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