JP4062988B2

JP4062988B2 - Valve device used in refrigeration cycle equipment

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Publication number: JP4062988B2
Application number: JP2002187765A
Authority: JP
Inventors: 康弘山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP2004028488A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房時には圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を凝縮器側をバイパスして蒸発器に直接導入することにより、蒸発器をガス冷媒の放熱器として使用するホットガスヒータ機能を持った冷凍サイクル装置に用いる弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では冬期暖房時に温水（エンジン冷却水）を暖房用熱交換器に循環させ、この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加熱するようにしている。この場合、温水温度が低いときには車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力が得られない場合がある。
【０００３】
そこで、特開平５−２２３３５７号公報等において、ホットガスバイパスにより暖房機能を発揮できる冷凍サイクル装置が提案されている。この従来装置では、圧縮機の吐出側を凝縮器等をバイパスして蒸発器の入口側に直接接続するホットガスバイパス通路を設けるとともに、このホットガスバイパス通路に暖房用減圧装置を設け、さらに、凝縮器入口側への冷媒通路およびホットガスバイパス通路を開閉する冷房用電磁弁と暖房用電磁弁を設けている。
【０００４】
車室内の空調ユニット内には、蒸発器の下流側に温水式の暖房用ヒータコアが配置されており、そして、冬期暖房時において、暖房用ヒータコアに循環する温水温度が所定温度より低いとき（エンジンの始動暖機時等）には、冷房用電磁弁を閉じて暖房用電磁弁を開くことにより、圧縮機の高温吐出ガス冷媒（ホットガス）をホットガスバイパス通路に流入させる。
【０００５】
そして、このホットガスをホットガスバイパス通路の暖房用減圧装置にて減圧した後に蒸発器に直接導入することにより、蒸発器でガス冷媒から空調空気に放熱することにより、暖房機能を発揮できるようにしている。
【０００６】
上記従来技術によると、冷房モードと暖房モードの冷媒流路を切り替えるために、冷房用と暖房用の２つの電磁弁を用いており、更に、暖房モード時にホットガスバイパス通路の冷媒が凝縮器側へ流入することを防止する逆止弁を冷房用、暖房用電磁弁とは別途独立に構成している。
【０００７】
従って、冷房モードのみを実施する通常の車両用冷凍サイクル装置に対して、２つの電磁弁および逆止弁を追加設置する必要があり、部品点数の増加によるコストアップを招く。
【０００８】
そこで、本出願人においては、先に、特願２００１−１５６０３３号の特許出願において、ホットガスヒータ機能を持った車両用冷凍サイクル装置の弁装置部を簡素化するための構成を提案している。
【０００９】
図１３は上記先願の弁装置１４部分の概略断面図であり、弁装置１４の１つのハウジング部材１４０の内部に冷房用電磁弁１５、暖房用差圧弁１６、暖房用減圧装置１７、逆止弁２１等の要素を一体に構成して、弁装置部の簡素化を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者らの実験検討によると、弁装置部の一体化に伴うホットガスバイパス通路構成の制約から冷媒通過音が増大することが判明した。これを図１３に基づいて具体的に説明すると、図１３は暖房モード時の冷媒流れ状態を示しており、冷房用電磁弁１５が閉弁することにより、圧縮機１０の吐出側と凝縮器１９の入口側との間の高圧通路４５を遮断している。
【００１１】
これにより、暖房用差圧弁１６の弁体１６ａ前後の第１室６０と第２室６１との間に圧力差が発生し、この圧力差により弁体１６ａがばね１６ｃのばね力に抗して図１３の開弁位置に変位して、暖房用減圧装置１７の通路を開口している。
【００１２】
ここで、暖房用減圧装置１７はホットガスバイパス通路１８の入口部に位置する絞り通路（固定絞り）により構成されており、そして、暖房用減圧装置１７の絞り通路に対してホットガスバイパス通路１８は直角方向に配置している。
【００１３】
この直角状の通路配置は、暖房用差圧弁１６の弁体作動方向を冷房用電磁弁１５および逆止弁２１の弁体作動方向と同一方向（図１３の上下方向）に統一し、且つ、弁装置１４における外部冷媒通路との接続部（第１〜第４通路４１〜４４）の通路方向を弁体作動方向と直角方向に統一するために採用している。
【００１４】
上記の直角状の通路配置によると、暖房用減圧装置１７の絞り通路で急激に減圧されて絞り通路から高速度で噴出するガス噴出流が、その噴出直後にホットガスバイパス通路１８の対向壁面１８ａに高速度で衝突する。また、暖房用減圧装置１７の絞り通路からホットガスバイパス通路１８への直角流れにより、冷媒流れの乱流（渦流）が生じる。
【００１５】
本発明者らの実験検討によると、上記衝突エネルギーと上記乱流が原因となって、暖房モード時の冷媒通過音が増大することが判明した。
【００１６】
本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、圧縮吐出側のガス冷媒を暖房用減圧装置により減圧するとともにこの減圧後のガス冷媒をホットガスバイパス通路により蒸発器に直接導入して放熱させる暖房モードと、蒸発器にて低圧冷媒が蒸発して空気を冷却する冷房モードとを切り替える冷凍サイクル装置の弁装置において、暖房モード時に暖房用減圧装置から高速度で噴出するガス噴出流に起因する冷媒通過音を低減することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷房用減圧装置（２０）にて減圧された低圧冷媒が蒸発器（２８）で蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を蒸発器（２８）に直接導入して蒸発器（２８）で放熱させる暖房モードとを切り替える冷凍サイクル装置に用いる弁装置において、
ハウジング部材（１４０）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、冷房モードと暖房モードとの冷媒流れを切り替える弁手段（１５、１６）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、暖房モード時に圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒が蒸発器（２８）の入口側に向かって流れるホットガスバイパス通路（１８）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、ホットガスバイパス通路（１８）を通過するガス冷媒を減圧する暖房用減圧装置（１７）とを備え、
ホットガスバイパス通路（１８）に、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路入口側に位置してガス冷媒の流れを曲げる曲げ通路形状からなる第１通路部（１８ｂ）と、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路出口側に位置して絞り通路の方向と略直線状に連通する第２通路部（１８ｃ）とを設け、
第１通路部（１８ｂ）の入口側端面に弁座部（１７ａ）が形成され、
弁手段として、第１通路部（１８ｂ）を開閉する暖房用弁手段（１６）を有し、
暖房用弁手段（１６）は、第１通路部（１８ｂ）の入口側空間内に位置する弁体（１６ａ）を具備しており、
弁体（１６ａ）が前記入口側空間内で弁座部（１７ａ）に対して圧着、開離する方向に作動することにより、第１通路部（１８ｂ）を開閉するようになっており、
第１通路部（１８ｂ）は、弁体（１６ａ）の作動方向と一致する冷媒流れを暖房用減圧装置（１７）の絞り通路入口側に向けて直角に曲げる形状になっており、
第２通路部（１８ｃ）の径は暖房用減圧装置（１７）の絞り通路の径よりも大きくなっており、
さらに、ハウジング部材（１４０）には、第２通路部（１８ｃ）の出口側が連通する低圧通路（７０）、及び蒸発器（２８）の入口側への接続部をなす接続通路（４３）が設けられ、
第２通路部（１８ｃ）の出口側は低圧通路（７０）により接続通路（４３）に連通し、
低圧通路（７０）及び接続通路（４３）は、第２通路部（１８ｃ）の径よりも大きい径寸法でもって絞り通路及び第２通路部（１８ｃ）の方向と同一方向に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
これによると、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路の入口側に位置する第１通路部（１８ｂ）に冷媒流れを直角に曲げる曲げ通路形状を形成するから、減圧前の、流速が上昇していない高圧冷媒が曲げ通路部を通過することになる。そのため、第１通路部（１８ｂ）にて冷媒流れの曲がりに伴う衝突が発生しても、その衝突速度および乱流エネルギーをともに小さい状態に抑制できる。
【００２６】
しかも、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路の出口側に、この絞り通路よりも径寸法が大きい第２通路部（１８ｃ）を略直線状に連通しているから、第２通路部（１８ｃ）の壁面が暖房用減圧装置（１７）の絞り通路の出口端に対向することがない。
これに加え、第２通路部（１８ｃ）の出口側が連通する低圧通路（７０）及び蒸発器（２８）の入口側への接続部をなす接続通路（４３）が、第２通路部（１８ｃ）の径よりも大きい径寸法でもって絞り通路及び第２通路部（１８ｃ）の方向と同一方向に形成されているから、低圧通路（７０）及び接続通路（４３）の壁面が暖房用減圧装置（１７）の絞り通路の出口端に対向することもない。
その結果、暖房用減圧装置（１７）から高速度で噴出するガス噴出流が第２通路部（１８ｃ）、低圧通路（７０）及び接続通路（４３）の壁面に衝突するという現象が発生しない。
【００２７】
以上により、ホットガスバイパス通路１８に曲げ通路部が形成されていても、冷媒流れの曲げに伴う冷媒通過音を効果的に低減できる。
【００３０】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、第２通路部（１８ｃ）の少なくとも入口部を冷媒流れの下流に向かって通路面積が拡大するテーパ形状に形成したことを特徴とする。
【００３１】
これにより、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路の出口側に位置する第２通路部（１８ｃ）の通路面積がテーパ形状により緩やかに増大するから、絞り通路出口における冷媒圧力の急低下を緩和することができる。その結果、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路直後における冷媒圧力急低下に伴う冷媒流速の急上昇を抑制できる。同時に、冷媒流速の急上昇に伴う乱流の増大も抑制できる。
【００３２】
従って、請求項２によると、絞り通路直後の冷媒流速の急上昇を抑制して暖房モード時の冷媒通過音をより一層低減できる。
【００３３】
請求項３に記載の発明では、請求項１において、暖房用減圧装置（１７）の絞り通路を並列に開口する複数の微小穴（１７０）により構成したことを特徴とする。
【００３４】
これによると、複数の微小穴（１７０）を第２通路部（１８ｃ）の通路断面上に均一に配置することにより、減圧後の冷媒流れを第２通路部（１８ｃ）の通路断面上に均一に形成できる。
【００３５】
なお、上記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ものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による車両空調用冷凍サイクル装置を示すものであり、圧縮機１０は、電磁クラッチ１１を介して車両エンジン１２により駆動される。圧縮機１０の吐出配管１３には弁装置１４が設けられている。
【００３７】
この弁装置１４は、冷房用通路を開閉する電磁弁１５と、暖房用通路を開閉する差圧弁１６と、暖房用減圧装置１７と、逆止弁２１とを共通のハウジング部材１４０により１つの部品として一体化したもので、その詳細は図２により後述する。弁装置１４の内部にホットガスバイパス通路１８が形成され、このホットガスバイパス通路１８に暖房用差圧弁１６と暖房用減圧装置１７が設けられる。なお、電磁弁１５は冷房用弁手段を構成し、差圧弁１６は暖房用弁手段を構成する。
【００３８】
圧縮機１０の吐出配管１３は弁装置１４の冷房用電磁弁１５を介して凝縮器１９の冷媒入口側に接続される。そして、凝縮器１９の冷媒出口側には冷房用減圧装置２０が接続されている。この冷房用減圧装置２０は本例では固定絞りにて構成されており、固定絞りとして具体的には細径（例えば、φ１．２〜１．３ｍｍ程度）の管を所定長さとすることにより圧損を発生するキャピラリチューブを用いている。凝縮器１９は電動冷却ファン１９ａにより送風される外気冷却風により冷却される。
【００３９】
なお、弁装置１４は、図示しない適宜の取付ブラケットを介して凝縮器１９の適宜の部位（例えば、上部サイドプレート等）に取り付け固定することができ、これにより、凝縮器１９と弁装置１４を車両搭載前に予め一体化しておくことができる。
【００４０】
逆止弁２１は上記したホットガスバイパス通路１８の暖房用減圧装置１７の出口側と冷房用減圧装置２０の出口側との間に接続されて、暖房モード時にホットガスバイパス通路１８から凝縮器１９側へ冷媒が逆流するのを防止する逆流防止手段である。ホットガスバイパス通路１８は、弁装置１４の内部において、暖房用差圧弁１６の入口部から暖房用減圧装置１７の出口部に至る極めて短い通路となる。
【００４１】
そして、ホットガスバイパス通路１８の出口部と逆止弁２１の出口部とを合流させて、この合流部を１本の入口側低圧配管２２に結合し、この１本の低圧配管２２をダッシュボード２３の穴を貫通して車室内２５へ配管する。ここで、ダッシュボード２３は車両のエンジンルーム２４と車室内２５とを仕切るものである。
【００４２】
車室内２５の前方部の計器盤（図示せず）下方部には空調ユニット２６が配置され、この空調ユニット２６内において、空調用電動送風機２７の空気下流側に蒸発器２８が配置され、この蒸発器２８の更に下流側に温水式の暖房用ヒータコア２９が配置されている。
【００４３】
上記低圧配管２２は蒸発器２８の冷媒入口部に結合され、この蒸発器２８の冷媒出口部には出口側低圧配管３０が接続され、この出口側低圧配管３０はダッシュボード２３を貫通してエンジンルーム２４側へ配管され、エンジンルーム２４内のアキュームレータ３１の入口に接続され、アキュームレータ３１の出口は吸入配管３２を通して圧縮機１０の吸入口に接続される。
【００４４】
アキュームレータ３１は周知のごとく蒸発器２８の出口側低圧配管３０から流入する冷媒の気液を分離して液冷媒を貯留するものであって、ガス冷媒を圧縮機１０に吸入させるとともに、潤滑オイルを圧縮機１０に戻すために、アキュームレータタンク底部付近の液冷媒の一部を圧縮機１０に吸入させるものである。
【００４５】
なお、前記した空調ユニット２６において、蒸発器２８は空調用送風機２７により送風される空気（車室内空気または外気）を冷房モード時（あるいは除湿必要時）には冷媒蒸発潜熱の吸熱により冷却し、また、冬期暖房モード時には、蒸発器２８はホットガスバイパス通路１８からの高温冷媒ガス（ホットガス）が流入して空気を加熱するので、放熱器としての役割を果たす。
【００４６】
また、暖房用ヒータコア２９には、車両エンジン１２の温水（冷却水）がエンジン駆動の温水ポンプ（図示せず）により循環することにより、温水を熱源として蒸発器通過後の空気を加熱する。そして、暖房用ヒータコア２９の下流側に設けられた吹出口（図示せず）から車室内２５へ空調空気を吹き出すようになっている。
【００４７】
また、冷房用電磁弁１５は空調用電子制御装置３３からの制御信号により通電が断続されて、開閉する。また、冷房用電磁弁１５の他に、電磁クラッチ１１、凝縮器用電動冷却ファン１９ａ、空調用電動送風機２７等の電気機器の作動も空調用電子制御装置３３の制御信号により制御される。なお、空調用電子制御装置３３には、周知のように車両環境条件を検出するセンサ群３３ａの検出信号、空調操作パネル３３ｂの操作部材３３ｃの操作信号等が入力される。
【００４８】
次に、弁装置１４の具体的構成を図２により説明する。弁装置１４のハウジング部材１４０は、アルミニュウム、真鍮等の金属材により直方体状等の形状に形成され、ハウジング部材１４０の一端側（図２の右側）に第１、第２通路４１、４２を開口し、他端側（図２の左側）に第３、第４通路４３、４４を開口している。
【００４９】
第１通路４１は圧縮機１０の吐出側に接続され、第２通路４２は凝縮器１９の入口側に接続される。また、第３通路４３は蒸発器２８の入口側に接続され、第４通路４４は冷房用減圧装置２０を介して凝縮器１９の出口側に接続される。なお、これらの第１〜第４通路４１〜４４は図１の対応部位にも黒丸の点にて図示してある。
【００５０】
電磁弁１５は、上記第１通路４１（圧縮機１０吐出側）と上記第２通路４２（凝縮器１９入口側）との間の高圧通路４５を開閉する弁体１５ａ、この弁体１５ａにばね力を作用させるばね１５ｂ、このばね１５ｂのばね力に抗して弁体１５ａを変位させる電磁力を発生する電磁コイル１５ｃ等を備えている。
【００５１】
なお、図２では図示の簡略化のため、電磁弁１５を直動式として図示しているが、弁体１５ａは高圧通路４５を開閉するために大きな駆動力を必要とするので、実際には、電磁コイル４７の電磁力により駆動される副弁体（パイロット弁）と、この副弁体の変位に伴って変位して高圧通路４５を開閉する主弁体（弁体１５ａに対応）とを有するパイロット式電磁弁により電磁弁１５を構成している。
【００５２】
図２は電磁弁１５の閉弁時を示しており、閉弁時には電磁コイル１５ｃが通電され、電磁コイル１５ｃの電磁力によって弁体１５ａが高圧通路４５の弁座部４５ａに圧着して高圧通路４５を閉塞する。これに対して、電磁コイル１５ｃへの通電が遮断されると、ばね１５ｂのばね力により弁体１５ａが図２の上方へ移動して高圧通路４５の弁座部４５ａから開離し高圧通路４５を開口状態とする。
【００５３】
次に、差圧弁１６について説明する。差圧弁１６は、電磁弁１５の閉弁時（図２）に開弁し、電磁弁１５の開弁時に閉弁するようになっており、このため、次のように構成されている。
【００５４】
差圧弁１６はその上方側及び下方側に位置する第１室６０、第２室６１を有しており、上方側の第１室６０は、連通穴６２及び電磁弁１５の弁体１５ａ周囲の空間を介して第１通路４１に連通し、圧縮機吐出側の冷媒圧力が導入される。また、下方側の第２室６１は、連通穴６３、高圧通路４５を介して第２通路４２に連通し、凝縮器１９入口側の冷媒圧力が導入される。
【００５５】
また、第１室６０内には差圧弁１６の円柱状の弁体１６ａが上下方向に摺動可能に配置されている。弁体１６ａの大径部１６ｂによって第１室６０と第２室６１との間を気密的に仕切るようになっている。第２室６１には、弁体１６ａを暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａ側に押圧するためのばね力を発生するばね１６ｃが配置されている。暖房用減圧装置１７は、小径の絞り通路からなる固定絞りにより構成されている。暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄ（図３）は具体的には例えば、φ２．４ｍｍ程度である。
【００５６】
ここで、差圧弁１６の動作について説明すると、電磁弁１５が閉弁状態にある時（図２）は、圧縮機１０吐出側の冷媒圧力が第１通路４１、連通穴６２を介して差圧弁１６の第１室６０に導入される。しかし、電磁弁１５の閉弁により弁体１５ａ下流側の高圧通路４５は冷凍サイクル高圧側から遮断されるので、高圧通路４５の圧力、すなわち、第２室６１の圧力は圧縮機１０吐出側の冷媒圧力より大幅に低い圧力まで低下する。
【００５７】
その結果、差圧弁１６の第１室６０と第２室６１との圧力差が圧縮コイルばね１６ｃのばね力により設定される設定圧（例えば、０．４９ＭＰａ）以上となるので、差圧弁１６の弁体１６ａが上記圧力差により下方へ移動して暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａを開口し、差圧弁１６が開弁状態となる。
【００５８】
これに対し、電磁弁１５が開弁状態になると、差圧弁１６の第２室６１には、電磁弁１５下流側の高圧通路４５の圧力が連通穴６３を介して導入される。これと同時に、差圧弁１６の第１室６０には圧縮機１０吐出側の冷媒圧力が第１通路４１、連通穴６２を介して導入される。
【００５９】
このとき、高圧通路４５の圧力は弁座部４５ａでの絞りにより第１通路４１の圧力より所定値だけ低くなっているが、この圧力差による弁体１６ａの開弁方向（下方向）の力よりも、ばね１６ｃのばね力による弁体１６ａの閉弁方向（上方向）の力が大きくなるように、ばね１６ｃのばね力が設定してある。このため、電磁弁１５の開弁時には、ばね１６ｃのばね力により差圧弁１６の弁体１６ａが暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａに圧着して閉弁状態となる。
【００６０】
次に、ホットガスバイパス通路１８について説明すると、ホットガスバイパス通路１８は暖房用減圧装置１７の絞り通路直後において絞り通路の方向（図２の上下方向）に対して直角方向（図２の左右方向）に向くように配置されている。この直角状の通路配置によりホットガスバイパス通路１８には暖房用減圧装置１７の絞り通路出口端に対向する対向壁面１８ａが形成される。
【００６１】
ここで、ホットガスバイパス通路１８の通路径Ｄ（図３）を暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄに対して２倍以上、すなわち、Ｄ≧２ｄとなるよう設定している。従って、ホットガスバイパス通路１８の対向壁面１８ａと暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口端との距離Ｌ（図３）も、暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄに対して２倍以上、すなわち、Ｌ≧２ｄとなる関係に設定される。
【００６２】
従って、暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄを前述のように例えば、φ２．４ｍｍとすれば、ホットガスバイパス通路１８の通路径Ｄおよび距離Ｌは４．８ｍｍ以上となる。
【００６３】
上記した直角状の通路配置は、１つのハウジング部材１４０内において各弁１５、１６、２１の弁体作動方向を同一方向（図２の上下方向）に統一し、且つ、弁装置１４（ハウジング部材１４０）における外部冷媒通路との接続部をなす第１〜第４通路４１〜４４の通路方向を弁体作動方向と直角方向（図２の左右方向）に統一するために採用している。
【００６４】
ホットガスバイパス通路１８の出口側は第３通路４３に連通している。一方、第４通路４４は低圧通路７０を介してホットガスバイパス通路１８の下流部と合流して第３通路４３と連通するようになっている。そして、この低圧通路７０に逆止弁２１を設けて、ホットガスバイパス通路１８の冷媒が第４通路４４側へ流れることを防止するようになっている。
【００６５】
この逆止弁２１は、円板状の弁体２１ａと、この弁体２１ａに一端部が結合された軸部２１ｂと、この軸部２１ｂの他端部に結合されたストッパー部２１ｃとを有する構成になっている。軸部２１ｂは低圧通路７０の弁座部７０ａの通路穴に対して摺動自在に嵌合している。
【００６６】
図２は逆止弁２１の閉弁状態を示しており、暖房用差圧弁１６の開弁時には低圧通路７０の入口圧力（第４通路４４側圧力）＜低圧通路７０の出口圧力（第３通路４３側圧力）という逆方向の圧力状態が生じるので、弁体２１ａが図２に示すように低圧通路７０の弁座部７０ａに圧着して、逆止弁２１が閉弁状態となる。
【００６７】
これに反し、暖房用差圧弁１６の閉弁時には低圧通路７０の入口圧力（第４通路４４側圧力）＞低圧通路７０の出口圧力（第３通路４３側圧力）という順方向の圧力状態が生じるので、弁体２１ａが低圧通路７０の弁座部７０ａから開離して図２の上方へ移動する。これにより、逆止弁２１が開弁状態となる。そして、開弁状態ではストッパー部２１ｃが弁座部７０ａの壁部に係止されることにより、逆止弁２１の開弁位置が所定位置に規定され、保持される。
【００６８】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。今、空調操作パネル３３ｂの操作部材３３ｃにより冷房モードが選択されると、電磁クラッチ１１に通電されて電磁クラッチ１１が接続状態となり、圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動される。また、冷房モードが選択されたときは空調用電子制御装置３３の制御信号により電磁弁１５の電磁コイル１５ｃが非通電の状態となる。
【００６９】
これにより、電磁弁１５ではばね１５ｂのばね力により弁体１５ａが図２の位置から上方へ移動して高圧通路４５を開口し、電磁弁１５が開弁状態となる。この結果、差圧弁１６においては第１室６０と第２室６１との圧力差が小となり、ばね１６ｃのばね力により差圧弁１６の弁体１６ａが暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａに圧着して、差圧弁１６が閉弁状態を維持する。
【００７０】
すると、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は、弁装置１４の第１通路４１から高圧通路４５を通過して第２通路４２から弁装置１４の外部へ流出して凝縮器１９に流入する。凝縮器１９では、冷却ファン１９ａにより送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。
【００７１】
そして、凝縮器通過後の凝縮冷媒は固定絞りにて構成された冷房用減圧装置２０で減圧されて、低温低圧の気液２相状態となる。次に、この低圧冷媒は、第４通路４４から再び弁装置１４の内部に流入する。このとき、低圧通路７０の逆止弁２１に順方向の圧力が作用して逆止弁２１が開弁する。従って、低圧冷媒は低圧通路７０を通過して第３通路４３から弁装置１４の外部へ流出し、更に、低圧配管２２を通過して蒸発器２８内に流入する。
【００７２】
この蒸発器２８にて低圧冷媒は送風機２７の送風する空調空気から吸熱して蒸発する。蒸発器２８で冷却された空調空気は車室内２５へ吹き出して車室内２５を冷房する。蒸発器２８で蒸発したガス冷媒はアキュームレータ３１内にてガス冷媒と液冷媒がその密度差により分離され、ガス冷媒が圧縮機１０に吸入される。また、同時に、アキュームレータ３１内の下側に溜まった液冷媒が潤滑オイルとともに若干量圧縮機１０に吸入される。
【００７３】
一方、冬期にホットガスヒータの暖房モードが選択されると、空調用電子制御装置３３の制御信号により電磁クラッチ１１に通電されて圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動される。また、暖房モードが選択されたときは空調用電子制御装置３３の制御信号により電磁弁１５の電磁コイル１５ｃに通電される。
【００７４】
これにより、電磁弁１５の弁体１５ａが図２のように高圧通路４５の弁座部４５ａに圧着して高圧通路４５を閉塞し、電磁弁１５が閉弁状態となる。この結果、差圧弁１６においては第１室６０の圧力＞第２室６１の圧力という圧力差が急激に増大し、この圧力差が設定圧以上になると、差圧弁１６の弁体１６ａがばね１６ｃのばね力に抗して下方へ移動し、暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａから開離する。これにより、差圧弁１６が図２のように開弁状態となり、暖房用減圧装置１７を構成する絞り通路が開口するので、ホットガスバイパス通路１８が開通する。
【００７５】
従って、圧縮機１０の高温高圧の吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が弁装置１４の第１通路４１、連通穴６２、及び第１室６０を経て暖房用減圧装置１７の絞り通路を通過する。これにより、圧縮機１０の吐出ガス冷媒が暖房用減圧装置１７にて所定の圧力まで減圧される。
【００７６】
この後、減圧後のガス冷媒がホットガスバイパス通路１８を通過して第３通路４３から弁装置１４の外部へ流出し、更に、低圧配管２２を通過して蒸発器２８内に流入する。この蒸発器２８で高温ガス冷媒が送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。蒸発器２８で加熱された空気はヒータコア２９で温水熱源により再度加熱された後に車室内へ吹き出す。
【００７７】
一方、蒸発器２８で放熱したガス冷媒はアキュームレータ３１を通過した後に圧縮機１０に吸入され、再度圧縮される。そして、暖房モード時にはホットガスバイパス通路１８の圧力＞第４通路４４の圧力という関係にあるため、逆止弁２１の弁体２１ａが開弁位置から下方へ移動して図２のように低圧通路７０の弁座部７０ａに圧着する。これにより、逆止弁２１が閉弁状態となる。従って、ホットガスバイパス通路１８の高温ガス冷媒が低圧通路７０、冷房用減圧装置２０を経て凝縮器１９側へ逆流して、凝縮器１９内に冷媒が滞留すること（寝込み現象）を抑制できる。
【００７８】
ところで、暖房モード時には、圧縮機吐出ガス冷媒が暖房用減圧装置１７の絞り通路で急激に減圧されて絞り通路から高速度で噴出する。その際、暖房用減圧装置１７の絞り通路に対してホットガスバイパス通路１８が直角方向に配置されているので、高速度のガス噴出流がホットガスバイパス通路１８の対向壁面１８ａに衝突するという現象が発生する。
【００７９】
そこで、本実施形態では、ホットガスバイパス通路１８の通路径Ｄ（図３）を暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄに対して２倍以上（Ｄ≧２ｄ）となるよう設定して、ホットガスバイパス通路１８の対向壁面１８ａと暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口端との距離Ｌが、暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄに対して２倍以上（Ｌ≧２ｄ）となるようにしている。
【００８０】
これによると、暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口端に対して対向壁面１８ａを遠ざけて、ガス噴出流の対向壁面１８ａに対する衝突速度を低下できる。この衝突速度の低下によって、ガス噴出流の直角流れに起因する乱流（渦流）も同時に抑制できる。このようにガス噴出流の衝突速度の低下と乱流の抑制を同時に達成することにより冷媒通過音を効果的に低減できる。
【００８１】
次に、本実施形態による冷媒通過音の低減効果を図４により具体的に説明する。図４は暖房用減圧装置１７の絞り通路径ｄをφ２．４ｍｍに固定し、それに対し、ホットガスバイパス通路１８の径Ｄをφ３．２ｍｍ、φ３．７ｍｍ、φ４．０ｍｍ、φ５．０ｍｍ、φ７．０ｍｍに変化させた場合に、Ｄ＝φ３．２ｍｍ（通路径の比Ｄ／ｄ＝１．３３）の騒音レベルを基準とし、これに対する冷媒通過音の低減効果をまとめたものである。
【００８２】
図４から理解されるように、Ｄ＝φ３．２ｍｍ（Ｄ／ｄ＝１．３３）の基準比較例に対して、Ｄ＝φ５．０ｍｍ（Ｄ／ｄ＝２．０８）、およびＤ＝φ７．０ｍｍ（Ｄ／ｄ＝２．９２）とした本実施形態の場合には衝突速度の低下と乱流エネルギーの抑制とによって、冷媒通過音を約５ｄＢ低減できることを確認できた。これに反し、Ｄ＝φ４．０ｍｍ（Ｄ／ｄ＝１．６７）程度では、冷媒通過音の低減効果がほとんど得られないことを確認できた。
【００８３】
なお、図４において、冷媒通過音の低減効果は、６〜１０ｋＨｚの周波数域の冷媒通過音の実測値に基づくものであって、基準比較例との音圧レベル差（ｄＢ差）で表している。
【００８４】
これに対し、衝突速度および乱流エネルギーはコンピュータシミュレーションによる流れ解析結果に基づくものであり、乱流エネルギー（ｍ²／ｓ²）は、平均速度まわりで変動する各変動速度成分の分散の和の１／２であり、単位体積当たりの変動速度成分の運動エネルギーを流体密度で除したものである。
【００８５】
そして、図５は通路径の比Ｄ／ｄと乱流エネルギーとの関係を示し、また、図６は通路径の比Ｄ／ｄと衝突速度との関係を示す。図５、図６から分かるように、通路径の比Ｄ／ｄが２倍以上になると、乱流エネルギーの抑制効果および衝突速度の低下効果をともに効果的に発揮できる。
【００８６】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、暖房用減圧装置１７の絞り通路出口側にホットガスバイパス通路１８を直角方向に配置する通路構成を採用しているが、第２実施形態では図７に示すように、ホットガスバイパス通路１８に暖房用減圧装置１７の絞り通路の入口側に位置する第１通路部１８ｂと、暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口側に位置する第２通路部１８ｃとを備え、第１通路部１８ｂを冷媒流れが直角に曲がる曲げ通路形状に形成している。
【００８７】
第１通路部１８ｂの入口部は差圧弁１６により開閉されるようになっているので、第１通路部１８ｂの入口部の通路方向は冷媒差圧弁１６の弁体作動方向（図７の上下方向）と同じである。従って、第１通路部１８ｂは冷媒差圧弁１６の弁体作動方向と一致する冷媒流れを直角に曲げるように構成されている。これに対し、第２通路部１８ｃは暖房用減圧装置１７の絞り通路方向（図７の左右方向）と直線状に連通するように配置されている。
【００８８】
第２実施形態によると、暖房用減圧装置１７の絞り通路の入口側に位置する第１通路部１８ｂに直角の曲げ通路部を形成するから、減圧前の、流速が上昇していない高圧冷媒が直角の曲げ通路部を通過することになる。そのため、第１通路部１８ｂにて冷媒の直角流れに伴う衝突が発生しても、その衝突速度および乱流エネルギーをともに小さい状態に抑制できる。
【００８９】
しかも、暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口側に第２通路部１８ｃを直線状に連通しているから、第２通路部１８ｃの壁面が暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口端に対向することがない。その結果、暖房用減圧装置１７から高速度で噴出するガス噴出流が第２通路部１８ｃの壁面に衝突するという現象が発生しない。以上により、ホットガスバイパス通路１８の一部（第１通路部１８ｂ）に直角の曲げ通路部が形成されていても、冷媒の直角流れに伴う冷媒通過音を効果的に低減できる。
【００９０】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口側に直線状に連通する第２通路部１８ｃを通路面積が一定に維持される円管状の通路形状にしているが、第３実施形態では図８、図９に示すように、第２通路部１８ｃを冷媒流れの下流に向かって通路面積が拡大するテーパ形状にしている。
【００９１】
図９は第３実施形態の具体的寸法例を示すものであり、ホットガスバイパス通路１８の第１通路部１８ｂの径＝φ３．２ｍｍ、暖房用減圧装置１７の絞り通路径＝φ２．４ｍｍ、暖房用減圧装置１７の絞り通路長さ＝３．５ｍｍ、第２通路部１８ｃの長さ＝６．５ｍｍ、テーパ角＝２０°である。
【００９２】
第３実施形態によると、上記第２実施形態と同一の作用効果を発揮できる。それに加えて、暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口側に位置する第２通路部１８ｃの通路面積をテーパ形状により緩やかに増大するから、絞り通路出口における冷媒圧力の急低下を緩和することができる。その結果、暖房用減圧装置１７の絞り通路直後における冷媒圧力急低下に伴う冷媒流速の急上昇を抑制できる。同時に、冷媒流速の急上昇に伴う乱流の増大も抑制できる。これにより、第３実施形態では暖房モード時の冷媒通過音を第２実施形態よりも一層低減できる。
【００９３】
（第４実施形態）
前述の第２実施形態では、暖房用減圧装置１７の絞り通路を単一の円形状の通路穴により形成しているが、第４実施形態では図１０、図１１に示すように、暖房用減圧装置１７の絞り通路を並列に開口する複数の微小穴１７０により形成している。
【００９４】
図１１（ｂ）は暖房用減圧装置１７の絞り通路を構成する複数の微小穴１７０の平面配置形状を示しており、図示の例では、中央部の１個の微小穴１７０の周りに、４個の微小穴１７０を等間隔にて配置した構成になっている。
【００９５】
図１１は第４実施形態の具体的寸法例を示すものであり、ホットガスバイパス通路１８の第１通路部１８ｂの径＝φ３．２ｍｍ、第２通路部１８ｃの径＝φ６ｍｍである。そして、暖房用減圧装置１７の５個の微小穴１７０の合計通路面積が、第２実施形態の単一穴による絞り通路の場合と同一の通路面積となるように微小穴１７０の径が設定してある。具体的には、単一穴による絞り通路の径＝φ２．４ｍｍである場合は、５個の微小穴１７０の径＝φ１ｍｍとする。
【００９６】
第４実施形態によると、前述の第２実施形態と同一の作用効果を発揮できる。それに加えて、暖房用減圧装置１７の絞り通路を並列に開口する複数の微小穴１７０により形成しているから、第１通路部１８ｂからの冷媒が複数の各微小穴１７０にそれぞれ分岐して流れることにより減圧され、第２通路部１８ｃへと流れる。
【００９７】
従って、複数の微小穴１７０を図１１（ｂ）のように第２通路部１８ｃの通路断面上に均一に配置することにより、減圧後の冷媒流れを第２通路部１８ｃの通路断面上に均一に形成できる。
【００９８】
図１２は、第３、第４実施形態による衝突速度の低減効果を比較例と対比して示す。ここで、比較例は図４の最上段のＤ／ｄ＝１．３３の比較例と同じものであり、第３実施形態は図９の具体的寸法にて設計したものであり、第４実施形態は図１１の具体的寸法にて設計したものである。
【００９９】
第３、第４実施形態による衝突速度は、第１通路部１８ｂでの直角流れによる衝突速度であり、比較例に比較して大幅に低減できる。また、第３、第４実施形態による衝突速度は第１実施形による衝突速度（図４）より更に低減できる。
【０１００】
（他の実施形態）
なお、上記の第１〜第４実施形態では、暖房用減圧装置１７の絞り通路の前後における冷媒通路の曲げ形状を直角の曲げ形状としているが、この冷媒通路の曲げ形状を直角より曲げ角度が大きい鈍角状の曲げ形状としたり、あるいは直角より曲げ角度が小さい鋭角状の曲げ形状としても、本発明を同様に適用できる。
【０１０１】
また、第２〜第４実施形態では、暖房用減圧装置１７の絞り通路の出口側に位置する第２通路部１８ｃを、暖房用減圧装置１７の絞り通路の方向に対して直線状に連通させているが、第２通路部１８ｃを暖房用減圧装置１７の絞り通路の方向に対して微小角度傾斜して連通させてもよい。
【０１０２】
つまり、第２通路部１８ｃの直線状の連通とは、完全な一直線状の連通のみに限定されず、微小な傾斜による連通をも包含する意味である。
【０１０３】
また、上記の第１〜第４実施形態では、冷房用減圧装置２０を弁装置１４と別体で構成しているが、冷房用減圧装置２０をオリフィス、ノズルのような通路長さの短い固定絞りで構成して、弁装置１４のハウジング部材１４０の内部に一体的に冷房用減圧装置２０を構成することもできる。すなわち、ハウジング部材１４０の第４通路４４部分に冷房用減圧装置２０を構成する固定絞りを配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による車両空調用冷凍サイクル装置の全体システム図である。
【図２】第１実施形態による弁装置の断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】第１実施形態による冷媒通過音の低減効果を示す図表である。
【図５】第１実施形態による乱流エネルギーの解析結果を示すグラフである。
【図６】第１実施形態による衝突速度の解析結果を示すグラフである。
【図７】第２実施形態による弁装置の断面図である。
【図８】第３実施形態による弁装置の断面図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】第４実施形態による弁装置の断面図である。
【図１１】図１０の要部拡大図である。
【図１２】第３、第４実施形態による衝突速度の低減効果を示す図表である。
【図１３】先願発明による弁装置の断面図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１５…電磁弁（冷房用弁手段）、
１６…差圧弁（暖房用弁手段）、１７…暖房用減圧装置、
１８…ホットガスバイパス通路、１８ａ…対向壁面、１８ｂ…第１通路部、
１８ｃ…第２通路部、１９…凝縮器、２０…冷房用減圧装置、２１…逆止弁、
２８…蒸発器、４５…高圧通路、７０…低圧通路、１４０…ハウジング部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a refrigeration having a hot gas heater function in which an evaporator is used as a radiator of a gas refrigerant by introducing a compressor discharge gas refrigerant (hot gas) directly into the evaporator while bypassing the condenser side during heating. The present invention relates to a valve device used in a cycle device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a vehicle air conditioner, warm water (engine cooling water) is circulated to a heating heat exchanger during heating in winter, and the conditioned air is heated using the warm water as a heat source in the heating heat exchanger. In this case, when the hot water temperature is low, the temperature of the air blown into the passenger compartment may decrease and the required heating capacity may not be obtained.
[0003]
In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-223357 proposes a refrigeration cycle apparatus capable of exhibiting a heating function by hot gas bypass. In this conventional apparatus, a hot gas bypass passage that bypasses the condenser and the like on the discharge side of the compressor and is directly connected to the inlet side of the evaporator is provided, and a heating decompression device is provided in the hot gas bypass passage, A cooling solenoid valve and a heating solenoid valve for opening and closing the refrigerant passage and the hot gas bypass passage to the condenser inlet side are provided.
[0004]
In the air conditioning unit in the passenger compartment, a hot water heater core is disposed downstream of the evaporator, and the temperature of the hot water circulating through the heater core is lower than a predetermined temperature during winter heating (engine When the engine is warmed up, the cooling solenoid valve is closed and the heating solenoid valve is opened, so that the high-temperature discharge gas refrigerant (hot gas) of the compressor flows into the hot gas bypass passage.
[0005]
The hot gas is decompressed by the heating decompression device in the hot gas bypass passage and then directly introduced into the evaporator, so that the heating function can be exerted by radiating heat from the gas refrigerant to the conditioned air by the evaporator. ing.
[0006]
According to the above prior art, two solenoid valves for cooling and heating are used to switch the refrigerant flow path between the cooling mode and the heating mode, and further, the refrigerant in the hot gas bypass passage is on the condenser side in the heating mode. A check valve that prevents the air from flowing into the cooling and heating solenoid valves is configured separately from the cooling and heating solenoid valves.
[0007]
Therefore, it is necessary to additionally install two solenoid valves and a check valve with respect to a normal vehicle refrigeration cycle apparatus that implements only the cooling mode, resulting in an increase in cost due to an increase in the number of parts.
[0008]
In view of this, the present applicant has previously proposed a configuration for simplifying the valve device portion of the refrigeration cycle device for a vehicle having a hot gas heater function in the patent application of Japanese Patent Application No. 2001-156033.
[0009]
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the valve device 14 portion of the prior application. Inside the one housing member 140 of the valve device 14, the cooling electromagnetic valve 15, the heating differential pressure valve 16, the heating pressure reducing device 17, and the check Elements such as the valve 21 are integrally formed to simplify the valve device.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the experimental study by the present inventors, it has been found that the refrigerant passing sound increases due to the restriction of the hot gas bypass passage configuration accompanying the integration of the valve device section. This will be specifically described with reference to FIG. 13. FIG. 13 shows a refrigerant flow state in the heating mode. When the cooling electromagnetic valve 15 is closed, the discharge side of the compressor 10 and the condenser 19 are shown. The high pressure passage 45 between the inlet side and the inlet side is blocked.
[0011]
As a result, a pressure difference is generated between the first chamber 60 and the second chamber 61 around the valve body 16a of the heating differential pressure valve 16, and the valve body 16a resists the spring force of the spring 16c. Displaced to the valve opening position of FIG. 13, the passage of the heating decompressor 17 is opened.
[0012]
Here, the heating decompressor 17 is constituted by a throttle passage (fixed throttle) located at the inlet of the hot gas bypass passage 18, and the hot gas bypass passage 18 with respect to the throttle passage of the heating decompressor 17. Are arranged at right angles.
[0013]
This right-angled passage arrangement unifies the valve element operating direction of the heating differential pressure valve 16 in the same direction (vertical direction in FIG. 13) as the valve element operating direction of the cooling electromagnetic valve 15 and the check valve 21; This is adopted in order to unify the passage direction of the connecting portion (first to fourth passages 41 to 44) with the external refrigerant passage in the valve device 14 in a direction perpendicular to the valve body operation direction.
[0014]
According to the above-described right-angled passage arrangement, the gas jet flow that is suddenly reduced in pressure in the throttle passage of the heating pressure reducing device 17 and is ejected from the throttle passage at a high speed immediately after the jetting, Collide at high speed. Further, a turbulent flow (vortex flow) of the refrigerant flow is generated by the right-angle flow from the throttle passage of the heating decompressor 17 to the hot gas bypass passage 18.
[0015]
According to the experimental study by the present inventors, it has been found that the refrigerant passing sound in the heating mode increases due to the collision energy and the turbulent flow.
[0016]
  The present invention has been devised in view of the above points. The gas refrigerant on the compression / discharge side is decompressed by a decompression device for heating, and the decompressed gas refrigerant is directly introduced into an evaporator through a hot gas bypass passage to dissipate heat. Switching between the heating mode for cooling and the cooling mode for cooling the air by evaporating the low-pressure refrigerant in the evaporatorRefrigeration cycle equipmentIn this valve apparatus, it aims at reducing the refrigerant | coolant passage sound resulting from the gas jet flow which spouts from the decompression apparatus for heating at high speed at the time of heating mode.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above objective,Claim1In the cooling mode in which the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling decompression device (20) evaporates in the evaporator (28) to cool the air, and the gas refrigerant on the discharge side of the compressor (10) evaporates. In the valve device used in the refrigeration cycle device that switches between the heating mode that directly introduces into the evaporator (28) and dissipates heat in the evaporator (28),
  A housing member (140), valve means (15, 16) provided on the housing member (140) for switching the refrigerant flow between the cooling mode and the heating mode, and a housing member (140) provided with the compressor in the heating mode. (10) Hot gas bypass passage (18) in which the gas refrigerant on the discharge side flows toward the inlet side of the evaporator (28), and gas that is provided in the housing member (140) and passes through the hot gas bypass passage (18) A heating decompression device (17) for decompressing the refrigerant,
  In the hot gas bypass passage (18), a first passage portion (18b) having a bent passage shape located on the throttle passage inlet side of the heating decompression device (17) and bending the flow of the gas refrigerant, and a heating decompression device ( 17) a second passage portion (18c) that is located on the outlet side of the throttle passage and communicates with the direction of the throttle passage in a substantially straight line.
  A valve seat part (17a) is formed on the inlet side end face of the first passage part (18b),
  As valve means, it has heating valve means (16) for opening and closing the first passage portion (18b),
  The heating valve means (16) includes a valve body (16a) located in the inlet side space of the first passage portion (18b),
  The valve body (16a) opens and closes the first passage portion (18b) by operating in a direction in which the valve seat portion (17a) is crimped to and separated from the valve seat portion (17a) in the inlet side space,
  The first passage portion (18b) has a shape that bends the refrigerant flow that coincides with the operation direction of the valve body (16a) at a right angle toward the throttle passage inlet side of the heating decompression device (17),
  The diameter of the second passage portion (18c) is larger than the diameter of the throttle passage of the heating decompression device (17).And
  Further, the housing member (140) is provided with a low-pressure passage (70) that communicates with the outlet side of the second passage portion (18c) and a connection passage (43) that forms a connection to the inlet side of the evaporator (28). And
  The outlet side of the second passage portion (18c) communicates with the connection passage (43) by the low pressure passage (70),
  The low-pressure passage (70) and the connection passage (43) are formed in the same direction as the throttle passage and the second passage portion (18c) with a diameter larger than the diameter of the second passage portion (18c).It is characterized by that.
[0025]
  According to this, in the first passage portion (18b) located on the inlet side of the throttle passage of the heating decompression device (17).Bending the refrigerant flow at right anglesSince the bent passage shape is formed, the high-pressure refrigerant whose flow rate is not increased before the pressure reduction passes through the bent passage portion. Therefore, even when a collision occurs due to the bending of the refrigerant flow in the first passage portion (18b), both the collision speed and the turbulent energy can be suppressed to a small state.
[0026]
  Moreover, since the second passage portion (18c) having a diameter larger than that of the throttle passage is communicated substantially linearly with the outlet side of the throttle passage of the heating decompression device (17), the second passage portion (18c ) Does not face the outlet end of the throttle passage of the heating decompression device (17).
  In addition, the low pressure passage (70) that communicates with the outlet side of the second passage portion (18c) and the connection passage (43) that forms a connection portion to the inlet side of the evaporator (28) include the second passage portion (18c). Are formed in the same direction as the throttle passage and the second passage portion (18c), and the wall surfaces of the low pressure passage (70) and the connection passage (43) are the heating decompression device ( It does not face the outlet end of the throttle passage of 17).
  As a result, the gas jet flow ejected at a high speed from the heating decompression device (17) becomes the second passage portion (18c)., Low pressure passage (70) and connection passage (43)The phenomenon that it collides with the wall surface does not occur.
[0027]
As described above, even when the bent passage portion is formed in the hot gas bypass passage 18, the refrigerant passing sound accompanying the bending of the refrigerant flow can be effectively reduced.
[0030]
  Claim2In the invention described in claim1In the present invention, at least the inlet portion of the second passage portion (18c) is formed in a tapered shape whose passage area increases toward the downstream side of the refrigerant flow.
[0031]
As a result, the passage area of the second passage portion (18c) located on the outlet side of the throttle passage of the heating pressure reducing device (17) is gradually increased by the taper shape, so that the sudden decrease in the refrigerant pressure at the throttle passage outlet is alleviated can do. As a result, it is possible to suppress a rapid increase in the refrigerant flow rate due to a rapid decrease in the refrigerant pressure immediately after the throttle passage of the heating decompression device (17). At the same time, it is possible to suppress an increase in turbulent flow accompanying a rapid increase in the refrigerant flow rate.
[0032]
  Therefore, the claims2According to this, it is possible to further suppress the refrigerant passing sound in the heating mode by suppressing the rapid increase in the refrigerant flow rate immediately after the throttle passage.
[0033]
  Claim3In the invention described in claim1In the present invention, the throttle passage of the heating decompression device (17) is constituted by a plurality of minute holes (170) opened in parallel.
[0034]
According to this, by arranging the plurality of minute holes (170) uniformly on the passage cross section of the second passage portion (18c), the refrigerant flow after decompression is even on the passage cross section of the second passage portion (18c). Can be formed.
[0035]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a refrigeration cycle apparatus for vehicle air conditioning according to a first embodiment. A compressor 10 is driven by a vehicle engine 12 via an electromagnetic clutch 11. A valve device 14 is provided in the discharge pipe 13 of the compressor 10.
[0037]
This valve device 14 includes a solenoid housing 15 that opens and closes a cooling passage, a differential pressure valve 16 that opens and closes a heating passage, a heating pressure reducing device 17, and a check valve 21 by a common housing member 140. The details will be described later with reference to FIG. A hot gas bypass passage 18 is formed inside the valve device 14, and a heating differential pressure valve 16 and a heating pressure reducing device 17 are provided in the hot gas bypass passage 18. The electromagnetic valve 15 constitutes a cooling valve means, and the differential pressure valve 16 constitutes a heating valve means.
[0038]
The discharge pipe 13 of the compressor 10 is connected to the refrigerant inlet side of the condenser 19 via the cooling electromagnetic valve 15 of the valve device 14. A cooling decompression device 20 is connected to the refrigerant outlet side of the condenser 19. This cooling decompression device 20 is constituted by a fixed throttle in this example. Specifically, as the fixed throttle, a pipe having a small diameter (for example, about φ1.2 to 1.3 mm) is made to have a predetermined length, thereby causing pressure loss. The capillary tube which generates is used. The condenser 19 is cooled by the outside air cooling air blown by the electric cooling fan 19a.
[0039]
The valve device 14 can be attached and fixed to an appropriate portion (for example, an upper side plate) of the condenser 19 via an appropriate mounting bracket (not shown), whereby the condenser 19 and the valve device 14 can be fixed. It can be integrated in advance before mounting on the vehicle.
[0040]
The check valve 21 is connected between the outlet side of the heating pressure reducing device 17 and the outlet side of the cooling pressure reducing device 20 in the hot gas bypass passage 18 and from the hot gas bypass passage 18 to the condenser 19 in the heating mode. It is a backflow prevention means for preventing the refrigerant from flowing back to the side. The hot gas bypass passage 18 is an extremely short passage from the inlet portion of the heating differential pressure valve 16 to the outlet portion of the heating pressure reducing device 17 inside the valve device 14.
[0041]
Then, the outlet portion of the hot gas bypass passage 18 and the outlet portion of the check valve 21 are joined together, and this joining portion is coupled to one inlet-side low-pressure pipe 22, and this one low-pressure pipe 22 is connected to the dashboard. 23 is passed through the hole 23 and piped into the passenger compartment 25. Here, the dashboard 23 partitions the engine room 24 and the vehicle interior 25 of the vehicle.
[0042]
An air conditioning unit 26 is disposed below an instrument panel (not shown) in front of the vehicle interior 25, and an evaporator 28 is disposed in the air conditioning unit 26 on the downstream side of the air blower 27 for air conditioning. A hot water heating heater core 29 is disposed further downstream of the evaporator 28.
[0043]
The low-pressure pipe 22 is coupled to the refrigerant inlet of the evaporator 28, and an outlet-side low-pressure pipe 30 is connected to the refrigerant outlet of the evaporator 28. The outlet-side low-pressure pipe 30 passes through the dashboard 23 and is connected to the engine. It is piped to the room 24 side and connected to the inlet of the accumulator 31 in the engine room 24, and the outlet of the accumulator 31 is connected to the suction port of the compressor 10 through the suction pipe 32.
[0044]
As is well known, the accumulator 31 separates the gas-liquid refrigerant flowing from the outlet side low-pressure pipe 30 of the evaporator 28 and stores the liquid refrigerant. The accumulator 31 sucks the gas refrigerant into the compressor 10 and supplies lubricating oil. In order to return to the compressor 10, a part of the liquid refrigerant near the bottom of the accumulator tank is sucked into the compressor 10.
[0045]
In the air conditioning unit 26, the evaporator 28 cools the air (air inside the vehicle or outside air) blown by the air conditioning blower 27 in the cooling mode (or when dehumidification is necessary) by absorbing the refrigerant evaporation latent heat, Further, in the winter heating mode, the evaporator 28 functions as a radiator because the high-temperature refrigerant gas (hot gas) from the hot gas bypass passage 18 flows in and heats the air.
[0046]
Further, warm water (cooling water) of the vehicle engine 12 circulates in the heater core 29 by a hot water pump (not shown) driven by the engine, thereby heating the air after passing through the evaporator using the hot water as a heat source. The conditioned air is blown out from the air outlet (not shown) provided on the downstream side of the heater core 29 to the vehicle interior 25.
[0047]
The cooling electromagnetic valve 15 is opened and closed by being energized by a control signal from the air conditioning electronic control device 33. In addition to the cooling electromagnetic valve 15, the operation of electrical devices such as the electromagnetic clutch 11, the condenser electric cooling fan 19 a, and the air conditioning electric blower 27 is also controlled by a control signal from the air conditioning electronic control device 33. As is well known, the air conditioning electronic control device 33 receives a detection signal of a sensor group 33a for detecting a vehicle environmental condition, an operation signal of an operation member 33c of the air conditioning operation panel 33b, and the like.
[0048]
Next, a specific configuration of the valve device 14 will be described with reference to FIG. The housing member 140 of the valve device 14 is formed in a rectangular parallelepiped shape using a metal material such as aluminum or brass, and the first and second passages 41 and 42 are opened on one end side (right side in FIG. 2) of the housing member 140. The third and fourth passages 43 and 44 are opened on the other end side (left side in FIG. 2).
[0049]
The first passage 41 is connected to the discharge side of the compressor 10, and the second passage 42 is connected to the inlet side of the condenser 19. The third passage 43 is connected to the inlet side of the evaporator 28, and the fourth passage 44 is connected to the outlet side of the condenser 19 via the cooling decompression device 20. These first to fourth passages 41 to 44 are also indicated by black dots at corresponding portions in FIG.
[0050]
The electromagnetic valve 15 includes a valve body 15a for opening and closing a high-pressure passage 45 between the first passage 41 (compressor 10 discharge side) and the second passage 42 (condenser 19 inlet side), and a spring on the valve body 15a. A spring 15b for applying a force, an electromagnetic coil 15c for generating an electromagnetic force for displacing the valve body 15a against the spring force of the spring 15b, and the like are provided.
[0051]
In FIG. 2, for simplicity of illustration, the solenoid valve 15 is shown as a direct acting type, but the valve body 15a requires a large driving force to open and close the high pressure passage 45, so in practice, A sub-valve element (pilot valve) driven by the electromagnetic force of the electromagnetic coil 47 and a main valve element (corresponding to the valve element 15a) that opens and closes the high-pressure passage 45 by being displaced with the displacement of the sub-valve element. The solenoid valve 15 is composed of a pilot solenoid valve having the same.
[0052]
FIG. 2 shows when the electromagnetic valve 15 is closed. When the electromagnetic valve 15 is closed, the electromagnetic coil 15c is energized, and the valve body 15a is pressure-bonded to the valve seat 45a of the high-pressure passage 45 by the electromagnetic force of the electromagnetic coil 15c. 45 is closed. On the other hand, when the energization to the electromagnetic coil 15c is interrupted, the valve body 15a moves upward in FIG. 2 due to the spring force of the spring 15b and is separated from the valve seat 45a of the high-pressure passage 45, thereby opening the high-pressure passage 45. Open state.
[0053]
Next, the differential pressure valve 16 will be described. The differential pressure valve 16 is opened when the electromagnetic valve 15 is closed (FIG. 2), and is closed when the electromagnetic valve 15 is opened. Therefore, the differential pressure valve 16 is configured as follows.
[0054]
The differential pressure valve 16 has a first chamber 60 and a second chamber 61 located on the upper side and the lower side thereof, and the upper first chamber 60 is formed around the communication hole 62 and the valve body 15a of the electromagnetic valve 15. The refrigerant pressure on the discharge side of the compressor is introduced into the first passage 41 through the space. The second chamber 61 on the lower side communicates with the second passage 42 via the communication hole 63 and the high pressure passage 45, and the refrigerant pressure on the inlet side of the condenser 19 is introduced.
[0055]
A cylindrical valve body 16a of the differential pressure valve 16 is disposed in the first chamber 60 so as to be slidable in the vertical direction. The first chamber 60 and the second chamber 61 are hermetically partitioned by the large diameter portion 16b of the valve body 16a. In the second chamber 61, a spring 16c that generates a spring force for pressing the valve body 16a toward the valve seat portion 17a of the heating pressure reducing device 17 is disposed. The heating decompression device 17 is configured by a fixed throttle composed of a small-diameter throttle passage. Specifically, the throttle passage diameter d (FIG. 3) of the heating decompressor 17 is, for example, about φ2.4 mm.
[0056]
Here, the operation of the differential pressure valve 16 will be described. When the solenoid valve 15 is in a closed state (FIG. 2), the refrigerant pressure on the discharge side of the compressor 10 is transferred through the first passage 41 and the communication hole 62. 16 first chambers 60 are introduced. However, since the high pressure passage 45 on the downstream side of the valve body 15a is shut off from the high pressure side of the refrigeration cycle by closing the solenoid valve 15, the pressure in the high pressure passage 45, that is, the pressure in the second chamber 61 is on the discharge side of the compressor 10. The pressure drops to a pressure significantly lower than the refrigerant pressure.
[0057]
As a result, the pressure difference between the first chamber 60 and the second chamber 61 of the differential pressure valve 16 becomes equal to or higher than a set pressure (for example, 0.49 MPa) set by the spring force of the compression coil spring 16c. The valve body 16a moves downward due to the pressure difference to open the valve seat portion 17a of the heating decompression device 17, and the differential pressure valve 16 is opened.
[0058]
On the other hand, when the electromagnetic valve 15 is opened, the pressure of the high pressure passage 45 downstream of the electromagnetic valve 15 is introduced into the second chamber 61 of the differential pressure valve 16 through the communication hole 63. At the same time, the refrigerant pressure on the discharge side of the compressor 10 is introduced into the first chamber 60 of the differential pressure valve 16 through the first passage 41 and the communication hole 62.
[0059]
At this time, the pressure in the high pressure passage 45 is lower by a predetermined value than the pressure in the first passage 41 due to the restriction in the valve seat 45a, but the force in the valve opening direction (downward) of the valve body 16a due to this pressure difference. The spring force of the spring 16c is set so that the force in the valve closing direction (upward direction) of the valve body 16a due to the spring force of the spring 16c becomes larger. For this reason, when the solenoid valve 15 is opened, the valve body 16a of the differential pressure valve 16 is pressed against the valve seat portion 17a of the heating pressure reducing device 17 by the spring force of the spring 16c to be closed.
[0060]
Next, the hot gas bypass passage 18 will be described. The hot gas bypass passage 18 is in a direction perpendicular to the direction of the throttle passage (vertical direction in FIG. 2) immediately after the throttle passage of the heating decompression device 17 (horizontal direction in FIG. 2). ). With this right-angled passage arrangement, an opposing wall surface 18 a is formed in the hot gas bypass passage 18 so as to face the outlet end of the throttle passage of the heating decompression device 17.
[0061]
Here, the passage diameter D (FIG. 3) of the hot gas bypass passage 18 is set to be at least twice the throttle passage diameter d of the heating decompression device 17, that is, D ≧ 2d. Therefore, the distance L (FIG. 3) between the opposing wall surface 18a of the hot gas bypass passage 18 and the outlet end of the throttle passage of the heating decompression device 17 is also more than twice the throttle passage diameter d of the heating decompression device 17, That is, the relationship is set such that L ≧ 2d.
[0062]
Therefore, if the throttle passage diameter d of the heating pressure reducing device 17 is, for example, φ2.4 mm as described above, the passage diameter D and the distance L of the hot gas bypass passage 18 are 4.8 mm or more.
[0063]
The right-angled passage arrangement described above unifies the valve body operating directions of the valves 15, 16, and 21 in the same housing member 140 in the same direction (vertical direction in FIG. 2), and the valve device 14 (housing member). 140), the passage directions of the first to fourth passages 41 to 44, which are connected to the external refrigerant passage, are employed to unify the valve body operation direction and the direction perpendicular to the valve body operation direction (left and right direction in FIG. 2).
[0064]
The outlet side of the hot gas bypass passage 18 communicates with the third passage 43. On the other hand, the fourth passage 44 joins the downstream portion of the hot gas bypass passage 18 via the low pressure passage 70 and communicates with the third passage 43. A check valve 21 is provided in the low-pressure passage 70 to prevent the refrigerant in the hot gas bypass passage 18 from flowing to the fourth passage 44 side.
[0065]
The check valve 21 includes a disc-shaped valve body 21a, a shaft portion 21b having one end coupled to the valve body 21a, and a stopper portion 21c coupled to the other end of the shaft portion 21b. It is configured. The shaft portion 21b is slidably fitted into the passage hole of the valve seat portion 70a of the low pressure passage 70.
[0066]
FIG. 2 shows the closed state of the check valve 21. When the heating differential pressure valve 16 is opened, the inlet pressure of the low pressure passage 70 (pressure on the fourth passage 44 side) <the outlet pressure of the low pressure passage 70 (third passage). Therefore, the valve body 21a is pressed against the valve seat portion 70a of the low pressure passage 70 as shown in FIG. 2, and the check valve 21 is closed.
[0067]
On the other hand, when the heating differential pressure valve 16 is closed, a forward pressure state in which the inlet pressure of the low pressure passage 70 (the pressure on the fourth passage 44 side)> the outlet pressure of the low pressure passage 70 (the pressure on the third passage 43 side) occurs. Therefore, the valve body 21a is separated from the valve seat portion 70a of the low pressure passage 70 and moves upward in FIG. As a result, the check valve 21 is opened. In the valve open state, the stopper portion 21c is locked to the wall portion of the valve seat portion 70a, whereby the valve opening position of the check valve 21 is defined and held at a predetermined position.
[0068]
Next, the operation of the first embodiment in the above configuration will be described. Now, when the cooling mode is selected by the operation member 33c of the air conditioning operation panel 33b, the electromagnetic clutch 11 is energized and the electromagnetic clutch 11 is connected, and the compressor 10 is driven by the vehicle engine 12. When the cooling mode is selected, the electromagnetic coil 15c of the electromagnetic valve 15 is deenergized by the control signal from the air conditioning electronic control device 33.
[0069]
Thereby, in the solenoid valve 15, the valve body 15a moves upward from the position of FIG. 2 by the spring force of the spring 15b, opens the high pressure passage 45, and the solenoid valve 15 is opened. As a result, in the differential pressure valve 16, the pressure difference between the first chamber 60 and the second chamber 61 becomes small, and the valve body 16a of the differential pressure valve 16 is moved to the valve seat portion 17a of the heating pressure reducing device 17 by the spring force of the spring 16c. By pressure bonding, the differential pressure valve 16 maintains the closed state.
[0070]
Then, the discharge gas refrigerant of the compressor 10 passes from the first passage 41 of the valve device 14 through the high-pressure passage 45, flows out of the valve device 14 from the second passage 42, and flows into the condenser 19. In the condenser 19, the refrigerant is cooled and condensed by the outside air blown by the cooling fan 19a.
[0071]
Then, the condensed refrigerant after passing through the condenser is decompressed by the cooling decompression device 20 configured by a fixed throttle, and becomes a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state. Next, the low-pressure refrigerant flows into the valve device 14 from the fourth passage 44 again. At this time, the forward pressure acts on the check valve 21 of the low pressure passage 70 to open the check valve 21. Accordingly, the low-pressure refrigerant passes through the low-pressure passage 70 and flows out from the third passage 43 to the outside of the valve device 14, and further passes through the low-pressure pipe 22 and flows into the evaporator 28.
[0072]
In this evaporator 28, the low-pressure refrigerant absorbs heat from the conditioned air blown by the blower 27 and evaporates. The conditioned air cooled by the evaporator 28 is blown out into the passenger compartment 25 to cool the passenger compartment 25. The gas refrigerant evaporated in the evaporator 28 is separated in the accumulator 31 by the density difference between the gas refrigerant and the liquid refrigerant, and the gas refrigerant is sucked into the compressor 10. At the same time, a small amount of liquid refrigerant accumulated in the lower side of the accumulator 31 is sucked into the compressor 10 together with the lubricating oil.
[0073]
On the other hand, when the heating mode of the hot gas heater is selected in winter, the electromagnetic clutch 11 is energized by the control signal of the air conditioning electronic control device 33 and the compressor 10 is driven by the vehicle engine 12. When the heating mode is selected, the electromagnetic coil 15c of the electromagnetic valve 15 is energized by a control signal from the air conditioning electronic control device 33.
[0074]
Thereby, the valve body 15a of the electromagnetic valve 15 is pressure-bonded to the valve seat 45a of the high pressure passage 45 as shown in FIG. 2 to close the high pressure passage 45, and the electromagnetic valve 15 is closed. As a result, in the differential pressure valve 16, the pressure difference of the pressure in the first chamber 60> the pressure in the second chamber 61 increases abruptly. When this pressure difference exceeds the set pressure, the valve body 16a of the differential pressure valve 16 is moved to the spring 16c. It moves downward against the spring force of the valve and separates from the valve seat portion 17a of the heating decompressor 17. Thereby, the differential pressure valve 16 is opened as shown in FIG. 2, and the throttle passage constituting the heating decompression device 17 is opened, so that the hot gas bypass passage 18 is opened.
[0075]
Accordingly, the high-temperature and high-pressure discharge gas refrigerant (superheated gas refrigerant) of the compressor 10 passes through the first passage 41 of the valve device 14, the communication hole 62, and the first chamber 60 through the throttle passage of the heating decompression device 17. Thereby, the discharge gas refrigerant of the compressor 10 is decompressed to a predetermined pressure by the heating decompressor 17.
[0076]
Thereafter, the decompressed gas refrigerant passes through the hot gas bypass passage 18 and flows out from the third passage 43 to the outside of the valve device 14, and further passes through the low-pressure pipe 22 and flows into the evaporator 28. In the evaporator 28, the high-temperature gas refrigerant dissipates heat to the blown air and heats the blown air. The air heated by the evaporator 28 is heated again by the hot water heat source by the heater core 29 and then blown out into the passenger compartment.
[0077]
On the other hand, the gas refrigerant radiated by the evaporator 28 passes through the accumulator 31 and is then sucked into the compressor 10 and compressed again. In the heating mode, the pressure in the hot gas bypass passage 18 is greater than the pressure in the fourth passage 44. Therefore, the valve body 21a of the check valve 21 moves downward from the valve opening position, and the low pressure passage as shown in FIG. Crimp to 70 valve seat part 70a. As a result, the check valve 21 is closed. Therefore, it is possible to suppress the hot gas refrigerant in the hot gas bypass passage 18 from flowing back to the condenser 19 through the low-pressure passage 70 and the cooling decompression device 20 and retaining the refrigerant in the condenser 19 (stagnation phenomenon).
[0078]
By the way, at the time of heating mode, compressor discharge gas refrigerant is pressure-reduced rapidly by the throttle passage of the heating decompression device 17, and it ejects from a throttle passage at high speed. At that time, since the hot gas bypass passage 18 is arranged in a direction perpendicular to the throttle passage of the heating decompression device 17, a phenomenon that a high-speed gas jet flow collides with the opposing wall surface 18 a of the hot gas bypass passage 18. Will occur.
[0079]
Therefore, in the present embodiment, the hot gas bypass passage 18 is set such that the passage diameter D (FIG. 3) is more than twice the throttle passage diameter d of the heating decompression device 17 (D ≧ 2d). The distance L between the opposing wall surface 18a of the gas bypass passage 18 and the outlet end of the throttle passage of the heating decompression device 17 is more than twice the throttle passage diameter d of the heating decompression device 17 (L ≧ 2d). I have to.
[0080]
According to this, the opposing wall surface 18a can be kept away from the outlet end of the throttle passage of the heating decompression device 17, and the collision speed of the gas jet flow against the opposing wall surface 18a can be reduced. Due to the decrease in the collision speed, turbulent flow (vortex flow) caused by the perpendicular flow of the gas jet flow can be suppressed at the same time. Thus, the refrigerant passing sound can be effectively reduced by simultaneously reducing the collision speed of the gas jet flow and suppressing the turbulent flow.
[0081]
Next, the effect of reducing the refrigerant passing sound according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 4, the throttle passage diameter d of the heating decompressor 17 is fixed to φ2.4 mm, while the diameter D of the hot gas bypass passage 18 is φ3.2 mm, φ3.7 mm, φ4.0 mm, φ5.0 mm, φ7. The noise level of D = φ3.2 mm (passage diameter ratio D / d = 1.33) is taken as a reference when changing to 0.0 mm, and the effect of reducing the refrigerant passing sound is summarized.
[0082]
As can be understood from FIG. 4, D = φ5.0 mm (D / d = 2.08) and D = φ7 with respect to the reference comparative example of D = φ3.2 mm (D / d = 1.33). In the case of this embodiment with 0.0 mm (D / d = 2.92), it was confirmed that the refrigerant passing sound can be reduced by about 5 dB by reducing the collision speed and suppressing the turbulent energy. On the other hand, when D = φ4.0 mm (D / d = 1.67), it was confirmed that the effect of reducing the refrigerant passing sound was hardly obtained.
[0083]
In FIG. 4, the effect of reducing the refrigerant passing sound is based on the actually measured value of the refrigerant passing sound in the frequency range of 6 to 10 kHz, and is expressed by the sound pressure level difference (dB difference) from the reference comparative example. Yes.
[0084]
On the other hand, the collision velocity and turbulent energy are based on the flow analysis result by computer simulation, and the turbulent energy (m²/ S²) Is a half of the sum of the variance of each fluctuation velocity component that fluctuates around the average velocity, and is obtained by dividing the kinetic energy of the fluctuation velocity component per unit volume by the fluid density.
[0085]
FIG. 5 shows the relationship between the passage diameter ratio D / d and the turbulent energy, and FIG. 6 shows the relationship between the passage diameter ratio D / d and the collision speed. As can be seen from FIGS. 5 and 6, when the passage diameter ratio D / d is twice or more, both the effect of suppressing the turbulent energy and the effect of reducing the collision speed can be effectively exhibited.
[0086]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the passage configuration in which the hot gas bypass passage 18 is arranged in the direction perpendicular to the throttle passage outlet side of the heating decompression device 17 is adopted, but in the second embodiment, as shown in FIG. The hot gas bypass passage 18 includes a first passage portion 18b positioned on the inlet side of the throttle passage of the heating decompression device 17, and a second passage portion 18c positioned on the outlet side of the throttle passage of the heating decompression device 17, The first passage portion 18b is formed in a bent passage shape in which the refrigerant flow bends at a right angle.
[0087]
Since the inlet portion of the first passage portion 18b is opened and closed by the differential pressure valve 16, the passage direction of the inlet portion of the first passage portion 18b is the valve element operating direction of the refrigerant differential pressure valve 16 (the vertical direction in FIG. 7). ). Accordingly, the first passage portion 18b is configured to bend the refrigerant flow that coincides with the valve element operating direction of the refrigerant differential pressure valve 16 at a right angle. On the other hand, the 2nd channel | path part 18c is arrange | positioned so that it may communicate with the throttle path direction (left-right direction of FIG. 7) of the decompression device 17 for heating in a linear form.
[0088]
According to the second embodiment, the first passage portion 18b positioned on the inlet side of the throttle passage of the heating decompression device 17 forms a right-angled bending passage portion. It passes through a right-angled bending passage. For this reason, even when a collision occurs due to the perpendicular flow of the refrigerant in the first passage portion 18b, both the collision speed and the turbulent energy can be suppressed to a small state.
[0089]
In addition, since the second passage portion 18c communicates linearly with the outlet side of the throttle passage of the heating pressure reducing device 17, the wall surface of the second passage portion 18c faces the outlet end of the throttle passage of the heating pressure reduction device 17. There is nothing to do. As a result, the phenomenon that the gas jet flow ejected at a high speed from the heating decompressor 17 collides with the wall surface of the second passage portion 18c does not occur. As described above, even when a right-angled bending passage portion is formed in a part of the hot gas bypass passage 18 (first passage portion 18b), it is possible to effectively reduce the refrigerant passing sound caused by the right-angle flow of the refrigerant.
[0090]
(Third embodiment)
In the second embodiment, the second passage portion 18c that communicates linearly with the outlet side of the throttle passage of the heating decompression device 17 has a circular passage shape in which the passage area is kept constant. In the embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the second passage portion 18 c is tapered so that the passage area increases toward the downstream side of the refrigerant flow.
[0091]
FIG. 9 shows an example of specific dimensions of the third embodiment. The diameter of the first passage portion 18b of the hot gas bypass passage 18 is φ3.2 mm, the diameter of the throttle passage of the heating decompression device 17 is φ2.4 mm, The length of the throttle passage of the heating decompression device 17 is 3.5 mm, the length of the second passage portion 18 c is 6.5 mm, and the taper angle is 20 °.
[0092]
According to the third embodiment, the same operational effects as those of the second embodiment can be exhibited. In addition, since the passage area of the second passage portion 18c located on the outlet side of the throttle passage of the heating decompressor 17 is gradually increased due to the taper shape, it is possible to alleviate the sudden decrease in the refrigerant pressure at the outlet of the throttle passage. it can. As a result, it is possible to suppress a rapid increase in the refrigerant flow rate due to a rapid decrease in the refrigerant pressure immediately after the throttle passage of the heating decompression device 17. At the same time, it is possible to suppress an increase in turbulent flow accompanying a rapid increase in the refrigerant flow rate. Thereby, in 3rd Embodiment, the refrigerant | coolant passage sound at the time of heating mode can further be reduced rather than 2nd Embodiment.
[0093]
(Fourth embodiment)
In the second embodiment described above, the throttle passage of the heating decompression device 17 is formed by a single circular passage hole. In the fourth embodiment, as shown in FIGS. The throttle passage of the device 17 is formed by a plurality of minute holes 170 opened in parallel.
[0094]
FIG. 11B shows a planar arrangement shape of a plurality of minute holes 170 constituting the throttle passage of the heating pressure reducing device 17. In the example shown in the drawing, 4 around the one minute hole 170 in the center portion. It has a configuration in which the minute holes 170 are arranged at equal intervals.
[0095]
FIG. 11 shows an example of specific dimensions of the fourth embodiment, where the diameter of the first passage portion 18b of the hot gas bypass passage 18 is φ3.2 mm and the diameter of the second passage portion 18c is φ6 mm. Then, the diameter of the microhole 170 is set so that the total passage area of the five microholes 170 of the heating pressure reducing device 17 is the same as that of the throttle passage by the single hole of the second embodiment. It is. Specifically, when the diameter of the narrow passage by a single hole = φ2.4 mm, the diameter of the five minute holes 170 = φ1 mm.
[0096]
According to 4th Embodiment, the same effect as 2nd Embodiment mentioned above can be exhibited. In addition, since the throttle passage of the heating decompression device 17 is formed by a plurality of minute holes 170 that open in parallel, the refrigerant from the first passage portion 18b branches and flows to each of the plurality of minute holes 170. Thus, the pressure is reduced and flows to the second passage portion 18c.
[0097]
Accordingly, by arranging the plurality of minute holes 170 uniformly on the passage cross section of the second passage portion 18c as shown in FIG. 11B, the refrigerant flow after decompression is made uniform on the passage cross section of the second passage portion 18c. Can be formed.
[0098]
FIG. 12 shows the effect of reducing the collision speed according to the third and fourth embodiments in comparison with the comparative example. Here, the comparative example is the same as the comparative example of D / d = 1.33 in the uppermost stage of FIG. 4, and the third embodiment is designed with the specific dimensions of FIG. The form is designed with the specific dimensions of FIG.
[0099]
The collision speed according to the third and fourth embodiments is a collision speed due to a right-angle flow in the first passage portion 18b, and can be greatly reduced as compared with the comparative example. Further, the collision speed according to the third and fourth embodiments can be further reduced from the collision speed according to the first embodiment (FIG. 4).
[0100]
(Other embodiments)
In the first to fourth embodiments, the bending shape of the refrigerant passage before and after the throttle passage of the heating decompression device 17 is a right-angled bending shape. The present invention can be similarly applied to a large obtuse bent shape or an acute bent shape whose bending angle is smaller than a right angle.
[0101]
In the second to fourth embodiments, the second passage portion 18c positioned on the outlet side of the throttle passage of the heating decompression device 17 is communicated linearly with the direction of the throttle passage of the heating decompression device 17. However, the second passage portion 18c may be communicated with a slight angle with respect to the direction of the throttle passage of the heating decompression device 17.
[0102]
That is, the linear communication of the second passage portion 18c is not limited to a complete straight communication, but includes a communication with a minute inclination.
[0103]
Moreover, in said 1st-4th embodiment, although the pressure reduction apparatus 20 for cooling is comprised separately from the valve apparatus 14, the pressure reduction apparatus 20 for cooling is fixed with short passage length like an orifice and a nozzle. The cooling pressure reducing device 20 may be configured integrally with the inside of the housing member 140 of the valve device 14 by being configured by a throttle. In other words, a fixed throttle constituting the cooling decompression device 20 may be disposed in the fourth passage 44 portion of the housing member 140.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram of a refrigeration cycle apparatus for vehicle air conditioning according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the valve device according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a chart showing an effect of reducing refrigerant passing sound according to the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing an analysis result of turbulent energy according to the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the analysis result of the collision speed according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a valve device according to a second embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a valve device according to a third embodiment.
9 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a valve device according to a fourth embodiment.
11 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 12 is a chart showing the effect of reducing the collision speed according to the third and fourth embodiments.
FIG. 13 is a sectional view of a valve device according to the invention of the prior application.
[Explanation of symbols]
10 ... Compressor, 15 ... Solenoid valve (cooling valve means),
16 ... differential pressure valve (heating valve means), 17 ... heating decompression device,
18 ... Hot gas bypass passage, 18a ... Opposite wall surface, 18b ... First passage portion,
18c ... 2nd passage part, 19 ... condenser, 20 ... cooling decompression device, 21 ... check valve,
28 ... evaporator, 45 ... high pressure passage, 70 ... low pressure passage, 140 ... housing member.

Claims

The low pressure refrigerant decompressed by the cooling decompression device (20) evaporates in the evaporator (28) and cools the air, and the gas refrigerant on the discharge side of the compressor (10) is supplied to the evaporator (28). In the valve device used in the refrigeration cycle apparatus that switches between the heating mode that directly introduces and dissipates heat in the evaporator (28),
A housing member (140);
Valve means (15, 16) provided on the housing member (140) for switching the refrigerant flow between the cooling mode and the heating mode;
A hot gas bypass passage (18) provided in the housing member (140), in which the gas refrigerant on the discharge side of the compressor (10) flows toward the inlet side of the evaporator (28) in the heating mode;
A heating decompression device (17) provided in the housing member (140) for decompressing the gas refrigerant passing through the hot gas bypass passage (18);
The hot gas bypass passage (18) has a first passage portion (18b) which is located on the inlet side of the throttle passage of the heating decompression device (17) and has a bent passage shape for bending the flow of the gas refrigerant, and the heating A second passage portion (18c) that is positioned on the outlet side of the throttle passage of the pressure reducing device (17) and communicates substantially linearly with the direction of the throttle passage;
A valve seat part (17a) is formed on the inlet side end face of the first passage part (18b),
As the valve means, it has a heating valve means (16) for opening and closing the first passage portion (18b),
The heating valve means (16) includes a valve body (16a) positioned in the inlet side space of the first passage portion (18b),
The valve body (16a) opens and closes the first passage portion (18b) by operating in a direction in which the valve seat portion (16a) is crimped to and separated from the valve seat portion (17a) in the inlet side space. And
The first passage portion (18b) has a shape that bends the refrigerant flow that matches the operating direction of the valve body (16a) at a right angle toward the throttle passage inlet side of the heating decompression device (17),
Diameter of the second passage section (18c) has diameter larger than Kuna' the throttle passage of the heating decompression unit (17),
Further, the housing member (140) has a low pressure passage (70) communicating with an outlet side of the second passage portion (18c) and a connection passage (43) forming a connection portion to the inlet side of the evaporator (28). )
The outlet side of the second passage portion (18c) communicates with the connection passage (43) by the low pressure passage (70),
The low pressure passage (70) and the connection passage (43) have a diameter larger than the diameter of the second passage portion (18c) and are in the same direction as the throttle passage and the second passage portion (18c). The valve apparatus used for the refrigerating cycle apparatus characterized by being formed .

2. The valve device used in the refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein at least an inlet portion of the second passage portion (18 c) is formed in a tapered shape in which a passage area increases toward a downstream side of the refrigerant flow.

The valve device used for the refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein the throttle passage of the heating decompression device (17) is configured by a plurality of minute holes (170) opened in parallel.