(57)【要約】【課題】除霜動作を行わなくてすむようにするための冷凍サイクル装置を得る。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機２００と、冷媒を凝縮する凝縮器３００と、冷媒を減圧させるための絞り装置４００と、冷媒と空気とを熱交換して冷媒を蒸発させる蒸発器１００とを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、空気中の水分を吸着及び脱着する吸着材を有し、環状に形成されるとともに、少なくとも２本の支柱１２６，１２７で環状内部から支えられ、蒸発器１００において冷媒との熱交換を行うための空気が吸入される吸入口を一部が覆う吸着シート１２１と、吸着シート１２１を循環させる吸着シート回転用モータ１２４等と、空気を加熱して相対湿度を低くし、加熱した空気を吸着シート１２１の他の一部に通過させる脱着用ヒータ１２２とを有する吸着機１２０をさらに備えた。【選択図】図１
2008224159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により前記冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させるための絞り装置と、減圧した前記冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、
空気中の水分を吸着及び脱着する吸着材を有し、環状に形成されるとともに、少なくとも２本の支柱で環状内部から支えられ、前記蒸発器において冷媒との熱交換を行うための空気が吸入される吸入口を一部が覆う水分吸着手段と、
該水分吸着手段を循環させる循環機構と、
空気を加熱して相対湿度を低くし、加熱した前記空気を前記水分吸着手段の他の一部に通過させる加熱手段とを有する吸着機をさらに備えた冷凍サイクル装置。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により前記冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させるための絞り装置と、減圧した前記冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、
空気中の水分を吸着及び脱着する吸着材を有する複数の水分吸着手段と、
空気を加熱して相対湿度を低くし、加熱した前記空気を前記水分吸着手段に通過させる加熱手段と、
複数の前記水分吸着手段のうち、前記蒸発器において冷媒との熱交換を行うための空気が吸入される吸入口を覆う前記水分吸着手段、及び前記加熱手段が加熱した空気が通過する前記水分吸着手段とを選択する選択手段を有する吸着機をさらに備えた冷凍サイクル装置。
【請求項３】
開閉によって各水分吸着手段による前記空気の吸入又は遮断を切り替えることができる切替シャッタを前記選択手段とすることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記吸入口である吸着箇所又は前記加熱手段が加熱した空気が通過する位置である脱着箇所に各水分吸着手段を移動させるシート移動手段を前記選択手段とすることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記吸着機は、前記冷媒回路により冷却を行う空間から、脱着した水分を吸引して排出する送風手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記吸着機、前記蒸発器及び蒸発器に空気を送り込む送風手段が、一体となってケースに収容されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記吸着機は、前記蒸発器及び蒸発器に空気を送り込む送風手段が収容されているケースとは別体で設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記水分吸着手段は、所定の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記所定の相対湿度の範囲外における相対湿度に対する前記水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい吸着材を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記水分吸着手段が有する前記吸着材は、１．５〜３．０ナノメートルの穴径の細孔が多数設けられたケイ素系材料で構成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記ケイ素材料はメソポーラスシリカであることを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の冷凍サイクル装置により、対象空間内に収容された収容物を冷却又は冷凍することを特徴とする冷凍装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の冷凍サイクル装置により、対象空間の冷暖房を行うことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温の冷媒と空気との熱交換を行う蒸発器（熱交換器）に対し、霜取をなくすための吸着機等を設ける冷凍サイクル装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、空気調和システム、冷凍システム等の冷凍サイクルを利用した冷凍サイクル装置では、基本的に、圧縮機、凝縮器（熱交換器）、膨張弁及び蒸発器（熱交換器）が配管接続され、冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。そして、冷媒が、蒸発、凝縮時に、熱交換対象となる空気から吸熱、放熱することを利用し、管内の圧力を変化させながら空調動作、冷却動作等を行っている。
【０００３】
蒸発器、凝縮器として機能する熱交換器では、熱交換器内の管に冷媒を通過させて空気との熱交換を行う。ここで、蒸発器として機能する熱交換器では、低温の冷媒が管を通過して空気の熱を吸収するため、空気中の水分（水蒸気）が管表面で凝結して霜となって堆積する。霜が堆積する（着霜する）と、冷媒と空気との間に霜が介在し、また、堆積した霜が空気が通過する隙間を狭めて空気の流れを悪くするため、冷媒と空気との熱交換がうまく行われず、運転効率が悪くなる。そこで、定期的に又は効率が悪くなったと判断すると、蒸発器に付着した霜を除くための除霜作業（除霜運転、デフロスト）を行っている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２４０４１６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献においては、ヒータ等で蒸発器を加熱し、管表面の霜を溶かして除霜を行っている。また、場合によっては、蒸発器の管に高温の冷媒を通過させて管を暖めて霜を溶かし、除霜を行っている。霜が溶けてできる水分は、下部に設けられたドレンパンから水抜孔を通って流れる。
【０００５】
しかしながら、いずれの方法を用いたとしても、蒸発器においては、その機能を一時的に停止して除霜作業（例えば約１時間）を行う必要がある。また、このとき、霜を溶かすために、管等を暖めなければならない（例えば約１５℃にする）。そのため、冷凍システムにおいて、例えば冷凍庫、冷蔵庫に設けられた蒸発器（冷凍装置等）の除霜作業を行うと、冷却運転を停止しなければならず、そして、蒸発器だけではなく、冷凍庫内の温度も大きく上がってしまう可能性があった。例えば庫内の温度を約−３０℃で管理している冷凍庫が除霜作業により例えば０℃近辺まで上がってしまえば、庫内に置かれた食料品等の商品を傷めたり、溶かしたりして、品質を損ねてしまうこともあり得る。また、室内を冷房又は暖房する空気調和システムでは、除霜作業の間、空調運転は停止することになるため、室温の調整を行うことができず、室内にいる人に不快な思いをさせる可能性がある。
【０００６】
また、除霜作業は、通常、１日に約４〜６回行われるが、冷却動作、空調動作に寄与しない。しかも、除霜作業のためにヒータ等に供給される電力のうち、実際に除霜に用いられる電力は約１割〜約２割であり、除霜作業における電力の消費効率はよくなかった。また、除霜作業により庫内又は室内に放出される熱エネルギは、例えば冷却、冷房においては逆に作用する（温度を上げる）ことになる。そのために上がった温度をまた下げなければならず、このために電力を消費することは省エネルギの点から考えても不利である。
【０００７】
そこで、本発明は上記のような問題を解決し、除霜作業を行わなくてすむようにするための冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させるための絞り装置と、減圧した冷媒と空気とを熱交換して冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、空気中の水分を吸着及び脱着する吸着材を有し、環状に形成されるとともに、少なくとも２本の支柱で環状内部から支えられ、蒸発器において冷媒との熱交換を行うための空気が吸入される吸入口を一部が覆う水分吸着手段と、水分吸着手段を循環させる循環機構と、空気を加熱して相対湿度を低くし、加熱した空気を水分吸着手段の他の一部に通過させる加熱手段とを有する吸着機をさらに備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蒸発器において冷媒との熱交換を行う空気に含まれる水分を吸着する吸着シート等の水分吸着手段を有する吸着機を備えるようにしたので、水分を含まない空気を蒸発器に送り込むことができ、蒸発器の管表面に霜が堆積しない。そのため、除霜作業を行う必要がなく、冷却等の運転を停止する必要がない。また、除霜作業のために、何回も蒸発器等を暖めることなく、このため、対象空間内全体の空気の温度が上がってしまわないので、例えば、冷凍庫のような場合には、冷凍庫内に収容された商品等の損傷を防ぐことができる。また、除霜作業に必要な電力を低減することができ、除霜作業により上昇した空気の温度を下げるために電力を消費する必要もないため、省エネルギ化を図ることができる。さらに吸着機は、脱着箇所において水分吸着手段の水分を脱着させ、再生できるようにしたので、人が水分吸着手段の取り替え等を行わなくても、水分の吸着を行い続けることができる。特に、本発明の吸着機では、吸入口と脱着箇所とにおける水分吸着手段の面積比率を必ずしも１／２等にすることなく比率を調整することができるため、省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る冷却装置１を斜め下方から見た外観斜視図である。本実施の形態における、例えばユニットクーラ等の冷却装置１は、後述するように、冷凍サイクル装置における蒸発器（熱交換器）１００を有し、例えば冷凍庫又は冷蔵庫内に設けられ、庫内の空気の温度（気温）を下げ、庫内に収容された商品等を冷凍又は冷却する。冷却装置１は本体ケース１０の上部に設けられた複数の吊り下げ具１１により、冷凍庫の天井部分に設置される。以下、冷却装置１の冷凍庫の天井部分に対向する面を上面とする。
【００１１】
図２は冷却装置１内部に設けられた機器（手段）の構成の概略を表す図である。図２（ａ）は、冷却装置１内部を上面から見たときの構成の概略を表し、図２（ｂ）は、冷却装置１内部を図２（ａ）におけるＡ−Ａ’断面から見たときの構成の概略を表す。本実施の形態の冷却装置１は、冷媒を蒸発させる蒸発器１００、蒸発器１００に空気を送り込む送風機１１０及び蒸着器１００に送り込まれる空気の水分を除去する吸着機１２０（吸着シート１２１は除くものとする）を、直方体の本体ケース１０に収容している。以下、蒸発器１００に対して送風機１１０が設けられている側（空気が流れる方向としては下流側になる）を前面（正面）とし、吸着機１２０が設けられている側（空気が流れる方向としては上流側になる）を後面（背面）とする。
【００１２】
本体ケース１０のフレーム（図示せず）に、本体ケース１０の前面壁となるファンカバー１２、左右側面壁を構成する横カバー１３、上面壁、底面壁を構成する上カバー１４、下カバー１５が取り付けられ、箱状に形成されている。下カバー１５の一部は開口しており、後述するように、吸着シート１２１により吸着した水分を排出するための管を接続するための水抜き孔１７が設けられる。本体ケース１０の後面は、送風機１１０が有する送風羽根（ファン）の回転によりケース内に空気を吸入させるため、カバーが設けられていないが、後述するように吸着シート１２１が後面を覆っている（以下、この部分を吸入口という）。また、ファンカバー１２には、ファンの回転によって空気を吹き出させるために開口された吹出口１２Ａが形成されている。さらに、吹出口１２Ａの前方には金属等の線材からなるファンガード１６が取り付けられ、ファン（送風機１１０）を保護している。
【００１３】
例えば、プロペラ形のファンを有する送風機１１０は、例えば背面側を蒸発器１００に向けた状態で設置されている。モータがファンを回転させることで、冷却装置１の後面側（吸入口）から空気が吸入され、前面側（吹出口）から吹き出す（排出する）ように空気の流れ（風路）が形成される。
【００１４】
図３は本実施の形態における冷凍サイクル装置の基本構成を表す図である。ここでは冷凍装置（冷凍システム）について説明する。冷却装置１に設けられた蒸発器（熱交換器）１００は冷凍サイクル装置を構成する手段の１つである。冷凍サイクル装置は、基本的に、蒸発器（熱交換器）１００、圧縮機２００、凝縮器（熱交換器）３００及び膨張弁となる絞り装置４００が配管接続され、冷媒を循環させる冷媒回路（主冷媒回路）を形成する。圧縮機２００及び凝縮器３００は、例えば冷凍庫外のコンデンシングユニット２に収容され、絞り装置４００は、図２では図示していないが、一般的には、蒸発器１００と共に冷却装置１に設けられている。冷媒配管のうち、気体の冷媒（ガス冷媒）が流れる配管をガス配管８００とし、液体の冷媒（液冷媒。気液二相冷媒の場合もある）が流れる配管を液配管９００とする。また、循環する冷媒については特に限定するものではないが、例えば、ＨＦＣ系冷媒である、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、また、ＣＯ2 、アンモニア等を用いることができる。そして、冷媒の気化、液化等を利用して、冷凍、冷却等を行っている。
【００１５】
さらに、本実施の形態では、凝縮器３００から流れ出た液体（高温高圧）の冷媒（液冷媒）とバイパス絞り装置５１０により流量調整された低温低圧の冷媒との間で熱交換を行って、冷却装置１に供給する冷媒を過冷却する冷媒間熱交換器５００を有している。また、バイパス絞り装置５１０を介して流れる液体は、バイパス配管５２０を介してアキュムレータ２１０に戻される。アキュムレータ２１０は例えば液体の余剰冷媒を溜めておく装置である。ユニット送風機３１０は、凝縮器３００に空気を送り込み、また、熱交換した空気をコンデンシングユニット２外部に排出する。
【００１６】
また、コンデンシングユニット２、冷却装置１には、例えばマイクロコンピュータ等からなるユニット制御装置６００、冷却制御装置７００が設けられ、それぞれコンデンシングユニット２、冷却装置１の各装置（手段）の動作等の制御を行う。場合によっては、ユニット制御装置６００と冷却制御装置７００との間で通信を行い、連携して冷凍装置の制御を行うこともできる。
【００１７】
図３の冷凍装置の冷凍動作について説明する。圧縮機２００により加圧されて吐出した高温、高圧ガス（気体）の冷媒は、熱源側熱交換器３００内を通過することで凝縮し、液冷媒となってコンデンシングユニット２を流出する。その際、冷媒は冷媒間熱交換器５００により過冷却される。液配管９００を通って冷却装置１に流入した冷媒は、絞り装置４００の開度調整により圧力調整された気液２相冷媒が蒸発器１００内を通過して蒸発して流出する。そして、ガス配管８００を通ってコンデンシングユニット２に流入し、アキュムレータ２１０を介して圧縮機２００に吸入され、前述したように加圧され吐出することで循環する。
【００１８】
図４は吸着シート１２１を循環させる循環機構の一部を表す図である。次に図２及び図４に基づいて吸着機１２０について説明する。本実施の形態においては、吸着機１２０は吸着シート１２１、脱着用ヒータ１２２、脱着用送風機１２３、吸着シート回転用モータ１２４、モータ固定板１２４Ａ、ベルト１２５、支柱（ローラ）１２６及び１２７、支柱固定板１２６Ａ及び１２７Ａで構成されているものとする。
【００１９】
水分吸着手段となる環状の吸着シート１２１は、本体ケース１０内に吸入される空気の水分を吸着するものである。環状の内側から２本の支柱（ローラ）１２６及び１２７により支えられ、吸入口を覆うように張られている。吸着シート１２１は、例えば３次元網目構造（ポーラス構造）を有するシートに粒子の吸着材を添着して（漉き込んで）形成される。吸着シート１２１は、空気中の水分を吸着できる必要があるが、その他にも、例えば、空気吸入の妨げにならないように通風抵抗が低いことが必要である。また、吸着シート回転用モータ１２４により吸着シート１２１自体が動くため、柔軟性が必要で、また、振動により吸着材等が粉落ちしないようにする必要がある。例えば、ポリエステル等の不織布、ＳＵＳ、アルミニウムの発泡金属等をシート材料とすることができる。吸着シート１２１に添着する吸着材については後述する。
【００２０】
吸着シート１２１（吸着材）が水分を吸着できる量には限界があるため、例えば、人が取り替えることなく吸着シート１２１が水分を吸着し続けるようにするには、吸着した水分を脱着させ、再度吸着できるようにする（再生する）必要がある。そこで、本実施の形態では、環状（ループ状）の吸着シート１２１を循環させて、吸入口での吸着と吸入口以外の箇所での脱着を繰り返せるようにする。そのための機構として、吸着シート回転用モータ１２４及びベルト１２５を設け、支柱１２６を回転させて吸着シート１２１を循環させる。
【００２１】
吸着シート回転用モータ１２４が、例えば所定の速度で回転すると、ベルト１２５はその回転を支柱１２６に伝達する。これにより、支柱１２６が回転し、吸着シート１２１が循環する（吸着シート１２１が循環することで支柱１２７も回転する）。ここで、吸着シート回転用モータ１２４は吸入口から吹出口に至る風路を邪魔しない位置に設けるようにする。図２においては、冷却装置１の前面から見て本体ケース１０の右側面側にモータ固定板１２４Ａで固定している。
【００２２】
また、後述するように吸着シート１２１に吸着された水分を脱着させるには、脱着させる箇所の温度を高める必要があるために脱着用ヒータ（加熱手段）１２２を設ける。脱着用ヒータ１２２は吸入口以外の箇所に設ける。本実施の形態では吸着した水分が本体ケース１０内において脱着するようにする。そのため、図２では脱着用ヒータ１２２についても、冷却装置１の前面から見て本体ケース１０の右側面側に設けている。脱着用送風機１２３は、脱着用ヒータ１２２により、吸着シート１２１から脱着した水分を吸引し、冷却装置１外に排出する。これにより冷凍庫内の除湿を行うこともできる。
【００２３】
図５は吸着材による水分吸着特性の例を表す図である。ここでは、上述した吸着シート１２１に添着された吸着材について説明する。まず、吸着について説明する。図５（ａ）では吸着材として、約１．５〜約３．５ｎｍ（ナノメートル）の孔径を有するシリカ系多孔質材料（ポーラスシリカ）における吸着等温線を示している。横軸は冷却等を行う対象の空間における空気の相対湿度（％）、縦軸は平衡吸着量（ｋｇ／ｋｇ）を表す。
【００２４】
メソポーラス材料とは、均一で規則的な配列のメソ孔（直径約２〜約５０ｎｍ）と呼ばれる孔径の細孔を有する多孔質材料である。特にメソポーラスシリカは、細孔が二酸化シリコン（二酸化珪素：ＳｉＯ2 ）のケイ素系（特にシリカ系）の材料で形成されたものである。メソポーラスシリカは、例えば、厚みが約１ｎｍの隔壁で仕切られた約１．５〜約３．５ｎｍ（ナノメートル）の穴径のシリンダー状の細孔が規則的なヘキサゴナル配列構造を有している。
【００２５】
メソ孔、メソ孔より小さいナノ孔、ミクロ孔等のような孔径では、図５（ｂ）に示すように、その孔径に応じた相対湿度において毛管凝縮（細孔内の蒸気（水分）が液化する現象）が起こる。特にメソポーラスシリカは、相対湿度に応じた孔径を、バラツキなく、規則的に形成できるため、その相対湿度近辺の所定の狭い範囲を境に平衡吸着量が急に増大する。図５の吸着材においては、空気の相対湿度が所定の範囲である、約３０％〜約４０％の狭い範囲で、平衡吸着量が例えば約０．１ｋｇ／ｋｇから約０．４〜０．５ｋｇ／ｋｇまで増大している。ここで、孔径を大きくすると吸着等温線が右にシフトして、高い相対湿度において平衡吸着量が急に増大するようになる。逆に孔径を小さくすると吸着等温線が左にシフトして、低い相対湿度において平衡吸着量が急に増大するようになる。そこで、水分吸着特性の面からの吸着シート１２１（吸着材）の選択においては、冷凍庫内の空気の相対湿度に応じて選択できるようにすることが望ましい。この選択においては、例えば、相対湿度に影響を及ぼす、冷凍庫内に収容する収容物、冷凍庫開閉の頻度等を考慮してもよい。また、例えば吸着材としてシリカ系の材料でなくとも、ゼオライト等、他の吸着材を材料としてもよい。ただ、メソポーラスシリカ等、ケイ素系の材料を用いて均一な孔径を形成すると、目的とする相対湿度の空気中の水分を効率よく吸着することができる。
【００２６】
図６は相対湿度と絶対湿度との関係を表す図である。次に脱着について説明する。例えば、図５のように相対湿度が約３０％以上で平衡吸着量が増大する吸着材の場合、逆に相対湿度が約３０％より小さくなると、吸着が維持できないということになる。実際には孔内に形成されるメニスカス等の関係でヒステリシス現象が起こるため、吸着した水分を脱着する相対湿度は異なるが、ここでは３０％として説明する。例えば、絶対湿度では、−４０℃において相対湿度が１００％の空気１ｋｇに含まれる水分量は０．１０ｇであり、相対湿度が３０％の場合は０．０５ｇである。−４０℃で相対湿度が１００％の空気を相対湿度が３０％の空気にするためには、図６から、空気の温度が−２７℃であればよいことになる（脱着速度等も考慮すると実際にはもう少し高い温度となる）。
【００２７】
そこで、脱着用ヒータ１２２により、本体ケース１０内の脱着を行う箇所における空気の温度を上げて相対湿度を下げるようにする。このときのヒータにより発生させる熱量は、霜を溶かすために必要な熱量に比べるとはるかに小さくてすむし、脱着を行う箇所の空気の温度を上げるだけでよく、庫内全体の空気の温度への影響はほとんどないため、電力消費が少なくてすむ。そして、吸湿シート１２１が脱着した水分を脱着用送風機１２３で吸引し、庫外に排出する。ここで、吸着材の孔径を小さくすると相対湿度が低くても水分を吸着することができるが、脱着させるための空気の温度を高くする必要がある。例えば、温度を高めることで熱が伝達して庫内の温度を高める場合もあるし、また、特殊な加熱装置が必要となる場合もあるため、吸着シート１２１（吸着材）を選択する際には、吸着だけでなく脱着を容易に行えるかどうか等に関しても考慮する。
【００２８】
以上のように、例えば冷凍庫内の空気の冷却、収容物の冷凍等を行う冷凍サイクルシステムの蒸発器１００を有する冷却装置１において、蒸発器１００の管内を通過する冷媒との熱交換を行う空気の吸入口に吸着機１２０の吸着シート１２１を設けて空気に含まれる水分を吸着させ、水分を含まない空気を蒸発器１００に送り込むようにしたので、管表面に霜が堆積しない。そのため、除霜作業を行う必要がなく、冷却運転を停止する必要がない（場合によって、除霜作業を完全になくすことができなかった場合でも、除霜作業の回数を減らすことはできる）。また、何回も蒸発器１００の管を暖めることなく、このため、冷凍庫内全体の空気の温度が上がってしまわないので、特に冷凍庫内に収容された商品等の損傷を防ぐことができる。また、除霜作業を行わなくてもよくなることで、除霜作業に必要な電力を低減することができ、除霜作業により上昇した空気の温度を下げるために電力を消費する必要もないため、省エネルギ化を図ることができる。
【００２９】
そして、吸着機１２０においては、吸着シート回転用モータ１２４を回転させることで、吸着材を添着した吸着シート１２１を循環させ、吸入口で空気の水分を吸着し、また、脱着用ヒータ１２２により部分的に相対湿度が下がった本体ケース１０内において、水分の脱着を行って再生できるようにしたので、人がシートの取り替え等を行わなくても、吸着シート１２１による水分の吸着を行い続けることができる。特に本実施の形態の吸着機１２０では、デシカントロータのように円形状に吸着シート１２１が設けられていないため、直方体の本体ケース１０の後面において長方形状に開口された吸入口に合わせた形状の長方形の吸着シート１２１を設けることができる。また、デシカントロータでは、構成上、吸着部分と脱着（再生）部分とを半円（１／２）ずつに分ける必要があるが、吸着機１２０では、その比率を調整することができるため、省スペース化を図り得る。また、従来のデシカントロータをそのまま適用した場合に比べると圧損が小さく、空気の吸入を妨げないため、効率のよい冷凍運転を行うことができる。
【００３０】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２に係る冷却装置１Ａ及び吸着機１２０Ａ内部に設けられた機器（手段）の構成の概略を表す図である。図７（ａ）は、冷却装置内部を上面から見たときの構成の概略を表し、図７（ｂ）は、冷却装置内部を図７（ａ）におけるＡ−Ａ’断面から見たときの構成の概略を表す。本実施の形態は、既存の冷却装置１Ａと吸着機１２０Ａをそれぞれ独立した装置で構成した場合について説明する。
【００３１】
図７において、図１及び図２と同じ番号を付しているものは、同様の動作を行うものであるため、説明を省略する。複数の吊り下げ具１２８は、冷却装置１Ａとともに吸着機１２０Ａを冷凍庫の天井部分に設置するために設けられているものである。冷却装置１Ａにおける冷凍運転及び吸着機１２０Ａにおける動作は、実施の形態１で説明したことと同様の動作となるため、説明を省略する。このように、吸着機１２０Ａを冷却装置１Ａと独立した別の装置として設けるようにしたので、既存の冷却装置１Ａにも付することができる。
【００３２】
実施の形態３．
上述の実施の形態１及び２では、脱着用ヒータ１２２を独立して設け、相対湿度を下げるようにした。ここで、例えば、支柱１２６を空気の相対湿度を下げるための加熱手段として用いるようにしてもよい。これにより脱着用ヒータ１２２を設けることなく、省スペース化を図ることができる。
【００３３】
実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４に係る冷却装置内部に設けられた機器（手段）の構成の概略を表す図である。図８（ａ）は、冷却装置内部を上面から見たときの構成の概略を表し、図８（ｂ）は、冷却装置内部を図８（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面から見たときの構成の概略を表す。
【００３４】
図８において、図１及び図２と同じ番号を付しているものは、同様の動作を行うものであるため、説明を省略する。吸着機１２０Ｂにおいて、吸着シート１２１Ａ及び１２１Ｂ、脱着用ヒータ１２２Ａ及び１２２Ｂ並びに脱着用送風機１２３Ａ及び１２３Ｂは、機能については、それぞれ上述した吸着シート１２１、脱着用ヒータ１２２及び脱着用送風機１２３と同じ機能を果たす。
【００３５】
枠体によってそれぞれ支えられた吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂは、吸入口の左右に設けられている。図８では吸着シート１２１Ａが右側、吸着シート１２１Ｂが左側に設けられ、仕切り板１２９により仕切られている。切替シャッタ１２８Ａ及び１２８Ｂは、それぞれ、制御装置（例えば、図３に示した冷凍制御装置７００）からの指示に基づいて、交互にシャッタの開閉を行う。これにより、吸着シート１２１Ａを介して空気を吸入させ、吸着シート１２１Ａが水分を吸着するか又は吸着シート１２１Ｂを介して空気を吸入させ、吸着シート１２１Ｂが水分を吸着するかを選択し、その切り替えを行うための選択手段となる。一方の吸着シート１２１において空気が吸入されているとき、他方の吸着シート１２１は次に選択されたときに備えて水分を脱着させておくようにする。
【００３６】
例えば図８において、シャッタが閉じている側の切替シャッタ１２８Ｂの上流側に設けられている吸着シート１２１Ｂを介して空気が吸入されない。そこで、シャッタが閉じている側では、脱着用ヒータ１２２Ｂを加熱して吸着シート１２１Ｂに吸着された水分の脱着を行うようにする。脱着した水分は、脱着用ヒータ１２２が吸引し庫外に排出する。
【００３７】
一方、シャッタが開いている側の切替シャッタ１２８Ａから空気が吸入され、このとき吸着シート１２１Ａによる水分の吸着が行われる。これが交互に行われることで、吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂでは水分の吸脱着を繰り返すことができる。
【００３８】
以上のように、実施の形態４によれば、吸入口を２分割し、一方に吸着シート１２１Ａを配し、他方に吸着シート１２１Ｂを配し、切替シャッタ１２８Ａ、１２８Ｂにより、吸着シート１２１Ａからの空気の吸入又は吸着シート１２１Ｂからの空気の吸入を切り替えることができるようにしたので、一方の吸着シート１２１に空気の吸入による水分吸着を行わせ、他方には、吸着した水分の脱着を行わせて、これを交互に繰り返すようにしたので、実施の形態１と同様に、除霜作業を必要とせず、また、人が吸着シート１２１の取り替えを行うことなく、冷凍庫内の空気に含まれる水分を吸着させ、蒸発器１００の除霜作業をなくすことができる。また、吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂ自体が動かず、機械的振動が加わらないため、吸着シート材料の条件を緩和することができ、シート材料の選択幅を拡げることができる。
【００３９】
実施の形態５．
図９は本発明の実施の形態５に係る冷却装置内部に設けられた機器（手段）の構成の概略を表す図である。図９（ａ）は、冷却装置内部を上面から見たときの構成の概略を表し、図９（ｂ）は、冷却装置内部を図９（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面から見たときの構成の概略を表す。
【００４０】
枠体によってそれぞれ支えられた吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂは、それぞれレール１３０Ａ、１３０Ｂに設けられる。吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂは枠体と共にレール１３０Ａ、１３０Ｂ上を移動可能である。そして、例えば、シート移動手段１３１Ａ、１３１Ｂが吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂの枠体に力を加えることで移動させる。シートを移動させるために加える力は、静電力、磁力等、特に限定するものではない。シート移動手段１３１Ａ、１３１Ｂは、吸着シート１２１Ａを介して空気を吸入させ、吸着シート１２１Ａが水分を吸着するか又は吸着シート１２１Ｂを介して空気を吸入させ、吸着シート１２１Ｂが水分を吸着するかを選択し、その切り替えを行うための選択手段となる。一方の吸着シート１２１において空気が吸入されているとき、他方の吸着シート１２１は次に選択されたときに備えて水分を脱着させておくようにする。
【００４１】
例えば制御装置（例えば、図３に示した冷凍制御装置７００）の指示により、シート移動手段１３１Ｂは、空気の水分を吸着させる吸着シート１２１（図９では吸着シート１２１Ｂ）を吸入口に移動させる。一方、吸着した水分を脱着させる等の場合には、シート移動手段１３１Ａは、吸着シート１２１（図９では吸着シート１２１Ａ）を吸入口以外の脱着箇所に移動させ、脱着させる。
【００４２】
以上のように、実施の形態５によれば、実施の形態４の冷却装置と同様に、シート移動手段１３１Ａ、１３１Ｂにより、吸着シート１２１Ａ、１２１Ｂがそれぞれレール１３０Ａ、１３０Ｂを移動できるようにし、切替を行えるようにしたので、除霜作業を必要とせず、また、人が吸着シート１２１の取り替えを行うことなく、冷凍庫内の空気に含まれる水分を吸着させ、蒸発器１００の除霜作業をなくすことができる。また、例えば、後述するように、凝縮器として用いる場合等、空気中の水分を吸着させる必要がない場合には、２つの吸着シートを脱着箇所に移動させ、吸入口を開放することもできる。この場合には、吸着シート１２１による圧損をなくすことができる。
【００４３】
実施の形態６．
上述の実施の形態４、５では、吸着シート１２１等をそれぞれ２つずつ設け、切り替え制御を行うことにより、一方の吸着シート１２１には水分を吸着させ、他方の吸着シート１２１は水分を脱着させるようにしたが、シート等を設ける数については特に限定するものではない。例えば、３つ以上の吸着シート１２１等を設けて、制御しながら、蒸発器１００において熱交換を行う空気の吸入を行わせるようにしてもよい。例えば、３つ以上の吸着シートのうち、１の吸着シートについては水分を脱着させるようにし、残りの吸着シートについては水分を吸着させる（空気の吸入を行わせる）ようにすることで、有効に用いることができる吸入口の面積を拡げることができる。また、吸着シート１２１の吸脱着を継続して行うことができる機構の吸着機であれば、上述の実施の形態で説明したものに特に限定するものではない。
【００４４】
実施の形態７．
図１０は実施の形態７に係る空気調和装置の構成を表す図である。上述の実施の形態１では、図３の説明において、冷凍装置に適用する冷凍サイクル装置について説明したが、例えば、空気調和装置（空気調和システム）等、他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。
【００４５】
図１０において図３と同じ番号を付しているものは、同様の動作を行うので、説明を省略する。本実施の形態の空気調和装置において、熱源側ユニット２Ａは、一般的には、空調対象空間外（室外）に設けられる。熱源側ユニット２Ａは、図３のコンデンシングユニット２と異なり、四方弁２２０を有している。四方弁２２０は、ユニット制御装置６００からの指示に基づいて冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り替える。
【００４６】
熱源側熱交換器３００Ａは、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う点で、図３の凝縮器３００と同じである。ただ、冷房運転時には凝縮器として機能するが、暖房運転時においては蒸発器として機能する点で異なる。熱源側熱交換器３００Ａが蒸発器として機能する際に、空気に含まれる水分を除去するため、本実施の形態では、熱源側ユニット２Ａにも、吸着機１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ）と同様の吸着機３２０を設けるようにする。また、負荷側ユニット１Ｂは、基本的には冷却装置１、１Ａと同じである。ただ、負荷側ユニット１Ｂが有する負荷側熱交換器１００Ａは、蒸発器１００とは異なり、冷房運転時には蒸発器として機能するが、暖房運転時においては凝縮器として機能する。
【００４７】
次に本実施の形態の空気調和装置の動作について説明する。まず、冷房運転時の冷媒回路における基本的な冷媒循環について説明する。圧縮機２００により加圧されて吐出した高温、高圧ガス（気体）の冷媒は、四方弁２２０から熱源側熱交換器３００Ａ内を通過することで凝縮し、液冷媒となって熱源側ユニット２Ａを流出する。その際、冷媒は冷媒間熱交換器５００により過冷却される。液配管９００を通って負荷側ユニット１Ｂに流入した冷媒は、負荷側ユニット１Ｂにおいては、絞り装置４００の開度調整により圧力調整された気液２相冷媒が負荷側熱交換器１００Ａ内を通過して蒸発して流出する。そして、ガス配管８００を通って熱源側ユニット２Ａに流入し、四方弁２２０、アキュムレータ２１０を介して圧縮機２００に吸入され、前述したように加圧され吐出することで循環する。
【００４８】
次に暖房運転時の冷媒回路における基本的な冷媒循環について説明する。圧縮機２００により加圧されて吐出した高温、高圧のガス冷媒は、四方弁２２０からガス配管８００を通って、負荷側ユニット１Ｂに流入する。そして、負荷側ユニット１Ｂにおいては、絞り装置４００の開度調整により圧力調整され、負荷側熱交換器１００Ａ内を通過することにより凝縮し、中間圧力の液体又は気液二相状態の冷媒となって負荷側ユニット１Ｂを流出する。液配管９００を通って熱源側ユニット２Ａに流入した冷媒は熱源側熱交換器３００Ａ内を通過することで蒸発し、ガス冷媒となって四方弁２２０、アキュムレータ２１０を介して圧縮機２００に吸入され、前述したように加圧され吐出することで循環する。
【００４９】
以上のような冷房、暖房運転時において、冷房運転時に蒸発器として機能する負荷側熱交換器１００Ａにおいて熱交換を行う空気中の水分を吸着させるために、吸着機１２０を動作させる。また、暖房運転時には、熱源側熱交換器３００Ａが蒸発器として機能するため、吸着機３２０を動作させる。
【００５０】
以上のように実施の形態７では、空気調和装置において、負荷側ユニット１Ｂに吸着機１２０、熱源側ユニット２Ａには吸着機３２０をそれぞれ設けるようにし、蒸発器として機能する側のユニットにおいて動作させて、水分を吸着した後の空気を熱交換器（熱源側熱交換器３００Ａ、負荷側熱交換器１００Ａ）に送り込むようにしたので、冷房運転及び暖房運転でも除霜作業を行わなくてもよい。そのため、特に室内側において、除霜作業のために冷房又は暖房運転が停止したり、また、冷房運転時に温風が吹き出される、暖房運転時に冷風が吹き出されたりすることもなく、室内にいる人間に不快感を感じさせることがない。また、暖房運転時において、熱源側熱交換器３００Ａの着霜を防ぐことができるので、暖房能力が低下することもなくなる。
【００５１】
実施の形態８．
上述の実施の形態の冷却装置１では、基本的に蒸発器１００に霜が付着しないような構造としており、特に除霜作業を行う必要がない。そのため、蒸発器１００を加熱するためのヒータ、ドレンパン等を設けていないが、これらを設けることを妨げない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上述した実施の形態では、空気調和装置、冷凍装置の冷凍サイクル装置への適用について説明したが、本発明は、例えばヒートポンプ装置等、冷媒回路を構成する他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１に係る冷却装置１を斜め下方から見た外観斜視図である。
【図２】冷却装置１内部に設けられた機器（手段）の構成の概略を表す図である。
【図３】本実施の形態における冷凍サイクル装置の基本構成を表す図である。
【図４】吸着シート１２１を循環させる循環機構の一部を表す図である。
【図５】吸着材による水分吸着特性の例を表す図である。
【図６】相対湿度と絶対湿度との関係を表す図である。
【図７】実施の形態２に係る内部に設けられた機器の構成の概略を表す図である。
【図８】実施の形態４に係る内部に設けられた機器の構成の概略を表す図である。
【図９】実施の形態５に係る内部に設けられた機器の構成の概略を表す図である。
【図１０】実施の形態７における空気調和装置の基本構成を表す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ａ  冷却装置、１Ｂ  負荷側ユニット、２  コンデンシングユニット、２Ａ  熱源側ユニット、１０  本体ケース、１１，１２８  吊り下げ具、１２  ファンカバー、１２Ａ  吹出口、１３  横カバー、１４  上カバー、１５  下カバー、１６  ファンガード、１７  水抜き孔、１００  蒸発器、１００Ａ  負荷側熱交換器、１１０  送風機、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，３２０  吸着機、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ  吸着シート、１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ  脱着用ヒータ、１２３，１２３Ａ，１２３Ｂ  脱着用送風機、１２４  吸着シート回転用モータ、１２４Ａ  モータ固定板、１２５  ベルト、１２６，１２７  支柱、１２６Ａ，１２７Ａ  支柱固定板、１２８Ａ，１２８Ｂ  切替シャッタ、１２９  仕切り板、１３０Ａ，１３０Ｂ  レール、１３１Ａ，１３１Ｂ  シート移動手段、２００  圧縮機、２１０  アキュムレータ、２２０  四方弁、３００  凝縮器、３００Ａ  熱源側熱交換器、３１０  ユニット送風機、４００  絞り装置、５００  冷媒間熱交換器、５１０  バイパス絞り装置、５２０  バイパス配管、６００  ユニット制御装置、７００  冷却制御装置、８００  ガス配管、９００  液配管。
【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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