WO2018131122A1

WO2018131122A1 - 膨張弁およびそれを備えた冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2018131122A1
Application number: PCT/JP2017/000836
Authority: WO
Inventors: 裕輔島津
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2018-07-19
Also published as: EP3569954A1; EP3569954A4; JP6715958B2; JPWO2018131122A1

Abstract

膨張弁（１）は、弁室（５）が設けられた弁本体（３）を有している。弁本体（３）には、弁座（９）が設けられ、弁体（７）が挿通されている。弁本体（３）には、弁室（５）にそれぞれ連通する第１配管（１３）と第２配管（１５）とが設けられている。弁本体（３）と第１配管（１３）とが接続されている部分と、弁本体（３）と第２配管（１５）とが接続されている部分とに、それぞれ整流板（２１）が配置されている。整流板（２１）には、冷媒が通過する通路面積が異なる冷媒通路（２３ａ）と冷媒通路（２３ｂ）とが設けられている。冷媒通路（２３ｂ）の通路面積は、冷媒通路（２３ａ）の通路面積よりも狭い。整流板（２１）の厚さは、一様な厚さ（Ｔ）とされる。

Description

膨張弁およびそれを備えた冷凍サイクル装置

　本発明は、膨張弁およびそれを備えた冷凍サイクル装置に関し、特に、整流板を備えた膨張弁と、その膨張弁を備えた冷凍サイクル装置とに関するものである。

　空気調和装置等の冷凍サイクル装置においては、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が順次接続された冷媒回路を備えている。

　冷凍サイクル装置（空気調和装置）の膨張弁は、凝縮器において凝縮した高圧の液冷媒を、蒸発器において蒸発しやすい状態に減圧するとともに、冷媒の流量を調整する機能を有する。膨張弁は、オリフィスと弁体（ニードル）とを備えており、オリフィスに対する弁体の位置を変えることによって、冷媒の圧力と流量が調整される。

　一般的に、膨張弁の入り口へは、高圧の液冷媒が流れ込み、膨張弁の出口からは、減圧された二相状態の冷媒が送り出される。ところが、冷凍サイクル装置の運転状況によっては、膨張弁の入り口へ、高圧の液冷媒とガス冷媒とが流れ込むことがある。このとき、膨張弁では、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒が流れることに起因して、音（冷媒音）が発生することがある。このような冷媒音を抑制するために、従来、対策が講じられている（たとえば、特許文献１、特許文献２）。

特開２００７－１６２８５１号公報特開２０１４－２３８２０７号公報

　上述したように、冷凍サイクル装置では、運転時に、膨張弁に二相状態の冷媒が流れ込んだ場合に発生する冷媒音を抑制するために、種々の対策が講じられている。本発明は、その冷媒音の対策の一環としてなされたものであり、一の目的は、冷媒音が抑制される膨張弁を提供することであり、他の目的は、そのような膨張弁を備えた冷凍サイクル装置を提供することである。

　本発明に係る膨張弁は、弁本体と弁体と第１流路と第２流路と整流板とを備えている。弁本体は、弁室および弁室に連通する開口部を有する弁座を含む。弁体は、弁座の開口部に挿通されて、開口部の開度を調節する。第１流路は、弁室に連通する。第２流路は、弁座の開口部に連通する。整流板は、第１流路および第２流路のうち、弁室に向かって冷媒が流れ込む流路に、冷媒が流れる方向と交差する方向に配置されている。冷媒が液冷媒とガス冷媒とを含む場合において、液冷媒とガス冷媒との重量比における液冷媒の比率を液比率とする。整流板には、液比率の低い冷媒が流れる領域に位置することになる整流板の第１部分から液比率の高い冷媒が流れる領域に位置することになる第２部分へ向かって通路抵抗が高くなる態様で、冷媒を通過させる冷媒通路が形成されている。

　本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の膨張弁を備えた冷凍サイクル装置である。

　本発明に係る膨張弁によれば、整流板には、液比率の低い冷媒が流れる領域に位置することになる整流板の第１部分から液比率の高い冷媒が流れる領域に位置することになる第２部分へ向かって通路抵抗が高くなる態様で、冷媒を通過させる冷媒通路が形成されていることで、冷媒音を抑制することができる。

　本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記膨張弁を備えていることで、冷凍サイクル装置の冷媒音を抑制することができる。

各実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。実施の形態１に係る、整流板を有する膨張弁の一部断面を含む側面図である。同実施の形態において、膨張弁に配置される整流板の斜視図である。同実施の形態において、整流板の冷媒通路と遠心力の向きとの関係を示す平面図である。同実施の形態において、図４に示す断面線Ｖ－Ｖにおける整流板の構造と遠心力の向きとの関係を示す断面図である。同実施の形態において、第１配管内および第２配管内の冷媒が整流板を流れる様子を模式的に示す断面図である。比較例に係る膨張弁を示す部分断面図である。比較例に係る膨張弁に配置されている整流板を示す平面図である。同実施の形態において、冷媒音と通路抵抗との関係を、比較例とともに示すグラフである。同実施の形態において、圧力損失と通路抵抗との関係を、比較例とともに示すグラフである。実施の形態２に係る膨張弁に配置される整流板を示す斜視図である。同実施の形態において、整流板の冷媒通路と遠心力の向きとの関係を示す平面図である。同実施の形態において、図１２に示す断面線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける整流板の構造と遠心力の向きとの関係を示す断面図である。同実施の形態において、第１配管内および第２配管内の冷媒が整流板を流れる様子を模式的に示す断面図である。実施の形態３に係る膨張弁に配置される整流板を示す斜視図である。同実施の形態において、整流板の冷媒通路と遠心力の向きとの関係を示す平面図である。同実施の形態において、図１６に示す断面線ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩにおける整流板の構造と遠心力の向きとの関係を示す断面図である。同実施の形態において、第１配管内および第２配管内の冷媒が整流板を流れる様子を模式的に示す断面図である。実施の形態４に係る、整流板を有する膨張弁の一部断面を含む側面図である。実施の形態５に係る、整流板を有する膨張弁の一部断面を含む側面図である。

　はじめに、各実施の形態に係る膨張弁が適用されている冷凍サイクル装置の一例について、具体的に説明する。

　図１に示すように、空気調和装置等の冷凍サイクル装置５１では、圧縮機５３、凝縮器５５、膨張弁１および蒸発器５７が順次接続された冷媒回路が形成されている。圧縮機５３によって圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となって圧縮機５３から吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒は凝縮器５５へ送られる。凝縮器５５では、流れ込んだ冷媒と凝縮器５５内に送り込まれた空気との間で熱交換が行われる。熱交換により、高温高圧のガス冷媒は凝縮し、高圧の液冷媒になる。

　凝縮器５５から送り出された高圧の液冷媒は、膨張弁１によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器５７に流れ込む。蒸発器５７では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、蒸発器５７内に送り込まれた空気との間で熱交換が行われる。熱交換により、液冷媒は蒸発し、低圧のガス冷媒になる。

　蒸発器５７から送り出された低圧のガス冷媒は圧縮機５３に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。高温高圧のガス冷媒は、再び圧縮機５３から吐出して凝縮器５５へ送られる。以下、このサイクルが繰り返されることになる。

　次に、冷凍サイクル装置５１に使用されている膨張弁１について、各実施の形態において説明する。

　実施の形態１．
　（構造）
　膨張弁１は、凝縮器５５（図１参照）において凝縮した高圧の液冷媒を、蒸発器５７において蒸発しやすい状態に減圧するとともに、冷媒の流量を調整する機能を有する。

　図２に示すように、膨張弁１は、弁本体３を有している。弁本体３には弁室５が設けられている。また、弁本体３には、弁座９が設けられている。弁座９には、弁体７（ニードル）が挿通されている。弁本体３の上方には駆動部１１が設けられている。

　弁体７は、駆動部１１によって、上下方向に移動することになる。弁座９に弁体７を挿通させることによって円環状の絞り部が形成されて、弁体７が上下方向に移動することで、絞り部の流路面積が調整されることになる。

　弁体７は、円柱状部と円錐状部が一体的形成されている。円錐状部が、弁座との間に円環状の絞り部を形成する。弁体７の円柱状部は、圧損体との固定方法により、円柱そのもの形態をする必要はない。また、弁体７の円錐状部は、厳密に円錐形状である必要はなく、先細りする形状であればよい。

　弁本体３には、弁室５にそれぞれ連通する第１配管１３（第１流路）と、第２配管１５（第２流路）とが設けられている。弁本体３と第１配管１３とが接続されている部分に、整流板２１が配置されている。また、弁本体と第２配管１５とが接続されている部分に、整流板２１が配置されている。整流板２１の構造については、後述する。

　第１配管１３には、第１接続管１７が接続されている。第２配管１５には、第２接続管１９が接続されている。第１接続管１７および第２接続管１９は、曲がり配管である。第１接続管１７（曲がり配管）の向きによって、整流板２１の位置（周方向位置）が定められる。また、第２接続管１９（曲がり配管）の向きによって、整流板２１の位置（流路の周方向位置）が定められる。

　次に、整流板２１の構造について説明する。図３に示すように、整流板２１には、冷媒が通過する通路面積が異なる冷媒通路２３ａと冷媒通路２３ｂとが設けられている。冷媒通路２３ｂの通路面積は、冷媒通路２３ａの通路面積よりも狭い。整流板２１の厚さは、一様な厚さＴとされる。

　なお、整流板２１の厚さとしては、一様な厚さＴの他に、冷媒通路２３ａが配置されている側が薄く、冷媒通路２３ｂが配置されている側が厚く形成されていてもよい。たとえば、後述する図１３に示される態様で、厚さが連続的に変化してもよいし、厚さが２段階あるいはそれ以上に不連続に変化していてもよい。

　（作用と効果）
　上述したように、一般的に、膨張弁では、高圧の液冷媒が流入し、減圧された液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒が流出する。しかしながら、冷凍サイクル装置の起動時あるいは特定の条件下においては、膨張弁に、高圧の液冷媒（単相）ではなく、高圧の液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒が流入することがある。

　高圧の二相状態の冷媒が膨張弁に流入する場合、膨張弁における絞り部では、ガス冷媒と液冷媒との不連続な流れとなり、冷媒音が不連続に発生することがある。特に、特定の周波数の冷媒音あるいは不連続な周波数の冷媒音がランダムに発生するなど、耳障りな音（冷媒音）が発生することになる。

　膨張弁へ流入する冷媒が二相状態の冷媒であっても、乾き度は低い。また、ガス冷媒の体積が大きいとはいっても、液冷媒の割合（液比率）が高い。さらに、膨張弁に流入する流速が比較的小さい。そのため、膨張弁まで冷媒を導く配管等として曲がり配管が配置されているような場合には、流路断面における液冷媒とガス冷媒との分布が不均一になる。また、重力により、流路断面における液冷媒とガス冷媒との分布が不均一になることも想定される。

　ここで、冷媒が液冷媒とガス冷媒とを含む場合において、液冷媒とガス冷媒との重量比における液冷媒の比率を液比率とする。通路面積が広い冷媒通路２３ａは、液比率の低い冷媒が流れることになる整流板２１の部分（第１部分）に形成されている。通路面積が狭い冷媒通路２３ｂは、液比率の高い冷媒が流れることになる整流板２１の部分（第２部分）に形成されている。

　第１配管１３には、第１接続管１７が曲がり配管として接続されている。また、第２配管１５には、第２接続管１９が曲がり配管として接続されている。ここで、冷凍サイクル装置５１（図１参照）の運転モードとして、冷媒が、第１接続管１７から第１配管１３を経て膨張弁１の弁室５に流れ込む場合を想定する。この場合には、冷媒が第１接続管１７内を流れる間に、第１接続管１７内における外周側では、遠心力によって内周側よりも液比率の高い冷媒が流れる。このため、第１配管１３内では、紙面に向かって上側の領域に液比率の高い冷媒が流れ、下側の領域に液比率の低い冷媒が流れることになる。

　一方、冷凍サイクル装置５１（図１参照）の運転モードとして、冷媒が、第２接続管１９から第２配管１５を経て膨張弁１の弁室５に流れ込む場合を想定する。この場合には、冷媒が第２接続管１９内を流れる間に、第２接続管１９内における外周側では、遠心力によって内周側よりも液比率の高い冷媒が流れる。このため、第２配管１５内では、紙面に向かって左側の領域に液比率の高い冷媒が流れ、右側の領域に液比率の低い冷媒が流れることになる。

　したがって、第１配管１３が接続される部分に配置される整流板２１では、第１配管１３内の上側に位置することになる整流板２１の部分（第２部分）に、通路面積が狭い冷媒通路２３ｂが位置し、第１配管１３内の下側に位置することになる整流板２１の部分（第１部分）に、通路面積が広い冷媒通路２３ａが位置する。

　一方、第２配管１５が接続される部分に配置される整流板２１では、第２配管１５内の左側に位置することになる整流板２１の部分（第２部分）に、通路面積が狭い冷媒通路２３ｂが位置し、第２配管１５内の右側に位置することになる整流板２１の部分（第１部分）に、通路面積が広い冷媒通路２３ａが位置する。

　すなわち、図４および図５に示すように、整流板２１には、冷媒に作用する遠心力の向き（矢印ＣＦＶ）を考慮して、遠心力が作用する側（矢印ＣＦＶが向いている側）に、通路面積が狭い冷媒通路２３ｂが位置し、遠心力が作用する側とは反対側に、通路面積が広い冷媒通路２３ａが位置する。

　図６に示すように、液比率の高い冷媒が、通路面積が狭い冷媒通路２３ｂを通過することで、液冷媒の速度が増加する（点線矢印参照）。液比率の低い冷媒が、通路面積が広い冷媒通路２３ａを通過することで、ガス冷媒の気泡が細分化される。細分化されたガス冷媒の気泡は、流速が増加した液冷媒によって撹拌される。

　これにより、整流板２３を通過した後では、液冷媒とガス冷媒との分布が比較的均一な状態となり、その二相状態の冷媒が膨張弁１の絞り部に流れることになる。その結果、膨張弁１を流れる冷媒の冷媒音を低減させることができる。このことについて、比較例に係る膨張弁と比べて説明する。

　図７に示すように、比較例に係る膨張弁１０１は、弁本体１０３を有している。弁本体１０３には弁室１０５が設けられている。また、弁本体１０３には、弁座１０９が設けられている。弁座１０９には、弁体１０７（ニードル）が挿通されている。弁座１０９に、弁体１０７が挿通されることで、弁座１０９と弁体１０７との間に円環状の絞り部が形成される。

　弁本体１０３には、弁室１０５にそれぞれ連通する第１配管１１３と、第２配管１１５とが設けられている。ここでは、たとえば、弁本体１０３と第２配管１１５とが接続されている部分に、整流板１２１が配置されている。

　比較例に係る膨張弁１０１の整流板１２１には、冷媒を通過させる冷媒通路が形成されている。図８に、整流板１２１のバリエーションとして、整流板１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄを示す。整流板１２１ａ～１２１ｄのそれぞれには、冷媒通路１２３がそれぞれ形成されている。図８に示されるように、整流板１２１ａ～１２１ｄのそれぞれでは、冷媒通路１２３は、同一の開口径をもって、線対称または点対称となる位置に形成されている。

　ここで、膨張弁の第２配管１１５に、高圧の液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒が流入する場合に、図示されていない接続管を流れる冷媒に作用する遠心力によって、第２配管１１５内において、紙面に向かって左側の領域に液比率の高い冷媒が流れ、右側の領域に液比率の低い冷媒が流れる場合を想定する。

　この場合には、整流板１２１ａ～１２１ｄのそれぞれでは、冷媒通路１２３が、線対称または点対称となる位置に形成されているために、液比率の高い冷媒の速度を十分に上げることができない。また、液比率の低い冷媒の気泡を十分に細分化することができない。このため、膨張弁１０１に流入する液冷媒とガス冷媒との分布を均一にすることができない。

　比較例に係る膨張弁１０１に対して、実施の形態に係る膨張弁１では、液比率の高い冷媒が、通路面積が狭く、通路抵抗が高い冷媒通路２３ｂを通過することで、液冷媒の速度が増加することになるが、圧力損失は比較的小さい。一方、液比率の低い冷媒が、通路面積が広く、通路抵抗が低い冷媒通路２３ａを通過することで、ガス冷媒の気泡が細分化されるが、圧力損失は比較的小さい。

　これにより、整流板２１を通過した後では、細分化されたガス冷媒の気泡が、流速が増加した液冷媒によって撹拌されて、圧力損失を抑えながら液冷媒とガス冷媒との分布を比較的均一な状態（整流化）になり、冷媒音を低減することができる。これを示す結果として、冷媒音と通路抵抗との関係を図９に示し、圧力損失と通路抵抗との関係を図１０に示す。

　図９に示されるグラフでは、横軸は通路抵抗であり、縦軸は冷媒音である。通路抵抗が低くなるにしたがって、つまり、冷媒通路の通路面積が広くなるにしたがって、冷媒音は高くなる傾向にある。

　また、図１０に示されるグラフでは、横軸は通路抵抗であり、縦軸は圧力損失である。通路抵抗が低くなるにしたがって、つまり、冷媒通路の通路面積が広くなるにしたがって、圧力損失は小さくなる傾向にある。

　実施の形態１に係る膨張弁１の整流板２１では、通路抵抗が高い冷媒通路２３ｂと通路抵抗が低い冷媒通路２３ａとが、膨張弁１に流入する冷媒の液比率に応じて配置されている。これに対して、比較例に係る膨張弁１０１の整流板１２１では、同じ通路面積を有する冷媒通路が線対称または点対称に配置されている。

　これにより、図９に示されるように、平均的な通路抵抗が同じ場合で比べると、実施の形態１に係る膨張弁１の整流板２１では、比較例に係る膨張弁１０１の整流板１２１に比べて、冷媒音を下げることができる。また、平均的な通路抵抗が同じ場合で比べると、実施の形態１に係る膨張弁１の整流板２１では、比較例に係る膨張弁１０１の整流板１２１に比べて、圧力損失が増大するのを抑えることができる。

　なお、上述した膨張弁１では、第１配管１３が膨張弁１に接続されている部分と、第２配管１５が接続されている膨張弁１の部分との双方に、整流板２１を配置させた場合について説明した。特に、第２配管１５を膨張弁１へ向かって流れる冷媒は、第２配管１５を流れた後、弁座９あるいは弁体７に向かって流れることになる。このとき、液冷媒とガス冷媒との分布が不均一であると、その分布の不均一さが、冷媒音の発生に影響を及ぼすことになる。このため、整流板２１は、少なくとも、弁座９等に向かって冷媒が流れる流路（配管）に配置させることが望ましい。

　また、上述した膨張弁１に配置されている整流板２１では、通路面積の異なる冷媒通路として、２つの冷媒通路２３ａ、２３ｂが形成された場合について説明したが、通路面積のそれぞれ異なる３つ以上の冷媒通路（図示せず）が形成された整流板であってもよい。この場合にも、遠心力が作用している向きに沿って、通路面積が徐々に小さくなる態様で、冷媒通路が配置されていればよい。

　実施の形態２．
　ここでは、膨張弁１（図２参照）に配置される整流板２１のバリエーションの一例について説明する。なお、図示されていない、膨張弁の構造、第１配管、第２配管、第１接続管および第２接続管の配置構造は、図２に示す配置構造と同じなので、必要である場合を除き、その説明を繰り返さないこととする。

　図１１に示すように、整流板２１には、冷媒が通過する通路面積がほぼ一様な複数の冷媒通路２３ｂが設けられている。複数の冷媒通路２３ｂは、ほぼ一様なピッチをもって配置されている。整流板２１では、一の直径方向の一端側の厚さは厚さＴ１とされる。その一の直径方向の他端側の厚さは、厚さＴ１よりも薄い厚さＴ２とされる。

　図１２および図１３に示すように、遠心力が作用する側（矢印ＣＦＶが向いている側）に、厚さＴ１を有す部分が位置し、遠心力が作用する側とは反対側に、厚さＴ２を有する部分が位置するように、整流板２１が配置される。

　整流板２１の厚さが相対的に厚い部分に形成された冷媒通路２３ｂの通路抵抗は、厚さが相対的に薄い部分に形成された冷媒通路２３ｂの通路抵抗よりも高くなる。すなわち、遠心力が作用する側（矢印ＣＦＶが向いている側）に向かって、整流板２１の通路抵抗が高くなるように冷媒通路２３ｂが配置されることになる。

　上述した膨張弁１の整流板２１では、図１４に示すように、液比率の高い冷媒が、通路抵抗の高い冷媒通路２３ｂを通過することで、液冷媒の速度が増加する（点線矢印参照）。液比率の低い冷媒が、通路抵抗の低い冷媒通路２３ｂを通過することで、ガス冷媒の気泡が細分化される。細分化されたガス冷媒の気泡は、流速が増加した液冷媒によって撹拌される。

　これにより、実施の形態１において説明した整流板２１と同様に、整流板２３を通過した後では、液冷媒とガス冷媒との分布が比較的均一な状態となり、その二相状態の冷媒が膨張弁１の絞り部に流れることになる。その結果、冷媒音を低減させることができる。

　また、上述した整流板２１では、複数の冷媒通路２３ｂを、ほぼ一様なピッチをもって配置させることで、冷媒通路２３ｂの加工が容易になる。さらに、複数の冷媒通路２３ｂのピッチを一様にすることで、整流板２１を流れた後に液冷媒とガス冷媒との分布がより均一になりやすく、さらなる冷媒音の低減に寄与することができる。

　実施の形態３．
　ここでは、膨張弁１（図２参照）に配置される整流板２１のバリエーションの他の例について説明する。なお、図示されていない、膨張弁の構造、第１配管、第２配管、第１接続管および第２接続管の配置構造は、図２に示す配置構造と同じなので、必要である場合を除き、その説明を繰り返さないこととする。

　図１５に示すように、整流板２１には、冷媒が通過する通路面積がほぼ一様な冷媒通路２３ｃと冷媒通路２３ｄとが複数設けられている。複数の冷媒通路２３ｃと複数の冷媒通路２３ｄとは、ほぼ一様なピッチをもって配置されている。整流板２１の厚さは、厚さＴとされる。冷媒通路２３ｃは、冷媒の流れる方向に沿って、整流板２１とほぼ直交する方向に形成されている。一方、冷媒通路２３ｄは、冷媒の流れる方向と交差するように、その直交する方向と交差する方向に傾くように形成されている。

　図１６および図１７に示すように、遠心力が作用する側（矢印ＣＦＶが向いている側）に、冷媒通路２３ｄが位置し、遠心力が作用する側とは反対側に、冷媒通路２３ｃが位置するように、整流板２１が配置される。

　冷媒の流れと交差するように整流板２１に形成された冷媒通路２３ｄの通路抵抗は、冷媒の流れに沿って整流板２１に形成された冷媒通路２３ｃの通路抵抗よりも高くなる。すなわち、遠心力が作用する側（矢印ＣＦＶが向いている側）に向かって、整流板２１の通路抵抗が高くなるように冷媒通路２３ｃと冷媒通路２３ｄとが配置されることになる。

　上述した膨張弁１の整流板２１では、図１８に示すように、液比率の高い冷媒が、通路抵抗の高い冷媒通路２３ｄを通過することで、液冷媒の速度が増加する（点線矢印参照）。液比率の低い冷媒が、通路抵抗の低い冷媒通路２３ｃを通過することで、ガス冷媒の気泡が細分化される。細分化されたガス冷媒の気泡は、流速が増加した液冷媒によって撹拌される。

　なお、上述した膨張弁１の整流板２１では、通路抵抗が相対的に高い冷媒通路として、冷媒の流れる方向と交差するように一様に傾けられた冷媒通路２３ｄが形成された整流板２ついて説明した。

　冷媒の流れる方向に対する冷媒通路の傾きの角度としては、一つの角度に限られず、２つ以上の異なる角度をもって傾けた冷媒通路を形成してもよい。その場合には、遠心力が作用する側（矢印ＣＦＶが向いている側）に向かって、傾きの角度が徐々に大きくなるように冷媒通路を配置すればよい。

　実施の形態４．
　ここでは、膨張弁１に接続される配管のバリエーションの一例と、整流板とについて説明する。

　前述した各実施の形態では、直管としての第１配管１３に、曲げ配管として第１接続管１７が接続された場合について説明した。直管としての第１配管１３の長さが比較的短い場合には、第１配管１３内を流れる冷媒は、遠心力の影響を受けた状態で流れる。しかしながら、第１配管１３の長さが長くなると、第１配管１３内を流れる冷媒は、徐々に遠心力よりも重力の影響を受けやすくなる。

　図１９に示すように、膨張弁１に接続される第１配管１３の長さＬが、第１配管１３の内径の５倍以上の長さに相当する場合には、第１配管１３内を流れる冷媒は、徐々に重力の影響が支配的になる。このため、第１配管１３内では、液比率の高い冷媒が第１配管１３内の下部を流れ、液比率の低い冷媒が、第１配管１３内の上部を流れることになる。

　この場合には、第１配管１３が接続される部分に配置される整流板２１は、通路抵抗が高い冷媒通路２３ｂが下側に位置し、通路抵抗が低い冷媒通路２３ａが上側に位置するように、配置される。

　重力の作用によって第１配管１３内の下部を流れる液比率の高い冷媒は、通路抵抗の高い冷媒通路２３ｄを通過することで、液冷媒の速度が増加する。一方、第１配管１３内の上部を流れる液比率の低い冷媒は、通路抵抗の低い冷媒通路２３ｃを通過することで、ガス冷媒の気泡が細分化される。細分化されたガス冷媒の気泡は、流速が増加した液冷媒によって撹拌される。

　これにより、実施の形態１において説明したのと同様に、整流板２３を通過した後では、液冷媒とガス冷媒との分布が比較的均一な状態となり、その二相状態の冷媒が膨張弁１の絞り部に流れることになる。その結果、冷媒音を低減させることができる。

　実施の形態５．
　ここでは、整流板の配置関係を容易に確認することができる膨張弁の一例について説明する。

　図２０に示すように、膨張弁１に接続されている第１配管１３には、突起１４が設けられ、第２配管１５には、突起１６が設けられている。この場合、第１配管１３内において、液比率の高い冷媒が流れている側の配管壁部の部分に、第１配管１３の内側から外側へ向かって突出する態様で、突起１４が形成されている。また、第２配管１５内において、液比率の高い冷媒が流れている側の配管壁部の部分に、第２配管１５の内側から外側へ向かって突出する態様で、突起１６が形成されている。

　上述した膨張弁では、第１配管１３に設けられている突起１４の位置により、曲げ配管としての第１接続管１７を第１配管１３に接続する際に、第１接続管１７の曲げの方向に対して、整流板２１が、冷媒音を低減させる所定の位置（周方向位置）に配置されているか否かを容易に確認することができる。

　また、第２配管１５に設けられている突起１６の位置により、曲げ配管としての第２接続管１９を第２配管１５に接続する際に、第２接続管１９の曲げの方向に対して、整流板２１が、冷媒音を低減させる所定の位置（周方向位置）に配置されているか否かを容易に確認することができる。

　これにより、冷凍サイクル装置５１（図１参照）を組み立てる際に、膨張弁１における整流板２１の位置（周方向位置）が、冷媒音を低減させる所定の位置からずれてしまうような誤った組立を抑制することができる。

　なお、上述した膨張弁１では、曲げ配管の位置との関係で、整流板２１が、冷媒音を低減させる所定の位置（周方向位置）に配置されているか否かを、突起１４によって確認する場合について説明したが、冷媒音を低減させる所定の位置（周方向位置）を確認することができる目印であれば、突起１４に限られるものではない。

　各実施の形態において説明した、整流板を含む膨張弁については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

　今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本発明は、冷凍サイクル装置に使用される膨張弁に有効に利用される。

　１　膨張弁、３　弁本体、５　弁室、７　弁体、９　弁座、１１　駆動部、１３　第１配管、１４　突起、１５　第２配管、１６　突起、１７　第１接続管、１９　第２接続管、２１　整流板、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ　冷媒通路、３１　液冷媒、３３　ガス冷媒、ＣＦＶ　矢印、５１　冷凍サイクル装置、５３　圧縮機、５５　凝縮器、５７　蒸発器。

Claims

　弁室および前記弁室に連通する開口部を有する弁座を含む弁本体と、
　前記弁座の前記開口部に挿通されて、前記開口部の開度を調節する弁体と、
　前記弁室に連通する第１流路と、
　前記弁座の前記開口部に連通する第２流路と、
　前記第１流路および前記第２流路のうち、前記弁室に向かって冷媒が流れ込む流路に、前記冷媒が流れる方向と交差する方向に配置された整流板と
を備え、
　前記冷媒が液冷媒とガス冷媒とを含む場合において、前記液冷媒と前記ガス冷媒との重量比における前記液冷媒の比率を液比率とすると、
　前記整流板には、前記液比率の低い冷媒が流れる領域に位置することになる前記整流板の第１部分から前記液比率の高い冷媒が流れる領域に位置することになる第２部分へ向かって通路抵抗が高くなる態様で、前記冷媒を通過させる冷媒通路が形成された、膨張弁。
　前記整流板は、第１厚さを有し、
　前記整流板では、
　前記第１部分には、前記冷媒通路として第１通路断面積を有する第１冷媒通路が形成され、
　前記第２部分には、前記冷媒通路として第２通路断面積を有する第２冷媒通路が形成され、
　前記第２通路断面積は、前記第１通路断面積よりも小さい、請求項１記載の膨張弁。
　前記整流板では、
　前記第１部分は第１厚さを有し、
　前記第２部分は、前記第１厚さよりも厚い第２厚さを有し、
　前記第１部分には、前記冷媒通路として第１通路断面積を有する第１冷媒通路が形成され、
　前記第２部分には、前記冷媒通路として第２通路断面積を有する第２冷媒通路が形成され、
　前記第１通路断面積と前記第２通路断面積とは、同じに設定された、請求項１記載の膨張弁。
　前記整流板は、第１厚さを有し、
　前記整流板では、
　前記第１部分には、前記冷媒通路として第１通路断面積を有する第１冷媒通路が形成され、
　前記第２部分には、前記冷媒通路として第２通路断面積を有する第２冷媒通路が形成され、
　前記第１通路断面積と前記第２通路断面積とは、同じに設定され、
　前記第２冷媒通路は、前記第１冷媒通路を流れた前記冷媒に向かって、前記第２冷媒通路を流れた前記冷媒が近づく態様で、前記第１冷媒通路を前記冷媒が流れる方向に対して傾けられた、請求項１記載の膨張弁。
　前記第１流路となる第１配管と、
　前記第２流路となる第２配管と
を含み、
　前記第１配管および前記第２配管のうち、水平に配置されて、前記弁室に向かって前記冷媒が流れる配管には、直管が接続され、
　前記直管の長さは、前記直管の開口径の５倍以上の長さを有する、請求項１記載の膨張弁。
　前記第１流路となる第１配管と、
　前記第２流路となる第２配管と
を含み、
　前記第１配管および前記第２配管のうち、前記弁室に向かって前記冷媒が流れる配管には、前記整流板の前記第２部分が位置する前記配管の周方向位置に目印が設けられた、請求項１記載の膨張弁。
　前記目印は、前記配管の内側から外側へ向かって突出した突起を含む、請求項６記載の膨張弁。
　前記第１流路となる第１配管と、
　前記第２流路となる第２配管と
を含み、
　前記第１配管および前記第２配管のうち、前記弁室に向かって前記冷媒が流れる配管には、曲げ配管が接続され、
　前記整流板は、前記曲げ配管の外周側を流れた前記冷媒が、前記整流板の前記第２部分に形成された前記冷媒通路を流れるように配置された、請求項１～４のいずれか１項に記載の膨張弁。
　前記整流板は、前記弁座の前記開口部に連通する前記第２流路に配置された、請求項１～８のいずれか１項に記載の膨張弁。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の膨張弁を備えた、冷凍サイクル装置。