WO2015063854A1 - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

　弁室１１の軸方向に弁座１２を有する本体１３と、弁室１１の軸方向に移動でき弁座１２と対向して配置される弁体１４と、弁体１４を弁座１２に対して当接、離反させる弁駆動手段１５と、本体１３の弁室１１に径方向から接続される第一の配管１６と、本体１３の弁室１１に軸方向から取り付けられる第二の配管１７とを備え、弁体１４は、少なくとも第一の配管１６に対向する軸部１４ａの周りが、網目構造の部材１８または発泡材料でなる部材で構成され、網目構造の部材１８または発泡材料でなる部材は、弁体１４の軸部１４ａの直径よりも大きく、弁室１１の内径よりも小さい円筒形状を有し、弁室１１内に収納する。

Description

膨張弁

　本発明は、冷媒通過音を低減し、騒音に対する快適性を向上させた膨張弁に関するものである。

　高温高圧の冷媒を膨張させ、低温低圧の冷媒にする膨張弁にあっては、冷媒が弁室を通過する際に流動音を発生させる。弁体が装備されている弁室内に流入する冷媒は、液相冷媒中に気相冷媒が混入される二相流状態が起こる。気相冷媒中に大きな気泡が存在すると、弁室内を通過する際に衝突音を発生し、騒音の原因となる。このような冷媒通過音を低減するために、従来より種々の工夫と提案がなされている。

　例えば、弁体を冷媒流れ方向に連通する多孔質透過材で構成し、多孔質透過材の透過面積を調節する調節手段を備えた絞り装置（除湿弁）が提案されている。この絞り装置においては、除湿弁として空調機に用いることを想定しているため、弁座と弁体が接触し、流路が塞がれている場合(全閉)においても、多孔質材で構成された弁体を冷媒が通過できるようになっている。そのため、弁体に二相冷媒が衝突する際に生じる衝突音を低減できるとされている（例えば、特許文献１参照）。

　また、弁体に対して水平方向（径方向）に配置された配管と軸方向に配置された配管とを本体に接続してなる電動弁において、弁体軸方向に接続される配管と本体との間に孔つき薄板部材を配置して、孔つき薄板部材に冷媒を通過させることで、気泡に起因する冷媒通過音の低減を図った電動弁が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

　また、複数の孔を有する中空形状の冷媒整流筒を、弁室の軸方向内壁に配置し、その両端を弁室を形成する本体と支持板とに固定して、水平方向（径方向）から流入してくる冷媒を冷媒整流筒を通過させることで、弁体に衝突することによる衝突音を抑制できるようにした膨張弁が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許第３４２８５１６号公報（請求項１、図２） 特許第４９２５６３８号公報（請求項１、図１） 特許第３３８０３９５号公報（第１図）

　特許文献１の絞り装置においては、流路が塞がれている場合(全閉)においても、多孔質透過材で構成された弁体を冷媒が通過できるようになっているため、弁体に二相冷媒が衝突する際に生じる衝突音は低減できるが、弁体衝突後に冷媒が乱れた状態で弁座と弁室の間の絞り部に流入するため、冷媒音低減効果としては不十分である。
　また、膨張弁として用いる場合には、弁体にて流路を完全に塞ぐことができるようにする必要があり、絞り部と弁体を通過する冷媒流れ両方を考慮して設計する必要があり、そのまま適用することはできない。

　特許文献２の電動弁においては、弁体に対して水平方向（径方向）に配置された配管から軸方向に配置された配管に冷媒が流れる場合（正方向流れ）、弁体に冷媒が衝突することによる衝突音、冷媒流れが乱れることで生じる渦音、気泡振動音は抑制できない。

　特許文献３の膨張弁においては、水平方向（径方向）から冷媒が流入し、弁体に衝突することで発生する衝突音は抑制できるが、冷媒が冷媒整流筒を通過する孔の面積が小さいため、渦音、気泡振動音の低減効果は小さい。

　本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、気液二相冷媒が供給される場合においても、冷媒通過音を効果的に低減させることができる膨張弁を得ることを目的とする。

　本発明に係る膨張弁は、弁室の軸方向に弁座を有する本体と、弁室の軸方向に移動でき弁座と対向して配置される弁体と、弁体を弁座に対して当接、離反させる弁駆動手段と、本体の弁室に径方向から接続される第一の配管と、本体の弁室に軸方向から取り付けられる第二の配管とを備え、弁体は、少なくとも第一の配管に対向する軸部の周りが、網目構造の部材または発泡材料でなる部材で構成され、網目構造の部材または発泡材料でなる部材は、弁体の軸部の直径よりも大きく、弁室の内径よりも小さい円筒形状を有し、弁室内に収納されているものである。

　本発明に係る膨張弁においては、弁体の第一の配管に対向する軸部の周りが、網目構造の部材または発泡材料でなる部材で構成されているので、第一の配管から第二の配管に冷媒が流れる場合（正方向流れ）、冷媒が網目構造の部材または発泡材料でなる部材に接触して流速が低下し、弁体に衝突する際に生じる衝撃音が低減される。
　また、網目構造の部材または発泡材料でなる部材は、弁体の軸部の直径よりも大きく、弁室の内径よりも小さい円筒形状を有し、弁室内に収納されているので、冷媒の通過面積が大きく、冷媒音低減効果も大きくなる。
　また、網目構造の部材または発泡材料でなる部材を、弁体の軸部の周りに設けて、弁体と一体化しているので、弁体と弁座との間の絞り部までの長さ（距離）が短かくなり、縮小された気泡が合体し拡大する前に絞り部に流入するため、冷媒音低減効果も大きくなる。
　また、網目構造の部材または発泡材料でなる部材を冷媒が通過することで、気泡径を縮小させることができ、気泡振動音を低減できる。また、冷媒の乱れが抑制でき、渦音を低減できる。
　また、第二の配管から第一の配管に冷媒が流れる場合（逆方向流れ）、弁体と弁座の間を通過することによって絞られ増速した冷媒が、網目構造の部材または発泡材料でなる部材を通過することで減速されるため、弁室壁面での衝突音を低減できる。
　したがって、膨張弁に気液が混在する二相冷媒が流れた場合においても、気泡による衝突音、間欠音、気泡振動音、渦音を低減でき膨張弁を低騒音化することができる。

本発明の実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 本発明の実施形態１に係る膨張弁の構成を示す断面図、及びＡ－Ａ線断面図である。 本発明の実施形態１に係る膨張弁の冷媒の流れを示す絞り部の拡大断面図である。 本発明の実施形態２に係る膨張弁の構成を示す断面図、Ｂ－Ｂ線断面図、及び第二の網目部材の斜視図である。 本発明の実施形態２に係る膨張弁の冷媒の流れを示す絞り部の拡大断面図である。 本発明の実施形態３に係る膨張弁の構成を示す断面図、Ｃ－Ｃ線断面図、及び第二の網目部材の平面図である。 本発明の実施形態３に係る膨張弁の冷媒の流れを示す絞り部の拡大断面図である。

実施形態１．
　以下に、図示実施形態により本発明に係る膨張弁について説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

　図１は本発明の実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
　本発明の実施形態に係る空気調和装置は、図１のように圧縮機１、四方弁２、凝縮器３、第一の膨張弁４、第二の膨張弁５、蒸発器６が冷媒配管にて直列に接続される。例えば冷房運転において、圧縮機１、四方弁２、凝縮器３、第一の膨張弁４は室外機、第二の膨張弁５、蒸発器６は室内機としてそれぞれ１つの箱体に収納されている。

　図２は本発明の実施形態１に係る膨張弁の構成を示す断面図及びＡ－Ａ線断面図である。なお、第一の膨張弁４及び第二の膨張弁５は、いずれも同一の構成を有しているため、ここでは第一の膨張弁４を例に挙げて説明する。
　第一の膨張弁４は、図２のように弁室１１の軸方向に弁座１２を有する本体１３と、弁室１１の軸方向に移動でき弁座１２と対向して配置される弁体１４と、弁体１４を電磁力によって進退させ、弁座１２に対して当接、離反させる弁駆動手段すなわちコイル１５と、本体１３に水平方向（径方向）に取り付けられる第一の配管１６と、弁座１２の先かつ本体１３に軸方向に取り付けられる第二の配管１７とを備える。第一の配管１６と第二の配管１７は、例えば銅管からなり、本体１３とろう付けされている。本体１３は真鍮製の鋳造品を切削加工して製造される。

　コイル１５の電磁力により弁体１４と弁座１２は当接、離反し、第一の配管１６から第二の配管１７を連通する弁座１２と弁体１４との間の流路断面積が変化する。弁体１４と弁座１２とが接触し、流路が完全に塞がるように弁体１４が最下方にある場合を全閉、弁体１４が弁室１１の最上部にあり、弁座１２と弁体１４との間の流路幅が最大となる場合を全開とする。

　弁体１４は、一部すなわち第一の配管１６に対向する軸部１４ａの周りが、網目構造の部材（以下、「網目部材」という）１８で構成されている。網目部材１８は、弁体１４の軸部１４ａの直径よりも大きく、弁室１１の内径よりも小さい円筒形状を有し、弁室１１内に収納されている

　また、弁座１２と接する弁体１４（特にその先端部分）は、冷媒を通過させない非網目部材で構成されている。

　網目部材１８の網目構造は、例えば鋼線を複数交差させて形成し、格子（網目）を複数備えたものとする。 気泡の振動数ｆを表す下記（１）式に膨張弁の前後差圧、媒質の物性値、一般的な可聴域の高い周波数帯域である可聴限界の周波数２０ｋＨｚを代入すると、可聴限界の気泡径を算出できる。網目の格子長さを可聴限界の気泡径以下に設定すると、気泡振動音を可聴域外とすることができ、冷媒音を効果的に抑制できる。したがって、ここでは網目部材１８の網目の格子長さを可聴限界の気泡径以下に設定してある。

　ここで、ｆは気泡の振動数、Ｒは気泡の半径、γは比熱比、Ｐ_０は平衡状態気泡内圧力、ρ_ｗは媒質密度、σは表面張力である。

　少なくとも網目部材１８の外形は、最大を弁室径とし、網目部材１８の軸方向長さは、弁体１４が全開、全閉のいずれの状態にある場合でも第一の配管１６の断面の投影面に当該網目部材１８の一部が存在できる長さとする。このように網目部材１８が常に第一の配管１６の断面の投影面に存在できるようにすることで、第一の配管１６から第二の配管１７に冷媒が流れる正方向流れにおいて、開度によらず弁室１１に流入する冷媒が網目部材１８を通過するため、弁体１４と冷媒の衝突音を効果的に抑制できる。

　次に、本発明の実施形態１に係る空気調和装置の動作について説明する。図１に示すように、本実施形態１に係る冷媒回路は、第一の膨張弁４、第二の膨張弁５を備えた、二段膨張回路である。
　冷房運転において、冷媒は圧縮機１、四方弁２、凝縮器３、第一の膨張弁４、第二の膨張弁５、蒸発器６の順に循環する。圧縮機１において、低圧の気体冷媒は昇圧され、高温高圧の気体冷媒となる。気体冷媒は、四方弁２を通過し凝縮器３において周囲空気に放熱する。空気への放熱により気体冷媒は凝縮し、温度が低下した液冷媒となる。液冷媒は、第一の膨張弁４で減圧されて低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、第二の膨張弁５によって更に液部が膨張し、乾き度の増加した二相冷媒となる。蒸発器６において、冷媒は空気から受熱し液部が蒸発する。空気からの受熱により温度が上昇した気体冷媒は、圧縮機１に再び流入する。

　一般的な冷媒回路においては、凝縮器３から蒸発器６に接続される液配管途中に配置される膨張弁は１つであるため、冷暖どちらかの運転において液配管内の冷媒が液となり、封入冷媒量が多くなる。一方、二段膨張回路とすることで、冷暖運転状態によらず液管内が二相冷媒となるため、封入冷媒量を削減できる。ただし、気液の混在した二相冷媒が第一の膨張弁４あるいは第二の膨張弁５に流入するため、膨張弁の容量を大きくする必要がある。また、液相のみが流入する場合と比べて、気泡振動により騒音が増大し、問題となる可能性がある。第一の膨張弁４及び第二の膨張弁５に本実施形態１に係る膨張弁（図２）を用いることで、これら騒音を低減することができる。

　冷媒音は、大別すると気泡振動音、衝突音、渦音、噴流音等の音源に分類できる。本実施形態１に係る膨張弁は、これら音源の影響を抑制し、冷媒音削減を主目的としている。　

　図３は本発明の実施形態１に係る膨張弁の冷媒の流れを示す絞り部の拡大断面図であり、（ａ）は正方向流れ、（ｂ）は逆方向流れを示している。図中のＡ１～Ａ５の符号は音源の低減効果が得られる箇所を示し、下記の（Ａ１）～（Ａ５）項の説明に対応している。ここでは、第一の配管１６（図２）から第二の配管１７への冷媒の流れを正方向流れ、第二の配管１７から第一の配管１６への流れを逆方向流れとする。

(正方向流れ)
　図３（ａ）のように正方向流れにおいて、弁体１４は全開と全閉の中間開度とされ、冷媒は第一の配管１６（図２）から第二の配管１７に流れる。
　（Ａ１）膨張弁、例えば第一の膨張弁４は、第一の配管１６の投影面の一部に網目部材１８が存在するため、流体はまず網目部材１８に接触し、流速が低下して、弁体１４に衝突する。このため、弁体１４に冷媒が衝突する際に生じる衝撃音を低減できる。

　（Ａ２）網目部材１８は、網目の格子長さを可聴限界の気泡径以下に設定してある。このため、冷媒を径方向から弁体軸方向に通過させることで、気泡径を縮小させ、発生する気泡振動音を可聴域外にシフトさせ、可聴域内の冷媒音を削減させる。
　また、網目部材１８は、冷媒を通過させることで、気液を均一化し、渦音を低減させる。円筒形状の網目部材１８の外径は、弁室１１の内径と略等しくしているため、流体の通過面積を大きくとれ、前記冷媒音及び渦音の低減効果は更に大きくなる。
　また、網目部材１８の軸方向長さは、弁体１４が全開、全閉のいずれの状態にある場合でも常に第一の配管１６の断面の投影面に存在できる長さとしてあるため、流体の通過距離が長く、前記渦音の低減効果は大きくなる。

　（Ａ３）直接的に冷媒音の大小に影響はしないが、網目部材１８によって気液が均一化された冷媒が非網目部材と弁体１４との間に流れることで、気体と液体が交互に流れることに起因する間欠音を低減できる。気泡は、整流区間（流路）が長いと合体を繰り返し大きな気泡に成長する。しかし、本実施形態１に係る膨張弁のように網目部材１８を弁体１４の軸部１４ａの周りに設けて、弁体１４と一体化しているので、弁体１４と弁座１２との間の絞り部までの距離が短かくなり、縮小された気泡が合体し拡大する前に絞り部に冷媒を流入させることができる。このため、気体と液体が交互に流れることに起因する間欠音の低減効果を大きくすることができる。
　また、非網目部材の１つである弁体１４は冷媒を通さないため、第一の配管１６から網目部材１８を介して直接第二の配管１７に流れることはない。そのため、流量調節が容易である。

(逆方向流れ)
　図３（ｂ）のように逆方向流れにおいて、弁体１４は全開と全閉の中間開度とされ、冷媒は第二の配管１７から第一の配管１６（図２）に流れる。
　（Ａ４）非網目部材の１つである弁体１４と弁座１２との間を通過することにより絞られ増速した冷媒が、網目部材１８を通過することで減速される。このため、弁室１１の壁面での衝突音を低減できる。
　（Ａ５）網目部材１８は、冷媒を弁体１４の軸方向から径方向に通過させることで、気泡径を縮小させ、発生する気泡振動音を可聴域外にシフトさせる。このため、可聴域内の冷媒音を削減できる。網目部材１８の外径は、弁室１１の内径と略等しくしているため、流体の通過面積を大きくとれ、冷媒音及び渦音の低減効果は更に大きくなる。また、網目部材１８の軸方向長さは、弁体１４が全開、全閉のいずれの状態にある場合でも常に第一の配管１６の断面の投影面に存在できる長さとしてあるため、流体の通過距離が長く、渦音の低減効果が大きくなる。

　したがって、本発明の実施形態１に係る膨張弁によれば、二相冷媒が流れた場合においても、冷媒音の音源である気泡振動音、衝突音、渦音、分流音を抑制でき、膨張弁を低騒音化できる。

　ところで、同形で密度の高い物質と低い物質とでは、固有振動数は密度の低い物質の方が高くなる。そのため、流体圧力変動やその他要因により固有振動が励起された場合において、高周波数の音が発生する。高周波の音を削減したい場合は、非網目部材および弁体を、密度の高い物質とすると良い。このことは、以下の他の実施形態においても同様である。

実施形態２．
　図４は本発明の実施形態２に係る膨張弁の構成を示す断面図、Ｂ－Ｂ線断面図、及び第二の網目部材の斜視図である。図中、前述の実施形態１と同じ機能部分には同じ符号を付してある。
　本発明の実施形態２に係る膨張弁は、図４のように第二の配管１７内の本体１３側の端部に、第二の網目構造の部材（以下、第二の網目部材という）２０を設けたものである。

　第二の網目部材２０は、円筒状の非網目構造の部材２１の内部に円錐台状の網目部材２２を備えたものであり、流体が円錐台状の網目部材２２を通過できるように、また円錐台状の網目部材２２の縮径された上面が弁座側を向くように構成されている。

　また、円錐台状の網目部材２２は、前述の実施形態１の筒形状の網目部材１８と同様、網目の格子長さを可聴限界の気泡径以下に設定されている。

　また、第二の網目部材２０の軸方向長さは、例えば流体の速度が最大の状態で、絞られた冷媒が弁座１２から第二の配管１７の壁面に衝突するまでの距離に相当する長さに設定されている。このため、冷媒音を効果的に低減できる。

　また、第二の網目部材２０の円錐台状の網目部材２２の円錐台上面の直径は、弁座１２のオリフィス径と同等、下面の直径は第二の配管１７の内径と同等となるように構成されている。このため、冷媒音を効果的に低減できる。

　第二の網目部材２０の外周は、円筒状の非網目構造の部材２１で構成されている。そのため、第二の配管１７内からの取り外しが容易である。

　既述したように冷媒音は大別すると気泡振動音、衝突音、渦音、噴流音等の音源に分類できる。本実施形態２の膨張弁でも、これら音源の影響を抑制し、冷媒音削減を主目的としている。

　図５は本発明の実施形態２に係る膨張弁の冷媒の流れを示す絞り部の拡大断面図であり、（ａ）は正方向流れ、（ｂ）は逆方向流れを示している。図中のＢ１～Ｂ９の符号は音源の低減効果が得られる箇所を示し、下記の（Ｂ１）～（Ｂ９）項の説明に対応している。ここでは、第一の配管１６（図４）から第二の配管１７への冷媒の流れを正方向流れ、第二の配管１７から第一の配管１６への流れを逆方向流れとする。

(正方向流れ)
　図５（ａ）のように正方向流れにおいて弁体１４は全開と全閉の中間開度とされ、冷媒は第一の配管１６（図４）から第二の配管１７に流れる。なお、Ｂ１～Ｂ３の箇所における冷媒の流れは、前述の実施形態１で説明したＡ１～Ａ３の箇所における冷媒の流れと同様であり、前述の（Ａ１）～（Ａ３）項の説明を適用できるため説明を省略する。
　（Ｂ４）非網目部材の１つである弁体１４により絞られ増速した冷媒が、第二の網目部材２０を通過することで、円錐台状の網目部材２２によって減速されられるため、第二の配管１７の壁面での衝突音を低減できる。

　（Ｂ５）第二の網目部材２０の円錐台状の網目部材２２は、冷媒を通過させることで気泡径を縮小させ、発生する気泡振動音を可聴域外にシフトさせる。このため、可聴域内の冷媒音を削減できる。
　また、円錐台状の網目部材２２は、冷媒を通過させることで、気液が均一化され、渦音を低減できる。弁体１４によって絞られ増速した冷媒は、第二の配管１７で末広がり状に広がるが、図５に示すように、第二の配管１７と弁座１２との間にオリフィスが形成されていると、絞り側に逆流する流れが発生し、死水域が発生する。死水域では渦が形成されるため、冷媒流れが乱れ、渦音を生じさせる。
　本実施形態２に係る膨張弁は、第二の網目部材２０が円筒状の非網目構造の部材２１の内部に円錐台状の網目部材２２を備えたものであるので、冷媒の流れがスムースになり、死水域の発生が抑制され、冷媒の乱れた流れが抑制でき、更に渦音を低減できる。
　また、第二の網目部材２０の軸方向長さを、流体の速度が最大の状態で、絞られた冷媒が弁座１２から第二の配管１７の壁面に衝突するまでの距離に相当する長さに設定してあるので、最大流速下においても、冷媒が第二の網目部材２０を通過する。このため、冷媒音を低減できる。

(逆方向流れ)
　図５（ｂ）のように逆方向流れにおいて弁体１４は全開と全閉の中間開度とされ、冷媒は第二の配管１７から第一の配管１６に流れる。なお、Ｂ８，Ｂ９の箇所における冷媒の流れは、前述の実施形態１で説明したＡ４，Ａ５の箇所における冷媒の流れと同様であり、前述の（Ａ４），（Ａ５）項の説明を適用できるため説明を省略する。
　（Ｂ６）弁体軸方向に配置された第二の網目部材２０は、冷媒を通過させることで、気泡径を縮小させ、気泡振動音を可聴域外にシフトさせる。このため、可聴域内の冷媒音を削減できる。
　また、第二の網目部材２０は、冷媒を通過させることで、気液を均一化し、渦音を低減させる。冷媒は、第二の網目部材２０を通過することで、緩やかに減圧され、減圧に伴い発泡が生じた際にも直ちに次の弁室１１内の円筒形状の網目部材１８を通過するため、冷媒音低減効果を大きくすることができる。

　（Ｂ７）直接的に冷媒音の大小に影響はしないが、第二の網目部材２０を通過し、気液が均一化された冷媒が非網目部材と弁体１４との間に流れることで、気体と液体が交互に流れることに起因する間欠音を低減できる。既述したように気泡は整流区間が長いと合体を繰り返し大きな気泡に成長する。しかし、本実施形態２に係る膨張弁においては、第二の網目部材２０から弁体１４と弁座１２との間の絞り部までの距離が短く、気泡が大きく成長する前に絞り部に冷媒を流入させることができる。このため、気体と液体が交互に流れることに起因する間欠音の低減効果を大きくすることができる。

　したがって、本発明の実施形態２に係る膨張弁においても、二相冷媒が流れた場合に、冷媒音の音源である気泡振動音、衝突音、渦音、分流音を抑制でき、膨張弁を低騒音化できる。

実施形態３．
　図６は本発明の実施形態３に係る膨張弁の構成を示す断面図、Ｃ－Ｃ線断面図、及び第二の網目部材の平面図である。図中、前述の実施形態１と同じ機能部分には同じ符号を付してある。
　本発明の実施形態３に係る膨張弁は、図６のように第二の網目構造の部材（以下、第二の網目部材という）３０を、軸方向に間隔を置いて配置された格子長さの異なる複数種の網目部材３１，３２，３３で構成したものである。

　第二の網目部材３０は、格子長さの異なる複数種の網目部材３１，３２，３３が、本体１３に近づくほど網目の格子長さが短くなるように配置されている。例えば、最小の格子長さは、既述した可聴限界の気泡径以下に設定されている。このように、最小の格子長さを、可聴限界の気泡径以下に設定することで、気泡振動音を効果的に低減できる。

　既述したように冷媒音は大別すると気泡振動音、衝突音、渦音、噴流音等の音源に分類できる。本実施形態３の膨張弁でも、これら音源の影響を抑制し、冷媒音削減を主目的としている。

　図７は本発明の実施形態３に係る膨張弁の冷媒の流れを示す絞り部の拡大断面図であり、（ａ）は正方向流れ、（ｂ）は逆方向流れを示している。図中のＣ１～Ｃ８の符号は音源の低減効果が得られる箇所を示し、下記の（Ｃ１）～（Ｃ８）項の説明に対応している。ここでも、第一の配管１６（図６）から第二の配管１７への冷媒の流れを正方向流れ、第二の配管１７から第一の配管１６への流れを逆方向流れとする。

(正方向流れ)
　図７（ａ）のように正方向流れにおいて弁体１４は全開と全閉の中間開度とされ、冷媒は第一の配管１６（図６）から第二の配管１７に流れる。なお、Ｃ１～Ｃ３の箇所における冷媒の流れは、前述の実施形態１で説明したＡ１～Ａ３の箇所における冷媒の流れと同様であり、前述の（Ａ１）～（Ａ３）項の説明を適用できるため説明を省略する。
　（Ｃ４）非網目部材の１つである弁体１４により絞られ増速した冷媒が、複数の第二の網目部材３０を通過することで減速されるため、第二の配管１７の壁面での衝突音を低減できる。第二の網目部材３０、特に最小の格子長さを有する網目部材３３は、冷媒を通過させることで、気泡径を縮小させ、発生する気泡振動音を可聴域外にシフトさせる。このため、可聴域内の冷媒音を削減できる。また、各第二の網目部材３０を通過させることで、気液が均一化され、渦音を低減できる。

(逆方向流れ)
　逆方向流れにおいて弁体１４は全開と全閉の中間開度とされ、冷媒は第二の配管１７から第一の配管１６（図６）に流れる。なお、Ｃ７，Ｃ８の箇所における冷媒の流れは、前述の実施形態１で説明したＡ４，Ａ５の箇所における冷媒の流れと同様であり、前述の（Ａ４），（Ａ５）項の説明を適用できるため説明を省略する。
　（Ｃ５）弁体軸方向に間隔を置いて配置された複数種の網目部材３１，３２，３３は、冷媒をこれらを通過させることで、気泡径を縮小させ、気泡振動音を可聴域外にシフトさせる。このため、可聴域内の冷媒音を削減できる。
　また、複数種の網目部材３１，３２，３３は、冷媒を通過させることで、気液が均一化し、渦音を低減させる。冷媒は、複数種の網目部材３１，３２，３３を通過する毎に徐々に気泡径が縮小されるため、冷媒の乱れた流れを更に抑制でき、渦音を低減できる。

　（Ｃ６）直接的に冷媒音の大小に影響はしないが、複数種の網目部材３１，３２，３３を通過し、気液が均一化された冷媒が非網目部材と弁体１４との間に流れることで、気体と液体が交互に流れることに起因する間欠音を低減できる。既述したように気泡は整流区間が長いと合体を繰り返し大きな気泡に成長するが、最小の格子長さを有する網目部材３３から弁体１４と弁座１２との間の絞り部までの距離が短く、気泡が大きく成長する前に絞り部に冷媒を流入させることができる。このため、気体と液体が交互に流れることによる間欠音の低減効果を大きくすることができる。

　したがって、本発明の実施形態３に係る膨張弁においても、二相冷媒が流れた場合に、冷媒音の音源である気泡振動音、衝突音、渦音、分流音を抑制でき、膨張弁を低騒音化できる。

　なお、前述の各実施形態では弁体１４の第一の配管１６に対向する軸部１４ａの周りが、網目部材１８で構成されたものを例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、例えば弁体１４の軸部１４ａの周りに発泡材料でなる部材を一体化して設けても良い。この場合でも冷媒通過音の低減効果は得られる。

　１　圧縮機、２　四方弁、３　凝縮器、４　第一の膨張弁、５　第二の膨張弁、６　蒸発器、１１　弁室、１２　弁座、１３　本体、１４　弁体、１４ａ　軸部、１５　コイル（弁駆動手段）、１６　第一の配管、１７　第二の配管、１８　網目部材（網目構造の部材）、Ａ１～Ａ５、Ｂ１～Ｂ９、Ｃ１～Ｃ８　音源の低減効果が得られる箇所、２０，３０　第二の網目部材（第二の網目構造の部材）、２１　円筒状の非網目構造の部材、２２　円錐台状の網目部材、３１，３２，３３　複数種の網目部材。

Claims (10)

1. 　弁室の軸方向に弁座を有する本体と、
   　前記弁室の軸方向に移動でき前記弁座と対向して配置される弁体と、
   　前記弁体を前記弁座に対して当接、離反させる弁駆動手段と、
   　前記本体の前記弁室に径方向から接続される第一の配管と、
   　前記本体の前記弁室に軸方向から取り付けられる第二の配管とを備え、
   　前記弁体は、少なくとも前記第一の配管に対向する軸部の周りが、網目構造の部材または発泡材料でなる部材で構成され、
   　前記網目構造の部材または発泡材料でなる部材は、前記弁体の前記軸部の直径よりも大きく、前記弁室の内径よりも小さい円筒形状を有し、前記弁室内に収納されていることを特徴とする膨張弁。
2. 　前記網目構造の部材または発泡材料でなる部材の軸方向長さは、前記弁体が全開、全閉のいずれの状態にある場合でも、前記第一の配管の断面の投影面に当該網目構造の部材または発泡材料でなる部材の一部が存在する長さに設定されていることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
3. 　前記弁体の前記軸部の周りの前記部材は、網目構造の部材であり、その格子長さは、可聴域の高い周波数帯域である可聴限界の振動数を有する気泡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又は２記載の膨張弁。
4. 　第二の配管内の本体側の端部に、第二の網目構造の部材を設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の膨張弁。
5. 　第二の網目構造の部材は、円筒状の非網目構造の部材の内部に円錐台状の網目部材を備えたものであり、流体が円錐台状の網目部材を通過できるように、また前記円錐台状の網目部材の縮径された上面が弁座側を向くように構成されていることを特徴とする請求項４記載の膨張弁。
6. 　第二の網目構造の部材の軸方向長さは、流体の速度が最大の状態で、絞られた冷媒が弁座から第二の配管壁面に衝突するまでの距離に相当する長さに設定されていることを特徴とする請求項４又は５記載の膨張弁。
7. 　前記円錐台状の網目部材は、その格子長さが、可聴域の高い周波数帯域である可聴限界の振動数を有する気泡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５又は６記載の膨張弁。
8. 　第二の網目構造の部材は、軸方向に間隔を置いて配置された格子長さの異なる複数種の網目部材で構成されていることを特徴とする請求項４記載の膨張弁。
9. 　前記格子長さの異なる複数種の網目部材は、本体に近づくほど格子長さが短くなるように配置されていることを特徴とする請求項８記載の膨張弁。
10. 　前記格子長さの異なる複数種の網目部材のうち最小の格子長さを有する網目部材は、その格子長さが、可聴限界の気泡径以下に設定されていることを特徴とする請求項８又は９記載の膨張弁。

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