(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吸着及び脱離を行う吸着部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部とが各々に設けられた一対の吸着式ヒートポンプに対し、４つの４方弁を用いて高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えを行うヒートポンプ構造であって、
前記一対の吸着式ヒートポンプは、第一対向方向に並んで配置されると共に、各々の前記吸着部と前記蒸発凝縮部とが前記第一対向方向と直交する第二対向方向に並んで配置され、各前記吸着部に設けられた第一熱媒体通路の出口部同士及び入口部同士が互いに向い合うと共に、各前記蒸発凝縮部に設けられた第二熱媒体通路の出口部同士及び入口部同士が互いに向い合っており、
前記４つの４方弁は、前記第一対向方向及び前記第二対向方向と直交する第三対向方向に並んで前記各吸着部間に配置された一対の吸着側４方弁と、前記第三対向方向に並んで前記各蒸発凝縮部間に配置された一対の蒸発側４方弁と、からなり、
前記一対の吸着側４方弁及び前記一対の蒸発側４方弁は、前記第一対向方向の両側及び前記第二対向方向の両側に、それぞれ接続部を有しており、
前記一対の吸着側４方弁の一方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第一熱媒体通路の前記出口部と向い合っており、
前記一対の吸着側４方弁の他方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第一熱媒体通路の前記入口部と向い合っており、
前記一対の蒸発側４方弁の一方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第二熱媒体通路の前記出口部と向い合っており、
前記一対の蒸発側４方弁の他方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第二熱媒体通路の前記入口部と向い合っているヒートポンプ構造。
【請求項２】
前記一対の吸着式ヒートポンプの間で且つ前記一対の吸着側４方弁と前記一対の蒸発側４方弁との間には、前記第三対向方向の両側が開放された空間が形成されている請求項１に記載のヒートポンプ構造。
【請求項３】
前記空間には、低温の熱媒体が流れる４本の低温接続管が配置されており、
前記４本の低温接続管は、前記一対の吸着側４方弁及び前記一対の蒸発側４方弁における前記第二対向方向両側の接続部のうち前記空間側の接続部にそれぞれ接続されている請求項２に記載のヒートポンプ構造。
【請求項４】
前記空間には、第一低温分岐配管及び第二低温分岐配管が配置されており、
前記第一低温分岐配管は、前記空間の外側へ配索された１本の第一低温集合管を、前記４本の低温接続管のうちの２本に分岐させており、
前記第二低温分岐配管は、前記空間の外側へ配索された１本の第二低温集合管を、前記４本の低温接続管のうちの残りの２本に分岐させている請求項３に記載のヒートポンプ構造。
【請求項５】
前記一対の吸着側４方弁及び前記一対の蒸発側４方弁は、前記第一対向方向両側の接続部の端面における前記第一対向方向の位置を揃えて配置されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のヒートポンプ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部とが各々に設けられた一対の吸着式ヒートポンプに対し、４つの４方弁を用いて高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えを行うヒートポンプ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載された吸着式冷凍機４は、一対の吸着器（吸着式ヒートポンプ）４ａ、４ｂを備えている。一対の吸着器４ａ、４ｂは、内部が略真空に保たれると共に冷媒が封入されている。これらの吸着器４ａ、４ｂ内にはそれぞれ、吸着剤と熱媒体とを熱交換する吸着コア５ａ、５ｂと、熱媒体と冷媒とを熱交換する蒸発／凝縮コア６ａ、６ｂとが収納されている。
【０００３】
吸着コア５ａ、５ｂ及び蒸発／凝縮コア６ａ、６ｂは、各々が２本の配管を介してロータリ式バルブ（４方弁）９ａ〜９ｄと個別に接続されており、これら４つの４方弁９ａ〜９ｄには、合計８本の配管が接続されている。そして、当該８本の配管及び上記４つの４方弁９ａ〜９ｄを用いて、吸着コア５ａ、５ｂ及び蒸発／凝縮コア６ａ、６ｂに対し、高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えを行う構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３９５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の吸着式冷凍機４では、第２発熱体３（冷熱源供給先）への冷熱源配管が、蒸発／凝縮コア６ａ、６ｂ側の４方弁９ｃ、９ｄに対して吸着コア５ａ、５ｂ側から接続されているため、吸着コア５ａ、５ｂ側の４方弁９ａ、９ｂの横を通る経路で配管を配策しなければならない。また、室外熱交換器７への配管が、各４方弁９ａ〜９ｄと接続されているため、吸着コア５ａ、５ｂ側の４方弁９ａ、９ｂと接続される配管は、蒸発／凝縮コア６ａ、６ｂ側の４方弁９ｃ、９ｄの横を通る経路で配策しなければならない。
【０００６】
このため、吸着コア５ａ、５ｂ側及び蒸発／凝縮コア６ａ、６ｂ側の何れの側においても、４方弁９ａ〜９ｄの横を通る経路で配管が配策されており、その分だけ少なくとも吸着器４ａ、４ｂ間の距離が長くなっている。これによって、吸着式冷凍機４の体格や質量が大きくなってしまう。
【０００７】
特に、４方弁９ｂと吸着コア５ｂとの間の配管長が、４方弁９ｂと吸着コア５ａとの間の配管長よりも大幅に長くなっている。このように配管が長くなると、それに付随して冷媒量も多くなり、吸着システム全体の体格や質量が大きくなるという問題も生じる。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、全体構成の小型軽量化に寄与するヒートポンプ構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明に係るヒートポンプ構造は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部とが各々に設けられた一対の吸着式ヒートポンプに対し、４つの４方弁を用いて高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えを行うヒートポンプ構造であって、前記一対の吸着式ヒートポンプは、第一対向方向に並んで配置されると共に、各々の前記吸着部と前記蒸発凝縮部とが前記第一対向方向と直交する第二対向方向に並んで配置され、各前記吸着部に設けられた第一熱媒体通路の出口部同士及び入口部同士が互いに向い合うと共に、各前記蒸発凝縮部に設けられた第二熱媒体通路の出口部同士及び入口部同士が互いに向い合っており、前記４つの４方弁は、前記第一対向方向及び前記第二対向方向と直交する第三対向方向に並んで前記各吸着部間に配置された一対の吸着側４方弁と、前記第三対向方向に並んで前記各蒸発凝縮部間に配置された一対の蒸発側４方弁と、からなり、前記一対の吸着側４方弁及び前記一対の蒸発側４方弁は、前記第一対向方向の両側及び前記第二対向方向の両側に、それぞれ接続部を有しており、前記一対の吸着側４方弁の一方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第一熱媒体通路の前記出口部と向い合っており、前記一対の吸着側４方弁の他方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第一熱媒体通路の前記入口部と向い合っており、前記一対の蒸発側４方弁の一方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第二熱媒体通路の前記出口部と向い合っており、前記一対の蒸発側４方弁の他方は、前記第一対向方向両側の接続部が各前記第二熱媒体通路の前記入口部と向い合っている。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、上記のように構成されているため、上記各４方弁における第二対向方向両側の接続部に接続される配管の配索スペースを、上記各４方弁と一対の吸着式ヒートポンプとの間に設ける必要がない。これにより、上記各４方弁における第二対向方向両側の接続部に接続される配管の配索スペースを、上記各４方弁と一対の吸着式ヒートポンプとの間に設ける場合と比較して、上記各４方弁と一対の吸着式ヒートポンプ（上記各熱媒体通路）とを近接して配置させることができる。その結果、上記各４方弁における第一対向方向両側の接続部と上記各熱媒体通路とを繋ぐ配管を短縮又は省略することが可能になるので、全体構成の小型軽量化に寄与する。
【００１１】
請求項２に記載の発明に係るヒートポンプ構造は、請求項１において、前記一対の吸着式ヒートポンプの間で且つ前記一対の吸着側４方弁と前記一対の蒸発側４方弁との間には、前記第三対向方向の両側が開放された空間が形成されている。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、上記各４方弁における第二対向方向両側の接続部のうち、上記空間側の接続部に接続される配管（接続管）を、別部材に遮られることなく、空間の外側へ配索することができる。しかも、これらの配管を上記空間から第三対向方向の何れの側にも配策することができる。したがって、配管の配策自由度が向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明に係るヒートポンプ構造は、請求項１又は請求項２において、前記空間には、低温の熱媒体が流れる４本の低温接続管が配置されており、前記４本の低温接続管は、前記一対の吸着側４方弁及び前記一対の蒸発側４方弁における前記第二対向方向両側の接続部のうち前記空間側の接続部にそれぞれ接続されている。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、一対の吸着式ヒートポンプの間で且つ一対の吸着側４方弁と一対の蒸発側４方弁との間の空間に、低温の熱媒体が流れる４本の低温接続管が配置されている。これにより、例えば上記空間に、高温の熱媒体が流れる高温接続管と、冷温の熱媒体が流れる冷温接続管とが配置される構成と比較して、各接続管間での熱の伝達を少なくするための必要空間の分だけ配管スペースを縮小できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明に係るヒートポンプ構造は、請求項３において、前記空間には、第一低温分岐配管及び第二低温分岐配管が配置されており、前記第一低温分岐配管は、前記空間の外側へ配索された１本の第一低温集合管を、前記４本の低温接続管のうちの２本に分岐させており、前記第二低温分岐配管は、前記空間の外側へ配索された１本の第二低温集合管を、前記４本の低温接続管のうちの残りの２本に分岐させている。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、４本の低温接続管（４本の配管）がそのまま上記空間の外側へ配策されず、第一低温集合管及び第二低温集合管（２本の配管）に集合されて上記空間の外側へ配索されている。これにより、上記空間の外側における配管の配策スペースを縮小できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明に係るヒートポンプ構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項において、前記一対の吸着側４方弁及び前記一対の蒸発側４方弁は、前記第一対向方向両側の接続部の端面における前記第一対向方向の位置を揃えて配置されている。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、一対の吸着側４方弁及び一対の蒸発側４方弁が上記のように配置されるので、上記各４方弁が第一対向方向にずれて配置された構成と比較して、上記各４方弁と一対の吸着式ヒートポンプとを近接して配置させることが可能になる。これにより、全体構成の小型軽量化に一層寄与する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係るヒートポンプ構造では、全体構成の小型軽量化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ構造を示す正面図である。
【図２】同ヒートポンプ構造を図１の矢印Ｙ１方向から見た部分断面図である。
【図３】同ヒートポンプ構造を図１の矢印Ｙ２方向から見た部分断面図である。
【図４】同ヒートポンプ構造の構成部材である４方弁の正面図である。
【図５】同ヒートポンプ構造が適用されて構成された吸着式エアコンの模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ構造を示す図１に対応した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図５を用いて、本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ構造１について説明する。図１及び図２に示されるように、本実施形態に係るヒートポンプ構造１は、一対の吸着式ヒートポンプ２、３と、４つの４方弁２１〜２４とを含んで構成されている。このヒートポンプ構造１は、図４に示される吸着式エアコン１０の本体部を構成している。
【００２２】
この吸着式エアコン１０は、ここでは車両用空調装置とされており、液冷式内燃機関であるエンジン４と、エンジン４の冷却液を冷却する低温ラジエータ５と、車室内に配設されたクーラ熱交換器７及びヒータ熱交換器８と、ウォータポンプ６１〜６３とを含んで構成されている。エンジン４とヒータ熱交換器８とは、高温接続管８１、８２によって接続されており、エンジン４により駆動されるウォータポンプ６１によって、エンジン４とヒータ熱交換器８との間でエンジン４の冷却液を循環させる構成になっている。
【００２３】
なお、図４では、本実施形態に係るヒートポンプ構造１が、エンジン４と低温ラジエータ５との間に配置された例を実線で示しているが、これに限るものではない。すなわち、図４に二点鎖線で示されるヒートポンプ構造１’のように、エンジン４に対して低温ラジエータ５とは反対側に配置された構成にしてもよい。
【００２４】
上記の吸着式エアコン１０は、高温熱源であるエンジン４の廃熱によって駆動される廃熱駆動エアコンであり、冷媒及び吸着剤が封入された一対の吸着式ヒートポンプ２、３に対し、高温と低温の熱媒体の入替え、及び低温と冷温の熱媒体の入替えを行う。これにより、一対の吸着式ヒートポンプ２、３のうちの一方において冷媒の吸着及び蒸発を行っている間に、他方において冷媒の脱離及び凝縮を行い、これを交互に切り替えることにより、蒸発潜熱による冷房冷温を連続的に得る構成になっている。以下、具体的に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示されるように、一対の吸着式ヒートポンプ２、３は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着部１１、１２と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部１３、１４とを各々が備えている。吸着部１１、１２及び蒸発凝縮部１３、１４は、内部が略真空に保たれた状態で冷媒が封入されたステンレス製のケーシング１５、１６内に収容されている。この冷媒は、例えば、水、アンモニア等とされている。
【００２６】
各吸着部１１、１２には、熱媒体（ここではエンジン４の冷却液）が流れる第一熱媒体通路１７、１８が形成されている。同様に、各蒸発凝縮部１３、１４には、熱媒体（ここではエンジン４の冷却液）が流れる第二熱媒体通路１９、２０が形成されている。吸着部１１、１２及び蒸発凝縮部１３、１４は、第一熱媒体通路１７、１８及び第二熱媒体通路への高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えによって加熱及び冷却される。また、各吸着部１１、１２には、図示しない吸着剤が封入されている。この吸着剤は、例えば、シリガゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等とされている。また、エンジン４の冷却液は、例えば、ＬＬＣ入りの水等とされている。
【００２７】
一対の吸着式ヒートポンプ２、３は、図１〜図３に示されるように、第一対向方向Ｘに並んで配置されると共に、各々に設けられた吸着部１１、１２と蒸発凝縮部１３、１４とが第一対向方向Ｘと直交する第二対向方向Ｙに並んで配置されている。つまり、吸着部１１、１２が第一対向方向Ｘに向かい合って配置されると共に、蒸発凝縮部１３、１４が第一対向方向Ｘに向かい合って配置されている。
【００２８】
そして、図２に示されるように、吸着部１１、１２に設けられた第一熱媒体通路１７、１８の出口部１７Ａ、１８Ａ同士、及び入口部１７Ｂ、１８Ｂ同士が、第一対向方向Ｘに互いに向い合っている。同様に、図３に示されるように、蒸発凝縮部１３、１４に設けられた第二熱媒体通路１９、２０の出口部１９Ａ、２０Ａ同士、及び入口部１９Ｂ、２０Ｂ同士が、第一対向方向Ｘに互いに向い合っている。なお、図２に示される矢印Ｆ１、Ｆ２、及び図３に示される矢印Ｆ３、Ｆ４は、第一熱媒体通路１７、１８及び第二熱媒体通路１９、２０における熱媒体の流れの方向を示している。
【００２９】
４つの４方弁２１〜２４は、吸着部１１、１２の間に配置された一対の４方弁２１、２２と、蒸発凝縮部１３、１４間に配置された一対の４方弁２３、２４とによって構成されている。一対の４方弁２１、２２は、本発明に係る「一対の吸着側４方弁」に相当し、一対の４方弁２３、２４は、本発明に係る「一対の蒸発側４方弁」に相当する。以下、４方弁２１、２２を、吸着側４方弁２１、２２と称し、４方弁２３、２４を、蒸発側４方弁２３、２４と称する場合がある。
【００３０】
図４に示されるように、一対の吸着側４方弁２１、２２及び一対の蒸発側４方弁２３、２４は、第一対向方向Ｘの両側に接続部７１、７２を有すると共に、第二対向方向Ｙの両側に接続部７３、７４を有している。また、これらの４方弁２１〜２４は、駆動部７５と、当該駆動部７５によって駆動される機構部７６とを有している。
【００３１】
これらの４方弁２１〜２４は、接続部７１と接続部７３とを連通させ且つ接続部７２と接続部７４とを連通させた第一状態（図４に実線で示される矢印Ｆ５、Ｆ６参照）と、接続部７２と接続部７３とを連通させ且つ接続部７１と接続部７４とを連通させた第二状態（図４に二点鎖線で示される矢印Ｆ７、Ｆ８参照）とを取り得る構成になっている。
【００３２】
一対の吸着側４方弁２１、２２は、第一対向方向Ｘ及び第二対向方向Ｙと直交する第三対向方向Ｚに並んで配置されている。同様に、蒸発側４方弁２３、２４は、第三対向方向Ｚに並んで配置されている。但し、一対の吸着側４方弁２１、２２と、一対の蒸発側４方弁２３、２４とは、第二対向方向Ｙにおいて互いに反対向きに（各々の駆動部７５が向かい合う姿勢で）配置されている。
【００３３】
また、一対の吸着側４方弁２１、２２は、第三対向方向Ｚにおいて互いに反対向きに（各々の駆動部７５を互いに反対側へ向けた姿勢で）配置されている。同様に、一対の蒸発側４方弁２３、２４は、第三対向方向Ｚにおいて互いに反対向きに（各々の駆動部７５を反対側へ向けた姿勢で）配置されている。
【００３４】
さらに、一対の吸着側４方弁２１、２２及び一対の蒸発側４方弁２３、２４は、第一対向方向Ｘの両側の端面７１Ａ、７２Ａ（図４参照：図１〜図３では符号省略）における第一対向方向Ｘの位置を揃えて配置されている。なお、この「揃えて」には、製造上の多少の誤差（例えば数ミリメートル程度のずれ）があるものが含まれる。
【００３５】
また、本実施形態では、一対の吸着側４方弁２１、２２は、第三対向方向Ｚに延びる弁軸（機構部７６の回転軸）が、図２に示される同一の軸７７上に配置された構成になっている。同様に、一対の蒸発側４方弁２３、２４は、第三対向方向Ｚに延びる弁軸（機構部７６の回転軸）が、図３に示される同一の軸７８上に配置された構成になっている。
【００３６】
一方の吸着側４方弁２１の接続部７１、７２は、第一熱媒体通路１７、１８の出口部１７Ａ、１８Ａに対して第一対向方向Ｘに向い合っており、配管（吸着部接続管）５１、５２を介して出口部１７Ａ、１８Ａと接続されている。他方の吸着側４方弁２２の接続部７１、７２は、第一熱媒体通路１７、１８の入口部１７Ｂ、１８Ｂに対して第一対向方向Ｘに向い合っており、配管（吸着部接続管）５３、５４を介して入口部１７Ｂ、１８Ｂと接続されている。
【００３７】
同様に、一方の蒸発側４方弁２３の接続部７１、７２は、第二熱媒体通路１９、２０の出口部１９Ａ、２０Ａに対して第一対向方向Ｘに向い合っており、配管（蒸発凝縮部接続管）５５、５６を介して出口部１９Ａ、２０Ａと接続されている。他方の蒸発側４方弁２４の接続部７１、７２は、第二熱媒体通路１９、２０の入口部１９Ｂ、２０Ｂに対して第一対向方向Ｘに向い合っており、配管（蒸発凝縮部接続管）５７、５８を介して入口部１９Ｂ、２０Ｂと接続されている。
【００３８】
そして、配管５１、５２の管軸が同軸上に配置され、配管５３、５４の管軸が同軸上に配置され、配管５５、５６の管軸が同軸上に配置され、配管５７、５８の管軸が同軸上に配置されている。また、配管５１、５２の管軸と、配管５３、５４の管軸と、配管５５、５６の管軸と、配管５７、５８の管軸とが、それぞれ平行になるように配置されている。なお、上記の「同軸上」及び「平行」は、厳密なものではなく、多少の誤差があるものが含まれる。
【００３９】
また、図１に示されるように、一対の吸着式ヒートポンプ２、３の間で且つ一対の吸着側４方弁２１、２２と一対の蒸発側４方弁２３、２４との間には、第三対向方向Ｚの両側が開放された空間６０が形成されている。なお、図１〜図３においては、空間６０における第二対向方向Ｙの寸法を矢印Ａで示し、空間６０における第一対向方向Ｘの寸法を矢印Ｂで示している。
【００４０】
この空間６０には、低温の熱媒体（ここではエンジン４の冷却液）が流れる４本の低温接続管３３〜３６（図１〜３では一部のみ図示）が配置されている。４本の低温接続管３３〜３６は、一対の吸着側４方弁２１、２２及び一対の蒸発側４方弁２３、２４における第二対向方向Ｙの両側の接続部７３、７４のうち、空間６０側の接続部７４にそれぞれ接続されている。
【００４１】
詳細には、低温接続管３３は、吸着側４方弁２１の接続部７４に接続されており、低温接続管３４は、吸着側４方弁２２の接続部７４に接続されており、低温接続管３５は、蒸発側４方弁２３の接続部７４に接続されており、低温接続管３６は、蒸発側４方弁２４の接続部７４に接続されている。
【００４２】
低温接続管３３、３５は、空間６０の外側へ配索されると共に、図示しない分岐配管に接続されており、当該分岐配管を介して図４に示される低温接続管４３の一端部と接続されている。この低温接続管４３の他端部は、低温ラジエータ５の熱媒体入口部に接続されている。同様に、低温接続管３４、３６は、空間６０の外側へ配索されると共に、図示しない分岐配管に接続されており、当該分岐配管を介して図４に示される低温接続管４４の一端部と接続されている。この低温接続管４４の他端部は、低温ラジエータ５の熱媒体出口部に接続されている。この低温接続管４４の他端側には、ウォータポンプ６３が設けられている。
【００４３】
また、吸着側４方弁２１、２２における空間６０とは反対側の接続部７３には、高温接続管３１、３２が接続されている。これらの高温接続管３１、３２は、吸着部１１、１２の吸着剤から冷媒を脱離させるための高温の熱媒体（エンジン４の廃熱）を、第一熱媒体通路１７、１８に導入するための配管である。これらの高温接続管３１、３２は、図４に示される高温接続管８１、８２に、図示しない分岐配管を介して接続されている。
【００４４】
また、吸着側４方弁２３、２４における空間６０とは反対側の接続部７３には、冷温接続管３７、３８が接続されている。これらの冷温接続管３７、３８は、冷房用のクーラ熱交換器７に対して冷媒の気化潜熱を供給するための冷温の熱媒体を、第二熱媒体通路１３、１４に導入するための配管である。一方の冷温接続管３７は、吸着側４方弁２３の接続部７３とクーラ熱交換器７の熱媒体入口部とを接続しており、他方の冷温接続管３８は、吸着側４方弁２３の接続部７３とクーラ熱交換器７の熱媒体出口部とを接続している。冷温接続管３８の中間部には、ウォータポンプ６２が設けられている。
【００４５】
なお、図１では、配管５３、５４、５７、５８、高温接続管３１、及び冷温接続管３８が、配管５１、５２、５５、５６、高温接続管３２、及び冷温接続管３７の背後に位置しているため、配管５３、５４、５７、５８、高温接続管３１、及び冷温接続管３８の符号に括弧を付している。
【００４６】
上記構成のヒートポンプ構造１を備えた吸着式エアコン１０では、４方弁２１〜２４の駆動部が図示しない制御装置と電気的に接続されている。この制御装置は、車室内を冷房する要求があった場合に、ヒートポンプ構造１の４方弁２１〜２４を、所定時間おきに前述した第一状態と第二状態とに交互に切り替える。この切り替えは、エンジン４及びウォータポンプ６１〜６３が作動した状態で行われる。
【００４７】
４方弁２１〜２４が第一状態のときは、一方の吸着式ヒートポンプ２において冷媒の吸着及び蒸発が行われ、他方の吸着式ヒートポンプ３において冷媒の蒸発及び凝縮が行われる。具体的には、この第一状態では、低温ラジエータ５と吸着部１１の第一熱媒体通路１７との間で低温（例えば大気温度より高い４０°Ｃ程度：以下同じ）の熱媒体が循環する。これにより、吸着部１１における冷媒の吸着熱が低温ラジエータ５で放熱される。またこの第一状態では、蒸発凝縮部１３における冷媒の蒸発熱によって冷却された冷温（例えば車内温度より低い１０°Ｃ程度：以下同じ）の熱媒体が、蒸発凝縮部１３の第二熱媒体通路１９とクーラ熱交換器７との間で循環する。これにより、クーラ熱交換器７に冷房冷温が供給される。
【００４８】
また、この第一状態では、エンジン４と吸着部１２の第一熱媒体通路１８との間で高温（例えば脱離を促す９０°Ｃ程度：以下同じ）の熱媒体が循環する。これにより、吸着部１２の吸着剤から冷媒が脱離する。さらに、この第一状態では、低温ラジエータ５と蒸発凝縮部１４の第二熱媒体通路２０との間で低温の熱媒体が循環する。これにより、蒸発凝縮部１４における冷媒の凝縮熱が低温ラジエータ５で放熱される。
【００４９】
これに対し、４方弁２１〜２４が第二状態のときは、他方の吸着式ヒートポンプ３において冷媒の吸着及び蒸発が行われ、一方の吸着式ヒートポンプ２において冷媒の蒸発及び凝縮が行われる。具体的には、この第二状態では、低温ラジエータ５と吸着部１２の第一熱媒体通路１８との間で低温の熱媒体が循環する。これにより、吸着部１２の吸着熱が低温ラジエータ５で放熱される。また、この第二状態では、蒸発凝縮部１４における冷媒の蒸発熱によって冷却された冷温の熱媒体が、蒸発凝縮部１４の第二熱媒体通路２０とクーラ熱交換器７との間で循環する。これにより、クーラ熱交換器７に冷房冷温が供給される。
【００５０】
また、この第二状態では、エンジン４と吸着部１１の第一熱媒体通路１７との間で高温の熱媒体が循環する。これにより、吸着部１１内の吸着剤から冷媒が脱離する。さらに、この第二状態では、低温ラジエータ５と蒸発凝縮部１３の第一熱媒体通路１９との間で低温の熱媒体が循環する。これにより、蒸発凝縮部１３の凝縮熱が低温ラジエータ５で放熱される。
【００５１】
（作用及び効果）
次に、本第１実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５２】
上記構成のヒートポンプ構造１では、一対の吸着式ヒートポンプ２、３は、第一対向方向Ｘに並んで配置されており、吸着部１１と蒸発凝縮部１３、及び吸着部１２と蒸発凝縮部１４が第一対向方向Ｘと直交する第二対向方向Ｙに並んで配置されている。そして、吸着部１１、１２に設けられた第一熱媒体通路１７、１８の出口部１７Ａ、１８Ａ同士及び入口部１７Ｂ、１８Ｂ同士が互いに向い合うと共に、蒸発凝縮部１３、１４に設けられた第二熱媒体通路１９、２０の出口部１９Ａ、２０Ａ同士及び入口部１９Ｂ、１９Ａ同士が互いに向い合っている。
【００５３】
また、吸着部１１、１２間に配置された一対の吸着側４方弁２１、２２が第三対向方向Ｚに並んで配置されると共に、蒸発凝縮部１３、１４間に配置された一対の蒸発側４方弁２３、２４が第三対向方向Ｚに並んで配置されている。そして、上記各４方弁２１〜２４における第一対向方向Ｘの両側の接続部７１、７２が、出口部１７Ａ、１８Ａ、入口部１７Ｂ、１８Ｂ、出口部１９Ａ、２０Ａ、及び入口部１９Ｂ、２０Ｂに対して、それぞれ第一対向方向に向い合っている。
【００５４】
上記のように構成されているため、４方弁２１〜２４における第二対向方向Ｙの両側の接続部７３、７４に接続される配管（高温接続管３１、３２、低温接続管３３〜３６及び冷温接続管３７、３８）の配索スペースを、４方弁２１〜２４と吸着式ヒートポンプ２、３との間に設ける必要がない。これにより、接続部７３、７４に接続される配管の配索スペースを、４方弁２１〜２４と吸着式ヒートポンプ２、３との間に設ける場合と比較して、４方弁２１〜２４と吸着式ヒートポンプ２、３とを近接して配置させることができる。
【００５５】
その結果、４方弁２１〜２４と熱媒体通路１７〜２０とを繋ぐ配管５１〜５８を短縮することが可能になるので、ヒートポンプ構造１の全体構成の小型軽量化に寄与する。また、上記のように配管５１〜５８を短縮することが可能になるので、４方弁２１〜２４と熱媒体通路１７〜２０との間において、配管５１〜５８及び配管５１〜５８中の熱媒体の顕熱分が熱的なロスに繋がることを防止又は効果的に抑制できる。したがって、熱的なロスの低減に寄与する。
【００５６】
また、本実施形態では、一対の吸着式ヒートポンプ２、３の間で、且つ一対の吸着側４方弁２１、２２と一対の蒸発側４方弁２３、２４との間には、第三対向方向Ｚの両側が開放された空間６０が形成されている。このため、４方弁２１〜２４における空間６０側の接続部７４に接続される配管（ここでは低温接続管３３〜３６）を、別部材に遮られることなく、空間６０の外側へ配索することができる。しかも、これらの低温接続管３３〜３６を空間６０から第三対向方向Ｚの何れの側にも配策することができる。したがって、配管の配策自由度が向上する。
【００５７】
また、低温接続管３３〜３６が空間６０側から４方弁２１〜２４に接続されるため、当該接続のために、吸着側４方弁２１、２２の間及び蒸発側４方弁２３、２４の間に低温接続管３３〜３６の配策経路を確保したり、配管５１〜５８を伸ばして低温接続管３３〜３６の配策経路を確保する必要がない。したがって、前述したように、ヒートポンプ構造１の全体構成の小型軽量化に寄与する。
【００５８】
なお、配管５１〜５８を伸ばして低温接続管３３〜３６の配策経路を確保すると、図１のＢ寸法が大きくなることに加え、熱的なロスが増加する。つまり、吸着部１１、１２は、脱離用の高温熱媒体で加熱され、冷媒の脱離を促した後、吸着側４方弁２１、２２により低温媒体が供給され、冷却される。このため、吸着側４方弁２１、２２、配管５１〜５４及び吸着部１１、１２の間の熱媒体及び熱媒体と接触部位は、例えば加熱用の熱媒体が低温の熱媒体に入れ替わるときにその温度差と熱容量に依存した熱量が低温の熱媒体に流れて、冷却負荷が高くなり、利用されない高熱源が増加する。この点、本実施形態では、配管５１〜５８を伸ばして低温接続管３３〜３６の配策経路を確保する必要がないため、上記の入れ替えに伴う熱的なロスを低減できる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、上記の空間６０には、低温の熱媒体が流れる４本の低温接続管３３〜３６が配置されている。これにより、例えば上記の空間６０に、高温の熱媒体が流れる高温接続管３１、３２と、冷温の熱媒体が流れる冷温接続管３７、３８とが配置される構成と比較して、各接続管間での熱の伝達を少なくするための必要空間の分だけ配管スペースを縮小できる。
【００６０】
またさらに、本実施形態では、一対の吸着側４方弁２１、２２及び一対の蒸発側４方弁２３、２４は、第一対向方向Ｘの両側の端面７１Ａ、７２Ａにおける第一対向方向Ｘの位置を揃えて配置されている。これにより、上記各４方弁２１〜２４が第一対向方向Ｘにずれて配置された構成と比較して、上記各４方弁２１〜２４と一対の吸着式ヒートポンプ２、３とを近接して配置させることが可能になり、図１に示されるＢ寸法の短縮が可能になる。これにより、前述した小型軽量化及び熱的なロスの低減に一層寄与する。
【００６１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前記第１実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、前記第１実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
図６には、本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ構造１００が図１に対応した正面図にて示されている。この実施形態は、前記第１実施形態と基本的に同様の構成とされているが、第一低温分岐配管４１及び第二低温分岐配管４２を備えている点が異なっている。なお、図６では、第二低温分岐配管４２が、第一低温分岐配管４１の背後に位置しているため、第二低温分岐配管４２の符号に括弧を付している。
【００６３】
第一低温分岐配管４１は、空間６０の外側へ配索された１本の低温接続管４３を、吸着側４方弁２１及び蒸発側４方弁２３に接続された２本の低温接続管３３、３５に分岐させている。また、第二低温分岐配管４２は、空間６０の外側へ配索された１本の低温接続管４４を、吸着側４方弁２２及び蒸発側４方弁２４に接続された２本の低温接続管３４、３６に分岐させている。なお、図６では、低温接続管４３、４４の一端部のみを図示している。低温接続管４３は、本発明に係る「第一低温集合管」に相当し、低温接続管４４は、本発明に係る「第二低温集合管」に相当する。
【００６４】
つまり、本実施形態では、吸着側４方弁２１及び蒸発側４方弁２３を介して出口部１７Ａ、１８Ａ及び出口部１９Ａ、２０Ａと繋がった低温接続管３３、３５（出口部側の低温接続管）を、第一低温分岐配管４１において低温接続管４３（第一低温集合管）に集合させている。また、吸着側４方弁２２及び蒸発側４方弁２４を介して入口部１７Ｂ、１８Ｂ及び入口部１９Ｂ、２０Ｂと繋がった低温接続管３４、３６（入口部側の低温接続管）を、第二低温分岐配管４２において低温接続管４４（第二低温集合管）に集合させている。
【００６５】
この実施形態では、上記以外の構成は、前記第１実施形態と同様とされている。したがって、前記第１実施形態と基本的に同様の作用効果を奏する。しかも、この実施形態では、４本の低温接続管３３〜３６（配管）がそのまま空間６０の外側へ配策されず、２本の低温接続管４３、４４に集合されて空間６０の外側へ配索されている。これにより、空間６０の外側における配管の配策スペースを縮小できる。
【００６６】
なお、前記各実施形態では、４方弁２１〜２４の接続部７１、７２が、配管５１〜５８を介して出口部１７Ａ、１８Ａ、入口部１７Ｂ、１８Ｂ、出口部１９Ａ、２０Ａ、及び入口部１９Ｂ、２０Ｂとそれぞれ接続された構成にしたが、本発明はこれに限らず、配管５１〜５８が省略された構成にしてもよい。すなわち、４方弁２１〜２４の接続部７１、７２が、出口部１７Ａ、１８Ａ、入口部１７Ｂ、１８Ｂ、出口部１９Ａ、２０Ａ、及び入口部１９Ｂ、２０Ｂと直接接続された構成にしてもよい。これにより、Ｂ寸法の更なる短縮が可能になり、小型軽量化及び熱的なロスの低減により一層寄与する。
【００６７】
また、前記各実施形態では、４方弁２１〜２４が、端面７１Ａ、７２Ａにおける第一対向方向Ｘの位置を揃えて配置された構成にしたが、本発明はこれに限らず、端面７１Ａ、７２Ａにおける第一対向方向Ｘの位置が多少ずれた構成にしてもよい。
【００６８】
また、前記各実施形態では、一対の吸着側４方弁２１、２２が第三対向方向Ｚに並んだ構成にしたが、一対の吸着側４方弁２１、２２が第三対向方向Ｚに正確に並んだ構成に限らず、一対の吸着側４方弁２１、２２が第二対向方向Ｙに多少オフセットした構成にしてもよい。この点は、一対の蒸発側４方弁２３、２４においても同様である。
【００６９】
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。
【符号の説明】
【００７０】
１    ヒートポンプ構造
２、３    吸着式ヒートポンプ
１１、１２    吸着部
１３、１４    蒸発凝縮部
２１、２２    吸着側４方弁（４方弁）
２３、３４    蒸発側４方弁（４方弁）
３３〜３６    低温接続管
４１    第一低温分岐配管
４２    第二低温分岐配管
４３    低温接続管（第一低温集合管）
４４    低温接続管（第二低温集合管）
５１〜５８    配管
７１〜７４    接続部
７１Ａ、７２Ａ    端面
【図１】
0006406208.tif 000002
【図２】
0006406208.tif 000003
【図３】
0006406208.tif 000004
【図４】
0006406208.tif 000005
【図５】
0006406208.tif 000006
【図６】
0006406208.tif 000007