JPH1137597A - 吸着式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被冷却体を連続的に冷却可能な吸着式冷凍装
置に関して、小型化を図る。 【解決手段】 吸着コア１２が冷媒を吸着するとき、蒸
発凝縮器１３にて冷媒が蒸発するときの冷熱にて熱交換
流体を冷却し、この冷却された熱交換流体を流体循環路
Ｃを経て室内熱交換器２７および蓄冷器２８に循環させ
ることにより、室内空気を冷却するとともに、蓄冷器２
８に冷熱を蓄え、吸着コア１２が冷媒を脱着するとき、
蓄冷器２８が蓄えた冷熱にて熱交換流体を冷却し、この
冷却された熱交換流体を流体循環路Ｄを経て室内熱交換
器２７に循環させることにより、室内空気を冷却する。
これにより、吸着コア１２の吸着時に、別の吸着コアを
脱着させておく必要がないので、必要となる吸着コア１
２の数が少なくてすむ。

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
の冷媒を吸着、脱着することを利用した吸着式冷凍装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸着式冷凍装置は、冷却流体およ
び加熱流体が交互に流れる熱交換器の周囲に多数の吸着
剤を配してなる吸着コアを２つ備えている。そして、一
方の吸着コアが冷媒を吸着し、他方の吸着コアが冷媒を
脱着する第１行程と、一方の吸着コアが冷媒を脱着し、
他方の吸着コアが冷媒を吸着する第２行程とを、所定時
間毎に交互に行なうことにより、冷媒の吸着（換言すれ
ば冷媒の蒸発）を連続的に行ない、これにより、室内空
気（被冷却体）を連続的に冷却している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、室内空気の冷却を連続的に行なうために、上記
した第１、第２行程のように冷媒の吸着と脱着を並列し
て行なっているため、少なくとも２つの吸着コアが必要
となり、吸着式冷凍装置の体格が大型となる、といった
問題があった。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、被冷却体を連続的に冷却可能な吸着式冷凍装置に関
して、小型化を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
では、冷媒の吸着と脱着を並列して行なうために、少な
くとも２つの吸着コアを必要としており、この結果、装
置が大型となることに着目して、冷媒の吸着と脱着を単
独に行なうことにより、被冷却体を連続的に冷却するよ
うにして、必要となる吸着コアの数を減らして、上記目
的を達成することを見出した。

【０００６】すなわち、請求項１、２、４、および５に
記載の発明では、吸着コア（１２）が冷媒を吸着する冷
媒吸着時に、蒸発器（１３）にて冷媒が蒸発するときの
冷熱にて被冷却体を冷却するとともに、上記冷熱を蓄冷
器（２８）に蓄え、吸着コア（１２）が冷媒を脱着する
冷媒脱着時は、上記冷媒吸着時に蓄冷器（２８）が蓄え
た冷熱にて被冷却体を冷却することを特徴としている。

【０００７】従って、冷媒吸着時に蓄冷器（２８）に蓄
えた冷熱を用いて、冷媒脱着時における被冷却部の冷却
を行なうことができるため、冷媒吸着時に、別の吸着コ
アを脱着させておく必要はない。この結果、必要となる
吸着コア（１２）の数を従来技術よりも減らすことがで
きるので、吸着式冷凍装置が小型となり、コストダウン
を図ることができる。

【０００８】なお、冷媒の吸着、脱着を１回ずつ行なう
間に必要となる冷熱（つまり、所定の冷却能力を発揮す
るために必要となる総冷熱量）を、冷媒の吸着を１回行
なう間に蒸発器（１３）にて生成できるように、吸着コ
ア（１２）の体格（具体的には吸着剤（Ｓ）の充填量
等）が設定されている。また、請求項２に記載の発明で
は、蒸発器（１３）と、蓄冷器（２８）と、被冷却体を
冷却する冷却器（２７）との間に熱交換流体を循環させ
る第１流体循環路（Ｃ）と、蓄冷器（２８）と、冷却器
（２７）との間に熱交換流体を循環させる第２流体循環
路（Ｄ）とを備え、冷媒吸着時に、上記第１流体循環路
（Ｃ）に熱交換流体を循環させ、冷媒脱着時に、上記第
２流体循環路（Ｄ）に熱交換流体を循環させることを特
徴としている。

【０００９】このようにして、本発明を良好に実施可能
となる。また、請求項３、４、および５に記載の発明で
は、蒸発器（１３）と、被冷却体を冷却する冷却器（２
７０）との間に熱交換流体を循環させる主流体循環路
（Ｃ）と、この主流体循環路（Ｃ）において、蒸発器
（１３）をバイパスして冷却器（２７０）に熱交換流体
を循環させるバイパス流体循環路（Ｄ）とを備え、冷媒
吸着時に、蒸発器（１３）にて冷媒が蒸発するときの冷
熱にて熱交換流体を冷却し、この冷却された熱交換流体
を、主流体循環路（Ｃ）を経て冷却器（２７０）に循環
させることにより被冷却体を冷却し、冷媒脱着時に、上
記冷却された熱交換流体を、バイパス流体循環路（Ｄ）
を経て冷却器（２７０）に循環させることにより被冷却
体を冷却することを特徴としている。

【００１０】従って、冷媒吸着時に冷却された熱交換流
体を、冷媒脱着時にバイパス流体循環路（Ｄ）を経て冷
却器（２７０）に循環させることにより、被冷却部の冷
却を行なうことができる。よって、冷媒吸着時に、別の
吸着コアを脱着させておく必要はない。この結果、必要
となる吸着コア（１２）の数を従来技術よりも減らすこ
とができるので、吸着式冷凍装置が小型となり、コスト
ダウンを図ることができる。

【００１１】また、請求項４に記載の発明では、エンジ
ン（２２）と、吸着コア（１２）との間にエンジン冷却
水を循環させる主冷却水循環路（Ｅ）と、この主冷却水
循環路（Ｅ）において、吸着コア（１２）をバイパスす
るバイパス冷却水循環路（Ｅ０）とを備え、冷媒脱着時
に、エンジン冷却水を主冷却水循環路（Ｅ）を経て吸着
コア（１２）に循環させることにより、吸着コア（１
２）を加熱し、冷媒吸着時は、バイパス冷却水循環路
（Ｅ０）にエンジン冷却水を循環させることにより、バ
イパス冷却水循環路（Ｅ０）を循環するエンジン冷却水
にエンジン（２２）の熱を蓄えることを特徴としてい
る。

【００１２】これにより、冷媒吸着時においてエンジン
（２２）の熱を蓄えたエンジン冷却水を、冷媒脱着時に
吸着コア（１２）に循環させることができるので、冷媒
吸着時にエンジン（２２）の熱を室外へ放出する場合に
比べて、エンジン（２２）の熱を、吸着コア（１２）の
加熱に有効に利用できる。また、請求項５に記載の発明
では、吸着コア（１２）の加熱温度と、凝縮器（１３）
での凝縮温度との差を、吸着コア（１２）の冷却温度
と、蒸発器（１３）での蒸発温度との差よりも大きく
し、吸着コア（１２）を加熱して冷媒を脱着させる時間
（Ｔ２）を、吸着コア（１２）を冷却して冷媒を吸着さ
せる時間（Ｔ１）よりも短くすることを特徴としてい
る。

【００１３】ここで、吸着コア（１２）の加熱温度と、
凝縮器（１３）での凝縮温度との差が、吸着コア（１
２）の冷却温度と、蒸発器（１３）での蒸発温度との差
よりも大きいとき、吸着コア（１２）が冷媒を脱着する
速さは、吸着コア（１２）が冷媒を吸着する速さよりも
速くなる。このため、上述のように、吸着コア（１２）
を加熱して冷媒を脱着させる時間（Ｔ２）を、吸着コア
（１２）を冷却して冷媒を吸着させる時間（Ｔ１）より
も短くしても、吸着コア（１２）を脱着完了状態（再生
状態）とすることができる。

【００１４】そして、吸着コア（１２）に冷媒を脱着さ
せる時間を短くした分だけ、冷媒の吸着、脱着を１回ず
つ行なう時間が短くなり、この分だけ、吸着、脱着を１
回ずつ行なう間に必要となる冷熱が少なくて済むので、
吸着コア（１２）の体格を小型化できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図に基づいて説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態を
示す吸着式冷凍装置１の全体構成図である。本実施形態
では、吸着式冷凍装置１の冷却能力を、車室内空気（被
冷却体）の冷却（つまり、車室内の冷房）に用いてい
る。

【００１６】この吸着式冷凍装置１は、１つの密閉空間
を形成する密閉容器（密閉回路）１１の内部に、吸着コ
ア１２、蒸発凝縮器（請求項でいう蒸発器、および、凝
縮器）１３を、上方から順に収容してなるユニット１０
を備えている。なお、密閉容器１１は、吸着コア１２を
収容する吸着コア収容部１１１と、蒸発凝縮器１３を収
容する蒸発凝縮器収容部１１２と、これら収容部１１
１、１１２の間に位置する冷媒蒸気通路１１０とを有し
ている。

【００１７】密閉容器１１の蒸発凝縮器収容部１１２の
内部には、所定量の液冷媒Ｌが封入されている。そし
て、主蒸発凝縮器１３の全体あるいは一部が液冷媒Ｌと
接触して設けられ、吸着コア１２の全体が液冷媒Ｌと非
接触状態で（つまり、液冷媒Ｌの表面よりも上方に）設
けられている。なお、本実施形態では、蒸発凝縮器１３
の高さ方向半分程度を液冷媒Ｌと接触させている。ま
た、冷媒としては、例えば水、アルコール、フロン等が
用いられている。

【００１８】吸着コア１２は、周知の熱交換器形状を有
する熱交換器１２１に、多数の吸着剤Ｓを保持させたも
のである。熱交換器１２１は、一対のタンク１２１ａ、
１２１ｂの間に、複数の流体配管１２１ｃと、複数の蛇
行状伝熱フィン１２１ｄを交互に並列配置してなる。な
お、一対のタンク１２１ａ、１２１ｂの一方１２１ａ
に、熱交換流体が流入する入口部１２ａが形成され、他
方１２１ｂに、熱交換流体が流出する出口部１２ｂが形
成されており、熱交換流体としては、水にエチレングリ
コール等を混入させたいわゆる不凍液を用いている。

【００１９】吸着剤Ｓは、冷却されることにより冷媒蒸
気を吸着し、加熱されることにより吸着していた冷媒蒸
気を脱着するものであり、例えば、シリカゲル、ゼオラ
イト、活性炭、活性アルミナ等からなる。そして、上記
した熱交換器１２１のうち、タンク１２１ａ、１２１ｂ
や、複数の流体配管１２１ｃや、複数の伝熱フィン１２
１ｄの間に多数の吸着剤Ｓを充填し、接着固定してあ
る。なお、吸着コア１２は上下方向に平行に配置されて
いる。これにより、冷媒蒸気通路１１０からの冷媒蒸気
が、吸着コア１２の両面から吸着剤Ｓに良好に供給され
る。

【００２０】蒸発凝縮器１３は、上記した吸着コア１２
の熱交換器１２１と同様の熱交換器形状をなしており、
熱交換流体が流入する入口部１３ａ、および、熱交換流
体が流出する出口部１３ｂを有している。そして、吸着
コア１２の熱交換器１２１と、室外熱交換器２４とは、
流体配管にて直列に接続されており、これにより、吸着
コア１２の熱交換器１２１と、室外熱交換器２４との間
に熱交換流体を循環させる流体循環路Ａを構成してい
る。また、吸着コア１２の熱交換器１２１と、エンジン
２２とは、流体配管にて直列に接続されており、これに
より、吸着コア１２の熱交換器１２１と、エンジン２２
との間に熱交換流体を循環させる流体循環路（主冷却水
循環路）Ｅを構成している。

【００２１】また、蒸発凝縮器１３と、室外熱交換器２
４とは、流体配管にて直列に接続されており、これによ
り、蒸発凝縮器１３と、室外熱交換器２４との間に熱交
換流体を循環させる流体循環路Ｂを構成している。ま
た、蒸発凝縮器１３と、室内熱交換器（冷却器）２７
と、蓄冷器２８とは、流体配管にてこの順に直列に接続
されており、これにより、蒸発凝縮器１３と、室内熱交
換器２７と、蓄冷器２８との間に熱交換流体を循環させ
る流体循環路（第１流体循環路、主流体循環路）Ｃを構
成している。また、流体循環路Ｃには、蒸発凝縮器１３
をバイパスして、室内熱交換器２７と、蓄冷器２８との
間に熱交換流体を循環させる流体循環路（第２流体循環
路、バイパス流体循環路）Ｄが設けられている。

【００２２】そして、吸着コア１２の熱交換器１２１の
入口部１２ａ近傍（流体循環路Ａ、Ｅの途中）、およ
び、出口部１２ｂ近傍（流体循環路Ａ、Ｅの途中）に
は、三方切替弁２１、２３が設けられており、この三方
切替弁２１、２３により、エンジン２２からのエンジン
冷却水（加熱流体）を吸着コア１２の熱交換器１２１に
循環させるか（つまり、流体循環路Ｅに熱交換器を循環
させるか）、室外熱交換器２４からの熱交換流体（冷却
流体）を吸着コア１２の熱交換器１２１に循環させるか
（つまり、流体循環路Ａに熱交換器を循環させるか）を
切り替えている。

【００２３】また、蒸発凝縮器１３の入口部１３ａ近傍
（流体循環路Ｂ、Ｃの途中）、および、出口部１３ｂ近
傍（流体循環路Ｂ、Ｃの途中）には、三方切替弁２５、
２６が設けられており、この三方切替弁２５、２６によ
り、室外熱交換器２４からの熱交換流体を蒸発凝縮器１
３に循環させるか（つまり、流体循環路Ｂに熱交換器を
循環させるか）、室内熱交換器２７からの熱交換流体を
蒸発凝縮器１３に循環させるか（つまり、流体循環路Ｃ
に熱交換器を循環させるか）を切り替えている。

【００２４】また、上記した蓄冷器２８は、密閉容器２
８０の内部に、周知の熱交換器形状である熱交換器２８
１と、蓄冷剤２８２とを収容してなる。蓄熱材２８２
は、室内熱交換器２７へ流入させる熱交換流体の目標温
度（例えば１０℃）程度の融点をもつ材料が用いられて
おり、例えば、分子量が４００〜６００のポリエチレン
グリコール等が挙げられる。

【００２５】そして、室内熱交換器２７の入口部２７ａ
近傍（流体循環路Ｃ、Ｄの途中）、および、蓄冷器２８
の出口部２８ｂ近傍（流体循環路Ｃ、Ｄの途中）には、
三方切替弁２９、３０が設けられており、この三方切替
弁２９、３０により、蒸発凝縮器１３、室内熱交換器２
７および蓄冷器２８の順に熱交換流体を循環させるか
（つまり、流体循環路Ｃに熱交換流体を循環させる
か）、室内熱交換器２７と蓄冷器２８との間に熱交換流
体を循環させるか（つまり、流体循環路Ｄに熱交換流体
を循環させるか）を切り替えている。

【００２６】また、室外熱交換器２４の近傍（流体循環
路Ａ、Ｂが合流する部位）に設けた電動ポンプ２５によ
り熱交換流体を圧送して、流体循環路Ａ、または、流体
循環路Ｂに熱交換流体を循環させている。また、室内熱
交換器２７の近傍（流体循環路Ｃ、Ｄが合流する部位）
に設けた電動ポンプ３２により熱交換流体を圧送して、
流体循環路Ｃ、または、流体循環路Ｄに熱交換流体を循
環させている。また、エンジン２２を駆動源とする機械
ポンプ３３により、流体循環路Ｅにエンジン冷却水（熱
交換流体）を循環させている。

【００２７】なお、室内熱交換器２７は、空調ダクト３
内に収容されており、送風ファン４にて送風される室内
空気（被冷却体）と冷媒を熱交換させることにより、室
内空気を冷却している。次に、上記構成による作動を説
明する。まず、使用者が図示しないエアコンスイッチを
オンすることにより、電動ポンプ２５、３２を作動させ
るとともに、三方切替弁２１、２３、２５、２６、２
９、３０を図１中実線位置に回動させることにより、吸
着コア１２の吸着剤Ｓに冷媒蒸気を吸着させる吸着モー
ドを実行する。

【００２８】すなわち、流体循環路Ａおよび流体循環路
Ｃに熱交換流体が循環して、吸着剤Ｓが冷媒蒸気を吸着
するとともに、液冷媒Ｌが蒸発する。そして、液冷媒が
蒸発するときに発生する蒸発潜熱により、蒸発凝縮器１
３を循環する熱交換流体が例えば０℃〜５℃程度に冷却
され、この冷却された熱交換流体を、流体循環路Ｃを経
て室内熱交換器２７に供給することにより室内（被冷却
部）を冷却し、さらに、室内熱交換器２７を通過した比
較的低温な熱交換流体を蓄冷器２８に供給する。これに
より、蓄冷器２８に冷熱が蓄えられる。

【００２９】なお、室内熱交換器２７を通過した熱交換
流体の温度は、室内温度により上下するが、この熱交換
流体の温度が、蓄熱剤２８２の融点以下のときに、熱交
換流体の冷熱が、蓄熱剤２８２の融解潜熱として良好に
蓄えられる。ここで、本実施形態では、吸着コア１２に
冷媒を脱着させる脱着モード時間Ｔ２（例えば５０秒）
を、吸着コア１２に冷媒を吸着させる吸着モード時間Ｔ
１（例えば７０秒）よりも短く設定している。これは、
吸着コア１２の加熱温度（つまり、エンジン２２からの
熱交換流体の温度、例えば９０℃）と、蒸発凝縮器１３
での冷媒の凝縮温度（例えば３０℃程度）との差（例え
ば６０℃程度）が、吸着コア１２の冷却温度（つまり、
室外熱交換器２４からの熱交換流体の温度、例えば４０
℃）と、蒸発凝縮器１３での冷媒の蒸発温度（例えば１
０℃）との差（例えば３０℃程度）よりも大きいため、
吸着コア１２が脱着を完了する時間（つまり、吸着剤Ｓ
から所定量の冷媒を脱着させるのに必要な時間）が、吸
着コア１２が吸着を完了する時間（つまり、吸着剤Ｓに
所定量の冷媒を吸着させるのに必要な時間）よりも短い
ためである。

【００３０】よって、吸着モード時に必要とされる冷房
能力を例えば３ｋＷとし、後述する脱着モード時に必要
とされる冷房能力を例えば２ｋＷとしており、吸着式冷
凍装置１にて生成すべき冷房能力は例えば５ｋＷとな
る。このため、吸着モード時には、吸着コア１２および
蒸発凝縮器１３により５ｋＷの冷房能力を生成し、この
生成された冷房能力のうち、３ｋＷ分を室内冷房に用い
るとともに、２ｋＷ分を蓄冷器２８に蓄えている。

【００３１】また、吸着コア１２の熱交換器１２１を循
環する熱交換流体が吸着熱により加熱され、この加熱さ
れた熱交換流体を、流体循環路Ａを経て室外熱交換器２
４に循環させることにより、熱交換流体から室外へ放熱
する。そして、このような吸着モードを上記時間Ｔ１の
間行なった後、三方切替弁２１、２３、２５、２６、２
９、３０を図１中一点鎖線位置に切り替えることによ
り、吸着剤Ｓから冷媒蒸気を脱着させる脱着モードを実
行する。なお、このモードの切替時においては、吸着剤
Ｓの吸着能力は低下している。

【００３２】そして、脱着モードでは、流体回路Ｂ、流
体循環路Ｄ、および流体循環路Ｅに熱交換流体が循環す
る。これにより、吸着コア１２の熱交換器１２１に、エ
ンジン２２のエンジン冷却水（熱交換流体）が循環され
るので、吸着剤Ｓが加熱されて、吸着剤Ｓが吸着してい
た冷媒を脱着する。この脱着された冷媒蒸気は、蒸発凝
縮器１３近傍において凝縮される。このときの凝縮熱に
より、蒸発凝縮器１３を流れる熱交換流体が加熱され、
この加熱された熱交換流体を、第２流体循環路Ｂを経て
室内熱交換器２４に循環させることにより、熱交換流体
から室外へ放熱する。

【００３３】また、室内熱交換器２７において冷熱が室
内へ放出されるため、この室内熱交換器２７を流れる熱
交換流体の温度が上昇して、蓄冷材２８２の融点以上と
なる。これにより、蓄冷材２８２は融解潜熱に対応する
冷熱を熱交換流体へ放出する（換言すれば、融解潜熱を
熱交換流体から吸熱する）ので、この熱交換流体が冷却
され、この冷却された熱交換流体を室内熱交換器２７に
循環させることにより、脱着モードにおいて室内を冷却
できる。そして、このような脱着モードを上記時間Ｔ２
の間行なった後、吸着剤Ｓの吸着能力が再生されるた
め、再び上記吸着モードを実行させる。

【００３４】そして、本実施形態によれば、吸着コア１
２が冷媒を吸着する吸着モード時（冷媒の吸着時）に蓄
冷器２８に蓄えた冷熱を用いて、吸着コア１２が冷媒を
脱着する脱着モード時（冷媒の脱着時）における車室内
空気の冷却（車室内の冷房）を行なうことができる。こ
のため、１つの吸着コア１２にて、連続的に車室内空気
の冷却を行なうことができるので、吸着モード時に、吸
着コア１２とは別の吸着コアを脱着させておく必要がな
い。よって、連続的な冷却を行なうために必要な吸着コ
アの数を、従来よりも減らすことができるので、吸着式
冷凍装置１が小型となり、コストダウンを図ることがで
きる。

【００３５】特に、必要な吸着コアの数が従来よりも減
ることにより、吸着コアに熱交換流体（冷却流体または
加熱流体）を循環させるための流体循環路の構造がより
単純となるため、吸着式冷凍装置１が小型となり、コス
トダウンを図ることができる。また、本実施形態では、
脱着モード時間Ｔ２を、吸着モード時間Ｔ１よりも短く
設定しているので、吸着式冷凍装置１にて生成すべき冷
房能力が少なくて済む。この効果について、従来技術の
吸着式冷凍装置と比較して、以下に詳しく説明する。

【００３６】まず、従来の吸着式冷凍装置としては、上
記ユニット１０と同じ構造の２つのユニットＡ、Ｂを備
えたものとし、これら２つのユニットＡ、Ｂに、上記し
た吸着モードおよび脱着モードを上記第１所定時間Ｔ１
毎に交互に行なわせるものを想定している。そして、吸
着式冷凍装置にて生成すべき単位時間当たりの冷房能力
をＱとすると、従来の吸着式冷凍装置では、ユニットＡ
にて冷媒の吸着、脱着を１回ずつ行なう間に（換言すれ
ば、ユニットＢにて冷媒の脱着、吸着を１回ずつ行なう
間に）、２Ｔ１×Ｑに相当する冷房能力を蒸発凝縮器１
３にて生成する必要がある。一方、本実施形態の吸着式
冷凍装置では、ユニット１０にて冷媒の吸着、脱着を１
回ずつ行なう間に、（Ｔ１＋Ｔ２）×Ｑに相当する冷房
能力を生成する必要がある。

【００３７】ここで、脱着モード時間Ｔ２＜吸着モード
時間Ｔ１であるため、（Ｔ１＋Ｔ２）×Ｑ＜２Ｔ１×Ｑ
となり、本実施形態の方が従来技術よりも、冷媒の吸
着、脱着を１回ずつ行なう間に生成すべき冷房能力が小
さくなる。一方、吸着剤Ｓの充填量が多いほど、冷媒の
吸着量が多くなり、蒸発凝縮器１３にて生成可能な冷房
能力も大きくなる。よって、本実施形態の方が従来技術
よりも吸着剤Ｓの充填量が少なくてすむため、吸着コア
１２の体格を小型化でき、吸着式冷凍装置１の小型化を
図ることができる。

【００３８】（第２の実施形態）本実施形態の吸着式冷
凍装置は、図２に示すように、ユニット１０を複数（例
えば３つ）備えている。そして、複数の吸着コア１２
は、流体循環路Ａ、Ｅに直列的に配置され、複数の蒸発
凝縮器１３は、流体循環路Ｂ、Ｃ、Ｄに直列的に配置さ
れている。そして、複数の吸着コア１２に流れる熱交換
流体の流れ方向と、複数の蒸発凝縮器１３に流れる熱交
換流体の流れ方向とが、向流となるように（つまり、逆
向きとなるように）、熱交換流体が循環される。これに
より、吸着式冷凍装置１の冷却能力を向上できる。

【００３９】このような吸着式冷凍装置１において、上
記第１の実施形態と同様に蓄熱器２８を設けるととも
に、上記第１の実施形態と同様の作動を行なっている。
ここで、従来では、複数のユニットを１対（２組）備
え、一方の複数のユニットが冷媒の吸着を行なうとき、
他方の複数のユニットにて冷媒の脱着を行なわせること
により、冷却を連続的に行なっていたが本実施形態で
は、１つの複数のユニットにて吸着を行い、その後、脱
着を行なう、といった行程を繰り返すことにより、冷却
を連続的に行なうことができる。

【００４０】（第３の実施形態）本実施形態では、図３
に示すように、吸着式冷凍装置１にて得られる冷却能力
を、蒸気圧縮式冷凍装置２の過冷却部４３を流れる冷媒
（被冷却体）の冷却に用いている。蒸気圧縮式冷凍装置
２は、ガス冷媒を吸入圧縮する冷媒圧縮機４１と、送風
ファン４２ａにて送風される外気と冷媒とを熱交換させ
る室外熱交換器４２と、過冷却部４３と、膨張弁４４
と、送風ファン４５ａにて送風される内気と冷媒とを熱
交換させる室内熱交換器４５と、冷媒を気液に分離する
とともに、ガス冷媒を導出するアキュムレータ４６とを
備えている。

【００４１】そして、四方切替弁４７が図３中実線位置
に切り替えられたときは、圧縮機１からの冷媒が、室外
熱交換器４２にて凝縮され、この凝縮された冷媒が過冷
却部４３にて過冷却され、この過冷却された冷媒が膨張
弁４４にて減圧され、この減圧された冷媒が室内熱交換
器４５にて蒸発し、この蒸発した冷媒がアキュムレータ
４６にて気液分離され、ガス冷媒のみを圧縮機１に再び
吸入させている。これにより、車室内の冷房が行なわれ
る。

【００４２】また、四方切替弁４７が図３中点線位置に
切り替えられたときは、圧縮機１からの冷媒が、室内熱
交換器４５にて凝縮され、この凝縮された冷媒が膨張弁
４４にて減圧され、この減圧された冷媒が過冷却部４３
を通過して（つまり、過冷却部４３は作動しない）、室
外熱交換器４２にて蒸発し、この蒸発した冷媒がアキュ
ムレータ４６にて気液分離され、ガス冷媒のみを圧縮機
１に再び吸入させている。これにより、車室内の暖房が
行なわれる。

【００４３】なお、蒸気圧縮式冷凍装置２のうち、室内
熱交換器４３以外の全ての機器（４１、４２、４４、４
５、４６）は、車室の外部（走行用モータが搭載される
室）に設置されている。そして、上記した流体循環路Ｅ
において、エンジン２２の下流には、断熱容器からなる
冷却水タンク５１が接続してあり、さらに、流体循環路
Ｅには、室外熱交換器２４をバイパスして、エンジン２
２と、冷却水タンク５１との間に熱交換流体を循環させ
る流体循環路（バイパス冷却水循環炉）Ｅ０が設けられ
ている。冷却水タンク５１は、流体循環路Ｅ０における
エンジン冷却水の封入量を多くするために設けられてお
り、これにより、流体循環路Ｅ０におけるエンジン冷却
水の熱容量を大きくして、エンジン冷却水の温度変化を
緩和させている。

【００４４】そして、流体循環路Ｅと流体循環路Ｅ０と
の分岐部に設けた三方切替弁５２により、エンジン２２
からのエンジン冷却水（加熱流体）を、吸着コア１２の
熱交換器１２１に循環させるか（つまり、流体循環路Ｅ
に熱交換流体を循環させるか）、吸着コア１２の熱交換
器１２１をバイパスさせるか（つまり、流体循環路Ｅ０
に熱交換流体を循環させるか）を切り替えている。

【００４５】また、上記した室内熱交換器２７（図１参
照）にかえて、過冷却部冷却器（冷却器）２７０を、流
体循環路Ｄに接続している。この過冷却部冷却器２７０
の流体通路は、熱交換流体が過冷却部４３の冷媒通路に
接触するように構成されている。さらに、上記した蓄冷
器２８にかえて、断熱容器からなる熱交換流体タンク２
８ａを、流体循環路Ｄのうち、室内熱交換器２７の下流
に接続している。熱交換流体タンク２８ａは、流体循環
路ＣおよびＤにおける熱交換流体の封入量を多くするた
めに設けられており、これにより、流体循環路Ｃおよび
Ｄにおける熱交換流体の熱容量を大きくして、熱交換流
体の温度変化を緩和させている。

【００４６】そして、上記した吸着モードの実行時（四
方弁２１、２３、２５、２６、２９、４７、５２が図３
中実線位置）には、蒸発凝縮器１３において冷媒が蒸発
するときの冷熱により熱交換流体が冷却され、この冷却
された熱交換流体を過冷却部冷却器２７０に循環させる
ことにより過冷却部４３を冷却する。ここで、冷媒が蒸
発するときの冷熱のうち、過冷却部冷却器２７０の冷却
に使用されない分は、流体循環路Ｃを循環する熱交換流
体に全て蓄えられる。また、エンジン冷却水は冷却水循
環路Ｅ０を循環するため、エンジン２２の熱は冷却水循
環路Ｅ０を循環するエンジン冷却水に全て蓄えられる。
なお、冷却水タンク５１の分だけ熱容量が大きく、しか
も、この吸着モードは比較的短時間（上記した吸着モー
ド時間Ｔ１、例えば７０秒）であるため、冷却水循環路
Ｅ０を循環するエンジン冷却水の水温が非常に高温とな
ることは抑制される。

【００４７】そして、上記した脱着モード（四方弁２
１、２３、２５、２６、２９、４７、５２が図３中点線
位置）に切り替えると、上記冷熱を蓄えた熱交換流体が
流体循環路Ｄを経て過冷却部冷却器２７０に循環するこ
とにより、過冷却部冷却器２７０を冷却する。また、吸
着モード時には、エンジン２２の熱が流体循環路Ｅ０を
循環するエンジン冷却水に蓄えられ、このエンジン冷却
水を、冷媒脱着時に流体循環路Ｅを経て吸着コア１２に
循環させているので、冷媒吸着時にエンジン２２の熱を
室外へ放出する場合に比べて、エンジン２２の熱を、吸
着コア１２の加熱に有効に利用できる。

【００４８】なお、蒸気圧縮式冷凍装置２の冷房時の
み、過冷却部４３を流れる冷媒を冷却する必要があるた
め、蒸気圧縮式冷凍装置２の冷房時のみ吸着式冷凍装置
１を作動させ、蒸気圧縮式冷凍装置２の暖房時には吸着
式冷凍装置１を作動させない。そして、本実施形態で
は、吸着モード時に、流体循環路Ｃを循環する熱交換流
体に冷熱を蓄え、脱着モード時には、吸着モード時に冷
熱を蓄えた熱交換流体を、バイパス流体循環路Ｄを経て
冷却器２７０に循環させることにより、加熱部４３を流
れる冷媒を冷却できるので、１つの吸着コア１２にて連
続的に過冷却部４３を流れる冷媒を冷却できる。よっ
て、吸着モード時に、吸着コア１２とは別の吸着コアを
脱着させておく必要はない。この結果、連続的に冷却を
行なうために必要な吸着コア１２の数を従来技術よりも
減らすことができるので、吸着式冷凍装置１が小型とな
り、コストダウンを図ることができる。

【００４９】（他の実施形態）まず、上記第１、第２の
実施形態において、蓄冷器２８を室内熱交換器２７の流
体流れ下流側に配していたが、蓄冷器２８を室内熱交換
器２７の流体流れ上流側に配してもよい。また、上記第
３の実施形態において、タンク５１、２８ａを設けるか
わりに、流体配管を長くすることにより、それぞれの流
体循環路における流体の熱容量を大きくしてもよい。

【００５０】また、上記第１ないし第３の実施形態にお
いて、蒸発凝縮器１３により、請求項でいう蒸発器およ
び凝縮器を構成していたが、蒸発器と凝縮器とを別体に
設けてもよい。その他、本発明は上記した各実施形態に
限定されるものではなく、例えば蒸発コアを収容する蒸
発コア収容部１１２において直接的に外部（外気）と熱
交換するような構成であっても良い等、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】本発明の第１の実施形態に係わる吸着式冷凍装
置の概略構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係わる吸着式冷凍装
置の概略構成図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係わる吸着式冷凍装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１２…吸着コア、１３…蒸発凝縮器（蒸発器、凝縮
器）、２７…室内熱交換器（冷却器）、２８…蓄冷器、
Ｃ、Ｄ…流体循環路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却されることにより冷媒を吸着し、加
   熱されることにより冷媒を脱着する吸着コア（１２）
   と、 この吸着コア（１２）が冷媒を吸着する冷媒吸着時に、
   冷媒を蒸発させる蒸発器（１３）と、 前記吸着コア（１２）が冷媒を脱着する冷媒脱着時に、
   冷媒を凝縮させる凝縮器（１３）と、 前記蒸発器（１３）にて冷媒が蒸発するときの冷熱を蓄
   える蓄冷器（２８）とを備え、 前記冷媒吸着時に、前記冷熱にて被冷却体を冷却すると
   ともに、前記冷熱を前記蓄冷器（２８）に蓄え、 前記冷媒脱着時は、前記冷媒吸着時に前記蓄冷器（２
   ８）が蓄えた冷熱にて前記被冷却体を冷却することを特
   徴とする吸着式冷凍装置。
2. 【請求項２】 前記被冷却体を冷却する冷却器（２７）
   を備え、 前記蒸発器（１３）と、前記蓄冷器（２８）と、前記冷
   却器（２７）との間に熱交換流体を循環させる第１流体
   循環路（Ｃ）と、 前記蓄冷器（２８）と、前記冷却器（２７）との間に熱
   交換流体を循環させる第２流体循環路（Ｄ）とを備え、 前記冷媒吸着時に、前記第１流体循環路（Ｃ）に熱交換
   流体を循環させ、 前記冷媒脱着時に、前記第２流体循環路（Ｄ）に熱交換
   流体を循環させることを特徴とする請求項１に記載の吸
   着式冷凍装置。
3. 【請求項３】 冷却されることにより冷媒を吸着し、加
   熱されることにより冷媒を脱着する吸着コア（１２）
   と、 この吸着コア（１２）が冷媒を吸着する冷媒吸着時に、
   冷媒を蒸発させる蒸発器（１３）と、 前記吸着コア（１２）が冷媒を脱着する冷媒脱着時に、
   冷媒を凝縮させる凝縮器（１３）と、 被冷却体を冷却する冷却器（２７０）と、 前記蒸発器（１３）と前記冷却器（２７０）との間に熱
   交換流体を循環させる主流体循環路（Ｃ）と、 前記主流体循環路（Ｃ）において、前記蒸発器（１３）
   をバイパスして前記冷却器（２７０）に熱交換流体を循
   環させるバイパス流体循環路（Ｄ）とを備え、 前記冷媒吸着時に、前記蒸発器（１３）にて冷媒が蒸発
   するときの冷熱にて熱交換流体を冷却し、この冷却され
   た熱交換流体を、前記主流体循環路（Ｃ）を経て前記冷
   却器（２７０）に循環させることにより前記被冷却体を
   冷却し、 前記冷媒脱着時は、前記冷媒吸着時に前記冷熱にて冷却
   された熱交換流体を、前記バイパス流体循環路（Ｄ）を
   経て前記冷却器（２７０）に循環させることにより前記
   被冷却体を冷却することを特徴とする吸着式冷凍装置。
4. 【請求項４】 エンジン（２２）と、前記吸着コア（１
   ２）との間にエンジン冷却水を循環させる主冷却水循環
   路（Ｅ）と、 前記冷却水循環路（Ｅ）において、前記吸着コア（１
   ２）をバイパスするバイパス冷却水循環路（Ｅ０）とを
   備え、 前記冷媒脱着時に、前記エンジン冷却水を前記主冷却水
   循環路（Ｅ）を経て前記吸着コア（１２）に循環させる
   ことにより、前記吸着コア（１２）を加熱し、 前記冷媒吸着時は、前記バイパス冷却水循環路（Ｅ０）
   にエンジン冷却水を循環させることにより、前記バイパ
   ス冷却水循環路（Ｅ０）を循環するエンジン冷却水に前
   記エンジン（２２）の熱を蓄え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。
5. 【請求項５】 前記吸着コア（１２）の加熱温度と、前
   記凝縮器（１３）での凝縮温度との差を、前記吸着コア
   （１２）の冷却温度と、前記蒸発器（１３）での蒸発温
   度との差よりも大きくし、 前記吸着コア（１２）を加熱して冷媒を脱着させる時間
   （Ｔ２）を、前記吸着コア（１２）を冷却して冷媒を吸
   着させる時間（Ｔ１）よりも短くすることを特徴とする
   請求項１ないし４のいずれか１つに記載の吸着式冷凍装
   置。