TWI700469B - 冷媒處理裝置及冷凍空調系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種冷媒處理裝置，防止在冷媒中之氫化合物的發生，並且將冷媒中之自由基予以再生成冷媒構成化合物。冷媒處理裝置100係具備有：本體110，係具有筒狀的軀幹部110a、及閉塞該軀幹部110a之兩端部的上側端壁部110b及下側端壁部110c；以及管部114及細管112，係將冷媒導入至本體110內、或從本體內導出冷媒。管部114係以貫通下側端壁部110c之方式設置於下側端壁部110c，並且沿著軀幹部110a之中心軸而延伸。細管112係以貫通上側端壁部110b之方式設置於上側端壁部110b。於軀幹部110a的內周面係形成有相對於中心軸呈螺旋狀延伸的螺旋溝116。於管部114的外周面係形成有相對於中心軸呈螺旋狀延伸的螺旋溝118、及沿中心軸方向延伸的線狀溝119。

Description

冷媒處理裝置及冷凍空調系統
本發明係關於一種冷媒處理裝置及冷凍空調系統。
專利文獻1係揭示一種冷凍空調系統，其係具備有：壓縮機、室外熱交換器(亦稱冷凝器)、毛細管(capillary tube)、以及室內熱交換器(亦稱蒸發器)。壓縮機、室外熱交換器、毛細管、以及室內熱交換器係分別利用使冷媒流通之配管加以連接。因此，冷凍空調系統係構成為閉路系統，冷媒係在氣體與液體之間反覆相變的狀態下，在該系統內循環。
使冷凍空調系統作為冷凍．冷房裝置運轉時，室內熱交換器係作為蒸發器而發揮功能，而室外熱交換器係作為冷凝器而發揮功能。就該情況下冷媒變化的樣子加以說明。首先，當壓縮機動作時，處於低溫低壓之飽和蒸氣之狀態的冷媒，藉由壓縮機壓縮而變換成高溫高壓過熱蒸氣。接著，處於過熱蒸氣狀態的冷媒，在冷凝器與系統外進行熱交換而形成常溫高壓的液體。
接著，處於常溫高壓之液體狀態的冷媒，藉由毛細管膨脹而形成低溫低壓的濕潤蒸氣。接著，處於低溫低壓之濕潤蒸氣狀態的冷媒，在蒸發器(室內熱交換器)與系統外進行熱交換來吸收系統外的熱，完全地蒸發，而變化成飽和蒸汽。冷媒在如上述方式變化的狀態下，在冷凍空調系統內循環，藉此使室內熱交換器(蒸發器)所設置之室內的氣溫降低，並且利用壓縮機使成為高溫高壓的熱排放至室外，故設置有室外熱交換器(冷凝器)之室外的氣溫上昇。
專利文獻1揭示一種氣泡去除裝置等，係能夠從冷媒去除存在於冷媒中的真空氣泡。
專利文獻2揭示一種裝置，係使存在於冷媒或化合物內之不純物質再結合作為冷媒組成。然而，於專利文獻2所揭示的裝置並非用作為熱交換器或冷凍空調系統的一部分的裝置(參照段落[0077])。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：國際公開第2013/099972號
專利文獻2：日本特開2014-161812號公報
在冷凍空調系統中，冷媒係在高溫與低溫之間溫度變化的狀態下，以短時間反覆循環在系統內。因 此，當冷凍空調系統長時間運轉時，會使構成冷媒之化合物(例如，碳、氫、氟、氯)等之自由基物質及游離基分子(以下，將該等自由基物質及游離基分子統稱「自由基(radical)」)發生在冷媒中，藉由離子鍵可產生氟化氫、氯化氫等的氫化合物。當冷媒中生成氯化氫時，會使壓縮機、室外熱交換器、室內熱交換器或冷媒循環系統內產生銅綠(patina)，而可能造成膨脹閥或毛細管因銅綠而堵塞。該情形，使冷媒的流路面積膨脹效率降低，使冷凍空調系統的運轉效率降低。此外，碳獨自游離為游離基分子，會使冷凍空調系統的運轉效率降低。
因此，本發明係提供一種冷媒處理裝置及冷凍空調系統，能夠防止在冷媒中之氫化合物的發生，並且將冷媒中之自由基予以再生成冷媒構成化合物。
本發明的一個觀點之冷媒處理裝置係具備：本體，係具有筒狀的軀幹部、及閉塞軀幹部之兩端部的上側端壁部及下側端壁部；以及管部及細管，係將冷媒導入至本體內或從本體內導出冷媒。管部係以貫通下側端壁部之方式設置於下側端壁部，並且沿著軀幹部之中心軸而延伸。細管係以貫通上側端壁部之方式設置於上側端壁部。於軀幹部的內周面係形成有相對於中心軸呈螺旋狀延伸的第一螺旋溝。於管部的外周面係形成有相對於中心軸呈螺旋狀延伸的第二螺旋溝、及沿中心軸方向延伸的線狀溝。
在本發明的一個觀點之冷媒處理裝置中，相對於中心軸呈螺旋狀延伸的第一螺旋溝係形成於軀幹部的內周面。含有自由基的冷媒從細管被導入時，沿著第一螺旋溝以超高速流動，在本體內產生渦流。伴隨著此超高速渦流的冷媒而流動的自由基係朝向外方，且聚集至軀幹部的內周面。由於軀幹部的內周面設置有第一螺旋溝，故而自由基係在與第一螺旋溝接觸的狀態下，逐漸沿著該溝而流動。利用上述過程促進自由基之自冷媒的分離、及自由基之成為冷媒組成物的液化，使各個自由基容易混入至液狀的冷媒。此外，在本發明的一個觀點之冷媒處理裝置中，相對於中心軸呈螺旋狀延伸的第二螺旋溝係形成於管部的外周面。因此，由於冷媒係邊接觸第二螺旋溝邊流動，故而更進一步容易形成超高速渦流。因此，即使有未被第一螺旋溝完全分離的自由基時，含有自由基的冷媒在管部的外周面流動從而使自由基朝向外方，且聚集至軀幹部的內周面。因此，自由基會再次被第一螺旋溝116分離，故而會更確實地使自由基從冷媒中去除。再者，在本發明的一個觀點之冷媒處理裝置中，沿中心軸方向延伸的線狀溝係形成於管部的外周面。因此，更進一步促進自由基之成為冷媒的液化，並且可簡單且低成本地構成第二螺旋溝。依以上結果，能夠使存在於冷媒中的自由基再生成冷媒構成組成物。
線狀溝的深度亦可較前述第二螺旋溝的深度還小。
細管之中，位於本體內的內側端部係呈彎曲，且內側端部的開口亦可朝向軀幹部的內周面。
第一螺旋溝係遍及軀幹部之全長而延伸，於上側端壁部側中之第一螺旋溝的節距(pitch)亦可較於下側端壁部側中之第一螺旋溝的節距還小。該情況下，自由基接觸於第一螺旋溝的時間增長。因此，更進一步促進自由基之從冷媒的分離、及自由基之成為冷媒組成物的液化，使自由基容易混入至液狀的冷媒。因此，容易使存在於冷媒中的自由基再生成冷媒構成組成物。
在本發明的一個觀點之冷媒處理裝置中，亦可更具備沿著軀幹部之內周面安裝的螺旋彈簧，第一螺旋溝係藉由螺旋彈簧之相鄰的金屬線的間隙來構成。該情況下，藉由採用螺旋彈簧，可簡單且低成本地構成第一螺旋溝。
在管部內亦可設置有節流構件，該節流構件具有較管部之流路面積還小的流路面積。該情況下，節流構件之下游側的壓力相對於節流構件之上游側變低。因此，作用於自由基之集合體之來自冷媒的力量相對變低，因而使得自由基的液化變得容易。結果，可更進一步促進存於冷媒中之自由基之成為冷媒構成組成物的液化。
本發明之其他觀點之冷凍空調系統係具備：室內熱交換裝置；壓縮機，係藉由配管連接室內熱交換裝置並且壓縮所導入的冷媒；室外熱交換裝置，係藉由配管連接壓縮機；上述的冷媒處理裝置，係藉由配管連接 室外熱交換裝置；以及膨脹器，係藉由配管分別連接冷媒處理裝置及室內熱交換裝置並且使所導入之冷媒膨脹。在本發明之其他觀點之冷凍空調系統中，與上述之冷媒處理裝置同樣，能夠將存在於冷媒中之自由基再生成冷媒構成組成物。因此，可抑制氫化合物之產生，而難以在壓縮機、室外熱交換器、室內熱交換器或冷媒循環系統內發生銅綠。因此，可謀求冷凍空調系統之運轉效率的提升，且能夠促進消耗電力的降低及二氧化碳的排出量降低。
根據本發明之冷媒處理裝置及冷凍空調系統，係能夠防止在冷媒中之氫化合物的發生，並且將冷媒中之自由基予以再生成冷媒構成化合物。
1‧‧‧冷凍空調系統
10‧‧‧室內熱交換裝置
12‧‧‧三通閥
14‧‧‧換向閥
16‧‧‧壓縮機
18‧‧‧室外熱交換裝置
19‧‧‧膨脹閥
20‧‧‧毛細管
22‧‧‧雙向閥
24‧‧‧熱交換器
100‧‧‧冷媒處理裝置
110‧‧‧本體
110a‧‧‧軀幹部
110b‧‧‧上側端壁部
110c‧‧‧下側端壁部
110d‧‧‧筒體
110e‧‧‧圓筒形螺旋彈簧
112‧‧‧細管
114‧‧‧管部
114a‧‧‧內管部
114b‧‧‧流路
116‧‧‧螺旋溝(第一螺旋溝)
118‧‧‧螺旋溝(第二螺旋溝)
119‧‧‧線状溝
120‧‧‧節流構件
120a‧‧‧貫通孔
H1、H2‧‧‧開口
第1圖係使用本實施形態之冷凍空調系統作為冷凍冷房裝置時之圖。
第2圖係使用本實施形態之冷凍空調系統作為暖房裝置時之圖。
第3圖係以通過本體之中心軸之面切割本實施形態之冷媒處理裝置的剖面圖。
第4圖係第3圖中之IV-IV線段剖面圖。
第5圖係放大顯示第4圖中之以虛線所圈起之V部之圖。
第6圖係以通過本體之中心軸之面切割其他實施形態 之冷媒處理裝置的剖面圖。
第7圖係設置於其他實施形態之冷媒處理裝置之節流構件的俯視圖。
參照圖式針對本發明之冷凍空調系統1加以說明。另外，在說明中，相同要素或具有相同功能之要素係使用相同的符號，且省略重複說明。
冷凍空調系統1係被使用為家用或商用之空調裝置、冷藏裝置或冷凍裝置。就空調裝置而言，例如可列舉：室內空氣調節機(room air conditioner)或車內空氣調節機(car air conditioner)。如第1圖所示，冷凍空調系統1係具備：室內熱交換裝置10、三通閥12、換向閥14、壓縮機16、室外熱交換裝置18、冷媒處理裝置100、膨脹閥19(膨脹器)、毛細管20(膨脹器)、以及雙向閥22。
利用配管依序將室內熱交換裝置10、三通閥12、換向閥14、壓縮機16、室外熱交換裝置18、冷媒處理裝置100、膨脹閥19、毛細管20、及雙向閥22予以連接，冷媒係於上述該等之內部循環。因此，冷凍空調系統1係構成為冷媒循環之閉路系統。
就冷媒種類而言，例如可列舉：CFC(氟氯碳化物)、HCFC(氫氟氯碳化物)或HCF、或其他的混合冷媒等。就CFC而言，例如可列舉：R-11、R-12、R-13、R-114、R-115、以及R-502等。就HCFC而言，例如可列舉：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、以及R-409B等。就HCF而言，例如可列舉：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、以及R-507A等。就其他的混合冷媒而言，例如可列舉：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、以及R-C318等。
室內熱交換裝置10係配置於進行冷房、暖房或冷凍的室內。室內熱交換裝置10係具有未圖示的熱交換器，在流通於該熱交換器內的冷媒與上述室內(冷凍空調系統1的系統外)之間進行熱交換，以對室內的溫度進行調整。
換向閥14係切換冷媒的正向流動與逆向流動，來將冷凍空調系統1的運轉狀態變更為冷房或暖房。壓縮機16係壓縮冷媒使之變化為高溫高壓狀態。
室外熱交換裝置18係配置於與室內熱交換裝置10所配置之室內不相同之空間(例如屋外)。室外熱交 換裝置18係具有熱交換器24。熱交換器24係在流通於該熱交換器24內的冷媒與該空間(冷凍空調系統1的系統外)之間進行熱交換。
如第3圖所示，冷媒處理裝置100係具有：本體110、細管112、及管部114。本體110係包含：軀幹部110a、及閉塞軀幹部110a之兩端部的上側端壁部110b和下側端壁部110c。
軀幹部110a係包含：圓筒狀的筒體110d、及圓筒形螺旋彈簧110e。筒體110d的長度及內徑，可因應馬力(冷凍空調系統1的容量)來設定各種大小。例如，冷凍空調系統1為商用空氣調節機時，筒體110d的長度可為8cm至27cm左右，而筒體110d的內徑可為6.5cm至25cm左右。冷凍空調系統1為家用空氣調節機時，筒體110d的長度可為4cm至6.5cm左右，而筒體110d的內徑可為3.4cm至6.5cm左右。圓筒形螺旋彈簧110e係安裝於筒體110d之內壁面。因此，軀幹部110a的內周面係具有相對於軀幹部110a之中心軸(以下稱為「中心軸」)呈螺旋狀延伸的螺旋溝116(第一螺旋溝)。亦即，在本實施形態中，螺旋溝116係藉由圓筒形螺旋彈簧110e之相鄰的金屬線的間隙來構成。
該金屬線的剖面如第3圖所示，呈圓形。該金屬線的直徑可為2mm~8mm左右，亦可為4mm左右。冷凍空調系統1為家用空氣調節機時，該金屬線的直徑亦可為2mm左右。軀幹部110a的內周面(螺旋溝116)係與管部 114的外周面分離。因此，在軀幹部110a的內表面與管部114的外周面之間，構成冷媒流通的流路。軀幹部110a的內表面藉由螺旋溝116的存在，而呈現使凹凸沿著該流路(沿著上側端壁部110b及下側端壁部110c的相對向方向)排列的凹凸面。
於本實施形態中，圓筒形螺旋彈簧110e的全長與筒體110d的全長大致相等。因此，螺旋溝116係遍及在軀幹部110a的整體而存在。如第3圖所示，於本實施形態中，位於細管112側之螺旋溝116的節距，較位於遠離細管112之側(管部114側)的螺旋溝116的節距還狹窄。當將螺旋溝116(圓筒形螺旋彈簧110e)之中心軸方向的全長設為L，且將螺旋溝116當中，節距較狹窄之細管112側的部分之中心軸方向的長度設為L1時，可滿足L1/L≧1/3，亦可滿足1/3≦L1/L≦2/3，亦可滿足1/3≦L1/L≦1.5/3。
上側端壁部110b及下側端壁部110c係藉由呈圓板狀之淺型蓋所構成。上側端壁部110b的外周緣部係設置有具備開口H1的細管112。換言之，細管112的中心軸係對於軀幹部110a之中心軸呈偏置地形成。細管112當中，於本體110內之端部(內側端部)係呈彎曲。該端部係朝向軀幹部110a的內周面。細管112係以與本體110之內部連通方式安裝於上側端壁部110b。下側端壁部110c的中心附近係設置具備有開口H2的管部114。管部114係以一端位於本體110內(軀幹部110a內)的方式插通於下側端 壁部110c的狀態下，安裝於下側端壁部110c。因此，當沿著中心軸方向觀看時，細管112的開口H1與管部114的開口H2並不呈相對向。
如第3圖所示，於管部114中之位於本體110內(軀幹部110a內)的內管部114a的外周面係形成有公螺紋。亦即，公螺紋係在管部114之內管部114a的外周面構成螺旋溝118(第二螺旋溝)，該螺旋溝118(第二螺旋溝)係由相對於中心軸呈螺旋狀地延伸之公螺紋形成。管部114之內管部114a的螺旋溝118的捲繞方向係與圓筒形螺旋彈簧110e的捲繞方向相同。
如第4圖及第5圖所示，管部114之內管部114a的外周面，係以與螺旋溝118呈交叉方式，形成有沿軸線方向延伸之線狀溝119。線狀溝119係具有較公螺紋形成之螺旋溝118之深度還小的深度。亦即，線狀溝119的底面係較公螺紋之溝部的底面靠外側。因此，線狀溝119的底面係形成由公螺紋形成之螺旋溝118的一部分。
返回至第1圖，毛細管20係用以使冷媒發生絕熱膨脹而使冷媒的一部分從液體變化為氣體者，發揮與膨脹閥相同功能。因此，毛細管20的剖面積(流路面積)係小於其他配管的剖面積(流路面積)。
接著，參照第1圖及第3圖，針對使如上述之冷凍空調系統1作為冷房裝置運轉的情形加以說明。在第1圖及第3圖中，以中空箭頭顯示冷凍空調系統1作為冷房裝置運轉時之冷媒的流動。此時，室內熱交換裝置10 所具有的熱交換器是作為蒸發器而發揮功能，室外熱交換裝置18所具有的熱交換器24是作為冷凝器而發揮功能。
當壓縮機16動作時，處於低溫低壓之飽和蒸氣狀態的冷媒係被壓縮機16壓縮而變化為高溫高壓的過熱蒸氣。接著，處於過熱蒸氣狀態的冷媒係在室外熱交換裝置18所具有的熱交換器24中，與系統外進行熱交換而成為常溫高壓的液體。此時，全部的冷媒並未完全變為液體，而會有在已變為液體的冷媒中存在有自由基之情形。包含自由基的液狀的冷媒係隨著自由基一起從室外熱交換裝置18所具有之熱交換器24，經由細管112(開口H1)而流入至冷媒處理裝置100內。
當冷媒流入至冷媒處理裝置100內之後，冷媒係邊沖擊螺旋溝116邊以超高速流動。因此，於本體110內形成冷媒的超高速渦流。因此，隨著冷媒的超高速渦流而流動的自由基係朝向外方，且聚集至軀幹部110a的內周面。由於軀幹部110a的內周面設置有螺旋溝116，故自由基係在與螺旋溝116接觸的狀態下，沿著該螺旋溝116而流動。利用上述過程，促進自由基之自冷媒的分離、及自由基之成為冷媒組成物的液化。
沿著於軀幹部110a之內表面的螺旋溝116而流動的冷媒係在到達下側端壁部110c時，其流動的方向反轉而一面沿著管部114之外周面，一面朝上側端壁部110b流動。亦即，冷媒係在接觸螺旋溝118的狀態下流動，而藉由螺旋溝118亦形成超高速渦流的冷媒。因此，即使 會有未被螺旋溝116完全分離的自由基時，若再次使包含自由基的冷媒沿管部114的外周面流動時，則自由基容易朝外方(螺旋溝116側)移動。結果，使自由基再次被螺旋溝116分離，故而更確實地使自由基從冷媒中去除，且更促進自由基之成為冷媒組成物的液化。以上述方式，回復冷媒的功能。
若冷媒流動至管部114之位於本體110內的端部為止，則冷媒在到達上側端壁部110b時，其流動的方向反轉，自管部114之該端部的開口流入至管部114內的流路114b。因此，自由基被分離再生且處於常溫高壓之液體狀態的冷媒係從管部114的開口H2流出(參照第3圖之中空箭頭)。
接著，處於常溫高壓之液體狀態的冷媒係藉由膨脹閥19、毛細管20而膨脹，變為低溫低壓之的濕潤蒸氣。接著，處於低溫低壓之濕潤蒸氣狀態的冷媒係在室內熱交換裝置10所具有的熱交換器中，與系統外進行熱交換而吸收系統外的熱，完全蒸發而變化為飽和蒸氣。
如此一來，冷媒係按照壓縮機16、換向閥14、室外熱交換裝置18(熱交換器24)、冷媒處理裝置100、膨脹閥19、毛細管20、雙向閥22、室內熱交換裝置10、三通閥12、及換向閥14的順序而流動，而在冷凍空調系統1內循環。冷媒係在以上述方式變化的狀態下循環在冷凍空調系統1內，藉此，設置有蒸發器(室內熱交換裝置10)的室內的氣溫下降，並且，設置有冷凝器(室外熱交換 裝置18)的戶外的氣溫上升。
接著，參照第2圖及第3圖針對使冷凍空調系統1作為暖房裝置運轉的情形加以說明。在第2圖及第3圖中，以塗黑箭頭顯示使冷凍空調系統1作為冷房裝置運轉時之冷媒的流動。此時，室內熱交換裝置10所具有的熱交換器是作為冷凝器而發揮功能，室外熱交換裝置18所具有的熱交換器24是作為蒸發器而發揮功能。
當壓縮機16動作時，處於低溫低壓的乾燥蒸氣狀態的冷媒係受壓縮機16壓縮而變化為高溫高壓的過熱蒸氣。接著，處於過熱蒸氣狀態的冷媒係按照換向閥14及三通閥12之順序流動並流入至室內熱交換裝置10，在室內熱交換裝置10所具有的熱交換器中，與系統外進行熱交換而變為常溫高壓的液體。
接著，處於常溫高壓之液體狀態的冷媒係藉由膨脹閥19及毛細管20而膨脹，變為低溫低壓的濕潤蒸氣。接著，處於低溫低壓的濕潤蒸氣狀態的冷媒係流入冷媒處理裝置100而回復功能。之後，藉室外熱交換裝置18來與系統外熱交換而被加熱，變化為常低溫氣體。
如此一來，冷媒係按照壓縮機16、換向閥14、三通閥12、室內熱交換裝置10、雙向閥22、膨脹閥19、毛細管20、冷媒處理裝置100、室外熱交換裝置18(熱交換器24)、及換向閥14的順序而流動，在冷凍空調系統1內循環。冷媒係在以上述方式變化的狀態下循環在冷凍空調系統1內，藉此，設置有蒸發器(室內熱交換裝置10) 的室內的氣溫上升，並且，設置有冷凝器(室外熱交換裝置18)的戶外的氣溫下降。
在如以上所述的本實施形態中，軀幹部110a的內表面係具有相對於中心軸呈螺旋狀地延伸的螺旋溝116。包含自由基之氣液狀的冷媒係利用邊沖擊螺旋溝116邊流動的過程，來促進自由基的分離，再次使各個自由基形成冷媒組成物之液狀的冷媒。因此，促進存在於冷媒中之自由基之從冷媒的分離、及自由基之成為冷媒組成物的液化。因此，能夠將存在於冷媒中之自由基再生成冷媒構成組成物。
在本實施形態中，螺旋溝116係遍及在軀幹部110a的全長而存在。因此，增長自由基接觸於螺旋溝116的時間。因此，更進一步促進自由基之從冷媒的分離、及成為冷媒的再生。
在本實施形態中，螺旋溝116係藉由圓筒形螺旋彈簧110e之相鄰的金屬線的間隙來構成。因此，藉由採用圓筒形螺旋彈簧110e，能夠以簡單且低成本來構成螺旋溝116。
在本實施形態中，當沿著中心軸方向觀看時，細管112的開口H1與管部114的開口H2並不相對向。因此，冷媒難以從細管112的開口H1直接往管部114的開口H2流動。根據這樣的構造，可防止冷媒與冷凍機油的分離，俾使與冷媒共存而流動的冷凍機油在管部114中不形成冷凍機油滯留。因此，使冷媒與冷凍機油(潤滑油)以 良好之混合比率往管部114的開口H2流動。此外，由於從細管112流入至本體110內的冷媒係以超高速沖擊螺旋溝116(圓筒形螺旋彈簧110e)，故使氣液分離效率提高。
在本實施形態中，管部114中之內管部114a的外周面係具有相對於中心軸呈螺旋狀地延伸的螺旋溝118及線狀溝119。因此，冷媒係邊接觸螺旋溝118及線狀溝119邊流動，故而更容易形成超高速渦流。因此，使自由基容易朝外方移動，從而進一步促進自由基的分離。
在本實施形態中，螺旋溝118係藉由公螺紋來構成。因此，可以簡單且低成本來構成螺旋溝118。
在本實施形態中，沿中心軸方向延伸之線狀溝119係形成在管部114之外周面。因此，更進一步促進自由基之成為冷媒組成物的液化，並且可以簡單且低成本來構成螺旋溝118。
順帶一提，當冷凍空調系統1之運轉停止時，會有本體110之底部的下側端壁部110c的附近滯留少量液狀的冷媒之情況。在該狀態下，若冷凍空調系統1之運轉再次開始，則需要用以使滯留在下側端壁部110c之液狀的冷媒往上方推升的能量。然而，在本實施形態中，在管部114中之內管部114a的外周面係形成有沿軸線方向延伸之線狀溝119。因此，使液狀之冷媒容易沿著線狀溝119而往上方流動。因此，可降低用以使液狀之冷媒往上方推升所需的能量，而可謀求節能化。
順帶一提，若線狀溝119的深度與螺旋溝 118之深度相同時，由於螺旋溝118流通有包含自由基之冷媒，當使液狀之冷媒沿著線狀溝119往上方移動時，致使液狀的冷媒係與包含自由基之冷媒一起流動並被攪拌。此時，即使液狀的冷媒不須攪拌，亦使得液狀的冷媒消耗了不必要的能量。然而，在本實施形態中，線狀溝119的深度較螺旋溝118的深度還小(還淺)。因此，流動在螺旋溝118內之包含自由基的冷媒，難以作用於流動在線狀溝119內之液狀的冷媒。因此，可進一步降低用以使液狀之冷媒往上方推升所需的能量，而可進一步謀求節能化。
本實施形態的冷凍空調系統1係能夠以對現有之冷凍空調系統附加冷媒處理裝置100之方式而構成。因此，只要附加冷媒處理裝置100便可使冷凍空調系統1整體的運轉效率提高，從而可大幅度地有助於節能。此外，由於附加冷媒處理裝置100，即便是空調能力已下降的機種，亦無需再對現有的冷凍空調系統內的冷媒進行更換。
以上，已詳細地針對本發明之實施形態加以說明，惟在本發明之要旨的範圍內亦可對上述之實施形態賦予種種的變形。例如，於本實施形態中，雖然藉由圓筒形螺旋彈簧110e來構成螺旋溝116，惟亦可直接於筒體110d的內壁面形成螺旋溝。就溝的剖面形狀而言，可採用U字形、三角形、四邊形、以及其他特殊形狀等各種形狀。
於本實施形態中，螺旋溝116係與筒體110d的全長為大致相等的長度，惟只要軀幹部110a的內表面至 少在冷媒流入及流出之細管112的開口H1側具有螺旋溝116即可。
於本實施形態中，筒體110d呈圓筒狀，惟就筒體110d的形狀而言，可採用六角形或四角形之多角形、或橢圓形等各種形狀。
就本實施形態中的圓筒形螺旋彈簧110e的金屬線的剖面形狀而言，可採用圓形、矩形等各種形狀。
在本實施形態中，管部114的螺旋溝118係藉由公螺紋來構成，惟亦可將金屬線螺旋狀地纏繞於管部114的外周面，藉相鄰的金屬線的間隙來構成螺旋溝118。管部114中亦可無螺旋溝118。
螺旋溝116、118的節距可沿著中心軸方向保持固定，亦可變化。
如第6圖所示，亦可於管部114內設有節流構件120。於第6圖所示的例子中，於管部114內設有呈平板狀的14個節流構件120。管部114內的節流構件120的數量可為5個至10個左右，亦可為至少一個。
節流構件120只要可提供較管部114的流路面積還小的流路面積即可。故藉由節流構件120所提供的流路面積只要以下述方式設定者即可：因節流構件120的存在而使上游側之壓力提高惟不會對位於節流構件120上游側的壓縮機16施加負荷之程度、或者僅有些微的該負荷。藉由節流構件120所提供的流路面積例如可設定為由管部114所提供的流路面積的2/3至3/4左右。節流構件 120的形狀並不限於平板狀而可採用各種形狀。節流構件120為平板狀的情形時，如第7圖所示，節流構件120亦可具有至少一個在厚度方向貫穿的貫穿孔120a(第7圖中為9個貫穿孔120a)。
因受節流構件120的存在，使節流構件120之下游側的壓力相對於節流構件120的上游側變低。因此，作用於自由基之集合體之來自冷媒的力量相對變低。因此，更進一步促進自由基之自冷媒的分離、及自由基之成為冷媒組成物的液化。
(實施例1)
以下，根據實施例1-1、1-2及比較例1-1、1-2來更具體地說明本發明，惟本發明不受以下的實施例所限定。
(實施例1-1)
首先，準備本實施方式的冷凍空調系統1。室內熱交換裝置10係使用大金工業股份有限公司製造的FZ285X。室外熱交換裝置18係使用大金工業股份有限公司製造的RAZ285XE。冷媒係使用R-22。
接著，如第1圖所示，使冷凍空調系統1作為冷房裝置按照以下的條件運轉60分鐘，室內溫度及室內熱交換裝置的出口溫度係從運轉開始起，經過18分鐘達到24℃，而室內相對濕度係從運轉開始起，經過30分鐘達到55%RH。
室內溫度：26.5℃
室內相對濕度：67%RH
外氣溫度：28.5℃
室內熱交換裝置的出口溫度：24℃
於運轉之後，分別對壓縮機16的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力及壓縮機16的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力進行測定時，各自的壓力如下所述。又，利用測定器(Edenki公司製造的Watt Checker(電力計)DW-777)來測量壓縮機16之每小時的消耗電力量時，消耗電力量如下所述。
壓縮機的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力：0.28MPa
壓縮機的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力：1.43MPa
壓縮機之每小時的消耗電力量：885Wh/h
又，於運轉之後，使室外熱交換裝置18的出口的冷媒通過耐熱玻璃液面計，且藉由發光二極體(Light Emitting Diode，LED)來對冷媒進行照明，利用設置於配管之液管窺鏡目視確認冷媒中的氣泡時，未發現氣泡。
(比較例1-1)
除了不具備冷媒處理裝置100以外，準備與實施例1-1相同的冷凍空調系統，且使冷凍空調系統作為冷房裝置按照與實施例1-1相同的條件運轉60分鐘，室內溫度及室內熱交換裝置的出口溫度係從運轉開始起，經過22分鐘達到24℃。
於運轉之後，分別對壓縮機的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力、壓縮機的出口側(室外熱交換裝置 側)的壓力、以及壓縮機之每小時的消耗電力量進行測量時，測量結果如下所述。
壓縮機的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力：0.37MPa
壓縮機的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力：1.81MPa
壓縮機之每小時的消耗電力量：1320Wh/h
又，於運轉之後，室外熱交換裝置的出口的冷媒通過耐熱玻璃液面計，並藉由LED(發光二極體)來對冷媒進行照明，利用目視確認冷媒中的氣泡時，確認了25%左右的氣相。
(實施例1-2)
準備本實施方式的冷凍空調系統1。室內熱交換裝置10係使用大金工業股份有限公司製造的FZ285X。室外熱交換裝置18係使用大金工業股份有限公司製造的RAZ285XE。冷媒係使用R-22。
接著，如第1圖所示，使冷凍空調系統1作為冷房裝置運轉。具體而言，運轉30分鐘後停止10分鐘，之後再度開始運轉。利用測定器(Edenki公司製造的Watt Checker(電力計)DW-777)測量從運轉再度開始起在7分鐘間之壓縮機16的每小時的消耗電力量。測量結果，如下所述。
壓縮機之每小時的消耗電力量：900Wh/h此外，在從運轉再度開始起經過7分鐘之後，壓縮機16之每小時的消耗電力量係推移在885Wh/h左右。
(比較例1-2)
除未於管部114形成線狀溝119以外，準備與實施例1-2相同的冷凍空調系統，且使冷凍空調系統作為冷房裝置按照與實施例1-2相同的條件運轉。具體而言，運轉30分鐘後停止10分鐘，之後再度開始運轉。利用測定器(Edenki公司製造的Watt Checker(電力計)DW-777)測量從運轉再度開始起在7分鐘間之壓縮機的每小時的消耗電力量。測量結果，如下所述。
壓縮機之每小時的消耗電力量：969Wh/h
(結果)
如上所述，與比較例1-1相比較，可確認實施例1-1中維持著低壓運轉，冷媒容易液化，室內的冷房能力提升。又，與比較例1-1相比較，可確認實施例1-1中壓縮機之每小時的消耗電力量降低了32.9%左右，大幅度地有助於節能。再者，與比較例1-2相比較，可確認實施例1-2中因受線狀溝119的存在，壓縮機之每小時的消耗電力量降低了69Wh/h(6.25%)左右，更進一步地有助於節能。
(實施例2)
以下，根據實施例2-1、2-2及比較例2-1,2-2來更具體地說明本發明，惟本發明不受以下的實施例所限定。
(實施例2-1)
首先，準備本實施方式的冷凍空調系統1。室內熱交換裝置10係使用大金工業股份有限公司製造的FZ285X。室外熱交換裝置18係使用大金工業股份有限公司製造的 RAZ285XE。冷媒係使用R-22。
接著，如第2圖所示，使冷凍空調系統1作為暖房裝置，按照JIS C9612所規定的以下的條件運轉60分鐘。
室內溫度：20℃
室內相對濕度：53%RH
外氣溫度：7℃
於運轉之後，分別對壓縮機16的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力及壓縮機16的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力進行測定時，各自的壓力如下所述。又，利用測定器(Edenki公司製造的Watt Checker(電力計)DW-777)來測量壓縮機16之每小時的消耗電力量時，消耗電力量如下所述。
壓縮機的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力：0.29MPa
壓縮機的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力：1.44MPa
壓縮機之每小時的消耗電力量：960Wh/h
又，於運轉之後，使室外熱交換裝置18的出口的冷媒通過耐熱玻璃液面計，且藉由發光二極體(Light Emitting Diode，LED)來對冷媒進行照明，利用設置於配管之液管窺鏡目視確認冷媒中的氣泡時，未發現氣泡。
(比較例2-1)
除了不具備冷媒處理裝置100以外，準備與實施例2-1相同的冷凍空調系統，使冷凍空調系統作為暖房裝置按照與實施例2-1相同的條件運轉60分鐘。
於運轉之後，分別對壓縮機的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力、壓縮機的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力、以及壓縮機之消耗電力進行測量時，測量結果如下所述。
壓縮機的入口側(室內熱交換裝置側)的壓力：0.45MPa
壓縮機的出口側(室外熱交換裝置側)的壓力：1.70MPa
壓縮機之每小時的消耗電力量：1590Wh/h
又，於運轉之後，室外熱交換裝置的出口的冷媒通過耐熱玻璃液面計，並藉由LED(發光二極體)來對冷媒進行照明，利用目視確認冷媒中的氣泡時，確認了15%左右的氣相。
(實施例2-2)
準備本實施方式的冷凍空調系統1。室內熱交換裝置10係使用大金工業股份有限公司製造的FZ285X。室外熱交換裝置18係使用大金工業股份有限公司製造的RAZ285XE。冷媒係使用R-22。
接著，如第2圖所示，將冷凍空調系統1作為暖房裝置，按照JIS C9612所規定的以下的條件進行運轉。
室內溫度：20℃
室內相對濕度：53%RH
外氣溫度：7℃具體而言，運轉30分鐘後停止10分鐘，之後再度開始運轉。利用測定器(Edenki公司製造的Watt Checker(電力計) DW-777)測量從運轉再度開始起在7分鐘間之壓縮機的每小時的消耗電力量。測量結果，如下所述。
壓縮機之每小時的消耗電力量：1008Wh/h此外，在從運轉再度開始起經過7分鐘之後，壓縮機16之每小時的消耗電力量係推移在960Wh/h左右。
(比較例2-2)
除未於管部114形成線狀溝119以外，準備與實施例2-2相同的冷凍空調系統，且使冷凍空調系統作為暖房裝置按照與實施例2-2相同的條件運轉。具體而言，運轉30分鐘後停止10分鐘，之後再度開始運轉。利用測定器(Edenki公司製造的Watt Checker(電力計)DW-777)測量從運轉再度開始起在7分鐘間之壓縮機的每小時的消耗電力量。測量結果，如下所述。
壓縮機之每小時的消耗電力量：1048Wh/h
(結果)
如上所述，與比較例2-1相比較，可確認實施例2-1中維持著低壓運轉，冷媒容易液化，室內的暖房能力提升。又，與比較例2-1相比較，可確認實施例2-1中壓縮機之每小時的消耗電力量降低了39.6%%左右，大幅度地有助於節能。再者，與比較例2-2相比較，可確認實施例2-2中因受線狀溝119的存在，壓縮機之每小時的消耗電力量降低了40Wh/h(4.77%)左右，更進一步地有助於節能。
110a‧‧‧軀幹部
110d‧‧‧筒體
110e‧‧‧圓筒形螺旋彈簧
114a‧‧‧內管部
114b‧‧‧流路
118‧‧‧螺旋溝(第二螺旋溝)
119‧‧‧線状溝

Claims (9)

  1. 一種冷媒處理裝置，係具備：本體，係具有筒狀的軀幹部、及閉塞前述軀幹部之兩端部的上側端壁部及下側端壁部；以及管部及細管，係將冷媒導入至前述本體內或從前述本體內導出冷媒；前述管部係以貫通前述下側端壁部之方式設置於前述下側端壁部，並且沿著前述軀幹部之中心軸而延伸，前述細管係以貫通前述上側端壁部之方式設置於前述上側端壁部，於前述軀幹部的內周面係形成有相對於前述中心軸呈螺旋狀延伸的第一螺旋溝，於前述管部的外周面係形成有相對於前述中心軸呈螺旋狀延伸的第二螺旋溝、及沿中心軸線方向延伸的線狀溝。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，其中，前述線狀溝之深度較前述第二螺旋溝之深度小。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，其中，前述細管之中，位於本體內的內側端部呈彎曲，前述內側端部的開口係朝向前述軀幹部之內周面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，其中，前述第一螺旋溝係遍及前述軀幹部之全長而延 伸，於前述上側端壁部側中之前述第一螺旋溝的節距係較於前述下側端壁部側中之第一螺旋溝的節距還小。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，更具備沿著前述軀幹部之內周面安裝的螺旋彈簧，前述第一螺旋溝係藉由前述螺旋彈簧之相鄰的金屬線的間隙來構成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，其中，前述細管之中心軸係相對於前述軀幹部之中心軸偏置地形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，其中，前述第二螺旋溝係形成於前述管部之外周面的公螺紋。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之冷媒處理裝置，其中，前述管部內係設置有節流構件，該節流構件具有較前述管部之流路面積還小的流路面積。
  9. 一種冷凍空調系統，係具備：室內熱交換裝置；壓縮機，係藉由配管連接前述室內熱交換裝置並且壓縮所導入的冷媒；室外熱交換裝置，係藉由配管連接前述壓縮機；如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的 冷媒處理裝置，係藉由配管連接前述室外熱交換裝置；以及膨脹器，係分別藉由配管分別連接前述冷媒處理裝置及前述室內熱交換裝置並且使所導入之冷媒膨脹。
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