(57)【要約】【課題】膨張弁の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性を調整可能とすることにより、音響共鳴による騒音を低減する膨張弁及びこの膨張弁を用いた空気調和機を提供すること。【解決手段】本発明に係る膨張弁は、弁本体１と、弁本体１内部に形成される絞り部１８と、この絞り部１８の前後に連通する二つの配管接続部１１、１２と、略液冷媒で満たされる配管１９が接続される配管接続部１２から絞り部に至る冷媒流通路を弁本体１の外部に開放する少なくとも一つの開口部３０とを有する。また、この膨張弁は、前記弁本体１は、略液冷媒で満たされる配管１９の共鳴特性を調整する共鳴空間を備えた共鳴調整器３１を、前記開口部３０に連通する態様で弁本体１の外側に取り付け可能に形成されている。【選択図】図１
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【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る絞り部と、この絞り部の前後に連通する二つの配管接続部と、略液冷媒で満たされる配管が接続される配管接続部から絞り部に至る冷媒流通路を弁本体の外部に開放する少なくとも一つの開口部とを有し、前記弁本体は、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性を調整する共鳴空間を備えた共鳴調整器を、前記開口部に連通する態様で弁本体の外側に取り付け可能に形成されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
共鳴調整器が、前記開口部に連通する態様で弁本体の外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
前記開口部は複数個設けられており、これら開口部に連通するように複数の共鳴調整器が弁本体の外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項４】
前記共鳴調整器は、管状容器であ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】
前記共鳴調整器は、共鳴器形状の容器であ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６】
前記共鳴調整器は、内部に音波を反射しにくい部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の膨張弁。
【請求項７】
前記音波を反射しにくい部材は、多孔質体からなることを特徴とする請求項６記載の膨張弁。
【請求項８】
請求項１〜７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空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般の冷凍サイクルに用いられ、高温高圧の冷媒を膨張させて低温低圧の冷媒にする膨張弁及びこれを用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来空気調和装置において騒音の低下が望まれており、特に、膨張弁における低騒音化が必要とされている。また、この膨張弁における騒音問題としては、主として、膨張弁の上流側の冷媒流通抵抗の増加や、凝縮器の能力不足など要因で膨張弁に流入する冷媒流が気液二相流になった場合の騒音に着目されていた。この騒音の発生メカニズムは、密度の異なる冷媒が不規則に膨張弁の弁本体の内部を通過することにより、膨張弁内部における圧力の変動が激しくなり、圧力変動が膨張弁を形成するケースに伝播する。そして、膨張弁の圧力変動により弁体自体が加振され、その振動がシャフトを通してロータに伝わり、ケースを振動させるというものであった。
【０００３】
このような問題に対し、特許文献１では、膨張弁の弁本体の筺体に弁本体の内部に連通する中空形状の空間を筐体内に形成したものが提案されている。これは、筺体内に形成された中空形状の空間における圧力変動の周波数特性と、膨張弁の弁本体内部における圧力減圧時の圧力変動による周波数特性とを干渉させることにより、不快と感じられる周波数の騒音レベルを下げるものである。また、特許文献２には、膨張弁内において、膨張弁の出入口を形成する二つの配管と絞り部との間それぞれに膨張室を設けたものが提案されている。この膨張弁は、冷媒がこの２つの膨張室を通過するときに、冷媒の圧力脈動を段階的に減衰することにより、冷媒通過音を低減するものであり、二つの膨張室を消音器として機能させたものである。また、特許文献３では、マルチエアコンにおいて、負荷変動に対応するために一部の空気調和機の膨張弁が弁開度調整されたときに、他室の空気調和機の膨張弁の入口側において過渡的に気液二相流状態となり、圧力脈動が生ずる場合の騒音対策として、弁体、弁座、接続管の外周周りなどの膨張弁の構成部品内に消音器を設けたものが提案されている。この消音器は、容積の閉じた空間室とそれに連通する所定長さと断面積の直管とからなるものであって、ヘルムホルツ型共鳴器と近似した構成のものである。
【特許文献１】特開平１０−１６０２９０号公報
【特許文献２】特開平１１−３２５６５８号公報
【特許文献３】特開平８−１３５８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、発明者の研究により、膨張弁の騒音発生は上記のような場合ばかりでなく、膨張弁の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管については、配管内の音響共鳴により冷媒音が悪化する場合のあることが解明された。絞り部に接続される配管であり、かつ略液冷媒で満たされる配管としては、通常の運転における膨張弁の上流側配管がこれに相当する。また、絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管としては、このような膨張弁の上流側配管のみならず、下流側配管がこれに相当する場合もある。例えば、マルチエアコンにおける暖房運転時においては、室内ユニットに設けられる室内膨張弁の上流側配管及び下流側配管の何れもがこれに相当する。
【０００５】
ここで、このマルチエアコンにおいて、どの配管が絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管に相当するかについて説明する。
図８は一般的なヒートポンプ式マルチエアコンにおける冷媒回路を示す。この冷媒回路は、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外側熱交換器１０３、室外膨張弁１０４、受液器１０５などを収納した１台の室外ユニット１０６に対し、室内膨張弁１０７、室内側熱交換器１０８を収納した複数台（図では２台の場合を例示）の室内ユニット１０９が接続されている。この空気調和機においては、冷房運転時、四路切換弁１０２の切換により、実線矢印のように、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外側熱交換器１０３、暖房用の膨張弁、受液器１０５、室内膨張弁１０７、室内側熱交換器１０８、四路切換弁１０２、圧縮機１０１の経路で冷媒が流通する冷媒回路が形成される。なお、室内ユニット１０９に組み込まれている室内膨張弁１０７、室内側熱交換器１０８の回路部分は各室並列に接続されている。そして、この冷房運転時においては、室外膨張弁１０４及び室内膨張弁１０７で冷媒制御して、室外側熱交換器１０３を凝縮器として作用させ、室内側熱交換器１０８を蒸発器として作用させている。このような冷媒回路が形成されることにより、室内空気が室内側熱交換器１０８で冷却除湿される。この冷媒回路においては、運転条件が定格冷房運転条件に近い状態の場合には、室内膨張弁１０７の上流側配管が、前述の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管に該当する。また、この冷媒回路の運転における室内膨張弁１０７の上流側配管で、配管内の音響共鳴により冷媒音の悪化する場合のあることが発明者により解明された。
【０００６】
一方、暖房運転時は、四路切換弁１０２の切り換えにより、破線矢印のように、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室内側熱交換器１０８、室内膨張弁１０７、受液器１０５、室外膨張弁１０４、室外側熱交換器１０３、四路切換弁１０２、圧縮機１０１の経路で冷媒が流通する冷媒回路が形成される。この場合においても、各室内ユニット１０９に収納されている室内側熱交換器１０８、室内膨張弁１０７の回路部分は並列に接続されている。そして、この暖房運転時においては、室外膨張弁１０４及び室内膨張弁１０７で冷媒制御して、室外側熱交換器１０３を蒸発器として作用させ、室内側熱交換器１０８を凝縮器として作用させている。このような冷媒回路が形成されることにより、室内空気が室内側熱交換器１０８で加熱される。この冷媒回路においては、運転条件が定格暖房運転条件に近い状態の場合には、室外膨張弁１０４の上流側配管が、前述の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管に該当する。また、この冷媒回路の運転における室外膨張弁１０４の上流側配管で、配管内の音響共鳴により冷媒音が悪化する場合のあることが発明者により解明された。
【０００７】
このような冷媒回路において、一部の室内ユニット１０９を停止させる場合、この室内ユニット１０９の室内側熱交換器１０８は高圧回路中に連通されている。このため、室内側熱交換器１０８の出口側に位置する室内膨張弁１０７を全閉にして長時間運転停止する場合は、高圧ガス冷媒がこの運転停止中の室内側熱交換器１０８で凝縮液化して貯留される。室内側熱交換器１０８に冷媒が凝縮液化して貯留されると、冷媒回路内の冷媒量が不足し、正常な圧力で運転できなくなり、暖房運転に支障をきたすことがあり得る。そこで、これを回避するために、暖房運転停止中の室内ユニット１０９内の室内膨張弁１０７は、全閉でなく小開度にして、液冷媒を絶えず少量流通させることにより液冷媒の滞留を抑制するようにしている。この状態では、膨張弁の上流側配管が液冷媒で満たされることは言うに及ばず、下流側配管も液冷媒で満たされる。したがって、この冷媒回路における室内膨張弁１０７の上流側配管及び下流側配管は、前述の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管に該当する。また、この冷媒回路の運転における室内膨張弁１０７の上流側配管及び下流側配管で、配管内の音響共鳴により冷媒音が悪化する場合のあることが発明者により解明された。
【０００８】
このような絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管においては、図９に示すような共鳴空間が想定される。図９は、膨張弁１１０の絞り部１１１に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管１１２が接続された配置例であり、この配管１１２にはフィルタ１１３が接続されている。この場合における配管の共鳴空間では、膨張弁１１０の弁室１１４の側壁１１４ａが閉端として作用し、配管接続部に接続されている配管１１２におけるフィルタ１１３の大口径部１１３ａが開放端とし作用する共鳴モードの生じる場合がある。共鳴モードは、図９にも図示されるように、閉端位置では振幅が最大となり（所謂腹となり）、開放端位置では振幅が０となる（所謂節となる）。一方、膨張弁１１０における騒音の発信源は絞り部１１１付近の冷媒の乱れによると考えられるが、この絞り部１１１が上記共鳴モードの腹の位置に存在するため加振されやすい。したがって、絞り部１１１を通過する高速冷媒のエネルギが加えられて共鳴モードが励起されやすい。
【０００９】
図１０に、振幅の大小のイメージを破線で示した共鳴モードの模式図を示すが、前述の絞り部１１１に接続されるとともに略液冷媒で満たされる配管１１２では、図９又は図１０（ａ）のような１次モードだけでなく、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すような２次、３次…のようなあらゆる共鳴モードが励起されやすい。そこで、発明者は、絞り部１１１の位置を変えることはできないが、共鳴空間の共鳴特性を調整、特に、共鳴モードの腹の位置を移動させる調整により、音響共鳴における振幅レベルを低減させ得ることを見出した。また、実機における共鳴モードは、膨張弁に接続される部品、例えば、フィルタ、消音器、熱交換器などあらゆる断面積変化部の特性や、流通する冷媒の状態などによって決まるため、共鳴特性は空気調和機のシステム設計に依存することが分かってきた。すなわち、共鳴特性の調整は空気調和機のシステム設計により異なることが発明者により解明された。
【００１０】
ところで、前述の従来の膨張弁の騒音対策は、膨張弁上流側の気液二相流による圧力変動による騒音に着目したものであり、このような音響共鳴に起因する騒音に着目したものではない。また、音響共鳴に起因する騒音に着目したものは、未だ発表されていない。なお、前述の各特許文献に記載されている騒音対策は、絞り部の近傍に消音器を設けているので、音響共鳴に影響を与えることはできるが、もともと音響共鳴に着目したものではなく、共鳴特性の調整を考えたものではない。したがって、共鳴特性の調整は、空気調和機のシステム設計に依存する点についてもなんら示唆したものではない。
【００１１】
本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものであって、絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性を調整可能とすることにより、音響共鳴による騒音を低減する膨張弁及びこの膨張弁を用いた空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明に係る膨張弁は、弁本体と、弁本体内部に形成される絞り部と、この絞り部の前後に連通する二つの配管接続部と、略液冷媒で満たされる配管が接続される配管接続部から絞り部に至る冷媒流通路を弁本体の外部に開放する少なくとも一つの開口部とを有する。そして、前記弁本体は、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性を調整する共鳴空間を備えた共鳴調整器を、前記開口部に連通する態様で弁本体の外側に取り付け可能に形成されている。このように構成された膨張弁を用いて空気調和機のシステム設計を行えば、この空気調和機における膨張弁の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性に対応した共鳴調整器を、膨張弁の弁本体外部に取り付けすることができる。これにより、共鳴モードの腹の位置を調整することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音を低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る膨張弁は、弁本体の外部に共鳴調整器を取り付けたものでもよい。この発明の場合、共鳴調整器が膨張弁の外部に取り付けられているため、取り付けスペースに自由度があり空気調和機のシステム設計に対応したものを装備させることができる。また、空気調和機のシステムにより共鳴特性が異なることに対応するには、弁本体及び弁駆動部を変更せずに共鳴調整器のみを変更するだけでよいので、膨張弁の共用化を行うことができる。
【００１４】
また、前記開口部を複数個設け、これら開口部に連通するように複数の共鳴調整器を弁本体の外側に取り付けるようにすることもできる。膨張弁の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管には、前述のように１個の共鳴空間が形成されるだけではなしに複数の共鳴空間が形成されることがある。例えば、この配管に大口径のフィルタと受液器が直列に接続されているような場合、フィルタを開放端とする共鳴空間と、受液器を開放端とする共鳴空間とが形成され得る。このような場合、複数の共鳴調整器を取り付けることにより、個々の共鳴空間毎の共鳴特性を個々の共鳴調整器で調整することができる。
【００１５】
また、共鳴調整器を、管状容器とすることもできるし、共鳴器形状の容器とすることもできる。
また、この共鳴調整器の内部に音波を反射しにくい部材を取り付けることもできる。共鳴音は反射されるので、音波を反射しにくい部材を取り付けることにより、共鳴音を低減することが可能となる。また、このような材料として、取り扱いの容易な多孔質体を用いることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る膨張弁によれば、絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性に対応した共鳴調整器を、膨張弁の弁本体の外部に取り付けすることができる。これにより、共鳴モードの腹の位置を調整することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の各実施の形態に係る膨張弁について、図面に基づき説明する。なお、各実施の形態に共通する要素には同一の符号を付し、重複説明を回避する。
（実施の形態１）
以下、この発明の実施の形態１に係る膨張弁について、図１に基づき説明する。図１は実施の形態１に係る膨張弁の縦断面図である。本実施の形態に係る膨張弁は、図１に示すように、弁本体１と、弁本体１の上部に取り付けられた弁駆動部２からなる。
【００１８】
弁本体１は、側面及び下面それぞれに配管接続部１１、１２を有し、両配管接続部１１、１２間に冷媒流通路が形成されている、この冷媒流通路は、弁座１３により仕切られ、上部に弁室１４が形成されている。弁座１３には弁孔１５が形成され、この弁孔１５に対し上方から弁棒１６の先端に形成されたニードル弁１７が進退自在に駆動されるように構成されている。そして、このニードル弁１７と弁座１３とにより絞り部１８が形成されている。なお、前記配管接続部１１、１２は、膨張弁に接続される配管１９の接続を容易にするために継手用配管により構成されている。
【００１９】
弁駆動部２は、弁棒１６を上下動させるための駆動部であって、弁棒１６を連結するロータ２１、ロータ２１を囲うロータケース２２、ロータケース２２の外側に取り付けられたステータ２３などから構成されている。以上の構成は、膨張弁として従来公知の一般的な構成である。
【００２０】
本実施の形態に係る膨張弁は、このような構成において、弁本体１における弁室１４の側方であって、側方の配管接続部１１に対向する位置に、弁室１４を外部に開口する開口部３０が設けられている。この開口部３０の大きさは、配管接続部１１に接続される配管１９の内径と略同一直径の円形孔に形成されている。また、弁本体１の外側には、前記配管１９と同一直径の管状の共鳴調整器３１を取り付け可能とするために、ソケット部３２が形成されている。
【００２１】
共鳴調整器３１は、配管１９と略同一直径の管状容器からなるものであり、その一端を開放し、他端を閉鎖したものである。そして、この管状容器からなる共鳴調整器３１は、開口部３０と同心状にソケット部３２にろう付けされて取り付けられている。
【００２２】
このような共鳴調整器３１が弁本体１の外側に取り付けられると、図１に示すように、開放端は配管１９に取り付けられたフィルタ３５の大口径部３５ａであり、閉端は、弁本体１の外側に取り付けられ共鳴調整器３１の閉鎖された側の端部３１ａとする。これにより、共鳴空間が弁室１４の外側にはみ出して形成される。この結果、図１における１次共鳴モードを破線で示すように共鳴モードの腹及び節が調整される。このように共鳴特性が調整されると、絞り部１８で発生する加振エネルギは、共鳴モードの腹からずれた個所で加えられることになる。
【００２３】
開口部３０に連通する共鳴調整器３１の取付位置は、配管１９の共鳴空間については絞り部の手前である必要があり、絞り部１８にできるだけ近いことが好ましい。このような共鳴調整器は、エネルギ吸収効果もあるので、エネルギ発生源に近いところに位置させることが好ましい。共鳴調整器３１は、このようなことから弁室１４の側面に設けられているが、その位置は配管接続部１１に対向する位置でなくてもよく、配管接続部１１の軸線に対し角度が付く位置に設けられてもよい。
【００２４】
実施の形態１の膨張弁は、上記のように構成された膨張弁であって、共鳴調整器３１が取り付けられた膨張弁と、共鳴調整器３１が取り付けられていない膨張弁との実施の形態として例示されるものである。また、このように構成された共鳴調整器３１の取り付けられていない状態の膨張弁によれば、膨張弁の絞り部１８に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管１９からなる共鳴空間の共鳴特性に対応した共鳴調整器３１を、膨張弁の弁本体１の外部に取り付けすることができる。これにより、共鳴モードの腹の位置を調整することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音を低減することができる。また、このように共鳴調整器３１が取り付けられていない膨張弁の場合は、空気調和機のシステム設計者が各自で定める最適特性の共鳴調整器３１を自由に選択して膨張弁に取り付けることができる。
【００２５】
また、共鳴調整器３１の取り付けられた状態の膨張弁の場合は、空気調和機のシステム設計に際し、予め配管１９からなる共鳴空間の共鳴特性に対応する共鳴調整器３１の取り付けられた膨張弁を用意すればよい。このようにして、共鳴特性を調整し得る膨張弁を空気調和機のシステムに採用することにより、共鳴モードの腹の位置を調整することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音を低減することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る膨張弁は、図２に示すように、実施の形態１における膨張弁の共鳴調整器の直径を、配管１９の直径よりも細くした共鳴調整器４１を用いたものである。この場合の共鳴空間の閉端は、弁本体１の外側に取り付けられた共鳴調整器４１の閉鎖された側の端部４１ａとなる。実施の形態２の共鳴調整器４１の基本的な考え方は実施の形態１の共鳴調整器３１と同一であり、共鳴調整器４１の長さや直径を調整することにより、共鳴特性を調整することができ、音響共鳴による騒音の振幅レベルを下げて、共鳴音を低減することができる。
【００２７】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る膨張弁は、図３に示すように、実施の形態１における管状の共鳴調整器３１を共鳴器形状の容器からなる共鳴調整器４２としたものである。この共鳴調整器４２は、容積の閉じた空間室（消音室）４３とそれに連通する所定長さと所定断面積の連通路４４とからなる。この共鳴調整器４２を弁室１４の側方に連結することにより、共鳴空間の閉端が弁本体１の外側に取り付けられた共鳴調整器４２の閉鎖された側の端部４２ａとなる。実施の形態３に係る膨張弁は、共鳴器形状の容器からなる共鳴調整器４２を取り付けるものであるので、配管１９の共鳴特性を調整するとともに、低周波数の騒音レベルを低減させることができる。したがって、共鳴音の振幅レベルがより一層低減される。
【００２８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る膨張弁は、図４に示すように、実施の形態１における共鳴調整器３１の内部に音波を反射しにくい部材４５を取り付けたものであって、音波を反射しにくい部材４５としては、金属繊維、焼結合金などの多孔質材料からなるものを取り付けたものである。このような音波を反射しにくい部材共鳴調整器の内部に取り付けることにより、共鳴音の反射音を低減することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音をより低減することができる。
【００２９】
（実施の形態５）
実施の形態５に係る膨張弁は、実施の形態４と同様に、実施の形態１における共鳴調整器３１の内部に音波を反射しにくい部材４６を取り付けたものである。この場合における音波を反射しにくい部材４６は、図５に示すように、ばね４６ａにより弾性的に支持された板材４６ｂを圧力変動に反応して変位させるものである。この場合も実施の形態４と同様に共鳴音の反射音を吸収することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音をより低減することができる。
【００３０】
（実施の形態６）
実施の形態１〜実施の形態５は、弁室１４の側面に接続される配管１９の共鳴特性を調整する共鳴調整器についてのものであったが、実施の形態６は、図６に示されるものであって、弁本体１の下面の配管接続部５１に接続される配管５２の共鳴モードの調整に関する。なお、この実施の形態における弁本体１下面の配管接続部５１は、実施の形態１の場合のような継手用配管が設けられていない。
【００３１】
実施の形態６では、実施の形態１〜５の場合のように、配管接続部５１に対向する面に共鳴調整器５３を取り付ける場所がない。また、絞り部１８との間に弁室１４もない。このために、弁座１３の下方部分に空間部５４を設けるとともに、空間部５４を外部に開口する開口部５５を空間部５４の側方に設け、さらに、この開口部５５の外側にソケット部５６を形成している。そして、このソケット部５６にろう付けにより同心状に共鳴調整器５３を取り付けたものである。
【００３２】
この場合の配管５２についての共鳴空間は、折れ曲がったような形態になる。そして、共鳴モードの節は、例えば大口径のフィルタ５７が取り付けられている場合は、その大口径部５７ａの位置となる。また、共鳴モードの閉端は、弁本体１の外側に取り付けられた共鳴調整器５３の閉鎖された側の端部５３ａとなる。このように共鳴特性が調整されることにより、絞り部１８で発生する加振エネルギは、共鳴モードの腹からずれた個所で加えられることになり、共鳴音の振幅を低減することができ、騒音を低下させることができる。
【００３３】
（実施の形態７）
実施の形態７に係る膨張弁は、実施の形態６の場合と同様に、弁本体１の下面の配管接続部６１に共鳴調整器６２を設けたものである。より具体的には、図７に示すように、配管接続部６１には実施の形態１のような継手用配管が設けられている。そして、配管接続部６１の継手用配管に配管内の空間を外部に開口する開口部６３が設けられている。さらに、開口部６３には継手用配管からバーリング部が膨出され、共鳴器形状の容器からなる共鳴調整器６２がこの開口部６３と同心状に配置されろう付けにより取り付けられている。なお、他の部分は、実施の形態１及び実施の形態６と同一であり、同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
実施の形態７は、このように構成されているので、配管５２についての共鳴空間及び共鳴モードは、実施の形態６の場合と同様になり、実施の形態６の場合と同様の共鳴特性の調整が行われる。なお、共鳴モードの閉端は、弁本体１の外側に取り付けられた共鳴調整器６２の閉鎖された側の端部６２ａとなる。また、この場合は、共鳴器形状の容器からなる共鳴調整器６２が取り付けられているので、実施の形態７に係る膨張弁は、実施の形態６の膨張弁と同様の共鳴特性を調整するとともに、低周波数の騒音レベルを低減させることができる。
【００３５】
（変形例）
（１）各実施の形態において、共鳴調整器３１、４１、４２、５３、６２の開口部３０、５５、６３への取付は、開口部３０、５５、６３にソケット部３２、５６又はバーリング部を設け、このソケット部３２、５６又はバーリング部にろう付けしているが、ろう付けでなく溶接とすることも可能である。また、共鳴調整器３１、４１、４２、５３、６２のろう付けや溶接による弁本体１や弁駆動部２への熱影響が問題になる場合には、配管接続部１１、１２、５１、６１に継手用配管を設けているのと同様に、この開口部３０、５５、６３に短い配管を設けてもよい。この場合、共鳴調整器３１、４１、４２、５３、６２を取り付けない状態の膨張弁を完成品とする場合は、開口部３０、５５、６３に短い配管を設けた状態で出荷するようにすればよい。なお、共鳴調整器３１、４１、４２、５３、６２の開口部３０、５５、６３への取付は、漏れが生じず強度が問題にならないものであれば、上記のようなろう付けや溶接によらずにテーパねじによって取付することも可能である。
【００３６】
（２）各実施の形態においては、開口部３０、５５が１個しか明示されていないが、この開口部３０、５５を複数個設けるとともに、開口部３０、５５に連通する共鳴調整器３１、４１、４２、５３を複数個弁本体１の外側に取り付けるようにしてもよい。膨張弁に接続される略液冷媒で満たされる配管１９、５１には、フィルタ３５、５７だけではなく、各種機器が設けられるため、弁室１４部分を共鳴モードの腹とする複数の共鳴モードが形成されることがある。例えば、実施の形態１において、配管１９に大口径のフィルタ３５と受液器（図示せず）が直列に接続されているような場合、閉端を弁室１４とし、開放端をフィルタ３５とする共鳴空間と、閉端を弁室１４とし、開放端を受液器とする共鳴空間とが形成されることがあり得る。このような場合、例えば、複数の共鳴調整器３１を同一水平面上において、配管接続部１１の軸線に対しそれぞれ４５度傾けた位置の弁室１４の壁に二つの開口部３０を設け、二つの開口部３０に対し、前記二つの共鳴空間の共鳴特性に見合った共鳴調整器３１を分けて取り付ける。このようにすると、二つの共鳴調整器３１が個別に各共鳴空間による共鳴振幅の共鳴レベルを低減して騒音を低下させることができる。
【００３７】
（４）上記各実施の形態では、膨張弁について説明しているが、これら膨張弁は、家庭用空気調和機、店舗、オフィスビルなどの業務用エアコン、冷蔵庫、冷凍庫などあらゆる冷凍装置に使用することができ、これら装置における膨張弁の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る膨張弁の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る膨張弁の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る膨張弁の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る膨張弁の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る膨張弁の縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態６に係る膨張弁の縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態７に係る膨張弁の縦断面図である。
【図８】マルチ型空気調和機の代表的冷媒回路図である。
【図９】従来膨張弁に接続される液冷媒で満たされている配管の共鳴空間説明図である。
【図１０】配管における共鳴モード説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…弁本体、１１、１２、５１、６１…配管接続部、１８…絞り部、１９、５２…配管３０、５５、６３…開口部、３１、４１、４２、５３、６２…共鳴調整器、４５、４６…（音波を反射しにくい）部材。
【図１】
2007278625.tif 000003
【図２】
2007278625.tif 000004
【図３】
2007278625.tif 000005
【図４】
2007278625.tif 000006
【図５】
2007278625.tif 000007
【図６】
2007278625.tif 000008
【図７】
2007278625.tif 000009
【図８】
2007278625.tif 000010
【図９】
2007278625.tif 000011
【図１０】
2007278625.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月17日(2007.7.17)
【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、弁本体内部に形成される絞り部と、この絞り部の前後に連通する二つの配管接続部と、略液冷媒で満たされる配管が接続される配管接続部から絞り部に至る冷媒流通路を弁本体の外部に開放する少なくとも一つの開口部とを有し、前記弁本体は、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性を調整する共鳴空間を備えた共鳴調整器を、前記開口部に連通する態様で弁本体の外側に取り付け可能に形成されている膨張弁において、
前記共鳴調整器は、管状容器であることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記共鳴調整器は、内部に音波を反射しにくい部材が取り付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】
前記音波を反射しにくい部材は、多孔質体からなることを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。
【請求項４】
請求項１〜３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空気調和機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来空気調和装置において騒音の低下が望まれており、特に、膨張弁における低騒音化が必要とされている。また、この膨張弁における騒音問題としては、主として、膨張弁の上流側の冷媒流通抵抗の増加、凝縮器の能力不足などの要因で膨張弁に流入する冷媒流が気液二相流になった場合の騒音に着目されていた。この騒音の発生メカニズムは、密度の異なる冷媒が不規則に膨張弁の弁本体の内部を通過することにより、膨張弁内部における圧力の変動が激しくなり、圧力変動が膨張弁を形成するケースに伝播する。そして、膨張弁の圧力変動により弁体自体が加振され、その振動がシャフトを通してロータに伝わり、ケースを振動させるというものであった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このような問題に対し、特許文献１では、膨張弁の弁本体の筺体に弁本体の内部に連通する中空形状の空間を形成したものが提案されている。これは、筺体内に形成された中空形状の空間における圧力変動の周波数特性と、膨張弁の弁本体内部における圧力減圧時の圧力変動による周波数特性とを干渉させることにより、不快と感じられる周波数の騒音レベルを下げるものである。また、特許文献２には、膨張弁内において、膨張弁の出入口を形成する二つの配管と絞り部との間それぞれに膨張室を設けたものが提案されている。この膨張弁は、冷媒がこの２つの膨張室を通過するときに、冷媒の圧力脈動を段階的に減衰することにより、冷媒通過音を低減するものであり、二つの膨張室を消音器として機能させたものである。また、特許文献３では、マルチエアコンにおいて、負荷変動に対応するために一部の空気調和機の膨張弁が弁開度調整されたときに、他室の空気調和機の膨張弁の入口側において過渡的に気液二相流状態となり、圧力脈動が生ずる場合の騒音対策として、弁体、弁座、接続管などの膨張弁の構成部品内に消音室を設けたものが提案されている。この消音器は、容積の閉じた空間室とそれに連通する所定長さ、かつ所定の断面積の直管とからなるものであって、ヘルムホルツ型共鳴器と近似した構成のものである。
【特許文献１】特開平１０−１６０２９０号公報
【特許文献２】特開平１１−３２５６５８号公報
【特許文献３】特開平８−１３５８４２号公報
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ここで、このマルチエアコンにおいて、どの配管が絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管に相当するかについて説明する。
図８は一般的なヒートポンプ式マルチエアコンにおける冷媒回路を示す。この冷媒回路は、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外側熱交換器１０３、室外膨張弁１０４、受液器１０５などを収納した１台の室外ユニット１０６に対し、室内膨張弁１０７、室内側熱交換器１０８を収納した複数台（図では２台の場合を例示）の室内ユニット１０９が接続されている。この空気調和機においては、冷房運転時は、四路切換弁１０２の切換により、実線矢印のように、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外側熱交換器１０３、室外膨張弁１０４、受液器１０５、室内膨張弁１０７、室内側熱交換器１０８、四路切換弁１０２、圧縮機１０１の経路で冷媒が流通する冷媒回路が形成される。なお、室内ユニット１０９に組み込まれている室内膨張弁１０７、室内側熱交換器１０８の回路部分は各室並列に接続されている。そして、この冷房運転時においては、室外膨張弁１０４及び室内膨張弁１０７で冷媒制御して、室外側熱交換器１０３を凝縮器として作用させ、室内側熱交換器１０８を蒸発器として作用させている。このような冷媒回路が形成されることにより、室内空気が室内側熱交換器１０８で冷却除湿される。この冷媒回路においては、運転条件が定格冷房運転条件に近い状態の場合には、室内膨張弁１０７の上流側配管が、前述の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管に該当する。また、この冷媒回路の運転における室内膨張弁１０７の上流側配管で、配管内の音響共鳴により冷媒音の悪化する場合のあることが発明者により解明された。
【手続補正５】
【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】
上記課題を解決する本発明に係る膨張弁は、弁本体と、弁本体内部に形成される絞り部と、この絞り部の前後に連通する二つの配管接続部と、略液冷媒で満たされる配管が接続される配管接続部から絞り部に至る冷媒流通路を弁本体の外部に開放する少なくとも一つの開口部とを有する。そして、前記弁本体は、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性を調整する共鳴空間を備えた共鳴調整器を、前記開口部に連通する態様で弁本体の外側に取り付け可能に形成されている。また、前記共鳴調整器は、管状容器である。このように構成された膨張弁を用いて空気調和機のシステム設計を行えば、この空気調和機における膨張弁の絞り部に接続され、かつ、略液冷媒で満たされる配管の共鳴特性に対応した共鳴調整器を、膨張弁の弁本体外部に取り付けすることができる。これにより、共鳴モードの腹の位置を調整することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音を低減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【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８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、この共鳴調整器の内部に音波を反射しにくい部材を取り付けることもできる。共鳴音は反射されるので、音波を反射しにくい部材を取り付けることにより、共鳴音を低減することが可能となる。また、このような材料として、取り扱いの容易な多孔質体を用いることもできる。
【手続補正９】
【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】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る膨張弁は、図２に示すように、実施の形態１における膨張弁の共鳴調整器３１の直径を、配管１９の直径よりも細くした共鳴調整器４１を用いたものである。この場合の共鳴空間の閉端は、弁本体１の外側に取り付けられた共鳴調整器４１の閉鎖された側の端部４１ａとなる。実施の形態２の共鳴調整器４１の基本的な考え方は実施の形態１の共鳴調整器３１と同一であり、共鳴調整器４１の長さや直径を調整することにより、共鳴特性を調整することができ、音響共鳴による騒音の振幅レベルを下げて、共鳴音を低減することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る膨張弁は、図３に示すように、実施の形態１における管状の共鳴調整器３１を共鳴器形状の容器からなる共鳴調整器４２としたものである。この共鳴調整器４２は、容積の閉じた空間室（消音室）４３とそれに連通する所定長さ、かつ所定断面積の連通路４４とからなる。この共鳴調整器４２を弁室１４の側方に連結することにより、共鳴空間の閉端が弁本体１の外側に取り付けられた共鳴調整器４２の閉鎖された側の端部４２ａとなる。実施の形態３に係る膨張弁は、共鳴器形状の容器からなる共鳴調整器４２を取り付けるものであるので、配管１９の共鳴特性を調整するとともに、低周波数の騒音レベルを低減させることができる。したがって、共鳴音の振幅レベルがより一層低減される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る膨張弁は、図４に示すように、実施の形態１における共鳴調整器３１の内部に音波を反射しにくい部材４５を取り付けたものであって、音波を反射しにくい部材４５としては、金属繊維、焼結合金などの多孔質材料からなるものを取り付けたものである。このような音波を反射しにくい部材４５を共鳴調整器３１の内部に取り付けることにより、共鳴音の反射音を低減することができ、共鳴音の振幅レベルを低減して、騒音をより低減することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
（３）上記各実施の形態では、膨張弁について説明しているが、これら膨張弁は、家庭用空気調和機、店舗、オフィスビルなどの業務用エアコン、冷蔵庫、冷凍庫などあらゆる冷凍装置に使用することができ、これら装置における膨張弁の騒音を低減することができる。