JP2015212601A - ヒートポンプシステムにおける流体撹拌装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上下方向の中心軸をもつ円筒形状の胴体部11aの上端側を半球形状の上部鏡板11b1により閉塞されかつ下端側を半球形状の下部鏡板11b2により閉塞された筐体11と、流体の流入又は流出のために、一端が配管の1つに接続可能でありかつ中心軸から離れた位置にて上部鏡板を上下方向に貫通して胴体部の上端近傍にて他端が開口する上部管体12と、一端が配管の別の1つに接続可能でありかつ中心軸上にて下部鏡板を上下方向に貫通して胴体部の上端近傍まで延在し他端が上方に開口する下部管体13と、中心軸を軸として胴体部の内面上に設置されかつ各巻線が上下動可能であるコイルスプリング14と、を備える。
【選択図】図3
Description
さらに本発明は、既設のヒートポンプシステムに容易に取り付け可能な汎用性を備えた流体撹拌装置を提供することを目的とする。
さらに本発明は、駆動エネルギーを必要としない流体撹拌装置を提供することを目的とする。
本発明の態様は、ヒートポンプシステムにおいて冷媒と冷凍機油とを含む流体を撹拌するために配管の経路上に設置される流体撹拌装置であって、上下方向の中心軸をもつ円筒形状の胴体部の上端側を半球形状の上部鏡板により閉塞されかつ下端側を半球形状の下部鏡板により閉塞された筐体と、前記流体の流入又は流出のために、一端が前記配管の1つに接続可能でありかつ前記中心軸から離れた位置にて前記上部鏡板(11b1)を上下方向に貫通して前記胴体部(11a)の上端近傍まで延在して他端が下方に開口する上部管体(12)と、前記流体の流出又は流入のために、一端が前記配管の別の1つに接続可能でありかつ前記中心軸上にて前記下部鏡板(11b2)を上下方向に貫通して前記胴体部(11a)の上端近傍まで延在して他端が上方に開口する下部管体(13)と、前記中心軸を軸として前記胴体部の内面上に設置されかつ各巻線が上下動可能であるコイルスプリングと、を備えたことを特徴とする。
流体撹拌装置の筐体は、円筒形状の胴体部の上端側と下端側をそれぞれ半球形状の上部鏡板と下部鏡板で閉鎖されている。
本発明は、ヒートポンプサイクルを利用したヒートポンプシステムを流れる流体を撹拌するための流体撹拌装置を提供する。ヒートポンプシステムには、空調機、冷凍機、冷蔵機、給湯機、冷凍倉庫、チラー等、多様な形態が含まれる。本発明の流体撹拌装置は、いずれのヒートポンプシステムにも適用可能である。また、本発明の流体撹拌装置は、新規システムに限らず、既設システムにも同様に適用可能である。
GS:気体状態の冷媒
LQ:液体状態の冷媒
HT:高温
LT:低温
HP:高圧
LP:低圧
<試験方法>
・比較例は、既設の空調機に本発明の流体撹拌装置を取り付ける前のデータであり、実施例は、取り付け後のデータである。冷房又は暖房の連続運転を行い、一定時間毎に室内機吹出温度(℃)、電流(R相(Ampare)、T相(Ampare))、消費電力(Wh)の計測を行った。計測後、運転期間全体の電力消費量(積算電力量(W))をそれぞれ計測し、削減率を算出した。算出方法は次の通りである。
電力削減率(%)=((B−A)/B)×100
B:取付前の電力消費量
A:取付後の電力消費量
・試験可能な状況にある既設の空調機(表3参照)に対して試験を行ったので、機種は様々となった。例えば、インバータ制御装置を有する機種、公知の気液分離器を有する機種も含まれていた。
・各試験の計測期間は、30分〜数日であるが、互いに比較する取付前と取付後の計測については、計測期間を同じ長さとした。
・1つの空調機について取付前と取付後の計測を行ったので、取付前と取付後の計測時期には多少のずれがある。気温の条件を揃えるためにできるだけ近い時期に行った。しかしながら、取付前と取付後の計測を全く同じ条件で行うことは困難であるため、気温以外にも湿度その他の条件の違いが計測値のばらつきとして含まれる。
・同じ空調機において、取付前の計測を1回だけ行い、取付後の計測を複数回行った場合がある。逆に、同じ空調機において、取付前の計測を複数回行い、取付後の計測を1回行った場合もある。
表1〜表3は、2013年5月〜2014年4月の期間に随時行った試験1〜23の結果をまとめた表である。
表1は、冷房時の試験結果である。
表2は、暖房時の試験結果である。
(表1及び表2中、「平均外気温度」の欄の一部データは、平均ではなく温度幅を記載している。)
表3は、表1及び表2中の空調機種類を示す数字の対応表である。
表4〜表6は、表1〜表3の試験とは別個に行った試験の結果を示すグラフである。"B"は取付前のデータを、"A"は取付後のデータを示している。
表4は、1回の試験(冷房運転時間30分)における消費電力(Wh)を比較したグラフである。
表5は、1回の試験(冷房運転時間30分)における電流(R相、T相)(Ampare)を比較したグラフである。
表6は、1回の試験(冷房運転時間30分)における室内機の吸込温度(℃)及び吹出温度(℃)を比較したグラフである。
取付前:平均外気温度31.2℃、平均電力消費量3370Wh
取付後:平均外気温度22.1℃、平均電力消費量2730Wh
11 筐体
11a 胴体部
11b1 第1の鏡板部
11b2 第2の鏡板部
12 上部管体
13 下部管体
14 コイルスプリング
2 圧縮部
3 凝縮部(冷房時:室外機、暖房時:室内機)
4 膨張部
5 蒸発部(冷房時:室内機、暖房時:室外機)
Claims (7)
- ヒートポンプサイクルにおいて冷媒と冷凍機油とを含む流体を撹拌するために配管の経路上に設置される流体撹拌装置であって、
上下方向の中心軸をもつ円筒形状の胴体部(11a)の上端側を半球形状の上部鏡板(11b1)により閉塞されかつ下端側を半球形状の下部鏡板(11b2)により閉塞された筐体(11)と、
前記流体の流入又は流出のために、一端が前記配管の1つに接続可能でありかつ前記中心軸から離れた位置にて前記上部鏡板(11b1)を上下方向に貫通して前記胴体部(11a)の上端近傍まで延在して他端が下方に開口する上部管体(12)と、
前記流体の流出又は流入のために、一端が前記配管の別の1つに接続可能でありかつ前記中心軸上にて前記下部鏡板(11b2)を上下方向に貫通して前記胴体部(11a)の上端近傍まで延在して他端が上方に開口する下部管体(13)と、
前記中心軸を軸として前記胴体部(11a)の内面上に設置されかつ各巻線が上下動可能であるコイルスプリング(14)と、を備えたことを特徴とする
流体撹拌装置。 - 前記コイルスプリング(14)が不等ピッチコイルスプリングであることを特徴とする請求項1に記載の流体撹拌装置。
- 前記不等ピッチコイルスプリングは、その一端から他端に向かってピッチが漸次長くなることを特徴とする請求項3に記載の流体撹拌装置。
- 前記上部管体(12)の他端の開口の縁(12a)は、前記中心軸側が低く周縁側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流体撹拌装置。
- 前記下部管体(13)の外面に複数の凹凸が交互に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の流体撹拌装置。
- 室内冷房時には、前記上部管体(12)から流体が流入するとともに、前記下部管体(13)から流体が流出するように設置され、前記上部管体(12)は、前記ヒートポンプサイクルにおける室外機である凝縮部の流体出口側に接続されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の流体撹拌装置。
- 室内暖房時には、前記下部管体(12)から流体が流入するとともに、前記上部管体(12)から流体が流出するように設置され、前記上部管体(12)は、前記ヒートポンプサイクルにおける室外機である蒸発部の流体入口側に接続されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の流体撹拌装置。
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