JPS6017668A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ゼオライト等の吸着剤が、水、フロンガス等
の冷媒を吸収する性質を利用した吸収式冷房システム等
の冷却システムに関し、特に吸着剤を内蔵する貯蔵タン
クに係わ餐 従来例の構成とその問題点 近年、最も簡単かつ効率的な方法として、あるいは、省
エネルギーの観点から吸収式冷房サイクルが見直されて
おり、その一つとして、ゼオライト、シリカゲル等の無
機系の固体吸着剤を利用した冷却システムがある。かか
る吸収式冷房システムを第３図、第４図を参考に説明す
ると、１１は冷房システム全体を示し、１２はゼオライ
ト等の吸着剤１３を単に充填内蔵した金属製の貯蔵タン
ク１４と、その下部にガスバーナ等の加熱器１６を設置
した乾燥装置である。１６１ｄ、冷媒を凝縮させる凝縮
器、１アは凝縮され液状となった冷媒を貯蔵する冷媒貯
蔵タンク、１８は冷媒を蒸発させる蒸発器であり、冷房
システム１１の主要素をなす。又、それぞれの各要素は
鋼管等で接続配管されている。さらに貯蔵タンク１４の
出口部１９には冷媒の凝縮量調整バルブ２ｏを、入口部
２１には、冷媒の吸着量調整バルブ２２を冷媒貯蔵タン
り１７の出口１１１１１には、冷媒の蒸発量調整バルブ
２３を介在させており、この配管内部には、あらかじめ
真空引き等により減圧されている。

次にこの冷房システム１１の作動状況を説明する１、始
めに、凝縮量調整バルブ２ｏを開き、吸着＃、１．調整
バルブ２２及び、蒸発量°調整バルブ２３を閉じ、貯蔵
タンク１４を加熱器１５を作動して加熱する１、仁れに
より貯蔵タンク１４の内部にあって、すでに冷媒を吸着
した吸着剤１３が加熱され、ｉＴ工び冷媒が脱離される
。次にこの冷媒が、凝縮器１６で凝徐１され、液冷媒と
なって、冷媒貯蔵タンク１７に貯蔵される。所定量液冷
媒がたまると、凝縮量調整バルブ２０を閉じ、加熱装置
１５を消し、図には示さないが、乾燥装置１２に設けで
ある慣用的な空冷あるいは水冷等の冷却装置を作動して
、貯蔵タンク１４を冷却することにより、吸着剤・１３
を冷却する。次に吸着量調整バルブ２２を開いて、蒸発
器１８の能力に応じた惟のみ、蒸発量調整バルブ２３を
調整して冷媒を蒸発器１８に搬送させる。蒸発器１８は
通常、空調機器の室内側ユニット（図示せず）に七ノド
されており、送風ファン２４等により、冷気として室内
に放出される。

しかしながら、上記に示した冷房システム１１の乾燥装
置１２においては、吸着剤１３を単に金属製の貯蔵タン
ク１４に充填内蔵しているたけであるため、先ず冷媒の
脱離時において、加熱器１５からの熱は貯蔵タンク１４
の容器壁面を介してでないと、吸着剤１３に伝えること
が出来なかった。

又、吸着剤１３はゼオライト、シリカゲル等の無機系の
粉末であるため、吸着剤１３の熱伝４率が金属に比して
極度に低いため、逆に断熱材として働き、貯蔵タンク１
４の中心部にある吸着剤１３まで加熱することが容易で
なく、吸着され／こ冷媒の脱離を完全にすることが困難
であり、加熱に要する時間も相昌長いものであった。

また、冷媒の吸着時においては、貯蔵タンク１４の入口
部２１より進入した水等の冷媒の影響によって、粉末状
等の吸着剤１３が強固に凝集した場合、冷媒の吸着剤１
３への吸着作用は、極端に低下する４、即ち、貯蔵タン
ク１４の入口部２１に近い吸着剤１３だけが作用し、吸
着能力が飽和に達してから内部の吸着剤１３へ冷媒が移
動して行く拡散現象のような吸着の仕方となり、吸着剤
１３の吸着効果が低下することがあった。同じように乾
燥装置１２の冷媒の脱離運転から吸着運転に変わる時、
空冷ファン等により貯蔵タンク１４を冷却しても、貯蔵
タンク１４内壁面伺近にある吸着剤１３のみ冷却され、
内部にある吸着剤１３は高温状態のｉｔであシ、この状
態で、冷媒の吸着運転を行うと、貯蔵タンク１４の内壁
１ｆＩＪ＋１近の吸着剤１３しか冷媒の吸着作用を起さ
ないことが認められ、これにより冷房能力の低下をき／
Ｃす欠点があ−）／ζ、。

発明の目的 そこで本発明は、吸着剤を内蔵した貯蔵タンクにおいて
吸着剤の吸着作用が安定して図られ、これにより、安定
した冷却運転ができる冷却システムを提供することを目
的とする。

発明の構成 この目的を達成するため本発明は、貯蔵タンクの吸着剤
内部に、複数本の熱交換用の良熱伝導性金属パイプを貫
通して設け、さらにこのパイプと平行して複数本の吸脱
着用の配管を配設することにより、吸着剤の冷媒に対す
る吸脱着作用が均一かつ安定して行なえるようにしたも
のである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、第１図ないし第２図を
参照しながら説明する。貯蔵タンク以外のシステムにつ
いては、従来例に準するためその図示並びに説明を省略
する。

１は、銅、ステンレス等の金属で構成された貯蔵タンク
であり、ゼオライト、シリカゲル等の吸着剤１３を内蔵
するもので、冷媒のｌｊｊ　Ｃ１部１９及び入口部２１
を設けている。２は、鋼等の良熱伝導性の熱交換用金属
パイプであり、貯蔵タンク１の下部壁」二部壁を垂直に
貫通して等間隔に配設している。また貯蔵タンク１と金
属パイプ２の貫通部はロー付等によシ接合シールされて
いる。又、３は熱交換用金属パイプ２と等間隔をおいて
平行に配設され／ζ良熱伝導性金属からなる吸脱着用配
管であり、上端は閉鎖され、下ｔ／＃５は配管４に連通
している。配管４は入口部２１に連通しており、上記吸
脱着用配管３の各下端に連通すべく貯蔵タンク１の下部
壁に沿い蛇行状に配設されている。

吸脱着用配管３には、吸着剤１３に冷媒が吸収または脱
離されるように無数の冷媒吸脱着用***５が等間隔に設
けられている。冷媒吸収用***５は、粉末状又は果粒状
の吸着剤１３の粒径よりも小さく開口されており、吸着
剤１．３が冷媒吸収用*** からなるメノンユを配設し、吸着剤１３が冷媒吸脱着用
***５より浸入しないようにしてもよい。

まア ｎＭ　してこの貯蔵タンク１は前述した従来の冷房シス
テム１１に設けられていた貯蔵タンク１４の代りにセッ
トして使用するものである。

次に実施例として、内容積１２．２ｄの銅製のタンク１
４（φ３００ｍｍＸ　’　３００ｍｍＸ　２．０）Ｋ果
粒状（１０メソシユ）４．２Ｋｇの天然ゼオライトを充
填した従来のシステムと、本発明によるシステムにより
構成した同じ内容積の銅製のタンク１（５００ｒｒｕｎ
Ｘ　１００ｍｍｘ’　４２０Ｘ２．Ｏ）と、全ての配管
を銅製（φ１０−Ｏｍｍ　Ｘ　Ｏ，５ｎｕｎ　）にした
ものとにおいて、外部から加熱した時の、銅製タンク１
４，１の中心部にある吸着剤１３としての天然ゼオライ
トの温度上昇速度を比較した結果、従来のシステムでは
、４０分後に於て９４℃、７０分後に於て１３０℃を示
したのに対し、本発明に於ては、４０分後に１６０℃、
７０分後に２３０℃を示した。ただし加熱器１５の加熱
バーナーの出力を１１．０ＯＯ１ａｌ／ｈ　ｒ　とした
。

この結果より明らかなように、天然ゼオライト（吸着剤
１３）の充填量が同一にもがかわらず、熱交換用金属パ
イプ２及び、冷媒吸脱着用配性３を配設した貯蔵タンク
１を有する本発明のシステムの方が、ただ単に天然ゼオ
ライト（吸着剤１３）を充填した従来システムに比べ、
温度上昇か速い、。

またタンク１を空冷ファン等で冷却する場合も、同様に
本発明のシステムの方が１ｌｌｌ定値は示さないか速い
ことが分つ／こ。

更に加熱開始から冷媒貯蔵タンク１７の中に凝縮する水
冷媒は、従来１１凝縮する時間が３０分を要していたの
に比し、本発明に於ては１３分で１６の水冷媒が凝縮し
、凝縮時間が半分以上に短緒１てきた。このことは、従
来吸着剤１３から脱離する水冷媒は、タンク１４に充填
されている吸着剤１３の間隙を通過し下部から上部へ蒸
発していたが、−］一部の吸着剤１３が寸だ十分加熱さ
れていない時点に於ては、下部で蒸発した水冷媒は再凝
縮し、冷媒の出口部１９まで至らなかった。ところが本
発明に於ては、タンクに充填されている吸着剤１３から
脱離した水冷媒蒸気は、吸着剤１３の近接した吸脱着用
配管３の吸脱着用***５を通−・て冷媒の出口部１９に
至り、寸／こ熱交換用金属パイプ２の配設により吸着剤
１３の各部に於いても温度上昇が早いために水冷媒が凝
縮し難くなり、容易に冷媒の出口部１９に導かれる。丑
だ冷媒を吸収する場合に於ても、／ｇ媒大入口部２１通
過した水冷媒は、同様に配管４を介し吸脱着用***５を
通って均一に各部にわたって吸収するため、吸収スピー
ドが早くなる。

従って、以」二のように構成された貯蔵タンク１を備え
た乾燥装置１２を有する冷房システム１１は、吸着剤１
３からの冷媒の脱離時に於て、貯蔵タンク１の下部に設
置されている加熱器１５の熱は、熱交換用金属パイプ２
を介して各部の吸着剤１３に容易に伝導されるため、短
時間で吸着剤１３を所定の温度に加熱でき、吸脱着用小
穴５を設けた吸脱着用配管３を通って各部の吸着剤１３
から脱離された冷媒が容易に短時間で通過し凝縮器１６
に導かれるため、加熱に要するエネルギーの節約が図ら
れる。

また吸着剤１３への冷媒の吸着時において、先ず吸着可
能な温度に冷却す−る必要があるか、乾燥装置１２内に
セットしている空冷あるいは水４等の冷却熱を貯蔵タン
ク１の壁面からのみでなく、熱交換用金属パイプ２を介
して、吸着剤１３に伝導され、均一に短時間に冷却する
ことが出来、冷却に要するエネルギーの節約が図られる
。

更に冷媒を吸着させる時、貯蔵タンク１の入口部２１か
ら進入してきた冷媒を吸着する場合には、１ｖｉ蔵タン
ク１内に設けられた複数の吸脱着用配管３を通り、複数
の吸脱着用***５から吸着剤１３に吸着するため、吸着
剤１３各部が均一に吸着作用を及はし、吸着の接触面積
も多いことから吸着スピードの向上が図られ、冷却サイ
クルの向上が図られる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の冷却システム
は、貯蔵タンクがゼオライト等の吸着剤を内蔵し、垂直
に等間隔に配した銅等の熱良導性の熱交換用金属パイプ
と、前記熱交換用金属パイプと平行で一端が冷媒の入口
部に連通した銅等の熱良導性の吸脱着用配管とを備え、
この吸脱着用配管の全周部に多数吸脱着用***を設けた
もので、この貯蔵タンクによる乾燥装置を有する吸収式
冷房システムについて以下に示す効果がある。

（イ）吸着剤からの冷媒の脱離運転に際し、貯蔵タンク
に設置されている加熱器の熱は、熱交換用金属パイプを
介して、貯蔵タンク内の吸着剤を均一かつ短時間に加熱
できると共に、吸脱着用配管を介して、吸着剤から脱離
した冷媒はいかなる場所に於いても容易にかつスムース
に凝縮用配管に導かれるため、加熱に要するエネルギー
の節約が図られる。

（ロ）吸着剤かりの冷媒の吸着運転の準備作業をしての
、吸着剤の冷却運転に際しても、同様に吸着剤に蓄えら
れた熱は、熱交換用金属パイプに伝導され、さらに貯蔵
タンク壁面部からも放熱されるため冷却時間が短縮され
冷却できるので、冷却に要するエネルギーの節約が図ら
れる。

（ハ）冷媒が吸着剤に吸収する冷房運転に際し、蒸発器
で蒸発した冷媒は、吸脱着用配管の***を介して、貯蔵
タンク内のいかなる場所に於ても、均一に吸収されるた
め、蒸発器内の冷媒の蒸発が安定して行なわれ、所望の
冷却運転が可能となる。

以上のように本発明はゼオライト、シリカゲル等の吸着
作用を利用した、冷却システムとして実用的効果の大な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷却システムに使用される
貯蔵タンクの一部を切り欠いた斜視図、第２図は第一１
図におけるＡ−Ａ／線の断面図、第３図は従来の吸収式
冷却システムを示す系統図、第４図はこのシステムに使
用される貯蔵タンクの一部切欠斜視図である。 １・・・・・・貯蔵タンク、２・・・・・・熱交換用金
属パイプ、３・・・・・吸脱着用配管、５・・・・・・
吸脱着用***、１３・・・・・吸着剤。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−３
′。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入口部、出口部を有しゼオライト、シリカゲル等の吸着
   剤を内蔵する貯蔵タンクと、この貯蔵タンクを加熱する
   加熱器と、前記吸収剤を加熱することによシ脱着された
   フロンガス、水蒸気等の冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮
   後の冷媒を貯蔵する冷媒貯蔵タンクと、冷媒を蒸発させ
   る蒸発器とを備え、前記貯蔵タンクは該タンクを垂直に
   貫通するよう略等間隔に配した銅等の熱良導性の熱交換
   用金属バイブと、前記熱交換用パイプと略平行に配設し
   一端が前記入口部に連通ずる銅等の熱良導性の吸脱着用
   配管とを備え、前記吸脱着用配管の全周部に吸脱着用の
   ***を設けた冷却システム。