(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雰囲気の温度および湿度に応じて湿気を吸着または脱着し、吸着時には発熱する一方、脱着時には吸熱する性質を有する吸脱着媒体を、気体の流入口または流出口となる複数の通気口を有する流路内に設けることにより、前記流入口から流入した気体を前記吸脱着媒体に接触させた上で前記流出口から流出させる吸脱着構造物を形成し、
複数の前記吸脱着構造物の内、いくつかを吸着部、別のいくつかを脱着部、残りのいくつかを再生部に割り当てて、
第１温度で第１湿度の気体を前記吸着部に流入させて、該吸着部内の吸脱着媒体に湿気を吸着させることにより、該吸着部から前記第１温度よりも高温な第２温度で前記第１湿度よりも低湿な第２湿度の気体を流出させ、
その気体から熱を奪うことにより、前記第２温度よりも低温な第３温度で前記第２湿度の気体とし、
その気体を前記脱着部に流入させて、該脱着部内の吸脱着媒体が吸着している湿気を脱着させることにより、該脱着部から前記第３温度よりも低温な第４温度で前記第２湿度よりも高湿な第３湿度の気体を流出させ、その気体によって冷却対象となる物体または空間の冷却を行い、
前記第１温度よりも高温な第５温度まで加熱した気体を前記再生部に流入させて、該再生部内の吸脱着媒体が吸着している湿気を脱着させることにより、該再生部内の吸脱着媒体を再生させ、
さらに、前記吸着部とした吸脱着構造物が前記脱着部となり、前記脱着部とした吸脱着構造物が前記再生部となり、前記再生部とした吸脱着構造物が前記吸着部となるように、各吸脱着構造物を循環させることによって冷却能力を維持し、
しかも、前記再生部から流出する気体の少なくとも一部を、前記吸着部に流入させることにより、前記吸着部に流入する気体を加湿する
ことを特徴とする冷却方法。
【請求項２】
前記吸着部から流出して前記脱着部へ流入する気体から奪った熱を、前記再生部に流入させる気体の加熱に利用する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却方法。
【請求項３】
前記吸着部に流入させる気体から熱を奪うことにより、該気体の相対湿度を高くする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却方法。
【請求項４】
一つの前記吸脱着構造物の流路内に設けられる前記吸脱着媒体が、比較的高湿での吸着能力が高い第１吸脱着媒体と、比較的低湿での吸着能力が高い第２吸脱着媒体の双方からなり、
前記吸脱着構造物を前記吸着部とした際に、流入口から流入した気体が前記第１吸脱着媒体に接触した後で前記第２吸脱着媒体に接触して流出口から流出するように、前記第１，第２吸脱着媒体を設け、
前記吸脱着構造物を前記脱着部または前記再生部とした際に、流入口から流入した気体が前記第２吸脱着媒体に接触した後で前記第１吸脱着媒体に接触して流出口から流出するように、前記吸脱着構造物の流路内における気体の流通方向を変更する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷却方法。
【請求項５】
前記第１吸脱着媒体は、相対湿度６０％における吸湿率と相対湿度１００％における吸湿率との差が１０重量％以上あり、
前記第２吸脱着媒体は、相対湿度０％における吸湿率と相対湿度６０％における吸湿率との差が１０重量％以上ある
ことを特徴とする請求項４に記載の冷却方法。
【請求項６】
それぞれの両端に開口を有する複数の貫通穴を並列に形成して、各貫通穴の内壁面に前記吸脱着媒体を設けることにより、各貫通穴が前記流路、各開口が前記通気口となる前記吸脱着構造物の集合体を形成して、
該集合体の略中央において前記貫通穴の貫通方向に延びる軸線を中心にして、該集合体を回転させることにより、前記吸着部とした吸脱着構造物が前記脱着部となり、前記脱着部とした吸脱着構造物が前記再生部となり、前記再生部とした吸脱着構造物が前記吸着部となるように、各吸脱着構造物に連続する流路を切り替える
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の冷却方法。
【請求項７】
空気を吸入して、該空気を請求項１〜請求項６に記載の冷却方法によって冷却し、冷却された空気を冷却対象となる空間に放出する
ことを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸湿能を有する吸脱着媒体を利用した冷却方法、およびその冷却方法によって空気の冷却を行う冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸湿能を有する吸脱着媒体を利用した冷却方法としては、例えば、特開平５−１１５７３７号公報に記載されているような方法がある。
同公報に記載された冷却方法では、高湿空気を吸脱着媒体に接触させて低湿空気とし、その低湿空気を加湿機で加湿して低湿空気から水の気化熱を奪うことにより、低湿空気の低温化および高湿化を図り、その低温空気によって冷却を行っている。また、吸湿した吸脱着媒体については、ヒータで加熱した高温空気を通して湿気を脱着させることによって再生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記冷却方法において、空気冷却の際に熱交換された熱量Ｑｅと、吸脱着媒体の再生に必要な熱量Ｌから、成績係数（ＣＯＰ：coefficient of performance）ε１＝Ｑｅ／Ｌを求めると、ＣＯＰが１未満程度の値にしかなっておらず、上記冷却方法で必要な冷却能力を確保するためは、吸脱着媒体の再生工程で消費するエネルギーがかなり大きくなってしまう、という欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、吸脱着媒体の再生のために消費するエネルギーを、従来よりも低減可能な冷却方法と、その冷却方法によって空気の冷却を行う冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段、および発明の効果】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の冷却方法は、
雰囲気の温度および湿度に応じて湿気を吸着または脱着し、吸着時には発熱する一方、脱着時には吸熱する性質を有する吸脱着媒体を、気体の流入口または流出口となる複数の通気口を有する流路内に設けることにより、前記流入口から流入した気体を前記吸脱着媒体に接触させた上で前記流出口から流出させる吸脱着構造物を形成し、
複数の前記吸脱着構造物の内、いくつかを吸着部、別のいくつかを脱着部、残りのいくつかを再生部に割り当てて、
第１温度で第１湿度の気体を前記吸着部に流入させて、該吸着部内の吸脱着媒体に湿気を吸着させることにより、該吸着部から前記第１温度よりも高温な第２温度で前記第１湿度よりも低湿な第２湿度の気体を流出させ、
その気体から熱を奪うことにより、前記第２温度よりも低温な第３温度で前記第２湿度の気体とし、
その気体を前記脱着部に流入させて、該脱着部内の吸脱着媒体が吸着している湿気を脱着させることにより、該脱着部から前記第３温度よりも低温な第４温度で前記第２湿度よりも高湿な第３湿度の気体を流出させ、その気体によって冷却対象となる物体または空間の冷却を行い、
前記第１温度よりも高温な第５温度まで加熱した気体を前記再生部に流入させて、該再生部内の吸脱着媒体が吸着している湿気を脱着させることにより、該再生部内の吸脱着媒体を再生させ、
さらに、前記吸着部とした吸脱着構造物が前記脱着部となり、前記脱着部とした吸脱着構造物が前記再生部となり、前記再生部とした吸脱着構造物が前記吸着部となるように、各吸脱着構造物を循環させることによって冷却能力を維持し、
しかも、前記再生部から流出する気体の少なくとも一部を、前記吸着部に流入させることにより、前記吸着部に流入する気体を加湿する
ことを特徴とする。
【０００６】
この冷却方法において、吸脱着構造物は、吸着部→脱着部→再生部→吸着部の順に循環させて利用されるもので、比較的湿度の高い第１温度で第１湿度の気体を吸着部に通して第１湿度よりも低湿な第２湿度の気体とし、その気体の熱を奪って第２温度よりも低温な第３温度の気体とした上で、その気体を脱着部に通すことによって、第３温度よりも低温な第４温度で第２湿度よりも高湿な第３湿度の冷却用低温気体を得ている。そのため、上記従来技術のように専用の加湿機を設けなくてもよくなり、加湿機の作動に伴って消費されていたエネルギーが節約される。
【０００７】
また、吸着部において吸脱着媒体が吸着した湿気が、脱着部において気体の加湿に利用されるので、この加湿に伴って吸脱着媒体の吸湿量がある程度低下することになる。そのため、再生部において高温気体を通して湿気を脱着させる際には、脱着部で脱着しなかった残りの湿気を脱着させるだけで吸脱着媒体が再生するので、上記従来技術のように、吸着部において湿気を吸着させた吸脱着媒体をそのまま再生部で再生するのに比べ、吸脱着媒体の再生のために消費するエネルギーを低減できる。この結果、本発明の冷却方法では、上記従来技術よりも成績係数（ＣＯＰ）ε１が格段に改善され、具体的に言えば、ＣＯＰが１〜１０程度の値となる。
また、この冷却方法においては、前記再生部から流出する気体の少なくとも一部を、前記吸着部に流入させることにより、前記吸着部に流入する気体を加湿する。
このようにすると、吸着部に吸着させる湿気が増えるので、その吸着部を脱着部と入れ替えた際の脱着部における冷却能力が改善される。
【０００８】
なお、以上説明した本発明の冷却方法において、吸脱着媒体は、雰囲気の温度および湿度に応じて湿気を吸着または脱着し、吸着時には発熱する一方、脱着時には吸熱する性質を有する物質ないし組成物であれば何でもよい。具体的には、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、硫酸、リン酸、塩化カルシウム、塩化リチウム、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ＦＳＭ（株式会社豊田中研）、ＭＣＭ（Ｍｏｂｉｌ社）などを用いることができる。
【０００９】
吸脱着構造物は、気体の流入口または流出口となる複数の通気口を有する流路を有し、流入口から流入した気体を、流路内に設けられた吸脱着媒体に接触させた上で流出口から流出させるものであれば、その構造については特に限定されないが、流路内における吸脱着媒体の設け方は、吸脱着媒体の形態や特性に応じて適宜選定される。具体的には、例えば、吸脱着媒体を通気可能な容器に封入して流路内に固定したり、必要に応じて適当なバインダを吸脱着媒体に加えて成形加工することにより、流路をなす壁面自体が吸脱着媒体で構成されるようにしたり、あるいは、流路をなす壁面の表面に吸脱着媒体を付着または含浸させてもよい。
【００１０】
また、吸着部から流出して脱着部へ流入する気体から熱を奪うには、周知の熱交換器等を利用すればよい。ここで、請求項２に記載のように、前記吸着部から流出して前記脱着部へ流入する気体から奪った熱を、前記再生部に流入させる気体の加熱に利用すると、さらに、エネルギーが無駄にならないので望ましい。具体的には、例えば、空冷式の熱交換器から排出される熱気を再生部へ導入する流路を形成すればよい。但し、この熱気のみで再生部における吸脱着媒体の再生を行うことは通常は困難なので、その場合は、さらに熱交換器から再生部へ至る流路の途中にヒータないし熱媒が供給される熱交換器を配設し、流路内の気体を加熱する。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、前記吸着部に流入させる気体から熱を奪うことにより、該気体の相対湿度を高くする構成を採用することも望ましい。
吸着部に流入させる気体から熱を奪うための具体的手段については特に限定されないが、例えば、脱着部から流出する低温気体の一部と吸着部に流入させる気体の双方を熱交換器等に通して熱交換し、吸着部に流入させる気体から熱を奪う。このようにすれば、吸着部に流入する前にあらかじめ気体が低温化されるので、これにより、吸着部に流入させる気体の相対湿度を高くすることができる。また、本発明の冷却方法においては、「前記再生部から流出する気体の少なくとも一部を、前記吸着部に流入させることにより、前記吸着部に流入する気体を加湿する構成」を採用しているが、この場合、再生部から流出する気体は、湿気を脱着させる都合上、通常はある程度まで加熱されているので、再生部から流出する気体と室温の気体の双方を熱交換器等に通して熱交換することで、吸着部に流入させる気体から熱を奪うことができ、吸着部に流入させる気体の相対湿度を高くすることができる。
【００１３】
このような構成を採用すれば、より相対湿度の高い気体が吸着部に流入することになるので、相対湿度が高くなるほど飽和吸着量が大となる吸脱着媒体が設けてある吸着部では、吸着される水分の絶対量が増えることになり、その吸着部が脱着部とされた時に脱着する水分の量も増えることになるので、冷却効果が高くなる。ちなみに、脱着部から流出する低温気体の一部を吸着部に流入させる気体から熱を奪うために使う場合、その熱を奪うために使った一部の気体を冷却のために使うことはできなくなるが、残りの低温気体については、より低温化されることになる。
【００１４】
次に、請求項４に記載の冷却方法は、
一つの前記吸脱着構造物の流路内に設けられる前記吸脱着媒体が、比較的高湿での吸着能力が高い第１吸脱着媒体と、比較的低湿での吸着能力が高い第２吸脱着媒体の双方からなり、
前記吸脱着構造物を前記吸着部とした際に、流入口から流入した気体が前記第１吸脱着媒体に接触した後で前記第２吸脱着媒体に接触して流出口から流出するように、前記第１，第２吸脱着媒体を設け、
前記吸脱着構造物を前記脱着部または前記再生部とした際に、流入口から流入した気体が前記第２吸脱着媒体に接触した後で前記第１吸脱着媒体に接触して流出口から流出するように、前記吸脱着構造物の流路内における気体の流通方向を変更する
ことを特徴とする。
【００１５】
この冷却方法によれば、吸脱着構造物を吸着部とした際には、流入口から流入した気体がかなり高湿であっても、まず、比較的高湿での吸着能力が高い第１吸脱着媒体に接触するので、湿気が効果的に吸着される。また、第１吸脱着媒体に接触して低湿化された気体は、引き続いて比較的低湿での吸着能力が高い第２吸脱着媒体に接触するので、さらに湿気が吸着される。したがって、吸着部から流出する気体をきわめて低湿な状態とすることができる。
【００１６】
また、吸脱着構造物を脱着部または再生部とした際には、流入口から流入した低湿度の気体が、まず、第２吸脱着媒体に接触するので、第２吸脱着媒体は、比較的低湿での吸着能力が高いにもかかわらず良好に湿気を脱着する。これにより、第２吸脱着媒体に接触した気体はいくらか湿気を帯びることになるが、引き続いて接触する第１吸脱着媒体は、比較的高湿での吸着能力が高いので、何ら問題なく湿気を脱着する。
【００１７】
したがって、吸着部における吸着性能と、脱着部および再生部における脱着性能がともに良好になり、さらに冷却能力が改善される。
なお、請求項４に記載のように第１，第２吸脱着媒体の双方を利用すると、いずれか一方を利用した場合よりも冷却性能を改善することができるが、本発明の冷却方法においては、いずれか一方を利用するだけでも相応の冷却能力を発揮することはもちろんである。また、第１，第２吸脱着媒体の双方を利用する場合、気体の流通方向を上記のように最適化すれば、最も冷却性能が高くなるが、上記とは異なる気体の流通方向とした場合、あるいは第１，第２吸脱着媒体を２つの領域に分けて設けず、第１，第２吸脱着媒体が混在するように設けた場合でも、相応の冷却能力を発揮する。したがって、例えば、必要な冷却性能とコスト面等とを勘案して、必要があれば、上記のような、請求項４に記載のものとは異なる構成を採用しても構わない。
【００１８】
また、第１，第２吸脱着媒体は、両者を比較した際に、相対的に高湿での吸着能力が高いものと、相対的に低湿での吸着能力が高いものを組み合わせることで、いずれか一方の吸脱着媒体だけを採用したものよりも性能が改善されるが、望ましくは、請求項５に記載のように、前記第１吸脱着媒体は、相対湿度６０％における吸湿率と相対湿度１００％における吸湿率との差が１０重量％以上あり、前記第２吸脱着媒体は、相対湿度０％における吸湿率と相対湿度６０％における吸湿率との差が１０重量％以上あると、各吸脱着媒体が相互の利点を活かして互いの欠点を補い合い、比較的高湿から低湿まで幅広い範囲で良好な冷却性能を発揮するようになるので望ましい。
【００１９】
このような第１吸脱着媒体の代表的な例としては、平均細孔径５〜１０ｎｍ程度のメゾポアタイプのシリカゲル（例えば、Ｂ型シリカゲル）を挙げることができ、第２吸脱着媒体の代表的な例としては、平均細孔径２〜５ｎｍ程度のマイクロポアタイプのシリカゲル（例えば、Ａ型シリカゲル）を挙げることができる。
【００２０】
なお、上記吸湿率の差は、無限に大きくなることはないが、本発明においては可能な限り大きな値となる方が望ましく、上限については特に具体的な数値をもって限定されるものではない。下限については、それぞれ１０重量％以上である。上記吸湿率の差が１０重量％を下回ると、吸脱着媒体の量の割には吸脱着可能な水分量が小さくなりすぎるので、所期の効果を得るためには多量の吸脱着媒体が必要となり、その分だけコストの増大を招く。また、その多量の吸脱着媒体と気体とを十分に接触させるには大きな流路が必要となるので、冷却装置を構成した場合に装置の大型化を招きやすい。
【００２１】
次に、請求項６に記載の冷却方法は、
それぞれの両端に開口を有する複数の貫通穴を並列に形成して、各貫通穴の内壁面に前記吸脱着媒体を設けることにより、各貫通穴が前記流路、各開口が前記通気口となる前記吸脱着構造物の集合体を形成して、
該集合体の略中央において前記貫通穴の貫通方向に延びる軸線を中心にして、該集合体を回転させることにより、前記吸着部とした吸脱着構造物が前記脱着部となり、前記脱着部とした吸脱着構造物が前記再生部となり、前記再生部とした吸脱着構造物が前記吸着部となるように、各吸脱着構造物に連続する流路を切り替える
ことを特徴とする。
【００２２】
この冷却方法によれば、吸脱着構造物の集合体を回転させるだけで、吸脱着構造物と吸脱着構造物に連続する流路との位置関係が順に入れ替わって、吸着部とした吸脱着構造物が脱着部となり、脱着部とした吸脱着構造物が再生部となり、再生部とした吸脱着構造物が吸着部となるので、多数のバルブ等を利用して複雑に流路の切り替えを行わなくてもよくなる。
【００２３】
なお、以上説明したことから明らかなように、請求項７に記載の冷却装置、すなわち、空気を吸入して、該空気を請求項１〜請求項６に記載の冷却方法によって冷却し、冷却された空気を冷却対象となる空間に放出することを特徴とする冷却装置によれば、空気を冷却する際に、請求項１〜請求項６に記載の冷却方法について述べた通りの作用、効果を奏するので、この種の吸脱着媒体を利用した冷却装置としては、きわめてＣＯＰが高くなり、従来と同等な冷却能力を確保した場合でも、エネルギーの消費量を低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
以下に説明する冷却装置は、本発明の冷却方法によって空気の冷却を行うように構成されたもので、室内の空気を冷却対象とする冷房装置である。
【００２５】
図１に示すように、冷房装置は、吸着部１，脱着部２，および再生部３として利用される吸脱着ユニット１０を備え、室内の空気が吸着部１に流入し、吸着部１から流出した空気が第１熱交換器１２を通って脱着部２に流入し、脱着部２から流出した空気が再び室内へ戻るように構成されている。また、室外の空気が第１熱交換器１２，第２熱交換器１４を通って再生部３に流入し、再生部３から流出した空気が室外へ排出されるように構成されている。また、熱媒源から供給される熱媒が、第２熱交換器１４を通って再び熱媒源へ戻るように構成されている。
【００２６】
これらの内、吸脱着ユニット１０は、図２に示すように、両端に開口を有する複数の貫通穴を並列に形成してなるハニカム構造の円柱体で、第１吸脱着層１０ａと第２吸脱着層１０ｂからなる２層構造になっている。
第１吸脱着層１０ａは、Ｂ型シリカゲルを主成分とする組成物をハニカム状に成形したものである。ここで用いたＢ型シリカゲルは、２５℃における吸着等温線が、図３に示すようなカーブｃ１を描くもので、相対湿度６０％における吸湿率と相対湿度１００％における吸湿率との差が１０重量％以上ある。一方、第２吸脱着層１０ｂは、Ａ型シリカゲルを主成分とする組成物をハニカム状に成形したものである。ここで用いたＡ型シリカゲルは、２５℃における吸着等温線が、図３に示すようなカーブｃ２を描くもので、相対湿度０％における吸湿率と相対湿度６０％における吸湿率との差が１０重量％以上ある。
【００２７】
この吸脱着ユニット１０は、図１においては、図示の都合上、吸着部１，脱着部２，および再生部３を並列に描いてあるが、実際は、図２中に示した点線を境界として各領域が吸着部１，脱着部２，および再生部３となるように、冷房装置内における空気の流入路および流出路が配置され、各領域では図２中に太線矢印で示した方向へ空気が流される。また、吸脱着ユニット１０は、モータ等（図示略）によって、図２中のＣ−Ｃ線を回転中心として矢印Ａ方向へ回転駆動され、この回転に伴って、吸着部１となっていた領域が脱着部２となり、脱着部２となっていた領域が再生部３となり、再生部３となっていた領域が吸着部１となるように、順次位置が切り替わる。
【００２８】
なお、図２には明示的に示していないが、上記吸脱着ユニット１０において、第１吸脱着層１０ａが吸脱着ユニット１０全体の３０％、第２吸脱着層１０ｂは吸脱着ユニット１０全体の７０％を占める構成になっている。また、図２において、吸着部１，脱着部２，および再生部３は、ほぼ１／３ずつの領域とされているが、これらの領域は等分にする必要はなく、各領域の大きさの比は、吸脱着ユニット１０の吸脱着性能、空気の流量、その他の種々の条件によって変わり得る。
【００２９】
第１熱交換器１２は、吸着部１から流出した空気の熱を奪って、室外から取り込んだ空気へ移動させるものである。第２熱交換器１４は、第１熱交換器１２内で熱を受け取った空気をさらに加熱するものである。
以上のように構成された冷房装置において、高湿な室内空気は、まず吸着部１へと流入する。高湿空気が吸着部１を通過すると、最初に高湿環境下での吸着能が高い第１吸脱着層１０ａが多量の湿気を吸着し、続いて低湿環境下での吸着能が高い第２吸脱着層１０ｂが僅かに残る湿気をも吸着し、湿度はほぼゼロとなる。また、この時、吸着熱が発生するため、空気は加熱されて温度は上昇する。吸着部１から流出した低湿空気は、第１熱交換器１２によって熱が奪われ、脱着部２へと流入する。
【００３０】
低湿空気が脱着部２を通過すると、最初に第２吸脱着層１０ｂが低湿空気に晒されるが、この空気は湿度がほぼゼロであるため、低湿環境下での吸着能が高い第２吸脱着層１０ｂといえども、いくらかの水分が脱着する。また、続いて第１吸脱着層１０ａが空気に晒される。この空気は、第２吸脱着層１０ｂにおいて加湿された空気なので、僅かに湿気が高くなってはいるが、高湿環境下での吸着能が高い第１吸脱着層１０ａからすれば、未だ十分に低湿な空気であり、この低湿空気に第１吸脱着層１０ａが晒されると、第１吸脱着層１０ａからもいくらかの水分が脱着する。その結果、空気は高湿になり、同時に熱が奪われて低温化する。
【００３１】
したがって、この冷房装置では、上記従来技術のように専用の加湿機を設けなくてもよく、加湿機の作動に伴って消費されていたエネルギーが節約されることになる。
また、吸着部１において吸着された湿気が、脱着部２において空気の加湿に利用されるので、再生部３において高温気体を通して湿気を脱着させる際には、脱着部２で脱着しなかった残りの湿気を脱着させるだけで、第１吸脱着層１０ａおよび第２吸脱着層１０ｂの再生を図ることができる。したがって、上記従来技術のように、吸着部１において湿気を吸着させた吸脱着媒体をそのまま再生部３で再生するのに比べ、吸脱着媒体の再生のために消費するエネルギーを低減できる。
【００３２】
なお、以上説明した冷房装置において、吸脱着ユニット１０の個々の貫通穴を含む部分が、本発明でいう吸脱着構造物に相当し、吸脱着ユニット１０全体が、本発明でいう吸脱着構造物の集合体に相当する。また、第１吸脱着層１０ａのＢ型シリカゲルが、本発明でいう第１吸脱着媒体に相当し、第２吸脱着層１０ｂのＡ型シリカゲルが、本発明でいう第２吸脱着媒体に相当し、これらは双方とも本発明でいう吸脱着媒体に相当する。
【００３３】
但し、上記冷房装置は、本発明の冷却装置を具体化した一実施形態に過ぎず、各部の具体的な構造は、適宜設計変更可能である。例えば、本発明でいう吸脱着構造物は、上記冷房装置に設けたようなハニカム構造の吸脱着ユニット１０に限られるものではなく、例えば、吸脱着媒体を通気可能な容器に封入したもの、流路をなす壁面の表面に吸脱着媒体を付着または含浸させてものなどであってもよい。
【００３４】
ところで、上記冷房装置のように、Ｂ型シリカゲルを主成分とする第１吸脱着層１０ａ、Ａ型シリカゲルを主成分とする第２吸脱着層１０ｂの双方を利用すると、いずれか一方しかない場合よりも冷却性能を改善することができるが、これは、次のようなモデルを使った実験によって実証される。
【００３５】
まず、上記冷房装置の吸脱着ユニット１０と同様の特性を持つモデルとして、カラム内にＡ型シリカゲルを７０％、Ｂ型シリカゲルを３０％の割合で２層をなすように充填したもの（以下、モデル１という）を用意した。また、いずれか一方の吸着媒体しか存在しないモデルとして、カラム内にＡ型シリカゲルを１００％充填したもの（以下、モデル２という）、カラム内にＢ型シリカゲルを１００％充填したもの（以下、モデル３という）を用意した。
【００３６】
そして、上記各モデルが、吸着部１となった場合を想定して、各モデルに相対湿度８２％、温度３０．５℃の空気を、流速３．８ｍ／ｍｉｎで流入させた。なお、モデル１においては、Ｂ型シリカゲル側が空気の流入側である。
各モデルの出口側から流出する空気の湿度を測定したところ、モデル１、２では、湿度がほぼゼロになっていた。また、モデル３では、湿度が約２１％になっていた。
【００３７】
続いて、上記各モデルから流出した空気を３０℃まで冷却し、上記各モデルが、脱着部２となった場合を想定して、冷却した空気を再び各モデルに流通させた。但し、この時の流通方向は、吸着部１を想定した場合とは逆の向きになる。
各モデルの出口側（吸着部１とした場合における入口側と同じ側）から流出する空気の温度を測定したところ、モデル１では１２．５℃、モデル２では１８℃、モデル３では２４℃となっていた。
【００３８】
さらに、各モデルのシリカゲルの含水率を調べたところ、モデル１、モデル３はシリカゲルの含水率が４％程度まで大きく低下していたが、モデル２では出口側付近のシリカゲルの含水率が２８％程度あり、あまり低下していなかった。
以上のことからは、吸脱着媒体として、Ａ型シリカゲルを単独で採用すると、吸着性能は高いものの、高湿下での脱着性能に劣るため、脱着に伴う吸熱量が少なくなることが伺われる。また、Ｂ型シリカゲルを単独で採用すると、低湿下での吸着性能が低いため、十分に低湿な空気を得ることができず、その分だけ脱着の効率も悪くなるため、脱着に伴う吸熱量が少なくなることが伺われる。
【００３９】
これに対し、Ａ型・Ｂ型シリカゲルを組み合わせて利用すると、吸着時には、各シリカゲルの特性にあった条件下で吸脱着が行われるので、吸着しきれない湿気が残留したり、脱着しきれない水分が残留したりせず、最大限の冷却能力が発揮されるものと考えられる。
【００４０】
但し、Ａ型・Ｂ型シリカゲルを単独で採用した場合でも、いくらかの冷却性能は発揮されているので、Ａ型・Ｂ型シリカゲルを単独で採用した冷却装置が使用に耐えないものとなる訳ではなく、用途によっては、Ａ型・Ｂ型シリカゲルを単独で採用しても構わない。
【００４１】
次に、本発明の実施形態について別の例を挙げて説明する。
以下に説明する冷却装置は、図１に示した冷房装置に対して、さらに冷却能力を高めるための構成を付加したものである。
すなわち、図４に示すように、冷房装置は、吸着部１，脱着部２，および再生部３として利用される吸脱着ユニット１０と、第１熱交換器１２、第２熱交換器１４等を備え、これらが図１に示した冷房装置と同様に配設されている。
【００４２】
そして、これらの構成に加えて、再生部３から流出した空気の一部が第３熱交換器１６を通って吸着部１に流入するように構成され、室外の空気が第３熱交換器１６を通って室外へ排出されるように構成されている。
このようにすると、再生部３から流出した空気に含まれる湿気が吸着部１において吸着されるので、吸着部１の含水量が増大し、吸着部１を脱着部２とした時の脱着部２における冷却能力が改善される。また特に、再生部３から流出する空気と室内の空気の双方を第３熱交換器１６に通して熱交換することで、吸着部１に流入させる空気から熱を奪っているので、これにより、再生部３から吸着部１へと流入させる空気の相対湿度を高くすることができ、熱を奪うことなく再生部３から吸着部１へ空気を流入させる場合に比べ、吸着部１において吸着される水分の絶対量を増大させることができ、その吸着部１が脱着部２とされた時に脱着する水分の量も増えることになるので、冷却効果が高くなる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態についてさらに別の例を挙げて説明する。
以下に説明する冷却装置も、図１に示した冷房装置に対して、さらに冷却能力を高めるための構成を付加したものである。
すなわち、図５に示すように、冷房装置は、吸着部１，脱着部２，および再生部３として利用される吸脱着ユニット１０と、第１熱交換器１２、第２熱交換器１４等を備え、これらが図１に示した冷房装置と同様に配設されている。
【００４４】
そして、これらの構成に加えて、室内（以下、第１室内ともいう）の空気が第４熱交換器１８を通って吸着部１へ流入するように構成され、また、脱着部２から流出した空気の一部が第４熱交換器１８を通って第２室内へと流れるように構成されている。
【００４５】
このようにすると、脱着部２から流出する冷気によって第１室内の空気があらかじめ冷却されてから吸着部１へ流入するので、これにより、吸着部１へ流入する空気の相対湿度を高くすることができ、冷却することなく吸着部１へ空気を流入させる場合に比べ、吸着部１において吸着される水分の絶対量を増大させることができ、その吸着部１が脱着部２とされた時に脱着する水分の量も増えることになるので、冷却効果が高くなる。
【００４６】
なお、脱着部２から流出した空気の一部は、第４熱交換器１８を通った後も室温よりは低温なので、第２室内へ流れるように構成して低温空気の有効利用を図っているが、他の用途に利用してもよい。例えば、図５に示した構成に加えて、図４に示した構成をも採用し、脱着部２から流出して第４熱交換器１８を通った空気をさらに第３熱交換器１６に通して、再生部３から流出した空気を冷却するために利用することもできる。もちろん、特に必要がなければ、単に室外へ排出してもよい。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態については上記のもの以外にも種々の具体的形態が考えられる。
例えば、上記実施形態では、冷房装置、すなわち、室内の空気を冷却対象とする冷却装置を構成したが、本発明の冷却方法ないし冷却装置は、冷房装置以外のものにも適用可能である。具体的には、例えば、食品などを保管する低温保管庫内や、発熱源となる機器を内蔵した各種装置を冷却対象として、本発明の冷却方法ないし冷却装置を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態において説明した冷房装置の構成図である。
【図２】  上記冷房装置の吸脱着ユニットの斜視図である。
【図３】  第１吸脱着層と第２吸脱着層に用いた各シリカゲルの吸着等温線である。
【図４】  上記冷房装置に別の構成を付加した冷房装置の構成図である。
【図５】  上記冷房装置にさらに別の構成を付加した冷房装置の構成図である。
【符号の説明】
１・・・吸着部、２・・・脱着部、３・・・再生部、１０・・・吸脱着ユニット、１０ａ・・・第１吸脱着層、１０ｂ・・・第２吸脱着層、１２・・・第１熱交換器、１４・・・第２熱交換器、１６・・・第３熱交換器、１８・・・第４熱交換器。
【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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