JPH07508338A

JPH07508338A - ロータリ式３段収着ヒートポンプ

Info

Publication number: JPH07508338A
Application number: JP6502582A
Authority: JP
Inventors: エリクソン、ドナルド・シー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-09-14
Also published as: CA2138772A1; WO1994000721A1; US5279359A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ロータリ式３没収着ヒートポンプ背景技術吸収原理に基づく熱活性ヒートポンプは、空調に用いるために、高いエネルギー効率（Ｃｏ、の放出の低Ｉ＆）でありながらオゾン減少がゼロという環境目的をかなえる大きな見込みを有している。しかしながら、高効率、単純性、および低コストを併せて達成し難いことが判明している。従来のンングル作用サイクルは、適度に単純であるが、効率性が十分でない。より効率のよいＬｉＢｒダブル作用サイクルは、別個の冷却水源を必要とし、冬用ヒートポンプに用いることができない。提案されたその能様々な高効率サイクルは、ひとつまたはそれ以上のさまざまな不都合な要求条件、すなわち、ハイヘッド低流量ポンプハイヘッド低流量絞り装置分流装置内部収着剤−収着剤熱交換ポンプおよび／あるいは複雑なバルブ装置を有する別々の熱伝達ループ移動接続部の高圧液体封止装置および高いジェネレータ温度に悩まされている。

ノングル作用間欠サイクルヒートポンプあるいは冷蔵庫に固体収着剤を使用することはよく知られている。固体収着剤の使用には、収着剤あるいは冷媒ポンプやバルブを（一定の構成においては）必要とせず、また、収着剤は適度によく集中するという利点がある。

しかしながら、収着の高温の潜熱によって成績係数（ＣＯＰ）が低くなる、連続する熱移動を達成するために複雑なバルブ装置によって接続された複数のユニットを必要とする、発熱率が非常に不均一になりがちであり、このことが、定期的に吸着と脱着を換える必要性と結びついて、実質的に作用していない期間、あるいは、負荷が軽い期間が存在する結果となるなどの多くの欠点がある。軽負荷期間を補うために、残りの時間高負荷を装置にかけねばならず、この高負荷期間が、熱交換面要求性能を決定する。さらに、固形吸収剤には、単変量の平衡、すなわち、圧力が温度のみの関数であり、冷媒（ソルビン酸塩）の容積の関数ではないという欠点がある。各固形吸収剤は、単一のリフトで動作し、たとえば変動する周囲の温度などによってリフト要求性能が変化すると、収着剤が適合できない。

一方、固体収着剤ではそのような問題はないが、その代わりに、多量のソルビン酸塩を脱着するために、大きな温度の上がり下がりを必要とするという問題を有する。

さらに、従来の固体収着剤ヒートポンプには、特徴的極端な収着剤体積の変化（収縮および膨張）により、収着剤台が圧縮され、不活性化するという問題がある。その問題は、さまざまな不活性伝熱性媒体、特に、活性炭などの複雑な多孔性構造のものを加えることにより、十分に克服できる。この解決法の先行技術の開示は、米国特許２．９８６．５２５号および４，５９５，７７４号に見られる。

この問題のもう１つの解決法が米国特許２．３２６，１３０号および２．　３８４゜４６０号に示されている。

ダイレクトファイヤード空調に用いられるにおいて、ンングル作用固体収着剤間欠サイクルの最も重大な不利は低いＣＯＰである。その結果、さまざまなマルチ作用サイクルが提案されてきた。残念ながら、それらはまた、幾つかの機構、すなわち、ａ）ソルビン酸塩用バルブおよび／あるいは絞り弁装置、ｂ）２つの熱交換面を介する収着剤−収着剤熱交換、Ｃ）複雑な熱伝達ループバルブ配役、ｄ）過度の発生器温度、ｅ）運転中止や異常のときに収着剤台の一つを液化する危険のあることである（すべてのソルビン酸塩が最も高い親和力の収着剤に移動）が、１つの収着剤台が保持できる以上の収着剤に関連して、複数の収着剤台を互いに接続すること、のどれによっても複雑さを増している。

複数作用の固体収着剤ヒートポンプおよび上記リストに示したそれに付随する複雑さの開示例として、米国特許５．０８３．６０７号（ｂｃ）、米国特許５゜０５７．１３２号（ａｂｅ）、米国特許５．０２５．６３５号（ａ　ｂ　ｃ　ｄ　ｅ）、米国特許５，０７９，９２８号（ａｂｃｄｅ）、米国特許５．０４６，３１９号（ａｂｃ）がある。

回転収着ヒートポンプが提供されている。回転フレームに複数のシングル作用間欠サイクル収着剤ヒートポンプを取り付けることによって、収着剤バルブあるいは熱伝達バルブを必要とせずに、連続するヒートポンプ作用を達成することが可能となる。米国特許４，４７８．０５７号、４，５７４．８７４号、および４゜６６０．６２９号にその例が開示されている。

”　トリソープション”サイクルは、その名によってではないが、従来技術において知られている。それは、良く知られた液体収着剤サイクルの固体収着剤相似物である。液体サイクルは、“２ステ一ジ蒸発、２層冷凍作用”サイクル（ケイ。

エッチ、リッチター、　“マルチステージ・アブソープション・リフリジレーション・システムズ、ジャーナル・オブ・リフリル−ション、５ｅｐ１０ｃｔ１９６２．１０５−１１１頁）あるいは、“ダブル作用凝縮”サイクル（ジェイ。

シー、ヴイー　チナッパー、　”ソーラ・オペレーション・オブ・アンモニア− ウォータ・マルチステージ・エア・コンディショニング・サイクルズ・イン・ザ・トロピソクス”ソーラ・エナジー、パーガモン・プレス、英国１９７４．１６５−１７０頁）などと様々に言われている。このサイクルは内部熱交換を必要とせずに、ダブル作用動作（入力熱が有効冷媒を２回発生させること）を達成できることを特徴とする。

ハンス・ステイムの“ケミカル・ヒート・ポンブス”、スウィーディッシュ・カランスル・フォア・ビルディング・リサーチ、Ｓ２：１９８２．ストックホルム、スウェーデンは、このタイプのサイクルへの固体収着剤の適用の初期の一例を示している。この本質は、ソルビン酸塩に対する親和力の異なる３つの収着剤があり、３ステージの動作サイクルがあり、各ステージは熱・質量交換において、３つの収着剤の異なる組み合わせを含み、各ステージで圧力が異なることである。

ユウェ・ロッケンフェラーらは、“コンプレックス・コンパウンド・ケミカル・ヒート・ポンブス”、プロソーディングズ・オブ・ザ・ナインス・インダストリアル・エナジー・テクノロジー・フンフェレンス、Ｓｅｐ　１６−１８．１９８７、ヒユーストン、テキサス、１５８−１６４頁において、熱伝達媒体の複雑な切り換えを用いて、実質的に変動しているにもかかわらずほぼ一定の熱能力を達成するように、トリンープシコンヒートポンプの２つを相分離と同期して動作させるものを開示している。

エム、レブラン、ピー、メイヤーおよびビー、スピナーは、“コエフイシャン・ドウ・パルフオルマンス・ドウ・マシン・ア・フルワ・モヌタージュ二０．８・ア・１．６・スロン・ル・ブロモジ・ドウ・ジエスチオン・デ・シャルール・ドウ・リアクシオン”　（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ　ｄｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ａ　Ｆｒｏｉｄ　Ｍｏｎｏｅｔａｇｅｅｓ：領８ａ　１．６　５ｅｌｏｎ　ｌｅ　Ｐｒｏｃｅｄｅ　ｄｅ　Ｇｅ５ｔｉｏｎｄｅｓ　Ｃｈａｌｅｕｒｓ　ｄｅ　Ｒｅａｃｔｉｏｎ”）、ブロノーデイングズ争オブ・ザ・　ＸＶＩＩＩインターナショナル・コンブレス・オブ・リフリジレイション。

Ａｕｇ　１０−１９．１９９１．モントリオール、カナダ、５６７頁において、低親和力媒体は、固体あるいは単に凝縮相のソルビン酸塩のいずれかであり、後者は概して低い動作係数を生じさせることを開示している。

必要とされていて、本発明の基本的目的であるのは、マルチ作用サイクルの効率のよさと回転ノングル作用サイクルの単純性を同時に達成することである。サイクルは、ソルビン酸塩バルブも、収着剤−収着剤熱伝達も、（冷却−加熱切り換え用以外の）熱伝達流体バルブも必要としない。それぞれのヒートポンプのソルビン酸塩含有量は収着剤の液化を積極的に妨げるために制限しなければならない。好ましくは、所望の空調機能に固有である以上の循環熱伝達流体がないことその最も基本的な面として、この発明は、少なくとも１つの３段取着（トリソープション）モジュール（ＴＭ）と、伝熱流体を運ぶための固定構造物（例えば、導管）と、上記伝熱用固定構造物に対して上記ＴＭを移動させるための手段とを備える３没収着ヒートポンプを構成する。上記ＴＭは、ソルビン酸塩と、このソルビン酸塩に対して異なる収着親和力を有する３つの相互に接続されたゾーンを含む気密ケーシングによって構成される。このＴＭは、３段階の動作サイクルを有し、ここで異なる３対のソルビン酸塩親和力ゾーンの各々が順次、外部熱伝達を受け、これによって内部の物質（ソルビン酸塩）移動を生じさせる。このＴＭの動きは、そのＴＭ動作サイクルの流れの中で、別々のソルビン酸塩親和力ゾーンを、順次、適した伝熱用固定構造物に並ばせる。

より好ましくは、別々のモジュールとして多数（少なくとも３つ）の３ＨＰが配設され、これによって、少なくとも１つのゾーンが低温冷却を供給するとともに、少なくとも１つの別のゾーンが常に中温暖房を提供し、したがって、上記モジュールの動き以外には、ポンプ、バルブおよび制御手段を設けることなく、連続したヒートポンピング動作を達成できる。この目的は、固定された伝熱流体導管に対して移動できるように可動フレームの上に設けられた多数（少なくとも３つ）の３段取着モジュールによって構成される装置を提供することによって達成される。３段取着モジュール（トリソープションモジュール）は、異なるソルビン酸塩親和力を有する、相互に接続された３つの気密封止ゾーンを備える。この異なる親和力は、各ゾーンに異なる収着剤を入れることにより、あるいは、上記ゾーンのうち２つに異なる収着剤を入れるとともに第３のゾーンで純粋なソルビン塩酸を交互に凝縮、蒸発させることにより、得ることができる。複数の３段取着モジュール（ＴＭ）は、好ましくは、回転フレーム上に設けられ、このフレームの回転によって、各モジュールの同じ親和力を有するゾーンが、異なる収着剤／親和力のゾーンの通路に交差しない独自の通路を通るようにするのが好ましい。

こうすることにより、それぞれ各タイプのゾーンのための環状の通路が３つ形成される。３つの環状通路の各々は、角度的に、固定構造物により少なくとも３つのセグメントに区分されている。この固定構造物は、次のようにして、それぞれのセグメントを占有している収着剤親和力ゾーンに伝熱流体を向けて接触させる：　高親和力セグメント、　１セグメントへの高温入力熱、別のセグメントからの中温放出熱、　中親和力セグメント＝　１セグメントへの低温（冷却用）熱、別のセグメントからの中温放出熱；　低親和力セグメント：　１セグメントへの低温（冷却用）熱、別のセグメントからの中温放出熱。さらに、それぞれのセグメントは、いかなる３段ヒートポンプモジュールの高親和力ゾーンが高温熱入力セグメントに位置しているときに、その関連する低親和力ゾーンが中温放熱セグメントに位置するような角度関係で配置されるべきである。同様に、あるモジュールの低親和力ゾーンがその低温（冷却）セグメントに置かれているときには、同モジュールの中間親和力ゾーンは、中温放熱セグメントに萱かれるべきである。

なお、それぞれが３つのセグメントを有する３つの通路によりて画定される９つのセグメントのうち、次の６つのものが安定状態動作の間働く：　高温熱を受け取るものが１つ、低温熱（冷却を生じさせる）を受け取るものが２つ、そして、中温熱を排出するものが３つ。残りの３つのセグメントは遊んでいてもよい。しかし、３つがすべて遊んでいると、ある程度の量の性能損失が起こるであろう。

したがって、後述するように、その損失を回避するためにこれらのセグメントの１つに廃熱を供給するのが好ましい。

つまり、本発明は、（ａ）少なくとも１つは低温熱の入力供給用、そして少なくとも１つは中温熱の排出用である少なくとも２つの固定伝熱流体導管と、（ｂ）高親和力収着媒体を収容するゾーンと、中間親和力収着媒体を収容するゾーンと、低親和力収着媒体あるいはソルビン酸塩縮合体の一方を収容するゾーンの、３つの蒸気接続され気密封止された熱・物質移動ゾーンを有する少なくとも１つの３段取着モジュール（ＴＭ）と、（Ｃ）上記ＴＭを運行通路に沿って上記固定導管に対して移動させる手段と、（ｄ）（ｉ）上記低親和力媒体ゾーンが上記低温導管と交差するときに上記中間親和力媒体ゾーンが上記中温導管と交差するように、また、（１１）上記中間親和力媒体ゾーンが上記低温導管と交差するときに上記高親和力媒体ゾーンが上記中温導管と交差するように、上記固定導管と交差する構成と寸法とを有する上記運行通路と、を備えたヒートポンプとして形成される。

冷却モードにおいては、有益な効果は、移動した低温熱であり、中温熱は周囲に放出される。加熱モードにおいては、低温熱が何らかの周囲源、例えば、空気、水、あるいは地面のカップリングから移動させられ、中温熱が加熱中の空間に供給される。空間コンディショニング以外の使用においては、ずっと高いあるいは低い温度と、他の熱源と、ンンク（ｓｉｎｋ）も可能である。

この発明は、熱に対して３つの温度レベルと、ソルビン酸塩に対して３つの親和力レベルを含む。明確にするために、上記３つの温度は、高（ホット）、中（モデレート）、低（コールド）と呼ばれ、また、上記３つの親和力は高（ハイ）、中（ミーディアム）、低（ロー）と呼ばれる。

高親和力ゾーンへの高温入力熱は、他の２つの熱の流れのように、伝熱流体を媒体とすることができ、その流体を再加熱するために外部の熱源を用いる。しかしながら、入力高温熱は他の熱源、例えば、直接の輻射炎や輻射性電気熱さえからであってもよい。

開示された新規な特徴の幾つかは、他の固体収着ヒートポンプタイプ、たとえば、２没収着と、４没収着にも適用できる。

図面の簡単な説明図１は、移動可能な３没収着ヒートポンプとその運転サイクルの間の固定伝熱導管に対する３没収着ポンプの関係を示している。

図２は、多数のまっすぐな円筒形の３没収着モジュールからなるロークリ式３段収着ヒートポンプ（Ｒ３ＨＰ）の幾つかの破断図を示している。

図３は、伝熱媒体の混合を防止するためのＲ３ＨＰにおける固定遮断用構造物を示している。

図４は、伝熱媒体に改良された流路を提供する枝分かれしたオフセットＴＭからなるＲ３ＨＰを示している。

図５は、外部伝熱通路を含む図４のＲ３ＨＰの外観を示している。

図６は、３ＨＰの収着剤と冷媒の可能な１組の熱力学的性質を示している。

図７は、本発明の１構成を組み込んだロークリ式２段収着ヒートポンプ（Ｒ２ＨＰ）の１立面図と２つの横断面図を示している。

本発明を実施するための最良の方法図１ａにおいて、ＴＭの主要な気密封止された収着剤を含む構成部品が、高親和力収着剤ゾーン１、中親和力収着剤ゾーン２、低親和力収着剤ゾーン３、および気体のソルビン酸塩が上記ゾーンの間を自由に移動するのを許容する連続導管４として概略的に示されている。図１ｂ、１ｃおよび１ｄはまた本発明の本質を構成するさらなる構成部、つまり、さらなる構成部固定伝熱流体導管（高温流体５、中温流体６、および低温流体７）と上記ＴＭを固定伝熱導管に関して移動させる手段（８）とを示している。

図１ｂは、高温熱（５）が高親和力ゾーン（１）に供給され、中温熱（６）が低親和力ゾーン（３）から除去され、ソルビン酸塩がゾーン１からゾーン３に移動するという動作工程を示している。図１ｃは、中温熱（６）が中親和力ゾーン（２）から除去され、低温熱（７）が低親和力ゾーン（３）に供給され、ソルビン酸塩がゾーン３からゾーン２へ移動するという動作工程を示している。図１ｄは、中温熱（６）が高親和力ゾーン（１）から除去され、低温熱（７）が中親和力ゾーン（２）に供給され、ソルビン酸塩がゾーン２からゾーン１へ移動するという動作工程を示している。３つの図１ｂ、ｌｃ、および１ｄは、ひとまとまりで３ＨＰの３つの動作工程を適当な順序で示している。動作を引き起こすための手段８は、通常関連した軌道または移動する部分を所望の通路に拘束するための同様の手段を含む直線アクチュエータあるいはその他公知の動作誘発機構であってもよい。

個々に見ると、上記３つの図１ｂ、ｃおよびｄは、単一の３ＨＰの３つの動作工程を示している。また同時に、それらの図は、３つのＴＭからなる構造において通常存する６つの動作している熱・物質移動領域を示すものとしても見ることができる。

図１は、本発明の本質的な特徴を示しているが、い（っがの実際上の困難を伴う。連続動作よりむしろ始動−停止動作が必要になる。伝熱導管へのモジュールの自由導入を許容し、その上さらに、熱の漏れを避けるためにそれぞれの伝熱流体を互いから隔離することが困難となる。多数のモジュールが存在する場合、各モジュールがそれ自身の駆動機構を必要とする。これらの考えられ得る問題全てが図２に示されるような装置の構造により回避される。

図２ａにおいて、トリソーブンヨン（３段取着）モジュール（ＴＭ）の非常に簡素化された形式、即ち、高、中、低親和力の収着剤をそれぞれ含む３つのセグメント（２１，２２，２３）に分割された円筒形のパイプが示されている。上記パイプの空の部分２４は、ソルビン酸塩導管を形成する。外部伝熱流体が空気等の気体である場合、上記パイプは各収着ゾーンにフィン等の広い伝熱面３２を有するのが好ましい。また、内部のソルビン酸塩の蒸気の輸送を促進にするために、１つ以上の蒸気通路２９を上記収着剤に設けてもよい。上記低親和力ゾーンがソルビン酸塩凝縮物を含む場合、存在する液体をパイプの壁に最大限接触させるようにする灯心（ｗｉｃｋ）３０と池のゾーンへの液体の逃げを防止するせき板３１を設けるのが好ましい。

図２ｂは、図２ａの６つのＴＭがどのように円筒形のフレームに取り付けられるかを示す斜視図である。取付用隔壁３４．３３はソルビン酸塩導管の位置２４でＴＭに固定され、また、各ゾーンに供給された伝熱流体の混合を防止する役目をする。長手方向のパンフル３５はＴＭの間に挿入され、それらもまた、伝熱流体の混合を防止する。

上記隔壁３４．３３は固定式の円形通路（図示せず）に回転用の軸受面を提供することができ、駆動モータ２８と回転ピニオン２７は全装置（６つのＴＭ、隔壁３４．３３およびバッフル３５）に回転するための動力を提供する。隔壁は通常この回転装置の各端部においても設けられるが、簡単にするため示されていない。

図２ｃ、２ｄ、および２ｃは、回転装置の３つのセクション（それぞれ、高、中、低親和力ゾーンヨン）と各セクションの固定伝熱構造の横断面図である。上記６つのＴＭの高親和力ゾーンヨン２１ａ−ｆは隔壁３３に取り付けられ、パンフル３５によって分割される。固定伝熱構造物３６は、それに隣接するＴＭ、この場合、２１ｅと２１ｆに高温熱を供給する。固定伝熱導管３７は、それに隣接したモジュール２１ｃ、２１ｄから中温熱を除去する。内部固定バッフル３８は、高温と中温の流体の混合を防止し、外側輸送構造部材３６．３７と共に、それらの流体を適当なモジュールと熱交換接触させる。

図２ｄにおいて、中親和力ゾーン２２ａ−ｆが隔壁３４に取り付けられ、長手方向のバッフル３５によって分割されているのが示されている。固定伝熱構造物３９は、ゾーン２２ａ、２２ｂがら中温熱を除去する流体を供給する。固定伝熱構造物４０は、ゾーン２２ｃ、２２ｄに低温熱を供給する流体を供給する。その熱は、ソルビン酸塩をゾーン２２ｃ、２２ｄがら脱着させ、ゾーン２１ｃ、２１ｄに吸着させ、そこで除去される中温熱を生成する。内部固定構造部材４１は、中、低温の流体の混合を防止する。

図２ｅにおいて、低親和力ゾーン２３ａ−ｆが隔壁４２に取り付けられ、バッフル３５によって分割されている。固定伝熱構造物４３は、ゾーン２３ａ、２３ｂに低温熱を運ぶ低伝熱流体を供給し、そこでソルビン酸塩が、中温熱の吸収および放出のために蒸発（脱着）シ、ゾーン２２ａ、２２ｂにそれぞれ移動させられる。固定伝熱構造物４４は、ゾーン２３ｅ、２３ｆがら中温熱を除去する伝熱流体を供給し、これらのゾーンは、それぞれゾーン２１ｅ、２１ｆからソルビン酸塩を吸収する。固定内部バッフル４５は、中、低温の流体の混合を防止する。

図２ｃ、２ｄ、２ｅで示されるように配置された固定伝熱構造によれば、回転部分の適切な回転方向は右回りである。ゾーン２１ｆは高温熱の供給のために脱着し、それに対応してゾーン２３ｆは中温熱の除去のために凝縮物を導入されると、ＴＭ″ｆ”は“ａ”の位置に回転する。“ａ”とその後に続く“ｂ”の位置において、各モジュールのソルビン酸塩はゾーン２３がらゾーン２２へと移動する。回転は“Ｃ”、それから“ｄ”の位置へと続くため、ソルビン酸塩は完全にゾーン２２からゾーン２１へ移動する。最後に、上記サイクルはごｅ”、それがら “ｆ”の位置への回転により完結され、ソルビン酸塩は再びゾーン２１からゾーン２３へ移動する。

上記固定内部パンフル３８．４１および４５は、回転装置の端から端までずっと伸びる一体構造を形成する。図２ｆに示されるように、それらは回転隔壁３４゜３３にそれぞれ隣接した固定隔壁４６と４７を組み合わせている。隔壁４６．４７は、回転装置の動きを案内する通路の一部または全部を有していてもよく、最低でも、スライドシールまたは同様の手段により、上記隔壁を横切る好ましくない流体移動を最小限度にとどめるべきである。

図２に示される装置において、伝熱流体（例えば、空気）の流路として、い（つか異なる流路が可能である。冷却用空気（冷却対象の空気）が構造部材４０と４３を介して２つのセグメントに供給される。温風（中温）が固定構造部材３７゜３９および４４を介して３つのセグメントから供給される。各タイプの上記セグメントは、直列または並列空気流用に配置することができる。上記直列配置は付加的な圧力低下の不利益を伴うが、後述するように、高い温度駆動力により有効な熱力学的利点を提供することができる。図２ｅを考察すると、導管４３内の上記冷却用空気は、ゾーン２３ａを通って導入され、内部バッフル４５によって方向を変更され、そしてゾーン２３ｂを通って導管４３の別の部分に出される。同様に構成されたその地金てのセグメントを用いて、これにより並列セグメント間ルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）が得られる。セグメント内ルーティングは並列でも直列でもよい。また、冷却用空気の一部を構造部材４３に供給し、ゾーン２３ａとゾーン２３ｂの両方を通って導入し、そして回転装置の端をバッフル４５に沿って長手方向に出て行くようにすることができる。冷却用空気の残りは、構造部材４０に供給され、両ゾーン２２ｃ、２２ｄを通って導入され、そして隔壁４７の開口を介して他の冷却用空気と混合する。ここで、上記ルーティングは、インターおよびイントラセグメントのどちらであっても並列である。

直列のセグメント間ルーティングは、隔壁４６と４７に戦略的に設けられ、類似した温度のゾーン間で空気を通過させる穴によって達成される。例えば、構造部材４３からの冷気は、ゾーン２３ａ、２３ｂを平行に通り、そして隔壁４７の流路（穴２５）を通り、ゾーン２２ｃ、２２ｄを出て構造部材４０に入る。中温の空気の場合、１つの可能な直列のセグメント間流路は、構造部材３７を経由して中へ入り、ゾーン２１ｃ、２２ｂに入り、隔壁４６を通り、ゾーン２２ａ、２２ｂを通って構造部材３９に行く。そこから接続導管を通って構造部材４４に行き、ゾーン２３ｅ、２３ｆを通り、最後にバッフル４５の一側面に沿って長手方向に外に出る。所望の空気流路を達成するのに高い柔軟性があるのは明らかである。

図２に示されるようなロークリ式３段収着ヒートポンプ（Ｒ３ＨＰ）は、図３ａに示されるように異なる温度の伝熱流体を混合するという潜在的な問題を抱えている。図３ａは回転装置が全回転の１２分の１だけ回転した後の図２ｅの構成を示している。モジュール（２３ｆ）が２つの異なる固定伝熱導管構造物（４３と４４）にかかっている場合、２つの関連した空気流の無駄な混合を許容する。

そのような混合を防止するために、２つの固定構造部材４３．４４の間におよそ１セル分の幅の閉鎖用構造物を備える必要がある。１セルとは、１つのＴＭとそれの両隣のバッフル３５との幅である。同様に、もしそこに閉鎖用構造物がなければ、空気はモジュール２３ｄと２３ｂから逃げてしまう。

閉鎖用構造物に隣接したモジュールは少なくとも一部の時間では遊んでいるため、常に６つの動作しているＴＭを持つためにより多くのＴＭを加える必要がある。なお、固定構造部材３６と３７の間、および固定構造部材３９と４０との間にも１セル分の幅の閉鎖用構造物を持つことが必要である。

図３ｂ−ｄは、図２ｃ〜２ｅの装置を変更して、必要とされる６つの遮断用構造物（４８〜５３）と３つの追加のＴＭを加えたものを示している。どの時点においてもどのＴＭが６つの遮断用構造物に隣接しているかにより、この構成は一部の時間にその９つのＴＭのうち３つを遊ばせることになる。３つの遊びセルの必要性は、６つの遮断用構造物を角度的に分離することによって生じるものである。なお、遊びのセグメント（図３ｂのゾーン２１ｂと２１０）は、厳密に言うと固定された遮断用シュラウドを必要としないが、部材５２．５３および５４で示されているように、固定遮断用シュラウドをそこに設けるのが好便である。なお、固定部材３８．４１および４５は、外部遮断用構造部材４８〜５３に隣接した内部遮断用構造部材を有している。

混合を防止するために３つのＴＭを６ＴＭ構造に加えることは大きな不利であるように思われるが、同士、何百のＴＭを有するより一般的なＲ３ＨＰの場合、それは重大ではない。固定部材と回転装置の間には好ましくはシールが設けられるが、空気が伝熱媒体である場合は、シールはあまり密である必要はない。

空気あるいは他のガスが熱伝達媒体として使われる場合特に、ＴＭ間ならびに図２ａの単純なストレートシリンダ以外の形状であってもよいのは明らかである。

図４ａは、別の採りうる形状の１つ、分岐シリンダを示す。図４ｂは、更なる変形例であるオフセット分岐シリンダを示し、このオフセット分岐シリンダにより、圧力低下のより少ない単純な回転アセンブリと固定構造が得られる。低親和力ゾーン６３と中間親和力ゾーン６２は約１２０度の角度で偏倚（オフセット）している。蒸気導管６４が、この偏倚を実現する。図４０は、３つのオフセット分岐ＴＭ（ａ、ｂおよびＣ）がどのように回転隔壁６５に取り付けられているかを示す端面図である。図４ｄおよびＱ４ｅは、１２個のオフセット分岐ＴＭからなる回転アセンブリの２側面を示す断面図であり、図４ｄには高親和力媒体側が示されている。なお、分岐の効果は、分離隔壁６５を１つしか必要としないことである。偏倚により、低温ゾーンの全てが同じ角度セグメント（６３ｂから６３ｄおよび６２ｆから６２ｈ）にあり、そして、中温ゾーンの３分の２が同じ角度セグメント（６３」から６３１および６２ｂから６２ｄ）にあるという利点が得られる。

図４ｄにおいて、高温加熱用の固定構造物６６は、ＴＭｊ、におよびｌの高親和力媒体ゾーン付近に示されており、各ＴＭは絶縁仕切り６７によってその隣り合うものと分離されている。中温伝熱流体のための固定構造物６８は、ＴＭｆ、ｇおよびｈに隣接している。固定外部遮断構造物６９および７０、また固定内部遮断構造物７１は、熱伝達媒体の混合や漏出を防ぐ。これら固定構造物の開放部（流路部）には、参照番号７２および７３に示されるように、スクリーン、フィルタあるいは、流れ制御手段を取り付けてもよい。

高親和力媒体ゾーンが図４ｄの位置に回転すると、付属する媒体と低親和力ゾーンは図４８に示されるような方向に向けられる。中温熱除去用の固定構造物７４は、中間親和力媒体ゾーン６２ｂ、ｃ、およびｄに隣接しており、また、低親和力媒体ゾーン６３ｊ、におよび１にも隣接している。ゾーン６１ｊ、におよび１における熱付加により脱着された冷媒蒸気は、ゾーン６３ｊ、におよび１において、ここでの熱除去によって吸収あるいは凝縮される。対応して、固定構造物７５を介して供給された低温熱が、ゾーン６３ｂ、ｃおよびｄから脱着（あるいは蒸発）を生じさせ、同時に、ゾーン６２ｂ、ｃおよびｄにおいて、そこでの中温熱除去により吸収を生じさせる。同様に、ゾーン６２ｆ、ｇおよびｈからの脱着は図４ｄのゾーン６１ｆ、ｇ、ｈの吸収と関連している。固定外部遮断用構造物？６，７７．７８および内部遮断用構造物７９は低温および中温熱伝達媒体の混合や漏れを防止する。

図４ｄおよび４ｅは、任意の２つの構成を示している。第一の構成は、固定構造物６８を介して導かれる中温空気を固定構造物７４を介して導かれる中温空気と内部連通させる穴８０である。例えば、経路は、導管６８内を通り、ゾーン６１ｆ、ｇおよびｈを横切り、穴８０を経て、ゾーン６３ｊ、に、ｌを、次いでゾーン６２ｂ、ｃ、ｄを横切り、そして最終的には、導管７４を経て終了する。全経路が反対でもよい。

第２の任意の構成は、固定熱伝達排出管８１、穴８２および長手方向に延びる隔壁８３を備えていて、後者２つは、共同して、図４ｅの内部に第３の固定空間を形成し、この固定空間は図４ｄの内部の高温固定空間と連通している。この追加の構造物の目的は、既にゾーン６１ｊ、におよび１を熱した導管６６からの高温流体の一部あるいは全部を、穴８２を介して導き、ついで、ゾーン６３ｆおよびｇ、６２ｊおよびｋを介して導き出し、最終的に、導管８１で排出することである。実際には、これはゾーン６２を低温から中温と高温の間の中間温度に温める廃熱を供給する。これが望ましいのは、そうでなければ、ゾーン６２ｊはその中間温度になるまでゾーン６１」からの気体冷媒を優先的に吸収し、中間温度になって初めて、ゾーン６３ｊが凝縮（固形媒体が低親和力媒体の場合は吸収）を開始するからである。このように廃熱を付与することによって、目立った熱の損失を避けることができることと、ゾーン６２の潜熱容量の一部が浪費されるのを避けることができるという２つの利点を得られる。さらに、結果的に得られるより冷たい排気は、従って、燃焼ガスが主要な熱源である場合に、そこからより多（の熱を抽出することができる。この原理は、移動式、回転式、固定式のいずれにかかわらず、全てのトリソーブンヨンヒートポンブに有益であり、高親和力媒体に熱を加えるのと同時、あるいは加え始める直前に、廃熱あるいは他の熱源を中間親和力媒体に供給するのに有益である。

固体収着剤の一特徴は、収着の動きが非常に非線形である、すなわち、吸収および脱着（加えて、それらに関連する熱作用）が、サイクルの開始時において、その後よりも速く生じることである。これは、最良の熱経路を有する最もアクセスしやすい分子吸着位置が最初に反応しがちだからである。サイクル全体がより速い運動ステージにあるモジュールには熱伝達媒体をより速い速度で供給するのが熱力学上望ましい。Ｒ３ＨＰはこれを達成するための便利な手段を提供する。

流路スクリーン、例えば７２および／あるいは７３は、その開口部の大きさや間隔を変えることができ、それにより、熱伝達セグメントに入ったばかりのゾーン（例えば、ゾーン６１ｆ）にはより多量の気流を供給し、熱伝達セグメントから離れようとしているゾーン（ゾーン６１ｈ）には少量の気流を供給する。注目すべきは、ＴＭが多数あるおかげで、熱伝達率あるいは流量全体が目立って変動するという問題が生じることなしに、このような非常に有益な結果が得られることである。

図５は、図４のＲ３ＨＰの構造の外観図である。最初の（ｐｒ　ｉｍｅ）高温熱、例えば、燃焼加熱あるいはソーラー加嶋からの高温熱により熱交換機８６で熱空気つまり高温の空気を熱し、その高温空気が高温導管６６、例えば、充気空間へ導かれ、適当なモジュールゾーンを横切って配達される。高温の空気は固定仕切り７１の一方に沿って出ることにより、より多（の熱を拾いあげて配るのに再利用され、それに加え、好ましくは、少なくとも一部の高温空気は廃熱導管（充気空間）８７を通って出て、混合気流がホットファン８７によって再循環される。

また、充気空間６６に直接バーナーを取り付け、燃焼ガスをＴＭに直接接触させてもよい。このようにした場合には、熱力学上好ましいにもかかわらす、燃焼排気がヒートポンプモード中に調整空間に導かれるのを防ぐ特別な構造を必要とする。

低温空気はファン８８によって回され、長手方向にＲ３ＨＰに入り、そこから２組のＴＭを通り、そこでさらに冷やされて、外側へ向かう。そして、それは、ダクト／充気空間（ブレナム）７５を通って外に出、熱源８９、つまり、空調モードでは空調の行われた空間、ヒートポンプモードでは周囲（冷熱源）に供給される。

中温熱ンンク９１（ヒートポンプモードでは空調の行われた空間、空調モードでは周囲）は、熱を導管９２に供給して、冷却を要求しているＴＭの３つのゾーン通路セグメントに送られるようにする。高親和力媒体ゾーンへの供給は、固定仕切り７１の一側に沿って長手方向に出、一方、中間および低親和力セグメントへの供給は他端から出る。結合された流れがファン９０によって再循環させられる。

このＲ３ＨＰは、適当なエアダンパーバルブ等を用い、周囲と空調の行われた空間との場所を８９と９１で交換することにより、ヒートポンプモードと空調モードとを切り換えできる。

３ＨＰのための収着媒体は、低親和力媒体が縮合ソルビン酸塩の場合には、１つのソルビン酸塩と２つの固体収着剤とからなり、３つの親和力媒体がすべて固体の時には、１つのソルビン酸塩と３つの固体収着剤とからなる。３ＨＰの種々の従来技術の開示が、収着媒体の３つ組候補を説明している。

好ましいソルビン酸塩はアンモニアと水蒸気で、前者は空間のコンディショニングと冷凍のためのもの、後者は高温のヒートポンピングのためのものである。

他のソルビン酸塩も可能であり、ある特別な状況では利点がある。たとえば、水素、メタノール、そしてＣＯ２である。一般に、好ましいソルビン酸塩は一座配位子で、好ましい収着剤は、上記配位子と配位共有結合を形成する固体化合物である。

ケイ・スパイデルおよびエイチ・ピー・クラインメイヤー著「ソーラー・クーリング・アンド・エア・コンディショニング・ブロセシズ・ユージング・ケミカル・リアクションズ」ソーラー・ワールド・コングレス：ブロンーデインダス・オブ・ザ・パイエンニアル・コンブレス・オブ・ジ・インターナショナル・ソーラー・エナジー・ソサイエティー、デンバー、コロラド、アメリカ合衆国、Ｖ０１２、パート１、パーガモン・プレス、ニューヨーク、１９９１年８月１９〜２３日、ｐｐ、１６０１〜１６０６には、幾つかのＮＨ３固体収着剤の熱力学特性が紹介されている。３ＨＰの特性、つまり揚程（リフト）とＣＯＰは、収着剤の選択によって大きく決まる。下の表は、アンモニア３ＨＰに体する好ましい収着剤の組合せ（３つ組）である。トリソープションサイクルの３つの質量交換工程の各々は異なる圧力で行われ、表は、Ｒ３ＨＰがエアコンディショニングを行っているときの各工程と関連する代表的温度を示している。

収着用３つ組５　（ＢａＣＩ４．５ｒＣ１□、　ＭｎＣ１□）は、エアコンディショニングと中温ヒートボンピングの用途に対してとくに優れた特性を有する。

それは、優れた温度駆動力（サイクルリフト）と高いＣｏＰとの組み合わせであり、後者は、３つの固体収着剤を使用していることと、知覚可能な熱損失が最小であること（低い最大温度と大きいソルビン酸塩光てん量）による。３つ組５のサイクルの圧力一温度条件は、Ｔ　（℃）に対するＰ／Ｐ’　（２ΔＧ’）におけるＲＴ（ｋｃａ１１モル）の座標でもって、図６に示されている。なお、収着剤の２つのみが各工程／圧力レベルで活発にソルビン酸塩を交換するが、３つの収着剤はすべて常に本質的に等しい圧力である。

収着用３つ組５を例に取れば、ヒートポンピング（熱の昇温）は、低圧段階（４０Ｃ〜４６℃）においても中圧段階（９〜４２°Ｃ）においても行われる。２つのリフトは異なっており、サイクルリフトはこれら２つの平均である。伝熱媒体を適切に送ることにより、この差から熱力学的利点を得ることができる。冷却中の冷たい空気は、まず、小リフト冷却成分（９℃のＢａＣ１ｚ）を、次に、大リフト冷却成分（４℃の５ｒＣ１２）を横切って送られることができる。逆に、加温中の中温の空気は、まず、冷たい媒体（４２℃の５ｒＣ１ｔ）に、次に、暖かい媒体（４７℃のＢａＣ１２）に接触するのが好ましい。図５に示された流路はそのように構成されており、したがって、この３つ組に対して温度駆動力を最大にできる。

多数の３没収着モジュールを固定伝熱ダクト内で移動させることにより、そして、特に、単純な回転運動を用いることにより、極めて簡単で能率的なヒートポンプが実現でき、ポンプや、バルブや、内部熱交換を用いない、かつ、伝熱媒体も熱交換表面も、状態調節されつつある空気によって本来必要とされるものを超えることなく、最初に熱を付加することで、ダブル作用の性能を提供できる。

多数の小さいＴＭはそれぞれ直径が略１〜５ｃｍであり、各ＴＭのＮＨ３インベントリ−は数十グラム以下である。したがって、重大な安全阻害要因はなく、２重壁の管を用いない空気への直接熱交換が許される。小さい直径により迅速な動きが生まれ、したがって、１〜１０分の範囲のサイクルタイムが得られる。このことがＮＨ，インベントリ−を最小にする。各ＴＭにおける総アンモニアインベントリ−は、適用可能な高親和力媒体の座標線を完全に飽和させる量に制限され、したがって、異常状態あるいは運転中止状態が固体を液化させるようなことは殆どない。

上述した発明の１つの新規な面は、単にＲ３ＨＰだけでなくもっと広い範囲で使用される。この面とは、開示された構成詳細部分、つまり、モジュールが回転フレームに取り付けられて、このフレームの各側で中空のシリンダ状の内部空間を形成すると共に、固定伝熱流体（ＨＴＦ）運搬構造物がシリンダ状回転通路の角セグメントの内側および外側に挿嵌されて、ＨＴＦのために非常に短（かつ効果的な流路を提供していることである。回転シリンダ形状（回転部分の回転によって画定される）の外側にすべて取り付けられる従来技術の固定ＨＴＦ構造と比べて、この新たに開示された構造は、回転アセンブリ内にある間はＨＴＦが方向を逆にすることも、大きな方向変更をうけることも必要としない。これは、流れが淀む領域と過度の圧力降下を回避する助けをすると共に、同一の熱伝達能力に対してよりコンパクトで経済的な構造に寄与する。

特に、アンモニアのような高圧ソルビン酸塩の場合には、各モジュールの各ゾーンに対する長いシリンダ形状は非常に好都合である。広い蒸気流れ領域を必要とする低圧ソルビン酸塩の場合には、先端を切り取ったクサビのような他の長細い形状が都合がよい。

回転部分の「中空内部」構成では、フレームの一側の適当なセグメントに熱源（たとえば火炎保持器）を挿入することも都合がよい。燃焼ガスが熱源の場合には、排気送管が同じ角セグメントの外側に設けられ、都合のよいことに、フレームが該フレームの他側にあるゾーンの燃焼ガス汚染を防止するバリアとして作用する。図７はこの構成を示している。

図７には、上記構成の最も単純な実施例、つまり、高親和力収看ゾーン６と低親和力収着ゾーン７とを有する２没収着モジュール（ＤＭ）を複数個備えたロータリ式２段取着ヒートポンプ（Ｒ２ＨＰ）が示されている。上記ＤＭは回転フレーム１の周辺部の回りに取り付けられている。フレーム１は、回転駆動機構（ギヤ）３とモータ４とを介して、軸受／封止アセンブリー２内で回転する。各２没収着モジュールの２つの活動ゾーンは、蒸気が前後に輸送されるのを許容するセグメント５によって接続されている。２段取着サイクルであるので、このヒートポンプは、繰り返しの２駆動作シーケンスで動作する：　まず、（たとえば火炎保持器１６を介して）高温熱がゾーン６に与えられる一方、供給ダクト９を通って固定内部運搬構造物２０内へ、続いて、スクリーン２１を通り、モジュールゾーン７（それらの伝熱フィンを含めて）を横切り、次に、外部固定運搬構造物８に集められ、最後に排出ダクト１０から外へと流れる伝熱流体の流れによって、中温熱がゾーン７から除去される。加熱モードでは、中温熱は、その後、空調された空間に回され、冷却モードでは、周囲に回されるであろう。動作ノーケンスの第２のステップでは、このステップは収着モジュール（ＳＭ）が回転通路の反対側半分を四転じ終わったときに発生するのであるが、低温（例えば周囲温度よりも低い）熱が、ダクト１３、内側構造物２２、外側構造物１２、および、排出ダクト１４を経由してゾーン７に移動させられる。これと同時に、内側構造物２６と外側構造物２７とを通って運搬される伝熱流体によって、中温熱がゾーン６から除去される。仕切り１５が、中温伝熱流体と低温伝熱流体の混合を妨げ、仕切り２５は燃焼ガスと中温伝熱流体の混合を妨げる。メッシュスクリーン１７（たとえば孔あき板）は、ソルビン酸塩の蒸気を通過させはするが収着剤を活動領域に拘束する。進管１８は燃焼ガスを排出する。閉鎖用セグメント２４も、仕切り板２３と組合わさって、それぞれの伝熱流体の混合を防げる。ジャケット１９は、部分的に飽和液体によって満たされており、火炎加熱をより均等に広げソルビン酸塩中のホットスポットを回避するために、任意に利用することができる。

１６個のＳＭ（収着モジュール）を有する２ＨＰ　（２没収着ヒートポンプ）では、各ステップにおいて７個が動作し、２個が切換中にブロックされている。したがって、各組の伝熱構造物に対する角弧は１８０°の７７８倍である。装置が５４個のＴＭ　（３段取着モジュール）と３ステップ動作シーケンスを有するＲ３ＨＰ（ロータリ式３段取着ヒートポンプ）の場合には、３個がブロックされ、１７個が各活動ゾーンで動作するので、３つの弧セグメントは１２０°の１７／１８倍となる。他の組合せが同様にして算出されることは明らかであろう。たとえば、それぞれが収着剤の熱と物質との移動のゾーンを４つ有する４０個のＱＭ　（４没収着モジュール）を備えた４没収着ヒートポンプ（４ＨＰ）を考えてみる。４つの弧の夫々は９０°の９／１０倍、つまり８１°となる。しかし、適切に偏倚したＱＭを使用したときには、これら４つの弧のうち２つは遊ぶことになるであろう。

６〜６００個の範囲内のモジュール数、１〜１０ｃｍのゾーン直径、ならびに１〜１５分の回転時間を考えることができる。

伝熱流体の一例として空気が記述されたが、他のいかなる流体であってもよいことは明らかであろう。また、加熱源は、生成火炎である必要はなく、いかなる熱媒液であってもよ（、あるいは、電気熱や輻射熱であってもよい。また、すべての熱流の方向を逆にすることにより、サイクルは熱アンブリファイアの代わりに温度アンブリファイアとして機能することができる。固体収着剤は、化学的収着剤、物理学的収着剤、あるいはそれらの混合物であってよい。

ＦＩＧ、　ＩａＦＩＧ、　ｌｂ　ＦＩＧ、　ｌｃ　ＦＩＧ、　ＩｄＦＩＧ、２ａＦＩＧ、２ｂＦＩＧ、２ｃ　ＦＩＧ、２ｄ　ＦＩＧ、２ｅＦＩＧ、　３ａＦＩＧ、　３ｂ　ＦＩＧ、　３ｃ　ＦＩＧ、　３ｄＦＩＧ、５ＦＩＧ、　７Ａ補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）１１国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ　９３１０６０５８２、発明の名称ロークリ式３段収着ヒートポンプ３、特許出願人氏名　エリクソン、ドナルド・シー４、代理人住所　〒５４０大阪府大阪市中央区域見１丁目３番７号ＩＭＰビル　青白特許事務所　電話（０６）９４９−１２６１ＦＡＸ　（０６）９４９−０３６１６、添付書類の目録性が紹介されている。３ＨＰの特性、つまり揚程（リフト）とＣＯＰは、収着剤の選択によって大きく決まる。下の表は、アンモニア３ＨＰに体する好ましい収着剤の組合せ（３つ組）である。トリソープションサイクルの３つの質量交換工程の各々は異なる圧力で行われ、表は、Ｒ３ＨＰがニアコンディショニングを行っているときの各工程と関連する代表的温度を示している。

圧力ステップ時Ｉ　ＢａＣ１ｚ　７　３６　３２ＳｒＣｈ　４０　１０４ＮＨ３７４４２ＢａＣ１ｚ　４　３８　３３ＣａＣ１４４０／４６　１０４／１１１Ｎｉｌ、　−７４３３５ｒＣｈ　１０　６０　５０ｊｌｎｃ１ｚ　５２　１５２ＮＨ３−７４９４５ｒＣｈ　１０　６０　６７ＦｅＣ１２７７１９１ＢａＣ１４９４７５５ｒＣｈ　４　４２　３８ＭｎＣ１ｚ　４６　１２９ＢａＣ１１４４６６５ｒＣｈ　９　３８　３３ＳｒＢｒｔ　４２　１１４収着用３つ組５　（ＢａＣ１２，５ｒＣ１２，ＭｎＣ１２）は、ニアコンディショニングと中温ヒートボンピングの用途に対してとくに優れた特性を有する。それは、優れた温度駆動力（サイクルリフト）と高いＣＯＰとの組み合わせであり、後者は、３つの固体収着剤を使用していることと、知覚可能な熱損失が最小であること（低い最大温度と大きいソルビン酸塩光てん量）による。３つ組５のサイクルの圧力一温度条件は、Ｔ　（℃）に対するＰ／Ｐ０　（：ΔＧ″）におけるＲＴ　（ｋ　ｃ　ａ　１１モル）の座標でもって、図６に示されている。なお、収着剤の２つのみが各工程／圧力レベルで活発にソルビン酸塩を交換するが、３つの収着剤はすべて常に本質的に等しい圧力である。

収着用３つ組５を例に取れば、ヒートボンピング（熱の昇温）は、低圧段階（４ ℃〜４６℃）においても中圧段階（９〜４２℃）においても行われる。２つのリフトは異なっており、サイクルリフトはこれら２つの平均である。伝熱媒体を適切に送ることにより、この差から熱力学的利点を得ることができる。冷却中の冷たい空気は、まず、小リフト冷却成分（９℃のＢａＣ１，）を、次に、大リフト冷却成分（４℃の５ｒＣ１２）を横切って送られることができる。逆に、加温中の中温の空気は、まず、冷たい媒体（４２℃の５ｒＣ１２）に、次に、暖かい媒体（４７℃のＢａＣ１２）に接触するのが好ましい。図５に示された流路はそのように構成されており、したがって、この３つ組に対して温度駆動力を最大にできる。

２０、請求項１９記載の方法において、さらに、上記ＳＭとして３没収着モジュールを設け、冷熱伝達媒体を、上記ＴＭの冷収着剤に接触させて、温度を順次下げる順に送る方法。

２１、ある量の熱の温度を第１温度から該第１温度よりも高い第２温度に上昇させる方法であって、多数の収着モジュール（ＳＭ）を、固定伝熱流体通路と交差するように回転させ、また、各収着モジュールは、高親和性収着ゾーンと、中間親和性収着ゾーンと、ソルビン酸塩と、該ソルビン酸塩に対する低親和性ゾーンとを備えている方法。

２２、加熱と冷却のうちの少なくとも一方のためのロークリ式固体収着ヒートポンプであって、ａ）それぞれがソルビン酸塩蒸気による物質移動と伝熱流体による熱伝達に適合した少なくとも２つの気密に連結されたゾーンを備えた複数の収着モジュール（ＳＭ）を備え、上記ゾーンの少なくとも１つは固体収着剤を入れており、ｂ）また、各ＳＭの上記２つのゾーンが軸方向に互いに離間するように、周辺付近に上記ＳＭを等間隔で搭載した回転可能なフレームを備え、上記フレームの回転によって、各タイプのゾーンが、開放内部を有する中空シリンダ形状の回転通路を移動し、Ｃ）上記シリンダ状の通路のうち少なくとも１つのシリンダ状の通路の開放内部の少なくとも１つの角セグメントへ挿入される固定伝熱流体運搬構造物ならびに該シリンダ状の通路の該角セグメントの外側に位置する伝熱流体運搬構造物と、ｄ）上記固定伝熱流体運搬構造物の一方から、ＳＭと熱交換接触している上記シリンダ状の通路の角セグメントを通り、他方の固定伝熱流体運搬構造物へと伝熱流体を流れさせる手段とを備えたロークリ式固体収着ヒートポンプ。

２３、請求項２２記載の装置において、上記内側の固定伝熱流体運搬構造物は異なる温度の２つの伝熱流体を別々に２つの異なる角セグメントに運ぶようになっている装置。

２４、請求項２２記載の装置において、固定火炎保持装置が上記開放内部の一部に挿入されている装置。

２５　請求項２２記載の装置において、上記内側の構造物の固定流れ制御穴は、上記角セグメントにおける異なる部分で伝熱流体の流れを異ならせる装置。

２６、請求項２２記載の装置において、上記ＳＭは２没収着モジュールであり、各２没収着モジュールは２つの活動ゾーンを有し、また、各ゾーンは長いシリンダの形状になっている装置。

２７　請求項２２記載の装置において、上記ＳＭはそれぞれ少なくとも３つの活動ゾーンを有している装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１．加熱と冷却の少なくとも一方を連続して行うための熱作動式ヒートポンプであって、回転可能なフレーム上に周方向に設けられた複数の３段収着モジュール（ＴＭ）を備え、各ＴＭは冷媒ガスのための気密封止容器を備え、この気密封止容器は上記冷媒ガスに対して異なる親和性を有する少なくとも３つのゾーンを含み、上記ゾーンの少なくとも２つは固体収着剤を入れており、上記ＴＭは略等間隔で上記フレームに取り付けられて、複数の上記３種類のゾーンの各々が異なる回転通路を形成し、また、上記少なくとも３つの回転通路の各々を少なくとも３つのセグメントに分割する固定構造物と、上記通路の少なくとも２つのために上記固定構造物内に設けられ、１つの伝熱流体を上記セグメントの１つに送ると共に異なる伝熱流体を別のセグメントに送る導管とを備えた熱作動式ヒートポンプ。
２．請求項１記載の装置において、ストレートシリンダーであるＴＭを備えた装置。
３．請求項１記載の装置において、上記通路のうちの２つを角度およびセグメントにおいて一致させるように低親和性媒体ゾーンと中間親和性媒体ゾーンを角度的に偏倚させたＴＭを備え、同じ一組の伝熱導管が、両通路の対応セグメントのために働く装置。
４．請求項１記載の装置において、上記伝熱流体の両方が空気からなる装置。
５．請求項４記載の装置において、上記空気の流れの１つは、状態調節された空間に供給され排出される装置。
６．請求項１記載の装置において、さらに、上記高親和性媒体ゾーンに熱を加えるための手段を備え、この手段は、直接輻射エネルギーと、熱い燃焼ガスとの直接接触との少なくとも一方を備えた装置。
７．請求項１記載の装置において、上記高親和性媒体ゾーンに熱を加えるための熱空気導管を備え、この熱空気導管は上記熱空気を最初に加熱するための別体の手段を備えている装置。
８．請求項１記載の装置において、ソルビン酸塩は、アンモニア、水蒸気、水素、メタノールおよびＣＯ２から選ばれる装置。
９．請求項８記載の装置において、ソルビン酸塩はアンモニアであり、低親和性媒体、中間親和性媒体および高親和性媒体の収着用３つ組は、ＮＨ３，ＢａＣｌ２，ＳｒＣｌ２；ＮＨ３，ＢａＣｌ２，ＣａＣｌ２；ＮＨ３，ＳｒＣｌ２，ＭｎＣｌ２；ＮＨ３，ＳｒＣｌ２，ＦｅＣｌ２；ＢａＣｌ２，ＳｒＣｌ２，ＭｎＣｌ２；及びＢａＣｌ２，ＳｒＣｌ２，ＳｒＢｒ２から選ばれる装置。
１０．請求項８記載の装置において、ソルビン酸塩はＨ２Ｏであり、固体収着剤の少なくとも１つは、Ｎａ２Ｓ，アルカリ性アースハリド，ＣａＯ，Ｎａ２ＳＯ４および配位共有結合を形成することのできる遷移金属化合物から選ばれる装置。
１１．ａ）少なくとも次の２つの固定伝熱流体導管と、ｉ）少なくとも１つの低温熱入力供給用導管ｉｉ）少なくとも１つの中温熱放出用導管ｂ）３つの蒸気接続され気密封止された熱・物質移動ゾーンを備えた少なくとも１つの３段収着モジュールとを備え、上記ゾーンの１つは高親和性収着媒体を収約し、別のゾーンは中間親和性収着媒体を収納し、３つ目のゾーンは低親和性収着媒体またはソルビン酸塩縮合体の一方を収約しており、ｃ）また、上記ＴＭを運行通路に沿って上記固定導管に対して移動させる手段を備え、ｄ）上記運行通路は、ｉ）上記低親和性媒体ゾーンが上記低温導管と交差するときに上記中間親和性媒体ゾーンが上記中温導管と交差するように、また、ｉｉ）上記中間親和性媒体ゾーンが上記低温導管と交差するときに上記高親和性媒体ゾーンが上記中温導管と交差するように、上記固定導管と交差する構成と寸法とを有するヒートポンプ。
１２．請求項１１記載の装置において、さらに、上記低親和性媒体ゾーンが上記中温導管と交差するときに、高温熱を上記高親和性媒体ゾーンに供給する手段を備えた装置。
１３．請求項１２記載の装置において、運転中少なくとも１つのＴＭが常にステップ１１ｄ）ｉ）またはステップ１１ｄ）ｉｉ）のいずれかの位置にあるように変位した運行通路を有する少なくとも２つのＴＭを備えて、冷却が連続して行われる装置。
１４．請求項１３記載の装置において、上記移動させる手段は回転フレームを備え、この回転フレームは、上記複数のＴＭのための周方向に離間した取り付け部と該フレームを回転させる手段とを備えた装置。
１５．請求項１２記載の装置において、さらに、上記中温よりも熱い温度の廃熱を上記中間親和性収着媒体に供給する手段を備えた装置。
１６．高親和性媒体と中間親和性媒体と低親和性媒体ゾーンとを備えた少なくとも１つの３段収着モジュール（ＴＭ）を、高圧段階と中圧段階と低圧段階とを備えた動作サイクルで動作させて、ある量の熱の温度を低温から中温に上昇させる方法であって、上記低圧段階から上記高圧段階へ遷移する間、上記中温よりも高い温度の熱を上記中間親和性媒体に供給することを特徴とする方法。
１７．請求項１６記載の方法において、多数のＴＭと回転可能な取り付け台と固定伝熱媒体通路とを設け、上記取り付け台とＴＭとを、上記固定通路と交差するように回転させる方法。
１８．各収着モジュール（ＳＭ）が順次、収着ヒートポンプ動作サイクルを構成する少なくとも２つの質量交換工程を開始、完了するように、多数の収着モジュールを繰り返しパターンで順番に配列し、また、上記工程の少なくとも１つは、処理の間、該工程中に上記ＳＭの少なくとも２つを有する空間コンディショニング方法であって、上記工程を開始するＳＭに、該工程を完了するＳＭへ供給される流量よりも大きい流量の伝熱流体媒体を供給することを特徴とする空間コンディショニング方法。
１９．請求項１８記載の方法において、さらに、上記多数のＳＭをフレームに取り付け、該フレームを回転させ、該フレームに取り付けられたＴＭの部分を固定伝熱媒体流路と交差させる方法。
２０．請求項１ｇ記載の方法において、さらに、上記ＳＭとして３段収着モジュールを設け、冷熱伝達媒体を、上記ＴＭの冷収着剤に接触させて、温度を順次下げる順に送る方法。
２１．ある量の熱の温度を第１温度から該第１温度よりも高い第２温度に上昇させる方法であって、多数の収着モジュール（ＳＭ）を、固定伝熱流体通路と交差するように回転させ、また、各収着モジュールは、高親和性収着ゾーンと、中間親和性収着ゾーンと、ソルビン酸塩と、該ソルビン酸塩に対する低親和性ゾーンとを備えている方法。
２２．加熱と冷却のうちの少なくとも一方のためのロータリ式固体収着ヒートポンプであって、ａ）それぞれがソルビン酸塩蒸気による物質移動と伝熱流体による熱伝達に適合した少なくとも２つの気密に連結されたゾーンを備えた複数の収着モジュール（ＳＭ）を備え、上記ゾーンの少なくとも１つは固体収着剤を入れており、ｂ）また、周辺付近に上記ＳＭを等間隔で搭載した回転可能なフレームを備え、上記フレームの回転によって、各タイプのゾーンが、開放内部を有する中空シリンダ形状の回転通路を移動し、ｃ）上記シリンダ状の通路のうち少なくとも１つのシリンダ状の通路の開放内部の少なくとも１つの角セグメントへ挿入される固定伝熱流体運搬構造物ならびに該シリンダ状の通路の該角セグメントの外側に位置する伝熱流体運搬構造物と、ｄ）上記固定伝熱流体運搬構造物の一方から、ＳＭと熱交換接触している上記シリンダ状の通路の角セグメントを通り、他方の固定伝熱流体運搬構造物へと伝熱流体を流れさせる手段とを備えたロータリ式固体収着ヒートポンプ。
２３．請求項２２記載の装置において、上記内側の固定伝熱流体運搬構造物は異なる温度の２つの伝熱流体を別々に２つの異なる角セグメントに運ぶようになっている装置。
２４．請求項２２記載の装置において、固定火炎保持装置が上記開放内部の一部に挿入されている装置。
２５．請求項２２記載の装置において、上記内側の構造物の固定流れ制御穴は、上記角セグメントにおける異なる部分で伝熱流体の流れを異ならせる装置。
２６．請求項２２記載の装置において、上記ＳＭは２段収着モジュールであり、各２段収着モジュールは２つの活動ゾーンを有し、また、各ゾーンは長いシリンダの形状になっている装置。
２７．請求項２２記載の装置において、上記ＳＭはそれぞれ少なくとも３つの活動ゾーンを有している装置。