JP4617433B2 - Adsorption type refrigerator - Google Patents
Adsorption type refrigerator Download PDFInfo
- Publication number
- JP4617433B2 JP4617433B2 JP2007521349A JP2007521349A JP4617433B2 JP 4617433 B2 JP4617433 B2 JP 4617433B2 JP 2007521349 A JP2007521349 A JP 2007521349A JP 2007521349 A JP2007521349 A JP 2007521349A JP 4617433 B2 JP4617433 B2 JP 4617433B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorption
- refrigerant
- desorption
- desorption device
- flow passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
- F25B17/08—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
- F25B17/083—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt with two or more boiler-sorbers operating alternately
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
- F25B41/28—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves specially adapted for sorption cycles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
本発明は、吸着式冷凍機に関するものである。 The present invention relates to an adsorption refrigerator.
吸着式冷凍機は、廃熱を有用な冷却に効果的に転換できるという理由から、長年商品化されてきた。吸着式冷凍機に関しては、例えば、次のような特許出願がなされている(特許文献1〜4参照)。
Adsorption refrigerators have been commercialized for many years because they can effectively convert waste heat into useful cooling. Regarding the adsorption refrigerator, for example, the following patent applications have been made (see
図1(a)は、単段型の吸着式冷凍機(吸着サイクル)の作動原理を示すものである。図示されるように、吸着式冷凍機は、凝縮器11と、蒸発器12と、シリカゲルなどの吸着剤Aが収容された2つの吸脱着器(吸着剤熱交換器)13,14を備えており、各吸脱着器13,14は、水などの作動冷媒M(以下、単に冷媒と称することがある)を流通させるための4つの流通管101〜104を介して凝縮器11および蒸発器12に接続されている。そして、凝縮器11と蒸発器12を接続する還流管105が設けられており、凝縮器11において凝縮された冷媒Mは、還流管105を介して蒸発器12に還流される。また、各流通管101〜104の途中には、流通路を開閉するための冷媒バルブ111〜114が設けられている。これらの冷媒バルブ111〜114を開閉操作することで冷媒流通路を選択して吸着式冷凍機を作動させるようになっている。
FIG. 1A shows the operating principle of a single-stage adsorption refrigerator (adsorption cycle). As shown in the figure, the adsorption refrigerator includes a
吸着式冷凍機作動時のサイクルは、図1(b)に示されるように、大別すると4つの行程(行程Aから行程D)からなる。 As shown in FIG. 1B, the cycle at the time of operation of the adsorption refrigerator is roughly divided into four strokes (stroke A to stroke D).
図1(a)に示されるように、行程Aでは、第1冷媒バルブ111および第4冷媒バルブ114は開状態であり、第2冷媒バルブ112および第3冷媒バルブ113は閉状態であり、また第1吸脱着器13に温水Hwが供給され、第2吸脱着器14に冷却水Cw1が供給されている。蒸発器12には、低温熱源の熱を運ぶ冷水(蒸発用水)Cw2が流入しており、冷水Cw2からの熱投入Qloadによって冷媒Mが気化温度で気化される。気化された冷媒Mは第2吸脱着器14に流入し、ここで吸着剤Aに吸着される(吸着行程)。吸着時に発生する吸着熱Qadは冷却水Cw1によって除去される。なお、吸着温度は吸着濃度を決定する要素である。吸着作用は、吸着剤Aにおける冷媒Mの吸着濃度が高濃度に達するまで継続する。また、第1吸脱着器13では、温水Hwによって運ばれた運転熱Qdeによって吸着剤Aが脱着温度に熱せられ、冷媒Mが脱着する。脱着された冷媒Mは、第1配管101を経て凝縮器11に流入する。凝縮器11には、高温熱源に熱を運ぶ凝縮用の冷却水(凝縮用水)Cw3が流入しており、冷媒M中の熱Qrejectが冷却水(Cw3)によって除去され、冷媒Mが凝縮(復水)される(脱着行程)。復水された冷媒Mは、圧力差などを利用して、還流管105を介して蒸発器12に流入する。As shown in FIG. 1A, in the stroke A, the
行程Bでは、全ての冷媒バルブ111〜114を閉じて、第1吸脱着器13に冷却水Cw1を供給し、第2吸脱着器14に温水Hwを供給する(準備行程)。
In step B, all the
行程Cでは、第2冷媒バルブ112および第3冷媒バルブ113を開き、第1冷媒バルブ111および第4冷媒バルブ114を閉じ、第2吸脱着器14に温水Hwを供給し、第1吸脱着器13に冷却水Cw1を供給する。このとき、蒸発器12で気化された冷媒Mは第2吸脱着器14に流入し、ここで吸着剤Aに吸着される(吸着行程)。また、第1吸脱着器13で脱着された冷媒Mが凝縮器11に流入し、ここで凝縮(復水)される(脱着行程)。復水された冷媒Mは、圧力差などを利用して、還流管105を介して蒸発器12に
流入する。吸着作用や脱着作用は、行程Aで説明したものと同様である。In step C, the
行程Dでは、行程Bと同様に、全ての冷媒バルブ111〜114を閉じて、第2吸脱着器14に冷却水Cw1を供給し、第1吸脱着器13に温水Hwを供給する(準備行程)。そして、行程Dが終了すると、再び行程Aに戻って同じサイクルを繰り返す。このようなサイクルを繰り返すことで吸着式冷凍機は連続的に作動させることで、低温熱源の熱を回収して低温熱源を冷却することができる。
ところで、上述したように、従来の吸着式冷凍機では、吸着式冷凍機のサイクルを動作させるためには、バルブの開閉制御などを、制御装置を用いて制御する必要がある。そして、バルブの開閉制御を最適に行なうことでサイクルの作動効率がよい状態を維持しつつサイクルを運転することは必ずしも容易でない。また、吸着式冷凍機の構成要素として、電磁式の制御バルブおよび制御装置を相当数使用する必要があるが、これらは高価である。 Incidentally, as described above, in the conventional adsorption refrigerator, in order to operate the cycle of the adsorption refrigerator, it is necessary to control the opening / closing control of the valve using a control device. And it is not always easy to operate the cycle while maintaining a state in which the operation efficiency of the cycle is good by optimally performing valve opening / closing control. Further, it is necessary to use a considerable number of electromagnetic control valves and control devices as components of the adsorption refrigerator, but these are expensive.
本発明は、簡単に動作させることができる吸着式冷凍機を提供すること、さらには、構造が簡単で、しかも低コストである吸着式冷凍機用のスプールバルブを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an adsorption refrigerator that can be easily operated, and to provide a spool valve for an adsorption refrigerator that has a simple structure and is low in cost.
本発明は、作動冷媒の吸着または脱着が行われる第1吸脱着器と、作動冷媒の凝縮を行う凝縮器と、作動冷媒を気化させる蒸発器と、前記第1吸脱着器で行われる吸着または脱着とは逆の動作が行われる第2吸脱着器とを備えており、作動冷媒を流通させることで作動する吸着式冷凍機であって、前記第1吸脱着器から前記凝縮器に作動冷媒を流入させるための第1脱着冷媒流通路と、前記第2吸脱着器から前記凝縮器に作動冷媒を流入させるための第2脱着冷媒流通路と、前記蒸発器から前記第1吸脱着器に作動冷媒を流入させるための第1蒸発冷媒流通路と、前記蒸発器から前記第2吸脱着器に作動冷媒を流入させるための第2蒸発冷媒流通路と、前記凝縮器から前記蒸発器に作動冷媒を流入させる還流通路とを備えており、
前記第1吸脱着器の内圧と前記第2吸脱着器の内圧との圧力差によって摺動するピストン弁体を内部に有するシリンダ部を備えたバルブが設置されており、
前記ピストン弁体は、前記第1脱着冷媒流通路を連通状態にして前記第2脱着冷媒流通路を非連通状態にすると共に前記第1蒸発冷媒流通路を非連通状態にして前記第2蒸発冷媒流通路を連通状態にする第1連通位置と、前記第1脱着冷媒流通路を非連通状態にして前記第2脱着冷媒流通路を連通状態にすると共に前記第1蒸発冷媒流通路を連通状態にして前記第2蒸発冷媒流通路を非連通状態にする第2連通位置とに摺動により移動可能になっており、前記圧力差に応じて、これらの位置に自動的に移動するものである。The present invention provides a first adsorption / desorption device in which working refrigerant is adsorbed or desorbed, a condenser for condensing the working refrigerant, an evaporator for vaporizing the working refrigerant, and an adsorption or desorption performed in the first adsorption / desorption device. A second adsorption / desorption device that performs an operation opposite to desorption, and operates by circulating a working refrigerant, wherein the working refrigerant is transferred from the first adsorption / desorption device to the condenser. A first desorbing refrigerant flow path for inflowing a refrigerant, a second desorbing refrigerant flow path for flowing working refrigerant from the second adsorption / desorption device to the condenser, and the evaporator to the first adsorption / desorption device. A first evaporative refrigerant flow path for flowing working refrigerant, a second evaporative refrigerant flow path for flowing working refrigerant from the evaporator to the second adsorption / desorption device, and an operation from the condenser to the evaporator A reflux passage through which the refrigerant flows,
A valve provided with a cylinder portion having a piston valve body that slides due to a pressure difference between an internal pressure of the first adsorption / desorption device and an internal pressure of the second adsorption / desorption device;
The piston valve body has the first desorbed refrigerant flow passage in a communicating state, the second desorbing refrigerant flow passage in a non-communication state, and the first evaporative refrigerant flow passage in a non-communication state. A first communication position that brings the flow passage into a communication state, a communication state between the first desorption refrigerant flow passage, a communication state between the first desorption refrigerant flow passage, and a communication state between the first evaporative refrigerant flow passage. Thus, the second evaporative refrigerant flow passage can be moved by sliding to a second communication position that brings the second evaporative refrigerant flow passage into a non-communication state, and automatically moves to these positions in accordance with the pressure difference.
前記ピストン弁体は、前記両脱着冷媒流通路および前記両蒸発冷媒流通路を非連通状態にする非連通位置に摺動により移動可能になっており、前記圧力差に応じて、当該位置に自動的に移動するものであってもよい。 The piston valve body is slidably movable to a non-communication position where both the desorption refrigerant flow passage and the both evaporative refrigerant flow passages are in a non-communication state, and automatically moves to the position according to the pressure difference. It may be one that moves.
本発明に係る吸着式冷凍機が、前記第1吸脱着器と前記シリンダ部とに接続された前記第1吸脱着器下流側流通路と、前記シリンダ部と前記凝縮器とに接続された第1凝縮器側流通路とからなるものであり、前記第2脱着冷媒流通路は、前記第2吸脱着器と前記シリンダ部とに接続された第2吸脱着器下流側流通路と、前記シリンダ部と前記凝縮器とに接続された第2凝縮器側流通路とからなるものであり、前記ピストン弁体は、前記第1吸脱着気下流側流通路によって伝達される第1吸脱着器の内圧と第2吸脱着器下流側流通路に
よって伝達される第2吸脱着器の内圧との圧力差に応じて移動するものであってもよい。An adsorption refrigerator according to the present invention includes a first adsorbent / desorber downstream-side flow passage connected to the first adsorber / desorber and the cylinder part, a first connected to the cylinder part and the condenser. The second desorption refrigerant flow path includes a second adsorption / desorption downstream flow path connected to the second adsorption / desorption unit and the cylinder portion, and the cylinder. And a second condenser side flow passage connected to the condenser, and the piston valve body is connected to the first adsorption / desorption downstream flow passage of the first adsorption / desorption gas. It may move according to the pressure difference between the internal pressure and the internal pressure of the second adsorption / desorption device transmitted by the second adsorption / desorption device downstream flow passage.
また、前記第1脱着冷媒流通路は、前記凝縮器から前記第1吸脱着器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備え、前記第2脱着冷媒流通路は、前記凝縮器から前記第2吸脱着器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備え、前記第1蒸発冷媒流通路は、前記第1吸脱着器から前記蒸発器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備え、前記第2蒸発冷媒流通路は、前記第2吸脱着器から前記蒸発器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備えているものでもよい。 The first desorption refrigerant flow passage includes a check valve that prevents the working refrigerant from flowing from the condenser to the first adsorption / desorption device, and the second desorption refrigerant flow passage is formed from the condenser. A check valve that prevents the working refrigerant from flowing into the second adsorption / desorption device, and the first evaporative refrigerant flow passage is a check that blocks the working refrigerant from flowing into the evaporator from the first adsorption / desorption device. A valve may be provided, and the second evaporative refrigerant flow passage may include a check valve that prevents the working refrigerant from flowing from the second adsorption / desorption device to the evaporator.
本発明に係る吸着式冷凍機では、第1吸脱着器の内圧と前記第2吸脱着器の内圧の圧力差に応じて移動するピストン弁体を内部に有するシリンダ部を備えたバルブを用いている。そして、圧力差に応じて、ピストン弁体を自動的に移動させることで、第1脱着冷媒流通路、第2脱着冷媒流通路、第1蒸発冷媒流通路および第2蒸発冷媒流通路を自動的に開閉させている。したがって、本発明によればバルブにおいて、電磁式の制御バルブなどの高価なバルブやその制御装置などを用いることなく、吸着式冷凍機を作動させることができる。電磁バルブやその制御装置が不要であれば、装置構成がきわめて簡単であり、製造コストが著しく低下し、製造しやすくなる。構造が簡易であるので、吸着式冷凍機の設置に必要な面積および吸着式冷凍機の大きさを小さくすることができ、初期コストを低減させることができ、耐久性が向上する。吸脱着器の内圧に応じてピストン弁体による通路の開閉操作およびそのタイミングが自動(自律)制御されるので、吸着式冷凍機のバッチ操作プロセスが自動(自律)制御で行なわれる。別言すれば、ピストン弁体の動きは、熱源が供給されたときに所定の吸脱着器の内圧によって生ずる圧力差によって行われ、バルブは、吸着式冷凍機のサイクルのバッチ操作に連動して同時的に作動する。また、ピストン弁体の移動を吸脱着器の内圧に基づいて行うので、バルブの誤動作が確実に防止される。その上、サイクルにおけるスイッチングタイムの間隔についても自動制御されるため、システム性能が自動的に最適化される。そして、本発明の吸着式冷凍機のバルブは、吸着式冷凍機を動作させ、当該装置について操作管理するために用いられる大部分のガスバルブの代わりに使用できる。 In the adsorption type refrigerator according to the present invention, a valve having a cylinder portion having a piston valve body that moves in accordance with the pressure difference between the internal pressure of the first adsorption / desorption device and the internal pressure of the second adsorption / desorption device is used. Yes. Then, the first desorbing refrigerant flow passage, the second desorbing refrigerant flow passage, the first evaporative refrigerant flow passage, and the second evaporative refrigerant flow passage are automatically moved by automatically moving the piston valve body in accordance with the pressure difference. Open and close. Therefore, according to the present invention, the adsorption refrigeration machine can be operated without using an expensive valve such as an electromagnetic control valve or its control device. If an electromagnetic valve and its control device are not required, the device configuration is very simple, the manufacturing cost is remarkably reduced, and the manufacturing becomes easy. Since the structure is simple, the area required for the installation of the adsorption refrigerator and the size of the adsorption refrigerator can be reduced, the initial cost can be reduced, and the durability is improved. Since the opening / closing operation and timing of the passage by the piston valve body are automatically (autonomous) controlled according to the internal pressure of the adsorption / desorption device, the batch operation process of the adsorption refrigeration machine is performed by automatic (autonomous) control. In other words, the movement of the piston valve body is performed by a pressure difference caused by the internal pressure of a predetermined adsorption / desorption device when a heat source is supplied, and the valve is interlocked with the batch operation of the adsorption refrigerator cycle. Operates simultaneously. Further, since the piston valve body is moved based on the internal pressure of the adsorption / desorption device, malfunction of the valve is reliably prevented. In addition, since the switching time interval in the cycle is also automatically controlled, the system performance is automatically optimized. And the valve | bulb of the adsorption-type refrigerator of this invention can be used instead of most gas valves used in order to operate an adsorption-type refrigerator and to manage operation about the said apparatus.
そして、ピストン弁体は、両脱着冷媒流通路および両蒸発冷媒流通路を非連通状態にする非連通位置に摺動により移動可能になっているものでもよい。ピストン弁体が一方の連通位置から他方の連通位置に移動するときに、非連通位置を経て移動するようになっていると、ピストン弁体が非連通位置に位置しているときに、冷媒の流れを止めることができる。一時的に冷媒の流れを止めると、ピストン弁体が移動先の連通位置に移動して、対応する冷媒流通路が流通可能状態になったときに、当初から大きな冷媒流量が確保され、冷凍サイクルの性能が確実に発揮される。 The piston valve body may be slidable to a non-communication position that brings both the desorption refrigerant flow passage and the both evaporative refrigerant flow passages into a non-communication state. When the piston valve body moves from one communication position to the other communication position and moves through the non-communication position, when the piston valve body is located at the non-communication position, The flow can be stopped. When the flow of the refrigerant is temporarily stopped, the piston valve body moves to the communication position of the movement destination, and when the corresponding refrigerant flow passage is in a flowable state, a large refrigerant flow rate is secured from the beginning, and the refrigeration cycle The performance of is surely demonstrated.
また、第1脱着冷媒流通路として、第1吸脱着器とシリンダ部とに接続された第1吸脱着器下流側流通路と、シリンダ部と凝縮器とに接続された第1凝縮器側流通路とからなるものを用い、第2脱着冷媒流通路として、第2吸脱着器とシリンダ部とに接続された第2吸脱着器下流側流通路と、シリンダ部と凝縮器とに接続された第2凝縮器側流通路とからなるものを用い、ピストン弁体を、第1吸脱着気側流通路によって伝達される第1吸脱着器の内圧と第2吸脱着器下流側流通路によって伝達される第2吸脱着器の内圧との圧力差に応じて移動させるようにしてもよい。このようにすれば、各吸脱着器内の全ベッドの平均的圧力がピストン弁体に伝達されることになり、ピストン弁体を動かすことでより的確なサイクルの自動制御を行なうことができる。 Further, as the first desorption refrigerant flow passage, the first adsorption / desorption device downstream-side flow passage connected to the first adsorption / desorption device and the cylinder portion, and the first condenser-side circulation connected to the cylinder portion and the condenser. The second desorption refrigerant flow passage is connected to the second adsorption / desorption device downstream flow passage connected to the second adsorption / desorption device and the cylinder portion, and the cylinder portion and the condenser. The piston valve body is transmitted by the internal pressure of the first adsorption / desorption device transmitted by the first adsorption / desorption gas side flow passage and the downstream flow passage by the second adsorption / desorption device. You may make it move according to the pressure difference with the internal pressure of the 2nd adsorption / desorption device. If it does in this way, the average pressure of all the beds in each adsorption / desorption device will be transmitted to a piston valve body, and automatic control of a more exact cycle can be performed by moving a piston valve body.
また、第1脱着冷媒流通路に、凝縮器から第1吸脱着器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備え、第2脱着冷媒流通路に、凝縮器から第2吸脱着器への作動冷媒の流入を阻
止する逆止弁を備え、第1蒸発冷媒流通路に、第1吸脱着器から蒸発器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備え、第2蒸発冷媒流通路に、第2吸脱着器から蒸発器への作動冷媒の流入を阻止する逆止弁を備えれば、作動冷媒の逆流が防止され、より的確に装置を作動させることができると共に効率よく装置を作動させることができる。The first desorption refrigerant flow passage is provided with a check valve for preventing the working refrigerant from flowing from the condenser to the first adsorption / desorption device, and the second desorption refrigerant flow passage is provided from the condenser to the second adsorption / desorption device. The first evaporative refrigerant flow passage is provided with a check valve for preventing the operation refrigerant from flowing from the first adsorption / desorption device to the evaporator, and the second evaporative refrigerant flow is provided. If a check valve for preventing the working refrigerant from flowing from the second adsorption / desorption device to the evaporator is provided in the passage, the working refrigerant can be prevented from flowing back, and the device can be operated more accurately and efficiently. Can be activated.
以下、本発明に係る吸着式冷凍機の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an adsorption refrigerator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2Aから図2Cは、それぞれ、本実施形態の吸着式冷凍機の各行程におけるスプールバルブの状態を示す断面図である。そして、図3Aから図3Cは、本実施形態の吸着式冷凍機の各行程における状態を模式的に示すものであり、図3Aは、スプールバルブのピストン弁体が図中左側に位置する状態(吸脱着行程A)を示し、図3Bは、ピストン弁体がシリンダ内の中央位置に位置する状態(準備行程B,D)を示し、図3Cは、スプールバルブのピストン弁体が図中右側に位置する状態(吸脱着行程C)を示す。また、図4は、本実施形態の吸着式冷凍機で用いられるスプールバルブの形状を示す説明用の斜視図であり、図5は、実施形態の吸着式冷凍機で用いられるスプールバルブを示す平面図である。これらの図は、本発明の基礎的概念を説明するのに役立つものである。 2A to 2C are cross-sectional views showing the state of the spool valve in each stroke of the adsorption refrigeration machine of the present embodiment, respectively. 3A to 3C schematically show states in each stroke of the adsorption refrigerator of the present embodiment, and FIG. 3A shows a state in which the piston valve body of the spool valve is located on the left side in the drawing ( Fig. 3B shows a state where the piston valve body is located at the center position in the cylinder (preparation strokes B and D), and Fig. 3C shows the piston valve body of the spool valve on the right side in the figure. The position (adsorption / desorption stroke C) is shown. FIG. 4 is an explanatory perspective view showing the shape of a spool valve used in the adsorption refrigerator of the present embodiment, and FIG. 5 is a plan view showing the spool valve used in the adsorption refrigerator of the embodiment. FIG. These figures serve to explain the basic concept of the present invention.
図3Aに示されるように、本実施形態の吸着式冷凍機は、4つの熱交換器11〜14と、これらに接続された配管21〜28と、各配管21〜28の開閉を行なうためのスプールバルブ30とを備えている。
As shown in FIG. 3A, the adsorption refrigerator of the present embodiment is configured to open and close the four
4つの熱交換器とは、凝縮器11と、蒸発器12と、吸着剤Aが収容された2つの吸脱着器(吸脱着ベッドとも称することがある)13,14である。なお、吸脱着器は、いわゆる加圧ベッドタイプの吸脱着ベッドである。これらの熱交換器11〜14と、配管から構成される循環路中には所定量の作動冷媒M(以下、単に冷媒と称することがある)が封入されており、封入された冷媒Mが流通するようになっている。本実施形態では、冷媒Mとして、天然に存在するn−ブタンを用いている。ただし、冷媒Mは、これに限られるものではなく、例えば水、アンモニア、エタノールなどのアルコールなどを組み合わせる吸着剤の種類や冷媒圧力、温度条件などに応じて用いることができる。
The four heat exchangers are a
凝縮器11では、流入してきた冷媒Mが凝縮される。凝縮器11には、冷媒Mを流入させるための第1凝縮器側流通管21の一端および第2凝縮器側流通管22の一端が接続されており、凝縮(復水)された冷媒Mを蒸発器12に流入させる還流管23の一端が接続されている。また、凝縮器11には、高温熱源側から送られてくる冷却水(凝縮用水)Cw3を流通させる凝縮用水管11aが配管されている。凝縮用水管11aの流路と冷媒Mが流通する領域は、冷媒Mと凝縮用の冷却水Cw3とが混合しないように仕切られており、熱交換だけが行われる。
In the
蒸発器12では、流入してきた冷媒Mが気化される。蒸発器12には、還流管23の他端と、冷媒Mを吸脱着器13,14側に送る蒸発器側流通管24の一端が接続されている。また、低温熱源側から送られてくる冷水(蒸発用水)Cw2を流通させる蒸発用水管12aが配管されている。蒸発用水管12aの流路と冷媒Mが流通する領域は、冷媒Mと冷水Cw2とが混合しないように仕切られており、熱交換だけが行われる。
In the
第1吸脱着器13には、吸着剤Aが収容されている。吸着剤Aは、流通する冷媒Mを吸着し、あるいは吸着した冷媒Mを脱着するものである。本実施形態では、用いている吸着剤AをAC1500と称している。AC1500は、粉末状の活性炭(active carbon)であり、測定した比表面積が約1500m2/gであったものである。吸着剤は、AC1500に限られるものではなく、例えば、活性炭以外にもシリカゲルやゼオライトなど種
々のものを用いることができる。いずれの吸着剤を用いるかは、たとえば、組み合わせる冷媒の種類や温度条件などに応じて選択される。Adsorbent A is accommodated in the first adsorption /
第1吸脱着器13には、冷媒Mを流入させるための第1吸脱着器上流側流通管25の一端と、冷媒Mを凝縮器11側に送るための第1吸脱着器下流側流通管26の一端とが接続されており、温水Hw(図3A参照)あるいは冷却水Cw1(図3C参照)を流通させる第1吸脱着用水管13aが配管されている。第1吸脱着用水管13aの流路と冷媒Mが流通する領域は、冷媒Mと冷却水Cw1や温水Hwとが混合しないように仕切られており、熱交換だけが行われる。なお、図4および図5に示されるスプールバルブ30では、第1吸脱着器上流側流通管25の一端は第1吸脱着器下流側流通管26の途中に連結されており、第1吸脱着器下流側流通管26の一部を介して第1吸脱着器13に連通されている。第1吸脱着器上流側流通管25が連通用空間S3および蒸発器側流通管24を介して蒸発器12に連通している状態と、第1吸脱着器下流側流通管26が第1シリンダ内空間S1および第1凝縮器側流通管21を介して凝縮器11に連通している状態が同時に生ずることはないので、このような構造にしてもよい。このような構造にすると、スプールバルブ30を設置するときに、接続部分の数が最小限になり、接続作業が容易になる。
The first adsorption /
第2吸脱着器14には、冷媒Mを流入させるための第2吸脱着器上流側流通管27の一端と、冷媒Mを凝縮器11側に送るための第2吸脱着器下流側流通管28の一端とが接続されている。また、冷却水Cw1や温水Hwを流通させるための第2吸脱着用水管14aが配管されている。第1吸脱着用水管13aおよび第2吸脱着用水管14aの配管上流側には図示しない切替器(図10参照)が設置されており、各水管13a,14aに温水Hwと冷却水Cw1のいずれを流通させるかを切替えることができるようになっている。なお、一方に温水Hwを流通させるときは他方に冷却水Cw1を流通させるように切替えられるようになっている。第2吸脱着用水管14aの流路と冷媒Mが流通する領域は、冷媒Mと冷却水Cw1や温水Hwとが混合しないように仕切られており、熱交換だけが行われる。なお、図4および図5に示されるスプールバルブ30では、第2吸脱着器上流側流通管27の一端は第2吸脱着器下流側流通管28の途中に連結されており、第2吸脱着器下流側流通管28の一部を介して第2吸脱着器14に連通されている。第2吸脱着器上流側流通管27が連通用空間S3および蒸発器側流通管24を介して蒸発器12に連通している状態と、第2吸脱着器下流側流通管28が第1シリンダ内空間S2および第2凝縮器側流通管22を介して凝縮器11に連通している状態が同時に生ずることはないので、このような構造にしてもよい。このような構造にすると、スプールバルブ30を設置するときに、接続部分の数が最小限になり、接続作業が容易になる。
The second adsorber /
図2Aに示されるように、単段型のスプールバルブ30は、ハウジング・チャンバ31aと、ハウジング・チャンバ31aの内側に設置された内部リング31bとからなるシリンダ部31と、当該シリンダ部31内に収容されるピストン弁体32とを備えている。このピストン弁体32は、その中央部に細径部32eを備えている。そして、シリンダ部31の両端は、蓋体33,34によって閉塞されている。このような構成にすると、シリンダ部31内に3つの特有の空間が形成される。具体的には、図2A等に示される第1シリンダ内空間(第1セル)S1と、連通用空間(第3セル)S3と、図2C等に示される第2シリンダ内空間(第2セル)S2である。
As shown in FIG. 2A, the single-
図2Aにおいて、スプールバルブ30の一端側(右側)に配置された第1蓋体33には、第1吸脱着器下流側流通管26の他端が連結されている。つまり、第1吸脱着器下流側流通管26は、一端側で第1吸脱着器13内に連通し、他端側でスプールバルブ30のシリンダ部31(第1シリンダ内空間S1)内に連通している。したがって、ピストン弁体32の一端側(右側)の第1端面32aは、第1吸脱着器13内の圧力を被圧する。
In FIG. 2A, the other end of the first adsorption / desorption device downstream-
同様に、スプールバルブ30の他端(左側)に配置された第2蓋体34には、第2吸脱着器下流側流通管28の他端が連結されている。つまり、第2吸脱着器下流側流通管28は、一端側で第2吸脱着器14内に連通し、他端側でスプールバルブ30のシリンダ部31(第2シリンダ内空間S2)内に連通している。したがって、ピストン弁体32の他端側(左側)の第2端面32bは、第2吸脱着器14内の圧力を被圧する。
Similarly, the other end of the second adsorption / desorption device downstream-
このような構造にすると、ピストン弁体32は、両吸脱着器13,14内の内圧の差に応じてシリンダ部31内を移動する。なお、本実施形態の吸着式冷凍機では両内圧の圧力差は、後述しているように最大で約300kPa〜350kPaに達する。したがって、この圧力差を利用して確実にピストン弁体32を移動させることができる。
With such a structure, the
なお、ピストン弁体32は、その両端面32a,32bに、凹部32c,32dを備えている。したがって、ピストン弁体32のいずれかの端面32a,32bが蓋体33,34に接触している状態であっても、蓋体33,34と、これに接触しているピストン弁体32の端面32a,32bとに囲まれた空間S1’、S2’(図2A,図2C参照)が確保される。このような構造であると、ピストン弁体32の端面32a,32bが蓋体33,34に接触している状態であっても、凹部32c,32dの内周面で吸脱着器13,14からの圧力を被圧できる。したがって、ピストン移動の初期段階から大きな押圧力をピストン弁体32に付与することができ、初期段階から確実にピストン弁体32を移動させることができる。
The
スプールバルブ30のシリンダ部31には、第1凝縮器側流通管21および第2凝縮器側流通管22の他端が連結されている。
The
第1凝縮器側流通管21の他端側の開口21aは、第1蓋体33寄りのシリンダ内周面位置に形成されている。図2Aに示されるように、第1凝縮器側流通管21は、ピストン弁体32が第2蓋体34に接しているとき、シリンダ部31内の第1シリンダ内空間S1に連通する。第1シリンダ内空間S1は、シリンダ部31とピストン弁体32の第1端面32aと第1蓋体33に囲まれる状態で形成されている。つまり、第1凝縮器側流通管21の他端側の開口21aは、ピストン弁体32が第2蓋体34に接する状態で、第1シリンダ内空間S1に連通する位置に形成されている。また、第1シリンダ内空間S1には、先に説明したように、第1吸脱着器下流側流通管26が連通している。したがって、第1凝縮器側流通管21は、第1シリンダ内空間S1を介して第1吸脱着器下流側流通管26と連通する。このように、第1吸脱着器下流側流通管26と第1凝縮器側流通管21によって、第1吸脱着器13で脱着された冷媒Mを凝縮器11に流通させる第1脱着冷媒流通路が構成されている。
The opening 21 a on the other end side of the first condenser
他方、第2凝縮器側流通管22の他端側の開口22aは、第2蓋体34寄りのシリンダ内周面位置に形成されている。図2Cに示されるように、第2凝縮器側流通管22は、ピストン弁体32が第1蓋体33に接しているとき、シリンダ部31内の第2シリンダ内空間S2に連通する。第2シリンダ内空間S2は、シリンダ部31、ピストン弁体32の第2端面32bおよび第2蓋体34に囲まれる状態で形成されている。つまり、第2凝縮器側流通管22の他端側の開口22aは、ピストン弁体32が第1蓋体33に接する状態で、第2シリンダ内空間S2に連通する位置に形成されている。また、第2シリンダ内空間S2には、先に説明したように、第2吸脱着器下流側流通管28が連通している。したがって、第2凝縮器側流通管22は、第2シリンダ内空間S2を介して第2吸脱着器下流側流通管28と連通する。このように、第2吸脱着器下流側流通管28と第2凝縮器側流通管22によって、第2吸脱着器14で脱着された冷媒Mを凝縮器11に流通させる第2脱着冷媒流通路が構成されている。
On the other hand, the
第1凝縮器側流通管21には第1逆止弁21bが取り付けられており、第2凝縮器側流通管22には第2逆止弁22bが取り付けられている。各逆止弁21b,22bは、吸脱着器13,14から凝縮器11への冷媒Mの流入を許容する。その一方で、当該逆止弁21b,22bは、逆流すなわち凝縮器11から吸脱着器13,14への冷媒Mの流入を防止する。
A
また、スプールバルブ30のシリンダ部31には、蒸発器側流通管24の他端が連結されている。蒸発器側流通管24の他端側の開口24aは、シリンダ側面の中央位置に形成されている。ところで、図2A等に示されるように、ピストン弁体32の中央部の外周には、細径部32eとシリンダ部31の内周面とに囲まれる連通用空間S3が形成されている。そして、蒸発器側流通管24の他端側の開口24aは、連通用空間S3内に連通している。連通用空間S3のピストン弁体摺動方向寸法は、ピストン弁体32のストローク距離より長くなっている。そして、ピストン弁体32がシリンダ部31内のどの位置に位置していても、蒸発器12の他端側の開口24aは連通用空間S3に連通する状態になっている。つまり、蒸発器側流通管24の他端側の開口24aは、常に、連通用空間S3に連通する位置に形成されている。また、連通用空間S3は、蒸発器側流通管24に常に連通するように形成されているということができる。
Further, the other end of the evaporator-
そして、スプールバルブ30のシリンダ部31には、第1吸脱着器上流側流通管25および第2吸脱着器上流側流通管27の他端が連結されている。
The
第1吸脱着器上流側流通管25の他端側の開口25aは、蒸発器側流通管24の他端側の開口24aの位置よりも、第1蓋体33寄りのシリンダ側面位置に形成されている。そして、ピストン弁体32が第1蓋体33に接する位置(図2C参照)に移動した状態では、第1吸脱着器上流側流通管25は、連通用空間S3に連通する。つまり、第1吸脱着器上流側流通管25の他端側の開口25aは、ピストン弁体32が第1蓋体33に接する状態で、連通用空間S3に連通する位置に形成されている。そして、先に説明したように、連通用空間S3には、常に蒸発器側流通管24が連通している。したがって、第1吸脱着器上流側流通管25は、ピストン弁体32が第1蓋体33に接する状態になると、連通用空間S3を介して蒸発器側流通管24と連通する。このように、蒸発器側流通管24と第1吸脱着器上流側流通管25とによって、蒸発器12で気化された冷媒Mを第1吸脱着器13に流通させる第1蒸発冷媒流通路が構成されている。
The
他方、第2吸脱着器上流側流通管27の他端側の開口27aは、蒸発器側流通管24の他端側の開口24aの位置よりも、第2蓋体34寄りのシリンダ側面位置に形成されている。そして、ピストン弁体32が第2蓋体34に接する位置(図2A参照)に移動した状態では、第2吸脱着器上流側流通管27は、連通用空間S3に連通する。つまり、第2吸脱着器上流側流通管27の他端側の開口27aは、ピストン弁体32が第2蓋体34に接する状態で、連通用空間S3に連通する位置に形成されている。そして、先に説明したように、連通用空間S3には、常に蒸発器側流通管24が連通している。したがって、第2吸脱着器上流側流通管27は、ピストン弁体32が第2蓋体34に接すると、連通用空間S3を介して蒸発器側流通管24と連通する。このように、蒸発器側流通管24と第2吸脱着器上流側流通管27とによって、蒸発器12で気化された冷媒Mを第2吸脱着器14に流通させる第2蒸発冷媒流通路が構成されている。
On the other hand, the
第1吸脱着器上流側流通管25には第3逆止弁25bが取り付けられており、第2吸脱着器上流側流通管には第4逆止弁27bが取り付けられている。各逆止弁25b,27bは、シリンダ部31から吸脱着器13,14への冷媒Mの流入を許容する。その一方で、当該逆止弁25b,27bは、逆流すなわち吸脱着器13,14からシリンダ部31への冷媒Mの流入を防止する。
A
また、先に説明したように、凝縮器11と蒸発器12の間には還流管23が接続されている。この還流管23は、凝縮器11において凝縮された冷媒Mを蒸発器12に戻すための配管である。吸着式冷凍機のサイクルが作動する状態では、凝縮器11で凝縮された冷媒Mは、還流管23を通って蒸発器12に流れ込むようになっている。なお、図3A等に示されているように、本実施形態の吸着式冷凍機では、還流管23の途中に、凝縮器から蒸発器に冷媒を流通させる手段としてスロットルバルブ23bを取り付けている。ただし、これ以外の同等の手段を設けてもよい。たとえば、スロットルバルブに換えて還流管の一部にU字管部を設け、U字管部に滞留した液の水位差を利用して圧力差を保持する構造にしてもよい(図10参照)。
Further, as described above, the
次に、図6に示されるサイクル表を参照しつつ、第1実施形態の吸着式冷凍機の動作について説明する。 Next, the operation of the adsorption refrigerator according to the first embodiment will be described with reference to the cycle table shown in FIG.
この吸着式冷凍機では、吸脱着器13,14内の吸着剤Aに対して加熱と冷却を交互に繰り返すようになっており、これにより吸着剤Aによる冷媒Mの吸着および脱着を交互に繰り返して連続的に冷却等を行うようになっている。
In this adsorption type refrigerator, heating and cooling are alternately repeated for the adsorbent A in the adsorption /
吸着式冷凍機を作動させる場合は、まず、凝縮器11内に凝縮用水管11aを用いて高温熱源からの凝縮用の冷却水Cw3を流通させ、蒸発器12内に蒸発用水管12aを用いて低温熱源からの蒸発用の冷水Cw2を流通させる(図3A参照)。
When operating the adsorption refrigerator, first, the condensing cooling water Cw3 from the high-temperature heat source is circulated in the
そして、一方の吸脱着器内に温水Hwを流通させ、他方の吸脱着器内に冷却水Cw1を流通させる。ここでは、第1吸脱着器13内に第1吸脱着用水管13aを用いて温水Hwを流通させ、第2吸脱着器14内に、第2吸脱着用水管14aを用いて冷却水Cw1を流通させた場合を例に説明する。
And hot water Hw is distribute | circulated in one adsorption / desorption device, and cooling water Cw1 is distribute | circulated in the other adsorption / desorption device. Here, the hot water Hw is circulated in the first adsorption /
第1吸脱着器13内に温水Hwを流通させ、第2吸脱着器14内に冷却水Cw1を流通させると、第1吸脱着器13の器内圧力が第2吸脱着器14の器内圧力より高くなる。ピストン弁体32は、その各端面32a,32bで対応する吸脱着器13,14の内圧を被圧している。ピストン弁体32の位置は、この圧力差に応じて定まる。ここでは、より高圧である第1吸脱着器内圧力に押されて、ピストン弁体32は、その第2端面32bが第2蓋体34に接する状態(第1連通位置)に移動する(図2A、図3A参照)。
When the hot water Hw is circulated in the first adsorption /
このように、本実施形態の吸着式冷凍機では、ピストン弁体32がどの位置に位置していたとしても、ピストン弁体32をいずれかの蓋体(ここでは第2蓋体34)に接する状態に移動させることができる。したがって、吸着式冷凍機の運転開始時、ピストン弁体32の位置はどの位置であってもよい。
As described above, in the adsorption refrigerator of the present embodiment, the
図3Aに示される状態では、第1吸脱着器下流側流通管26と第1凝縮器側流通管21(第1脱着冷媒流通路)は第1シリンダ内空間S1を介して連通する。また、第1吸脱着器13には温水Hwが流通されており、温水Hwによって運ばれた運転熱Qdeによって吸着剤Aが加熱される。吸着剤Aが加熱されると、吸着剤Aに吸着されていた冷媒Mの脱着が促される(脱着行程)。脱着された冷媒Mは、第1吸脱着器下流側流通管26、第1シリンダ内空間S1および第1凝縮器側流通管21を経て凝縮器11へと流入する。凝縮器11に流入した冷媒Mは、凝縮用の冷却水Cw3水によって冷却されて凝縮(復水)される。凝縮された冷媒Mは、還流管23によって蒸発器12へと送られる。なお、凝縮するときに冷媒Mから放出された熱Qrejectは凝縮用の冷却水Cw3によって高温熱源に送られ、後述の低温熱源より高温の高温熱源へと排熱され、あるいは熱源として利用される。In the state shown in FIG. 3A, the first adsorption / desorption device downstream-
また、図3Aに示される状態では、蒸発器側流通管24と第2吸脱着器上流側流通管27(第2蒸発冷媒流通路)が連通用空間S3を介して連通する。蒸発器12には、低温熱源の熱を運ぶ冷水(蒸発用水)Cw2が流通されており、蒸発用の冷水Cw2からの熱Qloadの投入によって冷媒Mが気化温度で気化される。気化された冷媒Mは、蒸発器側流通管24、連通用空間S3および第2吸脱着器上流側流通管27を経て第2吸脱着器14へと流入する。第2吸脱着器14に流入した冷媒Mは、第2吸脱着器14内の吸着剤Aに吸着される(吸着行程)。なお、吸着温度は吸着濃度を決定する要素である。第2吸脱着器14には、冷却水Cw1が流通されており、吸着時に発生する熱Qadを排出して吸着剤Aの昇温を防止し、これにより吸着を促進している。したがって、吸着作用は、吸着剤Aにおける冷媒Mの吸着濃度が高濃度に達するまで継続する。In the state shown in FIG. 3A, the evaporator-
本実施形態では、この状態、すなわち吸着式冷凍機のサイクルの行程Aを440秒程度継続する。なお、行程Aをはじめとして各行程の継続時間は、適宜定めることができる。 In this embodiment, this state, that is, the stroke A of the adsorption refrigerator is continued for about 440 seconds. In addition, the duration of each process including the process A can be determined as appropriate.
行程Aを終了すると、各吸脱着器13,14に流通させている温水Hwおよび冷却水Cw1の流通先の切替え(スイッチング)を行う。
When the process A is completed, switching (switching) of the distribution destinations of the hot water Hw and the cooling water Cw1 circulated through the adsorption /
すなわち、第1吸脱着器13の第1吸脱着用水管13aに冷却水Cw1を流通させ、第2吸脱着器14の第2吸脱着用水管14aに温水Hwを流通させる(図3B参照)。すると、第1吸脱着器13は冷却されて冷媒Mの吸着に適した状態になっていく。他方、第2吸脱着器14は加熱されて冷媒Mの脱着に適した状態になっていく。
That is, the cooling water Cw1 is circulated through the first adsorption /
また、第1吸脱着器13は冷却され、その内圧が低くなっていく。他方、第2吸脱着器14は加熱され、その内圧は高くなっていく。その結果、両内圧の圧力差がなくなり、さらに進むと、第2吸脱着器14の内圧が第1吸脱着器13の内圧より高くなる。各吸脱着器13,14の内圧がこのように変化する過程で、ピストン弁体32は、自律的に、通常はゆっくりと、第2蓋体34に接する位置から第1蓋体33側に移動する。このように、次第に変化する冷媒Mの圧力をピストン弁体32の動力として用いているので、ピストン弁体の動きが安定し、行程の切替え動作が安定する。特に、本実施形態では、内圧の圧力差を用いてピストン弁体を移動させており、よりピストン弁体32の動作が安定する。
Moreover, the 1st adsorption /
なお、ここでは、ピストン弁体32が第2蓋体34から離れたときから第1蓋体33に接するまでの期間を移行期間または移行モードと称することがある。また、逆の場合、すなわち、第1蓋体33を離れたときから第2蓋体34に接するまでの期間も移行期間である。なお、本実施形態では、各配管21〜28に逆止弁が設けられており、移行期間中に冷媒Mが逆流することが確実に防止されている。
Here, a period from when the
図3Bに示されるように、ピストン弁体32が第2蓋体34から第1蓋体33側に移動し、中間位置に達した状態では、第1シリンダ内空間S1に連通する第1吸脱着器13内の冷媒Mの圧力が逆止弁21bを通過できる圧力よりも低くなっており、第1吸脱着器13から凝縮器11に冷媒Mが流通しなくなる。また、第2吸脱着器上流側流通管27が連通用空間S3に連通しない状態になり、蒸発器12と第2吸脱着器14との間で冷媒Mが流通しなくなる。このように、ピストン弁体32は、自律的に移動することで弁として機能し、冷媒Mが流通しない状態を確保する。
As shown in FIG. 3B, when the
また、同様に、図3Bに示される状態は、凝縮器11と第2吸脱着器14の間や、蒸発器12と第1吸脱着器13との間でも冷媒Mが流通しない状態である。つまり、ピストン弁体32は、熱交換器11〜14の間で冷媒Mが流通しない状態になる位置(非連通位置)に移動する。
Similarly, the state shown in FIG. 3B is a state in which the refrigerant M does not flow between the
図3Bの状態は、各吸脱着器13,14における吸着行程と脱着行程とを切替えるときに行なわれる行程であり、スイッチング行程あるいは準備行程と称することができる。この準備行程Bを行うと、第1吸脱着器13は、冷却されて冷媒Mの吸着により適した状態になり、第2吸脱着器14は、加熱されて冷媒Mの脱着により適した状態になる。本実施形態では、この準備行程Bは20秒程度継続される。なお、準備行程Bでは、各吸脱着器に流通させる温水Hwや冷却水Cw1の量を減少させる予熱(または予冷)の期間を設けてもよい。このような期間を設けることで、準備行程Bの継続時間を調整することができる。
The state shown in FIG. 3B is a process performed when the adsorption process and the desorption process in each of the adsorption /
この準備行程Bの経過時間が経過する時期になると、図3Cに示されるように、ピストン弁体32がさらに第1蓋体33側に移動して、ピストン弁体32の第1端面32aが第1蓋体33に接する状態(第2連通位置)になる。この状態では、第2凝縮器側流通管22が第2シリンダ内空間S2に連通し、第1吸脱着器上流側流通管25が第1シリンダ内空間S1に連通する。また、第2吸脱着器14内の圧力が上昇して、第2逆止弁22bを通って冷媒Mが凝縮器11側に流通できる状態になる。このように、ピストン弁体32は、自律的に移動することで弁として機能し、再び冷媒Mが流通する状態を確保する。
When the elapsed time of the preparation step B has elapsed, as shown in FIG. 3C, the
図3Cに示される状態では、第2吸脱着器下流側流通管28と第2凝縮器側流通管22(第2脱着冷媒流通路)とが第2シリンダ内空間S2を介して連通する。また、第2吸脱着器14には温水Hwが流通されており、温水Hwによって運ばれた運転熱Qdeによって吸着剤Aが加熱される。吸着剤Aが加熱されると、吸着剤Aに吸着されていた冷媒Mの脱着が促される(脱着行程)。脱着された冷媒Mは、第2吸脱着器下流側流通管28、第2シリンダ内空間S2および第2凝縮器側流通管22を経て凝縮器11へと流入する。凝縮器11に流入した冷媒Mは、凝縮用の冷却水Cw3によって冷却されて凝縮(復水)される。凝縮された冷媒Mは、還流管23によって蒸発器12へと送られる。In the state shown in FIG. 3C, the second adsorption / desorption device downstream-
また、図3Cに示される状態では、蒸発器側流通管24と第1吸脱着器上流側流通管25(第1蒸発冷媒流通路)とが連通用空間S3を介して連通する。蒸発器12には、低温熱源の熱を運ぶ冷水(蒸発用水)Cw2が流通されており、冷水Cw2からの熱Qloadによって冷媒Mが気化温度で気化される。気化された冷媒Mは、蒸発器側流通管24、連通用空間S3および第1吸脱着器上流側流通管25を経て第1吸脱着器13へと流入する。第1吸脱着器13に流入した冷媒Mは、第1吸脱着器13内の吸着剤Aに吸着される(吸着行程)。第1吸脱着器13には、冷却水Cw1が流通されており、吸着時の発熱による吸着剤Aの昇温が防止され、これにより吸着が促される。したがって、吸着作用は、吸着剤Aにおける冷媒Mの吸着濃度が高濃度に達するまで継続する。In the state shown in FIG. 3C, the evaporator-
本実施形態では、この状態、すなわち吸着式冷凍機のサイクルの行程Cを、行程Aと同様に440秒程度継続する。 In this embodiment, this state, that is, the stroke C of the adsorption refrigerator is continued for about 440 seconds as in the stroke A.
行程Cを終了すると、各吸脱着器13,14に流通させている温水Hwおよび冷却水Cw1の流通先を切替える。
When the process C is completed, the distribution destinations of the hot water Hw and the cooling water Cw1 flowing through the adsorption /
すなわち、第2吸脱着器14の第2吸脱着用水管14aに冷却水Cw1を流通させ、第1吸脱着器13の第1吸脱着用水管13aに温水Hwを流通させる。すると、第1吸脱着器13は加熱されて冷媒Mの脱着に適した状態になっていく。他方、第2吸脱着器14は冷却されて冷媒Mの吸着に適した状態になっていく。
That is, the cooling water Cw1 is circulated through the second adsorption /
また、第1吸脱着器13は加熱され、その内圧が高くなっていく。他方、第2吸脱着器14は冷却され、その内圧は低くなっていく。その結果、両内圧の圧力差がなくなり、さらに進むと、第1吸脱着器13の内圧が第2吸脱着器14の内圧より高くなる。各吸脱着器13,14の内圧がこのように変化する過程で、ピストン弁体32は、第1蓋体33に接する位置から第2蓋体34側に移動する。
Moreover, the 1st adsorption /
そして、図3Bに示されるように、ピストン弁体32がシリンダ部内の中間位置に位置する状態では、第2シリンダ内空間S2に連通する第2吸脱着器14内の冷媒Mの圧力が第2逆止弁22bを通過できる圧力よりも低くなっており、第2吸脱着器14から凝縮器11に冷媒Mが流通しなくなる。また、第1吸脱着器上流側流通管25が第1シリンダ内空間S1に連通しない状態になり、蒸発器12と第1吸脱着器13との間で冷媒Mが流通しなくなる。このように、ピストン弁体32は、自律的に移動することで弁として機能し、冷媒Mが流通しない状態を確保する。
As shown in FIG. 3B, in the state where the
また、同様に、図3Bに示される状態は、凝縮器11と第1吸脱着器13との間や、蒸発器12と第2吸脱着器14との間でも冷媒Mが流通しない状態である。つまり、ピストン弁体32は、熱交換器間で冷媒Mが流通しない状態(準備行程D)になる位置(非連通位置)に移動する。
Similarly, the state shown in FIG. 3B is a state in which the refrigerant M does not flow between the
準備行程Dを行うことにより、第1吸脱着器13は、加熱されて冷媒Mの脱着により適した状態になり、第2吸脱着器14は、冷却されて冷媒Mの吸着により適した状態になる。本実施形態では、この準備行程Dは20秒程度継続される。
By performing the preparation step D, the first adsorption /
準備行程Dの経過時間が経過する時期になると、図3Aに示されるように、ピストン弁体32がさらに第2蓋体34側に移動して、ピストン弁体32の第2端面32bが第2蓋体34に接する状態、すなわち行程Aの状態に戻る。また、第1吸脱着器13内の圧力が上昇して、第1逆止弁21bを通って冷媒Mが凝縮器11側に流通できる状態になる。このように、ピストン弁体32は、自律的に移動することで弁として機能し、冷媒Mが流通する状態を確保する。
When the elapsed time of the preparation process D elapses, as shown in FIG. 3A, the
この後、ここまで説明した行程Aから行程Dが繰り返され、吸着式冷凍機が連続的に作動される。 Thereafter, the process A to the process D described so far are repeated, and the adsorption type refrigerator is continuously operated.
このように、本実施形態の吸着式冷凍機によれば、サイクルの行程Aや行程Cの終了時に、各吸脱着器13,14に流入させている温水Hwおよび冷却水Cw1の流通先を切替えると、スプールバルブ30のピストン弁体32が自律的に移動して、吸着式冷凍機全体の構成が次の行程に適した構成状態に変更される。したがって、本実施形態の吸着式冷凍機は簡単に動作させることができるものである。
As described above, according to the adsorption refrigerator of the present embodiment, at the end of the stroke A and the stroke C, the distribution destinations of the hot water Hw and the cooling water Cw1 flowing into the adsorption /
また、上述したように、行程B,Dにおけるピストン弁体32の位置(非連通位置、図2B参照)は、行程Aにおける位置(第1連通位置、図2A参照)と行程Dにおける位置(第2連通位置、図2C参照)との間に位置している。したがって、ピストン弁体32は、第1連通位置と第2連通位置との間を移動するときは、自動的に、非連通位置を通って一方の連通位置から他方の連通位置に移動することになる。したがって、各吸脱着器13,14において吸脱着が行なわれる行程Aと行程Cとの間で切替えが行われるとき、自動的に準備行程B,Dを行うことができる。
Further, as described above, the position of the
また、本実施形態の吸着式冷凍機によれば、冷媒Mの流通路に流路設定するためのバルブを設置する必要が全くない。そして、バルブを開閉制御するための制御装置も必要ない。このように、本実施形態の吸着式冷凍機は、構造が簡単で、しかも極めて低コストで製造できる。 Further, according to the adsorption refrigerator of this embodiment, there is no need to install a valve for setting a flow path in the flow path of the refrigerant M. Also, a control device for controlling opening and closing of the valve is not necessary. Thus, the adsorption refrigerator of this embodiment has a simple structure and can be manufactured at an extremely low cost.
なお、吸着式冷凍機で用いる吸着剤Aと冷媒Mの組み合わせを考える場合は、特に、最大吸着能力と吸着および脱着の比率の両方を考慮する。吸着剤Aと冷媒Mの組み合わせとしては、たとえば、シリカゲル/水、ゼオライト/水などを挙げることができる。 Note that when considering the combination of the adsorbent A and the refrigerant M used in the adsorption refrigerator, in particular, both the maximum adsorption capacity and the ratio of adsorption and desorption are considered. Examples of the combination of the adsorbent A and the refrigerant M include silica gel / water and zeolite / water.
図7に示されるように、AC1500とn−ブタンの組み合わせの平衡吸着量は、約0.96kg/kg(25℃のとき)と0.65kg/kg(50℃のとき)であり、シリカゲルと水の組み合わせの平衡吸着量(0.4kg/kg)やAC1500とエタノールの組み合わせの平衡吸着量(0.45kg/kg)より大きかった。また、0.1から0.6の圧力範囲について、同様に、吸着能力を比較したところ、AC1500とn−ブタンの組み合わせが他の組み合わせよりも、吸着式冷凍機の運転に適していることがわかった。また、AC1500とn−ブタンの吸着能力は、25℃と50℃の吸着温度について、それぞれ0.38kg/kgから0.8kg/kgと、0.3kg/kgから0.61kg/kgであることが分かる。このように、AC1500とn−ブタンの組み合わせは、より高い冷却効果を提供することができる。 As shown in FIG. 7, the equilibrium adsorption amount of the combination of AC1500 and n-butane is about 0.96 kg / kg (at 25 ° C.) and 0.65 kg / kg (at 50 ° C.) It was larger than the equilibrium adsorption amount (0.4 kg / kg) of the combination of water and the equilibrium adsorption amount (0.45 kg / kg) of the combination of AC1500 and ethanol. Similarly, when comparing the adsorption capacity in the pressure range of 0.1 to 0.6, the combination of AC1500 and n-butane is more suitable for operation of the adsorption refrigeration machine than the other combinations. all right. In addition, the adsorption capacity of AC1500 and n-butane is 0.38 kg / kg to 0.8 kg / kg and 0.3 kg / kg to 0.61 kg / kg for the adsorption temperatures of 25 ° C. and 50 ° C., respectively. I understand. Thus, the combination of AC1500 and n-butane can provide a higher cooling effect.
同様に、AC3100とn−ブタンの組み合わせについても検討した。図8に示されるように、AC3100とn−ブタンの組み合わせの平衡吸着量は、約0.79kg/kg(25℃、250kPaのとき)と0.68kg/kg(50℃、320kPaのとき)であり、シリカゲルと水の組み合わせの平衡吸着量(0.4kg/kg)やAC1500とエタノールの組み合わせの平衡吸着量(0.45kg/kg)より大きかった。また、0.1(約30kPa)から0.6(約180kPa)の圧力範囲について、同様に、吸着能力を比較したところ、AC3100とn−ブタンの組み合わせが他の組み合わせよりも、高い冷却効果が得られ、吸着式冷凍機の運転に適している。なお、ここでAC3100と称する吸着剤は、粉末状の活性炭(MSC−30、関西熱化学株式会社製)であり、測定した結果、比表面積が約3140m2/gであったものである。Similarly, the combination of AC3100 and n-butane was also examined. As shown in FIG. 8, the equilibrium adsorption amount of the combination of AC3100 and n-butane is about 0.79 kg / kg (at 25 ° C., 250 kPa) and 0.68 kg / kg (at 50 ° C., 320 kPa). Yes, it was larger than the equilibrium adsorption amount (0.4 kg / kg) of the combination of silica gel and water and the equilibrium adsorption amount (0.45 kg / kg) of the combination of AC1500 and ethanol. Similarly, when the adsorption capacity is compared in the pressure range of 0.1 (about 30 kPa) to 0.6 (about 180 kPa), the combination of AC3100 and n-butane has a higher cooling effect than the other combinations. It is obtained and is suitable for operation of an adsorption refrigeration machine. Here, the adsorbent referred to as AC3100 is powdered activated carbon (MSC-30, manufactured by Kansai Thermal Chemical Co., Ltd.), and as a result of measurement, the specific surface area was about 3140 m 2 / g.
また、図7および図8に示される吸着等温線図において注目すべきもう一つのことは、AC1500とn−ブタンの組み合わせや、AC3100とn−ブタンの組み合わせにおける吸着等温線は、IUPAC等温線のタイプ1に分類することができるということである。つまり、この等温線は、低い相対圧力で急上昇し、相対圧力軸に対して凹形になっている。その上、吸着量は、相対圧力が1に近づくにつれて、制限値に近づいている。
In addition, another thing to be noted in the adsorption isotherms shown in FIGS. 7 and 8 is that the adsorption isotherm in the combination of AC1500 and n-butane or the combination of AC3100 and n-butane is the IUPAC isotherm. It can be classified as
以上のように、本実施形態の吸着式冷凍機は、加圧ベッドの吸着式冷凍装置であり、低温(一般的に100℃以下)の廃熱または再生可能なエネルギー源を利用することができ、これにより効果的に、効率よく運転することができる。その結果、電力消費量を大幅に削減できる。また、天然由来の冷媒(n−ブタン)を利用すれば、環境との適応性に優れる。また本実施形態の吸着式冷凍機は、モジュール式であるので、需要面管理において重要な役割を果たすことができる。つまり、組立やメンテナンスなどが容易である。スプールバルブ30のピストン弁体32の動きは、熱源が供給されるとき、対応する吸脱着器13の内部で発生する圧力差によってのみ調整される。したがって、ピストン弁体32の運動は、吸着式冷凍装置のサイクルのバッチ操作と同時に作動する。つまり、ピストン弁体32は、無動力で自律的に移動するものであり、対応する吸脱着器と同時に(同期的に)作動する。また、従来の吸着式冷凍機に使用されている全てのガスバルブと関連制御器を除去することができるので、吸着式冷凍機の初期コストを縮小することができる。本実施形態で用いられている単段型のスプールバルブ30を用いれば、従来用いていた全てのガスバルブ(図1の111〜114)を除去することができ、吸着式冷凍機の物理的寸法(設置面積)すなわち大きさの縮小にも貢献する。
As described above, the adsorption refrigerator of the present embodiment is a pressure bed adsorption refrigerator, and can use low-temperature (generally 100 ° C. or lower) waste heat or a renewable energy source. Thus, it is possible to operate effectively and efficiently. As a result, power consumption can be greatly reduced. Moreover, if a naturally-derived refrigerant (n-butane) is used, it is excellent in adaptability to the environment. Moreover, since the adsorption type refrigerator of this embodiment is modular, it can play an important role in demand side management. That is, assembly and maintenance are easy. The movement of the
AC1500とn−ブタンの組み合わせや、AC3100とn−ブタンの組み合わせにおける吸着等温線は極めて優れているので、これを用いる本実施形態の吸着式冷凍機は、高い効率で作動する。その上、シリカゲルと水の組み合わせの吸着システムでは、吸着モード状態の吸脱着器内圧と、脱着モード状態の吸脱着器13,14内圧の圧力差は、3kPaから5kPaであるのに対し、本実施形態における吸着と脱着モード間の圧力差は、約300kPaから350kPaである。吸着と脱着モード間でより高い圧力差が確保されれば、システム性能を向上させることができ、より優れた吸着式冷凍機を提供することができる。また、本実施形態の吸着式冷凍機のシステム圧力は1バールから4.5バール程度である。他の動力を使用する従来の吸着式冷凍機では、準常圧を維持する必要があるので装置が大型化してしまうことがある。例えば、エアバルブを用いるような場合である。この点、本実施形態の吸着式冷凍機によれば、そのような必要がなく装置の小型軽量化に寄与するものである。また、装置の構造が簡単であるので、ほとんどメンテナンスの必要がない。さらに、単段型のスプールバルブを用いれば、従来必要であった全てのガスバルブを除去することができるので、吸着式冷凍機やそのプラントのコンパクト化を図ることができ、例えば、吸着−脱塩プラントなどにおいて採用することができる。単段型のスプールバルブは、いかなる種類のマルチベッドタイプの吸着システムにも適用することができるものであり、これを適用することで、従来必要であった全てのガスバルブを除去することができる。
Since the adsorption isotherm in the combination of AC1500 and n-butane or in the combination of AC3100 and n-butane is extremely excellent, the adsorption refrigerator of this embodiment using this operates with high efficiency. Moreover, in the adsorption system using a combination of silica gel and water, the pressure difference between the internal pressure of the adsorption / desorption device in the adsorption mode and the internal pressure of the adsorption /
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々改変することができるものである。つまり、図面は具体的な実施形態を図示するためのものであり、本発明の範囲を定義するためのものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be made in the range which does not deviate from the meaning of invention. In other words, the drawings are for illustrating specific embodiments and are not for defining the scope of the present invention.
たとえば、図9A、図9B、図9Cに示されるように、各吸脱着器下流側流通管26,28に、複数の吸脱着器13A,13B,14A,14Bを接続するようにしてもよい。本発明によれば、対応する吸脱着器下流側流通管26,28および吸脱着器上流側流通管25,27に接続する吸脱着器の数を増減させるだけで簡単に吸着式冷凍機で用いる吸脱着器の数を増減させることができる。したがって、冷凍機の能力や大きさなどを簡単に調節することができる。なお、冷凍機の動作は先に説明した吸着式冷凍機と同様であるので、共通の構成には同一の符号を付し、その説明を省略した。また、吸着式冷凍機の動作についても同様であるのでその説明を省略する。これは、次に説明する吸着式冷凍機についても同様である。
For example, as shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, a plurality of adsorption /
図10に示されるように、ピストン弁体32がシリンダ部31の移動ストローク内の中間位置(非連通位置)に移動したときに、ピストン弁体32によって開口21a,22a,25a,27aが塞がれて、流通管21、22,25,27が対応するシリンダ内空間S1,S2,S3に連通しない状態になり、各吸脱着器13,14と凝縮器11または蒸発器12との間で冷媒Mが流通しなくなるような構成にしてもよい。この場合、第1凝縮器側流通管21の他端側の開口21aは、ピストン弁体32が中間位置に位置する状態で、第1シリンダ内空間S1への連通がピストン弁体32によって塞がれる位置に形成されている。また、第2凝縮器側流通管22の他端側の開口22aは、ピストン弁体32が中間位置に位置する状態で、第2シリンダ内空間S2への連通がピストン弁体32によって塞がれる位置に形成されている。
As shown in FIG. 10, when the
このような構成にすると、全ての冷媒流通路における冷媒流通状態(開閉状態)をピストン弁体32の位置によって定めることができ、逆止弁を用いることなく冷媒流通状態を定めることができる。なお、ここでは、図10によって、行程Bや行程Dにおけるスプールバルブの状態だけを示した。行程Aや行程Dにおける状態は、上記実施形態の吸着式冷凍機のスプールバルブ状態と同様であるので、ここでは省略した。
With such a configuration, the refrigerant flow state (open / closed state) in all the refrigerant flow passages can be determined by the position of the
上記最初の実施形態では、対応する流通管21,22,25,27に第1から第4逆止弁21b,22b,25b,27bを設けることで冷媒Mの逆流を防止したり、一定圧力以上の冷媒Mだけが逆止弁を通過して流通するようにしたりしていたが、図10に示されるようなピストン弁体32を用いれば、逆止弁を設けなくても、所定の流れで冷媒Mを流通させてサイクルを作動させることが可能である。したがって、逆止弁は必要に応じて設ければよい。
In the first embodiment, the first to
なお、図10に示される実施形態の吸着式冷凍機では、図11に示されるように、還流管23に、スロットルバルブ23bに変えてU字管部23cを設けた。U字管部23cを設けると、ここに液体冷媒Mが滞留するので、滞留液の水位差を利用して圧力差を保持することができる。図10に示される吸着冷凍機と上記最初の実施形態の吸着冷凍機は同様の構造であり、上記最初の実施形態の吸着式冷凍機にも、図11に示される吸着冷凍機と同様にU字管部を適用することができる。
In the adsorption refrigerator of the embodiment shown in FIG. 10, as shown in FIG. 11, the
また、図11に示される実施形態では、各吸脱着器13,14に流通させている温水Hwと冷却水Cw1の流通先の切替え(スイッチング)に用いられる切替器35を示した。切替器35には、温水Hwおよび冷却水Cw1の給水管が接続されていると共に、第1吸脱着用水管13aおよび第2吸脱着用水管14aの上流側が接続されている。そして、切替器は、一方の水管に温水Hwを供給すると共に他方の水管に冷却水Cw1を供給する第1切替位置(図11で示される位置)と、一方の水管に冷却水Cw1を供給すると共に他方の水管に温水Hwを供給する第2切替位置とに切替自在になっている。
In the embodiment shown in FIG. 11, the
図11で示されるように、切替器35を左側に移動させて第1切替位置に位置させると、第1吸脱着器13の第1吸脱着用水管13aに温水Hwが流通されると共に第2吸脱着器14の第2吸脱着用水管14aに冷却水Cw1が流通され、切替器35を右側に移動させて第2切替位置に位置させると、第1吸脱着用水管13aに冷却水Cw1が流通されると共に第2吸脱着用水管14aに温水Hwが流通される。具体的には、行程Aの終了時および行程Cの終了時に切替器の切替えが行なわれる。なお、上記最初の実施形態では、切替器を図示していないが、上記実施形態の吸着式冷凍機も、図11に示されるような切替器によって温水Hwおよび冷却水Cw1の供給先の切替えが行われている。
As shown in FIG. 11, when the
本発明に係る吸着式冷凍機では、電磁式の制御バルブなどの高価なバルブが不要であり、その制御装置なども不要になるので、装置構成がきわめて簡単であり、製造コストが著しく低下し、製造しやすくなる。構造が簡易であるので、吸着式冷凍機の設置に必要な面積および吸着式冷凍機の大きさを小さくすることができ、初期コストを低減させることができる。また、耐久性にも優れるなど、本発明に係る吸着式冷凍機は、極めて有用である。 In the adsorption refrigerator according to the present invention, an expensive valve such as an electromagnetic control valve is unnecessary, and its control device is also unnecessary, so the device configuration is extremely simple, and the manufacturing cost is significantly reduced. Easy to manufacture. Since the structure is simple, the area required for installing the adsorption refrigerator and the size of the adsorption refrigerator can be reduced, and the initial cost can be reduced. Moreover, the adsorption type refrigerator according to the present invention is extremely useful because of its excellent durability.
11 凝縮器
12 蒸発器
13 第1吸脱着器
14 第2吸脱着器
21 第1凝縮器側流通管
22 第2凝縮器側流通管
23 還流管
24 蒸発器側流通管
25 第1吸脱着器上流側流通管
26 第1吸脱着器下流側流通管
27 第2吸脱着器上流側流通管
28 第2吸脱着器下流側流通管
30 スプールバルブ
31 シリンダ部
32 ピストン弁体
33 第1蓋体
34 第2蓋体
A 吸着剤
M 作動冷媒
S1 第1シリンダ内空間
S2 第2シリンダ内空間
S3 連通用空間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1吸脱着器から前記凝縮器に作動冷媒を流入させるための第1脱着冷媒流通路と、前記第2吸脱着器から前記凝縮器に作動冷媒を流入させるための第2脱着冷媒流通路と、前記蒸発器から前記第1吸脱着器に作動冷媒を流入させるための第1蒸発冷媒流通路と、前記蒸発器から前記第2吸脱着器に作動冷媒を流入させるための第2蒸発冷媒流通路と、前記凝縮器から前記蒸発器に作動冷媒を流入させる還流通路とを備えており、
前記第1吸脱着器の内圧と前記第2吸脱着器の内圧との圧力差によって摺動するピストン弁体を内部に有するシリンダ部を備えたバルブが設置されており、
前記ピストン弁体は、前記第1脱着冷媒流通路を連通状態にして前記第2脱着冷媒流通路を非連通状態にすると共に前記第1蒸発冷媒流通路を非連通状態にして前記第2蒸発冷媒流通路を連通状態にする第1連通位置と、前記第1脱着冷媒流通路を非連通状態にして前記第2脱着冷媒流通路を連通状態にすると共に前記第1蒸発冷媒流通路を連通状態にして前記第2蒸発冷媒流通路を非連通状態にする第2連通位置とに摺動により移動可能になっており、前記圧力差に応じて、これらの位置に自動的に移動するものである吸着式冷凍機。The first adsorption / desorption device in which the working refrigerant is adsorbed or desorbed, the condenser for condensing the working refrigerant, the evaporator for evaporating the working refrigerant, and the adsorption or desorption performed in the first adsorption / desorption device are reversed. An adsorption refrigeration machine that operates by circulating a working refrigerant,
A first desorption refrigerant flow passage for flowing the working refrigerant from the first adsorption / desorption device to the condenser; and a second desorption refrigerant flow passage for flowing the working refrigerant from the second adsorption / desorption device to the condenser. A first evaporative refrigerant flow passage for flowing the working refrigerant from the evaporator to the first adsorption / desorption device, and a second evaporating refrigerant for flowing the working refrigerant from the evaporator to the second adsorption / desorption device A flow path and a reflux path for flowing working refrigerant from the condenser to the evaporator,
A valve provided with a cylinder portion having a piston valve body that slides due to a pressure difference between an internal pressure of the first adsorption / desorption device and an internal pressure of the second adsorption / desorption device;
The piston valve body has the first desorbed refrigerant flow passage in a communicating state, the second desorbing refrigerant flow passage in a non-communication state, and the first evaporative refrigerant flow passage in a non-communication state. A first communication position that brings the flow passage into a communication state, a communication state between the first desorption refrigerant flow passage, a communication state between the first desorption refrigerant flow passage, and a communication state between the first evaporative refrigerant flow passage. The second evaporative refrigerant flow passage can be moved by sliding to a second communication position that makes the second evaporative refrigerant flow passage out of communication, and automatically moves to these positions in accordance with the pressure difference. Type refrigerator.
前記第2脱着冷媒流通路は、前記第2吸脱着器と前記シリンダ部とに接続された第2吸脱着器下流側流通路と、前記シリンダ部と前記凝縮器とに接続された第2凝縮器側流通路とからなるものであり、
前記ピストン弁体は、前記第1吸脱着気下流側流通路によって伝達される第1吸脱着器の内圧と第2吸脱着器下流側流通路によって伝達される第2吸脱着器の内圧との圧力差に応じて移動するものである請求項1または請求項2に記載の吸着式冷凍機。The first desorption refrigerant flow passage is connected to the first adsorption / desorption device downstream flow passage connected to the first adsorption / desorption device and the cylinder portion, and to the first portion connected to the cylinder portion and the condenser. It consists of a condenser side flow passage,
The second desorption refrigerant flow passage includes a second adsorption / desorption device downstream flow passage connected to the second adsorption / desorption device and the cylinder portion, and a second condensation connected to the cylinder portion and the condenser. Consisting of a vessel side flow passage,
The piston valve body includes an internal pressure of the first adsorption / desorption device transmitted by the first adsorption / desorption air downstream flow passage and an internal pressure of the second adsorption / desorption device transmitted by the second adsorption / desorption device downstream flow passage. The adsorption refrigeration machine according to claim 1 or 2, which moves in accordance with a pressure difference.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US69081305P | 2005-06-15 | 2005-06-15 | |
| US60/690,813 | 2005-06-15 | ||
| PCT/JP2006/312070 WO2006135026A1 (en) | 2005-06-15 | 2006-06-15 | Adsorption refrigerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2006135026A1 JPWO2006135026A1 (en) | 2009-01-08 |
| JP4617433B2 true JP4617433B2 (en) | 2011-01-26 |
Family
ID=37532381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007521349A Active JP4617433B2 (en) | 2005-06-15 | 2006-06-15 | Adsorption type refrigerator |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4617433B2 (en) |
| WO (1) | WO2006135026A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140250927A1 (en) * | 2011-11-22 | 2014-09-11 | Fujitsu Limited | Adsorption heat pump system and method of driving adsorption heat pump |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2949551B1 (en) * | 2009-08-27 | 2014-01-03 | Valeo Systemes Thermiques | ADSORPTION COMPRESSOR |
| JP5472854B2 (en) | 2010-03-26 | 2014-04-16 | 国立大学法人名古屋大学 | Steam valve for adsorption refrigerator |
| JP6428449B2 (en) * | 2015-04-02 | 2018-11-28 | 株式会社豊田中央研究所 | Adsorption device, adsorption heat pump |
| CN115183501B (en) * | 2018-03-07 | 2024-11-22 | 依诺森公司 | Adsorption heat pump |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08313111A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Ship & Ocean Zaidan | Adsorption type refrigerating and air-conditioning device |
| JPH08327178A (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Osaka Gas Co Ltd | Adsorption or absorption refrigerator |
-
2006
- 2006-06-15 WO PCT/JP2006/312070 patent/WO2006135026A1/en not_active Ceased
- 2006-06-15 JP JP2007521349A patent/JP4617433B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08313111A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Ship & Ocean Zaidan | Adsorption type refrigerating and air-conditioning device |
| JPH08327178A (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Osaka Gas Co Ltd | Adsorption or absorption refrigerator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140250927A1 (en) * | 2011-11-22 | 2014-09-11 | Fujitsu Limited | Adsorption heat pump system and method of driving adsorption heat pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2006135026A1 (en) | 2009-01-08 |
| WO2006135026A1 (en) | 2006-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Experimental study on a continuous adsorption water chiller with novel design | |
| US9353978B2 (en) | Adsorber and adsorption heat pump | |
| JP4192385B2 (en) | Adsorption type refrigerator | |
| US9618238B2 (en) | Adsorption refrigerator | |
| US10101066B2 (en) | Adsorber and adsorption refrigerator | |
| JP4333627B2 (en) | Adsorption heat pump device | |
| KR20110033226A (en) | Method and apparatus for carrying out heat transfer between alternate working units | |
| JP4617433B2 (en) | Adsorption type refrigerator | |
| JP5472854B2 (en) | Steam valve for adsorption refrigerator | |
| KR102097783B1 (en) | Adsorption type air conditioning apparatus for automotive vehicles | |
| US20120006049A1 (en) | Split solid adsorption cooling system | |
| JP6398621B2 (en) | refrigerator | |
| CN109556312B (en) | Multi-stage adsorption refrigeration method | |
| KR101988550B1 (en) | Adsorption cooling device having multi adsorption tower and methdo for cooling using the same | |
| JP5849359B2 (en) | Heat pump according to adsorption principle | |
| US10323864B2 (en) | Adsorption heat pump | |
| JP6569658B2 (en) | Heat exchanger and heat storage system | |
| CN109556317B (en) | Single-stage adsorption refrigeration method | |
| CN109556316B (en) | Single-stage adsorption refrigeration equipment | |
| JP6326899B2 (en) | Evaporator | |
| JP2025164604A (en) | Refrigeration equipment | |
| JP7326791B2 (en) | Adsorption chiller | |
| CN109556313B (en) | Multistage adsorption refrigeration method | |
| CN109556315B (en) | Multistage adsorption refrigeration equipment | |
| JP2016223750A (en) | Adsorber and adsorption type freezer with adsorber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100720 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100819 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100823 |
|
| R155 | Notification before disposition of declining of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R155 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |