(57)【要約】【課題】開度可変絞り部の開度調整機能の調整範囲を狭めることなく、膨張弁に流入する気液二相冷媒中の気泡を細分化することにより、冷媒通過音を低減した膨張弁及びこの膨張弁を用いた冷凍装置を提供すること。【解決手段】弁本体１と、冷媒の出入口として弁本体１に形成された二つの冷媒配管接続口２、３と、弁本体１の内部の両冷媒配管接続口２、３間に形成された冷媒通路４と、冷媒通路４に形成された開度可変絞り部５と、この開度可変絞り部５の上流側の冷媒通路４に形成された冷媒流れに乱れを生起させる乱れ生起部６とを有する膨張弁。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体と、冷媒の出入口として弁本体に形成された二つの冷媒配管接続口と、弁本体内部の両冷媒配管接続口間に形成された冷媒通路と、冷媒通路に形成された開度可変絞り部と、この開度可変絞り部の上流側の冷媒通路に形成された冷媒流れに乱れを生起させる乱れ生起部とを有することを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
開度可変絞り部は冷媒通路に形成された弁孔を有する弁座とこの弁座の弁孔開度を調節する弁体とを有し、前記冷媒通路は弁体を収納する弁室を有し、前記乱れ生起部は弁室の壁面に形成された凹凸部から構成されてなることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
開度可変絞り部は冷媒通路に形成された弁孔を有する弁座とこの弁座の弁孔開度を調節する弁体とを有し、前記冷媒通路は弁体を収納する弁室を有し、前記乱れ生起部は弁体の外表面に形成された凹凸部から構成されてなることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項４】
前記凹凸部は、螺旋状溝又は螺子状溝に形成されてなることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項５】
前記凹凸部は、螺旋状溝又は螺子状溝に形成されてなることを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
【請求項６】
開度可変絞り部は冷媒通路に形成された弁孔を有する弁座とこの弁座の弁孔開度を調節する弁体とを有し、前記冷媒通路は弁体を収納する弁室を有し、前記乱れ生起部は、冷媒通路における開度可変絞り部直前において、弁体と弁座との間の冷媒通路部分を蛇行させるように形成した蛇行通路部から構成されてなることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項７】
前記蛇行通路部は、弁体と弁室の壁面との間に形成された弁体の軸方向に冷媒流れを形成する軸方向通路部と、弁体に形成された断面形状がＶ字状の環状凹部、弁座に形成された断面形状が山形状の環状突部間に形成された冷媒流れ方向を変更する流れ方向変更通路部とを有することを特徴とする請求項６記載の膨張弁。
【請求項８】
前記乱れ生起部は、前記冷媒通路の断面積を大小に変化させる断面積変更部として形成されてなることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項９】
前記冷媒通路は、前記乱れ生起部、開度可変絞り部間に通路断面積を拡大する空間部を有することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の膨張弁。
【請求項１０】
前記乱れ生起部は、前記冷媒通路における弁座の上流側及び下流側に形成されてなることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の膨張弁。
【請求項１１】
前記弁体及び弁室は、前記冷媒通路における弁座の上流側及び下流側に形成され、前記乱れ生起部は、それぞれの弁室壁面又は弁体外表面に形成され、さらに、前記両弁体は、弁座に形成されている弁孔を貫通する軸部により接合されてなることを特徴とする請求項１０記載の膨張弁。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の膨張弁を用いたことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張弁及び冷凍装置に関し、より詳細には、空気調和装置等の冷凍装置に用いられる膨張弁の冷媒通過音を低下させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷凍装置において、一般的に、凝縮器と蒸発器との間には膨張弁、例えば電動膨張弁が用いられている。
この電動膨張弁は、例えば特許文献１に示されるように、弁本体には冷媒の出入口を成す冷媒配管接続ポート（冷媒配管接続口）が形成され、内部に弁室が形成されている。また、弁室には、ニードル弁と、ニードル弁に連結されたベローズとが収納されている。
【０００３】
また、このような電動膨張弁においては、パルスモータの回転運動の運動変換機構及びベローズによる付勢力によってニードル弁の弁部を上下動することにより、弁孔の開度を調整している。なお、以下の説明では、弁体により弁孔の開度を調整する絞り部を開度可変絞り部という。そして、冷媒配管接続口から流入した液冷媒は、この開度可変絞り部により減圧及び流量制御されて、冷媒配管接続口を介して蒸発器に送るように構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２７４８８６号公報
【特許文献２】特開平７−１４６０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、空気調和機などの冷凍装置においては、一般的に、据付条件や運転条件の変化により、膨張弁入口までの液管内で気泡が発生して気液二相冷媒流となり、この気液二相冷媒流中の気泡が大きく成長して冷媒流れ中に大きな気泡が断続的に存在するスラグ流やプラグ流となることがある。このようなスラグ流やプラグ流が発生すると、開度可変絞り部を通過する液冷媒とガス冷媒とが交互に流れる状態となり、不連続な圧力変動を生じさせ、結果として「チュルチュル」と表現されるような不連続の冷媒流動音が発生する。
【０００５】
また、このような問題点に対し、例えば特許文献２の第１実施例や第２実施例のように、膨張弁に流入する冷媒中の気泡を細分化する細分化手段として多孔質体や極細管を配置して気泡を細分化するものがあるが、これら細分化手段の場合は、冷媒流通抵抗により開度可変絞り部の開度調整機能の制御範囲が狭くなる、多孔質体や極細管の機械強度が小さく変形し易くなり電動弁の信頼性を確保することが困難となる、多孔質体や極細管に目詰まりが発生し易いなどの問題がある。
【０００６】
また、同特許文献２の実施例３及び４に記載されているように、開度可変絞り部の入口側に開度固定の絞り部を形成するという考えもあるが、このように固定の絞り部を設けた場合は、前述の例の場合よりもさらに当該膨張弁の開度調整機能の制御範囲が狭くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。本発明の目的は、開度可変絞り部の開度調整機能の調整範囲を狭めることなく、膨張弁に流入する気液二相冷媒中の気泡を細分化することにより、冷媒通過音を低減した膨張弁及びこの膨張弁を用いた冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の膨張弁は、弁本体と、冷媒の出入口として弁本体に形成された二つの冷媒配管接続口と、弁本体内部の両冷媒配管接続口間に形成された冷媒通路と、冷媒通路に形成された開度可変絞り部と、この開度可変絞り部の上流側の冷媒通路に形成された冷媒流れに乱れを生起させる乱れ生起部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記開度可変絞り部は冷媒通路に形成された弁孔を有する弁座とこの弁座の弁孔開度を調節する弁体とを有し、前記冷媒通路は弁体を収納する弁室を有し、前記乱れ生起部は弁室の壁面又は弁体の外表面に形成された凹凸部から構成されてなるようにしてもよい。
【００１０】
また、この凹凸部を螺旋状溝又は螺子状溝に形成してもよい。
【００１１】
また、前記開度可変絞り部は冷媒通路に形成された弁孔を有する弁座とこの弁座の弁孔開度を調節する弁体とを有し、前記冷媒通路は弁体を収納する弁室を有し、前記乱れ生起部は、冷媒通路における開度可変絞り部直前において、弁体と弁座との間の冷媒通路部分を蛇行させるように形成した蛇行通路部から構成されてなるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記蛇行通路部は、弁体と弁室の壁面との間に形成された弁体の軸方向に冷媒流れを形成する軸方向通路部と、弁体に形成された断面形状がＶ字状の環状凹部、弁座に形成された断面形状が山形状の環状突部間に形成された冷媒流れ方向を変更する流れ方向変更通路部とからなるように構成してもよい。
【００１３】
また、前記乱れ生起部は、前記冷媒通路の断面積を大小に変化させる断面積変更部として形成してもよい。
【００１４】
また、前記冷媒通路は、前記乱れ生起部、開度可変絞り部間に通路断面積を拡大する空間部を有するように形成してもよい。
【００１５】
また、前記乱れ生起部は、冷房による冷媒流れ方向と暖房による冷媒流れ方向とが反転する場合を考慮して、前記冷媒通路における弁座の上流側及び下流側に形成されてなるようにしてもよい。
【００１６】
また、この場合において、弁体及び弁室は、前記冷媒通路における弁座の上流側及び下流側に形成され、前記乱れ生起部は、それぞれの弁室壁面又は弁体外表面に形成され、さらに、前記両弁体は、弁座に形成されている弁孔を貫通する軸部により接合されてなる構成としてもよい。
【００１７】
また、本発明に係る冷凍装置は、上記膨張弁を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の膨張弁によれば、膨張弁に流入した冷媒の流れは、開度可変絞り部の上流側の冷媒通路に形成された乱れ生起部により乱される。これにより、冷媒が減圧されることなく気液二相冷媒流中の気泡を細分化して均一化することができる。これによって、下流にある開度可変絞り部で気液二相冷媒流の圧力変動を低減することができ、ひいては、冷媒が膨張弁の開度可変絞り部を通過する際の騒音及び不連続音を低減することが可能となる。
【００１９】
また、弁体を収納する弁室の壁面、又は、弁体の外表面に乱れ生起部を形成すると、開度可変絞り部の近くに乱れ生起部を形成することができる。この結果、冷媒流れを乱すことにより細分化された気泡が開度可変絞り部に到達する前に再結合することを、低減することができる。
【００２０】
また、この凹凸部を螺旋状溝又は螺子状溝に形成すると、冷媒流に旋回流れ成分を付与することができる。この結果、より一層冷媒流に乱れ効果をもたらせることができ、より一層気泡を細分化して均一化することができる。
【００２１】
また、冷媒通路における開度可変絞り部直前において、開度可変絞り部を構成する弁体及び弁座との間の冷媒通路部分を蛇行させるように形成した蛇行通路部を形成し、これを乱れ生起部とした場合は、乱れ生起部が開度可変絞り部直前に形成されるため、乱れ生起部で細分化された気泡の再結合をより大幅に低減することができる。
【００２２】
また、蛇行通路部を、弁体と弁室の壁面との間に形成された弁体の軸方向に冷媒流れを形成する軸方向通路部と、弁体に形成された断面形状がＶ字状の環状凹部、弁座に形成された断面形状が山形状の環状突部間に形成された冷媒流れ方向を変更する流れ方向変更通路部とを有するようにすると、蛇行通路を開度可変絞り部直前に容易に形成することができる。
【００２３】
また、乱れ生起部を、前記冷媒通路の断面積を大小に変化させる断面積変更部として形成しても、冷媒流れに対し大きな減圧効果を与えることなく、乱れを生成することができる。これにより、冷媒中の気泡を細分化して均一化することができる。
【００２４】
また、乱れ生起部、開度可変絞り部間に通路断面積を拡大する空間部を有するように形成すると、乱れ生起部による冷媒流の乱れと、空間部による冷媒流の乱れとの効果が相乗され、開度可変絞り部における開度調整範囲を狭めることなく気泡の細分化及び均一化をより一層促進することができる。
【００２５】
また、乱れ生起部を、冷媒通路における弁座の上流側及び下流側に形成すると、膨張弁に対し冷媒を可逆に流通させる場合において、何れの方向に冷媒が流入されても、冷媒通過音を軽減することができる。したがって、ヒートポンプ式空気調和機などのように冷媒の流通方向を可逆に切り換えるヒートポンプ式冷凍サイクル装置において、同一の膨張弁を使用しながら、開度可変絞り部を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる。
【００２６】
また、この場合において、乱れ生起部を、弁座の上流側と下流側の弁室壁面又は弁体外表面に形成するとともに、弁孔を貫通する軸部により弁体を結合するように構成とすると、可逆の冷媒の流れに対し、開度可変絞り部を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる膨張弁の構造を簡略化することができる。
【００２７】
本発明の上述した膨張弁を用いた冷凍装置によれば、その運転音をより静粛にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、この発明を具体化した膨張弁についての実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施例においては、本発明の要部を成す部分のみを示し、従来と同様の構造としてもよい部分については、その図示及び説明を省略する。
【００２９】
（実施例１）
まず、実施例１を図１に基づいて説明する。図１は実施例１に係る膨張弁の要部断面図である。
実施例１に係る膨張弁は、図１に示したように、弁本体１と、冷媒の出入口として弁本体１に形成された二つの冷媒配管接続口２、３と、弁本体１内において両冷媒配管接続口２、３間に形成された冷媒通路４と、冷媒通路４中に形成された開度可変絞り部５と、乱れ生起部６とを備えている。
この膨張弁は、通常の膨張弁と同様に、冷媒入口を成す冷媒配管接続口２に高圧側液冷媒配管８を接続し、冷媒出口を成す冷媒配管接続口３に蒸発器入口側の配管９を接続することにより、冷凍装置の冷媒回路に配置される。
【００３０】
冷媒通路４は、二つの冷媒配管接続口２、３間に冷媒を流通させる冷媒通路を成すもので、その途中には、弁孔１０を備えた弁座１１と、弁座１１の冷媒配管接続口２側に形成される弁室１２とを備えている。
弁室１２は弁本体１の内部に形成された円柱状の空間部を形成し、その内部中央部に弁体１３を配置するように形成されている。
弁体１３は略円柱形状のものであって、その先端部を円錐状に形成し、これを弁部１４としている。
弁座１１は、冷媒通路４を仕切るように弁本体１と一体的に形成された平坦な形状の壁部であって、その中央部には断面円形の弁孔１０が形成されている。この実施例１では、弁孔１０の一方側（図１における上側）は弁室１２を介在する冷媒通路４により冷媒入口を成す冷媒配管接続口２に接続され、弁孔１０の他方側（図１における上側）は冷媒出口を成す冷媒配管接続口３に接続されている。
【００３１】
乱れ生起部６は、冷媒通路４を流通する冷媒流れに対し乱れを生起させる機能を備えた構成部をいう。この実施例１における乱れ生起部６は、弁体１３の円柱部の外表面に形成された凹凸部である。この凹凸部は、冷媒流に乱れを生起させるものであればよく、より具体的には図１に示すように螺旋状溝又は螺子状溝に形成されている。この螺旋状溝又は螺子状溝は、弁体１３の外表面と弁室１２の壁面との間に形成されている冷媒通路４を流通する冷媒流れに対し、乱れを生起させることができるものである。
【００３２】
開度可変絞り部５は、弁孔１０の開度を調節する機構部を意味する。開度可変絞り部５は、この実施例１においては、図示しないパルスモータで弁体１３を上下方向（図１における上下方向、換言すれば、弁孔１０に対し弁部１４を離接する方向）に移動させ、これにより、弁体１３の弁部１４が弁孔１０の開度を調節する機構部をいう。
【００３３】
さらに、この実施例１では、乱れ生起部６と開度可変絞り部５との間に、冷媒通路４の断面積が大きくなる空間部１５が形成されている。すなわち、円柱状空間を成す弁室１２の弁孔１０周辺の弁座１１と円錐状の弁部１４との間に、空間部１５が形成されている。また、この空間部１５により弁室１２の壁面と弁体１３との間に形成される冷媒通路４が大小に変化されている。したがって、空間部１５は、本発明にいう断面積変更部ということもできる。
【００３４】
上記のように構成された膨張弁において、冷媒入口を成す冷媒配管接続口２から気泡を含む高圧の気液二相冷媒流が流入した場合、この気液二相冷媒流が乱れ生起部６により乱される。このため、気液二相冷媒流に含まれる気泡は細分化されて均一化される。また、乱れ生起部６で乱された冷媒流は、冷媒通路断面積が大きくなる空間部（又は断面積変更部）に流入することにより、気液二相冷媒流中に含まれる気泡がさらに細分化され、さらに均一化される。この結果、開度可変絞り部５に流入する冷媒流は、気泡が細分化されて均一化された状態となっているため、開度可変絞り部５における圧力変動が緩和される。したがって、実施例１に係る膨張弁では、開度可変絞り部５を通過する際の騒音が低減されるとともに、冷媒通過音の連続化により従来の膨張弁のような不連続音を低減することができる。
【００３５】
なお、この実施例１では、乱れ生起部６と開度可変絞り部５との間に、冷媒通路４の断面積が大きくなる空間部１５が形成されているが、この空間部１５がない場合であっても冷媒通過音及び不連続音の低減は可能である。
【００３６】
（実施例２）
次に実施例２について、図２に基づき説明する。なお、図２には実施例１と同一の部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
実施例２の膨張弁は、実施例１の膨張弁における乱れ生起部６の形成位置を変更したものであって、その他の構成は実施例１と同一である。
すなわち、実施例１においては、乱れ生起部６を弁体１３の外表面に形成していたが、実施例２においては、乱れ生起部２６を弁室１２の壁面に形成している。なお、実施例２における乱れ生起部２６の具体的構造も、実施例１の場合と同様な螺旋状溝又は螺子状溝に形成したものである。したがって、この乱れ生起部２６も実施例１における乱れ生起部６と同様の作用効果を奏することができる。
【００３７】
以上のごとく、実施例２は、実施例１の膨張弁と同様に、冷媒が開度可変絞り部５を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる。
【００３８】
（実施例３）
次に実施例３について、図３に基づき説明する。なお、図３には実施例１と同一又は相当する部分に同一の符号を付しその説明を省略する。
実施例３の膨張弁は、実施例１の膨張弁を可逆転する冷媒流に対し使用可能とするために、乱れ生起部６を弁座の上流側及び下流側に設けるようにしたものである。以下実施例１との相違点を中心に説明する。
【００３９】
実施例３に係る膨張弁は、弁座１１と冷媒配管接続口３側との間に弁室３１を設けている。また、弁本体１は、弁室３１を設けることにより長くなっている。また、円柱状の弁体３２が弁室３１内に設けられている。
円柱状の弁体３２は、弁体１３と同様に、略円柱形状のものであって、その先端部を円錐状に形成し、これを弁部３３としている。また、この弁体３２と前述の弁体１３とは、弁孔１０を貫通する細径の軸部３４により結合されており、弁体１３駆動用のパルスモータ（図示せず）により弁体１３と一体となって移動制御される。
【００４０】
弁体３２の弁部３３は、前記パルスモータにより弁孔１０に対し離接する方向に移動制御されることにより、弁孔１０の開度を調節する。したがって、弁体３２の弁部３３が弁孔１０の開度を調節する機構部が、冷媒が逆方向に流通する場合の開度可変絞り部３５を構成する。
【００４１】
さらに、弁体３２には、乱れ生起部３６として、弁体３２の外表面に実施例１の弁体１３におけると同様な螺旋状溝又は螺子状溝からなる凹凸部が形成されている。
また、乱れ生起部３６と開度可変絞り部３５との間には、実施例１の場合における空間部１５と同様に冷媒通路４の断面積が大きくなる空間部３７が形成されている。
【００４２】
以上のように構成される実施例３に係る膨張弁は、気液二相冷媒流が冷媒配管接続口２から流入する場合、実施例１と全く同様の作用効果を奏し、冷媒が開度可変絞り部５を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる。
【００４３】
また、実施例３に係る膨張弁は、気泡を含む高圧の気液二相冷媒流が冷媒配管接続口３から流入する場合は、次のように作用する。なお、このような使用は、この膨張弁をヒートポンプ式冷媒回路に使用し、可逆転する冷媒流に対し共用する場合に生じる。
冷媒配管接続口３から流入した気液二相冷媒流は、弁体３２と弁室３１との間に形成された冷媒通路４を流通する際に乱れ生起部３６により乱される。このため、気液二相冷媒流中の気泡が細分化されて均一化される。また、乱れ生起部３６で乱された気液二相冷媒流は、冷媒通路断面積が大きくなる空間部３７に流入することにより、気液二相冷媒流中に含まれる気泡がさらに細分化され、さらに均一化される。この結果、開度可変絞り部３５に流入する冷媒流は、気泡が細分化されて均一化された状態となっているため、開度可変絞り部３５における圧力変動が緩和される。この結果、この実施例３に係る膨張弁は、冷媒を逆方向に流通させる場合においても、開度可変絞り部３５を通過する際の騒音が低減されるとともに、冷媒通過音の連続化により従来の膨張弁のような不連続音を低減することができる。
【００４４】
以上のように、実施例３に係る膨張弁では、冷媒を可逆に流通させても開度可変絞り部５、３５を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる。
【００４５】
（実施例４）
次に実施例４について、図４に基づき説明する。なお、図４には実施例１と同一の部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
実施例４の膨張弁は、実施例１の膨張弁における乱れ生起部６の構成を変更したものであって、これに伴い実施例１における弁体１３及び弁座１１の構造を変更している。
【００４６】
実施例４の膨張弁は、冷媒通路４における開度可変絞り部５の直前において、弁体４１と弁座４２との間の冷媒通路部分を蛇行させるように形成した蛇行通路部により乱れ生起部４３を構成している。
弁体４１は、実施例１における弁体１３と同様に基本形状が円柱状であるが、その先端部（図４における下端部）にはニードル弁部４４を形成している。また、弁体４１の先端部には、このニードル弁部４４の根元部を利用した断面形状がＶ字状の環状凹部４５が形成されている。一方、弁座４２には、中央部に断面形状が円形の弁孔４６が形成されている。また、弁座４２には、弁孔４６の壁面を弁体側に（上方に）所定寸法突出する立ち上げ面４７ａと、この立ち上げ面４７ａの頂点から弁本体１の外周側に向かって下る下り斜面４７ｂとからなる断面形状が山形の環状突部４７が形成されている。また、弁座４２の環状突部４７の外周側部分は、平坦な壁部４２ａとして形成されている。さらに、この環状突部４７の下り斜面４７ｂと前記環状凹部４５の外周側斜面４５ａとは略平行に形成されている。
【００４７】
これにより、弁室１２の弁座４２側底部においては、弁体４１と弁室１２の壁面との間に弁体４１の軸方向（図面における上下方向）に冷媒を流通させる軸方向通路部４８が形成される。また、前述の環状突部４７の下り斜面４７ｂと前記環状凹部４５の外周側斜面４５ａとの間には、軸方向通路部４８が突き当たる弁座４２の壁面から弁体４１に向かって斜めに冷媒流れ方向を変更する流れ方向変更通路部４９が形成されている。なお、流れ方向変更通路部４９の上端は断面形状がＶ字状の環状凹部４５の頂部（図面における上端）となるため、この環状凹部４５の頂部において、冷媒は弁孔４６に向かってさらに流れ方向を変更する構成となっている。
乱れ生起部４３は、上記軸方向通路部４８と流れ方向変更通路部４９とを含む構成をいう。
【００４８】
このように構成された実施例４においては、冷媒配管接続口２から流入した気液二相冷媒流は、弁体４１と弁室１２の壁面との間に形成される冷媒通路４を流通して乱れ生起部４３に至る。そして、乱れ生起部４３において、冷媒が軸方向通路部４８から流れ方向変更通路部４９に流通方向を変更して流れることにより、冷媒流れが乱される。これにより、気液二相冷媒流中の気泡が細分化されて均一化される。
このように、開度可変絞り部５に流入する冷媒流は、開度可変絞り部５直前の乱れ生起部４３において気泡が細分化されて均一化された状態となっているため、開度可変絞り部５における圧力変動が低減される。この結果、この実施例４に係る膨張弁は、冷媒が開度可変絞り部５を通過する際の騒音が低減されるとともに、冷媒通過音が連続化して従来の膨張弁のような不連続音を低減することができる。
【００４９】
（実施例５）
次に実施例５について、図５に基づき説明する。なお、図５には実施例４と同一又は相当する部分に同一の符号を付しその説明を省略する。
実施例５の膨張弁は、実施例４の膨張弁において、冷媒を可逆流に使用可能とするために、実施例４における乱れ生起部４３を弁座の上流側及び下流側に設けるようにしたものである。以下実施例４との相違点を中心に説明する。
【００５０】
実施例５に係る膨張弁は、弁座５２と冷媒配管接続口３側との間に弁室５０を設けている。また、弁本体１は、弁室５０を設けことにより長くなっている。また、山笠状の弁体５１が弁室５０内に設けられている。
山笠状の弁体５１は、弁体４１の円柱部の長さを短くしたもので、先端部には、弁体４１と同様に、ニードル弁部４４を有するとともに、断面形状がＶ字状の環状凹部４５を有している。
【００５１】
また、実施例５における弁座５２は、中央部に断面形状が円形の弁孔５６を有する。また、弁座５２は、弁孔５６の壁面を両弁体４１、５１側に所定寸法突出する立ち上げ面４７ａと、この立ち上げ面４７ａの頂点から弁本体１の外周側に向かって下る下り斜面４７ｂとからなる断面形状が山形の環状突部４７を両弁体４１、５１側に備えている。また、弁座５２における環状突部４７の外周側部分は、平坦な壁部５２ａ（実施例４における４２ａと同一）として形成されている。
【００５２】
前述の弁体５１は、弁孔５６を貫通する軸部５１ａにより弁体４１により結合されており、弁体４１駆動用のパルスモータ（図示せず）により弁体４１と一体となって移動制御される。
【００５３】
弁体５１のニードル弁部４４は、前記パルスモータにより弁孔５６に対し離接する方向に移動制御されることにより、弁孔５６の開度を調節する。したがって、弁体５１のニードル弁部４４が弁孔５６の開度を調節する機構部が、冷媒が逆方向に流通する場合の開度可変絞り部５５を構成する。
【００５４】
実施例５の膨張弁は、以上のごとく構成されることにより、両弁室１２、５０の弁座５２側底部においては、弁体４１、５１と弁室１２、５０の壁面との間に弁体４１、５１の軸方向（図面における上下方向）に冷媒を流通させる軸方向通路部４８が形成されている。また、環状突部４７の下り斜面４７ｂと環状凹部４５の外周側斜面４５ａとの間には、軸方向通路部４８の弁座４２の壁面から弁体４１、５１に向かって斜めに冷媒流れ方向を変更する流れ方向変更通路部４９が形成されている。なお、流れ方向変更通路部４９の上端は断面形状がＶ字状の環状凹部４５の頂部（図面における上端又は下端）となるため。この環状凹部４５の頂部において、冷媒は弁孔５６に向かって流れ方向を変更する構成となっている。
このようにして、弁座５２の上流側及び下流側に、軸方向通路部４８と流れ方向変更通路部４９とからなる乱れ生起部４３が形成されている。
【００５５】
以上のように構成された実施例５に係る膨張弁は、気液二相冷媒流が冷媒配管接続口２から流入する場合に実施例４と全く同様の作用効果を奏することにより、開度可変絞り部５を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる。
【００５６】
また、本実施例５に係る膨張弁は、気泡を含む高圧の気液二相冷媒流が冷媒配管接続口３から流入する場合は、次のように作用する。なお、このような使用は、この膨張弁をヒートポンプ式冷媒回路に使用し、可逆転する冷媒流に対し共用する場合に生じる。
冷媒配管接続口３から流入した気液二相冷媒流は、弁体５１と弁室５０の壁面との間に形成される冷媒通路４を流通して乱れ生起部４３に至る。そして、乱れ生起部４３において、冷媒が軸方向通路部４８から流れ方向変更通路部４９に流通方向を変更して流れることにより、冷媒流れが乱される。これにより、気液二相冷媒流中の気泡が細分化されて均一化される。
このように、気液二相冷媒流が冷媒配管接続口３から流入した場合も、気液二相冷媒流が冷媒配管接続口２から流入した場合と同様に、開度可変絞り部５５直前の乱れ生起部４３において気泡が細分化されて均一化された状態となっているため、開度可変絞り部５５における圧力変動が低減される。この結果、この実施例５に係る膨張弁は、冷媒が開度可変絞り部５５を通過する際の騒音が低減されるとともに、冷媒通過音が連続化して従来の膨張弁のような不連続音を低減することができる。
【００５７】
（変形例）
なお、この発明は、次のように変更して具体化することもできる。
（１）実施例１〜５において、１段の開度可変絞り部５、３５、５５を有する構成を示しているが、開度可変絞り部５、３５、５５の上流側に乱れ生起部６、２６、４３を有する限り２段以上の開度可変絞り部を有するような構成にしてもよい。
なお、このような構成としても前述の乱れ生起部６、２６、４３による効果を減殺するものではない。
【００５８】
（２）実施例３は実施例１における乱れ生起部６の構造を弁座１１の上流側及び下流側に設けたものであるが、これと同様に実施例２の乱れ生起部２６の構造を弁座１１の上流側及び下流側に設けることもできる。
【００５９】
（３）実施例１及び２における空間部１５は、乱れ生起部６、２６と開度可変絞り部５との間に設けられた通路断面積を拡大する空間部を意味すると同時に、冷媒通路の断面積を大小に変化させる断面積変更部をも意味するが、後者の機能のみを有する構成としても気液二相冷媒流中の気泡を細分化することができ、冷媒が開度可変絞り部５を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる。
【００６０】
（４）実施例１及び２には、乱れ生起部６、２６を構成する凹凸部として螺旋状溝又は螺子状溝を記載したが、このような例に限定する必要はなく、冷媒流れに乱れを生じさせるものであれば、独立状の突起部や凹部として構成してもよい。
【００６１】
（５）各実施例の乱れ生起部６、２６、４３を適宜組み合わせても良い。この場合は気液二相冷媒流中の気泡をより一層細分化し均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例１に係る膨張弁の要部断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る膨張弁の要部断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る膨張弁の要部断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係る膨張弁の要部断面図である。
【図５】本発明の実施例５に係る膨張弁の要部断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  弁本体
２  冷媒配管接続口
３  冷媒配管接続口
４  冷媒通路
５  開度可変絞り部
６  乱れ生起部
１０  弁孔
１１  弁座
１２  弁室
１３  弁体
１５  空間部
２６  乱れ生起部
３１  弁室
３２  弁体
３３  弁部
３４  軸部
３５  開度可変絞り部
３６  乱れ生起部
３７  空間部
４１  弁体
４２  弁座
４３  乱れ生起部
４５  環状凹部
４６  弁孔
４７  環状突部
４８  軸方向通路部
４９  方向変更通路部
５０  弁室
５１  弁体
５１ａ  軸部
５２  弁座
５５  開度可変絞り部
５６  弁孔
【図１】
2008215813.tif 000003
【図２】
2008215813.tif 000004
【図３】
2008215813.tif 000005
【図４】
2008215813.tif 000006
【図５】
2008215813.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月4日(2008.7.4)
【手続補正１】
【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】
弁本体と、
冷媒の出入口として弁本体に形成された二つの冷媒配管接続口と、
弁本体内部の両冷媒配管接続口間に形成された冷媒通路と、
弁本体の内部において柱状の空間部に形成された弁室と、
弁室の柱状の空間部の中心部に配置されるとともに先端が弁部に形成された略円柱状の弁体と、
前記弁室を仕切る弁座と、
弁座に形成された弁孔と、
弁孔に対し弁体の先端部に形成された弁部を離接する方向に移動させることにより弁孔の開度を調節する開度可変絞り部と、
冷媒通路における開度可変絞り部直前において、弁体と弁座との間の冷媒通路部分を弁体の軸方向に蛇行させるように形成した蛇行通路部からなる乱れ生起部とを
有することを特徴とする膨張弁。 
【請求項２】
前記蛇行通路部は、弁体と弁室の壁面との間に形成された弁体の軸方向に冷媒流れを形成する軸方向通路部と、軸方向通路部が突き当たる弁座の壁面から弁体に向かって冷媒流れを変更する流れ方向変更通路部とからなることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
前記弁体の先端部にニードル弁部が形成されるとともに、ニードル弁部の根元部に断面形状がＶ字状の環状凹部が形成され、
一方、弁座には、弁孔の壁面を弁体側に突出する立ち上げ面と、この立ち上げ面の頂点から弁本体の外周側に向かって下る下り斜面とからなる断面形状が山形の環状突部が形成されるとともに、この環状突部の外周側部分が平坦な壁部として形成され、
さらに、この環状突部の下り斜面と前記環状凹部の外周側斜面とが略平行となるように形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項４】
前記乱れ生起部は、前記冷媒通路における弁座の上流側及び下流側に形成されてなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の膨張弁。 
【請求項５】
前記弁体、弁室及び前記乱れ生起部は、前記弁座の上流側及び下流側に形成されるとともに、前記両弁体は、弁座に形成されている弁孔を貫通する軸部により接合されてなることを特徴とする請求項４記載の膨張弁。 
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の膨張弁を用いたことを特徴とする冷凍装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の膨張弁は、弁本体と、冷媒の出入口として弁本体に形成された二つの冷媒配管接続口と、弁本体内部の両冷媒配管接続口間に形成された冷媒通路と、弁本体の内部において柱状の空間部に形成された弁室と、弁室の柱状の空間部の中心部に配置されるとともに先端が弁部に形成された略円柱状の弁体と、前記弁室を仕切る弁座と、弁座に形成された弁孔と、弁孔に対し弁体の先端部に形成された弁部を離接する方向に移動させることにより弁孔の開度を調節する開度可変絞り部と、冷媒通路における開度可変絞り部直前において、弁体と弁座との間の冷媒通路部分を弁体の軸方向に蛇行させるように形成した蛇行通路部からなる乱れ生起部とを有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、前記蛇行通路部は、弁体と弁室の壁面との間に形成された弁体の軸方向に冷媒流れを形成する軸方向通路部と、軸方向通路部が突き当たる弁座の壁面から弁体に向かって冷媒流れを変更する流れ方向変更通路部とからなるようにしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記弁体の先端部にニードル弁部が形成されるとともに、ニードル弁部の根元部に断面形状がＶ字状の環状凹部が形成され一方、弁座には、弁孔の壁面を弁体側に突出する立ち上げ面と、この立ち上げ面の頂点から弁本体の外周側に向かって下る下り斜面とからなる断面形状が山形の環状突部が形成されるとともに、この環状突部４７の外周側部分が平坦な壁部として形成され、さらに、この環状突部の下り斜面と前記環状凹部の外周側斜面とが略平行となるように形成されているようにしてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、この場合において、弁体、弁室及び前記乱れ生起部は、前記弁座の上流側及び下流側に形成されるとともに、前記両弁体は、弁座に形成されている弁孔を貫通する軸部により接合されてなる構成としてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の膨張弁によれば、膨張弁に流入した冷媒の流れは、開度可変絞り部直前において、弁体と弁座との間の冷媒通路部分を弁体の軸方向に蛇行させるように形成した蛇行通路部からなる乱れ生起部により乱される。これにより、蛇行通路部において冷媒の流れ方向が変更されて冷媒流に乱れが生じ、冷媒を減圧することなく気液二相冷媒流中の気泡を細分化して均一化することができる。また、これによって、下流にある開度可変絞り部で気液二相冷媒流の圧力変動を低減することができ、ひいては、冷媒が膨張弁の開度可変絞り部を通過する際の騒音及び不連続音を低減することが可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、蛇行通路部を、弁体と弁室の壁面との間に形成された弁体の軸方向に冷媒流れを形成する軸方向通路部と、軸方向通路部が突き当たる弁座の壁面から弁体に向かって冷媒流れを変更する流れ方向変更通路部とから構成すると、蛇行通路を開度可変絞り部直前に容易に形成することができる。
また、前記弁体の先端部にニードル弁部が形成されるとともに、ニードル弁部の根元部に断面形状がＶ字状の環状凹部が形成され、一方、弁座には、弁孔の壁面を弁体側に突出する立ち上げ面と、この立ち上げ面の頂点から弁本体の外周側に向かって下る下り斜面とからなる断面形状が山形の環状突部が形成されるとともに、この環状突部４７の外周側部分が平坦な壁部として形成され、さらに、この環状突部の下り斜面と前記環状凹部の外周側斜面とが略平行となるように形成されているように構成すると、冷媒流れ方向を２回変更する蛇行通路を容易に形成することができるので、気液二相冷媒流中の気泡が効率よく細分化される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、この場合において、乱れ生起部を、弁座の上流側と下流側に形成するとともに、弁孔を貫通する軸部により弁体を結合するように構成とすると、可逆の冷媒の流れに対し、開度可変絞り部を通過する際の騒音及び不連続音を低減することができる膨張弁の構造を簡略化することができる。 
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
冷媒通路４は、二つの冷媒配管接続口２、３間に冷媒を流通させる冷媒通路を成すもので、その途中には、弁孔１０を備えた弁座１１と、弁座１１の冷媒配管接続口２側に形成される弁室１２とを備えている。
弁室１２は弁本体１の内部に形成された円柱状の空間部を形成し、その内部中央部に弁体１３を配置するように形成されている。
弁体１３は略円柱形状のものであって、その先端部を円錐状に形成し、これを弁部１４としている。
弁座１１は、冷媒通路４を仕切るように弁本体１と一体的に形成された平坦な形状の壁部であって、その中央部には断面円形の弁孔１０が形成されている。この実施例1では、弁孔１０の一方側（図１における上側）は弁室１２を介在する冷媒通路４により冷媒入口を成す冷媒配管接続口２に接続され、弁孔１０の他方側（図１における下側）は冷媒出口を成す冷媒配管接続口３に接続されている。