JP2009121710A - 吸着式ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器１と吸着熱交換器３、または吸着熱交換器３と凝縮器２とを連結する連結配管部内で水蒸気が凝縮するのを防止する。
【解決手段】吸着熱交換器３は、蒸発器側バルブ５と接続するために、吸着熱交換器３から突出させて形成された水蒸気流入部３６を備え、水蒸気流入部３６を加熱する加熱手段４０を有している。
これによれば、最も性能に影響する蒸発器側バルブ５と吸着熱交換器３とを連結する水蒸気流入部３６、つまり、蒸発器側バルブ５で区切られる部分から吸着熱交換器３に近い側の配管部分を加熱して、この配管部分内で水蒸気が凝縮して水滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸着剤が液相と気相の間で相変化する被吸着媒体の吸着と脱離とを通じて熱交換作用を行う吸着式ヒートポンプ装置に関するものであり、例えば、吸着剤が気相の被吸着媒体を吸着する作用を用いて被吸着媒体を蒸発させ、その蒸発潜熱によって冷凍能力を発揮する吸着式の冷凍装置などに適用して好適なものである。

吸着熱交換器を用いた冷凍装置などの吸着式ヒートポンプ装置において、脱離工程で吸着剤から脱離した被吸着媒体がケース内壁面や配管中などで凝縮すると、その凝縮水が次の吸着工程で吸着剤に吸着されることにより、蒸発器からの被吸着媒体の蒸発量が低下するため、冷凍能力が損なわれる。この冷凍能力の低下を防止するために、下記特許文献１に示される吸着式冷凍機では、吸着剤を充填した部位のケースを加熱して、被吸着媒体の飽和温度以上としている。
特開平９−１９６４９４号公報

しかしながら、蒸発器もしくは凝縮器が吸着熱交換器（吸着器）と分離した構造では、蒸発器と吸着熱交換器または吸着熱交換器と凝縮器とを連結する連結配管のうち、バルブで隔ててより吸着熱交換器に近い側の連結配管に水蒸気が存在すると、脱離過程で水蒸気が凝縮して管壁に液滴となって付着する可能性がある。そして、脱離完了後の吸着過程では、この管壁に凝縮した液滴から潜熱を奪って気化させてしまうため、本来気化させたい蒸発器からの気化ができなくなって、性能が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、蒸発器と吸着熱交換器、または吸着熱交換器と凝縮器とを連結する連結配管部内で被吸着媒体が凝縮するのを防止することのできる吸着式ヒートポンプ装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、被吸着媒体を蒸発させる蒸発器（１）と、被吸着媒体を凝縮させる凝縮器（２）と、蒸発器（１）で蒸発した被吸着媒体を吸入して吸着する吸着工程と、吸着した被吸着媒体を脱離して凝縮器（２）に吐出する脱離工程とを交互に実行する吸着熱交換器（３）と、蒸発器（１）と吸着熱交換器（３）とを接続する蒸発器側配管部（４）と、蒸発器側配管部（４）と吸着熱交換器（３）との間に設けられて被吸着媒体の流通を断続させる蒸発器側弁手段（５）と、吸着熱交換器（３）と凝縮器（２）とを接続する凝縮器側配管部（６）と、吸着熱交換器（３）と凝縮器側配管部（６）との間に設けられて被吸着媒体の流通を断続させる凝縮器側弁手段（７）とを備えた吸着式ヒートポンプ装置において、
吸着熱交換器（３）は、蒸発器側弁手段（５）と接続するために、吸着熱交換器（３）から突出させて形成された被吸着媒体流入部（３６、３６１）を備え、被吸着媒体流入部（３６、３６１）を加熱する加熱手段（３４ａ、４０〜４２）を有していることを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、最も性能に影響する蒸発器側弁手段（５）と吸着熱交換器（３）とを連結する被吸着媒体流入部（３６、３６１）、つまり、蒸発器側弁手段（５）で区切られる部分から吸着熱交換器（３）に近い側の配管部分を加熱して、この配管部分内で被吸着媒体が凝縮して液滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。

以下、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、吸着熱交換器（３）は、凝縮器側弁手段（７）と接続するために、吸着熱交換器（３）から突出させて形成された被吸着媒体流出部（３７、３７１）を備え、被吸着媒体流出部（３７、３７１）を加熱する加熱手段（３５ａ、４０〜４２）を有していることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、蒸発器側弁手段（５）を加熱することを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、凝縮器側弁手段（７）を加熱することを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、蒸発器側配管部（４）を加熱することを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、凝縮器側配管部（６）を加熱することを特徴としている。

これらは、蒸発器（１）側の配管部と、凝縮器（２）側の配管部とをそれぞれ、弁手段（５、７）を境として、弁手段（５、７）より吸着熱交換器（３）に近い被吸着媒体流出入部（３６、３７、３６１、３７１）と、弁手段（５、７）と、弁手段（５、７）より蒸発器（１）もしくは凝縮器（２）に近い配管部（４、６）とに分けて、被吸着媒体の凝縮が性能に影響する順から並べると、請求項１以下は請求項２から請求項６に記載の順となる。これら請求項２から請求項６に記載の発明によれば、効果の多寡はあるとして、いずれにおいても、その部分内で被吸着媒体が凝縮して液滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、加熱手段として、電気加熱手段（４０）を用いていることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、加熱手段として、例えば、リボンヒータなどの電気加熱手段（４０）を用いることにより、加熱構造を容易に実現することができる。

また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、加熱手段として、内燃機関の排ガス管（４１）を熱的に接続していることを特徴としている。この請求項８に記載の発明によれば、加熱手段として、例えば、車両走行用エンジンのマフラー管などの排ガス管（４１）を熱的に接続することにより、排ガスの廃熱を利用して加熱する構造を容易に実現することができる。

また、請求項９に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、吸着熱交換器（３）は、被吸着媒体を脱離させるときに温度の高い熱交換媒体を内部に流通させる構造となっており、加熱手段として、吸着熱交換器（３）に流通させる熱交換媒体の一部を分岐して加熱する熱交換媒体分岐路（４２）を設けていることを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、吸着熱交換器（３）に供給される熱交換媒体の熱を利用して加熱する構造を容易に実現することができる。

また、吸着熱交換器（３）は、被吸着媒体を吸着させるときに温度の低い熱交換媒体を内部に流通させるが、この時の熱交換媒体の温度は蒸発器（１）の温度よりも高温になっている。このため、吸着過程でも熱交換媒体の一部を分岐することで、加熱手段として利用することができる。

また、請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置において、吸着熱交換器（３）は、被吸着媒体を脱離させるときに温度の高い熱交換媒体を内部に流通させる構造となっており、熱交換媒体が溜まる熱交換媒体タンク部（３４、３５）を備え、加熱手段として、熱交換媒体タンク部（３４、３５）の一部（３４ａ、３５ａ）で覆っていることを特徴としている。

この請求項１０に記載の発明によれば、熱交換媒体で満たされる熱交換媒体タンク部（３４、３５）の一部（３４ａ、３５ａ）で覆うことにより、吸着熱交換器（３）に供給される熱交換媒体の熱を利用して加熱する構造を容易に実現することができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における吸着式ヒートポンプ装置を、図１〜５を用いて詳細に説明する。まず図１は、本発明の第１実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の全体構成を示す部分模式断面図である。本吸着式ヒートポンプ装置は、吸着熱交換器３の内部に含む後述の吸着剤が、液相と気相の間で相変化する被吸着媒体（本実施形態では水および水蒸気。よって以下、水もしくは水蒸気と記す）の吸着と脱離とを通じて熱交換作用を行う吸着式ヒートポンプ装置である。

よって、吸着剤が気相の水蒸気を吸着する作用を用い、水を蒸発させてその蒸発潜熱により冷凍能力を発揮することを利用し、吸着式冷凍装置などとして車両用の空調装置などに適用するのに好適なものである。吸着式ヒートポンプ装置は、大別すると、水を蒸発させて水蒸気にする蒸発器１と、水蒸気を凝縮させて水にする凝縮器２と、その間に配設されて、蒸発器１で蒸発した水蒸気を吸入して吸着する吸着工程と、吸着した水蒸気を脱離して凝縮器２に吐出する脱離工程とを交互に実行する吸着熱交換器３とから成っている。

なお、蒸発器１と凝縮器２との構造の説明は省略する。吸着熱交換器３には、筐体内に吸着モジュールを備えている。図２は、発明の前提となる吸着モジュール２０の端面図であり、図３は、図２中のIII−III断面図である。吸着モジュール２０は、図２および図３に示すように、熱交換媒体（本実施形態では温水を使用。よって以下、温水と記す）が流れる複数の温水パイプ（熱媒体管）２１と、そのそれぞれの温水パイプ２１の外周面と結合するように形成された吸着剤充填層２２とを有している。

また、温水パイプ２１の間の吸着剤充填層２２には、水蒸気が流れる水蒸気通路（被吸着媒体通路）２５が形成されている。図４は、図２の部分拡大図であり、図５は、図４中の吸着剤充填層２２を示す模式的断面図である。図５に示すように、吸着剤充填層２２は、粉末状、粒子状もしくは繊維状の金属粉２３ｂに吸着剤２４を充填して焼結することにより、各温水パイプ２１の外周面と結合させて形成されたものである。

本実施形態では多孔質焼結フィン（多孔質伝熱体）２３として、熱伝導性に優れる繊維状の金属を用いており、この繊維状の金属を加熱して、溶融することなく焼結結合させて焼結体としている。この繊維状の金属として、本実施形態では銅または銅合金を用いている。なお、多孔質焼結フィン２３を構成するのは、例えば粉末状や粒子状の金属であっても良い。

このような多孔質フィン２３は、図５に示すように、微細な細孔２３ａを形成している。この細孔２３ａは、粒子径が微小な吸着剤２４を充填するのに適した微細な孔となっている。吸着剤２４は、微小な多数の粒子状に形成されており、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの材料から成っている。そして吸着剤２４は、多孔質フィン２３の細孔２３ａの内部に多数充填されている。

また、多孔質フィン２３は、銅または銅合金からなる温水パイプ２１の周辺部に焼結結合されている。そして、これらから成る吸着剤充填層２２は、その全体が温水パイプ２１の軸方向に伸長するように複数の温水パイプ２１の周囲に形成されており、本実施形態では全体形状が円筒形となっている。さらに、温水パイプ２１の間の吸着剤充填層２２には、水蒸気が流通する水蒸気通路２５が配置されている。

なお、水蒸気通路２５の断面形状は、本実施形態では円としているが、楕円や矩形などであっても良い。また、本実施形態では、水蒸気通路２５は、６本の温水パイプ２１に囲まれた領域に配置しているが、これ以外の複数の温水パイプ２１に囲まれた領域に配置されるものであっても良い。

この水蒸気通路２５は、吸着時には蒸発器１からの水蒸気を通して、温水パイプ２１周囲の吸着剤充填層２２の内部へ速やかに浸透させる役割を果す。また、脱離時には、温水パイプ２１の周囲の吸着剤充填層２２から吐き出された水蒸気を、この水蒸気通路２５を通して速やかに凝縮器２へ導く役割を果す。

なお、この吸着剤充填層２２の厚さは、温水パイプ２１の外周面で焼結結合された多孔質焼結フィン２３の厚さＬ（図５参照）に対応している。この吸着剤充填層２２の厚さＬを設定するに当たり、図４および図５に示すように、水蒸気が温水パイプ２１に向かう浸透深さｒ２と、温水パイプ２１からの距離（以下、伝熱距離）ｒ１とが略等しくなるように、温水パイプ２１の間に水蒸気通路２５を配置することが好ましい。

なお、浸透深さｒ２は、水蒸気通路２５の内周面から温水パイプ２１の外周面までの距離である。このように、吸着および脱離速度に係わる浸透深さｒ２と、伝熱距離ｒ１とが略等しくなるように温水パイプ２１の間に水蒸気通路２５を配置することにより、水蒸気の拡散抵抗が小さく、かつ伝熱特性が優れ、吸着と脱離に要す時間を短縮することができる高性能な吸着熱交換器３を提供できる。なおこれを、最適吸着剤充填層厚さＬとする。

次に、上述した吸着モジュール２０をケース３０の内部に収めて、一体成形した吸着熱交換器３について、図１を用いて説明する。なお図１では、図２〜４で説明した吸着モジュール２０を簡略的に示している。本実施形態の吸着熱交換器３Ａは、概略、吸着モジュール２０をケース本体３１内に収め、その両端面に仕切り板３２、３３を嵌め、さらにその両端面に温水タンク部（熱交換媒体タンク部）３４、３５を組み付け、一体接合した構造となっている。

ケース本体３１は、円筒状に形成されており、内部に、円柱状の吸着モジュール２０が収容される。また、ケース本体３１の両端開口部は、仕切り板３２、３３で封止可能に形成されている。そして、ケース本体３１の内部は、吸着剤充填層２２が形成される第１の領域Ａ１と、その両側の吸着剤充填層２２が形成されない第２の領域Ａ２とを構成している。

なお、封止する仕切り板３２、３３には、吸着モジュール２０から両端面側に突出している複数の温水パイプ２１が貫通するよう、温水パイプ２１の位置に対応させて複数の温水パイプ孔３２ａ、３３ａが設けられている。そして、これらケース本体３１と仕切り板３２、３３、仕切り板３２、３３の温水パイプ孔３２ａ、３３ａと温水パイプ２１とは、蝋付けなどによって気密に接合される。

このように、ケース本体３１を仕切り板３２、３３で封止することにより、内部を真空に保持することが可能となる。これにより、ケース本体３１と仕切り板３２、３３によって形成される内部密閉空間内には、被吸着媒体としての水蒸気以外に、他の気体が入らないようになっている。

図１において、ケース本体３１の下側端近傍の左側には、吸着時に蒸発器１からの水蒸気を本吸着熱交換器３Ａに導入する水蒸気流入部（被吸着媒体流入部）３６が設けられている。また、ケース本体３１の上側端近傍の左側には、脱離時に本吸着熱交換器３Ａから凝縮器２へ水蒸気を導出する水蒸気流出部（被吸着媒体流出部）３７が設けられている。

そして、蒸発器１との間は、蒸発器１と吸着熱交換器３とを接続する蒸発器側配管部４と、その蒸発器側配管部４と吸着熱交換器３の水蒸気流入部３６との間に設けられて水蒸気の流通を断続させる蒸発器側バルブ（蒸発器側弁手段）５とで接続されている。また、凝縮器２との間は、凝縮器２と吸着熱交換器３とを接続する凝縮器側配管部６と、その凝縮器側配管部６と吸着熱交換器３の水蒸気流出部３７との間に設けられて水蒸気の流通を断続させる凝縮器側バルブ（凝縮器側弁手段）７とで接続されている。

そして、本実施形態の特徴構成として、水蒸気流出入部３６、３７、両側のバルブ５、７および両側の配管部４、６の外面にリボンヒータなどの電気ヒータ（電気加熱手段）４０を巻き付けて、これらを加熱できるように構成している。これにより、これらの配管部内で水蒸気が凝縮して水滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。

吸着時に水蒸気は、蒸発器１→蒸発器側配管部４→蒸発器側バルブ５→水蒸気流入部３６を通して、吸着モジュール２０の水蒸気通路２５に分配される。水蒸気通路２５に分配された水蒸気は、吸着剤充填層２２の内部に浸透する。また、図１において、下側の温水タンク部３４には、脱離時に温水を導く温水流入部３８が設けられ、上側の温水タンク部３５には、温水を導出する温水流出部３９が設けられている。温水は、温水タンク部３４の温水流入部３８に流入して多数の温水パイプ２１に分配され、吸着剤充填層２２の中を上方に流れるうちこれを加熱する。

そして、各温水パイプ２１で熱交換した後の温水は、温水タンク部３５内で集合して温水流出部３９から流出する。この脱離時には、加熱された吸着剤充填層２２から水蒸気が吐き出され、吐き出された水蒸気は各水蒸気通路２５→水蒸気流出部３７→凝縮器側バルブ７→凝縮器側配管部６を通って凝縮器２へ導出される。なお、温水の流れ方向は、図１中の上からであっても良い。

また、図１において、温水流入部３８には吸着時に冷水が流れる。この冷水は、温水タンク部３４の温水流入部３８に流入して多数の温水パイプ２１に分配され、吸着剤充填層２２の中を上方に流れる。そして、この冷水の温度は蒸発器１の温度よりも高温であるため、加熱をしているのと同様の効果が得られる。このため、吸着時に配管部４、６内で水蒸気が凝縮して水滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。

上述したケース本体３１、仕切り板３２、３３、温水タンク部３４、３５および流出入部のパイプ３６〜３９は、銅または銅合金で形成されており、蝋付けなどによって気密かつ一体的に接合される。なお、ケース３０および温水パイプ２１は、その径方向断面が円筒形、楕円形、矩形など、いずれの形状であっても良い。

次に、上述した吸着熱交換器３Ａの製造方法の一例を説明する。まず、水蒸気通路２５を形成するための棒が立った図示しない治具に温水パイプ２１を挿入して立て、その治具にケース本体３１を被せる。なお、水蒸気の流出入部パイプ３６、３７は、後で組み付けても良いが、先にケース本体３１に組み付けておくものとする。

次に、このケース本体３１内の隙間に繊維状の銅粉と吸着剤２４とを混合させた混合粉を充填する。そして、この混合粉を他の治具で押し固めた後、一度炉の中に入れて吸着剤充填層２２を焼結する。次に、水蒸気通路２５を形成するための棒を下の治具ごと静かに拭き取り、水蒸気通路２５の開いた吸着モジュール２０がケース本体３１内に収まった形とする。

次に、温水パイプ２１の上下に仕切り板３２、３３を挿入し、温水パイプ２１を拡管（口拡げ）して固定する。更にこの上下に温水タンク部３４、３５をセットして本熱交換器の組上がりとなる。なお、温水の流出入部パイプ３８、３９は、後で組み付けても良いが、先にタンク３４、３５に組み付けておくものとする。最後にこの組立品を再度炉に入れて各構成部品を相互に一体蝋付けすることで本熱交換器が完成する。なお、上記した組み立て方法はあくまで一例であり、これに限るものではない。

次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、吸着熱交換器３Ａは、蒸発器側バルブ５と接続するために、吸着熱交換器３Ａから突出させて形成された水蒸気流入部３６を備え、水蒸気流入部３６を加熱する加熱手段４０を有している。

これによれば、最も性能に影響する蒸発器側バルブ５と吸着熱交換器３Ａとを連結する水蒸気流入部３６、つまり、蒸発器側バルブ５で区切られる部分から吸着熱交換器３Ａに近い側の配管部分を加熱して、この配管部分内で水蒸気が凝縮して水滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。

また、吸着熱交換器３Ａは、凝縮器側バルブ７と接続するために、吸着熱交換器３Ａから突出させて形成された水蒸気流出部３７を備え、水蒸気流出部３７を加熱する加熱手段４０を有している。また、加熱手段４０は、蒸発器側バルブ５および凝縮器側バルブ７を加熱している。さらに、加熱手段４０は、蒸発器側配管部４および凝縮器側配管部６をも加熱している。

これらは、蒸発器１側の配管部と、凝縮器２側の配管部とをそれぞれ、バルブ５、７を境として、バルブ５、７より吸着熱交換器３Ａに近い水蒸気流出入部３６、３７と、バルブ５、７と、バルブ５、７より蒸発器１もしくは凝縮器２に近い配管部４、６とに分けて、水蒸気の凝縮が性能に影響する順から並べると、上記の順となる。これらによれば、効果の多寡はあるとして、いずれにおいても、その部分内で水蒸気が凝縮して水滴となるのを防ぐことができ、性能の低下を防ぐことができる。

また、加熱手段として、電気ヒータ４０を用いている。これによれば、加熱手段として、例えば、リボンヒータなどの電気ヒータ４０を用いることにより、加熱構造を容易に実現することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の構成を示す部分断面図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。

本実施形態の吸着熱交換器３Ｂは、本吸着式ヒートポンプ装置を車両に搭載したものであり、加熱手段として、内燃機関の排ガス管（加熱手段）４１を水蒸気流出入部３６、３７と熱的に接続している。これによれば、加熱手段として、例えば、車両走行用エンジンのマフラー管などの排ガス管４１を熱的に接続することにより、排ガスの廃熱を利用して加熱する構造を容易に実現することができる。なお、排ガスの流れ方向は、図６中の下からであっても良い。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図７は、本発明の第３実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の構成を示す部分断面図であり、図８は、図７中のVIII部の拡大詳細図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。

本実施形態の吸着熱交換器３Ｃは、加熱手段として、吸着熱交換器３Ｃに流通させる温水の一部を分岐して水蒸気流出入部３６、３７を加熱する温水分岐路（熱交換媒体分岐路、加熱手段）４２を設けている。図７の温水タンク部３４に流入した温水は、その一部が温水分岐路４２を流通し、水蒸気流出入部３６、３７の外面を流れて加熱した後、温水タンク部３５内に流出する構造と成っている。

この温水分岐路４２は、例えば、銅または銅合金の板材をプレスして、二つ割りにした分岐路形成用プレートを製作し、その二枚のプレートで水蒸気流出入部３６、３７を両横から挟み込み、他の部材と一緒に蝋付けで一体に接合することなどで実現することができる。これによれば、吸着熱交換器３Ｃに供給される温水の熱を利用して加熱する構造を容易に実現することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。図９は、本発明の第４実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の構成を示す部分断面図であり、図１０は、図９中のX−X断面図である。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態の吸着熱交換器３Ｄは、加熱手段として、温水タンク部３４、３５の一部（加熱手段）３４ａ、３５ａで水蒸気流出入部（被吸着媒体流出入部）３６１、３７１を覆っている。

図９および図１０において、蒸発器１から蒸発器側バルブ５を介して流入した水蒸気は、水蒸気流入部３６１から各水蒸気通路２５に分配される。この水蒸気流入部３６１は、銅または銅合金の板材をプレス成形したものである。同様に、脱離した水蒸気は各水蒸気通路２５から水蒸気流出部３７１内で集合し、凝縮器側バルブ７を介して凝縮器２へ供給されるようになっている。

これによれば、温水で満たされる温水タンク部３４、３５の一部３４ａ、３５ａで水蒸気流出入部３６１、３７１を覆うことにより、吸着熱交換器３Ｄに供給される温水の熱を利用して加熱する構造を容易に実現することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第２〜４実施形態では、水蒸気流出入部３６、３７、３６１、３７１だけを加熱しているが、両側のバルブ５、７および両側の配管部４、６まで加熱するように構成しても良い。また、上述の実施形態では、温水パイプ２１や多孔質フィン２３などに銅を用いているが、ステンレスやアルミニウムなどで構成しても良い。また、蒸発器１と凝縮器３とが一体となっている構造でも良い。

本発明の第１実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の全体構成を示す部分模式断面図である。 発明の前提となる吸着モジュール２０の端面図である。 図２中のIII−III断面図である。 図２の部分拡大図である。 図４中の吸着剤充填層２２を示す模式的断面図である。 本発明の第２実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の構成を示す部分断面図である。 本発明の第３実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の構成を示す部分断面図である。 図７中のVIII部の拡大詳細図である。 本発明の第４実施形態における吸着式ヒートポンプ装置の構成を示す部分断面図である。 図９中のX−X断面図である。

符号の説明

１…蒸発器
２…凝縮器
３…吸着熱交換器
４…蒸発器側配管部
５…蒸発器側バルブ（蒸発器側弁手段）
６…凝縮器側配管部
７…凝縮器側バルブ（凝縮器側弁手段）
３４、３５…温水タンク部（熱交換媒体タンク部）
３４ａ、３５ａ…水蒸気タンク部の一部（加熱手段）
３６、３６１…水蒸気流入部（被吸着媒体流入部）
３７、３７１…水蒸気流出部（被吸着媒体流出部）
４０…電気ヒータ（電気加熱手段）
４１…排ガス管（加熱手段）
４２…温水分岐路（熱交換媒体分岐路、加熱手段）

Claims (10)

1. 被吸着媒体を蒸発させる蒸発器（１）と、
   被吸着媒体を凝縮させる凝縮器（２）と、
   前記蒸発器（１）で蒸発した被吸着媒体を吸入して吸着する吸着工程と、吸着した被吸着媒体を脱離して前記凝縮器（２）に吐出する脱離工程とを交互に実行する吸着熱交換器（３）と、
   前記蒸発器（１）と前記吸着熱交換器（３）とを接続する蒸発器側配管部（４）と、
   前記蒸発器側配管部（４）と前記吸着熱交換器（３）との間に設けられて被吸着媒体の流通を断続させる蒸発器側弁手段（５）と、
   前記吸着熱交換器（３）と前記凝縮器（２）とを接続する凝縮器側配管部（６）と、
   前記吸着熱交換器（３）と前記凝縮器側配管部（６）との間に設けられて被吸着媒体の流通を断続させる凝縮器側弁手段（７）とを備えた吸着式ヒートポンプ装置において、
   前記吸着熱交換器（３）は、前記蒸発器側弁手段（５）と接続するために、前記吸着熱交換器（３）から突出させて形成された被吸着媒体流入部（３６、３６１）を備え、前記被吸着媒体流入部（３６、３６１）を加熱する加熱手段（３４ａ、４０〜４２）を有していることを特徴とする吸着式ヒートポンプ装置。
2. 前記吸着熱交換器（３）は、前記凝縮器側弁手段（７）と接続するために、前記吸着熱交換器（３）から突出させて形成された被吸着媒体流出部（３７、３７１）を備え、前記被吸着媒体流出部（３７、３７１）を加熱する加熱手段（３５ａ、４０〜４２）を有していることを特徴とする請求項１に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
3. 前記加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、前記蒸発器側弁手段（５）を加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
4. 前記加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、前記凝縮器側弁手段（７）を加熱することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
5. 前記加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、前記蒸発器側配管部（４）を加熱することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
6. 前記加熱手段（３４ａ、３５ａ、４０〜４２）は、前記凝縮器側配管部（６）を加熱することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
7. 前記加熱手段として、電気加熱手段（４０）を用いていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
8. 前記加熱手段として、内燃機関の排ガス管（４１）を熱的に接続していることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
9. 前記吸着熱交換器（３）は、被吸着媒体を脱離させるときに温度の高い熱交換媒体を内部に流通させる構造となっており、前記加熱手段として、前記吸着熱交換器（３）に流通させる熱交換媒体の一部を分岐して加熱する熱交換媒体分岐路（４２）を設けていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。
10. 前記吸着熱交換器（３）は、被吸着媒体を脱離させるときに温度の高い熱交換媒体を内部に流通させる構造となっており、熱交換媒体が溜まる熱交換媒体タンク部（３４、３５）を備え、前記加熱手段として、前記熱交換媒体タンク部（３４、３５）の一部（３４ａ、３５ａ）で覆っていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ装置。

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