(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる減圧装置を提供することにある。【解決手段】  細管５００は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置２２０において、冷媒の圧力を減少させるための細管５００であって、内壁の少なくとも一部は、コーティング層５０１に覆われる。そして、このコーティング層５０１の表面は、親水性相と疎水性相とから構成される。また、その親水性相および疎水性相の幅または直径は、２００ｎｍ以下である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）において、前記冷媒の圧力を減少させるための細管（５００）であって、
内壁の少なくとも一部は、表面が親水性相と疎水性相とから構成され、前記親水性相および前記疎水性相の幅または直径が２００ｎｍ以下であるコーティング層（５０１）に覆われる、細管（５００）。
【請求項２】
前記親水性相および前記疎水性相のいずれか一方は、樹脂から成り、
他方の相は、幅または直径が２００ｎｍ以下であるフィラーである、
請求項１に記載の細管（５００）。
【請求項３】
前記親水性相は、水酸基含有ビニルモノマー、酸基または酸無水物基含有ビニルモノマー、窒素含有ビニルモノマーおよびエーテル基含有ビニルモノマーから成る群から選択される第１モノマーの重合体から構成され、
前記疎水性相は、アリール基含有ビニルモノマー、エチレンおよびアルキル基含有ビニルモノマーから成る群から選択される第２モノマーの重合体、フッ素系樹脂、またはシリコーン系樹脂から構成される、
請求項１に記載の細管（５００）。
【請求項４】
前記親水性相を構成する材料と前記疎水性相を構成する材料との平滑面における対水接触角は、２０度以上の差がある、
請求項１から３のいずれかに記載の細管（５００）。
【請求項５】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）において、前記冷媒の圧力を減少させるための多孔質体（２３，９２）であって、
孔壁（２３１）の少なくとも一部は、表面が親水性相と疎水性相とから構成され、前記親水性相および前記疎水性相の幅または直径が２００ｎｍ以下であるコーティング層（２３２）に覆われる、多孔質体（２３，９２）。
【請求項６】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）において、前記冷媒の圧力を減少させるための減圧装置（２００）であって、
前記冷媒の流れに抵抗を加える絞り通路（６８）と、
前記絞り通路の内壁の少なくとも一部に設けられ、表面が親水性相と疎水性相とから構成され、前記親水性相および前記疎水性相の幅または直径が２００ｎｍ以下であるコーティング層（７４）と、
を備える、減圧装置（２００）。
【請求項７】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）において、前記冷媒の圧力を減少させるための減圧装置（１００，３００）であって、
前記冷媒の流れに抵抗を加える絞り通路（２４，９４）と、
前記絞り通路（２４，９４）の冷媒流れ方向下流側に設けられる請求項５に記載の多孔質体（２３，９２）と、
を備える、減圧装置（１００，３００）。
【請求項８】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）において、前記冷媒の圧力を減少させるための減圧装置（１００，３００）であって、
前記冷媒の流れに抵抗を加える絞り通路（２４，９４）と、
前記絞り通路（２４，９４）の冷媒流れ方向下流側に設けられ、表面が親水性相と疎水性相とから構成され、前記親水性相および前記疎水性相の幅または直径が２００ｎｍ以下であるコーティング層（７４）と、
を備える、減圧装置（１００，３００）。
【請求項９】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）であって、
気相の前記冷媒を圧縮する圧縮機（２０１）と、
前記圧縮機（２０１）において圧縮された前記気相の前記冷媒を液相に転移させるための凝縮器（２０８，２０９，２３０）と、
前記凝縮器（２０８，２０９，２３０）において液相に転移した前記冷媒の圧力を減少させる請求項１から４のいずれかに記載の細管（５００）、請求項５に記載の多孔質体（２３，９２）、または請求項６から８のいずれかに記載の減圧装置（１００，２００，３００）と、
前記細管（５００）、前記多孔質体（２３，９２）または前記減圧装置（１００，２００，３００）において減圧された前記冷媒を気相に転移させるための蒸発器（２０８，２０９，２３０）と、
を備える、冷媒回路式冷凍装置（２２０）。
【請求項１０】
冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置（２２０）において、前記冷媒を配送するための冷媒配管であって、
圧力変動のある部位の内壁の少なくとも一部は、表面が親水性相と疎水性相とから構成され、前記親水性相および前記疎水性相の幅または直径が２００ｎｍ以下であるコーティング層に覆われる、冷媒配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細管、多孔質体および減圧装置、ならびにこれらを用いた冷媒回路式冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒回路式冷凍装置では、圧縮機から順に凝縮器、減圧装置（キャピラリーチューブ、多孔質体および膨張弁など）、蒸発器、そして再び圧縮機へと冷媒を循環させることにより、連続的に蒸発器の温度を低下させ、対象を常に冷却し続けることが可能である。このうち、減圧装置は、主に、０．５ｍｍから７ｍｍの細管そのものおよび細管（なお、ここにいう細管とは冷媒配管に対しての細管と意味である）を利用する装置であり、その流動抵抗によって、凝縮器と蒸発器との間に一定の圧力差を生じさせる役割を担う。
【０００３】
ところで、冷媒液中には、種々の不純物が溶解しており、冷媒液に対する溶解度の関係から低温になると析出するもの、冷媒液に対する溶解度が非常に大きく冷媒液が気化してはじめて析出するものなどがある。また、冷媒は、細管手前では高温高圧の液の状態であり、細管通過後は低温低圧の液の状態となるが、細管内では気液２相の状態になっている。つまり、細管は、上記のような不純物が非常に析出しやすい環境にある。そして、その不純物が一端、細管の内壁にこびりつくと、徐々にその不純物が堆積し、ついには細管が閉塞するおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決する手段として、細管内壁に、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＥＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦなどのホモポリマー、またはそれらのブレンド物から成る樹脂製薄膜層を設けるという技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によると、樹脂製薄膜層を設けた細管には不純物がほとんど付着しないことが走査型電子顕微鏡などにより確認されている。
【特許文献１】特開平１０−２２０９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる減圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の細管は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置において、冷媒の圧力を減少させるための細管であって、内壁の少なくとも一部は、コーティング層に覆われる。このコーティング層の表面は、親水性相と疎水性相とから構成される。また、その親水性相および疎水性相の幅または直径は、２００ｎｍ以下である。なお、ここにいう「細管」とは、冷媒配管に対しての細管であって、通常、家庭用空気調和機において０．５ｍｍから２ｍｍの内直径を有し、汎用空気調和機において７ｍｍ以下（下限は０．５ｍｍ以上）の内直径を有する（一般的にはキャピラリーチューブと呼ばれる）。また、ここにいう「冷媒」とは、例えば、ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、アンモニアおよび二酸化炭素などである。また、ここにいう「相」は、ホモポリマー、ブロック共重合体やグラフト共重合体のセグメントおよびフィラー（有機フィラーと無機フィラーとを含む）などにより形成される。ここで、相がホモポリマー、ブロック共重合体やグラフと共重合体のセグメントにより形成される場合は、親水性相は、例えば、水酸基含有ビニルモノマー（例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートやビニルアルコール（酢酸ビニルの重合体をケン化したものを含む）など）、酸基または酸無水物基含有ビニルモノマー（例えば、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸など）、窒素含有ビニルモノマー（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドンなど）およびエーテル基含有ビニルモノマー（例えば、ビニルメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなど）などのモノマーを利用して形成される。一方、疎水性相は、例えば、アリール基含有ビニルモノマー（例えば、スチレン、ビニルトルエンなど）、エチレンおよびアルキル基含有ビニルモノマー（例えば、プロピレン、ブチレンなど）などのモノマーを利用して形成されるか、またはフッ素樹脂、シリコーン樹脂などからも形成される。なお、親水性相および疎水性相の両者がポリマーブレンドにより形成されている場合には、マクロに相分離するケースが多いので、その場合には相溶化剤を用いて相分離構造をターゲットの２００ｎｍ以下まで微細にする必要がある。また、いずれかの相がフィラーとなる場合は、そのフィラーの幅または直径は、２００ｎｍ以下であることが必要とされる。なお、フィラーの添加量によりマトリックス（樹脂相）の相の幅が変化するので、適宜調節する必要がある。また、無機フィラーは、ポリマーに直接混入して分散させてもよいし（直接微粒子分散法）、ポリマー中で生成させるようにしてもよい（In-Situ法）。また、親水性相と疎水性相とが構成する相構造としては海−島構造、交互ラメラ構造、柱状構造、ＯＢＤＤ（Ordered bicontinuous double diamond）構造などが挙げられる。なお、相の幅や直径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などにより特定可能である。
【０００７】
いかなる理論にも拘束されるものではないが、本発明の基本的作用は次のように考えられる。樹脂表面の汚れは、汚れ分子が表面に多層吸着することに起因する。したがって、汚れ分子が配列するのを阻害する、又は多層吸着の吸着層数を少なくすることにより、汚れの堆積を阻害することができるであろうと予測される。
より詳細に述べると、汚れが吸着する表面が汚れ分子の大きさに比較して十分に広い場合、汚れ分子は無限層に吸着され得る。つまり、理論的には、汚れは無限に成長することができる。一方、汚れが吸着する領域の表面幅が汚れ分子に比較してそれほど大きくない場合、汚れ分子が多層吸着する積層数が制限される（これは、狭い部分に砂を積み上げた場合、砂の山の高さが高くならないことに類似する）。このように、積層数が制限されることにより、汚れ分子は一定量以上に付着することができず、結果として防汚効果が発現する。
【０００８】
ここでは、コーティング層の表面は、親水性相と疎水性相とから構成され、その相の幅または直径が２００ｎｍ以下である。また、冷媒中に溶解している不純物は数十ｎｍと考えられる。したがって、不純物は、ある程度の層まで成長すると考えられるが、それ以上の層までには成長しないと考えられる。したがって、この細管は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する細管よりも不純物の非付着性に優れる。なお、上記では、相の幅または直径を２００ｎｍと規定しているが、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。また、このコーティング層が細管の端部付近の内壁に設けられる場合には、冷媒流れ方向下流側にコーティング層がくるように細管を配置する必要があることに留意すべきである。
【０００９】
請求項２に記載の細管は、請求項１に記載の細管であって、親水性相および疎水性相のいずれか一方は、樹脂から成る。そして、他方の相は、幅または直径が２００ｎｍ以下であるフィラーである。なお、このフィラーは、有機物であっても無機物であってもかまわない。なお、ここにいうフィラーとは、例えば、シリカ粒子などが挙げられる。
ここでは、ポリマーの最適設計を行うことなく、フィラーの添加量を調節するのみで、所望のコーティング層を作製することができる。
【００１０】
請求項３に記載の細管は、請求項１に記載の細管であって、親水性相は、水酸基含有ビニルモノマー、酸基または酸無水物基含有ビニルモノマー、窒素含有ビニルモノマーおよびエーテル基含有ビニルモノマーから成る群から選択される第１モノマーの重合体から構成される。一方、疎水性相は、アリール基含有ビニルモノマー、エチレンおよびアルキル基含有ビニルモノマーから成る群から選択される第２モノマーの重合体、フッ素系樹脂、またはシリコーン系樹脂から構成される。
【００１１】
ここでは、ラジカル重合など、比較簡単な方法で所望の樹脂を得ることができるため、比較的容易に所望のコーティング層を作成することができる。
請求項４に記載の細管は、請求項１から３のいずれかに記載の細管であって、親水性相を構成する材料と疎水性相を構成する材料との平滑面における対水接触角は、２０度以上の差がある。
【００１２】
ここでは、親水性相を構成する材料と疎水性相を構成する材料との平滑面における対水接触角が、２０度以上の差がある。このため、この細管は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する細管よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項５に記載の多孔質体は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置において、冷媒の圧力を減少させるための多孔質体であって、孔壁の少なくとも一部は、コーティング層に覆われる。そして、このコーティング層の表面は、親水性相と疎水性相とから構成される。また、その親水性相および疎水性相の幅または直径は、２００ｎｍ以下である。なお、この多孔質体は、通常、水銀圧入法による測定で０．１ｍｍから２ｍｍの平均細孔直径を有する。
【００１３】
ここでは、上記と同様の作用が期待できる。したがって、この多孔質体は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する多孔質体よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項６に記載の減圧装置は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置において、冷媒の圧力を減少させるための減圧装置であって、絞り通路およびコーティング層を備える。絞り通路は、冷媒の流れに抵抗を加える。なお、この絞り通路は、通常、４０ｍｍ2以下の断面積を有する。コーティング層は、絞り通路の内壁の少なくとも一部に設けられる。そして、このコーティング層の表面は、親水性相と疎水性相とから構成される。また、その親水性相および疎水性相の幅または直径は、２００ｎｍ以下である。なお、この冷媒通路は比較的長いものを想定している。
【００１４】
ここでは、上記と同様の作用が期待できる。したがって、この減圧装置は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を冷媒通路に有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項７に記載の減圧装置は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置において、冷媒の圧力を減少させるための減圧装置であって、絞り通路および多孔質体を備える。絞り通路は、冷媒の流れに抵抗を加える。なお、この絞り通路は、通常、４０ｍｍ2以下の断面積を有する。多孔質体は、請求項５に記載の多孔質体であって、絞り通路の冷媒流れ方向下流側に設けられる。なお、この絞り通路は比較的短いものを想定している。
【００１５】
ここでは、上記と同様の作用が期待できる。したがって、この減圧装置は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を多孔質体に有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項８に記載の減圧装置は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置において、冷媒の圧力を減少させるための減圧装置であって、絞り通路およびコーティング層を備える。絞り通路は、冷媒の流れに抵抗を加える。なお、この絞り通路は、通常、４０ｍｍ2以下の断面積を有する。コーティング層は、絞り通路の冷媒流れ方向下流側に設けられる。そして、このコーティング層の表面は、親水性相と疎水性相とから構成される。また、その親水性相および疎水性相の幅または直径は、２００ｎｍ以下である。
【００１６】
ここでは、上記と同様の作用が期待できる。したがって、この減圧装置は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項９に記載の冷媒回路式冷凍装置は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置であって、圧縮機と、凝縮器と、細管、多孔質体または減圧装置と、蒸発器とを備える。圧縮機は、気相の冷媒を圧縮する。凝縮器は、圧縮機において圧縮された気相の冷媒を液相に転移させるために設けられる。細管は請求項１から４のいずれかに記載の細管であって、多孔質体は請求項５に記載の多孔質体であって、減圧装置は、請求項６から８のいずれかに記載の減圧装置であって、凝縮器において液相に転移した冷媒の圧力を減少させる。蒸発器は、細管、多孔質体または減圧装置において減圧された冷媒を気相に転移させるために設けられる。
【００１７】
ここでは、上記と同様の作用が期待できる。したがって、この冷媒回路式冷凍装置では、減圧装置に不純物が詰まるおそれがない。
請求項１０に記載の冷媒配管は、冷媒の気−液の相転移時に生じる発熱現象および吸熱現象を利用して流体を冷却または加熱する冷媒回路式冷凍装置において、前記冷媒を配送するための冷媒配管であって、圧力変動のある部位の内壁の少なくとも一部は、コーティング層に覆われる。なお、ここにいう「圧力変動のある部位」とは、膨張弁、キャピラリーチューブ、および蒸発器などである。例えば、このコーティング層の表面は、親水性相と疎水性相とから構成される。また、その親水性相および疎水性相の幅または直径は、２００ｎｍ以下である。
【００１８】
ここでは、上記と同様の作用が期待できる。したがって、この冷媒配管では、不純物が詰まるおそれがない。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る細管は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する細管よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項２に係る細管では、ポリマーの最適設計を行うことなく、フィラーの添加量を調節するのみで、所望のコーティング層を作製することができる。
請求項３に係る細管では、ラジカル重合など、比較簡単な方法で所望の樹脂を得ることができるため、比較的容易に所望のコーティング層を作成することができる。
【００２０】
請求項４に係る細管は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する細管よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項５に係る多孔質体は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する多孔質体よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項６に係る減圧装置は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を冷媒通路に有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる。
【００２１】
請求項７に係る減圧装置は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を多孔質体に有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項８に係る減圧装置は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有する減圧装置よりも不純物の非付着性に優れる。
請求項９に係る冷媒回路式冷凍装置では、減圧装置に不純物が詰まるおそれがない。
【００２２】
請求項１０に係る冷媒配管では、不純物が詰まるおそれがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１には、空気調和機の冷媒回路２２０の回路図を示す。この冷媒回路２２０は、圧縮機２０１、四路切換弁２０２、室外熱交換器２０３、第１フィルタ２０４、膨張弁２０５、第２フィルタ２０６、液閉鎖弁２０７、第１室内熱交換器２０８、ドライ弁６００、第２室内熱交換２０９、ガス閉鎖弁２１０、先と同一の四路切換弁２０２、第３フィルタ２１１および先と同一の圧縮機２０１を順次接続した閉回路である。
【００２４】
ドライ弁６００は、後述する第２実施形態から第４実施形態に示される膨張弁１００，２００，３００から選択される。なお、第２実施形態に係る膨張弁１００をこの冷媒回路２２０に接続する場合、ハウジング入口１２を第１室内熱交換器２０８に接続し、ハウジング出口１３を第２室内熱交換器２０９に接続する。第３実施形態に係る膨張弁２００をこの冷媒回路２２０に接続する場合、ハウジング入口１２を第１室内熱交換器２０８に接続し、ハウジング出口１３を第２室内熱交換器２０９に接続する。第４実施形態に係る膨張弁３００をこの冷媒回路２２０に接続する場合、ハウジング入口８４を第１室内熱交換器２０８に接続し、ハウジング出口８５を第２室内熱交換器２０９に接続する。
【００２５】
フィルタ２０４，２０６，２１１のメッシュは、膨張弁１００の多孔体２２，２３の平均細孔直径よりも小さくしている。つまり、これらのフィルタ２０４，２０６，２１１は、冷媒に溶解しない異物を除去して、多孔質体２２，２３，６２，６３，９２，９３が目詰まりしないようにしている。
この空気調和機は、膨張弁１００を全開状態にして、四路切換弁２０２を図１の状態にすると、冷房運転を行い、四路切換弁２０２を図１の状態から切り替えると、暖房運転を行う。また、四路切換弁２０２を図１に示す冷房運転状態にして、膨張弁２０５を全開にし、ドライ弁６００を絞り状態にすると、第１室内熱交換器２０８は凝縮器として動作し、第２室内熱交換器２０９は蒸発器として動作して、再熱ドライ運転を行うことができる。
【００２６】
なお、この空気調和機においては、冷媒としてＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）およびＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒やアンモニア、二酸化炭素などが、冷凍機油として鉱油やエーテル系およびエステル系などの油が採用される。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るキャピラリーチューブを図２に示す。
【００２７】
このキャピラリーチューブ５００は、図２に示すように、１本の細管がコイル状に形成されたものである。このキャピラリーチューブ５００の内壁には、コーティング層５０１が設けられている。このコーティング層５０１は、冷媒に接触する面が親水性相と疎水性相とからなるミクロ相分離構造を有している。なお、親水性相は、例えば、水酸基含有ビニルモノマー（例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートやビニルアルコール（酢酸ビニルの重合体をケン化したものを含む）など）、酸基または酸無水物基含有ビニルモノマー（例えば、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸など）、窒素含有ビニルモノマー（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドンなど）およびエーテル基含有ビニルモノマー（例えば、ビニルメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなど）などのモノマーの重合体から形成されており、疎水性相は、例えば、アリール基含有ビニルモノマー（例えば、スチレン、ビニルトルエンなど）、エチレンおよびアルキル基含有ビニルモノマー（例えば、プロピレン、ブチレンなど）などのモノマーの重合体、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂などから形成されている。また、このミクロ相分離の形態としては、海−島構造、交互ラメラ構造、柱状構造、ＯＢＤＤ（Ordered bicontinuous double diamond）構造などがあるが、相の幅および直径が２００ｎｍ（ナノメートル）以下であることを特徴としている。
【００２８】
なお、このキャピラリーチューブ５００は、図１に示すような冷媒回路２２０ではなく冷房専用機に採用される冷媒回路に採用されることが多い。
［キャピラリーチューブの特徴］
第１実施形態に係るキャピラリーチューブ５００は、内壁に、冷媒に接触する面が親水性相と疎水性相とからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層５０１を備える。また、それらの相の幅または直径が、２００ｎｍ以下である。
【００２９】
冷媒中には、不純物としてスラッジ分子と呼ばれるものが溶解している。このスラッジ分子とは冷媒中に存在する各種添加物の劣化物が重合したもので、その大きさはおよそ数ｎｍから大きくても２０ｎｍ程度と考えられている。このスラッジ分子は規則配列性を有していると考えられており、冷媒から析出すると非常に強固な塊を形成する。このスラッジ分子は互いに規則的に配列することにより成長すると考えられているため、この規則的な配列を阻害することにより、付着を防止することができるものと考えられる。ところで、スラッジ分子が１０個、さらに好ましくは５個程度以上配列するのを防止するためには、親水性相および疎水性相の幅または直径が２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１００ｎｍ以下であることが必要となる。なお、スラッジ分子自体が安定に付着するのを防止するためには、相分離構造のサイズがスラッジ分子のサイズの１／５以上であることが必要であり、そのためには親水性相および疎水性相の幅または直径が１ｎｍ以上である必要があることになる。
【００３０】
このため、このキャピラリーチューブ５００は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を有するキャピラリーチューブよりも不純物の非付着性に優れる。
［変形例］
第１実施形態に係るキャピラリーチューブ５００では、コーティング層５０１が樹脂のみで作製されていたが、これに代えて、アクリル樹脂とシリカフィラーとからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を形成してもかまわない。なお、この場合も、相の幅および直径は２００ｎｍ以下である必要がある。
【００３１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る膨張弁１００を図３に示す。
［膨張弁の主構成］
この膨張弁１００は、図３に示すように、主に、ハウジング１０、弁体２０、および駆動部４０から構成される。
【００３２】
［膨張弁の構成要素］
（１）ハウジング
ハウジング１０は、弁室１１、ハウジング入口１２、ハウジング出口１３および弁座１５を備える。なお、ハウジング入口１２は、弁室１１に横方向から連通している。ハウジング出口１３は、弁室１１に下方向から連通している。弁座１５は、弁室１１の下面に設けられている。
【００３３】
（２）弁体
弁体２０は、主に、弁体本体２１、第１多孔質体２２、第２多孔質体２３および絞り部２５から構成される。
弁体本体２１は、弁体冷媒通路３０を有している。弁体冷媒通路３０は、冷媒通路空間２７および開口２８により形成されている。冷媒通路空間２７は、円柱形であり、弁体本体２１の下端に開口している。開口２８は、冷媒通路空間２７に横方向から交わっている。なお、冷媒通路空間２７の下端は、かしめ加工され、下直方向に径が小さくなるテーパ形状となっている。また、第１多孔質体２２、絞り部２５および第２多孔質体２３は、密に嵌合されている。そして、密に嵌合された第１多孔質体２２、絞り部２５および第２多孔質体２３は、冷媒通路空間２７の上部に第１多孔質体２２が配置されるように、テーパ部分に押し付けられて冷媒通路空間２７内に固定される。また、冷媒通路空間２７を構成する壁の下部は、当接部２９となっており、弁座１５に密接可能となっている。そして、この当接部２９が弁座１５に密着している場合に、絞り状態となる。この絞り状態では、冷媒通路空間２７および開口２８により弁体冷媒通路３０が形成され、気液２相の冷媒が矢印Ｘに示されるように流れる。なお、この弁体冷媒通路３０は、開口２８が弁室１１の壁面に区間を空けて対向し、かつ弁体出口３２がハウジング出口１３に対向するように構成される。
【００３４】
絞り部２５は、円板形状を有しており、中央に絞り通路２４を有する。この絞り部２５は、例えば、ゴムや弾性樹脂などの弾性体からなっており、第１多孔質体２２、絞り部２５および第２多孔質体２３が密に嵌合される際に、弾性変形して多孔質体２２，２３の端面および弁体本体２１の冷媒通路空間２７の内壁に隙間なく密着される。なお、この絞り通路２４の直径は、家庭用空気調和機において、通常、０．２ｍｍから２ｍｍである。
【００３５】
多孔質体２２，２３は、例えば、発泡金属、発泡樹脂、焼結金属、セラミックなどの材料からなり、多数の孔を有する。なお、この多孔質体２２，２３の平均細孔直径は、通常、水銀圧入法による測定において、０．２ｍｍから２ｍｍである。また、この多孔質体２２，２３の厚みは、平均細孔直径の２倍以上であって、多孔質体２２，２３において冷媒が少なくとも２つの孔を通過するようになっている。なお、第２多孔質体２３には、そのその細孔壁２３１に、ミクロ相分離構造を表面に有するコーティング層２３２が設けられている。このミクロ相分離構造は、第１実施形態に示したミクロ相分離構造と同一である。
【００３６】
（３）駆動部
駆動部４０は、主に、プランジャー４１、吸引子４２、ソレノイド（図示せず）、スプリング４３およびガイド４５から構成される。
プランジャー４１、吸引子４２およびソレノイドは、磁気回路を構成している。そして、ソレノイドが励磁されると、スプリング４３のばね力に抗して、プランジャー４１が吸引子４２に吸引されて下降する（図３の状態）。逆に、ソレノイドが消磁されると、スプリング４３のばね力に従って、プランジャー４１が吸引子４２から離間し、ガイド４５に沿って上昇する（この状態については図示せず）。
【００３７】
プランジャー４１は、弁体本体２１の上端に連結されている。このプランジャー４１が下降すると、当座部２９が弁座１５に密着して絞り状態になる。一方、プランジャー４１が上昇すると、当座部２９が弁座１５から離間して全開状態になる。
［膨張弁の特徴］
（１）
第２実施形態に係る膨張弁１００では、第２多孔質体２３が、冷媒に接触する面が親水性相と疎水性相とからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を備える。また、それらの相の幅または直径が、２００ｎｍ以下である。このため、この膨張弁１００は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を多孔質体に有する膨張弁よりも不純物の非付着性に優れる。
【００３８】
（２）
第２実施形態に係る膨張弁１００は、絞り状態になると、弁体冷媒通路３０が、開口２８が弁室１１の壁面に区間を空けて対向し、かつ弁体出口３２がハウジング出口１３に対向するように構成される。このため、ハウジング入口１２から開口２８に至る間の通路面積が大きくなり、冷媒は、圧損（抵抗）をほとんど受けることなく、ハウジング入口１２から開口２８に流入し、続いて弁体出口３２からハウジング出口１３に流出することができる。したがって、冷媒の流動音などによる騒音の発生が防止される。
【００３９】
（３）
第２実施形態に係る膨張弁１００では、多孔質体２２，２３の平均細孔直径が、絞り通路２４よりも小さくなっている。このため、多孔質体２２，２３は、フィルタとして機能し絞り通路２４の詰まり防止するとともに、気液２相の冷媒を均質流にすることができる。また、多孔質体２２，２３の厚みは、孔径の２倍以上であって、多孔質体２２，２３において冷媒が少なくとも２つの孔を通過するようになっている。このため、絞り通路２４から噴出する冷媒を拡散し、減速すると共に、気液２相の冷媒の流れを均質化することができる。なお、これらの多孔質体２２，２３は、機械的強度が比較的弱いが、弁体本体２１に嵌合して保護されているため、損傷するおそれがない。
【００４０】
（４）
第２実施形態に係る膨張弁１００では、このテーパ部分がかしめ加工で形成される。このため、弁体本体２１を簡単、安価に製造することができる。
（５）
第２実施形態に係る膨張弁１００では、開口２８の冷媒流れ方向下流側に第１多孔質体２２が配置される。このため、開口２８に流入した気液２相の冷媒は、第１多孔質体２２中で気相冷媒と液相冷媒とが混じり合って均質流化される。つまり、気泡と液相冷媒とが交互に絞り通路２４を通るのではなく、気相冷媒と液相冷媒とが均質に混じり合った均質流が絞り通路２４を通ることになる。このため、不連続的な騒音の発生を防止することができる。また、第１多孔質体２２の平均細孔直径は、絞り通路２４の直径よりも小さい。このため、第１多孔質体２２から出て絞り通路２４に流入する気泡の径が、絞り通路２４の径よりも小さくなる。したがって、絞り通路２４で気泡が分裂することがなくなり、不連続的な騒音の発生を防止することができる。さらに、第１多孔質体２２の平均細孔直径が絞り通路２４の直径よりも小さいため、第１多孔質体２２がフィルタとしても機能し、絞り通路２４が異物で詰まるのを防止することができる。
【００４１】
（６）
第２実施形態に係る膨張弁１００では、絞り部２５の冷媒流れ方向下流側に第２多孔質体２３が配置される。このため、絞り通路２４から噴出する冷媒流を確実に拡散させて、減速することができる。
［変形例］
第２実施形態に係る膨張弁１００では、第２多孔質体２３のコーティング層２３２が樹脂のみで作製されていたが、これに代えて、アクリル樹脂とシリカフィラーとからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を形成してもかまわない。なお、この場合も、相の幅および直径は２００ｎｍ以下である必要がある。
【００４２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る膨張弁２００を図４に示す。
［膨張弁の主構成］
膨張弁２００は、図４に示すように、主に、ハウジング５０、弁体６０および駆動部７０から構成される。
【００４３】
［膨張弁の構成要素］
（１）ハウジング
ハウジング５０は、駆動部７０に連なる部分のみが第１実施形態のハウジング１０と異なり、弁室１１、ハウジング入口１２、ハウジング出口１３および弁座１５は、第１実施形態の各部分と同一である。
【００４４】
（２）弁体
弁体６０は、主に、弁体本体６１、第１多孔質体６２および第２多孔質体６３から構成される。
弁体本体６１は、弁体冷媒通路１３０を有している。この弁体冷媒通路１３０は、冷媒通路空間６６、円錐形空間６７、絞り通路６８および貫通穴６９により形成されている。なお、冷媒通路空間６６は、円柱形であり、弁体本体６１の下端に開口している。円錐形空間６７は、冷媒通路空間６６に連通している。絞り通路６８は、円錐形空間６７の小径側と連通している。貫通穴６９は、横方向に伸びており、絞り通路６８に連通している。そして、弁体本体６１の外周に設けた片溝には、第１多孔質体６２が嵌合されスナップリングなどの止め輪６４で固定されている。また、冷媒通路空間６６には、第２多孔質体６３が密に嵌め込まれている。なお、この第２多孔質体６３は、弁体本体６１にかしめで固定されている。また、冷媒通路空間６６を構成する壁の下部は、当接部６５となっており、弁座１５に密接可能となっている。そして、この当接部６５が弁座１５に密着している場合に、絞り状態となる。この絞り状態では、冷媒通路空間６６、円錐形空間６７、絞り通路６８および貫通穴６９により弁体冷媒通路１３０が形成され、気液２相の冷媒が矢印Ｘに示されるように流れる。なお、この弁体冷媒通路１３０は、第１多孔質体６２が弁室１１の壁面およびハウジング入口１２に空間を空けて対向し、かつ、弁体出口１３２がハウジング出口１３に対向するように構成される。なお、絞り通路６８の径は、通常、０．５〜２ｍｍである。なお、絞り通路６８には、ミクロ相分離構造を表面に有するコーティング層が設けられている。このミクロ相分離構造は、第１実施形態に示したミクロ相分離構造と同一である。
【００４５】
多孔質体６２，６３は、例えば、発泡金属、発泡樹脂、焼結金属、セラミックなどの材料からなり、多数の孔を有する。なお、この多孔質体６２，６３の平均細孔直径は、通常、水銀圧入法による測定において、０．２ｍｍから２ｍｍである。なお、この多孔質体６２，６３の厚みは、平均細孔直径の２倍以上であって、多孔質体６２，６３において冷媒が少なくとも２つの孔を通過するようになっている。
【００４６】
（３）駆動部
駆動部７０は、主に、プランジャー７１、吸引子７２、ソレノイド（図示せず）、スプリング７３およびガイド７５から構成され、機能的には第１実施形態の駆動部４０とほぼ同じである。ただし、第２実施形態に係る駆動部７０では、プランジャー７１の下面は円錐面になっており、吸引子７３の上面はプランジャ−７１の円錐面に嵌合する円錐面なっている。
【００４７】
［膨張弁の特徴］
（１）
第３実施形態に係る膨張弁２００では、絞り通路６８が、冷媒に接触する面が親水性相と疎水性相とからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を備える。また、それらの相の幅または直径が、２００ｎｍ以下である。このため、この膨張弁１００は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を多孔質体に有する膨張弁よりも不純物の非付着性に優れる。
【００４８】
（２）
第３実施形態に係る膨張弁２００では、絞り通路６８の下流側に円錐形空間６７が設けられている。このため、冷媒が絞り通路６８を通過することによって生じる減圧過程において、冷媒から析出するスラッジをこの円錐形空間６７に溜めておくことができる。したがって、スラッジにより第２多孔質体６３が目詰まりするのを防止することができる。
【００４９】
（３）
第３実施形態に係る膨張弁２００は、絞り状態になると、弁体冷媒通路１３０が、第１多孔質体６２がハウジング５０の弁室１１の壁面に空間を空けて対向し、かつ弁体出口１３２がハウジング出口１３に対向するように構成される。このため、ハウジング入口１２、ハウジング出口１３、第１多孔質体６２および弁体出口１３２の間の圧損を著しく低減することができ、ひいては冷媒通過音などの騒音の発生を防止できる。したがって、騒音の発生を極めて少なくできる。
【００５０】
（４）
第３実施形態に係る膨張弁２００では、絞り通路６８が、弁体本体６１に直接形成されている。このため、膨張弁２００を簡単安価に形成することができる。
［変形例］
（１）
第３実施形態に係る膨張弁２００では、絞り通路６８のコーティング層が樹脂のみで作製されていたが、これに代えて、アクリル樹脂とシリカフィラーとからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を形成してもかまわない。なお、この場合も、相の幅および直径は２００ｎｍ以下である必要がある。
【００５１】
（２）
第３実施形態に係る膨張弁２００では、第１多孔質体６２は、弁体本体６０に嵌合されスナップリングなどの止め輪６４で固定されていた。また、第２多孔質体６３は、弁体本体６１にかしめで固定されていた。しかし、多孔質体６２，６３の固定方法はこれらに限られない。例えば、これらの多孔質体６２，６３は、圧入、接着等で弁体本体６１に固定されてもかまわない。
【００５２】
（３）
第３実施形態に係る膨張弁２００では、第１多孔質体６２が弁体本体６０に２つ固定されていたが、これに代えて、貫通穴６９を互いに交差する複数本にして、第１多孔質体を４個以上弁体本体６０に固定して、騒音を低減するようにしてもよい。
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る膨張弁３００を図５に示す。
【００５３】
［膨張弁の主構成］
この膨張弁３００は、図５に示すように、主に、ハウジング８０、弁体９０、および駆動部１６０から構成される。
［膨張弁の構成要素］
（１）ハウジング
ハウジング８０は、ハウジング本体８１およびカバー８２からなる。なお、カバー８２は、ハウジング本体８１にシール部材８７を介して固定されている。このハウジング８０は、弁室８３、ハウジング入口８４、ハウジング出口８５および弁座８６を備える。なお、ハウジング入口８４は、弁室８３に下部の横方向から連通する。ハウジング出口８５は、弁室８３に上部の横方向から連通する。弁座８６は、弁室８３の高さ方向の中央部に設けられている。
【００５４】
（２）弁体
弁体９０は、主に、弁体本体９１と、第１多孔質体９２、第２多孔質体９３、絞り部９５および押えリング９９とから構成される。
弁体本体９１は、下部が、カバー８２の内周面に摺動自在に嵌合され、軸方向に移動可能となっている。弁体本体９１は、弁体冷媒通路１４０を有している。弁体冷媒通路３０は、冷媒通路空間９６、第１弁体開口９７および第２弁体開口９８により形成されている。冷媒通路空間９６は、円柱形であって段が４つ設けられており、弁体本体９１の下端に開口している。第１弁体開口９７は、冷媒通路空間９６に上方向から交わっている。第２弁体開口９８は、冷媒通路空間９６の下部に横方向から交わっている。なお、第１多孔質体９２、絞り部９５、第２多孔質体９３および押えリング９９は、密に嵌合されている。そして、密に嵌合された第１多孔質体９２、絞り部９５、第２多孔質体９３および押えリング９９は、冷媒通路空間９６を構成する壁に設けられる４つ段の大きさに従って、嵌め込まれる。なお、この場合、配置は、上から順に、第１多孔質体９２、絞り部９５、第２多孔質体９３、押えリング９９となる。なお、押えリング９９の下部とカバー８２と間には、コイルスプリング１０５が縮装され、第１多孔質体９２、絞り部９５、第２多孔質体９３および押えリング９９の位置が維持される。また、冷媒通路空間９６を構成する壁の上部は、当接部１０３となっており、弁座８６に密接可能となっている。そして、この当接部１０３が弁座８６に密着している場合に、絞り状態となる。この絞り状態では、冷媒通路空間９６、第１弁体開口９７および第２弁体開口９８により弁体冷媒通路１４０が形成され、気液２相の冷媒が矢印Ｘに示されるように流れる。なお、この弁体冷媒通路１４０は、第２弁体開口９８が弁室８３の壁面およびハウジング入口８４に空間を空けて対向し、かつ第１弁体開口９７がハウジング８０の弁室８３の壁面に空間を空けて対向するように構成される。
【００５５】
絞り部９５は、円板形状を有しており、中央に絞り通路９４を有する。この絞り部９５は、例えば、ゴム等の弾性体あるいは金属、硬質樹脂等の剛体からなっている。なお、絞り通路９４の径は、通常、０．５から２ｍｍである。
多孔質体９２，９３は、例えば、発泡金属、発泡樹脂、燒結金属、セラミックス等の材料からなり、多数の孔を有する。なお、多孔質体９２、９３の平均細孔直径は、通常、水銀圧入法による測定において、０．２ｍｍから２ｍｍである。また、この多孔質体９２，９３の厚みは、平均細孔直径の２倍以上であって、多孔質体９２，９３において冷媒が少なくとも２つの孔を通過するようになっている。なお、第１多孔質体９２には、ミクロ相分離構造を表面に有するコーティング層が設けられている。このミクロ相分離構造は、第１実施形態に示したミクロ相分離構造と同一である。
【００５６】
（３）駆動部
駆動部１６０は、主に、プランジャー１６１、吸引子１６２、コイルスプリング１６４およびソレノイド（図示せず）とから構成される。なお、プランジャー１６１は、先端にプッシュピン１６５を有する。コイルスプリング１６４は、プランジャー１６１と吸引子１６２との間に縮装される。ソレノイドは、プランジャー１６１の回りに配置される。また、コイルスプリング１６４のばね力は、弁体９０を弁座８６に付勢するコイルスプリング１０５のばね力よりも強く設定されている。
【００５７】
プランジャー１６１、吸引子１６２およびソレノイドは、磁気回路を構成している。そして、ソレノイドが励磁されると、プランジャー１６１がコイルスプリング１６４のばね力に抗して吸引子１６２に密着させられて、プッシュピン１６５が弁体９０から離間する。その結果、弁体９０は、駆動部１６０と反対側にあるコイルスプリング１０５のばね力によって、当接部１０３が弁座８６に密着させられて、絞り状態になる（図５の状態）。逆に、ソレノイドが消磁されると、プランジャー１６１がコイルスプリング１６４のばね力によって吸引子１６２から離間させられて、プッシュピン１６５が弁体本体９１をコイルスプリング１０５のばね力に打ち勝って下方に押し下げられる。その結果、弁体９０の当接部１０３が弁座８６から離間して、全開状態になる。
【００５８】
［膨張弁の特徴］
（１）
第４実施形態に係る膨張弁３００では、第１多孔質体９２が、冷媒に接触する面が親水性相と疎水性相とからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を備える。また、それらの相の幅または直径が、２００ｎｍ以下である。このため、この膨張弁３００は、ホモポリマーやポリマーブレンド物から成るコーティング層を多孔質体に有する膨張弁よりも不純物の非付着性に優れる。
【００５９】
（２）
第４実施形態に係る膨張弁３００は、絞り状態になると、弁体冷媒通路１４０が、第２弁体開口９８がハウジング８０の弁室８３の壁面およびハウジング入口８４に空間を空けて対向し、かつ第１弁体開口９７がハウジング８０の弁室８３の壁面に空間を空けて対向するように構成される。このため、ハウジング入口８４、ハウジング出口８５、第１弁体開口９７および第２弁体開口９８の間の圧損を著しく低減することができ、ひいては冷媒通過音などの騒音の発生を防止できる。したがって、騒音の発生を極めて少なくできる。
【００６０】
（３）
第４実施形態に係る膨張弁３００では、弁体９０の両側に、弁体９０を弁座８６に付勢するコイルスプリング１０５および駆動部１６０が設けられており、さらに電気系である駆動部１６０と、機械系である弁体９０とが分離されている。このため、この膨張弁３００は製造が容易で、また、メンテナンスも容易である。
【００６１】
（４）
第４実施形態に係る膨張弁３００では、多孔質体９２，９３および絞り部９５が、弁体９０を弁座８６に付勢するコイルスプリング１０５のばね力を利用して、弁体本体９１に固定されている。このため、かしめ加工などが不要となり、多孔質体９２，９３などを弁体本体９１に簡単に固定することができる。
【００６２】
［変形例］
第４実施形態に係る膨張弁３００では、第１多孔質体９２のコーティング層が樹脂のみで作製されていたが、これに代えて、アクリル樹脂とシリカフィラーとからなるミクロ相分離構造を有するコーティング層を形成してもかまわない。
＜他の実施形態＞
上記第２実施形態から第４実施形態では、絞り通路の開度を調整しない膨張弁１００，２００，３００について記述したが、例えば、絞り通路の開度を調整するニードル弁などに本発明を適用してもかまわない。ニードル弁の場合は、絞り通路がかなり短いため、絞り通路に不純物が付着することはないが、その下流の冷媒通路に不純物が付着しやすい。したがって、その部分に当発明に係るコーティング層を設ければ、ニードル弁においても弁の詰まり防止に役立つこととなる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る細管、多孔質体および減圧装置は、その細管、多孔質体および減圧装置の絞り通路などで、冷媒が気化する際などに析出する不純物の成長を阻害し、細管、多孔質体および絞り通路内を詰まらないようにする効果を有し、冷媒回路式の冷凍機や空気調和機に適用すると好適な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る膨張弁が採用される空気調和機の冷媒回路の一例。
【図２】本発明に係るキャピラリーチューブ。
【図３】膨張弁の縦断面図。
【図４】膨張弁の縦断面図。
【図５】膨張弁の縦断面図。
【符号の説明】
【００６５】
２３                      第２多孔質体
６８                      絞り通路
７４，２３２，５０１      コーティング層
９２                      第１多孔質体
２２０                      空気調和機の冷媒回路
２３１                      多孔質体の孔壁
５００                      キャピラリーチューブ
【図１】
2005180802.tif 000003
【図２】
2005180802.tif 000004
【図３】
2005180802.tif 000005
【図４】
2005180802.tif 000006
【図５】
2005180802.tif 000007