JP2000241041A

JP2000241041A - 吸着式冷凍機

Info

Publication number: JP2000241041A
Application number: JP11041555A
Authority: JP
Inventors: Yuji Watabe; 裕司渡部; Kazuo Yonemoto; 和生米本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着式冷凍機において、吸着熱を吸着剤の再
生熱源に利用することで高いＣＯＰを実現する。【解決手段】冷却により冷媒蒸気の吸着を行い、加熱
により吸着した冷媒蒸気の脱着を行う吸着剤２１を備え
た複数の吸着モジュール１，２を、直接に又は間接に接
触させ、一方の吸着モジュール１又は２で発生した吸着
熱又は保有熱を他方の吸着モジュール２又は１に導きこ
れを該他方の吸着モジュール２又は１の加熱又は再生に
利用し得るようにして吸着式冷凍機を構成する。かかる
吸着式冷凍機によれば、吸着熱を吸着モジュールにおけ
る上記吸着剤２１の再生に利用できる分だけ、該吸着剤
２１に対する加熱熱量を少なくすることができ、吸着式
冷凍機全体としてより高いＣＯＰが確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、吸着剤による冷
媒蒸気の吸着及び脱着作用を利用して構成される吸着式
冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１９及び図２０には、従来一般的な吸
着式冷凍機を示している。この吸着式冷凍機は、吸着剤
を備えた吸着モジュールとして、第１吸着モジュール５
１と第２吸着モジュール５２とを備えるとともに、これ
ら一対の第１吸着モジュール５１，５２に凝縮器５３と
蒸発器５４及び膨張弁５５を冷媒循環路６０により接続
して構成される。

【０００３】この吸着式冷凍機は、所謂バッチ方式によ
るものであって、上記冷媒循環路６０に設けた各制御弁
５６〜５９の切り換えによって連続運転が可能となる。
即ち、図１９に示すように、制御弁５６，５９を開弁
し、制御弁５７，５８を閉弁し、この状態で上記第１吸
着モジュール５１を加熱し、上記第２吸着モジュール５
２を冷却すると、該第１吸着モジュール５１においては
吸着剤に吸着されていた冷媒（例えば、水）が蒸発して
該吸着剤２１の再生が行われる一方、上記第２吸着モジ
ュール５２においては蒸発器５４において発生した冷媒
蒸気（水蒸気）の吸着剤への吸着が行われる。そして、
上記第１吸着モジュール５１において発生する冷媒蒸気
は順次上記凝縮器５３において凝縮されて液冷媒とされ
るとともに、この液冷媒は上記膨張弁５５において減圧
された後、上記蒸発器５４において蒸発されて冷媒蒸気
となり、順次上記第２吸着モジュール５２側に吸着され
る。この際、上記凝縮器５３において発生する凝縮熱
（温熱）あるいは上記蒸発器５４において発生する蒸発
熱（冷熱）が暖房あるいは冷房の熱源として利用され
る。

【０００４】上記運転の継続により、上記第１吸着モジ
ュール５１側は保有冷媒の蒸発によって再生状態となる
一方、上記第２吸着モジュール５２側は飽和状態とな
り、吸着式冷凍機としての能力が極端に低下してくる。
従って、この場合には、上記各制御弁５６〜５９をそれ
ぞれ切り換えて図２０に示す状態とするとともに、上記
第１吸着モジュール５１はこれを冷却し、上記第２吸着
モジュール５２はこれを加熱すると、該第１吸着モジュ
ール５１においては冷媒蒸気の吸着が行われ、上記第２
吸着モジュール５２においては保有冷媒の脱着によりそ
の再生が図られる。

【０００５】このように上記制御弁５６〜５９を所定間
隔で切り換えて上記各第１吸着モジュール５１，５２に
交互に吸着作用と脱着作用とを行わせることで吸着式冷
凍機の連続運転が可能となるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸着剤によ
り冷媒蒸気の吸着作用が行われる場合、この冷媒蒸気の
吸着に伴って該吸着剤２１には吸着熱が発生し、しかも
この吸着熱は比較的温度の高いものであり、従ってこの
吸着熱を回収して吸着式冷凍機全体の熱効率の向上図る
ことが考えられる。

【０００７】ところが、従来一般の吸着式冷凍機におい
ては、上述のように、一対の吸着モジュール５１，５２
のそれぞれが択一的に吸着作用と脱着作用と行うバッチ
方式であって、上記吸着剤において発生する吸着熱を回
収する手段が何ら設けられておらず、従って、この吸着
熱はこれを何ら利用することなく放出せざるを得ず、吸
着式冷凍機全体としての成績係数（以下、「ＣＯＰ」と
略記する）の向上には自ずと限界があった。

【０００８】そこで本願発明は、吸着剤における冷媒蒸
気の吸着によって発生する吸着熱を吸着剤の再生熱源の
一つとし利用することで高いＣＯＰを実現し得るように
した吸着式冷凍機を提供することを目的としてなされた
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【００１０】本願の第１の発明にかかる吸着式冷凍機で
は、冷却により冷媒蒸気の吸着を行い、加熱により吸着
した冷媒蒸気の脱着を行う吸着剤２１を備えた複数の吸
着モジュール１，２を、直接に又は間接に接触させ、一
方の吸着モジュール１又は２で発生した吸着熱又は保有
熱を他方の吸着モジュール２又は１に導きこれを該他方
の吸着モジュール２又は１の加熱又は再生に利用し得る
ように構成したことを特徴としている。

【００１１】本願の第２の発明では、上記請求項１に記
載の吸着式冷凍機において、上記吸着剤２１を無機酸化
物で構成し、上記一方の吸着モジュール１又は２におい
て発生した吸着熱を上記他方の吸着モジュール２又は１
の再生に利用することを特徴としている。

【００１２】本願の第３の発明では、上記請求項１に記
載の吸着式冷凍機において、上記冷媒を水で、上記吸着
剤２１をゼオライトでそれぞれ構成し、上記一方の吸着
モジュール１又は２において発生した吸着熱を上記他方
の吸着モジュール２又は１の再生に利用することを特徴
としている。

【００１３】本願の第４の発明では、上記請求項１に記
載の吸着式冷凍機において、上記冷媒をアンモニアで、
上記吸着剤２１を塩類でそれぞれ構成し、上記一方の吸
着モジュール１又は２において発生した吸着熱を上記他
方の吸着モジュール２又は１の再生に利用することを特
徴としている。

【００１４】本願の第５の発明では、上記請求項１に記
載の吸着式冷凍機において、上記冷媒を水で、上記吸着
剤２１をシリカゲルでそれぞれ構成し、上記一方の吸着
モジュール１又は２において発生した吸着熱を上記他方
の吸着モジュール２又は１の再生に利用することを特徴
としている。

【００１５】本願の第６の発明では、上記請求項１に記
載の吸着式冷凍機において、上記冷媒を水で、上記吸着
剤２１をキセロゲルでそれぞれ構成し、上記一方の吸着
モジュール１又は２において発生した吸着熱を上記他方
の吸着モジュール２又は１の再生に利用することを特徴
としている。

【００１６】本願の第７の発明では、上記請求項２，
３，４，５又は６に記載の吸着式冷凍機において、上記
吸着剤２１を、該吸着剤２１を支持部材１１に固着せし
めるとともに伝熱性を高め又は冷媒蒸気の透過性を高め
る性状をもつ補助材２２との複合構造としたことを特徴
としている。

【００１７】本願の第８の発明では、上記請求項２，
３，４，５又は６に記載の吸着式冷凍機において、上記
吸着剤２１を所定形態をもつ吸着剤構造体１２として支
持部材１１に支持せしめるとともに、上記吸着剤構造体
１２又は上記支持部材１１又はこれら両者に、冷媒蒸気
の通路として機能する穴１４，１４，・・、又は溝１
５，１５，・・を設けたことを特徴としている。

【００１８】本願の第９の発明では、上記請求項２，
３，４，５，６，７又は８に記載の吸着式冷凍機におい
て、上記吸着剤構造体１２を薄板状形態とするととも
に、その厚さを、該吸着剤構造体１２の熱抵抗が上記支
持部材１１の熱抵抗と同等又はそれ以下となるように設
定したことを特徴としている。

【００１９】本願の第１０の発明では、上記請求項９に
記載の吸着式冷凍機において、上記支持部材１１の吸着
剤担持面１１ａを微細な凹凸構造又は多孔構造とし、該
吸着剤担持面１１ａに上記吸着剤構造体１２が担持させ
たことを特徴としている。

【００２０】本願の第１１の発明では、上記請求項２，
３，４，５，６，７，８，９又は１０に記載の吸着式冷
凍機において、上記複数の吸着モジュール１，２を、板
状形態をもつ上記支持部材１１に上記吸着剤構造体１２
を担持させて構成し、且つその厚さ方向に対向配置され
た状態で相互に逆方向に回転させることを特徴としてい
る。

【００２１】本願の第１２の発明では、上記請求項１１
に記載の吸着式冷凍機において、上記複数の吸着モジュ
ール１，２の間に、該各吸着モジュール１，２を加熱す
る加熱手段８と冷却する冷却手段７及び該各吸着モジュ
ール１，２間での熱移動を行う熱移動手段９を設けたこ
とを特徴としている。

【００２２】本願の第１３の発明では、上記請求項１１
に記載の吸着式冷凍機において、上記複数の吸着モジュ
ール１，２を、上記吸着剤構造体１２の両面にそれぞれ
支持部材１１，１１を備えた構成とし、該複数の吸着モ
ジュール１，２の相対向する一方の支持部材１１，１１
同士を直接接触させてこれら両者間において熱回収を行
わせるとともに、該複数の吸着モジュール１，２の他方
の支持部材１１，１１側に上記冷却手段７と加熱手段８
とを設けたことを特徴としている。

【００２３】本願の第１４の発明では、上記請求項１
１，１２又は１３に記載の吸着式冷凍機において、上記
複数の吸着モジュール１，２同士の接触面、又は該各吸
着モジュール１，２と上記冷却手段７、加熱手段８及び
熱移動手段９との接触面にフッ素樹脂コーティング層を
設けたことを特徴としている。

【００２４】本願の第１５の発明では、上記請求項１
１，１２，１３又は１４に記載の吸着式冷凍機におい
て、上記各吸着モジュール１，２の上記支持部材１１
に、該吸着モジュール１，２の温度変化による熱歪を吸
収し得る熱歪吸収構造を備えたことを特徴としている。

【００２５】本願の第１６の発明では、上記請求項１
１，１２，１３，１４又は１５に記載の吸着式冷凍機に
おいて、上記加熱手段８を、触媒燃焼を行う燃焼機構で
構成したことを特徴としている。

【００２６】本願の第１７の発明では、上記請求項１
１，１２，１３，１４，１５又は１６に記載の吸着式冷
凍機において、上記複数の吸着モジュール１，２の回転
駆動手段を超音波モータで構成したことを特徴としてい
る。

【００２７】本願の第１８の発明では、上記請求項１
１，１２，１３，１４，１５，１６又は１７に記載の吸
着式冷凍機において、上記複数の吸着モジュール１，２
と蒸発器３と凝縮器４とを一体化して冷凍ユニットＸを
構成し、該冷凍ユニットＸを複数個設置して所要の冷凍
能力を得ることを特徴としている。

【００２８】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００２９】（イ）本願の第１の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、冷却により冷媒蒸気の吸着を行い、加
熱により吸着した冷媒蒸気の脱着を行う吸着剤２１を備
えた複数の吸着モジュール１，２を、直接に又は間接に
接触させ、一方の吸着モジュール１又は２で発生した吸
着熱又は保有熱を他方の吸着モジュール２又は１に導き
これを該他方の吸着モジュール２又は１の加熱又は再生
に利用し得るように構成しているので、例えば従来のバ
ッチ式吸着式冷凍機の如く吸着モジュールにおいて発生
する吸着熱を利用する構成を持たないものに比して、該
吸着熱を吸着モジュールにおける上記吸着剤２１の再生
に利用する分だけ、該吸着剤２１の加熱熱量を少なくす
ることができ、その結果、吸着式冷凍機全体としてより
高いＣＯＰを確保することができることになる。

【００３０】（ロ）本願の第２の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、
上記吸着剤２１を良好な吸着特性をもつ無機酸化物で構
成し、上記一方の吸着モジュール１又は２において発生
した吸着熱を上記他方の吸着モジュール２又は１の再生
に利用するようにしているので、上記吸着剤２１の吸着
特性が良好である分だけ、上記吸着式冷凍機のＣＯＰが
さらに高められることになる。

【００３１】（ハ）本願の第３の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、
上記冷媒を水で構成する一方、水との相性が良く高い吸
着特性をもつゼオライトで上記吸着剤２１を構成し、上
記一方の吸着モジュール１又は２において発生した吸着
熱を上記他方の吸着モジュール２又は１の再生に利用す
るようにしているので、上記吸着剤２１の吸着特性が良
好であり、それだけ上記吸着式冷凍機のＣＯＰがより一
層向上することになる。

【００３２】（ニ）本願の第４の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、
上記冷媒をアンモニアで構成する一方、アンモニアとの
相性が良く高い吸着特性をもつ塩類で上記吸着剤２１を
構成し、上記一方の吸着モジュール１又は２において発
生した吸着熱を上記他方の吸着モジュール２又は１の再
生に利用するようにしているので、上記吸着剤２１の吸
着特性が良好であり、それだけ上記吸着式冷凍機のＣＯ
Ｐがより一層向上することになる。

【００３３】（ホ）本願の第５の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、
上記冷媒を水で構成する一方、水との相性が良く高い吸
着特性をもつシリカゲルで上記吸着剤２１を構成し、上
記一方の吸着モジュール１又は２において発生した吸着
熱を上記他方の吸着モジュール２又は１の再生に利用す
るようにしているので、上記吸着剤２１の吸着特性が良
好であり、それだけ上記吸着式冷凍機のＣＯＰがより一
層向上することになる。

【００３４】（ヘ）本願の第６の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、
上記冷媒を水で構成する一方、水との相性が良く高い吸
着特性をもつキセロゲルで上記吸着剤２１を構成し、上
記一方の吸着モジュール１又は２において発生した吸着
熱を上記他方の吸着モジュール２又は１の再生に利用す
るようにしているので、上記吸着剤２１の吸着特性が良
好であり、それだけ上記吸着式冷凍機のＣＯＰがより一
層向上することになる。

【００３５】（ト）本願の第７の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）
又は（ヘ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果
が奏せられる。即ち、この発明では、上記吸着剤２１
を、該吸着剤２１を支持部材１１に固着せしめるととも
に伝熱性を高め又は冷媒蒸気の透過性を高める性状をも
つ補助材２２との複合構造としているので、上記補助材
２２のもつ高い伝熱性と冷媒蒸気の透過性とに起因し
て、上記吸着剤２１における熱伝導と冷媒蒸気の移動作
用とが促進され、それだけ上記各吸着モジュール１，２
における吸着あるいは脱着効率が向上し、延いては該各
吸着モジュール１，２の小型化が図れることになる。

【００３６】（チ）本願の第８の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）
又は（ヘ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果
が奏せられる。即ち、この発明では、上記吸着剤２１を
所定形態をもつ吸着剤構造体１２として支持部材１１に
支持せしめるとともに、上記吸着剤構造体１２又は上記
支持部材１１又はこれら両者に、冷媒蒸気の通路として
機能する穴１４，１４，・・、又は溝１５，１５，・・
を設けているので、上記冷媒蒸気の通路の確保によって
上記吸着剤構造体１２における冷媒蒸気の吸着及び脱着
作用が効率良く行われ、それだけ吸着式冷凍機のＣＯＰ
の更なる向上が期待できることになる。

【００３７】（リ）本願の第９の発明にかかる吸着式
冷凍機によれば、上記（ロ），（ハ），（ニ），
（ホ），（ヘ），（ト）又は（チ）に記載の効果に加え
て次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明
では、上記吸着剤構造体１２を薄板状形態とするととも
に、その厚さを、該吸着剤構造体１２の熱抵抗が上記支
持部材１１の熱抵抗と同等又はそれ以下となるように設
定しているので、設定している。従って、上記吸着剤構
造体１２の熱抵抗が該吸着剤構造体１２の熱伝導率と厚
さの積として得られることからして、該吸着剤構造体１
２が薄板状形態でその厚さが薄い分だけ該吸着剤構造体
１２の熱抵抗が小さくされる。しかも、この場合におい
て、上記吸着剤構造体１２の熱抵抗を、例えば金属材で
構成される上記支持部材１１の熱抵抗と同等又はそれ以
下となるようにすることで、上記支持部材１１を介して
行われる他の吸着モジュール側からの伝熱作用が促進さ
れる。これらの相乗作用として、上記吸着剤構造体１２
においては冷媒蒸気の吸着あるいは脱着操作が速やかに
行われてその効率が向上することから、その分だけ上記
吸着剤２１の必要量を少なくして上記吸着モジュールの
小型化、延いては吸着式冷凍機の小型化を図ることが可
能となるものである。

【００３８】（ヌ）本願の第１０の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（リ）に記載の効果に加えて次
のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記支持部材１１の吸着剤担持面１１ａを微細な凹
凸構造又は多孔構造とし、該吸着剤担持面１１ａに上記
吸着剤構造体１２が担持させているので、該吸着剤構造
体１２の厚みを薄く維持しつつ吸着モジュール体積当た
りの吸着剤２１の使用量を増加させることができ、その
結果、吸着あるいは脱着能力を同じに設定する場合に
は、吸着剤２１の使用量の増加分だけ吸着モジュールの
小型化、延いては吸着式冷凍機の小型化が図れるもので
ある。

【００３９】（ル）本願の第１１の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ロ），（ハ），（ニ），
（ホ），（ヘ），（ト），（チ），（リ）又は（ヌ）に
記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられ
る。即ち、この発明では、上記複数の吸着モジュール
１，２を、板状形態をもつ上記支持部材１１に上記吸着
剤構造体１２を担持させて構成し、且つその厚さ方向に
対向配置された状態で相互に逆方向に回転させるように
しているので、上記複数の吸着モジュール１，２の相対
回転に伴い、該各吸着モジュール１，２においてそれぞ
れ連続的な吸着及び脱着操作が行われるとともに、該各
吸着モジュール１，２の相対向する部位間での熱移動が
行われることで吸着熱の内部回収が可能となる。この結
果、回収熱の分だけ上記各吸着モジュール１，２への外
部加熱熱量が減少し、それだけ吸着式冷凍機全体として
のＣＯＰをより一層高めることができる。

【００４０】（ヲ）本願の第１２の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル）に記載の効果に加えて次
のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記複数の吸着モジュール１，２の間に、該各吸着
モジュール１，２を加熱する加熱手段８と冷却する冷却
手段７及び該各吸着モジュール１，２間での熱移動を行
う熱移動手段９を設けているので、該各吸着モジュール
１，２のそれぞれにおける伝熱効率が向上し、該各吸着
モジュール１，２相互間における熱移動が促進され、そ
の結果、該各吸着モジュール１，２のより一層の小型
化、延いては吸着式冷凍機のより一層の小型化が図れる
ものである。

【００４１】（ワ）本願の第１３の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル）に記載の効果に加えて次
のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記複数の吸着モジュール１，２を、上記吸着剤構
造体１２の両面にそれぞれ支持部材１１，１１を備えた
構成とし、該複数の吸着モジュール１，２の相対向する
一方の支持部材１１，１１同士を直接接触させてこれら
両者間において熱回収を行わせるとともに、該複数の吸
着モジュール１，２の他方の支持部材１１，１１側に上
記冷却手段７と加熱手段８とを設けているので、上記各
吸着モジュール１，２間で直接的に熱交換が行われ、そ
れだけ該各吸着モジュール１，２において発生する吸着
熱の回収効率が向上し、結果的に吸着式冷凍機のＣＯＰ
がより一層向上することになる。

【００４２】（カ）本願の第１４の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル），（ヲ）又は（ワ）に記
載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。
即ち、この発明では、上記複数の吸着モジュール１，２
同士の接触面、又は該各吸着モジュール１，２と上記冷
却手段７、加熱手段８及び熱移動手段９との接触面にフ
ッ素樹脂コーティング層を設けているので、これら接触
部分における摺動抵抗及び伝熱抵抗が共に低下し、それ
だけ上記各吸着モジュール１，２における吸着及び脱着
効率が向上し、延いては吸着式冷凍機のＣＯＰが向上す
ることになる。

【００４３】（ヨ）本願の第１５の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル），（ヲ），（ワ）又は
（カ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏
せられる。即ち、この発明では、上記各吸着モジュール
１，２の上記支持部材１１に、該吸着モジュール１，２
の温度変化による熱歪を吸収し得る熱歪吸収構造を備え
ているので、上記各吸着モジュール１，２においてはそ
の加熱部位と冷却部位との間の温度差に基づく上記支持
部材１１の熱歪が防止され、吸着式冷凍機の作動上の信
頼性が高められることになる。

【００４４】（タ）本願の第１６の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル），（ヲ），（ワ），
（カ）又は（ヨ）に記載の効果に加えて次のような特有
の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記加熱手
段８を、触媒燃焼を行う燃焼機構で構成しているので、
該触媒燃焼においてはその燃焼温度が低いという特性か
らして、高い燃焼温度おいて発生するＮＯｘ等の有害ガ
スは、その発生が抑制されることとなり、その結果、上
記加熱手段８を燃焼機構で構成したにも拘わらず、周辺
環境を汚染することの少ない吸着式冷凍機を提供するこ
とができることになる。

【００４５】（レ）本願の第１７の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル），（ヲ），（ワ），
（カ），（ヨ）又は（タ）に記載の効果に加えて次のよ
うな特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上
記複数の吸着モジュール１，２の回転駆動手段を超音波
モータで構成しているので、該超音波モータは薄く且つ
小型という特質をもつことから、該超音波モータを使用
することで吸着式冷凍機の小型化が図れることになる。

【００４６】（ソ）本願の第１８の発明にかかる吸着
式冷凍機によれば、上記（ル），（ヲ），（ワ），
（カ），（ヨ），（タ）又は（レ）に記載の効果に加え
て次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明
では、上記複数の吸着モジュール１，２と蒸発器３と凝
縮器４とを一体化して冷凍ユニットＸを構成し、該冷凍
ユニットＸを複数個設置して所要の冷凍能力を得るよう
にしているので、上記冷凍ユニットＸの設置数の増減に
よって吸着式冷凍機全体としての冷凍能力の調整が可能
であり、その結果、上記冷凍ユニットＸの量産効果によ
って吸着式冷凍機の製造コストの低下を図ることが可能
となる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明にかかる吸着式冷
凍機をいくつかの好適な実施形態に基づいて具体的に説
明する。

【００４８】第１の実施形態図１には、本願の請求項１〜６に記載の発明が適用され
た第１の実施形態にかかる吸着式冷凍機Ｚ₁を示してい
る。この吸着式冷凍機Ｚ₁は、後述する如く吸着剤２１
でなる吸着剤構造体１２と該吸着剤構造体１２を固着支
持する支持部材１１とからなる一対の吸着モジュール
１，２を直接的に、又は間接的に接触させるとともに、
これら一対の吸着モジュール１，２と蒸発器３と凝縮器
４と膨張弁５とを冷媒循環路２９により接続して冷媒循
環系を構成している。また、上記蒸発器３と凝縮器４
は、それぞれ一対の制御弁２５，２６、同２７，２８に
より上記一対の吸着モジュール１，２のそれぞれに択一
的に接続される。

【００４９】この吸着式冷凍機Ｚ₁の動作を、一方の吸
着モジュール１が吸着側、他方の吸着モジュール２が脱
着側である場合を例にとって説明する。この動作状態で
は、制御弁２５，２７が閉弁し、制御弁２６，２８が開
弁している。また、一方の吸着モジュール１は冷却手段
（図示省略）により冷却され、他方の吸着モジュール２
は加熱手段（図示省略）により加熱されている。

【００５０】そして、上記蒸発器３からの冷媒蒸気（例
えば、水蒸気）は、上記一方の吸着モジュール１に吸着
され且つここに保持される。これに対して、他方の吸着
モジュール２においては、これが加熱されることでここ
に吸着保持されていた冷媒蒸気の脱着が行われ、脱着さ
れた冷媒蒸気は上記凝縮器４において凝縮され液冷媒と
される。この液冷媒は、上記膨張弁５において減圧され
た後、上記蒸発器３において蒸発して冷媒蒸気とされ、
再度、上記一方の吸着モジュール１側に吸着される。
尚、上記動作の継続により、上記一方の吸着モジュール
１が飽和状態に達し、また上記他方の吸着モジュール２
が乾き状態となってその再生が完了すると、上記各制御
弁２５〜２８をそれぞれ切り換えるとともに、上記一方
の吸着モジュール１を加熱し、他方の吸着モジュール２
を冷却し、該一方の吸着モジュール１を脱着側に、他方
の吸着モジュール２を吸着側にそれぞれ設定した状態で
運転が行われ、該一方の吸着モジュール１の再生が図ら
れる。

【００５１】ところで、上述のように上記一方吸着モジ
ュール１が吸着側となって作動すると、該一方の吸着モ
ジュール１の吸着剤には比較的高温の吸着熱が発生す
る。この場合、上記各吸着モジュール１，２同士が直接
的に、あるいは間接的に接触していることから、図１に
示すように、吸着側の上記一方の吸着モジュール１側に
おいて発生した吸着熱が、脱着側（即ち、再生側）であ
る他方の吸着モジュール２側に熱伝導により移動する熱
移動状態が発生する。そして、この他方の吸着モジュー
ル２側に移動した吸着熱は、該他方の吸着モジュール２
に対する上記加熱手段による加熱量に付加され、該他方
の吸着モジュール２の再生熱源の一部として利用され
る。

【００５２】即ち、この吸着式冷凍機Ｚ₁においては、
一方の吸着モジュール１において発生した吸着熱を系内
で回収し、これを他方の吸着モジュール２の再生熱源と
して利用するものであり、かかる吸着熱の熱回収が行わ
れることで、例えば従来のバッチ式吸着式冷凍機の如く
かかる熱回収の手段をもたないものに比して、回収熱量
分だけ上記加熱手段による加熱熱量を少なくすることが
でき、その結果、吸着式冷凍機Ｚ₁全体としてより高い
ＣＯＰを確保することができるものである。

【００５３】ここで、この吸着式冷凍機Ｚ₁における上
記各吸着モジュール１，２の具体的な構造例と、上記吸
着剤２１の好適な材料及び該吸着剤２１と冷媒との好適
な組み合わせ等について説明する。

【００５４】Ａ：吸着モジュールの具体的構造Ａ−１：第１の構造例第１の構造例は、本願の請求項７に記載の発明に対応す
るものであって、図２に示すように、例えば金属製薄板
状の支持部材１１の一方の面に、薄板形態に成形された
吸着剤構造体１２を固着担持させて構成されたものであ
る。この吸着剤構造体１２は、図３に拡大図示するよう
に、適宜の素材でなる粒状あるいは粉状の吸着剤２１，
２１，・・と、該吸着剤２１，２１，・・を固結成形し
てこれを上記支持部材１１の表面に固着させる補助材２
２とからなる複合構造とされている。また、この補助材
２２は、上記吸着剤２１，２１，・・を上記支持部材１
１に固着させるとともに、伝熱性を高め、あるいは冷媒
蒸気の透過性を高める性状を有する材質が適用され、例
えば吸水樹脂が好適例である。

【００５５】かかる構造の吸着モジュール１において
は、上記補助材２２のもつ高い伝熱性と冷媒蒸気の透過
性とに起因して、上記吸着剤２１における熱伝導と冷媒
蒸気の移動作用とが促進され、それだけ上記各吸着モジ
ュール１，２における吸着あるいは脱着効率が向上しそ
の小型化が図れ、延いては上記吸着式冷凍機Ｚ₁の小型
化が図れることになる。

【００５６】Ａ−２：第２の構造例第２の構造例は、本願の請求項８に記載の発明に対応す
るものであって、図４に示すように、例えば金属製の薄
板材でなる支持部材１１と、該支持部材１１の一方の面
に固着担持され且つ薄板形態をもつ吸着剤構造体１２と
で構成されている。この吸着剤構造体１２には、該吸着
剤構造体１２の内部において冷媒蒸気の通路として機能
し得るようにして、多数の穴１４，１４，・・が設けら
れている。尚、この場合、上記吸着剤構造体１２は、上
記第１の構造例の如き吸着剤２１と補助材２２との複合
構造とすれば好適である。また、この構造例において
は、上記吸着モジュール１を上記支持部材１１と吸着剤
構造体１２の二部材で構成した関係上、該吸着剤構造体
１２のみに上記穴１４，１４，・・を設けているが、後
述の図１６に示すように吸着モジュール１を、吸着剤構
造体１２とその両側にそれぞれ位置する一対の支持部材
１１，１１とで構成する場合には、一方の吸着モジュー
ル１と他方の吸着モジュール２との間での冷媒蒸気の漏
れを防止し得る範囲で、上記吸着剤構造体１２のみなら
ず上記支持部材１１にも上記穴１４，１４，・・を設け
ることも可能である。

【００５７】かかる構造の吸着モジュール１において
は、上記吸着剤構造体１２等に上記穴１４，１４，・・
を設けることで、上記冷媒蒸気の通路の確保によって上
記吸着剤構造体１２における冷媒蒸気の吸着及び脱着作
用が効率良く行われ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣＯ
Ｐの更なる向上が期待できることになる。

【００５８】Ａ−３：第３の構造例第３の構造例は、本願の請求項８に記載の発明に対応す
るものであって、図５に示すように、例えば金属製の薄
板材でなる支持部材１１と、該支持部材１１の一方の面
に固着担持され且つ薄板形態をもつ吸着剤構造体１２と
で構成されている。そして、この吸着剤構造体１２に
は、該吸着剤構造体１２の表面側において冷媒蒸気の通
路として機能し得るようにして、多数の溝１５，１５，
・・が設けられている。尚、この場合、上記吸着剤構造
体１２は、上記第１の構造例の如き吸着剤２１と補助材
２２との複合構造とすれば好適である。また、この構造
例においては、上記吸着モジュール１を上記支持部材１
１と吸着剤構造体１２の二部材で構成した関係上、該吸
着剤構造体１２のみに上記溝１５，１５，・・を設けて
いるが、後述の図１６に示すように吸着モジュール１
を、吸着剤構造体１２とその両側にそれぞれ位置する一
対の支持部材１１，１１とで構成する場合には、一方の
吸着モジュール１と他方の吸着モジュール２との間での
冷媒蒸気の漏れを防止し得る範囲で、上記吸着剤構造体
１２のみならず上記支持部材１１にも上記溝１５，１
５，・・を設けることも可能である。

【００５９】かかる構造の吸着モジュール１において
は、上記吸着剤構造体１２等に上記溝１５，１５，・・
を設けることで、上記冷媒蒸気の通路の確保によって上
記吸着剤構造体１２における冷媒蒸気の吸着及び脱着作
用が効率良く行われ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣＯ
Ｐの更なる向上が期待できることになる。

【００６０】Ａ−４：第４の構造例第４の構造例は、本願の請求項８に記載の発明に対応す
るものであって、図６に示すように、例えば金属製の薄
板材でなる支持部材１１と、該支持部材１１の一方の面
に固着担持され且つ薄板形態をもつ吸着剤構造体１２と
で構成されている。そして、この吸着剤構造体１２に
は、該吸着剤構造体１２の内部において冷媒蒸気の通路
として機能し得るようにして、多数の通孔１６，１６，
・・が設けられている。尚、この場合、上記吸着剤構造
体１２は、上記第１の構造例の如き吸着剤２１と補助材
２２との複合構造とすれば好適である。

【００６１】また、この構造例においては、上記吸着モ
ジュール１を上記支持部材１１と吸着剤構造体１２の二
部材で構成した関係上、該吸着剤構造体１２のみに上記
通孔１６，１６，・・を設けているが、後述の図１６に
示すように吸着モジュール１を、吸着剤構造体１２とそ
の両側にそれぞれ位置する一対の支持部材１１，１１と
で構成する場合には、一方の吸着モジュール１と他方の
吸着モジュール２との間での冷媒蒸気の漏れを防止し得
る範囲で、上記吸着剤構造体１２のみならず上記支持部
材１１にも上記通孔１６，１６，・・を設けることも可
能である。

【００６２】かかる構造の吸着モジュール１において
は、上記吸着剤構造体１２等に上記通孔１６，１６，・
・を設けることで、上記冷媒蒸気の通路の確保によって
上記吸着剤構造体１２における冷媒蒸気の吸着及び脱着
作用が効率良く行われ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣ
ＯＰの更なる向上が期待できることになる。

【００６３】Ａ−５：第５の構造例第５の構造例は、本願の請求項１０に記載の発明に対応
するものであって、図７に示すように、例えば金属製の
薄板材でなる支持部材１１と、該支持部材１１の一方の
面に固着担持され且つ薄板形態をもつ吸着剤構造体１２
とで構成されている。そして、図８に示すように、上記
支持部材１１の上記吸着剤構造体１２に対応する部位の
表面、即ち、吸着剤担持面１１ａは微細孔１７，１７，
・・をもつ凹凸構造とされ、この凹凸構造の吸着剤担持
面１１ａの表面に貼り付け状態で吸着剤２１を担持させ
てこれを上記吸着剤構造体１２としている。

【００６４】かかる構造の吸着モジュール１によれば、
上記支持部材１１の吸着剤担持面１１ａを微細な凹凸構
造とし該吸着剤担持面１１ａに上記吸着剤構造体１２を
担持させることで、該吸着剤構造体１２の厚みを薄く維
持しつつ吸着モジュール体積当たりの吸着剤２１の使用
量を増加させることができる。その結果、吸着あるいは
脱着能力を同じに設定する場合には、吸着剤２１の使用
量の増加分だけ吸着モジュール１の小型化、延いては吸
着式冷凍機Ｚ₁の小型化が図れるものである。

【００６５】Ａ−６：第６の構造例第６の構造例は、本願の請求項１０に記載の発明に対応
するものであって、図９に示すように、例えば金属製の
薄板材でなる支持部材１１と、該支持部材１１の一方の
面に固着担持された吸着剤構造体１２とで構成されてい
る。そして、図１０に示すように、上記吸着剤構造体１
２は、微細メッシュの金網１８を芯材とし、この金網１
８の多数の線材１９，１９，・・の表面に吸着剤２１を
付着担持させて構成されている。この場合、上記金網１
８の上記各線材１９，１９，・・の表面が間接的ではあ
るが上記支持部材１１における吸着剤担持面１１ａとし
て機能することとなり、従って、該吸着剤担持面１１ａ
は上記金網１８の構造的特徴に対応して、微細な多孔構
造をもつことになる。

【００６６】かかる構造の吸着モジュール１によれば、
上記支持部材１１の吸着剤担持面１１ａを微細な多孔構
造とし該吸着剤担持面１１ａに上記吸着剤構造体１２を
担持させているので、該吸着剤構造体１２の厚みを薄く
維持しつつ吸着モジュール体積当たりの吸着剤２１の使
用量を増加させることができる。その結果、吸着あるい
は脱着能力を同じに設定する場合には、吸着剤２１の使
用量の増加分だけ吸着モジュール１の小型化、延いては
吸着式冷凍機Ｚ₁の小型化が図れる。

【００６７】Ａ−７：第７の構造例第７の構造例は、上記各構造例の如く上記吸着モジュー
ル１を、上記支持部材１１と吸着剤構造体１２とで構成
したものを前提とし、かかる基本構造をもつ吸着モジュ
ール１において、該吸着剤構造体１２の厚さと熱抵抗と
を特定関係に設定したものである。

【００６８】即ち、本願の請求項９に記載の発明を適用
して、上記吸着剤構造体１２を薄板状形態とするととも
に、その厚さを、該吸着剤構造体１２の熱抵抗が上記支
持部材１１の熱抵抗と同等又はそれ以下となるように設
定したものである。

【００６９】かかる設定は、（イ）一般に上記支持部材
１１としては金属材が使用されるが、この金属材からな
る支持部材１１の熱伝導率に比して、上記吸着剤構造体
１２を構成する吸着剤２１の熱伝導率は一般に低いとい
う特性があること、（ロ）吸着剤構造体１２の熱抵抗
は、その熱伝導率と厚さとの積によって規定され、熱抵
抗を下げるには上記吸着剤構造体１２の厚さを薄くする
必要があること、（ハ）上述のように一方の吸着モジュ
ール１の吸着剤構造体１２において発生した吸着熱を他
方の吸着モジュール２の吸着剤構造体１２側に効率良く
移動させるには、該吸着剤構造体１２の熱抵抗を、熱移
動が行われる一対の吸着剤構造体１２，１２の間に位置
する上記支持部材１１の熱抵抗と同等かそれ以下に抑え
る必要があること、等を考慮したものである。

【００７０】このような設定とすることで、上記吸着剤
構造体１２の厚さを薄くできる分だけ該吸着剤構造体１
２における熱抵抗が小さく抑えられるとともに、上記吸
着剤構造体１２の熱抵抗を上記支持部材１１の熱抵抗と
同等又はそれ以下に設定したことにより該支持部材１１
を介して行われる吸着モジュール相互間の熱移動が促進
され、これらの相乗作用として、上記吸着剤構造体１２
においては冷媒蒸気の吸着あるいは脱着操作が速やかに
行われてその効率が向上することから、その分だけ上記
吸着剤２１の必要量を少なくして上記吸着モジュール１
の小型化、延いては吸着式冷凍機Ｚ₁の小型化を図るこ
とが可能となるものである。

【００７１】Ｂ：吸着剤２１の材料等Ｂ−１：第１の具体例第１の具体例は、請求項２に記載の発明に対応するもの
で、上記吸着剤２１を、例えばアルミナ等の多孔質の無
機酸化物で構成するものである。かかる構成の吸着剤２
１によれば、無機酸化物が多孔質であることから良好な
吸着特性が得られ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣＯＰ
が向上することになる。尚、この場合、この吸着剤２１
に対応する冷媒としては、水、アンモニアが好適であ
る。

【００７２】Ｂ−２：第２の具体例第２の具体例は、請求項３に記載の発明に対応するもの
で、冷媒として水を用いるものにおいて、吸着剤２１の
材料として水との相性が良く高い吸着特性をもつゼオラ
イトを採用するものである。かかる構成の吸着剤２１に
よれば、上記吸着剤２１において良好な吸着特性が得ら
れ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣＯＰが向上すること
になる。

【００７３】Ｂ−３：第３の具体例第３の具体例は、請求項４に記載の発明に対応するもの
で、冷媒としてアンモニアを用いるものにおいて、吸着
剤２１の材料としてアンモニアとの相性が良く高い吸着
特性をもつ塩類を採用するものである。かかる構成の吸
着剤２１によれば、上記吸着剤２１において良好な吸着
特性が得られ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ ₁のＣＯＰが向
上することになる。

【００７４】Ｂ−４：第４の具体例第４の具体例は、請求項５に記載の発明に対応するもの
で、上記冷媒として水を用いるものにおいて、吸着剤２
１として水との相性が良く高い吸着特性をもつシリカゲ
ルを採用したものである。かかる構成の吸着剤２１によ
れば、上記吸着剤２１において良好な吸着特性が得ら
れ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣＯＰが向上すること
になる。

【００７５】Ｂ−５：第５の具体例第５の具体例は、請求項６に記載の発明に対応するもの
で、上記冷媒として水を用いるものにおいて、吸着剤２
１として水との相性が良く高い吸着特性をもつキセロゲ
ルを採用したものである。かかる構成の吸着剤２１によ
れば、上記吸着剤２１において良好な吸着特性が得ら
れ、それだけ吸着式冷凍機Ｚ₁のＣＯＰが向上すること
になる。

【００７６】第２の実施形態図１１には、本願発明の第２の実施形態にかかる吸着式
冷凍機Ｚ₂を示している。この吸着式冷凍機Ｚ₂は、請求
項１１に記載の発明を適用して、一対の吸着モジュール
１，２間において吸着熱の連続的な熱回収を可能とした
ものであって、その主要構成をなす上記各吸着モジュー
ル１，２は、共に、薄円板状形態をもつ支持部材１１と
該支持部材１１の一方の表面に固着担持された薄円板状
形態をもつ吸着剤構造体１２とで構成されている。そし
て、この一対の吸着モジュール１，２は、その支持部材
１１を直接接触させた背向状態で配置されるとともに、
適宜の駆動手段、例えば超音波モータによって相互に逆
方向に回転駆動されるようになっている。また、この一
対の吸着モジュール１，２は、冷媒循環路２９によって
蒸発器３と凝縮器４及び膨張弁５に接続されて冷媒循環
系を構成している。

【００７７】さらに、上記一対の吸着モジュール１，２
の実際の配置に際しては、これらの中心位置を横切って
それぞれシール機構１３，１３が設けられ、該各吸着モ
ジュール１，２の吸着剤構造体１２においては、該シー
ル機構１３を挟んでその一方側と他方側との間での水蒸
気の移動が阻止される。さらに、上記各吸着モジュール
１，２の上記シール機構１３を挟んで対向する両部位の
うち、一方の部位（以下、「脱着側部位」という）にお
ける上記シール機構１３の一端寄り位置には加熱手段
（図示省略）が、他方の部位（以下、「吸着側部位」と
いう）における上記シール機構１３の他端寄り位置には
冷却手段（図示省略）がそれぞれ配置されている。

【００７８】次に、上記の如く構成された吸着式冷凍機
Ｚ₂の動作を、図１１及び図１２を参照して説明する。
尚、以下の説明に際しては、上記一対の吸着モジュール
１，２のうち、上側に位置する吸着モジュール１に着目
し、この吸着モジュール１における動作を主にして説明
する。また、図１１におけるポイント〜と、図１２
におけるポイント〜とを対応させて説明する。

【００７９】先ず、上記吸着モジュール１の吸着剤構造
体１２は、脱着側部位のポイントの位置において加熱
手段により加熱され、該吸着剤構造体１２に吸着されて
いた水蒸気（冷媒蒸気）の脱着が完了する。尚、ここで
発生した水蒸気は、上記凝縮器４において凝縮され、水
となる。

【００８０】上記ポイントにおいて水蒸気の脱着が完
了した上記吸着剤構造体１２は、上記吸着モジュール１
の回転に伴って上記シール機構１３を越えて吸着側部位
に移動する。そして、吸着側部位への移動後、該吸着側
部位のポイントまで移動する間においては、上記吸着
剤構造体１２は自らの保有熱（顕熱）で他方の吸着モジ
ュール２を加熱し（図１２の矢印（ａ）参照）、自らは
冷却され、飽和温度まで温度が低下する（即ち、保有熱
の回収である）。

【００８１】ポイントにおいて飽和温度まで温度の低
下した上記吸着剤構造体１２は、上記蒸発器３からの水
蒸気の吸着を開始し、それに伴って吸着熱を発生し、こ
の吸着熱によって他方の吸着モジュール２を加熱（図１
２の矢印（ｂ）及び（ｃ）参照）し、それに伴って自ら
は冷却される（即ち、吸着熱の回収である）。そして、
上記吸着モジュール１は、上記吸着剤構造体１２で発生
する吸着熱によって上記他方の吸着モジュール２を加熱
しながら回転し、該吸着剤構造体１２における水蒸気の
吸着がさらに進行し、最終的に、ポイントにおいて上
記冷却手段により冷却され、水蒸気の吸着を完了する。

【００８２】吸着が完了した吸着剤構造体１２は、上記
シール機構１３を通過して吸着側部位から脱着側部位に
移動し、ポイントを経てポイントに達し、１サイク
ルを終了するが、この脱着側部位においては、上記吸着
側部位における作動とは逆に、他方の吸着モジュール２
からの保有熱と吸着熱を受けて加熱され、上記吸着剤構
造体１２に吸着されていた水蒸気の脱着が行われ、その
機能の再生が図られるものである。

【００８３】以上に述べたように、この実施形態の吸着
式冷凍機Ｚ₂においては、上記一対の吸着モジュール
１，２を、その厚さ方向に対向配置させた状態で相互に
逆方向に回転させることで、該各吸着モジュール１，２
相互間において保有熱と吸着熱の熱回収を行わせ、該各
吸着モジュール１，２でそれぞれ連続的な吸着及び脱着
を行うものであるため、上記保有熱と吸着熱の熱回収熱
の分だけ上記各吸着モジュール１，２への上記加熱手段
による必要加熱量を少なくすることができ、それだけ吸
着式冷凍機Ｚ₂のＣＯＰをより層高めることが可能とな
る。

【００８４】また、この場合、上記加熱手段を、触媒燃
焼を行う燃焼機構で構成することで、該触媒燃焼におい
てはその燃焼温度が低いという特性からして、高い燃焼
温度おいて発生するＮＯｘ等の有害ガスは、その発生が
抑制されることとなり、その結果、上記加熱手段を燃焼
機構で構成したにも拘わらず、周辺環境を汚染すること
の少ない吸着式冷凍機を提供することができることにな
る。

【００８５】さらに、上記各吸着モジュール１，２の回
転駆動手段を超音波モータで構成すると、該超音波モー
タは薄く且つ小型という特質をもつことから、該回転駆
動手段の小型化が図れ、延いては吸着式冷凍機Ｚ₂の小
型化が促進される。

【００８６】第３の実施形態図１３及び図１４には、本願発明の第３の実施形態にか
かる吸着式冷凍機Ｚ₃を示している。この吸着式冷凍機
Ｚ₃は、請求項１２に記載の発明を適用したものであっ
て、上記第２の実施形態における吸着式冷凍機Ｚ₂を基
本形態とし、かかる基本形態において伝熱効率をさらに
高めて吸着式冷凍機Ｚ₃全体のコンパクト化をより一層
進めたものである。

【００８７】即ち、この吸着式冷凍機Ｚ₃は、近接して
背向配置され且つ相互に逆方向に回転駆動される一対の
吸着モジュール１，２の間に、次述の圧力隔壁１０を介
在設置して構成される。

【００８８】上記圧力隔壁１０は上記各吸着モジュール
１，２と同様の円板形態を持つ部材であって、上記各吸
着モジュール１，２の間において固定配置される（図１
４参照）。そして、この圧力隔壁１０には、上記各吸着
モジュール１，２相互間での熱伝導を行ってその保有熱
及び吸着熱の熱回収作用を促進させるための一対の熱伝
導部３３，３３が該圧力隔壁１０の中心を挟んでその両
側に対向配置されるとともに、冷却媒体が循環されて上
記冷却手段７を構成する一方の熱交換部３１と、加熱媒
体が循環されて上記加熱手段８を構成する他方の熱交換
部３２とが、上記一対の熱伝導部３３，３３の中間に位
置するようにして設けられている。

【００８９】尚、この一対の吸着モジュール１，２と上
記圧力隔壁１０の外に、上記蒸発器３と凝縮器４及び膨
張弁５が備えられて上記吸着式冷凍機Ｚ₃が構成される
が、図１３においてはこれらの部材の図示を省略してい
る。

【００９０】そして、特に、この実施形態においては、
図１４に示すように、上述の如くして構成された吸着式
冷凍機Ｚ₃を、その厚さ方向に所定間隔をもって複数個
重合配置して一つの吸着式冷凍システムを構成してい
る。従って、上記各吸着式冷凍機Ｚ₃，Ｚ₃，・・の対向
隙間が水蒸気の通気路６として活用できるとともに、該
通気路６はシール機構１３によって上記脱着側部位と吸
着側部位とに区画されている。

【００９１】かかる構成の吸着式冷凍機Ｚ₃において
は、上記第２の実施形態にかかる吸着式冷凍機Ｚ₂の場
合と同様に、上記一対の吸着モジュール１，２を、その
厚さ方向に対向配置させた状態で相互に逆方向に回転さ
せて該各吸着モジュール１，２相互間において保有熱と
吸着熱の熱回収を行わせ、これによって該各吸着モジュ
ール１，２でそれぞれ連続的な吸着及び脱着を行うもの
であるため、上記保有熱と吸着熱の熱回収熱の分だけ上
記各吸着モジュール１，２への上記加熱手段による必要
加熱量を少なくすることができ、それだけ吸着式冷凍機
Ｚ₃のＣＯＰをより層高めることが可能となるものであ
るが、それに加えて、上記圧力隔壁１０を配置したこと
により特有の効果が奏せられるものである。

【００９２】即ち、この実施形態にかかる吸着式冷凍機
Ｚ₃によれば、上記複数の吸着モジュール１，２の間
に、該各吸着モジュール１，２を加熱する加熱手段８と
冷却する冷却手段７及び該各吸着モジュール１，２間で
の熱移動を行う熱移動手段９を設けているので、該各吸
着モジュール１，２のそれぞれにおける伝熱効率が向上
し、該各吸着モジュール１，２相互間における熱移動が
促進され、その結果、該各吸着モジュール１，２のより
一層の小型化、延いては吸着式冷凍機Ｚ₃のより一層の
小型化が可能となるものである。

【００９３】また、この実施形態にかかる吸着式冷凍機
Ｚ₃を適数個組み合わせることで所要の冷凍能力をもつ
吸着式冷凍システムを容易に構成することができるもの
である。

【００９４】さらに、この実施形態の吸着式冷凍機Ｚ₃
においては、請求項１４に記載の発明を適用して、上記
複数の吸着モジュール１，２同士の接触面、又は該各吸
着モジュール１，２と上記冷却手段７、加熱手段８及び
熱移動手段９との接触面にフッ素樹脂コーティング層を
設けることもでき、かかる構成とした場合には、これら
接触部分における摺動抵抗及び伝熱抵抗が共に低下し、
それだけ上記各吸着モジュール１，２における吸着及び
脱着効率がさらに向上し、延いては吸着式冷凍機Ｚ₃の
ＣＯＰのより一層の向上が期待できるものである。

【００９５】また、上述のように、上記各吸着モジュー
ル１，２を円板状形態とし、その一側に冷却手段７を、
他側に加熱手段８をそれぞれ配置することで、該各吸着
モジュール１，２においてはその部位間における温度差
が大きくなることから、温度差による熱歪みが生じるこ
とも懸念される。かかる場合に有効な対応手段として、
例えば請求項１５に記載の発明を適用して、図１５に示
すように、上記吸着モジュール１，２を放射状に複数個
に分割して構成し、これら各分割部分の熱変形（熱膨張
と熱収縮）とを該分割部分の径方向への移動により吸収
する熱歪吸収構造とすることが考えられる。かかる構成
とすれば、上記各吸着モジュール１，２のそれぞれにお
ける熱歪が防止され、これにより吸着式冷凍機Ｚ₃の作
動上の信頼性が確保されることになる。

【００９６】第４の実施形態図１６には、本願発明の第４の実施形態にかかる吸着式
冷凍機Ｚ₄を示している。この吸着式冷凍機Ｚ₄は、一対
の吸着モジュール１，２を備えて構成されるものである
が、この場合、該各吸着モジュール１，２を、共に、円
板状形態をもつ吸着剤構造体１２の両面にそれぞれ薄板
円板状の支持部材１１，１１を固着して構成される。そ
して、これら一対の吸着モジュール１，２を、その対向
する側の支持部材１１，１１同士を直接接触させ且つ相
対回転可能とする一方、該各吸着モジュール１，２の反
対向側の各支持部材１１，１１同士の外側に上記冷却手
段７と加熱手段８を配置している。

【００９７】かかる構成の吸着式冷凍機Ｚ₄において
は、上記第２の実施形態にかかる吸着式冷凍機Ｚ₂の場
合と同様に、上記各吸着モジュール１，２相互間におけ
る保有熱と吸着熱の熱回収により該各吸着モジュール
１，２でそれぞれ連続的な吸着及び脱着が行われ、かか
る熱回収の分だけ上記各吸着モジュール１，２への上記
加熱手段による必要加熱量を少なくすることができ、そ
れだけ吸着式冷凍機Ｚ₂のＣＯＰをより層高めることが
できることに加えて、次のような特有の効果が得られ
る。

【００９８】即ち、この実施形態の吸着式冷凍機Ｚ₄に
おいては、上記複数の吸着モジュール１，２を、上記吸
着剤構造体１２の両面にそれぞれ支持部材１１，１１を
備えた構成とし、該複数の吸着モジュール１，２の相対
向する一方の支持部材１１，１１同士を直接接触させて
これら両者間において熱回収を行わせるとともに、該複
数の吸着モジュール１，２の他方の支持部材１１，１１
側に上記冷却手段７と加熱手段８とを設けているので、
上記各吸着モジュール１，２間で直接的に熱交換が行わ
れ、それだけ該各吸着モジュール１，２において発生す
る吸着熱の回収効率が向上し、結果的に吸着式冷凍機の
ＣＯＰがより一層向上することになる。

【００９９】第５の実施形態図１７には、本願発明の第５の実施形態にかかる吸着式
冷凍機Ｚ₅を示している。この吸着式冷凍機Ｚ₅は、請求
項１８が適用されたものであって、図１４に示すように
薄板形態に形成された冷凍ユニットＸを、所要個数だけ
順次積層して所要の冷凍能力をもつ吸着式冷凍機を構成
したものである。

【０１００】上記冷凍ユニットＸは、図１８に示すよう
に、上下一対の吸着モジュール１，２と、その平面方向
の両側にそれぞれ配置された蒸発器３と凝縮器４、及び
該蒸発器３と凝縮器４の間に配置された膨張弁５とで構
成されるものであって、上記各実施形態で説明したよう
に、上記各吸着モジュール１，２が共に薄型形態をもつ
ことを利用して、冷凍ユニットＸ全体を薄型形態に形成
したものである。

【０１０１】このような薄型構成の冷凍ユニットＸを所
要個数積層して上記吸着式冷凍機Ｚ ₅を構成すること
で、上記冷凍ユニットＸの設置数の増減によって吸着式
冷凍機Ｚ₅全体としての冷凍能力の調整が可能であり、
その結果、上記冷凍ユニットＸの量産効果によって吸着
式冷凍機Ｚ₅の製造コストの低下を図ることが可能とな
るものである。

【０１０２】その他本願発明にかかる吸着式冷凍機は、冷凍機のみならず、
ヒートポンプ、ヒートトランスフォーマ等の空気調和機
器として広く適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる吸着式冷凍機の第１の実施形
態を示す構造図である。

【図２】図１に示した吸着モジュールの第１の構造例を
示す断面図である。

【図３】図２に示した吸着モジュールの要部拡大断面図
である。

【図４】図１に示した吸着モジュールの第２の構造例を
示す斜視図である。

【図５】図１に示した吸着モジュールの第３の構造例を
示す断面図である。

【図６】図１に示した吸着モジュールの第４の構造例を
示す断面図である。

【図７】図１に示した吸着モジュールの第５の構造例を
示す断面図である。

【図８】図７に示した吸着モジュールの要部拡大断面図
である。

【図９】図１に示した吸着モジュールの第６の構造例を
示す断面図である。

【図１０】図９に示した吸着モジュールの要部拡大断面
図である。

【図１１】本願発明にかかる吸着式冷凍機の第２の実施
形態を示す分解斜視図である。

【図１２】図１１に示した吸着式冷凍機の温度−圧力線
図である。

【図１３】本願発明にかかる吸着式冷凍機の第３の実施
形態を示す分解斜視図である。

【図１４】図１３に示した吸着式冷凍機の断面図であ
る。

【図１５】図１４に示した吸着式冷凍機に適用される吸
着モジュールの他の構造例の説明図である。

【図１６】本願発明にかかる吸着式冷凍機の第４の実施
形態を示す断面図である。

【図１７】本願発明にかかる吸着式冷凍機の第５の実施
形態を示す斜視図である。

【図１８】図１７に示した吸着式冷凍機を構成する冷凍
ユニットの平面図である。

【図１９】従来一般的なバッチ式吸着式冷凍機のシステ
ム説明図である。

【図２０】図１９に示したバッチ式吸着式冷凍機の状態
変化図である。

【符号の説明】

１及び２は吸着モジュール、３は蒸発器、４は凝縮器、
５は膨張弁、６は通気路、７は冷却手段、８は加熱手
段、９は熱移動手段、１０は圧力隔壁、１１は支持部
材、１２は吸着剤構造体、１３はシール機構、１４は
穴、１５は溝、１６は通孔、１７は微細孔、１８は金
網、１９は、２１は吸着剤、２２は補助材、３１は熱交
換部、３２は熱交換部、３３は熱伝導部、Ｘは冷凍ユニ
ット、Ｚ₁〜Ｚ₅は吸着式冷凍機である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却により冷媒蒸気の吸着を行い、加熱
により吸着した冷媒蒸気の脱着を行う吸着剤（２１）を
備えた複数の吸着モジュール（１），（２）を、直接に
又は間接に接触させ、一方の吸着モジュール（１又は
２）で発生した吸着熱又は保有熱を他方の吸着モジュー
ル（２又は１）に導きこれを該他方の吸着モジュール
（２又は１）の加熱又は再生に利用し得るように構成し
たことを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項２】請求項１において、上記吸着剤（２１）が無機酸化物で構成され、上記一方
の吸着モジュール（１又は２）において発生した吸着熱
を上記他方の吸着モジュール（２又は１）の再生に利用
することを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項３】請求項１において、上記冷媒を水で、上記吸着剤（２１）をゼオライトでそ
れぞれ構成し、上記一方の吸着モジュール（１又は２）において発生し
た吸着熱を上記他方の吸着モジュール（２又は１）の再
生に利用することを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項４】請求項１において、上記冷媒をアンモニアで、上記吸着剤（２１）を塩類で
それぞれ構成し、上記一方の吸着モジュール（１又は２）において発生し
た吸着熱を上記他方の吸着モジュール（２又は１）の再
生に利用することを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項５】請求項１において、上記冷媒を水で、上記吸着剤（２１）をシリカゲルでそ
れぞれ構成し、上記一方の吸着モジュール（１又は２）において発生し
た吸着熱を上記他方の吸着モジュール（２又は１）の再
生に利用することを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項６】請求項１において、上記冷媒を水で、上記吸着剤（２１）をキセロゲルでそ
れぞれ構成し、上記一方の吸着モジュール（１又は２）において発生し
た吸着熱を上記他方の吸着モジュール（２又は１）の再
生に利用することを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項７】請求項２，３，４，５又は６において、上記吸着剤（２１）が、該吸着剤（２１）を支持部材
（１１）に固着せしめるとともに伝熱性を高め又は冷媒
蒸気の透過性を高める性状をもつ補助材（２２）との複
合構造とされていることを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項８】請求項２，３，４，５又は６において、上記吸着剤（２１）が所定形態をもつ吸着剤構造体（１
２）として支持部材（１１）に支持せしめられるととも
に、上記吸着剤構造体（１２）又は上記支持部材（１
１）又はこれら両者に、冷媒蒸気の通路として機能する
穴（１４），（１４），・・、又は溝（１５），（１
５），・・が設けられていることを特徴とする吸着式冷
凍機。
【請求項９】請求項２，３，４，５，６，７又は８に
おいて、上記吸着剤構造体（１２）を薄板状形態とするととも
に、その厚さを、該吸着剤構造体（１２）の熱抵抗が上
記支持部材（１１）の熱抵抗と同等又はそれ以下となる
ように設定したことを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１０】請求項９において、上記支持部材（１１）の吸着剤担持面（１１ａ）が微細
な凹凸構造又は多孔構造をもち、該吸着剤担持面（１１
ａ）に上記吸着剤構造体（１２）が担持されていること
を特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９又は１０において、上記複数の吸着モジュール（１），（２）は、板状形態
をもつ上記支持部材（１１）に上記吸着剤構造体（１
２）を担持させて構成され、且つその厚さ方向に対向配
置された状態で相互に逆方向に回転せしめられることを
特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１２】請求項１１において、上記複数の吸着モジュール（１），（２）の間に、該各
吸着モジュール（１），（２）を加熱する加熱手段
（８）と冷却する冷却手段（７）及び該各吸着モジュー
ル（１），（２）間での熱移動を行う熱移動手段（９）
が設けられていることを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１３】請求項１１において、上記複数の吸着モジュール（１），（２）が、上記吸着
剤構造体（１２）の両面にそれぞれ支持部材（１１），
（１１）を備えた構成とされ、該複数の吸着モジュール（１），（２）の相対向する一
方の支持部材（１１），（１１）同士が直接接触してこ
れら両者間において熱回収を行うとともに、該複数の吸
着モジュール（１），（２）の他方の支持部材（１
１），（１１）側に上記冷却手段（７）と加熱手段
（８）とが設けられていることを特徴とする吸着式冷凍
機。
【請求項１４】請求項１１，１２又は１３において、上記複数の吸着モジュール（１），（２）同士の接触
面、又は該各吸着モジュール（１），（２）と上記冷却
手段（７）、加熱手段（８）及び熱移動手段（９）との
接触面にフッ素樹脂コーティング層が設けられているこ
とを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１５】請求項１１，１２，１３又は１４にお
いて、上記各吸着モジュール（１），（２）の上記支持部材
（１１）が、該吸着モジュール（１），（２）の温度変
化による熱歪を吸収し得る熱歪吸収構造を備えているこ
とを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１６】請求項１１，１２，１３，１４又は１
５において、上記加熱手段（８）が、触媒燃焼を行う燃焼機構で構成
されていることを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項１７】請求項１１，１２，１３，１４，１５
又は１６において、上記複数の吸着モジュール（１），（２）の回転駆動手
段が超音波モータで構成されていることを特徴とする吸
着式冷凍機。
【請求項１８】請求項１１，１２，１３，１４，１
５，１６又は１７において、上記複数の吸着モジュール（１），（２）と蒸発器
（３）と凝縮器（４）とを一体化して冷凍ユニット
（Ｘ）を構成し、該冷凍ユニット（Ｘ）を複数個設置し
て所要の冷凍能力を得るようにしたことを特徴とする吸
着式冷凍機。