(57)【要約】      （修正有）【課題】冷媒の蒸発の促進を図り、少ない冷媒量でも、十分な冷凍能力を確保する吸収式冷凍機を提供する。【解決手段】吸着式冷凍機１の吸着式冷凍機本体２は、冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する吸着器１０Ａ、１０Ｂと、吸着コアから離脱された気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器３０と、液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器２０とを有する。吸着器１０Ａ、１０Ｂ、凝縮器３０、および蒸発器２０が配管１３０〜１３３で接続されて閉回路を構成する。蒸発器２０の蒸発用容器の外壁側には、外部流体Ｃを流通させる周回流路が設けられている。蒸発器２０は、蒸発用容器の内壁において、周回流路内の外部流体Ｃから吸熱して液相冷媒を蒸発させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する吸着器（１０Ａ、１０Ｂ）と、前記吸着コアから離脱された気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器（３０）と、前記凝縮器で凝縮された液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（２０）とを有し、前記吸着器、前記凝縮器、および前記蒸発器が配管（１３０、１３１、１３２、１３３）で接続されて閉回路を構成する吸着式冷凍機本体（２）を備える吸着式冷凍機において、
前記吸着式冷凍機本体には、前記吸着コアに設けられた吸着材の吸着容量分以下の冷媒が充填され、
前記凝縮器は、前記吸着コアから離脱された気相冷媒を凝縮用容器（３３）内で凝縮させるように構成されており、
前記蒸発器は、前記凝縮用容器内で凝縮された液相冷媒を蒸発用容器（２５）の内壁で蒸発させるように構成されている吸着式冷凍機。
【請求項２】
前記蒸発器は、前記蒸発用容器の外壁に流れる第１流体と前記液相冷媒とを熱交換させることにより前記蒸発用容器の内壁で前記冷媒を蒸発させるように構成されている請求項１に記載の吸着式冷凍機。
【請求項３】
前記凝縮器は、前記凝縮用容器の内壁で前記気相冷媒を凝縮させるように構成されている請求項１または２に記載の吸着式冷凍機。
【請求項４】
前記凝縮器は、前記凝縮用容器の外壁に流れる第２流体と前記気相冷媒とを熱交換させることにより、前記凝縮用容器の内壁で前記気相冷媒を凝縮させるようになっている請求項３に記載の吸着式冷凍機。
【請求項５】
冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する吸着器（１０Ａ、１０Ｂ）と、前記吸着コアから離脱された気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器（３０）と、前記凝縮器で凝縮された液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（２０）とを有し、前記吸着器、前記凝縮器、および前記蒸発器が配管（１３０、１３１、１３２、１３３）で接続されて閉回路を構成する吸着式冷凍機本体（２）を備える吸着式冷凍機において、
前記凝縮器は、前記吸着コアから離脱された気相冷媒を凝縮用容器（３３）内で凝縮させて液相冷媒を発生させるように構成されており、
前記蒸発器は、蒸発用容器（２５）の内壁に流れる液相冷媒と前記蒸発用容器の外壁に流れる第１流体との熱交換によって前記液相冷媒を前記蒸発用容器の内壁で蒸発させるように構成されている吸着式冷凍機。
【請求項６】
前記蒸発器は、前記凝縮器の重力方向最下部よりも重力方向下方に位置する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
【請求項７】
前記蒸発用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記蒸発器は、前記蒸発用容器のうち重力方向上側を塞ぐように形成されている天井部（３９）と前記蒸発用容器のうち重力方向下側を塞ぐように形成されている底部（２３）と、を備えており、
前記蒸発用容器の内側には、前記蒸発用容器の内側から前記気相冷媒を排出する冷媒配管（２１）が配置されており、
前記冷媒配管のうち前記気相冷媒の出口（２２ａ）が前記天井部および前記底部のうちいずれか一方から突出するように配置されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
【請求項８】
前記蒸発用容器は、その軸線方向が重力方向に一致するように配置されており、
前記蒸発器は、前記蒸発用容器を重力方向下側から塞ぐように形成されている底部（２３）が配置されており、
前記底部は、前記蒸発用容器からその軸線側に近づくほど、重力方向上側に位置するように形成されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
【請求項９】
前記蒸発用容器に対して重力方向上側には、前記液相冷媒を前記蒸発用容器の内壁に対して全周に亘って分配する分配部（１７０）が配置されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
【請求項１０】
前記分配部は、
前記凝縮用容器の底部を構成して、重力方向に貫通する穴部（３８ａ）を有し、前記凝縮用容器で凝縮された前記液相冷媒を集めて前記穴部を通して流下させる分配上側部（３８）と、
前記蒸発用容器のうち重力方向上側を塞ぐ天井部を構成し、前記蒸発用容器の内壁に対して全周に亘って分散して配置されて重力方向に貫通する複数の冷媒供給穴（３９ａ）を有し、前記分配上側部の穴部から流下した液相冷媒を前記複数の冷媒供給穴のそれぞれに分けて供給して、前記液相冷媒を前記複数の冷媒供給穴を通して蒸発用容器の内壁に
対して全周に亘って分配して供給する分配下側部（３９）と、
前記分配上側部および前記分配下側部の間を囲むように形成されている外壁（１７１）と、
を備える請求項９に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１１】
前記分配上側部、前記分配下側部、および前記外壁のうち少なくとも１つは、ステンレス鋼で構成されている請求項１０に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１２】
前記凝縮用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記蒸発用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記凝縮器は、前記凝縮用容器のうち重力方向下側を塞ぐように形成されている底部（３９）を備え、
前記底部は、前記蒸発用容器のうち重力方向上側を塞ぐように形成されている天井部を兼ねている請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の吸着式冷凍機。
【請求項１３】
前記蒸発用容器のサイズが、前記第１流体と前記液相冷媒との熱交換能力に基づいて設定されている請求項２に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１４】
前記凝縮用容器のサイズが、前記第２流体と前記気相冷媒との熱交換能力に基づいて設定されている請求項４に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１５】
蒸発器熱交換流体用外周部（２４）と、複数の横仕切り部（２７ａ〜２７ｃ）と、複数の縦仕切り部（２８ａ〜２８ｄ）と、を備え、
前記蒸発用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記蒸発器熱交換流体用外周部は、前記蒸発用容器の外壁を径方向外側から囲むように形成されており、
前記蒸発用容器の外壁と前記蒸発器熱交換流体用外周部の内壁との間には、前記第１流体を円周方向に流通させる複数の周回流路（２６ａ〜２６ｄ）が重力方向に並べられており、
前記複数の横仕切り部は、それぞれ、前記複数の周回流路のうち隣り合う２つの周回流路の間を仕切るものであり、
前記複数の横仕切り部には、前記隣り合う２つの周回流路の間を連通する穴部（２９ａ〜２９ｃ）が設けられており、
前記複数の縦仕切り部は、それぞれ、前記複数の周回流路のそれぞれを塞いで円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切るものであり、
前記複数の周回流路のうち重力方向一方側の周回流路には、前記複数の周回流路に前記第１流体を供給する入口（ｄ１）が連通しており、
前記複数の周回流路のうち重力方向他方側の周回流路には、前記複数の周回流路から前記第１流体を排出させる出口（ｄ２）が連通しており、
前記入口から前記出口まで前記複数の周回流路、および前記穴部を介して前記第１流体が流れるように前記穴部および前記複数の縦仕切り部が構成されている請求項２に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１６】
凝縮器熱交換流体用外周部（３２）と、複数の横仕切り部（３６ａ〜３６ｃ）と、複数の縦仕切り部（３７ａ〜３７ｄ）と、を備え、
前記凝縮用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記凝縮器熱交換流体用外周部は、前記凝縮用容器の外壁を径方向外側から囲むように形成されており、
前記凝縮用容器の外壁と前記凝縮器熱交換流体用外周部の内壁との間には、前記第２流体を円周方向に流通させる複数の周回流路（３４ａ〜３４ｄ）が重力方向に並べられており、
前記複数の横仕切り部は、前記複数の周回流路のうち隣り合う２つの周回流路の間を仕切るものであり、
前記複数の横仕切り部には、前記隣り合う２つの周回流路の間を連通する穴部（３５ａ〜３５ｃ）が設けられており、
前記複数の縦仕切り部は、それぞれ、前記複数の周回流路のそれぞれを塞いで円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切るものであり、
前記複数の周回流路のうち重力方向一方側の周回流路には、前記複数の周回流路に前記第２流体を供給する入口（ｒ１）が連通しており、
前記複数の周回流路のうち軸線方向他方側の周回流路には、前記複数の周回流路から前記第２流体を排出させる出口（ｒ２）が連通しており、
前記入口から前記出口まで前記複数の周回流路、および前記穴部を介して前記第２流体が流れるように前記穴部および前記複数の縦仕切り部が構成されている請求項４に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１７】
蒸発器熱交換流体用外周部（２４）と、複数の横仕切り部（２７ａ〜２７ｃ）と、第１縦仕切り部（２８ｅ）と、複数の第２縦仕切り部（２８ｂ〜２８ｄ、２８ｆ〜２８ｈ）と、を備え、
前記蒸発用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記蒸発器熱交換流体用外周部は、前記蒸発用容器の外壁を径方向外側から囲むように形成されており、
前記蒸発器は、前記蒸発用容器と前記蒸発器熱交換流体用外周部とを重力方向上側から塞ぐように形成されている天井部（３９）と、前記蒸発用容器と前記蒸発器熱交換流体用外周部とを重力方向下側から塞ぐように形成されている底部（２３）と、を備えており、
前記複数の横仕切り部は、前記蒸発用容器の外壁と前記蒸発器熱交換流体用外周部の内壁との間において前記天井部および前記底部の間を仕切って重力方向に並ぶ複数段の領域を形成するものであり、
前記複数段の領域のうち重力方向一方側の領域は、前記第１流体を円周方向に流す第１周回流路（２６０）を構成し、
前記第１縦仕切り部は、前記第１周回流路を塞いで円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切るものであり、
前記複数の第２縦仕切り部は、それぞれ、前記複数段の領域のうち前記重力方向一方側の領域に対して前記重力方向他方側に位置する前記複数段の領域のそれぞれを円周方向に仕切ることにより、前記第１流体を円周方向に流す第２周回流路（２６６、２６４、２６２）と前記第１流体を円周方向に流す第３周回流路（２６７、２６５、２６３）とを前記領域毎に構成するものであり、
前記複数の横仕切り部のうち、前記領域毎の第２周回流路のうち隣り合う２つの第２周回流路の間の横仕切り部（２７ｂ、２７ｃ）には、前記隣り合う２つの第２周回流路の間を連通する第１穴部（２８０、２８２）が設けられており、
前記複数の横仕切り部のうち、前記領域毎の第３周回流路のうち隣り合う２つの第３周回流路の間の横仕切り部（２７ｂ、２７ｃ）には、前記隣り合う２つの第３周回流路の間を連通する第２穴部（２８１、２８３）が設けられており、
前記複数の横仕切り部のうち、隣り合う前記第１周回流路および前記第２周回流路の間の横仕切り部（２７ａ）には、前記隣り合う前記第１周回流路および前記第２周回流路の間を連通する第３穴部（２８４）が設けられており、
前記複数の横仕切り部のうち、隣り合う前記第１周回流路および前記第３周回流路の間の横仕切り部（２７ａ）には、前記隣り合う前記第１周回流路および前記第３周回流路の間を連通する第４穴部（２８５）が設けられており、
前記領域毎の第２周回流路のうち重力方向他方側の第２周回流路（２６６）には、前記領域毎の第２周回流路に前記第２流体を供給する入口（ｄ１）が連通しており、
前記領域毎の第３周回流路のうち重力方向他方側の第３周回流路（２６７）には、前記領域毎の第３周回流路から前記第２流体を排出させる出口（ｄ２）が連通しており、
前記入口から前記出口まで前記第１周回流路、前記領域毎の第２周回流路、前記領域毎の第３周回流路、前記第１穴部、前記第２穴部、および前記第３穴部を介して前記第２流体が流れるように前記第１穴部、前記第２穴部、前記第３穴部、前記第１縦仕切り部、および前記複数の第２縦仕切り部が構成されている請求項２に記載の吸着式冷凍機。
【請求項１８】
凝縮器熱交換流体用外周部（３２）と、複数の横仕切り部（３６ａ〜３６ｃ）と、第１縦仕切り部（３７ｅ）と、複数の第２縦仕切り部（３７ｂ〜３７ｄ、３７ｆ〜３７ｈ）と、を備え、
前記凝縮用容器は、その軸線方向が重力方向になる筒状に形成されており、
前記凝縮器熱交換流体用外周部は、前記凝縮用容器の外壁を径方向外側から囲むように形成されており、
前記凝縮器は、前記凝縮用容器と前記凝縮器熱交換流体用外周部とを重力方向上側から塞ぐように形成されている天井部（３００）と、前記凝縮用容器と前記凝縮器熱交換流体用外周部とを重力方向下側から塞ぐように形成されている底部（３８）とを備えており、
前記複数の横仕切り部は、前記凝縮用容器の外壁と前記凝縮器熱交換流体用外周部の内壁との間において前記天井部および前記底部の間を仕切って重力方向に並ぶ複数段の領域を形成するものであり、
前記複数段の領域のうち重力方向一方側の領域は、前記第２流体を円周方向に流す第１周回流路（３４０）を構成し、
前記第１縦仕切り部は、前記第３周回流路を塞いで円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切るものであり、
前記複数の第２縦仕切り部は、それぞれ、前記複数段の領域のうち重力方向一方側の領域に対して前記重力方向他方側に位置する前記複数段の領域のそれぞれを円周方向に仕切ることにより、前記第２流体を円周方向に流す第２周回流路（３４６、３４４、３４２）と前記第２流体を円周方向に流す第３周回流路（３４７、３４５、３４３）とを前記領域毎に形成するものであり、
前記複数の横仕切り部のうち、前記領域毎の第２周回流路のうち隣り合う２つの第２周回流路の間の横仕切り部（３６ｂ、３６ｃ）には、前記隣り合う２つの第３周回流路の間を連通する第１穴部（２９０、２９２）が設けられており、
前記複数の横仕切り部のうち、前記領域毎の第３周回流路のうち隣り合う２つの第３周回流路の間の横仕切り部（３６ｂ、３６ｃ）には、前記隣り合う２つの第３周回流路の間を連通する第２穴部（２９１、２９３）が設けられており、
前記複数の横仕切り部のうち、隣り合う前記第１周回流路および前記第２周回流路の間の横仕切り部（３６ａ）には、前記隣り合う前記第１周回流路および前記第２周回流路の間を連通する第３穴部（２９４）が設けられており、
前記複数の横仕切り部のうち、隣り合う前記第１周回流路および前記第３周回流路の間の横仕切り部（３６ａ）には、前記隣り合う前記第１周回流路および前記第３周回流路の間を連通する第４穴部（２９５）が設けられており、
前記領域毎の第２周回流路のうち重力方向他方側の第２周回流路（３４６）には、前記領域毎の第２周回流路に前記第２流体を供給する入口（ｒ１）が連通しており、
前記領域毎の第３周回流路のうち重力方向他方側の第３周回流路（３４７）には、前記領域毎の第３周回流路から前記第２流体を排出させる出口（ｒ２）が連通しており、
前記入口から前記出口まで前記第１周回流路、前記領域毎の第２周回流路、前記領域毎の第３周回流路、前記第１穴部、前記第２穴部、および前記第３穴部を介して前記第２流体が流れるように前記第１穴部、前記第２穴部、前記第３穴部、前記第１縦仕切り部、および前記複数の第２縦仕切り部が構成されている請求項４に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、吸着式冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の吸着式冷凍機では、吸着器および凝縮器が冷媒配管で接続されて、吸着器内に配置された熱交換器は、凝縮器に面する部分を除いて構造体によって覆われているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
構造体は、吸着器内を、熱交換器を含み凝縮器内の空間と連通可能な第１の空間と、熱交換器を含まず第１の空間から遮断された第２の空間とに分離する。このことにより、吸着器の熱交換器にて気化した冷媒が吸着器容器の内壁のうち第２の空間側で結露することを防止することが可能になる。
【０００４】
特許文献２には、吸着コアを収容する吸着器と、吸着コアから離脱された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮された冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器とを備えている吸着式冷凍機が記載されている。
【０００５】
この吸着式冷凍機は、蒸発器から吸着器を経て凝縮器に冷媒を供給する冷媒供給経路を有する冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの重力方向最下部よりも重力方向下方に位置するように配置されて、冷凍サイクル内の冷媒を所定量回収可能な冷媒タンクとを備えている。
【０００６】
吸着式冷凍機の運転停止時に、冷凍サイクル内に存在する冷媒が、蒸発器の重力方向最下部から第１連通管を通って冷媒タンクに流れ込む。これにより、冷凍サイクル内の冷媒が冷媒タンクに回収されるので、冷凍サイクル内の冷媒を冷媒タンクに保管することが可能となる。
【０００７】
これによって、吸着式冷凍機の運転中に、冷凍サイクル内部に吸着剤が吸着できる量以上に冷媒が存在している場合であっても、吸着式冷凍機の運転停止時の冷凍サイクル内部で冷媒が凝縮（すなわち、結露）することを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−７８１８２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５６００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載の吸着式冷凍機では、構造体は、吸着器内を、熱交換器を含み凝縮器内の空間と連通可能な第１の空間と、熱交換器を含まず第１の空間から遮断された第２の空間とに分離する。このことにより、吸着器の熱交換器で蒸発された冷媒が吸着器容器の内壁のうち第２の空間側で冷媒が凝縮することを防止する。しかし、吸着器容器の内壁のうち第２の空間側以外の箇所でも冷媒の凝縮が生じるため、冷媒の凝縮を防ぐ対策としては不十分となる。
【００１０】
また、上記特許文献２の吸着式冷凍機では、運転時以外に冷媒を格納する冷媒タンクに回収することができるものの、運転開始時に冷媒タンクからの冷媒を冷凍サイクル内に供給することが必要になる。さらに、運転終了時に冷凍サイクル内からの冷媒を冷媒タンクに回収することが必要になる。このため、運転の開始および終了に長い時間もかかり、冷媒回収が確実に実施されないと結露が発生する環境が作り出される可能性もあり信頼性に劣っている。
【００１１】
そこで、本発明者は、結露の発生を抑えるために、吸着式冷凍機に充填される冷媒量を少なくすることに着目し、少ない冷媒量でも十分な冷凍能力を確保することを検討した。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みて、冷媒の蒸発の促進を図り、少ない冷媒量でも、十分な冷凍能力を確保するようにした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】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する吸着器（１０Ａ、１０Ｂ）と、吸着コアから離脱された気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器（３０）と、凝縮器で凝縮された液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（２０）とを有し、吸着器、凝縮器、および蒸発器が配管（１３０、１３１、１３２、１３３）で接続されて閉回路を構成する吸着式冷凍機本体（２）を備える吸着式冷凍機において、
吸着式冷凍機本体には、吸着コアに設けられた吸着材の吸着容量分以下の冷媒が充填され、
凝縮器は、吸着コアから離脱された気相冷媒を凝縮用容器（３３）内で凝縮させるように構成されており、
蒸発器は、凝縮用容器内で凝縮された液相冷媒を蒸発用容器（２５）の内壁で蒸発させるように構成されている。
【００１４】
以上説明した請求項１に記載の発明によれば、蒸発器は、液相冷媒を蒸発用容器の内壁で蒸発させるので、冷媒の蒸発の促進を図ることができる。このため、少ない冷媒量でも、十分な冷凍能力を確保するようにした吸着式冷凍機を提供することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明では、冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する吸着器（１０Ａ、１０Ｂ）と、吸着コアから離脱された気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器（３０）と、凝縮器で凝縮された液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（２０）とを有し、吸着器、凝縮器、および蒸発器が配管（１３０、１３１、１３２、１３３）で接続されて閉回路を構成する吸着式冷凍機本体（２）を備える吸着式冷凍機において、
凝縮器は、吸着コアから離脱された気相冷媒を凝縮用容器（３３）内で凝縮させて液相冷媒を発生させるように構成されており、
蒸発器は、蒸発用容器（２５）の内壁に流れる液相冷媒と蒸発用容器の外壁に流れる第１流体との熱交換によって液相冷媒を蒸発用容器の内壁で蒸発させるように構成されている。
【００１６】
以上説明した請求項５に記載の発明によれば、蒸発器は、蒸発用容器の内壁に流れる液相冷媒と蒸発用容器の外壁に流れる第１流体との熱交換によって液相冷媒を蒸発用容器の内壁で蒸発させるので、冷媒の蒸発の促進を図ることができる。このため、少ない冷媒量でも、十分な冷凍能力を確保するようにした吸着式冷凍機を提供することができる。
【００１７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態における吸着式冷凍機本体の正面図である。
【図２】第１実施形態における吸着式冷凍機本体の側面図である。
【図３】第１実施形態における吸着式冷凍機の全体構成を示すブロック図である。
【図４】図３中の凝縮器および蒸発器を示す斜視図である。
【図５Ａ】図３中の凝縮器および蒸発器の内部構成を示す模式図である。
【図５Ｂ】図３中の凝縮器および蒸発器の正面図である。
【図５Ｃ】図３中の凝縮器および蒸発器の側面図であって、外部流体の流れを示す図である。
【図６】第２実施形態における凝縮器および蒸発器の内部構造を示す模式図である。
【図７】第３実施形態における凝縮器および蒸発器の内部構造を示す模式図である。
【図８】第４実施形態における凝縮器および蒸発器の内部構造を示す模式図である。
【図９】第５実施形態における凝縮器および蒸発器の内部構造を示す模式図である。
【図１０】第５実施形態の変形例における凝縮器および蒸発器の内部構成を示す図で
【図１１】第６実施形態における吸着式冷凍機本体の全体構成を示す図である。ある。
【図１２】第７実施形態における吸着式冷凍機本体の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
図１、図２、図３に本発明に係る本実施形態の吸着式冷凍機１の構成を示す。
【００２１】
本実施形態の吸着式冷凍機１は、図１、図２、および図３に示すように、吸着式冷凍機本体２を備える。吸着式冷凍機本体２は、吸着器１０Ａ、１０Ｂ、蒸発器２０、凝縮器３０、蒸発バルブ４０Ａ、４０Ｂ、および凝縮バルブ５０Ａ、５０Ｂを備える。
【００２２】
吸着器１０Ａ、１０Ｂ、蒸発器２０、凝縮器３０、蒸発バルブ４０Ａ、４０Ｂ、および凝縮バルブ５０Ａ、５０Ｂは、蒸気管１３０、１３１、１３２、１３３によって冷媒を流す閉回路を構成している。
【００２３】
吸着式冷凍機１には、図３に示すように、四方弁６０Ａ、６０Ｂ、熱源７０、温水ポンプ８０、冷却水源９０、冷却水ポンプ１００、冷水ポンプ１１０、および吸熱ユニット１２０が設けられている。
【００２４】
吸着器１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ、冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する。本実施形態の吸着剤としては、例えば、シリカゲルやゼオライト、アルミナ、硝酸アルミニウム等が用いられる。
【００２５】
本実施形態では、吸着器１０Ａ、１０Ｂのそれぞれには、同一量の吸着剤が配置されている。吸着式冷凍機本体２内には、吸着器１０Ａの吸着材の吸着容量分のみの冷媒と吸着器１０Ｂの吸着材の吸着容量分のみの冷媒とを加算した冷媒が充填されている。つまり、吸着式冷凍機本体２内には、吸着器１０Ａ、１０Ｂの吸着材を総合した吸着材の吸着容量分のみの冷媒が充填されている。
【００２６】
蒸発器２０は、冷水配管１６０を流れる外部流体Ｃと液相冷媒とを熱交換させて外部流体Ａから吸熱して液相冷媒を蒸発させる。
【００２７】
冷水配管１６０内の外部流体Ｃは、熱を移動させる熱媒体であって、例えば水や不凍液が用いられる
冷水配管１６０は、蒸発器２０の入口ｄ１および出口ｄ２の間を接続している。冷水配管１６０は、吸熱ユニット１２０の熱交換器１２１、および冷水ポンプ１１０とともに、外部流体Ｃを循環させる閉回路１６１を構成する。
【００２８】
熱交換器１２１は、吸熱ユニット１２０の電動ファン１２２から吹き出される空気流と冷水配管１６０を流れる外部流体Ｃとを熱交換させて空気から吸熱して外部流体Ｃに放熱する熱交換器である。すなわち、熱交換器１２１は、電動ファン１２２から吹き出される空気流を冷水配管１６０に流れる外部流体Ｃによって冷却して冷風を発生させる。電動ファン１２２は、熱交換器１２１を通過する空気流を発生させる。冷水ポンプ１１０は、閉回路１６１において外部流体Ｃを循環させる流体の流れを発生させる。
【００２９】
本実施形態の冷媒としては、例えば、蒸気圧が低く、蒸発潜熱が大きい水等が用いられる。
【００３０】
凝縮器３０は、冷却水配管１４０を流れる外部流体Ａと気相冷媒とを熱交換させて外部流体Ａに放熱して気相冷媒を凝縮させる。
【００３１】
蒸発バルブ４０Ａは、吸着器１０Ａおよび蒸発器２０の間を接続する蒸気管１３２を開閉する弁体である。本実施形態の蒸発バルブ４０Ａは、吸着器１０Ａおよび蒸発器２０の間の圧力差によって開閉する。
【００３２】
蒸発バルブ４０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび蒸発器２０の間を接続する蒸気管１３３を開閉する弁体である。本実施形態の蒸発バルブ４０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび蒸発器２０の間の圧力差によって開閉する。
【００３３】
凝縮バルブ５０Ａは、吸着器１０Ａおよび凝縮器３０の間を接続する蒸気管１３０を開閉する弁体である。本実施形態の凝縮バルブ５０Ａは、吸着器１０Ａおよび凝縮器３０の間の圧力差によって開閉する。
【００３４】
凝縮バルブ５０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび凝縮器３０の間を接続する蒸気管１３１を開閉する弁体である。本実施形態の凝縮バルブ５０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび凝縮器３０の間の圧力差によって開閉する。
【００３５】
四方弁６０Ａは、入口ｓ１、ｓ２、および出口ｓ３、ｓ４を備え、入口ｓ１と出口ｓ３、ｓ４のうち一方の出口とを接続し、出口ｓ３、ｓ４のうち一方の出口以外の他方の出口と入口ｓ２とを接続する。
【００３６】
ここで、入口ｓ２は、水配管１４１を介して吸着器１０Ａの出口１１ａに接続されている。入口ｓ１は、水配管１５１を介して吸着器１０Ｂの出口１１ｂに接続されている。出口ｓ４は、水配管１４０、冷却水源９０、および冷却水ポンプ１００を介して凝縮器３０の入口ｒ１に接続されている。出口ｓ３は、水配管１５２、温水ポンプ８０、および熱源７０を介して四方弁６０Ｂの入口ｈ１に接続されている。
【００３７】
冷却水源９０は、水配管１４０に流れる外部流体Ａを冷却する。冷却水ポンプ１００は、水配管１４０内に外部流体Ａの流れを発生させる。熱源７０は、水配管１５２に流れる外部流体Ｂを加熱する。温水ポンプ８０は、水配管１５２内に外部流体Ｂの流れを発生させる。
【００３８】
本実施形態の水配管１４０、１５２内の外部流体Ａ、外部流体Ｂは、熱を移動させる熱媒体を構成する。外部流体Ａ、外部流体Ｂは、熱を移動させる熱媒体であって、例えば水や不凍液が用いられる。
【００３９】
四方弁６０Ｂは、入口ｈ１、ｈ２、および出口ｈ３、ｈ４を備え、出口ｈ３、ｈ４のうち一方の出口と入口ｈ１とを接続し、出口ｈ３、ｈ４のうち一方の出口以外の他方の出口と入口ｈ２とを接続する。
【００４０】
入口ｈ１は、水配管１５２、温水ポンプ８０、および熱源７０を介して四方弁６０Ａの出口ｓ３に接続されている。入口ｈ２は、水配管１４２を介して凝縮器３０の出口ｒ２に接続されている。出口ｈ３は、水配管１４３を介して吸着器１０Ａの入口１２ａに接続されている。出口ｈ４は、水配管１５０を介して吸着器１０Ｂの入口１２ｂに接続されている。
【００４１】
熱源７０は、水配管１５２内に流れる外部流体Ｂを加熱する熱源である。温水ポンプ８０は、水配管１５２内に外部流体Ｂの流れを発生させる。冷却水源９０は、冷却水配管１４０内に流れる外部流体Ａを冷却する。冷却水ポンプ１００は、冷却水配管１４０内に外部流体Ａの流れを発生させる。冷水ポンプ１１０は、冷水配管１６０内の外部流体Ｃの流れを発生させる。
【００４２】
次に、本実施形態の吸着式冷凍機１の作動について説明する。
【００４３】
まず、四方弁６０Ａにおいて、入口ｓ２および出口ｓ４の間を接続し、入口ｓ１および出口ｓ３の間を接続する。
【００４４】
四方弁６０Ｂにおいて、入口ｈ２および出口ｈ３の間を接続し、入口ｈ１および出口ｈ４の間を接続する。
【００４５】
温水ポンプ８０は、熱源７０により加熱された外部流体Ｂを温水ポンプ８０→四方弁６０Ｂ→吸着器１０Ｂ→四方弁６０Ａ→熱源７０の順に循環させる。
【００４６】
冷却水ポンプ１００は、冷却水源９０により冷却された外部流体Ａを冷却水ポンプ１００→凝縮器３０→四方弁６０Ｂ→吸着器１０Ａ→四方弁６０Ａ→冷却水源９０の順に循環させる。
【００４７】
冷水ポンプ１１０は、蒸発器２０により冷却された外部流体Ｃを冷水ポンプ１１０→熱交換器１２１→蒸発器２０の順に循環させる。
【００４８】
このとき、吸着器１０Ａ内の圧力が凝縮器３０内の圧力よりも低い。このため、凝縮バルブ５０Ａは、吸着器１０Ａおよび凝縮器３０の間を閉じる。
【００４９】
吸着器１０Ｂの圧力が凝縮器３０の圧力よりも高い。このため、凝縮バルブ５０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび凝縮器３０の間を開ける。
【００５０】
吸着器１０Ａ内の圧力が蒸発器２０の圧力よりも低い。このため、蒸発バルブ４０Ａは、吸着器１０Ａおよび蒸発器２０の間を開ける。
【００５１】
吸着器１０Ｂの圧力が蒸発器２０の圧力よりも高い。このため、蒸発バルブ４０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび蒸発器２０の間を閉じる。
【００５２】
したがって、吸着器１０Ｂにおいて、熱源７０により加熱された外部流体Ｂにより吸着コアが加熱される事で気相冷媒として離脱する。この離脱した気相冷媒は、蒸気管１３１を通して凝縮器３０に供給される。
【００５３】
凝縮器３０では、冷却水源９０により冷却された外部流体Ａにより吸着器１０Ｂからの気相冷媒を凝縮して液相冷媒にする。この液相冷媒は、後述する分配部１７０を通して蒸発器２０に移動される。蒸発器２０では、液相冷媒は、冷水配管１６０内の外部流体Ｃから吸熱して蒸発して気相冷媒になる。この気相冷媒は、蒸気管１３２を通して吸着器１０Ａに移動される。
【００５４】
吸着器１０Ａにおいて、気相冷媒は、冷却水源９０から供給される外部流体Ａにより吸着コアが冷却される事で吸着される。
【００５５】
一方、蒸発器２０において、冷水配管１６０内を流れる外部流体Ｃは、液相冷媒が蒸発する際に吸熱されて冷却される。このことにより、蒸発器２０は冷凍能力を発揮して外部流体Ｃを冷却することになる。
【００５６】
熱交換器１２１は、電動ファン１２２から吹き出される空気流と冷水配管１６０を流れる外部流体Ｃとを熱交換させて外部流体Ｃによって空気流を冷却して冷風を発生させる。この冷風は、例えば室内の冷房等に用いられたり、物品の冷却にも用いられる。
【００５７】
次に、四方弁６０Ａにおいて、入口ｓ２および出口ｓ３の間を接続し、入口ｓ１および出口ｓ４の間を接続する。四方弁６０Ｂにおいて、入口ｈ２および出口ｈ４の間を接続し、入口ｈ１および出口ｈ３の間を接続する。
【００５８】
次に、温水ポンプ８０は、熱源７０により冷却された外部流体Ｂを温水ポンプ８０→四方弁６０Ｂ→吸着器１０Ａ→四方弁６０Ａ→熱源７０の順に循環させる。
【００５９】
冷却水ポンプ１００は、冷却水源９０により冷却された外部流体Ａを冷却水ポンプ１００→凝縮器３０→四方弁６０Ｂ→吸着器１０Ｂ→四方弁６０Ａ→冷却水源９０の順に循環させる。
【００６０】
冷水ポンプ１１０は、蒸発器２０により冷却された外部流体Ｃを冷水ポンプ１１０→熱交換器１２１→蒸発器２０の順に循環させる。
【００６１】
このとき、吸着器１０Ａ内の圧力が凝縮器３０内の圧力よりも高い。このため、凝縮バルブ５０Ａは、吸着器１０Ａおよび凝縮器３０の間を開ける。
【００６２】
吸着器１０Ｂの圧力が凝縮器３０の圧力よりも低い。このため、凝縮バルブ５０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび凝縮器３０の間を閉じる。
【００６３】
吸着器１０Ａ内の圧力が蒸発器２０の圧力よりも高い。このため、蒸発バルブ４０Ａは、吸着器１０Ａおよび蒸発器２０の間を閉じる。
【００６４】
吸着器１０Ｂの圧力が蒸発器２０の圧力よりも低い。このため、蒸発バルブ４０Ｂは、吸着器１０Ｂおよび蒸発器２０の間を開ける。
【００６５】
したがって、吸着器１０Ａにおいて、熱源７０からの外部流体Ｂにより吸着コアが加熱される事で気相冷媒として離脱させる。この離脱した気相冷媒は、蒸気管１３０を通して凝縮器３０に供給される。
【００６６】
凝縮器３０では、冷却水源９０からの外部流体Ａにより吸着器１０Ａからの気相冷媒を凝縮して液相冷媒にする。この液相冷媒は、分配部１７０を通して蒸発器２０に移動される。蒸発器２０では、液相冷媒は、冷水配管１６０内の外部流体Ｃから吸熱して蒸発して気相冷媒になる。この気相冷媒は、蒸気管１３３を通して吸着器１０Ｂに移動される。
【００６７】
吸着器１０Ｂにおいて、気相冷媒は、冷却水源９０から供給される外部流体Ａにより吸着コアに吸着される。
【００６８】
一方、蒸発器２０において、冷水配管１６０内を流れる外部流体Ｃは、液相冷媒が蒸発する際に吸熱されて冷却される。このことにより、蒸発器２０は冷凍能力を発揮して外部流体Ｃを冷却することになる。
【００６９】
熱交換器１２１は、電動ファン１２２から吹き出される空気流と冷水配管１６０を流れる外部流体Ｃとを熱交換させて空気流を冷却して冷風を発生させる。この冷風は、例えば、室内の冷房等に用いられたり、物品の冷却に用いられる。
【００７０】
次に、本実施形態の凝縮器３０、および蒸発器２０の構造の詳細について図４を参照して説明する。
【００７１】
まず、凝縮器３０は、蒸発器２０に対して重力方向上側に配置されている。凝縮器３０は、凝縮用容器３３、および熱交換流体用外周部３２を備える。凝縮用容器３３は、その軸線が重力方向に延びる円筒状に形成されている。熱交換流体用外周部３２は、その軸線が凝縮用容器３３の軸線に一致する円筒状に形成されている。熱交換流体用外周部３２は、凝縮用容器３３を径方向外側から囲むように配置されている。
【００７２】
熱交換流体用外周部３２の内壁と凝縮用容器３３の外壁との間には、第２流体としての外部流体Ａを円周方向に流通させる周回流路３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが形成されている。周回流路３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、熱交換流体用外周部３２（或いは、凝縮用容器３３）の軸線方向に並べられている。
【００７３】
周回流路３４ａ、３４ｂは、横仕切り部３６ａによって仕切られている。周回流路３４ｂ、３４ｃは、横仕切り部３６ｂによって仕切られている。周回流路３４ｃ、３４ｄは、横仕切り部３６ｃによって仕切られている。
【００７４】
横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、リング状に形成されている。横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、厚み方向が軸線方向に一致して径方向に拡がる薄板状に形成されている。
【００７５】
縦仕切り部３７ａは、周回流路３４ａの一部を塞いで周回流路３４ａを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。横仕切り部３６ａのうち縦仕切り部３７ａ、３７ｂに対して円周方向一方側には、穴部３５ａが形成されている。穴部３５ａは、周回流路３４ａ、３４ｂの間を連通している。縦仕切り部３７ａに対して円周方向他方側には、出口ｒ２が形成されている。出口ｒ２は、周回流路３４ａに連通している。
【００７６】
縦仕切り部３７ｂは、周回流路３４ｂの一部を塞いで周回流路３４ｂを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。横仕切り部３６ｂのうち縦仕切り部３７ｂ、３７ｃに対して円周方向他方側には、穴部３５ｂが形成されている。穴部３５ｂは、周回流路３４ｂ、３４ｃの間を連通している。
【００７７】
縦仕切り部３７ｃは、周回流路３４ｃの一部を塞いで周回流路３４ｃを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。横仕切り部３６ｃのうち縦仕切り部３７ｃ、３７ｄに対して円周方向一方側には、穴部３５ｃが形成されている。穴部３５ｃは、周回流路３４ｃ、３４ｄの間を連通している。
【００７８】
縦仕切り部３７ｄは、周回流路３４ｄの一部を塞いで周回流路３４ｄを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。縦仕切り部３７ｄに対して円周方向他方側には、入口ｒ１が形成されている。入口ｒ１は、周回流路３４ｄに連通している。
【００７９】
縦仕切り部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、それぞれ、厚み方向が円周方向に一致し、軸線方向に拡がる薄板状に形成されている。
【００８０】
凝縮用容器３３のうち重力方向上側には、天井部３００によって塞がれている。天井部３００には、凝縮用容器３３の内側に凝縮バルブ５０Ａ（或いは、５０Ｂ）からの気相冷媒が供給される入口３１が設けられている。
【００８１】
本実施形態の凝縮器３０の凝縮用容器３３、熱交換流体用外周部３２、縦仕切り部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、および横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、銅やステンレス鋼によって構成されている。天井部３００は、ステンレス鋼によって構成されている。
【００８２】
縦仕切り部３７ａ〜３７ｄは、重力方向に並べられている。穴部３５ａ〜３５ｃが重力方向に並べられている。
【００８３】
このように構成される本実施形態の凝縮器３０では、凝縮用容器３３の内壁が外部流体Ａと気相冷媒とを熱交換する熱交換器を構成する。このため、凝縮用容器３３のサイズによって外部流体Ａと気相冷媒との熱交換能力を設定することができる。すなわち、凝縮用容器３３のサイズが外部流体Ａと気相冷媒との熱交換能力に基づいて設定されている。
【００８４】
次に、本実施形態の蒸発器２０の構造について説明する。
【００８５】
蒸発器２０は、凝縮器３０のうち重力方向最下部に対して重力方向下側に配置されている。蒸発用容器２５および熱交換流体用外周部２４を備える。蒸発用容器２５は、その軸線が重力方向に延びる円筒状に形成されている。熱交換流体用外周部２４は、その軸線が蒸発用容器２５の軸線に一致に円筒状に形成されている。熱交換流体用外周部２４は、蒸発用容器２５を径方向外側から囲むように配置されている。
【００８６】
本実施形態の蒸発用容器２５および熱交換流体用外周部２４の軸線は、熱交換流体用外周部３２および凝縮用容器３３の軸線に一致している。
【００８７】
熱交換流体用外周部２４の内壁と蒸発用容器２５の外壁との間には、第１流体としての外部流体Ｃを円周方向に流通させる周回流路２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが形成されている。
【００８８】
周回流路２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、熱交換流体用外周部２４（或いは、蒸発用容器２５）の軸線方向に並べられている。周回流路２６ａ、２６ｂは、横仕切り部２７ａによって仕切られている。周回流路２６ｂ、２６ｃは、横仕切り部２７ｂによって仕切られている。周回流路２６ｃ、２６ｄは、横仕切り部２７ｃによって仕切られている。横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、それぞれ、リング状に形成されている。横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、それぞれ、厚み方向が軸線方向に一致して径方向に拡がる薄板状に形成されている。
【００８９】
縦仕切り部２８ａは、周回流路２６ａの一部を塞いで周回流路２６ａを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。横仕切り部２７ａのうち縦仕切り部２８ａに対して円周方向一方側には、穴部２９ａが形成されている。穴部２９ａは、周回流路２６ａ、２６ｂの間を連通している。縦仕切り部２８ａに対して円周方向他方側には、出口ｄ２が形成されている。出口ｄ２は、周回流路２６ａに連通している。
【００９０】
縦仕切り部２８ｂは、周回流路２６ｂの一部を塞いで周回流路２６ｂを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。横仕切り部２７ｂのうち縦仕切り部２８ｂに対して円周方向他方側には、穴部２９ｂが形成されている。穴部２９ｂは、周回流路２６ｂ、２６ｃの間を連通している。
【００９１】
縦仕切り部２８ｃは、周回流路２６ｃの一部を塞いで周回流路２６ｃを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。横仕切り部２７ｃのうち縦仕切り部２８ｃに対して円周方向一方側には、穴部２９ｃが形成されている。穴部２９ｃは、周回流路２６ｃ、２６ｄの間を連通している。
【００９２】
縦仕切り部２８ｄは、周回流路２６ｄの一部を塞いで周回流路２６ｄを円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切る。縦仕切り部２８ｄに対して円周方向他方側には、入口ｄ１が形成されている。入口ｄ１は、周回流路２６ｄに連通している。
【００９３】
縦仕切り部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄは、それぞれ、厚み方向が円周方向に一致し、軸線方向に拡がる薄板状に形成されている。
【００９４】
縦仕切り部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄは、重力方向に並べられている。穴部２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、各段の縦仕切り部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄの左側と右側のどちらかに振り分けて交互に配置され重力方向に並べられている。
【００９５】
蒸発用容器２５および熱交換流体用外周部２４に対して重力方向下側には、底部２３が設けられている。底部２３は、蒸発用容器２５（或いは、熱交換流体用外周部２４）の軸線に直交する方向に延びる平坦に形成されている。底部２３は、蒸発用容器２５および熱交換流体用外周部２４を重力方向下側から塞いでいる。
【００９６】
本実施形態では、蒸発器２０の熱交換流体用外周部２４、蒸発用容器２５、横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、縦仕切り部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄは、例えば銅かステンレス鋼によって構成されている。さらに、蒸発器２０の底部２３は、ステンレス鋼によって構成されている。
【００９７】
ここで、底部２３には、蒸気管２１の下側端部が重力方向下側に突出している。蒸気管２１の下側端部が冷媒の出口２２ａを構成している。蒸気管２１の上側端部が冷媒の入口２２ｂを構成している。
【００９８】
蒸気管２１は、その軸線が重力方向に延びる円筒状に形成されている。蒸気管２１の軸線は、蒸発用容器２５の軸線に一致している。蒸気管２１の入口２２ｂは、蒸発用容器２５内に配置されている。蒸気管２１の入口２２ｂは、天井部３９に対して重力方向下側に位置する。
【００９９】
さらに、蒸発器２０に対して重力方向上側には、凝縮器３０から供給される液相冷媒を蒸発用容器２５の内壁に対して全周に亘って分配する分配部１７０が配置されている。分配部１７０は、凝縮器３０の底部３８（分配上側部）、蒸発器２０の天井部３９（分配下側部）、および外壁１７１とから構成されている。
【０１００】
凝縮器３０の底部３８は、凝縮用容器３３および熱交換流体用外周部３２を重力方向下側から塞ぐように形成されている。底部３８のうち径方向中心側には、軸線方向に貫通する穴部３８ａが設けられている。
【０１０１】
底部３８は、径方向外側から径方向中心側（すなわち、穴部３８ａ側）に近づくほど、重力方向下側に向かう漏斗状に形成されている。このことにより、底部３８は、凝縮用容器３３内で凝縮した液相冷媒を受けて集める冷媒受け皿を構成する。
【０１０２】
蒸発器２０の天井部３９は、蒸発用容器２５および熱交換流体用外周部２４を重力方向上側から塞ぐように形成されている。天井部３９は、径方向外側から径方向中心１７２側に近づくほど、重力方向上側に向かうように形成されている。天井部３９のうち径方向外側には、軸線方向に貫通する複数の穴部３９ａ（冷媒供給穴）が設けられている。複数の穴部３９ａは、それぞれ、円周方向に等間隔に並べられている。このことにより、天井部３９は、液相冷媒を凝縮用容器３３の内壁に対して円周方向に亘って満遍なく行き渡るように分配する分配皿を構成する。
【０１０３】
外壁１７１は、凝縮器３０の底部３８および蒸発器２０の天井部３９の間を径方向外側から囲むように円筒状に形成されている。本実施形態の外壁１７１、凝縮器３０の底部３８、および蒸発器２０の天井部３９のうち少なくとも一つはステンレス鋼によって構成されている。
【０１０４】
このように構成される本実施形態の蒸発器２０の蒸発用容器２５の内壁は、外部流体Ｃと液相冷媒との熱交換する熱交換器を構成する。このため、蒸発用容器２５のサイズによって、外部流体Ｃと液相冷媒との熱交換能力を設定することになる。すなわち、蒸発用容器２５のサイズが、外部流体Ｃと液相冷媒との熱交換能力に基づいて設定されている。
【０１０５】
次に、本実施形態の凝縮器３０および蒸発器２０の作動について図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを参照して説明する。
【０１０６】
凝縮器３０において、冷却水源９０からの外部流体Ａが入口ｒ１を通して周回流路３４ｄ内に流れる。外部流体Ａは、周回流路３４ｄ内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ａは、穴部３５ｃを通して周回流路３４ｃに流れる。外部流体Ａは、周回流路３４ｃ内を円周方向一方側に流れる。その後、外部流体Ａは、穴部３５ｂを通して周回流路３４ｂに流れる。次に、外部流体Ａは、周回流路３４ｂ内を円周方向他方側に流れる。そして、外部流体Ａは、穴部３５ａを通して周回流路３４ａに流れる。さらに、外部流体Ａは、周回流路３４ａ内を円周方向一方側に流れて、出口ｒ２から四方弁６０Ｂ側に流れる。
【０１０７】
このように、外部流体Ａが入口ｒ１→周回流路３４ｄ→穴部３５ｃ→周回流路３４ｃ→穴部３５ｂ→周回流路３４ｂ→穴部３５ａ→周回流路３４ａ→出口ｒ２の順に流れる。
【０１０８】
一方、凝縮バルブ５０Ａ（或いは、５０Ｂ）からの気相冷媒が入口３１を通して凝縮用容器３３の内側に流れる。凝縮用容器３３の内壁において、気相冷媒が外部流体Ａと熱交換して気相冷媒が凝縮して液相冷媒になる。この液相冷媒は、凝縮用容器３３の内壁に沿って重力方向下側に流れて底部３８に集められる。
【０１０９】
そして、液相冷媒は、底部３８に沿ってその径方向中心側に集められて穴部３８ａを通して重力方向下側に流れる。この流れた液相冷媒は、天井部３９に沿って径方向中心側から径方向外側に分散して流れる。このように分散して流れた液相冷媒は、複数の穴部３９ａを通して蒸発用容器２５の内壁に沿って流れる。
【０１１０】
このとき、熱交換器１２１からの外部流体Ｃが入口ｄ１を通して周回流路２６ｄ内に流れる。外部流体Ｃは、周回流路２６ｄ内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２９ｃを通して周回流路２６ｃ内に流れる。すると、外部流体Ｃは、周回流路２６ｃ内を円周方向一方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２９ｂを通して周回流路２６ｂ内に流れる。すると、外部流体Ｃは、周回流路２６ｂ内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２９ａを通して周回流路２６ａ内に流れる。次に、外部流体Ｃは周回流路２６ａ内を円周方向一方側に流れて出口ｄ２から冷水ポンプ１１０側に流れる。
【０１１１】
このように外部流体Ｃは、入口ｄ１→周回流路２６ｄ→穴部２９ｃ→周回流路２６ｃ→穴部２９ｂ→周回流路２６ｂ→穴部２９ａ→周回流路２６ａ→出口ｄ２の順に流れる。
【０１１２】
ここで、蒸発用容器２５の内壁に沿って流れる液相冷媒は、内壁の全周に亘って、重力により、水膜を形成しながら落ちていく。このように落ちていく液相冷媒と周回流路２６ａ〜２６ｄを流れる外部流体Ｃとが熱交換されて液相冷媒が外部流体Ｃから吸熱して気相冷媒になる。
【０１１３】
この気相冷媒は、入口２２ｂから蒸気管２１内に入り、蒸気管２１を通過してから出口２２ａから蒸発バルブ４０Ａ（或いは、４０Ｂ）側に流れる。
【０１１４】
このとき、周回流路２６ａ〜２６ｄを流れる外部流体Ｃは、液相冷媒から吸熱されて出口ｄ２から冷却水ポンプ１１０側に流れる。
【０１１５】
以上説明した本実施形態によれば、吸着式冷凍機１は、吸着式冷凍機本体２を備える。吸着式冷凍機本体２は、冷媒の吸着および脱離を行う吸着剤が設けられた吸着コアを収容する吸着器１０Ａ、１０Ｂと、吸着コアから離脱された気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器３０と、液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器２０とを有する。吸着器１０Ａ、１０Ｂ、凝縮器３０、および蒸発器２０が配管１３０〜１３３で接続されて閉回路を構成する。吸着式冷凍機本体２には、吸着器１０Ａの吸着材の吸着容量分のみの冷媒と吸着器１０Ｂの吸着材の吸着容量分のみの冷媒とを加算した冷媒が充填されている。
【０１１６】
蒸発器２０は、入口ｄ１から出口ｄ２まで周回流路２６ａ〜２６ｄ、穴部２９ａ〜２９ｃを介して外部流体Ｃが流れるように穴部２９ａ〜２９ｃおよび縦仕切り部２８ａ〜２８ｄが構成されている。そして、周回流路２６ａ〜２６ｄは、蒸発器２０の蒸発用容器２５の外壁側に形成されている。このため、蒸発器２０は、蒸発用容器２５の内壁が外部流体Ｃと液相冷媒とを熱交換する熱交換器を構成する。
【０１１７】
このため、蒸発用容器２５の内壁において、周回流路２６ａ〜２６ｄ内の外部流体Ｃから吸熱して液相冷媒を蒸発させる。この際に、蒸発用容器２５の内壁において、液相冷媒は、内壁の全周に亘って、重力により、水膜を形成しながら落ちていく。このため、液相冷媒の蒸発の促進を図ることができる。
【０１１８】
このような構成にすることで、蒸発器２０において、特許文献２のように、液相冷媒に熱交換器を浸漬しなくても常に熱交換器表面に液相冷媒が存在させる事ができ、蒸発用容器２５の内壁（すなわち、熱交換表面）に均等に水膜を形成する事で蒸発時の熱抵抗も減少し蒸発が促進される。このため、吸着器１０Ａ、（或いは、吸着器１０Ｂ）の吸着コアが吸着できる冷媒量のみでも十分な冷凍能力を確保する事ができる。
【０１１９】
以上により、液相冷媒の蒸発の促進を図ることにより、少ない冷媒量でも、十分な冷凍能力を確保するようにした吸着式冷凍機１を提供することができる。
【０１２０】
本実施形態では、吸着式冷凍機１の停止時は、吸着式冷凍機本体２に充填されている冷媒が全て吸着器１０Ａ（或いは、吸着器１０Ｂ）内に吸着される事で蒸発用容器２５内には液冷媒が存在しなくなる。そのため、上記特許文献２で問題になっていた吸着材への冷媒結露による吸着材の劣化は発生せず不要な冷媒を回収保管する機構が不要になり、吸着式冷凍機１のコストが軽減でき、運転制御も簡略化できる。
【０１２１】
本実施形態では、蒸発器２０において、蒸気管２１の入口２２ｂは、底部２３に対して重力方向上側に位置する。このため、蒸発しきれない液相冷媒は底部２３側に溜まるため、液相冷媒がそのまま蒸気管２１に入ることを未然に防ぐことができる。つまり、吸着器１０Ａ、１０Ｂの熱交換に作用しない液相冷媒が吸着器１０Ａ、１０Ｂ側に移動することを未然に防ぐことができる。
【０１２２】
本実施形態では、蒸発用容器２５内に熱交換器が入っていないため、蒸発用容器２５内に配置される金属部材を減らせる。このため、蒸発用容器２５内の金属部材内から発生する不凝縮ガス量も減少でき、気相冷媒の移動及び冷媒の凝縮を阻害して性能を低下する要因を改善することができる。
【０１２３】
本実施形態の凝縮器３０は、凝縮用容器３３の外壁側には、外部流体Ａを流す周回流路３４ａ〜３４ｄが設けられている。凝縮器３０では、凝縮用容器３３の内壁の全体が、外部流体Ａと気相冷媒とを熱交換する熱交換器を構成する。このため、外部流体Ａにより気相冷媒の凝縮の促進を図ることができる。
【０１２４】
本実施形態では、分配部１７０の外壁１７１、凝縮器３０の底部３８、および蒸発用容器２５の天井部３９のうち少なくとも一つはステンレス鋼によって構成されている。このため、凝縮器３０および蒸発器２０の間で熱が伝導することを妨げることができる。したがって、凝縮器３０で効率よく冷媒を凝縮することができるとともに、蒸発器２０で冷媒を効率よく蒸発させることができる。
【０１２５】
本実施形態では、蒸発器２０の底部２３は、ステンレス鋼によって構成されている。このため、蒸発器２０および吸着器１０Ａ、１０Ｂの間で熱が伝導することを防ぐことができる。これにより、周回流路２６ａ〜２６ｄ内の外部流体Ｃが吸着器１０Ａ（或いは、１０Ｂ）からの熱で加熱されることを防ぐことができる。これに加えて、蒸発用容器２５内の冷媒が吸着器１０Ａ、１０Ｂによって冷却されることを防ぐことできる。
【０１２６】
本実施形態では、凝縮器３０の天井部３００は、ステンレス鋼によって構成されている。このため、凝縮器３０および吸着器１０Ａ、１０Ｂの間で熱が伝導することを防ぐことができる。これにより、周回流路３４ａ〜３４ｄ内の外部流体Ａが吸着器１０Ａ（或いは、１０Ｂ）からの熱で加熱されることを防ぐことができる。これに加えて、凝縮用容器３３内の冷媒が吸着器１０Ａ、１０Ｂからの熱で加熱されることを防ぐことができる。
【０１２７】
本実施形態では、蒸発器２０において、外部流体Ｃが周回流路２６ｄ〜２６ａ内を重力方向下側から重力方向上側に流れる。蒸発用容器２５の内壁を液相冷媒が重力方向上側から下側に流れる。このため、液相冷媒の流れと外部流体Ｃの流れとが対向流となり、液相冷媒と外部流体Ｃとの間で効率的な熱交換が可能となる。
【０１２８】
本実施形態の凝縮器３０において、入口ｒ１から出口ｒ２まで周回流路３４ａ〜３４ｄ、および穴部３５ａ〜３５ｃを介して外部流体Ａが流れるように穴部３５ａ〜３５ｃおよび縦仕切り部３７ａ〜３７ｄが構成されている。そして、外部流体Ａが周回流路３４ｄ〜３４ａ内を重力方向下側から重力方向上側に流れる。
【０１２９】
このため、凝縮用容器３３の内壁で生成される液相冷媒は、重力方向上側から下側に流れる。液相冷媒の流れと外部流体Ａの流れとが対向流となる。これに伴い、凝縮用容器３３の内壁の下側（すなわち、入口ｒ１側）に位置する液相冷媒（すなわち、水膜）の温度が高くなり、熱抵抗も大きくなる。
【０１３０】
そこで、周回流路３４ｄ〜３４ａのうち下側である周回流路３４ａには温度の低い外部流体Ａが流れる。このため、高温度の液相冷媒と低温の外部流体Ａとが熱交換して、全体的に効率よく気相冷媒を凝縮させる事が可能となる。
【０１３１】
蒸発用容器２５内に内部熱交換器を配置した従来の蒸発器２０では、熱交換能力を大きくしたり小さくしたりする場合、蒸発用容器２５と内部熱交換器をそれぞれ調整する必要がある。
【０１３２】
これに対して、本実施形態では、蒸発器２０において、蒸発用容器２５が熱交換器を兼ねている。縦仕切り部２８ａ〜２８ｄと横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃと蒸発用容器２５と熱交換流体用外周部２４とを1セットとして、必要に応じて、周回流路２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの段数（すなわち、個数）を調整する事で蒸発用容器２５と熱交換器のサイズが同時に変更できるメリットがある。
【０１３３】
同様に、凝縮器３０においても、縦仕切り部３７ａ〜３７ｄと横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃと凝縮用容器３３と熱交換流体用外周部３２を1セットとして、必要に応じて周回流路３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの段数を調整する事で凝縮用容器３３と熱交換器のサイズが同時に変更できるメリットがある。
【０１３４】
また、蒸発器２０において、外部流体Ｃの流路の距離を確保するために周回流路２６ａ〜２６ｄの段数を増やす以外にも、縦仕切り２８ａ〜２８ｄを任意の角度に配置して横仕切り部２７ａ〜２７ｃの穴部を横仕切り部毎に複数設ける事で、外部流体Ｃが蒸発用容器２５と熱交換流体用外周部２４との間を上下に移動する外部流路の流路長さを調整する事も可能となる。
【０１３５】
本実施形態では、凝縮器３０および蒸発器２０の内壁面では、冷媒の凝縮及び蒸発が行われるため、液膜厚さが熱抵抗となり、凝縮や蒸発の性能を阻害する事になるので、親水性になるように表面を荒らしたり、化学的な処理により親水性を確保している。
【０１３６】
（第２実施形態）
本実施形態と上記第１実施形態とは、蒸発器２０において蒸発用容器２５の外壁側において外部流体Ｃを流す周回流路の構造が相違する。
【０１３７】
図６に吸着式冷凍機１の蒸発器２０および凝縮器３０の内部構造を透視した斜視図を示す。図６において図４と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
【０１３８】
蒸発器２０は、熱交換流体用外周部２４、蒸発用容器２５、蒸気管２１、横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、縦仕切り部２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇ、２８ｈを備える。
【０１３９】
本実施形態では、横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、熱交換流体用外周部２４および蒸発用容器２５の間で天井部３９および底部２３の間を４段の領域に分ける。横仕切り部２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、天井部３９および底部２３の間で重力方向に並べられている。
【０１４０】
縦仕切り部２８ｄ、２８ｈは、横仕切り部２７ｃおよび底部２３の間に配置されている。縦仕切り部２８ｄ、２８ｈは、蒸発用容器２５の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。縦仕切り部２８ｄ、２８ｈは、蒸発用容器２５の外壁と蒸発用容器２５の内壁との間の空間を仕切って周回流路２６６、２６７を形成する。周回流路２６６、２６７は、円周方向にオフセットして配置されている。入口ｄ１は、周回流路２６６に連通している。出口ｄ２は、周回流路２６７に連通している。
【０１４１】
縦仕切り部２８ｃ、２８ｇは、横仕切り部２７ｂ、２７ｃの間に配置されている。縦仕切り部２８ｃ、２８ｇは、蒸発用容器２５の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。縦仕切り部２８ｃ、２８ｇは、蒸発用容器２５の外壁と蒸発用容器２５の内壁との間の領域を仕切って周回流路２６４、２６５を形成する。周回流路２６４、２６５は、円周方向にオフセットして配置されている。
【０１４２】
縦仕切り部２８ｂ、２８ｆは、横仕切り部２７ａ、２７ｂの間に配置されている。縦仕切り部２８ｂ、２８ｆは、蒸発用容器２５の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。縦仕切り部２８ｂ、２８ｆは、蒸発用容器２５の外壁と蒸発用容器２５の内壁との間の領域を仕切って周回流路２６２、２６３を形成する。周回流路２６２、２６３は、円周方向にオフセットして配置されている。
【０１４３】
蒸発用容器２５の外壁と蒸発用容器２５の内壁との間において横仕切り部２７ａおよび天井部３９の間には、周回流路２６０が形成されている。周回流路２６０は、４段の領域のうち重力方向上側の領域に設けられたものである。
【０１４４】
縦仕切り部２８ｅは、周回流路２６０の一を塞いで円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切っている。
【０１４５】
なお、周回流路２６６、２６４、２６２は、図６中紙面手前側に位置し、周回流路２６７、２６５、２６３図６中紙面奥側に位置している。
【０１４６】
縦仕切り部２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇ、２８ｈは、それぞれ、厚み方向が円周方向に一致し、軸線方向に拡がる薄板状に形成されている。
【０１４７】
横仕切り部２７ｃには、穴部２８０、２８１が設けられている。穴部２８０は、縦仕切り部２８ｈ、２８ｇに対して円周方向他方側に配置されている。穴部２８０は、周回流路２６６、２６４の間を連通している。穴部２８１は、縦仕切り部２８ｈ、２８ｇに対して円周方向一方側に配置されている。穴部２８１は、周回流路２６５、２６７の間を連通している。
【０１４８】
横仕切り部２７ｂには、穴部２８２、２８３が設けられている。穴部２８２は、縦仕切り部２８ｂ、２８ｃに対して円周方向一方側に配置されている。穴部２８２は、周回流路２６４、２６２の間を連通している。穴部２８３は、縦仕切り部２８ｂ、２８ｃに対して円周方向他方側に配置されている。穴部２８３は、周回流路２６５、２６３の間を連通している。
【０１４９】
横仕切り部２７ａには、穴部２８４、２８５が設けられている。穴部２８４は、縦仕切り部２８ｆ、２８ｅに対して円周方向他方側に配置されている。穴部２８４は、周回流路２６０、２６２の間を連通している。穴部２８５は、縦仕切り部２８ｆ、２８ｅに対して円周方向一方側に配置されている。穴部２８５は、周回流路２６０、２６３の間を連通している。
【０１５０】
ここで、穴部２８０、２８１と穴部２８２、２８３とは、蒸発用容器２５の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。穴部２８２、２８３と穴部２８４、２８５とは、蒸発用容器２５の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。
【０１５１】
次に、本実施形態の凝縮器３０の構造について説明する。
【０１５２】
まず、凝縮器３０は、凝縮用容器３３、熱交換流体用外周部３２、横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、および縦仕切り部３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ、３７ｇ、３７ｈを備える。
【０１５３】
本実施形態では、横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、凝縮用容器３３および熱交換流体用外周部３２の間で、天井部３００および底部３８の間を４段の領域に仕切る。
【０１５４】
横仕切り部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、天井部３００および底部３８の間で重力方向に並べられている。
【０１５５】
具体的には、縦仕切り部３７ｄ、３７ｈは、横仕切り部３６ｃおよび底部３８の間に配置されている。縦仕切り部３７ｄ、３７ｈは、凝縮用容器３３の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。縦仕切り部３７ｄ、３７ｈは、凝縮用容器３３の外壁と熱交換流体用外周部３２の内壁との間の空間を仕切って周回流路３４６、３４７を形成する。周回流路３４６、３４７は、円周方向にオフセットして配置されている。入口ｒ１は、周回流路３４６に連通している。出口ｒ２は、周回流路３４７に連通している。
【０１５６】
縦仕切り部３７ｃ、３７ｇは、横仕切り部３６ｂ、３６ｃの間に配置されている。縦仕切り部３７ｃ、３７ｇは、凝縮用容器３３の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。縦仕切り部３７ｃ、３７ｇは、凝縮用容器３３の外壁と熱交換流体用外周部３２の内壁との間の空間を仕切って周回流路３４５、３４４を形成する。周回流路３４５、３４４は、円周方向にオフセットして配置されている。
【０１５７】
縦仕切り部３７ｂ、３７ｆは、横仕切り部３６ａ、３６ｂの間に配置されている。縦仕切り部３７ｂ、３７ｆは、凝縮用容器３３の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。縦仕切り部３７ｂ、３７ｆは、凝縮用容器３３の外壁と熱交換流体用外周部３２の内壁との間の空間を仕切って周回流路３４３、３４２を形成する。周回流路３４３、３４２は、円周方向にオフセットして配置されている。
【０１５８】
凝縮用容器３３の外壁と熱交換流体用外周部３２の内壁との間において横仕切り部３６ａおよび天井部３００の間には、周回流路３４０が形成されている。周回流路３４０は、４段の領域のうち重力方向上側の領域に設けられたものである。縦仕切り部３７ｅは、周回流路３４０の一部を塞いで周回流路３４０を円周方向一方側と円周方向他方側とに仕切っている。
【０１５９】
縦仕切り部３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ、３７ｇ、３７ｈは、それぞれ、厚み方向が円周方向に一致し、軸線方向に拡がる薄板状に形成されている。
【０１６０】
横仕切り部３６ｃには、穴部２９０、２９１が設けられている。穴部２９０は、縦仕切り部３７ｆ、３７ｇに対して円周方向他方側に配置されている。穴部２９０は、周回流路３４６、３４４の間を連通している。穴部２９１は、縦仕切り部３７ｈ、３７ｇに対して円周方向一方側に配置されている。穴部２９１は、周回流路３４７、３４５の間を連通している。
【０１６１】
横仕切り部３６ｂには、穴部２９２、２９３が設けられている。穴部２９２は、縦仕切り部３７ｂ、３７ｃに対して円周方向一方側に配置されている。穴部２９２は、周回流路３４４、３４２の間を連通している。穴部２９３は、縦仕切り部３７ｂ、３７ｃに対して円周方向他方側に配置されている。穴部２９３は、周回流路３４５、３４３の間を連通している。
【０１６２】
横仕切り部３６ａには、穴部２９４、２９５が設けられている。穴部２９４は、縦仕切り部３７ｆ、３７ｅに対して円周方向他方側に配置されている。穴部２９４は、周回流路３４２、３４０の間を連通している。穴部２９５は、縦仕切り部３７ｆ、３７ｅに対して円周方向一方側に配置されている。穴部２９５は、周回流路３４３、３４０の間を連通している。
【０１６３】
ここで、穴部２９０、２９１と穴部２９２、２９３とは、重力方向から視て、凝縮用容器３３の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。穴部２９２、２９３と穴部２９４、２９５とは、重力方向から視て、凝縮用容器３３の軸線を中心として１８０度オフセットして配置されている。
【０１６４】
このように構成されている本実施形態の凝縮器３０では、入口ｒ１から周回流路３４６に流入した外部流体Ａは、周回流路３４６内を円周方向一方側に流れる。その後、外部流体Ａは、穴部２９０を通して周回流路３４４に入る。次に、外部流体Ａは、周回流路３４４内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ａは、穴部２９２を通して周回流路３４２に入る。次に、外部流体Ａは、周回流路３４２内を円周方向一方側に流れる。その後、外部流体Ａは、穴部２９４を通して周回流路３４０に入る。次に、外部流体Ａは、周回流路３４０内を円周方向他方側に流れる。
【０１６５】
その後、外部流体Ａは、穴部２９５を通して周回流路３４３内に入る。次に、外部流体Ａは、周回流路３４３内を円周方向一方側に流れる。次に、外部流体Ａは、穴部２９３を通して周回流路３４５内に入る。その後、外部流体Ａは、周回流路３４５内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ａは、穴部２９１を通して周回流路３４７内に入る。その後、外部流体Ａは、周回流路３４７内を円周方向一方側に流れて出口ｒ２から出る。
【０１６６】
このように、外部流体Ａは、入口ｒ１→周回流路３４６→穴部２９０→周回流路３４４→穴部２９２→周回流路３４２→穴部２９４→周回流路３４０→穴部２９５→周回流路３４３→穴部２９３→周回流路３４５→穴部２９１→周回流路３４７→出口ｒ２の順に流れる。
【０１６７】
以上説明した本実施形態によれば、凝縮器３０では、入口ｒ１から出口ｒ２まで周回流路３４６、３４４、３４２、穴部２９０、２９２、２９４、周回流路３４０、３４７、３４５、３４３、穴部２９１、２９３、２９５を介して外部流体Ａが流れるように穴部２９０〜２９５および縦仕切り部３７ｂ〜３７ｈが構成されている。そして、周回流路３４０、
３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７に外部流体Ａが流れるので、上記第１実施形態の凝縮器３０と同様の効果が得られる。
【０１６８】
次に、蒸発器２０の作動について説明する。
【０１６９】
入口ｄ１から周回流路２６６に流入した外部流体Ｃは、周回流路２６６内を円周方向一方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２８０を通して周回流路２６４に入る。次に、外部流体Ｃは、周回流路２６４内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２８２を通して周回流路２６２に入る。次に、外部流体Ｃは、周回流路２６２内を円周方向一方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２８４を通して周回流路２６０に入る。次に、外部流体Ｃは、周回流路２６０内を円周方向他方側に流れる。
【０１７０】
その後、外部流体Ｃは、穴部２８５を通して周回流路２６３内に入る。次に、外部流体Ｃは、周回流路２６３内を円周方向一方側に流れる。次に、外部流体Ｃは、穴部２８３を通して周回流路２６５内に入る。その後、外部流体Ｃは、周回流路２６５内を円周方向他方側に流れる。その後、外部流体Ｃは、穴部２８１を通して周回流路２６７内に入る。その後、外部流体Ｃは、周回流路２６７内を円周方向一方側に流れて出口ｄ２から出る。
【０１７１】
このように、外部流体Ｃは、入口ｄ１→周回流路２６６→穴部２８０→周回流路２６４→穴部２８２→周回流路２６２→穴部２８４→周回流路２６０→穴部２８５→周回流路２６３→穴部２８３→周回流路２６５→穴部２８１→周回流路２６７→出口ｄ２の順に流れる。
【０１７２】
以上説明した本実施形態によれば、蒸発器２０では、入口ｄ１から出口ｄ２まで周回流路２６６、２６４、２６２、穴部２８０、２８２、２８４、周回流路２６０、２６７、２６５、２６３、穴部２８１、２８３、２８５を介して外部流体Ａが流れるように穴部２８０〜２８５および縦仕切り部２８ｂ〜２８ｈが構成されている。そして、周回流路２６６、２６４、２６２、および周回流路２６０、２６７、２６５、２６３に外部流体Ｃが流れるので、上記第１実施形態の蒸発器２０と同様の効果が得られる。
【０１７３】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、凝縮器３０の底部３８、蒸発器２０の天井部３９、および外壁１７１とから分配部１７０を構成した例について説明したが、これに代えて、分配部１７０において、蒸発器２０の天井部３９が凝縮器３０の底部を兼ねるように構成した本第３実施形態について説明する。
【０１７４】
図７は、本実施形態の蒸発器２０、分配部１７０および凝縮器３０の内部構成を示す模式図である。図７において、図４と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
【０１７５】
本実施形態の分配部１７０では、図４の凝縮器３０の底部３８、および外壁１７１が削除されて、蒸発器２０の天井部３９によって分配部１７０が構成されている。天井部３９は、凝縮器３０の底部を構成している。
【０１７６】
以上により、凝縮器３０の底部で溜まった液相冷媒を即座に蒸発器２０に供給することができる。
【０１７７】
（第４実施形態）
上記第１実施形態では、蒸発器２０の底部２３が蒸発用容器２５の軸線に直交する方向に延びるように平坦に形成した例について説明したが、これに代えて、図８に示すように、本第４実施形態では、蒸発器２０の底部２３は、蒸発用容器２５および熱交換流体用外周部２４を塞ぐとともに、蒸発用容器２５からその軸線（すなわち、蒸気管２１）に近づくにつれて重力方向上側に向かうように形成されている。
【０１７８】
図８は、本実施形態の蒸発器２０、分配部１７０および凝縮器３０の内部構成を示す模式図である。図８において、図７と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
【０１７９】
本実施形態では、蒸発器２０の底部２３は、蒸発用容器２５および蒸気管２１の間において、蒸発用容器２５からその軸線（すなわち、蒸気管２１）に近づくにつれて重力方向上側に向かう円錐状に形成されている。
【０１８０】
このように構成されている蒸発器２０において、分配部１７０から分配された液相冷媒の一部は、蒸発用容器２５の内壁で蒸発できずに蒸発用容器２５の底部２３側に溜まる。このとき、底部２３は、上述の如く、蒸発用容器２５からその軸線（すなわち、径方向中心側）に近づくにつれて重力方向上側に向かう円錐状に形成されている。このため、蒸発用容器２５の重力方向下側において蒸発用容器２５の内壁側に液相冷媒が溜まる。このため、蒸発用容器２５の重力方向下側において液相冷媒が蒸発用容器２５の内壁に接触する接触面積を広げることができる。このため、周回流路２６ｄ等に流れる外部流体Ｃと液相冷媒との熱交換を促進して、液相冷媒の蒸発を促進させることができる。したがって、冷媒の充填量を増加させずに、蒸発器２０において十分な冷凍能力を確保することができる。
【０１８１】
（第５実施形態）
上記第１〜４実施形態では、凝縮用容器３３および熱交換流体用外周部３２の間に周回流路３４ａ〜３４ｄを構成した凝縮器３０について説明したが、これに代えて、凝縮器３０において、凝縮用容器３３の内側に外部流体Ａを流す熱交換器３０Ａを配置した本第５実施形態について説明する。
【０１８２】
図９は、本実施形態の蒸発器２０、分配部１７０および凝縮器３０の内部構成を示す模式図である。図９において、図７と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
【０１８３】
凝縮用容器３３の内側には、熱交換器３０Ａが配置されている。熱交換器３０Ａでは、外流体Ａを流通させるチューブが上下方向に延びる蛇腹状に形成されている。
【０１８４】
入口ｒ１から熱交換器３０Ａに入る外部流体Ａは、熱交換器３０Ａを通過してから出口ｒ２から出る。この際、熱交換器３０Ａ内の外部流体Ａと凝縮用容器３３内の気相冷媒とが熱交換され、気相冷媒が凝縮して液相冷媒になる。このため、チューブの表面には液相冷媒が発生するものの、その液相冷媒は、チューブに沿って凝縮用容器３３の底部３８側に落ちる。つまり、チューブの表面には、常に新しい液相冷媒が付着した凝縮面が現れることになり、熱交換器３０Ａのチューブの表面では、気相冷媒の凝縮と液相冷媒の流下とが繰り返されることになる。以上により、凝縮器３０において、気相冷媒を凝縮する効率を高めることができる。
（第６実施形態）
上記第１〜５実施形態では、凝縮器３０の底部３８を蒸発器２０の天井部３９に対して重力方向上側に配置した例について説明したが、これに代えて、凝縮器３０の底部３８を蒸発器２０の天井部３９に対して重力方向下側に配置した本第７実施形態について説明する。
【０１８５】
図１０は、本実施形態の蒸発器２０、分配部１７０および凝縮器３０の内部構成を示す模式図である。図１０において、図７と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
【０１８６】
本実施形態の分配部１７０は、凝縮器３０に対して重力方向上側に配置されている。分配部１７０の蓋部１７１ａと凝縮器３０の底部３８とは、配管２００によって接続されている。分配部１７０の蓋部１７１ａは、蒸発器２０の天井部３９を重力方向上側から覆うように形成されている。配管２００において分配部１７０の蓋部１７１ａおよび蒸発器２０の天井部３９の間には、冷媒ポンプ２１０が配置されている。
【０１８７】
冷媒ポンプ２１０は、凝縮器３０の底部３８に貯まった液相冷媒を分配部１７０に汲み上げて分配部１７０内に移動させる。この分配部１７０内に移動にされた液相冷媒は、複数の穴部３９ａを通して蒸発用容器２５の内壁に沿って流れる。以降の作動は上記第１実施形態と同様である。
【０１８８】
このように構成される本実施形態によれば、冷媒ポンプ２１０によって凝縮器３０の底部３８から分配部１７０に汲み上げる冷媒量を制御回路が制御することにより、蒸発器２０での液相冷媒の蒸発量を制御することができ、冷凍能力を任意に制御することができる。
【０１８９】
さらに、本実施形態では、冷媒ポンプ２１０によって凝縮器３０から蒸発器２０に液相冷媒を供給するので、蒸発器２０および凝縮器３０の配置に制約を受けることはない。つまり、蒸発器２０および凝縮器３０の配置の自由度を高めることができる。
【０１９０】
上記第７実施形態では、蒸発器２０および凝縮器３０をほぼ同一高さに配置した例について説明したが、これに代えて、図１１に示すように、蒸発器２０の天井部３００を凝縮器３０の天井部３９（或いは、分配部１７０）に対して重力方向下側に配置してもよい。
【０１９１】
（第７実施形態）
上記第１〜６実施形態では、蒸気管２１の出口２２ａが蒸発器２０の底部２３から重力方向下側に突出した例について説明したが、これに代えて、蒸気管２１の出口２２ａが蒸発器２０の天井部３９から重力方向上側に突出した本第７実施形態について説明する。
【０１９２】
図１２は、本実施形態の吸着式冷凍機本体２の構成を示す模式図である。図１２において、図３と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
【０１９３】
本実施形態の蒸発器２０の蒸気管２１の出口２２ａは、蒸発器２０の天井部３９および分配部１７０を貫通して重力方向上側に突出している。蒸気管２１の出口２２ａは、蒸気管１３２Ａに接続されている。蒸気管１３２Ａは、図３の蒸気管１３２、１３３に代わりに用いられたもので、蒸気管２１からの気相冷媒を吸着器１０Ａ、或いは吸着器１０Ｂに供給するための配管である。
【０１９４】
本実施形態では、凝縮器３０が蒸発器２０に対して重力方向上側に配置され、凝縮器３０の軸線と蒸発器２０の軸線とが一致するように凝縮器３０と蒸発器２０とが配置されていない。この場合でも、凝縮器３０からの液相冷媒を配管２００を通して分配部１７０に移動させる事により、 重力及び圧力差で液相冷媒を蒸発器２０に供給する事が可能な構成となっている。
【０１９５】
さらに、本実施形態の蒸発器２０の底部２３は、蒸発用容器２５および蒸気管２１の間において、蒸発用容器２５から軸線に近づくにつれて重力方向上側に向かう円錐状に形成されている。
【０１９６】
このように構成されている蒸発器２０において、分配部１７０から分配された液相冷媒の一部は、蒸発用容器２５の内壁で蒸発できずに蒸発用容器２５の底部２３側に溜まる。このとき、底部２３は、上述の如く、蒸発用容器２５からその軸線（すなわち、径方向中心側）に近づくにつれて重力方向上側に向かう円錐状に形成されている。
【０１９７】
このため、蒸発用容器２５の重力方向下側において液相冷媒が蒸発用容器２５の内壁側に溜まる。これにより、液相冷媒が蒸発用容器２５の内壁に接触する接触面積を広げることができる。このため、周回流路２６ｄ等に流れる外部流体Ｃと液相冷媒との熱交換を促進して、液相冷媒の蒸発を促進させることができる。
【０１９８】
（他の実施形態）
（１）上記第１〜７実施形態では、吸着器１０Ａ、１０Ｂの吸着コアを冷却するために外部流体Ａとして液体の水を用いた例について説明したが、これに代えて、外部流体Ａとして水や不凍液以外に空気等の気体の熱媒体を用いて吸着器１０Ａ、１０Ｂの吸着コアを冷却してもよい。
【０１９９】
（２）上記第１〜７実施形態では、凝縮器３０において気相冷媒を凝縮するために外部流体Ａとして液体の水を用いた例について説明したが、これに代えて、外部流体Ａとして水や不凍液以外に空気等の気体の熱媒体を用いて凝縮器３０において気相冷媒を凝縮してもよい。
【０２００】
（３）上記第１〜７実施形態では、吸着器１０Ａ、１０Ｂの吸着コアを加熱するために外部流体Ｂとして液体の水を用いた例について説明したが、これに代えて、外部流体Ｂとして水や不凍液以外に空気等の気体の熱媒体を用いて吸着器１０Ａ、１０Ｂの吸着コアを加熱してもよい。
【０２０１】
（４）上記第１〜７実施形態では、蒸発器２０において液相冷媒を蒸発するために外部流体Ｃとして液体の水を用いた例について説明したが、これに代えて、外部流体Ｃとして水や不凍液以外に空気等の気体の熱媒体を用いて蒸発器２０において液相冷媒を蒸発してもよい。
【０２０２】
（５）上記第１〜７実施形態では、熱ロスの発生を抑えるために、分配部１７０の外壁１７１をステンレス鋼によって構成して蒸発器２０および凝縮器３０の熱伝導を抑えるようにした例について説明したが、これに代えて、蒸発器２０および凝縮器３０の間で接触断面積を減らして熱伝導を抑えるようにしてもよい。
【０２０３】
さらに、上記第１〜７実施形態では、蒸発器２０および吸着器１０Ａ、１０Ｂの間の熱伝導を抑えるために、蒸発器２０の底部２３をステンレス鋼によって構成した例について説明したが、これに代えて、蒸気管１３２、１３３の一部を熱伝導の低い材料（例えばステンレス鋼）で構成してもよい。
【０２０４】
また、上記第１〜７実施形態では、凝縮器３０および吸着器１０Ａ、１０Ｂの間の熱伝導を抑えるために、凝縮器３０の天井部３００をステンレス鋼によって構成した例について説明したが、これに代えて、蒸気管１３０、１３１の一部を熱伝導の低い材料（例えばステンレス鋼）で構成してもよい。
【０２０５】
このように、凝縮器３０と蒸発器２０の間や、吸着器１０Ａ、１０Ｂと凝縮器３０の間や、蒸発器２０と吸着器１０Ａ、１０Ｂの間など、それぞれ連結される連結部分のどこかに熱伝導の低い素材を配置してもよい。同一材料で構成する連結部材を構成する場合は、一部接合断面積を減らすようにすることで、熱伝導によるロスを低減する構造としてもよい。又、吸着器１０Ａ、１０Ｂで蒸気管を共用している場合などは、その間で同じように対策する構造としてもよい。
【０２０６】
（６）上記第１〜７実施形態では、分配部１７０の外壁１７１、凝縮器３０の底部３８、および蒸発用容器２５の天井部３９をそれぞれステンレス鋼によって構成した例について説明したが、これに代えて、分配部１７０の外壁１７１、凝縮器３０の底部３８、および蒸発用容器２５の天井部３９のうちいずれか１つをステンレス鋼によって構成してもよい。
【０２０７】
（７）上記第１実施形態では、蒸発器２０において、外部流体Ｃが周回流路２６ａ〜２６ｄを重力方向下側から重力方向上側に流れるように構成した例について説明したが、これに代えて、外部流体Ｃが周回流路２６ａ〜２６ｄを重力方向上側から重力方向下側に流れるように構成してもよい。
【０２０８】
（８）上記第１実施形態では、凝縮器３０において、外部流体Ａが周回流路３４ａ〜３４ｄを重力方向下側から重力方向上側に流れるように構成した例について説明したが、これに代えて、外部流体Ａが周回流路３４ａ〜３４ｄを重力方向上側から重力方向下側に流れるように構成してもよい。
【０２０９】
（９）上記第２実施形態では、蒸発器２０において、入口ｄ１、出口ｄ２を周回流路２６０、２６２〜２６７のうち最下部の周回流路に設けた例について説明したが、これに代えて、入口ｄ１、出口ｄ２を周回流路２６０、２６２〜２６７のうち最上部の周回流路に設けてもよい。
【０２１０】
（１０）上記第２実施形態では、凝縮器３０において、入口ｒ１、出口ｒ２を周回流路３４０、３４２〜３４７のうち最下部の周回流路に設けた例について説明したが、これに代えて、入口ｒ１、出口ｒ２を周回流路３４０、３４２〜３４７のうち最上部の周回流路に設けてもよい。
【０２１１】
（１１）上記第１〜７実施形態では、「吸着器１０Ａの吸着材の吸着容量分のみの冷媒と吸着器１０Ｂの吸着材の吸着容量分のみの冷媒とを加算した量」の冷媒を吸着式冷凍機本体２内に充填した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
【０２１２】
すなわち、「吸着器１０Ａの吸着材の吸着容量分のみの冷媒と吸着器１０Ｂの吸着材の吸着容量分のみの冷媒とを加算した冷媒」未満の量の冷媒を吸着式冷凍機本体２内に充填してもよい。
【０２１３】
（１２）上記第１〜７実施形態では、蒸発バルブ４０Ａは、吸着器１０Ａおよび蒸発器２０の間の圧力差によって開閉する例について説明したが、これに代えて、蒸発バルブ４０Ａを電動アクチュエータによって開閉してもよい。同様に、蒸発バルブ４０Ｂ、凝縮バルブ５０Ａ、５０Ｂをそれぞれ電動アクチュエータによって開閉してもよい。
【０２１４】
（１３）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０２１５】
なお、以下、特許請求の範囲と各実施形態の構成要素との対応関係を示す。
【０２１６】
まず、図６の蒸発器２０において、周回流路２６０が請求項１７の第１周回流路に対応し、周回流路２６６、２６４、２６２が請求項１７の第２周回流路に対応し、周回流路２６７、２６５、２６３が請求項１７の第３周回流路に対応し、穴部２８０、２８２が請求項１７の第１穴部に対応し、穴部２８１、２８３が請求項１７の第２穴部に対応する。
【０２１７】
穴部２８４が請求項１７の第３穴部に対応し、穴部２８５が第４穴部に対応し、縦仕切り部２８ｅが請求項１７の第１縦仕切り部に対応し、縦仕切り部２８ｂ〜２８ｄ、２８ｆ〜２８ｈが請求項１７の複数の第２縦仕切り部に対応する。
【０２１８】
図６の凝縮器３０において、縦仕切り部３７ｅが請求項１８の第１縦仕切り部に対応し、第２縦仕切り部３７ｂ〜３７ｄ、３７ｆ〜３７ｈが請求項１８の第２縦仕切り部に対応し、周回流路３４０が第１周回流路に対応する。
【０２１９】
周回流路３４０が請求項１８の第１周回流路に対応し、周回流路３４６、３４４、３４２が請求項１８の第２周回流路に対応し、周回流路３４７、３４５、３４３が請求項１８の第３周回流路に対応する。穴部２９０、２９２が請求項１８の第１穴部に対応し、穴部２９１、２９３が請求項１８の第２穴部に対応し、穴部２９４が請求項１８の第３穴部に対応する。
【符号の説明】
【０２２０】
１    吸着式冷凍機
２    吸着式冷凍機本体
１０Ａ、１０Ｂ    吸着器
２０    蒸発器
２４    熱交換流体用外周部
２５    蒸発用容器
３０    凝縮器
３２    熱交換流体用外周部
３３    凝縮用容器
４０Ａ、４０Ｂ    蒸発バルブ
５０Ａ、５０Ｂ    凝縮バルブ
１３０、１３１、１３２、１３３    蒸気管
【図１】
2017146072.tif 000003
【図２】
2017146072.tif 000004
【図３】
2017146072.tif 000005
【図４】
2017146072.tif 000006
【図５Ａ】
2017146072.tif 000007
【図５Ｂ】
2017146072.tif 000008
【図５Ｃ】
2017146072.tif 000009
【図６】
2017146072.tif 000010
【図７】
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【図８】
2017146072.tif 000012
【図９】
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【図１０】
2017146072.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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