(57)【要約】【課題】  動力を使わずに、熱を使った冷却装置【解決手段】  高温になった冷媒を容器に閉じ込め、外気に放置すると、温度が下がるとともに圧力が下がり、冷却部の圧力以下になった時に冷却部と接続すると、冷却部の圧力が下がり冷媒が気化し、冷却部周辺の温度を奪う。以上の様な機能を有する冷却装置。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温において液体が存在する圧力で冷媒を封入した、加熱部、冷却部、凝縮用容器、開
放用容器を有する装置において、加熱部より発生した高温の冷媒の気体を凝縮用容器に送
り圧力が開放部に逃げるように接続し、凝縮用容器が高温の気体で満たされた後、凝縮用
容器と他部との接続を切り凝縮用容器を外気中に放置し、冷却部以下の圧力に下がったと
ころで凝縮用容器と冷却部を接続し冷却部で冷媒が気化を起すようにした冷却装置
【請求項２】
前記加熱部の代わりに凝縮用容器に加熱装置を取り付け、直接凝縮用容器を加熱するよ
うにした請求項１の冷却装置
【請求項３】
前記凝縮用容器を複数設け、他の凝縮用容器が加熱を終わると次の凝縮用容器の加熱を
始めるというように行程のタイミングをずらし、冷却行程を終えた凝縮用容器と冷却部と
の接続を切るようにした請求項１又は２の冷却装置
【請求項４】
請求項３の冷却装置において加熱の行程が終わり他部との接続を切った凝縮用容器と、
次に加熱を始める順番の凝縮用容器を一時的に接続して、凝縮用容器の減圧を促進した冷
却装置
【請求項５】
請求項３又は請求項４の冷却装置において冷却行程を終えてから加熱の行程に入るまで
の凝縮用容器のうち一部又は全部を開放用容器に一時的に接続して、開放用容器の圧力を
下げるようにした冷却装置
【請求項６】
前記開放用容器の代わりに冷却行程を終えてから加熱の行程に入るまでの凝縮用容器の
うち一部又は全部にその役割を持たせる様にした請求項３から５のいずれかに記載の冷却
装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱を利用した冷却装置である
【背景技術】
【０００２】
従来の技術では、冷却装置としてエアコン、冷蔵庫等冷媒を気化するのに主に電力を使
っている。そして熱を利用した冷却方法として、温度差や太陽光で発電してからその電力
で冷却装置を作動させる方法や吸収式の冷却装置がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在よく耳にするコジェネレーションは発電や、燃料電池用燃料の改質から出る余剰熱
を利用しようというもので、実際（高い）熱としてのみ利用されているが、気温の低い冬
場には熱の利用価値は高いが夏場は気温が高いため利用価値が低い。また、夏場は、冷房
の為に多くの電力が必要とされていることで発電量が増し、より多くの余剰熱が排出され
ている。
【０００４】
また、日差しが強い時は特に冷房が必要な時であり太陽熱の利用は理にかなっている。
そこで熱を利用して低温を取り出すことが出来れば、従来にないエネルギーの有効利用
となる。
【０００５】
熱を利用した冷却方式として吸収式があるが、この方式は、吸収液を再生装置まで送る
のにポンプ等動力を必要としている。また、この方式は、冷媒の選定に吸収液との相性と
いう壁がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この冷却装置を設置する周囲の温度を常温とする。
【０００７】
加熱部、冷却部、凝縮用容器、開放用容器を有する装置、または冷却部、開放用容器、
加熱装置を取り付けた凝縮用容器を有する装置に常温で液体が存在する圧力で冷媒を封入
する。
【０００８】
加熱部より発生した高温の冷媒の気体を凝縮用容器に送るか、もしくは凝縮用容器及び
その内部を加熱すると、次第に凝縮用容器が高温の冷媒の気体で満たされてゆく。この時
凝縮用容器の圧力が開放用容器の圧力より高くなったら凝縮用容器と開放用容器を接続し
て圧力を逃がす。
【０００９】
凝縮用容器内の温度が、設定温度になったら（冷媒の蒸気圧特性で凝縮用容器の内圧に
対応する温度以上に設定、なるべく高い方が良い）凝縮用容器を他部との接続を断って放
置すると温度が下がり、同時に内圧が下がる。
【００１０】
凝縮用容器が冷却部の圧力より下がったところで、両方を接続すると冷却部の圧力が下
がり、冷却部の冷媒が気化し冷却が始まる。
【００１１】
冷却が終わったところで凝縮用容器と冷却部の接続を断ち、また加熱の行程から始める
というサイクルを繰り返す。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では弁の開閉とその制御以外では他の動力を使わずに熱による冷却を実施できる
【実施例１】
【００１３】
まず、図１を参照して各部について説明する。
【００１４】
本発明では凝縮用容器をたくさん並べた方が効果が高いし蓄圧（負圧の）の効果もある
のだが、図面が複雑になってしまうので例として説明出来る最小の凝縮用容器３個で説明
する。
【００１５】
加熱部は、液体の冷媒に熱を与えて高温の気体にする装置である。加熱部には、開放用
容器と繋ぐ液相部に開口した弁と、凝縮用容器（Ａ、Ｂ、Ｃ）と繋ぐ気相部に開口した弁
Ａ、Ｂ、Ｃを設ける。
【００１６】
冷却部は、液体の冷媒を減圧して気化させ、気化熱を奪い冷却する部分である。冷却部
には、開放用容器と繋ぐ液相部に開口した弁と、凝縮用容器（Ａ、Ｂ、Ｃ）と繋ぐ気相部
に開口した弁Ａ、Ｂ、Ｃを設ける。
【００１７】
開放用容器は、凝縮用容器から圧力を逃がすための容器であり、この容器はなるべく圧
力が低い方が好ましいので、凝縮用容器より大きい物とする。温度が逃げやすい素材、表
面積が大きくなる形状、場合によっては冷却フィンを取り付けたりするとよいが、ここで
は、詳しくは指定しない。開放用容器には、加熱部と冷却部にそれぞれ液体の冷媒を補充
する液相部に開口した弁を設け、凝縮用容器（Ａ、Ｂ、Ｃ）と繋ぐ弁Ａ、Ｂ、Ｃを設け
る。開放用容器には若干の冷媒があるようにする。
【００１８】
凝縮用容器は、この発明の主役となる部分で、高温と常温を繰り返し、常圧と低圧を繰
り返すのでそれに耐えられる素材を使う。加熱の過程で凝縮した冷媒が再度気化して気化
熱を奪うのは非効率なので凝縮した冷媒が下に設けた弁より開放用容器に流れ出るような
先細りの形状が望ましい。凝縮用容器には上方に、加熱部に繋ぐ弁と冷却部に繋ぐ弁と行
程で前の順番になる凝縮用容器に繋ぐ弁とを、下方に開放容器に繋ぐ弁と行程で後の順番
になる凝縮用容器に繋ぐ弁とを設ける。
【００１９】
図２を参照してこの冷却装置の流れを説明する。
【００２０】
この実施例では各部の接続につき２つずつ弁を設けてあるが、これは配管の熱伝導や内
容積を無視して考えたい為であり、１つずつでも良い。また本文中では２つの弁を同時に
開閉するものとする。
【００２１】
凝縮用容器の順番はＡ−Ｂ−Ｃ−Ａ−Ｂ、、、、の順とする。
【００２２】
最初は全ての弁が閉じられている。
【００２３】
１の弁を開け、加熱部より高温の気体を凝縮用容器Ａに送る。Ａでは凝縮しながら温度
が上がってゆく。Ａ中で凝縮した液滴は下の方へ流れる。Ａの圧力が開放用容器の圧力よ
り高くなったら２の弁を開けると、圧力が開放用容器に開放され、Ａ内の液体も開放用容
器に流れる。Ａの温度が設定温度になったら（冷媒の蒸気圧特性で凝縮用容器の内圧に対
応する温度以上に設定、なるべく高い方が良い）１と２の弁を閉め３の弁を開けると、加
熱の行程で少し上がったＡの圧力が凝縮用容器Ｂに向かう。均圧になった辺りで３の弁を
閉め放置し、Ａが冷却部の圧力より下がったところで４の弁を開けると冷却が始まる。冷
却が終わったら４の弁を閉める。凝縮用容器Ａはこのまま凝縮用容器Ｃが加熱の行程を終
えるまで待ち、凝縮用容器Ｃが加熱の行程を終えたら、５の弁を開け凝縮用容器Ｃの圧力
を吸い取り、均圧になった辺りで５の弁を閉め２順めに入る。
【００２４】
以上で凝縮用容器Ａを中心に見た行程は終わりだが、凝縮用容器Ｂについては時間を少
し遡り、凝縮用容器Ａが加熱の行程を終えたら３の弁を開閉した後、６の弁を開けるとこ
ろから加熱の行程に入る。前文の凝縮用容器ＡがＢに、１の弁が６に、２の弁が７に、３
の弁が８に、４の弁が９に、５の弁が３に、相当する。凝縮用容器Ｃについても、凝縮用
容器Ｂが加熱の行程を終えたら８の弁を開閉した後、１０の弁を開けるところから加熱の
行程に入る。凝縮用容器ＡがＣに、１の弁が１０に、２の弁が１１に、３の弁が５に、４
の弁が１２に、５の弁が８に、相当する。
【００２５】
以上のように凝縮用容器Ａ、Ｂ、Ｃでタイミングをずらしたサイクルを続ける。
【００２６】
冷却部の液が減ってきたら冷却部の弁のうち１３の弁だけを開けると開放用容器から液
体が補充できる。
【００２７】
加熱部の液が減ってきたら、加熱部を冷やして開放用容器の圧力を下回ってから加熱部
の弁のうち１４の弁だけを開けると開放用容器から液体が補充できる。しかしこの場合装
置を一旦止めることになるので、加熱部を２系統用意し、一方だけを一旦止めることにし
たり、加熱部を部分的に止められるようにすれば良い。
【実施例２】
【００２８】
まず、図３を参照して各部について説明する。
【００２９】
本発明では凝縮用容器をたくさん並べた方が効果が高いし蓄圧（負圧の）の効果もある
のだが、図面が複雑になってしまうので例として説明出来る最小の凝縮用容器３個で説明
する。
【００３０】
発熱源はエンジン、ボイラー等で、そこから凝縮用容器（Ａ、Ｂ、Ｃ）をそれぞれ加熱
するように熱排気を導く配管を設け、元弁（Ａ、Ｂ、Ｃ）を設ける。
【００３１】
冷却部は、液体の冷媒を減圧して気化させ、気化熱を奪い冷却する部分である。冷却部
には、開放用容器と繋ぐ液相部に開口した弁と、凝縮用容器（Ａ、Ｂ、Ｃ）と繋ぐ気相部
に開口した弁Ａ、Ｂ、Ｃを設ける。
【００３２】
開放用容器は、凝縮用容器から圧力を逃がすための容器であり、この容器はなるべく圧
力が低い方が好ましいので、凝縮用容器より大きい物とする。温度が逃げやすい素材、表
面積が大きくなる形状、場合によっては冷却フィンを取り付けたりするとよいが、ここで
は、詳しくは指定しない。開放用容器には、冷却部に液体の冷媒を補充する液相部に開口
した弁を設け、凝縮用容器（Ａ、Ｂ、Ｃ）と繋ぐ弁Ａ、Ｂ、Ｃを設ける。
開放用容器には若干の冷媒があるようにする。
【００３３】
凝縮用容器は、この発明の主役となる部分で、高温と常温を繰り返し、常圧と低圧を繰
り返すのでそれに耐えられる素材を使う。液体の冷媒が下に設けた弁より開放用容器に流
れ出るような先細りの形状が望ましい。凝縮用容器には上方に、冷却部に繋ぐ弁と行程で
前の順番になる凝縮用容器に繋ぐ弁とを、下方に開放用容器に繋ぐ弁と行程で後の順番に
なる凝縮用容器に繋ぐ弁とを設ける。そして発熱源から送られる熱排気が凝縮用容器を加
熱するよう加熱装置を設ける。
【００３４】
図４を参照してこの冷却装置の流れを説明する。
【００３５】
この実施例では弁（１、６、１０）以外は各部の接続につき２つずつ弁を設けてあるが
これは配管の熱伝導や内容積を無視して考えたい為であり、１つずつでも良い。また本文
中では２つの弁を同時に開閉するものとする。
【００３６】
凝縮用容器の順番はＡ−Ｂ−Ｃ−Ａ−Ｂ、、、、の順とする。
【００３７】
最初は全ての弁が閉じられている。
【００３８】
１の弁を開け、発熱源より高温排気を凝縮用容器Ａに送る。凝縮用容器Ａは温度が上が
ってゆく。凝縮用容器Ａの圧力が開放用容器の圧力より高くなったら２の弁を開けると、
圧力が開放用容器に開放され、凝縮用容器Ａ内の液体も開放用容器に流れる。凝縮用容器
Ａの温度が設定温度になったら（冷媒の蒸気圧特性で凝縮用容器の内圧に対応する温度以
上に設定、なるべく高い方が良い）１と２の弁を閉め３の弁を開けると、加熱の行程で少
し上がった凝縮用容器Ａの圧力が凝縮用容器Ｂに向かう。均圧になった辺りで３の弁を閉
め放置し、凝縮用容器Ａが冷却部の圧力より下がったところで４の弁を開けると冷却が始
まる。冷却が終わったら４の弁を閉める。凝縮用容器Ａはこのまま凝縮用容器Ｃが加熱の
行程を終えるまで待ち、凝縮用容器Ｃが加熱の行程を終えたら、５の弁を開け凝縮用容器
Ｃの圧力を吸い取り、均圧になった辺りで５の弁を閉め２順めに入る。
【００３９】
以上で凝縮用容器Ａを中心に見た行程は終わりだが、凝縮用容器Ｂについては時間を少
し遡り、凝縮用容器Ａが加熱の行程を終えたら３の弁を開閉した後、６の弁を開けるとこ
ろから加熱の行程に入る。前文の凝縮用容器ＡがＢに、１の弁が６に、２の弁が７に、３
の弁が８に、４の弁が９に、５の弁が３に、相当する。凝縮用容器Ｃについても、凝縮用
容器Ｂが加熱の行程を終えたら８の弁を開閉した後、１０の弁を開けるところから加熱の
行程に入る。凝縮用容器ＡがＣに、１の弁が１０に、２の弁が１１に、３の弁が５に、４
の弁が１２に、５の弁が８に、相当する。
【００４０】
以上のように凝縮用容器Ａ、Ｂ、Ｃでタイミングをずらしたサイクルを続ける。
【００４１】
冷却部の液が減ってきたら冷却部の弁のうち１３の弁だけを開けると開放用容器から液
体が補充できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】各部の接続先を示した図である（実施例１）
【図２】全体図である                （実施例１）
【図３】各部の接続先を示した図である（実施例２）
【図４】全体図である                （実施例２）
【符号の説明】
【００４３】
Ａ、Ｂ、Ｃは凝縮用容器
１〜１４は全て弁
【図１】
2006349296.tif 000002
【図２】
2006349296.tif 000003
【図３】
2006349296.tif 000004
【図４】
2006349296.tif 000005