(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに回転し、回転角度に応じて各々異なる熱源と接続される複数の第１流出入ポートのいずれかと連通して流体の出入りを許容する第１流出入開口空間と、前記第１流出入開口空間と周方向で異なる位置に形成され前記複数の第１流出入ポートを閉鎖する第１閉鎖部と、前記回転軸の軸方向に貫通すると共に前記第１流出入開口空間と隔離された第１貫通路と、が形成された、第１流出入用弁体と、
前記第１流出入用弁体と同軸的に配置されつつ一体回転され、前記第１流出入開口空間と連通された第１ポート連通空間と前記第１貫通路と連通されると共に前記第１ポート連通空間と隔離された第１貫通路連通空間と、が形成され、回転角度に応じて複数の反応器の内の一の反応器との流体の出入りを前記第１ポート連通空間と前記第１貫通路連通空間との間で切換える、第１反応器用弁体と、
前記第１流出入用弁体と同軸的に配置されつつ一体回転され、回転角度に応じて各々異なる前記熱源と接続される複数の第２流出入ポートのいずれかと連通して流体の出入りを許容する第２流出入開口空間と、前記第２流出入開口空間と周方向で異なる位置に形成され前記複数の第２流出入ポートを閉鎖する第２閉鎖部と、前記回転軸の軸方向に貫通して前記第１貫通路と連通すると共に前記第２流出入開口空間と隔離された第２貫通路と、が形成された、第２流出入用弁体と、
前記第２流出入用弁体と同軸的に配置されつつ一体回転され、前記第２流出入開口空間と連通された第２ポート連通空間と、前記第２貫通路と連通されると共に前記第２ポート連通空間と隔離された第２貫通路連通空間と、が形成され、回転角度に応じて前記一の反応器と異なる他の反応器との流体の出入りを前記第２ポート連通空間と前記第２貫通路連通空間との間で切換える、第２反応器用弁体と、
を備えた、ヒートポンプ用バルブ。
【請求項２】
前記第１反応器用弁体が前記一の反応器と前記第１ポート連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置されたときに、前記第２反応器用弁体が前記他の反応器と前記第２ポート連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ用バルブ。
【請求項３】
前記第１流出入用弁体が前記一の反応器と前記第１貫通路連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置されたときに、前記第２流出入用弁体が前記他の反応器と前記第２貫通路連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置される、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ用バルブ。
【請求項４】
前記第１反応器用弁体が前記一の反応器と前記第１貫通路連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置されたときに、前記第１流出入用弁体が前記複数の第１流出入ポートのすべてが前記第１閉鎖部によって閉鎖される位置に配置され、前記第２流出入用弁体が前記複数の第２流出入ポートのすべてが前記第２閉鎖部によって閉鎖される、ことを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ用バルブ。
【請求項５】
複数あるＮ個の前記反応器の各々に対して、前記第１流出入用弁体、前記第２流出入用弁体、前記第１反応器用弁体、及び前記第２反応器用弁体を前記軸方向に並べて構成された回転体を有し、
各々の前記回転体は、３６０／Ｎ度ずつ位相をずらして同軸上に配置されていること、を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のヒートポンプ用バルブ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ用バルブにより、伝熱媒体の流路が切り換えられる、ヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ用バルブ、及び、このヒートポンプ用バルブを有するヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸着コアと蒸発凝縮コアとを備えた複数の吸着器を有する吸着式冷凍機が開示されている。特許文献１の吸着式冷凍機では、第１、第２吸着器と、第３、第４吸着器とが、ペアで吸着工程と脱離工程を交互に繰り返している。そして、第１、第２吸着器が吸着工程になるときに、第１、第２吸着器の吸着コアに室外機からの熱媒体を循環させる状態と、第３、第４吸着器が吸着工程になるときに、第３、第４吸着器の吸着コアに室外機からの熱媒体を循環させる状態を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４１９２３８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、複数の吸着器の吸着コアに室外機からの伝熱媒体を循環させることにより、室外機による伝熱媒体の冷却能力が限られている場合において、冷却された伝熱媒体を有効に利用することができる。しかしながら、各吸着器へ供給する伝熱媒体を切り換える際に、吸着器毎に設けられた切換弁の各々を制御する必要があり、制御が煩雑になる。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮して成されたものであり、複雑な制御を行うことなく、簡易に反応器へ供給される伝熱媒体の流路を切換えることが可能なヒートポンプ用バルブ、及び、このヒートポンプ用バルブを有するヒートポンプ提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るヒートポンプ用バルブは、回転軸周りに回転し、回転角度に応じて各々異なる熱源と接続される複数の第１流出入ポートのいずれかと連通して流体の出入りを許容する第１流出入開口空間と、前記第１流出入開口空間と周方向で異なる位置に形成され前記複数の第１流出入ポートを閉鎖する第１閉鎖部と、前記回転軸の軸方向に貫通すると共に前記第１流出入開口空間と隔離された第１貫通路と、が形成された、第１流出入用弁体と、前記第１流出入用弁体と同軸的に配置されつつ一体回転され、前記第１流出入開口空間と連通された第１ポート連通空間と前記第１貫通路と連通されると共に前記第１ポート連通空間と隔離された第１貫通路連通空間と、が形成され、回転角度に応じて複数の反応器の内の一の反応器との流体の出入りを前記第１ポート連通空間と前記第１貫通路連通空間との間で切換える、第１反応器用弁体と、前記第１流出入用弁体と同軸的に配置されつつ一体回転され、回転角度に応じて各々異なる前記熱源と接続される複数の第２流出入ポートのいずれかと連通して流体の出入りを許容する第２流出入開口空間と、前記第２流出入開口空間と周方向で異なる位置に形成され前記複数の第２流出入ポートを閉鎖する第２閉鎖部と、前記回転軸の軸方向に貫通して前記第１貫通路と連通すると共に前記第２流出入開口空間と隔離された第２貫通路と、が形成された、第２流出入用弁体と、前記第２流出入用弁体と同軸的に配置されつつ一体回転され、前記第２流出入開口空間と連通された第２ポート連通空間と、前記第２貫通路と連通されると共に前記第２ポート連通空間と隔離された第２貫通路連通空間と、が形成され、回転角度に応じて前記一の反応器と異なる他の反応器との流体の出入りを前記第２ポート連通空間と前記第２貫通路連通空間との間で切換える、第２反応器用弁体と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係るヒートポンプ用バルブは、第１流出入用弁体、第２流出入用弁体、第１反応器用弁体、及び、第２反応器用弁体を備えている。
【０００８】
第１流出入用弁体は、回転軸周りに回転し、回転角度に応じて複数の第１流出入ポートのいずれかと連通して流体の出入りを許容する第１流出入開口空間と、第１流出入開口空間と周方向で異なる位置に形成されて複数の第１流出入ポートを閉鎖する第１閉鎖部と、回転軸の軸方向に貫通すると共に第１流出入開口空間と隔離された第１貫通路と、が形成されている。
【０００９】
第１反応器用弁体は、第１流出入用弁体と同軸的に配置され、第１流出入開口空間と連通された第１ポート連通空間と第１貫通路と連通されると共に第１ポート連通空間と隔離された第１貫通路連通空間とを有し、回転角度に応じて複数の反応器の内の一の反応器との流体の出入りを第１ポート連通空間と第１貫通路連通空間との間で切換える。上記構成により、一の反応器と第１ポート連通空間とで流体の出入りが行われるときに、第１流出入ポートのいずれかと第１流出入開口空間とを連通させることにより、一の反応器と第１流出入ポートのいずれかとの間で流体を流入または流出させることができる。
【００１０】
第２流出入用弁体は、第１流出入用弁体と同軸的に配置されて回転軸周りに回転し、回転角度に応じて複数の第２流出入ポートのいずれかと連通して流体の出入りを許容する第２流出入開口空間と、第２流出入開口空間と周方向で異なる位置に形成されて複数の第２流出入ポートを閉鎖する第２閉鎖部と、回転軸の軸方向に貫通して第１貫通路と連通すると共に第２流出入開口空間と隔離された第２貫通路と、が形成されている。第２反応器用弁体は、第２流出入用弁体と同軸的に配置され、第２流出入開口空間と連通された第２ポート連通空間と、第２ポート連通空間と隔離された第２貫通路連通空間とを有し、回転角度に応じて前記一の反応器と異なる他の反応器との流体の出入りを第２ポート連通空間と第２貫通路連通空間との間で切換える。上記構成により、他の反応器と第２ポート連通空間とで流体の出入りが行われるときに、第２流出入ポートのいずれかと第２流出入開口空間とを連通させることにより、他の反応器と第２流出入ポートのいずれかとの間で流体を流入または流出させることができる。
【００１１】
そして、一の反応器と第１貫通路連通空間とで流体の出入りが行われるときに、他の反応器と第２貫通路連通空間とで流体の出入りを行うことにより、一の反応器、第１貫通路連通空間、第１貫通路、第２貫通路、第２貫通路連通空間、及び、他の反応器を連通させて、流体を一の反応器から他の反応器へ、または、他の反応器から一の反応器へ送出することができる。
【００１２】
上記のように、請求項１に係るヒートポンプ用バルブによれば、回転角度に応じて、簡易に、反応器と熱源（第１流出入ポート、第２流出入ポートを介して）との連通と、一の反応器と他の反応器とを連通とを切換えることができる。また、第１流出入用弁体、第１反応器用弁体、第２流出入用弁体、及び第２反応器用弁体は、同軸的に配置されて一体回転するので、簡単な回転制御によりヒート用バルブを駆動させることができる。
【００１３】
請求項２に係るヒートポンプ用バルブは、前記第１反応器用弁体が前記一の反応器と前記第１ポート連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置されたときに、前記第２反応器用弁体が前記他の反応器と前記第２ポート連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置される、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係るヒートポンプ用バルブによれば、一の反応器と第１流出入ポートのいずれかとの間で流体を流入または流出させると共に、他の反応器と第２流出入ポートのいずれかとの間で流体を流入または流出させることができる。
【００１５】
請求項３に係るヒートポンプ用バルブは、前記第１流出入用弁体が前記一の反応器と前記第１貫通路連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置されたときに、前記第２流出入用弁体が前記他の反応器と前記第２貫通路連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置される、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係るヒートポンプ用バルブによれば、一の反応器、第１貫通路連通空間、第１貫通路、第２貫通路、第２貫通路連通空間、及び、他の反応器を連通させて、流体を一の反応器から他の反応器へ、または、他の反応器から一の反応器へ送出することができる。
【００１７】
請求項４に係るヒートポンプ用バルブは、前記第１反応器用弁体が前記一の反応器と前記第１貫通路連通空間との間で流体の出入りが行われる位置に配置されたときに、前記第１流出入用弁体が前記複数の第１流出入ポートのすべてが前記第１閉鎖部によって閉鎖される位置に配置され、前記第２流出入用弁体が前記複数の第２流出入ポートのすべてが前記第２閉鎖部によって閉鎖される、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係るヒートポンプ用バルブによれば、第１貫通路及び第２貫通路が反応器と連通されているときに、第１複数の第１流出入ポートのすべてを第１閉鎖部によって閉鎖し、複数の第２流出入ポートのすべてを第２閉鎖部によって閉鎖するので、簡易な構成で、一の反応器と他の反応器との間で流体を流通させることができる。
【００１９】
請求項５に係るヒートポンプ用バルブは、複数あるＮ個の前記反応器の各々に対して、前記第１流出入用弁体、前記第２流出入用弁体、前記第１反応器用弁体、及び前記第２反応器用弁体を前記軸方向に並べて構成された回転体を有し、各々の前記回転体は、３６０／Ｎ度ずつ位相をずらして同軸上に配置されていること、を特徴とする。
【００２０】
請求項５に係るヒートポンプ用バルブによれば、複数の反応器の各々に対応する回転体が位相をずらして同軸上に配置されているので、回転体を回転させることにより、反応器毎に順次、反応器同士の連通、複数の熱源との連通の切換えを行うことができる。
【００２１】
請求項６に係るヒートポンプは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ用バルブにより、伝熱媒体の流路が切り換えられる。
請求項６に係るヒートポンプによれば、簡単な回転制御によりヒート用バルブを駆動させることができるので、ヒートポンプの構成を簡素化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記構成としたので、簡易に、反応器へ供給される伝熱媒体を切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態のヒートポンプの構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態の吸着材の吸着特性を示すグラフである。
【図３】本実施形態のバルブの分解斜視図である。
【図４】本実施形態のバルブ体の分解斜視図である。
【図５】本実施形態の制御部とバルブとの接続関係を示すブロック図である。
【図６】本実施形態のバルブ体の回転位置と各角ポートの開閉状態を示す表である。
【図７】本実施形態のバルブ体が開閉制御位置Ｒ１のときの筒体と回転体の関係と水の流れを示す分解斜視図である。
【図８】本実施形態のバルブ体が開閉制御位置Ｒ２のときの筒体と回転体の関係と水の流れを示す分解斜視図である。
【図９】本実施形態のバルブ体が開閉制御位置Ｒ３のときの筒体と回転体の関係と水の流れを示す分解斜視図である。
【図１０】本実施形態のバルブ体が開閉制御位置Ｒ４のときの筒体と回転体の関係と水の流れを示す分解斜視図である。
【図１１】本実施形態のバルブ体が開閉制御位置Ｒ１〜Ｒ４のときの筒体と回転体の関係と水の流出入部分を示す説明図である。
【図１２】本実施形態の吸着ループ及び脱離ループを示す説明図である。
【図１３】本実施形態の吸着モード時における吸着部での熱媒の吸着を説明するグラフである。
【図１４】本実施形態の脱離モード時における吸着部での熱媒の脱離を説明するグラフである。
【図１５】本実施形態の吸着器の運動モードのパターンを示す表である。
【図１６】本実施形態のヒートポンプの変形例の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１には、本発明の実施形態に係るヒートポンプ用バルブ５０（以下「バルブ５０」という）が用いられる車両搭載用ヒートポンプ（以下「ヒートポンプ１０」と称する）の概略構成図が示されている。ヒートポンプ１０は、車両に搭載されており、車両のエンジン部１２、ラジエータ１４、及び、エアーコンディショナー用の室内熱交換器１６と接続されている。
【００２５】
エンジン部１２は、エンジンからのエンジン冷却水の循環路に設けられた部分であり、温度８０℃〜１３０℃程度の、後述する吸着材の脱離温度（再生温度）よりも高温の高温流体をヒートポンプ１０へ供給する。ラジエータ１４は、外気との熱交換による冷却後の温度２０℃〜３５℃の、後述する吸着材の脱離温度よりも低温の中温流体をヒートポンプ１０へ供給する。室内熱交換器１６は、ヒートポンプ１０で生成された冷熱を車室内に供給し、熱交換の行われた低温流体（１０℃〜２０℃程度）をヒートポンプ１０へ戻す。
【００２６】
ヒートポンプ１０は、反応器として、４個の吸着器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを備えている。吸着器２０Ａ〜２０Ｄは、同一構成であり、以下、これらをまとめて吸着器２０と称し、各部の符号の末尾にＡ〜Ｄを付してこれらを区別する。吸着器２０は、反応部としての吸着部２２と、貯留部２３とを有している。吸着部２２には、吸着材が配置されている。吸着材は、熱媒としての水を吸着／脱離するものであり、例えば、活性炭、メソポーラスシリカ、ゼオライト等を用いることができる。吸着材は、後述する吸着モード時には、貯留部２３からの熱媒を吸着し、脱離モード時には吸着した熱媒を脱離（脱着）する。図２には、本実施形態で用いる吸着材の吸着特性を示すグラフが示されている。吸着材としては、狭い相対圧の範囲内で吸着量の変化が大きくなる吸着特性を有するものを用いることが好ましい。
【００２７】
吸着部２２には、反応熱交換流路２４が設けられている。反応熱交換流路２４は、吸着部２２と隔離されつつ熱交換を行うことが可能に設けられており、流体が内部を流通する流路とされている。反応熱交換流路２４は、流体が流入する流路入口２５と、熱交換後の流体が流出する流路出口２６を有している。流路入口２５、流路出口２６は、各々、後述するバルブ５０（バルブ体５０Ａ〜５０Ｄ）を介して、他の吸着部２２の反応熱交換流路２４の流路出口２６、流路入口２５と接続されている。具体的には、反応熱交換流路２４Ａの流路出口２６Ａはバルブ体５０Ａを介して反応熱交換流路２４Ｂの流路入口２５Ｂと接続され、反応熱交換流路２４Ｂの流路出口２６Ｂはバルブ体５０Ｂを介して反応熱交換流路２４Ｃの流路入口２５Ｃと接続され、反応熱交換流路２４Ｃの流路出口２６Ｃはバルブ体５０Ｃを介して反応熱交換流路２４Ｄの流路入口２５Ｄと接続され、反応熱交換流路２４Ｄの流路出口２６Ｄはバルブ体５０Ｄを介して反応熱交換流路２４Ａの流路入口２５Ａと接続されている。これにより、４個の吸着部２２Ａ〜２２Ｄの反応熱交換流路２４Ａ〜２４Ｄが直列に接続された循環路である直列供給路１８が構成されている。
【００２８】
バルブ５０は、図３に示されるように、長尺形状とされており、筒部５２と回転体６０を有している。バルブ５０の軸方向をＳとする。筒部５２は円筒状とされ、筒内に回転体６０が配置されている。筒部５２及び回転体６０の各々は、各吸着部２２Ａ〜２２Ｄに対応して４個設けられている。以下、吸着部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄに対応する筒部５２及び回転体６０を、末尾のアルファベットで区別し、筒部５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、及び、回転体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄとする。筒部５２Ａと回転体６０Ａでバルブ体５０Ａが構成され、筒部５２Ｂと回転体６０Ｂで、バルブ体５０Ｂが構成され、筒部５２Ｃと回転体６０Ｃで、バルブ体５０Ｃが構成され、筒部５２Ｄと回転体６０Ｄで、バルブ体５０Ｄが構成されている。
【００２９】
筒部５２Ａ〜５２Ｄは、同一構成とされて軸方向Ｓに一列に配置されて一体的に形成されている。ここでは、筒部５２Ａのみ詳細に説明する。図４にも示すように、筒部５２Ａの側面には、各々筒部５２Ａの筒内に連通する、吸着器流入ポート５３Ａ、エンジン流出ポート５４Ａ、ラジエータ流出ポート５５Ａ、エンジン流入ポート５６Ａ、ラジエータ流入ポート５７Ａ、及び、吸着器流出ポート５８Ａが形成されている。吸着器流入ポート５３Ａと吸着器流出ポート５８Ａは、各々軸方向Ｓの一端部と他端部に配置され、周方向で同一方向に開口している。エンジン流出ポート５４Ａとラジエータ流出ポート５５Ａは、軸方向Ｓで吸着器流入ポート５３Ａと隣接する同一外周上に配置され、周方向で互いに対向する位置に開口している。エンジン流入ポート５６Ａとラジエータ流入ポート５７Ａは、軸方向Ｓで吸着器流出ポート５８Ａと隣接する同一外周上に配置され、周方向で互いに対向する位置に開口している。
【００３０】
吸着器流入ポート５３Ａは、反応熱交換流路２４Ａの流路出口２６Ａと接続され、吸着器流出ポート５８Ａは、反応熱交換流路２４Ｂの流路入口２５Ｂと接続されている。吸着器流入ポート５３Ａへは、反応熱交換流路２４Ａから、伝熱媒体としての水が流入し、吸着器流出ポート５８Ａからは、伝熱媒体としての水が流出する。エンジン流出ポート５４Ａは、エンジン部１２の入口側と接続され、ラジエータ流出ポート５５Ａは、ラジエータ１４の入口側と接続されている。エンジン流出ポート５４Ａからは、エンジン部１２へ伝熱媒体としての水が流出し、ラジエータ流出ポート５５Ａからは、ラジエータ１４へ伝熱媒体としての水が流出する。エンジン流入ポート５６Ａは、エンジン部１２の出口側と接続され、ラジエータ流入ポート５７Ａは、ラジエータ１４の出口側と接続されている。エンジン流入ポート５６Ａへは、エンジン部１２から伝熱媒体としての水が流入し、ラジエータ流入ポート５７Ａへは、ラジエータ１４から伝熱媒体としての水が流入する。
【００３１】
図３に示されるように、筒部５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄの筒内には、各々、回転体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄが配置されている。回転体６０Ａ〜６０Ｄは、同一構成とされている。このため、ここでは、回転体６０Ａの構成のみを詳述する。図４に示されるように、回転体６０Ａは、吸着器流入用弁体６２Ａ、仕切板６３Ａ、流出用弁体６４Ａ、流入用弁体６６Ａ、仕切板６７Ａ、及び、吸着器流出用弁体６８Ａを備えている。吸着器流入用弁体６２Ａ、仕切板６３Ａ、流出用弁体６４Ａ、流入用弁体６６Ａ、仕切板６７Ａ、及び、吸着器流出用弁体６８Ａは、軸方向Ｓにこの順番で同軸的に並んで配置され、一体的に回転するように形成されている。また、回転体６０Ａの吸着器流入用弁体６２Ａよりも軸方向Ｓの外側（回転体６０Ｂと反対側）、及び、吸着器流出用弁体６８Ａの回転体６０Ｂ側には、不図示の円板状の回転軸６０Ｓと一体的に回転する蓋部が設けられている。当該蓋部により、筒部５２内の空間が区画されている。
【００３２】
吸着器流入用弁体６２Ａは、軸方向Ｓにおいて、筒部５２Ａ内の吸着器流入ポート５３Ａに対応する位置に配置されている。吸着器流入用弁体６２Ａは、４本の仕切部６１を有している。各々の仕切部６１は、回転中心の中央部６１Ｍで連結され、中央部６１Ｍから径方向外側に延出されており、各々が略９０°の角度をなすように配置されている。各々の仕切部６１の先端は、筒部５２Ａの内周に接し、筒内を４分割している。中央部６１Ｍには、４分割された空間の内、互いに対向する２つの空間を連通する連通路６１Ｎが形成されている。４分割された空間の内、連通路６１Ｎで連通された２つの空間を流入ポート連通空間６１Ｒとし、他の２つの空間を貫通路連通空間６１Ｋとする。
【００３３】
流出用弁体６４Ａは、軸方向Ｓにおいて、筒部５２Ａ内のエンジン流出ポート５４Ａ及びラジエータ流出ポート５５Ａに対応する位置に配置されている。流出用弁体６４Ａは、中央部６４Ｍ、閉鎖部６４Ｎ、隔壁板６４Ｐ、及び、径方向壁６４Ｗを有している。流出用弁体６４Ａは、略円板状とされ、円板の中心に中央部６４Ｍが形成されている。閉鎖部６４Ｎは、円板の外周に沿って中心角が２７０°程度となる円弧状とされ、外周面が筒部５２Ａの内周に接している。閉鎖部６４Ｎの周方向の両端部には、閉鎖部６４Ｎと中央部６４Ｍとを連結するように径方向に延びる２本の径方向壁６４Ｗが形成されている。閉鎖部６４Ｎ、径方向壁６４Ｗ、及び中央部６４Ｍに囲まれた部分には、貫通路６４Ｓが形成されている。貫通路６４Ｓは、軸方向Ｓに貫通している。
【００３４】
隔壁板６４Ｐは、略扇形とされ、２本の径方向壁６４Ｗ間において、軸方向Ｓの流入用弁体６６Ａ側の端部に配置されている。２本の径方向壁６４Ｗ、及び隔壁板６４Ｐに囲まれて、開口空間６４Ｒが形成されている。開口空間６４Ｒは、貫通路６４Ｓと隔離されている。開口空間６４Ｒは、周方向において、一部が流入ポート連通空間６１Ｒと重なり合う位置に配置されている。また、隔壁板６４Ｐにより、開口空間６４Ｒと後述する流入用弁体６６Ａの貫通路６６Ｓとが隔離されている。開口空間６４Ｒは、流入用弁体６６Ａと反対側に開口される。
【００３５】
吸着器流入用弁体６２Ａと流出用弁体６４Ａの間には、円板状の仕切板６３Ａが配置されている。仕切板６３Ａの外周端は、筒部５２Ａの内周に接している。仕切板６３Ａには、孔６３Ｋ１、孔６３Ｋ２、及び、孔６３Ｒが形成されている。孔６３Ｋ１と孔６３Ｋ２は、仕切板６３Ａの中心を挟んで互いに対向する位置に形成されている。孔６３Ｋ１及び孔６３Ｋ２は、貫通路連通空間６１Ｋ及び貫通路６４Ｓと連通する位置に形成されている。孔６３Ｒは、流入ポート連通空間６１Ｒ及び開口空間６４Ｒと連通する位置に形成されている。孔６３Ｋ１と孔６３Ｋ２により、貫通路連通空間６１Ｋと貫通路６４Ｓが連通され、孔６３Ｒにより、流入ポート連通空間６１Ｒと開口空間６４Ｒが連通される。
【００３６】
流入用弁体６６Ａは、軸方向Ｓにおいて、筒部５２Ａ内のエンジン流入ポート５６Ａ及びラジエータ流入ポート５７Ａに対応する位置に配置されている。流入用弁体６６Ａは、流出用弁体６４Ａと同一形状とされ、中央部６４Ｍ、閉鎖部６４Ｎ、隔壁板６４Ｐ、及び、径方向壁６４Ｗの各々に対応する、中央部６６Ｍ、閉鎖部６６Ｎ、隔壁板６６Ｐ、及び、径方向壁６６Ｗを有している。流入用弁体６６Ａの閉鎖部６６Ｎは、外周面が筒部５２Ａの内周に接している。閉鎖部６６Ｎ、径方向壁６６Ｗ、及び中央部６６Ｍに囲まれた部分には、貫通路６６Ｓが形成されている。貫通路６６Ｓは、軸方向Ｓに貫通している。また、２本の径方向壁６６Ｗ、及び隔壁板６６Ｐに囲まれて、開口空間６６Ｒが形成されている。開口空間６６Ｒは、貫通路６６Ｓと隔離されている。
【００３７】
流入用弁体６６Ａは、開口空間６６Ｒが流出用弁体６４Ａの開口空間６４Ｒと周方向で重なり合わないように、周方向に９０°位相をずらした位置に配置されている。また、隔壁板６６Ｐが流出用弁体６４Ａ側となるように配置されている。隔壁板６６Ｐにより、開口空間６６Ｒと貫通路６４Ｓとが隔離されている。開口空間６６Ｒは、流出用弁体６４Ａと反対側に開口される。
【００３８】
吸着器流出用弁体６８Ａは、軸方向Ｓにおいて、筒部５２Ａ内の吸着器流出ポート５８Ａに対応する位置に配置されている。吸着器流出用弁体６８Ａは、吸着器流入用弁体６２Ａと同一形状とされ、仕切部６１、中央部６１Ｍ、連通路６１Ｎ、流入ポート連通空間６１Ｒ、及び貫通路連通空間６１Ｋに各々対応する、仕切部６９、中央部６９Ｍ、連通路６９Ｎ、流入ポート連通空間６９Ｒ、及び貫通路連通空間６９Ｋを有している。吸着器流出用弁体６８Ａは、周方向において、吸着器流入用弁体６２Ａと同一位相で配置されている。
【００３９】
吸着器流出用弁体６８Ａと流入用弁体６６Ａの間には、円板状の仕切板６７Ａが配置されている。仕切板６７Ａの外周端は、筒部５２Ａの内周に接している。仕切板６７Ａには、孔６７Ｋ１、孔６７Ｋ２、及び、孔６７Ｒが形成されている。孔６７Ｋ１と孔６７Ｋ２は、仕切板６７Ａの中心を挟んで互いに対向する位置に形成されている。孔６７Ｋ１及び孔６７Ｋ２は、貫通路連通空間６９Ｋ及び貫通路６６Ｓと連通する位置に形成されている。孔６７Ｒは、流入ポート連通空間６９Ｒ及び開口空間６６Ｒと連通する位置に形成されている。孔６７Ｋ１と孔６７Ｋ２により、貫通路連通空間６９Ｋと貫通路６６Ｓが連通され、孔６７Ｒにより、流入ポート連通空間６９Ｒと開口空間６６Ｒが連通される。
【００４０】
４つの回転体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄは、各々、筒部５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄに対応する位置に、９０°ずつ位相を変えて、筒部５２との相対回転位置が各々後述する開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４になるように、一列に配置されている。回転体６０の軸方向Ｓの両端には、回転軸６０Ｓが形成されている。バルブ５０の回転軸６０Ｓは、図５に示されるように、モータ４１と接続されており、モータ４１により、一定の角速度で回転される。
【００４１】
モータ４１は、制御部４０と接続され、制御部４０により回転を制御されている。運転の角速度は、１つの吸着部２２の吸着剤で熱媒を吸着して冷熱を生成する時間、及び、吸着した熱媒を脱離して吸着剤を再生させる時間の和が１回転（１サイクル）となるように設定されている（以下この１サイクルを「運転サイクルＴ０」とする）。運転サイクルＴ０を吸着器の数（本実施形態では４）に分割した時間が、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に割り当てられている。各回転体６０Ａ〜６０Ｄは、１回転の間に後述する４つの開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を順に通過し、吸着器流入ポート５３Ａ〜５３Ｄ、エンジン流出ポート５４Ａ〜５４Ｄ、ラジエータ流出ポート５５Ａ〜５５Ｄ、エンジン流入ポート５６Ａ〜５６Ｄ、ラジエータ流入ポート５７Ａ〜５７Ｄ、及び、吸着器流出ポート５８Ａ〜５８Ｄとの関係が制御される。
【００４２】
次に、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４について説明する。なお、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、回転体６０Ａ〜６０Ｄの各々に適用される位置であるが、ここでは、回転体６０Ａを例に詳述する。図６には、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の各々において、各ポートの開閉状態を示す表が示されている。また、図７〜１０には、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の各々における回転体６０Ａの筒部５２Ａとの相対回転位置が示されている。さらに、図１１には、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の各々における、回転体６０Ａの各弁体（吸着器流入用弁体６２Ａ、仕切板６３Ａ、流出用弁体６４Ａ、流入用弁体６６Ａ、仕切板６７Ａ、及び、吸着器流出用弁体６８Ａ）と、筒部５２Ａの各ポート（吸着器流入ポート５３Ａ、エンジン流出ポート５４Ａ、ラジエータ流出ポート５５Ａ、エンジン流入ポート５６Ａ、ラジエータ流入ポート５７Ａ、及び、吸着器流出ポート５８Ａ）との位置関係、水の流入出部分が示されている。回転体６０Ａは、図１１において、時計回り（右回り）に回転して、開閉制御位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の順に各位置を通過する。
【００４３】
開閉制御位置Ｒ１は、吸着器流入ポート５３Ａが回転体６０Ａの一方の流入ポート連通空間６１Ｒに対応する位置θ１に配置される、略９０°の回転角度分における開閉制御位置である。開閉制御位置Ｒ１では、図７及び図１１（Ｒ１）に示されるように、回転体６０Ａの流入ポート連通空間６１Ｒが吸着器流入ポート５３Ａと連通されると共に、開口空間６４Ｒがラジエータ流出ポート５５Ａと連通される位置に配置される。また、回転体６０Ａの、開口空間６６Ｒがエンジン流入ポート５６Ａと連通されると共に、流入ポート連通空間６９Ｒが吸着器流出ポート５８Ａと連通される位置に配置される。このとき、エンジン流出ポート５４Ａは閉鎖部６４Ｎにより閉鎖され、ラジエータ流入ポート５７Ａは閉鎖部６６Ｎにより閉鎖される。
【００４４】
これにより、伝熱媒体用の水は、吸着器流入ポート５３Ａから回転体６０Ａの流入ポート連通空間６１Ｒへ流入し、連通路６１Ｎを通過して反対側の流入ポート連通空間６１Ｒへも流入する。そして、孔６３Ｒを通過して、開口空間６４Ｒへ流入し、開口空間６４Ｒからラジエータ流出ポート５５Ａへ流出する。また、エンジン流入ポート５６Ａから開口空間６６Ｒへ伝熱媒体用の水が流入し、孔６７Ｒを通過して、流入ポート連通空間６９Ｒへ流入し、流入ポート連通空間６９Ｒから吸着器流出ポート５８Ａへ流出する。
【００４５】
すなわち、開閉制御位置Ｒ１では、流路入口２６Ａからバルブ体５０Ａへ水が流入してラジエータ１４へ送出されると共に、エンジン部１２から水が流入して、流路出口２５Ｂへ送出される。
【００４６】
開閉制御位置Ｒ２は、吸着器流入ポート５３Ａが回転体６０Ａの貫通路連通空間６１Ｋに対応する位置θ２に配置される、略９０°の回転角度分における開閉制御位置である。開閉制御位置Ｒ２では、図８及び図１１（Ｒ２）に示されるように、回転体６０Ａの貫通路連通空間６１Ｋが吸着器流入ポート５３Ａと連通されると共に、貫通路連通空間６９Ｋが吸着器流出ポート５８Ａと連通される位置に配置される。このとき、エンジン流出ポート５４Ａ、ラジエータ流出ポート５５Ａは閉鎖部６４Ｎにより閉鎖され、エンジン流入ポート５６Ａ、ラジエータ流入ポート５７Ａは閉鎖部６６Ｎにより閉鎖される。
【００４７】
これにより、伝熱媒体用の水は、吸着器流入ポート５３Ａから回転体６０Ａの貫通路連通空間６１Ｋへ流入し、孔６３Ｋ１、貫通路６４Ｓ、貫通路６６Ｓ、孔６７Ｋ２を通過して、貫通路連通空間６９Ｋへ流入する。そして、貫通路連通空間６９Ｋから吸着器流出ポート５８Ａへ流出する。
【００４８】
すなわち、開閉制御位置Ｒ２では、流路入口２６Ａからバルブ体５０Ａへ水が流入し、バルブ５０内を経て流路出口２５Ｂへ送出される。
【００４９】
開閉制御位置Ｒ３は、吸着器流入ポート５３Ａが回転体６０Ａの流入ポート連通空間６１Ｒ（開閉制御位置Ｒ１で対応したものと異なる部分）に対応する位置θ３に配置される、略９０°の回転角度分における開閉制御位置である。開閉制御位置Ｒ３では、図９及び図１１（Ｒ３）に示されるように、回転体６０Ａの流入ポート連通空間６１Ｒが吸着器流入ポート５３Ａと連通されると共に、開口空間６４Ｒがエンジン流出ポート５４Ａと連通される位置に配置される。また、回転体６０Ａの、開口空間６６Ｒがラジエータ流入ポート５７Ａと連通されると共に、流入ポート連通空間６９Ｒ（開閉制御位置Ｒ１で対応したものと異なる部分）が吸着器流出ポート５８Ａと連通される位置に配置される。このとき、ラジエータ流出ポート５５Ａは閉鎖部６４Ｎにより閉鎖され、エンジン流入ポート５６Ａは閉鎖部６６Ｎにより閉鎖される。
【００５０】
これにより、伝熱媒体用の水は、吸着器流入ポート５３Ａから回転体６０Ａの流入ポート連通空間６１Ｒへ流入し、孔６３Ｒを通過して、開口空間６４Ｒへ流入し、開口空間６４Ｒからエンジン流出ポート５４Ａへ流出する。また、ラジエータ流入ポート５７Ａから開口空間６６Ｒへ伝熱媒体用の水が流入し、孔６７Ｒを通過して、流入ポート連通空間６９Ｒへ流入し、連通路６９Ｎを通過して反対側の流入ポート連通空間６９Ｒから吸着器流出ポート５８Ａへ流出する。
【００５１】
すなわち、開閉制御位置Ｒ３では、流路入口２６Ａからバルブ５０へ水が流入してエンジン部１２へ送出されると共に、ラジエータ１４から水が流入して、流路出口２５Ｂへ送出される。
【００５２】
開閉制御位置Ｒ４は、吸着器流入ポート５３Ａが回転体６０Ａの貫通路連通空間６１Ｋ（開閉制御位置Ｒ２で対応したものと異なる部分）に対応する位置θ４に配置される、略９０°の回転角度分における開閉制御位置である。開閉制御位置Ｒ４では、図１０及び図１１（Ｒ４）に示されるように、回転体６０Ａの貫通路連通空間６１Ｋが吸着器流入ポート５３Ａと連通されると共に、貫通路連通空間６９Ｋ（開閉制御位置Ｒ２で対応したものと異なる部分）が吸着器流出ポート５８Ａと連通される位置に配置される。このとき、エンジン流出ポート５４Ａ、ラジエータ流出ポート５５Ａは閉鎖部６４Ｎにより閉鎖され、エンジン流入ポート５６Ａ、ラジエータ流入ポート５７Ａは閉鎖部６６Ｎにより閉鎖される。
【００５３】
これにより、伝熱媒体用の水は、吸着器流入ポート５３Ａから回転体６０Ａの貫通路連通空間６１Ｋへ流入し、孔６３Ｋ２、貫通路６４Ｓ、貫通路６６Ｓ、を孔６７Ｋ１を通過して、貫通路連通空間６９Ｋへ流入する。そして、貫通路連通空間６９Ｋから吸着器流出ポート５８Ａへ流出する。
【００５４】
すなわち、開閉制御位置Ｒ４では、流路入口２６Ａからバルブ５０へ水が流入し、バルブ５０内を経て流路出口２５Ｂへ送出される。
【００５５】
吸着器２０の貯留部２３には、熱媒としての液相の水が貯留されている。貯留部２３は、吸着部２２よりも下方に設けられ、吸着部２２と常時連通されている。吸着モード時には、貯留部２３から水が蒸発して吸着部２２の吸着材に吸着される。脱離モード時には吸着部２２の吸着材から脱離されて凝縮した水を貯留する。なお、貯留部２３内は、減圧または真空状態とされている。貯留部２３は、ヒートポンプにおいて、所謂、蒸発器と凝縮器の機能を兼ねている。
【００５６】
貯留部２３には、貯留熱交換流路２７が設けられている。貯留熱交換流路２７は、貯留部２３と隔離されつつ熱交換を行うことが可能に設けられており、伝熱媒体用の流体としての水が内部を流通する流路とされている。貯留熱交換流路２７は、中温流体及び低温流体が流入する流入口部２８と、熱交換後の水が流出する流出口部２９を有している。流入口部２８は、切換弁であるバルブ８０を介して室内熱交換器１６、ラジエータ１４と接続され、流出口部２９は、切換弁であるバルブ６２を介して室内熱交換器１６、ラジエータ１４と接続されている。バルブ８０、８２は、三方バルブとされており、図５に示されるように、制御部４０と接続され、制御部４０によってラジエータ１４と連通するか室内熱交換器１６と連通するかが制御される。
【００５７】
次に、本実施形態のヒートポンプ１０の運転について説明する。ヒートポンプ１０の運転時には、４個の吸着器２０の吸着部２２には、各々異なる温度の流体が供給されて、高温吸着ＨＡ、低温吸着ＬＡ、低温脱離ＬＤ、及び高温脱離ＨＤ、となるようにバルブ５０により開閉制御モードが切換えられる。高温吸着ＨＡ、低温吸着ＬＡでは、吸着部２２は、吸着材に水が吸着する吸着モードとなる。高温脱離ＨＤ、低温脱離ＬＤでは、吸着部２２は、吸着材から水が脱離される脱離モードとなる。
【００５８】
低温吸着ＬＡでは、流路入口２５から吸着部２２へラジエータ１４から中温流体が供給され、貯留部２３へ室内熱交換器１６から低温流体が供給される。ここで、図１１に示されるように、ラジエータ１４から出力される中温流体の温度をＴ２−１とし、室内熱交換器１６から出力される低温流体の温度をＴ１−１とする。このとき、貯留部２３に貯留された水が蒸発すると共に、蒸発した水は吸着部２２の吸着材に吸収される。水が蒸発する際に気化熱が奪われることにより、貯留部２３では冷熱生成が行われる。貯留部２３（貯留熱交換流路２７）から出力されて室内熱交換器１６へ戻る低温流体の温度をＴ１−２とする。温度Ｔ１−２は、温度Ｔ１−１よりも低温である。低温吸着ＬＡの吸着部２２（温度Ｔ２−１）と貯留部２３（温度Ｔ１−１）の相対圧をφ１とすると、吸着部２２での水の吸着は、図１３に示されるグラフの、相対圧φ１まで行うことができる。吸着材での吸着可能量は、Ｑ１となる。
【００５９】
高温吸着ＨＡでは、流路入口２５から吸着部２２へ、低温吸着ＬＡが行われている吸着部２２を経た中温流体が供給され、貯留部２３へ室内熱交換器１６から低温流体が供給される。低温吸着ＬＡが行われている吸着部２２を経た中温流体の温度は、低温吸着ＬＡが行われている吸着部２２における吸着熱により加熱されているので、ラジエータ１４からの中温流体の温度Ｔ２−１よりも高くなっている。ここで、低温吸着ＬＡが行われている吸着部２２を経た中温流体の温度をＴ２−２とし、高温吸着ＨＡが行われている吸着部２２を経た中温流体の温度をＴ２−３とする。このとき、貯留部２３に貯留された水が蒸発すると共に、蒸発した水は吸着部２２の吸着材に吸収される。水が蒸発する際に気化熱が奪われることにより、貯留部２３では冷熱生成が行われる。高温吸着ＨＡの吸着部２２（温度Ｔ２−２）と貯留部２３（温度Ｔ１−１）の相対圧をφ２とすると、吸着部２２での水の吸着は、図１３に示されるグラフの、相対圧φ２まで行うことができる。吸着材での吸着可能量は、Ｑ２となる。なお、相対圧φ２は、相対圧φ１よりも小さい。
【００６０】
高温脱離ＨＤでは、流路入口２５から吸着部２２へエンジン部１２から高温流体が供給され、貯留部２３へラジエータ１４から中温流体が供給される。ここで、エンジン部１２から出力される高温流体の温度をＴ３−１とする。ラジエータ１４からから出力される中温流体の温度は前述のようにＴ２−１である。このとき、吸着部２２では、吸着材に吸着されていた水が脱離されて吸着材が再生される。脱離された水は、貯留部２３で凝縮されて貯留部２３に貯留される。貯留部２３では、水が凝縮される際に凝縮熱が発生することから、中温流体の温度が上昇する。貯留部２３から出力されてラジエータ１４へ戻る中温流体の温度は、Ｔ２−１よりも高いＴ２−４となる。高温脱離ＨＤの吸着部２２（温度Ｔ３−１）と貯留部２３（温度Ｔ２−１）の相対圧をφ３とすると、吸着部２２での水の吸着可能量（吸着の限界量）はＱ３となり、吸着部２２に吸着されていた水が脱離される。なお、相対圧φ３は、相対圧φ２よりも小さい。
【００６１】
低温脱離ＬＤでは、流路入口２５から吸着部２２へ、高温脱離ＨＤが行われている吸着部２２を経た高温流体が供給され、貯留部２３へラジエータ１４から中温流体が供給される。この高温流体の温度は、高温脱離ＨＤが行われている吸着部２２における吸着材の再生により吸熱されているので、エンジン部１２からの高温流体の温度よりも低くなっている。この高温脱離ＨＤが行われている吸着部２２を経た高温流体の温度をＴ３−２とする。また、低温脱離ＬＤが行われている吸着部２２を経た高温流体の温度をＴ３−３とする。ラジエータ１４からから出力される中温流体の温度は前述のようにＴ２−１である。このとき、吸着部２２では、吸着材に吸着されていた水が脱離されて吸着材が再生される。脱離された水は、貯留部２３で凝縮され、貯留部２３に貯留される。貯留部２３では、水が凝縮される際に凝縮熱が発生することから、温度が上昇する。貯留部２３から出力されてラジエータ１４へ戻る中温流体の温度は、Ｔ２−１よりも高いＴ２−４となる。低温脱離ＬＤの吸着部２２（温度Ｔ３−２）と貯留部２３（温度Ｔ２−１）の相対圧をφ４とすると、吸着部２２での水の吸着可能量はＱ４となり、吸着部２２に吸着されていた水が脱離される。なお、相対圧φ４は、相対圧φ３よりも大きく、相対圧φ１よりも小さい（図１４参照）。
【００６２】
低温吸着ＬＡの吸着部２２と高温吸着ＨＡの吸着部２２は、これらの反応熱交換流路２４同士を連結する個別供給路２１の開閉弁３０が開放されて、低温吸着ＬＡの流路出口２６が高温吸着ＨＡの流路入口２５と連通されることにより、互いの反応熱交換流路２４同士が直列に連通される。これにより、ラジエータ１４→低温吸着ＬＡの吸着部２２→高温吸着ＨＡの吸着部２２→ラジエータ１４の順に中温流体が循環する吸着ループ４２が形成される（図１１参照）。低温吸着ＬＡの吸着部２２と高温吸着ＨＡの吸着部２２は、吸着モードとなる。低温吸着ＬＡの吸着部２２は、吸着ループ４２において、ラジエータ１４を基準として、中温流体の入力の最も上流である上流位置ＲＳ１に配置されている。高温吸着ＨＡの吸着部２２は、吸着ループ４２において、ラジエータ１４を基準として、中温流体の入力の最も下流である下流位置ＲＳ２に配置されている。
【００６３】
高温脱離ＨＤの吸着部２２と低温脱離ＬＤの吸着部２２は、これらの反応熱交換流路２４同士を連結する個別供給路２１の開閉弁３０が開放されて、高温吸着ＨＤの流路出口２６が低温吸着ＬＤの流路入口２５と連通されることにより、反応熱交換流路２４同士が直列に連通される。これにより、エンジン部１２→高温脱離ＨＤの吸着部２２→低温脱離ＬＡの吸着部２２→エンジン部１２の順に高温流体が循環する脱離ループ４４が形成される（図１１参照）。高温脱離ＨＤの吸着部２２と低温脱離ＬＤの吸着部２２は、脱離モードとなる。高温脱離ＨＤの吸着部２２は、脱離ループ４４において、エンジン部１２を基準として、高温流体の入力の最も上流である上流位置ＥＳ１に配置される。低温脱離ＬＤの吸着部２２は、脱離ループ４４において、エンジン部１２を基準として、高温流体の入力の最も下流である下流位置ＥＳ２に配置されている。
【００６４】
そして、吸着部２２Ａ〜２２Ｄは、高温吸着ＨＡ、低温吸着ＬＡ、低温脱離ＬＤ、及び高温脱離ＨＤが、この順番で切り換えられ、繰り返される。具体的には、吸着ループ４２の下流位置ＲＳ１→吸着ループ４２の上流位置ＲＳ２→脱離ループ４４の下流位置ＥＳ２→脱離ループ４４の上流位置ＥＳ１の順番で切り換えられる。
【００６５】
吸着部２２で水を吸着することができる量は、図１３に示されるように、高温吸着ＨＡにおいてΔｑ２となり、低温吸着ＬＡにおいてΔｑ１となる。また、吸着部２２から脱離される水の量は、図１４に示されるように、低温脱離ＬＤにおいてΔｑ３となり、高温脱離ＨＤにおいてΔｑ４となる。
【００６６】
４個の吸着器２０における運転パターンでは、バルブ５０の回転体６０の回転により、図１４に示されるように、第１パターンＰ１→第２パターンＰ２→第３パターンＰ３→第４パターンＰ４→第１パターンＰ１の順で繰り返される。
【００６７】
第１パターンＰ１では、回転体６０Ａが開閉制御位置Ｒ１、回転体６０Ｂが開閉制御位置Ｒ２、回転体６０Ｃが開閉制御位置Ｒ３、回転体６０Ｄが開閉制御位置Ｒ４に配置され、吸着部２２Ａが低温吸着ＬＡ、吸着部２２Ｂが高温吸着ＨＡ、吸着部２２Ｃが高温脱離ＨＤ、吸着部２２Ｄが低温脱離ＬＡ、となる。第１パターンＰ１は、回転体６０が９０°回転する間継続する。
【００６８】
これにより、ラジエータ１４→吸着部２２Ａ→吸着部２２Ｂ→ラジエータ１４の順に中温流体が循環する吸着ループ４２が形成される。この吸着ループ４２では、ラジエータ１４から吸着部２２Ａへ温度Ｔ２−１の中温流体が供給され、吸着部２２Ａから吸着部２２Ｂへ吸着部２２Ａを経た温度Ｔ２−２の中温流体が供給され、吸着部２２Ｂからラジエータ１４へ吸着部２２Ｂを経た温度Ｔ２−３の中温流体が戻される。吸着部２２Ａでは、相対圧φ１まで水の吸着が行われ、吸着部２２Ｂでは、相対圧φ２まで水の吸着が行われる。
【００６９】
なお、バルブ８０Ａ、８２Ａ、８０Ｂ、８２Ｂは、室内熱交換器１６と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ａ、２３Ｂには、室内熱交換器１６から温度Ｔ１−１の低温流体が供給される。そして、貯留部２３Ａ、２３Ｂでは冷熱生成され、貯留部２３Ａ、２３Ｂから温度Ｔ１−２の低温流体が室内熱交換器１６に戻される。
【００７０】
また、エンジン部１２→吸着部２２Ｃ→吸着部２２Ｄ→エンジン部１２の順に高温流体が循環する脱離ループ４４が形成される。この脱離ループ４４では、エンジン部１２から吸着部２２Ｃへ温度Ｔ３−１の高温流体が供給され、吸着部２２Ｃから吸着部２２Ｄへ吸着部２２Ｃを経た温度Ｔ３−２の高温流体が供給され、吸着部２２Ｄからエンジン部１２へ吸着部２２Ｄを経た温度Ｔ３−３の高温流体が戻される。吸着部２２Ｃでは、相対圧φ３まで水の脱離が行われ、吸着部２２Ｄでは、相対圧φ４まで水の脱離が行われる。
【００７１】
なお、バルブ８０Ｃ、８２Ｃ、８０Ｄ、８２Ｄは、ラジエータ１４と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ｃ、２３Ｄには、ラジエータ１４から温度Ｔ２−１の中温流体が供給される。そして、貯留部２３Ｃ、２３Ｄでは吸着材から脱離された水が凝縮され、貯留部２３Ｃ、２３Ｄから、凝縮熱により加熱された温度Ｔ２−４の中温流体がラジエータ１４に戻される。
【００７２】
バルブ５０が９０°回転すると、運転パターンは第２パターンＰ２に切換わる。第２パターンＰ２では、回転体６０Ａが開閉制御位置Ｒ４、回転体６０Ｂが開閉制御位置Ｒ１、回転体６０Ｃが開閉制御位置Ｒ２、回転体６０Ｄが開閉制御位置Ｒ３に配置され、吸着部２２Ｂが低温吸着ＬＡ、吸着部２２Ｃが高温吸着ＨＡ、吸着部２２Ｄが高温脱離ＨＤ、吸着部２２Ａが低温脱離ＬＡ、となる。第２パターンＰ２は、回転体６０が９０°回転する間継続する。
【００７３】
これにより、ラジエータ１４→吸着部２２Ｂ→吸着部２２Ｃ→ラジエータ１４の順に中温流体が循環する吸着ループ４２が形成される。この吸着ループ４２では、ラジエータ１４から吸着部２２Ｂへ温度Ｔ２−１の中温流体が供給され、吸着部２２Ｂから吸着部２２Ｃへ吸着部２２Ｂを経た温度Ｔ２−２の中温流体が供給され、吸着部２２Ｃからラジエータ１４へ吸着部２２Ｃを経た温度Ｔ２−３の中温流体が戻される。吸着部２２Ｂでは、相対圧φ１まで水の吸着が行われ、吸着部２２Ｃでは、相対圧φ２まで水の吸着が行われる。
【００７４】
なお、バルブ８０Ｂ、８２Ｂ、８２Ｃ、８２Ｃは、室内熱交換器１６と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ｂ、２３Ｃには、室内熱交換器１６から温度Ｔ１−１の低温流体が供給される。そして、貯留部２３Ｂ、２３Ｃでは冷熱生成され、貯留部２３Ｂ、２３Ｃから温度Ｔ１−２の低温流体が室内熱交換器１６に戻される。
【００７５】
また、エンジン部１２→吸着部２２Ｄ→吸着部２２Ａ→エンジン部１２の順に高温流体が循環する脱離ループ４４が形成される。この脱離ループ４４では、エンジン部１２から吸着部２２Ｄへ温度Ｔ３−１の高温流体が供給され、吸着部２２Ｄから吸着部２２Ａへ吸着部２２Ｄを経た温度Ｔ３−２の高温流体が供給され、吸着部２２Ａからエンジン部１２へ吸着部２２Ａを経た温度Ｔ３−３の高温流体が戻される。吸着部２２Ｄでは、相対圧φ３まで水の脱離が行われ、吸着部２２Ａでは、相対圧φ４まで水の脱離が行われる。
【００７６】
なお、バルブ８０Ｄ、８２Ｄ、８０Ａ、８２Ａは、ラジエータ１４と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ｄ、２３Ａには、ラジエータ１４から温度Ｔ２−１の中温流体が供給される。そして、貯留部２３Ｄ、２３Ａでは吸着材から脱離された水が凝縮され、貯留部２３Ｄ、２３Ａから、凝縮熱により加熱された温度Ｔ２−２の中温流体がラジエータ１４に戻される。
【００７７】
バルブ５０が更に９０°回転すると、運転パターンは第３パターンＰ３に切換わる。第３パターンＰ３では、回転体６０Ａが開閉制御位置Ｒ３、回転体６０Ｂが開閉制御位置Ｒ４、回転体６０Ｃが開閉制御位置Ｒ１、回転体６０Ｄが開閉制御位置Ｒ２に配置され、吸着部２２Ｃが低温吸着ＬＡ、吸着部２２Ｄが高温吸着ＨＡ、吸着部２２Ａが高温脱離ＨＤ、吸着部２２Ｂが低温脱離ＬＡ、となる。第３パターンＰ３は、回転体６０が９０°回転する間継続する。
【００７８】
これにより、ラジエータ１４→吸着部２２Ｃ→吸着部２２Ｄ→ラジエータ１４の順に中温流体が循環する吸着ループ４２が形成される。この吸着ループ４２では、ラジエータ１４から吸着部２２Ｃへ温度Ｔ２−１の中温流体が供給され、吸着部２２Ｃから吸着部２２Ｄへ吸着部２２Ｃを経た温度Ｔ２−２の中温流体が供給され、吸着部２２Ｄからラジエータ１４へ吸着部２２Ｄを経た温度Ｔ２−３の中温流体が戻される。吸着部２２Ｃでは、相対圧φ１まで水の吸着が行われ、吸着部２２Ｄでは、相対圧φ２まで水の吸着が行われる。
【００７９】
なお、バルブ８０Ｃ、８２Ｃ、８２Ｄ、８２Ｄは、室内熱交換器１６と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ｃ、２３Ｄには、室内熱交換器１６から温度Ｔ１−１の低温流体が供給される。そして、貯留部２３Ｃ、２３Ｄでは冷熱生成され、貯留部２３Ｃ、２３Ｄから温度Ｔ１−２の低温流体が室内熱交換器１６に戻される。
【００８０】
また、エンジン部１２→吸着部２２Ａ→吸着部２２Ｂ→エンジン部１２の順に高温流体が循環する脱離ループ４４が形成される。この脱離ループ４４では、エンジン部１２から吸着部２２Ａへ温度Ｔ３−１の高温流体が供給され、吸着部２２Ａから吸着部２２Ｂへ吸着部２２Ａを経た温度Ｔ３−２の高温流体が供給され、吸着部２２Ｂからエンジン部１２へ吸着部２２Ｂを経た温度Ｔ３−３の高温流体が戻される。吸着部２２Ａでは、相対圧φ３まで水の脱離が行われ、吸着部２２Ｂでは、相対圧φ４まで水の脱離が行われる。
【００８１】
なお、バルブ８０Ａ、８２Ａ、８０Ｂ、８２Ｂは、ラジエータ１４と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ａ、２３Ｂには、ラジエータ１４から温度Ｔ２−１の中温流体が供給される。そして、貯留部２３Ａ、２３Ｂでは吸着材から脱離された水が凝縮され、貯留部２３Ａ、２３Ｂから、凝縮熱により加熱された温度Ｔ２−４の中温流体がラジエータ１４に戻される。
【００８２】
バルブ５０が更に９０°回転すると、運転パターンは第４パターンＰ４に切換わる。第４パターンＰ４では、回転体６０Ａが開閉制御位置Ｒ２、回転体６０Ｂが開閉制御位置Ｒ３、回転体６０Ｃが開閉制御位置Ｒ４、回転体６０Ｄが開閉制御位置Ｒ１に配置され、吸着部２２Ｄが低温吸着ＬＡ、吸着部２２Ａが高温吸着ＨＡ、吸着部２２Ｂが高温脱離ＨＤ、吸着部２２Ｃが低温脱離ＬＡ、となる。第４パターンＰ４は、回転体６０が９０°回転する間継続する。
【００８３】
これにより、ラジエータ１４→吸着部２２Ｄ→吸着部２２Ａ→ラジエータ１４の順に中温流体が循環する吸着ループ４２が形成される。この吸着ループ４２では、ラジエータ１４から吸着部２２Ｄへ温度Ｔ２−１の中温流体が供給され、吸着部２２Ｄから吸着部２２Ａへ吸着部２２Ｄを経た温度Ｔ２−２の中温流体が供給され、吸着部２２Ａからラジエータ１４へ吸着部２２Ａを経た温度Ｔ２−３の中温流体が戻される。吸着部２２Ｄでは、相対圧φ１まで水の吸着が行われ、吸着部２２Ａでは、相対圧φ２まで水の吸着が行われる。
【００８４】
なお、バルブ８０Ｄ、８２Ｄ、８２Ａ、８２Ａは、室内熱交換器１６と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ｄ、２３Ａには、室内熱交換器１６から温度Ｔ１−１の低温流体が供給される。そして、貯留部２３Ｄ、２３Ａでは冷熱生成され、貯留部２３Ｃ、２３Ｄから温度Ｔ１−２の低温流体が室内熱交換器１６に戻される。
【００８５】
また、エンジン部１２→吸着部２２Ｂ→吸着部２２Ｃ→エンジン部１２の順に高温流体が循環する脱離ループ４４が形成される。この脱離ループ４４では、エンジン部１２から吸着部２２Ｂへ温度Ｔ３−１の高温流体が供給され、吸着部２２Ｂから吸着部２２Ｃへ吸着部２２Ｂを経た温度Ｔ３−２の高温流体が供給され、吸着部２２Ｃからエンジン部１２へ吸着部２２Ｃを経た温度Ｔ３−３の高温流体が戻される。吸着部２２Ｂでは、相対圧φ３まで水の脱離が行われ、吸着部２２Ｃでは、相対圧φ４まで水の脱離が行われる。
【００８６】
なお、バルブ８０Ｂ、８２Ｂ、８０Ｃ、８２Ｃは、ラジエータ１４と連通されるように制御部４０によって制御され、貯留部２３Ｂ、２３Ｃには、ラジエータ１４から温度Ｔ１−１の中温流体が供給される。そして、貯留部２３Ｂ、２３Ｃでは吸着材から脱離された水が凝縮され、貯留部２３Ｂ、２３Ｃから、凝縮熱により加熱された温度Ｔ１−２の中温流体がラジエータ１４に戻される。
【００８７】
本実施形態のヒートポンプ１０では、吸着ループ４２を構成することにより、ラジエータ１４から出力される中温流体の温度Ｔ２−１とラジエータ１４に戻される中温流体Ｔ２−３の温度差は、単体の吸着部２２のみで熱交換を行った流体をラジエータ１４へ戻す場合と比較して、大きくなる。したがって、ラジエータ１４で、より多くの熱を放出することができる。
【００８８】
また、本実施形態のヒートポンプ１０では、吸着ループ４２において、ラジエータ１４と各吸着部２２との位置（中温流体の通過順）によって、各吸着部２２へ供給される中温流体の温度が異なる。脱離ループ４４においても、エンジン部１２と各吸着部２２との位置によって、各吸着部２２へ供給される高温流体の温度が異なる。そして、吸着ループ４２及び脱離ループ４４において、各吸着部２２の位置は、制御部４０での開閉弁の制御により順次切換えられる。したがって、吸着ループ、脱離ループにおいて吸着部を通過する流体の温度が同じ場合と比較して、吸着材が水を吸着する相対圧帯、及び、吸着材から水を脱離させて吸着材を再生する相対圧帯が広くなる。これにより、吸着材と水との結合／脱離の反応量を多くして効率よく吸着材を利用することができる。
【００８９】
また、本実施形態のヒートポンプ１０では、吸着部２２Ａ〜２２Ｄは、高温吸着ＨＡ、低温吸着ＬＡ、低温脱離ＬＤ、及び高温脱離ＨＤが、この順番で切り換えられる。すなわち、吸着ループ４２の中の下流位置ＲＳ２→吸着ループ４２の中の上流位置ＲＳ１→脱離ループ４４の下流位置ＥＳ２→脱離ループ４４の中の上流位置ＥＳ１の順番で、切り換えられる。したがって、図１３に示されるように、吸着モードの時には、吸着材による水の吸着可能量は、吸着モードの前半よりも後半に多くなる。これにより、吸着部２２は、最初に高温で吸着反応が行われてΔｑ２の吸着量で水が吸着され、その後、低温で吸着反応が行われてΔｑ１の吸着量で水が吸着される。
【００９０】
また、図１４に示されるように、脱離モードの時には、吸着材による水の吸着可能量は、脱離モードの前半よりも後半に少なくなる。これにより、吸着部２２は、最初に低温で再生が行われてΔｑ３の水が脱離され、その後、高温で再生が行われてΔｑ４の水が脱離される。
【００９１】
このような順序で吸着部２２のモードを切り換えることにより、吸着材による水の吸着、及び吸着材からの水の脱離を多段階で行い、吸着材と水との吸着／脱離の反応量を多くして効率よく吸着材を利用することができる。
【００９２】
また、本実施形態のヒートポンプ１０では、バルブ５０を一定の各速度で回転させることによって、６個のポートの開閉を制御して、伝熱媒体である水の流路を上述のように切り換える。したがって、各ポート毎にバルブを設けて複雑な制御をする必要がなく、簡易な構成で簡易に、複雑な切り換えを行うことができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、蒸発器と凝縮器の機能を兼ね備えた貯留部２３が各吸着部２２毎に設けられた例について説明したが、貯留部２３に代えて、蒸発器と凝縮器が別々に設けられていてもよい。この場合には、すべての吸着部に共通の蒸発器と凝縮器とすることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、貯留部２３Ａ〜２３Ｄについては、ラジエータ１４及び室内熱交換器１６と直接接続し、各々の流出口部２９、流入口部２８にバルブ８０、８２を設けたが、貯留部２３についても、吸着部２２と同様の接続形態としてもよい。すなわち、図１６に示されるように、バルブ５０と同様の構成であるバルブ７０（バルブ体７０Ａ〜７０Ｄ）を設け、バルブ７０を介して、隣り合う貯留部２３Ａ〜２３Ｄの流出口部２９と流入口部２８を接続すると共に、バルブ７０を介して、貯留部２３Ａ〜２３Ｄと室内熱交換器１６、ラジエータ１４との接続を行ってもよい。この場合には、バルブ５０と同期させて、バルブ７０も一定の角速度で回転させ、伝熱媒体である水の流路を切り換える。このときの駆動源としては、バルブ５０と同じモータ４１を用いることができる。
【００９５】
さらに、本実施形態では、４個の吸着器２０Ａ〜２０Ｄを備えたヒートポンプ用のバルブ５０を例に説明したが、本発明に係るヒートポンプ用バルブは、３個、あるいは５個以上の吸着器を備えたヒートポンプ用のバルブにも適用することができる。この場合には、Ｎ個の吸着器の各々に対して、Ｎ個のバルブ体に対応する回転体を３６０／Ｎ度ずつ位相をずらして同軸上に一列に配置して、バルブを構成する。
【００９６】
なお、上記の実施形態では、反応材として熱媒を吸着する吸着材を用いた例について説明したが、本発明のヒートポンプ、冷熱生成方法においては、他の反応材を用いてもよい。例えば、化学反応により熱媒と結合すると共に、可逆反応で熱媒を脱離させる物質（例えば、熱媒として水を用いる場合、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、及び酸化バリウム（ＢａＯ）、熱媒としてアンモニアを用いる場合、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２）、塩化バリウム（ＢａＣｌ２）、塩化マンガン（ＭｎＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、及び塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）など）を用いることもできる。また、熱媒として水素を用いると共に、水素吸蔵合金を反応材として用いることもできる。
【符号の説明】
【００９７】
１０   ヒートポンプ
２０   吸着器（反応器）
５０   ヒートポンプ用バルブ
５３Ａ 吸着器流入ポート
５４Ａ エンジン流出ポート（第１流出入ポート）
５５Ａ ラジエータ流出ポート（第１流出入ポート）
５６Ａ エンジン流入ポート
５７Ａ ラジエータ流入ポート
５８Ａ 吸着器流出ポート
６０   回転体
６０Ｓ  回転軸
６１Ｋ 貫通路連通空間（第１貫通路連通空間）
６１Ｒ 流入ポート連通空間（第１ポート連通空間）
６２Ａ 吸着器流入用弁体（第１反応器用弁体）
６４Ａ 流出用弁体（第１流出入用弁体）
６４Ｎ 閉鎖部（第１閉鎖部）
６４Ｒ 開口空間（第１流出入開口空間）
６４Ｓ 貫通路（第１貫通路）
６６Ａ 流入用弁体（第２流出入用弁体）
６６Ｎ 閉鎖部（第２閉鎖部）
６６Ｒ 開口空間（第２流出入開口空間）
６６Ｓ 貫通路（第２貫通路）
６８Ａ 吸着器流出用弁体（第２反応器用弁体）
６９Ｋ 貫通路連通空間（第２貫通路連通空間）
６９Ｒ 流入ポート連通空間（第２ポート連通空間）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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