JP4465122B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、除湿運転が可能な空気調和機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
除湿運転が可能な空気調和機は、一般に、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とを備えると共に、利用側熱交換器を第1熱交換器と第2熱交換器とに熱的に分割し、この第1熱交換器と第2熱交換器との間に、ドライ弁を介設していた。すなわち、通常の冷房又は暖房運転時には、上記ドライ弁を開状態として、利用側熱交換器を蒸発器として機能させたり凝縮器として機能させたりする。そして、除湿運転時には、上記ドライ弁を絞りとして機能させて、上流側の第1熱交換器を凝縮器として機能させると共に、下流側の第2熱交換器を蒸発器として機能させる。これによって、第2熱交換器にて空気の冷房・除湿を行い、第1熱交換器にて空気の加熱を行って、室内を冷やすことなく除湿するものである。
【0003】
ところで、ドライ弁は、図13に示すように弁座80が設けられた弁本体81と、この弁本体81内をその軸心方向に沿って往復動する弁棒82とを備え、弁棒82が弁座80に対して接近して、弁体83が弁座80に当接して閉状態とされ、弁棒82が弁座80から離れる方向に移動(摺動)して、弁体83と弁座80とが離間して開状態とされるものである。そして、弁体83に径方向の小貫孔84・・が設けられ、閉状態において、この小貫孔84・・にて、入口側通路85と出口側通路86とを連通し、この複数の小貫孔84・・に冷媒を流すことによって絞り作用をなすようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷媒が小貫孔84を通過する際に、笛吹き音や変動音が発生したり、さらには、流速増による騒音レベルが増加したりするおそれもあった。しかも、冷凍サイクル内を循環する冷媒中のゴミ等が、小貫孔84内部に付着したり、小貫孔84を詰まらせたりするおそれもあり、そのような場合に絞りとして正常に機能せず、空気調和機としての役目を果たすことができなかった。
【0005】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、除湿運転時における低騒音運転を長期にわたって行なうことが可能な空気調和機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項1の空気調和機は、冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器4を第1熱交換器6と第2熱交換7とに熱的に分割すると共に、第1熱交換器6と第2熱交換器7との間にドライ弁9を介設し、上流側の第1熱交換器6を凝縮器として機能させ、下流側の第2熱交換器7を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成して成り、上記ドライ弁9の弁座39および弁棒21の少なくとも一方に、弁閉状態にて絞り用通路50となる溝51を形成すると共に、この絞り用通路50より上流側に、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を上記絞り用通路50へ案内する整流通路52を設け、上記整流通路52はリング状の多孔体からなる整流部材53を有し、弁閉状態において、この整流部材53が上記絞り用通路50の外周を包囲するように配置された空気調和機であって、上記弁座39側に上記整流部材53を配置すると共に、上記弁棒21に外鍔部54を設け、弁閉状態において、この整流部材53に外鍔部54を当接させて、上記ドライ弁9の弁室19から独立した空間55を形成し、この空間55と弁出口42とを上記絞り用通路50にて連通させることを特徴としている。
【0007】
上記請求項1の空気調和機では、ドライ弁9を閉状態とすれば、絞り用通路50にて減圧され、第1熱交換器6を凝縮器として機能させると共に、第2熱交換器7を蒸発器として機能させることができ、これによって、第2熱交換器7にて空気の冷房・除湿を行い、第1熱交換器6にて空気の加熱を行って、室内を冷やすことなく除湿することができる。また、絞り用通路50より上流側に整流通路52が設けられ、冷媒がこの絞り用通路50を通過する際には整流されている。すなわち、冷媒流音が最も顕著な気液二相流がこのドライ弁に流入する場合においても、この気液2相流が均一化されて、この均一化された状態で減圧される。これにより、不連続音が低減されて、消音効果を得ることができる。特に、流動状態のまま減圧されるため、この絞りでの冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。また、この空気調和機では、整流通路52を構成する整流部材53が多孔体であるので、冷媒サイクルの冷媒中のゴミやコンタミ等の浮遊物の内部への侵入を防止するフィルタとして機能する。これによって、ドライ弁9を開状態とすれば、整流部材53の表面に付着した浮遊物は、通過する冷媒流に起因する吸引効果によって取り除かれることになって、絞り用通路50の目詰まりを防止することができる。しかも、整流部材53がリング状であるので、冷媒が周方向全体からこの整流部材53に浸入することができ、整流された冷媒を絞り用通路50に確実へ供給することができる。さらに、この空気調和機では、ドライ弁9を閉状態とすれば、ドライ弁9の弁室19から独立した空間55が形成され、しかも、この空間55は、弁座39側の整流部材53と弁棒21の外鍔部54等でもって構成されるので、冷媒は、この空間55内に整流部材53を介して浸入することになって、整流されて絞り用通路50へ確実に供給される。
【0008】
請求項2の空気調和機は、冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器4を第1熱交換器6と第2熱交換7とに熱的に分割すると共に、第1熱交換器6と第2熱交換器7との間にドライ弁9を介設し、上流側の第1熱交換器6を凝縮器として機能させ、下流側の第2熱交換器7を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成して成り、上記ドライ弁9の弁座39および弁棒21の少なくとも一方に、弁閉状態にて絞り用通路50となる溝51を形成すると共に、この絞り用通路50より上流側に、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を上記絞り用通路50へ案内する整流通路52を設け、上記整流通路52はリング状の多孔体からなる整流部材53を有し、弁閉状態において、この整流部材53が上記絞り用通路50の外周を包囲するように配置された空気調和機であって、上記弁棒(21)側に上記整流部材(53)を配置すると共に、上記弁座(39)側に受け部(63)を設け、弁閉状態において、この受け部(63)に整流部材(53)を当接させて、上記ドライ弁(9)の弁室(19)から独立した空間(55)を形成し、この空間(55)と弁出口(42)とを上記絞り用通路(50)にて連通させることを特徴としている。
【0009】
上記請求項2の空気調和機では、ドライ弁9を閉状態とすれば、絞り用通路50にて減圧され、第1熱交換器6を凝縮器として機能させると共に、第2熱交換器7を蒸発器として機能させることができ、これによって、第2熱交換器7にて空気の冷房・除湿を行い、第1熱交換器6にて空気の加熱を行って、室内を冷やすことなく除湿することができる。また、絞り用通路50より上流側に整流通路52が設けられ、冷媒がこの絞り用通路50を通過する際には整流されている。すなわち、冷媒流音が最も顕著な気液二相流がこのドライ弁に流入する場合においても、この気液2相流が均一化されて、この均一化された状態で減圧される。これにより、不連続音が低減されて、消音効果を得ることができる。特に、流動状態のまま減圧されるため、この絞りでの冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。また、この空気調和機では、整流通路52を構成する整流部材53が多孔体であるので、冷媒サイクルの冷媒中のゴミやコンタミ等の浮遊物の内部への侵入を防止するフィルタとして機能する。これによって、ドライ弁9を開状態とすれば、整流部材53の表面に付着した浮遊物は、通過する冷媒流に起因する吸引効果によって取り除かれることになって、絞り用通路50の目詰まりを防止することができる。しかも、整流部材53がリング状であるので、冷媒が周方向全体からこの整流部材53に浸入することができ、整流された冷媒を絞り用通路50に確実へ供給することができる。さらに、この空気調和機では、ドライ弁9を閉状態とすれば、ドライ弁9の弁室19から独立した空間55が形成され、しかも、この空間55は、弁棒21側の整流部材53と弁座39側の受け部等でもって構成されるので、冷媒は、この空間55内に整流部材53を介して浸入することになって、整流されて絞り用通路50へ確実に供給される。
【0010】
請求項3の空気調和機は、上記絞り用通路50より下流側に、この絞り用通路50を通過した冷媒を弁出口42へ案内する整流部60を設けたことを特徴としている。
【0011】
上記請求項3の空気調和機では、絞り用通路50を通過した冷媒が整流部60にて再び整流されるので、整流→減圧→整流が行なわれ、低騒音化を図り易い利点がある。
【0012】
請求項4の空気調和機は、上記整流部60が、絞り用通路50を通過した冷媒が外周側から浸入して内周側へ流出するリング状の多孔体からなることを特徴としている。
【0013】
上記請求項4の空気調和機では、絞り用通路50にて減圧された冷媒が周方向全体からこの整流部60に浸入することができ、精度よく整流することが可能となる。
【0014】
請求項5の空気調和機は、冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器4を第1熱交換器6と第2熱交換器7とに熱的に分割すると共に、第1熱交換器6と第2熱交換器7との間にドライ弁9を介設し、上流側の第1熱交換器6を凝縮器として機能させ、下流側の第2熱交換器7を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成した空気調和機において、上記ドライ弁9の弁座39および弁棒21の少なくとも一方に、弁閉状態にて絞り用通路50となる溝51を形成すると共に、この絞り用通路50より上流側に、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を上記絞り用通路50へ案内する整流通路52を設け、また、上記絞り用通路50より下流側に、この絞り用通路50を通過した冷媒を弁出口42へ案内する整流部60を設け、上記整流部60が、絞り用通路50を通過した冷媒が外周側から浸入して内周側へ流出するリング状の多孔体からなることを特徴としている。
【0015】
上記請求項5の空気調和機では、ドライ弁9を閉状態とすれば、絞り用通路50にて減圧され、第1熱交換器6を凝縮器として機能させると共に、第2熱交換器7を蒸発器として機能させることができ、これによって、第2熱交換器7にて空気の冷房・除湿を行い、第1熱交換器6にて空気の加熱を行って、室内を冷やすことなく除湿することができる。また、絞り用通路50より上流側に整流通路52が設けられ、冷媒がこの絞り用通路50を通過する際には整流されている。すなわち、冷媒流音が最も顕著な気液二相流がこのドライ弁に流入する場合においても、この気液2相流が均一化されて、この均一化された状態で減圧される。これにより、不連続音が低減されて、消音効果を得ることができる。特に、流動状態のまま減圧されるため、この絞りでの冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。また、この空気調和機では、絞り用通路50を通過した冷媒が整流部60にて再び整流されるので、整流→減圧→整流が行なわれ、低騒音化を図り易い利点がある。さらに、この空気調和機では、絞り用通路50にて減圧された冷媒が周方向全体からこの整流部60に浸入することができ、精度よく整流することが可能となる。
【0018】
請求項6の空気調和機は、上記多孔体が発泡金属であることを特徴としている。
【0019】
上記請求項6の空気調和機では、多孔体が発泡金属であるので、整流部材53の製造の容易化を図ることができると共に、長期にわたって安定した減圧機能及び優れた整流機能を発揮することが可能である。特に、発泡金属では、冷媒や冷凍機油等に対する耐食性に優れると共に、さらにその使用時に耐熱性に優れる利点がある。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図3にこの発明の空気調和機の実施形態を示す。この空気調和機は、圧縮機1と、熱源側熱交換器2と、膨張弁3と、利用側熱交換器4と、四路切換弁5とを備える。また、利用側熱交換器4は、第1熱交換器6と第2熱交換器7とに熱的に分離され、この第1熱交換器6と第2熱交換器7とが主通路8にて連通され、この主通路8にドライ弁9が介設されている。
【0021】
圧縮機1と四路切換弁5の一方の1次ポートとが吐出配管11にて接続され、この四路切換弁5の他方の1次ポートが吸込配管12を介して圧縮機1に接続されている。また、四路切換弁5の一方の2次ポートは、利用側熱交換器4の第2熱交換器7に第1ガス管13にて接続され、四路切換弁5の他方の2次ポートは、熱源側熱交換器2に第2ガス管14にて接続されている。熱源側熱交換機2と膨張弁3とが第1液管15にて接続され、膨張弁3と利用側熱交換器4の第1熱交換器6とが第2液管16にて接続されている。なお、熱源側熱交換器2と利用側熱交換器4には、それぞれファン17、18が付設されている。
【0022】
ところで、上記ドライ弁9は、図1と図2に示すように、弁室19を有する弁本体20と、弁本体20の弁室19に挿入される弁棒21とを備え、この弁棒21が開閉機構22にて、弁本体20内をその軸心方向に沿って往復動する。すなわち、弁本体20は、第1部23と、第2部24とを有し、第1部23に上記弁室19が設けられ、第2部24に有底筒状のプランジャ25が内装されるプランジャ室26が設けられている。また、プランジャ室26には、このプランジャ25に挿入状となる電磁ガイド28が内装されている。この電磁ガイド28は、その基端部側に外鍔部29が設けられ、この外鍔部29より外方の外端部が、プランジャ室26の蓋部30の孔部31に嵌合固定されている。なお、外鍔部29軸方向内側の端面には、緩衝材32が付設され、図1に示すように、プランジャ25を受けている。
【0023】
また、弁棒21は、軸部33と筒状の弁体34とからなり、軸部33の基端が上記プランジャ25の底壁35に連結され、コイルばねからなる弾発部材36にて、矢印A方向に押圧されている。すなわち、弾発部材36は軸部33に外嵌されて、その一端部が上記プランジャ25の弁室19側に設けられた弾発部材受け37にて受けられると共に、その他端部がプランジャ25の底壁35に受けられている。
【0024】
そして、プランジャ25の外側には、電磁コイル38が設けられ、このコイル38に図示省略の電源部から電流が供給され、これによって、電磁ガイド28とプランジャ25との間に電磁力を発生させて、弾発部材36の弾発力に抗してプランジャ25延いては弁棒21を矢印B方向へ押圧するものである。また、電源部からの電流の供給が停止すれば、電磁力が発生せず、弾発部材36に弾発力によって、弁棒21が矢印A方向に押圧される。すなわち、弾発部材36と、電磁ガイド28と、電磁コイル38等でもって、弁棒21をその軸心方向に沿って往復動させる上記開閉機構22が構成される。
【0025】
ところで、弁本体20の弁室19には、弁棒21側に向かって順次拡開するテーパ孔からなる弁座39が設けられ、電磁力の発生にて、弁棒21が矢印B方向へ押圧された際に、図2に示すように、弁体34の先端テーパ面40が圧接して、いわゆる閉状態となる。また、電源部からの電流の供給が停止して、図1に示すように、弁座39から弁体34の先端テーパ面40を離間させれば、いわゆる開状態となる。
【0026】
また、この弁本体20には、弁入口41と弁出口42が開設され、弁入口41には、第1熱交換器6に接続される入口側通路43が接続され、弁出口42には、第2熱交換器7に接続される出口側通路44が接続されている。そのため、図1に示す開状態では、第1熱交換器6からの冷媒が入口側通路43からドライ弁9の弁室19を介して出口側通路44に流れて第2熱交換器7へ流入する主通路8の一部を形成することになる。すなわち、このドライ弁9が低圧損失の冷媒通路となって、冷媒を減圧することなくそのまま通過させることが可能となる。
【0027】
ところで、このドライ弁9には、図1に示すように弁閉状態において、絞り用通路50が形成される。すなわち、弁座39に溝51・・が形成され、この弁閉状態において、この溝51とこれに対応する弁体34のテーパ面40とでもって絞り用通路50が構成される。そして、弁室19と弁出口43とはこの絞り用通路50・・にて連通される。溝51としては、図4と図5に示しように、種々のもの採用することが可能である。図4の(a)(b)(c)では、各溝51は平面視において三角形状をなものであり、図4の(a)では、2個の溝51、51を中心に関して反対に配置されると共に、矢印で示す冷媒の流れ方向に対して略90°ずれており、図4の(b)では、2個の溝51、51を軸心に関して反対に配置されると共に、矢印で示す冷媒の流れ方向に沿って配置されている。また、図4の(c)では、4個の溝51が周方向に沿って略90°ピッチで配設されると共に、各溝51・・が矢印で示す冷媒の流れ方向に対してずれている。さらに、図5では、各溝51は幅寸法が略同一とされ、図5の(a)では、2個の溝51、51を中心に関して反対に配置されると共に、矢印で示す冷媒の流れ方向に対して略90°ずれており、図5の(b)では、3個の溝51・・が周方向に約120°ピッチで配置され、一の溝51が矢印で示す冷媒の流れ方向に沿って配置されている。
【0028】
そして、図1と図2に示しように、この絞り用通路50の上流側には、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を絞り用通路50へ案内する整流通路52が設けられている。すなわち、リング状の多孔体からなる整流部材53を弁室19の底面19aに載置固定すると共に、弁棒21に外鍔部54を設ける。この場合、外鍔部54の外径寸法を整流部材53の外径寸法と略同一又は大きく設定すると共に、外鍔部54の軸心方向位置として、弁座39に弁棒21の先端テーパ部40が嵌合(当接)した際に、外鍔部54の裏面(下面)が整流部材53の表面(上面)に当接するように設定する。このため、弁閉状態において、絞り用通路50の外周を包囲する整流部材53と、外鍔部54等で弁室19と独立した空間55を形成することになる。そして、この空間55は、絞り用通路50を介して弁出口42と連通される。この場合、多孔体として、例えば、発泡金属、メッシュ、ハニカム構造体、パンチングメタル、ゼオライト、活性炭、砂を固化させたもの、スポンジ、金属ウール、ウール、不織布、セラミックファイバ、セラミック多孔体、多孔質樹脂等を使用することが可能であり、このうち、無機質材料で構成されたもの、例えば、発泡金属、セラミックファイバ、セラミック多孔体等は、冷媒や冷凍機油に対する耐食性、及び耐熱性に優れているので好ましい。また、発泡金属が製造上、コスト上、及び精度上から好ましい。すなわち、多孔体としては、多数の冷媒流通路と有し、優れた整流作用を呈するものであればよい。
【0029】
次に、上記のように構成された空気調和機の運転方法を説明する。冷房運転する場合は、ドライ弁9を開状態とすると共に、四路切換弁5を実線で示すように切換えて、圧縮機1を駆動させる。これにより、冷媒が、図3の実線の矢印のように、四路切換弁5、熱源側熱交換器(室外熱交換器)2、膨張弁3、利用側熱交換器(室内熱交換器)6、四路切換弁5へと流れ、熱源側熱交換器2が凝縮器として機能すると共に、利用側熱交換器6が蒸発器として機能して、室内を冷房することができる。また、暖房運転する場合、ドライ弁9を開状態とすると共に、四路切換弁5を破線で示すように切換えて、圧縮機1を駆動させる。これにより、冷媒が、図3の破線の矢印のように、四路切換弁5、利用側側熱交換器6、膨張弁3、熱源側熱交換器2、四路切換弁5へと流れ、熱源側熱交換器2が蒸発器として機能すると共に、利用側熱交換器6が凝縮器として機能して、室内を暖房することができる。
【0030】
次に、除湿運転する場合は、ドライ弁9を閉状態とすると共に、四路切換弁5を実線で示すように切換えて、圧縮機1を駆動させる。なおこの場合、膨張弁3は全開とし、また室外ファン17を停止しておく。これにより、冷媒が、上記冷房運転時と同様に、一点鎖線の矢印で示すように、四路切換弁5、熱源側熱交換器2、膨張弁3、利用側熱交換器6、四路切換弁5へと流れる。しかしながら、この場合、ドライ弁9が閉状態であるので、冷媒は整流部材53を通って空間55に浸入する。この際、冷媒が多孔体を通過することによって、ガス及び液はこの多孔体の中で微細化される。すなわち、多孔体中でガスと液とが互いに混ざりあい、整流(均一化)され、この整流部材53は整流作用を有することになる。このため、整流部材53にて整流され、この整流された冷媒が絞り用通路52へ供給される。そして、この絞り用通路50にて減圧されることになって、第1熱交換器6が凝縮器として機能すると共に、第2熱交換器7が蒸発器として機能する。すなわち、第2熱交換器7にて室内空気を冷房・除湿を行い、第1熱交換器6にて室内空気を加熱して、冷却された空気と暖められた空気とを混合させて室内の温度を低下させることなく、除湿するものである。
【0031】
この際、冷媒流動音が最も顕著な気液二相流が流入する場合においても、整流通路50においてガス相、液相がそれぞれ均一に混ざり合って、その均一状態のまま絞り用通路にて減圧されるため、ドライ弁9において冷媒脈動が連続的となり、冷媒音及び配管振動を低減させることが可能である。また、整流通路50を構成する整流部材53が多孔体であるので、冷媒サイクルの冷媒中のゴミやコンタミ等の浮遊物の内部への侵入を防止するフィルタとして機能する。これによって、ドライ弁9を開状態とすれば、整流部材53の表面に付着した浮遊物は、通過する冷媒流に起因する吸引効果によって取り除かれることになって、絞り用通路50の目詰まりを防止することができる。しかも、整流部材53がリング状であるので、冷媒が周方向全体からこの整流部材53に浸入することができ、確実に整流された冷媒を絞り用通路50に供給することが可能である。
【0032】
さらに、整流通路50を構成する整流部材53が多孔体からなるので、この整流通路50も減圧機能を有することになって、冷媒絞り量を大きくして蒸発温度を下げることができて、必要除湿量を確保するのに必要な冷媒循環量を少なくすることができる。これによって、冷媒流の運動エネルギを低減でき、冷媒流動音の低減が可能となる。冷媒循環量が少なくなれば、圧縮機1の回転数を低減させることができ、空気調和機を稼働させるのに必要は消費電力量を低減できる。
【0033】
次に、図6はドライ弁9の変形例を示し、この場合、弁室19の底面19aに、リング状の突起部57を設け、この突起部57にリング状の多孔体からなる整流部材53を固着している。すなわち、この場合も、弁閉状態となれば、外鍔部54が整流部材53に当接して、空間部55を形成するものである。また、図7に示すドライ弁9は、弁座39を構成するリング状の突隆部58に連続して突起部57が設けられている点で相違するのみである。さらに、図8に示すドライ弁9は、図6に示すドライ弁9に対して弁棒21の弁体34を筒状とせずに棒状としものである。なお、この図6と図7と図8に示すドライ弁9においては、他の構成が図1と図2に示すドライ弁9と同様であるので、それらの説明を省略する。このため、図6〜図8に示すドライ弁9も図1と図2に示すドライ弁9と同様の作用効果を呈することが可能である。
【0034】
また、図9に示しドライ弁9は、絞り用通路50の下流側に整流部60を設けている。すなわち、弁室19の下面19aにおいて溝51より内径側に、円形の凹所61を形成し、この凹所61内に、リング状の多孔体からなる整流部60を装着している。この場合も、弁閉状態において、外鍔部54が整流部材53に当接して、空間部55を形成するものであり、しかも、弁棒21の先端面(具体的には、先端面にも設けられた受け部62)に整流部60の上面(表面)が当接する。そして、整流部60の内径寸法を弁出口42の口径と略同一またはこの口径より大きく設定している。このため、絞り用通路50にて減圧された冷媒は、外周側から整流部60に浸入してさらにここで整流されて内周側を介して弁出口42へ流出することになる。すなわち、整流→減圧→整流が行なわれることになって、より低騒音化を達成することが可能である。
【0035】
次に、図10に示すドライ弁9は、弁棒21の弁体34が弁座39側に向かって順次縮小する円錐形状とされ、しかも、この円錐形状の弁体34の外面に、溝51が形成されている。この溝51は、弁棒21の軸心方向に対して所定角度で傾斜している。すなわち、弁閉状態において、弁体34の外周面が整流部材53に当接して、空間55を形成すると共に、溝51の一部が弁座39に対応してこの弁座39とともに絞り用通路50を構成することになる。そのため、形成される空間55において絞り用通路50に向かって順次縮径すると共に、弁出口42側において順次拡開するものであり、絞り用通路50の入口と出口とにガイド部が設けられことになり、冷媒の流れがスムーズに行なえる利点がある。また、円錐形状の弁体34の外面に設けられる溝51によって、冷媒流が互いに衝突し難く、冷媒振動音は低減される。さらに、この溝51は、弁出口42側にも延びているので、絞り用通路50にて減圧された冷媒が気化するための核として機能することになる。これによって、冷媒が絞り下流側で安定して気化することになって、不連続音の発生を抑えることができる。
【0036】
また、図11に示すドライ弁9では、絞り用通路50を構成するための溝51を弁棒21側に設けている。すなわち、先細テーパ面40に図4と図5に示すような配置と形状の溝51を設ける。従って、この場合も、弁閉状態において、外鍔部54と整流部材53とでもって、空間55が形成され、しかも、この空間55は絞り用通路50を介して弁出口42と連通される。このため、このドライ弁9であっても、冷媒が整流通路50を通過することになって、低騒音化を達成することが可能である。
【0037】
次に、図12に示すドライ弁9は、整流部材53が弁棒21側に設けられものである。すなわち、リング状の平板体からなる整流部材53を、弁棒21に外嵌固定すると共に、弁室19の下面19aからリング状の受け部63を突設し、弁閉状態において、整流部材53を受け部63にて受けさせ、これによって、弁室19と独立した空間55を形成する。もちろん、この空間55は、絞り用通路50にて弁出口42と連通される。従って、このドライ弁9においても、冷媒が整流通路50を通過することになって、低騒音化を達成することが可能である。
【0038】
以上にこの発明の空気調和機の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、絞り用通路50を構成するための溝51は、その断面形状が矩形、V字状、半円形、半楕円形、半多角形等であってもよく、その数としても増減自由である。なお、冷媒流動音の観点からは、この溝51の数を複数個形成したほうがよい。これは、溝51を複数個設けることにより、絞り用通路50も複数個形成されることになり、冷媒流が分散されて、各絞り用通路50からの冷媒噴流の運動エネルギが小さくなり、発生する冷媒流動音が低減されるからである。さらに、冷媒流動音が最も顕著な気液2相流が流入する場合において、気相(ガス冷媒)と液相(液冷媒)とがそれぞれの冷媒通路を確保し易く、そのため、それぞれの絞り通過抵抗の違いによる流動変動や圧力変動の発生を低減でき、特に、間欠的な冷媒流動音を低減することができる。また、溝51が複数個設けることによって、冷媒流による加振力が弁棒21に均一に加わり、流体力による弁棒21の振動を抑制して冷媒流動音を低減できる利点がある。
【0039】
また、溝51は、弁棒21側に設けても、弁座39側に設けても、さらには、弁棒21側と弁座39との両方に溝51を設けてもよいが、弁座39側に設ければ、弁棒21の動きにかかわらず、冷媒の流れに対する溝51の位置を固定することができ、これにより、絞り用通路50を一定の位置に設けることができて、冷媒流動音の発生のバラツキを小さくすることができる。これに対して、冷媒の流れに対する絞り用通路50の位置が異なると、冷媒流動音が大きくなったり、違った音になったりして、空気調和機毎に発生する騒音が相違して、品質が安定しないことになる。
【0040】
さらに、整流部材53の肉厚寸法や軸方向長さ等は、使用する材質等に応じて、精度よく低騒音化を図れる範囲において設計変更自由である。また、弁棒21を駆動させる手段として、電磁コイルを使用した電気式のものに変えて、機械式のものを使用してもよい。さらに、空気調和機として、冷房・暖房・除湿の3つの運転のうち、冷房運転と除湿運転のみのもの、または暖房と除湿運転のみのもであってもよい。また、空気調和機として、建屋に対応するものではなく、除湿が必要な装置等に適用することも可能である。また、絞り用通路50となる溝51を形成すると共に、冷媒をこの絞り用通路50へ案内する整流通路52を設ける構造を、ドライ弁9に限らず、他の用途、例えば、主たる減圧弁に使用することも可能である。
【0041】
【発明の効果】
請求項1又は請求項2の空気調和機によれば、冷媒流音が最も顕著な気液二相流がこのドライ弁に流入する場合においても、この気液2相流が均一されて、この均一化された状態で減圧される。これにより、不連続音が低減されて、消音効果を得ることができる。また、流動状態のまま減圧されるため、この絞りでの冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。すなわち、従来必要としていた防音対策が不要となって、装置全体としての簡略化を図って低コストにて簡単に製造することができる。しかも、音の静かな除湿運転ができ、心地よい快適空間を形成することが可能である。また、冷媒循環量が少なくてすむので、圧縮機の回転数を低減することができて、空気調和機を稼動させるのに必要な消費電力を低減でき、経済的である。また、この空気調和機によれば、冷媒サイクルの冷媒中のゴミやコンタミ等の浮遊物の内部への侵入を防止するフィルタとしての機能する。これによって、ドライ弁を開状態とすれば、整流部材の表面に付着した浮遊物は、通過する冷媒流に起因する吸引効果によって取り除かれることになって、絞り用通路の目詰まりを防止することができ、長期にわたって音の静かな除湿運転ができる。しかも、整流部材がリング状であるので、冷媒が周方向全体からこの整流部材へ浸入することができ、整流された冷媒を絞り用通路へ確実に供給することができ、低騒音の安定した運転が可能である。さらに、この空気調和機によれば、整流された冷媒を絞り用通路へより確実に供給することが可能であり、優れた低騒音化を達成できる。
【0042】
請求項3の空気調和機によれば、減圧・整流を繰り返すことになって、低騒音化を図り易く、より静かな除湿運転が可能となる。
【0043】
請求項4の空気調和機によれば。絞り用通路にて減圧された冷媒が周方向全体からこの整流部に浸入することができ、精度よく整流することが可能となる。
【0044】
請求項5の空気調和機によれば、冷媒流音が最も顕著な気液二相流がこのドライ弁に流入する場合においても、この気液2相流が均一されて、この均一化された状態で減圧される。これにより、不連続音が低減されて、消音効果を得ることができる。また、流動状態のまま減圧されるため、この絞りでの冷媒脈動が連続的となり、冷媒音および配管振動を低減することができる。すなわち、従来必要としていた防音対策が不要となって、装置全体としての簡略化を図って低コストにて簡単に製造することができる。しかも、音の静かな除湿運転ができ、心地よい快適空間を形成することが可能である。また、冷媒循環量が少なくてすむので、圧縮機の回転数を低減することができて、空気調和機を稼動させるのに必要な消費電力を低減でき、経済的である。また、この空気調和機によれば、減圧・整流を繰り返すことになって、低騒音化を図り易く、より静かな除湿運転が可能となる。さらに、この空気調和機によれば。絞り用通路にて減圧された冷媒が周方向全体からこの整流部に浸入することができ、精度よく整流することが可能となる。
【0046】
請求項6の空気調和機によれば、整流部材の製造の容易化を図ることができると共に、長期にわたって安定した減圧機能及び優れた整流機能を発揮することが可能であり、しかも、コストの低減にも寄与する。さらに、発泡金属では、冷媒や冷凍機油等に対する耐食性及び耐熱性に優れる利点がある。
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の空気調和機の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図2】上記空気調和機の要部拡大断面図である。
【図3】上記空気調和機の全体簡略図である。
【図4】上記空気調和機のドライ弁の要部拡大平面図である。
【図5】上記空気調和機のドライ弁の要部拡大平面図である。
【図6】上記空気調和機のドライ弁の第1の変形例の拡大断面図である。
【図7】上記空気調和機のドライ弁の第2の変形例の拡大断面図である。
【図8】上記空気調和機のドライ弁の第3の変形例の拡大断面図である。
【図9】上記空気調和機のドライ弁の第4の変形例の拡大断面図である。
【図10】上記空気調和機のドライ弁の第5の変形例の拡大断面図である。
【図11】上記空気調和機のドライ弁の第6の変形例の拡大断面図である。
【図12】上記空気調和機のドライ弁の第7の変形例の拡大断面図である。
【図13】従来の空気調和機のドライ弁の拡大断面図である。
【符号の説明】
4 利用側熱交換器
6 第1熱交換器
7 第2熱交換器
9 ドライ弁
19 弁室
21 弁棒
39 弁座
42 弁出口
50 絞り用通路
51 溝
52 整流通路
53 整流部材
54 外鍔部
55 空間
60 整流部
63 受け部
Claims (6)
- 冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器(4)を第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)とに熱的に分割すると共に、第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)との間にドライ弁(9)を介設し、上流側の第1熱交換器(6)を凝縮器として機能させ、下流側の第2熱交換器(7)を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成して成り、上記ドライ弁(9)の弁座(39)および弁棒(21)の少なくとも一方に、弁閉状態にて絞り用通路(50)となる溝(51)を形成すると共に、この絞り用通路(50)より上流側に、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を上記絞り用通路(50)へ案内する整流通路(52)を設け、上記整流通路(52)はリング状の多孔体からなる整流部材(53)を有し、弁閉状態において、この整流部材(53)が上記絞り用通路(50)の外周を包囲するように配置された空気調和機であって、上記弁座(39)側に上記整流部材(53)を配置すると共に、上記弁棒(21)に外鍔部(54)を設け、弁閉状態において、この整流部材(53)に外鍔部(54)を当接させて、上記ドライ弁(9)の弁室(19)から独立した空間(55)を形成し、この空間(55)と弁出口(42)とを上記絞り用通路(50)にて連通させることを特徴とする空気調和機。
- 冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器(4)を第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)とに熱的に分割すると共に、第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)との間にドライ弁(9)を介設し、上流側の第1熱交換器(6)を凝縮器として機能させ、下流側の第2熱交換器(7)を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成して成り、上記ドライ弁(9)の弁座(39)および弁棒(21)の少なくとも一方に、弁閉状態にて絞り用通路(50)となる溝(51)を形成すると共に、この絞り用通路(50)より上流側に、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を上記絞り用通路(50)へ案内する整流通路(52)を設け、上記整流通路(52)はリング状の多孔体からなる整流部材(53)を有し、弁閉状態において、この整流部材(53)が上記絞り用通路(50)の外周を包囲するように配置された空気調和機であって、上記弁棒(21)側に上記整流部材(53)を配置すると共に、上記弁座(39)側に受け部(63)を設け、弁閉状態において、この受け部(63)に整流部材(53)を当接させて、上記ドライ弁(9)の弁室(19)から独立した空間(55)を形成し、この空間(55)と弁出口(42)とを上記絞り用通路(50)にて連通させることを特徴とする空気調和機。
- 上記絞り用通路(50)より下流側に、この絞り用通路(50)を通過した冷媒を弁出口(42)へ案内する整流部(60)を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2の空気調和機。
- 上記整流部(60)が、絞り用通路(50)を通過した冷媒が外周側から浸入して内周側へ流出するリング状の多孔体からなることを特徴とする請求項3の空気調和機。
- 冷凍サイクルを形成する利用側熱交換器(4)を第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)とに熱的に分割すると共に、第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)との間にドライ弁(9)を介設し、上流側の第1熱交換器(6)を凝縮器として機能させ、下流側の第2熱交換器(7)を蒸発器として機能させて除湿運転可能に構成した空気調和機において、上記ドライ弁(9)の弁座(39)および弁棒(21)の少なくとも一方に、弁閉状態にて絞り用通路(50)となる溝(51)を形成すると共に、この絞り用通路(50)より上流側に、上記冷凍サイクルの冷媒を整流してその整流した冷媒を上記絞り用通路(50)へ案内する整流通路(52)を設け、また、上記絞り用通路(50)より下流側に、この絞り用通路(50)を通過した冷媒を弁出口(42)へ案内する整流部(60)を設け、上記整流部(60)が、絞り用通路(50)を通過した冷媒が外周側から浸入して内周側へ流出するリング状の多孔体からなることを特徴とする空気調和機。
- 上記多孔体が発泡金属であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかの空気調和機。
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