(57)【要約】【課題】  信頼性を損ねることなく、気液二相冷媒流入時に膨張弁出口側で発生する不連続な冷媒通過音を低減した膨張弁を提供すること。また、このような膨張弁を用いることにより膨張弁出口側の冷媒通過音を低減した冷凍装置を提供すること。【解決手段】  弁本体１と、弁本体１内部に形成された冷媒流通路２と、弁本体１内に収納された弁体３と、冷媒流通路２に形成された主絞り部４と、冷媒流通路２における主絞り部４の下流側に形成された補助絞り部５とを有する構造とする。また、主絞り部４を全閉可能に形成し、補助絞り部５を、全閉不能であって、主絞り部４に比し冷媒流通抵抗が小さくなるように形成する。なお、補助絞り部５は、補助絞り部用弁孔９と弁体３との間に複数の略独立の通路１６を形成し、これを絞り通路としたものが好ましい。【選択図】      図１
2005351605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体と、弁本体内部に形成された冷媒流通路と、弁本体内に収納された弁体と、冷媒流通路に形成された主絞り部と、冷媒流通路における主絞り部の下流側に形成された補助絞り部とを有し、
主絞り部は、全閉可能に形成され、
補助絞り部は、全閉不能であって、主絞り部に比し冷媒流通抵抗が小さくなるように形成されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
弁本体は、冷媒流通路における冷媒の流れを仕切る第１仕切壁と、冷媒流通路の第１仕切壁の下流側における冷媒の流れを仕切る第２仕切壁とを備え、さらに、第１仕切壁には主絞り部用弁孔が形成され、第２仕切壁には補助絞り部用弁孔が形成され、
弁体は、円柱部と、この円柱部の一部に形成されたテーパ部とからなり、
主絞り部は、主絞り部用弁孔に対し弁体のテーパ部を進退させることにより、主絞り部用弁孔とテーパ部との間に形成される全閉可能かつ開度可変の通路からなり、
前記補助絞り部は、補助絞り部用弁孔と弁体の円柱部との間に形成された通路からなる
ことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
主絞り部と補助絞り部とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成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】
前記補助絞り部を形成する通路は、複数の略独立の通路が略等間隔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】
前記複数の略独立の通路は、補助絞り部用弁孔の内周面又は弁体の円柱部の外周面に複数の溝部を略等間隔に設けることにより形成されていることを特徴とする請求項４記載の膨張弁。
【請求項６】
前記複数の略独立の通路は、弁体の進退により長さが変化するように形成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の膨張弁。
【請求項７】
前記補助絞り部を形成する通路は、弁体の進退により冷媒通過面積が変化するように形成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の膨張弁。
【請求項８】
弁本体と、弁本体内部に形成された冷媒流通路と、弁本体内に収納された弁体と、冷媒流通路に形成された主絞り部と、冷媒流通路における主絞り部の上流側に形成された第１補助絞り部と、冷媒流通路における主絞り部の下流側に形成された第２補助絞り部とを有し、
主絞り部は、全閉可能に形成され、
第１及び第２補助絞り部は、全閉不能であって、主絞り部に比し冷媒流通抵抗が小さくなるように形成されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項９】
弁本体は、冷媒流通路における冷媒の流れを仕切る第１仕切壁と、冷媒流通路の第１仕切壁の上流側における冷媒の流れを仕切る第２仕切壁と、冷媒流通路の第１仕切壁の下流側における冷媒の流れを仕切る第３仕切壁とを備え、さらに、第１仕切壁には主絞り部用弁孔が形成され、第２仕切壁には第１補助絞り部用弁孔が形成され、第３仕切壁には第２補助絞り部用弁孔が形成され、
弁体は、大径円柱部と小径円柱部とこの大小円柱部間に形成されたテーパ部とを有し、これらが一体的に形成されてなり、
主絞り部は、主絞り部用弁孔に対しテーパ部を進退させることにより、主絞り部用弁孔とテーパ部との間に形成される全閉可能かつ開度可変の通路からなり、
第１及び第２補助絞り部は、第１及び第２補助絞り部用弁孔と弁体の円柱部との間に形成された通路からなる
ことを特徴とする請求項８記載の膨張弁。
【請求項１０】
主絞り部と第１及び第２補助絞り部とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の膨張弁。
【請求項１１】
前記第１又は第２補助絞り部を形成する通路は、複数の略独立の通路が略等間隔に形成されてなることを特徴とする請求項９記載の膨張弁。
【請求項１２】
前記第１又は第２補助絞り部の複数の略独立の通路は、第１又は第２補助絞り部用弁孔の内周面又は弁体の円柱部の外周面に複数の溝部を略等間隔に設けることにより形成されてなることを特徴とする請求項１１記載の膨張弁。
【請求項１３】
前記第１又は第２補助絞り部の複数の略独立の通路は、弁体の進退により長さが変化するように形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の膨張弁。
【請求項１４】
前記第１又は第２補助絞り部を形成する通路は、弁体の進退により冷媒通過面積が変化するように形成されていることを特徴とする請求項８〜１３の何れか１項に記載の膨張弁。
【請求項１５】
冷媒を可逆に流通させることが可能であって、一方の冷媒流通方向に対して冷房サイクルに適した特性に形成され、他方の冷媒流通方向に対して暖房サイクルに適した特性に形成されてなることを特徴とする請求項８〜１４の何れか１項に記載の膨張弁。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか１項に記載の膨張弁を使用してなる冷凍装置。
【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】
図１４は、従来の冷凍装置の基本的な冷媒回路として、冷房専用のセパレート型空気調和機の基本的な冷媒回路を示したものである。図１４に示すように、従来の冷房専用セパレート型空気調和機の冷媒回路は、圧縮機１０１、室外コイル１０２、膨張弁１０３、室内コイル１０４が順次接続された循環回路に形成されている。また、圧縮機１０１及び室外コイル１０２は室外ユニット１０５に収納され、膨張弁１０３及び室内コイル１０４は室内ユニット１０６に収納されている。膨張弁１０３には、例えば図１５に示すような電動膨張弁が用いられている。
【０００３】
この電動膨張弁は、弁本体１１１内に冷媒流通路１１２が形成され、この冷媒流通路１１２を流れ方向に仕切る仕切壁１１３を備えている。また、弁本体１１１内には弁体１１４が収納されるとともに、仕切壁１１３には弁孔１１５が形成されている。そして、この弁体１１４をパルスモータ（図示せず）により駆動して、弁体１１４の先端に形成された先細のテーパ部１１６を弁孔１１５に対し進退させることにより、弁本体１１１内に弁孔１１５の開度を調整する絞り部１１８が形成されている。
【０００４】
ここで、上記冷房専用セパレート型空気調和機における冷房運転サイクルを図１４に従って説明する。なお、この図１４における実線矢印は、冷房運転サイクル時の冷媒の流れ方向を示す。
【０００５】
圧縮機１０１で圧縮された高圧ガス冷媒は、室外コイル１０２に搬送され、外気と熱交換して凝縮液化する。この高圧液冷媒は、液管１０７を介して膨張弁１０３に搬送され、膨張弁１０３の入口ポート１１１ａから弁本体１１１内に吸入される。弁本体１１１内に吸入された冷媒は、絞り部１１８で減圧され、低圧の霧状冷媒となって噴出され、出口ポート１１１ｂを介して室内コイル１０４に送られる。そして、室内コイル１０４に送られた霧状の冷媒が、室内空気と熱交換して蒸発気化し、低圧ガス冷媒となって圧縮機１０１に帰還する。
【０００６】
以上のように作用する冷房専用セパレート型空気調和機の冷房運転サイクルにおいては、一般的に、据付条件や運転条件の変化などにより、室外コイル１０２から膨張弁１０３までの液管１０７内で気泡が発生することがある。また、この気泡が大きく成長すると、冷媒流れの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。このようなスラグ流やプラグ流が発生すると、絞り部１１８を液冷媒とガス冷媒とが交互に通過することになる。このため、絞り部１１８を通過する冷媒量は、気泡が流れるときと液冷媒が流れるときで変動する。この結果、絞り部１１８から冷媒配管系へ流出する霧状冷媒の噴出速度が変動し、冷媒配管内に圧力変動が発生して、膨張弁１０３出口側で不連続な「シャー、シャー」という音が発生するという問題があった。
【０００７】
次に、図１６は、従来のヒートポンプ式冷凍装置の基本的な冷媒回路として、ヒートポンプ式セパレート型空気調和機の基本的な冷媒回路を示したものである。
この図１６に示すように、従来のヒートポンプ式セパレート型空気調和機は、圧縮機２０１の出入口に対し四路切換弁２０２が接続され、この四路切換弁２０２の切換ポート間に室外コイル２０３、膨張弁２０４、室内コイル２０５が順次接続されて循環回路に形成されている。また、圧縮機２０１、四路切換弁２０２及び室外コイル２０３は室外ユニット２０５に収納され、膨張弁２０４及び室内コイル２０５は室内ユニット２０７に収納されている。また、膨張弁２０４には、例えば上述のものと同様の電動膨張弁が用いられている。
【０００８】
ここで、上記ヒートポンプ式セパレート型空気調和機における冷房運転サイクルを説明する。なお、この図１６における実線矢印は、冷房運転サイクル時の冷媒の流れ方向を示す。
【０００９】
冷房運転時は、四路切換弁２０２が冷房運転サイクル位置に切り換えられている。この場合において、圧縮機２０１で圧縮された高圧ガス冷媒は、四路切換弁２０２を介して室外コイル２０３に搬送され、室外コイル２０３で凝縮液化される。この高圧液冷媒は、冷房運転時の液管２０８を介して膨張弁２０４に搬送され、膨張弁２０４の入口ポート１１１ａから弁本体１１１内に吸入される。弁本体１１１内に吸入された冷媒は、絞り部１１８で減圧されて低圧の霧状冷媒となって噴出され、出口ポート１１１ｂを介して室内コイル２０５に送られる。室内コイル２０５に送られた霧状の冷媒は、室内空気と熱交換して蒸発気化する。そして、蒸発気化した冷媒が圧縮機２０１に帰還するように構成されている。
【００１０】
以上のように作用するヒートポンプ式セパレート型空気調和機の冷房運転サイクルにおいては、前述の冷房専用セパレート型空気調和機における冷房運転サイクル時と同様に、室外コイル２０３から膨張弁２０４までの冷房運転時の液管２０８内で気泡が発生し、スラグ流やプラグ流が発生することがある。また、このようにしてスラグ流やプラグ流が発生すると、前述と同様の作用により膨張弁２０４出口側において、不連続な「シャー、シャー」音が発生するという問題があった。
【００１１】
次に、上記ヒートポンプ式セパレート型空気調和機における暖房運転サイクルを説明する。なお、この図１６における破線矢印は、暖房運転サイクル時の冷媒の流れ方向を示す。
【００１２】
暖房運転時は、四路切換弁２０２が暖房運転サイクル位置に切り換えられている。この場合において、圧縮機２０１で圧縮された高圧ガス冷媒は、四路切換弁２０２を介して室内コイル２０５に搬送され、室内空気と熱交換して凝縮液化される。この高圧液冷媒は、暖房運転時の液管（冷房運転時の低圧ガス管）２０９を介して膨張弁２０４に搬送され、膨張弁２０４の入口ポート１１１ｂ（冷房運転時の出口ポート１１１ｂ）から弁本体１１１内に吸入される。弁本体１１１内に吸入された冷媒は、絞り部１１８で減圧されて低圧の霧状冷媒となって噴出され、出口ポート１１１ａ（冷房運転時の入口ポート１１１ａ）を介して室外コイル２０３に送られる。室外コイル２０３に送られた霧状の冷媒は、室外空気と熱交換して蒸発気化する。そして、蒸発気化した冷媒が四路切換弁２０２を介して圧縮機２０１に帰還するように構成されている。
【００１３】
以上のように作用するヒートポンプ式セパレート型空気調和機の冷房運転サイクルにおいては、前述の冷房専用セパレート型空気調和機における冷房運転サイクル時と同様に、室内コイル２０５から膨張弁２０４までの暖房運転時の液管２０９内で気泡が発生し、スラグ流やプラグ流が発生することがある。また、このようにしてスラグ流やプラグ流が発生すると、前述の作用により膨張弁出口側において、不連続な「シャー、シャー」音が発生するという問題があった。
【００１４】
以上の如く、空気調和機等の冷凍装置では、冷房専用機であれ、ヒートポンプ式の冷凍装置であれ、膨張弁出口側で不連続な[シャー、シャー」という冷媒通過音が発生するという問題があった。そこで、従来、このような問題点に対し、絞り部出口側に細い通路の集合体を設けて下流側での整流により冷媒流の脈動を低減しようとする方法（以下従来Ａ方法という）が知られている。その具体例として、特許文献１の第１実施例のように絞り部出口側に多孔体を設けたもの、特許文献１の第２実施例のように絞り部出口側に多数の極細管を設けたもの、特許文献２の実施例５〜７のように絞り部出口側に細径管を束ねたハニカムパイプを設けたもの、特許文献２の実施例８〜１０のように絞り部出口側にモレキュラシーブスを設けたものなどを掲げることができる。また、絞り部出口側の流路の形状を変化させることにより冷媒の流れを整流して冷媒流の脈動を低減しようとする方法（以下従来Ｂ方法という）が知られている。その具体例としては、特許文献１の第１〜第５実施例及び特許文献２の実施例１〜１０のように弁孔を成すオリフィスの出口側内径を段階的にあるいはテーパ状に拡大させるもの、特許文献１の第４実施例のように弁孔を成すオリフィスの出口側内径をテーパ状に拡大させるとともにねじ切り溝を設けたものなどを掲げることができる。また、絞り部を２段階として２段階の絞り部間に中間圧力を発生させることにより、冷媒流動エネルギを分散させるという方法（以下従来Ｃ方法という）が知られている。その具体例としては特許文献３を掲げることができる。また、絞り部に複数の冷媒通路を設けることにより冷媒の脈動を連続化しようとした方法（以下従来Ｄ方法という）が知られている。その具体例としては特許文献４を掲げることができる。
【特許文献１】特開平７−１４６０３２号公報
【特許文献２】特開平１１−３２５６５８号公報
【特許文献３】特開平５−３２２３８５１号公報
【特許文献４】特開平５−２８８２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来Ａ方法は、冷媒の噴流を多数の細い通路を通過させることにより強制的に流速を低減するものであって、細い通路に不純物が堆積しやすく、ごみ詰まりが生じやすい。また、多孔質体や、ハニカムパイプや、極細管や、モレキュラシーブスは、機械強度が弱く変形しやすいという問題もある。このため、従来Ａ方法は電動膨張弁の信頼性を維持することが困難であった。また、従来Ｂ方法は、絞り部出口側の流路形状を変化させるだけでは、絞り部からの霧状冷媒の噴出速度の変動を低減することが困難であり、「シャー、シャー」音の低減効果が少なかった。また、従来Ｃ方法は、２段階に形成された絞り部間の圧力を中間圧力としているため、後流側の絞り部による冷媒流通抵抗を大きく設定しなければならず、膨張弁出口側（この場合は後流側の絞り部出口側）の噴流速度が大きくなる。したがって、上流側の絞り部で気泡と液冷媒が交互に流れてきて圧力変動が生じた場合、膨張弁出口側の噴出速度が大きく変動するので、不連続な「シャー、シャー」音を顕著に低減することができなかった。また、この従来Ｃ方法では、全閉時に２段の各絞り部を同時に全閉状態とすることは製作技術上困難であるので、全閉近傍状態においては両絞り部間を中間圧力に維持することが困難であった。次に、従来Ｄ方法は、絞り部における全流路面積が大きくなり、冷媒流量制御における分解能が荒くなる。また、これを避けるために流路を微小にするとごみ詰まりあるいは噛み込みが生じるという問題があった。
【００１６】
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、信頼性を損ねることなく、気液二相冷媒流入時に膨張弁出口側で発生する不連続な冷媒通過音を低減した膨張弁を提供することにある。また、本発明は、このような膨張弁を用いることにより膨張弁からの冷媒通過音を低減し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】
【００１７】
上記課題を解決する第１の課題解決手段に係る膨張弁は、弁本体と、弁本体内部に形成された冷媒流通路と、弁本体内に収納された弁体と、冷媒流通路に形成された主絞り部と、冷媒流通路における主絞り部の下流側に形成された補助絞り部とを有し、主絞り部は、全閉可能に形成され、補助絞り部は、全閉不能であって、主絞り部に比し冷媒流通抵抗が小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、上記第１の課題解決手段に係る膨張弁において、弁本体は、冷媒流通路における冷媒の流れを仕切る第１仕切壁と、冷媒流通路の第１仕切壁の下流側における冷媒の流れを仕切る第２仕切壁とを備え、さらに、第１仕切壁には主絞り部用弁孔が形成され、第２仕切壁には補助絞り部用弁孔が形成され、弁体は、円柱部と、この円柱部の一部に形成されたテーパ部とからなり、主絞り部は、主絞り部用弁孔に対し弁体のテーパ部を進退させることにより、主絞り部用弁孔とテーパ部との間に形成される全閉可能かつ開度可変の通路からなり、前記補助絞り部は、補助絞り部用弁孔と弁体の円柱部との間に形成された通路からなるように構成してもよい。
【００１９】
また、このような第１の課題解決手段に係る膨張弁において、主絞り部と補助絞り部とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成されているものとしてもよい。
【００２０】
また、前述の補助絞り部を形成する通路は、複数の略独立の通路が略等間隔に形成されてなるものとしてもよい。
また、この場合において、この複数の略独立の通路は、補助絞り部用弁孔の内周面又は弁体の円柱面の外周面に複数の溝部を略等間隔に設けることにより形成されていることが好ましい。
【００２１】
また、前記複数の略独立の通路は、弁体の進退により長さが変化するように形成されていることが好ましい。
また、前記補助絞り部を形成する通路は、弁体の進退により冷媒通過面積が変化するように形成されているものとしてもよい。
【００２２】
また、上記課題を解決する第２の課題解決手段は、弁本体と、弁本体内部に形成された冷媒流通路と、弁本体内に収納された弁体と、冷媒流通路に形成された主絞り部と、冷媒流通路における主絞り部の上流側に形成された第１補助絞り部と、冷媒流通路における主絞り部の下流側に形成された第２補助絞り部とを有し、主絞り部は、全閉可能に形成され、第１及び第２補助絞り部は、全閉不能であって、主絞り部に比し冷媒流通抵抗が小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【００２３】
また、この第２の課題解決手段において、弁本体は、冷媒流通路における冷媒の流れを仕切る第１仕切壁と、冷媒流通路の第１仕切壁の上流側における冷媒の流れを仕切る第２仕切壁と、冷媒流通路の第１仕切壁の下流側における冷媒の流れを仕切る第３仕切壁とを備え、さらに、第１仕切壁には主絞り部用弁孔が形成され、第２仕切壁には第１補助絞り部用弁孔が形成され、第３仕切壁には第２補助絞り部用弁孔が形成され、弁体は、大径円柱部と小径円柱部とこの大小円柱部間に形成されたテーパ部とを有し、これらが一体的に形成されてなり、主絞り部は、主絞り部用弁孔に対しテーパ部を進退させることにより、主絞り部用弁孔とテーパ部との間に形成される全閉可能かつ開度可変の通路からなり、第１及び第２補助絞り部は、第１及び第２補助絞り部用弁孔と弁体の円柱部との間に形成される通路からなる構成としてもよい。
【００２４】
また、上記第２の課題解決手段において、主絞り部と第１及び第２補助絞り部とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成されていることが好ましい。
【００２５】
また、前述の第１又は第２補助絞り部を形成する通路は、複数の略独立の通路が略等間隔に形成されてなるようにしてもよい。
また、第１又は第２補助絞り部の複数の略独立の通路は、第１又は第２補助絞り部用弁孔の内周面又は弁体の円柱部の外周面に複数の溝部を略等間隔に設けることにより形成されてなるようにしてもよい。
【００２６】
また、前記第１又は第２補助絞り部の複数の略独立の通路は、弁体の進退により長さが変化するように形成してもよい。
また、前記第１又は第２補助絞り部を形成する通路は、弁体の進退により冷媒通過面積が変化するように形成されているものとしてもよい。
【００２７】
また、上記第２の課題解決手段において冷媒を可逆に流通させることが可能であって、一方の冷媒流通方向に対して冷房サイクルに適した特性に形成され、他方の冷媒流通方向に対して暖房サイクルに適した特性に形成されるように構成してもよい。
【００２８】
また、本発明の課題を解決する冷凍装置は、上記第１又は第２の課題解決手段に係る膨張弁を使用してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
第１の課題解決手段に係る本発明の膨張弁によれば、スラグ流あるいはプラグ流が流れてくる場合、主絞り部の下流側に補助絞り部を設けているので、主絞り部から噴出する冷媒流の運動エネルギが消耗され、この冷媒流の圧力変動が低減される。また、補助絞り部における冷媒流通抵抗が小さく設定されているので、補助絞り部から配管系へ流出する冷媒の噴出速度が小さくなる。この結果、膨張弁出口側の冷媒噴流の有する運動エネルギ及び圧力変動が小さくなり、膨張弁出口側における冷媒通過音が低減される。また、従来Ａ方法のように主絞り部から噴出する冷媒流の速度を低下させて細い通路に流すようなことがないので、ごみ詰まりの問題が発生しない。また、補助絞り部の冷媒流通抵抗を小さくしているので、主絞り部による冷媒量制御幅への影響を少なくすることができる。また、主絞り部を全閉可能としているので、全閉に至るまで必要な絞り量を確保することができる。
【００３０】
また、第１の課題解決手段に係る本発明の膨張弁において、弁本体内の冷媒流通路を第１及び第２仕切壁で仕切り、第１及び第２仕切壁に設けた主絞り部用弁孔及び補助絞り部用弁孔に対し一つの弁体を駆動させることにより、主絞り部用弁孔とテーパ部との間に全閉かつ開度可変の主絞り部を形成するとともに、補助絞り部用弁孔と弁体の円柱部との間に補助絞り部を形成すると、簡素化された構成で２段階の絞り部を備えた膨張弁を形成することができる。
【００３１】
また、主絞り部と補助絞り部とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成した場合は、膨張弁の負荷の変動に対応して主絞り部と補助絞り部との冷媒流通抵抗の比を適正範囲に保持することができるので、幅広い運転条件の下で、安定的に膨張弁出口側の冷媒通過音を低減することができる。
【００３２】
また、補助絞り部を形成する通路を、略等間隔に形成された複数の略独立の通路に形成すれば、主絞り部からの冷媒噴流が分散されることにより補助絞り部を通過する冷媒流の運動エネルギの分散が行われ、冷媒通過音をさらに低減することができる。
【００３３】
また、この略独立の通路を、補助絞り部用弁孔の内周面又は弁体の外周面に複数の溝部を略等間隔に設けることにより形成すると、製作が容易になる。
また、この複数の略独立の通路は、弁体の進退により長さが変化するように形成すると、主絞り部の冷媒流通抵抗の増減に対応して補助絞り部の冷媒流通抵抗を容易に増減することができる。
【００３４】
また、前記補助絞り部を形成する通路は、弁体の進退により冷媒通過面積が変化するように形成することもできる。この場合は、補助絞り部を形成する通路の冷媒通過面積を、複数の略独立の通路全体又はそれぞれの断面積を変化させることにより、弁体の進退に対応する主絞り部の冷媒流通抵抗の変化に対し補助絞り部の冷媒流通抵抗を自由に設定することができる。
【００３５】
また、第２の課題解決手段に係る本発明の膨張弁によれば、主絞り部の下流側に第１補助絞り部を設けているので、主絞り部から噴出する冷媒流の運動エネルギが消耗され、主絞り部に対し気泡と液が交互に流れてくることによる圧力変動が低減される。また、第１補助絞り部における冷媒流通抵抗が小さく設定されているので、第１補助絞り部から配管系へ流出する冷媒の噴出速度が小さくなる。したがって、膨張弁出口側の冷媒噴流の有する運動エネルギ及び圧力変動が小さくなり、膨張弁出口側における冷媒通過音が低減される。また、従来Ａ方法のように絞り部から噴出する冷媒流の速度を低下させて細い通路に流すようなことがないので、ごみ詰まりの問題が発生しない。
【００３６】
さらに、主絞り部の上流側に冷媒流通抵抗の小さい第２補助絞り部を設けているので、気泡が主絞り部に入る前に第２補助絞り部を通過することにより細分化され、主絞り部における圧力変動を低減することができる。したがって、主絞り部の上流側に補助絞り部を設けていないものに比し、膨張弁出口側における冷媒流の速度変動及び圧力変動を低減することができる。
【００３７】
すなわち、この第２の課題解決手段に係る膨張弁は、第１の課題解決手段による膨張弁に比し、ごみ詰まりの問題を回避しながら、より一層不連続の「シャー、シャー」音を低減することができる。また、この第２の課題解決手段に係る膨張弁は、第１補助絞り部及び第２補助絞り部の冷媒流通抵抗を小さくしているので、第１の課題解決手段に係る膨張弁と同様に、主絞り部による冷媒量制御幅への影響を少なくすることができる。さらに、主絞り部を全閉可能としているので、全閉に至るまで必要な絞り量を確保することができる。
【００３８】
また、この第２の課題解決手段に係る膨張弁において、弁本体内の冷媒流通路を第１、第２及び第３仕切壁で仕切り、これら仕切壁に設けた主絞り部用弁孔、第１補助絞り部用弁孔及び第２補助絞り部用弁孔に対し一つの弁体を駆動させることにより、主絞り部用弁孔とテーパ部との間に全閉かつ開度可変の主絞り部を形成するとともに、補助絞り部用弁孔と弁体の円柱部との間に第１及び第２補助絞り部とを形成すると、簡素化された構成で主絞り部の上流側及び下流側に補助絞り部を備えた膨張弁を形成することができる。
【００３９】
また、主絞り部と第１及び第２補助絞り部とを、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成した場合は、膨張弁の負荷の変動に対応して主絞り部と第１及び第２補助絞り部との冷媒流通抵抗の比を適正範囲に保持することができるので、幅広い運転条件の下で、安定的に膨張弁出口側の冷媒通過音を低減することができる。
【００４０】
また、第１及び第２補助絞り部を形成する通路を、略等間隔に形成された複数の略独立の通路により形成すれば、主絞り部からの冷媒噴流が分散されることによりエネルギの分散が行われ、膨張弁出口側の冷媒通過音をさらに低減することができる。
【００４１】
また、第１又は第２補助絞り部の複数の略独立の通路を、第１又は第２補助絞り部用弁孔の内周面又は弁体の円柱部の外周面に複数の溝部を略等間隔に設けることにより形成すると、複数の略独立の通路を容易に形成することができる。
【００４２】
また、第１又は第２補助絞り部における複数の略独立の通路は、弁体の進退により長さが変化するように形成すると、主絞り部の冷媒流通抵抗の増減に対応して第１又は第２補助絞り部の冷媒流通抵抗を容易に増減することができる。
【００４３】
また、第１又は第２補助絞り部を形成する通路は、弁体の進退により冷媒通過面積が変化するように形成することもできる。この場合は、補助絞り部を形成する通路の冷媒通過面積を、複数の絞り用通路全体又はそれぞれを変化させることにより変化させると、弁体の進退に対応する主絞り部の冷媒流通抵抗の変化に対し補助絞り部の冷媒流通抵抗を自由に設定することができる。
【００４４】
また、上記第２の課題解決手段において、冷媒を可逆に流通させることが可能であって、一方の冷媒流通方向に対して冷房サイクルに適した特性に形成され、他方の冷媒流通方向に対して暖房サイクルに適した特性であるように構成すれば、ヒートポンプ式冷凍サイクルに容易に適用することができる。
【００４５】
また、上記各第１又は第２の課題解決手段に係る膨張弁を冷凍装置に適用した場合には、膨張弁で出口側の冷媒通過音の静かな冷凍装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施の形態１）
以下に、この発明を具体化した実施の形態１に係る膨張弁を図１〜図３に基づいて説明する。なお、図１は実施の形態１に係る膨張弁の縦断面図であり、図２は同図におけるＡ−Ａ矢視断面図であり、図３は、補助絞り部の拡大図である。また、以下の説明において上下左右方向をいうときは、図１における上下左右方向をいうものとする。また、図１において、矢印は冷媒の流れ方向を示している。
【００４７】
実施の形態１に係る膨張弁は、例えば前述の図１４に示したような冷房専用冷媒回路に使用するものである。
図１に示すように、この膨張弁は、弁本体１と、弁本体１内に形成された冷媒流通路２と、弁本体１内に収納された弁体３とを備え、さらに、弁本体１の内部に主絞り部４と補助絞り部５とを形成するために、冷媒流通路２の中間部で冷媒流れを仕切るように水平方向に形成された壁高さの大きい第１仕切壁６と、冷媒流通路２の出口付近で冷媒流れを仕切るように水平方向に形成された壁高さの小さい第２仕切壁７とが形成されている。また、第１仕切壁６には孔径の大きい主絞り部用弁孔８が形成され、第２仕切壁７には孔径の小さい補助絞り部用弁孔９が形成されている。
【００４８】
弁本体１は、軸心を上下方向とした略円筒状に形成され、内部には上下方向の冷媒流通路２が形成されている。また、弁本体１、冷媒流通路２に繋がる出入口として入口ポート１ａと出口ポート１ｂの二つのポートを備えている。入口ポート１ａは弁本体１の側壁に設けられ、出口ポート１ｂは弁本体１の下部に設けられている。したがって、冷媒は、弁本体１内において上方から下方に流れるように構成されている。なお、入口ポート１ａには室外コイルと膨張弁とを接続する液管１０が接続され、出口ポート１ｂには膨張弁と室内コイルとを連絡する配管１１が接続されている。
【００４９】
弁体３は、冷媒流通路２と同心に配した略円柱体である。より詳しくは、弁体３は、上部に大径円柱部１２を有し、下部に小径円柱部１３を有し、大径円柱部１２と小径円柱部１３との間をテーパ部１４により接続している。また、この弁体３は図示しないパルスモータを駆動源として上下に駆動制御されるように構成されている。
【００５０】
主絞り部４は、主絞り部用弁孔８に対し弁体３のテーパ部１４を上下方向に進退させることにより、テーパ部１４の表面と弁座（主絞り部用弁孔８の上端角部）との間に開度可変、かつ全閉可能な絞り通路を形成したものである。
【００５１】
また、補助絞り部５は、補助絞り部用弁孔９と小径円柱部１３の表面との間に絞り用の通路を形成したものであって、主絞り部４の下流側に形成されている。また、補助絞り部５は、その冷媒流通抵抗を主絞り部４の冷媒流通抵抗より小さくなるように形成されている。また、補助絞り部用弁孔９には図２からよく分かるように、補助絞り部用弁孔９の表面部に複数（この場合４個）の一定幅、一定深さ、かつ所定長さの溝部１５が略等間隔に形成されている。これにより、補助絞り部用弁孔９と小径円柱部１３との間には複数（この場合４個）の通路が形成される。また、補助絞り部用弁孔９の孔径を、弁体３の小径円柱部１３が摺動できる程度とする。これにより、補助絞り部５を形成する通路は、断面積が一定の複数の略独立の通路１６から形成されたものとなる。なお、この実施の形態においては、小径円柱部１３の先端が常に補助絞り部用弁孔９の下端から突出する状態となっているので、補助絞り部５の減圧特性は一定状態に保持されている。
【００５２】
実施の形態１の膨張弁は、以上の如く形成されているので、入口ポート１ａから流入した液冷媒は、主絞り部４において大きく減圧される。主絞り部４で減圧された冷媒は、補助絞り部５において複数の略独立の通路１６を通過することにより、さらに少し減圧される。
【００５３】
また、入口ポート１ａからスラグ流あるいはプラグ流が流入してきた場合、主絞り部４下流側に補助絞り部５を設けているので、この補助絞り部５の存在により主絞り部４から噴出する冷媒流の運動エネルギが消耗され、この冷媒流の圧力変動が低減される。さらに、補助絞り部５における冷媒流通抵抗が小さく設定されているので、補助絞り部５から配管系へ流出する冷媒の噴出速度が小さくなる。この結果、膨張弁出口側（出口ポート１１側）の冷媒噴流の有する運動エネルギ及び圧力変動が小さくなり、膨張弁出口側における冷媒通過音が低減される。また、従来Ａ方法のように主絞り部４から噴出する冷媒流の速度を低下させて細い通路に流すようなことがないので、ごみ詰まりの問題が発生しない。また、補助絞り部５の冷媒流通抵抗を小さくしているので、主絞り部４による冷媒量制御幅への影響を少なくすることができる。また、主絞り部４を全閉可能としているので、全閉に至るまで必要な絞り量を確保することができる。
【００５４】
また、弁本体１内の冷媒流通路２を第１及び第２仕切壁６、７で仕切り、第１及び第２仕切壁６、７に設けた主絞り部用弁孔８及び補助絞り部用弁孔９に対し一つの弁体３を駆動して、主絞り部用弁孔８とテーパ部１４との間に全閉かつ開度可変の主絞り部４を形成するとともに、補助絞り部用弁孔９と弁体３の小径円柱部１３との間に複数の絞り通路を備えた補助絞り部５を形成しているので、簡素化された構成で２段階の絞り部を備えた膨張弁を形成することができる。
【００５５】
また、補助絞り部５を形成する通路を、略等間隔に形成された複数の略独立の通路１６により形成しているので、主絞り部４からの冷媒噴流が分散される。この結果、補助絞り部５を通過する冷媒流の運動エネルギが分散され、膨張弁出口側における冷媒通過音をより一層低減することができる。
【００５６】
また、この複数の略独立の通路１６を、補助絞り部用弁孔９の内周面に複数の溝部１５を略等間隔に設けた構造としているので、製作が容易である。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、この発明を具体化した実施の形態２に係る膨張弁を図４及び図５に基づいて説明する。図４は実施の形態２に係る膨張弁の縦断面図であり、図５は同図におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。また、以下の説明において上下左右方向をいうときは、図４における上下左右方向をいうものとする。また、図４における矢印は冷媒の流れ方向を示している。
【００５８】
実施の形態２に係る膨張弁は、例えば前述の図１４に示したような冷房専用冷媒回路に使用するものであって、実施の形態１の場合と異なり、補助絞り部の冷媒流通抵抗を主絞り部の冷媒流通抵抗とともに増減できるようにしたものである。
【００５９】
図４に示すように、この膨張弁は、弁本体２１と、弁本体２１内に形成された冷媒流通路２２と、弁本体２１内に収納された弁体２３とを備えている。さらに、この膨張弁では、弁本体２１の内部に主絞り部２４と補助絞り部２５とを形成するために、冷媒流通路２２の入口側部で冷媒流れを仕切るように水平方向に形成された第１仕切壁２６と、冷媒流通路２２の中間部で冷媒流れを仕切るように水平方向に形成された壁高さの大きい第２仕切壁２７とが形成されている。また、第１仕切壁２６には主絞り部用弁孔２８が形成され、第２仕切壁２７には補助絞り部用弁孔２９が形成されている。
【００６０】
また、弁本体２１は、軸心を上下方向とした略円筒状に形成され、内部には上下方向の冷媒流通路２２が形成されている。また、弁本体２１、冷媒流通路２２に繋がる出入口として入口ポート２１ａと出口ポート２１ｂの二つのポートを備えている。入口ポート２１ａは弁本体の下部に設けられ、出口ポート２１ｂは弁本体１の側部に設けられている。したがって、冷媒は、実施の形態１の場合と異なり弁本体２１内において下方から上方に流れるように構成されている。なお、入口ポート２１ａには室外コイルと膨張弁とを接続する液管３０が接続され、出口ポート２１ｂには膨張弁と室内コイルとを連絡する配管３１が接続されている。
【００６１】
弁体２３は、冷媒流通路２２と同心に配した略円柱体である。より詳しくは、弁体２３は、円柱部３２を有し、その下部にテーパ部３３が一体的に形成されている。また、この弁体２３は図示しないパルスモータを駆動源として上下に駆動制御されるように構成されている。
【００６２】
主絞り部２４は、主絞り部用弁孔２８に対し弁体２３のテーパ部３３を上下方向に進退させることにより、テーパ部３３の表面と弁座（主絞り部用弁孔２８の上端角部）との間に開度可変、かつ全閉可能な絞り通路を形成したものである。
【００６３】
また、補助絞り部２５は、補助絞り部用弁孔２９と円柱部３２との間に絞り用の通路を形成したものであって、冷媒流通抵抗が主絞り部２４における冷媒流通抵抗より小さくなるように設定され、主絞り部２４の下流側に形成されている。また、補助絞り部２５は、その冷媒流通抵抗を、主絞り部２４の冷媒流通抵抗の増減と同時に増減するように形成されている。また、補助絞り部用弁孔２９には図５からよく分かるように、補助絞り部用弁孔２９の表面部に一定幅、一定深さ、かつ所定長さの複数（この場合４個）の溝部３５が略等間隔に形成されている。これにより、補助絞り部用弁孔２９と円柱部３２との間には複数（この場合４個）の通路が形成される。また、補助絞り部用弁孔２９の孔径を、弁体２３の円柱部３２が摺動できる程度とする。これにより補助絞り部２５を形成する通路は断面積が一定の複数の略独立の通路３６から形成されたものとなる。また、この実施の形態においては、弁体２３を軸方向に移動制御することにより、溝部３５と円柱部３２との重なり長さ（すなわち通路３６の長さ）が、主絞り部２４の弁開度とともに変化するように溝部３５の長さを設定している。したがって、この実施の形態においては、主絞り部２４と補助絞り部２５とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するようにそれぞれ冷媒流通抵抗可変に構成されている。
【００６４】
実施の形態２の膨張弁は、以上のごとく形成されているので、入口ポート２１ａから流入してきた液冷媒は、主絞り部２４において大きく減圧される。主絞り部２４で減圧された冷媒は、補助絞り部２５において複数の略独立の通路３６を通過することにより、さらに少し減圧される。
【００６５】
また、入口ポート２１ａからスラグ流あるいはプラグ流が流入してきた場合、主絞り部２４下流側に補助絞り部２５を設けているので、この補助絞り部２５の存在により主絞り部２４から噴出する冷媒流の運動エネルギが消耗され、この冷媒流の圧力変動が低減される。さらに、補助絞り部２５における冷媒流通抵抗が小さく設定されているので、補助絞り部２５から配管系へ流出する冷媒の噴出速度が小さくなる。この結果、膨張弁出口側（出口ポート２１ｂ側）の冷媒噴流の有する運動エネルギ及び圧力変動が小さくなり、膨張弁出口側における冷媒通過音が低減される。また、従来Ａ方法のように主絞り部２４から噴出する冷媒流の速度を低下させて細い通路に流すようなことがないので、ごみ詰まりの問題が発生しない。また、補助絞り部５の冷媒流通抵抗を小さくしているので、主絞り部２４による冷媒量制御幅への影響を少なくすることができる。また、主絞り部２４を全閉可能としているので、全閉に至るまで必要な絞り量を確保することができる。
【００６６】
また、弁本体２１内の冷媒流通路２２を第１及び第２仕切壁２６、２７で仕切り、第１及び第２仕切壁２６、２７に設けた主絞り部用弁孔２８及び補助絞り部用弁孔２９に対し一つの弁体２３を駆動して、主絞り部用弁孔２８とテーパ部３３との間に全閉かつ開度可変の主絞り部２４を形成するとともに、補助絞り部用弁孔２９と弁体２３の円柱部３２との間に通路を備えた補助絞り部２５を形成しているので、簡素化された構成で２段階の絞り部を備えた膨張弁を形成することができる。
【００６７】
また、補助絞り部２５を形成する通路を、略等間隔に形成された複数の略独立の通路３６に形成しているので、主絞り部２４からの冷媒噴流が分散される。この結果、補助絞り部２５を通過する冷媒流の運動エネルギが分散され、膨張弁出口側における冷媒通過音をより一層低減することができる。
【００６８】
また、この複数の略独立の通路３６は、補助絞り部用弁孔２９の内周面に複数の溝部３５を略等間隔に設けて製作しているので、製作が容易である。
また、この実施の形態においては、弁体２３の軸方向に移動制御することにより、主絞り部２４と補助絞り部２５とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成されているので、広範囲の運転条件において所定の冷媒通過音低減効果を得ることができる。
【００６９】
（実施の形態３）
次に、この発明を具体化した実施の形態３に係る膨張弁を図６〜図８に基づいて説明する。図６は実施の形態３に係る膨張弁の縦断面図であり、図７は同図におけるＣ−Ｃ断面図であり、図８は同図におけるＤ−Ｄ断面図である。また、以下の説明において上下左右方向をいうときは、図６における上下左右方向をいうものとする。なお、図６における実線及び破線矢印は冷媒の流れ方向を示し、冷媒を可逆に流して使用できるように構成している。
【００７０】
この実施の形態３は、主絞り部の前後に補助絞り部を設けたものである。また、このように構成したことにより、前述の図１６のようなヒートポンプ式冷媒回路における膨張弁としても使用可能としている、例えば、冷房運転時にあっては図６における実線矢印のように冷媒を流し、暖房運転にあっては図６における破線矢印のように冷媒を流す。
【００７１】
この膨張弁は、図６に示すように、弁本体４１と、弁本体４１内に形成された冷媒流通路４２と、弁本体４１内に収納された弁体４３とを備え、さらに、弁本体４１の内部に主絞り部４４と第１補助絞り部４５と第２補助絞り部４６とを形成している。また、これら絞り部４４、４５、４６を形成するために、冷媒流通路４２の中間部において冷媒流れを仕切るように水平方向に第１仕切壁４７が形成され、この第１仕切壁４７の下流側及び上流側において冷媒流れを仕切るように水平方向に第２仕切壁４８及び第３仕切壁４９が形成されている。また、第１仕切壁４７には主絞り部用弁孔５０が形成され、第２仕切壁４８には第１補助絞り部用弁孔５１が形成され、第３仕切壁４９には第２補助絞り部用弁孔５２が形成されている。
【００７２】
弁本体４１は、軸心を上下方向とした略円筒状に形成され、内部には上下方向の冷媒流通路４２が形成されている。また、弁本体４１、冷媒流通路４２に繋がる出入口として二つのポートを備えている。第１ポート４１ａは弁本体４１の側壁に設けられ、第２ポート４１ｂは弁本体４１の下部に設けられている。この膨張弁においては、冷媒は弁本体４１内において上方から下方、又は下方から上方何れの方向にも流せるように構成されている。なお、第１ポート４１ａには室外コイルと膨張弁とを接続する液管５３が接続され、第２ポート４１ｂには膨張弁と室内コイルとを連絡する配管５４が接続されている。
【００７３】
弁体４３は、冷媒流通路２２と同心に配した略円柱体である。より詳しくは、弁体４３は、上部に大径円柱部５５を有し、下部に小径円柱部５６を有し、大径円柱部５５と小径円柱部５６との間をテーパ部５７により接続して一体に形成されている。また、この弁体４３は図示しないパルスモータを駆動源として上下に駆動制御されるように構成されている。
【００７４】
主絞り部４４は、主絞り部用弁孔５０に対し弁体４３のテーパ部５７を上下方向に進退させて、テーパ部５７の表面と弁座（主絞り部用弁孔５０の上端角部）との間に開度可変、かつ全閉可能な絞り通路を形成したものである。
【００７５】
また、第１補助絞り部４５は、第１補助絞り部用弁孔５１と小径円柱部５６の表面との間に絞り用の通路を形成したものであって、冷房運転時における主絞り部４４の下流側（換言すると暖房運転時における主絞り部４４の上流側）に形成されている。また、第２補助絞り部４６は、第２補助絞り部用弁孔５２と大径円柱部５５の表面との間に絞り用の通路を形成したものであって、冷房運転時における主絞り部４４の上流側（換言すると暖房運転時における主絞り部４４の下流側）に形成されている。
【００７６】
また、第１及び第２補助絞り部４５、４６は、それぞれの冷媒流通抵抗が主絞り部４４の冷媒流通抵抗より小さく設定されている。また、第１及び第２補助絞り部４５、４６は、主絞り部４４の冷媒流通抵抗を増減するとそれにつれてこの第１及び第２補助絞り部４５、４６の冷媒流通抵抗も増減するように構成されている。また、第１及び第２補助絞り部用弁孔５１、５２には図７及び図８からよく分かるように、第１及び第２補助絞り部用弁孔５１、５２の表面部に複数（この場合４個）の独立した溝部５８、６０が略等間隔に形成されている。これにより、第１及び第２補助絞り部用弁孔５１、５２と円柱部５６、５５との間には複数（この場合４個）の通路が形成される。また、第１及び第２補助絞り部用弁孔５１、５２の孔径を、弁体４３の小径円柱部５６又は大径円柱部５５が摺動できる程度とする。これにより第１及び第２補助絞り部４５、４６を形成する通路が複数の略独立の通路５９、６１から形成されたものとなる。また、この実施の形態においては溝部５８、６０の長さを長くしてあり、さらに、溝部５８、６０と小径又は大径円柱部５６、５５との重なり長さ（すなわち通路５９、６１の長さ）が弁体４３を軸方向に移動制御したときに主絞り部４４の弁開度とともに変化するように構成されている。したがって、この実施の形態においては、主絞り部４４と第１及び第２補助絞り部４５、４６とは、冷媒流通抵抗が同時に増減するようにそれぞれ冷媒流通抵抗可変に構成されている。
【００７７】
実施の形態３の膨張弁は、以上の如く形成されているので、冷房運転時（実線矢印方向に冷媒を流す場合）、第１ポート４１ａから流入した液冷媒は、第２補助絞り部４６において複数の略独立の通路６１を通過することにより少し減圧される。次いで主絞り部４４で大きく減圧され、さらに、第１補助絞り部４５において複数の略独立の通路５９を通過することにより少し減圧され、第２ポート４１ｂから冷媒配管系に流出する。この冷房運転時における実施の形態３を実施の形態１と比較すると、次の点で相当又は相違する。すなわち、実施の形態３は、主絞り部４４及び第１補助絞り部４５が実施の形態１の主絞り部４及び補助絞り部５に対応し、第２補助絞り部４６が実施の形態１の主絞り部４の上流側に追加された点、及び、実施の形態１における冷媒流通抵抗固定の補助絞り部５が冷媒流通抵抗可変の第１補助絞り部４５に置き換わっている点で相違する。
【００７８】
また、暖房運転時（破線矢印方向に冷媒を流す場合）、第２ポート４１ｂから流入した液冷媒は、第１補助絞り部４５において複数の略独立の通路５９を通過することにより少し減圧される。次いで主絞り部４４で大きく減圧され、さらに、第２補助絞り部４６において複数の略独立の通路６１を通過することにより少し減圧され、第１ポート４１ａから冷媒配管系に流れて行く。この暖房運転時における実施の形態３を実施の形態２と比較すると、主絞り部４４及び第２補助絞り部４６が実施の形態２の主絞り部２４及び補助絞り部２５に対応し、第１補助絞り部４５が実施の形態２の主絞り部２４の上流側に追加された点で相違する。
【００７９】
このように、実施の形態３は、基本的には実施の形態１及び実施の形態２の技術的思想を採用したものであり、主絞り部４４の上流側又は下流側に第１又は第２補助絞り部４５、４６を設けた点に特徴があり、可逆流の冷媒流れに対して使用可能とした点にも特徴を備えている。
【００８０】
したがって、本実施の形態では、主絞り部４４の下流側に冷媒流通抵抗の小さい第１又は第２補助絞り部４５又は４６を設けているので、実施の形態１及び実施の形態２と同様に膨張弁出口側の冷媒通過音を低減することができる。また、この実施の形態３では、主絞り部４４の上流側に冷媒流通抵抗の小さい第１又は第２補助絞り部４５又は４６を設けているので、気泡が主絞り部４４に入る前に第１又は第２補助絞り部４５又は４６を通過することにより細分化される。したがって、実施の形態３の膨張弁は、主絞り部４４における圧力変動を低減することができ、実施の形態１及び２の場合に比し膨張弁出口側の冷媒通過音をより一層低減することができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、主絞り部４４、第１補助絞り部４５及び第２補助絞り部４６は、それぞれ、仕切壁４７、４８、４９に形成された弁孔５０、５１、５２に対し一個の弁体４３を進退させる構成となっているので、簡素化された構成で主絞り部４４の上流側及び下流側に補助絞り部４５、４６を備えた膨張弁を形成することができる。
【００８２】
また、主絞り部４４と第１及び第２補助絞り部４５、４６とを、冷媒流通抵抗が同時に増減するように、それぞれ冷媒流通抵抗可変に構成しているので、膨張弁の負荷の変動に対応して主絞り部４４と第１及び第２補助絞り部４５、４６との冷媒流通抵抗の比を適正範囲に保持することができる。したがって、幅広い運転条件の下で、安定的に膨張弁出口側の冷媒通過音を低減することができる。
【００８３】
また、第１及び第２補助絞り部４５、４６を形成する通路を、略等間隔に形成された複数の略独立の通路５９、６１に形成しているので、主絞り部４４からの冷媒噴流が分散される。この結果、第１又は第２補助絞り部４５、４６を通過する冷媒流の運動エネルギが分散され、膨張弁出口側の冷媒通過音をさらに低減することができる。
【００８４】
また、第１又は第２補助絞り部４５、４６の複数の略独立の通路５９、６１を、第１又は第２補助絞り部用弁孔５１、５２の内周面に複数の溝部５８、６０を略等間隔に設けて形成しているので、製作が容易になる。
【００８５】
また、第１又は第２補助絞り部における複数の略独立の通路５９、６１は、弁体４３の進退により長さが変化するように形成されているので、主絞り部４４の冷媒流通抵抗の増減に対応して、第１又は第２補助絞り部４５、４６の冷媒流通抵抗を容易に増減することができる。
【００８６】
また、図１６のようなヒートポンプ式空気調和機に使用する場合は、実線矢印の冷媒流れである冷房運転及び破線矢印の冷媒流れである暖房運転それぞれに最適化するように、主絞り部４４、第１補助絞り部４５及び第２補助絞り部４６の冷媒流通抵抗を設定しておけば、効率の良い冷房又は暖房運転を行うことができる。
【００８７】
（実施の形態４）
次に実施の形態４について、図９及び図１０に基づき説明する。なお、図９は実施の形態４における膨張弁の要部縦断面図であり、図１０は図９におけるＥ−Ｅ断面図である。なお、本実施の形態は実施の形態２の一部を変更したものであるので、図９及び図１０において実施の形態２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。
【００８８】
実施の形態４は、実施の形態２において、複数の略独立の通路３６を形成するために溝部３５を補助絞り部用弁孔２９の内周面に設けていた構成に代え、絞り用の複数の通路を構成するための溝部を弁体の円柱部の外周面に設けたものである。
【００８９】
この実施の形態４では、図９及び図１０に示すように、補助絞り部用弁孔２９の内周面には溝部が形成されていない。これに代わって、弁体２３の円柱部３２の外周面に溝部７１が設けられている。溝部７１は、円柱部３２の外周面に略等間隔に複数（この場合４個）設けられている。また、溝部７１は、一定幅、一定深さ、かつ所定長さにわたって形成されている。そして、弁体２３の円柱部３２が補助絞り部用弁孔２９内に進入するにつれ、溝部７１の開放部が補助絞り部用弁孔２９の内周面により覆われることにより、断面積が一定の複数の略独立の通路７２が形成される。
【００９０】
このように、実施の形態４における複数の略独立の通路７２は、実施の形態２の場合と同様に、弁体２３の進退に対応して長さが変化し、冷媒流通抵抗が変化するように構成される。したがって、実施の形態４の膨張弁は、実施の形態２のものと同様の効果を奏することができる。
【００９１】
（実施の形態５）
次に実施の形態５について、図１１に基づき説明する。図１１は実施の形態４における膨張弁の要部縦断面図である。なお、本実施の形態は実施の形態２の一部を変更したものであるので、図１１において実施の形態２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。
【００９２】
実施の形態２では、複数の略独立の通路３６が弁体２３の進退に対して一定の断面積であるように形成されていたが、実施の形態５では、弁体２３の進退に対し複数の略独立の通路８１は、弁体２３の進退に対応してその断面積を変化するように形成されている。
【００９３】
実施の形態５において、補助絞り部用弁孔２９には複数の溝部８１が補助絞り部用弁孔２９の内周面に形成されている。しかし、溝部８１は、実施の形態２の場合と異なり、溝幅は一定でありながら、溝深さが入口側（下方）に向けて漸次浅くなるように、溝部８１の底部がテーパ状に形成されている。したがって、この複数の溝部８１を弁体２３の円柱部３２が覆うことにより形成される複数の略独立の通路８２は、円柱部３２が弁孔２９内に侵入するにつれ、その長さが長くなるとともに断面積が小さくなるように形成される。
【００９４】
実施の形態５における複数の略独立の通路８２は、上記のように構成されているため、弁体２３の進退に対応して長さとともに断面積が変化し、冷媒流通抵抗が変化するように、すなわち弁体２３が弁孔２９に進入するにつれその断面積が小さくなるように、形成されている。したがって、実施の形態４の膨張弁は実施の形態２のものと同様の効果を奏することができる。また、弁体２３の短いストロークで冷媒流通抵抗を変化させることもがきる。
【００９５】
（実施の形態６）
次に実施の形態６について、図１２及び図１３に基づき説明する。図１２は実施の形態６における膨張弁の要部縦断面図であり、図１３は図１２におけるＥ−Ｅ断面図である。なお、実施の形態６は、実施の形態３における第２補助絞り部の変形例を示すものであり、図１２及び図１３において実施の形態３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。
【００９６】
前記実施の形態１から５では、補助絞り部を形成する通路が弁体の円柱部と補助絞り部用弁孔との間に形成された複数の略独立の通路から構成されていたが、この実施の形態６では、補助絞り部を形成する通路を螺旋通路としたものを例示する。なお、具体例は、実施の形態３において第１ポートの取付位置を変更するとともに、第２補助絞り部の構成を変更したものである。
【００９７】
図１２に示すように、弁本体４１の側部に設けられた第１ポート９１は、軸心に対しずらせてあり、第１ポート９１に接続される配管９２が冷媒流通路４２の円筒状内壁面に対し接線方向に接続されるように接続されている。
【００９８】
第２補助絞り部９３は、第２補助絞り部用弁孔９４に上下方向の複数の溝部が形成されたものではなく、弁体９５の大径円柱部９６の下方の外周面に螺旋溝部９７が形成されている。第２補助絞り部用弁孔９４と弁体９５の大径円柱部９６との間に形成される通路は、この螺旋溝部９７から形成されている。螺旋溝部９７の旋回方向は、第１ポート９１から流入する冷媒の旋回方向と同一となるように形成されている。また、この螺旋溝部９７の断面積は、冷暖房運転或いは暖房運転いずれの場合においても第２補助絞り部の冷媒流通抵抗が主絞り部の冷媒流通抵抗より小さくなるように形成されている。
【００９９】
このように形成された第６実施の形態によれば、実線矢印の冷房運転時において、気液二相流の冷媒流が流入してきた場合、配管９２が冷媒流通路４２の円筒内面に沿って流れるため、旋回流が生じる。この旋回流は、引き続き第２補助絞り部９３の螺旋溝部９７からなる螺旋通路に沿って流れることにより、主絞り部４４に流入する前に十分に整流され、主絞り部４４における冷媒の圧力変動が低減され、さらに、第１補助絞り部４５にて減圧されて、配管系に流出される。なお、主絞り部４４及び第１補助絞り部４５における作用は、前述の実施の形態３における場合と同じである。
【０１００】
上記のように主絞り部４４の圧力変動が低減される結果、膨張弁入口側の冷媒通過音が低減されるとともに、第１補助絞り部４５から噴出される冷媒の噴流速度の変動が低減され、膨張弁出口側における冷媒通過音が低減される。
【０１０１】
また、破線矢印の暖房運転時において、第２ポート４１ｂから気液二相流の冷媒流が流入してきた場合、第１補助絞り部４５において減圧され、気泡が細分化されるため、主絞り部４４における冷媒流の圧力変動が低減される結果、膨張弁入り口側の冷媒通過音が低減される。また、主絞り部４４から流出される冷媒は第２補助絞り部９３における螺旋通路を通過する際に旋回されて整流されるとともに、第２補助絞り部９３出口側において旋回しながら配管９２からが配管系へ流出するように形成されている。このため、膨張弁出口側における冷媒通過音が低減される。
【０１０２】
（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）上記各実施の形態においては、図１４或いは図１６に示したような１台の室外ユニット１０１、２０１に対し１台の室内ユニット１０６、２０７を用いる冷媒回路に用いる例を取り上げて説明したが、本膨張弁は、１台の室外ユニットに対し複数台の室内ユニットを接続する所謂マルチ型エアコンに使用できることは勿論である。また、マルチ型エアコンでは、膨張弁入り口側の運転条件の変化が大きく、大きな気泡の混入する機会が多くなり、膨張弁出口側の冷媒通過音の発生機会が多くなる。したがって、本発明の膨張弁は、マルチ型エアコンに用いられると、より顕著にその効果を発揮することができる。
【０１０３】
（２）また、実施の形態３はヒートポンプ式冷媒回路に使用することを前提として説明したが、冷房専用機にも使用することもできる。
（３）実施の形態３においては、第１補助絞り部４５と第２補助絞り部４６とをともに冷媒流通抵抗可変の構造としているが、特にそれに拘るものではなく、何れか一方又は双方を固定のものとしてもよい。
【０１０４】
（４）実施の形態１において、補助絞り部５を、冷媒流通抵抗可変にした構造に、具体的には第３実施の形態における第１補助絞り部４５に、変更することもできる。
（５）実施の形態１〜５における補助絞り部５、２５、４５、４６における溝部１５、３５、５８、６０の形状は、図５、７、８、１０では断面が略３角形状に形成しているが、これに拘るものではなく、断面が円形、長円形など適宜の形状であってもよい。
【０１０５】
（６）実施の形態５は、補助絞り部２５を形成する通路の冷媒通過面積を弁体２３の進退に対応して変化させるものであって、弁体２３が補助絞り部用弁孔２９に進入するにつれ複数の略独立の通路８２の断面積を小さくする例を示しているが、逆に、複数の略独立の通路８２の断面積を大きくすることも可能である。このようにするには、例えば、実施の形態２において、溝部３５の下方に向かって溝幅を大きくしたり、溝深さを深くしたりすることなどによって実現することができる。
【０１０６】
また、実施の形態２において、複数の略独立の通路３６の断面積を変化させるには、階段状に断面積を変化させることにより、段階的に断面積を変化させることもできる。
また、複数の略独立の通路３６それぞれの断面積を変えずに、溝部３５の数を変化させることにより、補助絞り部２５を形成する通路の冷媒通過面積（すなわち、補助絞り部２５における複数の略独立の通路３６全体の通路断面積）を変化させるようにしてよい。例えば、実施の形態２において、補助絞り部用弁孔２９の出口側の通路３６の数を多くし、入口側の通路３６の数を少なくすると、弁体２３の進退に対して第２補助絞り部４６における冷媒流通抵抗の変化を少なくすることができる。
【０１０７】
このように、補助絞り部を形成する通路の冷媒通過面積を変化させることにより、弁体の進退に対応する主絞り部の冷媒流通抵抗の変化に対し補助絞り部の冷媒流通抵抗を自由に設定することができる。
【０１０８】
また、補助絞り部を形成する通路の冷媒通過面積をさせるには、上記の他、弁孔内へ進入する弁体の円柱部の形状をテーパ状に形成してもよい。例えば、実施の形態１において、小径円柱部の直径を先端に行くに従い小径となるようにしておくと、補助絞り部５を形成する通路の冷媒通過面積は、弁体３が下方に移動するに従い小さくなる。
【０１０９】
実施の形態１〜実施の形態５における補助絞り部を形成する通路の冷媒通過面積は、以上の例に限らずいろいろの形態により、弁体の進退に対応して変化させることができる。
（７）実施の形態６において、螺旋溝部９７を弁体９５の大径円柱部９６の外周面に設けたが、これに代わり、第２補助絞り部用弁孔９４の内周面に形成してもよい。この場合も実施の形態６と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る膨張弁の要部縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】同上膨張弁における補助絞り部周りの拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る膨張弁の要部縦断面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る膨張弁の要部縦断面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図８】図６におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る膨張弁の要部縦断面図である。
【図１０】図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る膨張弁の要部縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る膨張弁の要部縦断面図である。
【図１３】図１２におけるＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図１４】従来の冷凍装置の基本的冷媒回路図であって、冷房専用のセパレート型空気調和機の基本的な冷媒回路を示す。
【図１５】同冷媒回路に使用される膨張弁の基本構造図を示す。
【図１６】従来の冷凍装置の基本的冷媒回路図であって、ヒートポンプ式セパレート型空気調和機の基本的な冷媒回路を示す。
【符号の説明】
【０１１１】
１      弁本体
２      冷媒流通路
３      弁体
４      主絞り部
５      補助絞り部
６      第１仕切壁
７      第２仕切壁
８      主絞り部用弁孔
９      補助絞り部用弁孔
１２      円柱部
１３      小径円柱部
１４      テーパ部
１５      溝部
１６      通路
２１      弁本体
２２      冷媒流通路
２３      弁体
２４      主絞り部
２５      補助絞り部
２６      第１仕切壁
２７      第２仕切壁
２８      主絞り部用弁孔
２９      補助絞り部用弁孔
３２      円柱部
３３      テーパ部
３５      溝部
３６      通路
４１      弁本体
４２      冷媒流通路
４３      弁体
４４      主絞り部
４５      第１補助絞り部
４７      第１仕切壁
４８      第２仕切壁
４９      第３仕切壁
５０      主絞り部用弁孔
５１      第１補助絞り部用弁孔
５２      第２補助絞り部用弁孔
５５      大径円柱部
５６      小径円柱部
５７      テーパ部
５８      溝部
５９      通路
６０      溝部
６１      通路
７１      溝部
７２      通路
８１      溝部
８２      通路
９２      配管
９３      第２補助絞り部
９４      第２補助絞り部用弁孔
９５      弁体
９６      大径円柱部
９７      螺旋溝部
【図１】
2005351605.tif 000003
【図２】
2005351605.tif 000004
【図３】
2005351605.tif 000005
【図４】
2005351605.tif 000006
【図５】
2005351605.tif 000007
【図６】
2005351605.tif 000008
【図７】
2005351605.tif 000009
【図８】
2005351605.tif 000010
【図９】
2005351605.tif 000011
【図１０】
2005351605.tif 000012
【図１１】
2005351605.tif 000013
【図１２】
2005351605.tif 000014
【図１３】
2005351605.tif 000015
【図１４】
2005351605.tif 000016
【図１５】
2005351605.tif 000017
【図１６】
2005351605.tif 000018