第二の熱交換器及び凝縮器は、前板の厚さを薄くすることができるよう、2つの互いに別個の循環システムを有する同一の冷却部材を備え、
発生装置には、車のエンジンにより発生された熱が供給され、
発生装置の上記供給は、エンジンの冷却システム内に配置された出力制御弁により制御される。
図1に示した、本発明に従った第一の吸着式冷却装置11は、例えば、自動車内に配置される。車は、特に、乗客空間15と、装置11と熱交換関係に配置された乗客空間の環境−制御組立体17とを備えている。
吸着性流体は、例えば、臭化リチウム溶液により形成され、また、冷却用流体は、水により形成される。
加熱手段は、エンジン冷却液体を室39内に保持された混合流体と熱交換関係に置き得るよう、室39内に配置された領域43を含むエンジン冷却液体の循環導管41を備えている。
図4Aに示したように、凝縮器35は、前面23の空気の流れ方向に対して上流にて、放熱器29にて車の前面23に配置されている。凝縮器は、冷却用流体を気化相から液相に相変化させるため使用される。
図2に示したように、蒸発器51は、少なくとも1つの多孔質板63と、板63の下方の下流部分の下方に配置された液体冷却の流体収集器65とを備えている。
望ましくは、非戻り弁81は、ポンプ75が不稼働であるとき、熱交換器77と非戻り弁81との間に存在する流体をブロックし得るよう第一の熱交換器77と蒸発器51との間に配置されるものとする。
このため、多孔質板63の上流には、供給導管61からの冷却用流体及び冷却回路53内を流れる冷却用流体を混合させる領域がある。このため、供給導管61とリザーバ73との間を連通する選択的な導管が存在することが理解されよう。
ポンプ75は、毎時当たり100から5000リットル、また、例えば、毎時当たり1000リットルにほぼ等しい流量にて連続的な態様にて作動する。
弁79は、装置11が不作動であるとき、リザーバ73内に保持された冷却用流体が蒸発器51に向けて気化するのを防止し得るよう収集器65とリザーバ73との間に配置されている。好ましくは、弁79の閉鎖は、ポンプ75が停止したとき、それを上回ってはならないリザーバ73内のレベルに従って制御される。このように、上述した選択的な導管の場合、導管のタッピング(栓付け)の上流にて同一の結果が得られるように弁が必要とされることも理解されよう。
図2に示したように、吸着装置は、多孔質吸着板95と、板95の下方の下流部分の下方に配置された混合流体の収集器97とを備えている。
板95は、ガスが蒸発器51から蒸発器51の蒸発面69に対向して配置された実質的に平坦で且つ垂直な面101まで通るための吸着面を更に有する。
選択可能な案内手段59は、蒸発面69と吸着面101との間に配置された部分的に開いた平行面121により形成される。面121は、例えば、蒸発面69から吸着面101まで下方に向けて傾斜した「クリアストーリー(clerestory)」開口を構成する。1つの変形例として、開口121の代替例として又はそれに追加してグリッドを設けることができる。この第二の場合、好ましくは、組立体は、蒸発面69と、グリッドと、開口が設けられた面121と、グリッドと、吸着面101とにより連続的に形成されたサンドイッチ体を形成するものとする。
混合流体の循環ポンプ107は、連続的な態様にて作動する。該循環ポンプは、毎時当たり100リットルから毎時当たり5000リットル、好ましくは、毎時当たり1000リットルにほぼ等しい吐出量を有している。
弁111は、収集器97とリザーバ105との間に介在されている。弁113は、導管103の下流部分117上に取り付けられている。
作動する間、環境−制御組立体15は、乗客空間11を冷却しなければならないとき、エンジンの冷却液体の制御弁45を起動させて、エンジンの冷却液体の一部分が熱交換器領域43を通って発生装置33内に流れるようにすることができる。発生装置33は、領域43を没入させるのに十分な量の液体混合した流体を保持している。
ガス状流れは、通路導管47内に収集され、その後、凝縮器35内にて凝縮され、液体冷却用流体の流れを形成する。液体冷却用流体の流れは、供給入口67を通して蒸発器51内に導入される。このように、該流体は、多孔質の蒸発板63を湿らせ、このことは、冷却用流体が液体冷却用流体の一部分の気化からこの板63の面69を通ってガスの形態にて通過するのを許容する。
図5に示した別の変形例において、再循環導管103の下流部分117は、吸着装置55の上流にて液体吸着性流体の供給導管91内に開く。
別の変形例において、冷却回路57には、再循環導管93にてリザーバ105が設けられていない。リザーバは、室39により形成される。
吸着/脱着サイクルにて使用される冷却用流体は、また、冷却回路53内の環境−制御組立体17に対する熱伝導流体として使用され、このシステムのアーキテクチャ及びその具体化が簡略化されるようにする。
望ましいことに、共通の吸着装置−蒸発器組立体37を使用することは、装置の冷却効率を向上させ、従って、その効率の点にて有益である。
Claims (16)
- 混合した流体を分離させることにより、冷却用流体及び吸着性流体を発生させる発生装置(33)と、
該発生装置(33)と接続された冷却用流体のための凝縮器(35)と、
冷却用流体のための供給導管(61)によって前記凝縮器(35)と接続された冷却用流体のための蒸発器(51)であって、前記供給導管(61)が開くところの領域である、冷却用流体を気化させるための少なくとも1つの蒸発領域(63)を有する、前記冷却用流体のための蒸発器(51)と、
前記蒸発領域(63)と接続された冷却用流体の吸着装置(55)であって、吸着性流体のための供給導管(91)及び混合流体のための排出導管(93)によって前記発生装置(33)と接続された、前記冷却用流体の吸着装置(55)と、
冷却用流体を循環させるための循環導管(71)にして、前記蒸発領域(63)と接続された上流入口(83)及び下流出口(85)を有する前記循環導管(71)を含む冷却回路(53)であって、前記循環導管(71)は、直列に取り付けられた冷却用流体リザーバ(73)と、ポンプ(75)と、第一の熱交換器(77)とを有している、前記冷却回路(53)と、を備える吸着式冷却装置(11)において、
前記循環導管(71)には一方向弁(81)が設けられており、該一方向弁(81)は、第一の熱交換器(77)と前記循環導管(71)の前記下流出口(85)との間に配置されており、それによって、前記循環導管(71)のこの部分に存在する冷却用流体が、前記ポンプ(75)の停止時に、前記蒸発器(51)内に排出されないようになされていることを特徴とする、吸着式冷却装置。 - 請求項1に記載の装置(11)において、循環回路(71)には制御可能なブロック弁(79)が設けられており、該制御可能なブロック弁(79)は、前記リザーバ(73)の充填を制限し得るよう該リザーバ(73)の上流に配置されていることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項1又は2に記載の装置(11)において、前記第一の熱交換器(77)は前記リザーバ(73)よりも上方に取り付けられており、それによって、前記ポンプ(75)が停止したときに前記第一の熱交換器(77)と前記リザーバ(73)との間に存在する冷却用流体が重力にて前記リザーバ(73)に充填され得るようにしたことを特徴とする、装置(11)。
- 請求項1から3の何れか1つの項に記載の装置(11)において、前記冷却システム(53)は、前記蒸発領域(63)の下流部分(83)の上流にて開放しており、また、前記蒸発領域(63)の上流部分(85)の下流にて開放していることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項1から4の何れか1つの項に記載の装置(11)において、前記蒸発領域は、少なくとも1つの蒸発板(63)を備え、前記冷却システム(53)は、該冷却システム(53)及び冷却用流体のための前記供給導管(61)によって供給される、前記蒸発板を湿らせる手段(85、67)を備えることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項1から5の何れか1つの項に記載の装置(11)において、前記排出導管(93)は、直列に取り付けられた混合流体リザーバ(105)、ポンプ(107)および第二の熱交換器(109)を有する冷却回路(57)と、混合流体のための枝導管(117)とを備え、該混合流体のための枝導管(117)は、前記排出導管(93)に共通する導管(115)に対する上流入口(97)と、混合した流体の一部分を直接、前記吸着装置(55)内に再循環させ得るように吸着領域(95)と接続された下流出口(119)とを有していることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項1から6の何れか1つの項に記載の装置(11)において、前記枝導管(117)が一方向弁(113)を備えることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項6又は7に記載の装置(11)において、前記冷却システム(57)は、混合流体リザーバ(105)の上流に配置された制御可能なブロック弁(111)を備えることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項6から8の何れか1つの項に記載の装置(11)において、前記吸着領域は、少なくとも1つの吸着板(95)を備え、前記冷却システム(57)は、前記枝導管(117)及び吸着性流体のための前記供給導管(91)を介して供給される、前記吸着板を湿らせる手段(119、99)を備えることを特徴とする、装置(11)。
- 請求項6から9の何れか1つの項に記載の装置(11)において、前記蒸発領域(63)及び前記吸着領域(95)は、互いに対面する位置に配置され、且つ、気化した冷却用流体が前記蒸発器(51)から前記吸着装置(55)に向けて移動するための室(123)を画成していることを特徴とする、装置(11)。
- 自動車において、
外側の空気流を受け取ることのできる前面(23)と、
乗客空間(15)に対する環境−制御組立体(17)と、
請求項1から10の何れか1つの項に記載の装置(11)と、を備え、
前記第一の熱交換器(77)が前記環境−制御組立体(17)と熱交換関係に配置されることを特徴とする、自動車。 - 請求項11に記載の自動車において、
請求項6から10の何れか1つの項に記載の装置(11)を備え、前記第二の熱交換器(109)及び冷却用流体のための前記凝縮器(35)は、利用可能な最も低温の空気を受け取り得るように、第一の位置にて前記前面(23)に互いに並んで配置されることを特徴とする、自動車。 - 請求項11に記載の自動車において、請求項6から10の何れか1つの項に記載の装置を備え、前記第二の熱交換器(109)及び冷却用流体のための前記凝縮器(35)は、利用可能な最も低温の空気を受け取り得るように、第一の位置にて前記前面(23)の頂部に配置されことを特徴とする、自動車。
- 請求項13に記載の自動車において、前記第二の熱交換器(109)及び前記凝縮器(35)は、前記前板(23)の厚さを薄くすることができるよう、2つの互いに別個の循環システムを有する同一の冷却部材を備えることを特徴とする、自動車。
- 請求項11から14の何れか1つの項に記載の自動車において、前記発生装置(33)には、自動車のエンジンにより発生された熱が供給されることを特徴とする、自動車。
- 請求項15に記載の自動車において、前記発生装置(33)への前記供給は、エンジンの冷却システム(21)内に配置された出力制御弁(45)により制御されることを特徴とする、自動車。
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