JP7105516B2 - 気液混合機能付き混合冷媒容器、気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプシステムに用いる冷媒が数種の物質を混合して製造される際に、それらの混合比率を整えて製造する装置、混合冷媒を入れる容器及び混合冷媒をヒートポンプシステムに充填する方法に関する。

特許文献１には、炭化水素混合冷媒の製造方法が開示されている。真空引きした混合容器に原料容器の充填圧力が最も低い原料を最初に導入し、二番目以降に導入する原料は原料容器の充填圧力が直前に導入した原料容器の充填圧力より０．３メガパスカル以上高くなるよう調整して導入することを基本プロセスとするものである。
特許文献２には、省エネ、地球温暖化防止、冷媒廃棄処理コストの大幅低減、冷媒充填量の減少を可能とする炭化水素混合冷媒が開示されている。
特許文献３には、非共沸冷媒の組成比率の変化をあらかじめ予測し、充填当初の組成比率に回復でき、冷凍回路の性能低下を未然に防止可能な補充用混合冷媒及びその製造方法が開示されている。
特許文献４には、二液分離した非共沸混合冷媒を均一に分散させることができるヒートポンプシステムが開示されている。具体的には、下方伝熱管、上方伝熱管、それらをつなぐ接続管を有するものである。
特許文献５には、残量が少なくなっても組成が変化せず、チャージを行う場合に、残量チェックを行う必要のない冷媒容器が開示されてている。具体的には、容器本体の底部にボンベ口を形成し、内部に下室と上室に区画することができるとともに、容器本体内において上下に移動可能な隔壁ピストンを組み込むものである。
特許文献６には、非共沸混合冷媒を組成変化を生じさせることなく、かつ圧縮機に故障を生じさせることなく充填できる方法が開示されている。具体的には、圧縮機と室内熱交換機とを連結する冷媒配管に三方弁を介してボンベを接続し、エアコンを冷房運転し電動膨張弁を調整して過熱度制御運転とし、その後、ボンベから非共沸混合冷媒を液状態で充填するものである。
特許文献７には、非共沸混合冷媒を組成変化を生じさせることなく、かつ圧縮機の故障を生じさせることなく充填する方法が開示されている。具体的には、圧縮機の吸込側に配設されたアキュムレータの入り口側にボンベを接続し、冷凍運転を運転させながらボンベから冷媒回路内へ液状態の非共沸混合冷媒をアキュムレータの容量に応じた所定量ずつ充填するものである。
特許文献８には、非共沸混合冷媒を小分け充填する方法が開示されている。具体的には、冷媒貯槽中の小分け用冷媒の気相又は液相を、この小分け用冷媒と実質的に同等な組成を有する調整用冷媒の気相と導通させながら小分け充填するものである。
特許文献９には、移充填する際に生じる組成変化を冷媒性能の許容範囲内に収める充填方法が開示されている。具体的には、供給側容器中の液相から抜き出しを行って移充填するものである。
特許文献１０には、移充填する際に生じる組成変化を冷媒性能の許容範囲内に収める充填方法が開示されている。具体的には、４０℃以下で、供給側容器中の液相から抜き出しを行って移充填するものである。
特許文献１１には、冷凍サイクルに気液混合装置を設けたものが開示されている。これにより運転効率の向上を図るものである。特許文献１における気液混合装置としては、乾き度調整用減圧装置、冷媒導入出管、Ｕ字管を用いるものが提案されている。
特許文献１２には、冷媒に含まれる不純物を再結合させる装置が開示されている。円筒状の筐体の内面に設けられた螺旋溝により、不純物を切断し、冷媒組成に再結合するものである。
特許文献１３には、ヒートポンプシステムにおける撹拌装置が開示されている。円筒状の筐体の内部に螺旋バネを上下動可能に設けたものである。
特許文献１４には、ヒートポンプシステムに用いる液化促進装置が開示されている。二つの鏡板に閉塞された円筒状の筐体の内部に、円錐部を含むスプリングをもうけ、スプリングの円錐部の底面における巻線が鏡板の底面の近傍に位置するものである。
特許文献１５には、冷凍空調システムにおける冷媒処理装置が開示されている。円筒の内部には螺旋溝が形成されており、管部の外周面には螺旋溝が形成されているものである。
特許文献１６には、振動及び揺動可能なバネを設けた構造を有する液化促進装置が開示されている。

再表２０１１／１３２３０６号公報 再表２００９／０８１６７３号公報 特開２００８－２７４１８３号公報 特開２００７－１５５１７５号公報 特開２０００－０３５１９５号公報 特開平１１－２７０９３３号公報 特開平１１－２１１２９０号公報 特開平１１－１２４５６９号公報 特開平１０－１９７１０８号公報 特開平１０－１６０２９６号公報 特許第３０５５８５４号公報 特開２０１４－１６１８１２号公報 特開２０１５－２１２６０１号公報 特許第５９４５３７７号公報 特開２０１７－１４２０６１号公報 特許第６３００３３９号公報

特許文献１から特許文献１０までにおいて、見られるように、混合冷媒においては、小分けする際、また、ヒートポンプシステムに充填する際に、組成変化が生じてしまうという課題がある。
特に、特許文献１、特許文献８に見られるように、出荷する際に一つ一つのボンベ内の組成が、異ならないように気を配る必要がある。
また、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献９、特許文献１０に見られるように、ボンベからヒートポンプシステムに移す際に生じる組成変化を許容範囲内に収めるという課題がある。
一方、特許文献４に見られるように、ヒートポンプシステムが運転する際に、混合冷媒が均一に分散させるべきという課題もある。
同様の課題は、特許文献１１にも見られる。ヒートポンプサイクルを循環する流体は、気体と液体との混合物であることを前提として、その気液を混合することにより、液化促進、ひいてはヒートポンプの運転効率の向上をもたらすことができる。
また、特許文献１２から１５までには、円筒状の容器内部に、螺旋溝または螺旋バネが設けられた構造を有する撹拌装置が提案されている。
さらに、特許文献１６には、振動及び揺動可能なバネを設けた構造を有する液化促進装置が開示されている。

第一に、工場出荷時において容器に入れた混合冷媒の組成が確かなものであること、第二に、ヒートポンプシステムへの充填の際に組成変化を起こさないこと、第三に、ヒートポンプシステムの運転時に混合冷媒の均一化がなされるべきこと、これらの三つの段階で混合冷媒の組成の均一化が課題になり得ることに本発明の発明者は気づいた。

そして、本発明の発明者は、撹拌装置、液化促進装置を適切に用いることにより、これらの三つの課題をいずれも改善することができる可能性があると考えをめぐらし、実験をくり返した。そして、ついに有用な発明を見出したものである。
本発明の目的は、混合冷媒装置の製造時において小分けする容器への充填する際の均一化、ヒートポンプサイクルに混合冷媒を充填する際の組成の均一化、ヒートポンプサイクルを運転する際の混合冷媒の組成の均一化を実現する装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明に係る混合冷媒製造装置は、
液相と気相とに分離した状態で混合冷媒を保存する原料容器と、
液相と気相とを均一に混合する気液混合装置と、
前記原料容器から前記混合冷媒の液相を前記気液混合装置内に導入する液相弁と、
前記原料容器から前記混合冷媒の気相を前記気液混合装置内に導入する気相弁と、
前記気液混合装置を所定時間運転した後、前記気液混合装置内の混合冷媒を小分け容器に移す導入弁と
を有するものである。
これにより、小分け容器に充填した混合冷媒の組成比率を所定の許容範囲内のものとすることができる。

本発明に係る混合冷媒製造方法は、
気液混合装置内に、混合冷媒の液相と気相とをそれぞれ導入するステップと、
前記気液混合装置を所定時間運転するステップと、
前記気液混合装置内の混合冷媒を小分け容器に移して充填するステップと
を有するものである。
これにより、、小分け容器に充填した混合冷媒の組成比率を所定の許容範囲内のものとすることができる。

本発明に係る混合冷媒容器は、
個別のヒートポンプサイクルに用いる混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルに適した分量で、かつ適した組成比率で保存する容器であって、
当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有し、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有することを特徴とするものである。
これにより、混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルへ導入する時のみならず、当該ヒートポンプサイクルを運転する際に、冷媒（及び機械油）が当該混合冷媒容器内を通過するものとなる。従って、当初、当該混合冷媒容器内にあった混合冷媒がすべて無駄なく、かつ適正な組成比率で当該ヒートポンプサイクルに充填される。

本発明に係る混合冷媒容器使用方法は、
ヒートポンプサイクルの配管途中にバイパスを設けるバイパス設置ステップと、
当該バイパスを設けた部分の配管途中に前記混合冷媒容器の二つの出入り口を接続する混合冷媒容器接続ステップと、
前記バイパスを用いて前記ヒートポンプサイクルから真空引きを行う真空引きステップと、
前記パイパスを閉じて、前記混合冷媒容器側に切り替えるバイパス閉鎖ステップと、
前記ヒートポンプサイクル内の圧縮機などの機器に悪影響を与えないように、前記混合冷媒容器のバルブを段階的に開いて、前記ヒートポンプサイクルに前記混合冷媒容器内の混合冷媒を充填する充填ステップと、
前記ヒートポンプサイクルを運転する際にも、前記混合冷媒が前記混合冷媒容器内を通過するように前記ヒートポンプサイクルを運転する運転ステップと
を有することを特徴とする。
これにより、混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルへ導入する時のみならず、当該ヒートポンプサイクルを運転する際に、冷媒（及び機械油）が当該混合冷媒容器内を通過するものとなる。従って、当初、当該混合冷媒容器内にあった混合冷媒がすべて無駄なく、かつ適正な組成比率で当該ヒートポンプサイクルに充填される。

本発明に係る気液混合機能付き混合冷媒容器は、
個別のヒートポンプサイクルに用いる混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルに適した分量で、かつ適した組成比率で保存する容器であって、
当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有し、
さらに、その内部に気液混合機能を有する構造を有する
ことを特徴とするものである。
これにより、混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルへ導入する時のみならず、当該ヒートポンプサイクルを運転する際に、冷媒（及び機械油）が当該混合冷媒容器内を通過するものとなるのみならず、通過する際に気液混合がなされ、ヒートポンプサイクル内を冷媒が循環する際の組成比率が良好な状態であることを保つ。従って、当初、当該混合冷媒容器内にあった混合冷媒がすべて無駄なく、かつ適正な組成比率で当該ヒートポンプサイクルに充填されるのみならず、ヒートポンプサイクル内における均一化を図ることができる。

本発明に係る気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法は、
ヒートポンプサイクルの配管途中にバイパスを設けるバイパス設置ステップと、
当該バイパスを設けた部分の配管途中に前記混合冷媒容器の二つの出入り口を接続する混合冷媒容器接続ステップと、
前記バイパスを用いて前記ヒートポンプサイクルから真空引きを行う真空引きステップと、
前記パイパスを閉じて、前記混合冷媒容器側に切り替えるバイパス閉鎖ステップと、
前記ヒートポンプサイクル内の圧縮機などの機器に悪影響を与えないように、前記混合冷媒容器のバルブを段階的に開いて、前記ヒートポンプサイクルに前記混合冷媒容器内の混合冷媒を充填する充填ステップと、
前記ヒートポンプサイクルを運転する際にも、前記混合冷媒が前記混合冷媒容器内を通過させて、気液混合機能を実現するように前記ヒートポンプサイクルを運転する気液混合運転ステップと
を有することを特徴とする。
これにより、混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルへ導入する時のみならず、当該ヒートポンプサイクルを運転する際に、冷媒（及び機械油）が当該混合冷媒容器内を通過し、気液混合をするものとなる。従って、当初、当該混合冷媒容器内にあった混合冷媒がすべて無駄なく、かつ適正な組成比率で当該ヒートポンプサイクルに充填されるのみならず、ヒートポンプサイクル内における均一化を図ることができる。

本発明に係る混合冷媒製造装置、混合冷媒製造方法、混合冷媒容器、混合冷媒容器使用方法、気液混合機能付き混合冷媒容器、気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法は、冷媒（と冷凍機油とを含む流体）を撹拌、混合し、液化を促進することにより、混合冷媒の組成を均一化するというテーマのもとに、混合冷媒の向上出荷時、ヒートポンプへの充填時、ヒートポンプの運転時と一貫して混合比率を適切な状態に保つ。したがって、ヒートポンプの運転効率の向上、ひいてはエネルギーの削減効果がある。

本発明に係る混合冷媒製造装置の実施形態を示す図である。 混合回転体を構成する二つの円板、小室の形状及び組み立て方を示す図である。 混合回転体の構成及び流体の流れを示す断面図である。 小室の形状についてのバリエーションを示す図である。 円筒状の容器の両端に鏡板を設け、当該鏡板を貫く管体と、円筒状の部分の内部に振動（及び揺動）が可能なコイルばねを設けた気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である。。 円筒状の容器の両端に鏡板を設け、当該鏡板を貫く管体と、円筒状の部分の内部に振動（及び揺動）が可能なコイルばねを設け、さらに下部から延びる管体には、導流単位体を三枚重ねたものをつなげた気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である。 導流単位体を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器と、その周辺を囲む外槽を有する気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である。 導流単位体を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器と、その周辺を囲む振動（及び揺動）が可能なコイルばねと、その周辺を囲む外槽を有する気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である。 導流単位体を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器と、その周辺を囲む外槽とを設け、外槽の内部であって、円筒容器の外側に振動（及び揺動）が可能なコイルばねを設けた気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である。 ヒートポンプシステム（ヒートポンプサイクル）における気液混合機能付き混合冷媒容器の働きについて、冷房時、暖房時それぞれ示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図中の符号が同一のものは、同様の構成、機能を有する。

＜実施形態＞
≪混合冷媒製造装置≫
≪回転型気液混合装置を用いる≫
図１は、本発明に係る混合冷媒製造装置の実施形態を示す図である。原料容器１５０から、仕分け容器１６０に混合冷媒を充填するにあたって、混合比率が許容範囲内に収まるように、回転型気液混合装置１０１を用いるものである。
この実施形態における回転型気液混合装置１０１は、撹拌層１１０を有し、回転駆動源（モーター）１２０に連結した回転軸１２５に取り付けられる混合回転体１３０を回転させることにより、撹拌層１１０内の流体を均一混合するものである。混合回転体１３０の構造については、図２から図４までを参照しつつ説明するが、ハニカム状の小室を多数備えたものである。

図２は、混合回転体１３０を構成する２つの円板である大径円板１３１，小径円板１３２、小室の形状及び組み立て方を示す図である。図２で上方に描かれている大径円板１３１、下方に描かれている小径円板１３２はそれぞれハニカム状の小室を多数備えており、それらが開放している向き同士を向かい合わせて２つの円板を組み合わせて、ボルトとナットでねじ止めする。その際に、ハニカム状の小室がずれて重なるようにする。そして、回転軸１２５に取り付け可能であり、さらに２つの円板１３１、１３２に中央には、連通孔が形成されて流体が通り抜け可能となっている。この連通孔は、図２に描かれている例では、大径円板の連通孔は小さくし、小径円板の連通孔は大きくしている。小径円板１３２の直径は大径円板１３１の直径よりも少し小さくしてある。

図３は、混合回転体１３０のくわしい構成及び流体の流れを示す断面図である。図３に示すように、流体（気相と液相とが混じった冷媒）を混合回転体の中央部の下方から吸い込み、流体が周辺部に向かって多数の小室を通過して進む。その際に小室の壁に何度も流体がぶつかることで、せん断効果により均一混合される。撹拌層１１０の内部の流体は、適度に均一混合された後に、出口から取り出されて小分け容器１６０に充填される。

図４は、小室の形状についてのバリエーションを示す図である。図４（ａ）は、正三角形を繰り返す形状についてのものである。図４（ｂ）は、正方形を繰り返す形状についてのものである。図４（ｃ）は、正八角形を繰り返す形状についてのものである。図４（ｄ）は、正六角形を繰り返す形状についてのものである。
なお、混合回転体１３０を数組（たとえば、３組）重ねたものを用いても良い。重ねて用いる際には、大径円板同士、小径円板同士が接しあうように重ねることができる。

≪混合冷媒製造方法≫
図１を参照しつつ、本発明に係る混合冷媒製造方法を説明する。原料容器１５０には、液相と気相とに分離した状態で混合冷媒を保存している。原料容器１５０の上端部には、気相弁１５１が設けられ、その気相弁１５１を介して原料容器１５０は、回転型気液混合装置１０１と配管がつながっている。また、原料容器１５０の液相の部分から回転型気液混合装置１０１に原料のうちの液相となった部分を供給すべく配管がつなげられ、その途中には液相弁１５３が設けられている。
気相弁１５１、液相弁１５３の近傍には、圧力計又は流量計（図示を省略）が設けられており、気相弁１５１、液相弁１５３をそれぞれ開けることにより、どれだけの気相、液相がそれぞれ回転型気液混合装置１０１に流れ込んだかを知ることができる。目的とする混合冷媒の組成比率に対して必要となる量の気相、液相がそれぞれ回転型気液混合装置１０１に入ったときに、気相弁１５１、液相弁１５３をそれぞれ閉める。このとき、小分け容器への導入弁１５９も閉めておく。
そして、回転駆動源１２０を動作させて回転軸１２５を介して混合回転体１３０が回転するようにする。所定時間の運転をすることにより、回転型気液混合装置１０１内の流体（気相と液相と）が均一に混合する。この時、回転型気液混合装置１０１と気相弁１５１との間の配管、回転型気液混合装置１０１と液相弁１５３との間の配管、回転型気液混合装置１０１と導入弁１５９との間の配管、それぞれの内部にある流体もまた、均一に混合がなされる。
このようにして、均一になった混合冷媒を導入弁１５９を開けることにより、小分け容器１６０に移すことができる。小分け容器１６０に適量が入ったら、別の容器に入れることを繰り返して、いくつかの小分け容器を適切な組成比率の混合冷媒で満たすことができる。導入弁１５９の近くに圧力計又は流量計を設けることにより、小分け容器に適量を移すことが可能である。

≪円筒状ケーシング、その両端に鏡板、当該鏡板を貫く管体、円筒状ケーシングの内側に振動（及び揺動）が可能なコイルばねを設けた気液混合機能付き混合冷媒容器≫
図５は、円筒状ケーシング５１０の両端に鏡板５２０、５３０を設け、当該鏡板５２０、５３０をそれぞれ貫く上部管体６０、下部管体７０と、円筒状ケーシング５１０の内側に振動（及び揺動）が可能なコイルばね５５０を設けた気液混合機能付き混合冷媒容器５０１の例を示す断面図である。
図５に描く気液混合機能付き混合冷媒容器５０１は、上に述べたハニカム状の小室を有しない。そのかわりに円筒状ケーシング５１０の内側にスプリング５５０を有している。コイルばね５５０は、らせん状にまかれたバネ（つるまきバネ）であって、コイルばね５５０の外径は、円筒状ケーシング５１０の内径よりも小さい。コイルばね５５０と円筒状ケーシング５１０の内壁との間には、すきま（たとえば、０．１ｍｍから５ｍｍ）が生じるようにコイルばね５５０の大きさが調整される。そのすきまがあることによりコイルばね５５０は、自由振動（及び若干の揺動）が可能である。

円筒状ケーシング５１０の上部には、上部鏡板５２０が設けられ、円筒状ケーシング５１０の下部には下部鏡板５３０が設けられて、密閉空間が形成される。この密閉空間は１０メガパスカルの高圧で流体が流れることを許容する強度を備える。上部鏡板５２０には、上部管体６０が設けられる。下部鏡板には下部管体７０が設けられる。上部管体６０及び下部管体７０は、気液混合機能付き混合冷媒容器に流体が出入りする出入口の機能を果たす。流入した流体が直接流出しないように互いにずらした位置に配置される。上部管体６０及び下部管体７０には、それぞれ導入弁１５８、１５９が設けられており、混合冷媒を保存する状態においては、二つの導入弁１５８，１５９は、閉じている。

気液混合機能付き混合冷媒容器５０１に、上述の混合冷媒製造方法にしたがって、個別（固有）のヒートポンプサイクルの全体に必要な混合冷媒を適量かつ適した組成比率で保存する。
二つの導入弁１５８、１５９は、当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有するものに相当する。そして、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも、この容器を取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有するものである。図５において、例えば、上部管体６０から流入する流体は、コイルばね５５０を振動させ、下部鏡板５３０にぶつかって跳ね返り、再びコイルばね５５０を振動させて、上部鏡板５２０にあたる。このような運動を何度か繰り返して、下部管体７０に入って出ていく。
逆に、下部管体７０から流体が流入する場合は、上部鏡板５２０にぶつかって跳ね返り、コイルばね５５０を振動及び揺動させ、下部鏡板５２０にぶつかって跳ね返り、コイルばね５５０を振動及び揺動させる。その運動を何度か繰り返して、上部管体６０に入って、出ていく。
このように、ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有している。

ヒートポンプサイクルを運転する際には、コンプレッサーにより、内部の流体は、０．２メガパスカルから１０メガパスカルの圧力にて、配管内を流れる。当該流体は、混合冷媒と冷凍機油を含むものと考えられる。その流体がこの容器を通ることにより、混合冷媒容器５０１が有するスプリング５５０は、上下左右に自由に振動するので高圧で流れる流体の脈動（脈打つような圧力の変動）を抑えて、圧力を均一化するように働く。さらに、自由に振動するスプリング５５０は、さまざまの向きで流体とぶつかるので、その際のせん断効果により、クラスター構造が壊されて、冷媒と冷凍機油とが均一混合する。このことは、混合冷媒が本来の適正な比率で機能するのみならず、流体のヒートポンプサイクルにおいて設けられる熱交換器内部に冷凍機油などがくっついて熱交換を妨げるのを防止して、混合冷媒の熱交換効率を改善するように働くと考えられる。流体がヒートポンプシステムの配管経路を何度も繰り返し循環することでその効果を増すことができる。

この気液混合機能付き混合冷媒容器５０１を、ヒートポンプサイクルに設置する際には、バイパス設置ステップ、混合冷媒容器接続ステップ、真空引きステップ、バイパス閉鎖ステップ、充填ステップ、運転ステップを順次行うことによる。
バイパス設定ステップは、ヒートポンプサイクルの配管途中のある場所（気液混合機能付き混合冷媒容器を設置する場所）にバイパスを設けるステップである。
混合冷媒容器接続ステップは、当該バイパスを設けた部分の配管途中に前記混合冷媒容器の二つの出入り口を接続するステップである。このとき、混合冷媒容器内の流体が通過する経路と、前記バイパスとが、平行の経路になるようにする。バイパスと混合冷媒容器の経路とが交差する部分（２カ所）には、それぞれ三方弁を設ける。そして、二つの三方弁を操作することにより、バイパス部分がヒートポンプサイクルの配管を構成する一部となって混合冷媒容器内の経路は閉ざされるか、バイパス部分が閉ざされて混合冷媒容器内の経路がヒートポンプサイクルの配管を構成する一部となるかの二者択一を実現する。
真空引きステップは、前記二つの三方弁を用いて混合冷媒容器内の経路を閉じた状態とし、バイパスをヒートポンプサイクルの一部とした状態にして、バイパスを用いて前記ヒートポンプサイクルから真空引きを行うステップである。このとき、バイパスの途中に真空ポンプを接続することにより、真空引きを実行することができる。
バイパス閉鎖ステップは、三方弁を用いてパイパスを閉じて、混合冷媒容器内の流体の経路をヒートポンプサイクルの配管を構成する一部になるように切り替えるステップである。このとき混合冷媒容器には、導入弁１５８、１５９がその出入口（管体６０、７０につながる部分）についているので、導入弁１５８，１５９を最初は、閉じておく。導入弁１５８，１５９は、段階的に開け閉めができるように連続的な調整が可能な構成となっている。
充填ステップは、前記ヒートポンプサイクル内の圧縮機などの機器に悪影響を与えないように、前記混合冷媒容器のバルブ（導入弁１５８、１５９）を段階的に開いて、前記ヒートポンプサイクルに前記混合冷媒容器内の混合冷媒を充填するステップである。
運転ステップは、前記ヒートポンプサイクルを運転する際に、前記混合冷媒が前記混合冷媒容器内を通過するように前記ヒートポンプサイクルを運転するステップである。ヒートポンプを運転すると、コンプレッサーにより圧縮された流体が高い圧力でヒートポンプサイクルを移動する。その流体が混合冷媒容器内を通過することにりその運動エネルギーでスプリング２５０を振動(及び揺動）させ、流体とさまざまな向きでぶつかるのでせん断効果を生じる。これにより混合冷媒の均一化がなされ、適正な組成比率で当該ヒートポンプサイクルを循環することになる。

≪円筒状の容器の両端に鏡板を設け、当該鏡板を貫く管体と、円筒状の部分の内部に振動（及び揺動）が可能なコイルばねを設け、さらに下部から延びる管体には、導流単位体を重ねたものをつなげた気液混合機能付き混合冷媒容器≫
図６は、円筒状ケーシング６１０の両端に鏡板６２０、６３０を設け、当該鏡板６２０、６３０をそれぞれ貫く管体６０、７０（上部管体６０、下部管体７０）を設け、円筒状ケーシング６１０の内部に振動（及び揺動）が可能なコイルばね６５０を設け、さらに下部から延びる管体（下部管体７０）には、導流単位体（図２に示す混合回転体１３０、すなわち大径円板と小径円板との間に小室を多数設けたものを二組、小径円板同士が接しあうように重ねたもの）２１，２２，２３を三枚重ねたものをつなげてなる気液混合機能付き混合冷媒容器６０１の一例を示す図である。図２では、モーターで回転させるので、混合回転体と呼んだが、ここでは静止した状態で用いるので導流単位体と呼ぶ。
図６に描く気液混合機能付き混合冷媒容器６０１は、導流単位体（２１，２２，２３）を三枚重ねたものを下部管体７０につなげて設けている点が、図５に描く気液混合機能付き混合冷媒容器５０１と異なる点である。円筒状ケーシング６１０の内側にコイルばね６５０を有していること、そのの外径は、円筒状ケーシング６１０の内径よりも小さいこと、コイルばね６５０と円筒状ケーシング６１０の内壁との間には、すきま（たとえば、０．１ｍｍから５ｍｍ）が生じるようにコイルばね６５０の大きさが調整されること、そのすきまがあることによりコイルばね６５０は、自由振動（及び若干の揺動）が可能であることは、図５に描く気液混合装置付き混合冷媒容器５０１と同様である。
ここで、導流単位体は、図２に示す混合回転体と同様に中央部に連通孔を有しており、三つの導流単位体２１，２２，２３を重ねた状態にあっても、それら三つの導流単位体を貫いて流体が流れることができる。流体の一部は、小室を通ってから連通孔に進み、他の一部は、直接的に連通孔を通り抜ける。
また、図６に示すように、三つの導流単位体を重ねたものを円筒状の筐体が包む。この円筒状の筐体には適宜、孔を設けて流体の流れる経路を作ることができる。つまり、連通孔から小室を通って外側に向かう流体の一部が円筒状の筐体から外に出ることができるようにする。

気液混合機能付き混合冷媒容器６０１には、鏡板６２０、６３０が設けられることにより、圧力容器として形成されることも、気液混合機能付き混合冷媒容器５０１と同様である。上部管体６０及び、下部管体７０が流体の出入り口としての機能を果たすこと、一方の口から流入する流体が直接的に他方の口から出ていかないようにずらして設けてあること、導入弁１５８、１５９がそれぞれに設けられていること、混合冷媒を保存する状態では、二つの導入弁は閉じていることも気液混合機能付き混合冷媒容器５０１と同様である。

気液混合機能付き混合冷媒容器６０１に、上述の混合冷媒製造方法にしたがって、個別（固有）のヒートポンプサイクルの全体に必要な混合冷媒を適量かつ適した組成比率で保存することも、気液混合機能付き混合冷媒容器５０１と同じである。
二つの導入弁１５８、１５９は、当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有するものに相当する。そして、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも、この容器を取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有するものである。図６において、例えば、上部管体６０から流入する流体は、コイルばね６５０を振動させ、下部鏡板６３０にぶつかって跳ね返り、再びコイルばね６５０を振動させて、上部鏡板６２０にあたる。このような運動を何度か繰り返した後に、導流単位体２１，２２，２３を通って、下部管体７０に入って出ていく。このとき、導流単位体を包む円筒状の筐体に孔を設けた場合は、その孔を通じた流体の動きもある。
逆に、下部管体７０から流体が流入する場合は、導流単位体２１，２２，２３を通って、上部鏡板６２０にぶつかって跳ね返り、コイルばね６５０を振動及び揺動させ、下部鏡板６２０にぶつかって跳ね返り、コイルばね６５０を振動及び揺動させる。その運動を何度か繰り返して、上部管体６０に入って、出ていく。上述と同様に、導流単位体を包む円筒状の筐体に孔を設けた場合は、その孔を通じた流体の動きもある。
図６では、導流単位体３枚を重ねた部分を円筒状の筐体に収めていて、導流単位体の一つに入った流体は、すべてその三枚の導流単位体を通り抜けて、他方の導流単位体に抜けていく構造をもつように描いている。この円筒状の筐体については、いくつかの孔を設けて流体が通り抜けるようにする実施例も可能である。導流単位体三枚を流体が通り抜けるのにあまりにも抵抗が大きくなりすぎる場合には、この円筒状の筐体にいくつか孔を設けることで調整が可能となる。また、導流単位体を包む円筒状の筐体に孔を数カ所設けることにより、導流単位体の中心部（連通孔のある部分）から小室を通って外側に向かう流体の流れができるので、流体が小室の壁に当たってせん断される効果が見込まれる。
このように、気液混合機能付き混合冷媒容器６０１も、ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有している。

気液混合機能付き混合冷媒容器６０１が、ヒートポンプサイクルを運転する際に、脈動を抑えること、せん断効果により冷媒と冷凍機油との混合物の粒（クラスター）の大きさを細かくすることで、熱交換器における熱交換効率を高めること、何度も繰り返し循環することでその効果を高めることは、気液混合機能付き混合冷媒容器５０１と同様である。
気液混合機能付き混合冷媒容器６０１をヒートポンプサイクルに設置する際の手順は、上述した気液混合機能付き混合冷媒容器５０１と同じである。

≪導流単位体と外槽を備えた気液混合機能付き混合冷媒容器≫
図７は、導流単位体（２１，２２，２３）を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器７８５と、その周辺を囲む外槽７９０を有し、導入弁１５９につながる下部管体７０が導流単位体２３の下部に接続され、上部管体６０は導流単位体２１と外槽７９０を接続し、外槽７８０からは導入弁１５８につながる外槽配管７８０を設けた気液混合機能付き混合冷媒容器７０１の一例を示す図である。
導流単位体２１，２２，２３を三枚重ねること、そして、その周囲を囲む円筒容器７８５があること、その円筒容器には、適宜、孔が設けられてよいことは、図６に示した気液混合機能付き混合冷媒容器６０１と同様である。
外槽７９０は、例えば１０メガパスカルの流体が内部を流れることができるような圧力容器として構成される。外槽７９０の大きさは、個別のヒートポンプサイクルに必要な混合冷媒をすべて収容することが可能なだけの体積を有するものとして設計される。規模の大きなヒートポンプサイクルのためには、大きなものを設計することが可能である。

気液混合機能付き混合冷媒容器７０１に、上述の混合冷媒製造方法にしたがって、個別（固有）のヒートポンプサイクルの全体に必要な混合冷媒を適量かつ適した組成比率で保存することができる。
また、二つの導入弁１５８、１５９は、当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有するものに相当する。そして、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも、この容器を取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有するものである。図７において、例えば、導入弁１５８を介して外槽配管７８０から外槽７９０に入る流体は、上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３を通過して、下部管体７０、導入弁１５９を介して出ていく。また、上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３に流入する流体の他の一部は、導流単位体を構成する多数の小室を通過して円筒容器７８５に開けられた孔から外槽７９０に戻り、再び上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３を通過することを何度か繰り返したのちに、下部管体７０、導入弁１５９を介して出ていく。
逆に、下部管体７０から流体が流入する場合は、流体の一部は、導流単位体２１，２２，２３、そして上部管体６０を通って外槽７９０に入り、流体の他の一部は、導流単位体２１，２２，２３の小室を通過して円筒容器７８５に設けられた孔を介して外槽７９０に入る。そして、外槽７９０内の流体は、外槽配管７８０、導入弁１５８を介して、出ていく。
円筒容器７８５にどれだけの孔を設けるかは、流体が流れる向きがどちらであっても、導流単位体２１，２２，２３の小室を通り抜けることによる流体のせん断効果が現われるように調整される。
このように、ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有している。

ヒートポンプサイクルを運転する際には、コンプレッサーにより、内部の流体は、０．２メガパスカルから１０メガパスカルの圧力にて、配管内を流れる。当該流体は、混合冷媒と冷凍機油を含むものと考えられる。その流体がこの容器を通ることにより、混合冷媒容器７０１が有する導流単位体２１，２２，２３は、多数の小室の壁に流体がぶつかって通り抜けるように作用するので、高圧で流れる流体の脈動（脈打つような圧力の変動）を抑えて、圧力を均一化するように働く。さらに、さまざまの向きで小室の壁が流体とぶつかるので、その際のせん断効果により、クラスター構造が壊されて、冷媒と冷凍機油とが均一混合する。このことは、混合冷媒が本来の適正な比率で機能するのみならず、ヒートポンプサイクルにおいて設けられる熱交換器内部に冷凍機油などが大きなクラスターとしてくっついて熱交換を妨げるのを防止して、混合冷媒の熱交換効率を改善するように働くと考えられる。流体がヒートポンプシステムの配管経路を何度も繰り返し循環することでその効果を増すことができる。

この気液混合機能付き混合冷媒容器７０１を、ヒートポンプサイクルに設置する際には、先に述べた気液混合機能付き混合冷媒容器５０１、６０１と同様に行うことができる。

≪導流単位体を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器と、その周辺を囲む振動（及び揺動）が可能なコイルばねと、その周辺を囲む外槽を有する気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である≫
図８は、導流単位体２１，２２，２３を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器８６５と、その周辺を囲む振動（及び揺動）が可能なコイルばね８５０と、コイルばね８５０を囲む中槽８７５と、中槽８７５の周辺を囲む外槽を有する気液混合機能付き混合冷媒容器８０１の一例を示す図である。
導流単位体２１，２２，２３を三枚重ねること、そして、その周囲を囲む円筒容器８６５があること、その円筒容器には、適宜、孔が設けられてよいことは、図６に示した気液混合機能付き混合冷媒容器６０１、図７に示した気液混合機能付き混合冷媒容器７０１と同様である。
外槽８９０は、例えば１０メガパスカルの流体が内部を流れることができるような圧力容器として構成される。外槽８９０の大きさは、個別のヒートポンプサイクルに必要な混合冷媒をすべて収容することが可能なだけの体積を有するものとして設計される。規模の大きなヒートポンプサイクルのためには、大きなものを設計することが可能である。

気液混合機能付き混合冷媒容器８０１に、上述の混合冷媒製造方法にしたがって、個別（固有）のヒートポンプサイクルの全体に必要な混合冷媒を適量かつ適した組成比率で保存することができる。
また、二つの導入弁１５８、１５９は、当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有するものに相当する。そして、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも、この容器を取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有するものである。図８において、例えば、導入弁１５８を介して外槽配管８８０から外槽８９０に入る流体の一部は、上部管体６０から中槽８７５にはいり、コイルばね８５０を振動及び揺動させて、中槽の上下にぶつかって跳ね返ることを何度か繰り返してから、導流単位体２１，２２，２３を通過して、下部管体７０、導入弁１５９を介して出ていく。また、上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３に流入する流体の他の一部は、導流単位体を構成する多数の小室を通過して円筒容器８６５に開けられた孔から中槽８７５に戻り、さらに中槽８７５に開けられた孔から外槽８９０に戻って、再び上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３を通過することを何度か繰り返したのちに、下部管体７０、導入弁１５９を介して出ていく。
逆に、下部管体７０から流体が流入する場合は、流体の一部は、導流単位体２１，２２，２３、そして上部管体６０を通って外槽７９０に入り、流体の他の一部は、導流単位体２１，２２，２３の小室を通過して円筒容器７８５に設けられた孔を介して外槽８９０に入る。そして、外槽８９０内の流体は、外槽配管８８０、導入弁１５８を介して、出ていく。
円筒容器８６５にどれだけの孔を設けるか、そして中槽８７５にどれだけの孔をあけるかは、流体が流れる向きがどちらであっても、導流単位体２１，２２，２３の小室を通り抜けることによる流体のせん断効果が現われるように調整される。
このように、ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有している。

ヒートポンプサイクルを運転する際には、コンプレッサーにより、内部の流体は、０．２メガパスカルから１０メガパスカルの圧力にて、配管内を流れる。当該流体は、混合冷媒と冷凍機油を含むものと考えられる。その流体がこの容器を通ることにより、コイルばね８５０は流体の脈動を抑制するように働く。また、混合冷媒容器８０１が有する導流単位体２１，２２，２３は、多数の小室の壁に流体がぶつかって通り抜けるように作用するので、高圧で流れる流体の脈動（脈打つような圧力の変動）を抑えて、圧力を均一化するように働く。さらに、さまざまの向きで小室の壁が流体とぶつかるので、その際のせん断効果により、クラスター構造が壊されて、冷媒と冷凍機油とが均一混合する。このことは、混合冷媒が本来の適正な比率で機能するのみならず、ヒートポンプサイクルにおいて設けられる熱交換器内部に冷凍機油などが大きなクラスターとしてくっついて熱交換を妨げるのを防止して、混合冷媒の熱交換効率を改善するように働くと考えられる。流体がヒートポンプシステムの配管経路を何度も繰り返し循環することでその効果を増すことができる。

この気液混合機能付き混合冷媒容器８０１を、ヒートポンプサイクルに設置する際には、先に述べた気液混合機能付き混合冷媒容器５０１、６０１、７０１と同様に行うことができる。

≪導流単位体を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器と、その周辺を囲む外槽とを設け、外槽の内部であって、円筒容器の外側に振動（及び揺動）が可能なコイルばねを設けた気液混合機能付き混合冷媒容器の一例を示す図である≫
図９は、導流単位体２１，２２，２３を三枚重ねたものを内部に収納した円筒容器９６５と、その周辺を囲む外槽９９０とを設け、外槽９９０の内部であって、円筒容器９６５の外側に振動（及び揺動）が可能なコイルばね９５０を設けた気液混合機能付き混合冷媒容器９０１の一例を示す図である。
導流単位体２１，２２，２３を三枚重ねること、そして、その周囲を囲む円筒容器９６５があること、その円筒容器には、適宜、孔が設けられてよいことは、図６に示した気液混合機能付き混合冷媒容器６０１、図７に示した気液混合機能付き混合冷媒容器７０１、図８に示した気液混合機能付き混合冷媒容器８０１と同様である。
外槽９９０は、例えば１０メガパスカルの流体が内部を流れることができるような圧力容器として構成される。外槽９９０の大きさは、個別のヒートポンプサイクルに必要な混合冷媒をすべて収容することが可能なだけの体積を有するものとして設計される。規模の大きなヒートポンプサイクルのためには、大きなものを設計することが可能である。

気液混合機能付き混合冷媒容器９０１に、上述の混合冷媒製造方法にしたがって、個別（固有）のヒートポンプサイクルの全体に必要な混合冷媒を適量かつ適した組成比率で保存することができる。
また、二つの導入弁１５８、１５９は、当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有するものに相当する。そして、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも、この容器を取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有するものである。図９において、例えば、導入弁１５８を介して外槽配管９８０から外槽９９０に入る流体の一部は、コイルばね８５０を振動及び揺動させて、上部管体６０から、導流単位体２１，２２，２３を通過して、下部管体７０、導入弁１５９を介して出ていく。また、上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３に流入する流体の他の一部は、導流単位体を構成する多数の小室を通過して円筒容器９６５に開けられた孔から外槽９９０に戻り、再び上部管体６０から導流単位体２１，２２，２３を通過することを何度か繰り返したのちに、下部管体７０、導入弁１５９を介して出ていく。
逆に、下部管体７０から流体が流入する場合は、流体の一部は、導流単位体２１，２２，２３、そして上部管体６０を通って外槽９９０に入り、流体の他の一部は、導流単位体２１，２２，２３の小室を通過して円筒容器９６５に設けられた孔を介して外槽９９０に入る。そして、外槽９９０内の流体は、外槽配管９８０、導入弁１５８を介して、出ていく。
円筒容器９６５にどれだけの孔を設けるかは、流体が流れる向きがどちらであっても、導流単位体２１，２２，２３の小室を通り抜けることによる流体のせん断効果が現われるように調整される。
このように、ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有している。

ヒートポンプサイクルを運転する際には、コンプレッサーにより、内部の流体は、０．２メガパスカルから１０メガパスカルの圧力にて、配管内を流れる。当該流体は、混合冷媒と冷凍機油を含むものと考えられる。その流体がこの容器を通ることにより、コイルばね９５０は流体の脈動を抑制するように働く。また、混合冷媒容器９０１が有する導流単位体２１，２２，２３は、多数の小室の壁に流体がぶつかって通り抜けるように作用するので、高圧で流れる流体の脈動（脈打つような圧力の変動）を抑えて、圧力を均一化するように働く。さらに、さまざまの向きで小室の壁が流体とぶつかるので、その際のせん断効果により、クラスター構造が壊されて、冷媒と冷凍機油とが均一混合する。このことは、混合冷媒が本来の適正な比率で機能するのみならず、ヒートポンプサイクルにおいて設けられる熱交換器内部に冷凍機油などが大きなクラスターとして、くっついて熱交換を妨げるのを防止して、混合冷媒の熱交換効率を改善するように働くと考えられる。流体がヒートポンプシステムの配管経路を何度も繰り返し循環することでその効果を増すことができる。

この気液混合機能付き混合冷媒容器９０１を、ヒートポンプサイクルに設置する作業は、先に述べた気液混合機能付き混合冷媒容器５０１、６０１、７０１、８０１と同様に行うことができる。

≪ヒートポンプシステム≫
本発明の装置は、電気をエネルギーとして用いるヒートポンプ、ガスをエネルギーとして用いるヒートポンプなど、熱交換をするヒートポンプであって、冷媒と冷凍機油とを循環させるヒートポンプにおいて広く利用することができるものである。
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。電力を消費するものに限らず、ガスヒーポンなどの他のエネルギーを用いるものにも適用可能である。また、新たにヒートポンプシステムを設計する場合のみならず、既存のヒートポンプシステムにあとから追加で設置することも可能である。
ヒートポンプシステムは、低温の物体から熱を奪い、高温の物体に与える装置である。低温の物体をさらに冷やす、高温の物体をさらにあたためる目的で用いられる。切換により冷房と暖房との双方を行う装置もヒートポンプである。
本明細書にいう流体は、ヒートポンプサイクルにおいて、コンプレッサー内、配管内、熱交換器内などを循環する流体である。冷媒と冷凍機油とを含む。流体は、ヒートポンプサイクル内のどの工程であるかによって、気体状態、液体状態、気液混合状態のいずれかの状態をとる。冷媒は、現在では地球環境保護の観点からフロンが使われなくなっており、代替フロンと呼ばれるものが用いられている。

図１０は、ヒートポンプシステム（ヒートポンプサイクル）における気液混合機能付き混合冷媒容器の働きについて、冷房時、暖房時それぞれ示す図である。
図１０では、一般的な空調機を例にとって、ヒートポンプサイクルを模式的に示し、本発明に係る装置をバイパス４０と平行に設置して三方弁４２，４３の働きにより、ヒートポンプサイクル内の配管を流れる流体がバイパス４０を通過するか、（気液混合機能付き）混合冷媒容器１６０、（５０１，６０１、７０１、８０１、９０１）を通過するかを選択可能であるようにする様子を示している。図１０（ａ）は、冷房時の流体の流れの向きが反時計回りであることを示す。図１０（ｂ）は、暖房時の流体の流れの向きが時計回りであることを示す。

ヒートポンプサイクルは、冷房時でいえば、圧縮部８３、凝縮部（室外機８４）、膨張部８１及び蒸発部（室内機８２）の４つの構成要素を備えている。これらの構成要素同士を接続する密閉された配管内を流体が循環する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）での黒い矢印は流体の流れの向きを示す。白抜き矢印は、熱交換器である凝縮部（冷房時は室外機８４、暖房時は室内機８２）及び蒸発部（冷房時は室内機８２、暖房時は室外機８４）における熱の移動を示している。破線矢印は、室内と室外にまたがる熱の移動を示している。ＬＴは低温、ＨＴは高温である。

図１０では、室外機８４と膨張部８１との間を結ぶ配管上に、（気液混合機能付き）混合冷媒容器１６０（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１）を設置している。（気液混合機能付き）混合冷媒容器１６０（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１）を設置する場所は、ヒートポンプサイクルの配管上のいずれの位置でも構わない。図１０における設置位置は、例示である。

図１０(a)及び図１０(b)において、ヒートポンプサイクルの配管上に上部三方弁４２及び下部三方弁４３を設けて、それらはそれぞれ上部電磁バルブ又は上部電動バルブ（図示省略）、下部電磁バルブ又は下部電動バルブ（図示省略）により、切替がなされるようにすることができる。当該二つのバルブの切替は制御装置（図示省略）によりなされ、その結果として、配管内の流体が、バイパス管４０を通過するか、（気液混合機能付き）混合冷媒容器１６０（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１）を通過するかを択一的に選ぶことが可能になっている。
三方弁は、３方向に流体の出入口を有する弁である。三方バルブとも呼ばれる。電磁バルブは、電磁石（ソレノイド）の磁力を用いてプランジャと呼ばれる鉄片を動かすことで弁（バルブ）を開閉する仕組みを持つものである。ソレノイド弁、ソレノイドバルブとも呼ばれる。電動バルブは、電動モーターによりバルブを開閉させるものである。

≪室内冷房時のサイクル≫
図１（ａ）の室内冷房時のサイクルにおいて、圧縮部８３は、低圧の気体冷媒を圧縮するためのコンプレッサを密閉容器内に備えている。コンプレッサを収容した密閉容器内には、通常、冷凍機油（コンプレッサーオイル）を貯留するための油溜まり（図で底の部分）が設けられている。気体冷媒は、圧縮されて高圧かつさらに高温の気体となる。この気体冷媒は冷凍機油と混合された後、圧縮部８３から凝縮部（室外機８４）へ吐出される。凝縮部はコンデンサを備える。冷房時は、室外機８４が凝縮部として熱交換を行う。凝縮部に流入した高温高圧の気体流体は、熱を外部に放出することにより凝縮して低温の液体流体となる。この液体流体は、理想的には、冷凍機油を溶解した（又は均一混合した）液体冷媒である。

しかしながら、凝縮部（室外機８４）において冷媒が気体から液体となるとき、冷凍機油の一部が冷媒に溶解（均一混合）せずに分離する場合がある。また、融合した冷凍機油の油相が液体冷媒を閉じこめる場合がある。さらに、凝縮部（室外機８４）をほぼ素通りした冷媒が、高温気体のまま残存する場合がある。このような現象により、凝縮部（室外機８４）から流出する液体流体は、分離した冷凍機油、冷凍機油の油相に捕捉された液体冷媒及び／又は気体冷媒を含む可能性がある。

分離した冷凍機油は、凝縮部（室外機８４）における熱交換の際に、熱交換器のさまざまな箇所に滞留するために、熱交換の効率を下げるといわれている。本発明にかかる気液混合機能付き混合冷媒容器５０１，６０１，７０１，８０１，９０１を用いて、上部三方弁４２と下部三方弁４３との間を流体が気液混合機能付き混合冷媒容器を通過するようにする際には、流体がコイルばねを振動及び揺動させ、またはハニカム状の小室の壁に衝突することにより、せん断効果によって、冷凍機油及び冷媒が微細化された状態で混合されるので、その流体が、繰り返しヒートポンプ内を循環することにより、熱交換器内に冷凍機油が滞留することがなく、熱交換の効率を上げる。

図１０（ａ）に示す室内冷房時には、本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器５０１，６０１，７０１，８０１，９０１は、凝縮部（室外機８４）と膨張部８１の間に挿入されている。導入弁１５８は、室外機８４である凝縮部の出口側に接続され、導入弁１５９は膨張部８１の入口側に接続されている。凝縮部８４から流出した流体は、上部三方弁４２で導入弁１５８に導かれると、気液混合機能付き混合冷媒容器内部で十分にせん断効果が与えられ、混合される。これにより、分離した冷凍機油は液体冷媒に均一混合した状態となり、冷凍機油の油相に捕捉された液体溶媒は解放され、残存する気体冷媒は温度降下して液体冷媒となる。その後、気液混合機能付き混合冷媒容器５０１，６０１，７０１，８０１，９０１から流出した流体は、膨張部８１に送られる。

膨張部８１はエキスパンションバルブ又はキャピラリーチューブ等を備える。低温高圧の液体流体は、細い孔や管に通されることにより、低圧かつさらに低温の液体となる。その後、この流体は、蒸発部（室内機８２）へ送られる。蒸発部はエバポレータを備える。図１０（ａ）に示す室内冷房時は、室内機８２が蒸発部として熱交換を行う。蒸発部に流入した低温低圧の液体流体は、熱を外部から吸収することにより蒸発して高温の気体流体となる。これにより、室内の空気が冷やされる。その後、気体流体は圧縮部８３へ戻される。

この室内機８２（蒸発部）で熱交換を行う際にあっても、上述のようにせん断効果によって冷凍機油及び冷媒が微細化された状態で混合されているので、熱交換の効率を上げる。

≪室内暖房時のサイクル≫
図１０（ｂ）の室内暖房時のサイクルにおいては、図１０（ａ）の冷房時とは流体の循環方向が逆となる。ヒートポンプシステムにおいて流体の循環方向の切り替えを行うために周知のバルブ（たとえば四方バルブ）を用いる（図示及び説明を省略）。暖房時は、圧縮部８３から吐出された高温高圧の気体流体は、凝縮部として熱交換を行う室内機８２に送られる。凝縮部（室内機８２）に流入した高温高圧の気体流体は、熱を外部に放出することにより凝縮して低温の液体流体となる。これにより、室内の空気が暖められる。

ここで、凝縮部（室内機８２）において冷媒が気体から液体となるとき、図１０（ａ）の冷房時のサイクルと同様に、凝縮部から流出する液体流体は、分離した冷凍機油、冷凍機油の油相に捕捉された液体冷媒及び／又は気体冷媒を含む可能性がある。暖房時には、凝縮部（室内機８２）から流出する液体流体は、さらに膨張部８１に送られ、低圧かつさらに低温の液体となる。膨張部８１の通過後にも、分離した冷凍機油、捕捉された液体冷媒及び／又は気体冷媒が残存している可能性がある。
上述のようにせん断効果によって冷凍機油及び冷媒が微細化された状態で混合されていると、熱交換の効率を上げることが期待される。

図１０（ｂ）に示す室内暖房時には、本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器は膨張部８１と蒸発部（室外機８４）の間に設置されている。気液混合機能付き混合冷媒容器の導入弁１５９は、膨張部８１の出口側に接続され、気液混合機能付き混合冷媒容器の導入弁１５８は、室外機８４である蒸発部の入口側に接続されている。膨張部８１から流出した流体は、気液混合機能付き混合冷媒容器内で十分に均一混合される。分離した冷凍機油は液体冷媒に均一混合された状態となり、冷凍機油の油相に捕捉された液体溶媒は解放され、残存する気体冷媒は温度降下して液体冷媒となる。その後、気液混合機能付き混合冷媒容器から流出した流体は、蒸発部（室外機８４）に送られる。

図１０（ｂ）に示す室内暖房時は、室外機８４が蒸発部として熱交換を行う。蒸発部に流入した低温低圧の液体流体は、熱を外部から吸収することにより蒸発して高温の気体流体となる。その後、気体流体は圧縮部８３へ戻される。上述のようにせん断効果によって冷凍機油及び冷媒が微細化された状態で混合されていると、暖房時の室外機における熱交換においても、熱交換の効率を上げることが期待される。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示した通り、本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器は、ヒートポンプシステムを構成する配管の経路上に挿入されるものである。実際の配管は、複数の管部材を接続して形成されているから、例えば１つの管部材を取り外して本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器と交換し接続することにより、気液混合機能付き混合冷媒容器を容易に取り付けることができる。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示した通り、例えば、室外機近傍の屋外配管に設置することができる。このとき、配管内の流体がスムーズに動けるように、適切な大きさのなめらかなカーブを描くように配管がなされる。
図１０のようにバイパス４０を設けて三方弁４２，４３を設けることにより、気液混合機能付き混合冷媒容器を新しいものと交換する作業も容易に行える。このことは、冷媒の組成を変えたい場合であっても、気液混合機能を構成する構造を変更したい場合であっても、役に立つ。

上述した図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、ヒートポンプシステムの基本形態に対して本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器を適用した例を示した。実際のヒートポンプシステムには、多くの応用形態が存在する。本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器は、基本形態に種々の構成要素が付加されたヒートポンプシステムに対しても適用可能である。例えば、気液二相状態の冷媒を分離する気液分離器を備えたシステムにおいても、本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器を併用することができる。また、例えば、膨張部に替えてエジェクターと気液分離器を設けたシステムにおいても、本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器を併用することができる。

≪冷房時と暖房時とでは、流体が流れる向きが逆になることへの対応≫
導流単位体を三枚重ねて用いる気液混合機能付き混合冷媒容器６０１，７０１，８０１，９０１については、導流単位体を囲む円筒容器、中槽に適宜孔をあけることで、流体の流れの向きが逆の場合にも同様の効果を出せるように調整することができることを前述した。
流体の流れの向きが逆の場合に、同様の効果を出すことが困難な場合には、四方弁と、電動バルブ（電磁バルブ）との組み合わせによって、暖房時と冷房時とで、気液混合機能付き混合冷媒容器内の流体の流れの向きが同一になるように、配管の接続を変更するようにする変形実施例も可能である。

≪コイルばねのピッチ≫
前述したコイルばね５５０、６５０、８５０、９５０は、例えば、バネ取付部に近い部分のピッチは狭く、固定されていない中間部のピッチを広くする不等ピッチの螺旋バネとすること、すなわち広い→狭い→広い、または狭い→広い→狭い、とすることが好適である。コイルばねの作用は、音（超音波）をさまざまに発することにより、超音波による撹拌効果、せん断効果が期待されると考えられるので、さまざまな周波数の音を出すことが望ましいと考えられるからである。

≪圧力容器としてふさわしい材料≫
本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器の各構成要素の材料は、ヒートポンプシステムの配管に使用可能材料であればよく、特に限定されないが、圧力容器に適切な材料を用いることができる。例えば、鋼製とする。

＜コイルばねの作用・機序＞
音の倍音共鳴（スケーリング共鳴）で作用・機序を説明できると考えられる。
本発明に係る気液混合機能付き混合冷媒容器の中に、数メガパスカルの流体が流入すると、コイルばねに衝撃が加わる。そして、その衝撃により、バネが振動及び揺動する。その振動及び揺動が伝わっていくことで、音（可聴域のものに限らず、それよりも低い音、あるいはそれよりも高い音の可能性を含む）が生じる。流体の流入が連続的であるため、この音も持続的に生じ続ける。
一方、冷媒と冷凍機油との混じり合うときに分子のクラスタ同士がぶつかる際にも、音が生じる。これらの二つの音は、倍音（高調波）の関係になり得る。バネの振動、揺動により発生する音の倍音（高調波）が、冷媒、冷凍機油の分子のクラスタのぶつかり合いに倍音共鳴（スケーリング共鳴）がなされる。それにより流体の混合撹拌、ひいては液化促進がなされる。
ここで、スケーリング共鳴は、数十オクターブ上の高調波（倍音）において、共鳴をする現象である。「タンパク質の音楽」（深川洋一著 ちくまプリマーブックス）に用いられている概念である。
共振と共鳴とは、似た概念であるが、本明細書においては、切り分けて考えることにする。たとえば、同じ木の枠（固体）に固定された二つの弦が、片方を振動させたときに、他方も振動する。この場合は、振動が木の枠という固体を通じて伝わるので、共振である。他方で、水や空気など（流体）をつたって音がつたわってその結果振動するのは、共鳴である。
本発明に係る液化促進装置の場合、バネから冷媒分子、冷凍機油の分子に振動がつたわるのは、流体を介してなされる。したがって、共鳴というべきである。そこで、音の倍音共鳴又はスケーリング共鳴が機能していると考えられる。
本発明に係る液化促進装置において、流体のマクロの挙動に着目すると、流体は、その高い圧力によって、バネに衝撃を与えて、バネを振動・揺動させる働きをする。一方、流体のミクロの挙動に着目すると、流体に含まれる冷媒、冷凍機油のクラスタ（分子がいくつかくっついたかたまり）が、倍音共鳴又はスケーリング共鳴により、そのクラスタの大きさを小さくするように力を受ける。これによりせん断効果を受けて、冷媒、冷凍機油がそのクラスタを小さくして、均一混合をする。

＜効果＞
０．２メガパスカルから１０メガパスカルの圧力にて、冷媒と冷凍機油を含む流体を本発明に係る気液混合機能付き混合冷媒容器に通す。それにより、本発明に係る気液混合機能付き混合冷媒容器が有するコイルばねは、衝撃を受けて、振動及び揺動を起こす。この振動及び揺動は、さまざまな周波数の波を引き起こす。多くの高調波を豊富に含む波が発生する。この波を音波と捉えると、多くの高調波は、多くの倍音と捉えることができる。これらの高調波（倍音）は、分子レベルで、冷媒、冷凍機油のクラスタに作用し、かたまりの大きさを小さくするせん断効果をもたらす。このとき、高調波による共振、または倍音による共鳴の現象が起こると考えられる。すなわち、バネにおいて、振動及び揺動が起こるのに対応して、分子レベルでの高調波による共振または倍音による共鳴もまた、継続的に起こる。それにより、せん断効果がまんべんなく、冷媒と冷凍機油全体に行き渡る。
また、ハニカム状の小室は、流体とさまざまな向きでぶつかり、クラスタを小さくするせん断効果を発揮する。
このようにして、冷媒と冷凍機油との均一混合がなされる。
気液混合機能付き混合冷媒容器のせん断効果により、冷媒と冷凍機油とが均一混合する。そして、代替フロンの熱交換効率を改善することができる。本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器は、ヒートポンプサイクルに使用されている冷媒及び冷凍機油の種類に関わらず効果を奏することができる。特に、特定フロンに比べて冷凍機油との相溶性に劣る代替フロンに適用することにより、代替フロンの熱交換効率を大幅に改善することができる。
また、本発明の気液混合機能付き混合冷媒容器は、代替フロンとして採用されている混合冷媒が、均一混合が困難な場合があるにもかかわらず、適切な組成比率で保存できる容器として適切なものを提供できる。

＜電力削減、エネルギー削減＞
本発明の装置は、電気をエネルギーとして用いるヒートポンプ、ガスをエネルギーとしてもちいるヒートポンプなど、熱交換をするヒートポンプであって、冷媒と冷凍機油とを循環させるヒートポンプにおいて広く利用することができ、エネルギー削減効果をもたらすものである。

本出願は、第一世代の分割出願である。原出願である親出願（第０世代）の出願当初の特許請求の範囲を、出願人、特許庁、第三者の便宜のために、ここに記載する。
≪親出願の出願当初の特許請求の範囲≫
≪請求項１≫
液相と気相とに分離した状態で混合冷媒を保存する原料容器と、
液相と気相とを均一に混合する気液混合装置と、
前記原料容器から前記混合冷媒の液相を前記気液混合装置内に導入する液相弁と、
前記原料容器から前記混合冷媒の気相を前記気液混合装置内に導入する気相弁と、
前記気液混合装置を所定時間運転した後、前記気液混合装置内の混合冷媒を小分け容器に移す導入弁と
を有する混合冷媒製造装置。
≪請求項２≫
請求項１に記載した混合冷媒製造装置を用いて、混合冷媒を製造する混合冷媒製造方法であって、
気液混合装置内に、混合冷媒の液相と気相とをそれぞれ導入するステップと、
前記気液混合装置を所定時間運転するステップと、
前記気液混合装置内の混合冷媒を小分け容器に移して充填するステップと
を有する混合冷媒製造方法。
≪請求項３≫
個別のヒートポンプサイクルに用いる混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルに適した分量で、かつ適した組成比率で保存する容器であって、
当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有し、当該ヒートポンプサイクルを運転する際にも取り付けたまま運転することを可能とすべく、前記二つの出入口の一方から入った流体が、前記容器内を運動した後に、前記二つの出入り口のうちの他方から出ていくように導く構造を有することを特徴とする混合冷媒容器。
≪請求項４≫
請求項３に記載した混合冷媒容器を使用する混合冷媒容器使用方法であって、
ヒートポンプサイクルの配管途中にバイパスを設けるバイパス設置ステップと、
当該バイパスを設けた部分の配管途中に前記混合冷媒容器の二つの出入り口を接続する混合冷媒容器接続ステップと、
前記バイパスを用いて前記ヒートポンプサイクルから真空引きを行う真空引きステップと、
前記パイパスを閉じて、前記混合冷媒容器側に切り替えるバイパス閉鎖ステップと、
前記ヒートポンプサイクル内の圧縮機などの機器に悪影響を与えないように、前記混合冷媒容器のバルブを段階的に開いて、前記ヒートポンプサイクルに前記混合冷媒容器内の混合冷媒を充填する充填ステップと、
前記ヒートポンプサイクルを運転する際にも、前記混合冷媒が前記混合冷媒容器内を通過するように前記ヒートポンプサイクルを運転する運転ステップと
を有する混合冷媒容器使用方法。
≪請求項５≫
個別のヒートポンプサイクルに用いる混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルに適した分量で、かつ適した組成比率で保存する容器であって、
当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有し、
さらに、その内部に気液混合機能を有する構造を有する
ことを特徴とする気液混合機能付き混合冷媒容器。
≪請求項６≫
請求項５に記載した気液混合機能付き混合冷媒容器を使用する気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法であって、
ヒートポンプサイクルの配管途中にバイパスを設けるバイパス設置ステップと、
当該バイパスを設けた部分の配管途中に前記混合冷媒容器の二つの出入り口を接続する混合冷媒容器接続ステップと、
前記バイパスを用いて前記ヒートポンプサイクルから真空引きを行う真空引きステップと、
前記パイパスを閉じて、前記混合冷媒容器側に切り替えるバイパス閉鎖ステップと、
前記ヒートポンプサイクル内の圧縮機などの機器に悪影響を与えないように、前記混合冷媒容器のバルブを段階的に開いて、前記ヒートポンプサイクルに前記混合冷媒容器内の混合冷媒を充填する充填ステップと、
前記ヒートポンプサイクルを運転する際にも、前記混合冷媒が前記混合冷媒容器内を通過させて、気液混合機能を実現するように前記ヒートポンプサイクルを運転する気液混合運転ステップと
を有することを特徴とする気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法。

２１，２２，２３ 導流単位体
４０ バイパス
４２、４３ 三方弁
６０、７０ 管体（上部管体、下部管体）
８１ 膨張部
８２ 室内機（冷房時における蒸発部、暖房時における凝縮部）
８３ 圧縮部
８４ 室外機（冷房時における凝縮部、暖房時における凝縮部）
１０１ （回転部を有する）気液混合装置
１１０ 撹拌槽
１２０ 回転駆動源
１２５ 回転軸
１３０ 混合回転体
１３１ 大径円板
１３２ 小径円板
１５０ 原料容器
１５１ 気相弁
１５３ 液相弁
１５８，１５９ 導入弁
１６０ 小分け容器
５０１ （スプリングを用いた）気液混合機能付き混合冷媒容器
５１０ 円筒状ケーシング
５２０ 上部鏡板
５３０ 下部鏡板
５５０ コイルばね
６０１ （スプリングを用い、導流単位体を設けた）気液混合機能付き混合冷媒容器
６１０ 円筒状ケーシング
６２０ 上部鏡板
６３０ 下部鏡板
６５０ コイルばね
７０１ （導流単位体と外槽を備えた）気液混合機能付き混合冷媒容器
７８０ 外槽配管
７８５ 円筒容器
７９０ 外槽
８０１ （導流単位体、コイルばね、中槽、外槽を備えた）気液混合機能付き混合冷媒容器
８５０ コイルばね
８６５ 円筒容器
８７５ 中槽
８８０ 外槽配管
８９０ 外槽
９０１ （導流単位体、コイルばね、外槽を備えた）気液混合機能付き混合冷媒容器
９５０ コイルばね
９６５ 円筒容器
９８０ 外槽配管
９９０ 外槽

Claims (4)

1. 個別のヒートポンプサイクルに用いる混合冷媒を当該ヒートポンプサイクルに適した分量で、かつ適した組成比率で保存する容器であって、
   当該ヒートポンプサイクルの配管途中に接続可能な出入口を開閉制御可能な状態で二つ有し、
   さらに、その内部に気液混合機能を有する構造を有する
   ことを特徴とする気液混合機能付き混合冷媒容器。
2. 前記気液混合機能を有する構造は、振動及び揺動可能なコイルばねを有することを特徴とする請求項１に記載する気液混合機能付き混合冷媒容器。
3. 前記気液混合機能を有する構造は、ハニカム状の小室を複数有する構造であることを特徴とする請求項１に記載する気液混合機能付き混合冷媒容器。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載した気液混合機能付き混合冷媒容器を使用する気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法であって、
   ヒートポンプサイクルの配管途中にバイパスを設けるバイパス設置ステップと、
   当該バイパスを設けた部分の配管途中に前記混合冷媒容器の二つの出入り口を接続する混合冷媒容器接続ステップと、
   前記バイパスを用いて前記ヒートポンプサイクルから真空引きを行う真空引きステップと、
   前記バイパスを閉じて、前記混合冷媒容器側に切り替えるバイパス閉鎖ステップと、
   前記ヒートポンプサイクル内の圧縮機に悪影響を与えないように、前記混合冷媒容器のバルブを段階的に開いて、前記ヒートポンプサイクルに前記混合冷媒容器内の混合冷媒を充填する充填ステップと、
   前記ヒートポンプサイクルを運転する際にも、前記混合冷媒が前記混合冷媒容器内を通過させて、気液混合機能を実現するように前記ヒートポンプサイクルを運転する気液混合運転ステップと
   を有することを特徴とする気液混合機能付き混合冷媒容器使用方法。

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