(57)【要約】  膨張弁１００は、本体１０と、本体１０の内部に形成された弁室１３と、本体１０の内部に形成され、開口（貫通穴１７ａ）を有する弁座１４と、弁座１４の開口に向かって進退自在に設けられ、開口の開度を調節する弁体１１と、弁体１１の外周に円環状に設けられ、弁体１１を構成する円錐状部１１ｂと円柱状部１１ａとの接合部を少なくとも含んだ位置で突出させた圧損体１２と、を備えたものである。
2015063876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体の内部に形成された弁室と、
前記本体の内部に形成され、前記弁室に連通する開口を有する弁座と、
前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、
前記弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ前記弁体の外周に突出させて設けた円環状の圧損体と、を備えた
ことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記圧損体は、
前記弁体が最も下側に位置したときにおいて、前記圧損体の下面と前記弁室の底面との間に隙間ができる位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
前記圧損体には複数の孔が形成されており、
前記孔の径は、
前記弁座と前記弁体とで形成される絞り部の最大隙間より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に記載の膨張弁。
【請求項４】
前記圧損体と前記弁室の内壁との間の距離が、
前記弁座と前記弁体とで形成される絞り部の最大隙間より小さく設定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項５】
前記圧損体は、
前記弁体と一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項６】
前記圧損体は、
支持部材を用いて前記本体の内壁に固定されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項７】
前記圧損体の外周が、
前記弁室内で旋回される気液二相冷媒の液リッチ成分に囲まれる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項８】
前記本体の側面に前記弁室と連通する第１の配管が接続され、
前記本体の底部に前記弁室と連通する第２の配管が接続されるものにおいて、
前記弁室、前記弁体、及び、前記弁座が同一軸心上に位置し、
この軸心に対して前記第１の配管の軸心を偏位させた状態で前記本体の側面に接続する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項９】
前記第１の配管は曲がりを有しており、
前記第１の配管を含む平面内で、前記第１の配管の曲げ中心と、前記弁室、前記弁体及び前記弁座の軸心とが、同じ側に設けられる
ことを特徴とする請求項８に記載の膨張弁。
【請求項１０】
圧縮機と、凝縮器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、蒸発器と、が直列に配管接続されている冷凍サイクル装置であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の膨張弁を前記第２の膨張弁として適用している
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を減圧して膨張させる膨張弁及びそれを搭載した冷凍サイクルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば空気調和装置等の冷凍サイクル装置においては、凝縮器と蒸発器との間に、凝縮器において凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁が配置される。膨張弁から発生する冷媒音を低減するようにした技術が種々提案されている。【０００３】
そのようなものとして、「前記一次側継手から前記弁室に流入する冷媒の脈動のエネルギーを吸収する脈動吸収部材を、前記弁部の前記プランジャ側に設けた」除湿弁が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の除湿弁では、圧損体（脈動吸収部材）を弁体と一体化するよう、円環状に設けており、第１の配管（一次側継手）から流入する冷媒の脈動エネルギーを吸収することで、冷媒音を低減するようにしている。【０００４】
また、「上記第１冷媒通路（１１）が、上記冷媒流入室（３）に対してその軸心に略直交する方向からしかも該軸心に対してその径方向へ偏位せしめられた状態で形成されている」電子膨張弁が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の電子膨張弁では、冷媒入口（第１冷媒通路）を弁体（軸心）に対し偏位して設けることで、弁体への衝突音、及び、弁体の振動による騒音を抑制することを可能にしている。また、特許文献１に記載の電子膨張弁は、遠心分離により、液冷媒を優先的に絞り部に流入させるようになっており、一時的に気泡が混入しても、冷媒音が発生しにくい構成になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０４４３９号公報（第１〜７実施例、図３）
【特許文献２】特開平８−１５９６１７号公報（第１実施例、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の除湿弁では、圧損体は、弁体の外形と概ね一致するように形成されており、冷媒が圧損体に流入されないと効果が得られない。また、弁体の円柱状部（弁軸３ｂ）から円錐状部（弁部３ａ）へ進む場合の円柱状部は、従来と同じ形状をしており、弁体の円柱状部から円錐状部への変化直前では、冷媒流れを均一化させる手段が何ら講じられていない。【０００７】
特許文献２に記載の電子膨張弁では、定常的に二相冷媒が流入する場合、弁体内で滞留したガス冷媒が、必ず絞り部を通過することになる。このとき、不連続な冷媒音が発生してしまう。さらに、絞り部の円周方向の気液比率が均一であっても、径方向の気液比率は外周側が液リッチであり、外周側から内周側に進むにつれて液比率が低下して内周側ではガスリッチである。つまり、常に絞り部の径方向には気液が偏った状態で、絞り部に冷媒が流入するので、不連続な冷媒音が発生しやすいものとなっていた。【０００８】
本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、二相冷媒が流入する場合であっても、絞り部の径方向の気液比率を均等化することで冷媒音を低減するようにした膨張弁及びそれを備えた冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る膨張弁は、本体と、前記本体の内部に形成された弁室と、前記本体の内部に形成され、前記弁室に連通する開口を有する弁座と、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、前記弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ前記弁体の外周に突出させて設けた円環状の圧損体と、を備えたものである。【００１０】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、蒸発器と、が直列に配管接続されている冷凍サイクル装置であって、上記の膨張弁を前記第２の膨張弁として適用しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る膨張弁によれば、弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ位置における弁体の外周に圧損体を突出させて設けているので、絞り部の径方向の気液比率を均等化することができ、冷媒音の低減を図ることが可能になる。【００１２】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記の膨張弁を第２の膨張弁として適当しているので、少なくとも第２の膨張弁での冷媒音が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る膨張弁の概略構成を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る膨張弁の変形例の概略構成を示す概略縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る膨張弁の第１の配管との接続状態を説明するための概略図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の回路構成を模式的に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る膨張弁１００の概略構成を示す概略縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１及び図２に基づいて、膨張弁１００の構成及び作用について説明する。図２では、便宜上、第１の配管２１及び駆動装置１８を併せて図示している。また、図１及び図２では、流体の流れを矢印で図示している。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。
【００１５】
図１では、紙面下方向に重力が作用する状態を図示している。膨張弁１００は、冷媒等の流体を減圧して膨張させる機能を有している。膨張弁１００は、真鍮製の鋳造品を切削加工した本体１０と、本体１０の内部に移動可能委に設けられた弁体１１と、弁体１１の外周に設けられた円環状の圧損体１２と、を有している。
【００１６】
本体１０の内部には、流体が流入するとともに弁体１１が進退自在に設けられた弁室１３が形成されている。本体１０の側面には、第１の配管２１が嵌合される嵌合部１６が形成されている。第１の配管２１は、本体１０の側面であって嵌合部１６に対応する位置に形成されている貫通穴１６ａによって弁室１３と連通する。つまり、貫通穴１６ａは流体の流出入口として機能する。本体１０の底部には、第２の配管２２が嵌合される嵌合部１７が形成されている。第２の配管２２は、本体１０の底部であって嵌合部１７に対応する位置に形成されている貫通穴（開口）１７ａによって弁室１３と連通する。つまり、貫通穴１７ａは流体の流出入口として機能する。貫通穴１７ａ及び貫通穴１７ａの弁室１３側の周縁は弁座１４として機能する。
なお、貫通穴１７ａが、本発明の「開口」に相当する。
【００１７】
弁体１１は、円柱状部１１ａと円錐状部１１ｂとが一体に形成され、弁座１４の貫通穴１７ａに向かって進退自在に設けられている。円柱状部１１ａが弁体１１の上部を構成し、駆動装置１８に連結される。円錐状部１１ｂが貫通穴１７ａに挿抜されることにより、円錐状部１１ｂと弁座１４とにより円環状の絞り部１９を形成する。なお、円柱状部１１ａは、外周に接続されている圧損体１２との固定方法により、円柱そのものの形態である必要はない。また、円錐状部１１ｂは、厳密に円錐形状である必要はなく、先細りする形状（先端に向かって縮径する形状）であればよい。
【００１８】
本体１０の上部には弁体１１を駆動する駆動装置１８が設けられている。駆動装置１８により、弁体１１が弁室１３で上下に移動する。そして、弁体１１の位置により、弁座１４と弁体１１とで形成される円環状の微少通路である絞り部１９の通路面積（通路の断面積）が変化する。つまり、弁体１１の位置によって、貫通穴１７ａの開度が調節される。ここで、第１の配管２１は、その中心（図１、図２に示す点線ａで示す軸心）が、弁体１１及び弁室１３の中心（図１に示す点線ｂで示す軸心、図２に示す点ｃで示す軸心）から偏った状態で設置してある。
【００１９】
圧損体１２は、弁体１１の外周に外側に向かって突出するように設けられている。また、圧損体１２は、弁体１１と一体となるように接続されている。圧損体１２は、弁体１１の円柱状部１１ａと円錐状部１１ｂとの接合部を含んだ弁体１１の外周に接続される。また、圧損体１２は、弁体１１が最も下側に位置したときであっても、圧損体１２の下面と弁室１３の底面との間に隙間ができる位置に設けられている。
【００２０】
また、圧損体１２の外周と、弁室１３の内壁と、の間の距離は、絞り部１９の径方向の最大隙間より小さくなるように設定されている。圧損体１２は、多数の孔が形成された部材であり、例えば多孔質体、発泡金属、または、網目状部材等で構成されている。圧損体１２に形成されている孔の孔径は、絞り部１９の径方向の最大隙間より小さく設定されている。なお、圧損体１２は、多孔質体、発泡金属、網目状部材など形態を特に限定するものでなく、一般的な名称として記載してある。また、多孔質体及び網目状部材は、金属材料又は樹脂材料で構成するとよい。
【００２１】
なお、第１の配管２１及び第２の配管２２は、例えば銅管で構成されており、本体１０とは炉中ろう付けされている。
【００２２】
（膨張弁１００の作用）
実施の形態３で詳しく説明するが、膨張弁１００は、冷凍サイクル装置の一構成要素として、蒸発器の上流側に設置される。まず、第１の配管２１から気液二相冷媒が流入する場合の膨張弁１００の作用について説明する。
【００２３】
膨張弁１００の弁室１３に、第１の配管２１から気液二相冷媒が流入する。第１の配管２１は、その中心（軸心）が、弁体１１及び弁室１３の中心（軸心）から偏位した状態で設置してあるため、第１の配管２１を進んだ気液二相冷媒は、弁体１１を避けるように、つまり弁体１１に衝突することなく、弁室１３内に入る。そして、弁室１３内では、弁体１１を中心とした旋回流れが生じるため、液冷媒が外周側、ガス冷媒が内周側に偏在しようとする。
【００２４】
弁室１３内の外周側の液冷媒は、圧損体１２を通過することで、圧損体１２の毛細管現象により、内周側にも移動する。
弁室１３内の内周側のガス冷媒は、圧損体１２を通過することで、外周側の液冷媒と混合され、気液比率が外周側の気液比率と近しくなる。または、小さい気泡径のガス冷媒として出てくる。
その後、短い距離を経て絞り部１９に冷媒が流入する。
【００２５】
つまり、遠心力の作用により、円環状の絞り部１９の円周方向での気液比率が均一化されるとともに、圧損体１２の作用により、円環状の絞り部１９の半径方向での気液比率も均一化される。
【００２６】
一般的に、二相冷媒が第１の配管２１より膨張弁１００に流入する場合、弁室１３内に入って絞り部１９に至るまでには距離があり、冷媒流れが乱れる。また、冷媒流れが、弁体１１の円柱状部１１ａから円錐状部１１ｂに進む過程で不連続部（円柱状部１１ａと円錐状部１１ｂとの接合部）を通過するため、乱れが発生しやすい。そこで、膨張弁１００では、圧損体１２を、この箇所に設けるようにしている。そのため、圧損体１２により、冷媒流れを均一化して、乱れが促進されることを抑制する。
【００２７】
なお、冷媒の流速が小さい場合、または、弁室１３の内径が小さい場合など、気液分離効果が十分得られない場合がある。これに対し、膨張弁１００では、冷媒流れの乱れが発生しやすい、弁体１１の円柱状部１１ａと円錐状部１１ｂの変化部の直前に圧損体１２を設けている。これにより、冷媒流れの乱れが発生しやすくなる前の状態の冷媒が圧損体１２を通過することになり、気液分離効果が十分得られないと想定されるような場合であっても、気液分離性能を低下させないことが可能になる。
【００２８】
次に、第２の配管２２から液冷媒が流入する場合の膨張弁１００の作用について説明する。
【００２９】
膨張弁１００の弁室１３に、第２の配管２２から液冷媒が流入する。弁室１３内は、液冷媒のみであるので、絞り部１９で冷媒音が発生しにくい。絞り部１９を通過した後に、キャビテーション等により非平衡状態でガス冷媒（気泡）が発生するが、圧損体１２を通過することで気泡が細径化される。その後、弁室１３内で流れ方向を垂直から水平に変化させ、第１の配管２１から冷媒が排出される。
【００３０】
つまり、二相冷媒が第２の配管２２より膨張弁１００に流入する場合、絞り部１９を通過した冷媒流れは、弁体１１の先端部である円錐状部１１ｂにより外側に向かうように進むことになる。そのため、冷媒の進行方向に圧損体１２が設置されていることにより、冷媒の気液比率を均等化され、あるいは気泡径を小さくすることができる。これにより、冷媒音を低減することができる。
【００３１】
（膨張弁１００の変形例）
図３は、本発明の実施の形態１に係る膨張弁１００の変形例の概略構成を示す概略縦断面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図３及び図４に基づいて、膨張弁１００の変形例の構成について説明する。図３では、便宜上、第１の配管２１及び駆動装置１８を併せて図示している。また、図３及び図４では、流体の流れを矢印で図示している。
【００３２】
図１及び図２では、圧損体１２を弁体１１に固定して一体的にした場合を例に示しているが、図３及び図４に示すように、支持部材３０を用いて本体１０の内壁に圧損体１２を固定するようにしてもよい。弁体１１と圧損体１２との間に隙間（図３及び図４に示す隙間３１）があっても、この隙間３１が、圧損体１２と本体１０の内側との流路面積と比較して十分小さければ実用上の問題はない。なお、隙間３１を形成しないように支持部材３０と圧損体１２の大きさや形状を決めてもよい。
【００３３】
（膨張弁１００の奏する効果）
第１の配管２１から冷媒が流入する場合、冷媒が弁体１１に衝突せずに弁室１３に流入するので、弁体１１への衝突による冷媒音が発生しにくく、弁体１１の振動による機械音が低減される。また、圧損体１２は、弁体１１の外周部に設けてあるので、弁体１１の剛性低下を抑制でき、弁体１１の剛性低下による騒音が低下する。
【００３４】
さらに、圧損体１２を設置することにより、圧損体１２の外周が液リッチ成分に囲まれることになり、圧損体１２にガスリッチ成分を通過させようとする効果がある。加えて、ガスリッチ成分の気泡径を小さくすることで、ガスリッチ成分が通過しやすくなる。また、圧損体１２を設置することにより、円環状の絞り部１９で、半径方向に気液比率を一様化しようとする効果がある。
なお、圧損体１２を設けることで、冷媒流れに圧力損失が生じ、冷媒流量が低下するおそれがある。弁体１１が進退自在に設けており位置を調整すればよいが、圧損体１２を設けることで調整量が増大する場合や、構造上の可動範囲を超えると膨張弁自体を大型化する必要がある場合は、実使用上、好ましくない。
しかし、冷媒が弁体１１に衝突せずに弁室１３に流入するため、衝突時の圧力損失分が低減する。さらに、圧損体１２の孔径を維持したまま空隙率を増加させると圧損体１２の圧力損失を低下させるため、上記の調整量増大や膨張弁大型化を抑制することができる。
【００３５】
また、圧損体１２に形成されている孔の孔径は、絞り部１９の径方向の最大隙間より小さく設定されている。そのため、絞り部１９の半径方向における液リッチ、ガスリッチの交互に流れる不連続性、つまり気泡→液相→気泡→液相となるプラグ流のような不連続性を解消でき、不連続性から発生する騒音を低減できる。
【００３６】
またさらに、圧損体１２の外周と、弁室１３の内壁と、の間の距離は、絞り部１９の径方向の最大隙間より小さくなるように設定されている。そのため、仮に圧損体１２を通過せずに液冷媒が絞り部１９に流入する場合でも、絞り部１９の半径方向における液冷媒の流れのみが絞り部１９に流入してしまうことを抑制でき、冷媒音を低減させることが可能になる。
【００３７】
以上より、膨張弁１００によれば、膨張弁１００での冷媒音が低減される。また、圧損体１２に異物や、あるいは冷凍サイクル中の物質が化学反応して発生するコンタミが堆積し、圧損体１２の内部が閉塞する可能性がある。しかし、仮に圧損体１２の孔が閉塞しても、圧損体１２の外周と弁室１３の内壁との間に隙間を設けているため、冷媒が流れなくなる可能性は低くなる。また、絞り部１９の外径に対し、圧損体１２の外周径の方が大きいので、流路面積としても、絞り部１９の面積より小さくなることがない。このため、流量特性が変化しにくいという利点がある。さらに、異物、コンタミが堆積する箇所は、縮流などで、流れが淀んでいるところであるが、圧損体１２の内部は空隙率が高いため、淀み部が少なく、異物、コンタミがそもそも堆積しにくい。
【００３８】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る膨張弁２００の第１の配管２１との接続状態を説明するための概略図である。図５に基づいて、膨張弁２００の構成及び作用について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一作用である部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００３９】
膨張弁２００は、実施の形態１に係る膨張弁１００と同様に、冷媒等の流体を減圧して膨張させる機能を有している。膨張弁２００の基本構成は、実施の形態１に係る膨張弁１００と同様である。膨張弁２００には、流体の流れ方向に対して所定角度で曲げられた第１の配管２１が接続されている。第１の配管２１は、弁室１３内での旋回流を妨げない方向に曲げられている。つまり、第１の配管２１は、曲げ方向が紙面上側から左側に向かう方向となっており、第１の配管２１を含む平面内において、その曲げ中心が弁体１１及び弁室１３の中心（軸心）と同じ側となるように設置されている。
【００４０】
以上より、膨張弁２００によれば、実施の形態１に係る膨張弁１００と同様の効果を奏するとともに、第１の配管２１で流体に作用する遠心力が加味されることにより、気液二相冷媒の分離効果が更に高まり、絞り部１９の円周方向の気液比率をより均等化できることになる。
【００４１】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００の回路構成を模式的に示す回路図である。図６に基づいて、冷凍サイクル装置３００の回路構成及び動作について説明する。冷凍サイクル装置３００は、流体である冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで、例えば冷房運転又は暖房運転を実行できる空気調和装置等として利用される。また、冷凍サイクル装置３００は、実施の形態１に係る膨張弁１００又は実施の形態２に係る膨張弁２００を冷凍サイクルの構成要素の一つとして搭載している。なお、以下では、実施の形態１に係る膨張弁１００を備えているものとして説明する。
【００４２】
図６に示すように、冷凍サイクル装置３００は、室外機（熱源機）３１０と、室内機（負荷側機）３２０と、それらを接続する冷媒配管（液管３５１、ガス管３５２）とを、有している。室外機３１０には、冷媒を圧縮して高温高圧にする圧縮機３１１と、冷媒の流れを切り替える流路切替装置である四方弁３１２と、凝縮器または蒸発器として機能する室外熱交換器３１３と、冷媒を減圧する第１の膨張弁３１４と、が搭載されている。室内機３２０には、冷媒を減圧する第２の膨張弁３２１と、蒸発器又は凝縮器として機能する室内熱交換器３２２と、が搭載されている。
【００４３】
冷凍サイクル装置３００の動作について説明する。
（冷房運転時）
冷房運転時では、図６に示すように、四方弁３１２は実線で示すように接続される。圧縮機３１１は、流入した低圧ガスの冷媒を圧縮して高圧ガスとする。室外熱交換器３１３は凝縮器として機能し、冷媒のエネルギーを熱源（空気や水）に伝達する。つまり、室外熱交換器３１３に流入した冷媒は、室外熱交換器３１３で凝縮し、高圧液冷媒となる。この冷媒は、第１の膨張弁３１４を通過して中圧二相冷媒となり、液管３５１を通り、第２の膨張弁３２１で減圧され低圧二相となり、室内熱交換器３２２に流入する。
【００４４】
室内熱交換器３２２は蒸発器として機能し、負荷側の水や空気のエネルギーを冷媒に吸収する。つまり、室内熱交換器３２２に流入した冷媒は、室内熱交換器３２２で蒸発し、低圧ガス冷媒となる。室内熱交換器３２２に流入した負荷側の水や空気は冷媒との熱交換により冷却される。室内熱交換器３２２を流出した冷媒は、その後、ガス管３５２を通り圧縮機３１１へ戻るサイクルを形成する。
【００４５】
膨張弁を２個接続することで、冷媒は、液管３５１で中圧二相となる。このため、液冷媒よりも密度が低下し、冷凍サイクル中の必要冷媒量を低下させることができる。近年の冷媒の低ＧＷＰ化に伴い、冷媒量削減も必要であり、液管３５１での二相冷媒化は地球温暖化防止に寄与することになる。
【００４６】
（暖房運転時）
暖房運転時では、図６に示すように、四方弁３１２は破線で示すように接続される。圧縮機３１１は、流入した低圧ガスの冷媒を圧縮して高圧ガスとする。この冷媒は、ガス管３５２を通り、室内熱交換器３２２に流入する。室内熱交換器３２２は凝縮器として機能し、冷媒のエネルギーを負荷側の空気や水に伝達する。つまり、室内熱交換器３２２に流入した冷媒は、室内熱交換器３２２で凝縮し、高圧液冷媒となる。室内熱交換器３２２に流入した負荷側の水や空気は冷媒との熱交換により加熱される。
【００４７】
室内熱交換器３２２を流出した冷媒は、第２の膨張弁３２１で減圧され中圧二相となる。この冷媒は、液管３５１を通過し、第１の膨張弁３１４を通過し、室外熱交換器３１３に流入する。室外熱交換器３１３は蒸発器として機能し、熱源側の水や空気のエネルギーを冷媒に吸収する。つまり、室外熱交換器３１３に流入した冷媒は、室外熱交換器３１３で蒸発し、低圧ガス冷媒となる。室外熱交換器３１３に流入した熱源側の水や空気は冷媒との熱交換により冷却される。室外熱交換器３１３を流出した冷媒は、その後、圧縮機３１１へ戻るサイクルを形成する。
【００４８】
冷房運転時と同様、暖房運転時においても、液管３５１で冷媒を二相冷媒化することができるため、同様の効果が得られる。
【００４９】
一般的に、冷媒音が課題となるのは、人間に近い位置に設置される室内機３２０側である。このため、実施の形態１に係る膨張弁１００は、冷凍サイクル装置３００の第２の膨張弁３２１として利用するとよい。ただし、第１の膨張弁３１４であっても、騒音低減の効果が得られるため、実施の形態１に係る膨張弁１００を第１の膨張弁３１４として利用してもよい。また、実施の形態１に係る膨張弁１００を第１の膨張弁３１４及び第２の膨張弁３２１の双方に適用してもよい。
【００５０】
第２の膨張弁３２１に実施の形態１に係る膨張弁１００を適用した場合について説明する。第２の膨張弁３２１には、液管３５１が第１の配管２１として接続され、室内熱交換器３２２と接続している配管が第２の配管２２として接続される。
【００５１】
一般的に言って、液冷媒よりも気液二相冷媒が膨張弁に流入すると、冷媒音が大きい。また、第１の配管２１から冷媒が流入し、第２の配管２２から冷媒が流出する場合の冷媒音は、逆の場合の冷媒音より、騒音値が小さい。このため、二相冷媒が流入する液管３５１を第１の配管２１とするのが一般的である。ただし、逆の場合でも騒音低下の効果があるため、液管３５１を第２の配管２２とすることを制限するものではない。
【００５２】
（冷房運転時）
第２の膨張弁３２１では、第１の配管２１から冷媒が流入し、第２の配管２２に冷媒が流出する。したがって、冷房運転時においては、第２の膨張弁３２１内に、第１の配管２１から気液二相冷媒が入ることになる。第１の配管２１は、その中心（軸心）が、弁体１１及び弁室１３の中心（軸心）から偏位した状態で設置してあるため、気液二相冷媒は、弁体１１に衝突することなく、弁室１３内に入る。弁室１３内では、弁体１１を中心とした旋回流れが生じるため、液冷媒が外周側、ガス冷媒が内周側に偏在しようとする。
【００５３】
そして、実施の形態１で説明したように、遠心力の作用により、円環状の絞り部１９の円周方向での気液比率が均一化されるとともに、圧損体１２の作用により、円環状の絞り部１９の径方向での気液比率も均一化される。
【００５４】
（暖房運転時）
第２の膨張弁３２１では、第２の配管２２から冷媒が流入し、第１の配管２１に冷媒が流出する。したがって、暖房運転時においては、第２の膨張弁３２１内に、第２の配管２２から液冷媒が入ることになる。第２の膨張弁３２１内は、液冷媒のみであるので、絞り部１９で冷媒音が発生しにくい。また、実施の形態１で説明したように、圧損体１２を通過することで気泡が細径化される。
【００５５】
（冷凍サイクル装置３００の奏する効果）
冷凍サイクル装置３００によれば、冷凍サイクル装置３００を構成している第２の膨張弁３２１に実施の形態１に係る膨張弁１００を適用しているので、弁体１１の振動による冷媒音が低減される。また、弁体１１の剛性低下による騒音が低下する。さらに、圧損体１２により、ガスリッチ成分を通過させようとする効果がある。加えて、ガスリッチ成分の気泡径を小さくすることで、ガスリッチ成分が通過しやすくなる。また、圧損体１２により、円環状の絞り部１９で、径方向に気液比率を一様化しようとする効果がある。そのため、液リッチ、ガスリッチの交互に流れる不連続性を解消することが可能になる。
【００５６】
以上より、冷凍サイクル装置３００によれば、少なくとも第２の膨張弁３２１での冷媒音が低減される。なお、第１の膨張弁３１４にも実施の形態１に係る膨張弁１００を適用した場合、更に騒音低減の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  本体、１１  弁体、１１ａ  円柱状部、１１ｂ  円錐状部、１２  圧損体、１３  弁室、１４  弁座、１６  嵌合部、１６ａ  貫通穴、１７  嵌合部、１７ａ  貫通穴、１８  駆動装置、１９  絞り部、２１  第１の配管、２２  第２の配管、３０  支持部材、３１  隙間、１００  膨張弁、２００  膨張弁、３００  冷凍サイクル装置、３１０  室外機、３１１  圧縮機、３１２  四方弁、３１３  室外熱交換器、３１４  第１の膨張弁、３２０  室内機、３２１  第２の膨張弁、３２２  室内熱交換器、３５１  液管、３５２  ガス管。
【図１】
2015063876.tif 000003
【図２】
2015063876.tif 000004
【図３】
2015063876.tif 000005
【図４】
2015063876.tif 000006
【図５】
2015063876.tif 000007
【図６】
2015063876.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月18日(2016.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る膨張弁は、本体と、前記本体の内部に形成された弁室と、前記本体の内部に形成され、前記弁室に連通する開口を有する弁座と、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、前記弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ前記弁体の外周に突出させて設けた円環状の圧損体と、を備え、前記圧損体は、前記弁体が最も下側に位置したときにおいて、前記圧損体の下面と前記弁室の底面との間に隙間ができる位置に設けられているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体の内部に形成された弁室と、
前記本体の内部に形成され、前記弁室に連通する開口を有する弁座と、
前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、
前記弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ前記弁体の外周に突出させて設けた円環状の圧損体と、を備え、
前記圧損体は、
前記弁体が最も下側に位置したときにおいて、前記圧損体の下面と前記弁室の底面との間に隙間ができる位置に設けられている
ことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記圧損体には複数の孔が形成されており、
前記孔の径は、
前記弁座と前記弁体とで形成される絞り部の最大隙間より小さく設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
前記圧損体と前記弁室の内壁との間の距離が、
前記弁座と前記弁体とで形成される絞り部の最大隙間より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に記載の膨張弁。
【請求項４】
前記圧損体は、
前記弁体と一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項５】
前記圧損体は、
支持部材を用いて前記本体の内壁に固定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項６】
前記圧損体の外周が、
前記弁室内で旋回される気液二相冷媒の液リッチ成分に囲まれる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項７】
前記本体の側面に前記弁室と連通する第１の配管が接続され、
前記本体の底部に前記弁室と連通する第２の配管が接続されるものにおいて、
前記弁室、前記弁体、及び、前記弁座が同一軸心上に位置し、
この軸心に対して前記第１の配管の軸心を偏位させた状態で前記本体の側面に接続する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項８】
前記第１の配管は、前記弁室内での旋回流を妨げない方向に曲げられている
ことを特徴とする請求項７に記載の膨張弁。
【請求項９】
圧縮機と、凝縮器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、蒸発器と、が直列に配管接続されている冷凍サイクル装置であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の膨張弁を前記第２の膨張弁として適用している
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月17日(2016.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る膨張弁は、本体と、前記本体の内部に形成された弁室と、前記本体の内部に形成され、前記弁室に連通する開口を有する弁座と、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、前記弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ前記弁体の不連続部の外周に突出させて設けた円環状の圧損体と、を備え、前記圧損体は、前記弁体が最も下側に位置したときにおいて、全部が、前記圧損体の下面と前記弁室の底面との間に隙間ができる位置であって、前記本体の側面に形成されている貫通穴よりも前記開口に近い位置に設けられているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体の内部に形成された弁室と、
前記本体の内部に形成され、前記弁室に連通する開口を有する弁座と、
前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、
前記弁体を構成する円錐状部と円柱状部との接合部を少なくとも含んだ前記弁体の不連続部の外周に突出させて設けた円環状の圧損体と、を備え、
前記圧損体は、
前記弁体が最も下側に位置したときにおいて、全部が、前記圧損体の下面と前記弁室の底面との間に隙間ができる位置であって、前記本体の側面に形成されている貫通穴よりも前記開口に近い位置に設けられている
ことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記圧損体には複数の孔が形成されており、
前記孔の径は、
前記弁座と前記弁体とで形成される絞り部の最大隙間より小さく設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
前記圧損体と前記弁室の内壁との間の距離が、
前記弁座と前記弁体とで形成される絞り部の最大隙間より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に記載の膨張弁。
【請求項４】
前記圧損体は、
前記弁体と一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項５】
前記圧損体は、
支持部材を用いて前記本体の内壁に固定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項６】
前記圧損体の外周が、
前記弁室内で旋回される気液二相冷媒の液リッチ成分に囲まれる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項７】
前記本体の側面に前記弁室と連通する第１の配管が接続され、
前記本体の底部に前記弁室と連通する第２の配管が接続されるものにおいて、
前記弁室、前記弁体、及び、前記弁座が同一軸心上に位置し、
この軸心に対して前記第１の配管の軸心を偏位させた状態で前記本体の側面に接続する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の膨張弁。
【請求項８】
前記第１の配管は、前記弁室内での旋回流を妨げない方向に曲げられている
ことを特徴とする請求項７に記載の膨張弁。
【請求項９】
圧縮機と、凝縮器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、蒸発器と、が直列に配管接続されている冷凍サイクル装置であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の膨張弁を前記第２の膨張弁として適用している
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2015063876.tif 000009
2015063876.tif 000010
2015063876.tif 000011
2015063876.tif 000012