(57)【要約】【課題】吸着器の製造原価低減を図る。【解決手段】液滴捕集プレート１４０により液相冷媒の液面と吸着剤との間に迷路構造状の冷媒通路１４４を構成する。これにより、気泡が液面にて破裂する際に吹き飛ばされた液滴は、迷路構造を構成する壁面１４３に衝突して下方側に反射するのに対して、気相冷媒は下側から上方側に流れる蒸気流に乗って第２熱交換器１３０側に移動し、吸着材に吸着される。したがって、高価な撥水処理を施すことなく、吸着剤の表面に液滴が付着してしまうことを防止できるので、吸着器、すなわち吸着式冷凍機の製造原価を低減することができる。【選択図】　　　　図４
2004108633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用して冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機に適用される吸着器であって、
前記冷媒及び前記吸着剤が封入されたケーシング（１１０）と、
前記ケーシング（１１０）内のうち前記吸着剤と前記冷媒の液面との間に配置され、前記液面と前記吸着剤との間に迷路構造状の冷媒通路（１４４）を構成する液滴通過阻止手段（１４０）とを有することを特徴とする吸着式冷凍機用吸着器。
【請求項２】
前記液滴通過阻止手段（１４０）により構成された前記冷媒通路（１４４）は、鉛直方向に対して交差する壁面（１４３）、及び略水平方向に開口した開口部（１４２）有することを特徴とする請求項１に記載の吸着式冷凍機用吸着器。
【請求項３】
鎧窓状のルーバ部（１４１）により迷路構造状の前記冷媒通路（１４４）が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着式冷凍機用吸着器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着式冷凍機に適用される吸着器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸着式冷凍機は、吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用して冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮するものである。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２６２２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸着器内は、液冷媒の蒸発を促すとともに、所定の低温度を作り出すために低い圧力に保持されている。このため、吸着器内の液相冷媒は、液面からの蒸発のみならず、液相冷媒内部でも液相冷媒が活発に蒸発し、沸騰状態になってしまう。
【０００５】
このため、液相冷媒内部で発生した気泡が液面にて破裂する際に、液滴を吹き飛ばしてしまい、吸着剤に液滴が付着してしまうおそれがある。そして、吸着剤の表面に液滴が付着してしまうと、蒸発した気相冷媒（蒸気冷媒）を吸着することができなくなるため、気相冷媒の吸着能力が低下して吸着器内の圧力が上昇してしまい、冷媒の蒸発量が低下して発生する冷凍能力が低下してしまう。
【０００６】
この問題に対して、上記公報に記載の発明では、撥水処理が施された網状の液滴通過阻止部材を液面の上方側に配置して吸着剤の表面に液滴が付着してしまうことを防止している。
【０００７】
しかし、この手段では、液滴通過阻止部材に高価な撥水処理を施しているので、吸着器の製造原価低減を図ることが難しい。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な吸着式冷凍機用吸着器を提供し、第２には、吸着器の製造原価低減を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用して冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機に適用される吸着器であって、冷媒及び吸着剤が封入されたケーシング（１１０）と、ケーシング（１１０）内のうち吸着剤と冷媒の液面との間に配置され、液面と吸着剤との間に迷路構造状の冷媒通路（１４４）を構成する液滴通過阻止手段（１４０）とを有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、気泡が液面にて破裂する際に吹き飛ばされた液滴は、迷路構造を構成する壁面に衝突して下方側に反射するのに対して、気相冷媒は下側から上方側に流れる蒸気流に乗って吸着材に吸着される。
【００１１】
したがって、高価な撥水処理を施すことなく、吸着剤の表面に液滴が付着してしまうことを防止できるので、吸着器、すなわち吸着式冷凍機の製造原価を低減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、液滴通過阻止手段（１４０）により構成された冷媒通路（１４４）は、鉛直方向に対して交差する壁面（１４３）、及び略水平方向に開口した開口部（１４２）有することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、鎧窓状のルーバ部（１４１）により迷路構造状の冷媒通路（１４４）が構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
因みに、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一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る吸着式冷凍機用吸着器を吸着式空調装置に適用したものであって、図１（ａ）は吸着式冷凍機の模式図であり、図１（ｂ）は吸着式空調装置の模式図である。なお、図１（ａ）に示された吸着器１００は模式的なものであり、実際の吸着器１００は図２示すような構造である。
【００１６】
先ず、図１に基づいて吸着式冷凍機及び吸着式空調装置について述べる。
【００１７】
吸着器１００は少なくとも２個設けられており、以下、紙面上側の吸着器１００を第１吸着器１００と表記し、紙面下側の吸着器１００を第２吸着器１００と表記し、第１、２吸着器を総称するときは、単に吸着器１００と表記する。なお、吸着器１００の詳細は、後述する。
【００１８】
室外熱交換器２００は吸着器１００内を循環した熱媒体（本実施形態では、水にエチレングリコール系の不凍液をした流体でエンジン冷却水と同一なもの）と室外空気とを熱交換する熱交換器であり、室内熱交換器３００は吸着器１００にて発生した冷凍能力により冷却された熱媒体と室内に吹き出す空気（以下、この空気を空調風と呼ぶ。）とを熱交換し、空調風を冷却する熱交換器である。
【００１９】
因みに、室内熱交換器３００は、図１（ｂ）に示すように、空調風の通路を形成する空調ケーシング３１０内に配設されており、この空調ケーシング３１０の空気流れ上流側には、例えば遠心式送風機３２０が配設されている。
【００２０】
なお、本実施形態では、液冷式内燃機関の冷却水（熱媒体と同じ流体）を吸着器１００（後述する第２熱交換器１３０）内に循環させることにより吸着剤の再生を行っており、切替弁４１０〜４４０は熱媒体の循環経路を切り換える四方弁である。
【００２１】
次に、吸着器１００について述べる。
【００２２】
吸着器１００は、図２に示すように、内部が略真空に保たれた状態で冷媒（本実施形態では、水）が封入されたステンレス（本実施形態では、ＳＵＳ３０４）製のケーシング１１０、熱交換媒体とケーシング１１０内の冷媒（本実施形態では、水）との間で熱交換を行う蒸発／凝縮コアをなす第１熱交換器１２０、吸着剤（本実施形態ではシリカゲル）を冷却又は加熱する吸着コアをなす第２熱交換器１３０、及び第２熱交換器１３０、つまり吸着剤に冷媒の液滴が付着することを防止する液滴通過阻止手段をなす液滴捕集プレート１４０等から構成されている。
【００２３】
ここで、両熱交換器１２０、１３０は、アルミニウム（本実施形態では、例えばＡ３０００系のアルミニウム材にろう材が被覆されたもの）製のチューブ及びアルミニウム（本実施形態では、例えばＡ１０００系又は３０００系）製のフィンからなるもので、第２熱交換器１３０のチューブ及びフィンの表面には、吸着剤が接着剤（本実施形態では、エポキシ樹脂）によって接着固定されている。
【００２４】
そして、両熱交換器１２０、１３０は、互いのコア面が対向するようにケーシング１１０内に収納されている。
【００２５】
因みに、チューブは、熱媒体が流通する扁平状の管であり、フィンは外表面積を増大させて熱交換効率を増大させるべく波状に形成されたもので、これらはろう付けにて一体化されている。また、コア面とは、チューブの長手方向と直交する仮想の面であり、吸着器１００、コア面が略水平となるように設置される。
【００２６】
また、ケーシング１１０は、箱状の第１、２ケーシング部材を溶接することにより形成されたもので、その外表面は、ケーシング１１０の機械的強度（耐圧強度）を高めるために波状に成形されている。
【００２７】
また、液滴捕集プレート１４０のうち、吸着剤、つまり第２熱交換器１３０のコア面と冷媒の液面との間に位置する部位は、図３（ｄ）に示すように、略水平方向に開口した開口部１４２、及び鉛直方向に対して交差する壁面１４３を形成する鎧窓状のルーバ部１４１が設けられている。このため、液相冷媒の液面と吸着剤との間には、クランク状に屈曲した迷路構造状の冷媒通路１４４が形成される。
【００２８】
なお、液滴捕集プレート１４０は、ステンレス等の耐食性に優れた金属から構成されたもので、本実施形態では、第２熱交換器１３０を保持するためのブラケット部１４５が液滴捕集プレート１４０に溶接されている。
【００２９】
次に、空調装置の概略作動を述べる。
【００３０】
先ず、切換弁４１０〜４４０を図１の実線に示すように作動させて、第１吸着器１００の第１熱交換器１２０と室内熱交換器３００との間、第１吸着器１００の第２熱交換器１３０と室外器２００との間、並びに第２吸着器１００の第１熱交換器と室外器２００との間、第２吸着器１００の第２熱交換器１３０とエンジンとの間に熱媒体を循環させる。
【００３１】
これにより、第１吸着器１００が吸着工程となり、第２吸着器１００が脱離工程となるので、第１吸着器１００で発生した冷凍能力により空調風が冷却され、第２吸着器１００にて吸着剤１３３の再生が行われる。
【００３２】
つまり、この状態（以下、第１状態と呼ぶ。）では、第１吸着器１００の第１熱交換器１２０は液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発生させる蒸発器として機能し、第１吸着器１００の第２熱交換器１３０は吸着剤１３３を冷却する冷却器として機能し、第２吸着器１００の第１熱交換器１２０は吸着剤１３３から脱離した水蒸気を冷却する凝縮器として機能し、第２吸着器１００の第２熱交換器１３０は吸着剤１３３を加熱する加熱器として機能する。
【００３３】
そして、第１状態で所定時間（本実施形態では、６０秒〜１００秒）が経過したときに、切換弁４１０〜４４０を図１の破線に示すように作動させて、第２吸着器１００の第１熱交換器１２０と室内熱交換器３００との間、第２吸着器１００の第２熱交換器１３０と室外器２００との間、並びに第１吸着器１００の第１熱交換器と室外器２００との間、第１吸着器１００の第２熱交換器１３０とエンジンとの間に熱媒体を循環させる。
【００３４】
これにより、第２吸着器１００が吸着工程となり、第１吸着器１００が脱離工程となるので、第２吸着器１００で発生した冷凍能力により空調風が冷却され、第１吸着器１００にて吸着剤１３３の再生が行われる。
【００３５】
つまり、この状態（以下、第２状態と呼ぶ。）では、第２吸着器１００の第１熱交換器１２０は液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発生させる蒸発器として機能し、第２吸着器１００の第２熱交換器１３０は吸着剤１３３を冷却する冷却器として機能し、第１吸着器１００の第１熱交換器１２０は吸着剤１３３から脱離した水蒸気を冷却する凝縮器として機能し、第１吸着器１００の第２熱交換器１３０は吸着剤１３３を加熱する加熱器として機能する。
【００３６】
そして、第２状態で所定時間が経過したとき、切換弁４１０〜４４０作動させて再び第１状態とする。このように、第１状態及び第２状態を所定時間毎に交互に繰り返して、空調装置を連続的に稼働させる。
【００３７】
なお、所定時間は、ケーシング１１０内に存在する液相冷媒の残量や吸着剤１３３の吸着能力等に基づいて適宜選定されるものである。
【００３８】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３９】
本実施形態では、液滴捕集プレート１４０により液相冷媒の液面と吸着剤との間に迷路構造状の冷媒通路１４４が構成されているので、図４に示すように、気泡が液面にて破裂する際に吹き飛ばされた液滴は、迷路構造を構成する壁面１４３に衝突して下方側に反射するのに対して、気相冷媒は下側から上方側に流れる蒸気流に乗って第２熱交換器１３０側に移動し、吸着材に吸着される。
【００４０】
したがって、高価な撥水処理を施すことなく、吸着剤の表面に液滴が付着してしまうことを防止できるので、吸着器１００、すなわち吸着式冷凍機の製造原価を低減することができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、迷路構造状の冷媒通路としてクランク状の屈曲した冷媒通路１４４を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、屈曲した冷媒通路１４４であればその他形状の迷路構造であってもよい。
【００４２】
また、上述の実施形態では、ルーバ１４１により迷路構造状の冷媒通路１４４を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば帯状の平板部を上下方向に互い違いに千鳥配置することにより迷路構造状の冷媒通路１４４を構成してもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態では、熱媒体として、水にエチレングリコール系の不凍液をした流体でエンジン冷却水と同一なものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱を伝達することができる流体であれば、その種類は問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施形態に係る吸着式冷凍機の模式図であり、（ｂ）は実施形態に係る空調ケーシングの模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る吸着器の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液滴捕集プレートの説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る吸着器の効果を示す説明図である。
【符号の説明】
１２０…第１熱交換器（蒸発／凝縮コア）、
１３０…第２熱交換器（吸着コア）、１４０…液滴捕集プレート、
１４１…ルーバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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