特許 5890490 フロー分配器及びこれを備えた環境コントロールシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5890490

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】フロー分配器及びこれを備えた環境コントロールシステム

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/00 20060101AFI20160308BHJP

   F25B 5/04 20060101ALI20160308BHJP

   F25B 39/02 20060101ALI20160308BHJP

【ＦＩ】

   F25B41/00 D

   F25B5/04 Z

   F25B39/02 Z

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-162852(P2014-162852)

(22)【出願日】2014年8月8日

(62)【分割の表示】特願2013-506209(P2013-506209)の分割

【原出願日】2011年4月18日

(65)【公開番号】特開2014-222143(P2014-222143A)

(43)【公開日】2014年11月27日

【審査請求日】2014年8月8日

(31)【優先権主張番号】12/766,025

(32)【優先日】2010年4月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512271022

【氏名又は名称】ダイキン アプライド アメリカズ インコーポレィティッド

(74)【代理人】

【識別番号】100111187

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 秀忠

(74)【代理人】

【識別番号】100175617

【弁理士】

【氏名又は名称】三崎 正輝

(72)【発明者】

【氏名】笠井 一成

(72)【発明者】

【氏名】石黒 貴也

【審査官】 横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２８８４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７２１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１４３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公平０６−０３６３９８（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 国際公開第２００６／１３４９６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０２０８４７５５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ４１／００

Ｆ２５Ｂ ５／０４

Ｆ２５Ｂ ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二相の冷媒を複数のフロー経路に分配するようにしたフロー分配器であって、
中心軸を有する筒状の本体部、
前記本体部の中心軸がほぼ垂直方向を向くような状態で、前記本体部の下部に配置された複数のインレットポートであって、前記本体部の中心軸と平行でなくかつ交差しない中心軸を有し、前記本体部内で前記冷媒の上向きのスパイラル流を発生させるようにしたインレットポート、及び
前記本体部の中心軸がほぼ垂直方向を向くような状態で、前記本体部の上部に設けられる複数の開口部を形成する複数のアウトレットポートであって、前記本体部の中心軸と直交する面にすべての開口部が少なくとも部分的に配置されるようにしたアウトレットポートを備え、
前記インレットポートは、前記本体部の中心軸に対して対称となるように配置されていることを特徴とするフロー分配器。

【請求項2】

前記インレットポートは、前記本体部の側壁に配置されることを特徴とする請求項１に記載のフロー分配器。

【請求項3】

前記インレットポートの中心軸は、前記本体部の中心軸にほぼ直角となる方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロー分配器。

【請求項4】

前記本体部の内径Ｄ及び内部高さＨは、２Ｄ＜Ｈ＜５Ｄを満たすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のフロー分配器。

【請求項5】

前記アウトレットポートの前記開口部は、前記本体部の中心軸に対してほぼ対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のフロー分配器。

【請求項6】

前記アウトレットポートの前記開口部は、前記本体部の中心軸に対して非対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のフロー分配器。

【請求項7】

前記アウトレットポートの前記開口部は、前記本体部の側壁に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のフロー分配器。

【請求項8】

前記アウトレットポートの前記開口部は、前記本体部の上部端壁に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のフロー分配器。

【請求項9】

第一及び第二熱交換部、及び
前記第一及び第二熱交換部の間の冷媒経路に設けられ、前記第一熱交換部から接続される前記冷媒経路の少なくとも一つの上流パイプを流れる二相の冷媒を、前記第二熱交換部に接続される前記冷媒経路の複数の下流パイプに分配するフロー分配機構を備える環境コントロールシステムであって、
前記フロー分配機構は、
ほぼ垂直方向に向けられた中心軸を有する筒状の本体部、
前記上流パイプに通じる複数のインレットポートであって、前記本体部の下部に配置され、前記本体部の中心軸と平行でなくかつ交差しない中心軸を有することで前記本体部内で前記冷媒の上向きのスパイラル流を発生させるようにしたインレットポート、及び
前記下流パイプに通じる複数のアウトレットポートであって、前記本体部の上部に設けられる複数の開口部を形成し、すべての開口部が前記本体部の中心軸と直交する面に少なくとも部分的に配置されるようにしたアウトレットポート
を有し、
前記インレットポートが、前記本体部の中心軸に対して対称となるように配置されている、
フロー分配器を含むことを特徴とする環境コントロールシステム。

【請求項10】

前記フロー分配機構は、前記フロー分配器の前記アウトレットポートと前記下流パイプとの間に配置される複数の第二のフロー分配器をさらに含み、前記アウトレットポートから流れる前記冷媒を前記下流パイプに対応する複数の分岐フローに分割するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の環境コントロールシステム。

【請求項11】

前記冷媒経路の前記少なくとも一つの上流パイプは複数の上流パイプを含む請求項９又は１０に記載の環境コントロールシステム。

【請求項12】

前記冷媒経路は、前記フロー分配器の前記インレットポートの上流位置にて前記上流パイプに合流する複数の分岐パイプ部を含むことを特徴とする請求項９乃至１１の何れか一項に記載の環境コントロールシステム。

【請求項13】

前記第一熱交換部は一つ又はそれ以上の冷媒流路を含み、前記第二熱交換部は複数の冷媒流路を含み、前記第一熱交換部の前記冷媒流路の数が前記第二熱交換部の前記冷媒流路の数よりも少なくなるようにしていることを特徴とする請求項９乃至１２の何れか一項に記載の環境コントロールシステム。

【請求項14】

前記第一及び第二熱交換部は、前記冷媒を蒸発させて前記冷媒と外気の間で熱を交換するように構成かつ配置された熱交換装置を形成し、
前記第一及び第二熱交換部は、前記第一熱交換部のインレット部における前記冷媒の乾き度が前記第二熱交換部のインレット部における前記冷媒の乾き度よりも小さくなるようにしていることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一項に記載の環境コントロールシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１０年４月２３日に出願された米国出願第１２／７６６，０２５号に基づく優先権を主張するものである。米国出願第１２／７６６，０２５号の開示全体が本出願に参照することにより組み入れられる。

【0002】

本発明は、フロー分配器及びこのフロー分配器を備えた環境コントロールシステムに関する。本発明は、特に、環境コントロールシステムにおいて用いられる、二相の冷媒を複数のフロー経路に分配するフロー分配器に関する。

【背景技術】

【0003】

空調システム、冷却装置、ヒートポンプシステム、冷蔵庫等の、気体から液体へあるいは液体から気体への相転移を伴う、二相の冷媒を用いる従来の環境コントロールシステムでは、蒸発器の上流部及び／又は蒸発器内において、フロー分配器又は分流器によって、冷媒のフロー経路を複数の流路に分割することがよく行われ、それによって、二相のフローの圧力低下により蒸発器の性能が低下することを防止している。

【0004】

図１５Ａ〜１５Ｄは、従来のフロー分配器の例を示す概略図である。図１５Ａは、Ｔ型フロー分流器を示しており、この分流器においては、二つのパイプを単にＴ型を形成するように接続している。このようなＴ型フロー分流器は製造コストが低いという利点を有している。しかしながら、図１５Ａに示すように、フロー分流器のインレット部において二相冷媒の液体成分の分配が均一でない場合、二相冷媒の液体成分が複数のアウトレットポート間で不均一に分配された状態で、冷媒がアウトレットポートから排出されてしまう。図１５Ａに示すこのようなフロー分流器のインレット部における液体成分の不均一な分配は多くの理由によって引き起こされるものであり、例えば、分流器の取付角度による重力の影響、製造誤差（例えば、分流器の非対称の構造、表面湿潤性のばらつき）、及び上流パイプの屈曲、合流及び／又は分岐によるインレットポートにおける冷媒の液体成分のフロー状況のばらつき等があげられる。図１５Ａに示す例においては、右側のアウトレットポートから排出される冷媒は、左側のアウトレットポートから排出される冷媒よりも多くの液体成分を含んでいる。つまり、右側のアウトレットポートから排出される冷媒のボイド率と、左側のアウトレットポートから排出される冷媒のボイド率とは異なっている。このように、冷媒の液体成分が不均一に分配されると、フロー分流器の下流部に配置される蒸発器の性能が低下するおそれがある。

【0005】

図１５Ｂは、トランク型分流器を示しており、この分流器では、二相冷媒はまず中空のシリンダに導入され、二相冷媒の液体成分と蒸気成分はそのシリンダにおいて混合される。次いで、冷媒は複数のアウトレットポートから排出される。各アウトレットポートは比較的小さな径を有しており、摩擦抵抗を増加させて、冷媒を均一に分配するようにしている。しかしながら、このトランク型の分流器においては、図１５Ｂに示すように、シリンダ内で冷媒の液体成分が対称に分配されていない場合、冷媒のフローは一方に偏ってしまい、アウトレットポートにおいても液体成分の分配が不均一になってしまうおそれがある。

【0006】

図１５Ｃは、内部分岐型フロー分流器を示しており、この分流器では、分流器の内部に狭小チャネル構造及び／又は突起構造のような構造物を設けることによって、内部で冷媒の経路を複数のアウトレットポートに分割して、冷媒を均一に分配するようにしている。しかしながら、分流器にそのような内部構造を設けることで、精密な製造プロセスが必要となり、結果として製造コストが高くなる。さらに、狭小チャネル構造及び／又は突起構造のため、分流器内の圧力損失が増加するおそれがある。

【0007】

図１５Ｄは、ヘッダ型分流器を示しており、この分流器では、シリンダのヘッダ（マニホルド）の側壁に複数のアウトレットポートを設けている。このタイプのフロー分流器では、ヘッダ内での圧力と流量が一定でない場合、冷媒は一方に偏りがちになり、アウトレットポート内での冷媒の液体成分の分配を不均一にしてしまう。

【0008】

空調システムの冷媒回路においては、上述したような従来型のフロー分流器のいずれかのタイプを複数設置し、フロー分流器の各アウトレットポートを他のフロー分流器に接続してアウトレットポートから出る冷媒フローを更に分割するようにしてもよい。システム内に複数のフロー分流器を設けることで、より大規模な産業システムで必要とされるように、冷媒を数多くのフロー経路に分割することができる。しかしながら、冷媒のフローが複数のフロー分流器を通過することが必要となるので、上流のフロー分流器での冷媒の液体成分の不均一な分配が、下流のフロー分流器において、累積的に伝播する傾向がある。

【0009】

さらに、より大規模な産業用の環境コントロールシステムにおいては、一つの構成要素のサイズを大きくする代わりに、主要構成要素（例えば、コンプレッサ、熱交換器など）のそれぞれを、レギュラーサイズの構成要素を複数組み合わせることによって形成し、そのキャパシティを集合的に向上させることがあるが、これはそのようなアプローチの方がより経済的だからである。そのようなより大規模なシステムの冷媒回路においては、それぞれの構成要素を接続するために、導管を合流及び／又は分岐することが必要となることがあるが、上述したような従来型のフロー分流器を用いる場合、そのような導管の合流及び／又は分岐によって、フロー分流器における冷媒の液体成分の分配がより不均一になる可能性がある。さらには、より大規模なシステムにおいては、通常、多量の冷媒を循環させることが必要とされるため、冷媒用のパイプの径は比較的大きなものとなっている。そのため、パイプ内での冷媒の液体成分のフロー状況は、重力の影響をより受けやすくなっている。

【0010】

また、米国出願公開第２００８／００００２６３号には、また別のタイプのフロー分配器が提案されており、この分配器においては、シリンダの上部に設けられる円筒形容器に導入される二相冷媒は下向きのスパイラル流を発生させて、円筒形容器の下部に形成されるアウトレットポートから出る。このフロー分配器においては、二相冷媒はインレットパイプから円筒形容器に接線方向から流入し、円筒形容器内で回転する間に冷媒に作用する遠心力によって気体と液体に分離する。より重い液体は周辺側に集まり、より軽い気体は中央に集まる。その後、気体は回転しながら移動する間に分配パイプのアウトレットから流出する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

一般的に、蒸発器のインレット部に流入する二相冷媒の液体成分の体積分率は比較的小さいため、冷媒に含まれる液体は少なくなる。しかしながら、米国出願公開第２００８／００００２６３号に開示されるフロー分配器では、冷媒のフローは円筒形容器内で下向きに向けられるため、より軽い蒸気成分が円筒形容器から出るために、より重い液体成分を側方に押しやることになる。円筒形容器内でこのような状況が発生すると、円筒形容器の内壁に沿って集められた液体成分の分配が不均一となり、アウトレットポートでの液体成分の分配が不均一になってしまう。冷媒の液体成分は、蒸発器で行われる熱交換プロセスにおいて主要な役割を果たすことから、蒸発器の上流部に設けられる分配器については、二相冷媒の液体成分を蒸発器において複数のフロー流路に均一に分配するようにされていることが重要であり、それによって、蒸発器の効率や性能（例えば、蒸発温度、蒸発性能、冷媒の流量、熱貫流率など）が向上する。

【0012】

上述したような従来型のフロー分配器が有する問題点に鑑みて、本発明の課題は、二相冷媒の液体成分を高効率かつ低コストで均一に分配することが可能なフロー分配器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一態様に係るフロー分配器は、二相の冷媒を複数のフロー経路に分配するようにされている。このフロー分配器は、筒状の本体部、複数のインレットポート、及び複数のアウトレットポートを含んでいる。筒状の本体部は、中心軸を有している。インレットポートは、本体部の中心軸がほぼ垂直方向を向くような状態で、本体部の下部に配置されている。インレットポートは、本体部の中心軸と平行でなくかつ交差しない中心軸を有し、本体部内で冷媒の上向きのスパイラル流を発生させるようにしている。アウトレットポートは、本体部の中心軸がほぼ垂直方向を向くような状態で、本体部の上部に設けられる複数の開口部を形成し、すべての開口部が本体部の中心軸と直交する面に少なくとも部分的に配置されるようにしている。インレットポートは、本体部の中心軸に対して対称となるように配置されている。

【0014】

本発明の一態様に係る環境コントロールシステムは、第一及び第二熱交換部、及びフロー分配機構を備える。フロー分配機構は、第一及び第二熱交換部の間の冷媒経路に設けられ、第一熱交換部から接続される冷媒経路の少なくとも一つの上流パイプを流れる二相の冷媒を、第二熱交換部に接続される冷媒経路の複数の下流パイプに分配する。フロー分配機構は、フロー分配器を含んでいる。フロー分配器は、筒状の本体部、複数のインレットポート、及び複数のアウトレットポートを有している。筒状の本体部は、ほぼ垂直方向に向けられた中心軸を有している。インレットポートは上流パイプに通じている。インレットポートは、本体部の下部に配置され、本体部の中心軸と平行でなくかつ交差しない中心軸を有し、本体部内で冷媒の上向きのスパイラル流を発生させるようにしている。アウトレットポートは下流パイプに通じており、かつアウトレットポートは、本体部の上部に設けられる複数の開口部を形成し、すべての開口部が本体部の中心軸と直交する面に少なくとも部分的に配置されるようにしている。インレットポートは、本体部の中心軸に対して対称となるように配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

添付の図面は、本件の当初の開示の一部をなすものである。

【図1】本発明の一実施形態によるフロー分配器を備えたヒートポンプシステムの簡略概要図である。

【図2】本発明の一実施形態によるヒートポンプシステムに設置されるフロー分配機構の簡略立面図である。

【図3】本発明の一実施形態による図２に示すフロー分配機構のフロー分配器の上面斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態によるフロー分配器の底面斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態によるフロー分配器の上面図である。

【図6】本発明の一実施形態によるフロー分配器のインレットポートの拡大図である。

【図7】本発明の一実施形態によるフロー分配器のアウトレットポートの拡大図である。

【図8】本発明の一実施形態によるフロー分配器の図３の８−８線に沿った断面図である。

【図9】本発明の一実施形態によるフロー分配器の図８の９−９線に沿った断面図である。

【図10】本発明の一実施形態によるフロー分配器の本体部内で発生する二相冷媒の上向きのスパイラル流を概略的に示したフロー分配器の断面図である。

【図11】本発明の変形例によるアウトレットポートの非対称配置の例を示すフロー分配器の断面図である。

【図12】本発明の別変形例によるインレットポートの非対称配置の例を示すフロー分配器の断面図である。

【図13】本発明の別変形例によるアウトレットポートが筒状の本体部の上壁に配置される例を示すフロー分配器の斜視図である。

【図14】Ａ−Ｄ フロー分配器に接続される上流パイプの配置の例を示す断面図である。

【図15】Ａ−Ｄ 従来型のフロー分配器の例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本件の開示より当業者にとって明らかなように、以下の実施形態に関する記述は、単なる例示であって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではない。

【0017】

図１を参照して、ヒートポンプシステム１００は、本発明の一実施形態による環境コントロールシステム（ＥＣＳ）の一例である。本実施形態のヒートポンプシステム１００は、可逆サイクルヒートポンプ冷却システムであって、第一熱交換器１、第二熱交換器２、膨張弁３、コンプレッサ４、及び四方切換弁５を含み、これらは導管によって形成される冷媒回路Ｆに配置される。ヒートポンプシステム１００が稼動している間、冷媒には相転移が起こり、ヒートポンプシステム１００が加熱モードにあるか冷却モードにあるかによって、液体が気体（蒸気）に変わったり、気体（蒸気）が液体に変わったりする。第一熱交換器１、第二熱交換器２、膨張弁３、コンプレッサ４、及び四方切換弁５は、以下においてより詳細に記載されるように第一熱交換器１が本実施形態のフロー分配機構１０を備える点を除いて、当該分野でよく知られた従来の構成要素である。これらの構成要素は当該分野でよく知られたものであり、その構造についてはここでは詳細に記述又は図示しない。むしろ、当業者であれば、これらの構成要素は、本発明の実施のために用いられる構造であればどのようなタイプのものであってもよいことが、本件の開示より明らかである。

【0018】

第一及び第二熱交換器１及び２は、蒸発器及び凝縮器の機能を互換的に果たすように設計されている。第一及び第二熱交換器１及び２は、空気（例えばビルの内部）又は物質（例えば産業用の液体、水泳用プール、魚用の水槽）を加熱又は冷却して調整するように作用する。「冷却モード」においては、第一熱交換器１は凝縮器として機能し、第二熱交換器２は蒸発器として機能する。「加熱モード」においては、役割が反対となり、第一熱交換器１は蒸発器として機能し、第二熱交換器２は凝縮器として機能する。コンプレッサ４は高圧で冷媒を冷媒回路Ｆにポンプ注入するように構成かつ配置されている。四方切換弁５は、冷媒回路Ｆにコンプレッサ４からポンプ注入された冷媒の方向を制御して、加熱モードと冷却モードとを切り替えるように構成かつ配置されている。図１では、ヒートポンプシステム１００が加熱モードで稼動している間の冷媒フローの方向を白い矢印で示し、ヒートポンプシステム１００が冷却モードで稼動している間の冷媒フローの方向を黒い矢印で示している。

【0019】

上述したように、加熱モードで、第一熱交換器１は蒸発器として機能し、第二熱交換器２は凝縮器として機能する。四方切換弁５は、高圧冷媒ガスを第二熱交換器２に通じる導管に向かわせる。冷媒ガスからの熱は、調整されるエリアや物質（例えば産業用の液体、水、又は室内の空気）に放出され、高圧冷媒ガスは高圧液体へと凝縮される。第二熱交換器２を出た冷媒液体は、導管を通過して、次いで、加熱モードでは蒸発器として機能する第一熱交換器１に入る。ここで、熱がシステムの外側から第一熱交換器１へと吸収されることで、そこに含まれる冷媒液体を蒸発させ低圧ガスにする。次いで、導管を経て第一熱交換器１を出た冷媒ガスは、四方切換弁５を介してコンプレッサ４に向けられる。

【0020】

冷却モードでは、四方切換弁５は、第一熱交換器１に通じる導管を経てコンプレッサ４を出た高圧冷媒ガスの方向を変える。なお、第一熱交換器１は冷却モードでは凝縮器として機能する。その結果、凝縮された高圧液体は、第一熱交換器１を出て、蒸発器として機能する第二熱交換器２に入る。調整されるエリアや物質（例えば産業用の液体、水、又は室内の空気）から熱が吸収され、その結果、液体の冷媒を蒸発させガスにする。第二熱交換器２を出た低圧冷媒ガスは、コンプレッサ４に戻る。

【0021】

第一及び第二熱交換器１及び２間の冷媒の経路は反転可能である一方で、コンプレッサ４への及びコンプレッサ４からの冷媒のフローの方向は、稼動モードに関係なく、常に同じである。

【0022】

第一熱交換器１は、第一熱交換部１Ａ、第二熱交換部１Ｂ、及びフロー分配機構１０を含み、フロー分配機構１０は第一熱交換部１Ａと第二熱交換部１Ｂの間に配置される。第一熱交換部１Ａと第二熱交換部１Ｂは、第一熱交換部１Ａ内の内部流路１ａ（例えばコイル）の数が第二熱交換部１Ｂ内の内部流路１ｂ（例えばコイル）の数よりも少なくなるようにされている。図１の概要図において、内部流路１ａは２本の線のみで示され、内部流路１ｂは６本の線のみで示されているが、内部流路１ａ及び１ｂの実際の数は、第一熱交換器１の仕様に基づいて決められる。

【0023】

フロー分配機構１０は、一つ又はそれ以上のパイプ１６を介して第一熱交換器１の第一熱交換部１Ａに接続され、内部流路１ｂの数に応じた数の複数のパイプ１８を介して第二熱交換部１Ｂに接続される。図１の概要図において、パイプ１６は２本の線で示されているが、パイプ１６の実際の数は内部流路１ａの実際の数に応じて変わり、また設計仕様、配管、フロー分配機構１０のスペース制限に応じて変わる。例えば、パイプ１６は、第一熱交換部１Ａの内部流路１ａの数と同じ数だけ配置されるようにしてもよく、第一熱交換部１Ａの内部流路１ａの数より少ない数、又は、第一熱交換部１Ａの内部流路１ａの数より多い数を設置するようにしてもよい。パイプ１６の数が第一熱交換部１Ａの内部流路１ａの数と異なる場合には、一つ又は複数の接続管部を内部流路１ａとパイプ１６の間に適切に設けて、その間の冷媒のフローを分割又は合流させるようにする。

【0024】

従って、ヒートポンプシステム１００が加熱モードで稼動する場合、第一熱交換部１Ａから流れ出た冷媒は、パイプ１６を介してフロー分配機構１０に入る。冷媒は、フロー分配機構１０により、パイプ１８の数に応じた数の複数のフロー経路に分割され、そして、冷媒は、パイプ１８を介して第二熱交換部１Ｂに入る。ヒートポンプシステム１００が冷却モードで稼動する場合、第二熱交換部１Ｂからパイプ１８を介してフロー分配機構１０へ流れた冷媒は、入り、パイプ１６に合流及び分割され、次いで、冷媒は第一熱交換部１Ａの内部流路１ａに入る。

【0025】

上述したように、ヒートポンプシステム１００が加熱モードで稼動する場合、第一熱交換器１は蒸発器として機能し、そこに含まれる冷媒液体を蒸発させ低圧ガスにする。より具体的には、冷媒はまず第一熱交換部１Ａに入り、冷媒が第一熱交換部１Ａの内部流路１ａを通過する間に、液体冷媒の一部が蒸発させられガスとなる。従って、第一熱交換部１Ａのインレット部における冷媒の乾き度は、第二熱交換部１Ｂのインレット部における冷媒の乾き度よりも小さくなる。より具体的には、第一熱交換部１Ａから流れ出た冷媒は、概して、比較的低い乾き度と、比較的高いボイド率を有している。すなわち、第一熱交換部１Ａを出た二相の冷媒は、液体成分の体積分率（パーセンテージ）が比較的低く、冷媒が例えばＲ１３４ａ、Ｒ４１０ＡなどのＨＦＣ冷媒であり、乾き度が約０．２から約０．３である場合には、通常約１０％から３０％である。しかしながら、液体成分の実際の体積分率は、冷媒のフロー状況、冷媒の温度、冷媒の圧力などの他の要因によっても変化する。なお、冷媒の液体成分は、加熱モードでは蒸発器として機能する第一熱交換器１での熱交換プロセスにおいて主要な役割を果たす。そのため、第一熱交換部１Ａを出る冷媒の液体成分を第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂ（コイル）にできるだけ均一に分配して、冷媒の液体成分が第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂ（コイル）を通過するときに効率的に蒸発するようにすることが好ましい。従って、フロー分配機構１０は、第一熱交換部１Ａから出る二相冷媒の液体成分を第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂに対応する複数の流路にほぼ均一に分配して、第二熱交換部１Ｂの各内部流路１ｂを通過する冷媒の液体成分の体積分率がほぼ均一になるように構成かつ配置されている。

【0026】

次に、図２を参照して、本実施形態によるフロー分配機構１０ついてより詳細に説明する。本実施形態のフロー分配機構１０を記載するためにここで用いられる用語「上流」、「下流」、「インレット」及び「アウトレット」は、ヒートポンプシステム１００が、第一熱交換器１が蒸発器として機能する加熱モードで稼動する場合の冷媒フローの方向（図１において白い矢印で示される冷媒フローの方向）に関して用いられる。従って、これらの、本実施形態のフロー分配機構１０を記載するために用いられる用語は、加熱モードにおいて第一熱交換器１が蒸発器として機能する場合の冷媒フローの方向に関するものとして解釈されるものとする。

【0027】

図２に示されるように、フロー分配機構１０は、一つのフロー分配器１２と複数の第二のフロー分配器１４を含む。フロー分配器１２は、フロー分配機構１０における上流側に配置され、第一熱交換器１の第一熱交換部１Ａの内部流路１ａに通じる上流パイプ１６に接続される。本実施形態において、冷媒は、上流パイプ１６を介して二箇所からフロー分配器１２に入る。第二のフロー分配器１４は、フロー分配機構１０における下流側に配置され、第一熱交換器１の第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂにそれぞれ通じる下流パイプ１８に接続される。図２に示されるように、フロー分配器１２と第二のフロー分配器１４は、複数の接続パイプ１７を介して接続されている。

【0028】

フロー分配器１２は、上流パイプ１６を介して第一熱交換器１の第一熱交換部１Ａから流入する二相の冷媒を、フロー分配器１２内で二相冷媒の上向きのスパイラル流（サイクロン流）を発生させることによって、接続パイプ１７に均一に分配するように構成かつ配置されている。次いで、第二のフロー分配器１４のそれぞれは、対応する接続パイプ１７を介してフロー分配器１２から流れる二相の冷媒を、下流パイプ１８へと分割し、冷媒が第一熱交換器１の第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂに流れるようにする。

【0029】

図示されている実施形態においては、８つの第二のフロー分配器１４がフロー分配機構１０に設けられている。当然のことであるが、当業者にとって、第二のフロー分配器１４の数及び配置は本実施形態において図示されているものに限られず、さまざまな点（例えば、接続パイプ１７の数、第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂの数、フロー分配機構１０のスペース制限）を考慮して決定できることは明らかである。さらに、下流パイプ１８の数が比較的少ない場合には、第二のフロー分配器１４は完全に省略されてもよい。そのような場合、フロー分配器１２が直接、下流パイプ１８に接続される。

【0030】

本実施形態において、各第二のフロー分配器１４は、図１５Ｃに示される内部分岐型フロー分流器のような従来構造を含んでいることが好ましい。代わりとして、他のタイプの従来型のフロー分配器（例えば、図１５Ａに示されるＴ型フロー分流器、図１５Ｂに示されるトランク型フロー分流器、図１５Ｄに示されるヘッダ型フロー分流器など）を第二のフロー分配器１４として用いることも可能である。さらに代わりとして、以下に記載するようなフロー分配器１２と同様の構造をそれぞれが有する複数のフロー分配器を、従来型のフロー分流器の代わりに、第二のフロー分配器１４として用いてもよい。

【0031】

次に、図３から図１０を参照して、フロー分配器１２の構造及び作用についてより詳細に記載する。図３及び図４に示されるように、フロー分配器１２は、中心軸Ｃを有する筒状の本体部２０、二つのインレットポート２２、及び複数のアウトレットポート２４を含む。本体部２０、インレットポート２２、及びアウトレットポート２４は金属又は合金（例えば、鉄、真鍮、銅、アルミニウム、ステンレスなど）を材料として、単一部材として形成されることが好ましい。フロー分配器１２をヒートポンプシステム１００に設置する際、図２に示されるように、本体部２０の中心軸Ｃがほぼ垂直方向に向けられるようにフロー分配器１２を配置することが好ましい。ここで用いられる「中心軸Ｃがほぼ垂直方向に向けられる」というフレーズは、中心軸Ｃの垂直方向に対する傾斜角度が−２°と＋２°の間であることを意味する。また、本実施形態のフロー分配器１２を記載するために用いられる「上」、「下」、「上部」、「下部」、「最上部」、「底」、「側」、「側部」、及び「横の」といった方向を示す用語、その他類似の方向を示す用語は、図２に示されるように、本体部２０の中心軸Ｃがほぼ垂直方向を向くようにフロー分配器１２を配置した状態における方向をさすものである。従って、本実施形態のフロー分配器１２を記載するために用いられる、これらの方向を示す用語は、本体部２０の中心軸Ｃがほぼ垂直方向を向くようにした状態でのフロー分配器１２に関するものとして解釈するものとする。

【0032】

図３、図４及び図９に示すように、フロー分配器１２の本体部２０は、ほぼ密閉で中空の円筒形部材であり、上部端壁をなす上部カバープレート２０ａ、底部端壁をなす下部カバープレート２０ｂ、及び側壁をなす円筒部２０ｃを有している。

【0033】

フロー分配器１２のサイズは、上向きのスパイラル流（サイクロン流）をフロー分配器１２の本体部２０内で確実かつ着実に発生させるように決定される。より具体的には、フロー分配器１２のサイズは、第一熱交換器１の仕様（例えば、サイズ、キャパシティ、冷媒循環率、冷媒の流量など）、使用される冷媒の種類、フロー分配器１２に接続される上流導管の数及びサイズ、フロー分配器１２に接続される下流導管の数及びサイズなどのさまざまな点を考慮して決定するのが好ましい。一般的に、フロー分配器１２は、以下の関係を満たすように設計されるのが好ましい。

【0034】

２＜Ｄ１／Ｄｉ＜１０
Ｎｏ×Ｄｏ＜π×Ｄ２、及び
２×Ｄ１＜Ｈ＜５×Ｄ１

【0035】

上記の式において、Ｄ１はフロー分配器１２の本体部２０の内径を示し、Ｄ２は本体部２０の外径を示し、Ｄｉはフロー分配器に接続される上流導管の外径（本実施形態においては、上流パイプ１６の外径）を示し、Ｎｏはフロー分配器１２に接続される下流導管の数（本実施形態においては、接続パイプ１７の数）を示し、Ｄｏはフロー分配器１２に接続される下流導管の外径（本実施形態においては、接続パイプ１７の外径）を示し、Ｈは本体部２０の内部高さ（図９参照）を示している。例えば、ヒートポンプシステム１００が、冷媒としてＲ１３４ａを使用する、比較的大きい産業用の空冷式冷却装置であり、上流パイプ１６の外径Ｄｉが３／４インチであり、接続パイプ１７の外径Ｄｏが３／８インチであり、８つの接続パイプ１７が設けられている場合、本体部２０の内径Ｄ１は約３．５インチであることが好ましく、本体部２０の外径Ｄ２は約４インチであることが好ましく、本体部２０の内部高さＨは約９インチであることが好ましい。上部カバープレート２０ａの厚さは、上部カバープレート２０ａが本体部２０内の冷媒フローによって発生する揚力に耐えるものとなるように決定される。当然のことであるが、当業者にとって、フロー分配器１２が住居用の空調装置、冷蔵庫などのようなより小さな環境コントロールシステムに用いられるように適応させる場合、フロー分配器１２の全体的なサイズをより小さくしてもよいことは明らかである。

【0036】

図３及び図４に示すように、インレットポート２２は、本体部２０に対して、インレットポート２２が図２に示すように本体部の中心軸Ｃがほぼ垂直方向を向くような状態の本体部２０の下部に位置するように、配置される。各インレットポート２２は、本体部２０の内部空間を貫通する中心軸Ｃｉを備える円筒形状である。図８及び図９に示すように、インレットポート２２は、その中心軸Ｃｉが本体部２０の中心軸Ｃと平行でなくかつ交差しないように配置されている。すなわち、中心軸Ｃｉに沿って本体部２０に入る冷媒のフローが本体部２０の内壁にぶつかり、本体部２０内で上向きのスパイラル流を発生させるように、インレットポート２２を本体部２０に配置している。

【0037】

図示された実施形態において、インレットポート２２は、図３及び図４に示すように、本体部２０の円筒部２０ｃの下部に配置されている。インレットポート２２は、本体部２０の中心軸Ｃの方向における下部カバープレート２０ｂとインレットポート２２の間の距離が、インレットポート２２と下部カバープレート２０ｂとを本体部２０に溶接するために必要とされる十分なスペースを確保しながら、できるだけ小さくなるように配置される。本実施形態において、各インレットポート２２の中心軸Ｃｉは、図９に示すように、本体部２０の中心軸Ｃにほぼ直角となる方向に延びている。さらに、図示された実施形態において、インレットポート２２は、図５及び図８に示すように、本体部２０の中心軸Ｃに対してほぼ対称となるように配置されている。図６に示すように、各インレットポート２２の上流端（外端）は、対応の上流パイプ１６によって密閉されるように構成かつ配置されたカウンタボア部を含んでいる。

【0038】

図３及び図４に示すように、アウトレットポート２４は、本体部２０の中心軸Ｃが図２に示すようにほぼ垂直方向を向くような状態で、本体部２０の上部に配置される。図８及び図９に示すように、アウトレットポート２４は、本体部２０の内部空間に向かって開口する複数の開口部２４ａを形成する。すべての開口部２４ａは、本体部２０の中心軸Ｃと直交する面Ｐ（図９参照）に少なくとも部分的に配置される。図示された実施形態において、アウトレットポート２４の開口部２４ａは、図８に示すように、本体部２０の中心軸Ｃに対してほぼ対称となるように配置されている。図７に示すように、各アウトレットポート２４の下流端（外端）は、対応の接続パイプ１７によって密閉されるように構成かつ配置されたカウンタボア部を含んでいる。

【0039】

次に、図１０を参照して、フロー分配器１２の作用について記載する。ヒートポンプシステム１００が加熱モードで稼動する場合、第一熱交換部１Ａの内部流路１ａを通過した二相の冷媒は、上流パイプ１６を介して、フロー分配器１２のインレットポート２２に入る。次いで、二相の冷媒は、本体部２０の円筒部２０ｃの内壁に沿って、上向きのスパイラル流（サイクロン流）を形成し、アウトレットポート２４の開口部２４ａの方へと導かれる。二相冷媒の液体成分は、二相冷媒の蒸気成分よりも高密度であるため、二相冷媒の液体成分は、冷媒に作用する遠心力のためにスパイラル流の外周側に集まり、図１０に示すように、ほぼ均一な厚さの液体フィルムが円筒部２０ｃの内壁に沿って形成される。この、本体部２０の円筒部２０ｃの内壁に沿って冷媒の液体成分を集めるために上向きのスパイラル流を発生させるプロセスは、サイクロン又はボルテックス分離と同じ原理を用いたものである。冷媒の液体成分は、円筒部２０ｃの内壁に沿って上向きかつサイクロン状に進みながら、ほぼ均一に分配される。次いで、冷媒の液体成分は、円筒部２０ｃの内壁に沿ってサイクロン状に移動しながら、円筒部２０ｃに形成されたアウトレットポート２４の開口部２４ａから順次排出される。このようにして、冷媒の液体成分はアウトレットポート２４の間で均一に分配される。

【0040】

本実施形態のフロー分配器１２によれば、インレットポート２２から本体部２０に流入する二相冷媒の液体成分の量が変動したとしても、液体成分は、サイクロン状の動作により、一定の頻度でアウトレットポート２４の開口部２４ａから排出されるので、液体成分の時間平均の分配をアウトレットポート２４の間でほぼ均一にすることができる。

【0041】

従って、本実施形態のフロー分配器１２によれば、二相冷媒のサイクロン流を発生させることによって、以下の二つの効果が得られる。一つは、液体成分が円筒部２０ｃの内壁に沿って均一に分配されることである（空間平均化）。二つは、液体成分がアウトレットポート２４間で一定時間に均一に分配されることである（時間平均化）。さらに、冷媒は、本体部２０内を下部から上部に向かって移動するため、より流速が高くより密度が低い蒸気成分の方が、すぐに本体部の上部に向かって移動する。一方、より流速が低くより密度が高い液体成分は、本体部２０の下部に集まる傾向がある。このようにして、安定した液体−蒸気分離が行われ、液体成分をアウトレットポート２４に安定して分配することができる。さらに、本実施形態のフロー分配器１２によれば、インレットポート２２を介して本体部２０に入る冷媒のフロー状況（特に、液体成分の不均一な分配）は、上述したように、次いで本体部２０にて発生するサイクロン流によってキャンセルすることができる。従って、インレットポート２２に接続される上流パイプ１６に屈曲部分、合流部分及び／又は分岐部分が存在することによって、冷媒の液体成分の不均一なフロー状況がインレットポート２２に発生したとしても、本体部２０内の液体成分の分配が、インレットポート２２におけるそのように不均一なフロー状況によって大きく影響されることはない。さらには、本体部２０の中心軸Ｃが垂直方向に対してわずかに傾くように、フロー分配器１２が配置されていたとしても、二相冷媒の液体成分は、本体部２０内にてサイクロン流を発生させることによって、アウトレットポート２４に均一に分配することができる。

【0042】

図示されている実施形態のフロー分配器１２とともに使用できる二相の冷媒は、特定の冷媒に限定されないが、気体／液体密度比（ρＧ／ρＬ）の比較的小さい二相冷媒を使用することが好ましい。より具体的には、気体／液体密度比の比較的小さい二相冷媒を本件の冷媒として使用すると、液体成分の密度と蒸気成分の密度の差が大きいため、スリップ比（すなわち液体成分と気体成分の流速の差）が比較的大きくなる。従って、気体／液体密度比の比較的小さい二相冷媒を本実施形態のフロー分配器１２とともに使用すると、より密度が低くより高速の蒸気成分は、より密度が高くより低速の液体成分よりも速く上向きに移動するため、冷媒が上向きのサイクロン流に沿って移動する間に、二相冷媒の液体成分と蒸気成分とがスムーズに分離され、液体成分は円筒部２０ｃの内壁に沿って均一に分配される。それにより、二相冷媒はアウトレットポート２４間でほぼ均一に分配される。気体／液体密度比の比較的小さい二相冷媒の例としては、プロパン、イソブタン、Ｒ３２、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、及びＲ４０４Ａがあげられるが、これに限定されるものではない。Ｒ１３４ａを例にとると、飽和温度が０℃の場合、蒸気密度（ρＧ）が約１４．４３ｋｇ／ｍ３、液体密度（ρＬ）が約１２９５ｋｇ／ｍ３、密度比又は割合（ρＧ／ρＬ）が約０．０１１である。Ｒ４１０Ａを例にとると、飽和温度が０℃の場合、蒸気密度（ρＧ）が約３０．５８ｋｇ／ｍ３、液体密度（ρＬ）が約１１７０ｋｇ／ｍ３、密度比又は割合（ρＧ／ρＬ）が約０．０２６である。ここで用いられる、気体／液体密度比の比較的小さい二相冷媒とは、好ましくは、飽和温度が０℃の場合、密度比又は割合（ρＧ／ρＬ）が０．０５より小さいものをいう。

【0043】

従って、図示されている実施形態のフロー分配器１２は、上記に説明したように、比較的簡単な構造により低コストで二相の冷媒を高効率かつ均一に分配することができる。また、二相冷媒の液体成分の分配は、インレットポート２２における冷媒のフロー状況によってあまり影響されないため、上流の構成要素（例えば、パイプ１６）の設計の自由度を向上させるものである。

【0044】

変形例
次に、図１１から図１４を参照して、フロー分配器の変形例をいくつか説明する。上述した図２から図１０に図示する実施形態と類似するため、変形例の構成要素のうち上述の実施形態の構成要素と同一のものについては、上述の実施形態の構成要素と同じ符号を用いる。さらに、変形例の構成要素のうち上述の実施形態の構成要素と同一のものについては、簡潔とするため、その説明を省略する。変形例の構成要素のうち上述の実施形態の構成要素と異なるものについては、ダッシュ一つ（’）、ダッシュ二つ（’’）、又はダッシュ三つ（’’’）を付して示すこととする。

【0045】

上述の実施形態においては、８つのアウトレットポート２４を配置したが、アウトレットポート２４の数は、インレットポート２２の数と同じか又はそれ以上であれば、８つに限定されない。アウトレットポート２４の数は、接続パイプ１７の数、第二のフロー分配器１４の数、第二熱交換部１Ｂの内部流路１ｂの数、フロー分配器１２に関するスペースの制限など、さまざまな点を考慮して決定することができる。

【0046】

上述の実施形態において、アウトレットポート２４はフロー分配器１２の本体部２０の中心軸Ｃに対して対称となるように配置されているが、図１１に示すように、アウトレットポート２４は本体部２０の中心軸Ｃに対して非対称となるように配置されてもよい。図２から図１０に図示する実施形態と同様に、本変形例においても、開口部２４ａはすべて、本体部２０の中心軸Ｃと直交する面Ｐ（図９参照）に少なくとも部分的に配置される。これにより、本体部２０内にて冷媒のサイクロン流を発生させることによって、二相冷媒の液体成分をアウトレットポート２４間で均一に分配することができる。

【0047】

上述の実施形態において、インレットポート２２はフロー分配器１２の本体部２０の中心軸Ｃに対して対称となるように配置されているが、図１２に示すように、インレットポート２２は本体部２０の中心軸Ｃに対して非対称となるように配置されてもよい。インレットポート２２における冷媒のフロー状況は、本体部２０内にてサイクロン流が発生することによりキャンセルされるため、インレットポート２２が本体部２０の中心軸Ｃに対して対称に配置されていなくても、液体成分を均一に分配することができる。従って、この変形例においても、本体部２０内にて冷媒のサイクロン流を発生させることによって、冷媒の液体成分をアウトレットポート２４間で均一に分配することができる。

【0048】

図１１に示すようなアウトレットポート２４の非対称な配置を、上述の実施形態のようなインレットポート２２の対称な配置又は図１２に示すようなインレットポート２２の非対称な配置と組み合わせてもよい。同様に、図１２に示すようなインレットポート２２の非対称な配置を、上述の実施形態のようなアウトレットポート２４の対称な配置又は図１１に示すようなアウトレットポート２４の非対称な配置と組み合わせてもよい。

【0049】

上述の実施形態において、アウトレットポート２４は本体部２０の円筒部２０ｃに形成されているが、アウトレットポート２４は上部カバープレート２０ａに配置して、図１３に示すように、アウトレットポート２４の開口部２４ａが本体部２０の上部端壁に位置するようにしてもよい。この変形例においては、開口部２４ａはすべて、上部カバープレート２０ａの底面によって形成される面に完全に配置され、この面は本体部２０の中心軸Ｃと直交している。この変形例において、本体部２０の円筒部２０ｃの内壁に均一に堆積した液体成分は、蒸気成分が本体部２０の上部端壁に形成された開口部２４ａから出るのに伴い、冷媒の蒸気成分の高速のサイクロン流に吸い込まれる。このようにして、冷媒の液体成分はアウトレットポート２４に均一に分配される。図１３には、アウトレットポート２４の本体部の中心軸Ｃに対する対称な配置が示されているが、本件の開示より、当業者にとっては、アウトレットポート２４が中心軸Ｃに対して対称に配置される必要がないことは明らかである。

【0050】

図１４Ａに示すように、図２から図１０に示す上述の実施形態のフロー分配器１２では、２つの上流パイプ１６に接続される２つのインレットポート２２が設けられる。しかしながら、インレットポート２２の数は２つに限定されない。より具体的には、インレットポート２２の数は、第一熱交換部１Ａの内部流路１ａの数、上流パイプ１６の分岐導管の数や配置、フロー分配器１２に関するスペースの制限など、さまざまな点を考慮して決定することができる。例えば、図１４Ｂに示すように、１つの上流パイプ１６に接続される１つのインレットポート２２を本体部２０に設けるようにしてもよい。あるいは、３つ又はそれ以上のインレットポート２２を設け、３つ又はそれ以上の上流配管１６にそれぞれ接続するようにしてもよい。さらには、図１４Ｃ（及び上述の図１２）に示すように、上流パイプ１６の配置に応じて、インレットポート２２を上流パイプ１６と適切に接続されるように非対称に配置して、それによって、フロー分配器の近くに配置される構成要素の設計自由度を向上させるようにしてもよい。さらには、図１４Ｄに示すように、冷媒経路は、インレットポート２２の上流位置にて上流パイプ１６に合流する複数の分岐パイプ部１６ａを含むようにしてもよい。インレットポート２２に接続される上流パイプ１６において合流部分が存在することにより、冷媒の液体成分の不均一なフロー状況がインレットポート２２にて発生したとしても、インレットポート２２を経て本体部２０に入るそのような不均一な冷媒のフロー状況は、上述したように、次いで本体部２０内で発生するサイクロン流によってキャンセルされる。従って、上流パイプ１６に合流部分及び／又は屈曲部分が存在しているかどうかにかかわらず、本体部２０内にてサイクロン流を発生させることによって、二相冷媒の液体成分をアウトレットポート２４に均一に分配することができる。

【0051】

図示されている実施形態においては、逆転サイクルヒートポンプシステム１００が環境コントロールシステムの一例として用いられているが、本発明の環境コントロールシステムは逆転サイクルヒートポンプシステムに限定されない。より具体的には、本発明の環境コントロールシステムは、空調システム、ＨＶＡＣシステム、冷却装置、冷蔵庫などのような、冷媒と外気又は物質（例えば水）との間で、熱を伝達するための熱交換器を含むシステムであれば、どのようなシステムであってもよい。さらに、フロー分配機構１０は、どちらも蒸発器として機能する第一熱交換部１Ａと第二熱交換部１Ｂの間に配置されるが、本件の開示により、当業者にとっては、蒸発器と凝縮器のように別々の機能を持つ２つの熱交換器の間にフロー分配機構１０を配置してもよいことは明らかである。そのような場合、フロー分配機構１０を蒸発器の上流部分に配置して、二相冷媒の液体成分が蒸発器の複数のフロー流路に均一に分配されるようにすることが好ましい。

【0052】

本発明の範囲の理解において、ここで用いられる用語「備える」及びその派生語は、記載された特徴、エレメント、コンポーネント、群、整数、及び／またはステップがあることを明記しているオープンエンドの用語を意味するのであって、記載されていない特徴、エレメント、コンポーネント、群、整数、及び／またはステップがあることを排除するものではない。このことは、用語「含む」、「有する」及びそれらの派生語など同様の意味を持つ語にも当てはまる。また、単数形的に用いられる用語「パート」、「セクション」、「部」、「部材」あるいは「エレメント」は、単一のパートあるいは複数のパーツの２つの意味を持ちうる。ここで「ほぼ」、「約」、「およそ」といった程度を示す用語は、最終結果が大きく変わらないような、妥当な変形の条件の変更量を意味するものとして用いる。

【0053】

本発明の説明のためにいくつかの実施例が選択されたに過ぎず、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することがない範囲で、種々の変更、変形ができることは当業者にとって明らかである。例えば、必要に応じて及び／または所望により、種々の部品の大きさ、形状、配置、向きを変更できる。互いと直接的に連結あるいは接触するよう示した部品は、それらの間に設けられる中間構造体を有することができる。１つのエレメントの機能は２つによって達成することができ、またその逆の場合も同様である。一の態様の構造及び機能を他の態様に適用することもできる。すべての利点が必ずしも同時に特定の態様にもたらされる必要はない。先行技術から区別されるそれぞれの特徴は、それ単独として、あるいは他の特徴との組み合わせとして、そのような特徴により実施される構造的及び／または機能的思想を含む出願人によるさらなる発明の別の記載として考慮されるものとする。このように、前述の本発明にかかる実施形態の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】