WO2006090678A1 - 絞り装置および流量制御弁ならびにこれを組み込んだ空気調和装置 - Google Patents

Abstract

　本発明による流量制御弁は、弁ハウジング（２６）の弁室（２５）に臨む第１の開口部（２７）と、弁ハウジング（２６）の弁室（２５）に臨む弁座（２８）が形成された第２の開口部（２９）と、この第２の開口部（２９）を閉止するように移動可能に保持された弁体（３０）と、この弁体（３０）を駆動する駆動手段（３１）とを具えている。また、弁体（３０）は、少なくとも１つの絞り通路（４６）と、この絞り通路（４６）の一端が中央側に開口する第１の空隙部（４７）と、この第１の空隙部（４７）の外周部と弁ハウジング（２６）の弁室（２５）とを連通する第１ポート（５１）と、絞り通路（４６）の他端が中央側に開口する第２の空隙部（４８）と、この第２の空隙部（４８）の外周部に連通すると共に第２の開口部（２９）と対向する第２ポート（５２）とを有する。

Description

明 細 書

絞り装置および流量制御弁ならびにこれを組み込んだ空気調和装置 技術分野

[0001] 本発明は、絞り装置および同じ絞り機能を持つ流量制御弁ならびにこの流量制御 弁を冷媒の循環通路に組み込んだ空気調和装置に関する。

背景技術

[0002] 除湿機能を具えた空気調和装置においては、一対の室内熱交換器を用いて除湿 運転中に上流側の室内熱交換器を凝縮器として機能させると共に下流側の室内熱 交換器を蒸発器として機能させたものが知られている。このような空気調和装置にて 除湿運転を行う場合、上流側の熱交換器によって室内空気を加熱する一方、下流側 の熱交換器により室内空気の冷却および除湿を行う。これにより、室内空気温度を低 下させずに除湿を行うことができる。この一対の室内熱交換器を組み込んだ空気調 和装置にぉレ、ては、上流側の室内熱交換器と下流側の熱交換器とをつなぐ冷媒の 通路に絞り機能を持った流量制御弁を組み付け、除湿運転を行う場合には冷媒の 通路を絞った状態に保持しておく必要がある。

[0003] 除湿運転を行う場合、流量制御弁の上流側の冷媒通路内では液相および気相の 冷媒が混在した状態となっている。このため、気相状態の冷媒が絞り部を通過する際 にその圧力の急変に伴って耳障りな騒音が発生する。このような騒音を低減するため の技術が例えば特許文献 1や特許文献 2に開示されている。特許文献 1では、絞り部 の出口側に多孔質透過材を組み込み、気泡の爆発的な膨張を抑えて細分化させる ようにしている。特許文献 2では、空間を介して複数枚のオリフィスを重ね合わせ、ォ リフィスを通過する際に発生する騒音を空間にて緩衝させ、静音化させるようにして いる。

[0004] 特許文献 1に開示された従来の流量制御弁の場合、所定の静音効果を得るために は冷媒の流れ方向に沿った多孔質透過材の厚みをある程度厚く設定する必要があ る。このため、入口ポートと出口ポートとを直交させた流量制御弁において出口ポート 側を開閉する弁体に多孔質透過材を組み込んだものでは、弁体により出口ポート側 を閉じた状態で冷媒を絞り部および多孔質透過材に導くため、流量制御弁内におけ る冷媒の流路を入口ポートから出口ポートと反対側に大きく曲げる必要がある。この 結果、圧損が生じたり、流量制御弁自体の寸法が大きくなつてしまう。しかも、多孔質 透過材は材料コストが嵩むため、流量制御弁自体のコストを増大させる一因ともなつ ている。

[0005] また、特許文献 2に開示された減圧装置においては、冷媒の流れ方向に沿って複 数枚のオリフィスと、空間とを直列に配置する必要がある。従って、充分な静音効果を 得るためには、大きな容積の空間を多段にすることが望まれるため、減圧装置の寸法 が大型化してしまう欠点がある。し力も、この減圧装置においては、冷媒が下流側の 最終段のオリフィスを通過する際に発生する騒音を低減させることが基本的に不可 能である。

[0006] 特許文献 1 :特開 2003— 202167号公報

特許文献 2 :特開 2003— 065632号公報

発明の開示

[0007] 本発明の目的は、低コストにて高い静音効果が得られる絞り装置およびこの絞り装 置を組み込んだ流量制御弁ならびにこの流量制御弁が組み込まれた空気調和装置 を提供することにある。

[0008] 本発明の第 1の形態は、軸対称に配される少なくとも 1つの通路と、この通路の軸線 に対して交差する方向に延在し、当該通路の一端が中央側に開口する空隙部と、こ の空隙部の外周部に連通するポートとを具え、前記空隙部が前記通路の対称軸に 関して放射方向に沿った流体の通路を画成することを特徴とする絞り装置にある。

[0009] 本発明においては、ポートから空隙部の外周部に流体が導入された場合、その中 央側に開口する通路へと流体が導かれ、この通路の他端から流体が流出する。逆に 、通路の他端から流体が導入された場合、この通路を通って空隙部の中央側からそ の外周部に連通するポートへと流体が流れる。何れの場合においても、通路を通過 する際の絞り効果によって流体の流速の上昇および圧力の低下が起こる。特に、ポ ートから空隙部の外周部に流体が導入された場合には、通路に向けて空隙部内を 流れる流体の流速の上昇および圧力の低下が徐々に起こる。これに対し、通路の他 端から流体が導入された場合には、通路を通過直後に流体の流速が徐々に低下す ると共に低下した圧力の安定化が空隙部内にて起こることとなる。

[0010] 本発明の第 1の形態の絞り装置によると、通路の他端から流体を導入させた場合、 通路を通過する際の絞り効果によって流体の流速の上昇および圧力の低下が起こり 、さらにこの通路を通過直後の流体の流速が徐々に低下すると共に圧力の安定化が 空隙部内で起こることとなる。この結果、特に気化しやすい流体を用いた場合でも、 通路の通過直後に気化に伴う膨張音が瞬時に発生せず、通路を通過後の空隙部内 を流動中に順次発生するため、従来のものよりも静音ィ匕させることができる。逆に、ポ ートから流体を導入させた場合、空隙部内で流体の流速を徐々に上昇させつつ圧力 を徐々に低下させながら通路内へと導くことができる。

[0011] 本発明の第 1の形態による絞り装置において、通路の軸線に沿った空隙部の間隔 を通路の内径よりも小さく設定することが好ましい。

[0012] 本発明の第 2の形態は、軸対称に配される少なくとも 1つの通路と、この通路の軸線 に対して交差する方向に延在し、当該通路の一端が中央側に開口する第 1の空隙 部と、この第 1の空隙部の外周部に連通する第 1のポートと、前記通路の軸線に対し て交差する方向に延在し、この通路の他端が中央側に開口する第 2の空隙部と、こ の第 2の空隙部の外周部に連通する第 2のポートとを具えたことを特徴とする絞り装 置にある。

[0013] 本発明においては、第 1のポートから第 1の空隙部の外周部に流体が導入される場 合、その中央側に開口する通路へと流体が導かれ、この通路を通って第 2の空隙部 の中央側からその外周部に連通する第 2のポートへと流体が流れる。逆に、第 2のポ ートから第 2の空隙部の外周部に流体が導入される場合、その中央側に開口する通 路へと流体が導かれ、この通路を通って第 1の空隙部の中央側からその外周部に連 通する第 1のポートへと流体が流れる。何れの場合においても、通路を通過する際の 絞り効果によって流体の流速の上昇および圧力の低下が起こる。そして、第 1のポー トから第 1の空隙部の外周部に流体が導入された場合、通路を通過直後に流体の流 速が徐々に低下すると共に低下した圧力の安定化が第 2の空隙部内にて起こる。同 様に、第 2のポートから第 2の空隙部の外周部に流体が導入された場合、通路を通 過直後に流体の流速が徐々に低下すると共に低下した圧力の安定化が第 1の空隙 部内にて起こることとなる。

[0014] 本発明の第 2の形態の絞り装置によると、通路を通過する際の絞り効果によって流 体の流速の上昇および圧力の低下が起こり、この通路を通過直後の流体の流速が 徐々に低下すると共に圧力の安定化が空隙部内で起こることとなる。この結果、特に 気化しやすい流体を用いた場合でも、通路の通過直後に気化に伴う膨張音が瞬時 に発生せず、通路を通過後の空隙部内を流動中に順次発生するため、従来のもの よりも静音ィ匕させること力 Sできる。また、静音化のために高価な多孔質部材を使用す る必要がなくなり、その部品コストおよび製造コストを抑制することが可能である。

[0015] 本発明の第 2の形態による絞り装置において、通路の軸線に沿った第 1の空隙部 の間隔を通路の内径よりも小さく設定することが好ましい。この場合、流体が第 1の空 隙部から通路に流入する際に、流体に含まれる気泡を通路の内径よりも細分化させ ること力 Sでき、気泡が通路を通過する際に発生する圧力変動の幅を小さくすることが 可能となる。逆に、流体が通路を通って第 1の空隙部に流入する際に、この通路での 絞り効果によって上昇した流体の流速をさらにゆっくりと低下させつつ圧力を安定化 させること力 Sできる。

[0016] 同様に、通路の軸線に沿った第 2の空隙部の間隔を通路の内径よりも小さく設定す ることが好ましい。この場合、流体が通路を通って第 2の空隙部に流入する際に、こ の通路での絞り効果によって上昇した流体の流速をさらにゆっくりと低下させつつ圧 力を安定化させることができる。逆に、流体が第 2の空隙部から通路に流入する際に 、流体に含まれる気泡を通路の内径よりも細分化させることができ、気泡が通路を通 過する際に発生する圧力変動の幅を小さくすることが可能となる。

[0017] 通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を第 1の空隙部に画成するよ うにしてもよい。この場合、通路の対称軸に沿った方向の絞り装置の寸法を小さくす ること力 Sできる。

[0018] 同様に、通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を第 2の空隙部に画 成するようにしてもよレ、。この場合、通路の対称軸に沿った方向の絞り装置の寸法を さらに小さくすることができる。 [0019] 本発明の第 3の形態は、内側に弁室が形成された弁ハウジングと、第 1の方向に延 在して前記弁ハウジングの弁室に臨む第 1の開口部と、この第 1の方向と交差するよ うに第 2の方向に延在して前記弁ハウジングの弁室に臨む弁座が形成された第 2の 開口部と、この第 2の開口部の弁座に当接して当該第 2の開口部を閉止するように、 前記第 2の方向に移動可能に保持された弁体と、前記弁ハウジングに連結されて前 記弁体を前記第 2の方向に駆動する駆動手段とを具えた流量制御弁であって、前記 弁体は、前記第 2の方向と平行な軸線に関して対称に配される少なくとも 1つの絞り 通路と、この絞り通路の軸線に対して交差する方向に延在し、当該絞り通路の一端 が中央側に開口する第 1の空隙部と、この第 1の空隙部の外周部と前記弁ハウジン グの弁室とを連通する第 1のポートと、前記絞り通路の軸線に対して交差する方向に 延在し、この絞り通路の他端が中央側に開口する第 2の空隙部と、この第 2の空隙部 の外周部に連通すると共に前記第 2の開口部と対向する第 2のポートとを有すること を特徴とする。

[0020] 本発明においては、駆動手段により弁体が第 2の開口部の弁座から離されて第 2の 開口部を開放した状態においては、第 1の開口部と第 2の開口部とは弁ハウジングの 弁室を介して連通状態にある。従って、弁体に組み込まれた絞り通路の有無に関係 なぐ流体は第 1の開口部と第 2の開口部との間を自由に流れる。

[0021] これに対し、駆動手段により弁体が第 2の開口部の弁座に当接して第 2の開口部を 閉止した状態においては、第 1の開口部を通って第 1のポートから第 1の空隙部の外 周部へと流体が導入される場合、その中央側に開口する絞り通路へと流体が導かれ 、この通路を通って第 2の空隙部の中央側からその外周部に連通する第 2のポートを 介して第 2の開口部へと流体が流れる。逆に、第 2の開口部を通って第 2のポートから 第 2の空隙部の外周部へと流体が導入される場合、その中央側に開口する絞り通路 へと流体が導かれ、この絞り通路を通って第 1の空隙部の中央側からその外周部に 連通する第 1のポートを介して第 1の開口部を通って流体が流れる。何れの場合にお レ、ても、第 1の開口部と第 2の開口部とは絞り通路を介して連通状態にあり、絞り通路 を通過する際の絞り効果によって流体の流速の上昇および圧力の低下が起こる。そ して、第 1のポートから第 1の空隙部の外周部へと流体が導入された場合、絞り通路 を通過直後の流体の流速が徐々に低下すると共に圧力の安定化が第 2の空隙部内 で起こる。同様に、第 2のポートから第 2の空隙部の外周部へと流体が導入された場 合、絞り通路を通過直後の流体の流速が徐々に低下すると共に圧力の安定化が第 1 の空隙部内で起こることとなる。

[0022] 本発明の流量制御弁によると、絞り通路を介さずに第 1の開口部と第 2の開口部と を連通させた状態と、絞り通路を介して第 1の開口部と第 2の開口部とを連通させた 状態とに切り替えることができる。また、絞り通路を介して第 1および第 2の開口部を 連通させた場合、絞り通路を通過する際に流体の流速が上昇すると共に圧力が低下 する力 S、この絞り通路を通過直後には流体の流速が徐々に低下すると共に圧力の安 定化が空隙部内で起こることとなる。この結果、特に気化しやすい流体を用いた場合 でも、通路の通過直後に気化に伴う膨張音が瞬時に発生せず、通路を通過後の空 隙部内を流動中に順次発生するため、静音化のために高価な多孔質部材を使用せ ずとも静音化させることができる。しかも、静音化のため多孔質部材を使用する必要 がなくなり、その部品コストおよび製造コストを抑制することが可能となる。

[0023] 本発明の第 3の形態による流量制御弁において、弁体が第 2の開口部の弁座に当 接している場合、第 1のポートは、第 1の開口部によって画成される流体通路の第 1の 方向に沿った延在領域に位置していることが好ましい。この場合、第 1のポートと第 1 の開口部によって形成される流体通路との間を流体が第 1の方向に沿って円滑に流 れることとなり、流体の流動方向の変化に伴って発生する騒音を解消することができ る。

[0024] 弁体は、複数の第 1のポートを有し、これら第 1のポートを囲む環状の整流部材をさ らに有するものであってよい。この場合、特に第 1の開口部側から第 1のポートへと流 体が流れる際に個々の第 1のポートが第 1の開口部からの距離が異なっていても、こ れら第 1のポートを通る流体の流量を均一化させることができる。

[0025] 絞り通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を第 1の空隙部に画成す るようにしてもよレ、。この場合、第 2の方向に沿った弁体の寸法を小さくすることができ る。

[0026] 同様に、絞り通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を第 2の空隙部 に画成するようにしてもよい。この場合、第 2の方向に沿った弁体の寸法をさらに小さ くすることができる。

[0027] 第 2の方向に沿った第 1の空隙部の間隔を絞り通路の内径よりも小さく設定すること が好ましい。この場合、流体が第 1の空隙部から通路に流入する際に、流体に含まれ る気泡を絞り通路の内径よりも細分化させることができ、気泡が絞り通路を通過する 際に発生する圧力変動の幅を小さくすることが可能となる。逆に、流体が絞り通路を 通って第 1の空隙部に流入する際に、絞り通路によって上昇した流体の流速をさらに ゆっくりと低下させることができると共に低下した圧力を安定化させることができる。

[0028] 同様に、第 2の方向に沿った第 2の空隙部の間隔を絞り通路の内径よりも小さく設 定することが好ましい。この場合、流体が絞り通路を通って第 2の空隙部に流入する 際に、絞り通路により上昇した流体の流速をさらにゆっくりと低下させることができると 共に低下した圧力を安定化させることができる。逆に、流体が第 2の空隙部から通路 に流入する際に、流体に含まれる気泡を絞り通路の内径よりも細分化させることがで き、気泡が絞り通路を通過する際に発生する圧力変動の幅を小さくすることが可能と なる。

[0029] 弁体が第 2の開口部の弁座に当接した状態において、第 2のポートは、第 2の開口 部の弁座の内壁に近接して開口していることが好ましい。この場合、流体が第 2のポ ートから第 2の開口部側に流出する際に第 2の開口部の弁座の内壁に沿って流体を 流すことが可能となり、内周側の液体と外周側の気体との 2相に分離しやすい流体の 混和を企図することができる。

[0030] 本発明の第 4の形態は、圧縮機と、室外熱交換器と、一対の室内熱交換器と、これ ら圧縮機，室外熱交換器，一対の室内熱交換器を順に通る冷媒の循環通路と、前記 一対の室内熱交換器をつなぐ循環通路に組み込まれる本発明の第 3の形態による 流量制御弁とを具え、この流量制御弁の第 1の開口部が前記室外熱交換器に続く一 方の室内熱交換器側に接続すると共に第 2の開口部が前記圧縮機に続く他方の室 内熱交換器側に接続していることを特徴とする空気調和装置にある。

[0031] 本発明において、通常の冷房運転中は流量制御弁が開弁状態にあり、圧縮機によ り圧縮された冷媒が室外熱交換器，一方の室内熱交換器，流量制御弁，他方の室 内熱交換器を通って再び圧縮機に戻り、一対の室内熱交換器によって室内の冷房 が行われる。これに対し、除湿運転中は流量制御弁が閉弁状態にあり、一方の室内 熱交換器力 他方の室内熱交換器への冷媒の流れが抑制された状態となり、室内 に存在する水分を一対の室内熱交換器に析出させてこれを室外に排出する。

[0032] 本発明の空気調和装置によると、一対の室内熱交換器をつなぐ循環通路に組み 込まれる本発明の第 2の形態による流量制御弁の第 1の開口部が室外熱交換器に 続く一方の室内熱交換器側に接続し、第 2の開口部が圧縮機に続く他方の室内熱 交換器側に接続してレ、るので、除湿運転などの際に流量制御弁を通過する冷媒の 通過音を簡単かつ安価な構成にて低減させることができる。

図面の簡単な説明

[0033] [図 1]図 1は本発明による空気調和装置の一実施形態の概念図である。

[図 2]図 2は図 1に示した空気調和装置に除湿用絞り弁として組み込まれた流量制御 弁の一実施形態の概略構造を表す断面図である。

[図 3]図 3は図 2に示した除湿用絞り弁の主要部の抽出拡大断面図である。

[図 4]図 4は図 3中の IV— IV矢視断面図である。

[図 5]図 5は本発明による流量制御弁の他の実施形態の概略構造を表す断面図であ る。

[図 6]図 6は図 5に示した流量制御弁におけるポート板の外観を拡大して表す立体投 影図である。

[図 7]図 7は本発明による流量制御弁のさらに他の実施形態の概略構造を表す断面 図である。

[図 8]図 8は図 7に示した実施形態における弁体の先端部の外観を表す立体投影図 である。

[図 9]図 9は図 8に示した弁体の先端部の正面図である。

[図 10]図 10は本発明による流量制御弁の別な実施形態の概略構造を表す断面図 である。

[図 11]図 11は本発明による流量制御弁のさらに別な実施形態の概略構造を表す断 面図である。 発明を実施するための最良の形態

[0034] 本発明による流量制御弁を空気調和装置の除湿用絞り弁として応用した実施形態 について、図 1〜図 11を参照しながら詳細に説明する。し力 ながら、本発明はこれ らの実施形態のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、特許請求の範囲に記載 された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明 の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。

[0035] 本実施形態における空気調和装置の概念を図 1に示す。すなわち、本実施形態に おける空気調和装置 10は、気相の冷媒を高圧に圧縮する圧縮機 11と、この圧縮機 11に冷媒供給管 12および冷媒戻り管 13を介して連通する 4ポート 2位置切換弁（以 下、方向制御弁と記述する） 14と、この方向制御弁 14に冷媒循環配管 15を介して連 通する室外熱交換器 16と、この室外熱交換器 16に冷媒循環配管 17を介して連通 する第 1の室内熱交換器 18と、この第 1の室内熱交換器 18と室外熱交換器 16とを 接続する冷媒循環配管 17の途中に組み込まれる膨張弁 19と、第 1の室内熱交換器 18と先の方向制御弁 14とにそれぞれ冷媒循環配管 20, 21を介して連通する第 2の 室内熱交換器 22と、第 1の室内熱交換器 18と第 2の室内熱交換器 22とを接続する 冷媒循環配管 20の途中に組み込まれる本発明の流量制御弁としての除湿用絞り弁 23と、室内の空気を前述した一対の室内熱交換器 18, 22に導いて再び室内に送り 出すための送風ファン 24とを具えている。さらに、図示しない温度センサからの検出 信号や操作スィッチからの指令に基づき、これら圧縮機 11 ,方向制御弁 14,室外熱 交換器 16,—対の室内熱交換器 18， 22,膨張弁 19，除湿用絞り弁 23の作動を制 御する図示しない制御装置なども具えている。

[0036] 方向制御弁 14は、冷房運転と暖房運転とで冷媒の循環流方向を切り替えるための ものである。このため、冷媒供給管 12を室外熱交換器 16が接続する冷媒循環配管 1 5に連通させると共に冷媒戻り管 13を第 2の室内熱交換器 22が接続する冷媒循環 配管 21に連通させる冷房運転位置と、冷媒供給管 12を第 2の室内熱交換器 22が 接続する冷媒循環配管 21に連通させると共に冷媒戻り管 13を室外熱交換器 16が 接続する冷媒循環配管 15に連通させる暖房運転位置とに切換可能である。

[0037] また、膨張弁 19は、冷暖房運転時にここを通過する冷媒の相変化をもたらすことな く断熱膨張させて低温低圧の状態に変える弁開度可変位置と、除湿運転時に冷媒 に対して何ら作用せずにこれを単に通過させるだけの開弁位置とを有する。

[0038] 除湿用絞り弁 23は、冷暖房運転時に一対の室内熱交換器 18， 22の間の冷媒の 流れを規制しない開弁位置と、除湿運転中に第 1の室内熱交換器 18と第 2の室内熱 交換器 22との間の冷媒の流れを絞る閉弁位置とに切換可能である。

[0039] 通常の冷房運転モードでは、除湿用絞り弁 23が開弁位置にあり、図 1中、矢印方 向に冷媒が循環して一対の室内熱交換器 18, 22を通過する低温低圧の冷媒と室 内空気との間で熱交換が行われ、室内を冷房する。

[0040] 冷房除湿運転モードでは、方向制御弁 14が冷房運転位置のまま膨張弁 19が開弁 位置，除湿用絞り弁 23が閉弁位置にそれぞれ切り換わり、先の冷房運転モードの場 合と同様に、図 1中、矢印方向に冷媒が循環する。この場合、膨張弁 19が開弁位置 にあるので、室外熱交換器 16を通過した比較的高温かつ高圧の冷媒がそのまま第 1 の室内熱交換器 18に導かれ、この第 1の室内熱交換器 18と室内空気との間で室内 空気の加熱をもたらす熱交換が行われる。一方、閉弁状態にある除湿用絞り弁 23の 下流側に位置する第 2の室内熱交換器 22には低温低圧の冷媒が導かれることとなる ため、この第 2の室内熱交換器 22との間で熱交換が行われる室内空気の冷却がなさ れる。従って、第 2の室内熱交換器 22による室内空気の除湿がなされると共に第 1の 室内熱交換器 18による室内空気の加熱がなされ、除湿運転中の室内空気温度の低 下が防止される。

[0041] 暖房運転モードでは、除湿用絞り弁 23が開弁位置にあり、冷媒供給管 12および冷 媒戻り管 13内の冷媒の流れを除き、図 1中、矢印方向と逆方向に冷媒が循環し、一 対の室内熱交換器 18， 22を通過する高温高圧の冷媒と室内空気との間で熱交換が 行われる。

[0042] 本実施形態における除湿用絞り弁 23の断面構造を図 2に開弁状態にて示し、その 主要部を抽出拡大して図 3に閉弁状態で示し、その IV— IV矢視断面形状を図 4に示 す。すなわち、本実施形態における除湿用絞り弁 23は、非通電時に開弁状態となる 、いわゆるノーマルオープンタイプの電磁駆動式のものである。この除湿用絞り弁 23 は、内側に弁室 25が形成された弁ハウジング 26と、第 1の方向（図 2中、左右方向） に延在して弁ハウジング 26の弁室 25に臨む第 1の開口部 27と、この第 1の方向と交 差するように第 2の方向（図 2中、上下方向）に延在し、弁ハウジング 26の弁室 25に 臨む弁座 28が形成された第 2の開口部 29と、この第 2の開口部 29の弁座 28に当接 して当該第 2の開口部 29を閉止するように、第 2の方向に移動可能に保持された弁 体 30と、弁ハウジング 26に連結されて弁体 30を第 2の方向に駆動する駆動手段 31 とを具えている。弁体 30が弁座 28から離れた図 2に示す開弁位置においては、第 1 の開口部 27と第 2の開口部 29とは弁ハウジング 26の弁室 25を介して連通状態にあ り、逆に弁体 30が弁座 28に押し当たる図 3に示す閉弁位置においては、第 1の開口 部 27と第 2の開口部 29とは、弁体 30内に組み込まれた後述する絞り装置を介して 連通する。

[0043] 弁ハウジング 26の第 1および第 2の開口部 27， 29には、一対の室内熱交換器 18， 22を連通する冷媒循環配管 20がそれぞれ配管継手 32， 33を介して連結され、第 1 の開口部 27が第 1の室内熱交換器 18側に連通し、第 2の開口部 29が第 2の室内熱 交換器 22側に連通した状態となっている。弁ハウジング 26の弁室 25を挟んで第 2の 開口部 29の反対側には、第 2の方向に延在する案内筒 34の基端部が接合され、こ の案内筒 34の基端部の内側には、開弁状態における弁体 30の先端部に形成され た弁部 35の基部を囲む円筒状のカラー 36が収容されている。このカラー 36は、弁 ハウジング 26に形成された内フランジ 37に係止した状態となっており、その先端部 が弁室 25内に臨んでレ、る。第 2の配管継手 33と反対方向に弁ハウジング 26から突 出する案内筒 34の末端部には、この案内筒 34内を塞ぐプラグ 38が緊密に嵌め込ま れている。

[0044] 弁体 30は、案内筒 34内に摺動自在に収容されてプラグ 38の先端部が貫入し得る カップ形断面のプランジャ 39と、プラグ 38の先端部が当接し得る環状の緩衝部材 40 を収容したプランジャ 39の底部に基端が一体的にかしめられ、先端部に前述の弁部 35が形成された弁棒 41と、この弁棒 41の基端側から差し込まれて弁部 35の基部側 に緊密に嵌め込まれる円筒状の整流部材 42と、弁棒 41の弁部 35に形成されて第 2 の開口部 29側に向けて開口する凹部 43と、この凹部 43内に収容される絞り板 44お よびポート板 45とを具えてレ、る。金属または樹脂などから得られる絞り板 44およびポ ート板 45は、外周が第 2の開口部 29側に向けて先細りとなる円錐面となった弁棒 41 の弁部 35の先端、つまり凹部 43の開口端を内周側にかしめることにより、凹部 43内 に保持される。

[0045] 絞り板 44の中央には、第 2の方向と平行に延在する絞り通路 46が形成されており、 この絞り通路 46を含めてその前後が本実施形態における絞り装置を構成している。 この絞り板 44と凹部 43の底面との間には、絞り通路 46の軸線に対して交差する方 向、本実施形態では第 2の方向に対してほぼ直角な方向に延在する第 1の空隙部 4 7が形成されており、また絞り板 44とポート板 45との間にも絞り通路 46の軸線に対し て交差する方向、本実施形態では第 2の方向に対してほぼ直角な方向に延在する 第 2の空隙部 48が形成されている。これら第 1および第 2の空隙部 47， 48の第 2の方 向に沿った間隔（図 3中、上下方向の高さ）は、絞り通路 46の内径よりもそれぞれ狭く 設定されている。通常、これらの間隔は絞り通路 46の内径の 1Z4程度にまで狭く設 定することが一般的に好ましぐその理由は絞り通路 46と第 1および第 2の空隙部 47 , 48との間での流路断面積の変化が最も滑らかとなるためである。静音化の観点か らは、これらの間隔をできるだけ狭く設定することが好ましいと言える。絞り通路 46の 両側に連通する 2つの空隙部 47, 48は、絞り通路 46の軸線に対して直交方向に延 在するスリット状の冷媒通路を画成するため、絞り通路 46にて発生する騒音が 2つの 空隙部 47, 48の外周側から外側へは伝わりにくぐ良好な静音性を得ることができる

[0046] 本実施形態では、凹部 43の内壁に段部 49を形成し、この段部 49に絞り板 44を係 止させることによって第 1の空隙部 47を形成している。また、ポート板 45と対向する絞 り板 44の端面にその外周縁部を除いて窪み 50を形成することにより、第 2の空隙部 4 8を形成している力 絞り板 44とポート板 45との間に環状のスぺーサを介装すること により、このスぺーサの厚みに対応した間隔を持つ第 2の空隙部 48を形成することも 可能である。

[0047] 弁棒 41の弁部 35の基部には、一端側が弁棒 41の外周面に開口すると共に他端 側が凹部 43の内周部に開口する複数の第 1ポート 51が放射状に形成され、これら 第 1ポート 51は第 1の空隙部 47の外周部と弁ハウジング 26の弁室 25とを連通する。 従って、第 1の空隙部 47は絞り通路 46の軸線に関して放射方向に沿った流体の通 路を画成する。このように、本実施形態では弁棒 41の軸線に対して第 1ポート 51を 放射状に複数形成しているが、第 1の空隙部 47の外周部に対してより多量の冷媒を 給排できるように、第 1ポート 51を弁棒 41の周方向に沿って延在する円弧状に開口 させるようにしてもよい。あるいは、第 1の空隙部 47内で冷媒が旋回流を形成するよう に、第 1の空隙部 47の内壁に対して接線方向に延在する方向に第 1ポート 51を複数 形成することも可能である。

[0048] 前述した整流部材 42は、環状の隙間を隔ててこれら第 1ポート 51の外周側の開口 端を囲むように配され、弁棒 41と整流部材 42との間に形成された隙間を介して第 1 ポート 51と弁ハウジング 26の弁室 25とを連通している。この整流部材 42にて第 1ポ ート 51の外周側の開口端を囲むことにより、第 1の開口部 27からの距離に関係なぐ すべての第 1ポート 51における冷媒の流出入状態を均一化することが可能となる。ま た、絞り通路 46にて発生して第 1ポート 51へと伝わる騒音が整流部材 42によって遮 られるため、静音化に寄与することとなる。

[0049] また、本実施形態では第 2の開口部 29の弁座 28に弁棒 41の弁部 35の円錐状外 周面が当接する図 3に示すような閉弁位置において、第 1ポート 51の外周側の開口 端が、第 1の開口部 27により画成される冷媒通路の第 1の方向に沿った延在領域 Z に位置するように設定されているため、第 1ポート 51と第 1の開口部 27との間を流れ る流体の流れ方向を強く屈曲させることなぐほぼ直線状に維持することができ、これ による静音化が可能となる。

[0050] ポート板 45には、第 2の空隙部 48の外周部に連通すると共に第 2の開口部 29と対 向する複数の第 2ポート 52が円周方向に沿って所定間隔で環状に形成され、従って 第 2の空隙部 48は絞り通路 46の軸線に関して放射方向に沿った流体の通路を画成 する。なお、これら第 2ポート 52を円周方向に延在する円弧状の長孔にて形成するこ とも可能である。

[0051] 本実施形態における弁体 30の駆動手段 31は、電磁コイル 53を用いたものであり、 この電磁コイル 53を収容するボビン 54と、このボビン 54が電磁コイル 53と共に封止 樹脂 55を介して埋設され、ボルト 56を介してプラグ 38に固定される枠状のケーシン グ 57とを具えている。電磁コイル 53から封止樹脂 55を介して外部に引き出されたケ 一ブル 58が図示しないオン/オフ回路を介して電源に接続している。ボビン 54は、 案内筒 34を介してプランジャ 39を囲むように配され、通電時にプランジャ 39を弁ハ ウジング 26側へ移動させるような電磁力を発生する。

[0052] 前記カラー 36とプランジャ 39の底部との間の案内筒 34内には、弁体 30を弁座 28 から離れるように付勢する圧縮コイルばね 59が組み込まれている。従って、電磁コィ ル 53に対する非通電時には第 1の開口部 27と第 2の開口部 29とが弁体 30を介さず に弁ハウジング 26の弁室 25を介して連通状態となる。

[0053] 上述したように、除湿運転時には電磁コイル 53が導通し、圧縮コイルばね 59のば ね力に杭して弁体 30が第 2の開口部 29側へ付勢され、その弁部 35が弁座 28に当 接して図 3に示す閉弁状態となる。これに伴い、第 1の開口部 27から弁ハウジング 26 の弁室 25内に流入する気液 2相の冷媒は、弁棒 41と整流部材 42との隙間から第 1 ポート 51を介して第 1の空隙部 47の外周部に流入する。そして、ここから半径方向内 側に進むに連れて次第に圧縮され、大きな気泡が細分化されて中央の絞り通路 46 に流入し、ここでさらに圧縮を受け、所定流量の冷媒が第 2の開口部 29側へ導かれ ることとなる。絞り通路 46から第 2の空隙部 48に導かれる冷媒は、半径方向外側に 向けて放射状に拡がるが、第 2の空隙部 48の間隔が狭いため、その急激な膨張が 抑制されてゆるやかに膨張し、第 2ポート 52から第 2の開口部 29へと流出する。この 結果、気泡の膨張に伴って発生する騒音を低レベルに抑えることができる。

[0054] なお、気液 2相が混在する流路中では、流路の内壁に気泡が固着状態となって流 路断面積が実質的に狭められ、冷媒の円滑な流動を損なう虞がある。しかしながら、 本実施形態では第 2の開口部 29側に臨む第 2ポート 52の開口端が第 2の開口部 29 の内壁に近接して開口しているため、第 2ポート 52から第 2の開口部 29に流出する 冷媒が第 2の開口部 29の内壁に付着した気泡を流動させる効果をもたらす。このよう な観点から、第 2ポート 52を第 2の開口部 29の内壁に向けて傾斜させることも有効で ある。

[0055] 上述した実施形態では、本発明の流量制御弁を除湿用絞り弁 23として用いたが、 膨張弁 19に適用することも可能であり、冷凍サイクルにおける冷媒流路の絞り装置と して特に有用である。

[0056] ところで、冷媒循環通路 20内の冷媒中に微小な異物などが混在していると、このよ うな異物が絞り板 44に形成された絞り通路 46を塞いでしまい、除湿用絞り弁 23の正 常な機能を果たすことができなくなる虞が生ずる。このような不具合を回避するために は、この絞り装置の上流側に異物を捕捉するための多孔質部材などにて形成された フィルタを設けておくことが好ましレ、。

[0057] このような観点に基づく本発明による流量制御弁の他の実施形態の主要部の断面 構造を図 5に示し、そのポート板の外観を図 6に拡大して示す。ただし、先の実施形 態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するも のとする。すなわち、本実施形態における第 1ポート 51は、弁部 35の基端面と第 1の 空隙部 47の外周部とに開口するように形成されている。この弁部 35の基端面に当接 するように、金属メッシュにて形成された円筒状のフィルタ 60が弁棒 41の弁部 35の 基部側に嵌め込まれている。フィルタ 60の一端面側が第 1ポート 51を完全に覆うよう に、フィルタ 60の他端面は弁棒 41の外周に形成したかしめ部 61により、弁部 35に 対して一体的に固定されている。本実施形態では、力 め部 61とフィルタ 60の他端 面との間に押え環 62を介装し、フィルタ 60の他端面がかしめ部 61によって損傷を受 けないように配慮している。また、本実施形態におけるポート板 45の外周端縁の一部 には、凹部 43の内周との間に第 2ポート 52が形成されるように、切欠部 63が形成さ れている。この切欠部 63が凹部 43の内周との間に第 2ポート 52を形成する。このよう な観点から、ポート板 45を多角形状または歯車状にすることも可能である。

[0058] 従って、第 1の開口部 27からフィルタ 60を介して第 1ポート 51に導かれる冷媒は、 フィルタ 60を通過する間に異物がフィルタ 60によって捕捉され、絞り通路 46側へ異 物の流入を阻止することができる。本実施形態では、先の実施形態よりも第 2の開口 部 29に臨む第 2ポート 52の開口端を第 2の開口部 29の内壁側にさらに近づけること ができ、第 2の開口部 29の内壁に付着する気泡をより確実に流すことができる。

[0059] 上述した 2つの実施形態では、弁部 35の先端をかしめて絞り板 44およびポート板 4 5を凹部 43に固定するようにしたが、弁部 35を弁棒 41から独立させ、これをポート板 45として機肯 させることも可肯である。 [0060] このような観点に基づく本発明による流量制御弁のさらに他の実施形態の主要部 の断面構造を図 7に示し、弁体 30の先端部の外観を図 8に示し、その正面形状を図 9に拡大して示す。ただし、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を 記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態における 弁棒 41の先端には複数の第 1ポート 51を設けたフランジ部 64が形成されている。こ のフランジ部 64の外周端縁に基端側がかしめられる弁部材 65は、絞り板 44を収容 するための凹部 43が形成されている。この凹部 43によって絞り板 44と弁棒 41の先 端面との間に第 1の空隙部 47が形成される。第 2の開口部 29側に臨む弁部材 65の 先端面側には、絞り板 44の窪み 50を横切るようにこれを受ける受け板部 66が形成さ れている。この受け板部 66により弁部材 65の凹部 43の先端側には弁棒 41の軸線を 中心として 180度隔てて対向し、それぞれ円弧状をなす開口が形成され、この開口 部分に臨む絞り板 44の窪み 50の部分が一対の第 2ポート 52として機能する。

[0061] 弁棒 41と弁部材 65とを分けたことにより、第 2の開口部 29側に臨む弁部材 65の外 周部分をより平滑に仕上げることができる。このため、第 2ポート 52から第 2の開口部 29側に流出する冷媒の向きをより正確に制御することが可能となり、第 2の開口部 29 の内壁に付着した気泡をさらに効率よく剥離させることができる。

[0062] 上述した実施形態では、弁棒 41の軸線と同軸状に 1つの絞り通路 46を絞り板 44の 中央に形成したが、複数の絞り通路 46を第 2の開口部 29の軸線に関して対称に形 成することも可能である。このような本発明による流量制御弁の別な実施形態の主要 部の断面構造を図 10,図 11にそれぞれ示す。ただし、先の実施形態と同一機能の 要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。

[0063] 図 10に示した実施形態は、弁棒 41の軸線を対称軸とする複数の絞り通路 46を有 するものである。これらの絞り通路 46は弁棒 41の先端部の弁部 35の基端面の外周 側と、弁部 35の凹部 43の底面中央部とに開口している。凹部 43には、その底面との 間に第 2の空隙部 48を形成すると共に内壁との間に第 2ポート 52を形成するポート 板 45が固定されている。プランジャ 39と弁部 35との間の弁棒 41には、弁部 35の基 端面との間に第 1の空隙部 47を形成すると共に弁部 35の外周縁部との間にフィルタ 60を挟持するための円筒状をなすスぺーサ 67が嵌着されている。 [0064] 本実施形態では、弁部 35の基端面を円錐状に傾斜させて半径方向に沿った冷媒 の通路長さをできるだけ長く取れるように設定している力 弁部 35の基端面を第 2の 開口部 29の軸線に対して直角に設定することも可能である。

[0065] また、本実施形態では先の弁ハウジング 26をステンレス鋼などの板金のプレス加工 により形成している。また、案内筒 34と一体のハウジング本体 68と、弁座 28を有する 第 2の開口部 29が形成された弁座ブロック 69とを有し、さらにカラー 36を係止するた めの環状をなす受け板 70がハウジング本体 68にかしめられた状態で固定されてい る。この場合、ハウジング本体 68と弁座ブロック 69とは、第 1および第 2の配管継手 3 2, 33と共に例えば水素雰囲気の炉中ろう付けなどにより一体的に接合され、これら のろう付け部をそれぞれ符号 71にて示す。本実施形態では第 1の配管継手 32が第 1の開口部として機能しているため、ハウジング本体 68に第 1の開口部を形成する必 要がない。

[0066] 従って、閉弁状態において第 1の配管継手 32からフィルタ 60を通過する冷媒は、 弁部 35の基端面とスぺーサ 67との間に形成された第 1の空隙部 47の外周の環状を なす第 1ポート 51から絞り通路 46に導かれ、第 2の空隙部 48を通って第 2ポート 52 力 第 2の開口部 29側へと流出する。

[0067] 一方、図 11に示した実施形態は、ポート板 45を環状に形成し、弁部 35の底面から 突出する軸部 72に嵌め込んでこれを一体的にかしめたものである。本実施形態では 、凹部 43の内壁とポート板 45の外周面との間に環状の第 2ポート 52を形成し、この 環状をなす第 2ポート 52を第 2の開口部 29の内壁に向けて開口させることにより、こ こから流出する冷媒が第 2の開口部 29の内壁に向けて吹き出るように配慮している。 この結果、第 2の開口部 29に付着した気泡をさらに効率よく剥離させることができる。 第 2の空隙部 48は、凹部 43の底面とポート板 45との間に形成され、弁部 35の底部 に複数の絞り通路 46が開口している。

[0068] 本実施形態においても、冷媒は第 1の空隙部 47にて半径方向内側に流れ、絞り通 路 46を通過した後、再び第 2の空隙部 48にて半径方向外側に流れ、最終的に第 2 ポート 52から第 2の開口部 29の内壁に沿って流出することとなる。フイノレタ 60は、異 物を捕捉する以外に冷媒の整流効果にも寄与することは言うまでもない。

Claims

請求の範囲

[1] 軸対称に配される少なくとも 1つの通路と、

この通路の軸線に対して交差する方向に延在し、当該通路の一端が中央側に開 口する空隙部と、

この空隙部の外周部に連通するポートと

を具え、前記空隙部が前記通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を 画成することを特徴とする絞り装置。

[2] 前記通路の軸線に沿った前記空隙部の間隔は、前記通路の内径よりも小さく設定 されていることを特徴とする請求項 1に記載の絞り装置。

[3] 軸対称に配される少なくとも 1つの通路と、

この通路の軸線に対して交差する方向に延在し、当該通路の一端が中央側に開 口する第 1の空隙部と、

この第 1の空隙部の外周部に連通する第 1のポートと、

前記通路の軸線に対して交差する方向に延在し、この通路の他端が中央側に開 口する第 2の空隙部と、

この第 2の空隙部の外周部に連通する第 2のポートと

を具えたことを特徴とする絞り装置。

[4] 前記通路の軸線に沿った前記第 1空隙部の間隔は、前記通路の内径よりも小さく 設定されていることを特徴とする請求項 3に記載の絞り装置。

[5] 前記通路の軸線に沿った前記第 2の空隙部の間隔は、前記通路の内径よりも小さ く設定されていることを特徴とする請求項 3または請求項 4に記載の絞り装置。

[6] 前記第 1の空隙部は、前記通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を 画成することを特徴とする請求項 3または請求項 4に記載の絞り装置。

[7] 前記第 2の空隙部は、前記通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通路を 画成することを特徴とする請求項 3または請求項 4に記載の絞り装置。

[8] 内側に弁室が形成された弁ハウジングと、第 1の方向に延在して前記弁ハウジング の弁室に臨む第 1の開口部と、この第 1の方向と交差するように第 2の方向に延在し て前記弁ハウジングの弁室に臨む弁座が形成された第 2の開口部と、この第 2の開 口部の弁座に当接して当該第 2の開口部を閉止するように、前記第 2の方向に移動 可能に保持された弁体と、前記弁ハウジングに連結されて前記弁体を前記第 2の方 向に駆動する駆動手段とを具え、前記弁体は、

前記第 2の方向と平行な軸線に関して対称に配される少なくとも 1つの絞り通路と、 この絞り通路の軸線に対して交差する方向に延在し、当該絞り通路の一端が中央 側に開口する第 1の空隙部と、

この第 1の空隙部の外周部と前記弁ハウジングの弁室とを連通する第 1のポートと、 前記絞り通路の軸線に対して交差する方向に延在し、この絞り通路の他端が中央 側に開口する第 2の空隙部と、

この第 2の空隙部の外周部に連通すると共に前記第 2の開口部と対向する第 2のポ ートと

を有することを特徴とする流量制御弁。

[9] 前記弁体が前記第 2の開口部の弁座に当接した状態において、前記第 1のポート は前記第 1の開口部によって画成される流体通路の前記第 1の方向に沿った延在領 域に位置していることを特徴とする請求項 8に記載の流量制御弁。

[10] 前記弁体は、前記第 1のポートを複数有し、これら第 1のポートを囲む環状の整流 部材をさらに有することを特徴とする請求項 8に記載の流量制御弁。

[11] 前記第 1の空隙部は、前記絞り通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通 路を画成していることを特徴とする請求項 8に記載の流量制御弁。

[12] 前記第 2の空隙部は、前記絞り通路の対称軸に関して放射方向に沿った流体の通 路を画成していることを特徴とする請求項 8に記載の流量制御弁。

[13] 前記第 2の方向に沿った前記第 1の空隙部の間隔が前記絞り通路の内径よりも小さ く設定されていることを特徴とする請求項 8に記載の流量制御弁。

[14] 前記第 2の方向に沿った前記第 2の空隙部の間隔が前記絞り通路の内径よりも小さ く設定されていることを特徴とする請求項 8に記載の流量制御弁。

[15] 前記弁体が前記第 2の開口部の弁座に当接した状態において、前記第 2のポート が前記第 2の開口部の弁座の内壁に近接して開口していることを特徴とする請求項 8 に記載の流量制御弁。 圧縮機と、

室外熱交換器と、

一対の室内熱交換器と、

これら圧縮機，室外熱交換器，一対の室内熱交換器を順に通る冷媒の循環通路と 前記一対の室内熱交換器をつなぐ循環通路に組み込まれる請求項 8から請求項 1 5の何れかに記載の流量制御弁と

を具え、この流量制御弁の第 1の開口部が前記室外熱交換器に続く一方の室内熱 交換器側に接続すると共に第 2の開口部が前記圧縮機に続く他方の室内熱交換器 側に接続していることを特徴とする空気調和装置。