JP2012167823A

JP2012167823A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2012167823A
Application number: JP2009146827A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Wakashima; 真博若嶋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2012-09-06
Also published as: WO2010146809A1

Abstract

【課題】電磁誘導加熱ユニットを備える冷凍装置において、電磁誘導コイルの取り外し作業を簡単に行えるようにする。
【解決手段】戻り配管の直管部３Ｆ３を流れる冷媒と熱的に接触をする部材として、磁性体Ｃｏ２がある。磁性体Ｃｏ２を加熱するために電磁誘導加熱ユニット６Ａがある。そして、電磁誘導加熱ユニット６Ａは、磁性体Ｃｏ２を挟んで対向して配置された２つの電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、冷媒を循環させることにより熱の授受を行わせる冷凍装置に関し、特に循環する冷媒を電磁誘導加熱により加熱する冷凍装置に関する。

冷凍装置には、冷凍サイクルにおいて冷媒の熱を放出させる放熱器や、冷媒に対して熱を与える加熱器などが備えられている。一般的な蒸気圧縮冷凍サイクルでは、冷媒は、例えば冷房のために室内に設けられた加熱器において室内空気との間で熱交換を行って熱を得ており、暖房のために屋外に設けられた加熱器においては屋外の空気との間で熱交換を行って熱を得ている。

ところで、特許文献１（特開平１１‐２１１１９５号公報）には、室内や屋外の空気から熱を得る蒸気圧縮冷凍サイクルの加熱器とは別に設けられた石油冷媒加熱機によって、冷媒が熱を得るシステムが提案されている。この石油冷媒加熱機では、石油を燃焼して、石油冷媒加熱機内に流れる冷媒を加熱する。このような大気中の空気が持つ熱エネルギー以外のエネルギーの供給を受ける石油冷媒加熱機やガスバーナなどの加熱ユニットを採用すると、冷媒が熱を必要とする場合に、室内や屋外の気温等の制約を受けることなく冷媒を加熱することが可能になる。また、加熱ユニットとしては、電気的なエネルギーの供給を受け、電気的なエネルギーを熱エネルギーに変換して冷媒を加熱する電磁誘導加熱方式を採用することもできる。このように、冷媒を加熱するためのエネルギーとして、大気の熱エネルギー以外のエネルギーを用いる加熱ユニットでは、エネルギーの投入量を増やせば急速な加熱も容易になる。

上述のような電磁誘導加熱方式により加熱する加熱ユニットを冷凍装置に付加すると、パイプ（冷媒配管）内を流れる冷媒を加熱しなければならず、例えば特許文献２（特開平８‐３２６９９７号公報）に記載されているように電磁誘導加熱により加熱された部材を加熱対象である冷媒に熱的に接触させて加熱しなければならない。冷媒を加熱する際、通常は、熱的に冷媒に直接接触するのは冷媒配管の内面であるから、冷媒配管が加熱される。そのため、引用文献２にも記載されているように、冷媒配管の周囲に、電磁誘導加熱ユニットの電磁誘導コイルが螺旋状に巻きつけられる。

冷媒配管の周囲に電磁誘導コイルが螺旋状に巻きつけられている場合、メンテナンスなどの目的で電磁誘導加熱ユニットの電磁誘導コイルを冷媒配管から取外そうとすると、ロウ付けされている冷媒配管のロウを取り除いて冷媒配管を分解する必要が出てくる。メンテナンス時にこのような作業が必要になると、冷凍装置の維持のためのコストが増加することにもなる。

本発明の課題は、電磁誘導加熱ユニットを備える冷凍装置において、電磁誘導コイルの取り外し作業を簡単に行えるようにすることにある。

第１発明に係る冷凍装置は、所定冷媒流路を流れる冷媒と熱的接触をする部材と、
部材を加熱するための電磁誘導加熱ユニットとを備える。そして、電磁誘導加熱ユニットは、部材を挟んで対向して配置された、少なくとも２つの電磁誘導コイルを有する。

本発明によれば、冷媒と熱的接触をする部材を挟んで対向する電磁誘導コイルは、熱的接触をする部材を通り電磁誘導コイルと電磁誘導コイルとを結ぶ直線を考えると、２つの電磁誘導コイルの間においてこの直線を横切る平面内を移動する物に対しては電磁誘導コイルが妨げとなることはないので、所定冷媒流路をこの平面内で移動すれば、簡単に電磁誘導コイルと所定冷媒流路の分離ができる。それにより、電磁誘導コイルを連続的な所定冷媒流路から取外したり取り付けたりするために従来必要であった作業、つまり所定冷媒流路を構成する冷媒配管などを分解する作業を省くことができ、製造時における電磁誘導加熱ユニットの組み付けやメンテナンス時の電磁誘導コイルの着脱が容易になる。

第２発明に係る冷凍装置は、第１発明の冷凍装置であって、部材は、冷媒配管および／または冷媒配管とは別に設けられた被加熱部材である。

本発明によれば、冷媒配管自身が被加熱部材となる場合には、冷媒配管とは別に被加熱部材を設ける必要がなくなることから冷凍装置をコンパクトに設計し易くなる。また、冷媒配管自身が被加熱部材であるから熱伝達のロスが減り加熱効率が向上する。一方、冷媒配管とは別に設けられた被加熱部材が電磁誘導により加熱される場合には、例えば冷媒配管などに必要な耐食性などの仕様が緩和されるため電磁誘導加熱に適する特性に着目して選択することができるため、加熱効率などの電磁誘導加熱に係る性能を向上させ易くなる。

第３発明に係る冷凍装置は、第１発明または第２発明の冷凍装置であって、所定冷媒流路は、少なくとも２つの電磁誘導コイルに挟まれた領域を複数回横切る。そして、部材は、領域を横切る冷媒に熱を複数回伝達する。

本発明によれば、１組の電磁誘導コイルで複数回冷媒を加熱でき、一度加熱してから次に加熱するまでに冷媒内部で熱が伝達されて熱が拡散するので、限られた加熱箇所で冷媒が加熱されて冷媒の一部だけが熱せられるのを防止することができ、効率よく加熱できる。

第４発明に係る冷凍装置は、第３発明の冷凍装置であって、所定冷媒流路は、Ｕ字部を含み、Ｕ字部でＵターンして領域を複数回横切る。

本発明によれば、１本の所定冷媒流路をＵ字部でＵターンさせることは、例えばＵ字状配管を用いるなどの簡単な構成で実現できる。また、冷媒がＵターンするときに攪拌されるという効果も加わり、ガス冷媒と液冷媒が混合され、気体層（ガス冷媒）が部材に沿って流れ液体層（液冷媒）が部材から離れて流れる状態で加熱することがなくなるため、熱伝達効率の低下を防ぐことができる。

第５発明に係る冷凍装置は、第４発明の冷凍装置であって、部材は、所定冷媒流路から分離可能に取り付けられている磁性体を含む。

本発明によれば、磁性体のヒステリシスにより生じる熱が、熱的接触をする部材から冷媒に伝達されるので無駄なく冷媒を加熱することができる。また、磁性体を取外せることからメンテナンス性も向上する。

第６発明に係る冷凍装置は、第１発明から第５発明のいずれかの冷凍装置であって、少なくとも２つの電磁誘導コイルは、互いに対向する面内に渦巻状に形成され、互いに同一方向の磁界を発生させて磁界を強め合うように配置されている。

本発明によれば、２つの電磁誘導コイルが磁界を強め合うように配置されていることから、電磁誘導コイルの巻き数を少なくしても所望の磁界強度を得られ、また２つの電磁誘導コイルが面内に形成されるので、電磁誘導コイルの収納スペースを省くことができる。

第１発明に係る冷凍装置では、電磁誘導コイルを所定冷媒流路からメンテナンスのために分離し、メンテナンス後に取り付けるのが容易であるから、メンテナンス性が向上するので、メンテナンスのコストが下がって維持コストを抑えることができる。

第２発明に係る冷凍装置では、性能の高い冷凍装置の設計が容易になる。

第３発明に係る冷凍装置では、１組の電磁誘導コイルで複数回加熱できるから、複数組の電磁誘導コイルを設けた場合と同じ効果が得られ、加熱装置の小型化が容易になる。

第４発明に係る冷凍装置では、１組の電磁誘導コイルで流れる冷媒を、Ｕ字部でＵターンさせることにより、小型化された加熱装置を構成し易くなる。

第５発明に係る冷凍装置では、加熱性能とメンテナンス性の向上を同時に達成できる。

第６発明に係る冷凍装置では、電磁誘導コイルを収納するスペースが小さくなることから、装置の小型化を行い易くなる。

第１実施形態の冷凍装置を構成する冷媒回路を示す概略図。電磁誘導加熱ユニットの電磁誘導コイルと冷媒配管の配置関係を説明するための図。電磁誘導加熱ユニットのボビン蓋の配置例を示す図。電磁誘導加熱ユニットのフェライトケースの配置例を示す図。冷媒回路の制御部の構成を示すブロック図。第２実施形態の冷凍装置の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。図６の磁性体の端面形状を説明するための図。第２実施形態の冷凍装置の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。第２実施形態の一変形例に係る電磁誘導加熱ユニットの周辺を示す概念図。（ａ）第２実施形態の一変形例の磁性体の端面形状を説明するための図。（ｂ）第２実施形態の他の変形例の磁性体の端面形状を説明するための図。（ａ）第３実施形態の冷凍装置の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。（ｂ）図１１（ａ）の磁性体の端面形状を説明するための図。（ｃ）磁性体の端面形状の他の例を説明するための図。第３実施形態の一変形例の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。第１実施形態乃至第３実施形態の変形例を説明するための概念図。

〔第１実施形態〕
〔空気調和装置の概要〕
本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の構成の概要について図１を用いて説明する。図１は、空気調和装置１の冷媒回路１０を示す冷媒回路図である。空気調和装置１は、室外機２と室内機４とが冷媒配管によって接続されて冷媒回路１０が構成されており、熱源側装置の室外機２から供給される熱エネルギーを使って、利用側装置の室内機４が配置された空間の空気調和を行うものである。

空気調和装置１は、室外機２内に収容されている圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、室外電動膨張弁２４、アキュムレータ２５、室外ファン２６、ホットガスバイパス弁２７、キャピラリーチューブ２８および電磁誘導加熱ユニット６などや、室内機４内に収容されている室内熱交換器４１および室内ファン４２などの各種の機器を備えている。

圧縮機２１は、圧縮機モータ（図示省略）により回転駆動される。圧縮機モータには、インバータを介して商用電源から電力が供給されている。その際、商用電源からインバータによって所望の周波数の交流に変換される。そして、供給する交流の周波数を変更することによって圧縮機モータの回転数が変更され、これによって圧縮機２１の吐出量が変更されるよう構成されている。

図１の空気調和装置１において、上述の機器を接続するため、吐出管３Ａ、室内側ガス管３Ｂ、室内側液管３Ｃ、室外側液管３Ｄ，室外側ガス管３Ｅ、戻り配管３Ｆ，吸入管３Ｇおよびホットガスバイパス回路３Ｈを冷媒回路１０が有している。冷媒を通過させるこれら配管のうち、室内側ガス管３Ｂおよび室外側ガス管３Ｅは、ガス状態のガス冷媒が多く通過するものであるが、通過する冷媒をガス冷媒に限っているものではない。また、室内側液管３Ｃおよび室外側液管３Ｄは、液状態の液冷媒が多く通過するものではあるが、通過する冷媒を液冷媒に限っているものではない。

上述の配管による冷媒回路１０の各機器の接続について説明する。吐出管３Ａは、圧縮機２１の吐出口と四路切換弁２２の第１ポートを接続する。室内側ガス管３Ｂは、四路切換弁２２の第２ポートと室内熱交換器４１の一端とを接続する。室内側液管３Ｃは、室内熱交換器４１の他端と室外電動膨張弁２４の一端とを接続する。室外側液管３Ｄは、室外電動膨張弁２４の他端と室外熱交換器２３の一端とを接続する。室外側ガス管３Ｅは、室外熱交換器２３の他端と四路切換弁２２の第３ポートを接続する。戻り配管３Ｆは、四路切換弁２２の第４ポートとアキュムレータ２５の流入口とを接続する。吸入管３Ｇは、アキュムレータ２５の流出口と圧縮機２１の吸入口とを接続する。ホットガスバイパス回路３Ｈは、吐出管３Ａの途中に設けられた分岐点Ａ１と室外側液管３Ｄの途中に設けられた分岐点Ｄ１とを接続する。ホットガスバイパス回路３Ｈは、その途中に、冷媒の通過を許容する状態と許容しない状態とを切り換え可能なホットガスバイパス弁２７が配置されている。戻り配管３Ｆには電磁誘導加熱ユニット６が取り付けられている。また、戻り配管３Ｆには、電磁誘導加熱ユニット６の下流側に戻り配管温度センサ３９が取り付けられている。

空気調和装置１は、四路切換弁２２により、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り換えることができる。図１では、暖房運転を行う際の接続状態を実線で示し、冷房運転を行う際の接続状態を点線で示している。即ち、暖房運転時には、四路切換弁２２の第ポートと第２ポートの間および第３ポートと第４ポートの間に冷媒が通り、室内熱交換器４１が冷媒の冷却器（凝縮器）として機能し、室外熱交換器２３が冷媒の加熱器（蒸発器）として機能する。一方、冷房運転時には、四路切換弁２２の第１ポートと第３ポートの間および第２ポートと第４ポートの間に冷媒が通り、室外熱交換器２３が冷媒の冷却器（凝縮器）として機能し、室内熱交換器４１が冷媒の加熱器（蒸発器）として機能する。

空気調和装置１には、その制御を行うための制御部１１が備わっている。制御部１１は、通信線１１ａによって接続された室外制御部１２と室内制御部１３とで構成され、室外制御部１２が室外機２内に配置される機器を制御し、室内制御部１３が室内機４内に配置される機器を制御する。制御部１１を含む制御系統については後述する。

〔電磁誘導加熱ユニットの構成〕
図２、図３および図４は電磁誘導加熱ユニットの構成を説明するための図である。図２には、電磁誘導加熱ユニット６の電磁誘導コイル６８１，６８２とボビン本体６５と戻り配管３Ｆ（冷媒配管）の配置関係が示されている。電磁誘導コイル６８１，６８２が巻回されたボビン６５は、戻り配管３Ｆの直管部に配置されている。

図２に示すように、電磁誘導コイル６８１，６８２が配置されている部分の戻り配管３Ｆは、連続的に続く戻り配管３Ｆの直管部を構成する銅管３Ｆａと、銅管３Ｆａの外周に嵌め込まれたＳＵＳ（Stainless Used Steel）管３Ｆｂとからなる２重管構造になっている。例えば、ＳＵＳ管３Ｆｂは、銅管３Ｆａを拡管して取り付けられ、電磁誘導加熱ユニット６の重みなどでは簡単に抜けないようになっている。ＳＵＳ管３Ｆｂは、例えば、フェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼などの強磁性体で形成される。なお、２重管構造とする代わりに、銅管３Ｆａを取り除いて、ＳＵＳ管３Ｆｂだけで冷媒配管を構成することもできる。

略円筒状のボビン本体６５の筒両端のうちの銅管３Ｆａに当接する部分は、銅管３Ｆａの円筒状の側面に沿って削り取られており、銅管３Ｆａの側面形状にそって密着する。２つのボビン本体６５は、円筒の中心を通る軸が一致するように配置されている。このように配置されたボビン本体６５の中心を通る軸は銅管３Ｆａの中心軸と垂直に交差する。この２つのボビン本体６５にそれぞれ絶縁被覆された銅線を巻回して構成された電磁誘導コイル６８１，６８２において、銅線は、例えば互いに同じ向きに同じ巻数だけ巻かれている。この電磁誘導コイル６８１，６８２は、コイル巻き付け部分６８ａとコイル第１部分６８ｂとコイル第２部分６８ｃとを備えており、コイル第１部分６８ｂとコイル第２部分６８ｃとに、例えば周波数が数十ｋＨｚ程度、出力が数ｋＷ程度の高周波電源Ｓｏが接続される。高周波電源Ｓｏから電力が供給されたときに、任意の瞬間において、２つの電磁誘導コイル６８１，６８２には同じ向きの電流が流れ、互いに強め合うように同じ方向の磁界を発生するように、電磁誘導加熱ユニット６を構成することができる。

発生した磁束の大部分は、ＳＵＳ管３Ｆｂを通って一方の電磁誘導コイル６８１から他方の電磁誘導コイル６８２に流れる。このとき、磁束は電磁誘導コイル６８１，６８２間の最短距離を通るため、２つの電磁誘導コイル６８１，６８２の近傍とそれらの間にあるＳＵＳ管３Ｆｂの部分で多く発熱する。

このような電磁誘導コイル６８１，６８２が巻かれたボビン本体６５を固定するため、図３に示すように、銅管３ＦａおよびＳＵＳ管３Ｆｂを貫通させている第１ボビン蓋６３および第２ボビン蓋６４が、ボビン本体６５に勘合した状態で配置される。

第１ボビン蓋６３および第２ボビン蓋６４は、方形状の板部６３ａ、６４ａと、円筒部６３ｂ，６４ｂと、勘合部６３ｃ，６４ｃとを備えている。

円筒部６３ｂ，６４ｂは、銅管３ＦａおよびＳＵＳ管３Ｆｂが貫通する部分であって、板部６３ａ，６４ａの中央部分に設けられている。嵌合部６３ａ、６４ａは、板部６３ａ，６４ａの対向する二辺に設けられ、板部６３ａ，６４ａに対して垂直に形成されている。ボビン本体６５には直径が小さくなっている縮径部分６５ａが設けられている。板部６３ａ，６４ａの側とは反対側の勘合部６３ｃ，６４ｃの端部には、ボビン本体６５の縮径部分６５ａに嵌る凹部６３ｄ、６４ｄが形成されている。これらボビン本体６５、第１ボビン蓋６３および第２ボビン蓋６４は、例えば耐熱性のプラスチックや繊維強化プラスチックなどで形成できる。

さらに、図４に示すように、第１ボビン蓋６３および第２ボビン蓋６４は、第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２によって挟みこまれて固定されている。第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２は、ＳＵＳ管３Ｆｂからは離れて設けられており、ＳＵＳ管３Ｆｂから第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２に漏れる磁束が少なくなるように配置されている。しかし、一方の電磁誘導コイル６８１においてＳＵＳ管３Ｆｂがある側とは反対側から発散する磁束は、第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２の中を通って他方の電磁誘導コイル６８２に収束する。そのため、電磁誘導加熱時に発生する強力な電磁場によって周囲が受ける影響が緩和される。また、図示を省略するが、さらに第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２のさらに外周に、例えばソフトフェライトなどの軟磁性体からなる遮蔽カバーが設けられる。この遮蔽カバーは、２つの電磁誘導コイル６８１，６８２の外周全部を覆うように配置される。それにより、第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２から漏れて外部に発散する電磁界を遮蔽カバーで遮断することができるので、電磁波による障害の発生を防止することができる。

ＳＵＳ管３Ｆｂは、電磁誘導加熱の際に磁束がその内部に集中するので、ＳＵＳ管３Ｆｂを通過する磁束を包むように渦電流が発生してＳＵＳ管３Ｆｂが発熱する。ＳＵＳ管３Ｆｂの外側には電流の流れる部材がないため、ＳＵＳ管３Ｆｂが被加熱部材になる。ここで、被加熱部材とは、電磁誘導によって流れる電流で直接加熱される部材をいう。このとき、加熱量Ｐ（Ｗ）は、渦電流Ｉ（Ａ）とＳＵＳ管３Ｆｂ自体の抵抗値Ｒ（Ω）により、Ｐ＝ＲＩ²で与えられる。そのため高周波電源Ｓｏから電磁誘導コイル６８１，６８２に供給される電力を、制御部１１の室外制御部１２によって制御することで高い応答特性を持ってＳＵＳ管３Ｆｂの加熱量Ｐを制御することができる。

図示を省略しているが電磁誘導加熱ユニット６には、サーミスタおよびヒューズが差し込めるようになっている。サーミスタは、ＳＵＳ管３Ｆｂの外表面に対して直接接触するように取り付けられ、ＳＵＳ管３Ｆｂの外表面の温度に応じた抵抗値を示す。ヒューズは、ＳＵＳ管３Ｆｂの外表面に対して直接接触するように取り付けられ、ＳＵＳ管３Ｆｂの表面温度が所定値を超えると電磁誘導加熱を停止させるため導通を遮断する。

メンテナンス時には、図４、図３および図２のような順、すなわち外側の遮断カバーから、第１フェライトケース７１および第２フェライトケース７２、第１ボビン蓋６３および第２ボビン蓋６４、そしてボビン本体６５の順で分解される。２つのボビン本体６５はＳＵＳ管３Ｆｂに当接しているだけであるから、配管を分解することなく、そのまま管径方向に取外すことができる。

〔制御系統〕
図５は制御系統の構成の概略を示すブロック図である。通信線１１ａで接続されている制御部１１の室外制御部１２と室内制御部１３とは、通信線１１ａを介して互いにデータの送受信を行っている。これら室外制御部１２や室内制御部１３は、各種センサの検出結果を受けて空気調和装置１の状態や周囲の状況や設定条件に応じて室外機２や室内機４を構成する機器に対して種々の指令を出力するために、マイクロコンピュータ（図示省略）やメモリ（図示省略）を内蔵している。

制御部１１の室外制御部１２には、吸入側圧力センサ３１、吐出側圧力センサ３２、吸入側温度センサ３３、吐出側温度センサ３４、熱交温度センサ３５、液側温度センサ３６、室外温度センサ３７および戻り配管温度センサ３９など各種のセンサが接続され、各センサにおける検出結果が入力される。

吸入側圧力センサ３１は、圧縮機２１の吸入側の冷媒の圧力を検出する。吐出側圧力センサ３２は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力を検出する。吸入側温度センサ３３は、圧縮機２１の吸入側の冷媒の温度を検出する。吐出側温度センサ３４は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の温度を検出する。熱交温度センサ３５は、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度を検出する。液側温度センサ３６は、室外熱交換器２３と室外電動膨張弁２４との間にあって、室外熱交換器２３の液側において冷媒の温度を検出する。室外温度センサ３７は、室外機２のユニットの吸入口側に設けられ、ユニット内に流入した外気の温度を検出する。戻り配管温度センサ３９は、電磁誘導加熱ユニット６よりも下流側に設けられ、戻り配管３Ｆの冷媒の温度を検出する。

また、室外制御部１２には、２つの制御用プリント基板１８、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外電動膨張弁２４、室外ファン２６などの機器あるいは機器の制御端末が接続され、室外機２の各種の機器が室外制御部１２の制御の下で動作する。

室外制御部１２から制御用プリント基板１８には、電磁誘導加熱ユニット６Ａの出力を指示する信号が与えられ、室外制御部１２の指示に応じて制御用プリント基板１８から電磁誘導コイル６８１，６８２に供給される高周波電流が増減する。それにより、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２で発生する渦電流が増減して直管部３Ｆ１，３Ｆ３に流れる冷媒の加熱量が制御される。

室外制御部１２にはインバータ回路（図示省略）が設けられており、インバータ回路の出力の周波数によって圧縮機２１や室外ファン２６の回転数が制御される。四路切換弁２２は駆動部を有しており、室外制御部１２は、暖房運転と冷房運転との切り換えのために四路切換弁２２の接続を切り換えるときに四路切換弁２２の駆動部に対して切換の指令を出力する。また、室外制御部１２は、室外電動膨張弁２４の弁の開度を調整するため、開度を指示する制御信号を出力する。

室内制御部１３には、液側温度センサ４３、ガス側温度センサ４４および室内温度センサ４５が接続され、各センサにおける検出結果が入力される。液側温度センサ４３は、室内熱交換器４１の他端側に設けられ、室内熱交換器４１の液側において冷媒の温度を検出する。ガス側温度センサ４４は、室内熱交交換器４１の一端側に設けられ、室内熱交換器４１のガス側において冷媒の温度を検出する。室内温度センサ４５は、室内機４のユニットの吸入口側に設けられ、ユニット内に流入した室内空気の温度を検出する。

また、室内制御部１３には、室内ファン４２、風向調節機構４６および表示部４７などが接続され、室内機４の各種の機器が室内制御部１３の制御の下で動作する。室内制御部１３にはインバータ回路（図示省略）が設けられており、インバータ回路の出力の周波数によって室内ファン４２の回転数が制御される。風向調節機構４６が室内機４に設けられたルーバー（図示省略）などの角度を変更することにより室内に吹き出す風の向きを調節することから、室内制御部１３はルーバーの角度や動作などの制御信号を出力する。室内制御部１３は、各種の表示を行うため表示部４７に対して表示を指示する信号を出力する。例えば、表示部４７に電磁誘導加熱ユニット６の状態を表示させることもできる。

〔冷媒回路の動作の概要〕
（暖房運転）
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態になる。即ち、圧縮機２１の吐出側から吐出された冷媒は、順次、四路切換弁２２、室内熱交換器４１、室外電動膨張弁２４、室外熱交換器２３、四路切換弁２２、アキュムレータ２５を廻り、圧縮機２１の吸入側から吸入される。このとき、戻り配管３Ｆを通る冷媒は、直管部３Ｆ１，３Ｆ３において、電磁誘導加熱ユニット６による加熱を受ける。冷媒回路１０を循環する冷媒は、例えば二酸化炭素やＨＦＣやＨＣＦＣなどである。

まず、圧縮機２１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、室内熱交換器４１に送られる。このとき、圧縮機２１の吸入側では、吸入側圧力センサ３１により吸入される冷媒の圧力が検知され、吐出側では、吐出側圧力センサ３２により吐出される冷媒の圧力が検知される。このとき同時に、圧縮機２１の吸入側では、吸入側温度センサ３３により吸入される冷媒の温度が検知され、吐出側では、吐出側温度センサ３４により吐出される冷媒の温度が検知される。

効率の良い暖房を行うため、圧縮機２１の回転数は、例えばリモートコントローラなどによる設定温度と室内温度との差を暖房負荷として求め、あるいは圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と室内熱交換器４１の冷媒の温度とを用いるなどして暖房負荷を求め、暖房負荷に応じて制御される。また、空気調和装置１の故障などを防ぐために、吸入側圧力センサ３１および吐出側圧力センサ３２の検知結果に基づき、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力は所定低圧圧力よりも高く、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力は所定高圧圧力よりも低い範囲に入るように制御される。所定高圧圧力を超えた場合には、圧縮機２１の回転数を落として圧縮機２１の吐出圧力を低下させる。同様の理由から、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度が所定高温より高くらないよう吐出側温度センサ３４によりモニターされている。このように温度や圧力が十分に管理されなければならないことから、電磁誘導加熱ユニット６により精度よく安定して加熱を行うことによって前述の圧力や温度の制御が行い易くなることは、効率の良い暖房や空気調和装置１の故障の防止に良い影響を与える。特に、運転開始時には、電磁誘導加熱ユニット６の加熱量による温度上昇が主体的になるため、応答速度が速く、安定的で、精度の高い加熱量の制御が可能な電磁誘導加熱ユニット６を用いると有利である。

室内熱交換器４１に入る前に、ガス側温度センサ４４により圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒の入口温度が検出される。そして、室内熱交換器４１で冷媒と室内空気との間の熱交換が行われて冷媒は冷却される。例えば、冷媒がＨＦＣなどの場合、ガス冷媒から気液二相の状態または液冷媒に変化する。このとき室内熱交換器４１は凝縮器として機能しており、室内ファン４２の回転数を制御することで、室内熱交換器４１における冷媒の熱交換の状況が変わる。室内熱交換器４１を出る冷媒の温度は、液側温度センサ４３で検出されている。

室内熱交換器４１を出た冷媒は、室外電動膨張弁２４で減圧される。暖房負荷に応じて室外電動膨張弁２４の開度が調整され、また減圧された冷媒が所定の過熱度を有するように、室外電動膨張弁２４の開度が調整される。冷媒の過熱度は、例えば熱交温度センサ３５により検出される室外熱交換器２３の冷媒の温度と、吸入側温度センサ３３により検出される圧縮機２１に吸入される冷媒の温度との差に基づいて求められる。

室外電動膨張弁２４で減圧されて気液二相状態になった冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３では、室外空気との間の熱交換により冷媒が加熱されてガス冷媒となる。このとき室外熱交換器２３が蒸発器として機能しており、室外ファン２６により室外空気の気流を発生して室外空気と冷媒との間の熱交換が促進されるが、室外ファン２６の回転数はＣＯＰが高くなるような熱交換が行えるように制御される。

室外熱交換器２３では、冷媒の蒸発温度が０℃以下になると着霜を生じる可能性があるので、液側温度センサ３６と室外温度センサ３７で検出した室外熱交換器２３の流入冷媒温度と外気温に基づいて着霜の有無を判断する。着霜があると熱交換の効率が低下して消費電力の増加や快適性の低下を招くので、着霜があるときには除霜運転を行う。

室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２５に送られる。この電磁誘導加熱ユニット６で加熱された後の冷媒の温度は、戻り配管温度センサ３９により検出される。電磁誘導加熱ユニット６における加熱量の制御は、戻り配管温度センサ３９により検出される温度が目標温度になるように、電磁誘導加熱ユニット６の出力によってフィードバック制御される。例えば、冷媒循環量と戻り配管温度センサ３９の検出温度と目標温度について、電磁誘導加熱ユニット６の最適な加熱量の組み合わせを制御部１１に予め記憶させておくことによって、エネルギー消費を抑えた効率的な加熱が行える。

戻り配管３Ｆを通過してアキュムレータ２５に流入した冷媒は、アキュムレータ２５において気液分離されて、圧縮機２１に液冷媒が戻らないようになっている。それにより、圧縮機２１で液圧縮が起こって圧縮機２１が故障するのを防いでいる。

（冷房運転）
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の点線で示される状態になる。即ち、圧縮機２１の吐出側から吐出された冷媒は、順次、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、室外電動膨張弁２４、室内熱交換器４１、四路切換弁２２、アキュムレータ２５を廻り、圧縮機２１の吸入側から吸入される。

冷房運転の場合には、室外熱交換器２３が凝縮器として機能し、室内熱交換器４１が蒸発器として機能する。このように冷房運転の場合は、暖房運転に対して室外熱交換器２３と室内熱交換器４１の機能が入れ替わった状態になる。

まず、圧縮機２１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、室外熱交換器２３に送られる。このとき、圧縮機２１の吸入側では、吸入側圧力センサ３１により吸入される冷媒の圧力が検知され、吐出側では、吐出側圧力センサ３２により吐出される冷媒の圧力が検知される。このとき同時に、圧縮機２１の吸入側では、吸入側温度センサ３３により吸入される冷媒の温度が検知され、吐出側では、吐出側温度センサ３４により吐出される冷媒の温度が検知される。

例えばリモートコントローラなどによる設定温度と室内温度との差を冷房負荷として求め、あるいは圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と室外熱交換器２３の冷媒の温度とを用いるなどして冷房負荷を求め、冷房負荷に応じて圧縮機２１の回転数が制御される。また、空気調和装置１の故障を防止するため、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力や温度が制限されるのは暖房運転の場合と同様である。

室外熱交換器２３において、冷媒と室外空気との間の熱交換が行われて冷媒が冷却される。例えば冷媒がＨＦＣの場合には、ガス冷媒から気液二相の状態または液冷媒に変化する。このとき、熱交温度センサ３５により室外熱交換器２３の内部を流れる冷媒の温度が検出される。また、室外ファン２６の回転数を制御することで、室外熱交換器２３における冷媒の熱交換の状況が変わる。そして、室外熱交換器２３から室外電動膨張弁２４に送られる冷媒の温度が液側温度センサ３６により検出される。

室外熱交換器２３から送られてきた冷媒は、室外電動膨張弁２４で減圧される。このとき、冷房負荷に応じて室外電動膨張弁２４の開度が調整され、また減圧された冷媒が所定の過熱度を有するように、室外電動膨張弁２４の開度が調整される。冷媒の過熱度は、例えば熱交温度センサ３５により検出される室外熱交換器２３の冷媒の温度と、吸入側温度センサ３３により検出される圧縮機２１に吸入される冷媒の温度との差に基づいて求められる。

室外電動膨張弁２４で減圧されて気液二相状態になった冷媒は、室内熱交換器４１に送られる。室内熱交換器４１では、室内空気との間の熱交換により冷媒が加熱されてガス冷媒となる。室内ファン４２により室内空気の気流を発生して室内空気と冷媒との間の熱交換が促進される。

室内熱交換器４１で蒸発したガス冷媒は、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２５に送られる。そして、アキュムレータ２５の入る前の戻り配管３Ｆにおいて、電磁誘導加熱ユニット６により加熱されるのは暖房運転の場合と同様である。戻り配管３Ｆを通過してアキュムレータ２５に流入した冷媒は、アキュムレータ２５において気液分離されて、圧縮機２１に液冷媒が戻らないようになっている。それにより、圧縮機２１で液圧縮が起こって圧縮機２１が故障するのを防いでいる。

冷房においては、熱を室外に放出するような運転を行うため、電磁誘導加熱ユニット６から空気調和のための熱を供給する必要はない。しかし、空気調和装置１の故障を防止するなど目的で液バックの防止や冷媒循環量の確保を行うため、正確で安定した加熱が要求される場面がある。

（除霜運転）
暖房運転時において、外気温度が低下すると室外熱交換器２３に着霜を生じる場合が出てくる。室外熱交換器２３に着霜すると、室外熱交換器２３における熱交換の効率が低下するため除霜運転が必要になる。そこで、暖房運転時において、例えば、室外熱交換器２３の温度を熱交温度センサ３５により検出し、検出された温度が所定温度以下になって着霜を生じていると判断されたときには、通常の暖房運転から除霜運転に切り換える。

加熱ユニットを持たない冷凍装置では、例えば室外熱交換器２３を凝縮器として機能させ、圧縮機２１から高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器２３に供給することにより、室外熱交換器２３を加熱して除霜を行う。加熱ユニットを持つ場合にも、同様に、室外熱交換器２３を凝縮器として機能させるように四路切換弁２２を切り換え、電磁誘導加熱ユニット６を補助的に用いて室内熱交換器４１において室内空気と冷媒との間の熱交換能力を抑えつつ、凝縮器である室外熱交換器２３を加熱することもできる。

電磁誘導加熱ユニット６を補助的に用いて除霜を行う場合には、冷房運転時と同様に、四路切換弁２２の点線の接続で冷媒が供給される。圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３に入り、室外熱交換器２３に付着した霜との間で熱交換を行って冷却される。室外電動膨張弁２４で減圧された冷媒が室内熱交換器４１に入るが、暖房運転時に行う除霜運転では、室内を冷却しない方が好ましいため、室内熱交換器４１での熱交換量が小さくなるように、室外電動膨張弁２４の開度と圧縮機２１の回転数が調整され、室内ファン４２の回転数も下げられる。圧縮機２１の吸入側で所定の過熱度を持つように、冷房運転時に比べて室内熱交換器４１における熱交換量が低下した分だけ電磁誘導加熱ユニット６における加熱量を上げる。

また、電磁誘導加熱ユニット６Ａの加熱能力が十分に大きい場合には、暖房運転を行いながら室外熱交換器２３の除霜を行うこともできる。暖房を行いながらの除霜運転の場合には、四路切換弁２２が実線の経路に切り換えられる。また、ホットガスバイパス弁２７を開いてホットガスバイパス回路３Ｈが開通されると共に室外電動膨張弁２４が絞られて、室内熱交換器４１から戻った冷媒と圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒との混合冷媒が室外熱交換器２３に供給される。それにより、室外熱交換器２３についた霜を溶かすことができる。一方、分岐点Ａ１で分岐して室内熱交換器４１に流れた高温高圧のガス冷媒によって、通常の暖房運転と同様に室内機４では暖房が行われる。

このとき、室外熱交換器２３は蒸発器としては機能しないため、室外熱交換器２３および室内熱交換器４１で消費される熱量は電磁誘導加熱ユニット６から供給される。このときも、戻り配管温度センサ３９が所定温度になるように、電磁誘導加熱ユニット６の加熱量が調整される。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る空気調和装置も、図１に示す第１実施形態の空気調和装置１の構成と概略同じ構成を有している。第２実施形態の空気調和装置が第１実施形態の空気調和装置と異なる点は、電磁誘導加熱ユニット周辺の構成である。

図６および図７は、第２実施形態の電磁誘導加熱ユニット６Ａおよびその周辺の構成を説明するための概念図である。図６および図７に示す戻り配管３Ｆは、直管部３Ｆ１と、直管部３Ｆ１に続くＵ字状の湾曲管部３Ｆ２と、湾曲管部３Ｆ２に続く直管部３Ｆ３とからなる。直管部３Ｆ１，３Ｆ３には電磁誘導加熱ユニット６Ａが取り付けられている。また、直管部３Ｆ３には、電磁誘導加熱ユニット６の下流側に戻り配管温度センサ３９が取り付けられている。第１実施形態では戻り配管３Ｆに１本のＳＵＳ管３Ｆｂを設けたのに対し、第２実施形態では、２本の直管部３Ｆ１，３Ｆ３に対して１組の磁性体Ｃｏ１が設けられる。

戻り配管３Ｆの中の２つの直管部３Ｆ１，３Ｆ３とＵ字状の湾曲管部３Ｆ２とからなる部分の全体に対して、電磁誘導加熱ユニット６Ａの電磁誘導コイル６８Ａが矢印Ｄｉｒ1および矢印Ｄｉｒ２を含む面内方向に抜差し可能に装着される。この場合方向を限って、例えば矢印Ｄｉｒ１の向きにのみ抜差し可能に装着してもよい。電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２を引き抜いた後に、矢印Ｄｉｒ１，Ｄｉｒ２を含む面に対して垂直な方向Ｄｉｒ３，Ｄｉｒ４に分割可能な磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２を電磁誘導加熱ユニット６Ａが備えている。磁性体Ｃｏ１，Ｓｏ２は、例えば第１実施形態のＳＵＳ管と同じ材質で構成できる。直管部３Ｆ１，３Ｆ３は支持部材６９で空気調和装置に支持されており、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２を取り外しても空気調和装置における位置は変わらない。高周波電源Ｓｏから電力の供給を受ける点およびそれによる効果も第１実施形態で説明した電磁誘導加熱ユニット６と同じである。

図６および図７の電磁誘導加熱ユニット６Ａにおいて、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２が加熱されることから磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２が戻り配管３Ｆの２本の直管部３Ｆ１，３Ｆ３に熱的に接するように設けられている。熱伝導の効果を上げるためには、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２と直管部３Ｆ１，３Ｆ３の接触面積が大きい方が好ましいため、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２は、直管部３Ｆ１，３Ｆ３を覆い接するように形成されて取り付けられている。そのため、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２は、図６に示すように、平面視において、平行に配置されている直管部３Ｆ１，３Ｆ３の間隔に直管部３Ｆ１，３Ｆ３の直径を加えたよりも大きな幅を有している。また、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２は、図７に示すように、断面視において、磁束密度が高くなる直管部３Ｆ１，３Ｆ３の間だけでなく、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２の近接部から遠い表面まで延びている。これは、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２を伝わって直管部３Ｆ１，３Ｆ３の表面全体に熱を伝えるのに適した構造である。発熱量が同じであれば、直管部３Ｆ１，３Ｆ３の局部を高熱にするよりも、配管全体を同じ温度にする方が冷媒への熱伝達が行い易くなるからである。

第１実施形態の電磁誘導コイル６８１，６８２と異なり、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２の上面および下面の全体ができる限り均一に発熱するように、電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２は、それぞれが配置される、磁性体Ｃｏ１の上面および磁性体Ｃｏ１の下面に平行な面内において渦巻き状に形成されている。電磁誘導コイル６８Ａ１と電磁誘導コイル６８Ａ２の巻き方向は同一方向から見たときに同じになるように形成されている。また、漏れ磁束をなくして効率よく磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２に磁束を導くために電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２の外側を遮蔽カバー６３Ａで囲んでいる。

電磁誘導コイル６８Ａ１と電磁誘導コイル６８Ａ２に高周波電源Ｓｏから供給される電流の向きは、同じ瞬間には同じになり、同じ向きの磁界を発生する。電磁誘導加熱ユニット６Ａで加熱された冷媒の温度について、戻り配管温度センサ３９による検知結果が、目標温度範囲よりも低くまたは目標温度範囲よりも高くなった場合に高周波電源Ｓｏの出力を制御部１１により制御するのは、第１実施形態と同様である。この戻り配管３Ｆを流れる冷媒は、矢印Ｆｌに示すように、左から流れてきて直管部３Ｆ１の入口から下に向かって直管部３Ｆ１を流れる。そして、湾曲管部３Ｆ２で急激にＵターンして上に向かって流れる。この湾曲管部３Ｆ２で流れの向きが変わるときに、ガス冷媒と液冷媒の密度差により冷媒の攪拌が起こる。それにより、直管部３Ｆ３の管内面に接触する液冷媒の割合が減少するのを抑制して、直管部３Ｆ３において直管部３Ｆ１よりも熱伝達の効率が低下するのを防止できる。

＜変形例１＞
上記第２実施形態では、湾曲管部３Ｆ２が下方に設けられ、直管部３Ｆ１で下に向かって流れて湾曲管部３Ｆ２でＵターンして直管部３Ｆ３で上に向かって流れるように形成されている戻り配管３Ｆに設けられた電磁誘導加熱ユニット６Ａについて説明した。しかし、直管部と湾曲管部の構成は、第２実施形態の形状に限られず、例えば図８に示すように、直管部３Ｆ４，３Ｆ６を水平に設け、それらを繋ぐ湾曲管部３Ｆ５が下から上に冷媒を導くように構成することもできる。

この戻り配管３Ｆを流れる冷媒は、矢印Ｆｌに示すように、上から下に直管部３Ｆ４の入口に向かって流れ、直管部３Ｆ４で水平方向へ流れの向きを変える。そして、直管部３Ｆ４から湾曲管部３Ｆ５に向かって上向きに冷媒が流れる。このとき、直管部３Ｆ４では液体層（液冷媒）が下に形成され、加熱された気体層（ガス冷媒）が上に流れるような流れを構成する。そして、直管部３Ｆ４の管内面に熱的に接触して加熱されることによりガス化した冷媒は、湾曲管部３Ｆ５で液冷媒と攪拌されるため、直管部３Ｆ６の管内面に熱的に接触する部分にガス冷媒が多く偏在するのを防げ、直管部３Ｆ６における加熱効率が直管部３Ｆ４に比べ大幅に低下するのを防止できる。

また、図８に示すように、分割可能な磁性体Ｃｏ３が湾曲管部３Ｆ５に熱的に接触するように構成することもできる。直管部３Ｆ４，３Ｆ６だけに磁性体Ｃｏ１．Ｃｏ２を熱的に接触されて場合に比べて限られたスペースにおいて加熱区間を長く取り易くなり、冷媒の加温が行い易くなる。

＜変形例２＞
上記第２実施形態では、湾曲管部３Ｆ２を単に曲げた場合について説明したが、図９の電磁誘導加熱ユニット６Ｂの直管部３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂと湾曲管部３Ｆ８ａ，３Ｆ８ｂのように、複数に分岐して曲げることもできる。複数に分岐させることにより、管を曲げ易くなり、製造時において管に亀裂などが入り難くなる。このように分岐させる場合、圧力損失の発生などを防止するために、例えば第２実施形態の１本の直管部３Ｆ１の断面積と、この変形例の２本の直管部３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂの断面積の和とを同じにすることが好ましい。このように断面積が同じになるようにしたときには、直管部３Ｆ１の内周面の面積よりも直管部３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂの内周面の面積の和の方が大きくなり、冷媒に熱を伝達するには分岐する方が有利であることが分かる。なお、図９に示す電磁誘導コイル６８Ｂ１と対をなす電磁誘導コイル６８Ｂ２は、Ｃｏ１Ｂを挟んで反対側に配置されている。電磁誘導コイル６８Ｂ１，６８Ｂ２と１組の磁性体Ｃｏ１Ｂ（Ｃｏ１Ｂと対をなす磁性体は図示省略）と支持部材６９と高周波電源Ｓｏなどの他の構成は、第２実施形態の電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２と１組の磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２と支持部材６９と高周波電源Ｓｏと同様である。

＜変形例３＞
上記第２実施形態では、図７に示すように、直管部３Ｆ１，３Ｆ３の部分を除き、磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２が長方形の断面を持つ場合について説明した。しかし、磁性体の形状は図７に示すものに限られず、例えば磁性体Ｃｏ１，Ｃｏ２に代えて、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示すような断面形状を有するものを用いることができる。図１０（ａ）に示すように、直管部３Ｆ１，３Ｆ３の全周を覆うのではなく、直管部３Ｆ１，３Ｆ３が近接する部分にだけ磁性体Ｃｏ４，Ｃｏ５を設けることもできる。図１０（ａ）に示す磁性体Ｃｏ４，Ｃｏ５は矢印Ｄｉｒ５，Ｄｉｒ６の方向に分割することができる。また、図１０（ｂ）に示す磁性体Ｃｏ６，Ｃｏ７のように、矢印Ｄｉｒ７，Ｄｉｒ８の方向に分割することができる構造にすることができる。こられ磁性体Ｃｏ６，Ｃｏ７は、それぞれ個別に直管部３Ｆ１，３Ｆ３に設けられており、直管部３Ｆ１，３Ｆ３の全周を覆う断面構造を取っている。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る空気調和装置も、電磁誘導加熱ユニットの周辺を除いて、図１に示す第１実施形態の空気調和装置１の構成と同じ構成を有している。基本的には、第３実施形態では、第４実施形態と同じ構成の電磁誘導加熱ユニット６Ｃを用いている。また、第３実施形態と第１実施形態の相違点には戻り配管３Ｆの形状がある。

図１１は、第３実施形態の電磁誘導加熱ユニット６Ｃとその周辺構造を示す概念図である。図１１（ａ）に示すように、戻り配管３Ｆは、３つの直管部３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４と、それらを繋ぐ２つのＵ字状の湾曲管部３Ｆ１１，３Ｆ１３からなっている。そのため、磁性体Ｃｏ８、Ｃｏ９は、図１１（ｂ）に示すように、平行な３本の直管部３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４にわたる幅を有している。図１１（ｂ）に示すように、磁性体Ｃｏ８，Ｃｏ９は矢印Ｄｉｒ９，Ｄｉｒ１０の方向に分割化能に取り付けられる。なお、図１１では図示を省略しているが、第２実施形態と同様に、遮蔽カバーが電磁誘導コイル６８Ｂ１，６８Ｂ２の外周に取り付けられる。

この磁性体Ｃｏ８、Ｃｏ９は、直管部３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４の３箇所で加熱するため、所定温度までの加熱し易くなっている。また、２つの湾曲管部３Ｆ１１，３Ｆ１３で攪拌されるため、２回攪拌されることとなり、１箇所で攪拌する場合に比べて、冷媒の加熱ムラが少なくなる。また、戻り配管３Ｆを第２実施形態の変形例１ように直管部が水平になるように配置することができる。

また、磁性体Ｃｏ８，Ｃｏ９の断面形状が方形となる場合に限られず、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示すような他の形状などであってもよい。分割する個数も２つに限られず、３つ以上に分割することもでき、図１１（ｃ）に示すように、磁性体Ｃｏ１０を複数層Ｃｏ１０ａ，Ｃｏ１０ｂ，Ｃｏ１０ｃ，Ｃｏ１０ｄに分割して、各層の間に他の部材例えば熱伝導率の高い部材Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を挟むこともできる。このような部材としては、例えば窒化アルミニウムなどの絶縁性と熱伝導性の両方が高いものを用いることができる。絶縁材料を用いた場合には、磁性体の各層Ｃｏ１０ａ，Ｃｏ１０ｂ，Ｃｏ１０ｃ，Ｃｏ１０ｄで発熱が起こり、磁性他の各層Ｃｏ１０ａ，Ｃｏ１０ｂ，Ｃｏ１０ｃ，Ｃｏ１０ｄだけでなく、熱伝導率の高い層Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を伝って熱が直管部３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４に導かれる。

＜変形例４＞
上記第３実施形態において、Ｕ字状に冷媒配管を曲げることにより複数の加熱箇所を設ける場合について説明したが、図１２に示すように、直管部３Ｆ１５，３Ｆ１７の間を径の細い複数の直管３Ｆ１６で繋いで、複数の直管３Ｆ１６を電磁誘導加熱ユニット６Ｄにより加熱するようにしてもよい。図１２のような戻り配管３Ｆを製造するには、例えば、直管部３Ｆ１５，３Ｆ１７と細い複数の直管３Ｆ１６とをロウ付けすることにより接続する。複数の直管３Ｆ１６は円筒形でなくてもよく、角管のようなものであってもよい。ただし、直管部３Ｆ１５から直管部３Ｆ１６に冷媒が流入するときや直管部３Ｆ１６から直管部３Ｆ１７に冷媒が流出するときに発生する圧損を抑えるために、直管部３Ｆ１５の断面積と、直管部３Ｆ１７の断面積と、複数の直管３Ｆ１６の断面積の和とは互いに等しいことが好ましい。

＜変形例５＞
上記第１実施形態乃至第３実施形態においては、戻り配管３Ｆに電磁誘導加熱ユニット６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが設けられ、戻り配管３Ｆにおいて冷媒を電磁誘導により加熱する場合について説明したが、電磁誘導により加熱する箇所は、冷凍回路の戻り配管３Ｆのある場所に限られるものではなく、他の箇所であってもよい。他の箇所で電磁誘導により加熱する場合には、その箇所に電磁誘導加熱ユニットを取り付けるための湾曲管部や直管部が設けられる。

＜変形例６＞
上記第１実施形態乃至第３実施形態においては、湾曲管部３Ｆ２，３Ｆ５，３Ｆ８ａ，３Ｆ８ｂ，３Ｆ１１，３Ｆ１３がＵ字状の場合について説明した。製造も容易であって攪拌効果も高いのでＵ字管が好ましいが、湾曲管部の形状はＵ字状に限られるものではない。例えばＬ字状でもよく、Ｌ字状を組み合わせてコ字状にしてもよい。また、例えば直管部３Ｆ１，３Ｆ４，３Ｆ７，３Ｆ１０と、直管部３Ｆ３，３Ｆ６，３Ｆ９，３Ｆ１２，３Ｆ１４がねじれの位置に配置されるように湾曲管部３Ｆ２，３Ｆ５，３Ｆ８ａ，３Ｆ８ｂ，３Ｆ１１，３Ｆ１３が湾曲していてもよい。

＜変形例７＞
上記第１実施形態乃至第３実施形態においては、ＳＵＳ管３Ｆ１ｂや磁性体Ｃｏ１〜Ｃｏ１０が冷媒配管の外側に形成される場合について説明した。しかし、磁性体の配置位置は冷媒配管の内側であってもよく、例えば図１３に示すように磁性体を配置することもできる。電磁誘導加熱ユニット６Ｅの磁性体Ｃｏ１１は、電磁誘導コイル６８Ｅ１に近い銅管３Ｆａの内周面に沿う板状部Ｃｏ１１ａと、電磁誘導コイル６８Ｅ２に近い銅管３Ｆａの内周面に沿う板状部Ｃｏ１１ｃと、板状部Ｃｏ１１ａ，Ｃｏ１１ｃの間を繋ぐ複数の板状部Ｃｏ１１ｂからなっている。電磁誘導コイル６８Ｅ１，６８Ｅ２により交流磁界が発生すると、板状部Ｃｏ１１ｂで発熱が起こるので、冷媒との接触面積が大きく、加熱効率を上げ易くなる。このような磁性体Ｃｏ１１を所定の位置に配置するには、例えば、磁性体Ｃｏ１１の両端に近い部分の銅管３Ｆａを図１１の直管部３Ｆ１２と湾曲管部３Ｆ１１，３Ｆ１３の関係のように曲げれば、冷媒の流れによって磁性体Ｃｏ１１に力が加わっても磁性体Ｃｏ１１の位置を保たせることができる。

＜特徴＞
（ａ）
空気調和装置１（冷凍装置）には、戻り配管３Ｆに銅管３Ｆａ、直管部３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４若しくは湾曲管部３Ｆ５または磁性体Ｃｏ１１（冷媒と熱的接触をする部材）が設けられている。銅管３Ｆａ、直管部３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４若しくは湾曲管部３Ｆ５は、電磁誘導加熱ユニット６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅにより、直接またはＳＵＳ管３Ｆｂ若しくは磁性体Ｃｏ１〜Ｃｏ１０を介して加熱される。ここで、部材は、磁性体Ｃｏ１〜Ｃｏ１０を含む概念である。電磁誘導加熱ユニット６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅは、これらの電磁誘導加熱のため２つ一組の電磁誘導コイル６８１，６８２，６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２を備えている。

一組の電磁誘導コイル６８１，６８２，６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｅ１，６８Ｅ２を結ぶ直線を考えると、この直線を垂直に横切る平面内に、銅管３Ｆａ、直管部３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０、３Ｆ１２，３Ｆ１４、湾曲管部３Ｆ５あるいは磁性体Ｃｏ１１（冷媒と熱的接触をする部材）が設けられている。そのため、こられの部材をこの平面に平行に移動しても電磁誘導コイル６８１，６８２，６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｅ１，６８Ｅ２には衝突しない。そのため、メンテナンス時などには、銅管３Ｆａ、直管部３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０、３Ｆ１２，３Ｆ１４、湾曲管部３Ｆ５（所定冷媒流路）から簡単に分離することができる。このように、電磁誘導コイルと所定冷媒流路の分離が容易であるため、メンテナンスが簡単になる。また、磁性体Ｃｏ１〜Ｃｏ１０、Ｃｏ１Ｂが分割して分離ができるように構成されているため、さらにメンテナンス時の作業性が向上する。

銅管３Ｆａ、直管部３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０、３Ｆ１２，３Ｆ１４、および湾曲管部３Ｆ５の冷媒配管を介して冷媒に間接的に熱的接触して冷媒に熱を伝える。この場合には、例えば冷媒配管などに必要な耐食性などの仕様が緩和されるため電磁誘導加熱に適した材料に特化して選択することができるため、加熱効率などの電磁誘導加熱に係る性能を向上させ易くなる。

磁性体Ｃｏ１１は、冷媒配管とは別に設けられ、電磁誘導コイル６Ａ１，６Ａ２により加熱される被加熱部材であるが、直接冷媒にも接触する。この場合には、間に熱を伝達するための媒体を介さずに電磁誘導加熱される被加熱部材が直接冷媒に接しているので、他に逃げる熱が少なくなり効率よく加熱できる。また、被加熱部材が直接冷媒に接しているので、直ぐに熱が冷媒に伝わり、応答が早くなる。

変形例７においては、磁性体Ｃｏ１１だけでなく、直管部３Ｆ１も発熱するので、冷媒配管自身が被加熱部材であるから熱伝達のロスが減り加熱効率が向上する。また、第１実施形態において、２重管構造とする代わりに、銅管３Ｆａを取り除いて、ＳＵＳ管３Ｆｂだけで冷媒配管を構成した場合には、冷媒配管自身が被加熱部材であるから熱伝達のロスが減り加熱効率が向上するだけでなく、冷媒配管とは別に被加熱部材を設ける必要がなくなることから冷凍装置をコンパクトに設計し易くなる。

変形例１に示したように、磁性体Ｃｏ３が湾曲管部３Ｆ５に熱的に接触するように構成することもでき、湾曲管部３Ｆ５でも冷媒配管を介して磁性体が冷媒と熱的接触をする場合には熱的接触をする区間が長くなるため、冷媒の加熱において有利である。

（ｂ）
電磁誘導加熱ユニット６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄでは、電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２で挟まれた領域を複数回横切っている。その横切るときに、磁性体Ｃｏ１〜Ｃｏ１０、Ｃｏ１Ｂによって、少なくとも２つ乃至は３つの直管部３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０、３Ｆ１２，３Ｆ１４が加熱される。例えば、冷媒は電磁誘導加熱ユニット６Ａを通過する際には、直管部３Ｆ１，３Ｆ３を通過するときに２回にわたって加熱される。しかも、１回加熱されてから２回目に加熱される間に、湾曲管部３Ｆ２で一度攪拌され、それにより、冷媒配管内周面に沿って気体層（ガス冷媒の層）ができるのを防止して加熱効率の低下を防ぐ。

（ｃ）
電磁誘導加熱ユニット６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅでは、電磁誘導コイル６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｅ１，６８Ｅ２は、一つの平面内に渦巻状巻かれた銅線によって形成されているため、収納スペースを小さく抑えることができる。

２室外機
４室内機
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ電磁誘導加熱ユニット
１０冷媒回路
１１制御部
２１圧縮機
３Ｆ戻り配管
３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４直管部
３Ｆ２，３Ｆ５，３Ｆ８ａ，３Ｆ８ｂ，３Ｆ１１，３Ｆ１３湾曲管部
６８１，６８２，６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｅ１，６８Ｅ２電磁誘導コイル

特開平１１‐２１１１９５号公報特開平８‐３２６９９７号公報

Claims

所定冷媒流路を流れる冷媒と熱的接触をする部材（３Ｆａ，３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ５，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４，Ｃｏ１１）と、
前記部材を加熱するための電磁誘導加熱ユニット（６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ）とを備え、
前記電磁誘導加熱ユニットは、前記部材を挟んで対向して配置された、少なくとも２つの電磁誘導コイル（６８１，６８２，６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｅ１，６８Ｅ２）を有する、冷凍装置。
前記部材は、冷媒配管（３Ｆ１，３Ｆ３，３Ｆ４，３Ｆ５，３Ｆ６，３Ｆ７ａ，３Ｆ７ｂ，３Ｆ９ａ，３Ｆ９ｂ，３Ｆ１０，３Ｆ１２，３Ｆ１４）および／または前記冷媒配管とは別に設けられた被加熱部材（Ｃｏ１１）である、請求項１に記載の冷凍装置。
前記所定冷媒流路は、前記少なくとも２つの電磁誘導コイルに挟まれた領域を複数回横切り、
前記部材は、前記領域を横切る冷媒に熱を複数回伝達する、請求項１または請求項２に記載の冷凍装置。
前記所定冷媒流路は、Ｕ字部（３Ｆ２，３Ｆ５，３Ｆ８ａ，３Ｆ８ｂ，３Ｆ１１，３Ｆ１３）を含み、前記Ｕ字部でＵターンして前記領域を複数回横切る、請求項３に記載の冷凍装置。
前記部材は、前記所定冷媒流路から分離可能に取り付けられている磁性体（Ｃｏ１〜Ｃｏ１０、Ｃｏ１Ｂ）を含む、請求項４に記載の冷凍装置。
前記少なくとも２つの電磁誘導コイル（６８Ａ１，６８Ａ２，６８Ｂ１，６８Ｂ２，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｅ１，６８Ｅ２）は、互いに対向する面内に渦巻状に形成され、互いに同一方向の磁界を発生させて磁界を強め合うように配置されている、請求項１から５のいずれかに記載の冷凍装置。