(57)【要約】【課題】冷媒流れ方向に連続した液面を有する気液二相流の冷媒の液面に波が生じたとき、その液面波による流動音を効果的に低減できるフィルタを提供する。【解決手段】冷凍サイクルの冷媒が流れる冷媒通路１１０中に設置されるフィルタ１０に関する。フィルタ１０は、開口の大きさが円相当径で０．５０ｍｍ以上であり、冷媒通路１１０の設置範囲内での空間率が、その設置範囲内での冷媒通路１１０の断面積Ｓａに対する冷媒通路１１０の最小径部での断面積Ｓｂの比Ｓｂ／Ｓａ以上８０％以下であり、冷媒通路１１０の冷媒流れ方向Ｐの長さＬが５．０ｍｍ以上である。フィルタ長さＬが５．０ｍｍ以上であるため、液面波による流動音を効果的に低減できる。空間率が断面比Ｓｂ／Ｓａ以上８０％以下で、開口の大きさが円相当径で０．５０ｍｍ以上であるため、冷媒通路１１０の通路抵抗の増大や、目詰まりの発生を防止できる。【選択図】図１
2015014388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルの冷媒が流れる冷媒通路中に設置され、前記冷媒が通過可能な複数の開口が設けられたフィルタであって、
前記開口の大きさが円相当径で０．５０ｍｍ以上であり、
前記冷媒通路の設置範囲内での空間率が、その設置範囲内での冷媒通路の断面積に対する前記冷媒通路の最小径部での断面積の比以上、８０％以下であり、
前記冷媒通路の冷媒流れ方向の長さが５．０ｍｍ以上であることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
前記通路の冷媒流れ方向の長さが７．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
線材を編み込んだ編物として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
【請求項４】
１本〜３本の線材を編み込んだ編物として構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項５】
前記冷媒通路の設置範囲内での空間率を、前記断面積の比以上８０％以下とすることに替えて、３４％以上８０％以下とすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項６】
網状体として構成され、前記網状体を構成する線材の線径が直径で０．０５ｍｍ以上０．３２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項７】
前記冷凍サイクルは、吸入した冷媒を圧縮して吐き出し可能な圧縮機と、前記圧縮機から吐き出された冷媒を冷却可能な凝縮器と、前記凝縮器から送出された冷媒を絞り膨張可能な膨張装置と、前記膨張装置から送出された冷媒を蒸発させて前記圧縮機に向けて送出可能な蒸発器と、を備え、
前記凝縮器の出口から前記蒸発器の入口にかけて設けられる冷媒通路中に設置されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項８】
前記冷凍サイクルは、前記凝縮器から前記膨張装置に送出される冷媒と、前記蒸発器から前記圧縮機に送出される冷媒との間で熱交換可能な内部熱交換器を更に備え、
前記内部熱交換器の出口から前記蒸発器の入口にかけて設けられる冷媒通路中に設置されることを特徴とする請求項７に記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒が流れる冷媒通路中に設置されるフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクルには、一般に、圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とが設けられている。冷凍サイクルを循環する冷媒は、圧縮機により圧縮して吐き出され、圧縮機から吐き出された冷媒は凝縮器により冷却されて凝縮される。凝縮器により冷却された冷媒は、膨張装置により絞り膨張されて霧状にして送出され、霧状の冷媒は蒸発器により蒸発されて、その蒸発に伴う蒸発潜熱により車室内空気が冷却される。
【０００３】
このような冷凍サイクルでは、圧縮機等の運転条件や、外気温度等の温度条件によって、液相中に気泡が混ざった気液二相流の冷媒が流れることがある。このような気泡の混ざった冷媒が膨張装置の弁部を通過すると、流動音が間欠的に生じるため、その対策が求められる。
【０００４】
この気泡による流動音を低減するための対策として、従来より、冷媒の流れる冷媒通路中に気泡用フィルタを設置した冷凍サイクルが知られている（特許文献１参照）。これにより、冷媒中の気泡が細分化され、気泡による流動音の低減が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９８０２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、冷凍サイクルでは、たとえば、凝縮器内を流れる冷媒と外気との温度差が小さいような低負荷の運転状態にある場合、外気との間での凝縮器による熱交換量が小さくなる。この場合、凝縮器により冷媒が完全に凝縮しないことにより、通常、液相の冷媒が流れる冷媒通路において、気相と液相とが分離して、冷媒流れ方向に連続した液面を有する気液二相流の冷媒が流れることがある。
【０００７】
このとき、たとえば、冷凍サイクルの冷媒通路の途中にトラップがある場合、冷媒流れ方向に連続した液面を有する気液二相流の冷媒が流れると、気相と液相との間の液面が上下動して不安定な状態のまま流れやすい。このように不安定な状態の冷媒が流れると、冷媒の液面が上下動することで生じた波が、配管内の壁面等に衝突することで抑揚を伴う流動音が発生してしまう。
【０００８】
本発明者が検討したところ、気泡による流動音を低減するための気泡用フィルタを用いた場合、このような液面に生じた波による流動音を効果的に低減できないことを知見した。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、冷媒流れ方向に連続した液面を有する気液二相流の冷媒の液面に波が生じたとき、その波による流動音を効果的に低減できるフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本発明のある態様は、冷凍サイクルの冷媒が流れる冷媒通路中に設置され、冷媒が通過可能な複数の開口が設けられたフィルタに関する。このフィルタは、開口の大きさが円相当径で０．５０ｍｍ以上であり、冷媒通路の設置範囲内での空間率が、その設置範囲内での冷媒通路の断面積に対する冷媒通路の最小径部での断面積の比以上８０％以下であり、冷媒通路の冷媒流れ方向の長さが５．０ｍｍ以上である。
【００１１】
本発明のある態様によると、フィルタ長さが５．０ｍｍ以上であるため、冷媒流れ方向に連続した液面を有する気液二相流の冷媒の液面に波が生じたときでも、その波による流動音を効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷媒流れ方向に連続した液面を有する気液二相流の冷媒の液面に波が生じたときでも、その波による流動音を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は冷媒通路を流れる気液二相流の冷媒の液面に波が生じている状態を模式的に示す図であり、（ｂ）はその冷媒通路に第１の実施の形態に係るフィルタを設置したときの状態を模式的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る冷凍サイクルを示すシステム構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す正面断面図である。
【図４】（ａ）は冷媒通路に設置されたフィルタの構成を示す部分断面正面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＢ方向から見たフィルタの部分拡大図であり、（ｃ）は冷媒通路に設置される前のフィルタの構成を示す図である。
【図５】フィルタの空間率、フィルタ長さとノイズレベルとの関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は第２の実施の形態に係るフィルタを構成する柱状体を示す図であり、（ｂ）はそのフィルタを冷媒通路に設置された状態を示す断面図である。
【図７】フィルタを構成する帯状編物の一部を拡大して示す図である。
【図８】変形例に係る冷凍サイクルを示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、図示の状態を基準に各構成要素の位置関係を表現する場合がある。
【００１５】
図１は、冷媒流れ方向Ｐに連続した液面Ｗｓを有する気液二相流の冷媒の液面Ｗｓに波（以下、液面波という）が生じている状態を模式的に示す図である。この気液二相流の冷媒は、液相Ａ１と気相Ａ２とが分離して流れている。
【００１６】
本発明者が検討したところ、冷媒通路１１０の冷媒流れ方向Ｐの長さ（以下、フィルタ長さＬという。）が所定長さ以上のフィルタ１０を冷媒通路１１０に設置すれば、液面波による流動音を効果的に低減できることを知見した。しかし、フィルタ長さＬを長くすると、それだけ冷媒通路１１０の通路抵抗の増大を招くうえ、金属粉などの異物を捕捉し易くなることで目詰まりが発生し易くなり、冷凍サイクルに悪影響が生じてしまう。そこで、以下の実施の形態に係るフィルタ１０は、液面波による流動音を効果的に低減しつつ、冷凍サイクルに対する悪影響の発生を抑えるため、フィルタ長さＬとともに、フィルタ１０の開口の大きさや空間率が所定の条件を満足するように調整している。
【００１７】
［第１実施形態］
図２は、第１の実施の形態に係るフィルタ１０が用いられる冷凍サイクル１００の構成を示す。冷凍サイクル１００は、圧縮機１０１と、凝縮器１０３と、膨張装置３０と、蒸発器１０５とを備える。冷凍サイクル１００は、代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ）等の冷媒を循環させて、車室内の空調を行うシステムとして構成される。
【００１８】
圧縮機１０１は、吸入した冷媒を圧縮して、高温、高圧の気相状態の冷媒にして吐き出す。凝縮器１０３は、圧縮機１０１から吐き出された気相状態の冷媒を、車室外空気との熱交換により冷却して凝縮したうえで送出する。膨張装置３０は、凝縮器１０３から送出された冷媒を絞り膨張させて霧状にして送出する。膨張装置３０は、第１の実施の形態において、膨張弁により構成される。蒸発器１０５は、膨張装置３０から送出された冷媒を、車室内空気との熱交換により吸熱して蒸発させたうえで圧縮機１０１に向けて送出し、その蒸発に伴う蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。なお、膨張装置３０は、凝縮器１０３から送出された冷媒を絞り膨張可能であれば、膨張弁の他にも、オリフィスチューブ等により構成されてもよい。
【００１９】
図３は、第１の実施の形態に係る膨張装置３０の構成を示す正面断面図である。膨張装置３０は、ボディ３１と、ボディ３１の側部に設けられた下側導入ポート３３及び下側導出ポート３５と、下側導入ポート３３と下側導出ポート３５とをつなぐ下側流路３７と、を備える。下側導入ポート３３は、ボディ３１の側面に開口する有底孔として形成される。下側流路３７は、その中間部に弁部５０が設けられる。
【００２０】
下側導入ポート３３には、高圧配管１１１の一端部が接続される。高圧配管１１１の他端部は凝縮器１０３の出口に接続される。下側導入ポート３３と凝縮器１０３の出口とは、高圧配管１１１内に形成された高圧通路１１３によりつながれる。下側導出ポート３５には、低圧配管１１５の一端部が接続される。低圧配管１１５の他端部は蒸発器１０５の入口に接続され、下側導出ポート３５と蒸発器１０５の入口とは、低圧配管１１５内に形成された低圧通路１１７によりつながれる。冷凍サイクル１００の冷媒が流れる冷媒通路１１０は、これら高圧通路１１３と、下側流路３７と、低圧通路１１７とを含んで構成される。
【００２１】
下側導入ポート３３には、凝縮器１０３側から送出された冷媒が高圧通路１１３を通して導入される。弁部５０は、下側導入ポート３３から導入された冷媒を絞り膨張させて霧状にし、下側導出ポート３５に向けて導出する。下側導出ポート３５に導出された冷媒は、低圧通路１１７を通して、蒸発器１０５側に向けて送出される。
【００２２】
膨張装置３０は、ボディ３１の側部に設けられた上側導入ポート３９及び上側導出ポート４１と、上側導入ポート３９と上側導出ポート４１とをつなぐ上側流路４３と、を備える。上側導入ポート３９と蒸発器１０５の出口とには、戻り入口配管１２１が接続され、上側導出ポート４１と圧縮機１０１の入口とには、戻り出口配管１２３が接続される。上側導入ポート３９には、蒸発器１０５から送出された冷媒が、戻り入口配管１２１内を通して導入される。上側導入ポート３９に導入された冷媒は、上側流路４３を通過して、上側導出ポート４１に向けて導出される。上側導出ポート４１に導出された冷媒は、戻り出口配管１２３を通して、圧縮機１０１側に向けて送出される。
【００２３】
弁部５０は、弁孔５１と、弁体５３とを含んで構成される。ボディ３１は、下側流路３７の一部として構成され、弁体５３を収容する弁室４５が形成されている。弁体５３は、弁室４５内に収容された支持部材６１により下方から支持され、その弁室４５内に収容された付勢部材としてのスプリング６３により閉弁方向に付勢されている。
【００２４】
膨張装置３０は、上側流路４３に導入された冷媒の圧力及び温度を感知して変位するダイヤフラム７１を含むパワーエレメント７０を備える。ボディ３１は、下側流路３７と上側流路４３とをつなぐ段付孔４７が設けられ、この段付孔４７の小径部には、柱状のシャフト６５が摺動可能に挿通されている。シャフト６５は、ダイヤフラム７１と弁体５３との間に介装されている。段付孔４７の大径部には、シャフト６５が内側に挿通されるようにＯリング６７が配置され、下側流路３７と上側流路４３との間の冷媒の漏洩が防止される。
【００２５】
以上のように構成された膨張装置３０は、上側流路４３に導入された冷媒の圧力及び温度をダイヤフラム７１が感知して変位する。このダイヤフラム７１の変位が駆動力となり、その駆動力がシャフト６５を介して弁体５３に伝達され、弁体５３の移動により弁部５０の開度が調整され、凝縮器１０３から蒸発器１０５に送出される冷媒の流量が調整される。
【００２６】
フィルタ１０は、図４（ａ）に示すように、第１の実施の形態において、冷媒通路１１０の一部である高圧通路１１３中に設置される。この冷媒通路１１０には、冷凍サイクル１００の運転条件や、車室内外の温度条件等によって、冷媒流れ方向Ｐに連続した液面Ｗｓを有する気液二相流の冷媒が流れる。フィルタ１０は、冷媒通路１１０の冷媒流れ方向Ｐに直交する断面を横切り、冷媒通路１１０を冷媒流れ方向Ｐに仕切るように設置される。
【００２７】
フィルタ１０は、冷媒通路１１０中に設置されたとき、冷媒通路１１０を流れる冷媒により下流側に抜け出ず、冷媒通路１１０中での位置が保持されるように構成される。フィルタ１０の位置保持のため、冷媒通路１１０内に突起等を設け、その突起にフィルタ１０が係合されるようにしてもよい。また、フィルタ１０の位置保持のため、有底孔としての下側導入ポート３３の底面３３ａ（図３参照）と、高圧配管１１１の先端面１１１ａ（図３参照）との間にフィルタ１０の一部が挟み込まれるようにしてもよい。
【００２８】
フィルタ１０は、冷媒が通過可能な複数の開口１１が設けられる。フィルタ１０は、第１の実施の形態において、金属、繊維等を素材とした線材１３を袋編み、丸編み等により編み込んだ編物として構成される。つまり、フィルタ１０は、線材１３を用いた網状体として構成される。フィルタ１０は、第１の実施の形態において、その網目である開口１１が矩形状に形成され、複数の開口１１が冷媒流れ方向Ｐと直交する方向に格子状に設けられる。
【００２９】
図４（ｃ）は、冷媒通路１１０に設置される前のフィルタの構成を示す図である。網状体としてのフィルタ１０は、第１の実施の形態において、筒状に構成されており、その筒状のフィルタ１０の対向する内周面を重ねるとともに、長手方向に折り畳むことで複層構造に構成される。複層構造のフィルタ１０は、その各層が冷媒流れ方向Ｐに順に並ぶように設置される。フィルタ１０の各層には、冷媒流れ方向Ｐに直交する方向に複数の開口１１が格子状に設けられる。
【００３０】
これにより、フィルタ１０が平面的に構成され、冷媒長さ方向Ｐにフィルタ長さＬを長くし難い場合でも、層数を多くすることでフィルタ長さＬを長くできる。なお、編物としてのフィルタ１０は、冷媒流れ方向Ｐに線材１３を立体的に編み込むことで、そのフィルタ長さＬが長くなるようにしてもよい。また、フィルタ１０は、平面的な単一のフィルタを複数重ねることで複層構造としてもよい。
【００３１】
フィルタ１０が編物として構成されることにより、フィルタ１０を構成する線材１３がほつれ難くなり、そのほつれた線材１３が冷媒とともに下流側に流れることによって、詰まりなどの冷凍サイクル１００への悪影響が発生するのを防止できる。編物としてのフィルタ１０は、ほつれを防止する観点から、線材１３の本数が少ないほど好ましく、１本〜３本の線材により構成されると好ましく、１本の線材により構成されるとより好ましい。
【００３２】
フィルタ１０は、その開口１１の大きさが円相当径で０．５０ｍｍ以上である。この開口１１の大きさとは、図４（ｂ）に示すように、フィルタ１０を構成する部分である線材１３により囲まれた範囲Ｓの大きさをいい、円相当径とは、この範囲Ｓの面積と同じ面積を有する円の直径をいう。
【００３３】
開口１１の大きさは、フィルタ１０を冷媒通路１１０に設置したときの、フィルタ１０の冷媒流れ方向Ｐの前面及び後面を測定面とし、この測定面を冷媒流れ方向Ｐから見たときに観察される各開口１１の数、大きさを測定する。この測定面を測定するうえでは、フィルタの前面及び後面それぞれを冷媒流れ方向Ｐに直交する二次元平面に投影するようにＣＣＤカメラ等により画像を取得し、その画像から観察される各開口１１の数、大きさを測定してよい。この測定値を用いて下記の式（１０）から算出される各測定面の平均値ｘａｖｅが、開口１１の大きさの指標となる。つまり、フィルタ１０の冷媒流れ方向Ｐの前面についての平均値ｘａｖｅと、後面についての平均値ｘａｖｅとのそれぞれが０．５０ｍｍ以上である場合、開口１１の大きさが０．５０ｍｍ以上であると判断する。一方、何れかの平均値ｘａｖｅが０．５０ｍｍ未満の場合、開口１１の大きさが０．５０ｍｍ未満であると判断する。なお、ｎは測定面の開口１１の数であり、ｘｎは測定面の各開口１１の円相当径での大きさである。
ｘａｖｅ＝（ｘ１＋ｘ２＋・・・＋ｘｎ）／ｎ  ・・・  （１０）
【００３４】
開口１１の大きさを０．５０ｍｍ以上としたのは、冷媒通路１１０を流れる金属粉などの異物の直径が、通常は０．５０ｍｍ未満であり、その異物を捕捉せずに通過可能とし、異物による目詰まりの発生を防止するためである。また、開口１１の大きさを０．５０ｍｍ以上とすることにより、フィルタ１０による目詰まりを防止するため、フィルタ１０の上流側に別の異物捕捉用フィルタを設置することが不要となる。
【００３５】
フィルタ１０は、冷媒通路１１０の設置範囲内での空間率が、その設置範囲内での冷媒通路１１０の断面積（Ｓａ）に対する冷媒通路１１０の最小径部での断面積（Ｓｂ）の比である断面比（Ｓｂ／Ｓａ）以上８０％以下である。空間率とは、フィルタ１０の設置範囲内のフィルタ１０を含む空間に対する、そのフィルタ１０を除いた空間の占める割合をいう。空間率は、これが大きいほど、フィルタ１０の目が粗くなる等して、フィルタ１０の設置範囲内でのフィルタ１０の占める割合が小さくなり、これが小さいほど、フィルタ１０の目が細かくなる等して、その設置範囲内でのフィルタ１０の占める割合が大きくなる。
【００３６】
フィルタ１０の空間率を規定した理由を説明する。凝縮器１０３から蒸発器１０５にかけての冷媒通路１１０中において、その内径が最も狭くなる部位である最小径部は、通常、膨張装置３０の弁孔５１である。フィルタ１０の設置範囲内での冷媒通路１１０の断面から、フィルタ１０の占める部分を除いた部分の断面積が、この最小径部の断面積Ｓｂより小さくなる場合、その冷媒通路１１０を流れる冷媒の通路抵抗が増大してしまう。この場合とは、断面積Ｓａの冷媒通路１１０に対して、上述の断面比（Ｓｂ／Ｓａ）より小さい空間率のフィルタ１０を設置した場合となる。よって、フィルタ１０の設置範囲内において、冷媒通路１１０の最小径部より大きい通路面積を確保し、圧力損失の発生を防止するため、フィルタ１０の下限値として、上述の断面比Ｓｂ／Ｓａを規定した。
【００３７】
なお、膨張装置３０の弁孔５１の断面積は、通常、凝縮器１０３と膨張装置３０をつなぐ高圧配管１１１や、膨張装置３０と蒸発器１０５をつなぐ低圧配管１１５の断面積の３４％未満となる。よって、フィルタ１０の空間率は、その下限値として、３４％以上としてもよい。このときでも、冷媒通路１１０の最小径部より大きい通路面積を確保し、圧力損失の発生を防止できる。
【００３８】
空間率が８０％超であると、フィルタ１０の設置範囲内でのフィルタ１０の占める部分が少なくなりすぎ、フィルタ１０の強度が低下し、フィルタ１０が冷媒流れ方向Ｐに潰れ易くことで設置位置から抜け出やすくなり、冷媒通路１１０内への設置が困難になる。このため、フィルタ１０がその設置位置から抜け出ないように、フィルタ１０の空間率を８０％以下とした。
【００３９】
なお、フィルタ１０の空間率ε（％）は、以下の式（２０）から算出してもよい。式（２０）のｍはフィルタ１０の重量（ｇ）であり、Ｖはフィルタ１０の設置範囲内のフィルタ１０を含む空間の体積（ｃｍ３）であり、ρ０はフィルタ１０を構成する物質の比重である。式（２０）の第２項は、フィルタ１０の設置範囲内でのフィルタ１０を含む空間に対する、フィルタ１０が占める割合を示す。
ε＝１−（ｍ／Ｖ）／ρ０  ・・・  （２０）
【００４０】
フィルタ１０は、冷媒通路１１０の冷媒流れ方向Ｐの長さであるフィルタ長さＬが５．０ｍｍ以上である。この理由を以下に詳述する。
【００４１】
図５は、フィルタ１０の空間率、フィルタ長さＬとノイズレベルとの関係を示すグラフである。これらの関係を調査するため、様々な空間率、フィルタ長さＬのフィルタ１０を高圧配管１１１内の高圧通路１１３に設置した。フィルタ１０は、複層構造に構成されたものを用いた。
【００４２】
冷凍サイクル１００は、液面波が生じるように、車室外空気の温度を２０℃、車室内空気の温度を５℃とした低負荷条件のもとで動作させた。この条件のもと、蒸発器１０５から発生するノイズは、作業員の聴覚に基づき５段階に評価することで測定した。また、フィルタ１０の設置の有無による影響を確認するため、フィルタ１０を設置しない条件の下で、蒸発器１０５から発生するノイズも併せて測定した。
【００４３】
フィルタ長さＬが５．０ｍｍ未満の場合、空間率が３４％であると、やや気になるレベル以上のレベルのノイズが測定され、空間率が８０％であると、液面波による流動音の低減効果が得られなかった。一方、フィルタ長さＬが５．０ｍｍ以上の場合、空間率が３４％であると、ノイズが気にならず、空間率が８０％であると、やや気になるレベルのノイズが測定された。つまり、フィルタ長さＬが５．０ｍｍ以上の場合、空間率が３４％〜８０％の条件のとき、液面波による流動音を効果的に低減できる。また、フィルタ長さＬが７．０ｍｍ以上の場合、空間率が３４％〜８０％の何れの条件でも、ノイズが気にならず、液面波による流動音を更に効果的に低減できる。
【００４４】
これは、図１（ｂ）に示すように、フィルタ長さＬが長いほど、フィルタ１０を通過する液面波がフィルタ１０の多くの部分に衝突し、その衝突により液面波が崩れて波形の振幅が小さくなり、配管内の壁面等への液面波の衝突範囲が小さくなるためと考えられる。つまり、フィルタ長さＬを長くすることにより、フィルタ１０と液面波との衝突部分が増加し、液面波を崩し易くなると考えられる。また、液面波はその振幅に応じて流速が変化する傾向があるため、フィルタ長さＬを長くして液面波の振幅を小さくすることにより、冷媒の流速の平均化が図られる。また、フィルタ長さＬを長くして液面波の振幅を小さくすることによって、冷媒流れ方向Ｐでの液相Ａ１と気相Ａ２との分布である気液分布を均質化できる。
【００４５】
以上の知見に基づき、フィルタ１０は、そのフィルタ長さＬを５．０ｍｍ以上にしている。つまり、フィルタ長さＬが５．０ｍｍ以上であると、空間率が３４％以上８０％以下の条件のとき、液面波による流動音を効果的に低減できるうえ、冷媒の流速の平均化や、気液二相流の冷媒の気液分布を均質化することが可能となる。また、これらの効果をより効果的に発揮するため、フィルタ長さを７．０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４６】
なお、気泡による流動音を低減するための気泡用フィルタは、通常、その開口の大きさが円相当径で０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、空間率が３０％〜４０％とされており、気泡を細分化し易くしている。また、気泡用フィルタは、気泡を細分化するためフィルタ長さを長くすることが要求されず、通常、フィルタ長さが１．０ｍｍ以下である。このように、フィルタ長さ１．０ｍｍ以下と過度に短い場合、図５に示す結果から、液面波による流動音を低減させることができないと考えられる。
【００４７】
図４（ｂ）に戻り、フィルタ１０は、網状体を構成する線材１３の線径ｄが直径で０．０５ｍｍ以上０．３２ｍｍ以下であると好ましい。線材１３の線径ｄが０．０５ｍｍ未満であると、後述のように、開口１１の大きさを０．５０ｍｍ以上としつつ、空間率を３４％以上８０％以下とすることが困難となる。線材１３の線径ｄが０．３２ｍｍ超であると、線径ｄが太くなりすぎて加工性が低下し、金属等を素材とする線材１３により網状体を構成することが困難となる。
【００４８】
なお、フィルタ１０の線材１３の線径ｄは、たとえば、フィルタ１０の空間率と開口１１の円相当径での大きさとを用いて、以下の式（３０）から算出される。式（３０）のｄはフィルタ１０の線材の線径（ｍｍ）であり、ｒは開口１１の円相当径（ｍｍ）であり、εはフィルタ１０の空間率（％）である。
ｄ＝（ｒ／２）×（１−ε＾０．５）×（π／ε）＾０．５  ・・・  （３０）
【００４９】
式（３０）を導出した根拠を説明する。フィルタ１０として、略正方形状の開口１１が格子状に設けられた単層構造の網状体としてのフィルタ１０を考える。開口は、その一辺の長さをＡとする。このフィルタ１０の空間率εは、下記の式（３１）により表され、開口１１の面積Ｘは、下記の式（３２）により表される。また、開口１１の面積Ｘは、開口１１の円相当径ｒ（ｍｍ）を用いて、下記の式（３３）により表される。上記の式（３０）は、下記の式（３１）、式（３２）、式（３３）から導出される。
ε＝Ａ＾２／（Ａ＋ｄ）＾２  ・・・  （３１）
Ｘ＝Ａ＾２  ・・・  （３２）
Ｘ＝π×（ｒ／２）＾２  ・・・  （３３）
【００５０】
フィルタ１０の開口１１の円相当径が０．５０ｍｍ以上であり、空間率が３４％以上８０％以下である条件のもと、フィルタ１０の線径ｄが最も細くなる場合とは、空間率が最大となる８０％で、開口１１の円相当径が最小となる０．５０ｍｍのときとなる。このときの線材１３の線径ｄは、式（１０）から０．０５ｍｍとなるため、その好ましい下限値として、０．０５ｍｍ以上としている。
【００５１】
以上の実施の形態に係るフィルタ１０によれば、冷媒通路１１０を流れる冷媒に液面波が生じた場合でも、フィルタ長さが５．０ｍｍ以上であるため、その液面波による流動音を効果的に低減できる。また、空間率が断面比Ｓｂ／Ｓａ以上８０％以下で、開口の大きさが円相当径で０．５０ｍｍ以上であるため、冷媒通路の通路抵抗の増大や、目詰まりの発生を防止でき、液面波による流動音を低減しつつ、冷凍サイクルに対する悪影響の発生を防止できる。
【００５２】
［第２実施形態］
図６（ａ）は、第２の実施の形態に係るフィルタ１０を構成する柱状体１７を示す図であり、（ｂ）はそのフィルタ１０を冷媒通路１１０に設置した状態を示す断面図である。また、図７は、フィルタ１０を構成する帯状編物１５の一部を拡大して示す図である。なお、以下の実施形態では、第１の実施の形態で説明した要素と同一の要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５３】
フィルタ１０は、金属等を素材とした線材１３を、袋編み、丸編み等により扁平に編み込んだ帯状編物１５を用いて構成される。帯状編物１５は、その長手方向に渦巻き状に巻き重ねて柱状体１７として構成され、その柱状体１７を軸方向に圧縮成形することによりフィルタ１０が構成される。帯状編物１５の幅方向長さＷ１と圧縮成形前の柱状体１７の軸方向長さＷ２とは同じとなり、帯状編物１５の幅方向長さＷ１を調整することにより、フィルタ１０のフィルタ長さＬが調整される。
【００５４】
このフィルタ１０は、柱状体１７が軸方向に圧縮成形されるときに、線材１３が帯状編物１５の厚さ方向に変形し、厚さ方向に隣接する帯状編物１５同士がこの変形により絡み合うことで、３次元的な網目構造が形成される。なお、このような圧縮成形により得られるフィルタ１０は、その製造方法について公知であるので詳述しないが、その詳細は、たとえば、特開平１１−２５４９６８号公報などに記載されている。
【００５５】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示すにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【００５６】
図８は、変形例に係る冷凍サイクル１００の構成を示す。冷凍サイクル１００は、内部熱交換器１０７を更に備える。内部熱交換器１０７は、凝縮器１０３から膨張装置３０に流れる高温の冷媒と、蒸発器１０５から膨張装置３０を通して圧縮機１０１に流れる低温の冷媒との間で熱交換を行う。これにより、膨張装置３０に流れる高温の冷媒がより過冷却され、圧縮機１０１に流れる低温の冷媒がより過熱され、冷凍サイクル１００の成績係数が向上する。
【００５７】
フィルタ１０は、冷凍サイクル１００の内部熱交換器１０７の出口と、膨張装置３０の入口である下側導入ポート３３とをつなぐ高圧配管１１１内に形成された冷媒通路１１０（図示せず）中に設置される。これは、この冷媒通路１１０に、冷凍サイクル１００の運転条件、車室内外の温度条件等によって、冷媒流れ方向Ｐに連続した液面を有する気液二相流の冷媒が流れるためである。フィルタ１０は、このような所定の条件の場合に、気液二相流の冷媒が流れる冷媒通路１１０に設置されるとよい。このような冷媒通路１１０としては、凝縮器１０３の出口から蒸発器１０５の入口にかけて設けられる冷媒通路がある。この冷媒通路１１０には、膨張装置３０の出口である下側導出ポート３５と、蒸発器１０５の入口とをつなぐ低圧配管１１５内に形成された低圧通路１１７（図３参照）や、膨張装置３０の内部に形成された下側流路３７が含まれる。
【００５８】
上述の実施の形態に係るフィルタ１０は、網状体である編物として構成されたものを例示したが、この他に、金属、繊維等を素材とした線材を縦糸、横糸として用い、これら縦板、横糸を織り込んだ網状体である織物として構成されてもよい。また、冷媒が通過可能な複数の開口１１が設けられていれば、フィルタ１０は、その構成が網状体に限定されず、連続気孔の設けられたスポンジフィルタなどのような多孔質材料により構成されてもよい。また、フィルタ１０は、弾性を有する素材により構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０：フィルタ、１１：開口、１３：線材、３０：膨張装置、１００：冷凍サイクル、１０１：圧縮機、１０３：凝縮器、１０５：蒸発器、１０７：内部熱交換器、１１０：冷媒通路、１１１：高圧配管、１１３：高圧通路、１１５：低圧配管、１１７：低圧通路。
【図１】
2015014388.tif 000003
【図２】
2015014388.tif 000004
【図３】
2015014388.tif 000005
【図４】
2015014388.tif 000006
【図５】
2015014388.tif 000007
【図６】
2015014388.tif 000008
【図７】
2015014388.tif 000009
【図８】
2015014388.tif 000010