(57)【要約】【課題】圧力損失の増大を抑制しつつ冷媒通過音を低減する。【解決手段】冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機１１と、圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる凝縮器１２と、凝縮器１２で放熱された冷媒を減圧させる減圧通路１３１ｃを有する膨張弁１３と、膨張弁１３で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器１４と、冷媒の流れにおいて圧縮機１１の下流側かつ減圧通路１３１ｃの上流側に配置され、冷媒が通過する多数の孔を有する多孔質材２３とを備える。例えば、多孔質材２３は、冷媒の流れにおいて凝縮器１２の下流側かつ減圧通路１３１ｃの上流側に配置されている。例えば、多孔質材２３の少なくとも一部は、膨張弁１３の内部に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機（１１）から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器（１２）で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧通路（１３１ｃ）を有する減圧部（１３）と、
前記減圧部（１３）で減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）と、
前記冷媒の流れにおいて前記圧縮機（１１）の下流側かつ前記減圧通路（１３１ｃ）の上流側に配置され、前記冷媒が通過する多数の孔を有する多孔質材（２３）とを備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記多孔質材（２３）は、前記冷媒の流れにおいて前記放熱器（１２）の下流側かつ前記減圧通路（１３１ｃ）の上流側に配置されている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記多孔質材（２３）の少なくとも一部は、前記減圧部（１３）の内部に配置されている請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記放熱器（１２）から流出し前記減圧部（１３）に流入する前記冷媒が流れる冷媒配管（２０）を備え、
前記多孔質材（２３）は、前記冷媒配管（２０）の内部に配置されている請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記冷媒配管（２０）のうち前記減圧部（１３）側の端部は、前記減圧部（１３）の内部に挿入されており、
前記多孔質材（２３）は、前記冷媒配管（２０）のうち前記減圧部（１３）に挿入されている部位の内部に配置されている請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒配管（２０）のうち前記減圧部（１３）の内部に挿入されている部位の外周面には、Ｏリングが嵌め込まれるＯリング溝（２０ａ）が形成されており、
前記多孔質材（２３）は、前記冷媒配管（２０）のうち前記Ｏリング溝（２０ａ）が形成されている部位に圧入されている請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記多孔質材（２３）は焼結金属である請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張弁を備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、膨張弁での冷媒通過音を低減させる技術が記載されている。この従来技術では、膨張弁の冷媒流入口に接続される高圧経路に絞り部が設けられている。
【０００３】
これによると、冷媒中の気泡が絞り部を通過した後に減少するので、膨張弁での冷媒通過音が低下すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５９６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術によると、膨張弁に流入する冷媒の大部分が液状であるため、高圧経路の絞り部によって圧力損失が増大してしまい、圧縮機に要求される動力が大きくなってしまうため、サイクル効率が悪化してしまう。
【０００６】
絞り部の径を大きくすれば圧力損失の増大を抑制できるが、絞り部の径を大きくすると気泡を減少させる効果が十分に得られなくなってしまうので、冷媒通過音の低減効果を十分に得ることが困難になってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、圧力損失の増大を抑制しつつ冷媒通過音を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置では、
冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
放熱器（１２）で放熱された冷媒を減圧させる減圧通路（１３１ｃ）を有する減圧部（１３）と、
減圧部（１３）で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）と、
冷媒の流れにおいて圧縮機（１１）の下流側かつ減圧通路（１３１ｃ）の上流側に配置され、冷媒が通過する多数の孔を有する多孔質材（２３）とを備える。
【０００９】
これによると、多孔質材（２３）を冷媒が通過することによって冷媒中の気泡が減少するので、冷媒通過音を低減できる。多孔質材（２３）は多数の孔を有しているので、圧力損失の増大を抑制しつつ冷媒通過音を低減できる。
【００１０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】第２実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示す冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置に適用されている。冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態では、冷凍サイクル装置１０の冷媒としてフロン系冷媒が用いられており、冷凍サイクル装置１０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
【００１４】
圧縮機１１は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を放熱させる放熱器である。膨張弁１３は、凝縮器１２で放熱された冷媒を減圧膨張させる減圧部である。蒸発器１４は、膨張弁１３で減圧された冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる熱交換器である。
【００１５】
膨張弁１３は、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する温度式膨張弁である。
【００１６】
膨張弁１３は、蒸発器１４の冷媒入口１４ａおよび冷媒出口１４ｂに接続されている。膨張弁１３は、膨張弁本体１３１、蓋体１３２、作動棒１３３、弁体１３４、弁体受け１３５、スプリング１３６、ダイヤフラム１３７およびハウジング１３８を有している。
【００１７】
膨張弁本体１３１は、ブロック状に形成されている。膨張弁本体１３１には、流入側接続部１３１ａ、流入側通路１３１ｂ、減圧通路１３１ｃ、流出側通路１３１ｄおよび低圧側通路１３１ｅが形成されている。
【００１８】
流入側接続部１３１ａ、流入側通路１３１ｂ、減圧通路１３１ｃおよび流出側通路１３１ｄは、互いに連通しており、凝縮器１２側から蒸発器１４側へ冷媒を流通させる冷媒通路を構成している。低圧側通路１３１ｅは、蒸発器１４側から圧縮器１１側へ冷媒を流通させる冷媒通路を構成している。
【００１９】
流入側接続部１３１ａは、その一端が流入側通路１３１ｂに接続され、その他端が膨張弁本体１３１の一方の側面（図１では右方側の側面）に開口している。流入側接続部１３１ａには高圧配管２０が挿入されて接続されている。高圧配管２０は、凝縮器１２側から膨張弁１３へ延びる冷媒配管である。
【００２０】
流入側通路１３１ｂは、膨張弁本体１３１の下部から開けられている。流入側通路１３１ｂには、閉塞用の蓋体１３２が嵌め込まれている。
【００２１】
減圧通路１３１ｃは、膨張弁本体１３１の長手方向（図１の上下方向）に延びる穴によって構成されている。減圧通路１３１ｃは、その一端が流入側通路１３１ｂに接続され、その他端が流出側通路１３１ｄに接続されている。
【００２２】
流出側通路１３１ｄは、流入側通路１３１ｂに対して膨張弁本体１３１の長手方向にずらして設けられている。流出側通路１３１ｄは、膨張弁本体１３１の他方の側面（図１では左方側の側面）に開口している。流出側通路１３１ｄの開口部は、蒸発器１４の冷媒入口１４ａに接続されている。
【００２３】
流入側接続部１３１ａ、流入側通路１３１ｂ、減圧通路１３１ｃおよび流出側通路１３１ｄは、凝縮器１２で凝縮した高圧冷媒を減圧通路１３１ｃで減圧膨張させて蒸発器１４側へ流出させる冷媒通路である。
【００２４】
低圧側通路１３１ｅは、膨張弁本体１３１の一方の側面から他方の側面に貫通する孔によって構成されている。低圧側通路１３１ｅの一方の開口部（図１では左方側の開口部）には、蒸発器１４の冷媒出口１４ｂが接続されている。低圧側通路１３１ｅの他方の開口部（図１では右方側の開口部）には低圧配管２１が接続されている。低圧配管２１は、膨張弁１３から圧縮器１１側へ延びる冷媒配管である。
【００２５】
膨張弁本体１３１には、縦孔１３１ｆが形成されている。縦孔１３１ｆは、低圧側通路１３１ｅと流出側通路１３１ｄとを膨張弁本体１３１の長手方向に貫通している。
【００２６】
膨張弁本体１３１の縦孔１３１ｆには、作動棒１３３が挿入されている。作動棒１３３は、縦孔１３１ｆの内周面と摺動するようになっている。作動棒１３３と減圧通路１３１ｃとの間には隙間が設けられている。作動棒１３３のうち流入側通路１３１ｂ側の先端部には、ボール状の弁体１３４が結合されている。
【００２７】
流入側通路１３１ｂには弁体受け１３５が配置されている。弁体１３４は、弁体受け１３５に当接している。弁体受け１３５と蓋体１３２との間には、スプリング１３６が配置されている。弁体受け１３５および弁体１３４は、スプリング１３６によって、減圧通路１３１ｃを閉鎖する方向へ常時付勢されている。
【００２８】
作動棒１３３のうち弁体１３４と反対側の端部は、ダイヤフラム１３７に接続されている。ダイヤフラム１３７はハウジング１３８内に配置されている。ハウジング１３８は、膨張弁本体１３１に組付けられている。ダイヤフラム１３７は、ハウジング１３８内の空間を、ダイヤフラム室１３８ａと均圧室１３８ｂとに分割している。
【００２９】
ダイヤフラム室１３８ａは、ハウジング１３８とダイヤフラム１３７との間で密閉されている空間である。均圧室１３８ｂは、低圧側通路１３１ｅと連通している空間である。
【００３０】
ダイヤフラム室１３８ａには、流出側通路１３１ｄを流れる冷媒の熱が作動棒１３３を介して伝達される。ダイヤフラム室１３８ａの圧力は、作動棒１３３を介して伝達された熱によって変化する。ダイヤフラム１３７のうちダイヤフラム室１３８ａ側の面には、ダイヤフラム室１３８ａの圧力が作用し、ダイヤフラム１３７のうち均圧室１３８ｂ側の面には、低圧側通路１３１ｅの冷媒圧力が作用する。
【００３１】
ダイヤフラム１３７には、スプリング１３６による力が作動棒１３３を介して作用する。ダイヤフラム１３７は、ダイヤフラム室１３８ａの圧力による力と、低圧側通路１３１ｅの冷媒圧力による力と、スプリング１３６による力とが釣り合うように変位する。ダイヤフラム１３７の変位により作動棒１３３および弁体１３４が膨張弁本体１３１の長手方向（図１の上下方向）に動き、弁体１３４によって減圧通路１３１ｃの開度が調節される。
【００３２】
弁体１３４および減圧通路１３１ｃは、冷媒を減圧膨張させる膨張部を構成している。弁体１３４および減圧通路１３１ｃは、流入側通路１３１ｂから流入した冷媒を霧状にして流出側通路１３１ｄに流出させる。
【００３３】
高圧配管２０のうち膨張弁本体１３１の流入側接続部１３１ａに挿入されている部位の外周面には、Ｏリング溝２０ａが形成されている。Ｏリング溝２０ａは、高圧配管２０の外側から内側に向かって窪んだ溝である。Ｏリング溝２０ａは、高圧配管２０の全周に亘って形成されている。Ｏリング溝２０ａには、図示しないＯリングが配置されている。Ｏリングは、膨張弁本体１３１の流入側接続部１３１ａと高圧配管２０との間の隙間をシールするシール部材である。
【００３４】
高圧配管２０にはバルジ部２０ｂが形成されている。バルジ部２０ｂは、高圧配管２０の外側に向かって突出している。バルジ部２０ｂは、高圧配管２０をバルジ加工することによって形成されている。バルジ部２０ｂは、膨張弁本体１３１の側面と配管固定プレート２２との間に挟まれており、高圧配管２０の抜け止めの役割を果たす。
【００３５】
膨張弁本体１３１には螺子穴１３１ｇが形成されている。配管固定プレート２２には、貫通穴２２ａが形成されている。螺子穴１３１ｇおよび貫通穴２２ａは、膨張弁本体１３１に配管固定プレート２２を螺子止めするために設けられている。
【００３６】
低圧配管２１のうち膨張弁本体１３１の低圧側通路１３１ｅに挿入されている部位の外周面には、Ｏリング溝２１ａが形成されている。Ｏリング溝２１ａは、低圧配管２１の外側から内側に向かって窪んだ溝である。Ｏリング溝２１ａは、低圧配管２１の全周に亘って形成されている。Ｏリング溝２１ａには、図示しないＯリングが形成されている。Ｏリングは、膨張弁本体１３１の低圧側通路１３１ｅと低圧配管２１との間の隙間をシールするシール部材である。
【００３７】
低圧配管２１にはバルジ部２１ｂが形成されている。バルジ部２１ｂは、低圧配管２１の外側に向かって突出している。バルジ部２１ｂは、低圧配管２１をバルジ加工することによって形成されている。
【００３８】
バルジ部２１ｂは、膨張弁本体１３１の側面と配管固定プレート２２との間に挟まれており、低圧配管２１の抜け止めの役割を果たす。
【００３９】
高圧配管２０の内部には、多孔質材２３が配置されている。多孔質材２３は、多数の細孔を有する部材である。多孔質材２３は、焼結金属によって円柱状に形成されている。高圧配管２０を流れる冷媒は、多孔質材２３の多数の細孔を通過する。
【００４０】
多孔質材２３は、高圧配管２０のうちＯリング溝２０ａが形成されている部位の内部に圧入によって固定されている。したがって、多孔質材２３の少なくとも一部は、膨張弁本体１３１の内部に位置している。
【００４１】
冷媒が多孔質材２３を通過することによって、冷媒中の気泡が減少する。多孔質材２３を構成する金属粒子が小さいほど、多孔質材２３の孔が小さくなるので、気泡減少効果が大きくなる。
【００４２】
上記構成における作動を説明する。凝縮器１２から流出した冷媒は、高圧配管２０を通って多孔質材２３に至る。冷媒が多孔質材２３を通過する際に、冷媒中の気泡が減少する。
【００４３】
多孔質材２３を通過した冷媒は、膨張弁１３の流入側通路１３１ｂに至り、弁体１３４の開度に応じて減圧通路１３１ｃで減圧されて流出側通路１３１ｄに至る。冷媒が減圧通路１３１ｃを通過して減圧される際には冷媒通過音を発するが、多孔質材２３にて冷媒中の気泡が減少されているので冷媒通過音が低減される。
【００４４】
多孔質材２３は、冷媒が通過する多数の孔を有しているので、冷媒が多孔質材２３を通過する際の圧力損失を小さく抑えることができる。
【００４５】
焼結金属の粒径が異なる多孔質材２３を適宜選択することにより、冷媒が通過する多数の孔の大きさを変えることができるので、冷媒中の気泡の低減量も変えることができる。そのため、低減させたい冷媒通過音を適宜選択することが容易である。
【００４６】
冷媒中に異物が混入している場合、多孔質材２３が異物混入防止のフィルタの役割を果たすことができるので、減圧通路１３１ｃが異物によって塞がれることを防止できる。多孔質材２３は多数の孔を有しているので、多数の孔のうち一部の孔が異物によって塞がれたとしても、多孔質材２３が異物によって完全に塞がれてしまう可能性は低い。
【００４７】
多孔質材２３は、円柱状に限らず、種々の形状に形成されていても、冷媒が通過する多数の孔を確保可能である。したがって、多孔質材２３の設計の自由度が高いので、多孔質材２３を様々な場所に配置することが容易である。多孔質材２３を減圧通路１３１ｃの直ぐ上流に配置することによって、冷媒通過音を一層低減することができる。
【００４８】
本実施形態では、冷媒が通過する多数の孔を有する多孔質材２３が、冷媒の流れにおいて圧縮機１１の下流側かつ減圧通路１３１ｃの上流側に配置されている。
【００４９】
これによると、多孔質材２３を冷媒が通過することによって冷媒中の気泡が減少するので、冷媒通過音を低減できる。多孔質材２３は多数の孔を有しているので、圧力損失の増大を抑制しつつ冷媒通過音を低減できる。
【００５０】
本実施形態では、多孔質材２３は、冷媒の流れにおいて凝縮器１２の下流側かつ減圧通路１３１ｃの上流側に配置されている。これにより、膨張弁１３の減圧通路１３１ｃに流入する冷媒中の気泡が確実に減少するので、冷媒通過音を確実に低減できる。
【００５１】
本実施形態では、多孔質材２３の少なくとも一部は、膨張弁１３の内部に配置されている。これにより、膨張弁１３の減圧通路１３１ｃに流入する冷媒中の気泡が一層確実に減少するので、冷媒通過音を確実に低減できる。
【００５２】
本実施形態では、多孔質材２３は、高圧配管２０の内部に配置されている。これにより、多孔質材２３の配置が容易になる。
【００５３】
本実施形態では、多孔質材２３は、高圧配管２０のうち膨張弁１３に挿入されている部位の内部に配置されている。これにより、多孔質材２３の配置が容易になるとともに冷媒通過音を確実に低減できる。
【００５４】
本実施形態では、多孔質材２３は、高圧配管２０のうちＯリング溝２０ａが形成されている部位に圧入されている。これにより、多孔質材２３の配置が容易になるとともに多孔質材２３を確実に固定できる。
【００５５】
本実施形態では、多孔質材２３は焼結金属である。これにより、多孔質材２３を容易に形成することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
上記実施形態では、高圧配管２０の内部に多孔質材２３が配置されているが、本実施形態では、図２に示すように、膨張弁本体１３１の内部に直接、多孔質材２３が配置されている。
【００５７】
多孔質材２３は、膨張弁本体１３１の流入側接続部１３１ａにおいて、高圧配管２０の奥側に配置されている。多孔質材２３は円柱状に形成されている。多孔質材２３の外径は、高圧配管２０の外径とほぼ同じになっている。高圧配管２０の端部は、多孔質材２３を膨張弁本体１３１の奥側に押圧している。これにより、多孔質材２３が膨張弁本体１３１の内部に固定されている。
【００５８】
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５９】
（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
【００６０】
（１）上記実施形態では、多孔質材２３は焼結金属で形成されているが、多孔質材２３は、冷媒に対する耐腐食性や耐圧性を備える種々の材料で形成されていてもよい。
【００６１】
例えば、多孔質材２３は発泡金属等の多孔質金属であってもよい。多孔質材２３は、発泡セラミック等の多孔質セラミックであってもよい。
【００６２】
（２）上記実施形態では、膨張弁１３は温度式膨張弁であるが、膨張弁１３は電気式膨張弁であってもよい。
【００６３】
膨張弁１３の代わりにエジェクタによって冷媒を減圧膨張させてもよい。エジェクタは、冷媒を減圧する減圧部であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用（換言すれば巻き込み作用）によって冷媒の循環を行う流体輸送用の冷媒循環部（換言すれば運動量輸送式ポンプ）でもある。
【００６４】
（３）上記実施形態では、冷凍サイクル装置１０は、冷媒としてフロン系冷媒が用いられていて、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、冷凍サイクル装置１０は、二酸化炭素を冷媒として用いて、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。
【００６５】
（４）上記実施形態では、冷凍サイクル装置１０は車両用空調装置に適用されているが、冷凍サイクル装置１０は、据置型の空調装置や冷凍冷蔵装置等、種々の用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１１      圧縮機
１２      凝縮器（放熱器）
１３      膨張弁（減圧部）
１３１ｃ  減圧通路
１４      蒸発器
２０      高圧配管（冷媒配管）
２０ａ    Ｏリング溝
２３      多孔質材
【図１】
2018169117.tif 000003
【図２】
2018169117.tif 000004