多方弁は、熱さ入口（３２）及び冷たさ入口（３３）が設けられたハウジング（３１）を有する。ハウジング（３１）は、多方弁（３０）から放出された液体を多方弁（３０）に戻すための放出部（３４）及び供給部（３５）を有する。第１及び第２の弁部材（４０，４４）の各々は、第１の位置と第２の位置との間で可動である。弁部材（４０，４４）は、冷たさ入口（３３）が第２の弁部材（４４）を介して放出部（３４）に流体接続し、かつ、熱さ入口（３２）が放出部（３４）に対して第１の弁部材（４０）で閉じられ、かつ、供給部（３５）が供給部（３５）から熱さ出口（３６）に戻された液体を通すように第１の弁部材（４０）によって熱さ出口（３６）に流体接続している熱回収位置を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、冷却するために熱が使用される吸着冷却システムでの使用のための多方弁に関する。
【０００２】
本出願では、「温かい」（“warm”）、「冷たい」（“cool”）、「より冷たい」（“cold”）、「冷たさ」（“coolness”）並びに「熱さ」（“heat”）は、さまざまな構成要素を互いに区別するために使用される。これらの用語は、温度に関して限定的ではない。例えば、「冷たい」は、高い絶対温度に対応することができる。「冷たい」が「温かい」よりも高い温度に対応することもまたありうる。同様のことが他の用語に当てはまる。
【背景技術】
【０００３】
吸着冷却システムは、一般的に知られている。この吸着冷却システムは、結合冷媒を含む吸着剤が収容された反応器を有する。反応器は、冷媒回路を形成するように、凝縮器及び蒸発器に接続されている。冷媒は、例えば、水であり、また、吸着剤は、シリカゲルにより形成されることができる。シリカゲルは、高吸湿性、すなわち、水を引きつける。完全な飽和状態では、シリカゲルは、水の重みで約３５パーセントを吸収することができる。
【０００４】
反応器は、冷媒回路の熱交換線が取り付けられた熱交換器である。冷媒回路は、停止弁を備えたラインシステムを介して、熱源及び熱放射体に接続されている。従って、温かい液体及びより冷たい液体が、反応器中の熱交換線に交互に供給されることができる。熱源は、例えば、残留熱である。
【０００５】
吸着冷却システムは、バッチングプロセスを行う。まず、反応器中の結合水を含むシリカゲルが、温かい液体によって加熱される。温かい液体は、熱源から始まる。この加熱中、シリカゲルより上の水蒸気圧が凝縮温度で蒸気圧よりも高いところまで、圧力が徐々に増加する。続いて、シリカゲルからの水蒸気が凝縮器に流れて、シリカゲルが少量の水を含むまで、水蒸気を放射する間にシリカゲルを加熱し続ける。
【０００６】
続いて、反応器中のシリカゲルの温度は、反応器の熱交換線を通って冷たい液体を通過させることにより低下する。このプロセスでは、圧力が低下し、蒸発器から生じる水蒸気は、シリカゲルに吸収される。シリカゲルがサイクルの始めに相当する量の結合水を再び含むまで、水蒸気が吸収され続ける。その後、シリカゲルは、再び加熱されることができる。
【０００７】
このサイクルでは、従って、加熱状態があり、この加熱状態では、シリカゲルが再生され、冷却がなされない。シリカゲルの冷却状態中、水蒸気が蒸発器から取り出されて、冷却がなされる。例えば、水は、蒸発器の熱交換線を通って流れて、この結果、水の温度が下がり、より冷たい水が生成される。
【０００８】
吸着冷却システムは、実際には、吸着剤の温度上昇の結果として、冷媒の温度上昇によって駆動される。それ故、「熱圧縮」との用語は、吸着冷却中に凝縮及び蒸発を引き起こすために必要とされる圧力の差が機械的な圧縮装置によって与えられないことを示すために使用される。
【０００９】
温かい液体と冷たい液体とを反応器の熱交換線を交互に通過するための停止弁を備えたラインシステムは、非常にかさばり、メンテナンス作業時にアクセスしにくい。その高い熱量も熱損失を伴う。さらに、温かい液体の供給部が冷たい液体の供給部の開口と同時に閉じられるようにして弁を動作することが通常である。しかし、そのとき、反応器は、冷媒回路に入るかなりの量の温かい液体を含む。これは、さらなる熱損失を引き起こし、吸着冷却の生成に不利益な影響を及ぼす。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、改良された多方弁、特に、比較的コンパクトであり、システムの交互の加熱及び冷却中、比較的高い回収率を与える多方弁を提供することである。
【００１１】
本発明によれば、この目的は、ハウジングを有する多方弁であって、前記ハウジングには、
温かい液体を取り入れるための熱さ入口と、
冷たい液体を取り入れるための冷たさ入口と、
取り入れられた液体を放出するための放出部と、
前記放出部を介して多方弁から放出された液体を多方弁に戻すための供給部と、
戻された液体を取り出すための熱さ出口と、
戻された液体を取り出すための冷たさ出口と、
前記熱さ入口が、この熱さ入口から前記放出部に温かい液体を通すように、前記放出部に流体接続している第１の位置と、前記熱さ入口が前記放出部に対して閉じている第２の位置と、の間で可動な第１の弁部材と、
前記冷たさ入口が、この冷たさ入口から前記放出部に冷たい液体を通すように、前記放出部に流体接続している第１の位置と、前記冷たさ入口が前記放出部に対して閉じている第２の位置と、の間で可動な第２の弁部材と、が設けられ、
前記弁部材は、前記冷たさ入口が、前記冷たさ入口から前記放出部に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材を介して前記放出部に流体接続し、かつ、前記熱さ入口が、前記放出部に対して前記第１の弁部材によって閉じられ、かつ、前記供給部が、前記供給部から前記熱さ出口に戻された液体を通すように、前記第１の弁部材を介して前記熱さ出口に流体接続している熱回収位置を有する。
【００１２】
本発明に係る多方弁は、反応器を交互に冷却及び加熱するように動作し、また、この多方弁は、ハウジングに入口、出口、供給部及び放出部を一体的にした結果として、比較的コンパクトである。多方弁の熱回収位置では、反応器の熱交換線にまだある温かい液体は、多方弁の供給部及び熱さ出口からこの液体を放出させることができ、また、熱交換線には、多方弁の冷たさ入口及び放出部を介して冷却水が供給される。結果として、反応器からの温かい液体が、まず、熱源に戻るように流れて、この結果、冷媒回路中の温かい液体と冷たい液体との混合が減少される。交互に加熱及び冷却がなされるシステムでのこの多方弁の使用の結果、このシステムは、比較的高い回収率を有する。
【００１３】
一実施の形態では、前記弁部材の各々には、２つの貫通チャンネルが設けられ、前記第１の弁部材の前記第１の位置では、前記熱さ入口と前記放出部とは、前記第１の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記供給部と前記熱さ出口とは、前記第１の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、前記第１の弁部材の前記第２の位置では、前記熱さ入口と前記熱さ出口とは、前記供給部と前記放出部とに対して前記第１の弁部材によって閉じられ、前記第２の弁部材の前記第１の位置では、前記冷たさ入口と前記放出部とは、前記第２の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記供給部と前記冷たさ入口とは、前記第２の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、前記第２の弁部材の前記第２の位置では、前記冷たさ入口と前記冷たさ出口とは、前記供給部と前記放出部とに対して前記第２の弁部材によって閉じられ、前記熱回収位置では、前記供給部と前記熱さ出口とは、前記第１の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記熱さ入口は、前記放出部に対して前記第１の弁部材によって閉じられ、前記熱回収位置では、前記冷たさ出口は、前記供給部及び前記放出部に対して前記第２の弁部材によって閉じられ、かつ、前記冷たさ入口は、前記第２の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続される。弁部材のこの実施の形態では、第１の位置、第２の位置及び熱回収位置の間の切り替えは、単純で、信頼できる。特に、貫通チャンネルを介した漏れ損失は、全く生じないか、ほとんど生じない。
【００１４】
貫通チャンネルが、入口の１つと放出部、又は出口の１つと供給部に対してアライメントされたとき、流体接続が形成される。弁部材は、弁部材の移動の結果として、入口と放出部との間の流体接続を、及び、出口と供給部との間の流体接続を閉じることができ、この結果、貫通チャンネルはアライメントされない。弁部材の貫通チャンネルが、入口、出口、供給部又は放出部に開いていないとき、流体接続は、その弁部材によって分断される。
【００１５】
本発明によれば、前記弁部材は、前記熱さ入口が、この熱さ入口から前記放出部に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材を介して前記放出部に流体接続し、かつ、前記冷たさ入口が、前記放出部に対して前記第２の弁部材によって閉じられ、かつ、前記供給部が、この供給部から前記冷たさ出口に戻された液体を通すように、前記冷たさ出口に流体接続している第２の熱回収位置を有することが好ましい。
【００１６】
反応器の冷却は、第１の熱回収位置で始まり、反応器の戻った水から回収される。第２の熱回収位置は、反応器の冷却から加熱への切り替え中に設定される。そして、反応器中にある冷たい液体の戻った流れが、熱放射体に流れ、一方、熱源からの温かい液体が、反応器の熱交換線に既に流れ込んでいる。多方弁の第２の熱回収位置は、冷却から加熱への切り替え中、熱損失を減少させる。
【００１７】
この場合、前記第２の熱回収位置では、前記熱さ出口は、前記供給部と前記放出部とに対して前記第１の弁部材によって閉じられ、かつ、前記熱さ入口は、前記第１の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、前記第２の熱回収位置では、前記供給部と前記冷たさ出口とは、前記第２の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記冷たさ入口は、前記放出部に対して前記第２の弁部材によって閉じられることが可能である。第２の熱回収位置では、貫通チャンネルは、多方弁の熱さ入口と放出部との間の、及び多方弁の供給部と冷たさ出口との間の流体接続を生成するように配置される。
【００１８】
一実施の形態では、前記弁部材は、前記第２の弁部材が前記第２の位置を有するとき、前記第１の弁部材が前記第１の位置を有し、かつ、前記第２の弁部材が前記第１の位置を有するとき、前記第１の弁部材が前記第２の位置を有するようにして、互いに接続されている。結果として、多方弁の「簡略化」（“short-circuiting”）は機械的に不可能であり、この結果、多方弁の誤操作の機会はない。停止弁及び逆停止弁を備えた既知のラインシステムでは、停止弁がうまく機能しない結果として不正確に位置されるという危険性があり、これは、システムへのダメージにつながりうる。
【００１９】
好ましい一実施の形態では、多方弁の前記ハウジングは、取り入れられた液体を放出するための第２の放出部と、前記第２の放出部を介して多方弁から放出された液体を多方弁に戻すための第２の供給部と、が設けられ、前記第１の弁部材の前記第１の位置では、前記熱さ入口は、前記第２の放出部に対して前記第１の弁部材によって閉じられ、前記第１の弁部材の前記第２の位置では、前記熱さ入口は、この熱さ入口から前記第２の放出部に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材を介して第２の放出部に流体接続し、前記第２の弁部材の前記第１の位置では、前記冷たさ入口は、前記第２の放出部に対して前記第２の弁部材によって閉じられ、前記第２の弁部材の前記第２の位置では、前記冷たさ入口は、この冷たさ入口から前記第２の放出部まで冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材を介して第２の放出部に流体接続している。
【００２０】
この場合、多方弁は、システムの２つの反応器を交互に加熱及び冷却するのに適している。吸着冷却システムでの使用において、各反応器では、吸着剤が再生成され、冷たさが生成されない加熱状態がある。反応器中のシリカゲルが冷え、水蒸気が蒸発器から引き出されたとき、単に冷却がなされる。本発明によれば、２つの反応器中の２つのバッチが、連続的な冷却を生成するために、互いに反対の状態（phase opposition）で動作されることができる。前記第１の反応器が冷却するとき、第２の反応器中の吸着剤が再生成され、続いて、第２の反応器は冷却することができ、第１の反応器中の吸着剤が再生する。
【００２１】
複数の反応器を備えたシステムで使用される多方弁では、前記ハウジングは、前記熱さ入口を２つの熱さ入口チャンネルに分割し、かつ、前記熱さ出口を２つの熱さ出口チャンネルに分割する第１の分割片を有し、また、前記ハウジングは、前記冷たさ入口を２つの冷たさ入口チャンネルに分割し、かつ、前記冷たさ出口を２つの冷たさ出口チャンネルに分割する第２の分割片を有することができる。分割片で２つの分離した温かい液体と冷たい液体とに分離された温かい液体と冷たい液体とは、開閉することができる弁部材を流れる。
【００２２】
この場合、前記第１の弁部材の前記第１の位置では、前記第１の分割片の前記第１の熱さ入口チャンネルと前記放出部とは、前記第１の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記供給部と前記第１の分割片の前記第１の熱さ出口チャンネルとは、前記第１の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第２の熱さ入口チャンネルと前記第１の分割片の前記第２の熱さ出口チャンネルとは、前記第１の弁部材によって閉じられ、前記第１の弁部材の前記第２の位置では、前記第１の分割片の前記第２の熱さ入口チャンネルと前記第２の放出部とは、前記第１の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第２の供給部と前記第１の分割片の前記第２の熱さ出口チャンネルとは、前記第１の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第１の熱さ入口チャンネルと前記第１の分割片の前記第１の熱さ出口チャンネルとは、前記第１の弁部材によって閉じられ、前記第２の弁部材の前記第１の位置では、前記第２の分割片の前記第１の冷たさ入口チャンネルと前記放出部とは、前記第２の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記供給部と前記第２の分割片の前記第１の冷たさ出口チャンネルとは、前記第２の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第２の冷たさ入口チャンネルと前記第２の分割片の前記第２の冷たさ出口チャンネルとは、前記第２の弁部材によって閉じられ、前記第２の弁部材の前記第２の位置では、前記第２の分割片の前記第２の冷たさ入口チャンネルと前記第２の放出部とは、前記第２の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第２の供給部と前記第２の分割片の前記第２の冷たさ出口チャンネルとは、前記第２の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第１の冷たさ入口チャンネルと前記第２の分割片の前記第１の冷たさ出口チャンネルとは、前記第２の弁部材によって閉じられ、前記熱回収位置では、前記供給部と前記第１の分割片の前記第１の熱さ出口チャンネルとは、前記第１の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって閉じられ、かつ、前記第１の分割片の前記第２の熱さ入口チャンネルと第２の放出部とは、前記第１の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、また、前記熱回収位置では、前記第２の供給部と前記第２の分割片の前記第２の冷たさ出口チャンネルとは、前記第２の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記放出部と前記第２の分割片の前記第１の冷たさ入口チャンネルとは、前記第２の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続されることが可能である。
【００２３】
この場合、前記第２の熱回収位置では、前記第２の供給部と前記第１の分割片の前記第２の熱さ出口チャンネルとは、前記第１の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第１の分割片の前記第１の熱さ入口チャンネルと前記放出部とは、前記第１の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続され、前記第２の熱回収位置では、前記供給部と前記第２の分割片の前記第１の冷たさ出口チャンネルとは、前記第２の弁部材の前記第１の貫通チャンネルによって接続され、かつ、前記第２の放出部と前記第２の分割片の前記第２の冷たさ入口チャンネルとは、前記第２の弁部材の前記第２の貫通チャンネルによって接続されることが可能である。
【００２４】
一実施の形態では、多方弁の前記ハウジングには、取り入れられた液体を放出するための第３の放出部と、前記第３の放出部を介して多方弁から放出された液体を多方弁に戻すための第３の供給部と、取り入れられた液体を放出するための第４の放出部と、前記第４の放出部を介して多方弁から放出された液体を多方弁に戻すための第４の供給部と、が設けられ、前記第１の弁部材の前記第１及び第２の位置では、前記熱さ入口は、前記第３の放出部及び前記第４の放出部に対して前記第１の弁部材によって閉じられ、前記第２の弁部材の前記第１及び第２の位置では、前記冷たさ入口は、前記第３の放出部及び前記第４の放出部に対して前記第２の弁部材によって閉じられ、前記第１の弁部材は、前記熱さ入口がこの熱さ入口から前記第３の放出部に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材によって前記第３の放出部に流体接続している第３の位置を有し、前記第１の弁部材は、前記熱さ入口がこの熱さ入口から前記第４の放出部に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材によって前記第４の放出部に流体接続している第４の位置を有し、前記第２の弁部材は、前記冷たさ入口がこの冷たさ入口から前記第３の放出部に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材によって前記第３の放出部に流体接続している第３の位置を有し、前記第２の弁部材は、前記冷たさ入口がこの冷たさ入口から前記第４の放出部に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材によって前記第４の放出部に流体接続している第４の位置を有し、多方弁の前記ハウジングには、第３の弁部材が設けられ、この第３の弁部材は、前記供給部が前記第３の弁部材を介して前記第３の放出部に流体接続し、かつ、前記第２の供給部が前記第３の弁部材を介して前記第４の弁部材に流体接続している第１の位置と、前記第４の供給部が前記第３の弁部材を介して前記第２の放出部によって前記放出部に流体接続し、かつ、前記第３の供給部が前記第３の弁部材を介して前記第２の放出部に流体接続している第２の位置と、前記第４の放出部が前記第３の弁部材を介して前記第４の供給部に流体接続し、かつ、前記第３の放出部が前記第３の弁部材を介して前記第３の供給部によって前記第３の供給部に流体接続している第１の熱回収位置と、前記放出部が前記第３の弁部材を介して前記供給部に流体接続し、かつ、前記第２の放出部が前記第３の弁部材を介して前記第２の供給部に流体接続している第２の熱回収位置と、の間で可動である。
【００２５】
結果として、多方弁が、特に、４つの反応器を備えたシステムでの使用に適している。３つの弁部材の位置は、互いに対して固定されている。前記第１の弁部材が前記第１又は第２の位置にあるとき、前記第２の弁部材は、それぞれ、第２又は第１の位置にある。前記第１の弁部材は、前記第３又は第４の位置にあるとき、前記第２の弁部材は、それぞれ、前記第４又は第３の位置を有し、前記第３の弁部材は、前記第２の位置にある。前記第３の弁部材の前記第１の熱回収位置では、２つの他の弁部材もまた、前記第１の熱回収位置にあり、前記第３の弁部材は、前記２つの他の弁部材が前記第２の熱回収位置を取ったとき、前記第２の熱回収位置を有する。
【００２６】
前記第１の反応器の加熱及び前記第２の反応器の冷却が起こっているとき、前記第１の弁部材の前記第１の位置、前記第２の弁部材の前記第２の位置及び前記第３の部材の前記第１の位置では、前記第３の反応器が予熱され、前記第４の反応器が予冷される。この目的のために、温かい液体が、前記第１の反応器から前記熱さ出口に、直接でなく、前記第３の弁部材及び第３の反応器を介して流れる。同時に、冷たい液体が、前記第２の反応器から第３の反応器を介して第４の反応器に流れる。この冷たい液体は、続いて、前記第４の反応器から前記冷たさ出口に流れる。弁部材の移動は、第１の反応器が連続的に加熱、予冷、冷却及び予熱されることを可能にする。同様のことが、他の反応器に適用される。
【００２７】
この場合、第１の分割片が、熱さ入口を４つの熱さ入口チャンネルに分割し、かつ、熱さ出口を４つの熱さ出口チャンネルに分割することが可能であり、一方、第２の分割片が、冷たさ入口を４つの冷たさ入口チャンネルに分割し、かつ、冷たさ出口を４つの冷たさ出口チャンネルに分割する。第１の弁部材は、その弁部材の移動の結果として、熱さ入口チャンネルと熱さ出口チャンネルとの少なくとも一方に流体接続することができる、又はこれらチャンネルを閉じることができる２つの貫通チャンネルを有する。第２の弁部材はまた、その弁部材の移動の結果として、冷たさ入口チャンネルと冷たさ出口チャンネルとの少なくとも一方に流体接続することができる、又はこれらチャンネルを閉じることができる２つの貫通チャンネルを有する。第３の弁部材は、４つの貫通チャンネルと、２つのコンジットとを有する。第３の弁部材のこれらの貫通チャンネルは、各場合において、供給部又は放出部の１つとアライメントされることができる。２つのコンジットの各々は、供給部の１つ及び放出部の１つに対応している。
【００２８】
一実施の形態では、前記弁部材は、前記回転軸線に対して回転可能であるように、多方弁の前記ハウジングの内部に取り付けられている。前記弁部材は、例えば、ステッピングモータによって駆動されることができる共通の駆動シャフトに固定されている。これは、弁の動作が信頼できるようにする。
【００２９】
本発明はまた、反応器を交互に冷却及び加熱するためのシステムであって、入口及び出口を備えた反応器と、熱源と、熱放射体と、上述されるような多方弁と、を具備するシステムに関する。前記多方弁の前記熱さ入口及び前記熱さ出口は、前記熱源に接続され、前記多方弁の前記冷たさ入口及び前記冷たさ出口は、前記熱放射体に接続され、前記多方弁の前記放出部は、前記反応器の前記入口に接続され、また、前記反応器の前記出口は、前記多方弁の前記供給部に接続されている。このシステムのさまざまな用途が可能であり、例えば、このシステムは、冷却プロセス、化学バッチングプロセス又は食料品バッチングプロセスを実行するのに適している。
【００３０】
一実施の形態では、前記多方弁は、上述されるような第２の供給部を備えるように構成され、入口及び出口を備えた第２の反応器が設けられ、前記多方弁の前記第２の放出部は、前記第２の反応器の前記入口に接続され、また、前記第２の反応器の前記出口は、前記多方弁の前記第２の供給部に接続されている。このシステムでは、２つの反応器は、バッチングプロセスを続けるために互いに反対の状態で動作されることができる。
【００３１】
さらに、本発明は、吸着冷却システムに関し、この吸着冷却システムは、
上述のような多方弁と、
吸着剤及び冷媒を備えた反応器であって、この反応器には、蒸気冷媒用の供給部と、蒸気冷媒用の放出部と、入口と、出口と、反応器の前記入口から前記出口にこの反応器中の吸着剤及び冷媒を通って延びた熱交換線と、が設けられ、前記多方弁の前記放出部は、前記反応器の前記入口に接続され、また、前記反応器の前記出口は、前記多方弁の前記供給部に接続されている、反応器と、
凝縮器であって、前記反応器の前記放出部に接続された蒸気冷媒用の供給部と、凝縮器中で凝縮された冷媒用の放出部と、冷たい液体用の入口と、冷媒用の出口と、凝縮器の前記入口から前記出口にこの凝縮器中に延びた熱交換線と、が設けられ、凝縮器の冷たい液体の前記出口は、前記多方弁の前記冷たさ入口に接続されている、凝縮器と、
蒸発器であって、前記凝縮器の前記放出部に接続された液体冷媒用の供給部と、前記反応器の前記供給部に接続された前記蒸発器で蒸発された冷却用の放出部と、冷却水用の入口と、冷却水用の出口と、前記蒸発器の前記入口から前記出口に蒸発器中に延びた熱交換線と、が設けられている、蒸発器と、
前記多方弁の前記熱さ入口及び前記熱さ出口に接続された熱源と、
前記多方弁の前記冷たさ出口と、前記凝縮器の冷たい液体用の前記入口に接続された熱放射体と、を具備する。
【００３２】
吸着冷却システムによって連続的に冷却するために、多方弁は、上述のような第２の供給部を有するように構成されることができ、この吸着冷却システムは、吸着剤及び冷媒を備えた第２の反応器が設けられ、前記第２の反応器には、蒸気冷媒用の供給部と、蒸気冷媒用の放出部と、入口と、出口と、前記第２の反応器の前記入口から前記出口に前記第２の反応器中の前記吸着剤及び冷媒を通って延びた熱交換線と、が設けられ、前記多方弁の前記第２の反応器は、前記第２の反応器の前記入口に接続され、また、前記第２の反応器の前記出口は、前記多方弁の前記第２の供給部に接続され、前記凝縮器には、前記第２の反応器の前記放出部に接続された蒸気冷媒用の第２の供給部が設けられ、前記蒸発器には、前記第２の反応器の前記供給部に接続された前記蒸発器中で蒸発される冷媒用の第２の放出部が設けられている。
【００３３】
本発明が、添付図面を参照して以下で詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明に係る吸着冷却システムの第１の実施の形態のプロセスの線図である。
【図２】図２は、多方弁の第１の実施の形態を概略的に示す図である。
【図３ａ】図３ａは、図２に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図２に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図３ｃ】図３ｃは、図２に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図３ｄ】図３ｄは、図２に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る吸着冷却システムの第２の実施の形態のプロセスの線図である。
【図５】図５は、多方弁の第２の実施の形態を概略的に示す図である。
【図６ａ】図６ａは、図５に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図６ｂ】図６ｂは、図５に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図６ｃ】図６ｃは、図５に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図６ｄ】図６ｄは、図５に示される多方弁の配置を概略的に示す図である。
【図７】図７は、多方弁の第３の実施の形態を概略的に示す図である。
【図８ａ】図８ａは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｂ】図８ｂは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｃ】図８ｃは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｄ】図８ｄは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｅ】図８ｅは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｆ】図８ｆは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｇ】図８ｇは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図８ｈ】図８ｈは、多方弁の第４の実施の形態の配置を概略的に示す図である。
【図９】図９は、反応器を交互に冷却及び加熱するためのシステムのプロセスの線図である。
【図１０】図１０は、２つの反応器を交互に冷却及び加熱するためのシステムのプロセスの線図である。
【図１１】図１１は、４つの反応器を交互に冷却及び加熱するためのシステムのプロセスの線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１に示される吸着冷却システム１は、反応器３と、凝縮器１０と、蒸発器１８と、熱源２６と、熱放射体２８と、多方弁（multiple-way valve）３０とを有する。この吸着冷却システム１は、冷却するために熱源２６からの熱を使用する。
【００３６】
結合冷媒（bound refrigerant）を含む吸着剤（sorbent）が、反応器３中に収容されている。この例示的な実施の形態では、吸着剤はシリカゲルであり、冷媒は水である。シリカゲルは、高吸湿性、すなわち、水を引きつける。完全な飽和状態では、シリカゲルは、水の重みで約３５％を吸収することができる。吸着剤及び冷媒の他の組合せも可能である。反応器３は、蒸発器１８から水蒸気を供給するための供給部４と、凝縮器１０に水蒸気を放出するための放出部５とを有する。熱交換線８は、反応器３中の結合水を含むシリカゲルを通って延びている。この熱交換線８は、反応器３の入口６から出口７に延びている。
【００３７】
凝縮器１０は、反応器３から水蒸気を供給するための供給部１１を有する。反応器３の放出部５と凝縮器１０の供給部１１とは、蒸気チャンネル９２によって互いに接続されている。水蒸気が凝縮器１０から反応器３に戻って流れるのを防ぐ蒸気弁９６が、蒸気チャンネル９２に取り付けられている。凝縮器１０には、冷却水のような冷たい液体を搬送するための熱交換線１５が設けられている。熱交換線１５は、入口１３から凝縮器１０を通って出口１４に延びている。凝縮器１０では、供給された水蒸気が凝縮して、その後、水（凝縮液）が、放出部１２を介して凝縮器１０を出る。
【００３８】
凝縮器１０の放出部１２は、戻り線９０を介して、蒸発器１８の供給部１９に接続されている。凝縮弁９１が、蒸発器１８と凝縮器１０との間の圧力の差を維持するように、戻り線９０に取り付けられている。蒸発器１８は、入口２１から出口２２に延びた熱交換線２３を有する。水のような、供給部１９を介して供給される水（凝縮液）に熱を伝達する流体が、熱交換線２３を通って流れる。これは、放出部２０を介して蒸発器１８を出る水蒸気を生成する。水蒸気は、蒸気チャンネル９３を介して、反応器３の供給部４に戻って流れる。水蒸気が反応器３から蒸発器１８に戻って流れることができるのを防ぐ蒸気弁９６が、蒸発器１８の放出部２０と反応器３の供給部４との間で蒸気チャンネル９３に取り付けられている。吸着冷却システム１では、この例示的な実施の形態の水／水蒸気の中の冷媒は、冷媒回路中で循環する。
【００３９】
吸着冷却システム１を使用した冷却は、バッチングプロセスに従って動作する。反応器３は、反応器３中で吸着剤の吸着及び脱着を交互に実行するように構成されている。まず、反応器３中のシリカゲルは、例えば、約１０パーセントの結合水を含み、また、温度は、約３０℃である。冷媒回路が水蒸気以外にガスを含んでいないので、圧力は水蒸気圧によって引き起こされる。シリカゲルを加熱すると、シリカゲルより上の水蒸気圧は、凝縮器１０中の温度で蒸気圧よりも高いところまで、圧力を徐々に増加させる。反応器３中の圧力は、例えば、６０ミリバールに上昇し、また、凝縮器１０中の圧力は、５０ミリバールである。シリカゲルからの水蒸気は、凝縮器１０に流れて、水蒸気を放出しながら（脱着）反応器３中のシリカゲルを加熱し続ける。
【００４０】
シリカゲルが、例えば、ちょうど３パーセントの結合水を含んでいるとき、シリカゲルは、続いて冷却される。圧力降下は、この場合には、蒸発器１８中の圧力よりも低い圧力に降下する。蒸発器１０を起源とする水蒸気は、蒸気チャンネル９３を通って反応器３に流れて、シリカゲルに吸収（吸着）される。水は、シリカゲルが、例えば、約３０℃の温度で約１０パーセントの結合水を再び含むまで、吸収され続ける。
【００４１】
図１に係る吸着冷却システム１では、反応器３中のシリカゲルの冷却状態では、水蒸気は蒸発器１８から取り出され、供給部１９を介して供給された水（凝縮液）は、蒸発器１８中で蒸発される。この場合、熱は、蒸発器の熱交換線２３を通って流れるより冷たい流体から取り出される、すなわち、より冷たい流体の温度が下がる。冷却流体の温度は、例えば、１０℃のように、５℃ないし１５℃のように、周囲温度よりも低い。より冷たい水のようなより冷たい流体は、吸着冷却システム１の冷却物質を形成する。
【００４２】
冷媒回路は、シリカゲル及びこれに結合された水で反応器３を交互に冷却及び加熱するために与えられる。冷媒回路は、多方弁３０と、熱源２６と、熱放射体２８とを有する。多方弁３０は、図２並びに図３ａないし図３ｄに、より詳しく示される。
【００４３】
多方弁３０は、熱さ入口３２及び熱さ出口３６が設けられたハウジング３１を有する。これら熱さ入口３２及び熱さ出口３６の各々は、熱源２６に接続されている。熱源２６は、例えば、残留熱である。ハウジング３１は、冷却水を取り入れるための冷たさ入口３３と、熱放射体２８に接続される冷たさ出口３７とを有する。ハウジング３１は、反応器３の供給部６に接続される放出部３４を有する。また、ハウジング３１は、反応器３の放出部７に接続される供給部３５を有する。水は、反応器３の熱交換線８を通って、多方弁３０の放出部３４から流れ、多方弁３０の供給部３５に再び戻る。
【００４４】
２つの弁部材４０、４４が、ハウジング３１に取り付けられている。各弁部材４０、４４には、それぞれ、２つの貫通チャンネル４１、４２及び４５、４６が設けられている。これら弁部材４０、４４は、ステッピングモータ４９によって駆動されることができる駆動シャフト４８に固定されている。これは、弁部材４０，４４がさまざまな位置間に移動されることを可能にする。
【００４５】
図３ａでは、第１の弁部材４０は、第１の位置を有する。この第１の位置では、熱さ入口３２が、第１の貫通チャンネル４１を介して多方弁３０の放出部３４に接続されている。同時に、第２の貫通チャンネル４２が、供給部３５と熱さ出口３６との間に流体接続を形成している。第１の弁部材４０が第１の位置にあるとき、冷たさ入口３３及び冷たさ出口３７は、放出部３４と供給部３５とに対して第２の弁部材４４によって閉じられる。結局、第２の弁部材４４の貫通チャンネル４５、４６は、放出部３４及び供給部３５に対してアライメントされないが、冷たさ入口３３、冷たさ出口３７、供給部３４及び放出部３５の外部に開いている。温かい水は、多方弁３０を介して、熱源２６から反応器３に流れ、シリカゲルに熱を伝達し、熱源２６に戻される。温かい水の温度は、例えば、８０℃のように、５０℃ないし９５℃であり、周囲温度を十分に上回っている。
【００４６】
反応器３中のシリカゲルが十分に蒸発したとき、駆動シャフト４８は、この駆動シャフトに固定された弁部材４０、４４に対して、図３ａから図３ｂへと右方向に４分の１回転だけ回転する。そして、弁部材４０、４４が、熱回収位置にある。多方弁３０の冷たさ入口３３は、この場合には、反応器３に冷却水を供給するために、第２の弁部材４４の第２の貫通チャンネル４６を介して放出部３４に接続される。冷たい水の温度は、例えば、３０℃のように、２５℃ないし４０℃であり、周囲温度をわずかに上回っている。
【００４７】
まず、反応器３の熱交換線８は、温かい水を含んでおり、この熱回収位置では、供給部３５、第１の弁部材４０の第１の貫通チャンネル４１及び熱さ出口３６を介して熱源２６に流れる。この熱回収位置では、熱さ入口３２は、放出部３４に対して第１の弁部材４０によって閉じられ、また、冷たさ出口３７は、供給部３５に対して第２の弁部材４４によって密閉される。
【００４８】
反応器３中の熱交換線８が冷却水でいったん満たされると、駆動シャフト４８は、この駆動シャフトに固定された弁部材４０、４４に対して、さらに４分の１回転だけ回転される（図３ｃ参照）。第１の弁部材４０は、熱さ入口３２と熱さ出口３６とが放出部３４と供給部３５とに対して密閉される第２の位置を有する。第２の弁部材４４の貫通チャンネル４５、４６は、この場合には、それぞれ、冷たさ入口３３、放出部３４、供給部３５及び冷たさ出口３７に対してアライメントされる。図３ｃでは、反応器３０が冷却され、反応器３０中のシリカゲルは、蒸発器１８から水蒸気を吸収する。
【００４９】
続いて、駆動シャフト４８は、図３ｄに示される第２の熱回収位置に向かって、さらに４分の１回転だけ、弁部材４０、４４を回転させる。反応器３の熱交換線８に留まっている冷却水は、この場合には、供給部３５、第２の弁部材４４の第１の貫通チャンネル４５及び冷たさ出口３７を介して熱放射体２８に通される。同時に、多方弁３０は、既に、熱さ入口３２、第１の弁部材４０の第２の貫通チャンネル４２及び放出部３４を介して熱源２６から反応器３に水を運搬している。熱さ出口３６は、この場合には、供給部３５に対して第１の弁部材４０によって閉じられ、第２の弁部材４４は、放出部３４から冷たさ入口３３を閉じる。
【００５０】
冷却水が、反応器３の熱交換線８から離れて流れたとき、弁部材４０、４４は、さらに４分の１回転だけ回転し、この結果、図３ａに示される初期状態に再び達する。
【００５１】
本発明に係る吸着冷却システムの第２の実施の形態が、図４、図５並びに図６ａないし図６ｄに示される。同じ又は同様の構成要素は、同じ参照符号で示される。
【００５２】
この吸着冷却システム１は、シリカゲル及びこれに結合された水で満たされた第２の反応器７３（図４参照）を有する。反応器３と同様に、第２の反応器７３は、水蒸気用の供給部７４と放出部７５とを有する。熱交換線７８が、第２の反応器７３中にシリカゲルを通って延びている。熱交換線７８は、第２の反応器７３の入口７６から出口７７に延びている。
【００５３】
凝縮器１０は、蒸気チャンネル９４を介して第２の反応器７３の放出部７５に接続された第２の供給部１６を有する。水蒸気が凝縮器１０から第２の反応器７３（逆止弁）に戻るように流れるのを防ぐ蒸気弁が、凝縮器１０の第２の供給部１６と第２の反応器７３の放出部７５との間の蒸気チャンネル９４に取り付けられている。凝縮器１０中の水蒸気の凝縮は、放出部１２を介して凝縮器１０から流れ出る水（凝縮液）を生成する。水（凝縮液）は、戻り線９０及び凝縮弁９１を介して蒸発器１８の供給部１９に供給される。
【００５４】
一実施の形態（図示されない）では、凝縮器１０は、凝縮器中の水蒸気の凝縮によって形成される水を放出するために第２の放出部を有し、また、蒸発器１８には、凝縮器１０の第２の放出部に接続された第２の供給部が設けられている。そして、水が、第２の供給部を介して凝縮器からの蒸発器に流れることができる。
【００５５】
蒸発器１８では、供給部１９を介して供給された水（凝縮液）は、熱交換線２３を通る流体流れを有することによって蒸発することができる。蒸発器１８は、水蒸気を放出するための第２の放出口２５を有する。第２の放出部２５は、蒸気チャンネル９５によって第２の反応器７３の供給部７４に接続されている。水蒸気が蒸発器１８に第２の反応器７３から流れ出るのを防ぐ蒸気弁９６が、蒸気チャンネル９５に取り付けられている。
【００５６】
図４に示される吸着冷却システムは、この例示的な実施の形態では水／水蒸気である冷却剤が循環することができる第２の冷媒回路を有する。第２の反応器７３の第２の冷媒回路を使用した吸着冷却の機能は、図１に示される第１の例示的な実施の形態を参照して上述されたものと同じである。第１及び第２の冷媒回路中のバッチングプロセスは、連続的に冷却するために、互いに反対の状態で、図４に示される吸着冷却システムで動作される。
【００５７】
多方弁３０のハウジング３１は、この目的のために、第２の放出部６５と、第２の供給部６４とを有する（特に、図５並びに図６ａないし図６ｄ参照）。ハウジング３１にはまた、２つの分割片６６、５２が設けられている。第１の分割片６６は、熱さ入口３２を、互いに分離された２つの熱さ入口チャンネル６７、６８に、かつ、熱さ出口３６を、互いに分離された２つの熱さ出口チャンネル６９、７０に分割する。互いに分離された２つの入口チャンネル５３、５４と、互いに分離された２つの冷たさ出口チャンネル５５、５６とは、第２の分割片５２によって形成される。
【００５８】
第２の反応器７３は、第１の反応器３の加熱中、冷却される（図６ａ参照）。第１の弁部材４０の貫通チャンネル４１、４２は、第１の熱さ入口チャンネル６７及び第１の熱さ出口チャンネル６９を、第１の反応器３に接続された放出部３４及び供給部３５に接続している。同時に、第１の弁部材４０は、第２の反応器７３に接続された第２の放出部６５及び第２の供給部６４に対して第２の熱さ入口チャンネル６８及び第２の熱さ出口チャンネル７０を閉じる。第２の放出部６５及び第２の供給部６４は、第２の弁部材４４の貫通チャンネル４５、４６を介して第２の冷たさ入口チャンネル５４と第２の分割片５２の第２の冷たさ出口チャンネル５６とに流体接続している。第１の冷たさ入口チャンネル５３と第１の冷たさ出口チャンネル５５とは、第２の弁部材４４によって閉じられる。
【００５９】
弁部材４０、４４が図の右に４分の１回転だけ回転された後、図６ｂに示される熱回収位置に達する。初めは、温かい液体は、第１の反応器３中にまだある。熱の回収のために、第２の分割片５２の第１の冷たさ入口チャンネル５３は、第２の弁部材４４の第２の貫通チャンネル４６を介して第１の反応器３への放出口３４に接続されている。第１の反応器３からの供給部３５は、第１の弁部材４０の第１の貫通チャンネル４１を介して、第１の熱さ出口チャンネル６９になおも流体接続している。それ故、動作は、第１の反応器３の冷却で始まり、熱は、第１の反応器３からの戻った水からまだ回収されている。
【００６０】
同時に、第２の反応器７３の加熱は、第２の反応器７３からの戻った水から熱をなおも回収することにより始まる。第２の熱さ入口チャンネル６８は、この目的のために、第１の弁部材４０の第２の貫通チャンネル４２を介して第２の反応器に第２の放出部６５に接続され、一方、前記第２の反応器７３からの戻った流れが、第２の供給部６４及び第２の弁部材４４の第１の貫通チャンネル４５を介して第２の冷たさ出口チャンネル５６に流れる。第１の熱さ入口チャンネル６７と第２の熱さ出口チャンネル７０とは、この場合には、第１の弁部材４０によって閉じられ、かつ、第１の冷たさ出口チャンネル５５と第２の冷たさ入口チャンネル５４とは、第２の弁部材４４によって閉じられる。
【００６１】
弁部材４０、４４をさらに４分の１回転だけ回転させることによって、弁部材４０、４４は、図６ｃに示される位置となる。これは、図６ａの位置のちょうど反対側の位置である。図６ｃでは、対照的に、第１の反応器３が冷却され、第２の反応器７３が加熱される。
【００６２】
続いて、弁部材４０、４４は、さらなる４分の１回転の結果として、図６ｄに示される第２の熱回収位置に達する。第２の熱回収位置は、図６ｂに示される熱回収位置の反対である、すなわち、第１の反応器３は、加熱の後に切り替えられ、一方、液体は、冷たさ出口に第１の反応器３を流れ出て、また、動作が、第２の反応器７３の冷却で始まり、熱が、第２の反応器７３から熱さ出口に戻った流れをなおも通ることによって回収される。
【００６３】
本発明による多方弁は、さまざまなやり方で具体化されることができる。図７は、２つの反応器を備えた吸着冷却システムでの使用のための多方弁の代わりの実施の形態を示している。２つの回転可能な弁部材の代わりに、この多方弁は、各々に６つの貫通チャンネル６１が設けられた４つの並進（translatory）弁部材６０を有する。一方向弁部材６０は、例えば、電磁石によって動作されることができる。この多方弁に関して、図４、図５並びに図６ａないし図６ｄを参照して上述されるような動作性と同じものが可能である。
【００６４】
本発明に係る吸着冷却システムは、さらに、反応器によって拡張されることができる。図８ａないし図８ｄは、４つの反応器を備えた吸着冷却システムでの使用のための多方弁を概略的に示している。同じ及び同様の構成要素が、同じ参照符号で示される。
【００６５】
多方弁３０のハウジング３１の第１の分割片６６は、互いに分離された４つの熱さ入口チャンネル６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、６７ｄと、互いに分離された４つの熱さ出口チャンネル６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄとを分割する。第２の分割片は、冷たさ入口から、互いに分離された４つの冷たさ入口チャンネル５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと、互いに分離された４つの冷たさ出口チャンネル５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄとを形成している。また、２つのさらなる放出部１３４、１６５と２つのさらなる供給部１３５、１６４とが、多方弁が第３の反応器８３及び第４の反応器８４と流体接続するようにもたらすことができるように設けられている。図８ａないし図８ｈに示されるように、第３の弁部材８５は、一方では、供給部３５、６４及び放出部３４、６５の間で第１の反応器３及び第２の反応器７３に取り付けられ、また、他方では、供給部１３５、１６４及び放出部１３４、１６５の間で第３の反応器８３及び第２の反応器８４に取り付けられる。
【００６６】
図８ａでは、第１の反応器３が加熱され、第２の反応器７３が冷却される。また、第３の反応器は予熱され、第４の反応器８４は予冷される。第３の反応器８３の予熱は、水が、供給部３５、第３の弁部材８５のコンジット２００及び第３の放出部１３４を介して第３の反応器８３に、続いて、第３の供給部１３５、第１の弁部材４０の第２の貫通チャンネル４２を介して熱さ出口チャンネル６９ｄに、反応器３を流れ出るという事実の結果として起こる。
【００６７】
図８ｂでは、弁部材４０、４４、８５は、４５°回転する。そして、弁部材４０、４４、８５は、熱回収位置を有する。反応器３及び第２の反応器７３の戻った水からの熱の回収中、流れは、第３の弁部材８５のコンジット２００が第３の放出部１３４と第３の供給部１３５とを一緒に連結するという事実の結果として、第３の反応器７３及び第４の反応器８４に関して止まり、また、同時に、第４の放出部１６５と第４の供給部１６４とは、第３の弁部材８５のコンジット２０１によって互いに接続される。
【００６８】
さらに４５°回転させることによって、弁部材４０、４４、８５は、図８ｃに示される位置に達する。そして、第３の反応器８３が加熱され、第４の反応器８４が冷却され、また、第１の反応器３の予冷及び第２の反応器７３の予熱が生じる。図８ｅは、第１の反応器３の冷却、第２の反応器７３の加熱、第３の反応器８３の予冷及び第４の反応器８４の予熱を示している。図８ｇは、第３の反応器８３の冷却、第４の反応器８４の加熱、第１の反応器３の予熱及び第２の反応器７３の予冷を示している。図８ｄ、図８ｆ並びに図８ｈは、弁部材４０、４４、８５の熱回収位置を示している。
【００６９】
この例示的な実施の形態による多方弁は、熱回収位置なしで動作されることができ、弁部材４０、４４、８５は、図８ａ、図８ｃ、図８ｅ並びに図８ｇに示される位置の間で９０°だけ回転する。
【００７０】
多方弁は、吸着冷却システムでの使用のためのさまざまな実施の形態で説明されてきたが、多方弁はこれに限定されない。本発明に係る多方弁は、加熱及び冷却が交互に実行されなければならないシステムでの使用に適している。１つの反応器、２つの反応器及び４つの反応器を備えたこのタイプのシステムが、図９、図１０並びに図１１に概略的に示され、同じ又は同様の構成要素が同じ参照符号で示される。
【００７１】
本発明は、図に示される例示的な実施の形態に限定されない。当業者は、本発明の範囲内にあるさまざまな適応物を想到することができる。多方弁は、例えば、熱回収位置なしで具体化されることができることが注目されるべきである。それ故、本発明はまた、ハウジングを有する多方弁であって、前記ハウジングには、
温かい液体を取り入れるための熱さ入口と、
冷たい液体を取り入れるための冷たさ入口と、
取り入れられた液体を放出するための放出部と、
前記放出部を介して多方弁から放出された液体を多方弁に戻すための供給部と、
戻された液体を取り出すための熱さ出口と、
戻された液体を取り出すための冷たさ出口と、
前記熱さ入口が、この熱さ入口から前記放出部に温かい液体を通すように、前記放出部に流体接続している第１の位置と、前記熱さ入口が前記放出部に対して閉じている第２の位置と、の間で可動な第１の弁部材と、
前記冷たさ入口が、この冷たさ入口から前記放出部に冷たい液体を通すように、前記放出部に流体接続している第１の位置と、前記冷たさ入口が前記放出部に対して閉じている第２の位置と、の間で可動な第２の弁部材とが設けられている多方弁に関する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（３１）を有する多方弁において、前記ハウジング（３１）には、
温かい液体を取り入れるための熱さ入口（３２）と、
冷たい液体を取り入れるための冷たさ入口（３３）と、
取り入れられた液体を放出するための放出部（３４）と、
前記放出部（３４）を介して多方弁（３０）から放出された液体を多方弁（３０）に戻すための供給部（３５）と、
戻された液体を取り出すための熱さ出口（３６）と、
戻された液体を取り出すための冷たさ出口（３７）と、
前記熱さ入口（３２）が、この熱さ入口（３２）から前記放出部（３４）に温かい液体を通すように、前記放出部（３４）に流体接続している第１の位置と、前記熱さ入口（３２）が前記放出部（３４）に対して閉じている第２の位置と、の間で可動な第１の弁部材（４０）と、
前記冷たさ入口（３３）が、この冷たさ入口（３３）から前記放出部（３４）に冷たい液体を通すように、前記放出部（３４）に流体接続している第１の位置と、前記冷たさ入口（３３）が前記放出部（３４）に対して閉じている第２の位置と、の間で可動な第２の弁部材（４４）と、が設けられ、
前記弁部材（４０，４４）は、前記冷たさ入口（３３）が、この冷たさ入口（３３）から前記放出部（３４）に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材（４４）を介して前記放出部（３４）に流体接続し、かつ、前記熱さ入口（３２）が、前記放出部（３４）に対して前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、かつ、前記供給部（３５）が、この供給部（３５）から前記熱さ出口（３６）に戻された液体を通すように、前記第１の弁部材（４０）を介して前記熱さ出口（３６）に流体接続している熱回収位置を有することを特徴とする多方弁。
【請求項２】
前記弁部材（４０，４４）の各々には、２つの貫通チャンネル（４１，４２，４５，４６）が設けられ、
前記第１の弁部材（４０）の前記第１の位置では、前記熱さ入口（３２）と前記放出部（３４）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第１の貫通チャンネル（４１）によって接続され、かつ、前記供給部（３５）と前記熱さ出口（３６）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第２の貫通チャンネル（４２）によって接続され、
前記第１の弁部材（４０）の前記第２の位置では、前記熱さ入口（３２）と前記熱さ出口（３６）とは、前記供給部（３５）と前記放出部（３４）とに対して前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、
前記第２の弁部材（４４）の前記第１の位置では、前記冷たさ入口（３３）と前記放出部（３４）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第１の貫通チャンネル（４５）によって接続され、かつ、前記供給部（３５）と前記冷たさ出口（３７）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第２の貫通チャンネル（４６）によって接続され、
前記第２の弁部材（４４）の前記第２の位置では、前記冷たさ入口（３３）と前記冷たさ出口（３７）とは、前記供給部（３５）と前記放出部（３４）とに対して前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、
前記熱回収位置では、前記供給部（３５）と前記熱さ出口（３６）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第１の貫通チャンネル（４１）によって接続され、かつ、前記熱さ入口（３２）は、前記放出部（３４）に対して前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、
前記熱回収位置では、前記冷たさ出口（３７）は、前記供給部（３５）と前記放出部（３４）とに対して前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、かつ、前記冷たさ入口（３３）は、前記第２の弁部材（４４）の前記第２の貫通チャンネル（４６）によって接続される請求項１の多方弁。
【請求項３】
前記弁部材（４０，４４）は、前記熱さ入口（３２）が、この熱さ入口（３２）から前記放出部（３４）に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材（４０）を介して前記放出部（３４）に流体接続し、かつ、前記冷たさ入口（３３）が、前記放出部（３４）に対して前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、かつ、前記供給部（３５）が、この供給部（３５）から前記冷たさ出口（３７）に戻された液体を通すように、前記冷たさ出口（３７）に流体接続している第２の熱回収位置を有する請求項１又は２の多方弁。
【請求項４】
前記第２の熱回収位置では、前記熱さ出口（３６）は、前記供給部（３５）と前記放出部（３４）とに対して前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、かつ、前記熱さ入口（３２）は、前記第１の弁部材（４０）の前記第２の貫通チャンネル（４２）によって接続され、
前記第２の熱回収位置では、前記供給部（３５）と前記冷たさ出口（３７）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第１の貫通チャンネル（４５）によって接続され、かつ、前記冷たさ入口（３３）は、前記放出部（３４）に対して前記第２の弁部材（４４）によって閉じられる請求項３の多方弁。
【請求項５】
前記弁部材（４０，４４）は、前記第２の弁部材（４４）が前記第２の位置を有するとき、前記第１の弁部材（４０）が前記第１の位置を有し、かつ、前記第２の弁部材（４４）が前記第１の位置を有するとき、前記第１の弁部材（４０）が前記第２の位置を有するようにして、互いに接続されている請求項１ないし４のいずれか１の多方弁。
【請求項６】
多方弁（３０）の前記ハウジング（３１）には、
取り入れられた液体を放出するための第２の放出部（６５）と、
前記第２の放出部（６５）を介して多方弁（３０）から放出された液体を多方弁（３０）に戻すための第２の供給部（６４）と、が設けられ、
前記第１の弁（４０）の前記第１の位置では、前記熱さ入口（３２）は、前記第２の放出部（６５）に対して前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、
前記第１の弁部材（４０）の前記第２の位置では、前記熱さ入口（３２）は、この熱さ入口（３２）から前記第２の放出部（６５）に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材（４０）を介して前記第２の放出部（６５）に流体接続し、
前記第２の弁部材（４４）の前記第１の位置では、前記冷たさ入口（３３）は、前記第２の放出部（６５）に対して前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、
前記第２の弁部材（４４）の前記第２の位置では、前記冷たさ入口（３３）は、この冷たさ入口（３３）から前記第２の放出部（６５）に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材（４４）を介して前記第２の放出部（６５）に流体接続している請求項１ないし５のいずれか１の多方弁。
【請求項７】
前記ハウジング（３１）は、前記熱さ入口（３２）を２つの熱さ入口チャンネル（６７，６８）に分割し、かつ、前記熱さ出口（３６）を２つの熱さ出口チャンネル（６９，７０）に分割する第１の分割片（６６）を有し、また、
前記ハウジング（３１）は、前記冷たさ入口（３３）を２つの冷たさ入口チャンネル（５３，５４）に分割し、かつ、前記冷たさ出口（３７）を２つの冷たさ出口チャンネル（５５，５６）に分割する第２の分割片（５２）を有し、
前記第１の弁部材（４０）の前記第１の位置では、前記第１の分割片（６６）の前記第１の熱さ入口チャンネル（６７）と前記放出部（３４）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第１の貫通チャンネル（４１）によって接続され、かつ、前記供給部（３５）と前記第１の分割片（６６）の前記第１の熱さ出口チャンネル（６９）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第２の貫通チャンネル（４２）によって接続され、かつ、前記第２の熱さ入口チャンネル（６８）と前記第１の分割片（６６）の前記第２の熱さ出口チャンネル（７０）とは、前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、
前記第１の弁部材（４０）の前記第２の位置では、前記第１の分割片（６６）の前記第２の熱さ入口チャンネル（６８）と前記第２の放出部（６５）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第１の貫通チャンネル（４１）によって接続され、かつ、前記第２の供給部（６４）と前記第１の分割片（６６）の前記第２の熱さ出口チャンネル（７０）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第２の貫通チャンネル（４２）によって接続され、かつ、前記第１の熱さ入口チャンネル（６７）と前記第１の分割片（６６）の前記第１の熱さ出口チャンネル（６９）とは、前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、
前記第２の弁部材（４４）の前記第１の位置では、前記第２の分割片（５２）の前記第１の冷たさ入口チャンネル（５３）と前記放出部（３４）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第１の貫通チャンネル（４５）によって接続され、かつ、前記供給部（３５）と前記第２の分割片（５２）の前記第１の冷たさ出口チャンネル（５５）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第２の貫通チャンネル（４６）によって接続され、かつ、前記第２の冷たさ入口チャンネル（５４）と前記第２の分割片（５２）の前記第２の冷たさ出口チャンネル（５６）とは、前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、
前記第２の弁部材（４４）の前記第２の位置では、前記第２の分割片（５２）の前記第２の冷たさ入口チャンネル（５４）と前記第２の放出部（６５）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第１の貫通チャンネル（４５）によって接続され、かつ、前記第２の供給部（６４）と前記第２の分割片（５２）の前記第２の冷たさ出口チャンネル（５６）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第２の貫通チャンネル（４６）によって接続され、かつ、前記第１の冷たさ入口チャンネル（５３）と前記第２の分割片（５２）の前記第１の冷たさ出口チャンネル（５５）とは、前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、
前記熱回収位置では、前記供給部（３５）と前記第１の分割片（６６）の前記第１の熱さ出口チャンネル（６９）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第１の貫通チャンネル（４１）によって閉じられ、かつ、前記第１の分割片（６６）の前記第２の熱さ入口チャンネル（６８）と第２の放出部（６５）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第２の貫通チャンネル（４２）によって接続され、また、
前記熱回収位置では、前記第２の供給部（６４）と前記第２の分割片（５２）の前記第２の冷たさ出口チャンネル（５６）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第１の貫通チャンネル（４５）によって接続され、かつ、前記放出部（３４）と前記第２の分割片（５２）の前記第１の冷たさ入口チャンネル（５３）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第２の貫通チャンネル（４６）によって接続される請求項６の多方弁。
【請求項８】
前記第２の熱回収位置では、前記第２の供給部（６４）と前記第１の分割片（６６）の前記第２の熱さ出口チャンネル（７０）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第１の貫通チャンネル（４１）によって接続され、かつ、前記第１の分割片（６６）の前記第１の熱さ入口チャンネル（６７）と前記放出部（３４）とは、前記第１の弁部材（４０）の前記第２の貫通チャンネル（４２）によって接続され、
前記第２の熱回収位置では、前記供給部（３５）と前記第２の分割片（５２）の前記第１の冷たさ出口チャンネル（５５）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第１の貫通チャンネル（４５）によって接続され、かつ、前記第２の放出部（６５）と前記第２の分割片（５２）の前記第２の冷たさ入口チャンネル（５４）とは、前記第２の弁部材（４４）の前記第２の貫通チャンネル（４６）によって接続される請求項７の多方弁。
【請求項９】
多方弁（３０）の前記ハウジング（３１）には、
取り入れられた液体を放出するための第３の放出部（１３４）と、
前記第３の放出部（１３４）を介して多方弁（３０）から放出された液体を多方弁（３０）に戻すための第３の供給部（１３５）と、
取り入れられた液体を放出するための第４の放出部（１６５）と、
前記第４の放出部（１６５）を介して多方弁（３０）から放出された液体を多方弁（３０）に戻すための第４の供給部（１６４）と、が設けられ、
前記第１の弁部材（４０）の前記第１及び第２の位置では、前記熱さ入口（３２）は、前記第３の放出部（１３４）及び前記第４の放出部（１６５）に対して前記第１の弁部材（４０）によって閉じられ、
前記第２の弁部材（４４）の前記第１及び第２の位置では、前記冷たさ入口（３３）は、前記第３の放出部（１３４）及び前記第４の放出部（１６５）に対して前記第２の弁部材（４４）によって閉じられ、
前記第１の弁部材（４０）は、前記熱さ入口（３２）がこの熱さ入口（３２）から前記第３の放出部（１３４）に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材（４０）を介して前記第３の放出部（１３４）に流体接続している第３の位置を有し、また、
前記第１の弁部材（４０）は、前記熱さ入口（３２）がこの熱さ入口（３２）から前記第４の放出部（１６５）に温かい液体を通すように、前記第１の弁部材（４０）を介して前記第４の放出部（１６５）に流体接続している第４の位置を有し、
前記第２の弁部材（４４）は、前記冷たさ入口（３３）がこの冷たさ入口（３３）から前記第３の放出部（１３４）に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材（４４）を介して前記第３の放出部（１３４）に流体接続している第３の位置を有し、また、
前記第２の弁部材（４４）は、前記冷たさ入口（３３）がこの冷たさ入口（３３）から前記第４の放出部（１６５）に冷たい液体を通すように、前記第２の弁部材（４４）を介して前記第４の放出部（１６５）に流体接続している第４の位置を有し、
多方弁（３０）の前記ハウジング（３１）には、第３の弁部材（８５）が設けられ、この第３の弁部材（８５）は、
前記供給部（３５）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第３の放出部（１３４）に流体接続し、かつ、前記第２の供給部（６４）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第４の弁部材（１６５）に流体接続している第１の位置と、
前記第４の供給部（１６４）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第２の放出部（８５）を介して前記放出部（３４）に流体接続し、かつ、前記第３の供給部（１３５）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第２の放出部（６５）に流体接続している第２の位置と、
前記第４の放出部（１６５）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第４の供給部（１６４）に流体接続し、かつ、前記第３の放出部（１３４）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第３の供給部（１３５）に流体接続している第１の熱回収位置と、
前記放出部（３４）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記供給部（３５）に流体接続し、かつ、前記第２の放出部（６５）が前記第３の弁部材（８５）を介して前記第２の供給部（６４）に流体接続している第２の熱回収位置と、の間で可動である請求項６ないし８のいずれか１の多方弁。
【請求項１０】
前記弁部材（４０，４４）は、前記回転軸線に対して回転可能であるように、多方弁（３０）の前記ハウジング（３１）の内部に取り付けられている請求項１ないし９のいずれか１の多方弁。
【請求項１１】
前記弁部材（４０，４４）は、ステッピングモータ（４９）によって駆動されることができる共通の駆動シャフト（４８）に固定されている請求項１０の多方弁。
【請求項１２】
反応器を交互に冷却及び加熱するためのシステムであって、
入口（６）及び出口（７）を備えた反応器（３）と、
熱源（２６）と、
熱放射体（２８）と、
請求項１ないし１１のいずれか１の多方弁（３０）と、を具備し、
前記多方弁（３０）の前記熱さ入口（３２）及び前記熱さ出口（３６）は、前記熱源（２６）に接続され、
前記多方弁（３０）の前記冷たさ入口（３３）及び前記冷たさ出口（３７）は、前記熱放射体（２８）に接続され、
前記多方弁（３０）の前記放出部（３４）は、前記反応器（３）の前記入口（６）に接続され、また、前記反応器（３）の前記出口（７）は、前記多方弁（３０）の前記供給部（３５）に接続されているシステム。
【請求項１３】
前記多方弁（３０）は、請求項６ないし１１のいずれか１に従って構成され、
入口（７６）及び出口（７７）を備えた第２の反応器（７３）が設けられ、
前記多方弁（３０）の前記第２の放出部（６５）は、前記第２の反応器（７３）の前記入口（７６）に接続され、また、前記第２の反応器（７３）の前記出口（７７）は、前記多方弁（３０）の前記第２の供給部（６４）に接続されている請求項１２のシステム。
【請求項１４】
前記多方弁（３０）は、請求項９に従って構成され、
前記第２、第３及び第４の反応器（７３，８３，８４）の各々には、入口（７６）及び出口（７７）が設けられ、
前記多方弁（３０）の前記第２、第３及び第４の放出部（６５）は、それぞれ、前記第２、第３及び第４の反応器（７３，８３，８４）に接続され、
前記第２、第３及び第４の反応器（７３）の前記出口（７７）は、それぞれ、前記多方弁（３０）の前記第２、第３及び第４の供給部（６４）に接続されている請求項１２のシステム。
【請求項１５】
請求項１ないし１１のいずれか１の多方弁（３０）と、
吸着剤及び冷媒を備えた反応器（３）であって、この反応器（３）には、蒸気冷媒用の供給部（４）と、蒸気冷媒用の放出部（５）と、入口（６）と、出口（７）と、反応器（３）の前記入口（６）から前記出口（７）にこの反応器（３）中の吸着剤及び冷媒を通って延びた熱交換線（８）と、が設けられ、前記多方弁（３０）の前記放出部（３４）は、前記反応器（３）の前記入口（６）に接続され、また、前記反応器（３）の前記出口（７）は、前記多方弁（３０）の前記供給部（３５）に接続されている、反応器（３）と、
凝縮器（１０）であって、前記反応器（３）の前記放出部（５）に接続された蒸気冷媒用の供給部（１１）と、凝縮器（１０）中で凝縮された冷媒用の放出部（１２）と、冷たい液体用の入口（１３）と、冷媒用の出口（１４）と、凝縮器（１０）の前記入口（１３）から前記出口（１４）にこの凝縮器（１０）中に延びた熱交換線（１５）と、が設けられ、凝縮器（１０）の冷たい液体の前記出口（１４）は、前記多方弁（３０）の前記冷たさ入口（３３）に接続されている、凝縮器（１０）と、
蒸発器（１８）であって、前記凝縮器（１０）の前記放出部（１２）に接続された液体冷媒用の供給部（１９）と、前記反応器（３）の前記供給部（４）に接続された前記蒸発器（１８）で蒸発された冷却用の放出部（２０）と、冷却流体用の入口（２１）と、冷却流体用の出口（２２）と、前記蒸発器（１８）の前記入口（２１）から前記出口（２２）に蒸発器（１８）中に延びた熱交換線（２３）と、が設けられている、蒸発器（１８）と、
前記多方弁（３０）の前記熱さ入口（３２）及び前記熱さ出口（３６）に接続された熱源（２６）と、
前記多方弁（３０）の前記冷たさ出口（３７）と、前記凝縮器（１０）の冷たい液体用の前記入口（１３）に接続された熱放射体（２８）と、を具備する吸着冷却システム。
【請求項１６】
前記多方弁（３０）は、請求項６ないし１１のいずれかの１に従って構成され、
この吸着冷却システムには、吸着剤及び冷媒を備えた第２の反応器（７３）が設けられ、
前記第２の反応器（７３）には、蒸気冷媒用の供給部（７４）と、蒸気冷媒用の放出部（６５）と、入口（７６）と、出口（７７）と、前記第２の反応器（７３）の前記入口（７６）から前記出口（７７）に前記第２の反応器（７３）中の前記吸着剤及び冷媒を通って延びた熱交換線（６８）と、が設けられ、
前記多方弁（３０）の前記第２の放出部（６５）は、前記第２の反応器（７３）の前記入口（７６）に接続され、また、前記第２の反応器（７３）の前記出口（７７）は、前記多方弁（３０）の前記第２の供給部（６４）に接続され、
前記凝縮器（１０）には、前記第２の反応器（７３）の前記放出部（７５）に接続された蒸気冷媒用の第２の供給部（１６）が設けられ、
前記蒸発器（１８）には、前記第２の反応器（７３）の前記供給部（７４）に接続された前記蒸発器（１８）中で蒸発される冷媒用の第２の放出部（２５）が設けられている請求項１５の吸着冷却システム。
【請求項１７】
前記多方弁（３０）は、請求項９に従って構成され、
この吸着冷却システムには、吸着剤及び冷媒が各々に設けられた第２、第３及び第４の反応器（７３）が設けられ、前記第２、第３及び第４の反応器（７３）の各々には、蒸気冷媒用の供給部（７４）と、蒸気冷媒用の放出部（６５）と、入口（７６）と、出口（７７）と、前記反応器（７３）の前記入口（７６）から前記出口（７６）に前記反応器（７３）中の冷媒吸着剤を通って延びた熱交換線（６８）と、が設けられ、
前記多方弁（３０）の前記第２、第３及び第４の放出部は、それぞれ、前記第２、第３及び第４の反応器（７３，８３，８４）の前記入口（７６）に接続され、
前記第２、第３及び第４の反応器（７３，８３，８４）の前記第２の出口（７７）は、それぞれ、前記多方弁（３０）の前記第２、第３及び第４の供給部（６４）に接続され、
前記凝縮器（１０）には、それぞれ、前記第２、第３及び第４の反応器（７３，８３，８４）の前記放出部（７５）に接続された蒸気媒体用の第２、第３及び第４の放出部（２５）が設けられ、
前記蒸発器（１８）には、それぞれ、前記第２、第３及び第４の反応器（７３，８３，８４）に接続された前記蒸発器（１８）に蒸発された冷媒用の第２、第３及び第４の放出部（２５）が設けられている請求項１５の吸着冷却システム。

【図１】

【図２】

【図３ａ】

【図３ｂ】

【図３ｃ】

【図３ｄ】

【図４】

【図５】

【図６ａ】

【図６ｂ】

【図６ｃ】

【図６ｄ】

【図７】

【図８ａ】

【図８ｂ】

【図８ｃ】

【図８ｄ】

【図８ｅ】

【図８ｆ】

【図８ｇ】

【図８ｈ】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【公表番号】特表２０１２−５０７６７９（Ｐ２０１２−５０７６７９Ａ）
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３５５２９（Ｐ２０１１−５３５５２９）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２００９／０５０６６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５３３５８
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５００５１２７５９）シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド (15)
【Ｆターム（参考）】