特許 6231662 絞り装置、および、それを備える冷凍サイクルシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231662

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】絞り装置、および、それを備える冷凍サイクルシステム

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/30 20060101AFI20171106BHJP

   F25B 41/06 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   F16K17/30 A

   F25B41/06 J

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-513623(P2016-513623)

(86)(22)【出願日】2015年3月27日

(86)【国際出願番号】JP2015001799

(87)【国際公開番号】WO2015159491

(87)【国際公開日】20151022

【審査請求日】2016年6月28日

(31)【優先権主張番号】特願2014-85568(P2014-85568)

(32)【優先日】2014年4月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高田 裕正

(72)【発明者】

【氏名】當山 雄一郎

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−１０６７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６６６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３８８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１４３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１８９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０６４８６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１１１０８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭５９−０９０６７１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １５／００−１７／４２

Ｆ１６Ｋ １／００− １／５４

Ｆ２５Ｂ ４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を供給する配管に配され、該配管内に連通する開口端部を両端に有するチューブ本体と、
前記チューブ本体内に配され弁ポートを有する弁座と、
前記弁座の弁ポートに対し近接または離隔可能に配され該弁ポートの開口面積を制御するテーパ角度２θの先細部を有するニードル部材と、
前記冷媒における前記チューブ本体の開口端部相互間の圧力差に応じた前記ニードル部材の先細部の規定リフト量Ｌ´を調整する調整手段と、を備え、
前記ニードル部材の先細部が前記弁ポートの開口面積を略零とした場合、該先細部における該弁ポート内に対する最大挿入長さＸが、前記規定リフト量Ｌ´×ｃｏｓ^２θの値以上であることを特徴とする絞り装置。

【請求項2】

前記冷媒における前記チューブ本体の開口端部相互間の圧力差が所定値以上となる場合、前記ニードル部材の先細部の前記弁ポートに対する距離が、前記規定リフト量を超えることを特徴とする請求項１記載の絞り装置。

【請求項3】

前記調整手段は、前記ニードル部材の先細部を前記弁ポートに対し近接する方向に付勢するコイルスプリングと、コイルスプリングの撓み量を調整する調整ねじと、を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の絞り装置。

【請求項4】

前記弁座は、連通路を有し、該連通路は、前記チューブ本体内の前記ニードル部材の先細部が配される第１の部分と前記チューブ本体の一方の開口端部に連通する第２の部分との間を連通させることを特徴とする請求項１記載の絞り装置。

【請求項5】

蒸発器と、圧縮機、および、凝縮器とを備え、
請求項１に記載の絞り装置が、前記凝縮器の出口と前記蒸発器の入口との間に配される配管に設けられることを特徴とする冷凍サイクルシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絞り装置、および、それを備える冷凍サイクルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

空調装置における冷凍システムにおいては、絞り装置としてのキャピラリチューブに代えて差圧式の絞り装置を備えるものが提案されている。例えば、特許文献１乃至４にも示されるような、差圧式の絞り装置は、外気温度に応じて圧縮機を効率よく作動させるために凝縮器出口と蒸発器入口との間の冷媒の圧力を最適に制御するとともに、圧縮機の回転数を変更できる冷凍システムにおいても、省力化の観点から圧縮機の回転数に応じた冷媒の圧力を最適に制御するものとされる。

【0003】

差圧式の絞り装置は、特許文献１における図１に示されるように、冷媒流路を構成する配管に配されるシリンダと、弁部をそれぞれ有しシリンダ内の通路における弁座を開閉する第１弁体および第２弁体と、第１弁体および第２弁体の弁部を、弁座に対し閉状態とするように付勢する複数のばねと、第１弁体および第２弁体の縮管部内に配されるテーパ部を有し縮管部の内端縁部とテーパ部との間に絞り流路を形成する軸状部材と、各ばねの一端に当接し複数のばねの弾性力を調整する複数のストッパと、ストッパの雌ねじ孔に嵌め合わされ軸状部材の軸方向の位置をする止めねじと、を含んで構成されている。

【0004】

斯かる構成において、冷媒の設計圧力に応じた上述の絞り流路の前後の差圧が所定の値未満の場合、第１弁体および第２弁体の弁部が弁座に対し閉状態となるように、ストッパによりばねの付勢力が調整される。その際、第１弁体および第２弁体の弁部が弁座に対し閉状態となるとき、上述の絞り流路の大きさが、所定の大きさとなるように、軸状部材の位置が、止めネジにより調整される。これにより、冷房時、シリンダ内の通路を通過する冷媒が、上述の絞り流路により減圧されシリンダから排出されることとなる。一方、上述の絞り流路の前後の差圧が所定の値以上となる場合、第１弁体の弁部が弁座に対し開状態となり、冷媒の大部分が第１弁体の弁部とシリンダの内周部との間の隙間、および、ストッパの長孔を介してシリンダから排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−２６５２３０号公報

【特許文献2】特許第４８９７４２８号

【特許文献3】特開２００８−１０１７３３号公報

【特許文献4】特許第３５３７８４９号

【発明の概要】

【0006】

上述のような差圧式の絞り装置においては、上述の絞り流路の前後の差圧の変動に起因して第１弁体および第２弁体の弁部が、比較的短い期間に弁座に対し閉状態から開状態となり、再び、開状態から閉状態となる場合、シリンダ内の絞り流路を通過する冷媒の圧力が急激に変動することにより、第１弁体および第２弁体の開閉動作が、比較的短い期間に繰り返される、所謂、弁体のハンチング現象が生じる場合がある。これにより、絞り装置において、異音の原因となるとともに、冷凍システムにおける冷媒の圧力が、所定の目標圧力に制御されない虞がある。

【0007】

以上の問題点を考慮し、本発明は、絞り装置、および、それを備える冷凍サイクルシステムであって、弁体のハンチング現象を回避でき、しかも、冷媒の安定した流量制御を行うことができる絞り装置、および、それを備える冷凍サイクルシステムを提供することを目的とする。

【0008】

上述の目的を達成するために、本発明に係る絞り装置は、冷媒を供給する配管に配され、配管内に連通する開口端部を両端に有するチューブ本体と、チューブ本体内に配され弁ポートを有する弁座と、弁座の弁ポートに対し近接または離隔可能に配され弁ポートの開口面積を制御するテーパ角度２θの先細部を有するニードル部材と、冷媒におけるチューブ本体の開口端部相互間の圧力差に応じたニードル部材の先細部の規定リフト量Ｌ´を調整する調整手段と、を備え、ニードル部材の先細部が弁ポートの開口面積を略零とした場合、先細部における弁ポート内に対する最大挿入長さＸが、規定リフト量Ｌ´×ｃｏｓ^２θの値以上であることを特徴とする。

【0009】

また、冷媒におけるチューブ本体の開口端部相互間の圧力差が所定値以上となる場合、ニードル部材の先細部の弁ポートに対する距離が、規定リフト量を超えてもよい。調整手段は、ニードル部材の先細部を弁ポートに対し近接する方向に付勢するコイルスプリングと、コイルスプリングの撓み量を調整する調整ねじと、を含んで構成されてもよい。

【0010】

さらに、弁座は、連通路を有し、連通路は、チューブ本体内のニードル部材の先細部が配される第１の部分とチューブ本体の一方の開口端部に連通する第２の部分との間を連通させてもよい。

【0011】

本発明に係る冷凍サイクルシステムは、蒸発器と、圧縮機、および、凝縮器とを備え、上述の絞り装置が、凝縮器の出口と蒸発器の入口との間に配される配管に設けられることを特徴とする。

【0012】

本発明に係る絞り装置、および、それを備える冷凍サイクルシステムによれば、ニードル部材の先細部が弁ポートの開口面積を略零とした場合、先細部における弁ポート内に対する最大挿入長さＸが、規定リフト量Ｌ´×ｃｏｓ^２θの値以上であるので弁ポートの開口面積が緩やかに増大するので弁体のハンチング現象を回避でき、しかも、冷媒の安定した流量制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1A】図１Ａは、本発明に係る絞り装置の第１実施例を示す断面図である。

【図1B】図１Ｂは、本発明に係る絞り装置の第１実施例を示す断面図である。

【図2】図２は、図１ＡのＩＩ−ＩＩ線に沿って示される部分断面図である。

【図3】図３は、本発明に係る絞り装置の第１実施例を備える冷凍サイクルシステムの一例の構成を概略的に示す図である。

【図4A】図４Ａは、図１Ａに示される例における動作説明に供される部分拡大断面図である。

【図4B】図４Ｂは、図１Ａに示される例における動作説明に供される部分拡大断面図である。

【図4C】図４Ｃは、図１Ａに示される例における動作説明に供される部分拡大断面図である。

【図4D】図４Ｄは、図１Ａに示される例における動作説明に供される部分拡大断面図である。

【図5】図５は、各最大挿入長さにおいて、絞り部面積のリフト量に応じた変化を示す特性線を示す特性図である。

【図6】図６は、中間圧力のリフト量に応じた変化を示す特性線を示す特性図である。

【図7】図７は、各冷媒において、絞り装置前後の差圧の圧縮機の周波数に応じた変化を示す特性線を示す特性図である。

【図8】図８は、本発明に係る絞り装置の第２実施例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、本発明に係る絞り装置の第１実施例の構成を示す。

【0015】

絞り装置は、例えば、図３に概略的に示されるように、冷凍サイクルシステムの配管における凝縮器６の出口と蒸発器２の入口との間に配置されている。絞り装置は、後述するチューブ本体１０の一端１０Ｅ１で、一次側配管Ｄｕ１に接合されており、冷媒が排出されるチューブ本体１０の他端１０Ｅ２で二次側配管Ｄｕ２に接合されている。一次側配管Ｄｕ１は、凝縮器６の出口と絞り装置とを接続し、二次側配管Ｄｕ２は、蒸発器２の入口と絞り装置とを接続するものとされる。蒸発器２の出口と凝縮器６の入口との間には、図３に示されるように、蒸発器２の出口に接合される配管Ｄｕ３と、凝縮器６の入口に接合される配管Ｄｕ４とにより、圧縮機４が接続されている。圧縮機４は、図示が省略される制御部により駆動制御される。これにより、冷凍サイクルシステムにおける冷媒が、図３に示される矢印に沿って循環されることとなる。

【0016】

絞り装置は、図１Ａに拡大されて示されるように、上述の冷凍サイクルシステムの一次側配管Ｄｕ１と二次側配管Ｄｕ２との間に接合されるチューブ本体１０と、チューブ本体１０の内周部に固定され冷媒の流量を調整する流量調整部を構成する弁座２２、および、ニードル部材２０と、ニードル部材２０を弁座２２に対し近接する方向に付勢するコイルスプリング１６と、コイルスプリング１６の付勢力を調整する調整ねじ１２と、ニードル部材２０の移動速度を減速させるはね部材１８と、を主な要素として含んで構成されている。

【0017】

所定の長さおよび直径を有するチューブ本体１０は、冷媒が導入される一端１０Ｅ１で、凝縮器に接続される一次側配管Ｄｕ１に接合されており、冷媒が排出される他端１０Ｅ２で蒸発器に接続される二次側配管Ｄｕ２に接合されている。一次側配管Ｄｕ１の端部は、後述するチューブ本体１０の位置決め用突起１０ｄにより位置決めされる。

【0018】

チューブ本体１０の内周部における一端１０Ｅ１から所定距離、離隔した中間部には、弁座２２の外周部が固定されている。弁座２２は、かしめ加工によるチューブ本体１０の窪み１０ＣＡ２により形成される突起がその外周部に食い込むことにより固定されている。

【0019】

弁座２２は、後述するニードル部材２０における先細部２０Ｐが挿入される弁ポート２２ａを内部中央部に有している。弁ポート２２ａは、所定の直径φＤを有し弁座２２の中心軸線に沿って延びる縮径部と、縮径部に連なり一端１０Ｅ１に向けて徐々に拡大するテーパ部と、テーパ部の端に形成される円筒部２２ＦＳとから形成されている。

【0020】

弁ポート２２ａの縮径部の円形状開口端における所定の位置には、図４Ａに拡大されて示されるように、連通路としてのブリード溝２２ＧＢが形成されている。即ち、ブリード溝２２ＧＢは、縮径部の開口端における半径方向に沿って開口端の円の中心を通過する直線上に形成されている。ブリード溝２２ＧＢの一端は、縮径部の開口端の端面に対し所定の角度で交差する略Ｖ字状の横断面を有している。ブリード溝２２ＧＢの他端は、縮径部の内周面における所定位置に開口している。

【0021】

これにより、チューブ本体１０の内周部における一端１０Ｅ１側の円筒部２２ＦＳに隣接した部分である第２の部分の冷媒の圧力が常時、ニードル部材２０の先細部２０Ｐに作用し、ブリード溝２２ＧＢの他端と先細部２０Ｐの外周面との隙間、および、ブリード溝２２ＧＢを通じて後述する弁ポート２２ａの周囲である第１の部分に連通するのでニードル部材２０の先細部２０Ｐのリフト量の増大に応じて中間圧力Ｐｍが急激に増大することも抑制される。

【0022】

また、万一、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが、弁ポート２２ａを閉状態とする方向に移動した場合であっても、一端１０Ｅ１側の冷媒の圧力が常時、ニードル部材２０の先細部２０Ｐに作用し、ブリード溝２２ＧＢの他端と先細部２０Ｐの外周面との隙間、および、ブリード溝２２ＧＢを通じて第１の部分に連通するのでニードル部材２０の先細部２０Ｐが弁ポート２２ａの周縁に食い付く虞もない。

【0023】

図２に示されるように、矩形断面を有するニードル部材２０は、弁座２２に向かい合う端部に先細部２０Ｐと、後述するコイルスプリング１６に向かい合う端部に、突起状のばねガイド部２０Ｄとを有している。ニードル部材２０における先細部２０Ｐとばねガイド部２０Ｄとの間の部分の外周部とチューブ本体１０の内周部との間には、図２に示されるように、流路１０ａが形成されている。円錐台状の先細部２０Ｐは、図４Ａに部分的に拡大されて示されるように、テーパ角度２θを有している。また、先細部２０Ｐの端面は、直径φＤよりも小なる直径φａを有している（図４Ｄ参照）。さらに、先細部２０Ｐにおけるニードル部材２０の中心軸線に沿った長さは、図４Ａに示されるように、所定の最大挿入長さＸ（≧Ｌ´ｃｏｓ^２θ）以上の長さを有している。但し、最大挿入長さＸとは、図４Ａに示されるように、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが弁ポート２２ａを閉状態とする場合、弁ポート２２ａに挿入された先細部２０Ｐにおける中心軸線に沿った弁ポート２２ａの縁２２ａｓに対応する位置２０ＰＳから最先端面までの長さをいう。規定リフト量Ｌ´は、冷媒に応じた所定の最大差圧のとき、その差圧のときのニードル部材２０のリフト量を指す（図４Ｃ参照）。即ち、規定リフト量Ｌ´は、後述する各々の冷媒で想定される通常運転時に、圧縮機の最大周波数が１００Ｈｚのとき、想定される最大差圧時のリフト量を意味する。ここで、通常運転時とは、差圧に応じて絞り装置の開度を可変制御することで冷媒の流量を調整している時をいう。また、規定リフト量Ｌ´は、上述の弁ポート２２ａの内径、テーパ角度２θ、後述するコイルスプリング１６のばね定数に応じて調整される。

【0024】

必要な規定リフト量Ｌ´を設定するにあたっては、最大差圧時にニードル部材２０の先細部２０Ｐと弁ポート２２ａの縮径部との間に形成される絞り部の必要な隙間（開口面積）は、絞り装置ごとに予め設定されている。そして、必要な規定リフト量Ｌ´が、必要な隙間（開口面積）、弁ポート２２ａの縮径部の内径、ニードル部材２０の先細部２０Ｐのテーパ角度２θに基づいて設定される。

【0025】

上述の絞り部とは、リフト量Ｌが規定リフトＬ´以下の場合、弁ポート２２ａの縁２２ａｓから先細部２０Ｐの母線への垂線（図４Ｂ、図４Ｃ参照）と、先細部２０Ｐの母線との交点が、弁ポート２２ａの縁２２ａｓから最も近い箇所（最狭部）をいう。この垂線が描く円錐面の面積が、上述の絞り部の開口面積となる。その際、この垂線が描く先細部２０Ｐの中心軸線の回りの円錐面が、一端１０Ｅ１側の冷媒の圧力と第１の部分の中間圧力Ｐｍとの間の中間となる圧力を示す境界面である。また、上述の垂線と先細部２０Ｐの母線との交点により描かれる円が、図４Ｂに示されるように、先細部２０Ｐに作用する一端１０Ｅ１側の冷媒の圧力の受圧面積ＰＡとなる。従って、リフト量Ｌが規定リフトＬ´以下の場合、絞り部の開口面積は、この垂線が描く上述の円錐面の面積として連続的に増大する。

【0026】

一方、リフト量Ｌが規定リフトＬ´を超える場合、図４Ｄに示されるように、絞り部の開口面積は、先細部２０Ｐの母線と端面との交点と、弁ポート２２ａの縁２２ａｓとを結ぶ線で描かれる先細部２０Ｐの中心軸線の回りの円錐面の面積となる。従って、リフト量Ｌが規定リフトＬ´以下のとき、絞り部の開口面積が連続的に増大していたが、リフト量Ｌが規定リフトＬ´を超える場合、一転して絞り部の開口面積は、急激に増大し始める。これにより、中間圧力Ｐｍは、急激に上昇する。

【0027】

例えば、冷媒がＲ３２で、通常運転時、最大となる差圧（一端１０Ｅ１側の入口圧力と他端１０Ｅ２側の出口圧力との差）が、１．９８ＭＰａの場合に規定リフト量Ｌ´となり、この時、図４Ｃに示されるように、最大挿入長さＸは、Ｘ≧Ｌ´ｃｏｓ^２θとなる値に設定される。即ち、規定リフト量Ｌ´は、最大差圧が１．９８ＭＰａの場合、弁座２２から離隔された上述の先細部２０Ｐにおける位置２０ＰＳから弁座２２の弁ポート２２の縁２２ａｓまでの距離として表され、この時、最大挿入長さＸが、Ｘ≧Ｌ´ｃｏｓ^２θとなる値に設定される。

【0028】

例えば、冷媒がＲ３２の場合、規定リフト量Ｌ´を設定するにあたり、通常運転時の最大差圧が１．９８ＭＰａの場合、弁ポート２２ａの内径φＤが２ｍｍ、ニードル部材２０のテーパ角度２θが１７°のとき、調整ねじ１２により、後述するコイルスプリング１６の付勢力が調整されることによって、規定リフト量Ｌ´は、０．８ｍｍに設定される。なお、コイルスプリング１６の付勢力が調整されることによって、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが移動し始める作動圧力が設定されることとなる。従って、規定リフトＬ´を調整する調整手段が、調整ねじ１２およびコイルスプリング１６を含んで構成される。

【0029】

また、冷媒がＲ４１０Ａ、Ｒ２２，Ｒ１３４ａの場合、それぞれ、上述の最大差圧が、１．９３ＭＰａ、１．２ＭＰａ、０．８２ＭＰａのとき、弁座２２から離隔された上述の先細部２０Ｐにおける位置２０ＰＳから弁座２２の弁ポート２２の縁２２ａｓまでの距離が、ニードル部材２０の規定リフト量Ｌ´であり、この時、最大挿入長さＸは、Ｘ≧Ｌ´ｃｏｓ^２θとなる値に設定される。

【0030】

上述の各冷媒Ｒ３２，Ｒ４１０Ａ、Ｒ２２，Ｒ１３４ａの差圧は、図７における特性線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に示されるように、圧縮機の周波数に応じて直線的に変化するものとされる。図７は、縦軸に上述の差圧をとり、横軸に圧縮機の可変速モータの周波数をとり、特性線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、それぞれ、各冷媒における周波数に応じた差圧の変化を示す。

【0031】

ニードル部材２０のばねガイド部２０Ｄには、コイルスプリング１６の一方の端部が係合されている。コイルスプリング１６の他方の端部には、調整ねじ１２のばね受け部が係合されている。

【0032】

調整ねじ１２は、外周部に雄ねじ部１２Ｓを有し、内側中央部に貫通孔１２ａを有している。雄ねじ部１２Ｓは、チューブ本体１０の内周部に固定される調整ねじ支持部１４の雌ねじに嵌め合わされている。調整ねじ支持部１４は、かしめ加工によるチューブ本体１０の窪み１０ＣＡ１により形成される突起が食い込むことにより固定されている。調整ねじ１２におけるチューブ本体１０の他端１０Ｅ２側の端部には、ドライバーの先端が係合される溝１２Ｇが形成されている。これにより、ドライバーの先端により、調整ねじ１２が回動され送られることによって、コイルスプリング１６の撓み量が調整されるので冷媒の設計圧力に応じたコイルスプリング１６の付勢力が調整されることとなる。即ち、上述の所定の差圧のとき、先細部２０Ｐにおける位置２０ＰＳが、ニードル部材２０の規定リフト量Ｌ´の位置となるようにコイルスプリング１６の付勢力が調整される。コイルスプリング１６のばね定数は、例えば、２Ｎ／ｍｍ程度に設定されている。

【0033】

はね部材１８は、例えば、薄板金属材料で作られ、１０枚の接触片を放射状に有している。これにより、弾性変位可能な各接触片の先端がチューブ本体１０の内周面に所定の荷重で摺接することによってニードル部材２０の移動速度が減速されることとなる。

【0034】

斯かる構成において、例えば、冷媒Ｒ３２が、一次側配管Ｄｕ１からチューブ本体１０内に供給される。冷媒の圧力により、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが、図１Ｂ、図４Ｂに示されるように、コイルスプリング１６の付勢力に抗して弁ポート２２ａの縮径部に対し離隔し始める。

【0035】

その際、絞り部の開口面積は、図５の特性線Ｌｂに示されるように、リフト量Ｌに応じて先細部２０Ｐにおける位置２０ＰＳが、図４Ｃに示される規定リフト量Ｌ´に到達するまで緩やかな勾配の直線に沿って増大することとなる。リフト量Ｌが規定リフト量Ｌ´（＝０．８ｍｍ）を超えた場合、絞り部の開口面積は、急激に増大する。

【0036】

なお、図５は、縦軸に絞り部の開口面積をとり、横軸にリフト量Ｌをとり、特性線Ｌｂは、最大挿入長さＸが０．８ｍｍに設定された場合、絞り部の開口面積のリフト量Ｌに応じた変化を示し、特性線Ｌａは、最大挿入長さＸが０．４ｍｍに設定された場合、絞り部の開口面積のリフト量Ｌに応じた変化を示す。

【0037】

また、チューブ本体１０内におけるニードル部材２０の先細部２０Ｐおよび弁座２２の弁ポート２２ａの周囲である第１の部分の中間圧力Ｐｍは、上述の絞り部の開口面積が徐々に大きくなるにつれて、即ち、図６の特性線Ｌｃに示されるように、ニードル部材２０の先細部２０Ｐのリフト量Ｌが大きくなるにつれて徐々に増大する。そして、リフト量Ｌが規定リフト量Ｌ´（＝０．８ｍｍ）を超えた場合、中間圧力Ｐｍは、急激に増大することとなる。即ち、上述の所定の差圧から各々の冷媒の６５℃相当の飽和圧力までの間で、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが、弁座２２の弁ポート２２ａから完全に抜け切った状態となる。好ましくは、所定の差圧以上となるとき、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが、弁座２２の弁ポート２２ａから完全に抜け切った状態となる。

【0038】

これにより、弁ポート２２ａに堆積した異物等が、他端１０Ｅ２側に押し流される。ニードル部材２０の先細部２０Ｐのリフト量Ｌが、規定リフトＬ´以下の場合には、一端１０Ｅ１側の冷媒の圧力が、先細部２０Ｐの受圧面積ＰＡに作用することとなる。また、弁座２２の弁ポート２２ａが閉状態時であっても、ブリード溝２２ＧＢの他端と先細部２０Ｐの外周面との隙間、および、ブリード溝２２ＧＢを通じて第１の部分に連通するので一次側圧力に応じた中間圧力Ｐｍが常時、ニードル部材２０に作用することにより、ニードル部材２０のリフト量が増大した直後、中間圧力Ｐｍが急激に変化することなく、しかも、リフト量が増大した直後から流量特性が滑らかとなる冷媒の安定した流量制御となる。

【0039】

さらに、冷房運転で想定される圧縮機のモータの周波数１００Ｈｚまでの範囲で、冷媒の安定した流量制御が行われるのでキャピラリチューブで起きるような、周波数増大による圧縮機の吐出温度の上昇も抑制でき、その結果として、圧縮機の性能を最大に引き出すことが可能となる。

【0040】

一方、最大挿入長さＸが、０．４ｍｍの場合（Ｘ＜Ｌ´ｃｏｓ^２θ）においては、図５における特性線Ｌａに示されるように、リフト量が規定リフト量Ｌ´に到達する以前の０．６ｍｍにおいて、中間圧力Ｐｍは、急激に増大するとともに、一端１０Ｅ１側の冷媒の圧力も、急激に増大することとなる。これにより、ハンチング現象が発生する虞がある。

【0041】

図８は、本発明に係る絞り装置の第２実施例の構成を示す。

【0042】

図８に示される例においては、弁座３２が、弁ポート３２ａに加えて、後述する円筒部とニードル部材２０が収容される部分とを連通させる連通路としてのバイパス３２ＰＴを備えるものとされる。なお、図８において、図１Ａにおける同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

【0043】

絞り装置は、例えば、図１Ａに示される例と同様に、図３に概略的に示されるように、冷凍サイクルシステムの配管における凝縮器６の出口と蒸発器２の入口との間に配置されている。

【0044】

絞り装置は、上述の冷凍サイクルシステムの配管に接合されるチューブ本体１０と、チューブ本体１０の内周部に固定され冷媒の流量を調整する流量調整部を構成する弁座３２、および、ニードル部材２０と、ニードル部材２０を弁座３２に対し近接する方向に付勢するコイルスプリング１６と、コイルスプリング１６の付勢力を調整する調整ねじ１２と、ニードル部材２０の移動速度を減速させるはね部材１８と、を主な要素として含んで構成されている。

【0045】

チューブ本体１０の内周部における一端１０Ｅ１から所定距離、離隔した中間部には、弁座３２の外周部が固定されている。弁座３２は、かしめ加工によるチューブ本体１０の窪み１０ＣＡ２により形成される突起がその外周部に食い込むことにより固定されている。

【0046】

弁座３２は、ニードル部材２０における先細部２０Ｐが挿入される弁ポート３２ａを内部中央部に有している。弁ポート３２ａは、所定の直径φＤを有し弁座３２の中心軸線に沿って延びる縮径部と、縮径部に連なり一端１０Ｅ１に向けて徐々に拡大するテーパ部と、テーパ部の端に形成される円筒部３２ＦＳとから形成されている。

【0047】

弁ポート３２ａに隣接した位置には、冷媒の流れ方向に沿ってバイパス３２ＰＴが形成されている。バイパス３２ＰＴの位置は、上述の第１の部分の中間圧力Ｐｍが、ニードル部材２０の弁開閉動作の前後で急変しないように、ニードル部材２０の外周部とチューブ本体１０の内周部との隙間の位置と向かい合う位置とならないように、その隙間よりもニードル部材２０の中心軸線に近い位置に設定される。これにより、ニードル部材２０における先細部２０Ｐが弁ポート３２ａの開口端を完全に閉塞した状態であっても、チューブ本体１０の内周部における一端１０Ｅ１側の円筒部３２ＦＳに隣接した部分である第２の部分の冷媒の圧力が常時、バイパス３２ＰＴを通じてニードル部材２０の先細部２０Ｐに作用するのでニードル部材２０の先細部２０Ｐのリフト量の増大に応じて中間圧力Ｐｍが急激に増大することも抑制され、しかも、リフト量が増大した直後から流量特性が滑らかとなる冷媒の安定した流量制御となる。

【0048】

また、万一、ニードル部材２０の先細部２０Ｐが弁ポート３２ａを閉状態とする方向に移動した場合であっても、一端１０Ｅ１側の冷媒の圧力が常時、バイパス３２ＰＴを通じてニードル部材２０の先細部２０Ｐに作用するのでニードル部材２０の先細部２０Ｐが弁ポート３２ａに食い付く虞もない。

【0049】

従って、本発明に係る絞り装置の第１実施例および第２実施例のように、連通路としてのブリード溝またはバイパスと、最大挿入長さＸが、Ｘ≧Ｌ´ｃｏｓ^２θとなる値に設定される構成とを組み合わせることにより、着座時（弁閉時）からリフト量が増大するまで、流量特性が滑らかとなり、その結果、制御域全般で、ハンチングが発生することが無いという効果を奏する。

【0050】

なお、上述の連通路は、第１実施例、第２実施例のようなブリード溝２２ＧＢ、バイパス３２ＰＴの一例に限られるものではなく、例えば、弁閉状態時であっても、連通路としての絞り部の微小な開口面積が確保されるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0051】

２ 蒸発器
４ 圧縮機
６ 凝縮器
１０ チューブ本体
１２ 調整ねじ
１６ コイルスプリング
２０ ニードル部材
２２，３２ 弁座
２２ＧＢ ブリード溝
３２ＰＴ バイパス

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】