(57)【要約】【課題】  ０℃未満の冷熱が出力可能であるとともに、アルコール系水溶液等を使用する場合、アルコールの蒸発潜熱が水のそれより大きく劣り、成績係数が水を冷媒とした吸着式冷凍機として大きく減少する等の問題点を解消し得る吸着式冷凍機を提供する。【解決手段】  吸着剤を収納した吸着・脱着ユニット１、冷媒を気化することにより外気又はブラインｂを冷却する蒸発器２、及び気相冷媒を液化して冷媒を蒸発器２に与える凝縮器３を備え、吸着・脱着ユニット１と蒸発器２又は凝縮器３とを選択的に接続して蒸発器２と接続された吸着・脱着ユニット１を吸着動作用として動作させるとともに、凝縮器３と接続された吸着・脱着ユニット１を脱着動作用として動作させる吸着式冷凍機において、冷媒として水に凝固点降下物質を溶解させた水溶液（液相冷媒）８を用いることを特徴とするにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤を収納した吸着ユニット、冷媒を気化することにより外気又はブラインを冷却する蒸発器、及び気相冷媒を液化して冷媒を前記蒸発器に与える凝縮器を備え、前記吸着ユニットと前記蒸発器又は凝縮器とを選択的に接続して、同吸着ユニットを前記蒸発器と接続したときに前記吸着ユニットを吸着動作用として動作させるとともに、前記凝縮器と接続したときに脱着動作用として動作させる吸着式冷凍機において、前記冷媒として水に凝固点降下物質を溶解させた水溶液を用いることを特徴とする吸着式冷凍機。
【請求項２】
前記凝固点降下物質が無機物であることを特徴とする請求項１記載の吸着式冷凍機。
【請求項３】
前記凝固点降下物質又は無機物が真空下で実質的に蒸気圧をもたない物質であることを特徴とする請求項１又は２記載の吸着式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着剤による気相冷媒の吸着・脱着を利用した吸着式冷凍機において、冷媒として水を用い、外気又はブラインを０℃未満に冷却することを可能にするとともに、冷媒としてアルコール系水溶液を用いた場合の問題点を解消した吸着式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着式冷凍機は、水、アルコール等を冷媒として、冷蔵庫やエアコン等に用いられているが、この種の吸着式冷凍機は、吸着剤を収納した複数の吸着ユニットと、冷媒を気化して外部空気と熱交換させ外部空気を冷却する蒸発器と、気相冷媒を液化して蒸発器に与える凝縮器とを備え、吸着ユニットと蒸発器又は凝縮器とを選択的に接続して、蒸発器と接続された吸着ユニットを吸着動作用として動作させるとともに、凝縮器と接続された吸着ユニットを脱着動作用として動作させるものである。
【０００３】
たとえば特許文献１（特許第３４２４３８５号公報）には、冷媒として、水、水にアルコールを加えたアルコール水溶液、アンモニア系冷媒等を使用し、始動時に吸着剤を加熱するための加熱媒体の温度が低い場合に、吸着熱を加熱媒体に回収して温度上昇を効率良く促進する吸着式冷凍機が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３４２４３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された吸着式冷凍機は、アルコール系水溶液等を使用するため、０℃未満の冷熱が出力可能であるが、アルコール系水溶液等を使用する場合は、使用可能な吸着剤の種類がある程度限定され、場合によっては法規的な制限を受ける可能性もあり、大きな短所としては、アルコールの蒸発潜熱が水のそれより大きく劣る点である。
これにより、成績係数が水を冷媒とした吸着式冷凍機と比較して大きく減少するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、０℃未満の冷熱が出力可能であるとともに、アルコール系水溶液等を使用する場合の前記問題点を解消し得る吸着式冷凍機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる目的を達成するもので、吸着剤を収納した吸着ユニット、冷媒を気化することにより外気又はブラインを冷却する蒸発器、及び気相冷媒を液化して冷媒を前記蒸発器に与える凝縮器を備え、前記吸着ユニットと前記蒸発器又は凝縮器とを選択的に接続して、同吸着ユニットを前記蒸発器と接続したときに前記吸着ユニットを吸着動作用として動作させるとともに、前記凝縮器と接続したときに脱着動作用として動作させる吸着式冷凍機において、前記冷媒として水に凝固点降下物質を溶解させた水溶液を用いることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、冷媒として水に凝固点降下物質を溶解させた水溶液を用いる。吸着式冷凍機において、吸着ユニットを吸着動作用として動作させたとき、冷媒を吸着ユニットに吸着させることにより、蒸発器において冷媒の蒸発を引き起こすが、冷媒として、前記水溶液を用いることにより、冷媒の凝固点が０℃未満に降下する。
【０００９】
これによって、冷媒が０℃未満になっても、蒸発が継続するので、０℃未満の冷熱出力が可能となる。この場合吸着剤が吸着又は脱着するのは水のみであり、凝固点降下物質は吸着又は脱着されないので、水を冷媒として使った通常の装置がそのまま使用可能である。
【００１０】
水に対する物質の溶解度は同物質のモル濃度に比例する。一般的に無機物は、分子量が小さく、水に対する溶解度が高いため、凝固点降下の度合いが大きく、凝固点降下物質として好ましい。  
また水とともに蒸発しないようにするため、真空下で実質的に蒸気圧をもたない物質が好ましい。従ってたとえば食塩等のＮａ塩、Ｃａ塩、Ｋ塩等が好ましい。
【００１１】
なお本発明において、前記吸着ユニットを複数設け、同複数の吸着ユニットと蒸発器又は凝縮器とを選択的に接続して、蒸発器と接続された吸着ユニットを吸着動作用として動作させるとともに、凝縮器と接続された吸着ユニットを脱着動作用として動作させ、吸着動作と脱着動作とを交互に切り替えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸着式冷凍機において、冷媒として水に凝固点降下物質を溶解させた水溶液を用いることにより、冷媒が０℃未満になっても、蒸発が継続するので、０℃未満の冷熱出力が可能となる。この場合吸着剤が吸着又は脱着するのは水のみであり、凝固点降下物質は吸着又は脱着されないので、水を冷媒として使った通常の装置がそのまま使用可能である。
【００１３】
また水に凝固点降下物質を加えたとしても、凝固点降下物質は蒸発には加わらないため、依然として水を冷媒とした場合と蒸発潜熱が変わらない。従って水を冷媒とした場合と比べて成績係数が変わらないという利点をもつ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は、本発明の第１実施例に係る吸着式冷凍機の概略図である。
【００１５】
図１において、１は、吸着剤６を収納した吸着・脱着ユニットで、冷却水管路７から送られる冷却水ｃにより温度を制御され、蒸発器２で液相冷媒８から蒸発した水蒸気１３を吸着するとともに、水蒸気１３の吸着状態が満杯になった後、高温制御されて水蒸気１３を脱着し、凝縮器３に水蒸気１３を放出する。
【００１６】
２は蒸発器で、水に食塩等のＮａ塩、Ｃａ塩、Ｋ塩等の凝固点降下物質を溶解させた水溶液からなる液相冷媒８が貯留され、散水管１０によりブライン管路９に散布される。３は凝縮器で、吸着・脱着ユニット１で脱着された水蒸気１３を凝縮して液化する。４は吸着・脱着ユニット１と凝縮器３とを連絡する連絡管路、５は吸着・脱着ユニット１と蒸発器２とを連絡する連絡管路であり、１１及び１２は連絡管路４及び５に介装された開閉弁である。
【００１７】
かかる第１実施例の装置において、吸着工程において、開閉弁１２が開となって、蒸発器２と吸着・脱着ユニット１とが接続され、蒸発器２で蒸発した気相冷媒（水蒸気のみ）が吸着・脱着ユニット１に吸着され、蒸発器２で水の蒸発が促進され、蒸発潜熱を奪ってブライン管路９内を流れるブラインｂを冷却する。
【００１８】
次に脱着工程において、開閉弁１１が開となって、吸着・脱着ユニット１と凝縮器３とが接続され、吸着・脱着ユニット１において吸着剤６を加熱することによって気相冷媒（水蒸気）が脱着され、凝縮器３で液化され、蒸発器２に戻されることにより、蒸発器２による冷却能力を継続して発揮する。
【００１９】
かかる第１実施例によれば、液相冷媒８は、水に前記凝固点降下物質を溶解させた水溶液を使用しているので、凝固点が０℃未満となっており、そのため冷媒８が０℃未満になっても、凝固せず、蒸発が継続するので、０℃未満の冷熱出力が可能となる。
この場合吸着剤６が吸着又は脱着するのは水のみであり、凝固点降下物質は吸着又は脱着されないので、水を冷媒として使った通常の装置がそのまま使用できる。
【００２０】
また本実施例によれば、水に凝固点降下物質を加えたとしても、凝固点降下物質は蒸発には加わらないため、依然として水を冷媒とした場合と蒸発潜熱が変わらない。従って水を冷媒とした場合と比べて成績係数が変わらないという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、吸着剤による気相冷媒の吸着・脱着を利用した吸着式冷凍機において、冷媒として水を用い、外気又はブラインを０℃未満に冷却することを可能にし、冷媒として水を用いた場合と変わらない既存の装置をそのまま使用できるとともに、冷媒として水を用いた場合と変わらない簡便な取り扱いが可能な吸着式冷凍機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例に係る吸着式冷凍機の概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  吸着・脱着ユニット
２  蒸発器
３  凝縮器
４、５  連絡管路
６  吸着剤
７  冷却水管路
８  液相冷媒
９  ブライン管路
１０  散水管
１１、１２  開閉弁
１３  水蒸気
ｂ  ブライン
ｃ  冷却水
【図１】
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