【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成29年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「未利用熱エネルギーの革新的活用技術研究開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明実施の形態を説明する。
図1は、本実施形態にかかる吸着式冷凍システム2を備える車両用の空調装置1の概略図である。
図1の(a)は、吸着式冷凍システム2を通常冷房モードで使用している場合の冷媒M1や、熱交換媒体M2、M3、M4の流れを説明する図であり、
図1の(b)は、空調装置1が備える制御装置9を説明する図である。
なお、
図1の(a)では、吸着器5の吸着コア51に保持された吸着材Sを一部のみ示している。
【0009】
車両用の空調装置1では、車室内に吹き出す空気Air(空調空気)の流路R1上にクーラコア11とヒータコア12とが設けられている。
流路R1を通流する空気Airのうち、ヒータコア12を通過する空気Airは、ヒータコア12内での熱交換媒体M3との熱交換により加熱される。
また、クーラコア11を通過する空気Airは、クーラコア11内での熱交換媒体M4との熱交換により冷却される。
【0010】
クーラコア11内での熱交換により暖められた熱交換媒体M4は、循環路13を通って、クーラコア11からエバポレータ3に戻されたのち、エバポレータ3内で冷却される。そして、エバポレータ3で冷却された熱交換媒体M4は、循環路13を通ってクーラコア11に再び供給されて、クーラコア11を通過する空気Airとの熱交換に利用される。
【0011】
エバポレータ3では、連絡路25を介してコンデンサ4側から供給された冷媒M1を減圧下で蒸発させる。この冷媒M1が蒸発する際の気化熱で、クーラコア11側から戻された熱交換媒体M4を冷却する。
【0012】
エバポレータ3には、2つの吸着器5(5A、5B)が、専用の接続管21A、21Bを介して、それぞれ接続されている。
接続管21A、21Bには、それぞれ専用の開閉弁22A、22Bが設けられており、制御装置9による開閉弁22A、22Bの開閉操作により、エバポレータ3と吸着器5A、5Bとの連通/遮断が切り替えられる。
【0013】
さらに、2つの吸着器5(5A、5B)は、専用の接続管23A、23Bを介して、コンデンサ4にそれぞれ接続されている。
接続管23A、23Bには、それぞれ専用の開閉弁24A、24Bが設けられており、制御装置9による開閉弁24A、24Bの開閉操作により、コンデンサ4と吸着器5A、5Bとの連通/遮断が切り替えられる。
【0014】
なお、以下の説明においては、吸着器5A、5B、接続管21A、21B、開閉弁22A、22B、接続管23A、23B、開閉弁24A、24Bを、それぞれ区別しない場合には、単純に吸着器5、接続管21、開閉弁22、接続管23、開閉弁24と標記する。
【0015】
吸着器5は、吸着材Sを保持する吸着コア51と、吸着コア51を収容する容器55と、を有している。
吸着器5では、吸着コア51の内部を、循環路6側から供給された冷却用の熱交換媒体M2と、循環路7側から供給された加熱用の熱交換媒体M3のうちの一方が通流する。
そのため、吸着器5(5A、5B)の吸着コア51の上流側と下流側には、各吸着器5(5A、5B)の吸着コア51の接続先を、循環路6と循環路7との間で切り替える切替弁81、82が設けられている。
【0016】
そして、吸着コア51が、冷却用の熱交換媒体M2が通流する循環路6に接続されると、吸着コア51で保持された吸着材Sは、吸着コア51を通流する冷却用の熱交換媒体M2との熱交換で冷却される。
また、吸着コア51が、加熱用の熱交換媒体M3が通流する循環路7に接続されると、吸着コア51で保持された吸着材Sは、吸着コア51を通流する加熱用の熱交換媒体M3との熱交換で加熱される。
【0017】
吸着材Sは、温度に応じて冷媒M1の吸着/脱着が可能な有機系、または無機系の吸着材である。熱交換媒体M2、M3との間での熱交換により、吸着材Sを冷却/加熱すると、吸着材Sに対する冷媒M1の吸着/脱着が行われる。
【0018】
ここで、本明細書における用語「吸着材」は、冷媒M1を保持(吸着)する特性を有する有機系の高分子材料や無機材料であって、この材料の表面に、冷媒M1を吸着させるもの(一般的な吸着材)だけではなく、材料の内部に冷媒M1を収容するものの両方を意味している。
【0019】
また、本実施形態では、吸着コア51を通流する冷媒M1として、例えば水を用いており、循環路6、7、13を通流する熱交換媒体M2、M3、M4として、例えば、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体を用いている。
【0020】
この吸着器5を備える吸着式冷凍システム2では、吸着器5において吸着材Sへの冷媒M1の吸着を実施すると、冷媒M1の吸着で生じた負圧により、エバポレータ3側から冷媒M1が吸引されて、エバポレータ3での冷媒M1の蒸発が行われる。
【0021】
ここで、吸着材Sへの冷媒M1の吸着量が飽和して、冷媒M1の吸着ができなくなると、エバポレータ3側から冷媒M1を吸引できなくなって、エバポレータ3での冷媒M1の蒸発が停止する。
【0022】
そのため、吸着式冷凍システム2には、2つの吸着器5(5A、5B)が設けられている。例えば、空調装置1の冷房運転時(通常冷房モード)には、一方の吸着器5Aで冷媒M1の吸着を行っている間、他方の吸着器5Bで吸着材Sからの冷媒M1の脱着が行われる。
【0023】
そして、制御装置9(
図1の(b)参照)が、温度センサや圧力センサの出力信号などに基づいて、切替弁81〜88と、開閉弁22(22A、22B)、開閉弁24(24A、24B)を制御する。これにより、冷媒M1の吸着を行う吸着器5を、吸着器5Aと吸着器5Bの間で交互に切り替えながら、エバポレータ3での冷媒M1の蒸発を連続して行うようになっている。
【0024】
吸着器5(5A、5B)に接続管23(23A、23B)を介して接続されたコンデンサ4には、吸着器5(5A、5B)内の吸着材Sから脱着させた気体状の冷媒M1が供給される。
そして、コンデンサ4に供給された気体状の冷媒M1は、コンデンサ4のコア4aを通流する熱交換媒体M2との熱交換で冷却されて、気体状態から液体状態に凝縮する。
【0025】
コンデンサ4は、エバポレータ3と共に、重力方向における吸着器5(5A、5B)の下方に配置されており、コンデンサ4は、連絡路25を介して、エバポレータ3に連絡している。
この連絡路25は、コンデンサ4のコア4aを収容する容器45の底と、エバポレータ3のコア3aを収容する容器35の底に接続されている。
連絡路25の途中には、冷媒M1を減圧する膨張弁26が設けられており、膨張弁で減圧された低温低圧の冷媒M1は、エバポレータ3に再び供給されて、エバポレータ3内で蒸発するようになっている。
【0026】
このように、吸着式冷凍システム2では、吸着材Sへの冷媒M1の吸着と脱着を利用して、エバポレータ3と、吸着器5と、コンデンサ4との間を、冷媒M1が循環する。
そして、エバポレータ3と吸着器5(5A、5B)とを接続する接続管21(21A、21B)と、吸着器5(5A、5B)とコンデンサ4とを接続する接続管23(23A、、23B)と、コンデンサ4とエバポレータ3とを連絡させる連絡路25と、から冷媒M1の循環路を形成している。
そして、この循環路に沿って吸着式冷凍システム2(吸着式冷凍サイクル)が形成されている。
【0027】
前記したように、本実施形態では、空調装置1が備える制御装置9が、切替弁81、82を操作して、各吸着器5(5A、5B)の吸着コア51の接続先を、熱交換媒体M2が通流する循環路6と、熱交換媒体M3が通流する循環路7との間で切り替える。
る。
【0028】
冷却用の熱交換媒体M2の循環路6には、熱交換器60(サブラジエータ)と、コンデンサ4と、図示しないポンプと、が設けられている。
そのため、熱交換器60での熱交換で冷却された熱交換媒体M2が、循環路6を通って吸着器5(5A、5B)側に供給される。
【0029】
循環路6には、吸着器5(5A、5B)を迂回するバイパス路61が設けられている。
このバイパス路61は、循環路6におけるコンデンサ4の下流側と、循環路6における切替弁82の下流側とに、切替弁85、86を介して接続されている。
そのため、吸着器5(5A、5B)の吸着コア51に、冷却用の熱交換媒体M2を供給する必要がない場合には、制御装置9が切替弁85、86を操作して、コンデンサ4を通過した熱交換媒体M2を、吸着器5(5A、5B)側に供給させずに、熱交換器60側に循環させる。
【0030】
加熱用の熱交換媒体M3の循環路7は、エンジンENGの冷却用の媒体が通流する循環路であり、この循環路7には、排熱回収器16と、ヒータコア12と、図示しないポンプと、が設けられている。
そのため、エンジンENGの排熱で加熱された高温の熱交換媒体M3が、循環路7を通って、吸着器5(5A、5B)側に供給されるようになっている。
【0031】
排熱回収器16は、循環路7におけるエンジンENGの下流側であって、エンジンENGから延びる排気ガス管15の途中に設けられている。
この排熱回収器16では、循環路7を通流する熱交換媒体M3と、排気ガス管15から排出される高温の排気ガスとの熱交換により、熱交換媒体M3の加熱が行えるようになっている。
【0032】
ヒータコア12は、循環路7における排熱回収器16の下流側に設けられており、流路R1内を通流する空気Airのうち、ヒータコア12を通過する空気Airが、排熱回収器16で加熱された熱交換媒体M3との熱交換で、加熱される。
【0033】
また、循環路7では、エンジンENGを挟んだ上流側と下流側に、切替弁87、88を介して流路72が接続されている。
この流路72には、熱交換器70(ラジエータ)と、図示しないポンプと、が設けられている。そして、吸着器5(5A、5B)側に熱交換媒体M3を供給する必要がない場合には、制御装置9が切替弁87、88を操作して、熱交換媒体M3を流路72側のみ通流させる。
【0034】
さらに、前記した切替弁81、82の間に、吸着器5Bを迂回するバイパス路71が、切替弁83、84を介して設けられている。
制御装置9が切替弁83、84を操作して、切替弁81側から供給された熱交換媒体の供給先を、バイパス路71に切り替えると、供給された熱交換媒体が、吸着器5Bを通らずに、切替弁82側に到達するようになっている。
【0035】
以下、吸着式冷凍システム2における吸着器5(5A、5B)と、エバポレータ3と、コンデンサ4との配置を説明する。
【0036】
図2は、吸着式冷凍システム2の各構成要素の配置を説明する図である。
図2の(a)は、吸着式冷凍システム2の構成要素である吸着器5(5A、5B)と、エバポレータ3と、コンデンサ4との配置を説明する斜視図であり、(b)は、分解斜視図である。
図3は、吸着式冷凍システム2の各構成要素の配置を説明する図であって、
図2の(a)における面Aに沿って、吸着器5Bと、エバポレータ3と、コンデンサ4とを切断した断面図である。
図4は、吸着式冷凍システム2の各構成要素の配置を説明する図である。
図4の(a)は、
図3におけるA−A断面図であり、
図4の(b)は、
図3におけるB−B断面図である。なお、
図4の(a)では、吸着器5Aにおいて、エバポレータ3で蒸発させた気体状の冷媒M1を吸着材Sに吸着させる吸着工程を実施しており、
図4の(b)では、吸着器5Bにおいて、吸着材Sに吸着された冷媒M1を、吸着材Sから脱着させる脱着工程を実施している。
【0037】
図3に示すように、吸着器5(5A、5B)では、吸着材Sを保持する吸着コア51が、矩形形状を成す容器55内に収容されている。
この容器55は、吸着コア51を囲む周壁部56と、この周壁部56の長手方向の一端を封止する第1壁部57と、他端を封止する第2壁部58と、を有している。
【0038】
図4に示すように、断面視において周壁部56は、互いに平行な側壁部561、561の端部同士を、互いに平行な底壁部562と上壁部563で接続した筒形状を成しており、周壁部56は、長手方向に直交する方向の断面が、長方形形状を成している。
【0039】
図3に示すように、吸着コア51を収容する容器55は、密閉された容器であり、この容器55の内部では、吸着コア51が、容器55の長手方向(
図3における左右方向)に沿う向きで配置されている。そして、吸着コア51は、周壁部56、第1壁部57、そして第2壁部58との間に間隔をあけて設けられている。
【0040】
図3に示すように吸着コア51は、間隔をあけて互いに平行に配置された導入管510と排出管511を有している。
これら導入管510と排出管511は、長手方向の一端510a、511aが封止された管状部材であり、長手方向の他端510b、511b側は、第1壁部57を貫通して、容器55の外部に位置している。
【0041】
導入管510と排出管511との間には、複数の通流管512が、導入管510と排出管511の長手方向(
図3における左右方向)に間隔をあけて設けられている。各通流管512は、導入管510と排出管511とに跨がって設けられており、導入管510と排出管511は、通流管512を介して連絡している。
【0042】
導入管510と排出管511の長手方向で隣接する通流管512、512の間には、伝熱フィン513(コルゲートフィン)が設けられている。
そして、通流管512、512と、伝熱フィン513との間には、吸着材Sが充填されている。
【0043】
吸着コア51における容器55内に位置する領域では、通流管512、512と伝熱フィン513との間だけでなく、導入管510や排出管511の表面にも吸着材Sが担持されている。
【0044】
本実施形態では、容器55の外部に位置する導入管510の他端510bに、切替弁81から延びる配管が接続されており、導入管510の内部に、冷却用の熱交換媒体M2と加熱用の熱交換媒体M3のうちの一方が供給される。
【0045】
さらに、排出管511の他端511bに、切替弁82から延びる配管が接続されている。そのため、通流管512を通って導入管510から排出管511に流入した熱交換媒体M2、M3が、下流側に位置する切替弁82を介して、循環路6、7に戻されるようになっている。
【0046】
図3に示すように、吸着コア51を収容する容器55では、重力方向における下側に位置する底壁部562に、接続管21(21A、21B)、接続管23(23A、23B)との接続口562a、562bが開口している。
これら接続口562a、562bは、容器55の長手方向(
図3における左右方向)に間隔をあけて設けられており、本実施形態では、第1壁部57と第2壁部58の近傍にそれぞれ開口している。
【0047】
図4に示すように、本実施形態では、吸着器5A、5Bは、水平方向に間隔をあけて設けられている。そして、
図3に示すように、これら吸着器5A、5Bの重力方向における下側に、エバポレータ3とコンデンサ4が位置している。
そして、これらエバポレータ3とコンデンサ4は、吸着器5A、5Bの並び方向(
図4における左右方向)に沿う向きで、それぞれ設けられている。
【0048】
すなわち、
図5に示すように、エバポレータ3のコア3aを収容する容器35の長手方向(
図5における左右方向)と、コンデンサ4のコア4aを収容する容器45の長手方向(
図5における左右方向)とは、吸着器5(5A、5B)の容器55の長手方向(
図5における上下方向)に対して交差している。
【0049】
さらに、
図5に示すように、エバポレータ3とコンデンサ4は、吸着器5の並び方向における一方側に位置する吸着器5Aの下側から、他方側に位置する吸着器5Bを横切って設けられている。
エバポレータ3とコンデンサ4は、コア3aから延びる配管31、32と、コア4aから延びる配管41、42を、それぞれ同じ方向に向けて配置されている。
これら配管31、32と、配管41、42は、吸着器5の並び方向(
図5における左右方向)に沿って、吸着器5Bから離れる方向に引き出されている。
【0050】
重力方向における上側から見て、エバポレータ3とコンデンサ4は、水平方向に並んだ吸着器5A、5Bと重なる領域R(図中、点線ハッチングの領域参照)を持って配置されている。
【0051】
重力方向における上側から見て、吸着器5A、5Bでは、エバポレータ3と重なる領域に、接続管21A、21Bとの接続口562a、562aが開口している。
さらに、コンデンサ4と重なる領域に、接続管23A、23Bとの接続口562b、562bが開口している。
【0052】
図3および
図4に示すように、接続管21A、21Bと、接続管23A、23Bは、重力方向に直線状に延びる配管である。
エバポレータ3では、接続口562a、562aの直下の位置に、接続管21A、21Bとの接続口351、351が設けられている。
コンデンサ4では、接続口562b、562bの直下の位置に、接続管23A、23Bとの接続口451、451が設けられている。
【0053】
これら接続管21A、21B、23A、23Bでは、長手方向における途中位置に開閉弁22A、22B、24A、24Bが設けられている。
そして、接続管21A、21B、23A、23Bの外周には、開閉弁22A、22B、24A、24Bの駆動装置(モータM)が付設されている。
【0054】
そのため、接続管21A、21B、23A、23Bの重力方向の長さL1は、開閉弁22A、22B、24A、24Bの動作と、駆動装置の設置に必要な最小の長さに設定されている。
【0055】
図5に示すように、開閉弁22A、22B、24A、24Bの駆動装置であるモータMは、重力方向における上側から見て、水平方向に並んだ吸着器5A、5Bと、エバポレータ3およびコンデンサ4と、が重なる領域R内に配置されている。
さらに、モータMは、接続管21A、21B、23A、23Bにより、吸着器5(5A、5B)と、エバポレータ3およびコンデンサ4との間に形成された重力方向の隙間Sa(
図3参照)内に配置されている。
【0056】
図3に示すように、エバポレータ3とコンデンサ4は、重力方向における吸着器5(5A、5B)の下側で水平方向に並んで配置されている。
エバポレータ3の容器35は、重力方向に所定高さh1で形成されており、コンデンサ4の容器45は、重力方向に所定高さh2で形成されている。
そのため、エバポレータ3とコンデンサ4とを、接続管21A、21B、23A、23Bを介して、吸着器5(5A、5B)に接続すると、エバポレータ3側の容器35の底壁352のほうが、コンデンサ4側の容器45の底壁452よりも下方に位置している。
【0057】
エバポレータ3とコンデンサ4とから見て、吸着器5(5A、5B)とは反対側には、エバポレータ3とコンデンサ4とを連絡させる連絡路25が設けられている。この連絡路25の一端は、エバポレータ3側の容器35の底壁352に開口しており、他端は、コンデンサ4側の容器45の底壁452に開口している。
【0058】
よって、コンデンサ4の容器45内の液体状の冷媒M1が、連絡路25を介して、エバポレータ3の容器35に移動できるようになっている。
【0059】
以上の通り、実施形態では、
(1)温度に応じて冷媒M1の吸着/脱着が可能な吸着材Sが内部に設けられた複数の吸着器5(5A、5B)と、
吸着材Sから脱着した冷媒M1を冷却して凝縮させるコンデンサ4(凝縮器)と、
凝縮により液化した冷媒M1を蒸発させるエバポレータ3(蒸発器)と、を有する吸着式冷凍システム2であって、
複数の吸着器5(5A、5B)は、水平方向に並べて配置されていると共に、
コンデンサ4とエバポレータ3は、重力方向(鉛直方向)における複数の吸着器5(5A、5B)の下方に配置されており、
重力方向から見てコンデンサ4とエバポレータ3は、複数の吸着器5(5A、5B)を、複数の吸着器5(5A、5B)の並び方向に横切る向きで設けられており、
コンデンサ4とエバポレータ3は、並び方向における一方の端に位置する吸着器5Aから、他方の端に位置する吸着器5Bまで及ぶ範囲に少なくとも設けられている構成とした。
【0060】
このように構成すると、重力方向から見てコンデンサ4とエバポレータ3は、水平方向に並んだ複数の吸着器5(5A、5B)に重なる領域R(
図5参照)を持って配置される。
これに対して、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)とが水平方向に離れて配置されていると、重力方向から見てコンデンサ4とエバポレータ3は、水平方向に並んだ複数の吸着器5(5A、5B)に重なる領域を持たずに配置される。
そのため、重力方向から見てコンデンサ4とエバポレータ3を、水平方向に並んだ複数の吸着器5(5A、5B)に重なる領域Rを持って配置することでコンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲を、重なる領域Rを持たずに配置した場合よりも、重なる領域Rの分だけ狭くできる。
【0061】
特に、複数の吸着器5(5A、5B)を並び方向に横切る向きで設けたコンデンサ4とエバポレータ3を、並び方向における一方の端に位置する吸着器5Aから、他方の端に位置する吸着器5Bまで及ぶ範囲に少なくとも設けることで、重なる領域Rが最も広く取れるようにしている。
これにより、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲が抑えられるので、吸着式冷凍システム2の小型化が可能になる。
【0062】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(2)コンデンサ4とエバポレータ3は、水平方向に並んで配置されている。
【0063】
このように構成すると、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な重力方向の範囲が、コンデンサ4とエバポレータ3とが重力方向で離れて配置されている場合よりも狭くなる。
これにより、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な空間の容積を減らすことが可能になり、吸着式冷凍システム2の小型化が可能になる。
【0064】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(3)複数の吸着器5(5A、5B)の各々では、
重力方向から見てエバポレータ3と重なる領域に、エバポレータ3と吸着器5(5A、5B)とを1対1で接続する接続管21(21A、21B)(第1接続管)が接続されている。
重力方向から見てコンデンサ4と重なる領域に、コンデンサ4と吸着器5(5A、5B)とを1対1で接続する接続管23(23A、23B)(第2接続管)が接続されている。
【0065】
このように構成すると、重力方向から見て、コンデンサ4およびエバポレータ3と、水平方向に並んだ複数の吸着器5(5A、5B)とが重なる領域R内に、接続管21(21A、21b)と接続管23(23A、23B)とを納めることができる。
これにより、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲が、接続管21(21A、21b)と接続管23(23A、23B)を設けるために広がることを好適に防止できる。
【0066】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(4)接続管21(21A、21B)と接続管23(23A、23B)のうちの少なくとも接続管23(23A、23B)は、重力方向に沿う向きで設けられている。
【0067】
このように構成すると、吸着器5(5A、5B)とコンデンサ4とを最短距離で接続することができる。
また、吸着式冷凍システム2の停止時や、吸着器5(5A、5B)における脱着工程の終了時に、吸着器5(5A、5B)内に生じた液体状の冷媒(結露)や、接続管23(23A、23B)内に生じた液体状の冷媒(結露)を、液体状の冷媒の自重でコンデンサ4に戻すことができる。
【0068】
吸着器5(5A、5B)内に結露が生じていると、例えば脱着工程の終了後の吸着工程への切り替わり時に、吸着器5(5A、5B)内に結露している液体状の冷媒もまた気化させる必要がある。
そのため、結露している液体状の冷媒の気化のために、より多くの熱と時間が必要となるので、吸着工程の立ち上がりが遅れてしまう。
上記のように構成することで、吸着器5(5A、5B)内に結露した液体状の冷媒を、吸着器5(5A、5B)内から接続管23(23A、23B)内に自重で排出させることができるので、吸着工程の立ち上がりが遅れる事態の発生を好適に防止できる。
【0069】
また、接続管21(21A、21B)と接続管23(23A、23B)を、重力方向に沿う直線状の配管とすることで、エバポレータ3で蒸発させた気体状の冷媒の移動距離と、吸着器5(5A、5B)で脱着させた気体状の冷媒の移動距離を最小にすることができる。
これにより、エバポレータ3やコンデンサ4への液体状の冷媒の戻りが良くなるので、エバポレータ3内に貯留させておく液体状の冷媒の総量を減らすことが可能になる。そうすると、エバポレータ3の容積をより小さくすることが可能となり、これにより、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な空間の容積を減らすことが可能になる。
【0070】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(5)接続管21(21A、21B)と接続管23(23A、23B)は、長手方向の途中位置に開閉弁22(22A、22B)、24(23A、24B)を有する直線状の配管である。
接続管21(21A、21B)と接続管23(23A、23B)とにより、吸着器5(5A、5B)と、コンデンサ4およびエバポレータ3との間に、重力方向の隙間Saが形成されている。
開閉弁22(22A、22B)、24(23A、24B)の駆動装置であるモータMは、重力方向から見て複数の吸着器5(5A、5B)と重なる領域R内で、吸着器5(5A、5B)とコンデンサ4およびエバポレータ3との間の隙間Saに配置されている。
【0071】
このように構成すると、接続管21(21A、21B)と接続管23(23A、23B)とで形成される重力方向の隙間Saを有効に活用しつつ、開閉弁22(22A、22B)、24(23A、24B)の駆動装置であるモータMを配置できる。
よって、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲や重力方向の範囲を広げることなく、モータMを配置できる。
【0072】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(6)コンデンサ4の容器45の底壁452(下部)と、エバポレータ3の容器35の底壁352(下部)と、を接続する連絡路25(第3接続管)が設けられている。
連絡路25は、重力方向から見て複数の吸着器5(5A、5B)と重なる領域Rに設けられている。
コンデンサ4の容器45内の空間と、エバポレータ3の容器35内の空間とが、連絡路25を介して連絡可能である。
【0073】
このように構成すると、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲が、連絡路25を設けるために広がることを好適に防止できる。
【0074】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(7)連絡路25は、コンデンサ4とエバポレータ3から見て、複数の吸着器5(5A、5B)とは反対側に設けられている。
【0075】
このように構成すると、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲を広げることなく、コンデンサ4内の液体状の冷媒M1を、エバポレータ3側に確実に戻すことができる。
【0076】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(8)吸着器5(5A、5B)は、吸着コア51を収容する容器55を有している。
容器55は、吸着コア51の外周を、間隔をあけて囲む周壁部56と、周壁部56の長手方向の一端を封止する第1壁部57と、周壁部56の長手方向の他端を封止する第2壁部58と、を有している。
吸着器5(5A、5B)では、吸着コア51から延びる熱交換媒体の導入管510と排出管511が、第1壁部57を容器55の長手方向に貫通して、吸着器5(5A、5B)の外部で熱交換媒体の切替弁81、82にそれぞれ接続されている。
コンデンサ4とエバポレータ3は、重力方向から見て、複数の吸着器5(5A、5B)と、吸着器5(5A、5B)の各々から延びる導入管510および排出管511とが位置する範囲と重なる領域R内に少なくとも設けられている。
【0077】
このように構成すると、重力方向から見て、吸着器5(5A、5B)の容器55が位置する領域に加えて、容器55から外部に引き出された導入管510および排出管511が位置する領域を、コンデンサ4とエバポレータ3を設ける領域Rに活用できる。
よって、複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲を最大限利用して、コンデンサ4とエバポレータ3を設けることができる。
【0078】
吸着式冷凍システム2は、以下の構成を有している。
(9)重力方向から見て、コンデンサ4のコア4a(凝縮コア)を収容する容器45の長手方向と、エバポレータ3のコア3a(蒸発コア)を収容する容器35の長手方向とが、吸着器5の容器55の長手方向に対して交差、より好ましくは直交している。
【0079】
このように構成すると、重力方向から見て、コンデンサ4およびエバポレータ3と、水平方向に並んだ複数の吸着器5(5A、5B)とが重なる領域Rを、より広く確保できる。
これにより、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲が抑えられるので、吸着式冷凍システム2の小型化が可能になる。
【0080】
[変形例]
図6から
図8は、変形例にかかる吸着式冷凍装置を説明する図である。
図6の(a)は、吸着式冷凍システム2Aの構成要素の配置を説明する図であって、吸着器5(5A、5B、5C、5D)と、エバポレータ3とを、接続管21の部分で切断した断面図である。
図6の(b)は、各吸着器5(5A、5B、5C、5D)が、側壁部561を互いに接触させて配置された吸着式冷凍システム2Bの断面図である。
図7は、コンデンサ4とエバポレータ3とを連絡する連絡路25の配置が異なる吸着式冷凍システム2Cの断面図である。
【0081】
前記した実施形態では、2つの吸着器5A、5Bを備える吸着式冷凍システム2の場合を説明したが、吸着式冷凍システム2が備える吸着器の数は、2つに限定されるものではない。
例えば、
図6の(a)に示すように、合計4つの吸着器5(5A、5B、5C、5D)を備える吸着式冷凍システム2Aとしても良い。
この場合には、2つの吸着器5(5B、5D)において、吸着材Sに冷媒M1を吸着させる吸着工程を行う一方で、残りの2つの吸着器5(5A、5C)において、吸着材Sから冷媒M1を脱着させる脱着工程と行うことができる。
これにより、エバポレータ3での冷媒M1の蒸発量を増やすことや、蒸発速度を速くすることができるので、冷却効率の向上が期待できる。
【0082】
この場合において、エバポレータ3とコンデンサ4を、吸着器5の並び方向における一方の端に位置する吸着器5Aから、他方の端に位置する吸着器5Bまで及ぶ範囲に少なくとも設けることが好ましい。
このように構成すると、重力方向から見て、複数の吸着器5(5A〜5D)と、エバポレータ3とコンデンサ4とが重なる領域Rを、より広く確保できる。
これにより、吸着器5の総数を増やした場合において、コンデンサ4とエバポレータ3と複数の吸着器5(5A〜5D)の設置に必要な水平方向の範囲が、水平方向に広くなりすぎることを好適に防止できる。よって、冷却効率を向上させつつ、吸着式冷凍システム2の小型化が可能になる。
【0083】
なお、前記したように、各吸着器5(5A〜5D)の吸着コア51は、当該吸着コア51を囲む周壁部56との間に間隔をあけて設けられている。よって、水平方向で隣接する他の吸着器5内の温度の影響が、吸着コア51に及び難くなっている。
そのため、
図6の(b)に示すように、水平方向で隣接する吸着器5同士を、互いの側壁部561、561同士を接触させて設けた構成の吸着式冷凍システム2Bとしても良い。
【0084】
すなわち、変形例に係る吸着式冷凍システム2Bは、以下の構成を有している。
(10)複数の吸着器5(5A〜5D)が、容器55を構成する周壁部56の側壁部561、561を互いに接触させた状態で、水平方向(並び方向)に並んでいる。
各吸着器5(5A〜5D)の吸着コア51は、当該吸着コア51を囲む周壁部56との間に間隔をあけて設けられている。
【0085】
このように構成すると、複数の吸着器5(5A〜5D)を、互いの側壁部561、561を接触させて設けても、吸着コア51に保持された吸着材Sに対する冷媒M1の吸着/脱着の効率に、他の吸着器5内の温度が大きく影響を及ぼすことがない。
これにより、複数の吸着器5(5A〜5D)の並び方向の範囲をより狭くすることが可能であるので、エバポレータ3とコンデンサ4と複数の吸着器5(5A〜5D)の設置に必要な水平方向の範囲であって、複数の吸着器5(5A〜5D)の並び方向の範囲を抑えることができる。
【0086】
さらに、
図7を参照して、前記したようにエバポレータ3の容器55の重力方向の高さh1は、コンデンサ4の容器45の重力方向の高さh2よりも高くなっている(h2>h1)。
よって、コンデンサ4とエバポレータ3と連絡する連絡路25を、コンデンサ4の下方に配置しつつ、エバポレータ3の高さh1とコンデンサ4の高さh2の差分の高さh3内に納めた吸着式冷凍システム2Cとしても良い。
このように構成すると、吸着式冷凍システム2Cの各構成要素を設ける際に、必要となる重力方向の範囲が広がることを、好適に防止できる。
【0087】
図8は、吸着器5(5A、5B)が、それぞれ2つの吸着コア51を有している吸着式冷凍システム2Dを説明する図であり、(a)は、斜視図であり、(b)は、(a)における面Aで吸着器5Bを切断した断面図である。
【0088】
前記した実施形態および変形例では、吸着器5(5A、5B)が、それぞれ1つの吸着コア51を有している場合を例示したが、
図8に示すように、吸着器5(5A、5B)が、それぞれ2つの吸着コア51(51A、51B)を有している構成の吸着式冷凍システム2Dとしても良い。
【0089】
吸着器5Bの場合を例に挙げて説明すると、
図8の(b)に示すように、容器55の内部では、2つの吸着コア51(51A、51B)が水平方向に並んで設けられている。
これら吸着コア51(51A、51B)は、熱交換媒体の導入管510を、重力方向における下側、熱交換媒体の排出管511を、重力方向における上側に向けて、互いに平行に設けられている。
【0090】
吸着コア51Aの排出管511と、吸着コア51Bの導入管510は、容器55の外部で、連絡管515を介して互いに接続されている。
そのため、吸着コア51A側の導入管510から吸着コア51A内に導入された熱交換媒体は、吸着コア51Aを通過した後に、吸着コア51A側の排出管511から排出される。そして、吸着コア51A側の排出管511から排出された熱交換媒体は、連絡管515を通って、吸着コア51B側の導入管510に供給されて、吸着コア51B内に導入される。そして、吸着コア51Bを通過した後に、吸着コア51B側の排出管511から排出される。
【0091】
このように、吸着式冷凍システム2Dでは、吸着器5(5A、5B)が、それぞれ2つの吸着コア51(51A、51B)を有しており、切替弁81側から供給された熱交換媒体が、吸着コア51Aと吸着コア51Bとを順番に通って、切替弁82側に排出される。
【0092】
よって、前記した合計4つの吸着器5(5A、5B、5C、5D)と同等の吸着性能と脱着性能が期待できる。
これにより、2つよりも多く吸着器5を有している吸着式冷凍装置よりも、吸着式冷凍装置を小型化できる。
【0093】
このように、変形例に係る吸着式冷凍システム2Dは、以下の構成を有している。
(11)吸着器5(5A、5B)が、それぞれ2つの吸着コア51(51A、51B)を有しており、切替弁81側から供給された熱交換媒体が、吸着コア51Aと吸着コア51Bとを順番に通って、切替弁82側に排出される。
【0094】
これにより、コンデンサ4と、エバポレータ3と、2つの吸着器5(5A、5B)の設置に必要な水平方向の範囲を抑えつつ、2つよりも多く吸着器5を有している吸着式冷凍装置と同等の吸着性能と脱着性能を発揮させることができる。
よって、良好な吸着性能と脱着性能を発揮可能な吸着式冷凍装置を、吸着式冷凍装置の設置に必要が容積を抑えつつ提供でき、この吸着式冷凍装置を有する車両用の空調装置は、車両への搭載性に優れた空調装置となる。
【0095】
なお、変形例では、各吸着器5が備える吸着コア51の数が2つである場合を例示したが、吸着コア51の総数は2つに限定されるものではない。よって、各吸着器5に、3つ以上の吸着コア51を設けた構成としても良い。
【0096】
さらに、前記した実施形態および変形例では、接続管21、23に設けた開閉弁が、モータMの駆動力で、弁体を軸線X周りに回動させる物を例示した。本願発明の開閉弁は、この態様のものに限定されない。よって、弁体が水平方向にスライドする方式の開閉弁など、接続管21、23を介した吸着器5側との連通/遮断を適切に切り替えることができる開閉弁であれば良い。
【0097】
さらに、前記した実施形態および変形例では、吸着器5の総数が、2つの場合と4つの場合を例示したが、吸着器5の総数も適宜変更可能である。
【0098】
上記した構成の吸着式冷凍システム2、2A〜2Dは、構成要素の設置に必要な容積を抑えることができる。
よって、本願発明は、
(10)上記した構成の少なくとも1つの構成を備える吸着式冷凍システム2を備える車両用の空調装置1であって、エバポレータ3での冷媒M1の蒸発潜熱を用いて冷却した熱交換媒体M4により、空調用の空気Airを冷却する構成の空調装置1としても特定できる。
【0099】
このように構成すると、車両側における空調装置1の設置に要する空間の容積を抑えることが可能となるので、搭載性に優れた車両用の空調装置となる。
【0100】
本願発明は、前記した実施の形態および変形例に示した態様にのみ限定されるものではない。発明の技術的な思想の範囲内で、適宜変更可能である。