JP2017219230A - 減圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動部から出力された駆動力に応じて、冷媒通路の通路断面積を精度良く変更可能な減圧装置を提供する。【解決手段】ボデー３０の内部に断面円環状の絞り通路１３ａを形成する弁体部３１を、支持部材３２にて減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬ方向へ摺動可能に支持する。さらに、中心軸ＣＬ方向に垂直な方向から見たときに、絞り通路１３ａの通路断面積を最も縮小させる最小通路断面積部３０ｄを、支持部材３２と弁体部３１が摺動する摺動領域３２ａと重合する範囲内に配置する。これにより、弁体部３１の変位方向が中心軸ＣＬに対して傾いても、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄにおける冷媒通路の断面形状が周方向に不均一になってしまうことを抑制する。【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用される減圧手段に関する。

従来、特許文献１に、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用される減圧手段としてのエジェクタが開示されている。この特許文献１のエジェクタでは、高圧冷媒を減圧させるノズル通路から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、ボデーに形成された冷媒吸引口および吸引用通路を介して蒸発器から流出した冷媒を吸引する。そして、ディフューザ通路にて、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させて、圧縮機の吸入側へ流出させる。

より具体的には、特許文献１のエジェクタでは、ボデーの内部に形成された回転体形状の内部空間に、略円錐形状の通路形成部材（すなわち、弁体部）を配置している。これにより、ボデーの内壁面と通路形成部材の円錐状側面との間に断面円環状の冷媒通路を形成している。そして、この冷媒通路のうち、冷媒流れ最上流側の部位をノズル通路として利用し、ノズル通路の冷媒流れ下流側の部位をディフューザ通路として利用している。

さらに、特許文献１のエジェクタは、通路形成部材を変位させて、冷媒通路（すなわち、ノズル通路およびディフューザ通路）の通路断面積を変化させる駆動部を備えている。これにより、特許文献１のエジェクタでは、適用された冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて冷媒通路の通路断面積を変化させ、サイクルを循環する循環冷媒流量に応じてエジェクタを適切に作動させようとしている。

より具体的には、通路形成部材には、円柱状のシャフトが設けられており、ボデーには、シャフトを摺動可能の支持する円筒状の支持部材が設けられている。そして、支持部材の中心軸をボデーの内部空間の中心軸と同軸上に配置している。これにより、駆動部が通路形成部材を変位させる際に、内部空間の軸方向に変位させて、冷媒通路の通路断面積を変化させるようにしている。

特開２０１５−１３２ａ５６５号公報

しかし、特許文献１のエジェクタのように、通路形成部材のシャフトが支持部材に摺動可能に支持される構成では、シャフトの外周面と支持部材の内周面との間に隙間が形成されてしまう。このため、通路形成部材およびシャフトの変位方向が、内部空間の中心軸に対して傾いてしまうことがある。

このような傾きが生じると、断面円環状に形成される冷媒通路の断面形状が周方向に不均一となってしまう。このため、駆動部が、適用された冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて、ノズル通路の喉部（すなわち、最小通路断面積部）における通路断面積を変化させようとしても、喉部における通路断面積が不安定になってしまう。その結果、ノズル通路を流通する冷媒流量が不安定になってしまう点で問題となる。

このような問題は、エジェクタに限定されることなく、絞り通路を形成する空間内に弁体部を配置し、弁体部を変位させることによって、断面円環状の絞り通路の通路断面積を変化させる減圧装置においても同様に生じ得る。

本発明は、上記点に鑑み、駆動部から出力された駆動力に応じて、冷媒通路の通路断面積を精度良く変更可能な減圧装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用される減圧装置であって、
内部へ流入した冷媒を減圧させる回転体形状の減圧用空間（３０ｃ）が形成されたボデー（３０）と、少なくとも一部が減圧用空間の内部に配置された弁体部（３１）と、弁体部を変位させる駆動力を出力する駆動部（３４）と、弁体部を摺動可能に支持する回転体形状の支持部材（３２）と、を備え、
ボデーのうち減圧用空間を形成する部位の内周面と弁体部の外周面との間に形成される冷媒通路は、冷媒を減圧させる絞りとして機能する絞り通路（１３ａ）であり、
支持部材の中心軸は、減圧用空間の中心軸（ＣＬ）と同軸上に配置されており、減圧用空間の軸方向に垂直な方向から見たときに、ボデーに形成されて絞り通路を最も縮小させる最小通路断面積部（３０ｄ）が、支持部材のうち前記弁体部が摺動する摺動領域（３２ａ）と重合する範囲内に配置されている減圧装置である。

これによれば、減圧用空間（３０ｃ）の軸方向に垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部（３０ｄ）が摺動領域（３２ａ）と重合する範囲内に配置されているので、支持部材（３２）の中心軸に対して弁体部（３１）の中心軸が傾斜してしまう際の回転中心（ＣＰ）と最小通路断面積部（３０ｄ）との距離を短縮化させることができる。

ここで、回転中心（ＣＰ）とは、支持部材（３２）の中心軸上の点であって、摺動領域（３２ａ）の軸方向中央点と定義することができる。

従って、駆動部（３４）が弁体部（３１）を変位させる際に、減圧用空間（３０ｃ）および支持部材（３２）の中心軸に対して、弁体部（３１）の変位方向が傾いてしまっても、絞り通路（１３ａ）の断面形状が周方向に不均一となってしまう度合を小さくすることができる。

その結果、請求項１に記載の発明によれば、駆動部（３４）から出力された駆動力に応じて、絞り通路（１３ａ）の通路断面積を精度良く変更可能な減圧装置を提供することができる。

さらに、絞り通路（１３ａ）の断面形状が周方向に不均一となってしまう度合を小さくして、絞り通路（１３ａ）の通路断面積をより一層精度良く変更するためには、減圧用空間（３０ｃ）の軸方向に垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部（３０ｄ）と回転中心（ＣＰ）が重合するように配置されていることが望ましい。

ここで、「最小通路断面積部（３０ｄ）と回転中心（ＣＰ）が重合するように配置されている」とは、最小通路断面積部（３０ｄ）と回転中心（ＣＰ）が完全に一致するように配置されていることに限定されない。冷媒流量の不安定化を招かない程度の範囲で僅かにずれていても、重合するように配置されていることに含まれる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第１実施形態の減圧装置の軸方向断面図である。 第２実施形態の減圧装置の軸方向断面図である。 他の実施形態の減圧装置の軸方向断面図である。

（第１実施形態）
図１、図２を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態の減圧装置１３は、図１に示すように、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置１０に適用されている。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置に適用されており、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の冷却対象流体は、送風空気である。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒として、Ｒ１３４ａを採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には、圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。圧縮機１１は、車両走行用の駆動力を出力するエンジン（内燃機関）とともにエンジンルーム内に配置されている。さらに、圧縮機１１は、プーリ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機である。

より具体的には、本実施形態では、圧縮機１１として、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された斜板式の可変容量型圧縮機を採用している。この圧縮機１１では、吐出容量を変化させるための図示しない吐出容量制御弁を有している。吐出容量制御弁は、後述する制御装置から出力される制御電流によって、その作動が制御される。

圧縮機１１の吐出口には、放熱器１２の凝縮部１２ａの冷媒入口側が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と冷却ファン１２ｄによって送風される車室外空気（外気）を熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。放熱器１２は、エンジンルーム内の車両前方側に配置されている。

より具体的には、放熱器１２は、凝縮部１２ａ、レシーバ部１２ｂ、および過冷却部１２ｃを有する、いわゆるサブクール型の凝縮器として構成されている。

凝縮部１２ａは、圧縮機１１から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン１２ｄから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮用の熱交換部である。レシーバ部１２ｂは、凝縮部１２ａから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える冷媒容器である。過冷却部１２ｃは、レシーバ部１２ｂから流出した液相冷媒と冷却ファン１２ｄから送風された外気とを熱交換させ、液相冷媒を過冷却する過冷却用の熱交換部である。

冷却ファン１２ｄは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（すなわち、送風空気量）が制御される電動式送風機である。放熱器１２の過冷却部１２ｃの冷媒出口側には、減圧装置１３の冷媒流入口３０ａが接続されている。

減圧装置１３は、放熱器１２から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出させるものである。減圧装置１３の具体的構成については、図２を用いて説明する。なお、図２における上下の各矢印は、減圧装置１３を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。

減圧装置１３は、図２に示すように、複数の金属製（本実施形態では、アルミニウム合金製）の構成部材を組み合わせることによって形成されたボデー３０を備えている。ボデー３０は、樹脂にて形成されていてもよい。ボデー３０には、放熱器１２から流出した冷媒を内部へ流入させる冷媒流入口３０ａ、および内部から冷媒を流出させる冷媒流出口３０ｂが形成されている。

ボデー３０の内部には、冷媒流入口３０ａから内部へ流入した冷媒を減圧させる減圧用空間３０ｃが形成されている。減圧用空間３０ｃは、同軸上に配置された２つの円錐台状の空間の頂部側同士を円柱状の空間を介して結合させた回転体形状に形成されている。さらに、ボデー３０の減圧用空間３０ｃを形成する部位の軸方向中央部には、後述する絞り通路１３ａの通路断面積を最も縮小させる最小通路断面積部３０ｄが形成されている。

なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の１つの直線（中心軸）周りに回転させた際に形成される立体形状である。

減圧用空間３０ｃの内部には、円錐台状に形成された弁体部３１が配置されている。弁体部３１は、減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬ方向に変位することで、減圧装置１３の内部に形成される冷媒通路（すなわち、絞り通路）１３ａの通路断面積を変化させるものである。弁体部３１は、冷媒に対して耐性を有する樹脂製（本実施形態では、ナイロン６またはナイロン６６製）の円錐台状部材で形成されている。

弁体部３１は、冷媒流れ下流側へ向かって外径が縮小する円錐台状に形成されている。より詳細には、本実施形態の減圧装置１３では、冷媒流入口３０ａが冷媒流出口３０ｂよりも下方側に配置されている。従って、弁体部３１は、下方側から上方側へ向かって先細る回転体形状に形成されている。さらに、弁体部３１は、減圧用空間３０ｃのうち、下方側に配置されている。

このため、ボデー３０の減圧用空間３０ｃを形成する部位の内周面と弁体部３１の外周面との間には、軸方向垂直断面の形状が円環状となる冷媒通路が形成される。この冷媒通路は、冷媒を減圧させる絞りとして機能する絞り通路１３ａである。絞り通路１３ａでは、冷媒流れ上流側（本実施形態では、下方側）から最小通路断面積部３０ｄへ向かって通路断面積が減少している。

また、弁体部３１の頂部側（本実施形態では、上方側)には、円柱状の挿入穴３１ａが形成されている。挿入穴３１ａの中心軸は、弁体部３１の中心軸と同軸上に配置されている。挿入穴３１ａには、支持部材３２が挿入されている。支持部材３２は、弁体部３１を摺動可能に支持して、弁体部３１の変位方向が減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬ方向に対して傾いてしまうことを抑制するものである。

より具体的には、支持部材３２は、金属製（本実施形態では、ステンレス製）の円筒状部材で形成されている。従って、支持部材３２は回転体形状に形成されている。そして、支持部材３２の一方の端部（本実施形態では、下方側の端部）が、弁体部３１の挿入穴３１ａに挿入されていることによって、弁体部３１が支持部材３２に摺動可能に支持されている。従って、本実施形態では、支持部材３２の外周面のうち、挿入穴３１ａの内周面と摺動し得る領域が摺動領域３２ａとなる。

さらに、図２に示すように、中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄは、摺動領域３２ａと重合する範囲内に位置付けられている。より詳細には、中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄは、弁体部３１の中心軸が支持部材３２の中心軸に対して傾いてしまう際の回転中心ＣＰと重合配置されている。

ここで、回転中心ＣＰは、支持部材３２の中心軸上の点であって、摺動領域３２ａの軸方向中央点と定義することができる。また、「最小通路断面積部３０ｄが回転中心ＣＰと重合されている」とは、中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄと回転中心ＣＰが完全に一致するように配置されていることに限定されない。後述するように冷媒流量の不安定化を招かない範囲であれば僅かにずれていても重合するように配置されていることに含まれる。

また、支持部材３２の他方の端部は、ボデー３０に固定されている。この際、支持部材３２は、支持部材３２の中心軸がボデー３０の減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬと同軸上に配置されるように固定されている。

このため、理想的には、支持部材３２に支持される弁体部３１の中心軸は、減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬと同軸上に配置することができる。ところが、実際には、支持部材３２の外周面と弁体部３１の挿入穴３１ａの内周面との間には隙間が存在するので、弁体部３１の変位方向が、支持部材３２の中心軸に対して傾いてしまうこともある。

支持部材３２の内部には、弁体部３１の作動棒３１ｂが配置されている。作動棒３１ｂは、駆動部３４から出力された駆動力を弁体部３１に伝達するものである。作動棒３１ｂは、金属製（本実施形態では、支持部材３２と同じステンレス製）の円柱状部材で形成されている。

作動棒３１ｂは、一方の端部が弁体部３１にインサート成形されていることによって、弁体部３１の一部として一体化されている。作動棒３１ｂの中心軸は、弁体部３１の中心軸と同軸上に配置されるように一体化されている。作動棒３１ｂの他方の端部は、駆動部３４に連結されている。

さらに、本実施形態では、支持部材３２の内径よりも作動棒３１ｂの外径が小さく形成されている。このため、支持部材３２と作動棒３１ｂが摺動することはない。さらに、ボデー３０と作動棒３１ｂとの間にはシール部材としてのＯ−リングが介在されており、ボデー３０と作動棒３１ｂとの隙間から冷媒が漏れることはない。

駆動部３４は、弁体部３１を軸方向に変位させる駆動力を出力するものである。換言すると、駆動部３４は、弁体部３１を軸方向に変位させることによって、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄ等の通路断面積を変化させるものである。本実施形態の駆動部３４は、ステッピングモータを有して構成されている。駆動部３４は、制御装置から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

次に、減圧装置１３の冷媒流出口３０ｂには、図１に示すように、蒸発器１４の冷媒入口側が接続されている。蒸発器１４は、減圧装置１３にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１４ａから車室内へ送風される送風空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。

送風ファン１４ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。蒸発器１４の冷媒出口側には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

次に、図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、上述の各種電気式のアクチュエータ１１、１２ｄ、１４ａ、３４等の作動を制御する。

また、制御装置には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、蒸発器温度センサ、蒸発器圧力センサ、吐出圧力センサ等の複数の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。

より具体的には、内気温センサは、車室内温度を検出する内気温検出部である。外気温センサは、外気温を検出する外気温検出部である。日射センサは、車室内の日射量を検出する日射量検出部である。蒸発器温度センサは、蒸発器１４出口側冷媒の温度を検出する蒸発器温度検出部である。蒸発器圧力センサは、蒸発器１４出口側冷媒の圧力を検出する蒸発器圧力検出部である。吐出圧力センサは、放熱器１２出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力検出部である。

さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。

なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御対象機器の専用の制御部を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の吐出容量制御弁の作動を制御することによって、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成が吐出能力制御部を構成している。もちろん、吐出能力制御部を、制御装置に対して別体の制御装置で構成してもよい。

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置１０の作動を説明する。まず、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、制御装置が圧縮機１１の吐出容量制御弁、冷却ファン１２ｄ、送風ファン１４ａ等を作動させる。これにより、圧縮機１１が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。この際、制御装置は、冷凍サイクル装置１０の熱負荷の増加に伴って、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増加させる。

圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器１２へ流入し、冷却ファン１２ｄから送風された外気と熱交換し、放熱して過冷却液相冷媒となる。放熱器１２から流出した過冷却液相冷媒は、減圧装置１３にて減圧されて低圧冷媒となる。

この際、制御装置は、蒸発器温度センサの検出値および蒸発器圧力センサの検出値から算定される蒸発器１４出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度ＫＳＨに近づくように、減圧装置１３の駆動部３４の作動を制御する。つまり、制御装置は、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度が基準過熱度ＫＳＨに近づくように、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄの通路断面積を調整する。

減圧装置１３にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器１４へ流入し、送風ファン１４ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。蒸発器１４から流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入され再び圧縮される。本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、以上の如く作動して、車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。

ところで、本実施形態の減圧装置１３では、支持部材３２の外周面と弁体部３１の挿入穴３１ａの内周面との間には隙間が存在するので、前述の如く、弁体部３１の変位方向が、支持部材３２の中心軸に対して傾いてしまうことがある。このような傾きが生じると、断面円環状に形成される絞り通路１３ａの断面形状が周方向に不均一となってしまう。

このため、駆動部３４が冷凍サイクル装置１０の負荷変動に応じて、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄにおける通路断面積を変化させようとしても、最小通路断面積部３０ｄにおける通路断面積が不安定になってしまう。その結果、絞り通路１３ａを流通する冷媒流量が不安定になってしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態の減圧装置１３では、減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄが摺動領域３２ａと重合する範囲内に配置されている。このため、支持部材３２の中心軸に対して弁体部３１の中心軸が傾斜してしまう際の回転中心ＣＰと最小通路断面積部３０ｄとの距離を短縮化させることができる。

従って、駆動部３４が弁体部３１を変位させる際に、減圧用空間３０ｃおよび支持部材３２の中心軸に対して、弁体部３１の変位方向が傾いてしまっても、絞り通路１３ａの断面形状が周方向に不均一となってしまう度合を小さくすることができる。

その結果、本実施形態の減圧装置１３によれば、駆動部３４から出力された駆動力に応じて、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄにおける通路断面積を精度良く変化させることができる。

ここで、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄの通路断面積は、絞り通路１３ａを流通する冷媒流量を決定付ける最小通路断面積となる。従って、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄの断面形状が周方向に不均一になってしまう度合を縮小できることは、減圧装置１３を流通する冷媒流量を安定させるために極めて有効である。

さらに、本実施形態の減圧装置１３では中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄと回転中心ＣＰが重合するように配置されているので、絞り通路１３ａの断面形状が周方向に不均一になってしまう度合を効果的に小さくして、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄにおける通路断面積をより一層精度良く変更することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、弁体部３１および支持部材３２を変更した例を説明する。より具体的には、本実施形態では、図３に示すように、弁体部３１の底面（本実施形態では、下方側の面）に挿入穴３１ａが形成されている。そして、支持部材３２の一方の端部（本実施形態では、上方側の端部）が、挿入穴３１ａに挿入されていることによって、弁体部３１が支持部材３２に摺動可能に支持されている。

つまり、本実施形態では、作動棒３１ｂが弁体部３１から中心軸ＣＬの軸方向一方側（本実施形態では、上方側）へ向かって延びる形状に形成されている。さらに、支持部材３２が弁体部３１から中心軸ＣＬの軸方向他方側（本実施形態では、下方側）へ向かって延びる形状に形成されている。

また、支持部材３２の他方の端部は、ボデー３０の底面に固定されている。この際、支持部材３２は、支持部材３２の中心軸がボデー３０の減圧用空間３０ｃの中心軸ＣＬと同軸上に配置されるように固定されている。

また、支持部材３２の内部には、弁体部３１に対して最小通路断面積部３０ｄにおける通路断面積を縮小させる方向の荷重を作用させる弾性部材であるコイルバネ３５が収容されている。このコイルバネ３５は、冷媒が減圧される際の圧力脈動や外部から伝達される振動によって生じる弁体部３１の振動を減衰させる振動抑制部材としての機能も果たしている。

さらに、図３に示すように、中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄは、摺動領域３２ａと重合する範囲内に位置付けられている。より詳細には、中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、最小通路断面積部３０ｄは、弁体部３１の中心軸が支持部材３２の中心軸に対して傾いてしまう際の回転中心ＣＰと重合するように配置されている。その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態の減圧装置においても、第１実施形態と同様に、駆動部３４から出力された駆動力に応じて、絞り通路１３ａの最小通路断面積部３０ｄにおける通路断面積を精度良く変化させることができる。なお、図３では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（１）上述の実施形態では、冷媒流入口３０ａを冷媒流出口３０ｂよりも下方側に配置した例を説明したが、冷媒流入口３０ａを冷媒流出口３０ｂよりも上方側に配置してもよい。すなわち、図４に示すように、第１、第２実施形態とは逆方向に冷媒が流れるようになっていてもよい。

また、上述の実施形態では、減圧用空間３０ｃを、同軸上に配置された２つの円錐台状の空間の頂部側同士を円柱状の空間を介して結合させた回転体形状に形成した例を説明したが、減圧用空間３０ｃの形状はこれに限定されない。最小通路断面積部３０ｄを形成することができれば、例えば、図４に示すように、同軸上に配置された２つの円錐台状の空間の頂部側同士を直接結合させた回転体形状であってもよい。

また、上述の実施形態では、弁体部３１として円錐台状に形成されたものを採用した例を説明したが、弁体部３１はこれに限定されない。例えば、図４に示すように、球状に形成されたものであってもよいし、半球状、円柱状等に形成されたものであってもよい。さらに、弁体部３１は、金属で形成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、支持部材３２を円筒状に形成した例を説明したが、回転体形状に形成されていれば円筒状に限定されない。例えば、支持部材３２は、円柱状に形成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、弁体部３１の挿入穴３１ａの内周面と支持部材３２の外周面とを摺動させるようにした例を説明したが、弁体部３１と支持部材３２との摺動部はこれに限定されない。例えば、図４に示すように、挿入穴３１ａの内周面と支持部材３２の外周面とを摺動させることなく、弁体部３１の一部である作動棒３１ｂの外周面と支持部材３２の内周面とを摺動させるようにしてもよい。

（２）上述の実施形態では、駆動部３４としてステッピングモータを有して構成される電気式の駆動機構を採用した例を説明したが、駆動部はこれに限定されない。例えば、蒸発器１４出口側冷媒の温度および圧力に基づいて蒸発器１４出口側冷媒の過熱度を検知する感温部を有し、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように弁開度を調整する機械式の駆動機構であってもよい。

このような機械式の駆動機構としては、具体的に、蒸発器１４出口側冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間を形成する封入空間形成部材と、感温媒体の圧力と蒸発器１４出口側冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材と、を備え、圧力応動部材の変位を弁体部３１に伝達する駆動機構を採用することができる。

（３）冷凍サイクル装置１０を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。

例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、エンジン駆動式の可変容量型圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１として、電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を採用してもよい。さらに、固定容量型圧縮機構と電動モータとを備え、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機を採用してもよい。電動圧縮機では、電動モータの回転数を調整することによって、冷媒吐出能力を制御することができる。

また、上述の実施形態では、放熱器１２として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部１２ａのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。さらに、通常の放熱器とともに、この放熱器にて放熱した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える受液器（レシーバ）を一体化させたレシーバ一体型の凝縮器を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用することができる。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。

（４）上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を、車両用空調装置に適用した例を説明したが、冷凍サイクル装置１０の適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。

また、上述の実施形態では、本発明に係る減圧装置１３を備える冷凍サイクル装置１０の放熱器１２を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器１４を送風空気を冷却する利用側熱交換器としている。これに対して、蒸発器１４を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として用い、放熱器１２を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する利用側熱交換器として用いてもよい。

１０ 冷凍サイクル装置
１３ 減圧装置
３０ ボデー
３０ｃ 減圧用空間
３０ｄ 最小通路断面積部
３１ 弁体部
３２ 支持部材
３２ａ 摺動領域
３４ 駆動部
ＣＰ 回転中心

Claims (5)

1. 蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用される減圧装置であって、
   内部へ流入した冷媒を減圧させる回転体形状の減圧用空間（３０ｃ）が形成されたボデー（３０）と、
   少なくとも一部が前記減圧用空間の内部に配置された弁体部（３１）と、
   前記弁体部を変位させる駆動力を出力する駆動部（３４）と、
   前記弁体部を摺動可能に支持する回転体形状の支持部材（３２）と、を備え、
   前記ボデーのうち前記減圧用空間を形成する部位の内周面と前記弁体部の外周面との間に形成される冷媒通路は、冷媒を減圧させる絞りとして機能する絞り通路（１３ａ）であり、
   前記支持部材の中心軸は、前記減圧用空間の中心軸（ＣＬ）と同軸上に配置されており、
   前記減圧用空間の軸方向に垂直な方向から見たときに、前記ボデーに形成されて前記絞り通路を最も縮小させる最小通路断面積部（３０ｄ）が、前記支持部材のうち前記弁体部が摺動する摺動領域（３２ａ）と重合する範囲内に配置されている減圧装置。
2. 前記支持部材の中心軸上の点であって、前記摺動領域の軸方向中央点を回転中心（ＣＰ）と定義し、
   前記減圧用空間の軸方向に垂直な方向から見たときに、前記最小通路断面積部および前記回転中心が重合するように配置されている請求項１に記載の減圧装置。
3. 前記弁体部には、前記支持部材が挿入される挿入穴（３１ａ）が形成されており、
   前記摺動領域では、前記支持部材の外周面と前記挿入穴の内周面が摺動するように配置されている請求項１または２に記載の減圧装置。
4. 前記弁体部は、前記駆動部に連結される円柱状の作動棒（３１ｂ）を有し、
   前記摺動領域では、前記支持部材の内周面と前記作動棒の外周面が摺動するように配置されている請求項１または２に記載の減圧装置。
5. 前記弁体部は、前記駆動部に連結される円柱状の作動棒（３１ｂ）を有し、
   前記作動棒は、前記弁体部から前記中心軸の軸方向一方側へ向かって延びる形状に形成されており、
   前記支持部材は、前記弁体部から前記中心軸の軸方向他方側へ延びる形状に形成されている請求項１または２に記載の減圧装置。

Images