(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被吸着媒体が封入された密閉容器（１０１、２０１）と、
前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、被吸着媒体を吸着および脱離する吸着剤を有する吸着部（１０２、２０２）と、
前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、外部から供給される熱交換媒体と熱交換させることで、被吸着媒体を蒸発および凝縮させる蒸発凝縮部（１０３、２０３）とを備え、
前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）は、熱交換媒体の熱を被吸着媒体に伝える伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）を有しており、前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は前記吸着部（１０２、２０２）の吸着剤で吸着可能な量の被吸着媒体を保持可能になっており、
前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は、多孔質伝熱体であり、
前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）の下記数式１で示される空隙相当径は、７〜２６０μｍの範囲内であることを特徴とする吸着器。
【数１】
0006481541.tif 000004
【請求項２】
前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）の空隙相当径は、７〜１４０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の吸着器。
【請求項３】
前記伝熱部の空隙からなる第１通路の間隔を第１通路間隔、前記第１通路を流通した被吸着媒体が前記第１通路の直後に流通する第２通路の間隔を第２通路間隔、前記第２通路を流通した被吸着媒体が前記第２通路の直後に流通する第３通路の間隔を第３通路間隔としたとき、第１通路間隔＜第２通路間隔＜第３通路間隔の関係となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の吸着器。
【請求項４】
内部に被吸着媒体が封入された密閉容器（１０１、２０１）と、
前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、被吸着媒体を吸着および脱離する吸着剤を有する吸着部（１０２、２０２）と、
前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、外部から供給される熱交換媒体と熱交換させることで、被吸着媒体を蒸発および凝縮させる蒸発凝縮部（１０３、２０３）とを備え、
前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）は、熱交換媒体の熱を被吸着媒体に伝える伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）を有しており、前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は前記吸着部（１０２、２０２）の吸着剤で吸着可能な量の被吸着媒体を保持可能になっており、
前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は、多孔質伝熱体であり、
前記伝熱部の空隙からなる第１通路の間隔を第１通路間隔、前記第１通路を流通した被吸着媒体が前記第１通路の直後に流通する第２通路の間隔を第２通路間隔、前記第２通路を流通した被吸着媒体が前記第２通路の直後に流通する第３通路の間隔を第３通路間隔としたとき、第１通路間隔＜第２通路間隔＜第３通路間隔の関係となっていることを特徴とする吸着器。
【請求項５】
前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は、焼結金属または発泡金属の何れかであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の吸着器。
【請求項６】
前記吸着部（１０２、２０２）は、前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）の伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）と同一構成の多孔質体に前記吸着剤が設けられた吸着用の伝熱部（１０２ｂ、２０２ｂ）を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の吸着器。
【請求項７】
前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）にて保持可能な被吸着媒体の量は、前記吸着部（１０２、２０２）にて被吸着媒体を吸着可能な容量以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の吸着器。
【請求項８】
前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）の伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は、前記密閉容器（１０１、２０１）の底面に接していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の吸着器。
【請求項９】
前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）の伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）の鉛直方向下方に、当該伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）に接するように受け皿（１０４、２０４）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の吸着器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着剤が気相の被吸着媒体を吸着する作用を利用して被吸着媒体を蒸発させて、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着器に関するものであり、特に、空調装置に適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、略真空に保たれた密閉容器の内部に、被吸着媒体（例えば水）を吸着および脱離する吸着剤が充填された吸着部と、外部から供給される熱媒体と被吸着媒体との間で熱交換を行い被吸着媒体を蒸発または凝縮させる蒸発凝縮部（熱交換器）とが設けられた吸着器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の吸着器では、密閉容器内で液相の被吸着媒体を蒸発凝縮部で蒸発させて、その蒸発潜熱により冷凍能力を得るとともに、蒸発した気相の被吸着媒体を吸着部で吸着剤にて吸着することにより蒸発を促進して持続的に冷凍能力を発揮させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６４５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の吸着器では、蒸発凝縮部に通常のコルゲートフィンを用いており、フィンの伝熱面に直接被吸着媒体を保持することができない。このため、伝熱面積を確保するために、被吸着媒体が吸着部で吸着可能な最大吸着容量以上に必要となる。さらに、吸着器の蒸発凝縮部には、空調風の熱が伝わるとき（蒸発時）と外部熱交換器の熱が伝わるとき（凝縮時）の温度差（温度振幅）が存在するため、被吸着媒体の量が多いと熱容量が増大し、吸着器を用いた吸着式冷凍機の成績係数（ＣＯＰ）が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は上記点に鑑み、被吸着媒体を吸着及び脱離する吸着剤を備える吸着器の熱容量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内部に被吸着媒体が封入された密閉容器（１０１、２０１）と、前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、被吸着媒体を吸着および脱離する吸着剤を有する吸着部（１０２、２０２）と、前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、外部から供給される熱交換媒体と熱交換させることで、被吸着媒体を蒸発および凝縮させる蒸発凝縮部（１０３、２０３）とを備え、
前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）は、熱交換媒体の熱を被吸着媒体に伝える伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）を有しており、前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は前記吸着部（１０２、２０２）の吸着剤で吸着可能な量の被吸着媒体を保持可能になっており、前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は、多孔質伝熱体であり、伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）の下記数式１で示される空隙相当径は、７〜２６０μｍの範囲内であることを特徴としている。
【数１】
0006481541.tif 000002
また、請求項４に記載の発明では、内部に被吸着媒体が封入された密閉容器（１０１、２０１）と、前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、被吸着媒体を吸着および脱離する吸着剤を有する吸着部（１０２、２０２）と、前記密閉容器（１０１、２０１）の内部に設けられ、外部から供給される熱交換媒体と熱交換させることで、被吸着媒体を蒸発および凝縮させる蒸発凝縮部（１０３、２０３）とを備え、
前記蒸発凝縮部（１０３、２０３）は、熱交換媒体の熱を被吸着媒体に伝える伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）を有しており、前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は前記吸着部（１０２、２０２）の吸着剤で吸着可能な量の被吸着媒体を保持可能になっており、前記伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）は、多孔質伝熱体であり、伝熱部の空隙からなる第１通路の間隔を第１通路間隔、第１通路を流通した被吸着媒体が第１通路の直後に流通する第２通路の間隔を第２通路間隔、第２通路を流通した被吸着媒体が第２通路の直後に流通する第３通路の間隔を第３通路間隔としたとき、第１通路間隔＜第２通路間隔＜第３通路間隔の関係となっていることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、蒸発凝縮部（１０３、２０３）の伝熱部（１０３ｂ、２０３ｂ）では、被吸着媒体と熱交換媒体との間で熱交換する伝熱面積が大きくなり、熱交換媒体の蒸発および凝縮を効率よく行うことができる。これにより、密閉容器（１０１、２０１）内の被吸着媒体の量を極力少なくすることができ、被吸着媒体の熱容量を最小化することができる。この結果、吸着器（１００、２００）を吸着式冷凍機に適用した場合には、ＣＯＰ（冷房出力／作動時に必要となる熱量）を向上させることができる。
【０００８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における吸着式冷凍機の全体構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における吸着器の全体構成を示す模式図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】蒸発凝縮部の一部を拡大した模式図である。
【図５】蒸発凝縮部の具体例を示す模式図である。
【図６】時間の経過に伴う吸着剤の吸着量および平均吸着能力の変化を示す特性図である。
【図７】吸着器で被吸着媒体の蒸発および吸着が行われている状態を示す模式図である。
【図８】吸着器で被吸着媒体の脱離および凝縮が行われている状態を示す模式図である。
【図９】吸着式冷凍機の切替弁を作動させて図１に示す状態から熱交換媒体の流路を切り替えた状態を示す模式図である。
【図１０】第２実施形態において、蒸発凝縮部の伝熱部における空隙相当径と保水量の関係を示す図である。
【図１１】第２実施形態で振動が発生する場合において、蒸発凝縮部の伝熱部における空隙相当径と保水量の関係を示す図である。
【図１２】第３実施形態の蒸発凝縮部の一部を拡大した模式図である。
【図１３】第３実施形態の蒸発凝縮部の具体例を示す模式図である。
【図１４】蒸発凝縮部の変形例を示す模式図である。
【図１５】蒸発凝縮部の変形例を示す模式図である。
【図１６】蒸発凝縮部の変形例を示す模式図である。
【図１７】蒸発凝縮部の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の吸着器を吸着式冷凍機に適用した第１実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。本実施形態では、吸着器を車両用空調装置用吸着式冷凍機に適用している。
【００１１】
図１に示すように、吸着式冷凍機は、２つの吸着器１００、２００を備えている。第１吸着器１００および第２吸着器２００は同一の構成であり、一方の吸着器１００、２００で吸着作用が行われているときに他方の吸着器１００、２００で脱離作用が行われる。吸着器１００、２００の構成については、後で詳細に説明する。
【００１２】
吸着器１００、２００には、車両走行用のエンジン３００または車両用空調装置４００から熱交換媒体が循環するようになっている。熱交換媒体の循環経路には、熱交換媒体を循環させるポンプ（図示せず）が設けられている。エンジン３００は水冷式内燃機関であり、エンジン冷却用の熱交換媒体として、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体（エンジン冷却水）を用いている。
【００１３】
車両用空調装置４００は、車室内に吹き出す空気の通路を構成する空調ケース４０１を備えている。空調ケース４０１の空気流れ上流側には、空調ケース４０１内に空気を流通させる送風機４０２が設けられている。空調ケース４０１における送風機４０２の空気流れ下流側には、空調ケース４００内を流通する空気を冷却する室内熱交換器４０３が設けられている。室内熱交換器４０３は、空調用の熱交換媒体を介して吸着器１００、２００から冷凍能力を得ている。なお、本実施形態では、空調用の熱交換媒体として水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体（エンジン冷却水と同一）を用いている。
【００１４】
本実施形態の吸着式冷凍機には、吸着器１００、２００から流出する熱交換媒体と室外空気とを熱交換し、熱交換媒体を冷却する室外熱交換器５００が設けられている。室外熱交換器５００にて冷却された熱交換媒体は、吸着器１００、２００に流入する。
【００１５】
また、本実施形態の吸着式冷凍機には、吸着器１００、２００に循環する熱交換媒体の循環経路を切り替える２つの切替弁５１０、５２０が設けられている。これらの切替弁５１０、５２０、熱交換媒体を循環させるポンプ（図示せず）、および送風機４０２は、電子制御装置（図示せず）によりその作動が制御されている。
【００１６】
ここで、吸着器１００、２００について説明する。上述のように、第１吸着器１００および第２吸着器２００は同一の構成であるので、第１吸着器１００の構成についてのみ説明する。
【００１７】
図２に示すように、吸着器１００は、密閉容器１０１と、密閉容器１０１内に設けられた吸着部１０２および蒸発凝縮部１０３を備えている。密閉容器１０１は気密構造となっており、内部が略真空状態に保たれている。密閉容器１０１の内部には被吸着媒体（冷媒）が封入されている。本実施形態では、被吸着媒体として水を用いている。
【００１８】
本実施形態の吸着部１０２および蒸発凝縮部１０３は、ほぼ同一の構成を備えており、熱交換媒体が流通する配管１０２ａ、１０３ａと、熱交換媒体と被吸着媒体との熱交換を促進する伝熱部１０２ｂ、１０３ｂとが設けられている。伝熱部１０２ｂ、１０３ｂはフィンを構成している。
【００１９】
図３に示すように、本実施形態の蒸発凝縮部１０３には、１６本の配管１０３ａが設けられている。配管１０３ａは、熱伝導性に優れる金属（本実施形態では、銅または銅合金）により構成されている。図３、図４に示すように、伝熱部１０３ｂは、円筒状の配管１０３ａの外周面に設けられている。伝熱部１０３ｂは、表面上に被吸着媒体を直接保持するとともに、被吸着媒体と配管１０３ａを流れる熱交換媒体との間で熱交換する伝熱面積をできるだけ大きくした拡大伝熱面を有している。
【００２０】
図５に示すように、本実施形態の伝熱部１０３ｂは焼結金属によって構成されている。焼結金属は、熱伝導性に優れる金属粉または金属繊維を加熱して、溶融することなく焼結によって結合したものである。金属粉または金属繊維は、例えば銅または銅合金を用いることができる。金属粉の形状は、粉末状、粒子状、樹枝状、鱗片状または繊維状などとすることができる。
【００２１】
このような構成の伝熱部１０３ｂは、空隙率が高い多孔質伝熱体となっており、凹凸状の表面に被吸着媒体を直接保持することができるようになっている。このため、伝熱部１０３ｂでは、被吸着媒体と熱交換媒体との間で熱交換する伝熱面積をできるだけ大きくすることができ、熱交換媒体の蒸発および凝縮を効率よく行うことができる。
【００２２】
また、図３に示すように、吸着器１００の蒸発凝縮部１０３は、鉛直方向最下方の配管１０３ａに形成された伝熱部１０３ｂが密閉容器１０１の底面に接している。つまり、蒸発凝縮部１０３の伝熱部１０３ｂの一部が密閉容器１０１の底面に接している。このため、密閉容器１０１内で凝縮した液相の被吸着媒体が重力で下方に移動した場合に、密閉容器１０１の底面上に溜まった被吸着媒体は密閉容器１０１の底面に接する伝熱部１０３ｂに保持されることとなる。
【００２３】
吸着部１０２は、蒸発凝縮部１０３と同様の構成の配管１０２ａおよび伝熱部１０２ｂを備えており、吸着部１０２の伝熱部１０２ｂも焼結金属によって構成されている。吸着部１０２の伝熱部１０２ｂには、被吸着媒体を吸着するための吸着剤が保持されている。吸着剤は、冷却されることで気相状態の被吸着媒体（水蒸気）を吸着し、加熱されることで吸着した被吸着媒体（水蒸気）を脱離するものである。吸着剤は、微小な多数の粒子状に形成されており、例えばシリカゲルやゼオライトから構成されている。
【００２４】
蒸発凝縮部１０３の伝熱部１０３ｂで保持できる被吸着媒体の量は、吸着部１０２の吸着剤によって被吸着媒体を吸着可能な最大吸着容量以下であることが望ましい。この点について図６に基づいて説明する。
【００２５】
図６上段に示すように、吸着部１０２の吸着剤による被吸着媒体の吸着開始直後は、吸着速度が速くなっており、吸着開始から時間が経過するにつれて吸着速度が遅くなる。図６の最大吸着容量は、吸着部１０２で吸着可能な被吸着媒体の最大値であり、吸着剤の種類と吸着剤の重量によって決定される。また、吸着部１０２の平均吸着能力Ｑは、Ｑ＝（ΔＨＬ・ｍ）／ｔからなる数式によって求めることができる。
【００２６】
ここで、ΔＨＬは被吸着媒体の潜熱であり、ｍは被吸着媒体の吸着量、ｔは吸着開始からの経過時間を示している。
【００２７】
図６下段に示すように、吸着部１０２の平均吸着能力Ｑは、吸着開始から所定時間経過後に最大になり、その後は徐々に低下している。このため、吸着部１０２の作動領域を平均吸着能力Ｑができるだけ高くなる範囲とし、この範囲で被吸着媒体の吸着および脱離を切り替えることが望ましい。このような吸着部１０２の平均吸着能力Ｑができるだけ高くなる範囲では、吸着部１０２における被吸着媒体の吸着量は最大吸着容量よりも小さくなる。
【００２８】
したがって、蒸発凝縮部１０３の伝熱部１０３ｂで保持する被吸着媒体の量は、吸着部１０２の最大吸着容量以下とすることが望ましい。このため、伝熱部１０３ｂでは、吸着部１０２の最大吸着容量以下で設定される必要容量の被吸着媒体を保持できればよい。
【００２９】
次に、上記構成を備える吸着式冷凍機の作動を説明する。まず、ポンプ（図示せず）および送風機４０２を作動させて室内熱交換器４０３に熱交換媒体を流通させ、空調ケース４０１に空気を流通させる。そして、切替弁５１０、５２０を作動させ、図１に示す状態にする。
【００３０】
図１に示す状態では、第１切替弁５１０によって、第１吸着器１００の吸着部１０２に室外熱交換器５００から熱交換媒体が循環し、第２吸着器２００の吸着部２０２に車両エンジン３００から熱交換媒体が循環する。また、第２切替弁５２０によって、第１吸着器１００の蒸発凝縮部１０３に室内熱交換器４０３から熱交換媒体が循環し、第２吸着器２００の蒸発凝縮部２０３に室外熱交換器５００から熱交換媒体が循環する。このとき、第１吸着器１００の吸着部１０２で被吸着媒体の吸着が行われ、第２吸着器２００の吸着部２０２で被吸着媒体の脱離が行われる。
【００３１】
図７（ａ）に示すように、第１吸着器１００の蒸発凝縮部１０３には、室内熱交換器４０３で空調風を冷却した後の熱交換媒体が流入し、熱交換媒体の熱によって液相の被吸着媒体Ｗが蒸発する。このとき、図７（ｂ）に示すように、液相の被吸着媒体Ｗは、蒸発凝縮部１０３の伝熱部１０３ｂの表面上に保持されており、拡大伝熱面を備える伝熱部１０３ｂを介して被吸着媒体と配管１０３ａを流れる熱交換媒体との間の熱交換が促進され、被吸着媒体の蒸発が効率よく行われる。蒸発凝縮部１０３では、被吸着媒体Ｗの蒸発潜熱で熱交換媒体が冷却され、冷却された熱交換媒体が室内熱交換器４０３に流入し、室内に吹き出す空調風が冷却される。
【００３２】
第１吸着器１００の吸着部１０２では、蒸発凝縮部１０３で蒸発した気相の被吸着媒体を吸着して、蒸発凝縮部１０３での蒸発を促進する。このとき、吸着部１０２は気相の被吸着媒体を吸着する際に熱を発生する。吸着部１０２の温度が上昇すると、吸着剤による水分の吸着能力が低下するため、室外熱交換器５００と吸着部１０２との間で熱交換媒体を循環させて吸着部１０２の温度上昇を抑制する。
【００３３】
図８（ａ）に示すように、第２吸着器２００の吸着部２０２には、車両エンジン３００から熱交換媒体が流入し、吸着部２０２では熱交換媒体の熱で加熱される。これにより、吸着部２０２に吸着されていた被吸着媒体が吸着部２０２から脱離する。第２吸着器２００の蒸発凝縮部２０３では、吸着部２０２から脱離した気相の被吸着媒体（水蒸気）が冷却され凝縮する。このとき、拡大伝熱面を備える伝熱部２０３ｂを介して被吸着媒体と配管２０３ａを流れる熱交換媒体との間の熱交換が促進され、被吸着媒体の凝縮が効率よく行われる。図８（ｂ）に示すように、凝縮した被吸着媒体Ｗは、蒸発凝縮部２０３の伝熱部２０３ｂの表面上に保持される。
【００３４】
以上のように、図１に示す状態では、第１吸着器１００においては、被吸着媒体媒の蒸発及びその蒸発した気相の被吸着媒体の吸着が行われ、第２吸着器２００においては、吸着していた被吸着媒体の脱離及びその脱離した気相の被吸着媒体の冷却凝縮が行われる。したがって、第１吸着器１００の蒸発凝縮部１０３は液相の被吸着媒体を蒸発させる蒸発器として機能し、第２吸着器２００の蒸発凝縮部２０３は気相の被吸着媒体を凝縮させる凝縮器として機能する。
【００３５】
次に、図１に示す状態での運転が所定時間経過すると、切替弁５１０、５２０を作動させ、図９に示す状態に切り替える。
【００３６】
図９に示す状態では、第１切替弁５１０によって、第１吸着器１００の吸着部１０２に車両エンジン３００から熱交換媒体が循環し、第２吸着器２００の吸着部２０２に室外熱交換器５００から熱交換媒体が循環する。また、第２切替弁５２０によって、第１吸着器１００の蒸発凝縮部１０３に室外熱交換器５００から熱交換媒体が循環し、第２吸着器２００の蒸発凝縮部２０３に室内熱交換器４０３から熱交換媒体が循環する。
【００３７】
このように、切替弁５１０、５２０によって、熱交換媒体の流路を図１に示す状態から図９に示す状態に切り替えることによって、２つの吸着器１００、２００における吸着作用および脱離作用を切り替えることができる。つまり、図９に示す状態では、第１吸着器１００では、吸着していた被吸着媒体の脱離及びその脱離した気相の被吸着媒体の冷却凝縮が行われ、第２吸着器２００では、被吸着媒体の蒸発及びその蒸発した気相の被吸着媒体の吸着が行われる。従って、第１吸着器１００の蒸発凝縮部１０３は気相の被吸着媒体を凝縮させる凝縮器として機能し、第２吸着器２００の蒸発凝縮部２０３は液相の被吸着媒体を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００３８】
以後、所定時間が経過する毎に切替弁５１０、５２０を作動させ、図１に示す状態と図９に示す状態とを交互に切り替えながら、吸着式冷凍機を連続的に稼働させる。なお、図１に示す状態と図９に示す状態とを切り替える所定時間は、図６で示した吸着剤の平均吸着能力Ｑに基づいて選定される。
【００３９】
以上説明した本実施形態によれば、吸着器１００、２００の蒸発凝縮部１０３、２０３において、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを空隙率が高い多孔質伝熱体としており、その凹凸状の表面に液相の被吸着媒体を直接保持することを可能としている。このため、蒸発凝縮部１０３、２０３の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂでは、被吸着媒体と熱交換媒体との間で熱交換する伝熱面積が大きくなり、熱交換媒体の蒸発および凝縮を効率よく行うことができる。これにより、密閉容器１０１、２０１内の被吸着媒体の量を極力少なくすることができ、被吸着媒体の熱容量を最小化することができ、吸着器１００、２００を用いた吸着式冷凍機のＣＯＰ（冷房出力／作動時に必要となる熱量）を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、蒸発凝縮部１０３の伝熱部１０３ｂで保持できる被吸着媒体の量を吸着部１０２の最大吸着容量以下としている。これにより、吸着部１０２、２０２の平均吸着能力Ｑができるだけ大きくなる範囲で吸着部１０２、２０２を作動させることができ、吸着器１００、２００の効率を向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態の吸着器１００、２００では、吸着剤の有無を除いて蒸発凝縮部１０３、２０３と吸着部１０２、２０２を同一構成としている。これにより、蒸発凝縮部１０３、２０３と吸着部１０２、２０２の製造工程を共通化することができるので、吸着器１００、２００の製造工程を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、吸着器１００、２００の蒸発凝縮部１０３、２０３が密閉容器１０１、２０１の底面に接するようにしている。このため、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで凝縮した液相の被吸着媒体が重力で下方に移動したとしても、密閉容器１０１、２０１の底面上に溜まった被吸着媒体は蒸発凝縮部１０３、２０３の鉛直方向最下方の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持されることとなる。この結果、蒸発凝縮部１０３、２０３にて被吸着媒体を蒸発させる際に伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの周囲に液相の被吸着媒体が存在しない状態（ドライアウト）を防ぐことができる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態では、上記第１実施形態と同様の部分は説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４４】
本第２実施形態では、蒸発凝縮部１０３、２０３の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを構成する多孔質体の空隙の最適範囲を図１０、図１１に基づいて説明する。図１０、図１１において、縦軸は伝熱部１０３ｂ、２０３ｂにおける単位体積当たりの被吸着媒体の保持量を示し、横軸は空隙相当径を示している。伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを構成する多孔質体の空隙相当径は、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの骨格径（線径）および空隙率を用い、以下の数式１によって算出することができる。
【００４５】
【数１】
0006481541.tif 000003
【００４６】
伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持可能な被吸着媒体の量は、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持される被吸着媒体の重量と、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持される被吸着媒体に発生する表面張力のバランスから決定される。まず、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径が増加するにしたがって、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙体積が増加し、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持可能となる被吸着媒体の量も増加する。一方、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径が所定値を上回ると、被吸着媒体に作用する重力が表面張力を上回るようになるため、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂから被吸着媒体が落下する。この結果、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂにおける被吸着媒体の保持量が低下する。
【００４７】
また、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径が同じでも、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径（骨格径）が細くなるほど、保持できる被吸着媒体の量が増加する。本第２実施形態では、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径を５μｍ、５０μｍ、１００μｍの３種類としている。一般的に入手可能な多孔質体の線径の下限値が５μｍ程度である。
【００４８】
伝熱部１０３ｂ、２０３ｂにおける被吸着媒体と熱交換媒体との間で熱交換する伝熱面積を大きくし、吸着式冷凍機のＣＯＰ（冷房出力／作動時に必要となる熱量）を向上させるためには、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの体積１ｃｍ3当たりに保持される被吸着媒体が０．６グラム以上であることが望ましい。これは、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙に保持される被吸着媒体の量が単位体積当たり６割以上を占めることを意味する。
【００４９】
図１０に示すように、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径を５μｍとした場合に、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの体積１ｃｍ3当たりに保持される被吸着媒体が０．６グラム以上となる伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径は７〜２６０μｍの範囲である。また、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径を５０μｍとした場合に、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの体積１ｃｍ3当たりに保持される被吸着媒体が０．６グラム以上となる伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径は８０〜２６０μｍの範囲である。また、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径を１００μｍとした場合に、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの体積１ｃｍ3当たりに保持される被吸着媒体が０．６グラム以上となる伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径は１４０〜２４０μｍの範囲である。
【００５０】
このため、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで充分な量の被吸着媒体を保持するためには、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径を７〜２６０μｍの範囲内とすることが望ましい。
【００５１】
また、車両走行時などの振動が発生する条件下では、下向きの加速度が発生する。このため、被吸着媒体に作用する重力が大きくなり、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで充分な量の被吸着媒体を保持するために望ましい伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径の上限値が小さくなる。
【００５２】
図１１は、一般的な道路での車両走行時に想定される振動を発生させた場合において、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで保持可能な被吸着媒体の量と空隙相当径との関係を示している。図１１に示すように、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径を５μｍとした場合に、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの体積１ｃｍ3当たりに保持される被吸着媒体が０．６グラム以上となる伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径は７〜１４０μｍの範囲である。また、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの線径を５０μｍとした場合に、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの体積１ｃｍ3当たりに保持される被吸着媒体が０．６グラム以上となる伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径は８０〜１３０μｍの範囲である。
【００５３】
このため、一般的な道路での車両走行時に想定される振動が発生する場合には、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで充分な量の被吸着媒体を保持するためには、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径を７〜１４０μｍの範囲内とすることが望ましい。
【００５４】
以上説明した本第２実施形態によれば、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径を７〜２６０μｍの範囲とすることで、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに充分な量の被吸着媒体を保持することが可能となる。この結果、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂにおける被吸着媒体と熱交換媒体との間で熱交換する伝熱面積を大きくし、吸着式冷凍機のＣＯＰ（冷房出力／作動時に必要となる熱量）を向上させることができる。
【００５５】
また、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙相当径を７〜１４０μｍの範囲とすることで、車両走行時に振動が発生する場合においても、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに充分な量の被吸着媒体を保持することが可能となる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態では、上記第１実施形態と同様の部分は説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
図１２に示すように、隣り合う配管１０３ａ、２０３ａに設けられた伝熱部１０３ｂ、２０３ｂ同士は、所定間隔の隙間が設けられた状態で対向している。本第３実施形態の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂには、複数の凹部１０３ｃ、２０３ｃが形成されている。凹部１０３ｃ、２０３ｃは、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの表面から配管１０３ａ、２０３ａに向かって形成され、本第３実施形態では円筒形状の凹みとして形成されている。また、図１３に示すように、本第３実施形態の伝熱部１０３ｂは焼結金属によって構成されている。
【００５８】
被吸着媒体を保持する伝熱部１０３ｂ、２０３ｂから蒸発凝縮部１０３、２０３の外部に至るまでに、気相となった被吸着媒体（すなわち、水蒸気）が効率よく通過できる通路が設けられていることが望ましい。
【００５９】
伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持されている液相の被吸着媒体が気相に変化した場合には、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙を通過した被吸着媒体が凹部１０３ｃ、２０３ｃで合流する。そして、複数の凹部１０３ｃ、２０３ｃを通過した吸着媒体が隣接する伝熱部１０３ｂ、２０３の間の隙間で合流し、蒸発凝縮部１０３、２０３の外部に放出される。伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙（第１通路）→凹部１０３ｃ、２０３ｃ（第２通路）→隣接する伝熱部１０３ｂ、２０３の間の隙間（第３通路）の順に、通過する被吸着媒体の量が増加する。
【００６０】
このため、本第３実施形態では、被吸着媒体を保持する伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの空隙（第１通路）の間隔を第１通路間隔Ａとし、第１通路を流通した被吸着媒体が第１通路の直後に流通する第２通路の間隔を第２通路間隔Ｂとし、第２通路を流通した被吸着媒体が第２通路の直後に流通する第３通路の間隔を第３通路間隔Ｃとした場合に、第１通路間隔Ａ＜第２通路間隔Ｂ＜第３通路間隔Ｃの関係となっている。
【００６１】
このように、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで気化した被吸着媒体の通路を、第１通路間隔Ａ＜第２通路間隔Ｂ＜第３通路間隔Ｃの順に大きくすることで、これらの通路を被吸着媒体が通過する際の抵抗を極力小さくし、被吸着媒体を効率よく通過させることができる。
【００６２】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。
【００６３】
例えば、上記各実施形態では、蒸発凝縮部１０３、２０３の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを銅または銅合金によって構成したが、これに限らず、アルミニウムやステンレスなどの異なる材料によって構成してもよい。
【００６４】
また、上記第１実施形態では、蒸発凝縮部１０３、２０３の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを焼結金属によって構成したが、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂは被吸着媒体を保持できればよく、上記第１実施形態と異なる態様としてもよい。例えば、図１４（ａ）に示すように、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを発泡金属によって構成してもよい。また、図１４（ｂ）に示すように、配管１０３ａ、２０３ａの周囲にフィン１０３ｄ、２０３ｄを設け、このフィン１０３ｄ、２０３ｄに伝熱部材１０３ｂ、２０３ｂを設けてもよい。また、図１４（ｃ）に示すように、伝熱部材１０３ｂ、２０３ｂをフィン１０３ｄ、２０３ｄの表面を切り起こして形成された切起部として構成してもよい。あるいは、伝熱部材１０３ｂ、２０３ｂを表面が凹凸状のアルミナによって構成してもよい。
【００６５】
また、上記第３実施形態では、焼結金属によって構成した伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに凹部１０３ｃ、２０３ｃを設けたが、これに限らず、例えば図１５に示すように、発泡金属によって構成した伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに凹部１０３ｃ、２０３ｃを設けてもよい。
【００６６】
また、上記各実施形態の構成において、図１６に示すように、蒸発凝縮部１０３、２０３の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの下方において、当該伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに接するように受け皿１０４、２０４を設けてもよい。受け皿１０４、２０４は、液相の被吸着媒体を貯留することができるようになっていればよい。これにより、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂで凝縮した液相の被吸着媒体が重力で下方に移動したとしても、受け皿１０４、２０４に溜まった被吸着媒体は受け皿１０４、２０４に接している伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに保持されるため、被吸着媒体を蒸発させる際に伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの周囲に液相の被吸着媒体が存在しない状態（ドライアウト）を防ぐことができる。また、蒸発凝縮部１０３、２０３の鉛直方向最下方の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂと密閉容器１０１、２０１の底面との間に隙間が設けられている場合には、蒸発凝縮部１０３、２０３の鉛直方向最下方の伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの下方に、当該伝熱部１０３ｂ、２０３ｂに接するように受け皿１０４、２０４を設けてもよい。
【００６７】
また、上記各実施形態では、図３に示すように、蒸発凝縮部１０３、２０３の複数の配管１０３ａ、２０３ａのそれぞれに伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを設けるように構成したが、異なる態様としてもよい。例えば、図１７（ａ）に示すように、複数の配管１０３ａ、２０３ａに形成された伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを一体的に構成してもよい。この場合には、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂにおける外周部から離れた奥側では被吸着媒体の蒸発および凝縮が行われ難くなるので、伝熱部１０３ｂ、２０３ｂの内部に被吸着媒体の蒸発および凝縮を促進するための貫通孔１０３ｃ、２０３ｃを設けることが望ましい。また、図１７（ｂ）に示すように、配管１０３ａ、２０３ａを内部に複数の小通路を有する多穴管とし、その周囲に伝熱部１０３ｂ、２０３ｂを形成してもよい。
【００６８】
また、上記各実施形態では、本発明を車両用空調装置用吸着式冷凍機に適用したが、これに限らず、家庭用や業務用等の吸着式冷凍機に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１００    第１吸着器
１０１    密閉容器
１０２    吸着部
１０３    蒸発凝縮部
１０３ｂ  伝熱部
１０４    受け皿
２００    第２吸着器
２０１    密閉容器
２０２    吸着部
２０３    蒸発凝縮部
２０３ｂ  伝熱部
２０４    受け皿
【図１】
0006481541.tif 000005
【図２】
0006481541.tif 000006
【図３】
0006481541.tif 000007
【図４】
0006481541.tif 000008
【図５】
0006481541.tif 000009
【図６】
0006481541.tif 000010
【図７】
0006481541.tif 000011
【図８】
0006481541.tif 000012
【図９】
0006481541.tif 000013
【図１０】
0006481541.tif 000014
【図１１】
0006481541.tif 000015
【図１２】
0006481541.tif 000016
【図１３】
0006481541.tif 000017
【図１４】
0006481541.tif 000018
【図１５】
0006481541.tif 000019
【図１６】
0006481541.tif 000020
【図１７】
0006481541.tif 000021