JP3210546U - Plate-like cooling body and cooling unit - Google Patents
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Abstract
【課題】必要な冷却能力を保持しつつ、熱交換部（冷却部）のさらなるコンパクト化を図る板状冷却体を提供する。【解決手段】板状冷却体１０は、内側に収納空間が形成された枠体１２と、枠体１２の表裏両面に固着されて収納空間を密閉する薄板１４と、収納空間において枠体１２の表面又は裏面の一方側の第１領域Ｓｕに収容された吸着剤１６と、収納空間において枠体１２の表面又は裏面の他方側の第２領域Ｓｄに収容された熱交換媒体Ｗ及び通気性を有し、熱交換媒体Ｗを保持する多孔質材１８と、を備え、薄板１４は、収納空間が減圧されて形成される収納空間と外気との圧力差で収納空間に向かって湾曲し、吸着剤１６及び多孔質材１８に接するように構成される。【選択図】図１Provided is a plate-like cooling body that can further reduce the size of a heat exchange section (cooling section) while maintaining necessary cooling capacity. A plate-like cooling body 10 includes a frame body 12 in which a storage space is formed inside, a thin plate 14 that is fixed to both front and back surfaces of the frame body 12 to seal the storage space, and the frame body 12 in the storage space. The adsorbent 16 accommodated in the first region Su on one side of the front surface or the back surface, the heat exchange medium W accommodated in the second region Sd on the other side of the front surface or the back surface of the frame body 12 and the air permeability in the storage space. The thin plate 14 is curved toward the storage space due to a pressure difference between the storage space formed by decompressing the storage space and the outside air. It is comprised so that the agent 16 and the porous material 18 may be contact | connected. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、例えば吸着式冷凍機などに用いられる板状冷却体及び冷却ユニットに関する。 The present invention relates to a plate-like cooling body and a cooling unit used for an adsorption refrigerator, for example.
吸着式冷凍機は、工場などから排出される６０〜７０℃の温排水を利用して５℃程度の有用な冷水を得ることができる省エネ型の冷凍機であり、今後各方面への利用が期待される。しかし、吸着剤を有する熱交換部を収容する容器の内部は真空に保持されるため、容器の隔壁を厚くして高強度とする必要があり、そのため、重量が増すと共に、大型化が避けられない。従って、設置場所が限定され、利用範囲が狭められてしまう問題がある。 Adsorption refrigerators are energy-saving refrigerators that can obtain useful cold water of about 5 ° C using hot wastewater of 60-70 ° C discharged from factories and the like. Be expected. However, since the inside of the container containing the heat exchange part having the adsorbent is kept in a vacuum, it is necessary to increase the weight of the partition wall of the container so as to increase the strength. Absent. Therefore, there is a problem that the installation location is limited and the use range is narrowed.
今まで、吸着式冷凍機の用途拡大を図るため、必要な冷却能力を保持しながら熱交換部のコンパクト化を図る提案がなされている。
例えば、特許文献１では、バルブなどをなくすことで熱交換部を収容する容器をコンパクト化な箱形にする提案がなされている。また、特許文献２では、熱交換媒体の流路などを容器外に配置することで、収容容器をさらにコンパクトなパネル形にする提案がなされている。
Until now, in order to expand the application of adsorption refrigeration machines, proposals have been made to reduce the size of the heat exchange section while maintaining the necessary cooling capacity.
For example, in Patent Document 1, a proposal has been made to make a container accommodating a heat exchanging portion into a compact box shape by eliminating a valve or the like. Further, in Patent Document 2, a proposal has been made to make the storage container a more compact panel by disposing the flow path of the heat exchange medium outside the container.
しかし、吸着式冷凍機の用途拡大のために、熱交換部（冷却部）のさらなるコンパクト化を図る必要がある。また、熱交換部が大型化するほど熱容量が大きくなり、無駄に消費される熱量が増加し、熱効率が低下するという問題がある。 However, it is necessary to further reduce the size of the heat exchange unit (cooling unit) in order to expand the application of the adsorption refrigerator. Moreover, there is a problem that the larger the heat exchange part, the larger the heat capacity, the more heat is wasted and the heat efficiency is lowered.
本考案は、かかる従来技術の課題に鑑み、必要な冷却能力を保持しつつ、熱交換部（冷却部）のさらなるコンパクト化を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and aims to further reduce the size of the heat exchange unit (cooling unit) while maintaining necessary cooling capacity.
（１）本考案の少なくとも一実施形態に係る板状冷却体は、
内側に収納空間が形成された枠体と、
前記枠体の表裏両面に固着されて前記収納空間を密閉する薄板と、
前記収納空間において前記枠体の表面又は裏面の一方側の第１領域に収容された吸着剤と、
前記収納空間において前記枠体の表面又は裏面の他方側の第２領域に収容された熱交換媒体及び通気性を有し前記熱交換媒体を保持する多孔質材と、
を備え、
前記薄板は、前記収納空間が減圧されて形成される前記収納空間と外気との圧力差で、前記吸着剤及び前記多孔質材に接するまで湾曲するように構成される。
(1) A plate-like cooling body according to at least one embodiment of the present invention is:
A frame with a storage space formed inside;
A thin plate that is fixed to both the front and back surfaces of the frame and seals the storage space;
An adsorbent accommodated in a first region on one side of the front surface or the back surface of the frame body in the storage space;
A heat exchange medium housed in the second region on the other side of the front or back surface of the frame body in the housing space and a porous material having air permeability and holding the heat exchange medium;
With
The thin plate is configured to bend until it comes into contact with the adsorbent and the porous material due to a pressure difference between the storage space formed by decompressing the storage space and outside air.
上記（１）の構成によれば、収納空間が減圧されても、収納空間の内外の圧力差で上記薄板を吸着剤及び多孔質材に接するまで湾曲させ、薄板を吸着剤及び多孔質材で支持させるので、薄板に剛性を付与させる必要はない。これによって、薄板の板厚を低減でき重量を低減できると共に、薄板の形状の自由度を広げることができる。そのため、薄板を平面状に形成でき、冷却体をコンパクトな板状に形成できる。また、冷却体をコンパクト化することで、冷却体が保有する熱容量を低減できるので、無駄に消費される熱量を低減でき、熱効率を高めることができる。
また、多孔質材は通気性（透水性）を有するため、気化した熱交換媒体の吸着剤への移動を妨げることなく、薄板を支持できる。なお、多孔質材として、圧縮強度がある無機多孔質材が好ましいが、有機多孔質材でもある程度の圧縮強度があれば使用できる。使用可能な有機多孔質材として、例えば、ＰＶＡスポンジがある。
According to the configuration of (1) above, even if the storage space is depressurized, the thin plate is bent until it comes into contact with the adsorbent and the porous material due to a pressure difference between the inside and outside of the storage space, and the thin plate is made of the adsorbent and the porous material. Since it is supported, it is not necessary to give rigidity to the thin plate. Thereby, the thickness of the thin plate can be reduced, the weight can be reduced, and the degree of freedom of the shape of the thin plate can be increased. Therefore, a thin plate can be formed in a planar shape, and a cooling body can be formed in a compact plate shape. Moreover, since the heat capacity possessed by the cooling body can be reduced by downsizing the cooling body, the amount of heat consumed unnecessarily can be reduced and the thermal efficiency can be increased.
Further, since the porous material has air permeability (water permeability), the thin plate can be supported without hindering movement of the vaporized heat exchange medium to the adsorbent. As the porous material, an inorganic porous material having compressive strength is preferable, but an organic porous material can be used if it has a certain level of compressive strength. Examples of usable organic porous materials include PVA sponge.
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記多孔質材は、水蒸気が前記多孔質材を通過可能な連続気泡を有する。
上記（２）の構成によれば、多孔質材が連続気泡を有することで、気化した熱交換媒体の吸着剤への移動を妨げることがなく、薄板を支持できる。また、連続気泡に熱交換媒体を保持できる。
(2) In one embodiment, in the configuration of (1),
The porous material has open cells through which water vapor can pass through the porous material.
According to the configuration of (2) above, since the porous material has open cells, the thin plate can be supported without hindering the movement of the vaporized heat exchange medium to the adsorbent. In addition, the heat exchange medium can be held in open cells.
（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記第１領域と前記第２領域との間に設けられ、前記吸着剤が通過できない通気性のスペーサ板を備える。
上記スペーサ板を備えることで、例えば吸着剤が粉状である場合でも吸着剤を第１領域に保持できる。また、スペーサ板は通気性を有することで、気化した熱交換媒体の通過を妨げない。
(3) In one embodiment, in the configuration of (1) or (2),
Provided between the first region and the second region is a breathable spacer plate through which the adsorbent cannot pass.
By providing the spacer plate, for example, the adsorbent can be held in the first region even when the adsorbent is powdery. Further, the spacer plate has air permeability, so that it does not hinder the passage of the vaporized heat exchange medium.
（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記多孔質材は前記第１領域に収容可能な大きさで一体に成形された成形体である。
上記（４）の構成によれば、多孔質材は前記第１領域に収容可能な大きさで一体に成形された成形体であるため、上記スペーサ板がなくても吸着剤を第１領域に保持できる。また、多孔質材が成形体であるため、収納空間に湾曲した薄板を支持する強度を十分得ることができる。
(4) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (3),
The porous material is a molded body integrally formed with a size that can be accommodated in the first region.
According to the configuration of (4) above, since the porous material is a molded body that is integrally formed with a size that can be accommodated in the first region, the adsorbent is placed in the first region without the spacer plate. Can hold. In addition, since the porous material is a molded body, it is possible to obtain sufficient strength to support the curved thin plate in the storage space.
（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記薄板の表裏面の少なくとも一方の面に貼着されたガスバリア性を有する被膜をさらに備える。
上記（５）の構成によれば、上記被膜が薄板の表裏面の少なくとも一方に貼着されることで、収納空間に外部から非凝縮気体が侵入するのを防止できる。これによって、熱交換媒体の気化が非凝縮気体によって阻害されるのを防止できる。
(5) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (4),
It further includes a coating film having a gas barrier property that is adhered to at least one surface of the thin plate.
According to the structure of said (5), it can prevent that a non-condensable gas penetrate | invades from the exterior into storage space because the said film is affixed on at least one of the front and back of a thin plate. This can prevent the vaporization of the heat exchange medium from being hindered by the non-condensable gas.
（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記薄板がアルミ又はアルミ合金を含む。
上記（６）の構成によれば、薄板がガスバリア性を有するアルミ又はアルミ合金を含むことで、収納空間に外部から非凝縮気体が侵入するのを抑制できる。
また、アルミ又はアルミ合金は伝熱性が良いので、薄板の外側面に被冷却水、冷却水又は温水の流路が隣接配置されたとき、これらと収納空間内の熱交換媒体及び吸着剤との熱交換効率を向上できる。
(6) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (5),
The thin plate includes aluminum or an aluminum alloy.
According to the structure of said (6), it can suppress that a non-condensable gas penetrate | invades into storage space from the exterior because a thin plate contains the aluminum or aluminum alloy which has gas barrier property.
In addition, since aluminum or aluminum alloy has good heat conductivity, when a flow path of water to be cooled, cooling water, or hot water is disposed adjacent to the outer surface of the thin plate, the heat exchange medium and adsorbent in the storage space are arranged. Heat exchange efficiency can be improved.
（７）一実施形態では、前記（１）〜（６）の何れかの構成において、
前記枠体は、１列に又は２列以上に配置された複数の前記収納空間を有する。
上記（７）の構成によれば、１個の枠体に複数の冷却体を１列又は２列以上に並べて配置できるので、複数の収納空間を有する板状冷却体を低コストで製造できる。また、１個の枠体１２が持つ収納空間の数を調節することで、１個の板状冷却体の冷却能力を調節できる。
(7) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (6),
The frame has a plurality of storage spaces arranged in one row or in two or more rows.
According to the configuration of (7) above, since a plurality of cooling bodies can be arranged in one row or two or more rows in one frame, a plate-like cooling body having a plurality of storage spaces can be manufactured at low cost. In addition, the cooling capacity of one plate-like cooling body can be adjusted by adjusting the number of storage spaces of one
（８）少なくとも一実施形態に係る冷却ユニットは、
前記（１）〜（７）の何れかの構成を有する板状冷却体と、
前記第１領域側の前記薄板の外側面に接するように設けられ、温水又は冷却水のいずれかを選択的に通水可能な第１通路と、
前記第２領域側の前記薄板の外側面に接するように設けられ、被冷却水及び冷却水のいずれかを選択的に通水可能な第２通路と、
を備える。
(8) The cooling unit according to at least one embodiment includes:
A plate-like cooling body having any one of the constitutions (1) to (7);
A first passage that is provided so as to be in contact with the outer surface of the thin plate on the first region side and is capable of selectively passing either hot water or cooling water;
A second passage that is provided in contact with the outer surface of the thin plate on the second region side, and is capable of selectively passing either water to be cooled or cooling water;
Is provided.
上記（８）の構成によれば、吸着式冷凍の原理で上記被冷却水を冷却できるコンパクトな板状の冷却ユニットを実現できる。 With the configuration (8), it is possible to realize a compact plate-like cooling unit that can cool the water to be cooled by the principle of adsorption refrigeration.
少なくとも一実施形態によれば、冷却体及び冷却ユニットを、必要な冷却能力を保持しつつ、板状に形成できコンパクト化できる。そのため、これらの用途を広範囲に拡大できる。 According to at least one embodiment, the cooling body and the cooling unit can be formed into a plate shape and can be made compact while maintaining a necessary cooling capacity. Therefore, these uses can be expanded over a wide range.
以下、添付図面を参照して本考案の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本考案の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of other constituent elements.
図１及び図３は、幾つかの実施形態に係る板状冷却体１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示す。
板状冷却体１０は、図２、図４及び図５に示すように、内側に収納空間Ｓが形成された枠体１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を備える。
図２に示すように、一実施形態に係る枠体１２（１２ａ）は、内側に１個の収納空間Ｓを有する。図４に示すように、別な実施形態に係る枠体１２（１２ｂ）は、内側に一列に並んだ複数の収納空間Ｓを有する。図５に示すように、さらに別な実施形態に係る枠体１２（１２ｃ）は、内側に２列以上の列を形成した複数の収納空間Ｓを有する。
また、一実施形態では、図２、図４及び図５に示すように、枠体１２は、平面視で、正方形又は長方形を有す。また、一実施形態では、図１及び図３に示すように、枠体１２は矩形の断面を有する。また、一実施形態では、後述する薄板１４が固着される枠体１２の表裏面は互いに平行な平坦面を有する。
1 and 3 show a plate-like cooling body 10 (10A, 10B) according to some embodiments.
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the plate-
As shown in FIG. 2, the frame body 12 (12 a) according to the embodiment has one storage space S on the inner side. As shown in FIG. 4, the frame body 12 (12 b) according to another embodiment has a plurality of storage spaces S arranged in a line inside. As shown in FIG. 5, the frame body 12 (12 c) according to still another embodiment has a plurality of storage spaces S in which two or more rows are formed inside.
In one embodiment, as shown in Drawing 2, Drawing 4, and Drawing 5,
また、図１に示すように、板状冷却体１０は、薄板１４を備え、薄板１４は枠体１２の表裏両面に固着されて収納空間Ｓを密閉する。収納空間Ｓにおいて枠体１２の表面又は裏面の一方側の第１領域Ｓｕに吸着剤１６（１６ａ、１６ｂ）が収容され、他方側の第２領域Ｓｄに熱交換媒体Ｗ（例えば水）及び通気性を有し熱交換媒体Ｗを保持する多孔質材１８と、を備える。熱交換媒体Ｗと多孔質材１８とは第２領域Ｓｄで混在している。多孔質材１８は、熱交換媒体Ｗが気化する際に、熱交換媒体Ｗの飛び跳ねなどを抑制する機能を有する。多孔質材１８は、前述のように、無機多孔質材又は有機多孔質材を使用できるが圧縮強度が高いものが望ましい。有機多孔質材として、ＰＶＡスポンジが使用可能である。
収納空間Ｓは熱交換媒体Ｗの気化を促進するため真空に近い圧力まで減圧される。薄板１４は、収納空間Ｓと外気との圧力差で、吸着剤１６及び多孔質材１８に接するように湾曲される。
Further, as shown in FIG. 1, the plate-
The storage space S is depressurized to a pressure close to a vacuum in order to promote vaporization of the heat exchange medium W. The
少なくとも一実施形態に係る冷却ユニット２０は、図３に示すように、上記構成を有する板状冷却体１０に加えて、第１通路２２及び第２通路２４を備える。
第１通路２２は、第１領域Ｓｕ側の薄板１４の外側面に接するように設けられ、温水又は冷却水のいずれかを選択的に通水可能になっている。
第２通路２４は、第２領域Ｓｄ側の薄板１４の外側面に接するように設けられ、被冷却水及び冷却水のいずれかを選択的に通水可能になっている。
一実施形態では、図３に示すように、複数の収納空間Ｓが１つの第１通路２２及び１つの第２通路２４を兼用している。
一実施形態では、図３に示すように、第１通路２２及び第２通路２４に被冷却水、冷却水、温水等を出入りさせるための配管３０、３２、３４及び３６が接続される。
As shown in FIG. 3, the cooling
The 1st channel |
The 2nd channel |
In one embodiment, as shown in FIG. 3, the plurality of storage spaces S also serve as one
In one embodiment, as shown in FIG. 3,
上記構成において、板状冷却体１０及び冷却ユニット２０が吸着式冷凍に用いられる場合、吸着過程では、第１通路２２に冷却水を通水すると共に、第２通路２４に被冷却水を通水する。収納空間Ｓが真空に近い減圧状態であるために、熱交換媒体Ｗは被冷却水から蒸発潜熱を奪って気化する。吸着剤１６は冷却水によって冷却されるため、気化した熱交換媒体Ｗを吸着可能な状態にあり、気化した熱交換媒体Ｗを吸着する。被冷却水は熱交換媒体Ｗによって蒸発潜熱を奪われ冷却され、利用先に送られる。
脱着過程では、第１通路２２に温水を通水すると共に、第２通路２４に冷却水を通水する。吸着剤１６に吸着された気化した熱交換媒体Ｗは、温水の熱で加温された吸着剤１６から脱着し、第２領域Ｓｄに流入する。第２領域Ｓｄに流入した熱交換媒体Ｗは第２通路２４を流れる冷却水によって冷却され凝縮する。
In the above configuration, when the plate-
In the desorption process, hot water is passed through the
上記構成によれば、密閉状態の収納空間Ｓが減圧されても、収納空間Ｓの内外の圧力差で薄板１４は吸着剤１６及び多孔質材１８に接するまで湾曲され、吸着剤１６及び多孔質材１８に支持されるので、薄板１４に剛性を付与させる必要はない。そのため、薄板１４の板厚を低減でき、薄板１４の重量を低減できると共に、薄板１４の形状の自由度を広げることができる。そのため、薄板１４を平面状に形成でき、板状冷却体１０をコンパクトな板状に形成できる。
例えば、薄板１４としてアルミ又はアルミ合金製の薄板を用いる場合、薄板の板厚を０．１ｍｍ以下にすることができる。
According to the above configuration, even if the sealed storage space S is depressurized, the
For example, when a thin plate made of aluminum or an aluminum alloy is used as the
また、板状冷却体１０をコンパクト化することで、板状冷却体１０が保有する熱容量を低減できるので、無駄に消費される熱量を低減でき、熱効率を高めることができる。
また、多孔質材１８は通気性を有するため、気化した熱交換媒体Ｗの吸着剤１６への移動を妨げることなく、薄板１４を支持できる。
また、冷却ユニット２０は、吸着式冷凍の原理で被冷却水を冷却できるコンパクトな板状の冷却ユニットとすることができる。
Moreover, since the heat capacity which the plate-
Moreover, since the
The cooling
一実施形態では、図４及び図５に示すように、枠体１２（１２ｂ、１２ｃ）は、１列に複数の収納空間Ｓが形成され、１列に又は２列以上に配置された複数の収納空間Ｓを有するので、１個の枠体１２に複数の冷却体を１列又は２列以上に並べて配置できる。従って、複数の収納空間Ｓを有する板状冷却体１０を低コストで製造できる。また、枠体１２が持つ収納空間の数を調節することで、１個の板状冷却体１０の冷却能力を調節できる。
In one embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the frame bodies 12 (12 b and 12 c) have a plurality of storage spaces S formed in one row, and a plurality of frames 12 (12 b and 12 c) arranged in one row or two or more rows. Since the storage space S is provided, a plurality of cooling bodies can be arranged in one row or two or more rows in one
一実施形態では、枠体１２は熱伝達係数が小さい材料で構成される。例えば、枠体１２は樹脂、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２等のセラミックスで構成される。枠体１２を熱交換効率が小さい材料で構成することで、第１通路２２及び第２通路２４間の熱伝達を抑制し、熱効率を向上できる。
In one embodiment, the
一実施形態では、図１及び図３に示すように、薄板１４は枠体１２の表裏面の両面に接着剤２６によって接着される。
前述のように、薄板１４は、収納空間Ｓの内外の圧力差で外気圧によって枠体１２の表裏面に押圧保持されるので、溶接のように高強度の接着力を必要としない。そのため、接着剤を用いた簡易な接着方法を採用できる。
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the
As described above, since the
図１及び図２に示すように、一実施形態では、第１領域Ｓｕの高さｈ１及び第２領域Ｓｄの高さｈ２は収納空間Ｓの長さＬ及び幅Ｄより小さく形成され、かつ第１通路２２及び第２通路２４は収納空間Ｓの全面に亘って薄板１４に隣接配置される。
これによって、板状冷却体１０を板状にコンパクト化できると共に、第１通路２２及び第２通路２４と内側に収納空間Ｓを形成する薄板１４との接触面積を増大できる。そのため、第１通路２２に通水される冷却水及び温水と吸着剤１６との熱交換効率を向上できると共に、第２通路２４に通水される被冷却水及び冷却水と熱交換媒体Ｗとの熱交換効率を増大できる。
一実施形態では、冷凍能力を保持しつつ、ｈ１及びｈ２を約２ｍｍぐらいまで縮小できる。
As shown in FIGS. 1 and 2, in one embodiment, the height h1 of the first region Su and the height h2 of the second region Sd are formed smaller than the length L and the width D of the storage space S, and The
Thereby, the plate-
In one embodiment, h1 and h2 can be reduced to about 2 mm while maintaining the refrigeration capacity.
一実施形態では、薄板１４は、例えば、銅、アルミ、アルミ合金、その他伝熱性が良い金属で構成される。これによって、第１通路２２又は第２通路２４を流れる被冷却水などの流体と吸着剤１６又は熱交換媒体Ｗとの熱交換効率を向上できる。
一実施形態では、薄板１４は、ガスバリア性を有するアルミ又はアルミ合金で構成される。これによって、収納空間Ｓに外部から水素などの非凝縮気体が侵入するのを抑制でき、非凝縮気体の侵入によって、第１通路２２又は第２通路２４を流れる流体と吸着剤１６又は熱交換媒体Ｗとの熱交換効率が低下するのを抑制できる。
また、薄板１４として銅を用いる場合でも、別途ガスバリア性を有するコーティング膜を被覆すれば、ガスバリア性をもたせることができる。
なお、薄板１４の板厚を例えば０．０１ｍｍ程度にすれば、薄板１４の材質にかかわりなく薄板１４の伝熱性を無視でき、薄板１４の伝熱性の良否を考慮しないで済む。
In one embodiment, the
In one embodiment, the
Further, even when copper is used for the
If the thickness of the
一実施形態では、図６に示すように、第２領域Ｓｄにある多孔質材１８は、気化した熱交換媒体Ｗ（例えば水蒸気）が多孔質材１８を通過可能な連続気泡Ｂｃを有し、連続気泡Ｂｃに熱交換媒体Ｗが保持される。多孔質材１８が連続気泡Ｂｃを有することで、気化した熱交換媒体Ｗの吸着剤１６への移動を妨げることがなく、かつ多孔質材１８で薄板１４を支持できる。
また、連続気泡Ｂｃに熱交換媒体Ｗを保持できるので、被冷却水と熱交換媒体Ｗとの熱交換を促進できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the
Further, since the heat exchange medium W can be held in the open bubbles Bc, heat exchange between the water to be cooled and the heat exchange medium W can be promoted.
一実施形態では、第２領域Ｓｄに収容される多孔質材１８は、無機多孔質材としては、例えば、通気性を有した多孔質（発泡）セラミック、多孔質（発泡）アルミのいずれでもよい。なお、多孔質材１８は、下側に多孔質（発泡）アルミを配設し、多孔質（発泡）アルミニウムの上方に、セラミック又は多孔質（発泡）セラミックを配設した２段構造でもよい。
無機多孔質材の材質として伝熱性が良い金属を用いると、熱交換媒体Ｗなどの熱交換効率を向上できる。
多孔質材１８の空隙率を増加させると、多孔質材１８の熱容量を低減でき、これによって、無駄な熱量を低減でき、熱効率を向上できる。
一実施形態では、多孔質材１８に形成される連続気泡Ｂｃの径を２０〜１００μｍとするとよい。これによって、空隙率を高め、熱容量を低減できる。
In one embodiment, the
When a metal having good heat conductivity is used as the material of the inorganic porous material, the heat exchange efficiency of the heat exchange medium W or the like can be improved.
When the porosity of the
In one embodiment, the diameter of the open cell Bc formed in the
一実施形態では、図１に示すように、第１領域Ｓｕに収容される吸着剤１６は、ゼオライトやシリカゲル等を用いた粒状の吸着剤１６（１６ａ）を用いることができる。
これによって、第１領域Ｓｕを形成する薄板１４に対して吸着剤１６を均一に接触させた状態にでき、第１通路２２を流れる流体と吸着剤１６との熱交換効率を向上できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, the adsorbent 16 accommodated in the first region Su can be a granular adsorbent 16 (16a) using zeolite, silica gel, or the like.
As a result, the adsorbent 16 can be brought into uniform contact with the
一実施形態では、図１に示すように、第１領域Ｓｕと第２領域Ｓｄとの間に設けられ、吸着剤１６が通過できない通気性のスペーサ板２８を備える。
スペーサ板２８は吸着剤１６が通過できない通気性を有するため、気化した熱交換媒体Ｗの通過を妨げることなく、吸着剤１６の脱落を防止し第１領域Ｓｕに保持できる。
一実施形態では、スペーサ板２８は多数の細孔が形成される。例えば、多数の細孔が網目状に形成される。
一実施形態では、スペーサ板２８は熱伝達係数が小さい材料、例えば織布などで構成される。これによって、吸着式冷凍の熱サイクルを阻害する第１領域Ｓｕ及び第２領域Ｓｄ間の熱伝達を抑制できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, a
Since the
In one embodiment, the
In one embodiment, the
一実施形態では、図７に示すように、吸着剤１６（１６ｂ）は第１領域Ｓｕに収容可能な大きさで一体に成形された成形体に形成される。
上記構成によれば、吸着剤１６（１６ｂ）は第１領域Ｓｕに収容可能な大きさで一体に成形された成形体であるため、スペーサ板２８がなくても吸着剤１６（１６ｂ）を第１領域Ｓｕに保持できる。また、吸着剤１６（１６ｂ）が成形体であるため、収納空間Ｓの減圧によって収納空間Ｓに湾曲した薄板１４を支持する強度を十分得ることができる。
一実施形態では、吸着剤１６（１６ｂ）は焼結などの方法によって成形される。
In one embodiment, as shown in FIG. 7, the adsorbent 16 (16 b) is formed into a molded body that is integrally formed with a size that can be accommodated in the first region Su.
According to the above configuration, since the adsorbent 16 (16b) is a molded body that is integrally formed with a size that can be accommodated in the first region Su, the adsorbent 16 (16b) can be removed without the
In one embodiment, the adsorbent 16 (16b) is formed by a method such as sintering.
一実施形態では、薄板１４の表裏面の少なくとも一方の面にガスバリア性を有する被膜を貼着する。
上記被膜が薄板１４の表裏面の少なくとも一方に貼着されることで、収納空間Ｓに外部から非凝縮気体が侵入するのを抑制でき、これによって、熱交換媒体Ｗの気化が阻害されるのを防止できる。
一実施形態では、上記被膜を伝熱性が良い材料で構成することで、第１通路２２及び第２通路２４との熱交換効率の低下を防止できる。
一実施形態では、熱交換媒体Ｗとしてアルカリ性の水を用いる。水素イオンが少ないアルカリ性の水を用いることで、外部からの水素ガスの侵入を抑制できる。
In one embodiment, a film having gas barrier properties is attached to at least one of the front and back surfaces of the
By adhering the coating film to at least one of the front and back surfaces of the
In one embodiment, a decrease in heat exchange efficiency between the
In one embodiment, alkaline water is used as the heat exchange medium W. By using alkaline water with few hydrogen ions, intrusion of hydrogen gas from the outside can be suppressed.
図８は、冷却ユニット２０を備える吸着式冷凍機４０を示す。
図８に示すように、一実施形態では、１列に並ぶ複数の収納空間Ｓを有する複数の冷却ユニット２０が並列に配置される。吸着運転時に、被冷却水を各冷却ユニット２０に設けられた第２通路２４に出入りさせるための配管４２，４８及び分岐配管４４，４６が設けられる。吸着運転時に、冷却水を被冷却水と逆方向で第１通路２２に出入りさせる配管５０、５６及び分岐配管５２、５４が設けられる。
脱着運転時に、冷却水を各冷却ユニット２０の第２通路２４に出入りさせるために、分岐配管４６に接続する配管５８及び分岐配管４４に接続する配管６０が設けられる。脱着運転時に、温水を冷却水と逆方向で第１通路２２に出入りさせるために、分岐配管５４に接続する配管６２及び分岐配管５２に接続する配管６４が設けられる。
各配管には、夫々開閉弁６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８及び８０が設けられる。
FIG. 8 shows an
As shown in FIG. 8, in one embodiment, a plurality of cooling
A
Each pipe is provided with on-off
吸着運転では、被冷却水が複数の冷却ユニット２０の第２通路２４に通水され、第２通路２４で熱交換媒体Ｗと熱交換して冷却され、例えば５℃程度となった被冷却水は分岐配管４６及び配管４８を通って需要先に送られる。熱交換媒体Ｗは被冷却水から蒸発潜熱を奪って気化する。
一方、冷却水が、被冷却水と逆方向に複数の冷却ユニット２０の第１通路２２に通水され、各収納空間Ｓに収容された吸着剤１６を冷却し、気化した熱交換媒体Ｗを吸着剤１６に吸着させる。
In the adsorption operation, the water to be cooled is passed through the
On the other hand, the cooling water is passed through the
脱着運転では、温水が各冷却ユニット２０の第１通路２２に通水され、収納空間Ｓの吸着剤１６を加熱して気化した熱交換媒体Ｗを脱着する。一方、冷却水が温水とは逆方向から各冷却ユニット２０の第２通路２４に通水され、脱着した熱交換媒体Ｗを冷却して凝縮させ、第２領域Ｓｄに戻す。
In the desorption operation, warm water is passed through the
温水は、工場、燃料電池、エンジンのラジエター等の廃熱から得られる比較的低温（例えば、６０〜７０℃程度）の温排水が利用可能である。また、例えば、太陽電池パネルは、冷却することで発電効率を向上できることが知られているが、太陽電池パネルを冷却する際に生じる温排水を利用することも可能である。この場合、発電効率を向上しつつ温排水による冷水を得ることが可能になる。
冷却水は通常は常温である。
As the warm water, warm drainage at a relatively low temperature (for example, about 60 to 70 ° C.) obtained from waste heat from factories, fuel cells, engine radiators and the like can be used. In addition, for example, it is known that a solar cell panel can improve power generation efficiency by cooling, but it is also possible to use hot waste water generated when the solar cell panel is cooled. In this case, it is possible to obtain cold water by hot drainage while improving power generation efficiency.
The cooling water is usually at room temperature.
冷却ユニット２０は板状を有するので、薄板１４と第１通路２２及び第２通路２４との接触面積を大きく取れ、かつ薄板１４の板厚は小さいので、収納空間Ｓの吸着剤１６及び熱交換媒体Ｗと第１通路２２及び第２通路２４を流れる流体との熱交換効率を高めることができる。また、冷却ユニット２０の熱容量を低減でき、これによって、無駄に消費される熱量を低減でき、熱効率を高めることができる。
Since the cooling
図８に示す吸着式冷凍機４０によれば、被冷却水が冷却ユニットで冷却されることによって生成される冷水の量は各冷却ユニット２０で生成される冷水量の総和となるので、冷水生成量を増加できる。また、通液される冷却ユニット２０の数を選択することで、冷水量を調節できる。
According to the
本考案によれば、冷却体及び冷却ユニットを必要な冷却能力を保持しつつ、さらなるコンパクト化が可能になる。そのため、これらの用途を広範囲に拡大できる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the size of the cooling body and the cooling unit while maintaining a necessary cooling capacity. Therefore, these uses can be expanded over a wide range.
１０（１０Ａ、１０Ｂ） 板状冷却体
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ） 枠体
１４ 薄板
１６（１６ａ、１６ｂ） 吸着剤
１８ 多孔質材
２０ 冷却ユニット
２２ 第１通路
２４ 第２通路
２６ 接着剤
２８ スペーサ板
３０、３２、３４、３６、４２、４８、５０、５６、５８、６０、６２、６４ 配管
４０ 吸着式冷凍機
４４、４６、５２、５４ 分岐配管
６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０ 開閉弁
Ｂｃ 連続気泡
Ｓ 収納空間
Ｓｄ 第２領域
Ｓｕ 第１領域
Ｗ 熱交換媒体
10 (10A, 10B) Plate-like cooling body 12 (12a, 12b, 12c)
（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記吸着剤は前記第１領域に収容可能な大きさで一体に成形された成形体である。
上記（４）の構成によれば、吸着剤は前記第１領域に収容可能な大きさで一体に成形された成形体であるため、上記スペーサ板がなくても吸着剤を第１領域に保持できる。また、吸着剤が成形体であるため、収納空間に湾曲した薄板を支持する強度を十分得ることができる。
(4) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (3),
The adsorbent is a molded body integrally formed with a size that can be accommodated in the first region.
According to the configuration of (4) above, since the adsorbent is a molded body that is integrally formed with a size that can be accommodated in the first region, the adsorbent is held in the first region without the spacer plate. it can. Further, since the adsorbent is a molded body, it is possible to obtain sufficient strength to support the curved thin plate in the storage space.
Claims (8)
前記枠体の表裏両面に固着されて前記収納空間を密閉する薄板と、
前記収納空間において前記枠体の表面又は裏面の一方側の第１領域に収容された吸着剤と、
前記収納空間において前記枠体の表面又は裏面の他方側の第２領域に収容された熱交換媒体及び通気性を有し前記熱交換媒体を保持する多孔質材と、
を備え、
前記薄板は、前記収納空間が減圧されて形成される前記収納空間と外気との圧力差で、前記吸着剤及び前記多孔質材に接するまで湾曲するように構成されることを特徴とする板状冷却体。 A frame with a storage space formed inside;
A thin plate that is fixed to both the front and back surfaces of the frame and seals the storage space;
An adsorbent accommodated in a first region on one side of the front surface or the back surface of the frame body in the storage space;
A heat exchange medium housed in the second region on the other side of the front or back surface of the frame body in the housing space and a porous material having air permeability and holding the heat exchange medium;
With
The thin plate is configured to be curved until it comes into contact with the adsorbent and the porous material due to a pressure difference between the storage space formed by decompressing the storage space and outside air. Cooling body.
前記第１領域側の前記薄板の外側面に接するように設けられ、温水又は冷却水のいずれかを選択的に通水可能な第１通路と、
前記第２領域側の前記薄板の外側面に接するように設けられ、被冷却水及び冷却水のいずれかを選択的に通水可能な第２通路と、
を備えることを特徴とする冷却ユニット。
The plate-like cooling body according to any one of claims 1 to 7,
A first passage that is provided so as to be in contact with the outer surface of the thin plate on the first region side and is capable of selectively passing either hot water or cooling water;
A second passage that is provided in contact with the outer surface of the thin plate on the second region side, and is capable of selectively passing either water to be cooled or cooling water;
A cooling unit comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016006218U JP3210546U (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Plate-like cooling body and cooling unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016006218U JP3210546U (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Plate-like cooling body and cooling unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3210546U true JP3210546U (en) | 2017-06-01 |
Family
ID=58794631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016006218U Active JP3210546U (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Plate-like cooling body and cooling unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3210546U (en) |
-
2016
- 2016-12-27 JP JP2016006218U patent/JP3210546U/en active Active
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