(57)【要約】【課題】電力効率に優れた圧力再生方式の蓄熱型熱移動装置を提供すること。【構成】缶体４に収容された収着剤から脱離された水蒸気（媒体）は、コンプレッサ２により加圧されて媒体貯留室６に送られ、フィン（内部間接熱交換器）４２を通じて収着剤に蒸発潜熱を与える。凝縮した水（媒体）は媒体貯留室６の底部に落下する。  これにより、収着剤の再生に必要な電力を低減することができ、冷房と暖房とも容易に切り替えることができる。【選択図】  図１
2010139145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体収着のための収着剤を収容する収着剤容器と、液状の媒体を収容する媒体容器と、前記収着剤容器内の前記収着剤と外部との間接熱交換を行う収着剤熱交換器と、前記媒体容器内の前記液状の媒体と外部との間接熱交換を行う媒体熱交換器と、前記収着剤容器と前記媒体容器との間で前記媒体を移動させる管路と、前記管路に設けられて前記収着剤容器の前記媒体を加圧して前記媒体容器へ送るコンプレッサと、前記コンプレッサを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記媒体容器の前記媒体を前記収着剤容器に送ることにより前記収着剤容器の前記収着剤から熱を発生させ、前記媒体容器の前記媒体から冷熱を発生させる収着モードと、前記コンプレッサを駆動することにより前記収着剤容器の前記媒体を前記媒体容器へ送る再生モードとを交互に行う収着式熱発生装置において、
前記再生モードの実施時に前記コンプレッサにより加圧されたガス状の前記媒体により前記収着剤容器内の前記収着剤を間接的に加熱するとともに、前記収着剤容器への放熱により凝縮した液状の前記媒体を前記媒体容器に誘導する内部間接熱交換器を有することを特徴とする収着式熱発生装置。
【請求項２】
前記管路に設けられて前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止するバルブを有し、
前記コントローラは、前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記バルブを閉じて前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止する請求項１記載の収着式熱発生装置。
【請求項３】
前記内部間接熱交換器は、前記媒体容器内の前記媒体の液面よりも高い位置に設けられ、前記再生モードにおいて凝縮媒体を前記媒体容器に落下させる請求項１記載の収着式熱発生装置。
【請求項４】
前記収着剤容器は前記媒体容器の上方に位置して設けられ、前記内部間接熱交換器は前記収着剤容器の底部に設けられる請求項３記載の収着式熱発生装置。
【請求項５】
前記収着剤容器は、前記媒体容器の直上に設けられる請求項４記載の収着式熱発生装置。
【請求項６】
前記収着剤容器及び前記媒体容器の一方は、他方に内蔵される請求項５記載の収着式熱発生装置。
【請求項７】
前記収着剤容器は、断熱材を介して前記媒体容器に内蔵される請求項６記載の収着式熱発生装置。
【請求項８】
コンプレッサは、前記収着剤容器の上に固定される請求項５記載の収着式熱発生装置。
【請求項９】
前記媒体容器から出た前記媒体を前記コンプレッサの入口に導入し、前記コンプレッサの出口から出た前記媒体を前記収着剤容器に送る収着アシスト管路及び収着アシストバルブを有し、
前記コントローラは、前記コンプレッサを駆動させることにより前記媒体容器から出た前記媒体を前記収着アシスト管路及び前記収着アシストバルブを通じて前記収着剤容器に送る収着アシストモードを前記収着モードに替えて実行する請求項１記載の収着式熱発生装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記収着モード実施時の前記収着剤容器と前記媒体容器との間の温度差が所定値以下に不足する場合に前記収着モードを前記収着アシストモードに切り換える請求項９記載の収着式熱発生装置。
【請求項１１】
前記収着剤容器と前記媒体容器とを含む収着ユニットを複数備え、
前記コントローラは、前記複数の収着ユニットの再生モードを、共通の前記コンプレッサを順番に利用して実施する請求項１記載の収着式熱発生装置。
【請求項１２】
前記収着剤容器に貯留される液体状の前記収着剤の上方、かつ、前記液体状の収着剤と前記コンプレッサとの間に位置して、前記媒体を収着する固体の収着剤を有する請求項１記載の収着式熱発生装置。
【請求項１３】
媒体収着のための収着剤を収容する収着剤容器と、液状の媒体を収容する媒体容器と、前記収着剤容器内の前記収着剤と外部との間接熱交換を行う収着剤熱交換器と、前記媒体容器内の前記液状の媒体と外部との間接熱交換を行う媒体熱交換器と、前記収着剤容器と前記媒体容器との間で前記媒体を移動させる管路と、前記管路に設けられて前記収着剤容器の前記媒体を加圧して前記媒体容器へ送る媒体移送装置と、前記コンプレッサを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記媒体容器の前記媒体を前記収着剤容器に送ることにより前記収着剤容器の前記収着剤から熱を発生させ、前記媒体容器の前記媒体から冷熱を発生させる収着モードと、前記媒体移送装置を駆動することにより前記収着剤容器の前記媒体を前記媒体容器へ送る再生モードとを交互に行う収着式熱発生装置において、
前記収着剤容器は、イオンが液状の前記媒体に溶解する電解液を収容し、
前記媒体移送装置は、印加電圧の変化により前記イオンの吸着と前記イオンの脱離とを交互に行う電極により構成されて前記管路に前記媒体容器側から前記収着剤容器側へ順番に配列された電気二重層キャパシタによりそれぞれ構成される第１、第２、第３、第４の電極と、前記各電極に電圧変化を与える駆動回路とを有し、
前記各電極は、前記駆動回路は、前記４種類の電極の電位を交互に変更することにより前記電解液中の正負のイオンを前記媒体容器側から前記収着剤容器側へ移動させることを特徴とする収着式熱発生装置。
【請求項１４】
前記管路に設けられて前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止するバルブを有し、
前記コントローラは、前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記バルブを閉じて前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止する請求項１３記載の収着式熱発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱型熱移動装置に関し、収着剤に収着された媒体を収着剤から脱離させて収着剤を再生した後、収着剤と媒体とを遮断して媒体の潜熱エネルギーを蓄熱する蓄熱型熱移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
収着剤に収着された媒体を収着剤から脱離させて収着剤を再生する再生モードと、再生された媒体を収着剤に収着することにより収着剤の熱又は蒸発媒体の冷熱を利用する収着モード（熱利用モード）を交互に行う収着式熱発生装置が知られている。収着式熱発生装置において、コンプレッサを用いて再生モードを実施することも公知である。以下、この収着式熱発生装置を圧縮再生型収着式熱発生装置と呼ぶ。
収着式熱発生装置において、再生モード後に脱離状態の収着剤を凝縮媒体から遮断して蓄熱モードを実施する蓄熱型熱移動装置も公知となっている。特許文献１は、再生モードにおいて、収着剤に熱エネルギーを与えて収着剤からの媒体の脱離を行う熱再生方式の蓄熱型熱移動装置を提案している。この蓄熱型熱移動装置は熱消費時とは異なる時間に熱発生（再生）を行うことができるため、電気自動車の高価なバッテリーの小型化に有益である。また、安価な深夜電力により熱エネルギーを蓄熱する家庭用、事務所用、自動販売機などの熱エネルギー蓄積に有効である。
【特許文献１】特開平５−１９６３１８（Ｐ４１２６９０．８（ＤＥ））
【発明の開示】
【０００３】
（発明の目的）
収着式熱発生装置の圧縮再生は、収着式熱発生装置の熱再生よりも再生必要エネルギー特に電力エネルギーを効率良く利用することができる。しかしながら、圧縮再生では電動コンプレッサなど複雑な機械を必要とするため構成が複雑となり、高価となるという問題点があった。このため、この設置コストやメインテナンスコストの増加を克服するために更なるエネルギー節約効果が求められていた。無駄な重量増大が嫌われる電気自動車においては、圧縮再生のために重量が増大する圧縮再生型の収着式熱発生装置を用いた蓄熱型熱移動装置の搭載においては、この問題は重要である。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、優れたエネルギー節約効果をもつ収着式熱発生装置を提供することをその目的としている。
【０００４】
（発明の要約）
収着式熱発生装置の再生エネルギーを節約するために、２つの独立発明が以下に開示される。
上記問題を解決する第１の収着式熱発生装置は、媒体収着のための収着剤を収容する収着剤容器と、液状の媒体を収容する媒体容器と、前記収着剤容器内の前記収着剤と外部との間接熱交換を行う収着剤熱交換器と、前記媒体容器内の前記液状の媒体と外部との間接熱交換を行う媒体熱交換器と、前記収着剤容器と前記媒体容器との間で前記媒体を移動させる管路と、前記管路に設けられて前記収着剤容器の前記媒体を加圧して前記媒体容器へ送るコンプレッサと、前記コンプレッサを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記媒体容器の前記媒体を前記収着剤容器に送ることにより前記収着剤容器の前記収着剤から熱を発生させ、前記媒体容器の前記媒体から冷熱を発生させる収着モードと、前記コンプレッサを駆動することにより前記収着剤容器の前記媒体を前記媒体容器へ送る再生モードとを交互に行う収着式熱発生装置において、前記再生モードの実施時に前記コンプレッサにより加圧されたガス状の前記媒体により前記収着剤容器内の前記収着剤を間接的に加熱するとともに、前記収着剤容器への放熱により凝縮した液状の前記媒体を前記媒体容器に誘導する内部間接熱交換器を有することを特徴としている。媒体としては、大きな蒸発潜熱をもつ水、アンモニア、メタノール、エタノール、炭酸ガス又はそれらの混合物を用いることが好適である。収着剤としては、固体収着剤であるたとえばゼオライトなどの媒体吸着物質や、溶媒としての媒体に溶解する溶質であるたとえばＬｉＢｒなどが好適である。なお、ここで言うコンプレッサは、ガス圧縮機械を意味し、真空ポンプやブロワなどを含む総称である。
【０００５】
すなわち、この第１独立発明の圧縮再生方式の収着式熱発生装置は、再生時にコンプレッサにより圧縮されて高温となった加圧媒体ガスの凝縮熱を収着剤容器内の収着剤に間接的に与える内部間接熱交換器が、収着剤容器内の収着剤と間接熱交換する間接熱交換器（収着剤側外部間接熱交換器とも言う）と、媒体容器内の媒体と間接熱交換する間接熱交換器（媒体側外部間接熱交換器とも言う）の他に設けた点にその特徴がある。この内部間接熱交換器内で凝縮した液状の媒体は、媒体容器に誘導される。
本発明によれば、加圧されて高温で凝縮する媒体が、収着剤容器内の収着剤にその媒体脱離温度よりも高い温度にて凝縮熱を与えるため、従来の圧縮再生方式の収着式熱発生装置に比べてコンプレッサの必要仕事量を大幅に低減することができる。
この従来の圧縮再生方式の収着式熱発生装置の再生において、収着剤容器内の収着剤は収着剤側外部間接熱交換器を通じて外気から吸熱し、媒体容器内の媒体は媒体側外部間接熱交換器を通じて外気に放熱する。したがって、コンプレッサは、これら２つの間接熱交換器の熱落差の和を超える温度差を発生する必要がある。これに対して、この発明では、コンプレッサから出たガス状媒体が内部間接熱交換器に接触して凝縮するため、一つの間接熱交換器の熱落差を超える温度差を媒体に与えればよい。
【０００６】
なお、従来の圧縮再生方式の収着式熱発生装置において、媒体側外部間接熱交換器から収着剤側外部間接熱交換器に熱を与えることも可能である。この場合でも、媒体容器で発生した熱は、媒体側外部間接熱交換器、収着剤側外部間接熱交換器を順次通じて収着剤容器の収着剤に与えられることになる。したがって、コンプレッサは、２つの間接熱交換器の熱落差より大きな温度差を少なくとも発生させる必要があり、そのうえ、間接熱交換器の熱移動経路の切り換え構造も必要とする。
更に、外気と接触する間接熱交換器は、外気を付勢するファンを駆動するのが通常であるので、従来の再生では、ファンやポンプの動力が必要となり、かつ、ファンやポンプ騒音が問題となる。この問題は、コンプレッサにより加圧された媒体の高温凝縮熱を収着剤容器内の収着剤に与えるため、ファンやポンプ駆動を必要としない。その結果、ファンやポンプの駆動電力の節減と騒音の低減とを実現することもできる。このことは、夜間電力蓄熱型の電気自動車やビル又はハウス空調装置や自動販売機において特に好適である。
【０００７】
好適な態様において、前記管路に設けられて前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止するバルブを有し、前記コントローラは、前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記バルブを閉じて前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止する。このようにすれば、再生に必要な電力エネルギーを節約可能な蓄熱型収着式熱発生装置を実現することができる。
好適な態様において、前記内部間接熱交換器は、前記媒体容器内の前記媒体の液面よりも高い位置に設けられ、前記再生モードにおいて凝縮媒体を前記媒体容器に落下させる。このようにすれば、内部間接熱交換器により凝縮した媒体液を簡素な構成にて媒体容器に送ることができ、装置構成を簡素化することができる。
【０００８】
好適な態様において、前記収着剤容器は前記媒体容器の上方に位置して設けられ、前記内部間接熱交換器は前記収着剤容器の底部に設けられる。このようにすれば、コンプレッサから出た高温の媒体ガスは、収着剤容器の底部の内部間接熱交換器に接触して凝縮する。凝縮した媒体液は、下方の媒体容器の底部に落下するため、効率よく、媒体液を回収することができ、内部間接熱交換器に媒体液が溜まって熱交換を阻害することを防止することもできる。
収着モードにおいては、媒体容器の底部に貯留された媒体液から蒸発した低温の媒体ガスの一部は、内部間接熱交換器に接触して加熱され、収着剤容器内の収着剤は内部間接熱交換器に放熱する。しかし、加熱された媒体ガスは収着剤容器内の収着剤に吸収されるため、この熱の流れは循環的となり、熱損失は発生しない。また、媒体凝縮を伴わない内部間接熱交換器の熱移動量は再生時の媒体凝縮を伴う場合よりも大幅に小さい。収着モード時に低温媒体ガスが内部間接熱交換器に接触するのを低減するために内部間接熱交換器の外側（たとえば下方）にネットなどを設けても良い。このネットを設けることにより、媒体容器の底部の媒体液から蒸発した媒体ガスの大部分は、ネットを貫通して内部間接熱交換器に接触することなく管路を通じて収着剤容器へ移動する。これに対して、再生モード時には、ネット内の圧縮媒体ガスは内部間接熱交換器に触れて凝縮し、その結果、ネット内の圧力が低下するため、コンプレッサから出た圧縮媒体ガスはネットを貫通して内部間接熱交換器側に吸引される。
【０００９】
好適な態様において、前記収着剤容器は前記媒体容器の直上に設けられる。これにより、収着剤容器と媒体容器とをコンパクトにまとめることができるとともに、再生モードにおいて収着剤容器の底部の内部間接熱交換器で凝縮した媒体液は、媒体容器の底部に効率よく落下することができる。
好適な態様において、前記収着剤容器及び前記媒体容器の一方は他方に内蔵される。このようにすれば、収着剤容器と媒体容器とをコンパクトにまとめることができるとともに、収着剤容器と媒体容器とのうち外側の容器のみの耐圧を大きくすればよい。
好適な態様において、前記収着剤容器は、断熱材を介して前記媒体容器に内蔵される。このようにすれば、収着剤容器と媒体容器とをコンパクトにまとめる。
【００１０】
好適な態様において、コンプレッサは、前記収着剤容器の上に固定される。このようにすれば、装置をコンパクトにまとめることができる。好適には、コンプレッサ及び管路は、収着剤容器及び媒体容器のうち外側の容器内に収容される。このようにすれば、コンプレッサ及び管路の接続部分の気密構造を簡素化することができる。
好適な態様において、前記媒体容器から出た前記媒体を前記コンプレッサの入口に導入し、前記コンプレッサの出口から出た前記媒体を前記収着剤容器に送る収着アシスト管路及び収着アシストバルブを有し、
前記コントローラは、前記コンプレッサを駆動させることにより前記媒体容器から出た前記媒体を前記収着アシスト管路及び前記収着アシストバルブを通じて前記収着剤容器に送る収着アシストモードを前記収着モードに替えて実行する。収着剤の発生温度差は、収着剤の媒体収着濃度に依存することが知られており、収着剤の媒体収着が進行すると、温度差が小さくなる。その結果、収着剤の媒体収着が進行すると、たとえば収着式空調装置は外気温度が高いと、媒体を吸収して発熱する収着剤は外気に収着熱を放熱することができない。
【００１１】
この問題は、媒体容器から出た媒体をコンプレッサにより圧縮して収着剤容器に送ることにより容易に解決することができる。すなわち、この態様では、再生モードで用いたコンプレッサを収着モードでも用いる。これにより、装置構成を複雑化することなく、熱又は冷熱発生能力を大幅に改善することができる。
好適な態様において、前記コントローラは、前記収着モード実施時の前記収着剤容器と前記媒体容器との間の温度差が所定値以下に不足する場合に前記収着モードを前記収着アシストモードに切り換える。これにより、収着剤の媒体収着量が増大したり、収着剤を冷却する外気温度が高くなった場合に選択的にコンプレッサを使用するため、収着モードでのコンプレッサ使用電力の増大を抑止しつつ性能向上を実現することができる。
【００１２】
好適な態様において、前記収着剤容器と前記媒体容器とを含む収着ユニットを複数備え、前記コントローラは、前記複数の収着ユニットの再生モードを、共通の前記コンプレッサを順番に利用して実施する。このようにすれば、１個の再生用コンプレッサを使用するのみで、連続的な熱発生又は冷熱発生を行うことができる。
好適な態様において、前記収着剤容器に貯留する液体状の前記収着剤の上方、かつ、前記液体状の収着剤と前記コンプレッサとの間に位置して前記媒体を収着する固体の収着剤を有する。すなわち、この態様によれば、液体の収着剤とコンプレッサとの間に固体の収着剤を配置する。液体状の収着剤としてはたとえばＬｉＢｒ水のような電解液を採用することができ、固体の収着剤としてはたとえばゼオライトを採用することができる。このようにすれば、収着モードにおいて、沸騰する液体状の収着剤からの媒体（たとえば水蒸気）に随伴する収着剤（たとえばＬｉＢｒ水）が管路や収着剤容器へ流入するのを良好に防止することができる。
【００１３】
上記問題を解決する第２独立発明の収着式熱発生装置は、媒体収着のための収着剤を収容する収着剤容器と、液状の媒体を収容する媒体容器と、前記収着剤容器内の前記収着剤と外部との間接熱交換を行う収着剤熱交換器と、前記媒体容器内の前記液状の媒体と外部との間接熱交換を行う媒体熱交換器と、前記収着剤容器と前記媒体容器との間で前記媒体を移動させる管路と、前記管路に設けられて前記収着剤容器の前記媒体を加圧して前記媒体容器へ送る媒体移送装置と、前記コンプレッサを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記媒体容器の前記媒体を前記収着剤容器に送ることにより前記収着剤容器の前記収着剤から熱を発生させ、前記媒体容器の前記媒体から冷熱を発生させる収着モードと、前記媒体移送装置を駆動することにより前記収着剤容器の前記媒体を前記媒体容器へ送る再生モードとを交互に行う収着式熱発生装置において、前記収着剤容器は、イオンが液状の前記媒体に溶解する電解液を収容し、前記媒体移送装置は、印加電圧の変化により前記イオンの吸着と前記イオンの脱離とを交互に行う電極により構成されて前記管路に前記媒体容器側から前記収着剤容器側へ順番に配列された電気二重層キャパシタによりそれぞれ構成される第１、第２、第３、第４の電極と、前記各電極に電圧変化を与える駆動回路とを有し、前記各電極は、前記駆動回路は、前記４種類の電極の電位を交互に変更することにより前記電解液中の正負のイオンを前記媒体容器側から前記収着剤容器側へ移動させることをその特徴としている。媒体としては、大きな蒸発潜熱をもつ水、アンモニア、メタノール、エタノール、炭酸ガス又はそれらの混合物を用いることが好適である。収着剤としては、固体収着剤であるたとえばゼオライトなどの媒体吸着物質や、溶媒としての媒体に溶解する溶質であるたとえばＬｉＢｒなどが好適である。
【００１４】
すなわち、この第２独立発明の静電再生方式の収着式熱発生装置は、再生時に電気二重層キャパシタ列のイオン吸着、脱離によりイオンを媒体容器側から収着剤容器側へ移送することにより、媒体容器のイオン濃度よりも収着剤容器のイオン濃度を高めることをその特徴としている。これにより、必要電力を減らし、装置構成を簡素化することができ、小型軽量な収着式熱発生装置を実現することができる。
好適な態様において、前記管路に設けられて前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止するバルブを有し、前記コントローラは、前記再生モードと前記収着モードとの間の蓄熱期間に前記バルブを閉じて前記媒体容器から前記収着剤容器への前記媒体の移動を禁止する。
これにより、必要電力を減らし、装置構成を簡素化することができ、小型軽量な蓄熱型熱移動装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の収着式熱発生装置を用いる蓄熱型熱移動装置を図面を参照して具体的に説明する。
（実施例１）
（装置構成）
実施例１の蓄熱型熱移動装置の概略構造を図１を参照して説明する。図１は、この蓄熱型熱移動装置の模式縦断面図である。
この蓄熱型熱移動装置は、円筒状の缶体（媒体容器）１に収容されている。缶体１の上部には上板１１Ａが横設されており、上板１１Ａ上にコンプレッサ２、バルブ（図略）及びコントローラ３が搭載されている。上板１１Ａの下部の空間の上部には、缶体（媒体容器）４が収容されている。缶体４は、底面を除いて断熱材５により覆われている。なお、断熱材５の省略は可能である。缶体４の下部空間である媒体貯留室６には水（媒体）Ｗが貯留されている。缶体１及び缶体４は、それぞれ密閉缶により構成されている。
缶体４は、収着剤をなすゼオライト層７を上部に、ＬｉＢｒ水溶液８を下部に収容している。缶体４の内部空間のうちゼオライト層７よりも上方の空間４０Ａは管路９によりコンプレッサ２の入口部に接続されている。缶体４の底板４１Ａから下方へ熱交換用のフィン４２Ａが垂下している。缶体４の底板４１Ａは媒体貯留室６の上面をなし、フィン４２Ａは媒体貯留室６の上部に垂下している。底板４１Ａ及びフィン４２Ａは、本発明で言う内部間接熱交換器を構成している。
【００１６】
媒体貯留室６の上部空間は、管路１０によりコンプレッサ２の出口部に接続されている。なお、実際には、管路１０は、缶体１の内蔵され、断熱材５中をコンプレッサ２に到達している。管路９、１０は実際には電磁開閉弁であるバルブ（図１では図示せず）を有している。
コントローラ３は、電動のコンプレッサ２を駆動するためインバータ（図略）及び上記バルブを制御するマイコン内蔵の制御装置である。
缶体４内のＬｉＢｒ水溶液８には、収着剤側外部間接熱交換器をなすヒートパイプ１１の一端部が浸漬されている。ヒートパイプ１１は、缶体４、断熱材５及び缶体１を貫通して外部に引き出されており、図略の第１熱交換器に接続されている。缶体１内の水Ｗには、媒体側外部間接熱交換器をなすヒートパイプ１２の一端部が浸漬されている。ヒートパイプ１２は、缶体１を貫通して外部に引き出されており、図略の第２熱交換器に接続されている。
【００１７】
（動作）
この蓄熱型熱移動装置の動作を図２を参照して説明する。この動作は、コントローラ３により制御される。図２は図１の蓄熱型熱移動装置の機能を表すブロック図である。缶体４は本発明で言う収着剤容器をなし、缶体１の媒体貯留室６は本発明で言う媒体容器をなす。缶体（収着剤容器）４内の上部空間は、管路９、バルブ１３、コンプレッサ２の入り口、コンプレッサ２の出口、管路１０を順次通じて缶体１の媒体貯留室６に接続されている。また、この実施形態では、管路９と管路１０とはバイパス用のバルブ１４により接続されている。図示省略されているバルブ１３、１４やそれらを接続する管路の一部は、図１では上板１１Ａの上の機械室に収容されている。
【００１８】
（収着モード）
バルブ１４を開くと、媒体貯留室６の水が蒸発して缶体４内のゼオライト層７に吸収され、更にゼオライト層７を通過してその下方のＬｉＢｒ水溶液８に吸収される。これにより、媒体貯留室６の水Ｗはヒートパイプ１２に冷熱を与え、ＬｉＢｒ水溶液８はヒートパイプ１１に熱を与える。ヒートパイプ１１、１２はそれぞれ図略の熱交換器に達しており、外気との熱授受及び室内空気との熱授受を行う。
なお、ＬｉＢｒ水溶液８の上方にゼオライト層７を設けたのは、缶体１の振動などにより、ＬｉＢｒ水溶液８が飛散するのを防止するためである。ゼオライト層７をたとえばガラスマットのような多孔フィルタとしたり、管路９をラビリンス構造としたりすることによりＬｉＢｒ水溶液８の飛散を防止すれば、ゼオライト層７を省略してもよい。
コントローラ３は、検出したＬｉＢｒ水溶液８、水Ｗの温度又は管路９、１０の圧力に基づいて、もしくは、バルブ１４を開いてから一定時間経過後に、バルブ１４を閉じてこの収着モードを終了する。
なお、バルブ１４を省略することも可能である。この場合には、収着モードはバルブ１３を開いて実施される。媒体貯留室６の水Ｗは、静止するコンプレッサ２を逆流した後、バルブ１３を通じて缶体４内に流れる。
【００１９】
（再生モード）
バルブ１３を開き、コンプレッサ２を起動すると、缶体４内のゼオライト層７やＬｉＢｒ水溶液８に吸着されていた水が水蒸気として放出され、コンプレッサ２により加圧されて媒体貯留室６に送られる。媒体貯留室６に入った水蒸気は、内部間接熱交換器をなす缶体４の底部やフィン４２Ａにより冷却されて凝縮する。凝縮した水Ｗは下方に落下して媒体貯留室６の底部に貯留される。この再生モードにおいて、ヒートパイプ１１、１２に接続される既述の外気熱授受用熱交換器及び室内空気熱授受用熱交換器のファンは停止される。
コントローラ３は、検出したＬｉＢｒ水溶液８、水Ｗの温度又は管路９、１０の圧力に基づいて、もしくは、バルブ１３を開いてから一定時間経過後に、バルブ１３を閉じてこの収着モードを終了する。
【００２０】
（蓄熱モード）
この蓄熱型熱移動装置は、再生モードの終了後にバルブ１３、１４を閉じることにより、次の収着モードの開始まで潜熱を蓄熱することができる。この装置の簡単な潜熱蓄熱機能は、種々の貴重な応用を可能とする。電気自動車のたとえば夜間駐車充電中での再生モードの実施と、その後、走行開始までの蓄熱はその好例である。その他、安価な深夜電力を用いた住宅、ビル、工場、自動販売機用の温熱又は冷熱の蓄熱はその好例である。
（効果）
この実施形態によれば、コンプレッサ２による収着剤の再生時において媒体容器内で凝縮する媒体の凝縮熱を、媒体容器と収着剤容器との間に設けられた内部間接熱交換器を通じて収着剤に直接与えるので、内部間接熱交換器の熱落差ΔＴとガス媒体の比熱Ｃの積に略等しいコンプレッサ２の仕事量を減らすことができる。このため、再生に必要な電力を節約することができる。
【００２１】
（変形態様）
上記したゼオライトの代わりに公知の種々の無機物、有機物を収着剤として採用することができる。また、上記したＬｉＢｒ水溶液の代わりに公知の種々の溶液を採用することができる。上記した純粋な水の代わりに媒体として、アンモニア、二酸化炭素、エタノール及びメタノールやそれらの水溶液など潜熱が大きい液体を採用することができる。
上記実施形態では、内部間接熱交換器をなす缶体４の底面及びフィン４２Ａは、収着モードにおいて媒体貯留室６内の水Ｗから蒸発した水蒸気を加熱する。この加熱された水蒸気が媒体貯留室６内の水Ｗに対流接触すると、水Ｗが加熱されてしまうため、この対流を防止することが重要である。このためには、図１に示すように、フィン４２Ａの直下にネット１５を横設することが好適である。この場合、管路１０は、このネット１５の下方に開口してもよい。
【００２２】
（実施例２）
実施例２の蓄熱型熱移動装置を図３を参照して説明する。図３はこの実施例の蓄熱型熱移動装置の機能を表すブロック図である。
（装置構成）
この実施例は、図２に示す実施例１の蓄熱型熱移動装置の缶体４及び媒体貯留室６のペアを２ペア設け、更に、図２のバルブ１３、１４の代わりに４方弁１６、１７に置換することにより、必要な温熱又は冷熱を常時発生する点にその特徴がある。
４Ａ、４Ｂは、図２の缶体４と同じく収着剤としてのＬｉＢｒ水溶液８を収容する缶体である。６Ａ、６Ｂは、図２の媒体貯留室６と同じく水Ｗを貯留する媒体貯留室６である。共通の缶体（図略）内に缶体４Ａ、４Ｂ、媒体貯留室６Ａ、６Ｂが収容されている。缶体４Ａと媒体貯留室６Ａとは第１ペアを構成し、缶体４Ｂと媒体貯留室６Ｂとは第２ペアを構成している。第１ペアの再生モード時に第２ペアは収着モードを行い、第１ペアの収着モード時に第２ペアは再生モードを行う。４方弁１６の３つの開口は缶体４Ａ、４Ｂ、コンプレッサ２の入り口に個別に接続されている。４方弁１７の３つの開口は媒体貯留室６Ａ、６Ｂ、コンプレッサ２の出口に個別に接続されている。４方弁１６、１７の残る一つの開口は管路１８により連通している。
【００２３】
（動作）
第１ペアを再生モード、第２ペアを収着モードとする第１期間に、４方弁１６、１７を制御して、缶体４Ａから出た水蒸気を４方弁１６を通じてコンプレッサ２で加圧する。加圧された水蒸気は、４方弁１７を通じて媒体貯留室６Ａに送られ、媒体貯留室６Ａ内の内部間接熱交換器により缶体４Ａ内の収着剤に熱を与えて凝縮する。この時、媒体貯留室６Ｂで蒸発した水蒸気は４方弁１７、管路１８、４方弁１６を通じて缶体４Ｂに送られて収着剤に収着される。
第１ペアを収着モード、第２ペアを再生モードとする第２期間に、４方弁１６、１７を制御して、缶体４Ｂから出た水蒸気を４方弁１６を通じてコンプレッサ２で加圧する。加圧された水蒸気は、４方弁１７を通じて媒体貯留室６Ｂに送られ、媒体貯留室６Ｂ内の内部間接熱交換器により缶体４Ｂ内の収着剤に熱を与えて凝縮する。この時、媒体貯留室６Ａで蒸発した水蒸気は４方弁１７、管路１８、４方弁１６を通じて缶体４Ａに送られて収着剤に収着される。
このようにすれば、１個のコンプレッサ２を用いて、第１ペアと第２ペアとが交互に温熱（缶体４Ａ、４Ｂ）又は冷熱（媒体貯留室６Ａ、５Ｂ）を発生することができる。なお、４方弁１６、１７の代わりに複数の開閉弁を組み合わせて同等の流路切換機能を実現できることはもちろんである。
【００２４】
（実施例３）
実施例３の蓄熱型熱移動装置を図４を参照して説明する。図４はこの実施例の蓄熱型熱移動装置の機能を表すブロック図である。
（装置構成）
この実施例は、図２に示すバルブ１３、１４の代わりに３方弁１６、１７に置換することにより、再生モード時に加えて収着モード時においてもコンプレッサ２の加圧動作を行う点にその特徴がある。
コンプレッサ２の入口は三方弁１９を通じて缶体４及び媒体貯留室６に接続され、コンプレッサ２の出口も三方弁２０を通じて缶体４及び媒体貯留室６に接続されている。
（再生モード）
再生モードにおいて、三方弁１９、２０を制御することにより、缶体４の収着剤から脱離した水蒸気は、三方弁１９を通じてコンプレッサ２に入り、コンプレッサ２で加圧されて三方弁２０を通じて媒体貯留室６に送られる。媒体貯留室６に入った水蒸気は媒体貯留室６の上部の内部間接熱交換器（図１参照）により缶体４内の収着剤に凝縮熱を与えて凝縮し、媒体貯留室６の底部に貯留される。
【００２５】
（収着モード）
収着モードの初期において、三方弁１９、２０を制御することにより、媒体貯留室６で蒸発した水蒸気は、三方弁１９を通じてコンプレッサ２に入り、コンプレッサ２を通過した後、三方弁２０を通じて缶体４内の収着剤に収着される。この時、コンプレッサ２は停止されている。これにより、媒体貯留室６は冷熱を発生し、缶体４内の収着剤は温熱を発生する。
収着モードの実施時間が増大すると、ＬｉＢｒ水溶液８の濃度が低下し、上記冷熱と温熱との温度差が低下する。この温度差が所定値以下となったら、コンプレッサ２を運転して媒体貯留室６から出た水蒸気を加圧する。このようにすれば、収着モードの後期における熱落差の低下を解消することができる。もちろん、収着モードの最初からコンプレッサ２を運転してもよい。このようにすれば、再生用のコンプレッサ２を利用して、収着モードをその全期間にわたって高熱落差で実施することができる。
【００２６】
（実施例４）
実施例４の蓄熱型熱移動装置を図５を参照して説明する。図５はこの実施例の冷暖房切り換え方式の蓄熱型熱移動装置の機能を表す要部ブロック図である。
２１は熱切り換えスイッチであり、軸心Ｍの周囲に回動可能な可動片である。可動片２２は、減速モータにより回動される基部２２０と、基部２２０から逆方向へ伸びる銅厚板製の伝熱片２２Ａ、２２Ｂとからなる。基部２２０は、熱伝導率が小さい断熱材料からなる。可動片２２を挟んで可動片２２の左右に固定片２３，２４が図略のハウジングに固定されている。固定片２３，２４は、銅厚板からなる。固定片２３はヒートパイプ２５を通じて外気と熱交換する外気熱交換器２７に熱的に接続されている。固定片２４はヒートパイプ２６を通じて室内気と熱交換する内気熱交換器２８に熱的に接続されている。媒体貯留室６から突出するヒートパイプ１２は、可動片２２の軸心Ｍ近傍にて軸心Ｍと平行に延在した後、伝熱片２２Ａに密着している。缶体４内から突出するヒートパイプ１１は、可動片２２の軸心Ｍ近傍にて軸心Ｍと平行に延在した後、伝熱片２２Ｂに密着している。図略の減速モータによる可動片２２の回動により、伝熱片２２Ａが固定片２４に接触し、伝熱片２２Ｂが固定片２３に接触するスイッチ状態Ａと、伝熱片２２Ａが固定片２３に接触し、伝熱片２２Ｂが固定片２４に接触するスイッチ状態Ｂが可能となる。
【００２７】
（冷房モード）
図５に示されるスイッチ状態Ａにおいて収着モードを実施することにより、室内を冷房することができる。媒体貯留室６で発生する冷熱は、ヒートパイプ１２、伝熱片２２Ａ、固定片２４、ヒートパイプ２６を通じて内気熱交換器２８に与えられる。同時に、缶体４で発生する温熱は、ヒートパイプ１１、伝熱片２２Ｂ、固定片２３、ヒートパイプ２５を通じて外気熱交換器２７に与えられ、外気に放熱される。これにより室内は冷房される。
（暖房モード）
図５に示されるスイッチ状態Ａから可動片２２を時計方向に回動してスイッチ状態Ｂとし、収着モードを実施することにより、室内を暖房することができる。缶体４で発生する温熱は、ヒートパイプ１１、伝熱片２２Ｂ、固定片２４、ヒートパイプ２６を通じて内気熱交換器２８に与えられる。同時に、外気熱交換器２８はヒートパイプ２５，固定片２３、伝熱片２２Ａ、ヒートパイプ１２を通じて媒体貯留室６の媒体である水Ｗに与えられる。これにより室内は暖房される。
（再生モード）
蓄熱型熱移動装置の再生動作においては、可動片２２を中間位置に回動させて、可動片２２の伝熱片２２Ａ、２２Ｂが固定片２４に接触しないようにすることが好適である。その他、伝熱片２２Ａ、２２Ｂをリニア移動するようにすることにより、伝熱片２２Ａ、２２Ｂが両方とも固定片２３に接触させてもよい。この実施例によれば、簡素な構造により、冷房動作と暖房動作とを切り換えることができる。
【００２８】
（実施例５）
実施例５の蓄熱型熱移動装置を図６を参照して説明する。図６はこの実施例の蓄熱型熱移動装置を表す要部ブロック図である。
缶体４と媒体貯留室６とは水蒸気が流れる管路３１と、液が流れる管路３２とにより接続されている。１４は管路３１を開閉するバルブ、１３は管路３２を開閉するバルブである。３０は、缶体４から媒体貯留室６に水Ｗを送る媒体移送装置である。
バルブ１４を開くと、媒体貯留室６の上部の水蒸気は、バルブ１４、管路３１を通じて缶体４の上部に流れる。バルブ１３を開くと、缶体４のＬｉＢｒ水溶液８は、管路３２、媒体移送装置３０，バルブ１３を通じて媒体貯留室６に重力により落下する。落下量は、バルブ１３の開度により制御される。媒体移送装置３０は、内部を流れる媒体すなわちＬｉＢｒ水溶液８のうちのＬｉイオン及びＢｒイオンを上方へ言い換えれば収着剤容器側へ押し戻すイオン移送機能を有している。この実施形態では、再生動作と収着動作とを平行して行うことができるが、交互に実施しても良い。また、バルブ１３，１４を閉じることにより他の実施例と同様に潜熱蓄熱効果を実現することができる。
【００２９】
媒体移送装置３０のイオン移送動作を図７を参照して説明する。図７はこの媒体移送装置３０の動作原理を説明するための模式説明図である。
図７において、５０、５０は電気絶縁樹脂材料により形成された２つの隔壁である。左側の隔壁５０には活性炭により構成された電気二重層電極４１、４３が上下に所定ピッチ離れて設けられ、右側の隔壁５０には活性炭により構成された電気二重層電極４２、４４が上下に所定ピッチ離れて設けられている。電気二重層電極４２は電気二重層電極４１、４３の中間高さに設けられ、電気二重層電極４４は電気二重層電極４３、４１の中間高さに設けられれいる。
電気二重層電極４１〜４４のうち、互いに隣接する２つの電極間への電圧印加及び電圧消滅により、隔壁５０、５０内のイオンが電気二重層電極４１〜４４に吸着されたり、離れたりする。電気二重層電極４１〜４４の電圧タイミングを調整することにより、＋イオンであるＬｉイオンと、−イオンであるＢｒイオンとの両方を上方すなわち缶体４側へ送ることができる。
【００３０】
（イオン移送動作）
活性炭電極からなる電気二重層電極４１〜４４を用いたイオン移動動作を図８〜図１１を参照して詳しく説明する。ただし、図８〜図１１において、各電気二重層電極４１〜４４の＋電位と−低電位とは電極間の相対的な電位であり、低電位−は電解液電位より負であることを意味していないことに留意されたい。
（第１モード）
Ｔ１期間に実施される第１モードを図８に示す。図８では、電極４１は＋電位、電極４３は−電位をもつ。電極４２は＋電位から−電位に変化し、電極４４は−電位から＋電位に変化する。その結果、電極４２に吸着していた−イオンは電極４１に吸着され、電極４４に吸着していた＋イオンは電極４３に吸着される。その後、電極４４の電位が十分に増大すると電極４１に吸着していた負イオンは電極４４に分散し、電極４２の電位が十分に低下すると電極４３に吸着していた正イオンは電極４３に分散する。
（第２モード）
Ｔ２期間に実施される第２モードを図９に示す。図９では、電極４４は＋電位、電極４２は−電位をもつ。電極４１は＋電位から−電位に変化し、電極４３は−電位から＋電位に変化する。その結果、電極４１に吸着していた−イオンは電極４４に吸着され、電極４３に吸着していた＋イオンは電極４２に吸着される。その後、電極４１の電位が十分に低下すると電極４２に吸着していた＋イオンは電極４１に分散し、電極４３の電位が十分に増大すると電極４４に吸着していた負イオンは電極４３に分散する。
【００３１】
（第３モード）
Ｔ３期間に実施される第３モードを図１０に示す。図１０では、電極４１は−電位、電極４３は＋電位をもつ。。電極４２は−電位から＋電位に変化し、電極４４は＋電位から−電位に変化する。その結果、電極４２に吸着していた＋イオンは電極４１に吸着され、電極４４に吸着していた−イオンは電極４３に吸着される。その後、電極４２の電位が十分に増大すると電極４３に吸着していた負イオンは電極４２に分散し、電極４４の電位が十分に低下すると電極４１に吸着していた正イオンは電極４４に分散する。
（第４モード）
Ｔ４期間に実施される第４モードを図１１に示す。図１１では、電極４２は＋電位、電極４４は−電位をもつ。電極４３は＋電位から−電位に変化し、電極４１は−電位から＋電位に変化する。その結果、電極４３に吸着していた−イオンは電極４２に吸着され、電極４１に吸着していた＋イオンは電極４４に吸着される。その後、電極４３の電位が十分に低下すると電極４４に吸着していた＋イオンは電極４３に分散し、電極４１の電位が十分に増大すると電極４２に吸着していた負イオンは電極４１に分散する。各電極４１〜４４の電位変化を図１２に示すタイミングチャートに示す。結局、この実施形態のイオン移動装置は、４相クロック電圧により駆動されることがわかる。したがって、４相クロック電圧を低インピーダンスかつ低損失で発生することができれば、このイオン駆動装置は正負のイオンを缶体４へ移動することができる。
この４相駆動回路の一例を図１３に示す。１１０は、それぞれ相補動作する４つのインバータ回路からなる４相クロック回路である。各インバータ回路の上アーム素子と下アーム素子とは逆動作する。つまり、簡単な回路により、この実施形態の４相駆動を実現することができる。電気二重層キャパシタ１３０は電気二重層電極４１、４３をもち、電気二重層キャパシタ１４０は電気二重層電極４２、４４をもつ。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の蓄熱型熱移動装置の模式縦断面図である。
【図２】図１の蓄熱型熱移動装置の機能を表すブロック図である。
【図３】実施例２の蓄熱型熱移動装置の機能を表すブロック図である。
【図４】実施例３の蓄熱型熱移動装置の機能を表すブロック図である。
【図５】実施例４の冷暖房切り換え方式の蓄熱型熱移動装置の機能を表す要部ブロック図である。
【図６】実施例５の蓄熱型熱移動装置を表す要部ブロック図である。
【図７】実施例５の媒体移送装置のイオン移送動作の動作原理を説明するための模式説明図である。
【図８】図７の媒体移送装置のイオン移送動作の動作原理を説明するための模式説明図である。
【図９】図７の媒体移送装置のイオン移動動作を説明する説明図である。
【図１０】図７の媒体移送装置のイオン移送動作の動作原理を説明するための模式説明図である。
【図１１】図７の媒体移送装置のイオン移動動作を説明する説明図である。
【図１２】実施例５の４つの電気二重層電極の電位変化を示すタイミングチャートである。
【図１３】実施例５の４つの電気二重層電極を駆動するインバータ回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      缶体
２      コンプレッサ
３      コントローラ
４、４Ａ、４Ｂ      缶体
５      断熱材
６、６Ａ、６Ｂ      媒体貯留室
７      ゼオライト層
９、１０、１８      管路
１１、１２      ヒートパイプ
１１A      上板
１３、１４      バルブ
１５      ネット
１６、１７      四方弁
１９、２０      三方弁
２２      可動片
２２Ａ、２２Ｂ      伝熱片
２３、２４      固定片
２５、２６      ヒートパイプ
２７      外気熱交換器
２８      内気熱交換器
３０      媒体移送装置
３１、３２      管路
４１〜４４      電気二重層電極
５０      隔壁
１３０、１４０      電気二重層キャパシタ
２２０      基部
【図１】
2010139145.tif 000003
【図２】
2010139145.tif 000004
【図３】
2010139145.tif 000005
【図４】
2010139145.tif 000006
【図５】
2010139145.tif 000007
【図６】
2010139145.tif 000008
【図７】
2010139145.tif 000009
【図８】
2010139145.tif 000010
【図９】
2010139145.tif 000011
【図１０】
2010139145.tif 000012
【図１１】
2010139145.tif 000013
【図１２】
2010139145.tif 000014
【図１３】
2010139145.tif 000015