JP3951983B2 - 冷媒制御弁 - Google Patents

Description

この発明は、冷媒制御弁、例えば、除湿機能を有する空気調和機で除湿用膨張装置として使用される冷媒制御弁に関する。

空気調和機には、冷房運転、暖房運転以外に除湿運転を可能としたものがある。この除湿運転を可能とするためには、室内側熱交換器を２分割し、その中間に冷媒制御弁を接続し、この冷媒制御弁を冷房運転時や暖房運転時に全開状態とし、除湿運転時に絞り状態（閉弁状態）とするように制御している。すなわち、２分割された室内側熱交換器の中間位置に配設された冷媒制御弁を上記のように制御するととともに冷媒回路を可逆に切り替えることにより、冷房運転時には室内側熱交換器全体を冷媒制御弁蒸発器として作用させ、暖房運転時には室内側熱交換器全体を凝縮器として作用させ、除湿運転時には上流側の室内側熱交換器を凝縮器として作用させるとともに下流側の室内側熱交換器を蒸発器として作用させている。このような空気調和機では、除湿運転時に冷媒制御弁の上流側が気液２層流の場合、閉弁された絞り状態の冷媒制御弁に液冷媒とガス冷媒とが交互にかつ不規則に流れてくることにより、冷媒流が脈動し、連続的または不連続的な不快な冷媒通過音が発生するという問題があった。なお、通常、冷房用及び暖房用の膨張弁は室外機に設置されているので、冷媒絞りにおけるこのような冷媒通過音が問題になっていない。

このことに鑑み、冷媒制御弁における絞り通路の前後に多孔質物質からなる多孔体を設けることが行われている。絞り通路上流側の多孔体は、冷媒中に含まれる気泡を微細化し、気泡を含む冷媒の流れを整流化（均質化）して、絞り通路を流れる不連続的な冷媒通過音を低減する。また、絞り通路下流側の多孔体は、減圧後の冷媒噴流のエネルギーを吸収して連続的な冷媒通過音を低減する。なお、冷媒流中にはコンタミネーションと云われる固形の混入物（スラッジなど）が存在するため、長期間の使用において多孔体に混入物が詰まり、冷媒流量が変化したり、整流効果が低下したりすると云う不具合が生じる。

この不具合を改善するため、冷媒制御弁内において、除湿運転時における多孔体の入口側にフィルタを組み込んだ冷媒制御弁が開発されている。このような冷媒制御弁の１種を図１２に従い説明する。

図１２は、現在市販されている冷媒制御弁１０１の断面図であって、閉弁状態を示す。なお、図１２において、実線矢視は冷媒制御弁１０１の閉弁状態における冷媒流の方向を示す。

この冷媒制御弁１０１は、弁箱１０１ａの直交する二つの面に冷媒入出口１０２、１０３が配置されている。冷媒入出口１０２は、除湿運転時及び冷房運転時における冷媒入口であり、冷媒入出口１０３は、暖房運転時における冷媒入口である。この二つの冷媒入出口１０２、１０３間に弁座１０４が形成されている。弁座１０４の中央部には弁孔１０５が形成されている。そして、この弁座１０４に対し円柱状の弁棒１０６が往復動し、弁棒１０６の先端部が弁座１０４に離接することにより弁孔１０５を開閉している。弁棒１０６内には絞り通路１０７が形成され、絞り通路１０７の前後には、空洞１０７ａ、１０７ｂが設けられ、さらにこの空洞１０７ａ、１０７ｂの前後に多孔性物質からなる円盤状の多孔体１０８、１０９が配置されている。また、弁棒１０６の先端部には多孔体１０９を支持する支持板１１０が設けられ、この支持板１１０には、絞り通路１０７を弁孔１０５に連通するための複数の開口１１０ａが設けられている。

上記構成において、絞り通路１０７の上流側にある空洞１０７ａは、多孔体１０８と絞り通路の重なり具合により、狭い通路面積部分が生じ、この狭い通路面積部分にスラッジが詰るのを防止するためのものである。

また、弁棒１０６の外周側に窪みを設け、この窪みに円筒状のフィルタ１１０が配置されている。このようにして、フィルタ１１０の外周が弁棒１０６の外周と略同一になるように形成されている。また、フィルタ１１０は、一端が反弁座側の多孔体１０８の側部にあり、他端が多孔体１０８の側部から反弁座側（つまり反先端側）の方向に延びるように形成されている。このように形成することにより、フィルタ１１０の弁軸方向の長さが多孔体１０８の厚みに比し長く形成されている。フィルタ１１０と弁箱１０１ａの内壁との間には、冷媒入出口１０２に連通する冷媒通路１１３が形成されている。

また、多孔体１０８の反弁座側端面１０８ａ近傍に多孔体１０８とフィルタ１１０の弁座側（冷媒入出口１０２側）とを連通する連通路１１２が半径方向に配置されている。

このように構成された冷媒制御弁１０１は、弁棒１０６の先端部が弁座１０４から離れる開弁時、すなわち冷房運転時及び暖房運転時には、一方の冷媒入出口１０２が弁孔１０５を介して他方の冷媒入出口１０３に直接的に連通される。したがって、冷媒入出口１０２（又は冷媒入出口１０３）から流入した冷媒は、弁孔１０５を介して他方の冷媒入出口１０３（又は冷媒入出口１０２）に流れる。

また、冷媒制御弁１０１は、弁棒１０６の先端部が弁座１０４に密接する閉弁時、つまり除湿運転時には、弁孔１０５が弁棒１０６の先端部で閉鎖されるため、弁孔１０５は、開口１０９、多孔体１０９、絞り通路１０７、多孔体１０８、連通路１１２、フィルタ１１０、冷媒通路１１３を介して冷媒入出口１０２に連通される。したがって、冷媒入出口１０２から流入した冷媒は、冷媒通路１１３を通過し、フィルタ１１０で混入物が除去されて連通路１１２を通って上流側の多孔体１０８で整流される。整流された冷媒は、絞り通路１０７で膨張して他方の多孔体１０９で冷媒噴流のエネルギーが吸収され、開口１０９を介して他方の冷媒入出口１０３へと流れる。このように、フィルタ１１０は、多孔体１０８、１０９及び絞り通路１０７に混入物が流れ、目詰まりするのを防止するために、これら多孔体１０８、１０９及び絞り通路１０７の上流側に設けられている。

また、上記構成の冷媒制御弁１０１では、除湿運転時、フィルタ１１０の冷媒通路１１３側の表面における連通路１１２の近傍部分の冷媒流量が多くなり、この部分が混入物により詰りやすくなる。そこで、上記の冷媒制御弁１０１では、フィルタ１１０の弁軸方向の長さを多孔体１０８の厚みに比し長く形成している。フィルタ１１０をこのように構成することにより、冷媒通路１１３側の表面における連通路１１２の近傍が詰っても、目詰まりしていない冷媒通路１１３側表面における他部分から冷媒流れを得ることができるように構成したものである。

しかしながら、上記構成の冷媒制御弁１０１では、閉弁時（つまり除湿運転時）に多孔体１０８の弁軸方向の厚さが薄いため、多孔体１０８における整流効果を十分に得ることができないという問題があった。このため、この冷媒制御弁における冷媒通過音を低減するための改善の余地を残していた。

本発明は、従来技術におけるこのような問題点に鑑みなされたものであって、閉弁時、多孔体による冷媒の整流効果をより一層向上させ、冷媒通過音をより一層低減した冷媒制御弁を提供することを目的とする。

第１の発明は、二つの冷媒入出口と、二つの冷媒入出口間に形成された弁座と、弁座に形成された弁孔と、弁座に対し往復動し、先端部が弁座に離接することにより弁孔を開閉する弁棒と、弁棒内に形成された絞り通路と、絞り通路の前後に配置された多孔性物質よりなる二つの多孔体と、弁棒先端部に形成された、絞り通路を弁棒の先端側に連通する開口と、弁棒の外周面に沿って、反弁座側の多孔体の反弁座側端面近くの位置から弁座側方向に延設されたフィルタと、一方の冷媒入出口に連通してフィルタの外周面に沿って形成された冷媒通路と、反弁座側の多孔体の反弁座側端面近傍の側面部分をフィルタに連通する連通路とを備え、開弁時には弁孔を介し一方の冷媒入出口と他方の冷媒入出口とを連通し、閉弁時には冷媒通路、フィルタ、連通路、二つの多孔体、絞り通路、開口及び弁孔を介し、一方の冷媒入出口を入口側として他方の冷媒入出口に連通するように構成されてなることを特徴とする。

第２の発明は、前記フィルタが、前記多孔体より孔径が小さい多孔性物質により形成されてなることを特徴とする。

第３の発明は、前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔から形成され、さらに、連通路近辺の冷媒流通抵抗をフィルタの他部分の冷媒流通抵抗に比し大きくする冷媒流通規制手段が連通路近辺のフィルタ外周側に設けられていることを特徴とする。

第４の発明は、前記冷媒流通規制手段が、連通路近辺のフィルタの外周に配置された邪魔板からなることを特徴とする。

第５の発明は、前記連通路が、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側の多孔体の反弁座側端面に沿って形成された空間部とからなることを特徴とする。

第６の発明は、前記連通路が、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつフィルタの弁棒側表面に沿って形成された空間部とからなることを特徴とする。

第７の発明は、前記連通路が、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側の多孔体の反弁座側端面に沿って形成された空間部と、前記孔に連通し、かつフィルタの弁棒側表面に沿って形成された空間部とからなることを特徴とする。

第８の発明は、前記連通路が、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつフィルタの弁棒側表面に沿って形成された空間部とからなり、この空間部は孔から弁棒側表面に沿って遠くなるにつれ空間部の隙間寸法が小さくなるようにテーパ状に形成されてなることを特徴とする。

第９の発明は、前記連通路が、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側の多孔体の外周面に沿って形成された空間部とから形成されてなることを特徴とする。

第１０の発明は、上記冷媒制御弁を空気調和機の膨張装置として用いたことを特徴とする。

第１の発明によれば、フィルタが弁棒の外周面に沿って、反弁座側の多孔体の反弁座側端面近くの位置から弁座側方向に延設されるとともに、連通路が反弁座側の多孔体の反弁座側端面近傍の側面部分をフィルタに連通するように形成されているで、絞り通路の反弁座側の多孔体の厚さをフィルタの弁軸方向の高さ寸法に近づけることができる。したがって、反弁座側多孔体の厚さ寸法を大きくすることができる。この結果、冷媒制御弁の閉弁時において、絞り通路の入口側となる反弁座側多孔体による冷媒の整流効果、つまり気泡細分化効果が向上し、この冷媒制御弁の閉弁時における冷媒通過音を低減することができる。

第２の発明によれば、連通路及び多孔体より孔径が小さい多孔性物質によりフィルタが形成されているので、第１の発明の効果に加え、さらなる効果として、閉弁時、多孔体の上流側において混入物をフィルタでほぼ完全に除去することができる。したがって、多孔体における混入物の詰まりを防止して冷媒の均質化作用を長期間安定させることができる。

第３の発明によれば、第１及び第２の発明の効果を奏し、さらに次のような効果を奏することができる。すなわち、連通路が弁棒の半径方向に形成された複数の孔から形成されているので、連通路の冷媒通過面積を大きくことができ、フィルタにおける連通路近傍の冷媒偏流が軽減される。また、連通路近辺のフィルタ外周側に冷媒流通規制手段が設けられているので、フィルタにおける連通路近傍に冷媒流が集中するという冷媒偏流が防止され、フィルタにおける冷媒流れを均質化することができる。また、この冷媒流れの均質化により、フィルタ表面における連通路近傍の急激な目詰まりを防止し、フィルタの寿命を長期化することができる。また、冷媒流れの均質化により、連通路に流入する冷媒の脈動を防止することができ、冷媒通過音をより一層低減させることができる。

第４の発明によれば、第３の発明の効果に加え、さらに、冷媒流通規制手段を簡単な構造の邪魔板で形成することができる。

第５の発明によれば、第１及び第２の発明の効果に加え、さらに次の効果を奏することができる。すなわち、多孔体の反弁座側端面に接して空間部が形成されるため、閉弁時における多孔体への流入面積を大きくすることができる。したがって、絞り通路入口側の多孔体における冷媒流が均一化されるため、この多孔体の整流効果、つまり気泡の微細化効果がより一層促進され、冷媒通過音をより一層低減させることができる。

第６の発明によれば、第１及び第２の発明の効果に加え、さらに次の効果を奏することができる。フィルタ後流側に空間部が形成されるため、フィルタにおける冷媒の偏流を防止することが可能となる。したがって、フィルタ表面における部分的な急激な目詰まりを防止し、フィルタの寿命を長期化することができる。また、この偏流防止により、フィルタにおいて冷媒の脈動を防止することができ、冷媒通過音をより低減させることができる。

第７の発明によれば、第１及び第２の発明の効果に加え、さらに、第５の発明及び第６の発明の効果を奏することができる。

第８の発明によれば、第１及び第２の発明の効果に加え、さらに次の効果を奏することができる。すなわち、フィルタ後流側に空間部が形成されているため、フィルタにおける冷媒の偏流が防止され、フィルタの急激な目詰まりが防止される。また、これによりフィルタの寿命を長期化することができる。また、この偏流防止により、フィルタにおいて冷媒の脈動を防止して冷媒通過音をより低減させることができる。さらに、フィルタ通過後の空間部では、連通路を構成する半径方向の穴からの入口に向け空間部の隙間が小さくなっているので、この空間部における気泡の再集合が緩和され、冷媒通過音低減効果をより一層向上させることができる。

第９の発明によれば、第１及び第２の発明の効果に加え、さらに次の効果を奏することができる。反弁座側多孔体の外周面に接して空間部が形成されるため、閉弁時における多孔体への流入面積を大きくすることができる。したがって、絞り通路入口側の多孔体における冷媒流が均一化されるため、この多孔体の整流効果、つまり気泡の微細化効果がより一層促進され、冷媒通過音をより一層低減させることができる。

第１０の発明によれば、本発明の冷媒制御弁を空気調和機の膨張装置に利用することにより、冷媒通過音を低減した除湿運転可能な空気調和機を得ることが可能である。

以下各実施例について図面に基づいて説明する。

まず、実施例１について図１及び図２に基づき説明する。なお、図１は本発明の実施例１に係る冷媒制御弁の断面図であって、閉弁状態を示す。図２は同冷媒制御弁を用いた空気調和機の冷媒回路図である。なお、図１において実線矢視は閉弁状態における冷媒の流通方向を示す。また、図２において実線矢視は冷房運転時及び除湿運転時の冷媒の流通方向を示し、破線矢視は除湿運転時の冷媒の流通方向を示す。

この冷媒制御弁１は、電磁コイルにより開閉駆動される弁であって、弁箱１ａの直交する二つの面に冷媒入出口２、３が配置されている。冷媒入出口２は、除湿運転時及び冷房運転時における冷媒入口であり、冷媒入出口３は、暖房運転時における冷媒入口である。この二つの冷媒入出口２、３間に弁座４が形成されている。弁座４の中央部には弁孔５が形成されている。そして、この弁座４に対し円柱状の弁棒６が往復動し、弁棒６の先端部が弁座４に離接することにより弁孔５を開閉している。弁棒６内には絞り通路７が形成され、絞り通路７の前後には多孔性物質が円盤状に形成された多孔体８、９が配置されている。また、弁棒６の先端部には多孔体９を支持する支持板１０が設けられ、この支持板１０には、絞り通路７を弁孔５に連通するための複数の開口１０ａが設けられている。

反弁座側の多孔体８は、除湿運転時に絞り通路７に流入する冷媒中に含まれる気泡を微細化し、気泡を含む冷媒の流れを整流化（均質化）する。また、弁座側の多孔体９は、絞り通路７で減圧された減圧後の冷媒噴流のエネルギーを吸収する。

また、多孔体８、９としては、多数の孔を有して冷媒を通過させるものを用いることができる。その具体例として発泡金属、発泡樹脂、焼結金属、セラミックス、金属メッシュの重ね合わせたもの等を挙げることができる。なお、多孔体の孔径は、絞り通路７の孔径より小さくし、絞り通路７に混入物が詰るのを防ぐようにするのが好ましい。

また、弁棒６の外周側に窪みを設け、この窪みに円筒状のフィルタ１１が配置されている。このようにして、フィルタ１１の外周が弁棒６の外周と略同一になるように形成されている。フィルタ１１は、一端が反弁座側の多孔体８の反弁座側端面８ａにあり、他端がこの反弁座側端面８ａ付近から弁座側の方向に延びるように形成されている。多孔体８の反弁座側端面８ａ近傍に多孔体８とフィルタ１１の反弁座側とを連通する複数の連通路１２が半径方向に所定角度ピッチで複数個配置されている。連通路１２の孔径は０．５〜１．０ｍｍ程度の大きさとするのが好ましい。

このように形成することにより、フィルタ１１の弁軸方向の長さは従来と大差ないが、多孔体８の厚み及び多孔体９の厚みを従来より長く構成可能としている。また、フィルタ１１と弁箱１ａの内壁との間には、冷媒入出口２に連通する冷媒通路１３が形成されている
フィルタ１１は、下流側での目詰まりを防止するものである。したがって、フィルタは絞り通路７及び多孔体８、９より孔径が小さい多孔性物質により形成されている。なお、フィルタ１１でも冷媒を整流する効果があるので、フィルタは目が細かいほど冷媒清流効果を発揮することができるが、冷媒中に浮遊するごみによる目詰まりが極端に起こり易くなることを防ぐために、５０μｍ以上であることが望ましい。

また、フィルタ１１としては、構造部材の隙間に偏りが少ないものを使用する。隙間の偏りが少ないものとしては、金属メッシュの重ね合わせ、発泡金属、金属線などを糸玉状に巻いたものなどを挙げることができる。なお、隙間の偏りが多いもの、例えば不織布などを用いると、隙間に偏り（疎密）があるため、疎の部分を冷媒中の残渣が流れ、後流の多孔体８や絞り通路７で目詰まりを生ずるおそれがある。

冷媒制御弁１では、上記のように弁棒６中にフィルタ１１と多孔体８とを連通する連通路１２が形成されているため、連通路１２としては大きな孔を形成することができない。このため、連通路１２は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔から形成されている。例えば、弁棒６の径が９ｍｍのとき、孔の径は０．５〜１ｍｍ程度が好ましく、弁棒６の半径方向に６〜８個程度形成されている。

このように構成された冷媒制御弁１は、弁棒６の先端部が弁座４から離れる開弁時、すなわち冷房運転時及び暖房運転時には、一方の冷媒入出口２が弁孔５を介して他方の冷媒入出口３に直接的に連通される。したがって、冷媒入出口２（又は冷媒入出口３）から流入した冷媒は、弁孔５を介して他方の冷媒入出口３（又は冷媒入出口２）に流れる。

また、冷媒制御弁１は、弁棒６の先端部が弁座４に密接する閉弁時、つまり除湿運転時には、弁孔５が弁棒６の先端部で閉鎖される。このため、弁孔５は、開口１０ａ、多孔体９、絞り通路７、多孔体８、連通路１２、フィルタ１１、冷媒通路１３を介して冷媒入出口２に連通される。したがって、冷媒入出口２から流入した冷媒は、冷媒通路１３を通過し、フィルタ１１で混入物が除去されて連通路１２を通って多孔体８で整流される。整流された冷媒は、絞り通路７で膨張して他方の多孔体９へ噴出する。多孔体９へ噴出された冷媒は、多孔体９で噴流エネルギーが吸収されて、開口１０ａを介して他方の冷媒入出口３へと流れる。

上記のように構成された冷媒制御弁１は、図２の冷媒回路に示すように用いられている。この冷媒回路に示すように、圧縮機２１の出入口に四方弁２２が接続され、この四方弁２２の切換ポート間に室外側熱交換器２３、電動膨張弁２４、二つに分離された室内側熱交換器２５ａ、２５ｂが接続されている。そして、室内側熱交換器２５ａと室内側熱交換器２５ｂとの間に冷媒制御弁１が配置されている。なお、上記冷媒回路中の圧縮機２１、四方弁２２、室外側熱交換器２３及び電動膨張弁２４は室外ユニットに内蔵され、室内側熱交換器２５ａ、室内側熱交換器２５ｂ及び冷媒制御弁１は室内ユニットに内蔵されている。また、図２において、符号２７は、室外ユニット側の閉鎖弁であり、２８は室内ユニット側の閉鎖弁である。また、符号２９は室外ユニットと室内ユニットとを接続する連絡配管である。

上記構成の空気調和機は、冷房運転するときは、冷媒を実線矢視のように流通させるように四方弁２２を切り変えるとともに冷媒制御弁１を弁開状態にする。これにより、冷媒制御弁１内には冷媒入出口２、３間には大きな冷媒流通抵抗を形成しない冷媒流路が形成される。冷媒回路をこのようにして運転を行うことにより室外側熱交換器２３が凝縮器として作用し、室内側熱交換器２５ａ，２５ｂが蒸発器として作用し、室内側熱交換器２５ａ，２５ｂにより室内空気が冷却減湿する。

また、次に、除湿運転するときは、冷房運転時と同様に冷媒を実線矢視のように流通させるように四方弁２２を切り変えるとともに冷媒制御弁１を閉弁状態、つまり絞り状態とする。この絞り状態において、冷媒の入口となる冷媒入出口２は、冷媒通路１３、フィルタ１１、連通路１２、多孔体８、絞り通路７、多孔体９、開口１０ａ、弁孔５を介して冷媒出口となる冷媒入出口３に連通される。この結果、冷媒制御弁１内に膨張機構が形成される。したがって、冷媒回路をこのようにして運転することにより、室外側熱交換器２３及び室内側熱交換器２５ａが凝縮器として作用し、室内側熱交換器２５ｂが蒸発器として作用する。この結果、室内空気は室内側熱交換器２５ａにより加熱されるとともに、室内側熱交換器２５ｂにより冷却減湿される。つまり、室内温度をあまり変化させないで除湿することができる。

また、暖房運転するときには、冷媒を破線矢視のように流通させるように四方弁２２を切り変えるとともに冷媒制御弁１を全開する。全開時は前述の冷房運転時と同様に、冷媒制御弁１内における冷媒入出口２，３間には、大きな冷媒流通抵抗を有しない冷媒流路が形成される。冷媒制御弁１及び冷媒回路を上述のようにして運転を行うことにより、室外側熱交換器２３が蒸発器として作用し、室内側熱交換器２５ａ，２５ｂが凝縮器として作用する。この結果、室内が暖房される。

この空気調和機においては、冷媒としてはＨＣＦＣ系冷媒に限らず、ＨＦＣ系冷媒等種々の冷媒が使用でき、また、冷凍機油として、鉱油の他に、エーテル系、エステル系等の油を使用できる。

実施例１は上述のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。

一般的に気液２相流の冷媒が絞り機構に流入すると、液冷媒とガス冷媒が交互に流れるため、その脈動により冷媒通過音が発生する。しかし、実施例１の冷媒制御弁１では、冷媒制御弁１に流入した気液２相流の冷媒は、絞り通路７に流入する前に多孔体８により気泡が細分化されるように整流されるので、絞り通路７における圧力変動が防止され、冷媒制御弁１で発生する冷媒通過音、特に、不連続音が低減される。また、絞り通路７から噴出される冷媒の噴流エネルギーが多孔体９で消耗されるので、この噴流による冷媒通過音、特に連続音が低減される。

また、実施例１の冷媒制御弁１では、フィルタ１１が弁棒６の外周面に沿って、反弁座側の多孔体８の反弁座側端面８ａ近くの位置から弁座側方向に延設されるとともに、連通路１２が反弁座側の多孔体８の反弁座側端面８ａ近傍の側面部分をフィルタ１１に連通するように形成されているで、絞り通路７の反弁座側の多孔体８の厚さをフィルタ１１の弁軸方向の高さ寸法に近づけることができ、反弁座側多孔体８の厚さ寸法を大きくすることができる。したがって、冷媒制御弁１の閉弁時において、絞り通路７の入口側となる反弁座側多孔体８による冷媒の整流効果、つまり気泡細分化効果が向上し、この冷媒制御弁１の閉弁時における冷媒通過音をより一層低減することができる。

また、この冷媒制御弁１においては、多孔体８の孔径より小さい孔径の多孔性物質によりフィルタ１１が形成されているので、閉弁時、多孔体８の上流側において混入物をフィルタ１１で略完全に除去することができる。したがって、多孔体８における混入物の詰まりを防止して冷媒の均質化作用を長期間安定させることができる。

また、この冷媒制御弁１においては、連通路１２が弁棒６の半径方向に形成された複数の孔から形成されているので、連通路１２の冷媒通過面積を大きくことができ、フィルタ１１における連通路１２近傍の冷媒偏流をより一層軽減することができる。

また、実施例１の冷媒制御弁１は、絞り通路７の手前にフィルタ１１が内装されているので、この冷媒制御弁１を用いた空気調和機では、冷媒制御弁１の入口配管にフィルタを設けなくてもよく、部品点数を削減することができ、コストの軽減を図ることができる。

次に実施例２について図３に基づき説明する。図３は本発明の実施例２に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。なお、図３において、実施例１と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例１の冷媒制御弁では、連通路１２の孔径が小さいため、フィルタ１１を通過する冷媒が連通路１２に当接する部分に集中する。このため、気液２層で流入する冷媒の脈動作用が連通路１２を通過する冷媒にそのまま反映される傾向があった。そこで、実施例２では、このような脈動作用をフィルタ１１で防止することを考えたものである。このために、実施例２では、フィルタ１１の外表面部における連通路１２の側部及びその付近に冷媒が通過しないかまたは通過し難い材質からなる円筒状の邪魔板３１を冷媒流通規制手段として設けている。

上記冷媒流通規制手段を構成する邪魔板３１としては、例えば、金属リング、シート、シールなどのように冷媒を通過させないものであってもよい、また、高圧損の多孔質部材のように冷媒を通過し難い部材であってもよい。

また、このような邪魔板３１は、円筒形状に拘泥する必要はなく、連通路１２の側部を覆うようにしたものであればよく、円周方向において部分的に形成されるものであってもよい。

また、邪魔板３１は、図３ではフィルタ１１の外周面に密着させているが、フィルタ１１との間に小さな間隙をおいて弁箱１ａ側に取り付けるようにしてもよい。

上記実施例２の冷媒制御弁１によれば、連通路１２近辺のフィルタ１１外周側に冷媒流通規制手段が設けられているので、フィルタ１１における連通路１２近傍に冷媒流が集中するという冷媒偏流が防止され、フィルタ１１における冷媒流れを均質化することができる。また、この冷媒流れの均質化により、フィルタ１１表面における連通路１２近傍の急激な目詰まりを防止し、フィルタ１１の寿命を長期化することができる。また、冷媒流れの均質化により、連通路１２に流入する冷媒の脈動を緩和することができ、冷媒通過音をより一層低減させることができる。また、冷媒流通規制手段として、邪魔板３１で構成されているので、簡略な構成とすることができる。

次に実施例３について図４に基づき説明する。図４は本発明の実施例２に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。なお、図４において、実施例２と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例３に係る冷媒制御弁１は、実施例２における連通路１２を、図４に示すような連通路４０に形成したものである。すなわち、連通路４０は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔４１と、この孔４１に連通し、かつ反弁座側の多孔体８の反弁座側端面８ａに沿って形成された空間部４２とから構成されている。なお、空間部４２を形成するために、多孔体８の反弁座側端部における外周縁部を段上に切り欠いている。

上記実施例３の冷媒制御弁１によれば、除湿運転を行う閉弁時において、反弁座側の多孔体８の反弁座側端面８ａに沿って空間部４２が形成されているので、多孔体８への流入面積を大きくすることができる。したがって、絞り通路７の入口側に配置される多孔体８における冷媒流が均一化されるため、この多孔体８の整流効果、つまり気泡の微細化効果がより一層促進され、冷媒通過音をより一層低減させることができる。

次に実施例４について図５に基づき説明する。図５は本発明の実施例３に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。なお、図５において、実施例１と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例４に係る冷媒制御弁１は、実施例１における連通路１２を、図５に示すような連通路５０としたものである。すなわち、連通路５０は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔５１と、この孔５１に連通し、かつフィルタ１１の弁棒６の側面に沿って形成された空間部５２とから構成されている。

なお、空間部５２の幅は、例えば、弁棒６の径が９ｍｍのとき、０．５〜１．５ｍｍ程度が好ましい。

上記実施例４の冷媒制御弁１によれば、除湿運転を行う閉弁時において、フィルタ１１の後流側に空間部５２が形成されているので、フィルタ１１における冷媒の偏流を防止することができる。これにより、フィルタ１１表面における部分的な急激な目詰まりを防止し、フィルタ１１の寿命を長期化することができる。また、この偏流防止により、フィルタ１１において冷媒の脈動を緩和することができ、冷媒通過音をより低減させることができる。

次に実施例５について図６に基づき説明する。図６は本発明の実施例５に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。なお、図５において、実施例１と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例５に係る冷媒制御弁１は、実施例１における連通路１２を、図６に示すような連通路６０としたものである。すなわち、連通路６０は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔６１と、この孔６１に連通し、かつかつフィルタ１１の弁棒側表面に沿って形成された空間部５２とから構成されている。孔６１は、多孔体８の反弁座側端面８ａの角部とフィルタ１１の反弁座側端部近傍とを接続している。空間部６２は孔６１からフィルタ１１の弁棒側表面に沿って遠くなるにつれ空間部の隙間寸法（半径方向の寸法）が小さくなるようにテーパ状に形成されている。

上記実施例５の冷媒制御弁１によれば、除湿運転を行う閉弁時において、フィルタ１１の後流側に空間部６２が形成されているため、フィルタ１１における冷媒の偏流が防止され、フィルタ１１の急激な目詰まりが防止される。また、これによりフィルタ１１の寿命を長期化することができる。また、この偏流防止により、フィルタ１１において冷媒の脈動を緩和して冷媒通過音をより低減させることができる。さらに、フィルタ１１通過後の空間部６２は、孔６１からフィルタ１１の弁棒側表面に沿って遠くなるにつれ空間部の隙間寸法（半径方向の寸法）が小さくなるようにテーパ状に形成されているため、この空間部６２における気泡の再集合が低減され、冷媒通過音低減効果をより一層向上させることができる。

次に実施例６について図７に基づき説明する。図７は本発明の実施例６に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。なお、図７において、実施例１と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例６に係る冷媒制御弁１は、実施例１における連通路１２を、図７に示すような連通路７０としたものである。すなわち、連通路７０は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔７１と、この孔７１に連通し、かつ反弁座側の多孔体８の反弁座側端面８ａに沿って形成された空間部７２と、前記孔７１に連通し、かつフィルタ１１の弁棒側表面に沿って形成された空間部７３とから構成されている。孔７１は、多孔体８の反弁座側端面８ａの角部とフィルタ１１の反弁座側端部近傍とを接続している。空間部７３は、孔７１からフィルタ１１の弁棒側表面に沿って遠くなるにつれ空間部の隙間寸法（半径方向の寸法）が小さくなるようにテーパ状に形成されている。

上記実施例６の冷媒制御弁１によれば、除湿運転を行う閉弁時において、多孔体８の反弁座側端面８ａに接して空間部７２が形成されるため、閉弁時における多孔体８への流入面積を大きくすることができる。したがって、絞り通路７入口側となる多孔体８における冷媒流が均一化されるため、この多孔体８の整流効果、つまり気泡の微細化効果がより一層促進され、冷媒通過音をより一層低減させることができる。また、フィルタ１１の後流側に空間部７３が形成されるため、フィルタ１１における冷媒の偏流を防止することが可能となり、フィルタ１１表面における部分的な急激な目詰まりを防止し、フィルタ１１の寿命を長期化することができる。また、この偏流防止により、フィルタ１１において冷媒の脈動を防止することができ、冷媒通過音をより低減させることができる。さらに、フィルタ１１通過後の空間部８３は、孔７１からフィルタ１１の弁棒側表面に沿って遠くなるにつれ空間部７３の隙間寸法（半径方向の寸法）が小さくなるようにテーパ状に形成されているため、この空間部７３における気泡の再集合が低減され、冷媒通過音低減効果をより一層向上させることができる。

次に実施例７について図８に基づき説明する。図８は本発明の実施例７に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。なお、図８において、実施例１と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例７に係る冷媒制御弁１は、実施例１における連通路１２を、図８に示すような連通路８０としたものである。すなわち、連通路８０は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔８１と、この孔８１に連通し、かつ反弁座側の多孔体８の外周面に沿って形成された空間部８２と、孔８１に連通し、かつフィルタ１１の弁棒側表面に沿って形成された空間部８３とから構成されている。

上記実施例７の冷媒制御弁１によれば、除湿運転を行う閉弁時において、反弁座側の多孔体８の外周面に沿って空間部８２が形成されているので、冷媒が多孔体８に流入する面積が大きくなる。したがって、多孔体８における冷媒流れが均一化され、冷媒の整流効果が上昇する。また、フィルタ１１の後流側に空間部８３が形成されるため、フィルタ１１における冷媒の偏流を防止することが可能となり、フィルタ１１において冷媒の脈動を防止することができ、冷媒通過音をより低減させることができる。また、この偏流防止により、フィルタ１１表面における部分的な急激な目詰まりを防止し、フィルタ１１の寿命を長期化することができる。

次に実施例８について図９〜図１１に基づき説明する。図９は本発明の実施例８に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。図１０は同冷媒制御弁に係る弁棒の側面図である。図１１は同冷媒制御弁に係る弁棒の変形例の側面図である。なお、これら図において、実施例１と同一または相当する個所には同一の符号を付しその説明を省略する。

実施例８に係る冷媒制御弁１は、実施例１における連通路１２を図９及び図１０に示すような連通路９０としたものである。すなわち、連通路９０は、弁棒６の半径方向に形成された複数の孔からなるが、実施例１の場合よりも大きな断面円形の孔に形成したものである。本発明では、多孔体８の厚さを大きくし、フィルタ１１との弁軸方向での重なりを大きくしていることからこのような策を講ずることができるようになったのである。

上記構成の実施例８によれば、連通路９０の孔径を大きくしたので、フィルタ１１における冷媒流れを均質化することができる。また、この冷媒流れの均質化により、フィルタ１１表面における連通路近傍の急激な目詰まりを防止し、フィルタ１１の寿命を長期化することができる。また、冷媒流れの均質化により、連通路９０に流入する冷媒の脈動を防止することができ、冷媒通過音をより一層低減させることができる。

なお、上記連通路９０は、図１１に示すような断面形状が略４角形の連通路９０ａとしてもよく、この場合も上記と同様の効果を奏することができる。

本発明の冷媒制御弁は、安定して静かな除湿運転性能が必要な空気調和機の膨張装置として適用することができる。

本発明の実施例１に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の同冷媒制御弁を用いた空気調和機の冷媒回路図である。 本発明の実施例２に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の実施例３に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の実施例４に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の実施例５に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の実施例６に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の実施例７に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 本発明の実施例８に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 同冷媒制御弁に係る弁棒の側面図である。 同冷媒制御弁に係る弁棒の変形例の側面図である。 従来技術に係る冷媒制御弁の閉弁状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 冷媒制御弁
１ａ 弁箱
２ 冷媒入出口
３ 冷媒入出口
４ 弁座
５ 弁孔
６ 弁棒
７ 絞り通路
７ 連通路
８ （反弁座側）多孔体
８ａ 反弁座側端面
９ （弁座側）多孔体
１０ 支持板
１０ａ 開口
１１ フィルタ
１２ 連通路
１３ 冷媒通路
３１ 邪魔板
４０ 連通路
４１ 孔
４２ 空間部
５０ 連通路
５１ 孔
５２ 空間部
６０ 連通路
６１ 孔
６２ 空間部
７０ 連通路
７１ 孔
７２ 空間部
７３ 空間部
８０ 連通路
８１ 孔
８２ 空間部
８３ 空間部
９０ 連通路

Claims (10)

1. 二つの冷媒入出口と、二つの冷媒入出口間に形成された弁座と、弁座に形成された弁孔と、弁座に対し往復動し、先端部が弁座に離接することにより弁孔を開閉する弁棒と、弁棒内に形成された絞り通路と、絞り通路の前後に配置された多孔性物質よりなる二つの多孔体と、弁棒先端部に形成された、絞り通路を弁棒の先端側に連通する開口と、弁棒の外周面に沿って、反弁座側の多孔体の反弁座側端面近くの位置から弁座側方向に延設されたフィルタと、一方の冷媒入出口に連通してフィルタの外周面に沿って形成された冷媒通路と、反弁座側の多孔体の反弁座側端面近傍の側面部分をフィルタに連通する連通路とを備え、開弁時には弁孔を介し一方の冷媒入出口と他方の冷媒入出口とを連通し、閉弁時には冷媒通路、フィルタ、連通路、二つの多孔体、絞り通路、開口及び弁孔を介し、一方の冷媒入出口を入口側として他方の冷媒入出口に連通するように構成されてなることを特徴とする冷媒制御弁。
2. 前記フィルタは、前記連通路及び多孔体より孔径が小さい多孔性物質により形成されてなることを特徴とする請求項１記載の冷媒制御弁。
3. 前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔から形成され、さらに、連通路近辺の冷媒流通抵抗をフィルタの他部分の冷媒流通抵抗に比し大きくする冷媒流通規制手段が連通路近辺のフィルタ外周側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒制御弁。
4. 前記冷媒流通規制手段は、連通路近辺のフィルタの外周に配置された邪魔板からなることを特徴とする請求項３記載の冷媒制御弁。
5. 前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側の多孔体の反弁座側端面に沿って形成された空間部とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒制御弁。
6. 前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつフィルタの弁棒側表面に沿って形成された空間部とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒制御弁。
7. 前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側の多孔体の反弁座側端面に沿って形成された空間部と、前記孔に連通し、かつフィルタの弁棒側表面に沿って形成された空間部とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒制御弁。
8. 前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側の多孔体の反弁座側端面に沿って形成された空間部と、前記孔に連通し、かつフィルタの弁棒側表面に沿って形成された空間部とからなり、このフィルタの弁棒側表面に沿って形成された前記空間部は、孔から弁棒の軸方向へ遠くなるにつれ空間部の隙間寸法が小さくなるようにテーパ状に形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒制御弁。
9. 前記連通路は、弁棒の半径方向に形成された複数の孔と、この孔に連通し、かつ反弁座側多孔体の外周面に沿って形成された空間部とから形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒制御弁。
10. 請求項１〜９の何れか1項記載の冷媒制御弁を膨張装置として用いたことを特徴とする空気調和機。

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