(57)【要約】  冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から除去することが可能な気泡除去装置を提供する。  気泡除去装置１００は、筒状の胴部１１０ａと、胴部１１０ａの両端部を閉塞する端壁部１１０ｂ，１１０ｃとを有する本体１１０と、一端側が端壁部１１０ｃに取り付けられると共に、他端側が本体１１０内に位置し且つ端壁部１１０ｂに向かうように、胴部１１０ａの中心軸に沿って延びる管部とを備え、本体１１０には、冷媒を導入するための開口Ｈ１が形成されており、胴部１１０ａの内面は、中心軸に対して螺旋状に延びる螺旋溝１１６を、開口Ｈ１側に少なくとも有する。
2013099972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴部と、前記胴部の両端部を閉塞する第１及び第２の端壁部とを有する本体と、
一端側が前記第１の端壁部に取り付けられると共に、他端側が前記本体内に位置し且つ前記第２の端壁部に向かうように、前記胴部の中心軸に沿って延びる管部とを備え、
前記本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、
前記胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう前記管部の外周面とは離間していると共に、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記開口側に少なくとも有しており、前記第１の螺旋溝の存在により凹凸が前記流路に沿って並んだ凹凸面を呈している、気泡除去装置。
【請求項２】
前記胴部の内面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記胴部の全長にわたって有する、請求項１に記載の気泡除去装置。
【請求項３】
前記開口側における前記第１の螺旋溝のピッチは、前記開口から離れる側における前記第１の螺旋溝のピッチよりも狭い、請求項２に記載の気泡除去装置。
【請求項４】
前記中心軸方向における前記第１の螺旋溝の全幅をＬとし、前記第１の螺旋溝のうちピッチが狭い前記開口側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たす、請求項３に記載の気泡除去装置。
【請求項５】
前記胴部は、前記胴部の内壁面に取り付けられた円筒形コイルばねを含み、
前記第１の螺旋溝は、前記円筒形コイルばねの隣り合う金属線の間隙によって構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項６】
前記金属線の断面は円形状を呈しており、
前記金属線の径は２ｍｍ〜６ｍｍである、請求項５に記載の気泡除去装置。
【請求項７】
前記開口は前記管部の前記一端と対向していない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項８】
前記開口は前記第２の端壁部のうちその外周縁側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面に沿って流れ、前記第１の端壁部によってその向きを反転されて前記管部の外周面に沿って流れた後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項７に記載の気泡除去装置。
【請求項９】
前記開口は前記胴部のうち前記第１の端壁部側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面と前記管部の外周面との間を流れ、前記第２の端壁部によってその向きを反転された後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項７に記載の気泡除去装置。
【請求項１０】
前記開口に接続されると共に一端が前記本体内に位置する入口管部をさらに備え、
前記一端は、前記入口管部の軸に対して斜めに傾斜しており、
前記一端のうち前記胴部に近い側の部分は、前記一端のうち前記胴部の中心軸側の部分よりも短い、請求項７〜９のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１１】
前記管部の外周面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第２の螺旋溝を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１２】
前記第２の螺旋溝は雄ねじによって構成される、請求項１１に記載の気泡除去装置。
【請求項１３】
前記管部内には、前記管部の流路面積よりも小さい流路面積を有する絞り部材が少なくとも一つ設けられている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１４】
前記絞り部材は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を有する平板である、請求項１３に記載の気泡除去装置。
【請求項１５】
一端が前記第１の端壁部寄りに位置すると共に、他端が前記管部の前記他端に向かうように、前記本体内に配置された補助管部をさらに備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１６】
系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の気泡除去装置とを備え、
前記熱交換器と前記気泡除去装置との間で冷媒が出入りする、室外熱交換装置。
【請求項１７】
前記気泡除去装置を複数備え、
前記複数の気泡除去装置のうち第１の気泡除去装置の前記管部と、前記複数の気泡除去装置のうち第２の気泡除去装置の前記管部とが連通しているか、又は、前記第１の気泡除去装置の前記開口と前記第２の気泡除去装置の前記開口とが連通している、請求項１６に記載の室外熱交換装置。
【請求項１８】
系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、
前記熱交換部との間で冷媒が出入りする気泡除去部とを備え、
前記気泡除去部は、
筒状の胴部と、前記胴部の両端部を閉塞する第１及び第２の端壁部とを有する本体と、
一端側が前記第１の端壁部に取り付けられると共に、他端側が前記本体内に位置し且つ前記第２の端壁部に向かうように、前記胴部の中心軸に沿って延びる管部とを有し、
前記本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、
前記胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう前記管部の外周面とは離間していると共に、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記開口側に少なくとも有しており、前記第１の螺旋溝の存在により凹凸が前記流路に沿って並んだ凹凸面を呈している、室外熱交換装置。
【請求項１９】
前記胴部の内面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記胴部の全長にわたって有する、請求項１８に記載の室外熱交換装置。
【請求項２０】
前記開口側における前記第１の螺旋溝のピッチは、前記開口から離れる側における前記第１の螺旋溝のピッチよりも狭い、請求項１９に記載の室外熱交換装置。
【請求項２１】
前記中心軸方向における前記第１の螺旋溝の全幅をＬとし、前記第１の螺旋溝のうちピッチが狭い前記開口側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たす、請求項２０に記載の室外熱交換装置。
【請求項２２】
前記胴部は、前記胴部の内壁面に取り付けられた円筒形コイルばねを含み、
前記第１の螺旋溝は、前記円筒形コイルばねの隣り合う金属線の間隙によって構成される、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２３】
前記金属線の断面は円形状を呈しており、
前記金属線の径は２ｍｍ〜６ｍｍである、請求項２２に記載の室外熱交換装置。
【請求項２４】
前記開口は前記管部の前記一端と対向していない、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２５】
前記開口は前記第２の端壁部のうちその外周縁側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面に沿って流れ、前記第１の端壁部によってその向きを反転されて前記管部の外周面に沿って流れた後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項２４に記載の室外熱交換装置。
【請求項２６】
前記開口は前記胴部のうち前記第１の端壁部側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面と前記管部の外周面との間を流れ、前記第２の端壁部によってその向きを反転された後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項２４に記載の室外熱交換装置。
【請求項２７】
前記気泡除去部は、前記開口に接続されると共に一端が前記本体内に位置する入口管部をさらに備え、
前記一端は、前記入口管部の軸に対して斜めに傾斜しており、
前記一端のうち前記胴部に近い側の部分は、前記一端のうち前記胴部の中心軸側の部分よりも短い、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２８】
前記管部の外周面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第２の螺旋溝を有する、請求項１８〜２７のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２９】
前記第２の螺旋溝は雄ねじによって構成される、請求項２８に記載の室外熱交換装置。
【請求項３０】
前記管部内には、前記管部の流路面積よりも小さい流路面積を有する絞り部材が少なくとも一つ設けられている、請求項１８〜２９のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項３１】
前記絞り部材は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を有する平板である、請求項３０に記載の室外熱交換装置。
【請求項３２】
前記気泡除去部は、一端が前記第１の端壁部寄りに位置すると共に、他端が前記管部の前記他端に向かうように、前記本体内に配置された補助管部をさらに備える、請求項１８〜３１のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項３３】
前記気泡除去部を複数備え、
前記複数の気泡除去部のうち第１の気泡除去部の前記管部と、前記複数の気泡除去部のうち第２の気泡除去部の前記管部とが連通しているか、又は、前記第１の気泡除去部の前記開口と前記第２の気泡除去部の前記開口とが連通している、請求項１８〜３２のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項３４】
室内熱交換装置と、圧縮機と、請求項１６〜３３のいずれか一項に記載の室外熱交換装置と、膨張装置とがこの順に配管で接続されることにより、冷媒が循環する閉じた系が構成された、冷凍空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡除去装置、室外熱交換装置及び冷凍空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内熱交換器（蒸発器ともいう）と、圧縮機と、室外熱交換器（凝縮器ともいう）と、膨張弁とを備える冷凍空調システムが知られている（特許文献１参照）。室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器及び膨張弁は、冷媒が流通する配管でそれぞれ接続されている。そのため、冷凍空調システムは閉じた系として構成され、冷媒は気体と液体との間で相転移を繰り返しながら当該系内を循環する。【０００３】
空調システムが冷房装置として運転される場合、室内熱交換器は蒸発器として機能し、室外熱交換器は凝縮器として機能する。この場合の冷媒の変化の様子を説明する。まず、圧縮機が動作すると、低温低圧の飽和蒸気の状態にある冷媒が、圧縮機によって圧縮されて高温高圧の過熱蒸気に変化する。続いて、過熱蒸気の状態にある冷媒が、凝縮器において系外と熱交換を行って常温高圧の液体となる。【０００４】
続いて、常温高圧の液体の状態にある冷媒が、膨張弁により膨張して低温低圧の湿り蒸気となる。続いて、低温低圧の湿り蒸気の状態にある冷媒が、蒸発器（室内熱交換器）において系外と熱交換を行って系外の熱を吸収し、完全に蒸発して、飽和蒸気に変化する。冷媒がこのように変化しながら冷凍空調システム内を循環することで、室内熱交換器（蒸発器）が設置されている室内の気温が低下すると共に、圧縮機で高温高圧になった熱が屋外に放出されるため、室外熱交換器（凝縮器）が設置されている屋外の気温が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２１８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
凝縮器において冷媒が気体から液体に変化する際、冷媒の全てが完全に液体にならず、液体となった冷媒中に気泡が残存する場合がある。気泡の大きさは、目視できるものから、目視では確認できない極めて微少なものまで様々である。極めて微少な大きさの気泡は、冷媒を構成する化合物（例えば、炭素、水素、フッ素、塩素）のラジカル（分子として結合されていない原子）が複数集合して形成されており、「真空気泡」ともいう。【０００７】
この真空気泡は、結合された分子の状態にないため、冷却しても液体にはならない。真空気泡が冷媒中に残存したままであると、冷媒が膨張弁を通過する際における膨張効率が低下し、冷凍空調システムの運転効率の効率が低下しうる。【０００８】
そこで、本発明は、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から除去することが可能な気泡除去装置、室外熱交換装置及び冷凍空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る気泡除去装置は、筒状の胴部と、胴部の両端部を閉塞する第１及び第２の端壁部とを有する本体と、一端側が第１の端壁部に取り付けられると共に、他端側が本体内に位置し且つ第２の端壁部に向かうように胴部の中心軸に沿って延びる管部とを備え、本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう管部の外周面とは離間していると共に、中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、開口側に少なくとも有しており、第１の螺旋溝の存在により凹凸が流路に沿って並んだ凹凸面を呈している。【００１０】
本発明の一側面に係る気泡除去装置では、胴部の内面が、中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、開口側に少なくとも有する。真空気泡を含む液状の冷媒は、開口から導入されると、胴部のうち開口側に存在する第１の螺旋溝に衝突しつつ流路内を流れる。そのため、本体内において冷媒の旋回流が形成される。冷媒の旋回流に随伴して流れる真空気泡は、外方に向かい、胴部の内面に押し寄せられる。胴部の内面は第１の螺旋溝を有するので、真空気泡は第１の螺旋溝と接触しながら当該溝に沿って流れていく。この過程で真空気泡の分解が促進され、個々のラジカルが液状の冷媒に混ざりやすくなる。その結果、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。【００１１】
胴部の内面は、中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、胴部の全長にわたって有してもよい。この場合、真空気泡が第１の螺旋溝に長く接触することとなる。そのため、真空気泡の分解と冷媒への混合がより促進される。【００１２】
開口側における第１の螺旋溝のピッチは、開口から離れる側における第１の螺旋溝のピッチよりも狭くてもよい。【００１３】
中心軸方向における第１の螺旋溝の全幅をＬとし、第１の螺旋溝のうちピッチが狭い開口側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たしてもよい。【００１４】
胴部は、胴部の内壁面に取り付けられた円筒形コイルばねを含み、第１の螺旋溝は、円筒形コイルばねの隣り合う金属線の間隙によって構成されてもよい。この場合、円筒形コイルばねを用いることにより、第１の螺旋溝を簡便に且つ低コストで構成できる。【００１５】
金属線の断面は円形状を呈しており、金属線の径は２ｍｍ〜６ｍｍであってもよい。【００１６】
開口は管部の一端と対向していなくてもよい。この場合、冷媒が開口から管部に直接流れにくくなる。【００１７】
開口は第２の端壁部のうちその外周縁側に形成されており、管部は中心軸上に位置しており、開口から導入される冷媒は、胴部の内周面に沿って流れ、第１の端壁部によってその向きを反転されて管部の外周面に沿って流れた後、管部の他端を通じて外部に流出してもよい。【００１８】
本発明の一側面に係る気泡除去装置は、開口に接続されると共に一端が本体内に位置する入口管部をさらに備え、一端は、入口管部の軸に対して斜めに傾斜しており、一端のうち胴部に近い側の部分は、一端のうち胴部の中心軸側の部分よりも短くてもよい。この場合、入口管部の一端は、胴部の内面側に向かう。そのため、入口管部の一端から本体内に流出した冷媒は、主として第１の螺旋溝に向かって流れる。従って、本体内において冷媒の旋回流がより形成されやすくなる。その結果、冷媒中に存在する真空気泡の分解除去をより促進できる。【００１９】
開口は胴部のうち第１の端壁部側に形成されており、管部は中心軸上に位置しており、開口から導入される冷媒は、胴部の内周面と管部の外周面との間を流れ、第２の端壁部によってその向きを反転された後、管部の他端を通じて外部に流出してもよい。【００２０】
管部の外周面は、中心軸に対して螺旋状に延びる第２の螺旋溝を有してもよい。この場合、冷媒が第２の螺旋溝に接しつつ流れるので、旋回流がさらに形成されやすくなる。そのため、第１の螺旋溝で除去しきれなかった真空気泡があった場合でも、真空気泡を含む冷媒が管部の外周面まで流れると、真空気泡が外方（第１の螺旋溝側）に向けて移動しやすくなる。その結果、真空気泡が再び第１の螺旋溝で分解されるので、真空気泡の冷媒からの除去がより確実となる。【００２１】
第２の螺旋溝は雄ねじによって構成されてもよい。この場合、第２の螺旋溝を簡便に且つ低コストで構成できる。【００２２】
管部内には、管部の流路面積よりも小さい流路面積を有する絞り部材が少なくとも一つ設けられていてもよい。この場合、絞り部材の上流側に対して絞り部材の下流側の圧力が低くなる。そのため、真空気泡として構成されたラジカルの集合体に作用する冷媒からの力が相対的に低くなるので、真空気泡が分解されやすくなる。その結果、真空気泡の冷媒からの除去をより一層促進できる。【００２３】
絞り部材は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を有する平板であってもよい。【００２４】
本発明の一側面に係る気泡除去装置は、一端が第１の端壁部寄りに位置すると共に、他端が管部の他端に向かうように、本体内に配置された補助管部をさらに備えてもよい。ところで、第１の端壁部によって胴部の一端部が閉塞されているので、第１の端壁部の近傍には、第１の螺旋溝によって真空気泡が分解除去された後の冷媒、すなわちほぼ完全に液化された冷媒が溜まりやすくなっている。この冷媒の液溜まりが生ずる第１の端壁部寄りに補助管部の一端が位置しており、補助管部の他端が管部の他端に向かっているため、補助管部により液溜まりとなっている冷媒を管部に直接流すことができる。その結果、ほぼ完全に液化された冷媒を、補助管部及び管部を通じて効率よく下流側に流すことができる。【００２５】
本発明の他の側面に係る室外熱交換装置は、系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、上記の気泡除去装置とを備え、熱交換器と気泡除去装置との間で冷媒が出入りする。本発明に係る室外熱交換装置は、上記の気泡除去装置を備えるため、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。【００２６】
本発明の他の側面に係る室外熱交換装置は、気泡除去装置を複数備え、複数の気泡除去装置のうち第１の気泡除去装置の管部と、複数の気泡除去装置のうち第２の気泡除去装置の管部とが連通しているか、又は、第１の気泡除去装置の開口と第２の気泡除去装置の開口とが連通していてもよい。この場合、冷媒が第１及び第２の気泡除去装置内を順方向又は逆方向のどちらに流れたとしても、第１又は第２の気泡除去装置が有する第１の螺旋溝の作用により、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。そのため、冷房又は暖房として機能させるために冷媒の循環方向の正逆が回転しうる冷凍空調システムに、本発明の他の側面に係る室外熱交換装置を好適に用いることができる。【００２７】
本発明の他の側面に係る室外熱交換装置は、系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、熱交換部との間で冷媒が出入りする気泡除去部とを備え、気泡除去部は、筒状の胴部と、胴部の両端部を閉塞する第１及び第２の端壁部とを有する本体と、一端側が第１の端壁部に取り付けられると共に、他端側が本体内に位置し且つ第２の端壁部に向かうように、胴部の中心軸に沿って延びる管部とを有し、本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう管部の外周面とは離間していると共に、中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、開口側に少なくとも有しており、第１の螺旋溝の存在により凹凸が流路に沿って並んだ凹凸面を呈している。【００２８】
本発明の他の側面に係る室外熱交換装置では、気泡除去部が筒状の胴部を有しており、当該胴部の内面が、中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、開口側に少なくとも有する。真空気泡を含む液状の冷媒は、開口から導入されると、胴部のうち開口側に存在する第１の螺旋溝に衝突しつつ流路内を流れる。そのため、気泡除去部の本体内において冷媒の旋回流が形成される。冷媒の旋回流に随伴して流れる真空気泡は、外方に向かい、胴部の内面に押し寄せられる。胴部の内面は第１の螺旋溝を有するので、真空気泡は第１の螺旋溝と接触しながら当該溝に沿って流れていく。この過程で真空気泡の分解が促進され、個々のラジカルが液状の冷媒に混ざりやすくなる。その結果、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。【００２９】
胴部の内面は、中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、胴部の全長にわたって有してもよい。この場合、真空気泡が第１の螺旋溝に長く接触することとなる。そのため、真空気泡の分解と冷媒への混合がより促進される。【００３０】
開口側における第１の螺旋溝のピッチは、開口から離れる側における第１の螺旋溝のピッチよりも狭くてもよい。【００３１】
中心軸方向における第１の螺旋溝の全幅をＬとし、第１の螺旋溝のうちピッチが狭い開口側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たしてもよい。【００３２】
胴部は、胴部の内壁面に取り付けられた円筒形コイルばねを含み、第１の螺旋溝は、円筒形コイルばねの隣り合う金属線の間隙によって構成されてもよい。この場合、円筒形コイルばねを用いることにより、第１の螺旋溝を簡便に且つ低コストで構成できる。【００３３】
金属線の断面は円形状を呈しており、金属線の径は２ｍｍ〜６ｍｍであってもよい。【００３４】
開口は管部の一端と対向していなくてもよい。この場合、冷媒が開口から管部に直接流れにくくなる。【００３５】
開口は第２の端壁部のうちその外周縁側に形成されており、管部は中心軸上に位置しており、開口から導入される冷媒は、胴部の内周面に沿って流れ、第１の端壁部によってその向きを反転されて管部の外周面に沿って流れた後、管部の他端を通じて外部に流出してもよい。【００３６】
開口は胴部のうち第１の端壁部側に形成されており、管部は中心軸上に位置しており、開口から導入される冷媒は、胴部の内周面と管部の外周面との間を流れ、第２の端壁部によってその向きを反転された後、管部の他端を通じて外部に流出してもよい。【００３７】
気泡除去部は、開口に接続されると共に一端が本体内に位置する入口管部をさらに備え、一端は、入口管部の軸に対して斜めに傾斜しており、一端のうち胴部に近い側の部分は、一端のうち胴部の中心軸側の部分よりも短くてもよい。この場合、入口管部の一端は、胴部の内面側に向かう。そのため、入口管部の一端から本体内に流出した冷媒は、主として第１の螺旋溝に向かって流れる。従って、本体内において冷媒の旋回流がより形成されやすくなる。その結果、冷媒中に存在する真空気泡の分解除去をより促進できる。【００３８】
管部の外周面は、中心軸に対して螺旋状に延びる第２の螺旋溝を有してもよい。この場合、冷媒が第２の螺旋溝に接しつつ流れるので、旋回流がさらに形成されやすくなる。そのため、第１の螺旋溝で除去しきれなかった真空気泡があった場合でも、真空気泡を含む冷媒が管部の外周面まで流れると、真空気泡が外方（第１の螺旋溝側）に向けて移動しやすくなる。その結果、真空気泡が再び第１の螺旋溝で分解されるので、真空気泡の冷媒からの除去がより確実となる。【００３９】
第２の螺旋溝は雄ねじによって構成されてもよい。この場合、第２の螺旋溝を簡便に且つ低コストで構成できる。【００４０】
管部内には、管部の流路面積よりも小さい流路面積を有する絞り部材が少なくとも一つ設けられていてもよい。この場合、絞り部材の上流側に対して絞り部材の下流側の圧力が低くなる。そのため、真空気泡として構成されたラジカルの集合体に作用する冷媒からの力が相対的に低くなるので、真空気泡が分解されやすくなる。その結果、真空気泡の冷媒からの除去をより一層促進できる。【００４１】
絞り部材は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を有する平板であってもよい。【００４２】
気泡除去部は、一端が第１の端壁部寄りに位置すると共に、他端が管部の他端に向かうように、本体内に配置された補助管部をさらに備えてもよい。ところで、第１の端壁部によって胴部の一端部が閉塞されているので、第１の端壁部の近傍には、第１の螺旋溝によって真空気泡が分解除去された後の冷媒、すなわちほぼ完全に液化された冷媒が溜まりやすくなっている。この冷媒の液溜まりが生ずる第１の端壁部寄りに補助管部の一端が位置しており、補助管部の他端が管部の他端に向かっているため、補助管部により液溜まりとなっている冷媒を管部に直接流すことができる。その結果、ほぼ完全に液化された冷媒を、補助管部及び管部を通じて効率よく下流側に流すことができる。【００４３】
本発明の他の側面に係る室外熱交換装置は、気泡除去部を複数備え、複数の気泡除去部のうち第１の気泡除去部の管部と、複数の気泡除去部のうち第２の気泡除去部の管部とが連通しているか、又は、第１の気泡除去部の開口と第２の気泡除去部の開口とが連通していてもよい。この場合、冷媒が第１及び第２の気泡除去部内を順方向又は逆方向のどちらに流れたとしても、第１又は第２の気泡除去部が有する第１の螺旋溝の作用により、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。そのため、冷房又は暖房として機能させるために冷媒の循環方向の正逆が回転しうる冷凍空調システムに、本発明の他の側面に係る室外熱交換装置を好適に用いることができる。【００４４】
本発明の他の側面に係る冷凍空調システムは、室内熱交換装置と、圧縮機と、上記の室外熱交換装置と、膨張装置とがこの順に配管で接続されることにより、冷媒が循環する閉じた系が構成されている。本発明の他の側面に係る冷凍空調システムは、上記の室外熱交換装置を備えるため、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。そのため、冷凍空調システムの運転効率を高めることができ、省エネルギーに大きく貢献できる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から除去することが可能な気泡除去装置、室外熱交換装置及び冷凍空調システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本実施形態に係る冷凍空調システムを冷房装置として用いた場合の図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る冷凍空調システムを暖房装置として用いた場合の図である。
【図３】図３（ａ）は本実施形態に係る気泡除去装置を示す断面図であり、図３（ｂ）は本実施形態に係る気泡除去装置を中心軸方向から見たときの側面図である。
【図４】図４（ａ）は他の実施形態に係る気泡除去装置を示す断面図であり、図４（ｂ）は他の実施形態に係る気泡除去装置を中心軸方向から見たときの側面図である。
【図５】図５（ａ）はさらに他の実施形態に係る気泡除去装置を示す断面図であり、図５（ｂ）はさらに他の実施形態に係る気泡除去装置を中心軸方向から見たときの側面図である。
【図６】図６（ａ）はさらに他の実施形態に係る気泡除去装置を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の絞り部材を中心軸方向から見たときの図である。
【図７】図７は、さらに他の実施形態に係る気泡除去装置を示す断面図である。
【図８】図８は、さらに他の実施形態に係る気泡除去装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明に係る冷凍空調システム１の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００４８】
冷凍空調システム１は、家庭用又は業務用の空調装置、冷蔵装置又は冷凍装置として用いられる。空調装置としては、例えば、ルームエアコンやカーエアコンなどが挙げられる。冷凍空調システム１は、図１に示されるように、室内熱交換装置１０と、三方弁１２と、四方弁１４と、圧縮機１６と、室外熱交換装置１８と、キャピラリチューブ２０と、二方弁２２とを備える。
【００４９】
室内熱交換装置１０と、三方弁１２と、四方弁１４と、圧縮機１６と、室外熱交換装置１８と、キャピラリチューブ２０と、二方弁２２とは、この順に配管で接続されており、これらの内部を冷媒が循環する。そのため、冷凍空調システム１は、冷媒が循環する閉じた系として構成されている。
【００５０】
冷媒の種類としては、例えば、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ又はＨＣＦや、その他の混合冷媒などが挙げられる。ＣＦＣとしては、例えば、Ｒ−１１、Ｒ−１２、Ｒ−１３、Ｒ−１１４、Ｒ−１１５、Ｒ−５０２などが挙げられる。ＨＣＦＣとしては、例えば、Ｒ−２２、Ｒ−１２３、Ｒ−１２３ａ、Ｒ−１２４、Ｒ−１４１ｂ、Ｒ−１４２ｂ、Ｒ−２２５ａａ、Ｒ−２２５ｂａ、Ｒ−２２５ｂｂ、Ｒ−２２５ｃａ、Ｒ−２２５ｃｂ、Ｒ−２２５ｃｃ、Ｒ−４０１Ａ、Ｒ−４０１Ｂ、Ｒ−４０１Ｃ、Ｒ−４０８Ａ、Ｒ−４０９Ａ、Ｒ−４０９Ｂなどが挙げられる。ＨＣＦとしては、例えば、Ｒ−２３、Ｒ−３２、Ｒ−１２５、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−１５２ａ、Ｒ−２２７ｅａ、Ｒ−２３６ｆａ、Ｒ−２４５ｃｂ、Ｒ−Ｒ−２４５ｃａ、Ｒ−２４５ｆａ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４０７Ａ、Ｒ−４０７Ｂ、Ｒ−４０７Ｃ、Ｒ−４０７Ｄ、Ｒ−４０７Ｅ、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４１０Ｂ、Ｒ−４１３ａ、Ｒ−５０７Ａなどが挙げられる。その他の混合冷媒としては、例えば、Ｒ−１４、Ｒ−１１６、Ｒ−２１８、Ｒ−２４５ｃｂ、Ｒ−２４５ｍｃ、Ｒ−２９０、Ｒ−４０２Ａ、Ｒ−４０２Ｂ、Ｒ−４０３Ａ、Ｒ−４０３Ｂ、Ｒ−４０５Ａ、Ｒ−４０６、Ｒ−４１１Ａ、Ｒ−４１１Ｂ、Ｒ−４１２Ａ、Ｒ−５０８Ａ、Ｒ−５０８Ｂ、Ｒ−５０９Ａ、Ｒ−６００、Ｒ−６００ａ、Ｒ−７０２、Ｒ−７０４、Ｒ−７１７、Ｒ−７１８、Ｒ−７２０、Ｒ−７２８、Ｒ−７４０、Ｒ−７３２、Ｒ−７４４、Ｒ−７４４Ａ、Ｒ−７６４、Ｒ−１１１４、Ｒ−１２７０、Ｒ−Ｃ３１８などが挙げられる。
【００５１】
室内熱交換装置１０は、冷房、暖房又は冷凍が行われる室内に配置されている。室内熱交換装置１０は、図示しない熱交換器を有し、当該熱交換器内を流れる冷媒と当該室内（冷凍空調システム１の系外）との間で熱交換を行い、室内の温度を調整する。
【００５２】
四方弁１４は、冷媒の流れの正逆を切り替えて、冷凍空調システム１の運転状態を冷房又は暖房に変更する。圧縮機１６は、冷媒を圧縮して高温高圧状態に変化させる。
【００５３】
室外熱交換装置１８は、室内熱交換装置１０が配置されている室内とは異なる空間（例えば屋外）に配置されている。室外熱交換装置１８は、熱交換器２４と、気泡除去装置１００とを有する。熱交換器２４は、熱交換器２４内を流れる冷媒と当該空間（冷凍空調システム１の系外）との間で熱交換を行う。
【００５４】
気泡除去装置１００は、図３に示されるように、本体１１０と、管部１１２，１１４とを有する。本体１１０は、胴部１１０ａと、胴部１１０ａの両端部を閉塞する一対の端壁部１１０ｂ，１１０ｃとを含む。
【００５５】
胴部１１０ａは、円筒状の筒体１１０ｄと、円筒形コイルばね１１０ｅとを含む。筒体１１０ｄの長さは例えば１５ｃｍ程度に設定することができ、筒体１１０ｄの内径は例えば８．５ｃｍ程度に設定することができる。円筒形コイルばね１１０ｅは、筒体１１０ｄの内壁面に取り付けられている。そのため、胴部１１０ａの内面は、胴部１１０ａの中心軸（以下、「中心軸」という）に対して螺旋状に延びる螺旋溝１１６を有する。すなわち、本実施形態において、螺旋溝１１６は、円筒形コイルばね１１０ｅの隣り合う金属線の間隙によって構成されている。
【００５６】
当該金属線の断面は、図３に示されるように、円形状を呈している。当該金属線の径は、２ｍｍ〜６ｍｍ程度に設定することができ、特に４ｍｍ程度に設定してもよい。胴部１１０ａの内面（螺旋溝１１６）は、管部１１４の外周面とは離間している。そのため、胴部１１０ａの内面と管部１１４の外周面との間において、冷媒が流れる流路を構成している。胴部１１０ａの内面は、螺旋溝１１６の存在により凹凸が当該流路に沿って（端壁部１１０ｂ，１１０ｃの対向方向に）並んだ凹凸面を呈している。
【００５７】
本実施形態において、円筒形コイルばね１１０ｅの全長は、筒体１１０ｄの全長と略等しい。そのため、螺旋溝１１６は、胴部１１０ａの全体にわたって存在している。図３に示されるように、本実施形態において、管部１１２側における螺旋溝１１６のピッチは、管部１１２から離れる側（管部１１４側）における螺旋溝１１６のピッチよりも狭い。中心軸方向における螺旋溝１１６（円筒形コイルばね１１０ｅ）の全幅をＬとし、螺旋溝１１６のうちピッチが狭い管部１１２側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たしてもよいし、１／３≦Ｌ１／Ｌ≦２／３を満たしてもよいし、１／３≦Ｌ１／Ｌ≦１／２を満たしてもよい。
【００５８】
端壁部１１０ｂ，１１０ｃは、円板状を呈する。端壁部１１０ｂの外周縁側には、開口Ｈ１が形成されている。管部１１２は、開口Ｈ１と連通するように端壁部１１０ｂに取り付けられている。端壁部１１０ｃの中心近傍には、開口Ｈ２が形成されている。管部１１４は、一端が本体１１０内（胴部１１０ａ内）に位置するように、開口Ｈ２内に挿通された状態で端壁部１１０ｃに取り付けられている。そのため、開口Ｈ１（管部１１２）と開口Ｈ２（管部１１４）とは、中心軸方向から見たときに対向していない。
【００５９】
管部１１４の外周面であって本体１１０内（胴部１１０ａ内）に位置する部分には、雄ねじが形成されている。そのため、管部１１４の外周面は、中心軸に対して螺旋状に延びる螺旋溝１１８を有する。管部１１４の螺旋溝１１８の巻き方向は、円筒形コイルばね１１０ｅの巻き方向と同じである。
【００６０】
図１に戻って、キャピラリチューブ２０は、冷媒に断熱膨張を生じさせて冷媒の一部を液体から気体へと変化させるためのものであり、膨張弁と同等に機能する。そのため、キャピラリチューブ２０の断面積（流路面積）は、他の配管の断面積（流路面積）よりも小さい。
【００６１】
続いて、図１及び図３を参照して、以上のような冷凍空調システム１を冷房装置として運転する場合について説明する。このとき、室内熱交換装置１０が有する熱交換器は蒸発器として機能し、室外熱交換装置１８が有する熱交換器２４は凝縮器として機能する。
【００６２】
圧縮機１６が動作すると、低温低圧の飽和蒸気の状態にある冷媒が、圧縮機１６によって圧縮されて高温高圧の過熱蒸気に変化する。続いて、過熱蒸気の状態にある冷媒が、室外熱交換装置１８が有する熱交換器２４において系外と熱交換を行って常温高圧の液体となる。この際、冷媒の全てが完全に液体にならず、液体となった冷媒中に真空気泡が存在する場合がある。真空気泡を含む液状の冷媒は、室外熱交換装置１８が有する気泡除去装置１００内に管部１１２（開口Ｈ１）を通じて流入する。
【００６３】
冷媒が気泡除去装置１００内に流入すると、冷媒は螺旋溝１１６に衝突しつつ流れる。そのため、本体１１０内において冷媒の旋回流が形成される。冷媒の旋回流に随伴して流れる真空気泡は、外方に向かい、胴部１１０ａの内面に押し寄せられる。胴部１１０ａの内面は螺旋溝１１６を有するので、真空気泡は螺旋溝１１６と接触しながら当該溝１１６に沿って流れていく。この過程で真空気泡の分解が促進され、個々のラジカルが液状の冷媒に混ざりやすくなる。
【００６４】
胴部１１０ａの内面における螺旋溝１１６に沿って流れた冷媒は、端壁部１１０ｃに当たってその流れの向きを反転させ、管部１１４の外周面に沿いつつ端壁部１１０ｂに向かって流れる。つまり、冷媒は螺旋溝１１８に接しつつ流れるので、螺旋溝１１８によっても旋回流が形成される。そのため、螺旋溝１１６で分解除去しきれなかった真空気泡があった場合でも、真空気泡を含む冷媒が管部１１４の外周面まで流れると、真空気泡が外方（螺旋溝１１６側）に向けて移動しやすくなる。その結果、真空気泡が再び螺旋溝１１６で分解されるので、真空気泡の冷媒からの分解除去がより確実となる。
【００６５】
管部１１４の本体１１０内における端部まで冷媒が流れると、冷媒は、当該端部の開口から管部１１４内に流れる。そのため、真空気泡が除去され且つ常温高圧の液体の状態にある冷媒が、管部１１４（開口Ｈ２）から流出する（図３の矢印参照）。
【００６６】
続いて、常温高圧の液体の状態にある冷媒が、キャピラリチューブ２０により膨張して低温低圧の湿り蒸気となる。続いて、低温低圧の湿り蒸気の状態にある冷媒が、室内熱交換装置１０が有する熱交換器において系外と熱交換を行って系外の熱を吸収し、完全に蒸発して、飽和蒸気に変化する。
【００６７】
こうして、冷媒は、圧縮機１６、四方弁１４、室外熱交換装置１８（熱交換器２４、気泡除去装置１００）、キャピラリチューブ２０、二方弁２２、室内熱交換装置１０、三方弁１２、四方弁１４の順に流れて、冷凍空調システム１内を循環する。冷媒が冷凍空調システム１内をこのように変化しながら循環することで、蒸発器（室内熱交換装置１０）が設置されている室内の気温が低下すると共に、凝縮器（室外熱交換装置１８）が設置されている屋外の気温が上昇する。
【００６８】
続いて、図２を参照して、冷凍空調システム１を暖房装置として運転する場合について説明する。このとき、室内熱交換装置１０が有する熱交換器は凝縮器として機能し、室外熱交換装置１８が有する熱交換器２４は蒸発器として機能する。
【００６９】
圧縮機１６が動作すると、低温低圧の乾き蒸気の状態にある冷媒が、圧縮機１６によって圧縮されて高温高圧の過熱蒸気に変化する。続いて、過熱蒸気の状態にある冷媒が、室内熱交換装置１０が有する熱交換器において系外と熱交換を行って常温高圧の液体となる。
【００７０】
続いて、常温高圧の液体の状態にある冷媒が、キャピラリチューブ２０により膨張して低温低圧の湿り蒸気となる。続いて、低温低圧の湿り蒸気の状態にある冷媒が、室外熱交換装置１８によって加熱されて低温低圧の乾き蒸気に変化する。
【００７１】
こうして、冷媒は、圧縮機１６、四方弁１４、三方弁１２、室内熱交換装置１０、二方弁２２、キャピラリチューブ２０、室外熱交換装置１８（熱交換器２４、気泡除去装置１００）、四方弁１４の順に流れて、冷凍空調システム１内を循環する。冷媒が冷凍空調システム１内をこのように変化しながら循環することで、蒸発器（室内熱交換装置１０）が設置されている室内の気温が上昇すると共に、凝縮器（室外熱交換装置１８）が設置されている屋外の気温が低下する。
【００７２】
以上のような本実施形態では、胴部１１０ａの内面が、中心軸に対して螺旋状に延びる螺旋溝１１６を有する。真空気泡を含む液状の冷媒が螺旋溝１１６に衝突しつつ流れる過程で、真空気泡の分解が促進され、個々のラジカルが液状の冷媒に混ざりやすくなる。その結果、冷媒中に存在する真空気泡を冷媒から分解除去できる。
【００７３】
本実施形態では、螺旋溝１１６が、胴部１１０ａの全長にわたって存在している。そのため、真空気泡が螺旋溝１１６に長く接触することとなる。従って、真空気泡の分解と冷媒への混合がより促進される。
【００７４】
本実施形態では、螺旋溝１１６が円筒形コイルばね１１０ｅの隣り合う金属線の間隙によって構成されている。そのため、円筒形コイルばね１１０ｅを用いることにより、螺旋溝１１６を簡便に且つ低コストで構成できる。
【００７５】
本実施形態では、開口Ｈ１（管部１１２）と開口Ｈ２（管部１１４）とは、中心軸方向から見たときに対向していない。そのため、冷媒が開口Ｈ１（管部１１２）から開口Ｈ２（管部１１４）に直接流れにくくなる。
【００７６】
本実施形態では、管部１１４の外周面が、中心軸に対して螺旋状に延びる螺旋溝１１８を有している。そのため、冷媒が螺旋溝１１８に接しつつ流れるので、旋回流がさらに形成されやすくなる。従って、真空気泡が外方に向けて移動しやすくなり、真空気泡の分解がさらに促進される。
【００７７】
本実施形態では、螺旋溝１１６は雄ねじによって構成されている。そのため、螺旋溝１１６を簡便に且つ低コストで構成できる。
【００７８】
本実施形態に係る冷凍空調システム１は、既存の冷凍空調システムに気泡除去装置１００を付加することで構成することができる。そのため、気泡除去装置１００を付加するだけで、冷凍空調システム１全体の運転効率を高めることができ、省エネルギーに大きく貢献できる。また、気泡除去装置１００を付加するにあたり、既存の冷凍空調システム内の冷媒を入れ替える必要もない。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では円筒形コイルばね１１０ｅにより螺旋溝１１６を構成していたが、筒体１１０ｄの内壁面に螺旋溝を直接形成してもよい。溝の断面形状として、Ｕ字形状、三角形状、四角形状、その他の異形状など、各種の形状を採用できる。
【００８０】
本実施形態では、螺旋溝１１６は筒体１１０ｄの全長と略等しい長さであったが、胴部１１０ａの内面は、冷媒が流入する開口Ｈ１（管部１１２）側に少なくとも螺旋溝１１６を有していればよい。
【００８１】
本実施形態では、筒体１１０ｄは円筒状を呈していたが、筒体１１０ｄの形状として、六角形状（図４参照）又は四角形状（図５参照）といった多角形状や、楕円形状など、各種の形状を採用できる。
【００８２】
本実施形態では、管部１１２と連通する開口Ｈ１が端壁部１１０ｂに形成されていたが、胴部１１０ａや端壁部１１０ｃに開口Ｈ１が形成されていてもよい。図５に示されるように、胴部１１０ａにおける端壁部１１０ｃ寄りの部分に開口Ｈ１が形成されている場合には、冷媒は、端壁部１１０ｂに向かって流れた後、管部１１４内に流れる。図５において、円筒形コイルばね１１０ｅは開口Ｈ１から端壁部１１０ｂにわたって存在している。すなわち、胴部１１０ａの内面のうち、開口Ｈ１から端壁部１１０ｂの間の部分が、螺旋溝１１６を有する。これは、円筒形コイルばね１１０ｅによって開口Ｈ１を閉塞して冷媒の流れを妨げないようにするためである。開口Ｈ１部分において円筒形コイルばね１１０ｅを構成する金属線同士が離間し、冷媒が流通できるようになっていれば、図５のように開口Ｈ１が胴部１１０ａに形成されている場合でも、円筒形コイルばね１１０ｅが胴部１１０ａの全長にわたって存在していてもよい。図５のように開口Ｈ１が胴部１１０ａに形成されている場合には、開口Ｈ１から端壁部１１０ｂまでの螺旋溝１１６の長さをＬとし、螺旋溝１１６のうちピッチが狭い管部１１２側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たしてもよいし、１／３≦Ｌ１／Ｌ≦２／３を満たしてもよいし、１／３≦Ｌ１／Ｌ≦１／２を満たしてもよい。
【００８３】
本実施形態における円筒形コイルばね１１０ｅの金属線の断面形状として、円形状や、矩形状など、各種の形状を採用できる。
【００８４】
本実施形態では、管部１１４の螺旋溝１１８が雄ねじによって構成されていたが、管部１１４の外周面に金属線を螺旋状に巻き付けて、隣り合う金属線の間隙によって螺旋溝１１８を構成してもよい。管部１１４に螺旋溝１１８がなくてもよい。
【００８５】
螺旋溝１１６，１１８のピッチは、中心軸方向に沿って一定でもよいし、変化してもよい。
【００８６】
図６に示されるように、管部１１４内には絞り部材１２０が設けられていてもよい。図６（ａ）に示される例では、平板状を呈する１０個の絞り部材１２０が管部１１４内に設けられている。管部１１４内における絞り部材１２０の数は、５個〜１０個程度であってもよいし、少なくとも一つであってもよい。
【００８７】
絞り部材１２０は、管部１１４の流路面積よりも小さい流路面積を提供することができればよい。絞り部材１２０によって提供される流路面積は、絞り部材１２０の存在により上流側において圧力が高まって、絞り部材１２０の上流側に位置する圧縮機１６に負荷をかけない程度か、当該負荷がごく僅かとなるように設定されているとよい。絞り部材１２０によって提供される流路面積は、例えば、管部１１４によって提供される流路面積の２／３〜３／４程度に設定することができる。絞り部材１２０の形状は、平板状に限られず、種々の形状を採用することができる。絞り部材１２０が平板状である場合には、図６（ｂ）に示されるように、絞り部材１２０は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔１２０ａ（図６（ｂ）では９個の貫通孔１２０ａ）を有していてもよい。
【００８８】
絞り部材１２０の存在により、絞り部材１２０の上流側に対して絞り部材１２０の下流側の圧力が低くなる。そのため、真空気泡として構成されたラジカルの集合体に作用する冷媒からの力が相対的に低くなるので、真空気泡が分解されやすくなる。その結果、真空気泡の冷媒からの除去をより一層促進できる。
【００８９】
図７に示されるように、管部（入口管部）１１２の先端１１２ａが管部１１２の中心軸に対して斜めに傾斜していてもよい。具体的には、管部１１２は、端壁部１１０ｂの開口Ｈ１に接続されている。管部１１２の先端１１２ａは、本体１１０内（胴部１１０ａ内）に位置している。先端１１２ａのうち胴部１１０ａに近い側の部分が、先端１１２ａのうち胴部１１０ａの中心軸側の部分よりも短くなるように、管部１１２が本体１１０に対して取り付けられている。図７の例では、先端１１２ａのうち胴部１１０ａに近い側の部分は、胴部１１０ａの内面に接しているが、胴部１１０ａの内面に接していなくてもよい。管部１１２を以上のように構成すると、管部１１２の先端１１２ａは、胴部１１０ａの内面側に向かう。そのため、管部１１２の先端１１２ａから本体１１０内に流出した冷媒は、主として螺旋溝１１６に向かって流れる。従って、本体１１０内において冷媒の旋回流がより形成されやすくなる。その結果、冷媒中に存在する真空気泡の分解除去をより促進できる。
【００９０】
図７に示されるように、本体１１０内に配置された補助管部１３０を備えていてもよい。具体的には、補助管部１３０は、管部１１４に沿って平行に延びる直線状部分と、Ｕ字形状に屈曲された屈曲部とが接続されて構成されている。補助管部１３０の一端（直線状部分の一端）１３０ａは、端壁部１１０ｃ寄りに位置している。補助管部１３０の他端（屈曲部の一端）１３０ｂは、管部１１４内に導かれて管部１１４の内面に接しており、管部１１４の先端に向かっている。
【００９１】
ところで、端壁部１１０ｃによって胴部１１０ａの一端部が閉塞されているので、端壁部１１０ｃの近傍には、螺旋溝１１６によって真空気泡が分解除去された後の冷媒、すなわちほぼ完全に液化された冷媒が溜まりやすくなっている。特に、図７の例では、円筒形コイルばね１１０ｅが胴部１１０ａの中央部に存在しており、端壁部１１０ｂ，１１０ｃの近傍には円筒形コイルばね１１０ｅが存在していない。そのため、ほぼ完全に液化された冷媒がよりいっそう端壁部１１０ｃの近傍に溜まりやすくなっている。この冷媒の液溜まりが生ずる端壁部１１０ｃ寄りに補助管部１３０の一端１３０ａが位置しており、補助管部１３０の他端１３０ｂが管部１１４の先端に向かっているため、補助管部１３０により液溜まりとなっている冷媒を管部１１４に直接流すことができる。その結果、ほぼ完全に液化された冷媒を、補助管部１３０及び管部１１４を通じて効率よく下流側に流すことができる。なお、図７の例では、円筒形コイルばね１１０ｅが胴部１１０ａの全長にわたって存在していなかったが、図３の例のように、円筒形コイルばね１１０ｅが胴部１１０ａの全長にわたって存在していてもよい。図７の例では、図６の例のように管部１１４内に絞り部材１２０が設けられているが、図３の例のように管部１１４内に絞り部材１２０が設けられていなくてもよい。
【００９２】
図８に示されるように、冷凍空調システム１が２つ以上の気泡除去装置１００を備えていてもよい。具体的には図８（ａ）に示されるように、一方の気泡除去装置１００の管部１１４（開口Ｈ２）と他方の気泡除去装置１００の管部１１４（開口Ｈ２）とを連通させてもよい。この場合において、これらの２つの管部１１４同士が、直接接続されていてもよいし、間接的に接続されていてもよい。また、具体的には図８（ｂ）に示されるように、一方の気泡除去装置１００の管部１１２（開口Ｈ１）と他方の気泡除去装置１００の管部１１２（開口Ｈ１）とを連通させてもよい。この場合において、これらの２つの管部１１２同士が、直接接続されていてもよいし、間接的に接続されていてもよい。なお、間接的に接続されているとは、２つの気泡除去装置１００の間に他の部材（例えば熱交換器２４）が介在していてもよいことを意味する。
【実施例１】
【００９３】
以下、実施例１及び比較例１に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００９４】
（実施例１）
まず、本実施形態に係る冷凍空調システム１を用意した。室内熱交換装置１０として、ダイキン工業株式会社製ＦＺ２８５Ｘを用いた。室外熱交換装置１８として、ダイキン工業株式会社製ＲＡＺ２８５ＸＥを用いた。冷媒として、Ｒ−２２を用いた。【００９５】
続いて、図１に示されるように、冷凍空調システム１を冷房装置として、以下の条件で６０分間運転したところ、室内温度及び室内熱交換装置の出口温度は運転開始から１８分で２４℃となり、室内相対湿度は運転開始から３０分で５５％ＲＨとなった。
室内温度：２６℃
室内相対湿度：６７％ＲＨ
外気温度：２８．５℃
室内熱交換装置の出口温度：２４℃【００９６】
運転後、圧縮機１６の入口側（室内熱交換装置側）の圧力及び圧縮機１６の出口側（室外熱交換装置側）の圧力をそれぞれ測定したところ、以下のとおりであった。また、圧縮機１６の消費電力を測定器（イーデンキ社製ワットチェッカー（電力計）ＤＷ−７７７）で計測したところ、以下のとおりであった。
圧縮機の入口側（室内熱交換装置側）の圧力：０．２９ＭＰａ
圧縮機の出口側（室外熱交換装置側）の圧力：１．４４ＭＰａ
圧縮機の消費電力：９２０Ｗ【００９７】
また、運転後、室外熱交換装置１８の出口における冷媒を耐熱ガラス液面計に通して、ＬＥＤ（発光ダイオード）により冷媒を照明し、冷媒中の気泡を目視で確認したところ、気泡は確認されなかった。【００９８】
（比較例１）
気泡除去装置１００を備えない以外は実施例１と同様の冷凍空調システムを用意し、冷凍空調システムを冷房装置として、実施例と同じ条件で６０分間運転したところ、室内温度及び室内熱交換装置の出口温度は運転開始から２２分で２４℃となった。【００９９】
運転後、圧縮機の入口側（室内熱交換装置側）の圧力、圧縮機の出口側（室外熱交換装置側）の圧力、及び圧縮機の消費電力をそれぞれ計測したところ、以下のとおりであった。
圧縮機の入口側（室内熱交換装置側）の圧力：０．３７ＭＰａ
圧縮機の出口側（室外熱交換装置側）の圧力：１．８１ＭＰａ
圧縮機の消費電力：１３１０Ｗ【０１００】
また、運転後、室外熱交換装置の出口における冷媒を耐熱ガラス液面計に通して、ＬＥＤ（発光ダイオード）により冷媒を照明し、冷媒中の気泡を目視で確認したところ、２５％程度の気相が確認された。【０１０１】
（結果）
以上のように、実施例１においては、比較例１と比較して、低圧運転が維持され、冷媒が液化しやすくなり、室内の冷房能力が向上したことが確認された。また、実施例１においては、比較例１と比較して、圧縮機の消費電力が２９．８％程度低くなり、省エネルギーに大きく貢献することが確認された。
【実施例２】
【０１０２】
以下、実施例２及び比較例２に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１０３】
（実施例２）
まず、本実施形態に係る冷凍空調システム１を用意した。室内熱交換装置１０として、ダイキン工業株式会社製ＦＺ２８５Ｘを用いた。室外熱交換装置１８として、ダイキン工業株式会社製ＲＡＺ２８５ＸＥを用いた。冷媒として、Ｒ−２２を用いた。【０１０４】
続いて、図２に示されるように、冷凍空調システム１を暖房装置として、ＪＩＳ  Ｃ９６１２に定められている以下の条件で６０分間運転した。
室内温度：２０℃
室内相対湿度：５４％ＲＨ
外気温度：７℃【０１０５】
運転後、圧縮機１６の入口側（室内熱交換装置側）の圧力及び圧縮機１６の出口側（室外熱交換装置側）の圧力をそれぞれ測定したところ、以下のとおりであった。また、圧縮機１６の消費電力を測定器（イーデンキ社製ワットチェッカー（電力計）ＤＷ−７７７）で計測したところ、以下のとおりであった。
圧縮機の入口側（室内熱交換装置側）の圧力：０．２９ＭＰａ
圧縮機の出口側（室外熱交換装置側）の圧力：１．４４ＭＰａ
圧縮機の消費電力：９６０Ｗ【０１０６】
また、運転後、室外熱交換装置１８の出口における冷媒を耐熱ガラス液面計に通して、ＬＥＤ（発光ダイオード）により冷媒を照明し、冷媒中の気泡を目視で確認したところ、気泡は確認されなかった。【０１０７】
（比較例２）
気泡除去装置１００を備えない以外は実施例２と同様の冷凍空調システムを用意し、冷凍空調システムを暖房装置として、実施例と同じ条件で６０分間運転した。【０１０８】
運転後、圧縮機の入口側（室内熱交換装置側）の圧力、圧縮機の出口側（室外熱交換装置側）の圧力、及び圧縮機の消費電力をそれぞれ計測したところ、以下のとおりであった。
圧縮機の入口側（室内熱交換装置側）の圧力：０．４５ＭＰａ
圧縮機の出口側（室外熱交換装置側）の圧力：１．７０ＭＰａ
圧縮機の消費電力：１５９０Ｗ【０１０９】
また、運転後、室外熱交換装置の出口における冷媒を耐熱ガラス液面計に通して、ＬＥＤ（発光ダイオード）により冷媒を照明し、冷媒中の気泡を目視で確認したところ、１５％程度の気相が確認された。【０１１０】
（結果）
以上のように、実施例２においては、比較例２と比較して、低圧運転が維持され、冷媒が液化しやすくなり、室内の暖房能力が向上したことが確認された。また、実施例２においては、比較例２と比較して、圧縮機の消費電力が３９．６％程度低くなり、省エネルギーに大きく貢献することが確認された。
【符号の説明】
【０１１１】
１…冷凍空調システム、１０…室内熱交換装置、１６…圧縮機、１８…室外熱交換装置、２４…熱交換器、１００…気泡除去装置、１１０…本体、１１０ａ…胴部、１１０ｂ，１１０ｃ…端壁部、１１０ｄ…筒体、１１０ｅ…円筒形コイルばね、１１２，１１４…管部、１１６，１１８…螺旋溝、１２０…絞り部材、１２０ａ…貫通孔、１３０…補助管部、Ｈ１，Ｈ２…開口。
【図１】
2013099972.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月25日(2013.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴部と、前記胴部の両端部を閉塞する第１及び第２の端壁部とを有する本体と、
一端側が前記第１の端壁部に取り付けられると共に、他端側が前記本体内に位置し且つ前記第２の端壁部に向かうように、前記胴部の中心軸に沿って延びる管部とを備え、
前記本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、
前記胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう前記管部の外周面とは離間していると共に、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記開口側に少なくとも有しており、前記第１の螺旋溝の存在により凹凸が前記流路に沿って並んだ凹凸面を呈している、気泡除去装置。
【請求項２】
前記胴部の内面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記胴部の全長にわたって有する、請求項１に記載の気泡除去装置。
【請求項３】
前記開口側における前記第１の螺旋溝のピッチは、前記開口から離れる側における前記第１の螺旋溝のピッチよりも狭い、請求項２に記載の気泡除去装置。
【請求項４】
前記中心軸方向における前記第１の螺旋溝の全幅をＬとし、前記第１の螺旋溝のうちピッチが狭い前記開口側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たす、請求項３に記載の気泡除去装置。
【請求項５】
前記胴部は、前記胴部の内壁面に取り付けられた円筒形コイルばねを含み、
前記第１の螺旋溝は、前記円筒形コイルばねの隣り合う金属線の間隙によって構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項６】
前記金属線の断面は円形状を呈しており、
前記金属線の径は２ｍｍ〜６ｍｍである、請求項５に記載の気泡除去装置。
【請求項７】
前記開口は前記管部の前記一端と対向していない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項８】
前記開口は前記第２の端壁部のうちその外周縁側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面に沿って流れ、前記第１の端壁部によってその向きを反転されて前記管部の外周面に沿って流れた後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項７に記載の気泡除去装置。
【請求項９】
前記開口は前記胴部のうち前記第１の端壁部側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面と前記管部の外周面との間を流れ、前記第２の端壁部によってその向きを反転された後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項７に記載の気泡除去装置。
【請求項１０】
前記開口に接続されると共に一端が前記本体内に位置する入口管部をさらに備え、
前記一端は、前記入口管部の軸に対して斜めに傾斜しており、
前記一端のうち前記胴部に近い側の部分は、前記一端のうち前記胴部の中心軸側の部分よりも短い、請求項７〜９のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１１】
前記管部の外周面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第２の螺旋溝を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１２】
前記第２の螺旋溝は雄ねじによって構成される、請求項１１に記載の気泡除去装置。
【請求項１３】
前記管部内には、前記管部の流路面積よりも小さい流路面積を有する絞り部材が少なくとも一つ設けられている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１４】
前記絞り部材は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を有する平板である、請求項１３に記載の気泡除去装置。
【請求項１５】
一端が前記第１の端壁部寄りに位置すると共に、他端が前記管部の前記他端に向かうように、前記本体内に配置された補助管部をさらに備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の気泡除去装置。
【請求項１６】
系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の気泡除去装置とを備え、
前記熱交換器と前記気泡除去装置との間で冷媒が出入りする、室外熱交換装置。
【請求項１７】
前記気泡除去装置を複数備え、
前記複数の気泡除去装置のうち第１の気泡除去装置の前記管部と、前記複数の気泡除去装置のうち第２の気泡除去装置の前記管部とが連通しているか、又は、前記第１の気泡除去装置の前記開口と前記第２の気泡除去装置の前記開口とが連通している、請求項１６に記載の室外熱交換装置。
【請求項１８】
系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、
前記熱交換部との間で冷媒が出入りする気泡除去部とを備え、
前記気泡除去部は、
筒状の胴部と、前記胴部の両端部を閉塞する第１及び第２の端壁部とを有する本体と、
一端側が前記第１の端壁部に取り付けられると共に、他端側が前記本体内に位置し且つ前記第２の端壁部に向かうように、前記胴部の中心軸に沿って延びる管部とを有し、
前記本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、
前記胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう前記管部の外周面とは離間していると共に、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記開口側に少なくとも有しており、前記第１の螺旋溝の存在により凹凸が前記流路に沿って並んだ凹凸面を呈している、室外熱交換装置。
【請求項１９】
前記胴部の内面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第１の螺旋溝を、前記胴部の全長にわたって有する、請求項１８に記載の室外熱交換装置。
【請求項２０】
前記開口側における前記第１の螺旋溝のピッチは、前記開口から離れる側における前記第１の螺旋溝のピッチよりも狭い、請求項１９に記載の室外熱交換装置。
【請求項２１】
前記中心軸方向における前記第１の螺旋溝の全幅をＬとし、前記第１の螺旋溝のうちピッチが狭い前記開口側の部分をＬ１としたときに、Ｌ１／Ｌ≧１／３を満たす、請求項２０に記載の室外熱交換装置。
【請求項２２】
前記胴部は、前記胴部の内壁面に取り付けられた円筒形コイルばねを含み、
前記第１の螺旋溝は、前記円筒形コイルばねの隣り合う金属線の間隙によって構成される、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２３】
前記金属線の断面は円形状を呈しており、
前記金属線の径は２ｍｍ〜６ｍｍである、請求項２２に記載の室外熱交換装置。
【請求項２４】
前記開口は前記管部の前記一端と対向していない、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２５】
前記開口は前記第２の端壁部のうちその外周縁側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面に沿って流れ、前記第１の端壁部によってその向きを反転されて前記管部の外周面に沿って流れた後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項２４に記載の室外熱交換装置。
【請求項２６】
前記開口は前記胴部のうち前記第１の端壁部側に形成されており、
前記管部は前記中心軸上に位置しており、
前記開口から導入される冷媒は、前記胴部の内周面と前記管部の外周面との間を流れ、前記第２の端壁部によってその向きを反転された後、前記管部の前記他端を通じて外部に流出する、請求項２４に記載の室外熱交換装置。
【請求項２７】
前記気泡除去部は、前記開口に接続されると共に一端が前記本体内に位置する入口管部をさらに備え、
前記一端は、前記入口管部の軸に対して斜めに傾斜しており、
前記一端のうち前記胴部に近い側の部分は、前記一端のうち前記胴部の中心軸側の部分よりも短い、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２８】
前記管部の外周面は、前記中心軸に対して螺旋状に延びる第２の螺旋溝を有する、請求項１８〜２７のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項２９】
前記第２の螺旋溝は雄ねじによって構成される、請求項２８に記載の室外熱交換装置。
【請求項３０】
前記管部内には、前記管部の流路面積よりも小さい流路面積を有する絞り部材が少なくとも一つ設けられている、請求項１８〜２９のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項３１】
前記絞り部材は、厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を有する平板である、請求項３０に記載の室外熱交換装置。
【請求項３２】
前記気泡除去部は、一端が前記第１の端壁部寄りに位置すると共に、他端が前記管部の前記他端に向かうように、前記本体内に配置された補助管部をさらに備える、請求項１８〜３１のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項３３】
前記気泡除去部を複数備え、
前記複数の気泡除去部のうち第１の気泡除去部の前記管部と、前記複数の気泡除去部のうち第２の気泡除去部の前記管部とが連通しているか、又は、前記第１の気泡除去部の前記開口と前記第２の気泡除去部の前記開口とが連通している、請求項１８〜３２のいずれか一項に記載の室外熱交換装置。
【請求項３４】
室内熱交換装置と、圧縮機と、請求項１６〜３３のいずれか一項に記載の室外熱交換装置と、膨張装置とがこの順に配管で接続されることにより、冷媒が循環する閉じた系が構成された、冷凍空調システム。
【請求項３５】
平滑な内周面をもつ筒状の胴部と、前記胴部の一方の端部を閉塞する第一端壁部と、前記胴部の他方の端部を閉塞すると共に前記胴部の中心軸から偏心する位置に開口が設けられた第二端壁部とを有する本体と、
一端側が前記第一端壁部に取り付けられ、他端側が前記本体内に位置し且つ前記第二端壁部に向かうように、前記胴部の中心軸に沿って延びる管部と、
前記胴部の前記内周面に沿わせて取り付けられたコイル状の金属線とを備え、
前記金属線は、前記胴部の前記内周面に接して前記胴部の一方の端部から他方の端部まで取り付けられ、前記第二端壁部の側の所定の螺旋部分が互いに接する様に見える程に密のピッチでコイル状に巻かれ、前記第一端壁部の側の残りの螺旋部分を互いに隙間をあけて離れる様に粗いピッチでコイル状に巻かれる、ことを特徴とする気泡除去装置。
【請求項３６】
系外と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
第１及び第２の気泡除去装置とを備え、
前記熱交換器と前記第１及び第２の気泡除去装置との間で冷媒が出入りし、
前記第１及び第２の気泡除去装置はそれぞれ、
筒状の胴部と、前記胴部の両端部を閉塞する第一及び第二の端壁部とを持つ本体と、
一端側が前記第一の端壁部に取り付けられると共に、他端部が前記本体内に位置し且つ前記第二の端壁部に向かうように、前記胴部の中心軸に沿って延びる管部とを有し
前記本体には、液状の冷媒を導入するための開口が形成されており、
前記胴部の内面は、冷媒の流路を構成するよう前記管部の外周面とは離間していると共に、前記中心軸に対して螺旋状に延びる螺旋溝を、前記開口部に少なくとも有しており、前記螺旋溝の存在により凹凸が前記流路に沿って並んだ凹凸面を呈しており、
前記第１の気泡除去装置の前記管部と前記第２の気泡除去装置の前記管部とが連通する、室外熱交換装置。
【国際調査報告】
2013099972.tif 000011
2013099972.tif 000012
2013099972.tif 000013
2013099972.tif 000014