(57)【要約】【課題】  吸着器における冷媒脱着効率を向上させることが可能な構造を有する吸着器及びその吸着器を含む吸着式ヒートパイプを提供する。【解決手段】  冷媒の吸着又は脱着を行う第１吸着剤と、第１吸着剤と前記冷媒の吸着又は脱着を行う蒸気圧条件又は温度条件が異なる第２吸着剤と、第１吸着剤及び前記第２吸着剤が格納され、密閉可能な容器と、容器を貫通し、第１吸着剤及び第２吸着剤のいずれとも熱的に接触する水路管と、を備え、第１吸着剤と第２吸着剤は、水路管に沿って異なる位置に配置されていることを特徴とする吸着器。
2012101666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吸着又は脱着を行う第１吸着剤と、
前記第１吸着剤と前記冷媒の吸着又は脱着を行う蒸気圧条件又は温度条件が異なる第２吸着剤と、
前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤が格納され、密閉可能な容器と、
前記容器を貫通し、前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤のいずれとも熱的に接触する水路管と、を備え、
前記第１吸着剤と前記第２吸着剤は、前記水路管に沿って異なる位置に配置されていることを特徴とする吸着器。
【請求項２】
前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤に対する前記冷媒の吸着量の下限値、及び、前記冷媒の吸着量の上限値に対応する前記冷媒の蒸気圧条件及び温度条件を、相対蒸気圧の条件に対応させた場合に、
前記第１吸着剤は、前記冷媒の吸着量が下限値に対応する相対蒸気圧と上限値に対応する相対蒸気圧により特定される第１範囲において吸着量が変化し、
前記第２吸着剤は、前記冷媒の吸着量が下限値に対応する相対蒸気圧と上限値に対応する相対蒸気圧により特定される第２範囲において吸着量が変化するとともに、前記第１範囲及び前記第２範囲が異なる範囲であることを特徴とする請求項１記載の吸着器。
【請求項３】
前記容器内において、前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤が、前記水路管の入口から出口までの間において直列に配置されていることを特徴とする請求項２記載の吸着器。
【請求項４】
冷媒の吸着又は脱着を行う第１吸着剤と、
前記第１吸着剤と前記冷媒の吸着又は脱着を行う蒸気圧条件又は温度条件が異なる第２吸着剤と、
前記第１吸着剤が格納され、密閉可能な第１容器と、
前記第２吸着剤が格納され、密閉可能な第２容器と、
前記第１容器と、前記第２容器とを貫通し、前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤のいずれとも熱的に接触する水路管と、を備え、
前記第１容器、及び、前記第２容器は前記水路管に対して、異なる位置において、直列に配置されていることを特徴とする吸着器。
【請求項５】
前記吸着器は、さらに
凝縮器と前記第１容器とに接続する第１冷媒循環配管及び前記第１冷媒循環配管の開閉を行う第１バルブと、
蒸発器と前記第１容器とに接続する第２冷媒循環配管及び前記第２冷媒循環配管の開閉を行う第２バルブと、
前記凝縮器と前記第２容器とに接続する第３冷媒循環配管及び前記第３冷媒循環配管の開閉を行う第３バルブと、
前記蒸発器と前記第２容器とに接続する第４冷媒循環配管及び前記第４冷媒循環配管の開閉を行う第４バルブと、を備え
前記第１吸着剤は、前記冷媒の吸着量の下限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件と、前記冷媒の吸着量の上限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件とにより特定される第１範囲において、冷媒の吸着量が変化し、
前記第２吸着剤は、前記冷媒の吸着量の下限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件と、前記冷媒の吸着量の上限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件により特定される第２範囲において、冷媒の吸着量が変化し、前記第１範囲及び前記第２範囲が異なる範囲であることを特徴とする請求項４記載の吸着器。
【請求項６】
前記冷媒の吸着量の下限値と、前記冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件を、吸着剤における冷媒の吸着量に対応する相対蒸気圧の条件に対応させた場合に、
前記第１範囲に対応する相対蒸気圧の範囲より、前記第２範囲に対応する相対蒸気圧の範囲が低く、
前記第１容器及び前記第２容器は、前記水路管に対して直列に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の吸着器。
【請求項７】
第１吸着器と、
第２吸着器と、
凝縮器と
蒸発器と、を備え、
前記第１吸着器及び前記第２吸着器は、請求項４に記載の吸着器であり、
前記冷媒の吸着量の下限値と、前記冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件を、吸着剤における前記冷媒の吸着量に対応する相対蒸気圧の条件に対応させた場合に、
前記第１範囲に対応する相対蒸気圧の範囲より、前記第２範囲に対応する相対蒸気圧の範囲が低く、
前記第１吸着器中の前記第１容器及び第２容器は、前記第１吸着器中の水路管の入口から出口にかけて直列に配置されているとともに、
前記第２吸着器中の前記第１容器及び第２容器は、前記第２吸着器中の水路管の入口から出口にかけて直列に配置されるていることを特徴とする吸着式ヒートポンプ。
【請求項８】
前記第１期間において、前記第１冷媒循環配管は開放され、前記第２冷媒循環配管は閉鎖され、
前記第２期間において、前記第１冷媒循環配管は閉鎖され、前記第２冷媒循環配管は開放され、
前記第１期間において、前記第３冷媒循環配管は閉鎖され、前記第４冷媒循環配管は開放され、
前記第２期間において、前記第３冷媒循環配管は開放され、前記第４冷媒循環配管は閉鎖されるように、第１バルブ、第２バルブ、第３バルブ、第４バルブを制御するバルブ制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項７に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項９】
前記第１吸着器に温水を供給するとともに、前記第２吸着器に前記温水より温度が低い冷却水を供給する第１期間、
前記第１吸着器に前記冷却水を供給するとともに、前記第２吸着器に前記温水を供給する第２期間を設定した場合に、
前記第１期間において、前記温水を第１水路管の出口から入口に向け流すとともに、前記冷却水を第２水路管の入口から出口に向け流し、
前記第２期間において、前記温水を第２水路管の出口から入口に向け流すとともに、前記冷却水を第１水路管の入口から出口に向け流す、温水及び冷却水供給部をさらに有する請求項７に記載の吸着式ヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着器及び吸着式ヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着式ヒートポンプは、一般に、吸着剤によって水等の冷媒を吸着及び脱着する吸着器、吸着器における吸着操作に伴って冷媒の蒸発により冷熱を生成する蒸発器、及び、吸着器で脱着された吸着された冷媒の蒸気を凝縮させて蒸発器に供給する凝縮器とを含み、吸着器、蒸発器、及び、凝縮器は冷媒循環配管にそって直列に配置されている。【０００３】
ここで、冷媒を吸着剤から脱着する際に、吸着器において使用される温水の例として、８５℃〜９０℃の自動車エンジンの冷却水、６０℃から８０℃の高分子型燃料電池の熱排水、６０℃から８０℃のコジェネレーション機器の熱排水がある。
一方、冷媒を吸着剤に吸着する際に、吸着器において使用される冷却水の例として、３０℃〜４０℃の自動車のラジエーターに用いられる冷却水、２５℃〜３５℃のビルの水冷用の水や河川水がある。【０００４】
そうすると、吸着式ヒートポンプの動作に関連する温度範囲及び吸着器内の蒸気圧において、冷媒に対する吸着特性が高い吸着剤を選択すると、吸着式ヒートポンプの性能が向上することが期待される。
そこで、吸着器において使用される温水と、冷却水との温度差が小さいときにも冷媒吸収効率のよい吸着剤を含む吸着式ヒートポンプが提案された（特許文献１）。
また、有効に冷媒の脱着が行われる温度範囲及び吸着器内の蒸気圧の範囲が異なる、吸着剤をふくむ、複数の吸着器を、冷媒循環配管に対して並列に配置しておき、吸着式ヒートポンプの操作温度範囲に応じて、吸着器を選択する機能を持つ吸着式ヒートポンプが提案された（特許文献２）。
ここで、吸着式ヒートポンプの吸着器内において、貫通する配管を流れる温水又は冷却水の温度は、配管の入口付近と出口付近では異なる。吸着剤により、温水は徐々に冷やされ、冷却水は徐々に温められるからである。
そうすると、吸着器内の吸着剤の一部において、高い吸着特性を保てない場合があり、吸着剤に応じた吸着器本来の冷媒吸収効率が得られないことが想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０５３３１号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
吸着器における冷媒脱着効率を向上させることが可能な構造を有する吸着器及びその吸着器を含む吸着式ヒートパイプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
冷媒の吸着量の下限値と、冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件が異なる２以上の吸着剤と、前記吸着剤のいずれかを含み、冷媒を封入可能な容器と、前記容器を貫通し、前記２以上の吸着剤のいずれとも熱的に接触するとともに、水路として機能する水路管と、を備えることを特徴とする吸着器。
【発明の効果】
【０００８】
脱着器における冷媒脱着効率を向上させることが可能な構造を有する脱着器及びその脱着器を含む吸着式ヒートパイプを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は吸着式ヒートポンプ１００及びその吸着式ヒートポンプ１００に付属する流体供給機構１について示す図である。
【図２】図２は、期間Ａにおける吸着式ヒートポンプ１００の動作状態を表す図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂは実施例１の吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の構成及び期間Ａにおける温排水及び冷却水が流れ方向を示す図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂは実施例１の吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の構成及び期間Ｂにおける温排水及び冷却水が流れ方向を示す図である。
【図５】図５は吸着器Ａ１（１３０）、吸着器Ａ２（１２０）に含まれる吸着剤の冷媒吸着等温線についてのグラフを示す。
【図６】図６は実施例１の吸着式ヒートポンプ１００についての具体例と、比較例と、において吸着器を通過する、冷却水及び温排水の温度変化を比較した結果を示す表である。
【図７】図７Ａ、図７Ｂは、実施例２の吸着式ヒートポンプにおける吸着器２３０、２２０について示す図である。
【図８】図８は実施例３の吸着式ヒートポンプにおいて使用される吸着器３００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、以下に説明する実施例に対し、当業者が想到可能な、設計上の変更が加えられたもの、及び、実施例に現れた構成要素の組み換えが行われたものも含む。また、本発明は、その構成要素が同一の作用効果を及ぼす他の構成要素へ置き換えられたもの等も含み、以下の実施例に限定されない。
【実施例１】
【００１１】
図１は吸着式ヒートポンプ１００及びその吸着式ヒートポンプ１００に付属する流体供給機構１について示す図である。吸着式ヒートポンプ１００は、凝縮器１１０、吸着器Ａ２（１２０）、吸着器Ａ３（１３０）、蒸発器１４０、冷媒循環配管１５０を含む。また、流体供給機構１及びバルブ制御部２は、吸着式ヒートポンプに付属し、吸着式ヒートポンプのヒートポンプ動作を制御する機構である。吸着式ヒートポンプ１００に含まれる上記要素それぞれについて、図２を用いて説明する。【００１２】
図１に示す流体供給機構１は、ポンプ１０、２０、配管切替３０、４０、５０、６０、及び、流体配管を含む。流体配管中を流れる流体はポンプ１０、２０により駆動される。また、流体が流れる方向も、ポンプ１０、２０により切替られる。【００１３】
配管切替３０の入口はポンプ出入口１１と接続し、配管切替３０の上出口、下出口はそれぞれ、吸着式ヒートポンプ１００の出入口１０１、１０３に接続する。
配管切替４０の入口はポンプ出入口２１と接続し、配管切替４０の上出口、下出口はそれぞれ、吸着式ヒートポンプ１００の出入口１０１、１０３に接続する。
配管切替５０の入口は吸着式ヒートポンプ出入口１０２と接続し、配管切替５０の上出口、下出口はそれぞれ、ポンプ１０の出入口１２、ポンプ２０の出入口２２に接続する。
配管切替６０の入口は吸着式ヒートポンプ出入口１０４と接続し、配管切替６０の上出口、下出口はそれぞれ、ポンプ１０の出入口１２、ポンプ２０の出入口２２に接続する。【００１４】
バルブ制御部２は、冷媒循環配管１５０内に配置された、４つの開閉バルブの開閉を制御する制御部である。そして、バルブ制御部２は、開閉バルブの制御により、期間Ａにおいて、凝縮器１１０と吸着器Ａ２（１２０）間の冷媒循環配管１５０を開放し、蒸発器１４０と吸着器Ａ２（１２０）間の冷媒循環配管１５０を閉鎖する。また、凝縮器１１０と吸着器Ａ１（１３０）間の冷媒循環配管１５０を閉鎖し、蒸発器１４０と吸着器Ａ１（１３０）間の冷媒循環配管１５０を開放する。
バルブ制御部２は、開閉バルブの制御により、期間Ｂにおいて、凝縮器１１０と吸着器Ａ２（１２０）間の冷媒循環配管１５０を閉鎖し、蒸発器１４０と吸着器Ａ２（１２０）間の冷媒循環配管１５０を開放する。また、凝縮器１１０と吸着器Ａ１（１３０）間の冷媒循環配管１５０を開放し、蒸発器１４０と吸着器Ａ１（１３０）間の冷媒循環配管１５０を閉鎖する。
ポンプ１０は吸着式ヒートポンプ１００へ温排水を排出し、吸着式ヒートポンプ１００により冷やされた温排水を吸入するポンプである。ポンプ１０は、温排水の排出口を出入口１１とし、吸入口を出入口１２とすること、及び、温排水の排出口を出入口１２とし、吸入口を出入口１１とすること、を切り替える機能を有する。
ポンプ２０は吸着式ヒートポンプ１００へ冷却水を排出し、吸着式ヒートポンプ１００により冷やされた冷却水を吸入するポンプである。ポンプ２０は、冷却水の排出口を出入口２１とし、吸入口を出入口２２とすること、及び、冷却水の排出口を出入口２２とし、吸入口を２１とすること、を切り替える機能を有する。【００１５】
以上より、流体配管とポンプ１０、２０は、次に説明する期間Ａ、Ｂを吸着式ヒートポンプ１００に交互に設けさせる機能を有する。
期間Ａは吸着式ヒートポンプ１００の出入口１０３、１０４から温排水を流入及び排水させ、出入口１０２、１０１から冷却水を流入及び排水させる期間である。なお、温排水は出入口１０３から出入口１０４の向きに流れるが、冷却水は出入口１０２から出入口１０１の向きに流れる。温排水、冷却水の流入方向を上記のようにする理由は図３Ａを用いて説明する。
期間Ｂは吸着式ヒートポンプ１００の出入口１０１、１０２から温排水を流入及び排水させ、出入口１０４、１０３から冷却水を流入及び排水させる期間である。なお、温排水は出入口１０１から出入口１０２の向きに流れるが、冷却水は出入口１０４から出入口１０３の向きに流れる。温排水、冷却水の流入方向を上記のようにする理由は図３Ｂを用いて説明する。
なお、上記では、温排水、冷却水の流入方向を逆転させるために、ポンプ１０、２０によって行うこととしたが、吸着式ヒートポンプ１００において、吸着器１２０、１３０の向きを替えることによって、温排水、冷却水の流入方向を替えてもよい。【００１６】
図２は、期間Ａにおける吸着式ヒートポンプ１００の動作状態を表す図である。吸着式ヒートポンプ１００は凝縮器１１０、吸着器Ａ２（１２０）、吸着器Ａ１（１３０）、蒸発器１４０、冷媒循環配管１２１、１２２、１３１、１３２、開閉バルブ１２３、１２４、１３３、１３４を含む。
凝縮器１１０に対して冷却水が流入し、凝縮器１１０から冷却水が流出する。凝縮器１１０において、期間Ａ、Ｂによらず、冷却水の流入、流出方向は、同一である。
蒸発器１４０に対して冷水が流入し、蒸発器１４０から冷水が冷やされて冷水が流出する。蒸発器１４０において、期間Ａ、Ｂによらず、冷却水の流入方向、冷水の流出方向は、同一である。【００１７】
吸着器Ａ２（１２０）は、密閉容器と、密閉容器を貫通し、出入口１０３と出入口１０４とに接続する貫通水路を含む。また、吸着器Ａ２（１２０）は、冷媒の吸着量の下限値と、冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件が異なる２種類以上の吸着剤を含む。それらの吸着剤はいずれも、貫通水路に接触し、貫通水路にそって出入口１０３から出入口１０４に向けて直列に配置されている。
ここで、図５において説明する、冷媒の吸着量に対応する相対蒸気圧の条件を、冷媒の吸着量の下限値と、冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件に対応させたとする。そうすると、上記の吸着剤は、冷媒の吸着量の下限値に対応する相対蒸気圧と、冷媒の吸着量の上限値に対応する相対蒸気圧とにより特定される範囲内において、吸着量が変化する性質を有することになる。
そこで、相対蒸気圧が低い範囲において、吸着量が変化する性質を有する吸着剤は出入口１０３側に配置され、相対蒸気圧において吸着量が変化する範囲が上記吸着剤より高い範囲にある吸着剤は出入口１０４側に配置される。複数種類の吸着剤を並べる場合、相対蒸気圧において吸着量が変化する範囲が低い吸着剤程出入口１０３側に配置され、吸着量が変化する範囲が高い吸着剤程出入口１０４側に配置される。【００１８】
期間Ａにおいて、吸着器Ａ２（１２０）の貫通水路に対して、温排水は吸着式ヒートポンプ１００の出入口１０３から流入し、出入口１０４から流出する。吸着器Ａ２（１２０）は、期間Ａにおいて、温排水を受けて、冷媒である水蒸気を脱着する。その結果、出入口１０３における温排水の温度は、出入口１０４に向け、徐々に低下する。
期間Ａにおいて、吸着器Ａ２（１２０）と凝縮器１１０とは冷媒循環配管１２１で接続されており、開閉バルブ１２３は開放状態である。一方、吸着器Ａ２（１２０）と蒸発器１４０を接続する冷媒循環配管１２２中の開閉バルブ１２４は閉じた状態である。すなわち、吸着器Ａ２（１２０）と、凝縮器１１０と、冷媒循環配管１２１とは密閉空間を構成している。【００１９】
上記密閉空間内において、吸着器Ａ２（１２０）で脱着された水蒸気１２５は凝縮器１１０へ移動し、水に相変化する。上記密閉空間の蒸気圧は、期間Ａの当初において、吸着器Ａ２（１２０）に対する温排水の流入により脱着される水蒸気によって、吸着器Ａ２（１２０）内の温度に対する飽和水蒸気圧と等しくなる。その後、吸着器Ａ２（１２０）からの水蒸気の供給がなくなると、凝縮器１１０において水蒸気は水に変化するので、密閉空間内の気圧は、凝縮器１１０の温度に応じて決定される液相−気相平衡状態の気圧となる。【００２０】
吸着器Ａ１（１３０）は、密閉容器と、密閉容器を貫通し、出入口１０１と出入口１０２とに接続する貫通水路を含む。また、吸着器Ａ１（１３０）は、冷媒の吸着量の下限値と、冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件が異なる２種類以上の吸着剤を含む。それらの吸着剤は、貫通水路に接触し、貫通水路にそって出入口１０１から出入口１０２向けて直列に配置されている。
ここで、図５において説明する、冷媒の吸着量に対応する相対蒸気圧の条件を、冷媒の吸着量の下限値と、冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件に対応させたとする。そうすると、上記の吸着剤は、冷媒の吸着量の下限値に対応する相対蒸気圧と、冷媒の吸着量の上限値に対応する相対蒸気圧とにより特定される範囲内において、吸着量が変化する性質を有することになる。
そこで、相対蒸気圧が低い範囲において、吸着量が変化する性質を有する吸着剤は出入口１０１側に配置され、相対蒸気圧において吸着量が変化する範囲が上記吸着剤より高い範囲にある吸着剤は出入口１０２側に配置される。複数種類の吸着剤を並べる場合、相対蒸気圧において吸着量が変化する領域が高い吸着剤程出入口１０２側に配置され、吸着量が変化する領域が低い吸着剤程出入口１０１側に配置される。【００２１】
期間Ａにおいて、吸着器Ａ１（１３０）の貫通水路に対して、冷却水は吸着式ヒートポンプ１００の出入口１０２から流入し、出入口１０１から流出する。吸着器Ａ１（１３０）は、期間Ａにおいて、冷却水を受けて、冷媒である水蒸気を吸着する。その結果、出入口１０２における冷却水の温度は、出入口１０１に向けて、徐々に上昇する。
期間Ａにおいて、吸着器Ａ１（１３０）と蒸発器１４０とは冷媒循環配管１３１で接続されており、開閉バルブ１３３は開放状態である。一方、吸着器Ａ１（１３０）と凝縮器１１０を接続する冷媒循環配管１３２中の開閉バルブ１３４は閉じた状態である。すなわち、吸着器Ａ１（１３０）と、蒸発器１４０と、冷媒循環配管１３１とは密閉空間を構成している。【００２２】
上記密閉空間内において、吸着器Ａ１（１３０）で吸着される水蒸気１３５は蒸発器１４０において、水から水蒸気に相変化したものである。上記密閉空間の蒸気圧は、期間Ａの当初において、吸着器Ａ１（１３０）に対する冷却水の流入により、水蒸気が吸着されるため、吸着器Ａ１（１３０）内の温度に対する飽和水蒸気圧から低下する。その後、吸着器Ａ１（１３０）において水蒸気の吸着がなくなると、蒸発器１４０において水から水蒸気に変化するので、密閉空間内の気圧は、蒸発器１４０の温度に応じて決定される液相−気相平衡状態の気圧となる。なお、期間Ａにおいて、水は凝縮器１１０から蒸発器１４０へ配管１１１を通じて供給される。【００２３】
なお、期間Ｂにおいて、吸着器Ａ１（１３０）に出入口１０１から出入口１０２に向けて温排水が流れる。また、吸着器Ａ１（１３０）は凝縮器１１０及び冷媒循環配管１３２とともに閉空間を形成する。その際、開閉バルブ１３４は開放状態であり、開閉バルブ１３３は閉じた状態となる。期間Ｂにおける吸着器Ａ１（１３０）、凝縮器１１０及び冷媒循環配管１３２からなる閉空間の蒸気圧の変化は、期間Ａにおける、吸着器Ａ２（１２０）、凝縮器１１０及び冷媒循環配管１２１からなる閉空間の蒸気圧の変化と同様なものとなる。【００２４】
一方、期間Ｂにおいて、吸着器Ａ２（１２０）に出入口１０４から出入口１０３に向けて冷却水が流れる。また、吸着器Ａ２（１２０）は蒸発器１４０及び冷媒循環配管１２２とともに閉空間を形成する。その際、開閉バルブ１２４は開放状態であり、開閉バルブ１２３は閉じた状態となる。期間Ｂにおける吸着器Ａ２（１２０）、蒸発器１４０及び冷媒循環配管１２２からなる閉空間の蒸気圧の変化は、期間Ａにおける、吸着器Ａ１（１３０）、蒸発器１４０及び冷媒循環配管１３１からなる閉空間の蒸気圧の変化と同様なものとなる。【００２５】
図３Ａ、図３Ｂは実施例１の吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の構成及び期間Ａにおける温排水及び冷却水が流れ方向を示す図である。【００２６】
図３Ａにおいて、凝縮器１１０、冷媒循環配管１３１、１３２、蒸発器１４０、出入口１０１、１０２を示す。凝縮器１１０、蒸発器１４０、出入口１０１、１０２については図２において説明したものと同一機能を有するものであるため、説明を省略する。【００２７】
冷媒循環配管１３１は、吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）と蒸発器１４０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブと、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）と蒸発器１４０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブとからなる。
冷媒循環配管１３２は、吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）と凝縮器１１０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブと、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）と凝縮器１１０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブとからなる。【００２８】
図３Ａにおける、吸着器Ａ１（１３０）は、吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）と、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）とを含む。
吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）は、開閉バルブが閉じられることにより密閉される密閉容器と、その容器を貫通し、冷却水又は温排水が流れる管と、その管に熱的に接触し、上記容器内の冷媒を吸着又は脱着する吸着剤を含む。吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）は吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）と同様な構成要素を含む。吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）の管と、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）の管とは、出入口１０１、出入口１０２を有する連続した一つながりの管である。吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）は管の出入口１０１側に配置され、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）は管の出入口１０２側に配置されている。【００２９】
なお、図２に記載の期間Ａにおいては冷却水が出入口１０２から注入され、出入口１０１から排出される。吸着剤が水分吸着により温まるため、冷却水の温度は出入口１０２から出入口１０１に向けて上昇する。すなわち、出入口１０２での冷却水の温度をＴｚ、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）と吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）の間における冷却水の温度をＴｙ、出入口１０１での冷却水の温度をＴｘとすると、Ｔｘ＞Ｔｙ＞Ｔｚとなる。【００３０】
吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）は吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲が低い範囲にある吸着剤を有する。吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）の吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲は例えば０から０．４８である。吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）は吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲が高い範囲にある吸着剤有する。吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）の吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲は吸着剤は例えば０．３７から０．５８である。なお、吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）と、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）の吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲について、図５を用いて後に詳細に説明する。【００３１】
図３Ｂにおいて、凝縮器１１０、冷媒循環配管１３１、１３２、蒸発器１４０、出入口１０３、１０４を示す。凝縮器１１０、蒸発器１４０、出入口１０３、１０４については図２において説明したものと同一機能を有するものであるため、説明を省略する。【００３２】
冷媒循環配管１２２は、吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）と蒸発器１４０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブと、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）と蒸発器１４０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブとからなる。
冷媒循環配管１２１は、吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）と凝縮器１１０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブと、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）と凝縮器１１０を接続する配管と、その配管内にあって配管を開閉する開閉バルブとからなる。【００３３】
図３Ｂにおける、吸着器Ａ２（１２０）は、吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）と、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）とを含む。
吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）は、開閉バルブが閉じられることにより密閉される密閉容器と、その容器を貫通し、冷却水又は温排水が流れる管と、その管に熱的に接触し、上記容器内の冷媒を吸着又は脱着する吸着剤を含む。吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）は吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）と同様な構成要素を含む。吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）の管と、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）の管とは、出入口１０３、出入口１０４を有する連続した一つながりの管である。吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）は管の出入口１０３側に配置され、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）は管の出入口１０４側に配置されている。【００３４】
なお、図２に記載の期間Ａにおいては温排水が出入口１０３から注入され、出入口１０４から排出される。吸着剤が水分蒸発により冷やされるため、温排水の温度は出入口１０３から出入口１０４に向けて低下する。すなわち、出入口１０３での温排水の温度をＴａ、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）と吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）の間における温排水の温度をＴｂ、出入口１０４での冷却水の温度をＴｃとすると、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃとなる。【００３５】
吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）は吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲が低い範囲にある吸着剤を有する。吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）の吸着剤の冷媒脱着温度領域は例えば０から０．４８である。吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）は吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲が高い範囲にある吸着剤を有する。吸着器Ａ１Ｂ（１２０ｂ）の吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲は例えば０．３７から０．５８である。なお、吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）と、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）の吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲について、図５を用いて後に詳細に説明する。【００３６】
図４Ａ、図４Ｂは実施例１の吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の構成及び期間Ｂにおける温排水及び冷却水が流れ方向を示す図である。図４Ａ、図４Ｂにおける、実施例１の吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の構成は、図３Ａ、図３Ｂは実施例１の吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の構成と同様であるため、説明を省略する。
図４Ａを参照すると、実施例１の吸着器Ａ１（１３０）に対して、図２に記載の期間Ｂにおいては温排水が出入口１０１から注入され、出入口１０２から排出される。そうすると、吸着剤が水分蒸発により冷やされるため、温排水の温度は出入口１０１から出入口１０２に向けて低下する。すなわち、出入口１０２での温排水の温度をＴｚ、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）と吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）の間における温排水の温度をＴｙ、出入口１０１での温排水の温度をＴｘとすると、Ｔｘ＞Ｔｙ＞Ｔｚとなる。
図４Ｂを参照すると、実施例１の吸着器Ａ２（１２０）に対して、図２に記載の期間Ｂにおいては冷却水が出入口１０４から注入され、出入口１０３から排出される。そうすると、吸着剤が水分吸着により温まるため、冷却水の温度は出入口１０４から出入口１０３に向けて上昇する。すなわち、出入口１０４での冷却水の温度をＴｃ、吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）と吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）の間における冷却水の温度をＴｂ、出入口１０３での冷却水の温度をＴaとすると、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃとなる。【００３７】
図５は吸着器Ａ１（１３０）、吸着器Ａ２（１２０）に含まれる吸着剤の冷媒吸着等温線についてのグラフを示す。
図５に示すグラフにおいて、横軸は相対蒸気圧を示し、縦軸は水分吸着量を示す。ここで、相対蒸気圧とは、吸着平衡圧と、飽和蒸気圧との比をいう。また、吸着平衡圧とは、冷媒の吸着の進行が止まった状態の気圧をいい、以下で説明するように凝縮器内の温度により決定される。さらに、飽和蒸気圧とは、吸着器内の温度における冷媒の飽和蒸気圧をいう。すなわち、相対蒸気圧は、以下の式で表される。
相対蒸気圧＝吸着平衡圧／飽和蒸気圧
例えば、吸着器Ａ１（１２０）と凝縮器１１０とが密閉空間を構成する場合において、さらに、吸着器Ａ１（１２０）を貫通する管に５５℃の温排水が流れ、凝縮器１１０には３０℃の冷却水が流されているとする場合に相対蒸気圧を求めると、以下のようになる。まず、凝縮器１１０においては気相−液相平衡状態にあり、凝縮器１１０内の蒸気圧は約４２ｈＰａである。一方、吸着器Ａ１（１２０）の容器内の蒸気圧は温排水が流れ始めると、吸着剤から水分が供給され、５５℃における水の飽和蒸気圧約１５７ｈＰａとなる。その後、水分の脱着がある程度進むと、水分の供給がほぼなくなり、吸着器Ａ１（１２０）の容器内において、凝縮器１１０内の蒸気圧とほぼ等しい圧力となり、吸着平衡状態が実現する。従って、上記の状態に対応する相対蒸気圧は、図５のグラフ中では（５５−３０）と表される線と、Ｘ軸が交わる箇所の数値となり、約（４２ｈＰａ／１５０ｈＰａ＝０．２７）となる。【００３８】
実線曲線Ａは、吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲が低い吸着剤に対する等温曲線を示す。一方、実線曲線Ｂは、吸着量変化する相対蒸気圧の範囲が高い吸着剤に対する等温曲線を示す。
等温曲線とは、相対蒸気圧に対する吸着剤の水分吸着量を示す曲線である。ここで、相対蒸気圧は、吸着器中の吸着剤の温度と、吸着器の容器に連結する蒸発器１４０又は凝縮器１１０の温度との差に関連することは上記において説明した通りである。従って、蒸発器１４０又は凝縮器１１０の温度が一定であれば、吸着器中の吸着剤の温度が高くなるほど、その吸着器における相対蒸気圧は、Ｘ軸上、左側（値が低い側）の相対蒸気圧となる。また、相対蒸気圧が異なる状態に吸着器の容器内の状態が移行した場合、等温曲線上の２点間の水分吸着量の差が、吸着剤から放出される又は吸着剤に吸収される水分量となる。
従って、凝縮器１１０又は蒸発器１４０の温度が一定であった場合、等温曲線Ａに示す性質を有する吸着剤は、温度が高くなるほど、吸着量は０に近づく。そして温度が低くなるに従い、吸着剤の吸着量は増加し、約４０℃近辺において吸着量が飽和する。
また、凝縮器１１０又は蒸発器１４０の温度が一定であった場合、等温曲線Ｂに示す性質を有する吸着剤は、約５０℃近辺で吸着量はほぼ０になり、温度が低くなると吸着量が増加し、約３８℃近辺において吸着量が飽和する。【００３９】
ここで、温排水が流入する出入口側（例えば出入口１０３）と、温排水が流出する出入口側（例えば出入口１０４）とでは温排水の温度は異なる。
そうすると、吸着器中に含まれる吸着剤が、実線曲線Ａで示す性質を有する吸着剤または、実線曲線Ｂで示す性質を有する吸着剤の内、１種類であるとすると、温排水が流入する側の出入口近くの吸着剤に対して、流出する側の吸着剤による、吸着剤が放出する水分量又は吸着する水分量が減少する。【００４０】
吸着剤がすべて実線曲線Ａで表される吸着剤である場合であって、図２で説明した期間Ａにおいて、温排水の流入側の吸着剤の状態が図５に示す（５５−３０）であり、流出側の吸着剤の状態が図５に示す（５０−３０）であったとする。そして、図２で説明した期間Ｂにおいて、吸着剤の状態が、冷却水の流入側の状態が図５に示す（２５−１８）であり、流出側の吸着剤の状態が図５に示す（３０−１８）であったとすると、吸着剤が放出する水分量又は吸着する水分量の差は、以下に示すＤ１となる。
Ｄ１＝Ｄｑａ＋Ｄｑｂ
上記の式において、Ｄｑａは吸着剤の状態（５５−３０）と状態（３０−１８）とを交互に繰り返す場合に、実線曲線Ａで表される吸着剤が放出する水分量又は吸着する水分量の差を表す。また、Ｄｑｂは吸着剤の状態（５０−３０）と状態（２５−１８）とを交互に繰り返す場合に、実線曲線Ａで表される吸着剤が放出する水分量又は吸着する水分量の差を表す。【００４１】
一方、吸着剤が実線曲線Ａで表される吸着剤と、点線曲線Ｂで表される吸着剤からなる場合であって、温排水による吸着剤の状態及び冷却水による吸着剤の状態が上記と同様であったとすると、吸着剤が放出する水分量又は吸着する水分量の差は、以下に示すＤ２となる。
Ｄ２＝Ｄｑａ＋Ｄｑｃ 
上記の式において、Ｄｑｃは吸着剤の状態（５０−３０）と状態（２５−１８）とを交互に繰り返す場合に、実線曲線Ｂで表される吸着剤が放出する水分量又は吸着する水分量の差を表す。
ここで、低温領域（相対蒸気圧でいうと高い範囲）において吸着剤の状態が変化する場合に、点線曲線Ｂで表される吸着剤の放出する水分量又は吸着する水分量は、実線曲線Ａで表される吸着剤の放出する水分量又は吸着する水分量より大きい。実線曲線Ａで表される吸着剤が含むことができる水分量は低温領域（相対蒸気圧でいうと高い範囲）では大きな変化がないからである。【００４２】
以上より、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）は、実線曲線Ａで表される吸着剤を含む吸着器と、点線曲線Ｂで表される吸着剤を含む吸着器とを含む。そうすると、温排水が流入している際に、実線曲線Ａで表される吸着剤のみを含む吸着器において水蒸気となる水分量に対して、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）おいて水蒸気となる水分量は多くなる。
そうすると、実線曲線Ａで表される吸着剤のみを含む吸着器に比較し、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）の冷媒脱着効率は向上することになる。
また、気化熱が温排水から奪われるため、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）から流出する温排水の温度はより低下する。
また、冷却水が流入している際に、実線曲線Ａで表される吸着剤のみを含む吸着器において吸着される水分量に対して、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）おいて吸着される水分量は多くなる。従って、吸着熱が冷却水に流入するため、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）から流出する冷却水の温度はより高くなる。さらに、吸着器Ａ１（１３０）又は吸着器Ａ２（１２０）が蒸発器１４０に接続されている時には、吸着器Ａ１（１３０）又は吸着器Ａ２（１２０）に吸着される水分が多くなるので、蒸発器１４０において水蒸気となる水分量が増加する。その結果、蒸発器１４０を通過する冷水はより冷やされ、より温度が低下した冷水が蒸発器１４０より流出する。【００４３】
図６は実施例１の吸着式ヒートポンプ１００についての具体例と、比較例と、において吸着器を通過する、冷却水及び温排水の温度変化を比較した結果を示す表である。
吸着式ヒートポンプ１００についての具体例において、吸着器Ａ１Ａ（１３０ａ）及び吸着器Ａ２Ａ（１２０ａ）として市販の熱交換器を使用し、その熱交換器において吸着剤としてシリカゲル（例えば、富士シリシア製ＲＤ２０６０）を使用した。また、吸着器Ａ１Ｂ（１３０ｂ）及び吸着器Ａ２Ｂ（１２０ｂ）として市販の熱交換器を使用し、その熱交換器において吸着剤として球状活性炭（例えば、クレハＡ−ＢＡＣ＿ｍｐ）を使用した。一方、比較例において、２つの市販の熱交換器のいずれにもシリカゲル（例えば、富士シリシア製ＲＤ２０６０）を使用した。【００４４】
実施例１の吸着式ヒートポンプ１００において、冷水の温度は１８℃であり、冷却水の温度は２５℃であり、温排水の温度は５５℃であった。また、蒸発器１４０から流出した冷水の温度は１２℃であった。温排水の温度は流出するときは４８℃であり、冷却水が流出する際には３０℃であった。
一方、比較例においても、冷水の温度は１８℃であり、冷却水の温度は２５℃であり、温排水の温度は５５℃であった。また、蒸発器１４０から流出した冷水の温度は１５℃であった。温排水の温度は流出するときは５１℃であり、冷却水が流出する際には２８℃であった。
以上より、吸着器Ａ１（１３０）及び吸着器Ａ２（１２０）を使用した実施例１の吸着式ヒートポンプの性能が向上する効果があることがわかる。
【実施例２】
【００４５】
図７Ａ、図７Ｂは、実施例２の吸着式ヒートポンプにおける吸着器２３０、３３０について示す図である。図７Ａにおいて、凝縮器１１０、冷媒循環配管１３１、１３２、蒸発器１４０、出入口１０１、１０２を示す。凝縮器１１０、蒸発器１４０、出入口１０１、１０２については図２において説明したものと同一機能を有するものであるため、説明を省略する。冷媒循環配管１３１及び冷媒循環配管１３２については図３Ａ、図３Ｂにおいて説明したものと同一機能を有するものであるため、説明を省略する。【００４６】
図７Ａにおける、吸着器Ａ１（２３０）は、開閉バルブが閉じられることにより密閉される密閉容器と、その容器を貫通し、冷却水又は温排水が流れる管と、上記容器内の冷媒を吸着又は脱着する吸着部Ａ１Ｃ（２３０ａ）と、吸着部Ａ１Ｄ（２３０ｂ）とを含む。
吸着部Ａ１Ｃ（２３０ａ）及び吸着部Ａ１Ｄ（２３０ｂ）は、その管に熱的に接触し、上記容器内の冷媒を吸着又は脱着する吸着剤を含む。上記の管は、出入口１０１、出入口１０２を有する連続した一つながりの管である。吸着部Ａ１Ｃ（２３０ａ）は管の出入口１０１側に配置され、吸着部Ａ１Ｄ（２３０ｂ）は管の出入口１０２側に配置され、直列的に配置されている。
吸着部Ａ１Ｃ（２３０ａ）に含まれる吸着剤の性質は、図５の等温線Ａに示す吸着剤であり、吸着部Ａ１Ｄ（２３０ｂ）に含まれる吸着剤の性質は、図５の等温線Ｂに示す吸着剤である。
図７Ａの吸着器Ａ１（２３０）と図３Ａの吸着器Ａ１（１３０）とを比較すると、密閉容器が一体となっているか、吸着剤の種類毎に容器が分割されているかの違いはある。しかし、図２で説明した期間Ａにおいて、吸着器内部において、図５に示す（３０−１８）の状態となる部分と、（２５−１８）の状態となる部分があり、期間Ｂにおいて、吸着器内部において、（５５−３０）の状態となる部分と、（５０−３０）の状態となる部分が、図７Ａの吸着器Ａ１（２３０）及び図３Ａの吸着器Ａ１（１３０）のいずれにも存在することは同様である。【００４７】
図７Ｂにおける、吸着器Ａ２（２２０）は、開閉バルブが閉じられることにより密閉される密閉容器と、その容器を貫通し、冷却水又は温排水が流れる管と、上記容器内の冷媒を吸着又は脱着する吸着部Ａ２Ｃ（２２０ａ）と、吸着部Ａ２Ｄ（２２０ｂ）とを含む。
吸着部Ａ２Ｃ（２２０ａ）及び吸着部Ａ２Ｄ（２２０ｂ）は、その管に熱的に接触し、上記容器内の冷媒を吸着又は脱着する吸着剤を含む。上記の管は、出入口１０３、出入口１０４を有する連続した一つながりの管である。吸着部Ａ２Ｃ（２２０ａ）は管の出入口１０３側に配置され、吸着部Ａ２Ｄ（２２０ｂ）は管の出入口１０４側に配置され、直列的に配置されている。
吸着部Ａ２Ｃ（２２０ａ）に含まれる吸着剤の性質は、図５の等温線Ａに示す吸着剤であり、吸着部Ａ２Ｄ（２２０ｂ）に含まれる吸着剤の性質は、等温線Ｂに示す吸着剤である。
図７Ｂの吸着器Ａ２（２２０）と図３Ｂの吸着器Ａ２（１２０）とを比較すると、密閉容器が一体となっているか、吸着剤の種類毎に容器が分割されているかの違いはある。しかし、図２で説明した期間Ａにおいて、吸着器内部において、図５に示す（５５−３０）の状態となる部分と、（５０−３０）の状態となる部分があり、期間Ｂにおいて、吸着器内部において、（３０−１８）の状態となる部分と、（２８−１８）の状態となる部分が、図７Ｂの吸着器Ａ２（２２０）と図３Ｂの吸着器Ａ２（１２０）のいずれにも存在することは同様である。【００４８】
なお、実施例２の吸着式ヒートポンプは吸着器Ａ１（２３０）、吸着器Ａ２（２２０）を除き、実施例１の吸着式ヒートポンプと同様な構成要素を有する。
そうすると、実線曲線Ａで表される吸着剤のみを含む吸着器に比較し、吸着器Ａ１（２３０）及び吸着器Ａ２（２２０）において、吸着器の冷媒脱着効率は向上する。その結果、吸着器Ａ１（２３０）及び吸着器Ａ２（２２０）を使用した実施例２の吸着式ヒートポンプの性能が向上する効果がある。
【実施例３】
【００４９】
図８は実施例３の吸着式ヒートポンプにおいて使用される吸着器３００を示す図である。吸着器３００は、吸着部３１１、吸着部３１２、吸着部３１３、吸着剤３１４、吸着剤３１５、吸着剤３１６、貫通管３２０、出入口管３２１、出入口管３２２、及び、容器３２３を含む。【００５０】
容器３２３には凝縮器に接続する管、及び、蒸発器に接続する管がとりつけられている。凝縮器に接続する管、蒸発器に接続する管には、バルブが配置されており、バルブの開閉により、容器３２３と凝縮器、又は、容器３２３と蒸発器が一体となり、それぞれ密閉空間を形成する。また、容器３２３中には吸着部３１１、吸着部３１２、吸着部３１３が含まれる。
吸着部３１１には、貫通管３２０の間に充填され、貫通管３２０に熱的に接触する吸着剤３１４が配置されている。
吸着部３１２には、貫通管３２０の間に充填され、貫通管３２０に熱的に接触する吸着剤３１５が配置されている。
吸着部３１３には、貫通管３２０の間に充填され、貫通管３２０に熱的に接触する吸着剤３１６が配置されている。
すなわち、吸着剤３１４、吸着剤３１５、及び、吸着剤３１６は、貫通管３２０に対して直列に配置されている。また、吸着部３１１、吸着部３１２、及び、吸着部３１３も貫通管３２０に対して直列に配置されている。
なお、吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲について、吸着剤３１４、吸着剤３１５、吸着剤３１６を比較すると、吸着剤３１４、吸着剤３１５、吸着剤３１６の順に高くなる。【００５１】
貫通管３２０は、複数本の並列に配置された管と、複数の管を端において束ねる部分からなっており、貫通管３２０の端で出入口管３２１、３２２と接続している。貫通管３２０中には温排水又は冷却水が流れるが、出入口３２１側を流れる水の温度が高くなるように、温排水及び冷却水の流れる方向が決定される。
例えば、温排水は、出入口３２１から出入口３２２に向け流される。その結果、温排水の温度は出入口３２１付近では高いが、出入口３２２付近では温排水の温度は低下する。吸着剤３１４、３１５、３１６に含まれる水分が吸着剤から脱着する際に気化熱として、貫通管３２０を流れる温排水から熱を奪うためである。
一方、例えば、冷却水は出入口３２２から出入口３２１に向け流される。その結果、冷却水の温度は出入口３２２付近では低いが、出入口３２１付近では高くなる。吸着剤３１４、３１５、３１６に水分が吸着される際に発生する熱が貫通管３２０を流れる冷却水に吸収されるためである。【００５２】
実施例３の吸着式ヒートポンプは、吸着器Ａ１（１３０）、吸着器Ａ２（１２０）以外の構成要素については、実施例１の吸着式ヒートポンプと同様なものである。そこで、実施例３の吸着式ヒートポンプは、吸着器Ａ１（１３０）、吸着器Ａ２（１２０）に代えて、吸着器３００を含む。【００５３】
ここで、図３を用いて説明したように、吸着器において、吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲が低い範囲にある吸着剤と、高い範囲にある吸着剤を、温排水又は冷却水が通過する管に、入口から排出口にむけて直列に配置する場合、吸着器内において、温排水の温度が低下又は冷却水の温度が高くなる場合においても、吸着器内における冷媒脱着効率を高く維持することができることを説明した。
実施例３の吸着式ヒートポンプにおいては、吸着器３００において、吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲を比較すると、吸着剤３１４、吸着剤３１５、吸着剤３１６の順に高くなる、３種類の吸着剤を含んでいる。
そうすると、吸着量が変化する相対蒸気圧の範囲の観点から、１種類の吸着剤のみを含む吸着器に比較し、吸着器３００の冷媒脱着効率は向上する。その結果、吸着器３００を使用した実施例３の吸着式ヒートポンプの性能が向上する効果がある。
【符号の説明】
【００５４】
１  流体供給機構
２  バルブ制御部
１０、２０  ポンプ
３０、４０、５０、６０  配管切替
１００  吸着式ヒートポンプ
１１０  凝縮器
１２０、２２０  吸着器Ａ２
１２０ａ  吸着器Ａ２Ａ
１０２ｂ  吸着器Ａ２Ｂ
１３０、２３０  吸着器Ａ１
１３０ａ  吸着器Ａ１Ａ
１３０ｂ  吸着器Ａ１Ｂ
１４０  蒸発器
１５０  冷媒循環配管
【図１】
2012101666.tif 000003
【図２】
2012101666.tif 000004
【図３】
2012101666.tif 000005
【図４】
2012101666.tif 000006
【図５】
2012101666.tif 000007
【図６】
2012101666.tif 000008
【図７】
2012101666.tif 000009
【図８】
2012101666.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月16日(2013.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吸着又は脱着を行う第１吸着剤と、
前記第１吸着剤と前記冷媒の吸着又は脱着を行う蒸気圧条件又は温度条件が異なる第２吸着剤と、
前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤が格納され、密閉可能な容器と、
前記容器を貫通し、前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤のいずれとも熱的に接触する水路管と、を備え、
前記第１吸着剤と前記第２吸着剤は、前記水路管に沿って異なる位置に配置されていることを特徴とする吸着器。
【請求項２】
前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤に対する前記冷媒の吸着量の下限値、及び、前記冷媒の吸着量の上限値に対応する前記冷媒の蒸気圧条件及び温度条件を、相対蒸気圧の条件に対応させた場合に、
前記第１吸着剤は、前記冷媒の吸着量が下限値に対応する相対蒸気圧と上限値に対応する相対蒸気圧により特定される第１範囲において吸着量が変化し、
前記第２吸着剤は、前記冷媒の吸着量が下限値に対応する相対蒸気圧と上限値に対応する相対蒸気圧により特定される第２範囲において吸着量が変化するとともに、前記第１範囲及び前記第２範囲が異なる範囲であることを特徴とする請求項１記載の吸着器。
【請求項３】
前記容器内において、前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤が、前記水路管の入口から出口までの間において直列に配置されていることを特徴とする請求項２記載の吸着器。
【請求項４】
冷媒の吸着又は脱着を行う第１吸着剤と、
前記第１吸着剤と前記冷媒の吸着又は脱着を行う蒸気圧条件又は温度条件が異なる第２吸着剤と、
前記第１吸着剤が格納され、密閉可能な第１容器と、
前記第２吸着剤が格納され、密閉可能な第２容器と、
前記第１容器と、前記第２容器とを貫通し、前記第１吸着剤及び前記第２吸着剤のいずれとも熱的に接触する水路管と、を備え、
前記第１容器、及び、前記第２容器は前記水路管に対して、異なる位置において、直列に配置されていることを特徴とする吸着器。
【請求項５】
前記吸着器は、さらに
凝縮器と前記第１容器とに接続する第１冷媒循環配管及び前記第１冷媒循環配管の開閉を行う第１バルブと、
蒸発器と前記第１容器とに接続する第２冷媒循環配管及び前記第２冷媒循環配管の開閉を行う第２バルブと、
前記凝縮器と前記第２容器とに接続する第３冷媒循環配管及び前記第３冷媒循環配管の開閉を行う第３バルブと、
前記蒸発器と前記第２容器とに接続する第４冷媒循環配管及び前記第４冷媒循環配管の開閉を行う第４バルブと、を備え
前記第１吸着剤は、前記冷媒の吸着量の下限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件と、前記冷媒の吸着量の上限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件とにより特定される第１範囲において、冷媒の吸着量が変化し、
前記第２吸着剤は、前記冷媒の吸着量の下限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件と、前記冷媒の吸着量の上限値に対応する蒸気圧条件及び温度条件により特定される第２範囲において、冷媒の吸着量が変化し、前記第１範囲及び前記第２範囲が異なる範囲であることを特徴とする請求項４記載の吸着器。
【請求項６】
前記冷媒の吸着量の下限値と、前記冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件を、吸着剤における冷媒の吸着量に対応する相対蒸気圧の条件に対応させた場合に、
前記第１範囲に対応する相対蒸気圧の範囲より、前記第２範囲に対応する相対蒸気圧の範囲が低く、
前記第１容器及び前記第２容器は、前記水路管に対して直列に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の吸着器。
【請求項７】
第１吸着器と、
第２吸着器と、
凝縮器と
蒸発器と、を備え、
前記第１吸着器及び前記第２吸着器は、請求項４に記載の吸着器であり、
前記冷媒の吸着量の下限値と、前記冷媒の吸着量の上限値とに対応する冷媒の蒸気圧条件及び温度条件を、吸着剤における前記冷媒の吸着量に対応する相対蒸気圧の条件に対応させた場合に、
前記第１範囲に対応する相対蒸気圧の範囲より、前記第２範囲に対応する相対蒸気圧の範囲が低く、
前記第１吸着器中の前記第１容器及び第２容器は、前記第１吸着器中の水路管の入口から出口にかけて直列に配置されているとともに、
前記第２吸着器中の前記第１容器及び第２容器は、前記第２吸着器中の水路管の入口から出口にかけて直列に配置されていることを特徴とする吸着式ヒートポンプ。
【請求項８】
前記第１期間において、前記第１冷媒循環配管は開放され、前記第２冷媒循環配管は閉鎖され、
前記第２期間において、前記第１冷媒循環配管は閉鎖され、前記第２冷媒循環配管は開放され、
前記第１期間において、前記第３冷媒循環配管は閉鎖され、前記第４冷媒循環配管は開放され、
前記第２期間において、前記第３冷媒循環配管は開放され、前記第４冷媒循環配管は閉鎖されるように、第１バルブ、第２バルブ、第３バルブ、第４バルブを制御するバルブ制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項７に記載の吸着式ヒートポンプ。
【国際調査報告】
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