JP4077340B2 - 絞り弁装置および空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、絞り弁装置および空気調和機に関し、特に、除湿モードを有する空気調和機で除湿用絞り弁として使用される絞り弁装置および空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
除湿運転を行える空気調和機として、室内熱交換器が２分割され、その２個の室内熱交換器間に、弁閉状態で絞り弁となる絞り弁装置（除湿用絞り弁、サイクルドライ弁）が設けられ、除湿運転時には、弁閉して絞り弁として作用する絞り弁装置の絞り通路を冷媒が流れることにより、２分割された室内熱交換器のうちの上流側の室内熱交換器を凝縮器、下流側の室内熱交換器を蒸発器とし、室内空気に対して下流側の室内熱交換器によって冷却・除湿を行い、上流側の室内熱交換器によって加熱を行い、空気温度を下げずに除湿を行うことができる除湿モード付きの空気調和機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述のような空気調和機では、除湿運転時に、サイクルドライ用の絞り弁装置が弁閉状態になり、絞り効果を得るために、絞り弁装置内の狭い絞り通路を冷媒が流れるため、冷媒流に乱れが生じる。このため、絞り弁装置が設置される室内機において、乱流に起因する振動が冷媒液中を伝播し、室内機の凝縮器、蒸発器が共鳴板として作用し、耳障りな冷媒擦過音（冷媒通過音）が発生する。このようなことは、圧縮機回転数の増加により冷媒循環流量が増加し、絞り弁装置内の絞り通路前後の圧力差が大きいほど顕著になり、不快騒音レベルが上昇する。
【０００４】
このことに鑑みて、絞り弁装置の絞り通路に、焼結金属等による多孔質部材を設けたり、多孔質部材によって絞り通路を構成したり、絞り通路の前後に多孔質部材を設けたりし、冷媒が多孔質部材を流れることにより整流化作用を得て冷媒擦過音を低減することが、既に提案されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−５１５１４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４６４９５号公報
【特許文献３】
特開２００２−３１０５４０号公報
【特許文献４】
特開２００２−３２３２７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一口に、絞り弁装置の絞り作用のもとに、凝縮器と蒸発器として作用する上流側の室内熱交換器と下流側の室内熱交換器とにより、除湿運転時に室温を変えずに除湿するといっても、それぞれの室内熱交換器において、どの程度の冷媒を凝縮し、蒸発させるかは、除湿運転の条件等によってさまざまである。
【０００７】
そのため、それぞれの室内熱交換器において、冷媒をかなり凝縮し、蒸発させるような除湿運転条件の場合には、絞り弁装置に流入する冷媒の凝縮液量が多く、ガス分が少ない状態となり、絞り要素（オリフィス）前後の圧力差が大きくなる。このため、絞り要素の前後に多孔質が配置されていることにより、整流化作用を得て冷媒擦過音が低減する従来の絞り弁装置では、多孔質部材によって充分な整流化作用を得えることが難しく、チリチリ、チュルチュル、シャーと云った冷媒擦過音の低減が充分に行われない。
【０００８】
このように、従来の絞り弁装置では、さまざまな除湿運転時条件に適合して充分な静音化を得ることができず、実際には、絞り弁装置のボティに遮音材を巻き付けたり、絞り弁装置の配管を防振ゴムで支承して振動音を吸収するような処理を施しているのが現状である。このため、絞り弁装置で発生する冷媒擦過音を少しでも少なくすることが要望されている。
【０００９】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、絞り動作時の冷媒擦過音の発生を低減し、さまざまな除湿運転時条件に適合して静音化でき、遮音材等による防音処置を必要としない静粛性に優れた絞り弁装置およびその絞り弁装置を用いた空気調和機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による絞り弁装置は、第１の入出口ポート、第２の入出口ポート、前記第１の入出口ポートと常時連通している弁室、前記弁室と前記第２の入出口ポートとの間に設けられた弁ポートを画定する弁ハウジングと、前記弁室内に設けられて前記弁ポートを開閉する弁体とを有する絞り弁装置において、前記弁体に弁閉状態において前記第１の入出口ポートと前記第２の入出口ポートとを連通接続する通路が形成され、前記通路にフィルタ要素と絞り要素が配置され、前記通路の最下流に、前記通路の内周面に沿って環状に形成されて該通路を通過する流体を前記通路の内周面に沿って環状に分散して噴出させる分散噴出流路が形成されている。
【００１１】
この発明による絞り弁装置では、弁閉状態においては、流体（気液混合流体）がフィルタ要素、絞り要素を通過し、流体が絞り要素を通過することにより、絞り効果（断熱膨張効果）が得られ、流体がフィルタ要素を通過することにより、液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）、乱流緩和作用（整流化作用）が得られる。そして、最後に、通路の最下流に通路の内周面に沿った環状に形成された分散噴出流路より流体が通路の内周面に沿って環状に分散して噴出する。この流体噴出は、該通路を通過する流体を通路の内周面に沿って環状に分散して行われるので、分散噴出流路より噴出した流体同士の衝突が少なくなる。これらのことにより、絞り動作時の騒音発生が低減し、静音化がよくなる。
【００１２】
この発明による絞り弁装置は、詳細構造として、前記分散噴出流路が、円形横断面形状をなした前記通路の最下流に当該通路の内径より小さい外径の円柱状部材が前記通路に同心配置され、前記通路の内周面と前記円柱状部材の外周面との間に形成された円環状の流体噴出流路からなる構造とすることができる。
【００１３】
この発明による絞り弁装置はまた、詳細構造として、前記分散噴出流路が、円形横断面形状をなした前記通路の最下流に当該通路の内周面に接するセレーション形状の外周面を有するセレーション部材が前記通路に同心配置されて、前記通路の内周面と前記セレーション部材の外周面との間に前記通路の内周面と前記セレーション部材のセレーション谷部とにより画定されて形成され、前記通路の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路からなる構造とすることができる。
【００１４】
この構造では、通路の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路からなる分散噴出流路からの流体噴出は、通路を通過する流体を通路内周面に沿って環状に分散して行われるだけでなく、通路内周面に沿った環状の噴出が多数に分散されて行われるので、分散噴出流路より噴出した流体同士の衝突がより少なくなり、より一層、絞り動作時の騒音発生が低減し、静音化がよくなる。
【００１５】
そして、セレーション部材としては、外周面を安価な製造方法であるローレット加工によりセレーション形状に形成された安価なものを用いることができる。
【００１７】
また、この発明による絞り弁装置では、前記絞り要素は中心部に単一オリフィス孔を有しているオリフィス部材により構成でき、また、前記フィルタ要素は、焼結多層金網、多孔性焼結金属、発泡金属あるいは金属多孔質体、プラスチック焼結多孔質体等の多孔質体により構成することができ、良好な液中ガス粒微細化作用、乱流緩和作用を得ることができる。
【００１８】
また、この発明による絞り弁装置は、前記絞り要素の上流側と下流側に各々前記フィルタ要素が配置され、前記絞り要素より下流側の前記フィルタ要素より更に下流側に前記分散噴出流路が形成されている。
【００１９】
この発明による絞り弁装置では、絞り要素より上流側のフィルタ要素が、専ら液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）を行い、絞り要素より下流側のフィルタ要素が、専ら乱流緩和作用（整流化作用）を行い、そして、通路の最下流に設けられて通路を通過する流体を分散して噴出させる分散噴出流路より流体が噴出することにより、噴出流体同士の衝突が少なくなる。これらのことにより、絞り動作時の騒音発生が低減し、静音化がよくなる。
【００２０】
また、この発明による絞り弁装置は、更に、前記弁室に露呈する前記弁体の外周囲に筒形フィルタ要素が装着され、前記絞り要素より上流側の前記フィルタ要素の外壁面が前記弁体に形成された複数個の径方向通路によって前記筒形フィルタ要素の内壁面に連通している。
【００２１】
この発明による絞り弁装置によれば、弁室側から、まず、筒形フィルタ要素を流体が流れることにより、流体流れ中のコンタミネーション等の混入物捕捉が行われる共に、液中ガス粒の微細化（細分化）が行われ、大きいガス粒を含む気液混合流体が絞り要素に流れることが防止される。このことによっても静音化が図られる。
【００２２】
また、この発明による空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、第１の室内熱交換器と、第２の室内熱交換器と、これらをループ接続する冷媒通路と、前記室外熱交換器と前記第１の室内熱交換器との間の冷媒通路に設けられた膨張弁とを有し、前記第１の室内熱交換器と前記第２の室内熱交換器との間に上述の発明による絞り弁装置が接続されているものである。
【００２３】
この発明による空気調和機によれば、絞り弁装置は、弁閉することにより、第１の室内熱交換器と第２の室内熱交換器との間で、絞り作用を行い、静粛性に優れた除湿用絞り弁として機能する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図８はこの発明による絞り弁装置１０の実施の形態１を示している。
【００２５】
図１に示されているように、絞り弁装置１０は金属製の弁ハウジング１１を有している。弁ハウジング１１は、第１の入出口ポート１２と、第２の入出口ポート１３と、第１の入出口ポート１２と常時直接連通している弁室１４と、弁室１４と第２の入出口ポート１３との間に設けられた弁ポート１５とを画定している。弁ポート１５の弁室１４の側の開口端周りには弁座部１６が画定されている。第１の入出口ポート１２と、第２の入出口ポート１３には各々継手管１７、１８が接続されている。
【００２６】
弁室１４には弁体２０が図にて上下方向（弁リフト方向）に移動可能に設けられている。弁体２０は、先端外周面２０Ａにて弁ポート１５の周りに画定されている弁座部１６に着座して弁ポート１５を閉じる弁閉位置（図示の位置）と、弁座部１６より離れて弁ポート１５の連通を確立する弁開位置との間に移動可能になっている。
【００２７】
弁ハウジング１１には電磁ソレノイド装置４０が取り付けられている。電磁ソレノイド装置４０は、吸引子レスタイプのものであり、弁ハウジング１１に固定された円筒状のプランジャチューブ４１と、プランジャチューブ４１内に画定されたプランジャ室４２に軸線方向に移動可能に嵌合したカップ形状のプランジャ４３と、プランジャチューブ４１の先端部に固定されたプラグ部材４４と、プランジャチューブ４１の外側にてボルト４５によりプラグ部材４４に連結されたコの字形の外凾４６と、プランジャチューブ４１の外周囲に固定された電磁コイル部４７と、プランジャ４３をプラグ部材４４側に付勢する圧縮コイルばね（弁開ばね）４８とにより構成されている。
【００２８】
弁室１４は弁ポート１５とは反対側（上側）にてプランジャチューブ４１の内側（プランジャ室４２）と直接連通している。弁体２０は、弁室１４およびプランジャチューブ４１の内側にあり、上部ステム部２０Ｂをプランジャ４３の底部にかしめ結合されている。これにより、弁体２０とプランジャ４３とが一体化連結され、弁体２０はプランジャ４３と一体的に上下方向（軸線方向）に移動する。
【００２９】
電磁ソレノイド装置４０は、電磁コイル部４７に通電が行われていない非通電時には、圧縮コイルばね４８のばね力によってプランジャ４３と共に弁体２０を上方（弁開方向）へ駆動する。これに対し、電磁コイル部４７に通電が行われている通電時には、プランジャ４３が圧縮コイルばね４８のばね力に抗して外凾４６の下側片部４６Ａの側に磁気的に吸引されることにより、弁体２０を下方（弁閉方向）へ駆動する。なお、図１は通電状態（弁閉状態）を示している。
【００３０】
すなわち、電磁ソレノイド装置４０は、非通電時には圧縮コイルばね４８のばね力により弁体２０を弁座部１６より引き離した弁開位置へ駆動し、通電時には圧縮コイルばね４８のばね力に抗して弁体２０を弁座部１６に着座させる弁閉位置へ駆動する常開型になっている。
【００３１】
弁体２０は弁ポート１５の真上位置にあり、弁体２０には弁閉状態において第１の入出口ポート１２と第２の入出口ポート１３とを連通接続する通路が形成されている。この通路は、弁ポート１５に向かい合う先端面（下底面）に開口した中空開口部２１によって与えられる。中空開口部２１は、円形横断面形状をなし、弁体２０の先端面にて弁ポート１５に向けて開口（下端開口２１Ａ）しており、上端閉の有底孔をなしている。
【００３２】
弁体２０の外周部には軸線方向中間部よりプランジャ４３との連結端側（上端側）に至る範囲に亘って周溝２２が形成されている。弁体２０には中空開口部２１の上端閉側と周溝２２の底部とを連通する複数個（６個）の径方向通路２３（図３参照）が形成されている。
【００３３】
周溝２２、径方向通路２３、中空開口部２１により、弁閉状態において、弁室１４、第１の入出口ポート１２と第２の入出口ポート１３とが連通する。
【００３４】
周溝２２には円筒フィルタ要素２４が嵌合装着されている。円筒フィルタ要素２４は、透過精度が１００μｍ程度の多孔質体により構成され、第１の入出口ポート１２より第２の入出口ポート１３へ流れる流体流（気液混合流体）の最上流位置にあって、流体流中の混入物捕捉と、気液混合流体中のガス粒の細分化を行う。円筒フィルタ要素２４は、多少目詰まりしても、当該フィルタにおける圧力損失が後述のオリフィス部材２６による圧力損失より大きくならないことを要求される。
【００３５】
円筒フィルタ要素２４を構成する多孔質体としては、ステンレス鋼、真鍮等による連続気孔構造の多孔性焼結金属（たとえば、ＳＭＣ（株）社製の焼結金属エレメント）、ニッケル、ニッケル・銅合金等による三次元網目状の発泡金属あるいは金属多孔質体（たとえば、住友電気工業（株）社製の商品名セルメット）、プラスチック粉末を原料として焼結成形した連続気孔構造のプラスチック焼結多孔質体（たとえば、染谷製作所製のプラスチック焼結多孔質体）、ステンレス鋼等による金網を数枚重ねて焼結した焼結多層金網等、ロングライフタイプの多孔質体等がある。なお、ここで云う発泡金属、金属多孔質体は、三次元網目状の発泡樹脂に導電処理を施し、これにニッケル、ニッケル・銅合金等を電気メッキしたものである。
【００３６】
中空開口部２１には、図２によく示されているように、下端開口２１Ａより、円盤状の上流側フィルタ要素２５、オリフィス部材２６、円盤状の下流側フィルタ要素２７、セレーション部材２８が順に挿入され、これらは座金２９を介してかしめ（かしめ部２０Ｃ）により弁体２０に固定されている。この構造により、図３によく示されているように、上流側フィルタ要素２５の外壁面が６個の径方向通路２３によって筒形フィルタ要素２４の内壁面に連通している。
【００３７】
オリフィス部材２６は、図４によく示されているように、中心部に単一オリフィス孔（絞り孔）２６Ａを有し、絞り作用を行う。流体がオリフィス部材２６の単一オリフィス孔（絞り孔）２６Ａを通過することにより、絞り作用を受け、断熱膨張する。
【００３８】
なお、オリフィス部材２６の上下両面、すなわち、上流側フィルタ要素２５あるいは下流側フィルタ要素２７との対接面には、図２に示されているように、上流側フィルタ要素２５あるいは下流側フィルタ要素２７と単一オリフィス孔２６Ａとの間に位置する拡大入口空間部２６Ｂ、拡大出口空間部２６Ｃを画定する大径凹部が形成されている。拡大入口空間部２６Ｂは上流側フィルタ要素２５より単一オリフィス孔２６Ａへ流れるオリフィス流量を確保し、拡大出口空間部２６Ｃは単一オリフィス孔２６Ａより下流側フィルタ要素２７へ流れるオリフィス流量を確保する。
【００３９】
上流側フィルタ要素２５、下流側フィルタ要素２７は、ともに多孔質体により構成され、図３及び図５にそれぞれよく示されているように、中空開口部２１と同心上に配置されている。なお、上流側フィルタ要素２５は、専ら液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）を行い、下流側フィルタ要素２７が、専ら乱流緩和作用（整流化作用）を行う。
【００４０】
上流側フィルタ要素２５、下流側フィルタ要素２７を構成する多孔質体としては、ステンレス鋼、真鍮等による連続気孔構造の多孔性焼結金属（たとえば、ＳＭＣ（株）社製の焼結金属エレメント）、ニッケル、ニッケル−銅合金による三次元網目状の発泡金属あるいは金属多孔質体（たとえば、住友電気工業（株）社製の商品名セルメット）、プラスチック粉末を原料として焼結成形した連続気孔構造のプラスチック焼結多孔質体（たとえば、染谷製作所製のプラスチック焼結多孔質体）、ステンレス鋼等による金網を数枚重ねて焼結した焼結多層金網等、ロングライフタイプの多孔質体等がある。
【００４１】
セレーション部材２８は、第１の入出口ポート１２と第２の入出口ポート１３とを連通接続する通路中を第１の入出口ポート１２より第２の入出口ポート１３へ流れる流体流（気液混合流体）の最下流位置にある。セレーション部材２８は、図６に示されているように、上記通路の最下流に位置する中空開口部２１の内周面に接する外周面を平目ローレット加工によりセレーション形状に形成されており、図６及び図８に示されているように、中空開口部２１の内周面との間に、各セレーション谷部で、多数の流体噴出流路２８Ａを画定している。多数の流体噴出流路２８Ａは、リングシャワノズルのように中空開口部２１の内周面に沿って円環状に配置されている。ローレット加工によれば、製造コストが易く、部品コストが安価になる。
【００４２】
座金２９は、図７に示されているように、脚片２９Ａによって中空開口部２１内に同心配置されるものであり、可及的に流体噴出流路２８Ａの通路障害にならない形状になっている。
【００４３】
つぎに、上述の構成による絞り弁装置１０の動作について説明する。
電磁ソレノイド装置４０に通電が行われていない状態では、圧縮コイルばね４８のばね力によってプランジャ４３と共に弁体２０が持ち上げられて弁体２０が弁座部１６より離れ、弁ポート１５が完全に開かれた全開の実質的な絞り作用がない弁開状態が得られる。
【００４４】
これに対し、電磁ソレノイド装置４０に通電が行われると、圧縮コイルばね４８のばね力に抗してプランジャ４３が外凾４６の下側片部４６Ａの側に磁気的に吸引され、弁体２０が弁閉方向へ駆動され、図１に示されているように、弁体２０が先端外周面２０Ａをもって弁座部１６に着座する。
【００４５】
この弁閉状態では、円筒フィルタ要素２４、複数個の径方向通路２３、上流側フィルタ要素２５、オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａ、下流側フィルタ要素２７、セレーション部材２８による多数の流体噴出流路２８Ａをもって弁室１４と第２の入出口ポート１３とが連通する。
【００４６】
第１の入出口ポート１２が高圧側で、第２の入出口ポート１３が低圧側である場合には、円筒フィルタ要素２４→各径方向通路２３→上流側フィルタ要素２５→オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａ→下流側フィルタ要素２７の順に冷媒等の流体が流れ、セレーション部材２８による各流体噴出流路２８Ａより流体が第２の入出口ポート１３へ向けて噴出する。
【００４７】
上述のように流体が流れることにより、まず、円筒状で表面積が大きい円筒フィルタ要素２４によって流体流れ中のコンタミネーションの捕捉が行われると共に液流中の気泡（ガス粒）の細分化が行われる。そして流体は、複数個の径方向通路２３を通り、分散された流れで上流側フィルタ要素２５に流入し、上流側フィルタ要素２５、オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａ、下流側フィルタ要素２７を順に通過する。
【００４８】
この流れにおいて、上流側フィルタ要素２５は、液中ガス粒の微細化、肥大化防止を行い、大きいガス粒を含んだ気液混合流体が単一オリフィス孔２６Ａに流入することを防止する。これにより、単一オリフィス孔２６Ａにおいて、ここを流れるガス粒が分裂することが防止され、分裂音の発生が防止される。
【００４９】
オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａを通過した流体は、絞り作用を受け、乱流を生じるが、これは、下流側フィルタ要素２７によって緩和され、整流化され、静音化が図られる。
【００５０】
その後、流体は、中空開口部２１の内周面に沿って円環状に配置された図６に示すような多数の流体噴出流路２８Ａの各々より分散して噴出する。この流体噴出は、中空開口部２１の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路により通路の内周面に沿って多数に分散して行われるので、各流体噴出流路２８Ａより噴出した流体同士が衝突することが少なく、静音化が図られる。
【００５１】
これにより、さまざまな除湿運転時条件に適合して静音化でき、遮音材等による防音処置を必要とすることなく、充分な静粛性が得られる。
【００５２】
図９〜図１１はこの発明による絞り弁装置１０の実施形態２の要部を示している。なお、図９〜図１１において、図１〜図８に対応する部分は、図１〜図８に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００５３】
図９に示されているように、この実施形態では、セレーション部材２８に代えて、円柱状部材３０が中空開口部２１に配置されている。円柱状部材３０は、図１０に示されているように、中空開口部２１の内径より少し小さい外径を有する円柱状部材であり、図１１に示されているように、中央のかしめ部３０Ａによって座金２９と同心位置にかしめ結合されていることにより、中空開口部２１内に同心配置される。
【００５４】
これにより、中空開口部２１の内周面と円柱状部材３０の外周面との間に、円環状の流体噴出流路３１が形成される。
【００５５】
この実施形態では、複数のルートに分散させた形態での噴出は行われないが、中空開口部２１の内周面に沿った円環状の流体噴出流路３１より流体が噴出するから、中空開口部２１の比較的中心付近に通過部分が集約される、単一オリフィス孔２６Ａ及び下流側フィルタ要素２７を通過した流体は、その後、流体噴出流路３１を通過する際に、中空開口部２１の中心付近から周縁付近に向けて放射状に分散する。これにより、流体噴出流路３１より噴出した流体同士の衝突が少なくなり、静音化が図られる。
【００５６】
図１２〜図１３はこの発明による絞り弁装置１０の実施形態３の要部を示している。なお、図１２〜図１３において、図１〜図８に対応する部分は、図１〜図８に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００５７】
図１２に示されているように、この実施形態では、セレーション部材２８を省略し、中空開口部２１の下端開口２１Ａを座金２９のかしめ取り付けにより塞いで下流側フィルタ要素２７の脱落を防止すると共に、座金２９の中心から偏倚した箇所に分散噴出孔２９Ｂ（図１３参照）を複数個（６個）貫設して、これらの分散噴出孔２９Ｂにより分散噴出流路を構成している。
【００５８】
この実施形態では、実施形態１の場合と同様に、複数のルートに分散させて流体の噴出が行われるので、各分散噴出孔２９Ｂより噴出した流体同士が衝突することが少なく、静音化が図られる。
【００５９】
図１４は上述した実施の形態１乃至３による絞り弁装置１０をサイクルドライ弁として組み込まれた空気調和機を示している。
【００６０】
この空気調和機は、圧縮機５０と、室外熱交換器５１と、第１の室内熱交換器５２と、第２の室内熱交換器５３と、これらをループ接続する冷媒通路５５〜６３と、室外熱交換器５１と第１の室内熱交換器５２との間の冷媒通路（５７〜５９）に設けられた膨張弁５４と、冷房モードと暖房モードとの切換のためにループ接続された冷媒通路５５〜６３における冷媒の流れ方向を反転する四方弁６５とを有している。
【００６１】
第１の室内熱交換器５２と第２の室内熱交換器５３との間の冷媒通路６０には絞り弁装置（サイクルドライ弁）１０が接続されている。
【００６２】
冷房モードでは、図１４にて実線の矢印で示されている方向に冷媒が循環し、絞り弁装置１０が弁開している状態で、冷房モードが得られ、絞り弁装置１０が弁閉している状態では、当該絞り弁装置１０が絞り弁として作用し、冷房サイクルドライモード（冷房時除湿）が得られる。
【００６３】
絞り弁装置１０は空気調和機の室内機に設けられるが、絞り弁装置１０には、上述したように、複数個のフィルタ要素と複数個の絞り要素とが交互に２段配置されているから、静粛性に優れ、冷房サイクルドライモードにおいて、耳障りな冷媒擦過音や、オリフィス通過直後のガス粒の間欠的な膨張破裂による騒音を生じることがない。
【００６４】
なお、暖房モードでは、図１４の矢印で示されている方向とは逆方向に冷媒が循環し、通常、絞り弁装置１０は弁開状態を維持する。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による絞り弁装置によれば、流体（気液混合流体）がフィルタ要素、絞り要素を通過し、流体が絞り要素を通過することにより、絞り効果（断熱膨張効果）が得られ、流体がフィルタ要素を通過することにより、液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）、乱流緩和作用（整流化作用）が得られ、そして、通路の最下流に形成された分散噴出流路より通路の内周面に沿って環状に分散して流体が噴出することにより、分散噴出流路より噴出した流体同士の衝突が少なくなり、これらのことにより、絞り動作時の騒音発生が低減し、さまざまな除湿運転時条件に適合して静音化でき、遮音材等による防音処置を必要とすることなく、充分な静粛性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による絞り弁装置の実施形態１を示す断面図である。
【図２】実施形態１の絞り弁装置の要部の拡大断面図である。
【図３】図２および図９のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２および図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２および図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】この発明による絞り弁装置で使用されるセレーション部材の斜視図である。
【図９】この発明による絞り弁装置の実施形態２の要部を示す拡大断面図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ断面図である。
【図１１】図９のＧ−Ｇ断面図である。
【図１２】この発明による絞り弁装置の実施形態３の要部を示す拡大断面図である。
【図１３】図１２のＨ−Ｈ断面図である。
【図１４】この発明による絞り弁装置が組み込まれた空気調和機を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 絞り弁装置
１１ 弁ハウジング
１２ 第１の入出口ポート
１３ 第２の入出口ポート
１４ 弁室
１５ 弁ポート
１６ 弁座部
２０ 弁体
２１ 中空開口部
２４ 円筒フィルタ要素
２５ 上流側フィルタ要素
２６ オリフィス部材
２７ 下流側フィルタ要素
２８ セレーション部材
２８Ａ 流体噴出流路
３０ 円柱状部材
３１ 流体噴出流路
４０ 電磁ソレノイド装置
４３ プランジャ
４７ 電磁コイル部
５０ 圧縮機
５１ 室外熱交換器
５２ 第１の室内熱交換器
５３ 第２の室内熱交換器
５４ 膨張弁
６５ 四方弁
【発明の属する技術分野】
この発明は、絞り弁装置および空気調和機に関し、特に、除湿モードを有する空気調和機で除湿用絞り弁として使用される絞り弁装置および空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
除湿運転を行える空気調和機として、室内熱交換器が２分割され、その２個の室内熱交換器間に、弁閉状態で絞り弁となる絞り弁装置（除湿用絞り弁、サイクルドライ弁）が設けられ、除湿運転時には、弁閉して絞り弁として作用する絞り弁装置の絞り通路を冷媒が流れることにより、２分割された室内熱交換器のうちの上流側の室内熱交換器を凝縮器、下流側の室内熱交換器を蒸発器とし、室内空気に対して下流側の室内熱交換器によって冷却・除湿を行い、上流側の室内熱交換器によって加熱を行い、空気温度を下げずに除湿を行うことができる除湿モード付きの空気調和機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述のような空気調和機では、除湿運転時に、サイクルドライ用の絞り弁装置が弁閉状態になり、絞り効果を得るために、絞り弁装置内の狭い絞り通路を冷媒が流れるため、冷媒流に乱れが生じる。このため、絞り弁装置が設置される室内機において、乱流に起因する振動が冷媒液中を伝播し、室内機の凝縮器、蒸発器が共鳴板として作用し、耳障りな冷媒擦過音（冷媒通過音）が発生する。このようなことは、圧縮機回転数の増加により冷媒循環流量が増加し、絞り弁装置内の絞り通路前後の圧力差が大きいほど顕著になり、不快騒音レベルが上昇する。
【０００４】
このことに鑑みて、絞り弁装置の絞り通路に、焼結金属等による多孔質部材を設けたり、多孔質部材によって絞り通路を構成したり、絞り通路の前後に多孔質部材を設けたりし、冷媒が多孔質部材を流れることにより整流化作用を得て冷媒擦過音を低減することが、既に提案されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−５１５１４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４６４９５号公報
【特許文献３】
特開２００２−３１０５４０号公報
【特許文献４】
特開２００２−３２３２７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一口に、絞り弁装置の絞り作用のもとに、凝縮器と蒸発器として作用する上流側の室内熱交換器と下流側の室内熱交換器とにより、除湿運転時に室温を変えずに除湿するといっても、それぞれの室内熱交換器において、どの程度の冷媒を凝縮し、蒸発させるかは、除湿運転の条件等によってさまざまである。
【０００７】
そのため、それぞれの室内熱交換器において、冷媒をかなり凝縮し、蒸発させるような除湿運転条件の場合には、絞り弁装置に流入する冷媒の凝縮液量が多く、ガス分が少ない状態となり、絞り要素（オリフィス）前後の圧力差が大きくなる。このため、絞り要素の前後に多孔質が配置されていることにより、整流化作用を得て冷媒擦過音が低減する従来の絞り弁装置では、多孔質部材によって充分な整流化作用を得えることが難しく、チリチリ、チュルチュル、シャーと云った冷媒擦過音の低減が充分に行われない。
【０００８】
このように、従来の絞り弁装置では、さまざまな除湿運転時条件に適合して充分な静音化を得ることができず、実際には、絞り弁装置のボティに遮音材を巻き付けたり、絞り弁装置の配管を防振ゴムで支承して振動音を吸収するような処理を施しているのが現状である。このため、絞り弁装置で発生する冷媒擦過音を少しでも少なくすることが要望されている。
【０００９】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、絞り動作時の冷媒擦過音の発生を低減し、さまざまな除湿運転時条件に適合して静音化でき、遮音材等による防音処置を必要としない静粛性に優れた絞り弁装置およびその絞り弁装置を用いた空気調和機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による絞り弁装置は、第１の入出口ポート、第２の入出口ポート、前記第１の入出口ポートと常時連通している弁室、前記弁室と前記第２の入出口ポートとの間に設けられた弁ポートを画定する弁ハウジングと、前記弁室内に設けられて前記弁ポートを開閉する弁体とを有する絞り弁装置において、前記弁体に弁閉状態において前記第１の入出口ポートと前記第２の入出口ポートとを連通接続する通路が形成され、前記通路にフィルタ要素と絞り要素が配置され、前記通路の最下流に、前記通路の内周面に沿って環状に形成されて該通路を通過する流体を前記通路の内周面に沿って環状に分散して噴出させる分散噴出流路が形成されている。
【００１１】
この発明による絞り弁装置では、弁閉状態においては、流体（気液混合流体）がフィルタ要素、絞り要素を通過し、流体が絞り要素を通過することにより、絞り効果（断熱膨張効果）が得られ、流体がフィルタ要素を通過することにより、液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）、乱流緩和作用（整流化作用）が得られる。そして、最後に、通路の最下流に通路の内周面に沿った環状に形成された分散噴出流路より流体が通路の内周面に沿って環状に分散して噴出する。この流体噴出は、該通路を通過する流体を通路の内周面に沿って環状に分散して行われるので、分散噴出流路より噴出した流体同士の衝突が少なくなる。これらのことにより、絞り動作時の騒音発生が低減し、静音化がよくなる。
【００１２】
この発明による絞り弁装置は、詳細構造として、前記分散噴出流路が、円形横断面形状をなした前記通路の最下流に当該通路の内径より小さい外径の円柱状部材が前記通路に同心配置され、前記通路の内周面と前記円柱状部材の外周面との間に形成された円環状の流体噴出流路からなる構造とすることができる。
【００１３】
この発明による絞り弁装置はまた、詳細構造として、前記分散噴出流路が、円形横断面形状をなした前記通路の最下流に当該通路の内周面に接するセレーション形状の外周面を有するセレーション部材が前記通路に同心配置されて、前記通路の内周面と前記セレーション部材の外周面との間に前記通路の内周面と前記セレーション部材のセレーション谷部とにより画定されて形成され、前記通路の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路からなる構造とすることができる。
【００１４】
この構造では、通路の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路からなる分散噴出流路からの流体噴出は、通路を通過する流体を通路内周面に沿って環状に分散して行われるだけでなく、通路内周面に沿った環状の噴出が多数に分散されて行われるので、分散噴出流路より噴出した流体同士の衝突がより少なくなり、より一層、絞り動作時の騒音発生が低減し、静音化がよくなる。
【００１５】
そして、セレーション部材としては、外周面を安価な製造方法であるローレット加工によりセレーション形状に形成された安価なものを用いることができる。
【００１７】
また、この発明による絞り弁装置では、前記絞り要素は中心部に単一オリフィス孔を有しているオリフィス部材により構成でき、また、前記フィルタ要素は、焼結多層金網、多孔性焼結金属、発泡金属あるいは金属多孔質体、プラスチック焼結多孔質体等の多孔質体により構成することができ、良好な液中ガス粒微細化作用、乱流緩和作用を得ることができる。
【００１８】
また、この発明による絞り弁装置は、前記絞り要素の上流側と下流側に各々前記フィルタ要素が配置され、前記絞り要素より下流側の前記フィルタ要素より更に下流側に前記分散噴出流路が形成されている。
【００１９】
この発明による絞り弁装置では、絞り要素より上流側のフィルタ要素が、専ら液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）を行い、絞り要素より下流側のフィルタ要素が、専ら乱流緩和作用（整流化作用）を行い、そして、通路の最下流に設けられて通路を通過する流体を分散して噴出させる分散噴出流路より流体が噴出することにより、噴出流体同士の衝突が少なくなる。これらのことにより、絞り動作時の騒音発生が低減し、静音化がよくなる。
【００２０】
また、この発明による絞り弁装置は、更に、前記弁室に露呈する前記弁体の外周囲に筒形フィルタ要素が装着され、前記絞り要素より上流側の前記フィルタ要素の外壁面が前記弁体に形成された複数個の径方向通路によって前記筒形フィルタ要素の内壁面に連通している。
【００２１】
この発明による絞り弁装置によれば、弁室側から、まず、筒形フィルタ要素を流体が流れることにより、流体流れ中のコンタミネーション等の混入物捕捉が行われる共に、液中ガス粒の微細化（細分化）が行われ、大きいガス粒を含む気液混合流体が絞り要素に流れることが防止される。このことによっても静音化が図られる。
【００２２】
また、この発明による空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、第１の室内熱交換器と、第２の室内熱交換器と、これらをループ接続する冷媒通路と、前記室外熱交換器と前記第１の室内熱交換器との間の冷媒通路に設けられた膨張弁とを有し、前記第１の室内熱交換器と前記第２の室内熱交換器との間に上述の発明による絞り弁装置が接続されているものである。
【００２３】
この発明による空気調和機によれば、絞り弁装置は、弁閉することにより、第１の室内熱交換器と第２の室内熱交換器との間で、絞り作用を行い、静粛性に優れた除湿用絞り弁として機能する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図８はこの発明による絞り弁装置１０の実施の形態１を示している。
【００２５】
図１に示されているように、絞り弁装置１０は金属製の弁ハウジング１１を有している。弁ハウジング１１は、第１の入出口ポート１２と、第２の入出口ポート１３と、第１の入出口ポート１２と常時直接連通している弁室１４と、弁室１４と第２の入出口ポート１３との間に設けられた弁ポート１５とを画定している。弁ポート１５の弁室１４の側の開口端周りには弁座部１６が画定されている。第１の入出口ポート１２と、第２の入出口ポート１３には各々継手管１７、１８が接続されている。
【００２６】
弁室１４には弁体２０が図にて上下方向（弁リフト方向）に移動可能に設けられている。弁体２０は、先端外周面２０Ａにて弁ポート１５の周りに画定されている弁座部１６に着座して弁ポート１５を閉じる弁閉位置（図示の位置）と、弁座部１６より離れて弁ポート１５の連通を確立する弁開位置との間に移動可能になっている。
【００２７】
弁ハウジング１１には電磁ソレノイド装置４０が取り付けられている。電磁ソレノイド装置４０は、吸引子レスタイプのものであり、弁ハウジング１１に固定された円筒状のプランジャチューブ４１と、プランジャチューブ４１内に画定されたプランジャ室４２に軸線方向に移動可能に嵌合したカップ形状のプランジャ４３と、プランジャチューブ４１の先端部に固定されたプラグ部材４４と、プランジャチューブ４１の外側にてボルト４５によりプラグ部材４４に連結されたコの字形の外凾４６と、プランジャチューブ４１の外周囲に固定された電磁コイル部４７と、プランジャ４３をプラグ部材４４側に付勢する圧縮コイルばね（弁開ばね）４８とにより構成されている。
【００２８】
弁室１４は弁ポート１５とは反対側（上側）にてプランジャチューブ４１の内側（プランジャ室４２）と直接連通している。弁体２０は、弁室１４およびプランジャチューブ４１の内側にあり、上部ステム部２０Ｂをプランジャ４３の底部にかしめ結合されている。これにより、弁体２０とプランジャ４３とが一体化連結され、弁体２０はプランジャ４３と一体的に上下方向（軸線方向）に移動する。
【００２９】
電磁ソレノイド装置４０は、電磁コイル部４７に通電が行われていない非通電時には、圧縮コイルばね４８のばね力によってプランジャ４３と共に弁体２０を上方（弁開方向）へ駆動する。これに対し、電磁コイル部４７に通電が行われている通電時には、プランジャ４３が圧縮コイルばね４８のばね力に抗して外凾４６の下側片部４６Ａの側に磁気的に吸引されることにより、弁体２０を下方（弁閉方向）へ駆動する。なお、図１は通電状態（弁閉状態）を示している。
【００３０】
すなわち、電磁ソレノイド装置４０は、非通電時には圧縮コイルばね４８のばね力により弁体２０を弁座部１６より引き離した弁開位置へ駆動し、通電時には圧縮コイルばね４８のばね力に抗して弁体２０を弁座部１６に着座させる弁閉位置へ駆動する常開型になっている。
【００３１】
弁体２０は弁ポート１５の真上位置にあり、弁体２０には弁閉状態において第１の入出口ポート１２と第２の入出口ポート１３とを連通接続する通路が形成されている。この通路は、弁ポート１５に向かい合う先端面（下底面）に開口した中空開口部２１によって与えられる。中空開口部２１は、円形横断面形状をなし、弁体２０の先端面にて弁ポート１５に向けて開口（下端開口２１Ａ）しており、上端閉の有底孔をなしている。
【００３２】
弁体２０の外周部には軸線方向中間部よりプランジャ４３との連結端側（上端側）に至る範囲に亘って周溝２２が形成されている。弁体２０には中空開口部２１の上端閉側と周溝２２の底部とを連通する複数個（６個）の径方向通路２３（図３参照）が形成されている。
【００３３】
周溝２２、径方向通路２３、中空開口部２１により、弁閉状態において、弁室１４、第１の入出口ポート１２と第２の入出口ポート１３とが連通する。
【００３４】
周溝２２には円筒フィルタ要素２４が嵌合装着されている。円筒フィルタ要素２４は、透過精度が１００μｍ程度の多孔質体により構成され、第１の入出口ポート１２より第２の入出口ポート１３へ流れる流体流（気液混合流体）の最上流位置にあって、流体流中の混入物捕捉と、気液混合流体中のガス粒の細分化を行う。円筒フィルタ要素２４は、多少目詰まりしても、当該フィルタにおける圧力損失が後述のオリフィス部材２６による圧力損失より大きくならないことを要求される。
【００３５】
円筒フィルタ要素２４を構成する多孔質体としては、ステンレス鋼、真鍮等による連続気孔構造の多孔性焼結金属（たとえば、ＳＭＣ（株）社製の焼結金属エレメント）、ニッケル、ニッケル・銅合金等による三次元網目状の発泡金属あるいは金属多孔質体（たとえば、住友電気工業（株）社製の商品名セルメット）、プラスチック粉末を原料として焼結成形した連続気孔構造のプラスチック焼結多孔質体（たとえば、染谷製作所製のプラスチック焼結多孔質体）、ステンレス鋼等による金網を数枚重ねて焼結した焼結多層金網等、ロングライフタイプの多孔質体等がある。なお、ここで云う発泡金属、金属多孔質体は、三次元網目状の発泡樹脂に導電処理を施し、これにニッケル、ニッケル・銅合金等を電気メッキしたものである。
【００３６】
中空開口部２１には、図２によく示されているように、下端開口２１Ａより、円盤状の上流側フィルタ要素２５、オリフィス部材２６、円盤状の下流側フィルタ要素２７、セレーション部材２８が順に挿入され、これらは座金２９を介してかしめ（かしめ部２０Ｃ）により弁体２０に固定されている。この構造により、図３によく示されているように、上流側フィルタ要素２５の外壁面が６個の径方向通路２３によって筒形フィルタ要素２４の内壁面に連通している。
【００３７】
オリフィス部材２６は、図４によく示されているように、中心部に単一オリフィス孔（絞り孔）２６Ａを有し、絞り作用を行う。流体がオリフィス部材２６の単一オリフィス孔（絞り孔）２６Ａを通過することにより、絞り作用を受け、断熱膨張する。
【００３８】
なお、オリフィス部材２６の上下両面、すなわち、上流側フィルタ要素２５あるいは下流側フィルタ要素２７との対接面には、図２に示されているように、上流側フィルタ要素２５あるいは下流側フィルタ要素２７と単一オリフィス孔２６Ａとの間に位置する拡大入口空間部２６Ｂ、拡大出口空間部２６Ｃを画定する大径凹部が形成されている。拡大入口空間部２６Ｂは上流側フィルタ要素２５より単一オリフィス孔２６Ａへ流れるオリフィス流量を確保し、拡大出口空間部２６Ｃは単一オリフィス孔２６Ａより下流側フィルタ要素２７へ流れるオリフィス流量を確保する。
【００３９】
上流側フィルタ要素２５、下流側フィルタ要素２７は、ともに多孔質体により構成され、図３及び図５にそれぞれよく示されているように、中空開口部２１と同心上に配置されている。なお、上流側フィルタ要素２５は、専ら液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）を行い、下流側フィルタ要素２７が、専ら乱流緩和作用（整流化作用）を行う。
【００４０】
上流側フィルタ要素２５、下流側フィルタ要素２７を構成する多孔質体としては、ステンレス鋼、真鍮等による連続気孔構造の多孔性焼結金属（たとえば、ＳＭＣ（株）社製の焼結金属エレメント）、ニッケル、ニッケル−銅合金による三次元網目状の発泡金属あるいは金属多孔質体（たとえば、住友電気工業（株）社製の商品名セルメット）、プラスチック粉末を原料として焼結成形した連続気孔構造のプラスチック焼結多孔質体（たとえば、染谷製作所製のプラスチック焼結多孔質体）、ステンレス鋼等による金網を数枚重ねて焼結した焼結多層金網等、ロングライフタイプの多孔質体等がある。
【００４１】
セレーション部材２８は、第１の入出口ポート１２と第２の入出口ポート１３とを連通接続する通路中を第１の入出口ポート１２より第２の入出口ポート１３へ流れる流体流（気液混合流体）の最下流位置にある。セレーション部材２８は、図６に示されているように、上記通路の最下流に位置する中空開口部２１の内周面に接する外周面を平目ローレット加工によりセレーション形状に形成されており、図６及び図８に示されているように、中空開口部２１の内周面との間に、各セレーション谷部で、多数の流体噴出流路２８Ａを画定している。多数の流体噴出流路２８Ａは、リングシャワノズルのように中空開口部２１の内周面に沿って円環状に配置されている。ローレット加工によれば、製造コストが易く、部品コストが安価になる。
【００４２】
座金２９は、図７に示されているように、脚片２９Ａによって中空開口部２１内に同心配置されるものであり、可及的に流体噴出流路２８Ａの通路障害にならない形状になっている。
【００４３】
つぎに、上述の構成による絞り弁装置１０の動作について説明する。
電磁ソレノイド装置４０に通電が行われていない状態では、圧縮コイルばね４８のばね力によってプランジャ４３と共に弁体２０が持ち上げられて弁体２０が弁座部１６より離れ、弁ポート１５が完全に開かれた全開の実質的な絞り作用がない弁開状態が得られる。
【００４４】
これに対し、電磁ソレノイド装置４０に通電が行われると、圧縮コイルばね４８のばね力に抗してプランジャ４３が外凾４６の下側片部４６Ａの側に磁気的に吸引され、弁体２０が弁閉方向へ駆動され、図１に示されているように、弁体２０が先端外周面２０Ａをもって弁座部１６に着座する。
【００４５】
この弁閉状態では、円筒フィルタ要素２４、複数個の径方向通路２３、上流側フィルタ要素２５、オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａ、下流側フィルタ要素２７、セレーション部材２８による多数の流体噴出流路２８Ａをもって弁室１４と第２の入出口ポート１３とが連通する。
【００４６】
第１の入出口ポート１２が高圧側で、第２の入出口ポート１３が低圧側である場合には、円筒フィルタ要素２４→各径方向通路２３→上流側フィルタ要素２５→オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａ→下流側フィルタ要素２７の順に冷媒等の流体が流れ、セレーション部材２８による各流体噴出流路２８Ａより流体が第２の入出口ポート１３へ向けて噴出する。
【００４７】
上述のように流体が流れることにより、まず、円筒状で表面積が大きい円筒フィルタ要素２４によって流体流れ中のコンタミネーションの捕捉が行われると共に液流中の気泡（ガス粒）の細分化が行われる。そして流体は、複数個の径方向通路２３を通り、分散された流れで上流側フィルタ要素２５に流入し、上流側フィルタ要素２５、オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａ、下流側フィルタ要素２７を順に通過する。
【００４８】
この流れにおいて、上流側フィルタ要素２５は、液中ガス粒の微細化、肥大化防止を行い、大きいガス粒を含んだ気液混合流体が単一オリフィス孔２６Ａに流入することを防止する。これにより、単一オリフィス孔２６Ａにおいて、ここを流れるガス粒が分裂することが防止され、分裂音の発生が防止される。
【００４９】
オリフィス部材２６の単一オリフィス孔２６Ａを通過した流体は、絞り作用を受け、乱流を生じるが、これは、下流側フィルタ要素２７によって緩和され、整流化され、静音化が図られる。
【００５０】
その後、流体は、中空開口部２１の内周面に沿って円環状に配置された図６に示すような多数の流体噴出流路２８Ａの各々より分散して噴出する。この流体噴出は、中空開口部２１の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路により通路の内周面に沿って多数に分散して行われるので、各流体噴出流路２８Ａより噴出した流体同士が衝突することが少なく、静音化が図られる。
【００５１】
これにより、さまざまな除湿運転時条件に適合して静音化でき、遮音材等による防音処置を必要とすることなく、充分な静粛性が得られる。
【００５２】
図９〜図１１はこの発明による絞り弁装置１０の実施形態２の要部を示している。なお、図９〜図１１において、図１〜図８に対応する部分は、図１〜図８に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００５３】
図９に示されているように、この実施形態では、セレーション部材２８に代えて、円柱状部材３０が中空開口部２１に配置されている。円柱状部材３０は、図１０に示されているように、中空開口部２１の内径より少し小さい外径を有する円柱状部材であり、図１１に示されているように、中央のかしめ部３０Ａによって座金２９と同心位置にかしめ結合されていることにより、中空開口部２１内に同心配置される。
【００５４】
これにより、中空開口部２１の内周面と円柱状部材３０の外周面との間に、円環状の流体噴出流路３１が形成される。
【００５５】
この実施形態では、複数のルートに分散させた形態での噴出は行われないが、中空開口部２１の内周面に沿った円環状の流体噴出流路３１より流体が噴出するから、中空開口部２１の比較的中心付近に通過部分が集約される、単一オリフィス孔２６Ａ及び下流側フィルタ要素２７を通過した流体は、その後、流体噴出流路３１を通過する際に、中空開口部２１の中心付近から周縁付近に向けて放射状に分散する。これにより、流体噴出流路３１より噴出した流体同士の衝突が少なくなり、静音化が図られる。
【００５６】
図１２〜図１３はこの発明による絞り弁装置１０の実施形態３の要部を示している。なお、図１２〜図１３において、図１〜図８に対応する部分は、図１〜図８に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００５７】
図１２に示されているように、この実施形態では、セレーション部材２８を省略し、中空開口部２１の下端開口２１Ａを座金２９のかしめ取り付けにより塞いで下流側フィルタ要素２７の脱落を防止すると共に、座金２９の中心から偏倚した箇所に分散噴出孔２９Ｂ（図１３参照）を複数個（６個）貫設して、これらの分散噴出孔２９Ｂにより分散噴出流路を構成している。
【００５８】
この実施形態では、実施形態１の場合と同様に、複数のルートに分散させて流体の噴出が行われるので、各分散噴出孔２９Ｂより噴出した流体同士が衝突することが少なく、静音化が図られる。
【００５９】
図１４は上述した実施の形態１乃至３による絞り弁装置１０をサイクルドライ弁として組み込まれた空気調和機を示している。
【００６０】
この空気調和機は、圧縮機５０と、室外熱交換器５１と、第１の室内熱交換器５２と、第２の室内熱交換器５３と、これらをループ接続する冷媒通路５５〜６３と、室外熱交換器５１と第１の室内熱交換器５２との間の冷媒通路（５７〜５９）に設けられた膨張弁５４と、冷房モードと暖房モードとの切換のためにループ接続された冷媒通路５５〜６３における冷媒の流れ方向を反転する四方弁６５とを有している。
【００６１】
第１の室内熱交換器５２と第２の室内熱交換器５３との間の冷媒通路６０には絞り弁装置（サイクルドライ弁）１０が接続されている。
【００６２】
冷房モードでは、図１４にて実線の矢印で示されている方向に冷媒が循環し、絞り弁装置１０が弁開している状態で、冷房モードが得られ、絞り弁装置１０が弁閉している状態では、当該絞り弁装置１０が絞り弁として作用し、冷房サイクルドライモード（冷房時除湿）が得られる。
【００６３】
絞り弁装置１０は空気調和機の室内機に設けられるが、絞り弁装置１０には、上述したように、複数個のフィルタ要素と複数個の絞り要素とが交互に２段配置されているから、静粛性に優れ、冷房サイクルドライモードにおいて、耳障りな冷媒擦過音や、オリフィス通過直後のガス粒の間欠的な膨張破裂による騒音を生じることがない。
【００６４】
なお、暖房モードでは、図１４の矢印で示されている方向とは逆方向に冷媒が循環し、通常、絞り弁装置１０は弁開状態を維持する。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による絞り弁装置によれば、流体（気液混合流体）がフィルタ要素、絞り要素を通過し、流体が絞り要素を通過することにより、絞り効果（断熱膨張効果）が得られ、流体がフィルタ要素を通過することにより、液中ガス粒の微細化作用（肥大化防止作用）、乱流緩和作用（整流化作用）が得られ、そして、通路の最下流に形成された分散噴出流路より通路の内周面に沿って環状に分散して流体が噴出することにより、分散噴出流路より噴出した流体同士の衝突が少なくなり、これらのことにより、絞り動作時の騒音発生が低減し、さまざまな除湿運転時条件に適合して静音化でき、遮音材等による防音処置を必要とすることなく、充分な静粛性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による絞り弁装置の実施形態１を示す断面図である。
【図２】実施形態１の絞り弁装置の要部の拡大断面図である。
【図３】図２および図９のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２および図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２および図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】この発明による絞り弁装置で使用されるセレーション部材の斜視図である。
【図９】この発明による絞り弁装置の実施形態２の要部を示す拡大断面図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ断面図である。
【図１１】図９のＧ−Ｇ断面図である。
【図１２】この発明による絞り弁装置の実施形態３の要部を示す拡大断面図である。
【図１３】図１２のＨ−Ｈ断面図である。
【図１４】この発明による絞り弁装置が組み込まれた空気調和機を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 絞り弁装置
１１ 弁ハウジング
１２ 第１の入出口ポート
１３ 第２の入出口ポート
１４ 弁室
１５ 弁ポート
１６ 弁座部
２０ 弁体
２１ 中空開口部
２４ 円筒フィルタ要素
２５ 上流側フィルタ要素
２６ オリフィス部材
２７ 下流側フィルタ要素
２８ セレーション部材
２８Ａ 流体噴出流路
３０ 円柱状部材
３１ 流体噴出流路
４０ 電磁ソレノイド装置
４３ プランジャ
４７ 電磁コイル部
５０ 圧縮機
５１ 室外熱交換器
５２ 第１の室内熱交換器
５３ 第２の室内熱交換器
５４ 膨張弁
６５ 四方弁
Claims (9)
- 第１の入出口ポート、第２の入出口ポート、前記第１の入出口ポートと常時連通している弁室、前記弁室と前記第２の入出口ポートとの間に設けられた弁ポートを画定する弁ハウジングと、前記弁室内に設けられて前記弁ポートを開閉する弁体とを有する絞り弁装置において、
前記弁体に弁閉状態において前記第１の入出口ポートと前記第２の入出口ポートとを連通接続する通路が形成され、前記通路にフィルタ要素と絞り要素が配置され、前記通路の最下流に、前記通路の内周面に沿って環状に形成されて該通路を通過する流体を前記通路の内周面に沿って環状に分散して噴出させる分散噴出流路が形成されている絞り弁装置。 - 前記分散噴出流路が、円形横断面形状をなした前記通路の最下流に当該通路の内径より小さい外径の円柱状部材が前記通路に同心配置され、前記通路の内周面と前記円柱状部材の外周面との間に形成された円環状の流体噴出流路からなる請求項１記載の絞り弁装置。
- 前記分散噴出流路が、円形横断面形状をなした前記通路の最下流に当該通路の内周面に接するセレーション形状の外周面を有するセレーション部材が前記通路に同心配置されて、前記通路の内周面と前記セレーション部材の外周面との間に前記通路の内周面と前記セレーション部材のセレーション谷部とにより画定されて形成され、前記通路の内周面に沿って円環状に配置された多数の流体噴出流路からなる請求項１記載の絞り弁装置。
- セレーション部材は外周面をローレット加工によりセレーション形状に形成されている請求項３記載の絞り弁装置。
- 前記絞り要素は中心部に単一オリフィス孔を有しているオリフィス部材により構成されている請求項１〜４の何れか１項記載の絞り弁装置。
- 前記フィルタ要素は多孔質体により構成されている請求項１〜５の何れか１項記載の絞り弁装置。
- 前記絞り要素の上流側と下流側に各々前記フィルタ要素が配置され、前記絞り要素より下流側の前記フィルタ要素より更に下流側に前記分散噴出流路が形成されている請求項１〜６の何れか１項記載の絞り弁装置。
- 前記弁室に露呈する前記弁体の外周囲に筒形フィルタ要素が装着され、前記絞り要素より上流側の前記フィルタ要素の外壁面が前記弁体に形成された複数個の径方向通路によって前記筒形フィルタ要素の内壁面に連通している請求項１〜７の何れか１項記載の絞り弁装置。
- 圧縮機と、室外熱交換器と、第１の室内熱交換器と、第２の室内熱交換器と、これらをループ接続する冷媒通路と、前記室外熱交換器と前記第１の室内熱交換器との間の冷媒通路に設けられた膨張弁とを有し、前記第１の室内熱交換器と前記第２の室内熱交換器との間に、請求項１〜８の何れか１項に記載の絞り弁装置が接続されている空気調和機。
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