(57)【要約】【課題】冷凍サイクルの冷媒を減圧するとともに冷媒流量を制御する膨張弁の騒音低減を図る。【解決手段】膨張弁の弁本体３０には、高圧の冷媒が送り込まれる入口ポート３２１と出口ポート３３１が設けられ、弁室２５には弁孔３２ａの関度を制御する弁部材３２ｂが設けられている。入口ポート３２１には気泡細分化部材として機能する整流部材１００が設けられる。高圧冷媒中に含まれる気泡は細分化整流されて弁本体３０内を通過し、気泡の破裂に起因する騒音が低減化される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備えた膨張弁であって、前記入口ポートに気泡細分化部材を設けたことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備える膨張弁であって、前記出口ポートに気泡細分化部材を設けたことを特徴とする膨張弁。
【請求項３】
コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備えた膨張弁であって、前記入口ポート及び前記出口ポートに気泡細分化部材を設けたことを特徴とする膨張弁。
【請求項４】
前記気泡細分化部材が多孔質部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項５】
前記多孔質部材は柱状の骨格が三次元に連なることにより形成された連続気孔を持つ金属体であることを特徴とする請求項４記載の膨張弁。
【請求項６】
前記気泡細分化部材の気孔率が９０％以上であることを特徴とする請求項５記載の膨張弁。
【請求項７】
前記入口ポートに設けられる気泡細分化部材の上流側にストレーナを設けたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項８】
前記ストレーナは、網状のシートを円錐状に形成するとともにその開口端側にフランジを形成したものであり、前記入口ポートに圧入されるリング状の押さえ部材で前記フランジを前記気泡細分化部材との間に挟み込むことにより前記入口ポート内に固定されることを特徴とする請求項７記載の膨張弁。
【請求項９】
前記気泡細分化部材が多数の貫通孔を有する整流部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項１０】
前記入口ポートに設けられる気泡細分化部材の孔の径が０．４ｍｍ乃至１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７、８及び９のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項１１】
前記出口ポートに設けられる気泡細分化部材の孔の径が０．４ｍｍ乃至２．０ｍｍであることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれかに記載の膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペースや配線を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。
【０００３】
図６は、従来の感温機構内蔵型の膨張弁の一例を示す断面図であって、角柱形状を有する弁本体３０には、コンデンサ５で凝縮し、レシーバ６を通過した高圧の液冷媒の通路となる第１の通路３２と、エバポレ−タ８の冷媒出口からコンプレッサ４の冷媒入口へ供給される気相冷媒が流れる第２の通路３４とが上下に相互に離間して形成されている。なお、１１は配管である。
【０００４】
入口通路３２には、液冷媒を導入する入口ポート３２１と、この入口ポート３２１に連通する弁室３５と、この弁室３５に設けられた弁孔３２ａと、この弁孔３２ａで膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート３３１とが設けられている。弁孔３２ａの入口には弁座が形成されていて、この弁座に対向して弁部材３２ｂが配置されており、弁部材３２ｂは圧縮コイルばね３２ｃにより弁座に向かって付勢されている。弁室３５の下端は弁本体３０の底面に開口しており、弁本体３０に螺着されたプラグ３７によって密閉されている。
【０００５】
弁本体３０の上端には、弁部材３２ｂを駆動するための弁部材駆動装置３６が装着されている。弁部材駆動装置３６は、ダイヤフラム３６ａにより内部空間を上下２つの圧力作動室３６ｂ、３６ｃに仕切られた圧力作動ハウジング３６ｄを有している。圧力作動ハウジング３６ｄは、弁孔３２ａの中心線に対して同心的に形成された均圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通している。
【０００６】
弁本体３０内には、ダイヤフラム３６ａの下面から弁孔３２ａまで延びた弁部材駆動棒３６ｆが配置されている。弁部材駆動棒３６ｆは、弁本体３０における第１の通路３２と第２の通路３４の間の隔壁に設けた摺動案内孔により上下方向に摺動自在に案内されていて、下端を弁部材３２ｂに当接させている。なお、上記隔壁には第１の通路３２と第２の通路３４の間で冷媒が漏れるのを防止する密封部材３６ｇが装着されている。
【０００７】
圧力作動ハウジング３６ｄの上方の圧力作動室３６ｂ中には公知のダイヤフラム駆動流体が充填されていて、このダイヤフラム駆動流体には、第２の通路３４や均圧孔３６ｅ内に位置する弁部材駆動棒３６ｆ及びダイヤフラム３６ａを介して、第２の通路３４を流れる気相冷媒の熱が伝達される。上方の圧力作動室３６ｂ中のダイヤフラム駆動流体は上記伝達された熱に対応してガス化し、そのガス圧力がダイヤフラム３６ａの上面に作用する。ダイヤフラム３６ａは、その上面に作用するダイヤフラム駆動流体の圧力とダイヤフラム３６ａの下面に負荷される圧力との差に応じて上下に変位する。ダイヤフラム３６ａの中心部の上下への変位は、受け部材３６ｈ及び弁部材駆動棒３６ｆを介して弁部材３２ｂに伝達され、弁部材３２ｂを弁孔３２ａの弁座に対して接近または離間させる。この結果、エバポレータ８に向かう冷媒流量が制御される。この種の膨張弁は、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１３８２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この種の膨張弁にあっては、コンプレッサ４の起動時にエバポレータ８からコンプレッサ４側に冷媒ガスを戻す第２の通路３４内の冷媒ガスがコンプレッサ８に吸引されて急激な圧力低下が発生し、第２の通路３４と弁部材駆動装置３６の圧力作動室３６ｂとの圧力差が大きくなり、弁部材３２ｂが弁孔３２ａを急速に全開する。これにより、第１の通路３２を通って弁室３５に導入される高圧冷媒中に多数の気泡が発生し、この気泡が破裂することにより耳障りな騒音が発生する。
本発明の目的は、上述した不具合を解消する膨張弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の膨張弁は、コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、該弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備えた膨張弁であって、前記入口ポート又は前記出口ポート若しくは前記入口ポート及び前記出口ポートに気泡細分化部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
そして、気泡細分化部材は、例えば多孔質部材や多数の貫通孔を有する整流部材で構成することができる。
【００１２】
多孔質部材としては、例えば、柱状の骨格が三次元に連なることにより形成された連続気孔を持つ金属体を用いることができる。その場合、圧損の増大を抑制するために、多孔質部材の気孔率が９０％以上であることが好ましい。また、多孔質部材を用いる場合には、異物による目詰まりと圧損の増大を防ぐために、多孔質部材の上流側にストレーナを設けることが好ましい。そのようなストレーナとしては、例えば、網状のシートを円錐状に形成するとともにその開口端側にフランジを形成したものとすることができ、この場合、入口ポートに圧入されるリング状の押さえ部材でフランジを気泡細分化部材との間に挟み込むことで、入口ポートに作業性良く固定することができる。
【００１３】
なお、騒音を効果的に低減するために、入口ポートに設けられる気泡細分化部材の孔の径を０．４ｍｍ乃至１．０ｍｍにするのが好ましく、圧損の増大を抑制するために、出口ポートに設けられる気泡細分化部材の孔の径を０．４ｍｍ乃至２．０ｍｍにするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の膨張弁は、入口ポート又は出口ポート若しくは入口ポート及び出口ポートに気泡細分化部材を設けてあるので、弁本体内を通過する高圧の冷媒中の気泡が細分化され、気泡の破裂に起因する騒音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は左側面図。
【図２】図１の膨張弁の整流部材の拡大断面図。
【図３】本発明の他の実施例を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は左側面図。
【図４】本発明の更に他の実施例を示す正面断面図。
【図５】図４の要部の拡大図。
【図６】従来の膨張弁の概略構成の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１において、弁本体３０には、冷媒の通路と平行に延びる１対の貫通孔５０が設けられており、この貫通孔５０は、膨張弁を他の機器にとりつけるために利用される。その他の構造で、先に説明した従来のものと同一の部位には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
【００１７】
本発明の膨張弁にあっては、高圧の冷媒が導入される入口ポート３２１の奥の弁室３５に通ずる開口部に気泡細分化部材として機能する整流部材１００が挿入装着されている。この整流部材１００は、例えばプラスチックで形成され、図２（ａ）に示すように、大径部１１０と小径部１２０とを有する段付の円盤状に形成されている。整流部材１００には、軸方向に延びる多数の貫通孔１３０が設けられている。図に示す実施例にあっては、中心部に設けられる１個の貫通孔１３０及びこれと同心の円周上に設けられる８個の貫通孔１３０の合計９個の貫通孔１３０を有する。貫通孔１３０の孔径寸法Ｄ１は、０．４ｍｍから１．０ｍｍの間に設定される。
この整流部材１００を備えることにより、特にコンプレッサの起動時に冷媒中に多く発生する気泡が細分化されるとともに、整流されて弁室３５内に導入されるので、気泡の破裂に起因する騒音の発生を低減することができる。
【００１８】
また、本実施例では、弁孔３２ａを通過してエバポレータ側に向かう冷媒の出口ポート３３１側にも整流部材２００が装着されている。
この整流部材２００は、例えばプラスチックで形成され、図２（ｂ）に示すように、大径部２１０と小径部２２０を有する段付の円盤状に形成されている。図に示す実施例にあっては、中心部に設けられる１個の貫通孔２３０及びこれと同心の円周上に設けられる８個の貫通孔２３０の合計９個の貫通孔２３０を有する。貫通孔２３０の孔径寸法Ｄ２は、０．４ｍｍから２．０ｍｍの間に設定される。なお、圧力損失の増大を抑制するために、貫通孔２３０の径は整流部材１００の貫通孔１３０の径よりも大きくすることが好ましい。
この整流部材２００を備えることにより、冷媒が弁孔３２ａを通過することで大径化した気泡が細分化されるとともに整流されてエバポレータ側へ向かうので、気泡の破裂に起因する騒音の低減を図ることができる。
【００１９】
本発明の膨張弁は、気泡細分化部材として機能する整流部材を入口ポート３２１側又は出口ポート３３１側に選択的に設けるか、又は両ポート３２１、３３１に設けることにより効果的に騒音の低減を図ることができる。
【００２０】
図３に示す実施例にあっては、入口ポート３２１に装着される気泡細分化部材４００が円盤状の多孔質金属体で構成されている。多孔質金属体は、ニッケル等の粉末状の金属を焼結して製造され、三角柱状の骨格が三次元に連なることにより形成された連続気孔を持っており、高い気孔率（９０％以上）を有している。このような多孔質金属体としては、例えば住友電気工業株式会社製のセルメット（登録商標）を用いることができる。なお、気泡細部化部材４００は気孔径が０．４ｍｍから１．０ｍｍの間のものを使用するのが好ましく、本実施例では、気孔径０．９ｍｍ、セル数２７〜３３個／インチ、比表面積１２５０ｍ２／ｍ３のものを使用している。この気泡細分化部材４００を備えることにより、特にコンプレッサの起動時に冷媒中に多く発生する気泡が細分化されて弁室３５に送り込まれるので、気泡の破裂に起因する騒音の低減を図ることができる。
【００２１】
また、本実施例では、出口ポート３３１側にも気泡細部化部材４００と同様の構成を有する気泡細分化部材５００が装着されている。この気泡細分化部材５００は、気孔径が０．４ｍｍから２．０ｍｍの間の多孔質金属材料で構成される。なお、圧力損失の増大を抑制するために、気泡細分化部材５００の気孔径は気泡細部化部材４００の気孔径よりも大きくすることが好ましい。
この気泡細分化部材５００を装備することにより、冷媒が弁孔３２ａを通過することで大径化した気泡が細分化されてエバポレータ側へ向かうので、気泡の破裂に起因する騒音の低減を図ることができる。
【００２２】
図４に示す実施例にあっては、入口ポート３２１側に装着されている多孔質金属体から成る気泡細分化部材６３０の上流側にストレーナ６００が設けられている。このストレーナ６００は、プラスチックや金属等からなる網状のシートを成形してなるもので、図５に示すように、円錐状の本体部６１０と、その開口端側に形成されたフランジ６１２とを備えており、入口ポート３２１に圧入されるリング状の押さえ部材６２０によりフランジ６１２を気泡細分化部材６３０との間に挟み込むことにより固定されている。これにより、冷媒中の異物による多孔質金属体６３０の目詰まり及び圧損の増大を抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に種々の改変を施すことができる。
【符号の説明】
【００２４】
３０    弁本体
３２    第１の通路
３２ａ  弁孔
３２ｂ  弁部材
３２１  入口ポート
３３１  出口ポート
３４    第２の通路
３５    弁室
３６    弁部材駆動装置
１００  整流部材
１３０  貫通孔
２００  整流部材
２３０  貫通孔
４００  多孔質金属体
５００  多孔質金属体
６００  ストレーナ
６２０  固定部材
６３０  多孔質金属体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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