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Adsorption type refrigerating machine

阅读:720发布:2020-11-12

专利汇可以提供Adsorption type refrigerating machine专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the quantity of a vapor refrigerant released from an adsorbing unit from exceeding the capacity of a condenser in a process of desorption, in an adsorption type refrigerating machine of which the cooling capacity can be improved by adding an intermediate heat exchanger and a second-stage adsorbing unit.
SOLUTION: A heat exchange fluid in a heat exchange flow passage 29 is cooled down to a low temperature by that a liquid refrigerant in an intermediate heat exchanger 18 is vaporized and adsorbed by a second-stage adsorbing unit 17. The fluid thus cooled down is supplied to a heat exchange flow passage 26 and the liquid refrigerant in an evaporator 13 is vaporized and adsorbed by a first-stage adsorbing unit 15. A first-stage adsorbing unit 14 and a second- stage adsorbing unit 16 are both put in a heated state, desorb a vapor refrigerant and release it toward a condenser 12. By alternate switchover of these processes of adsorption and desorption, a cooling capacity is taken out consecutively. At the time of the switchover of the processes, a control device closes an on-off valve 34 temporarily and opens it after a prescribed time (e.g. five seconds) passes, so as to open a refrigerant passage 32.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO,下面是Adsorption type refrigerating machine专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 水等の冷媒を凝縮する凝縮器と、 この凝縮器から液冷媒が供給されその液冷媒の気化により外部との熱交換を行う蒸発器と、 吸着剤及びその吸着剤を冷却状態あるいは加熱状態とするための熱交換流路を有してなり、前記熱交換流路に冷却流体を流す吸着過程において前記蒸発器にて気化された気冷媒を吸着し、該熱交換流路に加熱流体を流す脱着過程において吸着した気冷媒を前記凝縮器に向けて放出する1段目吸着器と、 前記凝縮器から液冷媒が供給されその液冷媒を気化させることにより、前記1段目吸着器の吸着過程においてその1段目吸着器の熱交換流路に流す流体を冷却する中間熱交換器と、 吸着剤及びその吸着剤を冷却あるいは加熱するための熱交換流路を有してなり、前記熱交換流路に冷却流体を流す吸着過程において前記中間熱交換器にて気化された気冷媒を吸着し、その熱交換流路に加熱流体を流す脱着過程において吸着した気冷媒を前記凝縮器に向けて放出する2段目吸着器と、 前記1段目吸着器及び2段目吸着器の脱着過程を実行する際に、それらの脱着過程開始時期に時間差をもたせる脱着過程制御手段とを具備してなる吸着式冷凍機。
  • 【請求項2】 前記脱着過程制御手段は、前記2段目吸着器の脱着過程を1段目吸着器よりも先に開始させるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の吸着式冷凍機。
  • 【請求項3】 前記脱着過程制御手段は、前記2段目吸着器と前記凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放した後、タイマーにより所定時間経過した時点で前記1段目吸着器と前記凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の吸着式冷凍機。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤を有する吸着器により、蒸発器内の液冷媒を気化させて吸着するようにした吸着式冷凍機に関するものである。

    【0002】

    【発明が解決しようとする課題】例えば冷蔵庫やエアコン等の冷却装置として、冷却状態にある吸着剤が等の気冷媒を吸着し、吸着剤の加熱状態への切替えにより吸着した冷媒を脱着することを利用した吸着式冷凍機が知られている。 また、近年では、この種の吸着式冷凍機を車両用空調装置(カーエアコン)に採用することが試みられている。 ところが、自動車等の車両にあっては、吸着剤を冷却するための冷却流体として、例えばエンジン冷却水が用いられるので、十分低温の冷却流体が得られず、その分、吸着剤の吸着能を十分に発揮させることができず、ひいては冷却(冷房)能力が十分に得られない不具合があった。

    【0003】そこで、本出願人は、蒸発器からの気冷媒を直接的に吸着する吸着器(1段目吸着器)に加えて、
    中間熱交換器及び2段目吸着器を設けた構成の吸着式冷凍機(いわば2段吸着式冷凍機)を開発し、先に出願している(特願平7−20596号)。

    【0004】図5は、この種の2段吸着式冷凍機の部分的な構成を概略的に示している。 ここで、図5(a)に示すように、両吸着器1,2の吸着過程においては、真空容器内に吸着剤Sを収容すると共に熱交換流路3を有して構成された1段目吸着器1は、ブライン通路4を有する蒸発器5と流通状態とされる。 また、前記熱交換流路3は、内部に液冷媒(水)Wを収容する中間熱交換器6の熱交換流路7に接続されて冷却流体が循環する循環路が構成される。 そして、真空容器内に吸着剤Sを収容すると共に熱交換流路8を有して構成された2段目吸着器2は、中間熱交換器6と流通状態とされ、前記熱交換流路8に冷却媒体が供給されるようになっている。

    【0005】これにて、2段目吸着器2の吸着剤Sが中間熱交換器6内で気化した気冷媒(水蒸気)を吸着することにより、熱交換流路3を流れる冷却媒体が低温とされ、1段目吸着器1内の吸着剤Sを冷却状態とする。 そして、1段目吸着器1の吸着剤Sが、蒸発器5内で気化した気冷媒(水蒸気)を吸着することにより、ブライン通路4を介して冷却能力が取出されるのである。

    【0006】一方、図5(b)に示すように、両吸着器1,2の脱着過程にあっては、図示しないバルブの切替により、両吸着器1,2が共に凝縮器9と流通状態とされると共に、両熱交換流路3,8にエンジン冷却水が供給されるようになる。 これにて、両吸着器1,2内の吸着剤Sが吸着していた気冷媒が、凝縮器9に向けて放出され、吸着剤Sの吸着能力が再生されるのである。

    【0007】尚、このような1段目吸着器1と2段目吸着器2とのペアは、2組が設けられ、一方の組が吸着過程にあるときに、他方の組が脱着過程となるように、交互に吸着,脱着の過程が切替えられ、もって、連続的に冷却能力を得ることができるようになっている。 また、
    前記凝縮器9により気冷媒が凝縮され、得られた液冷媒Wは、図示しない冷媒通路を通って前記蒸発器5及び中間熱交換器6の双方に供給されるようになるのである。

    【0008】これによれば、吸着過程において2段目吸着器2に供給される冷却流体の温度が比較的高い(例えば40℃)場合でも、中間熱交換器6によってより低温(例えば20℃)の冷却流体を生成して1段目吸着器1
    の熱交換流路3に供給することができ、もって十分な冷却能力(例えば10℃)を取出すことができるのである。

    【0009】しかしながら、その後の発明者の更なる研究により、上記のものにあっても、次のような改善の余地が残されていることが判明した。 即ち、脱着過程においては、1段目及び2段目の吸着器1,2の双方から同時に凝縮器9に向けて気冷媒が放出されるのであるが、
    図6(a)に示すように、吸着器1,2からの気冷媒の放出量は、脱着過程の開始直後の数秒間にピークを迎え、その後は放出量が緩やかに低下していく。 尚、このとき、2段目吸着器2の方が容量が大きく設定されるため、1段目吸着器1に比べて水蒸気放出量もやや大きくなっている。

    【0010】このため、図6(b)に示すように、ピーク時における吸着器1,2の両者を合わせた水蒸気放出量が、凝縮器9の気冷媒の受入れ能力aを越えてしまうことがある。 このように水蒸気放出量が凝縮器9の能力を越えてしまうと、放出された気冷媒が吸着器1,2の真空容器の内壁部で凝縮してしまうようになる。 この結果、次回の吸着過程実行時に、吸着器1,2の吸着剤S
    が自らの容器内に凝縮していて冷却に寄与しない液冷媒の吸着を行ってしまい、その分冷却能力が低下してしまうことになる。 かかる不具合を解消するためには、凝縮器9の能力を大きくすれば良いが、これでは、凝縮器9
    が徒に大形化し、車載性が悪化してしまう等の不具合が新たに生ずることになる。

    【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、中間熱交換器及び2段目吸着器を付加することにより冷却能力の向上を図り得るものにあって、脱着過程において吸着器からの気冷媒の放出量が凝縮器の能力を越えてしまうことを未然に防止することができる吸着式冷凍機を提供するにある。

    【0012】

    【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の吸着式冷凍機は、1段目吸着器に加えて、中間熱交換器及び2段目吸着器を付加することにより冷却能力の向上を図り得るものにあって、1段目吸着器及び2段目吸着器の脱着過程を実行する際に、それらの脱着過程開始時期に時間差をもたせる脱着過程制御手段を設けた構成に特徴を有する。

    【0013】これによれば、1段目吸着器からの気冷媒放出量のピークが現れる時期と、2段目吸着器からの気冷媒放出量のピークが現れる時期とがずれるようになり、1段目吸着器と2段目吸着器とを合わせた全体としての気冷媒放出量のピークを低く抑えることができるようになる。 この結果、脱着過程において吸着器からの気冷媒の放出量が凝縮器の能力を越えてしまうことを未然に防止することができ、ひいては次回の吸着過程における吸着器の吸着能力を十分に発揮させることができるという優れた効果を奏する。

    【0014】ところで、2段目吸着器を設ける場合、この2段目吸着器の吸着能力(容量)を、1段目吸着器よりも大きくすることが望ましい。 これは、脱着過程において1段目吸着器自体が高温となっているため、2段目吸着器は、1段目吸着器の吸着剤を冷却状態とする能力に加えて、1段目吸着器自身を冷却する能力が余分に必要となるからである。 従って、脱着過程が完了するまでの時間は、1段目吸着器の方が2段目吸着器に比べて短く済むことになる。

    【0015】本発明の請求項2の吸着式冷凍機によれば、前記時間差をもたせるにあたって、脱着過程制御手段は、脱着に時間がかかる2段目吸着器の脱着過程を、
    脱着時間が短くて済む1段目吸着器よりも先に開始させるように構成されているので、全体としての脱着過程に要する時間を短く抑えることができる。

    【0016】この場合、脱着過程制御手段を、2段目吸着器と凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放した後、タイマーにより所定時間経過した時点で1段目吸着器と凝縮器とをつなぐ冷媒通路を開放するように構成することにより、吸着過程開始時期に時間差をもたせることができる(請求項3の吸着式冷凍機)。 これによれば、2段目吸着器の脱着過程開始後に適切な時間差をもって確実に1
    段目吸着器の脱着過程を開始させることができる。

    【0017】

    【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置(カーエアコン)に適用した一実施例について、図1ないし図4を参照して説明する。 図1及び図2は、本実施例に係る吸着式冷凍機11の全体のシステム構成を概略的に示している。 尚、この図1及び図2において、二重線は気冷媒(水蒸気)の通路、太い破線は液冷媒(水)
    の通路、やや太い実線は熱交換流体(例えばエンジン冷却用の不凍液)の流路を夫々示している。

    【0018】この吸着式冷凍機11は、凝縮器12、蒸発器13、例えば2個の1段目吸着器14及び15、2
    個の2段目吸着器16及び17、中間熱交換器18を、
    後述のように冷媒通路(配管)により相互に接続して構成されている。 また、冷媒の流通する系は密封されていると共に、その内部がほぼ真空状態とされ、所要量の冷媒この場合水が封入されている。

    【0019】前記凝縮器12は、入口部12aから供給された気冷媒を凝縮し、液冷媒として出口部12bから排出するようになっており、この際の放熱がブライン通路19及びポンプ20を介して室外側熱交換器(放熱器)21により行われるようになっている。 また、前記蒸発器13は、入口部13aから供給される液冷媒を気化させ、気冷媒を出口部13bから排出するようになっており、この際の熱交換により得られる冷却能力(例えば10℃)が、ブライン通路22及びポンプ23を介して取出され、室内側熱交換器24に与えられるようになっている。

    【0020】そして、前記各吸着器14,15,16,
    17は、真空容器内に、多数の粒状の吸着剤S(例えばシリカゲル,ゼオライト,活性炭,活性アルミナ等)を収容して構成されていると共に、その吸着剤Sとの熱的接触状態にて熱交換流路25,26,27,28を夫々有して構成されている。

    【0021】これにて、熱交換流路25,26,27,
    28に低温の冷却流体が流されているときには、吸着剤Sにより、各出入口部14a,15a,16a,17a
    を通して気冷媒(蒸気)を吸着し、熱交換流路25,2
    6,27,28に高温の加熱流体が流されているときには、吸着剤Sが吸着していた気冷媒を脱着し各出入口部14a,15a,16a,17aから放出するようになっている。 この場合、2段目吸着器16及び17は、1
    段目吸着器14及び15よりも容量(吸着能力)がやや大きくなるように構成されている。

    【0022】また、前記中間熱交換器18は、内部に液冷媒(水)が収容されるようになっていると共に、熱交換流体が流される熱交換流路29を有して構成されており、入口部18aから供給された液冷媒を気化させ、前記熱交換流体を冷却(例えば20℃)するようになっている。 気化された気冷媒は、出口部18bから排出されるようになっている。

    【0023】さて、前記冷媒通路は次のように設けられている。 まず、液冷媒(水)が流通される冷媒通路30
    (図1,2に太い破線で示す)の一端側は、前記凝縮器12の出口部12bに接続され、その途中部には絞り装置(絞り弁)31が設けられている。 そして、この冷媒通路30の他端側は、前記絞り装置31の下流部にて2
    又に分岐し、一方の分岐端が前記蒸発器13の入口部1
    3aに接続され、他方の分岐端が前記中間熱交換器18
    の入口部18aに接続されている。

    【0024】そして、気冷媒(蒸気)が流通される冷媒通路32(図1,2に二重線で示す)は、以下のような接続構成を備えている。 即ち、前記蒸発器13の出口部13bは、第1の四方弁(4ポート2位置切替弁)33
    の第1ポート33aに接続されている。 そして、この四方弁33の第2ポート33bが、一方(図で下側)の1
    段目吸着器15の出入口部15aに接続され、四方弁3
    3の第4ポート33dが、他方(図で上側)の1段目吸着器14の出入口部14aに接続されている。 さらに、
    四方弁33の第3ポート33cが、例えば電磁弁よりなる開閉弁34を介して前記凝縮器12の入口部12aに接続されている。

    【0025】また、前記中間熱交換器18の出口部18
    bは、第2の四方弁(4ポート2位置切替弁)35の第1ポート35aに接続されている。 そして、この四方弁35の第2ポート35bが、一方(図で下側)の2段目吸着器17の出入口部17aに接続され、四方弁35の第4ポート35dが、他方(図で上側)の2段目吸着器16の出入口部16aに接続されている。 さらに、四方弁35の第3ポート35cが、前記凝縮器12へ向かう冷媒通路32の途中部(前記開閉弁34よりも下流部位)に接続されている。

    【0026】前記第1の四方弁33及び第2の四方弁3
    5は、図1に示す状態(以下「第1の状態」と称する)
    と、図2に示す状態(以下「第2の状態」と称する)との間で切替えられるようになっている。 図1に示す第1
    の状態にあっては、第1の四方弁33において、第1ポート33aと第2ポート33bとが接続されると共に、
    第3ポート33cと第4ポート33dとが接続される。
    また、第2の四方弁35において、第1ポート35aと第2ポート35bとが接続されると共に、第3ポート3
    5cと第4ポート35dとが接続される。

    【0027】これにて、この第1の状態では、図で下側の1段目吸着器15が蒸発器13に接続され、図で下側の2段目吸着器17が中間熱交換器18に接続される。
    一方、図で上側の1段目吸着器14が開閉弁34を介して凝縮器12に接続され、図で上側の2段目吸着器16
    は凝縮器12に接続されるのである。 これに対し、第2
    の状態では、それとは上下逆に、1段目吸着器14が蒸発器13に接続され、2段目吸着器16が中間熱交換器18に接続される一方、1段目吸着器15が開閉弁34
    を介して凝縮器12に接続され、2段目吸着器17が凝縮器12に接続されるようになっている。

    【0028】そして、熱交換流路25,26,27,2
    8、及び熱交換流路29には、高温あるいは低温の熱交換流体(加熱流体あるいは冷却流体)が流されるのであるが、本実施例では、エンジンのシリンダヘッド部36
    とラジエータ37との間を循環するエンジン冷却水循環路の一部が兼用されて、加熱流体が生成されるようになっている。 また、前記ラジエータ37とは別に設けられた放熱器38及び前記中間熱交換器18により、冷却流体が生成されるようになっている。 この際の熱交換流体の流路39(図1,2にやや太い実線で示す)は、以下のような接続構成とされている。

    【0029】即ち、中間熱交換器18の熱交換流路29
    の一端側(入口側)はポンプ40を介して四方弁(4ポート2位置切替弁)41の第2出口ポート41cに接続され、他端側(出口側)は四方弁42の第1入口ポート42aに接続されている。 図で下側の1段目吸着器15
    の熱交換流路26の一端側は前記四方弁41の第1入口ポート41bに接続され、他端側は前記四方弁42の第1出口ポート42bに接続されている。 また、図で上側の1段目吸着器14の熱交換流路25の一端側は前記四方弁41の第2入口ポート41dに接続され、他端側は前記四方弁42の第2出口ポート42dに接続されている。

    【0030】前記放熱器38の流体流路38aの一端側(出口側)は、ポンプ43を介して四方弁44の第2入口ポート44cに接続され、他端側(入口側)は、四方弁45の第1出口ポート45aに接続されている。 図で下側の2段目吸着器17の熱交換流路28の一端側は前記四方弁44の第1出口ポート44bに接続され、他端側は前記四方弁45の第1入口ポート45bに接続されている。 また、図で上側の2段目吸着器16の熱交換流路27の一端側は前記四方弁44の第2出口ポート44
    dに接続され、他端側は前記四方弁45の第2入口ポート45dに接続されている。

    【0031】そして、前記シリンダヘッド部36の流体出口部は、二又に分岐し、その一方が前記四方弁42の第2入口ポート42cに接続され、他方が前記四方弁4
    4の第1入口ポート44aに接続されている。 また、前記四方弁41の第1出口ポート41a、及び、前記四方弁45の第2出口ポート45cは、共にラジエータ37
    の流体入口部に接続されている。 尚、ラジエータ37はポンプを内蔵し、前記シリンダヘッド36部に向けて流体を送るようになっている。 また、前記放熱器38にはファン46による送風が行われるようになっている。

    【0032】前記4個の四方弁41,42,44,45
    は、図1に示す第1の状態と、図2に示す第2の状態との間で切替えられるようになっている。 図1に示す第1
    の状態にあっては、エンジンのシリンダヘッド部36を通った高温(例えば90℃)の加熱流体が、前記1段目吸着器14の熱交換流路25及び2段目吸着器16の熱交換流路27に供給されると共に、放熱器38により低温(例えば40℃)とされた冷却流体が2段目吸着器1
    7の熱交換流路28に供給され、中間熱交換器18により低温(例えば20℃)とされた冷却流体が1段目吸着器15の熱交換流路26に供給されるようになっている。

    【0033】これに対し、図2に示す第2の状態では、
    それとは上下逆に、エンジンのシリンダヘッド部36を通った高温の加熱流体が、1段目吸着器15の熱交換流路26及び2段目吸着器17の熱交換流路28に供給されると共に、放熱器38により低温とされた冷却流体が2段目吸着器16の熱交換流路27に供給され、中間熱交換器18により低温とされた冷却流体が1段目吸着器14の熱交換流路25に供給されるようになっている。

    【0034】これにて、後の作用説明でも述べるように、図1に示す第1の状態においては、図で上側に位置する1段目吸着器14及び2段目吸着器16が、気冷媒を放出する脱着過程とされると共に、下側に位置する1
    段目吸着器15及び2段目吸着器17が気冷媒を吸着する吸着過程とされるのである。 これに対し、図2に示す第2の状態においては、図で上側に位置する1段目吸着器14及び2段目吸着器16が吸着過程とされると共に、下側に位置する1段目吸着器15及び2段目吸着器17が脱着過程とされるのである。

    【0035】このとき、前記各四方弁33、35、4
    1、42、44、45やポンプ20、23、40、4
    3、ファン46等は、車両内に設けられるエアコンスイッチの操作に基づき、マイコン等からなる制御装置(E
    CU)により切替制御されるようになっている。 これにて、制御装置が内蔵するタイマ機能により、上記した第1の状態と第2の状態とが所定時間(例えば70秒)毎に交互に切替えられるようになっているのである。

    【0036】そして、本実施例では、前記制御装置は、
    前記開閉弁34も制御するようになっている。 このとき、後の作用説明にて述べるように、制御装置は、状態が切替えられた際に、一時的に開閉弁34を閉じて1段目吸着器14あるいは15と凝縮器12とをつなぐ冷媒通路32を閉塞し、所定時間(例えば5秒後)経過後に開閉弁34を開いて冷媒通路32を開放するようになっている。 従って、制御装置及び開閉弁34等から、1段目吸着器14,15の脱着過程開始時期と2段目吸着器16,17の脱着過程開始時期との間に時間差をもたせる脱着過程制御手段が構成されているのである。 尚、前記第1の状態と第2の状態とを切替える時間間隔や、脱着開始時期の時間差については、予め実験的あるいは理論的に最適な時間が求められ、設定されるようになっている。

    【0037】次に、上記構成の作用について、図3及び図4も参照しながら説明する。 エアコンスイッチがオンされると、上述のように、制御装置は、1段目吸着器1
    4及び2段目吸着器16のペア、及び、1段目吸着器1
    5及び2段目吸着器17のペア、の一方の組が吸着過程にあるときに他方の組が脱着過程となるように、各四方弁33、35、41、42、44、45等を制御する。

    【0038】図1は、1段目吸着器14及び2段目吸着器16の組が脱着過程、1段目吸着器15及び2段目吸着器17の組が吸着過程にある第1の状態を示している。 また、この図1中、気冷媒の流れ方向を矢印bで示している。 ここでは、図3にも示すように、まず、図1
    で下側の2段目吸着器17が、中間熱交換器18と連通されると共に、その熱交換流路28に放熱器38(流体流路38a)から低温(例えば40℃)の冷却流体が供給される。 これにて、中間熱交換器18内の液冷媒が気化してその気冷媒が2段目吸着器17の吸着剤Sに吸着されるようになる。 この際の気化潜熱により、中間熱交換器18の熱交換流路29内の熱交換流体が低温(例えば20℃)に冷却される。

    【0039】そして、図1で下側の1段目吸着器15
    が、蒸発器13と連通されると共に、その熱交換流路2
    6に前記中間熱交換器18の熱交換流路29からの低温の冷却流体が供給されるようになる。 これにて、蒸発器13内の液冷媒が気化して気冷媒となり、その気冷媒が1段目吸着器15の吸着剤Sにより吸着されるようになる。 この際の気化潜熱により、ブライン通路22内の熱交換流体が低温(例えば10℃)に冷却されて外部に冷却能力として取出されるのである。 このとき、2段に吸着過程が行われることにより、より低温の冷却流体を1
    段目吸着器15の熱交換流路26に供給することができ、もって十分な冷却能力を取出すことができるのである。

    【0040】一方、図で上側の1段目吸着器14及び2
    段目吸着器16は、共に凝縮器12に連通されるようになると共に、それらの各熱交換流路25及び27には共にシリンダヘッド部36からの高温(例えば90℃)の加熱流体が供給される。 これにて、1段目吸着器14及び2段目吸着器16の双方から、吸着剤Sが吸着していた気冷媒が脱着され、その気冷媒が凝縮器12に供給されるようになる。 これにて、1段目吸着器14及び2段目吸着器16内の吸着剤Sの吸着能力が再生されるようになると共に、凝縮器12に供給された気冷媒が凝縮されて液冷媒に戻り、蒸発器13及び中間熱交換器18に供給されるようになるのである。

    【0041】このような第1の状態が所定時間続くと、
    1段目吸着器15及び2段目吸着器17の吸着剤Sの吸着能力が低下し、また、1段目吸着器14及び2段目吸着器16における脱着が終了する。 そこで、制御装置は、第1の状態を所定時間(例えば70秒)継続すると、前記各四方弁33、35、41、42、44、45
    等を、図2に示す第2の状態に切替えるようになっている。 図3にも示すように、この第2の状態では、1段目吸着器14及び2段目吸着器16のペアが吸着過程、1
    段目吸着器15及び2段目吸着器17のペアが脱着過程に切替わる。 この第2の状態は、上記第1の状態と図1,2で上側と下側とが逆になるだけであるので、詳しい説明を省略する。 また、図2では、気冷媒の流れ方向を矢印cで示している。 このような第1の状態と第2の状態とが交互に切替えられることにより、連続して冷却能力を取出すことができるのである。

    【0042】そして、上記のような冷却運転中に、制御装置は、図3に示すように、状態が切替えられた際に、
    第1の四方弁33(1段目吸着器14及び15)と凝縮器12との間をつなぐ冷媒通路32に設けられた開閉弁34を、所定時間(例えば5秒間)だけ閉じ、その後開くようになっている。 これにて、例えば第1の状態から第2の状態に切替えられた際に、2段目吸着器17においては凝縮器12と連通状態となってそのまま脱着過程が開始されるが、1段目吸着器15においては、凝縮器12への冷媒通路32が閉じられており、所定時間(5
    秒)後に凝縮器12との連通状態とされる。 また、第2
    の状態から第1の状態に切替えられる際にも、脱着過程に係る吸着器14及び16において同様のことが起こる。

    【0043】従って、加熱過程が実行される際に、2段目吸着器16,17の脱着過程が開始された後、所定時間(例えば5秒)の時間差をもって1段目吸着器14,
    15の脱着過程が開始されるようになるのである。 これにより、図4(a)に示すように、脱着過程にある吸着器からの気冷媒(水蒸気)の放出量は、まず、2段目吸着器16,17において先にピークを迎え、その後所定の時間差をもって、1段目吸着器14,15における気冷媒放出量のピークが現れるのである。

    【0044】このように気冷媒放出量のピークが現れる時期がずれることにより、図4(b)に示すように、1
    段目吸着器14,15及び2段目吸着器16,17の両者を合わせた気冷媒放出量が、さほど突出したピークをもつことがなくなる。 この結果、本実施例によれば、従来例(図6(b)参照)に比べて気冷媒放出量のピークを低く抑えることができ、もって、脱着過程において吸着器14,15,16,17からの気冷媒の放出量が凝縮器12の受入れ能力aを越えてしまうことを未然に防止することができるという優れた実用的効果を得ることができるのである。 また、このことは、言換えれば、凝縮器12を小形に済ませることができるということであり、冷却能力に優れることに加え、コンパクトで車載性の良い吸着式冷凍機11を得ることができたのである。

    【0045】ところで、脱着過程において1段目吸着器14,15自体が高温となっているため、次の吸着過程を実行する場合に、2段目吸着器16,17は、1段目吸着器14,15の吸着剤を冷却状態とする能力に加えて、1段目吸着器14,15自身を冷却する能力が余分に必要となる事情から、2段目吸着器16,17は、その吸着能力(容量)が1段目吸着器14,15よりも大きくなっている。 このため、所定の脱着(吸着剤Sを所定の吸着能力まで再生する)を行うためには、2段目吸着器16,17の方が、1段目吸着器14,15よりも脱着過程に時間がかかることになる。

    【0046】本実施例では、脱着に時間がかかる2段目吸着器16,17の脱着過程を、脱着時間が短くて済む1段目吸着器14,15よりも先に開始させるようにしているので、順序を逆にした場合に比べて、全体としての脱着過程に要する時間を短く抑えることができるといったメリットを得ることができるのである。 さらに本実施例では、制御装置のタイマー機能によって開閉弁34
    を制御する構成としたので、2段目吸着器16,17の脱着過程開始後に適切な時間差をもって確実に1段目吸着器14,15の脱着過程を開始させることができるものである。

    【0047】尚、上記実施例では、1段目吸着器14,
    15と2段目吸着器16,17とを設ける構成としたが、さらに中間熱交換器と吸着器(いわば3段目吸着器,4段目吸着器…)とを付加することもでき、これによれば、より大きな冷却能力を得ることができる。 この場合にも、脱着過程において各吸着器の脱着過程の開始時期をずらせるようにすれば、所期の目的を達成することができることは勿論である。

    【0048】その他、例えば開閉弁34をマイコンのタイマー機能により制御することに代えて、機械的に開放時期に遅れをもつシーケンスバルブ等を採用しても良く、また、カーエアコンに限らず各種の冷凍装置に適用することができるなど、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、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】本発明の一実施例を示すもので、第1の状態にある場合の吸着式冷凍機の全体構成を概略的に示す図

    【図2】第2の状態に切替えられた様子を示す図1相当図

    【図3】時間経過に伴う各冷媒通路及び熱交換流路の開閉の切替え状態を示す図

    【図4】時間経過に伴う各吸着器からの気冷媒放出量(a)とそれらを合わせた気冷媒放出量(b)を示す図

    【図5】従来例を示すもので、吸着過程(a)及び脱着過程(b)における要部構成を概略的に示す図

    【図6】図4相当図

    【符号の説明】

    図面中、11は吸着式冷凍機、12は凝縮器、13は蒸発器、14,15は1段目吸着器、16,17は2段目吸着器、18は中間熱交換器、25,26,27,2
    8,29は熱交換流路、30,32は冷媒通路、33,
    35,41,42,44,45は四方弁、34は開閉弁、36はシリンダヘッド部、38は放熱器、Sは吸着剤を示す。

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