JP2013148284A - 絞り装置およびその絞り装置を備えた空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒均等分配性能の向上を可能にした絞り装置を提供する。
【解決手段】絞り装置１００は、本体１と、本体側第２流路４ａと連通する複数の分配器側第２流路４ｂが形成され、本体１に連結される分配器と、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、絞り装置およびその絞り装置を備えた空気調和装置に関し、特に冷媒分配機能を兼ね備えた絞り装置およびその絞り装置を備えた空気調和装置に関するものである。

従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば室外に配置した熱源機である室外機と、室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させることによって冷房運転又は暖房運転を実行するようになっている。具体的には、室内機において冷媒が放熱して加熱された空気あるいは冷媒が吸熱して冷却された空気により空調対象空間の暖房または冷房を行なっている。このような空気調和装置の冷媒流量を制御するために絞り装置が使用されている。

一般的に、絞り装置を通過した冷媒は、絞り装置に接続されている分配器に流入し、複数路に均等分配される。そして、均等分配された冷媒が、熱交換器に並列に接続されている複数本の伝熱管を流れることによって、熱交換器において冷媒の放熱あるいは吸熱が効率よく行なわれる構成になっている。従来から、絞り装置に接続される分配器としては、略円柱多孔形状のディストリビューター、オリフィスおよびレデューサーから構成されるタイプ（例えば特許文献１参照）、主管および枝管から構成されるタイプ（例えば特許文献２参照）の２種類が一般的であり、熱交換器の能力に応じた分配数に対応して使い分けされている。

特開平１１−１０１５３０号公報（図１〜図４等） 特開２０１１−８５３２４号公報（図１、図２等）

従来のビル用マルチエアコンなどの空気調和装置に使用される絞り装置は、冷媒流量を制御する機能のみを有している。均等分配した冷媒を熱交換器に流入させるには、絞り装置とは別に、冷媒回路中に特許文献１または特許文献２に記載されているような分配器を備えなければならない。そのために、絞り装置と分配器とを接続する配管が必要になる。分配器の冷媒均等分配性能を向上させるためには、絞り装置と分配器とを接続する配管の長さを、気液混合冷媒の流れる助走長として冷媒運転容量に応じた一定寸法以上確保する必要がある。これが、空気調和装置のコンパクト化を阻害する要因の１つになっているとともに、コストダウンを阻害する要因の１つにもなっている。

また、絞り装置に配管を介して接続される分配器は、その冷媒均等分配性能を向上させるために接続配管径よりも大きい径を有する配管に冷媒を通過させて膨張させ、次に冷媒をオリフィスに通過させて絞り、それから冷媒を分配器本体に導入する必要があった。これも、空気調和装置のコンパクト化を阻害する要因の１つになっているとともに、コストダウンを阻害する要因の１つにもなっている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、冷媒均等分配性能の向上を可能にした絞り装置、および、その絞り装置を備え、絞り装置と分配器とを接続する配管経路を簡素化し、空気調和装置のコンパクト化とコストダウンの双方を可能にした空気調和装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る絞り装置は、第１流路が接続され、複数の本体側第２流路が形成された本体と、前記本体側第２流路と連通する複数の分配器側第２流路が形成され、前記本体に連結される分配器と、を備え、前記本体は、前記本体内部に形成され、前記第１流路と連通する弁室と、前記弁室の一端に形成され、前記本体側第２流路に連通するオリフィスと、前記オリフィスが形成された主弁座と、前記弁室を貫通して、前記オリフィスに向かって進退自在に設けられ、前記オリフィスの開度を調節する弁体と、前記本体内部に形成され、前記オリフィス及び前記分配器側第２流路に連通する冷媒流路と、を有し、前記分配器は、前記分配器側第２流路と連通し、冷媒の流出入口となる冷媒分配孔を有しているものである。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器によって凝縮された冷媒を膨張して分配する上記の絞り装置と、前記絞り装置によって膨張された冷媒を蒸発する蒸発器と、を備えたものである。

本発明に係る絞り装置によれば、分配器を本体に直接接続しているので、絞り直後の気液混合率が均一である気液混合冷媒を分配することが可能であり、冷媒均等分配性能が向上する。

本体に係る空気調和装置によれば、上記の絞り装置を備えているので、配管経路を簡素化させることができ、コンパクト化及びコストダウンが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る絞り装置の要部の全閉時における断面構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置を紙面下側から見た状態を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置の要部の開弁時における断面構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置の要部の開弁時における断面構成を拡大して概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置の内部における冷媒の流れを説明するための断面模式図である。 従来から存在する絞り装置の要部の断面構成を概略的に示す断面図である。 従来から存在する分配器の一例を説明するための説明図である。 従来から存在する分配器の別の一例を説明するための説明図である。 従来から存在する分配器の一例を説明するための説明図である。 図６で示した絞り装置と図７で示した分配器との接続状態の一例を示した概略斜視図である。 図６で示した絞り装置と図８で示した分配器との接続状態の一例を示した概略斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置の設置状態の一例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置の寸法を説明するための説明図である。 従来の絞り装置の寸法を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１に係る絞り装置および従来の絞り装置における流量特性を示す流量特性図である。 非加熱二相流の水平管内における流動状態を示す図（Ｂａｋｅｒ線図）である。 非加熱二相流の垂直管内における流動状態を示す図である。 非加熱二相流の水平管内における流動状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る絞り装置の要部の全閉時における断面構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る絞り装置を紙面下側から見た状態を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る絞り装置の要部の開弁時における断面構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る絞り装置の設置状態の一例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を概略的に示す冷媒回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る絞り装置１００の要部の全閉時における断面構成を概略的に示す断面図である。図２は、絞り装置１００を紙面下側から見た状態を示す概略図である。図３は、絞り装置１００の要部の開弁時における断面構成を概略的に示す断面図である。図４は、絞り装置１００の要部の開弁時における断面構成を拡大して概略的に示す断面図である。図１〜図４に基づいて、絞り装置１００の構成について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

（絞り装置１００の構成）
絞り装置１００は、空気調和装置等の冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒の流量を調整しつつ、冷媒を分配する機能を兼ね備えたものである。絞り装置１００は、冷媒の流量を調整する本体１と、冷媒を分配する分配器２と、を備えている。絞り装置１００には、冷媒流路である第１流路３と、冷媒流路である第２流路４と、が接続される。第２流路４は、本体１に形成された本体側第２流路４ａと、分配器２に形成された分配器側第２流路４ｂと、が連結されることで構成されている。

図１に示すように、絞り装置１００は、第１流路３が接続され、本体側第２流路４ａが形成されている本体１と、本体側第２流路４ａと連通する分配器側第２流路４ｂが形成され、本体１に連結される分配器２と、本体１内部に形成され第１流路３と連通する弁室１４と、弁室１４の一端に形成され、本体側第２流路４ａと連通するオリフィス７を有する主弁座６と、弁室１４を貫通して、主弁座６のオリフィス７に向かって進退自在に設けられ、オリフィス７の開度を調節する主弁体５とを備えている。

また、主弁体５の上部には、主弁体５と図示しない移動機構を介して連結されたロータと、ステータとにより構成されるステッピングモータ２０を備えている。このステッピングモータ２０の回転が移動機構によって並進距離に変換され、主弁体５が弁軸方向（上下方向）に移動して主弁座６の開口、つまりオリフィス７の開度を制御する。つまり、全閉時には図１に示すように主弁体５が下方に移動して主弁座６に当接し主弁座６の開口を閉塞し、全開時には図３に示すように主弁体５が上方に移動して主弁座６から離れ主弁座６の開口を開放する。なお、ステッピングモータ２０については、後述の図１２に図示している。

主弁体５は、弁室１４を貫通する弁体胴体部５ａと、主弁座６のオリフィス７の開口よりも小径に形成された弁体先端円柱部５ｂと、弁体胴体部５ａと弁体先端円柱部５ｂとを接続するテーパ部５ｃと、を有している。主弁体５の弁体胴体部５ａは、オリフィス７の開口よりも大径の円柱で形成されている。そして、弁体胴体部５ａの先端側の略中心軸上に、例えば円柱形状の弁体先端円柱部５ｂが形成されている。なお、弁体胴体部５ａおよび弁体先端円柱部５ｂの形状は円柱に限定するものではない。

本体１には、主弁体５を支持する第１支持部８および第２支持部９が構成されている。第１支持部８は、主弁体５の弁体上部８ｂと前記ステッピングモータ２０による移動機構下端部８ａにより形成されている。この第１支持部８に、主弁体５がピボット軸受として嵌合されることで、第１支持部８は弁体胴体部５ａと摺接して主弁体５を支持する。

第２支持部９は、本体側第２流路４ａとオリフィス７とを連通し、冷媒が流通する冷媒流路１３と、弁体先端円柱部５ｂが嵌入される弁体支持用孔１２とにより形成されている。弁体支持用孔１２は、主弁体５の弁体先端円柱部５ｂの外径よりも、僅かに大きい内径を有する嵌入孔により形成されており、主弁体５の弁体先端円柱部５ｂが摺動自在に挿入されることで、弁体先端円柱部５ｂと摺接して主弁体５を支持する。

冷媒流路１３は、弁体先端円柱部５ｂの周囲を囲むように形成されている。そして、冷媒流路１３は、本体側第２流路４ａに連通するようになっている。本体側第２流路４ａは、冷媒流路１３に対して複数形成されている。複数の本体側第２流路４ａは、それぞれ断面が円形状に形成され、オリフィス７と同心円の円周上に略等間隔に配置されている。また、本体側第２流路４ａは、冷媒の流通方向が、弁体支持用孔１２の軸方向、すなわち主弁体５の弁体胴体部５ａの中心軸方向と角度をなして形成されている。これにより本体側第２流路４ａは、オリフィス７から冷媒流路１３の外周方向へ向けて傾斜する流路を構成している。また、第２支持部９はオリフィス７と間隔を空けて配置されており、この間隔によりオリフィス７と第２支持部９との間に冷媒流路１３が連通している。

さらに、本体側第２流路４ａは、それぞれ分配器側第２流路４ｂに連通している。分配器側第２流路４ｂは、本体側第２流路４ａと同数形成されている。複数の分配器側第２流路４ｂは、それぞれ断面が円形状に形成され、オリフィス７と同心円の円周上に略等間隔に配置されている。また、分配器側第２流路４ｂの本体側第２流路４ａ側は、冷媒の流通方向が、弁体支持用孔１２の軸方向、すなわち主弁体５の弁体胴体部５ａの中心軸方向と角度をなして形成されている。これにより分配器側第２流路４ｂは、オリフィス７から冷媒流路１３の外周方向へ向けて傾斜する流路を構成している。

分配器側第２流路４ｂは、冷媒分配孔４ｃを介して外部と連通するようになっている。冷媒分配孔４ｃは、分配器側第２流路４ｂと同数形成されている。図２に示すように、絞り装置１００では、第２流路４が６本形成されており、それに応じて冷媒分配孔４ｃも６個形成されている。そして、冷媒分配孔４ｃ側から絞り装置１００を見ると、分配器側第２流路４ｂが傾斜していることがわかる。なお、分配器側第２流路４ｂは、本体側第２流路４ａ側から所定の距離で傾斜された後、冷媒の流通方向が、弁体支持用孔１２の軸方向、すなわち主弁体５の弁体胴体部５ａの中心軸方向と平行となるように形成されている。

なお、図１、図３および図４では、本体１と分配器２とが別個に構成されており、本体側第２流路４ａと分配器側第２流路４ｂとが接続されることで第２流路４が形成されている状態を例に示しているが、これに限定するものではなく、本体１と分配器２とを一体加工で構成し、接続部のない第２流路４を形成してもよい。

また、分配器２を本体１の第２流路４側に接続した構成を例に示したが、これに限定するものではなく、分配器２を本体１の第１流路３側に接続することも可能である。この場合、第１流路３を第２流路４ａのように複数本で構成し、第１流路３と分配器第２流路４ｂと接続すればよい。ただし、分配器２を本体１の第２流路４側に接続する方が、分配器２と本体１とを別部品で構成する場合も、分配器２と本体１と一体加工で構成する場合も形状的に加工が容易で、全体形状のまとまりがよく、コンパクトでコストダウンに有利である。

また、第２流路４の一部が傾斜している場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、加工が可能であれば傾斜させるということは必須ではない。さらに、第２流路４および冷媒分配孔４ｃの個数も図２に示した個数に限定するものではない。加えて、第２流路４の流路断面形状が円形状であることを例に説明したが、第２流路４の流路断面形状を円形状に限定するものではない。たとえば、第２流路４の流路断面形状を楕円形状や、長穴形状としてもよい。

（絞り装置１００の動作）
次に、絞り装置１００の動作を冷媒の流れとともに説明する。
図５は、絞り装置１００の内部における冷媒の流れを説明するための断面模式図である。図１〜図４に図５を加えて、絞り装置１００における冷媒の流れについて説明する。絞り装置１００では、冷房時には第１流路３を介して横方向から第２流路４に向けて下方向に高圧二相冷媒を流し、暖房時には第２の流路４を介して下方向から第１流路３に向けて横方向に高圧ガス冷媒を流すことを想定している。なお、図５には、冷媒の流れを矢印で図示している。

図１に示すように、全閉時には主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６とが当接して密着状態で保持される。このとき、主弁体５は、弁体胴体部５ａが第１支持部８により支持され、弁体先端円柱部５ｂが弁体支持用孔１２により支持されている。つまり、全閉時には、冷媒は流れない。

図４に示すように、ステッピングモータ２０の回転により主弁体５が上方に移動されると、主弁体５は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で上方へ摺動移動する。これにより主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６との間の流路面積が変化し、流量が調節される（１段目絞り）。このとき、第１流路３から第２流路４へ向かう冷媒は、オリフィス７の出口側から冷媒流路１３を介して各第２流路４に分流する（図５に示す矢印）。なお、冷媒が第２流路４から第１流路３へ向かう際には、複数の第２流路４に分流された状態で、第２支持部９とオリフィス７との間で合流し、オリフィス７へと至り、第１流路３を流れることになる。

そして、さらに主弁体５を上方に移動させ、主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６との間の流路面積が最大とした場合（全開開度）においては、オリフィス７によって流量が制限される（２段目絞り）。

また、ステッピングモータ２０の回転により主弁体５が下方に移動されると、主弁体５は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で下方へ摺動移動する。そして、主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６とが当接して密着状態で保持することで全閉状態となる。

このように、主弁体５は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で移動するため、弁体開閉時での弁体先端の振れを軽減して、主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６との接触部分の位置が変化することを抑制して再現性のある接触を実現できる。また、主弁体５および主弁座６の少なくとも一方に真鍮などの硬度の低い材料を用い、主弁体５と主弁座６との接触部に再現性を持たせることで、主弁体５または主弁座６に生じる少量の変形を利用した密着度の確保をすることができる。

なお、第２流路４の開口面積を、主弁座６のオリフィス７の開口面積以上となるように形成して、第２流路４が、１段目絞りおよび２段目絞りに影響を及ばさないようにしてもよい。

［従来から存在する絞り装置および分配器］
ここで、絞り装置１００との比較のために、従来から存在する絞り装置および分配器について説明する。なお、従来から存在する絞り装置および分配器については、絞り装置１００との比較容易のため絞り装置１００と対応する部分には、絞り装置１００と同一符号を付して、符号の末尾に「’」を付記するものとする。

（従来の絞り装置１００’について）
図６は、従来から存在する絞り装置（以下、絞り装置１００’と称する）の要部の断面構成を概略的に示す断面図である。絞り装置１００’は、空気調和装置等の冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒の流量を調整する機能を備えたものである。すなわち、絞り装置１００’は、絞り装置１００のような冷媒分配機能を備えていない。

図６に示すように、絞り装置１００’は、第１流路３’と第２流路４’とが接続される本体１’と、本体１’内部に形成され第１流路３’と連通する弁室１４’と、弁室１４’に形成され第２流路４’と連通するオリフィス７’を有する主弁座６’と、弁室１４’を貫通して、主弁座６’のオリフィス７’に向かって進退自在に設けられ、オリフィス７’の開度を調節する主弁体５’とを備えている。

また、主弁体５’の上部には、主弁体５’と図示しない移動機構を介して連結されたロータと、ステータとにより構成されるステッピングモータを備えている。このステッピングモータの回転が移動機構によって並進距離に変換され、主弁体５’が弁軸方向（上下方向）に移動して主弁座６’の開口、つまりオリフィス７’の開度を制御する。つまり、全閉時には図６に示すように主弁体５’が下方に移動して主弁座６’に当接し主弁座６’の開口を閉塞し、全開時には主弁体５’が上方に移動して主弁座６’から離れ主弁座６’の開口を開放する。

主弁体５’は、弁体胴体部５ａ’と、弁体先端円柱部５ｂ’と、テーパ部５ｃ’と、を有している。主弁体５’の弁体胴体部５ａ’は、オリフィス７’の開口よりも大径の円柱で形成されている。そして、弁体胴体部５ａ’の略中心軸上に、例えば円柱形状の弁体先端円柱部５ｂ’が形成されている。

本体１’には、第１支持部８’および第２支持部９’が構成されている。第１支持部８’は、主弁体５’の弁体上部８ｂ’と前記ステッピングモータによる移動機構下端部８ａ’により形成されている。この第１支持部８’に、主弁体５’がピボット軸受として嵌合されることで、第１支持部８’は弁体胴体部５ａ’と摺接して主弁体５’を支持する。第２支持部９’は、冷媒が流通する冷媒流路１３’と、弁体支持用孔１２’とにより形成されている。弁体支持用孔１２’は、主弁体５’の弁体先端円柱部５ｂ’の外径よりも、僅かに大きい内径を有する嵌入孔により形成されており、主弁体５’の弁体先端円柱部５ｂ’が摺動自在に挿入されることで、弁体先端円柱部５ｂ’と摺接して主弁体５’を支持する。

冷媒流路１３’は、弁体先端円柱部５ｂ’の周囲を囲むように形成されている。そして、冷媒流路１３’は、第２流路４’に連通するようになっている。第２流路４’は、絞り装置１００の第２流路４のように複数形成されていない。第２流路４’は、図示省略の冷媒孔を介して外部と連通するようになっている。つまり、絞り装置１００’は、第１流路３’および分岐されていない第２流路４’を介して冷凍サイクルを構成している他の要素機器に接続されている。また、第２支持部９’はオリフィス７’と間隔を空けて配置されており、この間隔によりオリフィス７’と第２支持部９’との間に冷媒流路１３’が連通している。

次に、絞り装置１００’における冷媒の流れについて説明する。なお、絞り装置１００’の全閉時は、絞り装置１００の全閉時と同様には主弁体５’のテーパ部５ｃ’と主弁座６’とが当接して密着状態で保持され、冷媒が流れない。

ステッピングモータの回転により主弁体５’が上方に移動されると、主弁体５’は、第１支持部８’と弁体支持用孔１２’により支持されたままの状態で上方へ摺動移動する。これにより主弁体５’のテーパ部５ｃ’と主弁座６’との間の流路面積が変化し、流量が調節される（１段目絞り）。このとき、第１流路３’から第２流路４’へ向かう冷媒は、オリフィス７’の出口側から冷媒流路１３’を介して第２流路４’に流れる。つまり、冷媒は、絞り装置１００’の内部で分配されることなく、第２流路４’を介して外部に向けて流出する。なお、冷媒が第２流路４’から第１流路３’へ向かう際にも、分流した状態で絞り装置１００’の内部に流入することはない。

そして、さらに主弁体５’を上方に移動させ、主弁体５’のテーパ部５ｃ’と主弁座６’との間の流路面積が最大とした場合（全開開度）においては、オリフィス７’によって流量が制限される（２段目絞り）。

また、ステッピングモータの回転により主弁体５’が下方に移動されると、主弁体５’は、第１支持部８’と弁体支持用孔１２’により支持されたままの状態で下方へ摺動移動する。そして、主弁体５’のテーパ部５ｃ’と主弁座６’とが当接して密着状態で保持することで全閉状態となる。

以上のように、絞り装置１００’では冷媒が流れるようになっている。上述したように、従来から存在する絞り装置１００’には冷媒分配機能がなく、絞り装置１００’は流入した冷媒を絞って外部に流出させるだけである。そのため、冷凍サイクル上に分配器を別途設ける必要がある。そして、絞り装置１００’と分配器とを接続する配管も別途必要となる。この接続配管は、分配器の冷媒均等分配性能を向上させるために気液混合冷媒の流れる助走長として冷媒運転容量に応じた一定寸法以上の長さを確保する必要があるということは背景技術で説明した通りである。

（従来の分配器２００’について）
図７は、従来から存在する分配器の一例（以下、分配器２００’と称する）を説明するための説明図である。図８は、従来から存在する分配器２００’の別の一例を説明するための説明図である。図７および図８に基づいて、従来から存在するディストリビューター、オリフィスおよびレデューサーから構成されるタイプの分配器について簡単に説明する。なお、図７および図８では、（ａ）が概観斜視図の概略を、（ｂ）が内部構成の概略を、それぞれ示している。図７（ｂ）に示すＡ部、Ｂ部、Ｃ部については、後段の図１６で使用する。

図７が冷媒を６分配する際に利用される分配器を示し、図８が冷媒を８分配する際に利用される分配器を示している。分配器２００’は、冷媒が流入される流入管２０１’と、流入管２０１’をディストリビューター２０３’に接続するレデューサー２０２’と、レデューサー２０２’を介して流入した冷媒を機械的に絞るオリフィス２０５’、及び冷媒を分配する冷媒分配管２０４’が形成されているディストリビューター２０３’と、を有している。分配器２００’は、冷媒均等分配向上させるために流入管２０１’の径よりも大きい径を有するディストリビューター２０３’に冷媒を通過させて膨張させ、次にオリフィス２０５’に通過させるように構成されたものである。

分配器２００’には、流入管２０１’およびレデューサー２０２’を介して冷媒が流入するようになっている。このレデューサー２０２’は、図７および図８に示すように直径が異なる二つの配管（ここでは流入管２０１’とディストリビューター２０３’）を、同一直線上に接続するために用いられるものである。流入管２０１’よりも径が大きいディストリビューター２０３’に流入した冷媒は、オリフィス２０５’の手前で一旦膨張され、オリフィス２０５’によって機械的に絞られる。オリフィス２０５’で絞られた冷媒は、冷媒分配管２０４’に分配され、分配器２００’の外部へと流出される。そして、冷媒は、熱交換器を構成している各伝熱管に流入する。

図７では、冷媒が６分配されるため、６本の冷媒分配管２０４’がディストリビューター２０３’の内部に形成されている。図８では、冷媒が８分配されるため、８本の冷媒分配管２０４’がディストリビューター２０３’の内部に形成されている。そして、８本の冷媒分配管２０４’は、冷媒の流通方向が、分配器２００’の中心軸方向と角度をなして形成されている。これにより８本の冷媒分配管２０４’は、オリフィス２０５’から外周方向へ向けて傾斜する流路を構成している。なお、冷媒分配管２０４’は、オリフィス２０５’と同心円の円周上に略等間隔に配置されている。

以上のように、分配器２００’では冷媒が流れるようになっている。上述したように、従来から存在する分配器２００’には冷媒流量制御機能がなく、分配器２００’は流入した冷媒を分配して外部に流出させるだけである。そのため、上述したような絞り装置１００’と接続する必要がある。

図９は、従来から存在する分配器の一例（以下、分配器３００’と称する）を説明するための説明図である。図９に基づいて、従来から存在する主管および枝管から構成されるタイプの分配器について簡単に説明する。

分配器３００’は、ヘッダーと一般的に称され、主管３０１’と、主管３０１’に連結されている複数本の枝管３０２’と、で構成されている。分配器３００’には、主管３０１’を介して冷媒が流入するようになっている。主管３０１’に流入した冷媒は、絞られることなく各枝管３０２’に分配される。各枝管３０２’に分配された冷媒は、各枝管３０２’を出て、分配器３００’の外部に供給されるようになっている。そして、冷媒は、熱交換器を構成している各伝熱管に流入する。

（絞り装置１００’および分配器２００’の設置状態）
次に、絞り装置１００’および分配器２００’の設置状態について説明する。図１０は、図６で示した絞り装置１００’と図７で示した分配器２００’との接続状態の一例を示した概略斜視図である。図１１は、図６で示した絞り装置１００’と図８で示した分配器２００’との接続状態の一例を示した概略斜視図である。なお、図１０および図１１では、接続配管２１０’が接続される熱交換器２１１の一部を併せて図示している。

上述したように、絞り装置１００’は、冷媒流量を制御する機能のみを有している。また、分配器２００’および分配器３００’は、若干機械的に冷媒を絞ることができるものの、基本的に冷媒を分配する機能のみを有している。そのため、図１０および図１１に示すように、絞り装置１００’と分配器２００’とを接続配管２１０’を用いて接続しなければならない。つまり、絞り装置１００’と分配器２００’とは、接続配管２１０’を用いて接続された状態で空気調和装置（たとえば室内機など）に設置される。

分配器２００’の冷媒均等分配性能を向上させるためには、接続配管２１０’の配管長を一定寸法以上確保する必要があるということは背景技術で説明した通りである。その結果、接続配管２１０’の寸法確保のために、コストダウンが阻害されてしまう。また、接続配管２１０’があることによって、空気調和装置のコンパクト化が阻害されてしまう。さらに、図７および図８に示したようなタイプの分配器２００’は、流入管２０１’よりも径が大きいディストリビューター２０３を備えており、これによっても空気調和装置のコンパクト化が阻害されてしまうし、コストダウンも阻害されてしまう。

［絞り装置１００の設置状態］
次に、絞り装置１００の接続状態について説明する。図１２は、絞り装置１００の設置状態の一例を示す概略斜視図である。なお、図１２では、分配接続配管１０を介して絞り装置１００に直接接続される熱交換器２１１の一部を併せて図示している。また、図１２には、ステッピングモータ２０が絞り装置１００に取り付けられている状態を示している。このステッピングモータ２０は、上述したように、ステッピングモータ２０の回転が移動機構によって並進距離に変換され、主弁体５が弁軸方向（上下方向）に移動して主弁座６の開口の開度を制御するものである。

図１２に示すように、絞り装置１００は、冷媒流量制御機能と冷媒分配機能とを併せ持っているため、絞り装置と分配器とを接続する接続配管（図１０、図１１で示したような接続配管２１０’）が不要となっている。したがって、絞り装置１００によれば、従来のような絞り装置１００’と分配器２００’とを接続配管２１０’を用いて接続する必要もなく、その分、空気調和装置のコンパクト化を実現でき、コストダウンにもつながる。

なお、図１２では、分配器２が垂直下方に向くように絞り装置１００が取り付けられている状態を示しているが、絞り装置１００の取り付け姿勢を図示するものに限定するものではない。たとえば、分配器２が垂直上方に向くように絞り装置１００を取り付けたり、分配器２が水平横向きに絞り装置１００を取り付けたりすることも可能である。ただし、分配器２を垂直下向け又は垂直上向けとした場合は、分配したい冷媒が重力の影響を受けないで均等に分配され易いため、冷媒均等分配性能を向上させることに対して有利となる。なお、絞り装置１００の取り付け姿勢については、後段の図１６〜図１８で説明する。

［絞り装置１００の寸法］
図１３は、絞り装置１００の寸法を説明するための説明図である。図１４は、従来の絞り装置１００’の寸法を説明するための説明図である。図１５は、絞り装置１００および従来の絞り装置１００’における流量特性を示す流量特性図である。図１３〜図１５に基づいて、絞り装置１００の寸法について説明する。なお、図１５では、横軸が主弁体のリフト量ｄ［ｍｍ］を、縦軸が空気流量［ＮＬ／ｍｉｎ］を、それぞれ示している。また、以下では、絞り装置１００の寸法を中心に説明するが、絞り装置１００’についても同様に寸法を決定すればよい。

図１３において、主弁体５のリフト量ｄにより求められる絞り装置１００の流路面積Ｓは以下の関係式により計算することができる。なお、以下の式において、Ｄ１はオリフィス７の直径を、Ｄ２は主弁体５の支点軸直径を、Ｄ３は第２流路４の直径を、Ｈ１はオリフィス７の高さを、Ｈ２は第２流路４の開口高さを、ｄは主弁体５のリフト量を、θは主弁体５の先端半角を、δは主弁体５と主弁座６の近接距離を、Ｒはδを通る円錐の母線長さを、それぞれ表している。
δ＝ｄ×ｓｉｎθ
Ｓ＝π×ｄ×ｓｉｎθ（Ｄ１−ｄ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθ）
＝π×δ（Ｄ１−δ×ｃｏｓθ）

絞り装置の公称容量は米国冷凍トン（１ＵＳＲＴ＝３．５１６ｋＷ）で表され、絞り装置の冷凍能力Φは以下の関係式により計算することができる。
Φ＝Ｑ×（ｈ１−ｈ４）［ｋＪ／ｈ］
ここで、Ｑは電動弁を流れる冷媒の質量流量［ｋｇ／ｈ］を、ｈ１は蒸発器出口の比エンタルピ（蒸気）［ｋＪ／ｋｇ］を、ｈ４は蒸発器入口の比エンタルピ（液体）［ｋＪ／ｋｇ］を、それぞれ表している。

なお、凝縮温度３８℃、蒸発温度５℃、スーパーヒートＳＨ０℃、スーパークールＳＣ０℃にて計算。また、Ｑは絞り装置の流路面積Ｓ、弁前後差圧Ｐ、冷媒密度ρ（液体）、流量係数により決まる。さらに、Φを単位換算して最終的に冷凍トン（米国冷凍トン）を算出する。
つまり、要求する公称容量に応じて流路面積Ｓが決定されるので、オリフィス７の直径Ｄ１および主弁体５のリフト量ｄは逆算で求められる。分配する第２流路４の直径Ｄ３は分配数をｎとすると以下の関係式により計算することができる。

Ｓ＝π×δ(Ｄ１−δ×cosθ)≦π(Ｄ１² −Ｄ２² )／４
かつ
Ｓ＝π×δ(Ｄ１−δ×cosθ)≦ｎ×π×Ｄ３² ／４
４×δ(Ｄ１−δ×cosθ)≦ｎ×Ｄ３²
Ｄ３≧［４×δ(Ｄ１−δ×cosθ)／ｎ］^1/2

Ｄ３はｎ分配するからＤ１に比較して濡れ縁長さＬは長くなり、摩擦損失ΔＰが発生する。そのため、摩擦損失補正値ａを分配数ｎに乗じてＤ３を求めると以下の関係式に変換できる。
Ｄ３＝ａ×［４×δ(Ｄ１−δ×cosθ)／ｎ］^1/2

ここで、Ｄ１＝６．１、Ｄ２＝１．４、θ＝７０°、ｄ最大＝１．７、ｎ＝６のとき、ａ＝１．３２５として、絞り装置１００に当てはめてみる。
δ＝ｄ×sinθ
＝１．７×ｓｉｎ７０°
＝１．５９７
Ｓ＝π×δ（Ｄ１−δ×ｃｏｓθ）
＝１．５９７π×（６．１−１．５９７×ｃｏｓ７０°）
＝２７．８７２

Ｓ≦π×(Ｄ１² −Ｄ２² )／４
≦π×（６．１² −１．４² ）／４
≦２８．０９４
Ｄ３＝a×［４×δ×(Ｄ１−δ×cosθ)／ｎ］^1/2
＝１．３２５×［４×１．５９７×（６．１−１．５９７×ｃｏｓ７０°）／６］^1/2
＝２．７９９
≒２．８

なお、Ｈ２は第２流路４がオリフィス７に開口した高さであり、第２流路４の直径Ｄ３による流路面積を下回らないように開口幅と合わせて決定させる。Ｈ１は決定したＨ２により主弁座６に切欠きができないように寸法を決め、ここではＨ２を３．８ｍｍ、Ｈ１を４．５ｍｍとした。Ｈ１は噴霧流が維持されるように約２０ｍｍ以下とするのがよい。分配数ｎが６の場合と、分配数が８の場合と、を例に示したが、分配数ｎが２〜２０の分配に対応することも可能である。

図１５には、絞り装置１００と絞り装置１００’のＤ１、θ、ｄを合わせて、空気による流量特性を測定した結果を示している。図１５に示す正方向流れとは第１流路３（第１流路３’）から第２流路４（第２流路４’）に向けての空気流れを表し、逆方向流れとは第２流路４（第２流路４’）から第１流路３（第１流路３’）に向けての空気流れを表している。

図１５から、絞り装置１００では、正方向流れの空気による流量特性および逆方向流れの空気による流量特性の双方が、絞り装置１００’の正方向流れの空気による流量特性よりも向上していることがわかる。この点を考慮して絞り装置１００の寸法を決定すれば、絞り装置１００’の寸法を同様に決定したとしても、絞り装置１００の流量特性が、絞り装置１００’の流量特性よりも向上する。

［絞り装置１００の取り付け姿勢］
図１６は、非加熱二相流の水平管内における流動状態を示す図（Ｂａｋｅｒ線図）である。この図１６は、図７と同じ構造を持つ分配器２００’において、各部の寸法や気液の流量比などを変化させ、気液二相状態でレデューサー２０２’に流入した冷媒の流動状態を調べた試験結果を示している。図１６では、縦軸が冷媒の流動状態を表すＧｇ／λを、横軸が冷媒の流動状態を表すλ×Φ×Ｇｌ／Ｇｇを、それぞれ示している。なお、縦軸に示すＧｇ／λは、冷媒の質量流量の大きさを示し、上に行くほどその値は大きくなる。また、横軸に示すλ×Φ×Ｇｌ／Ｇｇは、冷媒のガス質量流量と液質量流量の比、すなわち乾き度を示し、右に行くほど小さくなり、液リッチの状態になる。

図１６の各式における各パラメータは、以下のものを表している。
λ＝［（ρｇ／ρａ）×（ρｌ／ρｗ）］^1/2
Φ＝（σｗ／σ）×［（μｌ／μｗ）×（ρｗ／ρｌ）² ］^1/3
Ｇｇ［ｋｇ／ｍ² ・ｈ］：ガス冷媒の質量流速
Ｇｌ［ｋｇ／ｍ² ・ｈ］：液冷媒の質量流速
ρ：密度
σ：表面張力
μ：粘性係数
添え字ｇ、ｌ、ａ、ｗはそれぞれガス、液、空気、水を表す。

分配器２００’によるオリフィス２０５’での流動様式は、噴霧流の領域であり気液混合冷媒の気液混合率が均一であることにより、この部分を分配させると冷媒を均等分配させることができる。図７に示す分配器２００’におけるＡ部、Ｂ部、Ｃ部は、スラグ流と環状流であり、この部分を分配させると冷媒を均等分配させることが困難である。そのため、分配器２００’においては、オリフィス２０５’通過後の噴霧流を分配するように構成することが望ましい。このことから、絞り装置１００においても、オリフィス７通過後の噴霧流を分配するように構成することが望ましいということがわかる。

図１７は、非加熱二相流の垂直管内における流動状態を示す図である。図１７に示す気泡流とは、液相中に小気泡が分散した流れを表し、スラグ流とは、管路断面をほぼ満たし、周囲に液膜のある砲弾型の大気泡と、液体中に小気泡を含む液体スラグ部分と、が交互に存在する流れを表し、フロス流とはスラグ流の一種でスラグ流における大気泡割合が多い流れを表し、環状噴霧流とは、管壁に液膜があり、気相のコア部には気液界面から離脱した液滴が存在する流れを表し、噴霧流とは管内壁には連続した液膜が存在せず、管内の液滴を含むガスの流れを表している。

図１８は、非加熱二相流の水平管内における流動状態を示す図である。図１８に示す層状流とは、気液が上下二相に分離して、ほぼ平滑は境界面を持つ流れを表し、波状流とは、気液速度により、層状流における気液界面が波状を呈する流れを表し、プラグ流とは、流路上部に長い大気泡が存在する流れを表し、気泡流とは、液相中に小気泡の分散した流れを表し、スラグ流とは、波状流の波が高くなると管上壁に至り、流れ中に大気泡を形成し、この大気泡間の液体スラグ部分に多数の小気泡を含む流れを表し、環状流とは、管内壁がほぼ一様の液膜で覆われ、コア部へのガスの流れ（重力の影響で管下部の液膜が厚くなった流れを半環状流という）を表し、環状噴霧流とは、管内壁がほぼ一様の液膜で覆われ、気液界面に発生している波などの崩壊によって液滴が生じコアのガス中に分散する流れを表し、噴霧流とは、管内壁には連続した液膜が存在せず管内の液滴を含むガスの流れを表している。

図１７および図１８から、垂直管であっても、水平管であっても、管内における非加熱二相流の流動状態は種々存在することがわかる。そして、図１６で説明したように、噴霧流を分配した方が、冷媒均等分配性能を向上させるという観点からは望ましい。そこで、絞り装置１００は、分配器２が垂直方向を向くように取り付けられていても、分配器２が水平方向を向くように取り付けられていてもよいものの、分配器２が垂直方向を向くように取り付けられた方が、冷媒が重力の影響を受けにくく冷媒均等分配性能が向上する。また、絞り装置１００は、分配器２が垂直方向を向くように取り付けられた方が、冷媒の流動状態を制御しやすく冷媒均等分配性能が向上する。

加えて、絞り装置１００では、冷房時には第１流路３から第２流路４に向けて高圧二相冷媒を流すことを想定している。そのため、絞り装置１００は、分配器２が本体１に直結されており、分配器２が垂直方向を向くように取り付けられた方が、冷房時の冷媒気液二相分配では絞り直後の冷媒が噴霧流となり、気液混合冷媒の気液混合率が均一であることにより、良好な冷媒均等分配性能を得られることになる。ただし、絞り直後の冷媒が噴霧流となっていれば、絞り装置１００の取り付け姿勢による影響はほとんどない。

また、絞り装置１００では、暖房時には第２流路４から第１流路３に向けて高圧ガス冷媒を流すことを想定している。そのため、絞り装置１００は、分配器２が本体１に直結されており、分配器２が垂直方向を向くように取り付けられた方が、暖房時には熱交換器２１１から分配器２へ流入する冷媒が、外部配管と分配器２の接続部（冷媒分配孔４ｃ部分）を第１絞り、冷媒流路１３とオリフィス７との接続部を第２絞り、オリフィス７と主弁座６の接続部を第３絞りとした多段絞りの効果により冷媒流動音の低減が図れる。

以上のように、絞り装置１００によれば、第２流路４に接続された分配器から熱交換器に配管接続させることができ、従来の絞り装置１００’のような接続配管２１０’の削減が可能となる。更に、主弁座６の開口がオリフィス７の機能を有することにより、従来のディストリビューター２０３’の入口側に内蔵していたオリフィス２０５’の削減が可能となる。また、絞り装置１００によれば、分配器２を本体１に直接接続しているので、絞り直後の気液混合率が均一である気液混合冷媒を分配することが可能であり、冷媒均等分配性能が向上する。よって、絞り装置１００は、空気調和装置のコンパクト化とコストダウンを可能とし、更に冷媒均等分配性能を向上したものとなる。

実施の形態２．
図１９は、本発明の実施の形態２に係る絞り装置１００Ａの要部の全閉時における断面構成を概略的に示す断面図である。図２０は、絞り装置１００Ａを紙面下側から見た状態を概略図である。図２１は、絞り装置１００Ａの要部の開弁時における断面構成を概略的に示す断面図である。図１９〜図２１に基づいて、絞り装置１００Ａの構成、動作および設置例について説明する。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

実施の形態１に係る絞り装置１００は、冷媒の分配数が６つの分配器２を備えていたが、実施の形態２に係る絞り装置１００Ａは、冷媒の分配数が８つの分配器２Ａを備えている。つまり、絞り装置１００Ａは、分配器２Ａの構成が実施の形態１に係る絞り装置１００と相違している。なお、絞り装置１００Ａのそれ以外の構成については、実施の形態１に係る絞り装置１００と同様である。

（絞り装置１００Ａの構成）
絞り装置１００Ａも、実施の形態１に係る絞り装置１００と同様に、冷媒の流量を調整しつつ、冷媒を分配する機能を兼ね備えたものである。絞り装置１００Ａは、冷媒の流量を調整する本体１と、冷媒を分配する分配器２Ａと、を備えている。

分配器２Ａは、実施の形態１に係る絞り装置１００の分配器２と同様に、本体側第２流路４ａと連結される分配器側第２流路４ｂＡが形成されている。分配器２Ａの分配器側第２流路４ｂＡは、本体側第２流路４ａと同数形成されている。複数の分配器側第２流路４ｂＡは、それぞれ断面が円形状に形成され、オリフィス７と同心円の円周上に略等間隔に配置されている。また、分配器側第２流路４ｂＡは、冷媒の流通方向が、弁体支持用孔１２の軸方向、すなわち主弁体５の弁体胴体部５ａの中心軸方向と角度をなして形成されている。これにより分配器側第２流路４ｂＡは、オリフィス７から冷媒流路１３の外周方向へ向けて傾斜する流路を構成している。

分配器側第２流路４ｂＡは、冷媒分配孔４ｃＡを介して外部と連通するようになっている。冷媒分配孔４ｃＡは、分配器側第２流路４ｂＡと同数形成されている。図２０に示すように、絞り装置１００Ａでは、第２流路４が８本形成されており、それに応じて冷媒分配孔４ｃＡも８個形成されている。そして、冷媒分配孔４ｃＡ側から絞り装置１００Ａを見ると、分配器側第２流路４ｂＡが傾斜していることがわかる。

なお、図１９および図２１では、本体１と分配器２Ａとが別個に構成されており、本体側第２流路４ａと分配器側第２流路４ｂＡとが接続されることで第２流路４が形成されている状態を例に示しているが、これに限定するものではなく、本体１と分配器２Ａとを一体加工で構成し、接続部のない第２流路４を形成してもよい。また、分配器２Ａを本体１の第２流路４側に接続した構成を例に示したが、これに限定するものではなく、分配器２Ａを本体１の第１流路３側に接続することも可能である。ただし、分配器２Ａを本体１の第２流路４側に接続する方が、分配器２Ａと本体１とを別部品で構成する場合も、分配器２Ａと本体１と一体加工で構成する場合も形状的に加工が容易で、全体形状のまとまりがよく、コンパクトでコストダウンに有利である。

また、第２流路４の全部が傾斜している場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、加工が可能であれば傾斜させるということは必須ではない。さらに、第２流路４および冷媒分配孔４ｃＡの個数も図２０に示した個数に限定するものではない。加えて、分配器側第２流路４ｂＡの流路断面形状が円形状であることを例に説明したが、分配器側第２流路４ｂＡの流路断面形状を円形状に限定するものではない。たとえば、分配器側第２流路４ｂＡの流路断面形状を楕円形状や、長穴形状としてもよい。

（絞り装置１００Ａの動作）
次に、絞り装置１００Ａの動作を冷媒の流れとともに簡単に説明する。
絞り装置１００Ａでは、冷房時には第１流路３を介して横方向から第２流路４に向けて下方向に高圧二相冷媒を流し、暖房時には第２の流路４を介して下方向から第１流路３に向けて横方向に高圧ガス冷媒を流すことを想定している。

図１９に示すように、全閉時には主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６とが当接して密着状態で保持される。このとき、主弁体５は、弁体上部８ｂが第１支持部８により支持され、弁体先端円柱部５ｂが弁体支持用孔１２により支持されている。つまり、全閉時には、冷媒は流れない。

図２１に示すように、ステッピングモータ２０の回転により主弁体５が上方に移動されると、主弁体５は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で上方へ摺動移動する。これにより主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６との間の流路面積が変化し、流量が調節される（１段目絞り）。このとき、第１流路３から第２流路４へ向かう冷媒は、オリフィス７の出口側から冷媒流路１３を介して各第２流路４に分流する。なお、冷媒が第２流路４から第１流路３へ向かう際には、複数の第２流路４に分流された状態で、第２支持部９とオリフィス７との間で合流し、オリフィス７へと至り、第１流路３を流れることになる。

そして、さらに主弁体５を上方に移動させ、主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６との間の流路面積が最大とした場合（全開開度）においては、オリフィス７によって流量が制限される（２段目絞り）。

また、ステッピングモータ２０の回転により主弁体５が下方に移動されると、主弁体５は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で下方へ摺動移動する。そして、主弁体５のテーパ部５ｃと主弁座６とが当接して密着状態で保持することで全閉状態となる。

（絞り装置１００Ａの設置状態）
次に、絞り装置１００Ａの接続状態について説明する。図２２は、絞り装置１００Ａの設置状態の一例を示す概略斜視図である。なお、図２２では、分配接続配管１０を介して絞り装置１００Ａに直接接続される熱交換器２１１の一部を併せて図示している。また、図２２には、ステッピングモータ２０が絞り装置１００Ａに取り付けられている状態を示している。このステッピングモータ２０は、上述したように、ステッピングモータ２０の回転が移動機構によって並進距離に変換され、主弁体５が弁軸方向（上下方向）に移動して主弁座６の開口の開度を制御するものである。

図２２に示すように、絞り装置１００Ａは、冷媒流量制御機能と冷媒分配機能とを併せ持っているため、絞り装置と分配器とを接続する接続配管（図１０、図１１で示したような接続配管２１０’）が不要となっている。したがって、絞り装置１００Ａによれば、従来のような絞り装置１００’と分配器２００’とを接続配管２１０’を用いて接続する必要もなく、その分、空気調和装置のコンパクト化を実現でき、コストダウンにもつながる。

なお、図２２では、分配器２Ａが垂直下方に向くように絞り装置１００Ａが取り付けられている状態を示しているが、絞り装置１００Ａの取り付け姿勢を図示するものに限定するものではない。たとえば、分配器２Ａが垂直上方に向くように絞り装置１００Ａを取り付けたり、分配器２Ａが水平横向きに絞り装置１００Ａを取り付けたりすることも可能である。分配器２Ａの向きについては、実施の形態１で説明した通りである。

以上のように、絞り装置１００Ａによれば、第２流路４に接続された分配器から熱交換器に配管接続させることができ、従来の絞り装置１００’のような接続配管２１０’の削減が可能となる。更に、主弁座６の開口がオリフィス７の機能を有することにより、従来のディストリビューター２０３’の入口側に内蔵していたオリフィス２０５’の削減が可能となる。また、絞り装置１００Ａによれば、分配器２Ａを本体１に直接接続しているので、絞り直後の気液混合率が均一である気液混合冷媒を分配することが可能であり、冷媒均等分配性能が向上する。よって、絞り装置１００Ａは、空気調和装置のコンパクト化とコストダウンを可能とし、更に冷媒均等分配性能を向上したものとなる。

実施の形態３．
図２３は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置５００の冷媒回路構成の一例を概略的に示す冷媒回路図である。図２３に基づいて、空気調和装置５００について説明する。空気調和装置５００は、実施の形態１に係る絞り装置１００又は実施の形態２に係る絞り装置１００Ａを備えたものである。ここでは、空気調和装置５００が実施の形態１に係る絞り装置１００を備えたものとして説明する。

図２３に示すように、空気調和装置５００は、圧縮機１１０、凝縮器１２０、絞り装置１００、および蒸発器１３０を備え、順次、冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成している。

圧縮機１１０は冷媒を圧縮し、凝縮器１２０に流入させる。凝縮器１２０は、圧縮機１１０によって圧縮された冷媒を凝縮する。絞り装置１００は、第１流路３を構成する冷媒配管により、凝縮器１２０と接続され、凝縮器１２０によって凝縮された冷媒を膨張する。また、絞り装置１００は、膨張後の冷媒を分配し、第２流路４を構成する冷媒配管により、蒸発器１３０と接続されている。蒸発器１３０は、絞り装置１００によって膨張、分配器された冷媒を蒸発する。

このような構成において、圧縮機１１０を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１１０に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、凝縮器１２０で凝縮されて高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、絞り装置１００によって減圧されて、低温低圧の気液二相冷媒となり、分配された状態で蒸発器１３０に流入する。分配された状態で流入した気液二相冷媒は、蒸発器１３０で蒸発されて低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、再び圧縮機１１０に吸入される。

この冷凍サイクルにより、空気調和装置５００は、凝縮器１２０での発熱を利用して暖房を行う。また、蒸発器１３０の吸熱を利用して冷房を行う。なお、空気調和装置５００に流路切替装置である四方弁等を設けて冷媒の循環方向を変えることにより、冷房・暖房運転の切り替えを行うようにしてもよい。

以上のように、空気調和装置５００によれば、実施の形態１に係る絞り装置１００又は実施の形態２に係る絞り装置１００Ａを備えているので、絞り装置を備えているユニットのコンパクト化が実現できる。また、空気調和装置５００によれば、実施の形態１に係る絞り装置１００又は実施の形態２に係る絞り装置１００Ａを備えているので、絞り装置のコストダウンが図れる分、コスト的に有利である。さらに、空気調和装置５００によれば、実施の形態１に係る絞り装置１００又は実施の形態２に係る絞り装置１００Ａを備えているので、均等に冷媒を分配することができ、熱交換器での熱交換効率が向上する。

１ 本体、１’ 本体、２ 分配器、２Ａ 分配器、３ 第１流路、４ 第２流路、４ａ 本体側第２流路、４ｂ 分配器側第２流路、４ｂＡ 分配器側第２流路、４ｃ 冷媒分配孔、４ｃＡ 冷媒分配孔、５ 主弁体、５ａ 弁体胴体部、５ｂ 弁体先端円柱部、５ｃ テーパ部、６ 主弁座、７ オリフィス、８ 第１支持部、８ａ 移動機構下端部、８ｂ 弁体上部、９ 第２支持部、１０ 分配接続配管、１２ 弁体支持用孔、１３ 冷媒流路、１４ 弁室、２０ ステッピングモータ、１００ 絞り装置、１００Ａ 絞り装置、１００’ 絞り装置、１１０ 圧縮機、１２０ 凝縮器、１３０ 蒸発器、２００’ 分配器、２０１’ 流入管、２０２’ レデューサー、２０３’ ディストリビューター、２０４’ 冷媒分配管、２０５’ オリフィス、２１０ 接続配管、２１１ 熱交換器、３００’ 分配器、３０１’ 主管、３０２’ 枝管、５００ 空気調和装置。

Claims (11)

1. 第１流路が接続され、複数の本体側第２流路が形成された本体と、
   前記本体側第２流路と連通する複数の分配器側第２流路が形成され、前記本体に連結される分配器と、を備え、
   前記本体は、
   前記本体内部に形成され、前記第１流路と連通する弁室と、
   前記弁室の一端に形成され、前記本体側第２流路に連通するオリフィスと、
   前記オリフィスが形成された主弁座と、
   前記弁室を貫通して、前記オリフィスに向かって進退自在に設けられ、前記オリフィスの開度を調節する弁体と、
   前記本体内部に形成され、前記オリフィス及び前記分配器側第２流路に連通する冷媒流路と、を有し、
   前記分配器は、
   前記分配器側第２流路と連通し、冷媒の流出入口となる冷媒分配孔を有している
   ことを特徴とする絞り装置。
2. 前記本体側第２流路、前記分配器側第２流路及び前記冷媒分配孔は、
   前記オリフィスと同心円の円周上に略等間隔に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
3. 前記本体と前記分配器とを一体的に加工した構造とした
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の絞り装置。
4. 前記本体と前記分配器とを別体で加工した構造とした
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の絞り装置。
5. 前記本体側第２流路及び前記分配器側第２流路の少なくとも一部が、
   前記弁体の軸方向と平行に形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絞り装置。
6. 前記本体側第２流路及び前記分配器側第２流路の少なくとも一部が、
   前記弁体の軸方向と所定の角度を設けて外周方向へ向けて傾斜されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絞り装置。
7. 前記本体側第２流路及び前記分配器側第２流路の流路開口面積が、
   前記オリフィスの開口面積以上である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の絞り装置。
8. 前記冷媒分配孔に連結された分配接続配管を介して前記分配器に熱交換器を直接接続した
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の絞り装置。
9. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
   前記凝縮器によって凝縮された冷媒を膨張して分配する請求項１〜８のいずれか一項に記載の絞り装置と、
   前記絞り装置によって膨張された冷媒を蒸発する蒸発器と、を備えた
   ことを特徴とする空気調和装置。
10. 前記絞り装置は、
    前記分配器における冷媒の流れが垂直方向又は水平方向となるように設置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の空気調和装置。
11. 前記絞り装置は、
    冷房時には前記第１流路から前記第２流路に向けて冷媒が流れ、
    暖房時には前記第２流路から前記第１流路に向けて冷媒が流れるように設置されている
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の空気調和装置。

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