JPH0121005B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0121005B2 JPH0121005B2 JP61153455A JP15345586A JPH0121005B2 JP H0121005 B2 JPH0121005 B2 JP H0121005B2 JP 61153455 A JP61153455 A JP 61153455A JP 15345586 A JP15345586 A JP 15345586A JP H0121005 B2 JPH0121005 B2 JP H0121005B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- zeolite
- heat
- rotor
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3202—Cooling devices using evaporation, i.e. not including a compressor, e.g. involving fuel or water evaporation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、たとえば自動車内にて、コンプレツ
サを用いなくても自動車用エンジンで発生する廃
熱を熱源として水とゼオライトの化合物の性質を
利用して冷房することのできる冷房方法に関す
る。
サを用いなくても自動車用エンジンで発生する廃
熱を熱源として水とゼオライトの化合物の性質を
利用して冷房することのできる冷房方法に関す
る。
従来、自動車内にてその冷房を行なう方法とし
ては、次に示すような方法が知られている（自動
車の熱管理入門、星満編著、山海堂発行参照）。
ては、次に示すような方法が知られている（自動
車の熱管理入門、星満編著、山海堂発行参照）。
まず、エンジン部に取り付けられたＶベルト
で駆動されるコンプレツサがエバポレータから
入つてきた冷媒を高圧縮し、このように圧縮さ
れた冷媒はコンデンサ（ラジエータ）に送られ
る。
で駆動されるコンプレツサがエバポレータから
入つてきた冷媒を高圧縮し、このように圧縮さ
れた冷媒はコンデンサ（ラジエータ）に送られ
る。
次に、コンデンサでは、前記コンプレツサか
ら送られてきた冷媒が冷却されて液化する。
ら送られてきた冷媒が冷却されて液化する。
さらに、液化した冷媒はエバポレータに送ら
れて車内の空気から気化熱を奪い、冷媒自体は
気体となり車室内は冷却される。
れて車内の空気から気化熱を奪い、冷媒自体は
気体となり車室内は冷却される。
そして、このように気体状となつた冷媒は、
前記コンプレツサに送られて、再び前記から
までの工程が繰り返えされる。
前記コンプレツサに送られて、再び前記から
までの工程が繰り返えされる。
しかし、このような従来の方法を採用する自動
車の冷房方法では、コンプレツサをエンジン動力
によつて駆動しているため、 冷房時のエンジン負荷が増大し、燃料消費量
が増大したり、加速走行性が悪くなる。
車の冷房方法では、コンプレツサをエンジン動力
によつて駆動しているため、 冷房時のエンジン負荷が増大し、燃料消費量
が増大したり、加速走行性が悪くなる。
エンジンの低速回転時や停止時には、冷房が
できなくなるなどの点で問題があつた。
できなくなるなどの点で問題があつた。
本発明は、このような点に鑑みて、水がゼオラ
イトに吸着する際の発熱反応と、ゼオライトから
水が脱着する際の吸熱反応が可逆的に起こること
に着目し、この反応を利用して完成するに至つた
ものである。
イトに吸着する際の発熱反応と、ゼオライトから
水が脱着する際の吸熱反応が可逆的に起こること
に着目し、この反応を利用して完成するに至つた
ものである。
ゼオライトは、それが有する結晶水が他の鉱物
に比して著しく多く、沸石とも称されているよう
に、加熱されると連続的に盛んに水蒸気を放出
し、脱水後にもその結晶構造は破壊されずに多孔
質状態になり、加熱をやめその温度が低下すると
外部の水蒸気を吸着する。
に比して著しく多く、沸石とも称されているよう
に、加熱されると連続的に盛んに水蒸気を放出
し、脱水後にもその結晶構造は破壊されずに多孔
質状態になり、加熱をやめその温度が低下すると
外部の水蒸気を吸着する。
結晶ゼオライトの単位格子は、単位格子式
MeO・Al2O3・mSiO2・nH2O（Meは金属イオン、
ｎは結晶水の分子数）を有し、ｍ値が約２のとき
Ａ型合成ゼオライトｍ値が約2.5のときＸ型合成
ゼライト、ｍ値が約3.5〜６のときＹ型合成ゼオ
ライトと称されるものである。なお、合成ゼオラ
イトであつて、その他にも各種の天然ゼオライト
が知られている。
MeO・Al2O3・mSiO2・nH2O（Meは金属イオン、
ｎは結晶水の分子数）を有し、ｍ値が約２のとき
Ａ型合成ゼオライトｍ値が約2.5のときＸ型合成
ゼライト、ｍ値が約3.5〜６のときＹ型合成ゼオ
ライトと称されるものである。なお、合成ゼオラ
イトであつて、その他にも各種の天然ゼオライト
が知られている。
ゼオライトの基本構造は、硅酸塩の基礎構造で
あるメタンのSiO4四面体であり、このSiO4四面
体の頂点の酸素分子は互いに共有し、順次縮合を
行なう。また、ゼオライトはこの縮合の度合いの
高いテクトケイ酸塩に属し、メタン型構造の
SiO4とAlO4四面体が結合した三次元的網目状構
造を有する。この構造にあつては、ゼオライトの
Ｏ／（Si＋Al）原子比は２であり、全体の荷電
に関してはSi4+をAl3+に置換したことにより生ず
るAlO4四面体の電荷の不足を補うだけのアルカ
リまたはアルカリ土類金属イオンが結合してい
る。
あるメタンのSiO4四面体であり、このSiO4四面
体の頂点の酸素分子は互いに共有し、順次縮合を
行なう。また、ゼオライトはこの縮合の度合いの
高いテクトケイ酸塩に属し、メタン型構造の
SiO4とAlO4四面体が結合した三次元的網目状構
造を有する。この構造にあつては、ゼオライトの
Ｏ／（Si＋Al）原子比は２であり、全体の荷電
に関してはSi4+をAl3+に置換したことにより生ず
るAlO4四面体の電荷の不足を補うだけのアルカ
リまたはアルカリ土類金属イオンが結合してい
る。
この三次元的網目状構造の網目の孔の一部に、
他の鉱物に比較して著しく大きな孔をもち、かつ
その空洞には酸素原子の環状に配列した一定の径
の孔路が存在する。この空洞あるいは孔路内に結
晶水を含み、加熱または減圧によつて結晶の格子
構造を破壊することなく自由に脱離し、しかも脱
水ゼオライトを再び高湿度の状態に保持すると水
を吸着してもとの状態に戻るようになる。
他の鉱物に比較して著しく大きな孔をもち、かつ
その空洞には酸素原子の環状に配列した一定の径
の孔路が存在する。この空洞あるいは孔路内に結
晶水を含み、加熱または減圧によつて結晶の格子
構造を破壊することなく自由に脱離し、しかも脱
水ゼオライトを再び高湿度の状態に保持すると水
を吸着してもとの状態に戻るようになる。
使用できる40種以上の市販ゼオライトのうち
で、3A、4A、5A、13Xが有利なものとなつてい
る。たとえば4Aの場合、細孔の直径は４Åであ
り、細孔の径の違いにより、吸着する結晶水の量
が異なるし、結晶構造により結晶水の量が異な
る。また、各種ゼオライトの結晶構造により、熱
的構造安定性も異なるため、価格等も合わせて最
も有利なゼオライトを選択し得る。
で、3A、4A、5A、13Xが有利なものとなつてい
る。たとえば4Aの場合、細孔の直径は４Åであ
り、細孔の径の違いにより、吸着する結晶水の量
が異なるし、結晶構造により結晶水の量が異な
る。また、各種ゼオライトの結晶構造により、熱
的構造安定性も異なるため、価格等も合わせて最
も有利なゼオライトを選択し得る。
すなわち、本願発明は、水とゼオライトの化合
物に熱を供給して該化合物から水を蒸発させ、該
蒸発した水を凝縮液化した後、該液体状の水が気
体状の水蒸気になる際に必要とする気化熱によつ
て被冷却物を冷却することを特徴とするものであ
る。
物に熱を供給して該化合物から水を蒸発させ、該
蒸発した水を凝縮液化した後、該液体状の水が気
体状の水蒸気になる際に必要とする気化熱によつ
て被冷却物を冷却することを特徴とするものであ
る。
このようにすれば、エンジン動力によつて駆動
させなければならないコンプレツサを必要とする
ことがなくなることから、エンジン側の悪影響を
除くことができ、また、エンジンの状態によつて
冷房の状態が変化するというようなことはなくな
る。
させなければならないコンプレツサを必要とする
ことがなくなることから、エンジン側の悪影響を
除くことができ、また、エンジンの状態によつて
冷房の状態が変化するというようなことはなくな
る。
以下、本発明による冷房方法の一実施例を図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
まず、ゼオライトとして4A型合成ゼオライト
を用いた場合を説明する。4A型合成ゼオライト
の水分吸着量（100ｇのゼオライトに対してのwt
％）に対しての温度、圧力変化を第４図に示す。
このような特性に対して、実際の冷房運転温度、
圧力を第２図に示す。第５図からも明らかなよう
に、図中Ａ点で、水分を多く吸着したゼオライト
（100ｇのゼオライトに約16.5wt％の水分）を熱源
により加熱し、図中Ｂ点に至るまで水蒸気を追い
出し、水蒸気は図中Ｅ点の温度80℃で凝縮され
る。図中Ｂ点で水蒸気量約5.9wt％のゼオライト
は外気により冷却され、図中Ｃ点で前記Ｅ点で凝
縮液化された水を吸着し、一方、水は図中Ｆ点す
なわち約５℃で蒸発し、その蒸発潜熱分だけ被冷
却物を冷却する。水蒸気を吸着して水分量約
16.5wt％になつたゼオライトは（図中Ｄ点）は加
熱源により加熱され図中Ａ点に戻り、再び熱源よ
り加熱され水蒸気を脱着し図中Ｂ点に行きサイク
ルは継続する。
を用いた場合を説明する。4A型合成ゼオライト
の水分吸着量（100ｇのゼオライトに対してのwt
％）に対しての温度、圧力変化を第４図に示す。
このような特性に対して、実際の冷房運転温度、
圧力を第２図に示す。第５図からも明らかなよう
に、図中Ａ点で、水分を多く吸着したゼオライト
（100ｇのゼオライトに約16.5wt％の水分）を熱源
により加熱し、図中Ｂ点に至るまで水蒸気を追い
出し、水蒸気は図中Ｅ点の温度80℃で凝縮され
る。図中Ｂ点で水蒸気量約5.9wt％のゼオライト
は外気により冷却され、図中Ｃ点で前記Ｅ点で凝
縮液化された水を吸着し、一方、水は図中Ｆ点す
なわち約５℃で蒸発し、その蒸発潜熱分だけ被冷
却物を冷却する。水蒸気を吸着して水分量約
16.5wt％になつたゼオライトは（図中Ｄ点）は加
熱源により加熱され図中Ａ点に戻り、再び熱源よ
り加熱され水蒸気を脱着し図中Ｂ点に行きサイク
ルは継続する。
したがつて、4A型合成ゼオライトの場合、こ
のように約280℃以上の加熱源と熱を棄てる外気
があれば、水とゼオライトの化合物によつて冷房
が達成できることになる。
のように約280℃以上の加熱源と熱を棄てる外気
があれば、水とゼオライトの化合物によつて冷房
が達成できることになる。
なお、第５図に示すサイクルは一例であり、図
中Ａ，Ｂ点間の間隔すなわち作動する水冷媒の運
転幅を変えても同様の効果を奏する。
中Ａ，Ｂ点間の間隔すなわち作動する水冷媒の運
転幅を変えても同様の効果を奏する。
次に、上述した冷房方法の具体的な説明をす
る。
る。
一般に市販されている回転式除湿材の原理と同
じように、駆動装置によつてロータを回転するこ
とにより、その内部の水とゼオライトの化合物を
入れた脱着再生部分と、それと空間的に連結され
た水蒸気の凝縮部分とで、それぞれ水の脱着反応
および凝縮反応を起こなわせる。また、ロータを
回転させることで逆過程の吸着、蒸発反応を起こ
させ、元の状態である水とゼオライトの化合物と
に戻し、再びロータを回転させ最初の脱着、凝縮
過程の位置で脱着、凝縮反応を起こさせる。この
ようにしてロータを回転させ連続的運転ができる
ことになる。
じように、駆動装置によつてロータを回転するこ
とにより、その内部の水とゼオライトの化合物を
入れた脱着再生部分と、それと空間的に連結され
た水蒸気の凝縮部分とで、それぞれ水の脱着反応
および凝縮反応を起こなわせる。また、ロータを
回転させることで逆過程の吸着、蒸発反応を起こ
させ、元の状態である水とゼオライトの化合物と
に戻し、再びロータを回転させ最初の脱着、凝縮
過程の位置で脱着、凝縮反応を起こさせる。この
ようにしてロータを回転させ連続的運転ができる
ことになる。
第３図にその回転ロータの熱の流れの模式図を
示す。水とゼオライトの化合物の入つたロータ１
が回転し、熱源からの入熱、外気への放電及び被
冷却物からの入熱は直接空気媒体を通じて熱交換
される。ロータは、第３図の位置で、熱源からロ
ータの上半分の一部の更に外周部に熱が供給さ
れ、他の熱の出入も第３図に示されるような位置
で行なわれるようになつている。ロータ１の内部
は、その構造が第１図に示すように、図中斜線に
示した独立の密閉容器２が複数個ロータの中心軸
の回りに放射状に配置されている。この各密閉容
器２の間隙には、熱交換される空気媒体が通過で
きるようになつており、前記密閉容器１内の水、
および水とゼオライトの化合物と熱交換されるよ
うになつている。
示す。水とゼオライトの化合物の入つたロータ１
が回転し、熱源からの入熱、外気への放電及び被
冷却物からの入熱は直接空気媒体を通じて熱交換
される。ロータは、第３図の位置で、熱源からロ
ータの上半分の一部の更に外周部に熱が供給さ
れ、他の熱の出入も第３図に示されるような位置
で行なわれるようになつている。ロータ１の内部
は、その構造が第１図に示すように、図中斜線に
示した独立の密閉容器２が複数個ロータの中心軸
の回りに放射状に配置されている。この各密閉容
器２の間隙には、熱交換される空気媒体が通過で
きるようになつており、前記密閉容器１内の水、
および水とゼオライトの化合物と熱交換されるよ
うになつている。
前記各密閉容器２の断面は、第２図に示すよう
に、ロータ１内に配置させた際において、脱着−
吸着部分となる外周部２ａと、凝縮−蒸発部分と
なる中心部２ｂとに区分されている。前記外周部
２ａにあつては、水とゼオライトの成形体３を熱
交換が容易なように容器壁に密着させ、その各壁
間には水蒸気が通過できる空間が設けられている
とともに、前記中心部２ｂ内には水を保持する
布、スポンジ等の吸水剤４が収納されている。
に、ロータ１内に配置させた際において、脱着−
吸着部分となる外周部２ａと、凝縮−蒸発部分と
なる中心部２ｂとに区分されている。前記外周部
２ａにあつては、水とゼオライトの成形体３を熱
交換が容易なように容器壁に密着させ、その各壁
間には水蒸気が通過できる空間が設けられている
とともに、前記中心部２ｂ内には水を保持する
布、スポンジ等の吸水剤４が収納されている。
このようにすることによつて、熱源により、水
とゼオライトの成形体３が加熱されて水蒸気が該
成形体３から発生し凝縮剤となる吸水剤４で凝縮
液化され、これにより発生する凝縮熱は外気に放
熱される。そして、ロータ１が回転することによ
つて吸水剤４中の水は被冷却物から熱を奪い蒸発
気化し、該水蒸気は水とビオライト成形体３に再
び吸着され、その吸着熱は外気に放出されるよう
になる。したがつて、この操作の繰り返しによつ
て連続運転ができるようになる。
とゼオライトの成形体３が加熱されて水蒸気が該
成形体３から発生し凝縮剤となる吸水剤４で凝縮
液化され、これにより発生する凝縮熱は外気に放
熱される。そして、ロータ１が回転することによ
つて吸水剤４中の水は被冷却物から熱を奪い蒸発
気化し、該水蒸気は水とビオライト成形体３に再
び吸着され、その吸着熱は外気に放出されるよう
になる。したがつて、この操作の繰り返しによつ
て連続運転ができるようになる。
なお、上述した例では、水とゼオライトの化合
物の入つた容器を回転させることによつて、連続
サイクルを構成できるようにしたものであるが、
熱交換する空気熱媒体自身の進路を連続的に変え
るようにしても同様の効果を奏する。
物の入つた容器を回転させることによつて、連続
サイクルを構成できるようにしたものであるが、
熱交換する空気熱媒体自身の進路を連続的に変え
るようにしても同様の効果を奏する。
上述した実施例では、水とゼオライトの化合物
の入つた容器は真空脱気され、気体として水蒸気
のみが封入されたものである。したがつて、ゼオ
ライトへの水蒸気の吸着速度、脱着速度を速める
ことができるようになる。
の入つた容器は真空脱気され、気体として水蒸気
のみが封入されたものである。したがつて、ゼオ
ライトへの水蒸気の吸着速度、脱着速度を速める
ことができるようになる。
また、上述した実施例では、水とゼオライトの
化合物からの水の脱着熱はほぼ1050kcal／Kg、水
の蒸発潜熱はほぼ600kcal／Kgとなり、顕熱分を
除いた成積係数すなわち、水の蒸発潜熱／脱着熱
はほぼ0.57であるため、特に自動車に塔載して車
内の冷房を行なうのに有利となる効果を奏する。
この場合、熱源としてエンジンの廃熱を有効利用
することが可能となる。
化合物からの水の脱着熱はほぼ1050kcal／Kg、水
の蒸発潜熱はほぼ600kcal／Kgとなり、顕熱分を
除いた成積係数すなわち、水の蒸発潜熱／脱着熱
はほぼ0.57であるため、特に自動車に塔載して車
内の冷房を行なうのに有利となる効果を奏する。
この場合、熱源としてエンジンの廃熱を有効利用
することが可能となる。
以上説明したことから明らかなように、本発明
による冷房方法によれば、エンジン動力によつて
駆動させなければならないコンプレツサを必要と
することがなくなることから、エンジン側の悪影
響を除くことができ、またエンジンの状態によつ
て冷房の状態が変化するというようなことはなく
なる。
による冷房方法によれば、エンジン動力によつて
駆動させなければならないコンプレツサを必要と
することがなくなることから、エンジン側の悪影
響を除くことができ、またエンジンの状態によつ
て冷房の状態が変化するというようなことはなく
なる。
第１図は本発明による冷房方法の一実施例に用
いられるロータの概観図、第２図は前記ロータに
組み込まれている密閉容器の断面図、第３図は前
記ロータの機能を説明する図第４図は本発明に用
いられるゼオライトの水分吸着量に対しての温
度、圧力変化を示すグラフ、第５図は第４図に示
す特性に対して実際の冷房運転温度、圧力を示す
グラフである。 １……ロータ、２……密閉容器、３……ゼオラ
イト成形体、４……吸水剤。
いられるロータの概観図、第２図は前記ロータに
組み込まれている密閉容器の断面図、第３図は前
記ロータの機能を説明する図第４図は本発明に用
いられるゼオライトの水分吸着量に対しての温
度、圧力変化を示すグラフ、第５図は第４図に示
す特性に対して実際の冷房運転温度、圧力を示す
グラフである。 １……ロータ、２……密閉容器、３……ゼオラ
イト成形体、４……吸水剤。
Claims (1)
- １ 水とゼオライトの化合物に熱を供給して該化
合物から水を蒸発させ、該蒸発した水を凝縮液化
した後、該液体状の水が気体状の水蒸気になる際
に必要とする気化熱によつて被冷却物を冷却する
ことを特徴とする冷房方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15345586A JPS6311415A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 冷房方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15345586A JPS6311415A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 冷房方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311415A JPS6311415A (ja) | 1988-01-18 |
| JPH0121005B2 true JPH0121005B2 (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=15562929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15345586A Granted JPS6311415A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 冷房方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6311415A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02208461A (ja) * | 1989-02-06 | 1990-08-20 | Technol Res Assoc Super Heat Pump Energ Accum Syst | 回転式ケミカルヒートポンプ |
| JPH035678A (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱駆動型ヒートポンプ装置 |
| GB2422652B (en) * | 2005-01-26 | 2009-09-23 | Danisco | Process for producing steam and a steam compressor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6427351A (en) * | 1987-04-08 | 1989-01-30 | Sekisui Chemical Co Ltd | Telephone system with interruption function |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15345586A patent/JPS6311415A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6311415A (ja) | 1988-01-18 |
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