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公開番号2025124860
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2025094398,2024530846
出願日2025-06-05,2023-06-27
発明の名称冷凍サイクル装置
出願人ダイキン工業株式会社,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類F25B 25/02 20060101AFI20250819BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】コストを抑えることができ、かつ、冷凍サイクルの効率を向上させることができる冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】冷凍サイクル装置1は、冷媒回路11と、吸着材とを備える。冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機31を有し、冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。吸着材は、冷媒回路内を循環する冷媒を吸着及び脱着する。吸着材は、冷媒回路内を循環する冷媒の圧力の変化によって、冷媒を吸着及び脱着する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒が循環する冷凍サイクルを構成する第１ユニットと、
前記第１ユニット内を循環する前記冷媒を吸着及び脱着する吸着材と、
を備え、
前記吸着材は、前記第１ユニット内を循環する前記冷媒の圧力の変化によって、前記冷媒を吸着及び脱着する、
冷凍サイクル装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機（３１，１３１，２３１，３３１，４３１，５３１）を有し、前記冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する第１ユニット（１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１）と、
前記第１ユニット内を循環する前記冷媒を吸着及び脱着する吸着材と、
を備え、
前記吸着材は、前記第１ユニット内を循環する前記冷媒の圧力の変化によって、前記冷媒を吸着及び脱着する、
冷凍サイクル装置（１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項３】
前記第１ユニットは、
前記冷媒を減圧する膨張機構（３２，１３２，２３２，３３２，４３２，５３２）と、
前記圧縮機によって圧縮された後、前記膨張機構によって減圧される前の前記冷媒が流れる高圧域と、
前記膨張機構によって減圧された後、前記圧縮機によって圧縮される前の前記冷媒が流れる低圧域と、
をさらに有し、
前記吸着材は、前記高圧域において前記冷媒を吸着し、前記低圧域において前記冷媒を脱着する、
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記吸着材を有する第１吸着器（１３３）と、
前記吸着材を有する第２吸着器（１３４）と、
第１モードと第２モードとを交互に切り替える切り替え部（１３５）と、
をさらに備え、
前記切り替え部は、
前記第１モードにおいて、前記高圧域の前記冷媒を前記第１吸着器に導入して前記第１吸着器の前記吸着材に前記冷媒を吸着させ、前記低圧域の前記冷媒を前記第２吸着器に導入して前記第２吸着器の前記吸着材に前記冷媒を脱着させ、
前記第２モードにおいて、前記低圧域の前記冷媒を前記第１吸着器に導入して前記第１吸着器の前記吸着材に前記冷媒を脱着させ、前記高圧域の前記冷媒を前記第２吸着器に導入して前記第２吸着器の前記吸着材に前記冷媒を吸着させる、
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記吸着材は、前記冷媒と共に前記第１ユニット内を循環する、
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記第１ユニット内を循環する前記冷媒と前記吸着材とを分離する分離器（３５１，４５１，４５２）をさらに備え、
前記吸着材は、前記分離器によって前記冷媒と分離された後、前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒、又は、前記膨張機構によって減圧された前記冷媒と合流する、
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記分離器は、前記低圧域の前記冷媒と前記吸着材とを分離し、
前記分離器によって前記冷媒と分離された前記吸着材を昇圧させる昇圧器（４１，３４１，４４１）をさらに備える、
請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記分離器は、前記高圧域の前記冷媒と前記吸着材とを分離し、
前記分離器によって前記冷媒と分離された前記吸着材を減圧させる減圧器（４２，４４２）をさらに備える、
請求項６又は７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記分離器は、遠心分離によって前記冷媒と前記吸着材とを分離する、
請求項６から８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記吸着材を昇圧させる昇圧器（５４１）と、前記吸着材を減圧させる減圧器（５４２）とを有し、前記吸着材が循環する吸着式の冷凍サイクルを構成する第２ユニット（１２，５１２）と、
前記第１ユニット内を流れる前記冷媒と、前記第２ユニット内を流れる前記吸着材とを混合する混合器（５１３，５１４）と、
をさらに備え、
前記吸着材は、前記混合器において前記冷媒を吸着及び脱着する、
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルと吸着式冷凍サイクルとが組み合わされて構成されるハイブリッド式冷凍システムが用いられている。特許文献１（国際公開第２００９／１４５２７８号）には、蒸気圧縮式冷凍サイクルの圧縮機の機械的仕事量を低減するために、吸着式冷凍サイクルの一対の吸着器を交互に冷却及び加熱して冷媒の吸着及び脱着を交互に繰り返すハイブリッド式冷凍システムが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
蒸気圧縮式冷凍サイクルを循環する冷媒の圧力変化を利用して、吸着式冷凍サイクルにおける冷媒の吸着及び脱着を制御するハイブリッド式冷凍システムは従来用いられていない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１観点の冷凍サイクル装置は、第１ユニットと、吸着材とを備える。第１ユニットは、冷媒が循環する冷凍サイクルを構成する。吸着材は、第１ユニット内を循環する冷媒を吸着及び脱着する。吸着材は、第１ユニット内を循環する冷媒の圧力の変化によって、冷媒を吸着及び脱着する。
【０００５】
第１観点の冷凍サイクル装置は、吸着材を有さない冷凍サイクル装置と比較して作動圧が小さく、かつ、冷媒の吸着熱および脱着熱を利用することができる。従って、第１観点の冷凍サイクル装置は、コストを抑えることができ、かつ、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。
【０００６】
第２観点の冷凍サイクル装置は、第１ユニットと、吸着材とを備える。第１ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機を有し、冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。吸着材は、第１ユニット内を循環する冷媒を吸着及び脱着する。吸着材は、第１ユニット内を循環する冷媒の圧力の変化によって、冷媒を吸着及び脱着する。
【０００７】
第２観点の冷凍サイクル装置は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを有し吸着材を有さない冷凍サイクル装置と比較して作動圧が小さく、かつ、冷媒の吸着熱および脱着熱を利用することができる。従って、第２観点の冷凍サイクル装置は、コストを抑えることができ、かつ、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。
【０００８】
第３観点の冷凍サイクル装置は、第２観点の冷凍サイクル装置であって、第１ユニットは、冷媒を減圧する膨張機構と、高圧域と、低圧域とをさらに有する。高圧域では、圧縮機によって圧縮された後、膨張機構によって減圧される前の冷媒が流れる。低圧域では、膨張機構によって減圧された後、圧縮機によって圧縮される前の冷媒が流れる。吸着材は、高圧域において冷媒を吸着し、低圧域において冷媒を脱着する。
【０００９】
第４観点の冷凍サイクル装置は、第３観点の冷凍サイクル装置であって、吸着材を有する第１吸着器と、吸着材を有する第２吸着器と、切り替え部とをさらに備える。切り替え部は、第１モードと第２モードとを交互に切り替える。切り替え部は、第１モードにおいて、高圧域の冷媒を第１吸着器に導入して第１吸着器の吸着材に冷媒を吸着させ、低圧域の冷媒を第２吸着器に導入して第２吸着器の吸着材に冷媒を脱着させる。切り替え部は、第２モードにおいて、低圧域の冷媒を第１吸着器に導入して第１吸着器の吸着材に冷媒を脱着させ、高圧域の冷媒を第２吸着器に導入して第２吸着器の吸着材に冷媒を吸着させる。
【００１０】
第５観点の冷凍サイクル装置は、第３観点の冷凍サイクル装置であって、吸着材は、冷媒と共に第１ユニット内を循環する。
（【００１１】以降は省略されています）

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