JP4535308B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、除湿運転が可能な空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
除湿運転が可能な空気調和機は、一般に、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とを備えると共に、利用側熱交換器を第１熱交換器と第２熱交換器とに熱的に分割し、この第１熱交換器と第２熱交換器との間に、ドライ弁を介設していた。すなわち、通常の冷房又は暖房運転時には、上記ドライ弁を開状態として、利用側熱交換器を蒸発器として機能させたり凝縮器として機能させたりする。そして、除湿運転時には、上記ドライ弁を絞りとして機能させて、上流側の第１熱交換器を凝縮器として機能させると共に、下流側の第２熱交換器を蒸発器として機能させる。これによって、第２熱交換器にて空気の冷房・除湿を行い、第１熱交換器にて空気の加熱を行って、室内を冷やすことなく除湿するものである。
【０００３】
ところで、ドライ弁は、図３２に示すように弁座１００が設けられた弁本体１０１と、この弁本体１０１内をその軸心方向に沿って往復動する弁棒１０２とを備え、弁棒１０２が弁座１００に対して接近して、弁体１０３が弁座１００に当接して閉状態とされ、弁棒１０２が弁座１００から離れる方向に移動（摺動）して、弁体１０３と弁座１００とが離間して開状態とされるものである。そして、弁体１０３に径方向の小貫孔１０４・・が設けられ、閉状態において、この小貫孔１０４・・にて、入口側通路１０５と出口側通路１０６とを連通し、この複数の小貫孔１０４・・に冷媒を流すことによって絞り作用をなすようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷媒が小貫孔１０４を通過する際に、笛吹き音や変動音が発生したり、さらには、流速増による騒音レベルが増加したりするおそれもあった。しかも、冷凍サイクル内を循環する冷媒中のゴミ等が、小貫孔１０４内部に付着したり、小貫孔１０４を詰まらせたりするおそれもあり、そのような場合に絞りとして正常に機能せず、空気調和機としての役目を果たすことができなかった。そのため、近年、冷媒流動音を低減するために、弁室内に多孔体を配置し、この多孔体にて絞りを構成するものが開発された（例えば、特開２０００−３４６４９３号公報や特開２０００−３４６４９５号公報参照）。ところが、これらの場合、多孔体は、弁座側又は弁体側に設けられ、この多孔体が、金属等の剛体からなる弁体又は弁座に当接乃至圧接するものであった。すなわち、弁開閉動作にて多孔体が変形たり、損傷したりするおそれがあり、ドライ弁としての寿命が短いものとなっていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、除湿運転時における低騒音運転を長期にわたって安定して行なうことが可能な空気調和機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の空気調和機は、冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器４を第１熱交換器６と第２熱交換器７とに熱的に分割すると共に、第１熱交換器６と第２熱交換器７との間にドライ弁９を介設し、上流側の第１熱交換器６を凝縮器として機能させ、下流側の第２熱交換器７を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成した空気調和機において、上記ドライ弁９の弁座３９の周囲側に、弁閉状態にて弁室１９と弁出口４２とを連通する通路４６を設け、この通路４６に、多孔体４０とこれとは別の絞り部材６３とを配置し、多孔体４０と絞り部材６３との間に空間Ｍを設けると共に、絞り部材６３には複数の絞り６６を設け、また、上記ドライ弁９の弁座３９を剛体にて構成したことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の空気調和機では、ドライ弁９を閉状態とすれば、絞り６６にて減圧され、第１熱交換器６を凝縮器として機能させると共に、第２熱交換器７を蒸発器として機能させることができ、これによって、第２熱交換器７にて空気の冷房・除湿を行い、第１熱交換器６にて空気の加熱を行って、室内を冷やすことなく除湿することができる。また、冷媒は、多孔体４０にて整流された後、絞り用部材６３にて減圧されるか、または、絞り用部材６３にて減圧された後、多孔体４０にて整流される。このため、整流と絞りが行なわれ、冷媒音および配管振動の低減を確実に行うことができる。しかも、多孔体４０と絞り部材６３とが接触乃至近接していれば、多孔体４０を通過する冷媒は、絞り部材６３の絞り通路の近傍を集中して通過することになるのに対し、空間Ｍを設けることによって、多孔体４０と絞り部材６３とが離れることになって、多孔体４０全体にわたって冷媒が通過することになる。このため、有効となる冷媒通過面積が増加し、多孔体４０の整流効果が増大して冷媒音の低減を一層図ることができ、しかも多孔体４０の目詰まりの発生を減少させることができる。また、ドライ弁９の弁座３９が剛体であるので、弁開閉動作を長期にわたって安定して行うことが可能である。
【００１４】
請求項２の空気調和機は、ドライ弁９の弁体３４が剛体であることを特徴している。
【００１５】
上記請求項２の空気調和機では、弁体３４が剛体であるので、弁開閉動作を一層安定して行うことができ、耐久性により優れたものとなる。
【００１８】
請求項３の空気調和機は、上記通路４６の上流側と下流側とに多孔体４０、４０を配置すると共に、この多孔体４０、４０間に他の絞り部材６３を介設したことを特徴としている。
【００１９】
上記請求項３の空気調和機では、多孔体４０は整流機能を有するので、冷媒は、上流側の多孔体４０にて整流され、その後、絞り用部材６３にて減圧された後、下流側の多孔体４０にて再び整流されることになる。すなわち、整流→減圧→整流が行なわれ、優れた低騒音化を発揮することが可能となる。
【００２２】
請求項４の空気調和機は、剛体からなる絞り部材６３に上記ドライ弁９の弁座３９を設けた特徴としている。
【００２３】
請求項４の空気調和機では、絞り部材６３が弁座３９を兼ねることになり、ドライ弁９全体としての部品点数を減少させることが可能となって、このドライ弁９の組立て作業性が向上する。
【００２４】
請求項５の空気調和機は、上記ドライ弁９の弁出口４２に剛体からなる配管５９を連結すると共に、この配管５９の弁側開口端部を弁座３９とすることを特徴している。
【００２５】
上記請求項５の空気調和機では、弁出口４２には必ず出口側通路４４が接続（連結）され、この出口側通路４４として配管５９が使用されるが、この配管５９が弁座３９を兼ねることになる。これにより、部品点数の減少を図り、この装置の組立て作業の簡略化を図ることができ、しかも、弁座３９としての強度も優れる。
【００２６】
請求項６の空気調和機は、上記ドライ弁９の弁室１９を構成する弁本体２０が、孔部５３を有する本体部５４と、この本体部５４の孔部５３の開口部に嵌合される剛体からなる蓋部５５とを有し、この蓋部５５に弁座３９を形成したことを特徴している。
【００２７】
上記請求項６の空気調和機では、ドライ弁９の弁本体２０が本体部５４と蓋部５５とに分離（分割）することができる。これにより、弁本体２０内に多孔体４０等の種々の部材の組込み作業が容易となる。しかも、蓋部５５には、弁座３９が形成されており、部品点数の減少を図ることが可能である。
【００２８】
請求項７の空気調和機は、上記多孔体４０が発泡金属であることを特徴している。
【００２９】
上記請求項７の空気調和機では、多孔体４０が発泡金属であるので、長期にわたって安定した減圧機能及び優れた整流機能を発揮することが可能である。特に、発泡金属では、冷媒や冷凍機油等に対する耐食性に優れると共に、さらにその使用時に耐熱性に優れる利点がある。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図３にこの発明の空気調和機の実施形態を示す。この空気調和機は、圧縮機１と、熱源側熱交換器２と、膨張弁３と、利用側熱交換器４と、四路切換弁５とを備える。また、利用側熱交換器４は、第1熱交換器６と第２熱交換器７とに熱的に分離され、この第1熱交換器６と第２熱交換器７とが主通路８にて連通され、この主通路８にドライ弁９が介設されている。
【００３１】
圧縮機１と四路切換弁５の一方の１次ポートとが吐出配管１１にて接続され、この四路切換弁５の他方の１次ポートが吸込配管１２を介して圧縮機１に接続されている。また、四路切換弁５の一方の２次ポートは、利用側熱交換器４の第２熱交換器７に第１ガス管１３にて接続され、四路切換弁５の他方の２次ポートは、熱源側熱交換器２に第２ガス管１４にて接続されている。熱源側熱交換機２と膨張弁３とが第１液管１５にて接続され、膨張弁３と利用側熱交換器４の第１熱交換器６とが第２液管１６にて接続されている。なお、熱源側熱交換器２と利用側熱交換器４には、それぞれファン１７、１８が付設されている。また、吸込配管１２と第1液管１５と第２液管１６とには、それぞれストレーナ１０・・が介設されている。
【００３２】
ところで、上記ドライ弁９は、図１と図２に示すように、弁室１９を有する弁本体２０と、弁本体２０の弁室１９に挿入される弁棒２１とを備え、この弁棒２１が開閉機構２２の作用により、弁本体２０内をその軸心方向に沿って往復動する。すなわち、弁本体２０には、筒部２４が連設され、この筒部２４に有底筒状のプランジャ２５が内装されるプランジャ室２６が設けられ、プランジャ室２６には、このプランジャ２５に挿入状となる電磁ガイド２８が内装されている。この電磁ガイド２８は、その基端部側に外鍔部２９が設けられ、この外鍔部２９より外方の外端部が、プランジャ室２６の蓋部３０の孔部３１に嵌合固定されている。なお、外鍔部２９軸方向内側の端面には、緩衝材３２が付設され、図２に示すように、プランジャ２５を受けることができる。
【００３３】
また、弁棒２１は、軸部３３を有し、この軸部３３に弾性体２７が外嵌固定されている。そして、軸部３３の基端が上記プランジャ２５の底壁２５ａに連結され、コイルばねからなる弾発部材３６にて、矢印Ａ方向に押圧されている。すなわち、弾発部材３６は軸部３３に外嵌されて、その一端部が上記プランジャ２５の弁室１９側に設けられた弾発部材受け３７にて受けられると共に、その他端部がプランジャ２５の底壁２５ａに受けられている。
【００３４】
そして、プランジャ２５の外側には、電磁コイル３８が設けられ、このコイル３８に図示省略の電源部から電流が供給され、これによって、電磁ガイド２８とプランジャ２５との間に電磁力を発生させて、弾発部材３６の弾発力に抗してプランジャ２５延いては弁棒２１を矢印Ｂ方向へ押圧するものである。また、電源部からの電流の供給が停止すれば、電磁力が発生せず、弾発部材３６に弾発力によって、弁棒２１が矢印Ａ方向に押圧される。すなわち、弾発部材３６と、電磁ガイド２８と、電磁コイル３８等でもって、弁棒２１をその軸心方向に沿って往復動させる上記開閉機構２２が構成される。
【００３５】
ところで、上記弾性体２７は、軸心孔を有する円盤体からなり、軸部３３の先端部に設けられた凹周溝４５に嵌合し、このドライ弁９の弁体３４となる。この弾性体２７としては、ゴム、プラスチック等の種々の弾性材（特に、冷媒や冷凍機油に対する耐食性、及び耐熱性に優れているので好ましい）を使用することができる。また、弁出口４２が開設された弁本体２０の一壁(底壁)３５の内面には、軸心孔４０ａを有する円盤体からなる多孔体４０が付設されている。この場合、電磁力の発生にて、弁棒２１が矢印Ｂ方向へ押圧された際に、図１に示すように、弁体３４である弾性体２７が多孔体４０の表面に当接して、いわゆる閉状態となり、多孔体４０の一部が弁座３９となる。また、電源部からの電流の供給が停止して、図２に示すように、弁座３９から弁体３４が離間されれば、いわゆる開状態となる。上記多孔体４０として、例えば、発泡金属、メッシュ、ハニカム構造体、パンチングメタル、ゼオライト、活性炭、砂を固化させたもの、スポンジ、金属ウール、ウール、不織布、セラミックファイバ、セラミック多孔体、多孔質樹脂等を使用することが可能であり、このうち、無機質材料で構成されたもの、例えば、発泡金属、セラミックファイバ、セラミック多孔体等は、冷媒や冷凍機油に対する耐食性、及び耐熱性に優れているので好ましい。また、発泡金属が製造上、コスト上、及び精度上から好ましい。
【００３６】
また、この弁本体２０には、弁入口４１と上記弁出口４２が開設され、弁入口４１には、第１熱交換器６に接続される入口側通路４３が接続され、弁出口４２には、第２熱交換器７に接続される出口側通路４４が接続されている。そのため、図２に示す弁開状態では、第１熱交換器６からの冷媒が入口側通路４３からドライ弁９の弁室１９を介して出口側通路４４に流れて第２熱交換器７へ流入する主通路８の一部を形成することになる。すなわち、図２に示す弁開状態このドライ弁９が低圧損失の冷媒通路となって、冷媒を減圧することなくそのまま通過させることが可能となる。
【００３７】
ところで、図１と図２に示すドライ弁９では、弁閉状態においては、ドライ弁９の弁座３９の周囲側に、弁室１９と弁出口４２とを連通する通路４６が設けられ、しかも、この通路４６に多孔体４０が配置された構成となっている。すなわち、多孔体４０には減圧作用があり、この多孔体４０が絞り４７として機能することになる。
【００３８】
次に、上記のように構成された空気調和機の運転方法を説明する。冷房運転する場合は、ドライ弁９を開状態とすると共に、四路切換弁５を実線で示すように切換えて、圧縮機１を駆動させる。これにより、冷媒が、図３の実線の矢印のように、四路切換弁５、熱源側熱交換器（室外熱交換器）２、膨張弁３、利用側熱交換器（室内熱交換器）６、四路切換弁５へと流れ、熱源側熱交換器２が凝縮器として機能すると共に、利用側熱交換器６が蒸発器として機能して、室内を冷房することができる。また、暖房運転する場合、ドライ弁９を開状態とすると共に、四路切換弁５を破線で示すように切換えて、圧縮機１を駆動させる。これにより、冷媒が、図３の破線の矢印のように、四路切換弁５、利用側熱交換器６、膨張弁３、熱源側熱交換器２、四路切換弁５へと流れ、熱源側熱交換器２が蒸発器として機能すると共に、利用側熱交換器６が凝縮器として機能して、室内を暖房することができる。
【００３９】
次に、除湿運転する場合は、ドライ弁９を閉状態とすると共に、四路切換弁５を実線で示すように切換えて、圧縮機１を駆動させる。なおこの場合、膨張弁３は全開とし、また室外ファン１７を停止しておく。これにより、冷媒が、上記冷房運転時と同様に、一点鎖線の矢印で示すように、四路切換弁５、熱源側熱交換器２、膨張弁３、利用側熱交換器６、四路切換弁５へと流れる。しかしながら、この場合、ドライ弁９が閉状態であるので、冷媒が図１に矢印に示す如く多孔体４０を通過して、その軸心孔４０ａから弁出口４２へ流出することになり、第１熱交換器６が凝縮器として機能すると共に、第２熱交換器７が蒸発器として機能する。すなわち、第２熱交換器７にて室内空気を冷房・除湿を行い、第１熱交換器６にて室内空気を加熱して、冷却された空気と暖められた空気とを混合させて室内の温度を低下させることなく、除湿するものである。
【００４０】
ところで、冷媒が多孔体４０を通過する際には減圧され、ガス及び液はこの多孔体４０の中で微細化される。すなわち、多孔体４０中でガスと液とが互いに混ざりあい、整流（均一化）され、多孔体４０は整流作用を有することになり、この多孔体４０においては、整流と減圧とが行なわれることになる。このため、冷媒流動音が最も顕著な気液二相流が流入する場合においても、ガス相、液相がそれぞれ混ざり合って均一化され、この均一化されたまま減圧されるため、この絞り４７での冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。しかも、減圧後の冷媒は均一流として放出され、冷媒通過音がさらに低減される。さらに、冷媒絞り量を大きくしても、減圧後の冷媒は均一流となるので、冷媒流動音は殆ど発生しない。そのため、冷媒絞り量を大きくして蒸発温度を下げることができて、必要除湿量を確保するのに必要な冷媒循環量を少なくすることができる。冷媒循環量が少なくなれば、圧縮機１の回転数を低減させることができ、空気調和機を稼働させるのに必要は消費電力量を低減できる。
【００４１】
また、上記実施の形態では、冷媒回路にストレーナ１０・・を有するので、冷媒サイクルの冷媒中のゴミやコンタミ等の浮遊物をこれらのストレーナ１０・・にて除去することができる。これにより、ドライ弁９内へのこれらの浮遊物の侵入を防止することができ、目詰まり等を起こすことなく冷媒がこの冷媒回路（冷媒サイクル）を循環することができる。たとえ浮遊物等がドライ弁９内に侵入したとしても、多孔体４０はフィルタとして機能する。これによって、ドライ弁９を開状態とすれば、多孔体４０の表面に付着した浮遊物は、通過する冷媒流に起因する吸引効果によって取り除かれることになって、通路４６の目詰まりを防止することができる。しかも、多孔体４０がリング状であるので、冷媒が周方向全体からこの多孔体４０に侵入することができ、均一に整流・減圧される。
【００４２】
ところで、このドライ弁９においては、弁体３４が弾性体２７から構成されているので、多孔体４０からなる弁座３９にはこの弾性体２７が当接乃至圧接することになる。すなわち、弁座３９を構成する多孔体４０に対する衝撃を緩和し、弁開閉動作によって、多孔体４０を変形させないと共に、損傷させない利点がある。このため、多孔体４０を損傷等させることなく長期にわたって安定して使用することができる。
【００４３】
次に、図４はドライ弁９の変形例を示し、この場合、弁棒２１の軸部３３の先端面に、円盤状の弾性体２７が付設され、この弾性体２７が、多孔体４０からなる弁座３９に当接する弁体３４となっている。また、図５に示すドライ弁９は、弁棒２１の弁体３４が、軸部３３から一体に連設される円錐状体からなり、多孔体４０の表面には、内径が軸心孔４０ａと略同一である断面正方形状のリング体からなる弾性体２７が配置されている。すなわち、弁棒２１が多孔体４０側に接近すれば、弁体３４がこの弾性体２７に当接し、この弾性体２７が弁座３９として機能する。なお、この図４又は図５に示すドライ弁９においては、他の構成が図１と図２に示すドライ弁９と同様であるので、それらの説明を省略する。このため、図４又は図５に示すドライ弁９も図１と図２に示すドライ弁９と同様の作用効果を呈することが可能である。
【００４４】
また、図６に示すドライ弁９では、弁体３４が往復動（具体的には、弁棒２１の軸心方向に沿った往復動）するものであり、軸部３３の先端部に小径部４９を設け、この小径部４９に、リング状の弁体３４を軸方向摺動自在に嵌合させている。この場合、多孔体４０の軸心孔４０ａの弁室側開口部に面取り部が形成されると共に、弁体３４はその断面形状が円錐台形状とされている。すなわち、多孔体４０の弁室側開口部に面取り部が、弁体３４の傾斜面３４ａを受ける弁座３９となっている。なお、弁体３４の小径部４９には、弁体３４より先端側にＯリング等のシール材４８が外嵌されている。これにより、弁体３４の孔部からの冷媒も漏れを防止している。
【００４５】
また、図７に示すドライ弁では、弁棒２１が、軸部３３と、コイルバネ等からなる弾性体Ｄと、この弾性体Ｄを介して軸部３３に連結される円盤状の弁体３４とを備え、この場合も、弁体３４が往復動（弁棒２１の軸心方向に沿った往復動）するものである。そして、図６と図７に示すドライ弁９においても、他の構成が図１と図２に示すドライ弁９と同様であるので、それらの説明を省略する。このため、図６又は図７に示すドライ弁９も図１と図２に示すドライ弁９と同様の作用効果を呈することが可能である。
【００４６】
すなわち、図６と図７に示すドライ弁９においても、弁開状態では、第１熱交換器６からの冷媒が入口側通路４３からドライ弁９の弁室１９を介して出口側通路４４に流れて第２熱交換器７へ流入する低圧損失の冷媒通路となって、冷媒を減圧することなくそのまま通過させることが可能となる。そして、弁閉状態では、弁体３４の傾斜面３４ａが多孔体４０の弁座３９に当接して、弁室１９と弁出口４２とを連通する通路４６が設けられ、しかも、この通路４６に多孔体４０からなる絞り４７が配置されることになるが、この場合、弁体３４が弁座３９に当接（接触）する際に、弁棒２１の軸心方向に沿って後退することができる。これによって、弁座３９としての多孔体４０に対する衝撃を緩和することができ、比較的強度的に劣る多孔体４０を長期にわたって、絞り４７および弁座３９として安定して使用することができる。
【００４７】
次に、図８に示すドライ弁９は、弁棒２１が、図５に示すものと同一であり、弁座３９が、図９に示すように、多孔体４０の表面に付設される剛体から構成される。すなわち、剛体は、軸心孔５０と、冷媒通過用の複数の貫孔５１・・を有する円盤体５２からなり、軸心孔５０が、多孔体４０に向かって順次縮径するテーパ孔とされ、このテーパ孔が弁座３９として機能する。この場合、弁棒２１と、多孔体４０の軸心孔４０ａと、円盤体５２の軸心孔５０とが同一軸心上に配置され、円盤体５２の軸心孔５０の内径が多孔体４０の軸心孔４０ａの内径より小さく設定されている。従って、弁棒２１が弁出口４２側に移動すれば、弁棒２１の弁体３４が弁座３９に当接して弁閉状態となる。これにより、弁閉状態にて、貫孔５１と多孔体４０とで、弁室１９と弁出口４２を連通する通路４６を構成することになり、冷媒は、矢印の如く貫孔５１・・を介して多孔体４０に進入し、この多孔体４０に軸心孔４０ａから弁出口４２へ流出される。この貫孔５１は十分大径であり、冷媒がこの貫孔５１を通過する際には、絞りとして機能しない。なお、剛体を構成する円盤体５２は、例えば、鋼等のプレス品等からなる。この図８のドライ弁９によれば、弁体３４は多孔体４０に接触せず、弁開閉動作にて、多孔体４０が損傷等することがない利点がある。
【００４８】
ところで、図８に示すドライ弁９においては、弁本体２０は、円孔の孔部５３を有する円筒状の本体部５４と、この本体部５４の孔部５３の開口部に嵌合される円盤状の蓋部５５とを備える。すなわち、本体部５４の開口部に、第1周方向凹部５６と、この第1周方向凹部５６より外部に設けられる第２周方向凹部５７とが形成され、第1周方向凹部５６に、円盤体５２と多孔体４０とが嵌合され、第２周方向凹部５７に蓋部５５が嵌合される。この場合、弁本体２０の本体部５４の外周面、孔部５３、第1・第２周方向凹部５６、５７の軸心は、同一軸心上に配置され、加工し易くなっている。しかも、このドライ弁９を組立てる際には、第1周方向凹部５６に、外方から円盤体５２と多孔体４０とを嵌合させた後、外方から蓋部５５を第２周方向凹部５７に嵌合させればよい。このため、多孔体４０の弁本体２０への組込み作業が容易となり、組立て作業の簡略化を図って生産性を向上させることができる。なお、蓋部５５には、軸心孔５８が設けられ、この軸心孔５８に、出口側通路４４を構成する配管５９の端部が嵌合されている。具体的には、軸心孔５８は、小径部５８ａと大径部５８ｂとを有し、大径部５８ｂに配管５９の端部を嵌着している。
【００４９】
次に、図１０に示すドライ弁９は、出口側通路４４を構成する配管５９を弁室１９まで延ばして、この配管５９の弁側開口端部を弁座３９としている。すなわち、配管５９は、その端部が蓋部５５の軸心孔５８を介して多孔体４０の軸心孔４０ａに挿入され、その弁側開口端面が外径側に向かって順次拡開されるテーパ面とされ、このテーパ面が弁座３９となる。また、この配管５９の端部には、多孔体４０に軸心孔４０ａに開口する複数の冷媒通過用の貫通孔６０・・が設けられ、弁閉状態において、多孔体４０の軸心孔４０ａから流出した冷媒は、矢印の如く貫通孔６０を介して、弁出口４２を構成する配管５９の端部へ流出する。なお、この貫通孔６０は大径とされ、冷媒が通過する際には、絞りとして機能しない。また、図１１に示すドライ弁９は、図１２に示すように、蓋部５５に短筒部６１を設け、この短筒部６１の上方開口端の内周部を、弁室１９側に向かって順次拡開するテーパ面とし、このテーパ面を弁座３９としている。また、短筒部６１には、複数の冷媒通過用の貫通孔６０・・が設けられている。上記図１０と図１１に示すドライ弁９も、図８に示すドライ弁９と同様、弁本体２０を本体部５４と蓋部５５とに分離しているので、組立て作業を簡単に行うことができ、生産性に優れる利点を有している。しかも、図１０に示すドライ弁９の場合、配管５９の端面のテーパ面が弁座３９となり、図１１に示すドライ弁９の場合、弁本体２０の蓋部５５の短筒部６１のテーパ面が弁座３９となるのて、これらの弁座３９も剛体にて構成されることになる。これによって、弁開閉動作を長期にわたって安定して行うことができる。
【００５０】
図１３のドライ弁９では、通路４６の上流側と下流側とに多孔体４０、４０を配置すると共に、この多孔体４０、４０間に他の絞り部材６３を介設して、これらもって整流・絞り構造体Ｓを構成している。絞り部材６３は図１４に示すように、軸心孔を有する円盤状の基盤部６４と、この基盤部６４に立設される短筒部６５とからなり、短筒部６５の上方開口端の内周部を、弁室１９側に向かって順次拡開するテーパ面とし、このテーパ面を弁座３９としている。そして、基盤部６４には、絞り用の小貫孔６６・・が設けられている。この場合、下流側の多孔体４０は、絞り部材６３の基盤部６４と弁本体２０に底壁３５との間に介設されると共に、その軸心孔４０ａの内径が絞り部材６３の短筒部６５の内径より小さく設定されている。上流側の多孔体４０は、絞り部材６３の基盤部６４の表面に付設されると共に、その軸心孔４０ａの内径が絞り部材６３の短筒部６５の外径と略同一に設定され、絞り部材６３の短筒部６５に嵌合されている。
【００５１】
この図１３のドライ弁９においても、弁閉状態においては、ドライ弁９の弁座３９の周囲側に、弁室１９と弁出口４２とを連通する通路４６が設けられ、しかも、この通路４６に多孔体４０、４０が配置された構成となっている。このため、冷媒が矢印のように流れ、上流側の多孔体４０にて整流・減圧が行われた後に、絞り部材６３にて減圧され、さらに下流側の多孔体４０にて整流・減圧が行われることになり、より効果的な低騒音化を達成することが可能である。しかも、絞り部材６３は剛体からなり、この短筒部６５にて構成される弁座３９が剛体となって、弁座３９が損傷しにくいものとなり、安定した弁開閉動作を行うことができる。この場合の多孔体４０としては、比較的目の粗いものを使用して、僅かな減圧作用を呈するものとする。すなわち、多孔体４０、４０を主として整流部材として機能させ、主な絞りを絞り部材６３に行わせている。なお、下流側の多孔体４０の軸心孔４０ａには、リング状体６７が嵌合され、このリング状体６７に、この多孔体４０から流出した冷媒を弁出口４２に案内するための複数の貫孔が設けられている。この場合、図１５に示すように、弁本体２０を本体部５４と蓋部５５とに分離してよい。すなわち、本体部５４の開口部に第1・第２周方向凹部５６、５７を設け、上流側の多孔体４０を第1周方向凹部５６に嵌合させ、絞り部材６３と下流側の多孔体４０とを第２周方向凹部５７に嵌合させればよい。
【００５２】
また、図１６に示すドライ弁９では、図１７に示す絞り部材６３を使用している。この絞り部材６３は、基盤部６４と、短円筒部６５と、基盤部６４の外周縁に設けられる立上り周壁６８と、短筒部６５の基部外周部に設けられるボス部６９とを備え、絞りを構成する小貫孔６６・・を立上り周壁６８に近接して設けている。そして、短円筒部６５の上方開口端のテーパ面を弁座３９としている。また、立上り周壁６８とボス部６９とは高さ寸法を略同一とし、上流側の多孔体４０を立上り周壁６８とボス部６９とに載置状としている。そのため、上流側の多孔体４０と絞り部材６３の基盤部６４との間に空間部７０（空間Ｍ）が形成され、この空間Ｍに、小貫孔６６・・が連通される。また、下流側の多孔体４０は、その外周面が小貫孔６６より外径側に位置しないように小径とされる。この場合、弁本体２０の本体部５４の孔部５３には、第1・第２周方向凹部５６、５７が設けられるが、第1周方向凹部５６に上流側の多孔体４０が嵌合され、第２周方向凹部５７に絞り部材６３と下流側の多孔体４０と蓋部５５とが嵌合される。このため、下流側の多孔体４０の外周側にも空間部７１（空間Ｍ）が形成され、この空間部７１が小貫孔６６を介して上記空間部７０に連通される。
【００５３】
この図１６に示すドライ弁９では、弁閉状態において、入口側通路４３から弁入口４１を介して弁室１９に入った冷媒は、矢印の如く、上流側の多孔体４０内に侵入し、ここで整流(もちろん減圧されるが、この場合、多孔体４０を比較的目の粗いものを使用して、僅かな減圧作用を呈するものとする)され、空間Ｍへ流出される。ここで、冷媒が混合されてより均一化され、その均一化させた状態のまま絞り部材６３にて減圧され、その後、下流側の空間Ｍに侵入してここで再び各小貫孔６６を通過した冷媒が混合され、この混合された状態にて下流側の多孔体４０に侵入し、ここで再び整流されて弁出口４２へ流出することになる。ところで、この場合、空間Ｍ、Ｍが設けられるので、多孔体４０と絞り部材６３とが離れることになって、多孔体４０全体にわたって冷媒が通過することになる。このため、有効となる冷媒通過面積が増加し、多孔体４０の整流効果が増大して冷媒音の低減を一層図ることができ、しかも多孔体４０の目詰まりの発生を減少させることができる。
【００５４】
次に、図１８に示すドライ弁９では、絞り部材６３の立上り周壁６８が、第１部６８ａと第２部６８ｂとからなり、また、下流側の多孔体４０の外径寸法がこの立上り周壁６８の外径寸法と略同一に設定される。このため、絞り部材６３の下流側においては、空間Ｍが形成されず、矢印の如く、上流側の多孔体４０を通過して整流された冷媒は、空間部７０（空間Ｍ）にて混合されて、小貫孔６６・・にて減圧され、その後直接下流側の多孔体４０に侵入して整流されることになる。
【００５５】
また、図１９に示すドライ弁９では、蓋部５５に立上り周壁７２を設け、この立上り周壁７２に、下流側の多孔体４０と、絞り部材６３とを嵌合させている。すなわち、立上り周壁７２は内径寸法が小である第１部７２ａと内径寸法が大である第２部７２ｂとからなり、第１部７２ａに下流側の多孔体４０が嵌合され、第２部７２ｂが、絞り部材６３の外周側に形成される周方向凹溝７３に嵌合されるものである。
【００５６】
図２０に示すドライ弁９では、蓋部５５が軸心部の筒部７４と、立上り周壁７２とを有し、この筒部７４が、絞り部材６３の中央部の凹所７５に嵌合している。また、筒部７４には、冷媒通過用の貫孔７６(絞り機能を有さない)が設けられ、下流側の多孔体４０の軸心孔４０ａから流出する冷媒をこの貫孔７６・・を介して弁出口４２へ導くことができる。
【００５７】
ところで、上記図１８〜図２０に示すドライ弁９では、下流側に空間Ｍが形成されないが、上流側の多孔体４０と絞り部材６３との間に空間Ｍが設けられることになり、上流側の多孔体４０にて整流された冷媒は、この空間Ｍにて混合されて均一化され、絞り部材６３にて減圧され、さらに下流側の多孔体４０にて整流されることになる。このため、上記空間Ｍによって、上流側の多孔体４０は、目詰まりしにくいものとなると共に、整流効果も十分に発揮することができる。
【００５８】
なお、絞り部材６３としては、図２２に示すものも使用することができる。この絞り部材６３は、図１７に示す絞り部材６３の小貫孔６６の位置を相違させたものである。すなわち、図１７に示す絞り部材６３では、小貫孔６６が立上り周壁６８に近接されているが、図２２に示す絞り部材６３では、小貫孔６６が立上り周壁６８と短筒部６５との中間部に配置されている。
【００５９】
次に、図２３に示すドライ弁９は、図２４に示す絞り部材６３が使用される。この場合の絞り部材６３は、中央リング部６３ａと、この中央リング部６３ａの外周側から連設されるコーン部６３ｂと、この中央リング部６３ａから立設される小円筒部６３ｃと、このコーン部６３ｂから連設部６３ｄを介して連設される断面倒立Ｌ字状の外周壁部６３ｅとからなる。そして、小円筒部６３ｃの上方開口端のテーパ面が弁座３９となり、コーン部６３ｂに絞りを構成する小貫孔６６が設けられている。この場合、上流側の多孔体４０が第1周方向凹部５６に嵌合されると共に、絞り部材６３が弁本体２０の本体部５４の第２周方向凹部５７に嵌合され、さらに、円盤状の蓋部５５が第２周方向凹部５７に嵌合されている。また、下流側の多孔体４０は、断面が正方形状の小径のリング体からなり、蓋部５５と絞り部材６３とで形成される中空室７７に嵌合される。このため、上流側の多孔体４０と絞り部材６３との間、及び下流側の多孔体４０と絞り部材６３との間に、それぞれ空間Ｍ、Ｍが形成される。
【００６０】
また、図２５に示すドライ弁９は、図２６に示す絞り部材６３が使用される。この場合の絞り部材６３は、円環部７９と、円環部７９の内周縁から立設される短円筒部８０と、短円筒部８０に連設される中央部８１と、円環部７９の外周縁から突設される断面倒立Ｌ字状の外周壁８２とからなり、中央部８１には、弁座３９を構成するためのテーパ孔７８が設けられている。さらに、短円筒部８０には、絞りを構成する小貫孔６６・・が設けられている。そして、本体部５４には、周方向凹部８３が設けられ、この周方向凹部８３に、上流側の多孔体４０と絞り部材６３が嵌合され、さらに、これらの外方から周方向凹部８３に嵌合される蓋部５５にて絞り部材６３等が受けられる。この場合も、下流側の多孔体４０が絞り部材６３の短円筒部８０に嵌合され、上流側の多孔体４０と絞り部材６３との間、及び下流側の多孔体４０と絞り部材６３との間にそれぞれ空間Ｍ、Ｍが形成される。
【００６１】
このように、図２３と図２５に示すドライ弁９では、図１６等に示すドライ弁９と同様に、多孔体４０と絞り部材６３とで整流・絞り構造体Ｓを構成し、多孔体４０と絞り部材６３の間に、空間Ｍ、Ｍを有することになり、冷媒流動音の低減を一層図ることができる。
【００６２】
図２７に示すドライ弁９は、図２８に示す絞り部材６３が使用される。この絞り部材６３は、図１３に示す絞り部材６３と同様、基盤部６４と短円筒部６５とからなるが、この場合、小貫孔６６・・に変えて、その外周面に小切欠８４を形成している。上流側の多孔体４０と下流側の多孔体４０と絞り部材６３とを弁室内１９に収納すれば、上記小切欠８４・・にて絞り機能を発揮することができる。また、この図２７等に示されるドライ弁９において、仮想線で示すように、弁本体２０の内周面に周方向沿って所定ピッチで配設される凹部８５を設けたものであってもよい。すなわち、矢印のように、上流側の多孔体４０に流入した冷媒は、整流されてこの凹部８５を介して下流側の多孔体４０へ流入することになる。そのため、絞り部材６３に小貫孔６６を設ける必要がなく、この絞り部材６３が単独で絞りを構成しないが、この凹部８５と絞り部材６３の外周側とで絞り通路を構成することになる。なお、この図２８に示す絞り部材６３を図１３や図１５等に示すドライ弁９に使用してもよく、これらのドライ弁９に凹部８５を設けて、絞り通路を形成してもよい。
【００６３】
図２９に示すドライ弁９は、図３０に示す絞り部材６３が使用される。絞り部材６３はリング体からなり、その外周面に小切欠８４・・が形成されている。この場合、蓋部５５は図１２に示すものを使用している。このため、上流側の多孔体４０と下流側の多孔体４０と絞り部材６３とを本体部５４の第1周方向凹部５６に嵌合させると共に、蓋部５５を第２周方向凹部５７に嵌合させれば、上流側の多孔体４０を通過した冷媒は、小切欠８４を介して下流側の多孔体４０に侵入することになって、上記小切欠８４・・が絞り機能を発揮することになる。また、この図３０に示す絞り部材６３を図３１に示すドライ弁９にも適応することができる。なお。この図３１に示すドライ弁９の場合、出口側通路４４を構成する配管５９を、図１０に示したドライ弁９のものを使用した場合を示している。また、これらの図２９と図３１等に示すドライ弁９においても図２７の仮想線で示した凹部８５を設けることによって絞り通路を形成してもよい。
【００６４】
以上にこの発明の空気調和機の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、絞り部材６３の小貫孔６６又は小切欠８４の数としても増減自由であり、もちろん、１個であってもよいが、冷媒流動音の観点からは、この小貫孔６６又は小切欠８４の数を複数個形成したほうがよい。これは、小貫孔６６又は小切欠８４を複数個設けることにより、冷媒流が分散されて、各絞りからの冷媒噴流の運動エネルギが小さくなり、発生する冷媒流動音が低減されるからである。さらに、冷媒流動音が最も顕著な気液二相流が流入する場合において、気相（ガス冷媒）と液相（液冷媒）とがそれぞれの冷媒通路を確保し易く、そのため、それぞれの絞り通過抵抗の違いによる流動変動や圧力変動の発生を低減でき、特に、間欠的な冷媒流動音を低減することができる。また、小貫孔６６又は小切欠８４を設けて絞り通路を形成する場合、小貫孔６６と小切欠８４とを併用してもよい。整流・絞り構造体Ｓを有する上記各実施の形態では、上流側と下流側とに多孔体４０、４０を配設しているが、どちらかの多孔体４０を省略するようにしてもよい。この場合、冷媒は、多孔体４０にて整流された後、絞り用部材６３にて減圧されるか、または、絞り用部材６３にて減圧された後、多孔体４０にて整流されることになる。このため、整流と絞りが行なわれ、このような整流・絞り構造体Ｓ（多孔体４０が１個の構造体Ｓ）であっても、冷媒音および配管振動の低減を確実に行うことができる。
【００６５】
さらに、多孔体４０の肉厚寸法等は、使用する材質等に応じて、精度よく減圧及び低騒音化を図れる範囲において設計変更自由である。また、弁座３９を構成する剛体、例えば、円盤体５２、絞り部材６３、弁本体２０の蓋部５５、出口側通路４４の配管５９等は金属製に限るものではなく、セラミック等の他の剛性材にて構成してもよいが、金属であれば、各種加工が容易である利点がある。図９等に示す板状である円盤体や絞り部材６３をプレス加工にて形成すれば、（切削品に比べて）製造コストの低減を図ることが可能である。また、弁棒２１を駆動させる手段として、電磁コイルを使用した電気式のものに変えて、機械式のものを使用してもよい。さらに、空気調和機として、冷房・暖房・除湿の３つの運転のうち、冷房運転と除湿運転のみのもの、または暖房と除湿運転のみのもであってもよい。また、空気調和機として、建屋に対応するものではなく、除湿が必要な装置等に適用することも可能である。ところで、弁本体２０が本体部５４と蓋部５５とを備えものでは、ドライ弁９の組立ては、多孔体４０等を本体部５４に組み込んだ後、蓋部５５を本体部５４の開口部に嵌合させるものであるが、この場合、ろう付けや溶接等にて蓋部５５は本体部５４に一体化される。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１の空気調和機によれば、冷媒流音が最も顕著な気液二相流がこのドライ弁に流入する場合においても、この気液二相流が均一されて、この均一化された状態で減圧される。これにより、不連続音が低減されて、消音効果を得ることができる。また、流動状態のまま減圧されるため、この絞りでの冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。すなわち、従来必要としていた防音対策が不要となって、装置全体としての簡略化を図って低コストにて簡単に製造することができる。しかも、音の静かな除湿運転ができ、心地よい快適空間を形成することが可能である。また、冷媒循環量が少なくてすむので、圧縮機の回転数を低減することができて、空気調和機を稼動させるのに必要な消費電力を低減でき、経済的である。
【００６８】
また、上記請求項１の空気調和機によれば、ドライ弁の弁座が剛体であるので、弁開閉時の多孔体への衝撃は解消され、耐久性に優れ、長期にわかって故障しにくいものとなって、経済性に優れる。また、この空気調和機によれば、整流と絞りが行なわれ、冷媒音および配管振動を確実に低減することができ、安定した除湿運転が可能となる。さらに、この空気調和機によれば、多孔体４０全体にわたって冷媒が通過することになる。このため、有効となる冷媒通過面積が増加し、多孔体４０の整流効果が増大して冷媒音の低減を一層図ることができ、しかも多孔体４０の目詰まりの発生を減少させることができ、安定した除湿運転を行うことができる。
【００６９】
請求項２の空気調和機によれば、弁体も剛体であるので、一層耐久性に優れ、長期にわたって安定して除湿運転を行うことができる。
【００７１】
請求項３の空気調和機によれば、整流→減圧→整流が行なわれ、低騒音化を図り易く高品質の空気調和機を提供することができる。
【００７３】
請求項４の空気調和機によれば、ドライ弁全体としての部品点数を減少させることが可能となって、装置のコンパクト化を図ることが可能となると共に、このドライ弁９の組立て作業性が向上する。しかも、冷媒の整流化を図って低騒音化を図ることができる。
【００７４】
請求項５の空気調和機によれば、部品点数の減少を図り、この装置の組立て作業の簡略化を図ることができ、しかも、弁座としての強度も優れる。
【００７５】
請求項６の空気調和機によれば、弁本体内に多孔体等の種々の部材の組込み作業が容易であり、しかも部品点数の減少し、ドライ弁の組み立て作業の簡略化を図ることができる。
【００７６】
請求項７の空気調和機によれば、長期にわたって安定した減圧機能及び優れた整流機能を発揮することが可能であり、しかも、コストの低減にも寄与する。さらに、発泡金属では、冷媒や冷凍機油等に対する耐食性及び耐熱性に優れる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の空気調和機の実施の形態を示す弁閉状態の要部拡大断面図である。
【図２】上記空気調和機の弁開状態の要部拡大断面図である。
【図３】上記空気調和機の全体簡略図である。
【図４】上記空気調和機のドライ弁の第１の変形例の拡大断面図である。
【図５】上記空気調和機のドライ弁の第２の変形例の拡大断面図である。
【図６】上記空気調和機のドライ弁の第３の変形例の拡大断面図である。
【図７】上記空気調和機のドライ弁の第４の変形例の拡大断面図である。
【図８】上記空気調和機のドライ弁の第５の変形例の拡大断面図である。
【図９】上記空気調和機のドライ弁の第５の変形例に使用する弁座を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１０】上記空気調和機のドライ弁の第６の変形例の拡大断面図である。
【図１１】上記空気調和機のドライ弁の第７の変形例の拡大断面図である。
【図１２】上記第７の変形例の蓋部の断面図である。
【図１３】上記空気調和機のドライ弁の第８の変形例の拡大断面図である。
【図１４】上記空気調和機のドライ弁の第８の変形例に使用する絞り部材を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１５】上記空気調和機のドライ弁の第９の変形例の拡大断面図である。
【図１６】上記空気調和機のドライ弁の第１０の変形例の拡大断面図である。
【図１７】上記空気調和機のドライ弁の第１０の変形例に使用する絞り部材の平面図である。
【図１８】上記空気調和機のドライ弁の第１１の変形例の拡大断面図である。
【図１９】上記空気調和機のドライ弁の第１２の変形例の拡大断面図である。
【図２０】上記空気調和機のドライ弁の第１３の変形例の拡大断面図である。
【図２１】上記第１３の変形例の蓋部の断面図である。
【図２２】絞り部材の変形例を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２３】上記空気調和機のドライ弁の第１４の変形例の拡大断面図である。
【図２４】上記空気調和機のドライ弁の第１４の変形例に使用する絞り部材の断面図である。
【図２５】上記空気調和機のドライ弁の第１５の変形例の拡大断面図である。
【図２６】上記空気調和機のドライ弁の第１５の変形例に使用する絞り部材の断面図である。
【図２７】上記空気調和機のドライ弁の第１６の変形例の拡大断面図である。
【図２８】上記空気調和機のドライ弁の第１６の変形例に使用する絞り部材を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）平面図である。
【図２９】上記空気調和機のドライ弁の第１７の変形例の拡大断面図である。
【図３０】上記空気調和機のドライ弁の第１７の変形例に使用する絞り部材を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３１】上記空気調和機のドライ弁の第１８の変形例の拡大断面図である。
【図３２】従来の空気調和機のドライ弁の拡大断面図である。
【符号の説明】
４ 利用側熱交換器
６ 第１熱交換器
７ 第２熱交換器
９ ドライ弁
１９ 弁室
２１ 弁棒
２７ 弾性体
３４ 弁体
３９ 弁座
４０ 多孔体
４２ 弁出口
４６ 通路
４７ 絞り
５３ 孔部
５４ 本体部
５５ 蓋部
５９ 配管
６３ 絞り部材

Claims (7)

1. 冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器（４）を第１熱交換器（６）と第２熱交換器（７）とに熱的に分割すると共に、第１熱交換器（６）と第２熱交換器（７）との間にドライ弁（９）を介設し、上流側の第１熱交換器（６）を凝縮器として機能させ、下流側の第２熱交換器（７）を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成した空気調和機において、上記ドライ弁（９）の弁座（３９）の周囲側に、弁閉状態にて弁室（１９）と弁出口（４２）とを連通する通路（４６）を設け、この通路（４６）に、多孔体（４０）とこれとは別の絞り部材（６３）とを配置し、多孔体（４０）と絞り部材（６３）との間に空間（Ｍ）を設けると共に、絞り部材（６３）には複数の絞り（６６）を設け、また、上記ドライ弁（９）の弁座（３９）を剛体にて構成したことを特徴とするの空気調和機。
2. ドライ弁（９）の弁体（３４）が剛体であることを特徴とする請求項１の空気調和機。
3. 上記通路（４６）の上流側と下流側とに多孔体（４０）（４０）を配置すると共に、この多孔体（４０）（４０）間に他の絞り部材（６３）を介設したことを特徴とする請求項１又は請求項２の空気調和機。
4. 剛体からなる絞り部材（６３）に上記ドライ弁（９）の弁座（３９）を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの空気調和機。
5. 上記ドライ弁（９）の弁出口（４２）に剛体からなる配管（５９）を連結すると共に、この配管（５９）の弁側開口端部を弁座（３９）とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの空気調和機。
6. 上記ドライ弁（９）の弁室（１９）を構成する弁本体（２０）が、孔部（５３）を有する本体部（５４）と、この本体部（５４）の孔部（５３）の開口部に嵌合される剛体からなる蓋部（５５）とを有し、この蓋部（５５）に弁座（３９）を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの空気調和機。
7. 上記多孔体（４０）が発泡金属であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの空気調和機。

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