(57)【要約】【課題】空気調和機の冷凍サイクルを構成する膨張弁装置の簡素化を図る。【解決手段】膨張弁装置４を、冷凍サイクルの管路に直結する管本体７と、中心部に所定長の大口径円筒部８ａとそれよりも長い小口径円筒部８ｂとからなる貫通孔８を設けて管本体７内に固定する弁筒９と、貫通孔８に挿入され、同貫通孔８を流通する冷媒の流れによっては大口径円筒部８ａ側に移動し、逆の流れでは小口径円筒部８ｂ側に移動する円柱状の弁体１０と、弁筒９の両端に設けて弁体１０の抜けを阻止するストッパ１１Ａまたはストッパの機能と異音の吸収機能等を兼ね備えたサイレンサ１１Ｂとにより構成し、管本体７の左右に縮管部１２を形成して弁筒９およびサイレンサ１１Ｂの動きを規制する。【選択図】  図１
2004177015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルの管路に直結する管本体と、中心部に所定長の大口径円筒部とそれよりも長い小口径円筒部とからなる貫通孔を設けて前記管本体内に挿入固定される弁筒と、前記貫通孔に挿入され、その内を流通する冷媒の流れ方向によって移動し、前記小口径円筒部との重合長さにより絞り率を可変可能とした円柱状の弁体と、前記弁筒の両端に設けて前記弁体の抜けを防止するストッパまたはストッパの機能と冷媒の流れに伴う異音の吸収機能等を兼ね備えたサイレンサとからなることを特徴とする冷凍サイクルの膨張弁装置。
【請求項２】
冷凍サイクルの管路に直結する管本体と、中心部に所定長の大口径円筒部とそれよりも長い小口径円筒部とからなる貫通孔を設けて前記管本体内に挿入固定される弁筒と、一端に抜け防止のストッパを備えて前記大口径円筒部の開口端より前記貫通孔に挿入され、その内を流通する冷媒の流れ方向によって移動し、前記小口径円筒部との重合長さにより絞り率を可変可能とした円柱状の弁体と、前記弁筒の大口径円筒部の開口端に設けて前記弁体の抜けを防止するストッパまたはストッパの機能と冷媒の流れに伴う異音の吸収機能等を兼ね備えたサイレンサとからなることを特徴とする冷凍サイクルの膨張弁装置。
【請求項３】
前記弁体が前記小口径円筒部の長さより長く、前記貫通孔の長さより短く形成されてなる請求項１、請求項２記載の冷凍サイクルの膨張弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の冷凍サイクルに用いる膨張弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷凍サイクルは例えば図５に示すような構成になっている。
図において、２１は圧縮機、２２は圧縮機２１より吐出する冷媒の流れを冷房運転、暖房運転等に合わせて切り換える四方弁、２３は室外熱交換器、２４はキャピラリチューブ２４ａおよび２４ｂと逆止弁装置２４ｃとからなる絞り手段（膨張弁装置）、２５は室内熱交換器、２６は圧縮機２１と一体に設けられたアキュムレータで、これらが順次配管接続されて冷凍サイクルが形成されている。
【０００３】
上記構成において、冷房運転時に圧縮機２１から吐出した高温高圧の冷媒ガスは実線矢印で示すように、四方弁２２を経て室外熱交換器２３に入り、凝縮液化され、絞り手段２４で減圧されて低圧の気液二相冷媒となって室内熱交換器２５に流入し、同室内熱交換器２５で蒸発し、再度四方弁２２を経てアキュムレータ２６に入り、このアキュムレータ２６から圧縮機２１に戻され、再び圧縮される。暖房運転時は、四方弁２２が切り替わり破線矢印の方向に冷媒が流れる。
【０００４】
絞り手段２４を構成する逆止弁装置は冷凍サイクルの管路に内設された弁座と冷媒の流れで離れたり、逆の流れで接して冷媒の流れを阻止する弁体と、この弁体の貫通穴に挿入したキャピラリチューブとで構成されている（例えば、特許文献１参照）が、このような逆止弁装置を利用したとしても、外部のキャピラリチューブの全てが不要になるわけではなく、絞り手段の小型化および組立コストの低減に問題が残されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１ー１７４１０６号公報（第１ー２頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、前記問題点に鑑み、絞り手段を構成する逆止弁とキャピラリチューブの機能を一つの部品に集約させ、小型化および組立コストの低減が図れるようにした冷凍サイクルの膨張弁装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、第１の手段として前記膨張弁装置を、冷凍サイクルの管路に直結する管本体と、中心部に所定長の大口径円筒部とそれよりも長い小口径円筒部とからなる貫通孔を設けて前記管本体内に挿入固定される弁筒と、前記貫通孔に挿入され、その内を流通する冷媒の流れ方向によって移動し、前記小口径円筒部との重合長さにより絞り率を可変可能とした円柱状の弁体と、前記弁筒の両端に設けて前記弁体の抜けを防止するストッパまたはストッパの機能と冷媒の流れに伴う異音の吸収機能等を兼ね備えたサイレンサとにより構成する。
【０００８】
また、第２の手段として前記膨張弁装置を、冷凍サイクルの管路に直結する管本体と、中心部に所定長の大口径円筒部とそれよりも長い小口径円筒部とからなる貫通孔を設けて前記管本体内に挿入固定される弁筒と、一端に抜け防止のストッパを備えて前記大口径円筒部の開口端より前記貫通孔に挿入され、その内を流通する冷媒の流れ方向によって移動し、前記小口径円筒部との重合長さにより絞り率を可変可能とした円柱状の弁体と、前記弁筒の大口径円筒部の開口端に設けて前記弁体の抜けを防止するストッパまたはストッパの機能と冷媒の流れに伴う異音の吸収機能等を兼ね備えたサイレンサとにより構成する。
【０００９】
また、前記第１および第２の手段において、前記弁体が前記小口径円筒部の長さより長く、前記貫通孔の長さより短く形成されてなる構成とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は空気調和機の冷凍サイクルを示したもので、図において、１は圧縮機、２は圧縮機１より吐出した冷媒の流れを冷房運転、暖房運転等に合わせて切り換える四方弁、３は室外熱交換器、４は本発明に基づいて構成された膨張弁装置（絞り手段）、５は室内熱交換器、６は圧縮機１と一体に設けられたアキュムレータで、これらが順次配管接続されて冷凍サイクルが形成されている。
【００１１】
上記構成において、冷房運転時に圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒ガスは実線矢印で示すように、四方弁２を経て室外熱交換器３に入り、凝縮液化され、膨張弁装置（絞り手段）４で減圧されて低圧の気液二相冷媒となって室内熱交換器５に流入し、同室内熱交換器５で蒸発し、再度四方弁２を経てアキュムレータ６に入り、このアキュムレータ６から圧縮機１に戻され、再び圧縮される。暖房運転時は、四方弁２が切り替わり破線矢印の方向に冷媒が流れる。
【００１２】
図２は本発明による膨張弁装置の第１の実施の形態を示したもので、同装置４は冷凍サイクルの管路に直結する管本体７と、中心部に所定長の大口径円筒部８ａとそれよりも長い小口径円筒部８ｂとからなる貫通孔８を設けて管本体７内に挿入固定される弁筒９と、貫通孔８に挿入され、その外周が小口径円筒部８ｂの壁面に近接し、貫通孔８を流通する冷媒の流れ方向によっては大口径円筒部８ａ側に移動し、逆の流れでは小口径円筒部８ｂ側に移動する円柱状の弁体１０と、弁筒９の両端に設けて弁体１０の抜けを防止する図２の（Ｂ）に示すようなストッパ１１Ａまたはストッパの機能と異音の吸収機能および異物の通過防止機能を兼ね備えたサイレンサ１１Ｂとにより構成され、管本体７の左右には弁筒９およびサイレンサ１１Ｂの動きを阻止するための縮管部１２が形成されている。
【００１３】
前記ストッパ１１Ａは例えば管本体７と同材質またはステンレス製で、有底円筒状の底部に冷媒の流通孔１１ａを設けたもの、また、前記サイレンサ１１Ｂはステンレス製で無数の隙間を有するもので出来ている。
【００１４】
また、図示のＬ１  およびｈ等の各寸法は下記の計算式によって決定される。
Ｌ＝（２、５πｄｈ３  ／１２μＱ）ΔＰ
ここで、
Ｌ  ：  ｈの隙間が形成される長さ（ｍ）
ｄ  ：  弁体１０の外径（ｍ）
ｈ  ：  弁体１０と弁筒９の小口径円筒部８ｂ間の隙間（ｍ）
μ  ：  流体粘度（Ｐａ・ｈ）
Ｑ  ：  流量（立方メートル／ｈ）
ΔＰ：  弁体１０前後の圧力差（Ｐａ）
である。
【００１５】
なお、貫通孔８内に設ける弁体１０は小口径円筒部８ｂの長さより長く、貫通孔８の長さより短く形成されている。
【００１６】
上記構成において、弁体１０と弁筒９により形成される隙間ｈに冷媒を流すことで、キャピラリチューブに冷媒を通した場合と同様に、流量抵抗を増大させ、減圧を行うことができ、冷凍サイクルへの採用においては、管本体７を傾けるか横方向にすることで弁体１０と弁筒９の中心が偏心し、これにより弁体１０と弁筒９の隙間が常に一定となり、冷媒の膨張率が安定する。
【００１７】
図３は冷房時と暖房時の弁体１０の位置の違いを示したものである。
冷房時と暖房時では冷媒の流れが矢印で示すように逆向きになり、弁体１０はその冷媒の流れに押されて貫通孔８内を移動するが、小口径円筒部８ｂ内に位置する弁体１０の長さ（Ｌｃ  とＬｈ  ）に差をつけることにより、つまり、小口径円筒部８ｂと弁体１０との重合長さにより冷房時と暖房時で膨張率に差をつけることができる。
なお、弁体１０の弁筒９内での移動距離は下記の計算式により算出される。
Ｌ１  ＝Ｌｈ  −Ｌｃ  
ここで、
Ｌ１  ：  弁体１０の移動距離（ｍ）
Ｌｈ  ：  暖房時の隙間形成の長さ（ｍ）
Ｌｃ  ：  冷房時の隙間形成の長さ（ｍ）
である。
【００１８】
以上説明したような構成による膨張弁装置４であれば、これだけで冷房運転および暖房運転に対応することができ、従来用いていたキャピラリチューブと逆止弁装置が不要となる。
【００１９】
続いて、第２の実施の形態を図４に基づいて説明する。
これは、先に説明した膨張弁装置４の構成部品をより少なくするための提案で、貫通孔８内に設ける弁体１０は小口径円筒部８ｂの長さより長く、貫通孔８の長さより短くて、その弁体１０が冷媒の流れによって小口径円筒部８ｂ側に移動したとき、大口径円筒部８ａ内に位置する同弁体１０の一端に抜け防止のストッパ１０Ａを一体に形成してなることが特徴になっており、そのストッパ１０Ａには冷媒の流れと同方向に溝１０ａが形成されている。
【００２０】
このような構成であれば、冷媒の流れによって弁体１０が小口径円筒部８ｂ側に移動したとき、大口径円筒部８ａと小口径円筒部８ｂの境の段差面でストッパ１０Ａの動きが規制されることになるので、図２および図３で示すような小口径円筒部８ｂ側のサイレンサ１１Ｂ（ストッパ１１Ａ）を省くことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したような膨張弁装置であるならば、従来使用されていた逆止弁装置とキャピラリチューブの機能を一つの部品に集約させた形態になっているので小型になり、冷媒回路への組み込みが容易で、溶接箇所も減少し、組立コストの低減および部品数の削減に伴うコストの低減が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による膨張弁装置を備えた空気調和機の冷凍サイクルである。
【図２】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態を示す膨張弁装置の断面図、（Ｂ）は同装置に用いるストッパの正面図である。
【図３】本発明による膨張弁装置の動作説明図で、（Ａ）は冷房時、（Ｂ）は暖房時である。
【図４】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態を示す膨張弁装置の断面図、（Ｂ）は同装置に用いる弁体の要部拡大斜視図である。
【図５】従来例を示す空気調和機の冷凍サイクルである。
【符号の説明】
４  膨張弁装置
７  管本体
８  貫通孔
８ａ  大口径円筒部
８ｂ  小口径円筒部
９  弁筒
１０  弁体
１０Ａ  ストッパ
１０ａ  溝
１１Ａ  ストッパ
１１Ｂ  サイレンサ
１１ａ  冷媒の流通孔
【図１】
2004177015.tif 000003
【図２】
2004177015.tif 000004
【図３】
2004177015.tif 000005
【図４】
2004177015.tif 000006
【図５】
2004177015.tif 000007