JPH1151514A

JPH1151514A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH1151514A
Application number: JP9204825A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Umeda; 知巳梅田; Hiroo Nakamura; 啓夫中村; Atsushi Otsuka; 厚大塚; Hidenori Yokoyama; 英範横山; Hiroshi Kogure; 博志小暮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-07-30
Also published as: JP3955361B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍サイクルにより室温の低下を防ぎながら
除湿を行なう除湿運転において、冷媒流動音を低減し、
必要除湿量を確保しつつ消費電力量を低減する。【解決手段】利用側熱交換器を二分割し、それらの間
に除湿運転時に使用する除湿絞り装置において、弁棒１
５と弁座２０が接して弁口２１を閉じる場合、弁座２０
に設けた切込溝１９と弁棒１５とで冷媒絞り通路２８を
形成し、この冷媒絞り通路２８で弁室２３，２４を連通
する。この冷媒絞り通路２８にゴミなどが詰まっても、
弁棒１５を上昇させることにより、このゴミなどを除け
るので、冷媒絞り通路２８を狭くすることができ、冷媒
絞り量を大きくできることで蒸発温度を下げられ、必要
除湿量を確保しつつ必要な冷媒循環量が少なくてよいの
で、冷媒流の運動エネルギを低減でき、冷媒流動音も低
減できる。また、冷媒循環量が少なくてすむため、圧縮
機の回転数を低減でき、消費電力量を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルを用
いて冷房，暖房及び除湿運転を行なう空気調和機に係
り、特に、冷凍サイクルとして、２台の室内熱交換器を
設けてこれら間に除湿絞り装置を配置した構成とし、室
温の低下を防ぎながら除湿を行なう除湿運転を可能とし
た空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクルを用いて除湿運転を行なう
空気調和機の一例として、従来、例えば、特開平２−１
８３７７６号公報に記載のものがある。

【０００３】これは、圧縮機や室外熱交換器，絞り装
置，室内熱交換器などを順次冷媒配管で接続し、かつ室
内熱交換器を熱的に２分割して（即ち、室内熱交換器を
２台設けて）、これら間に除湿運転時に用いる除湿絞り
装置を設けて冷凍サイクルを構成したものである。かか
る構成において、除湿運転時には、冷媒を除湿絞り装置
に通すことにより、２分割した室内熱交換器のうち上流
側を凝縮器として、また、下流側を蒸発器として機能さ
せ、蒸発器で室内空気を冷却・除湿するとともに凝縮器
で室内空気を加熱することにより、空気調和機から室内
に吹き出す空気の温度をあまり下げずに、湿度を下げる
除湿運転を可能としている。

【０００４】ここで使用される除湿絞り装置としては、
可動弁を備えた二方弁の構造をなしており、この弁可動
部に小孔が設けられている。除湿運転のときには、この
弁可動部が作用して、一方の室内熱交換器からの冷媒配
管と他方の室内熱交換器からの冷媒配管とをこの小孔を
介して連結し、暖，冷房運転時には、この弁可動部が作
用しないようにして、これら冷媒配管を直接連結するも
のである。

【０００５】ところで、空気調和機の冷凍サイクルに設
けられた絞り装置では、冷媒の流動による騒音が発生
し、従来、かかる冷媒流動温を低減するための手段とし
て、種々のものが提案されている。

【０００６】その一従来例として、特開昭５７−１２９
３７１号公報に記載の空気調和機では、冷，暖房運転時
に用いる室外熱交換器と室内熱交換器との間に設けられ
た絞り装置で発生する冷媒流動音を低減するために、絞
り装置である膨張弁の上流側に固定オリフィスを設け、
膨張弁を通過する際の冷媒中の気泡を多くし、また、そ
の分布を均一化して騒音レベルの低減を図っている。

【０００７】また、他の従来例としての特開平７−２４
８１６２号公報に記載の電磁弁では、可動の弁棒にその
中心を通る流通孔が設けられており、この電磁弁を絞り
として使用するときには、この弁棒を作用させてその弁
棒自体で２つの冷媒配管を遮断するとともに、この弁棒
の流通孔を含む冷媒漏洩通路でこれら冷媒間を連通し、
この冷媒漏洩通路内で冷媒の減圧を複数回に分けて行な
うようにするものであって、これにより、冷媒通過音の
低減を図っている。

【０００８】さらに、他の従来例としての特開平８−９
３９４５号公報に記載の電動流量制御弁では、弁棒と弁
座との隙間で形成される主冷媒絞り通路の他に、絞りの
高圧側冷媒通路と低圧側冷媒通路とを連通する副冷媒絞
り通路が弁棒内に設けられ、弁内で気液分離が行なわれ
て、液冷媒が主冷媒絞り通路を、ガス冷媒が副冷媒絞り
通路を夫々通るようにしている。

【０００９】さらに、特開平５−２８８２８６号公報
（特に、その図１２〜図１９）には、弁棒の先端部に溝
を設けた膨張弁が開示されている。

【００１０】これは、可動の弁棒の先端に溝が設けられ
ており、この弁棒が弁座内に配置されると、この弁棒と
弁座との間にこの溝によって隙間が生じ、この隙間を冷
媒が流れる。この溝の形状は、弁棒の軸方向に対し、溝
の深さが一定のものや弁棒の軸方向に溝の深さが徐々に
浅くなるテーパ状のものが開示されている。かかる溝を
弁棒に複数設けることにより、複数の冷媒通路を確保
し、その結果、気液二相流が流入した場合でも、ガス冷
媒と液冷媒との通路があるため、気泡塊による絞りの閉
塞を防ぎ、冷媒流動音の低減を図っている。

【００１１】また、実開昭６１ー５４１６４号公報の、
特に、図２及び図３には、弁座に溝が設けられた膨張弁
が開示されている。この膨張弁には、その入り口の軸と
平行に弁座端から中心部のオリフィスまで１つの平行溝
が設けられており、弁棒と弁座とが接触して弁が閉まる
と、オリフィス側の溝端が小穴となって絞りが形成され
る構造となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、除湿性能を向
上させるための１つの方法は、除湿絞り装置の絞り量を
大きくして蒸発温度を下げることである。

【００１３】そこで、除湿絞り装置の絞り量を大きくす
るということは、上記特開平２−１８３７７６号公報に
記載の小孔付き二方弁構造の除湿絞り装置では、上記の
小孔の径を小さくすることに相当する。また、特開平７
−２４８１６２号公報に記載の電磁弁では、上記の冷媒
漏洩通路の断面積を小さくするか、その長さを長くする
ことに相当する。さらに、特開平８−９３９４５号公報
に記載の電動流量制御弁では、弁棒と弁座の隙間で形成
される主冷媒絞り通路及びガス冷媒をバイパスする副冷
媒絞り通路夫々の段面積を小さくすることに相当する。

【００１４】しかし、このように、小孔の径や通路の段
面積が小さくなると、冷凍サイクル内を循環する冷媒中
に存在するゴミなどがそこに詰まったり、付着するし易
くなる。そこで、小孔や冷媒絞り通路にゴミなどが詰ま
ったり、付着したりすると、絞りとして作用しなくな
り、最悪の場合、冷媒が循環しなくなって空気調和機と
しての役目を果たさなくなる。

【００１５】また、小孔の径が小さくすると、この小孔
を通過する冷媒流動により、笛吹き音や変動音が発生し
たり、流速増による騒音レベルが増加したりすることが
懸念される。

【００１６】一般に、絞り装置の部分では、絞り作用に
伴い、連続音もしくは不連続音としての大きな冷媒流動
音が発生し、この冷媒流動音、特に、不連続音の大きさ
は、絞り装置に流入する高圧側冷媒通路の流動様式に大
きく影響される。その中でも、気液が混在する二相流状
態で砲弾形気泡と液とが交互の現れるスラグ流やプラグ
流のときに、間欠的な冷媒流動音が発生し、また、それ
が非常に大きくなることが知られている。

【００１７】ここで、連続的な流動音は、主として、液
冷媒が絞り装置の絞り部で減圧膨張して高速の気液二相
噴流になることによって生ずるものである。また、不連
続的な流動音は、主として、圧縮性流体であるガス冷媒
と非圧縮性流体である液冷媒とが、交互に、絞り装置の
狭い流路を通過するときの流動抵抗の違いによる流量変
動や圧力変動が加振力となって生ずるものである。

【００１８】上記の特開昭５７−１２９３７１号公報記
載の空気調和機では、これらの冷媒流動音を解決するた
めに、絞りの上流側に固定オリフィスを配置しているの
である。

【００１９】しかしながら、上記の利用側熱交換器（例
えば、家庭用の空気調和機の場合、室内熱交換器）を２
分割した再熱除湿方式の除湿サイクルの場合、除湿運転
時のみに用いる除湿絞り装置がかかる利用側熱交換器の
中間に配置されているため、その前後に固定オリフィス
配置すると、冷，暖房運転時には、これが単なる絞り装
置となり、従って、冷媒の圧力降下を招いて冷、暖房運
転時の性能を低下させる。特に、除湿絞り装置が利用側
熱交換器の中間に配置されているため、冷媒の状態は気
液二相流であり、その結果、圧力降下は単相流の場合よ
りも大きい。

【００２０】また、上記の特開平５−２８８２８６号公
報に記載の膨張弁では、前述の冷媒流動音を解決するた
めに、弁棒に複数の溝を設け、複数の冷媒通路を確保し
ている。しかし、この膨張弁では、次のような問題があ
る。

【００２１】その１つは、絞りでのゴミ詰まりの問題で
ある。例えば、上記の弁棒に深さが一定の平行溝が設け
られている場合、弁棒が弁座内に挿入されると、溝の底
と弁座の壁面との間の距離が一定であるため、この溝と
弁座の壁面との間にゴミが詰まることもある。このよう
になると、弁棒がロックして動かなくなる。

【００２２】また、弁棒が送りねじによって上下に移動
するステータに取り付けられているために、弁棒はその
軸を中心に回転をしながら上下に動く。従って、溝が平
行溝である場合でも、深さが弁棒の軸方向に変化するテ
ーパ溝の場合でも、その溝にゴミが詰まったときに、弁
棒を弁座内から抜こうとすると、溝にゴミが挾まったま
ま弁座内で弁棒が回転するため、弁棒と弁座との隙間に
ゴミが食い込み、弁棒がロックし、これまた、弁棒が動
かなくなる。

【００２３】２つ目の問題は、弁棒の振動である。即
ち、弁棒は、送りねじによってその軸を中心に回転しな
がら上下に移動するため、弁棒に設けられている溝が弁
棒とともに回転し、流入する冷媒流に対し、弁棒の弁座
への挿入高さ（深さ）に応じて溝位置、即ち、冷媒絞り
通路の位置が変化する。この結果、溝位置によっては、
弁棒に対してアンバランスな流体力が作用することにな
り、弁棒に振動が生じて冷媒流動音が発生すことにな
る。そのため、冷媒流動音のバラツキが生じて音が安定
しない。

【００２４】また、上記実開昭６１ー５４１６４号公報
に記載の膨張弁では、弁座に溝が設けられ、弁棒が弁座
に接触して弁が閉じると、溝端が小穴の絞りとなる構造
をなしているが、次のような問題がある。

【００２５】その第１の問題は、この溝でのゴミ詰りの
問題である。例えば、溝のオリフィス側の端部が絞りと
なるため、冷凍サイクル中を冷媒とともに流れてくるゴ
ミなどは、この膨張弁を通過するときには、必ずこの溝
部分を通ることになる。従って、絞りとなるこの溝を通
過できないゴミなどは、この溝部分全域に堆積すること
になる。このとき、弁棒を弁座から離して弁を開状態に
して冷媒を循環しても、冷媒流は膨張弁の入口通路下端
よりも高い位置に弁座の上端があるため、弁座に衝突し
た冷媒流の主流は上向きの流れとなり、上記溝部分の上
方を流れてオリフィスに流入することになる。従って、
溝部分全域に堆積したゴミなどは、溝部分全体に連続し
ているため、弁が持ち上がって弁が開くとき、溝の締り
部分のゴミが部分的にはとれにくく、また、溝全域の全
部のゴミはさらに取れにくいことになる。

【００２６】また、ＨＦＣ系冷媒を使用した場合、ゴミ
の一種としてコンタミなどが細径部や絞り部に堆積す
る。特に、膨張弁などの場合には、弁座の上面に堆積す
る。このとき、この膨張弁に設けられている溝には、コ
ンタミが堆積し、溝を埋めてしまう場合もある。

【００２７】第２の問題は、冷媒流動音の問題である。
例えば、弁棒が弁座に接触して弁が閉まり、絞りが形成
された場合、溝によるこの絞りを通過した冷媒は、一度
弁帽に衝突して流れの方向を変え、膨張弁から流出す
る。従って、冷媒流が弁棒に衝突して流れ方向を変える
とき、その流れに大きな乱れが発生し、また、弁棒が加
振される。このことにより、大きな冷媒流動音が発生す
る。

【００２８】また、上記の膨張弁では、溝が１つ設けら
れて１つの絞りが形成されており、全ての冷媒流が１つ
の絞りを通過することになりため、冷媒の流速が非常に
加速されて冷媒流動音が大きくなる。これは、流速の増
加により、冷媒噴流の運動エネルギーが大きく増加する
ためである。さらに、冷媒流動音が最も顕著な気液二相
流が流入する場合、１つの絞りに気相（ガス冷媒）と液
相（液冷媒）とが交互に流入するため、夫々の絞り通過
抵抗の違いから、大きな流量変動、圧力変動が発生し、
間欠的な冷媒流動音が発生することになる。さらに、溝
が１つであることから、弁棒に冷媒流による一方向の加
振力が加わり、弁棒が振動して音が発生することにな
る。

【００２９】第３の問題は、弁棒が弁座から離れるとき
の通路抵抗である。上記の膨張弁は、入口の冷媒通路の
径よりも出口の冷媒通路の径が小さくなっている。ま
た、後述する本発明で特に対象となっている再熱除湿方
式の除湿サイクルにおいては、除湿運転に使用する除湿
弁（除湿用膨張弁）は、除湿運転時のみ絞りの役目を果
たし、冷房，暖房運転時では、低圧力損失の弁となるこ
とが要求される。即ち、弁棒が弁座に接触して弁が閉じ
たときに絞りを形成し、弁棒が弁座から離れて弁が開い
たときには、低圧力損失の通路となる。従って、この膨
張弁を用いる場合、弁棒が弁座から離れて弁が開いた状
態でも、出口側の冷媒通路の径が入口側の冷媒通路の径
よりも常に小さいから、絞り状態が解除されない。この
結果、この膨張弁を使用すると、空気調和機の冷房性能
や暖房性能を低下させることなる。

【００３０】本発明の目的は、かかる問題を解消し、除
湿運転時、必要除湿量を確保しながら、除湿絞り装置で
発生する冷媒流動音を低減し、さらに、消費電力量を低
減することができるようにした空気調和機を提供するこ
とにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、利用側熱交換器を熱的に２分割して第
１，第２の利用側熱交換器とし、かつ該第１，第２の利
用側熱交換器の間に除湿絞り装置を設け、除湿運転時に
は、上流側となる第１の利用側熱交換器を凝縮器とし、
下流側となる第２の利用側熱交換器を蒸発器とする空気
調和機において、該除湿絞り装置が、高圧側の冷媒通路
に貫通する弁口と低圧側の冷媒通路に貫通する開放口を
有して、弁座に該弁口と該開放口とを結ぶ冷媒通路が形
成されており、該冷媒通路の開閉を行なう弁棒と該弁棒
を可動させる弁可動部とから除湿絞り弁が構成され、該
除湿絞り弁を該弁棒と該弁座とが互いに接して冷媒通路
を閉にする状態とする場合には、弁棒と弁座とで囲まれ
て該弁口と該開放口とを連通する独立した絞り通路を形
成し、該弁棒と該弁座とが接しない冷媒通路を開とする
状態とする場合には、該独立した絞り通路が該冷媒通路
と一体になり、該絞り通路が形成されない構造とした。

【００３２】また、本発明は、上記除湿絞り弁の上記弁
棒と上記弁座とが接して上記冷媒通路が閉となる場合に
は、上記独立した絞り通路が複数個形成され、上記弁棒
と上記弁座とが接しないで上記冷媒通路が開となる場合
には、複数個の上記独立した絞り通路が冷媒通路と一体
となる構造とした。

【００３３】さらに、本発明は、上記弁座に１個以上の
切込溝を設け、上記弁棒と上記弁座とが接して上記冷媒
通路が閉となる場合、該切込溝と上記弁座の壁面とで上
記独立した絞り通路となる構造とした。

【００３４】さらに、本発明は、弁棒に１個以上の切込
溝を設け、上記弁棒と上記弁座とが接して上記冷媒通路
が閉となる場合、該切込溝と上記弁座の壁面とで上記独
立した絞り通路となる構造とした。

【００３５】さらに、本発明は、上記切込溝の形状をＶ
溝（ノッチ）形状とした。

【００３６】さらに、本発明は、上記切込溝の形状を半
円筒形状とした。

【００３７】さらに、本発明は、上記切込溝の形状を矩
形溝形状とした。

【００３８】さらに、本発明は、上記弁座に設けた切込
溝を、高圧側の上記冷媒通路の軸線に対し、軸対称に配
置した。

【００３９】さらに、本発明は、上記弁棒に設けた切込
溝を、高圧側の上記冷媒通路の軸線に対し、軸対称の配
置した。

【００４０】さらに、本発明は、上記弁座に設けた切込
溝を、高圧側の上記冷媒通路の軸線上に配置した。

【００４１】さらに、本発明は、上記弁棒に設けた切込
溝を、高圧側の上記冷媒通路の軸線上に配置した。

【００４２】さらに、本発明は、上記の除湿絞り弁の構
造を有し、かつ弁口と開放口とを結ぶ冷媒通路の断面積
が低圧側の上記冷媒通路の断面積以上の大きさとする。

【００４３】さらに、本発明は、上記除湿絞り装置の下
流側の温度もしくは蒸発温度、または上記利用側熱交換
器の吹出空気の温度を検出する手段を有し、該温度の変
化量または時間変化が所定値より大きくなるとき、上記
除湿絞り装置を開にする。

【００４４】さらに、本発明は、熱源側熱交換器と該利
用側熱交換器との間に設けた主絞り装置も、上記除湿絞
り装置と同様の構造とした。

【００４５】さらに、本発明は、冷凍サイクルでの冷媒
の流れ方向を切換え可能とした空気調和機において、熱
源側熱交換器と上記の利用側熱交換器との間に設けた絞
り装置として、上記の除湿絞り弁の構造を有し、かつ弁
口と開放口を結ぶ冷媒通路の断面積が高圧側の上記冷媒
通路または低圧側の上記冷媒通路の断面積以下の大きさ
である構造とした弁で構成されている。

【００４６】さらに、本発明は、暖，冷房運転のいずれ
か一方が可能な空気調和機において、熱源側熱交換器と
当該利用側熱交換器との間に設けた絞り装置として、上
記の除湿絞り弁の構造を有し、かつ弁口と開放口を結ぶ
冷媒通路の断面積が高圧側の上記冷媒通路または低圧側
の上記冷媒通路の断面積以下の大きさである構造とした
弁で構成されている。

【００４７】さらに、本発明は、使用する冷媒をＨＦＣ
系冷媒とした。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、建造
物に設置するものとして、図面により説明する。

【００４９】図３は本発明による空気調和機の第１の実
施形態での冷凍サイクルを示す構成図であって、１は圧
縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４は絞り装置、
５ａ，５ｂは室内熱交換器、６は除湿絞り装置、７は室
外ファン、８は室内ファン、９は主絞り装置、１０は二
方弁である同図において、この実施形態は、圧縮機１と四方弁２と
室外熱交換器３と絞り装置４と室内熱交換器とが順に冷
媒配管で接続されて冷凍サイクルが形成されており、特
に、室内熱交換器は２つの室内熱交換器５ａ，５ｂに分
割され、それら間に、この実施形態の特徴をなす除湿絞
り装置６が設けられている。そして、室外熱交換器３に
は室外ファン７が設けられ、室内熱交換器５ａ，５ｂに
共通に、室内ファン８が設けられている。

【００５０】四方弁２は、冷房・除湿運転時と暖房運転
時とで、この冷凍サイクルでの冷媒の流れ方向を切り換
えるためのものであり、実線矢印は冷房運転時の冷媒の
流れ方向を、破線矢印は暖房運転時の冷媒の流れ方向
を、一点鎖線矢印は除湿運転時の冷媒の流れ方向を夫々
示している。

【００５１】また、絞り装置４は、暖房運転時には、室
外熱交換器３で外気から効果的に吸熱が行なわれるよう
に、また、冷房運転時には、室内熱交換器５ａ，５ｂで
室内の空気から効果的に吸熱が行なわれるように、夫々
冷媒を減圧する作用をなし、除湿運転時には、かかる減
圧作用が生じないようにするものである。このため、絞
り装置４は、主絞り装置９と二方弁１０とが並列に配列
されてなる構成をなしており、暖，冷房運転時には、二
方弁１０が閉じて冷媒が主絞り装置９を通過するように
し、除湿運転時には、二方弁１０が開いて冷媒がこの二
方弁１０を通過するように制御される。

【００５２】除湿絞り装置６は、暖，冷房運転時、開状
態にあって低圧力損失の冷媒通路となり、冷媒をそのま
ま通過させるし、また、除湿運転時には、絞り弁として
作用する。

【００５３】そして、この実施形態では、暖房運転時に
は、室外熱交換器３が室外空気から吸熱を行なう蒸発器
となるのに対し、室内熱交換器５ａ，５ｂが室内に放熱
する凝縮器となり、冷房運転時には、室外熱交換器３が
室外に放熱する凝縮器となるのに対し、室内熱交換器５
ａ，５ｂが室内空気から吸熱する蒸発器となる。

【００５４】そして、除湿運転時には、室外熱交換器３
が、冷房運転と同様、凝縮器となり、除湿絞り装置６が
絞り弁としての作用をすることから、上流側の室内熱交
換器５ａが室内空気に放熱する凝縮器となり、下流側の
室内熱交換器５ｂが室内空気から吸熱する蒸発器とな
る。ここで、室内熱交換器５ｂが吸熱することにより、
室内空気が冷却されて除湿が行なわれるが、この空気の
冷却を補償するように、室内熱交換器５ａで放熱が行な
われて室内空気が温められ、この冷却された空気と温め
られた空気とが混合されて室内に吹き出されることによ
り、室温を下げることなく除湿が行なわれ、快適な除湿
効果が得られるのである。

【００５５】図１及び図２は図３における除湿絞り装置
６の第１の具体例を示す縦断面図であって、１１は電磁
コイル、１２は電磁ガイド、１３はプランジャ、１４は
緩衝材、１５は弁棒、１６はバネ、１７はストッパ、１
８は弁体、１８ａは筒状部、１９は切込溝、２０は弁
座、２１は弁口、２２は開放口、２３，２４は弁室、２
５，２６は冷媒配管、２７はテーパ面である。

【００５６】同図において、弁体１８は２つの弁室２
３，２４が設けられており、除湿運転時には、弁室２３
が冷媒の高圧側となり、弁室２４が冷媒の低圧側とな
る。そして、弁室２３に室内熱交換器５ａ（図３）から
の冷媒配管２５が連結され、弁室２４に室内熱交換器５
ｂ（図３）からの冷媒配管２６が連結されている。除湿
運転時には、冷媒配管２５が冷媒の入口配管となって弁
室２３が高圧側となり、冷媒配管２６が冷媒の出口配管
となって弁室２４が低圧側となる。この弁室２３内に
は、弁棒１５が、図面上、上下方向に移動可能に設けら
れている。

【００５７】弁体１８には、筒状部１８ａが一体に設け
られ、その内部の、図面上、上部に電磁ガイド１２が、
同じく下部にストッパ１７が夫々設けられ、これら間に
弁棒１５と一体となったプランジャ１３が配置されてい
る。このプランジャ１３は筒状をなしており、この筒状
部が電磁ガイド１２の突出部と筒状部１８ａとの間に配
置されている。電磁ガイド１２でのプランジャ１３の先
端部に対向する部分に緩衝材１４が設けられており、電
磁ガイド１２のこの緩衝材１４が設けられた部分がプラ
ンジャ１３に対する他方のストッパとなっている。ま
た、このプランジャ１３は、ストッパ１７に固定された
バネ１６によって上方、即ち、電磁ガイド１２の方向に
付勢されている。さらに、筒状部１８ａの外面側には、
電磁コイル１１が設けられている。

【００５８】かかる構成により、電磁コイル１１に通電
されると、電磁ガイド１２とプランジャ１２との間に電
磁力が発生し、この電磁力とバネ１６の付勢力とがバラ
ンスした位置に、プランジャ１３と弁棒１５が上下に移
動する。

【００５９】弁室２３，２４の境界では、弁室２３側に
突出した弁座２０が形成されており、弁室２４は、この
弁座２０の部分の弁室２３との境界を弁口２１とし、冷
媒配管２６との接続部を開放口２２としている。

【００６０】弁棒１５の先端部は、弁座２０の弁口２１
の径よりも若干大きい外径を有する筒状をなしており、
かつその先端面は、外側に傾斜したテーパ面２７をなし
ている。勿論、この弁棒１５の先端部は棒状をなしてい
てもよいが、その先端縁部に同様のテーパ面２７が形成
されている。かかるテーパ面２７により、弁棒１５の最
先端の径は弁口２１の内径（即ち、弁口２１の径）より
も若干小さくなっている。

【００６１】また、弁座２０の弁口２１側端部には、そ
の内径側に１つ以上の切込溝１９が設けられている。

【００６２】かかる構成において、電磁コイル１１に通
電すると、電磁ガイド１２とプランジャ１３との間に発
生する大きな電磁力により、バネ１６の付勢力に抗して
プランジャ１３、従って、弁棒１５が押し下げられ、弁
棒１５の先端が弁座２０に接触する。このとき、図示す
るように、弁棒１５の先端部の上記テーパ面２７によ
り、この先端部の一部が弁口２１に入り込んで、かかる
テーパ面２７が弁座２０の内径角部に押しつけられるこ
とになる。

【００６３】これにより、弁口２１が閉鎖され、弁室２
３，２４とが遮断されることになるが、弁座２０の設け
られている切込溝１９と弁棒１５先端部の上記テーパ面
２７とでわずかな隙間が生じ、これが冷媒絞り通路２８
として弁室２３と弁室２４とを連通する。

【００６４】電磁コイル１１への通電を停止すると、上
記の電磁力がなくなるため、弁棒１５はバネ１６の付勢
力によって持ち上げられ、図２に示すように、弁棒１５
が弁座２０と離れる。これにより、弁口２１が開き、冷
媒絞り通路２８はなくなって弁室２３，２４が弁口２１
によって連通する。

【００６５】このように、除湿絞り弁の構造をなすこの
具体例は、少なくとも弁室２４の径Ｄ１と出口配管２６
の径Ｄ２が同等以上であれば、弁棒１５の全開時では、
弁室２３から弁室２４へ曲がりに伴う圧力降下による損
失が生ずるのみであって、低圧力損失の冷媒通路を形成
することになり、また、弁棒１５の全閉時では、冷媒絞
り通路２８が形成されて、必要な圧力降下をもたらすこ
となる。

【００６６】また、この具体例では、弁棒１５の先端部
にテーパ面２７が形成され、図１に示すように、弁棒１
５が弁口２１を閉鎖するときには、このテーパ面１７が
弁座２０の先端の弁口２１側角部に線接触に近い状態と
なり、この弁棒１５の先端部の一部が弁座２０の内部に
嵌まり込むことになるから、弁棒１５の先端部が弁座２
０によって保持されることになり、この結果、流体力に
よる弁棒１５の振動が抑制されて冷媒流動音の発生が低
減することになる。

【００６７】図４は弁座２０での切込溝１９の配列例を
示す平面図であって、図２での矢印Ｘ方向からみたもの
である。但し、１９ａ〜１９ｄは切込溝であって、図
１，図２に対応する部分には同一符号をつけている。

【００６８】図４（ａ）は、弁座２０に設けた切込溝１
９を２個とし、夫々の切込溝１９ａ，１９ｂを、冷媒配
管２５（図１）での矢印で示す冷媒の流れ方向に平行で
弁座２０の中心Ｐを通る直線Ｓに関して互いに対称とな
る位置に設けた場合を示している。

【００６９】図４（ｂ）は、同じく２個の切込溝１９
ａ，１９ｂが上記直線Ｓ上の対向する位置に配置した場
合を示している。

【００７０】図４（ｃ）は、弁座２０に設けた切込溝１
９を４個とし、切込溝１９ａ，１９ｂと切込溝１９ｃ，
１９ｄとを上記直線Ｓに関して対称な位置に配置する。
この場合には、さらに、切込溝１９ａ，１９ｄと切込溝
１９ｂ，１９ｃとを上記直線Ｓに直交して弁座２０の中
心Ｐを通る直線Ｓ’に関して対称な位置に配置したもの
である。

【００７１】これら以外にも、１以上の任意の個数の切
込溝を設けることができるが、これらを直線Ｓに関して
対称となるように配置する。

【００７２】なお、冷媒流動音の観点からは、除湿絞り
装置の切込溝数は複数とした方がよい。これは、切込溝
を複数個とすることにより、冷媒絞り通路も複数個形成
されることになり、冷媒流がこれら冷媒絞り通路に分配
されて、各冷媒絞り通路から出た冷媒噴流は運動エネル
ギーが小さくなり、除湿絞り装置から発生する冷媒流動
音が低減する。

【００７３】さらに、冷媒流動音が最も顕著な気液二相
流が流入する場合、複数の冷媒絞り通路が形成されてい
るため、冷媒絞り通路に気相（ガス冷媒）と液相（液冷
媒）とが同時に流入しても、夫々の冷媒通路が確保され
るため、夫々の絞り通過抵抗の違いによる大きな流量変
動や圧力変動の発生を低減でき、その結果、特に、間欠
的な冷媒流動音を低減することができる。

【００７４】また、切込溝を複数個あると、弁棒には冷
媒流による加振力が均等に加わり、流体力による弁棒の
振動を抑制して冷媒流動音を低減できる。

【００７５】次に、この具体例の暖房運転，冷房運転及
び除湿運転時での動作を説明する。

【００７６】暖，冷房運転時には、電磁コイル１１への
通電は行なわれず、このため、図２に示すように、弁棒
１５は持ち上げられた状態にあって、弁室２３，２４と
が広い面積の弁口２１で連通する。このとき、上記のよ
うに、室外熱交換器３（図３）は蒸発器として動作し、
これら室内熱交換器５ａ，５ｂ（図３）は凝縮器として
動作する。暖房運転時には、冷媒が室内熱交換器５ｂか
ら、矢印とは逆方向に、冷媒配管２６，弁室２４，弁口
２１，弁室２３を通って冷媒配管２５に流れ、室内熱交
換器５ａに送られる。また、冷房運転時には、冷媒が室
内熱交換器５ａから、矢印方向に、冷媒配管２５，弁室
２３，弁口２１，弁室２４を通って冷媒配管２６に流
れ、室内熱交換器５ｂに送られる。このとき、上記のよ
うに、室外熱交換器３は凝縮器として動作し、これら室
内熱交換器５ａ，５ｂは蒸発器として動作する。

【００７７】除湿運転時には、除湿絞り弁内の弁棒１５
が弁座２１に接触して弁口２１を閉鎖し、弁座２０に設
けられた切込溝１９と弁棒１５のテーパ面２７で囲まれ
た領域が冷媒絞り通路２８として形成され、これを介し
て弁室２３，２４が連通される。このとき、冷媒は、冷
房運転と同様の矢印方向に、冷媒配管２５から弁室２
３，冷媒絞り通路２８，弁室２４及び冷媒配管２６を通
して流れ、この冷媒絞り通路２８によって適正な圧力ま
で減圧される。その結果、弁室２３が高圧側となり、弁
室２４が低圧側となる。そして、このときには、上記の
ように、室外熱交換器３が凝縮器であり、室内熱交換器
５ａが凝縮器（再熱器）として、また、室内熱交換器５
ｂが蒸発器（冷却器）として動作する。

【００７８】このようにして、室内熱交換器５ｂでは、
室内空気を冷却しながら除湿を行なうが、室内熱交換器
５ａで室内空気を加熱することになり、従って、室温の
低下を防ぎながら除湿する除湿運転を行なうことが可能
となる。

【００７９】なお、図１，図２に示す除湿絞り装置６
が、図５に示すように、重力方向に対して傾いて設置さ
れる場合もあり得る。このような場合には、重力方向に
対して傾いた除湿絞り装置６の軸線Ｌ１に対し、弁棒１
５の軸線Ｌ２が、弁棒１５への重力の作用により、若干
傾くことになる。即ち、除湿絞り装置６の軸線Ｌ１と弁
棒１５の軸線Ｌ２とは一致しない。かかる状態で電磁コ
イル１１に通電し、弁棒１５を弁座２０の方に押し下げ
ると、弁棒１５が弁座２０に片寄って接触し始めること
になり、弁座２０の弁口２１の一部に接する状態とな
る。

【００８０】しかしながら、弁棒１５の先端部に、上記
のように、テーパ面２７が設けられていることにより、
このテーパ面２７が弁座２０の弁口２１に対するガイド
として作用し、弁棒１５が電磁力によって押されるとと
もに、テーパ面２７が弁口２７に沿って弁座２０内に導
かれる。この結果、図６に示すように、弁棒１５は、そ
の軸線Ｌ２が除湿絞り装置６の軸線Ｌ１に一致する方向
に姿勢が矯正され、これら軸線Ｌ１，Ｌ２が一致した状
態で弁座２０に押しつけられることになる。従って、弁
棒１５のテーパ面２７は弁座２０の弁口２１を正しい状
態で塞ぐことになり、弁室２３，２４は切込溝１９によ
る冷媒絞り通路２８でのみ連通することになる。このよ
うにして、この具体例は、重力方向に対して傾いて設置
されても、正しく弁動作を行なうことになる。

【００８１】また、図３に示した実施形態では、室外フ
ァン７の回転数を可変とすることにより、室外熱交換器
３での凝縮能力を替えることにより、あるいは圧縮機１
の回転数を可変とすることにより、圧縮機１の能力を変
えることにより、室内熱交換器５ａでの凝縮能力、即
ち、放熱量を変えて、室内ファン８による吹出し空気の
温度を冷房気味から暖房気味までの広い範囲にわたって
制御することが可能である。

【００８２】さらに、室内熱交換器５ａ、５ｂは、室内
からみて左右に並べるばかりでなく、室内からみて前後
に並べ、室内ファン８により、室内空気を室内熱交換器
５ｂ側から室内熱交換器５ａ側に流すようにしてもよ
く、あるいは、室内からみて上下に並べ、室内ファン８
により、室内空気を室内熱交換器５ａと室内熱交換器５
ｂとに分けて流すようにしてもよい。

【００８３】いずれにしても、この実施形態では、室温
の低下を防ぎながら除湿する除湿運転の特性と除湿性能
は維持しつつ、さらに、除湿絞り装置６で発生する冷媒
流動音の低減を図ることができる。

【００８４】次に、この実施形態において、室温を下げ
ない除湿運転及び必要除湿量の確保と冷媒流動音の低減
との両立を可能とする方法について説明する。

【００８５】除湿性能を向上させるには、除湿運転にお
いて、蒸発器として使用する室内熱交換器５ｂ内の冷媒
の温度、即ち、蒸発温度を下げる方法がある。また、一
般に、蒸発温度を下げる方法として、圧縮機１の回転数
を増す方法と除湿絞り装置６の絞り量を大きくする方
法、室外ファン７の回転数を増して室外熱交換器３での
風量を増やし、室外熱交換器３の放熱量を増す方法があ
る。

【００８６】図７は圧縮機１の回転数と室内熱交換器５
ｂでの蒸発温度との関係を示す特性図であって、特性曲
線３０は除湿絞り装置の除湿絞り量がある値のときの特
性を示すものであり、特性曲線３２はこの値よりも除湿
絞り量が大きいときの特性を示すものである。いずれの
場合も、圧縮機の回転数を増加させるとともに、蒸発温
度は低下するが、除湿絞り量が大きくなるほど、蒸発温
度が低くなる。

【００８７】図８は圧縮機１の回転数と室内熱交換器５
ｂの除湿量との関係を示す特性図であって、特性曲線３
５は除湿絞り装置の除湿絞り量がある値のときの特性を
示すものであり、特性曲線３７はこの値よりも除湿絞り
量が大きいときの特性を示すものである。いずれの場合
も、圧縮機の回転数を増加させるとともに、除湿量が増
加が、除湿絞り量が大きくなるほど、除湿量も大きくな
る。

【００８８】図９は圧縮機１の回転数と冷凍サイクル内
で流れる冷媒の単位時間当りの冷媒流量との関係を示す
特性図であって、その特性４０は、圧縮機の回転数の増
加とともに、冷媒流量も増加することを示している。

【００８９】図１０は単位時間当りの冷媒流量とこの冷
媒が持つ運動エネルギとの関係を示す特性図であって、
この特性４３は、冷媒流量が増すとともに、運動エネル
ギも増加することを示している。

【００９０】図１１は冷媒が持つ運動エネルギと冷媒流
動音との関係を示す特性図であって、この特性４６は、
運動エネルギが増すとともに、冷媒流動音も大きくなる
ことを示している。

【００９１】以上の図７〜図１１から、いま、蒸発温度
を下げて除湿性能を高めるために、圧縮機の回転数を増
すと、冷媒流量が増加して運動エネルギーが大きくな
り、冷媒流動音が大きくなる。

【００９２】また、蒸発温度を下げて除湿性能を高める
ために、室外ファン７の回転数を増加させて室外熱交換
器３での風量を増すと、冷媒の温度が下がるため、室内
熱交換器５ａで室内空気を加熱するための加熱量が減
り、室内ファン８によって室内に吹き出される空気温度
が下がる傾向があり、除湿運転を行なうと、室温が下が
ってしまう。

【００９３】これに対し、この実施形態は、蒸発温度を
下げて除湿性能を高めるために、除湿絞り装置６の除湿
絞り量を大きくするものであり、以下、その効果を図７
〜図１２を用いて説明する。

【００９４】図７において、いま、特性３０の状態から
除湿絞り装置６の除湿絞り量を大きくして、特性３２の
状態にしたとすると、同じ圧縮機１の回転数Ｎ１に対し
ては、蒸発温度が特性３０上の点３１でのＢ１から特性
３２の点３３でのＢ２に低下する。また、同じ蒸発温度
Ｂ１に保持するものとすると、特性３０の点３１から特
性３２の点３４に移り、圧縮機１の回転数をＮ１からＮ
２と小さくすることができる。

【００９５】また、図８において、特性３５の状態から
除湿絞り装置６の除湿絞り量を大きくして、特性３７の
状態とすると、圧縮機１の同じ回転数Ｎ１に対して、室
内熱交換器５ｂの除湿量が特性３５の点３６でのＨ１か
ら特性３７の点３８でのＨ２と増加する。また、同じ除
湿量Ｈ１を保持するものとすると、特性３５の点３６か
ら特性３７の点３９に移り、圧縮機１の回転数をＮ１か
らＮ２と小さくすることができる。

【００９６】一方、室内環境が決まれば、そのときに確
保すべき必要除湿量は決まる。従って、図８において、
上記のように、そのとき確保すべき除湿量をＨ１とする
と、除湿絞り装置６の除湿絞り量を大きくすることによ
り、圧縮機１の回転数としては、Ｎ１よりも小さいＮ２
とすることができる。

【００９７】このように、圧縮機回転数を下げると、図
９により、冷媒流量を減らすことになり、圧縮機の回転
数がＮ１からＮ２に減少したことにより、冷媒流量は、
特性４０上の点４１でのＧ１から点４２でのＧ２に減少
する。従って、図１０において、運動エネルギーが特性
４３上で点４４のＥ１からこれよりも小さいＥ２に減少
し、結局、図１１において、特性４６上、点４７から点
４８に移行して、冷媒流動音のレベルがＰ１からこれよ
りも小さいＰ２になる。

【００９８】このようにして、除湿絞り装置の除湿絞り
量を増加することにより、除湿絞り装置及び室内熱交換
器から発生する冷媒流動音を低減することができる。

【００９９】また、図１２は圧縮機１の回転数と空気調
和機の消費電力との関係を示す特性図であって、その特
性４９は、圧縮機１の回転数の増加とともに、消費電力
が増加することを示している。

【０１００】図１２に示すように、空気調和機の運転に
必要な電力量は、圧縮機の回転数が小さい程少ない。従
って、圧縮機１の回転数が、上記のように、除湿絞り装
置６の除湿絞り量を増加させることによって圧縮機１の
回転数をＮ１からＮ２に減じることができることによ
り、消費電力は、特性４９上を点５０から点５１に移行
し、消費電力量はＷ１からＷ２まで低減する。

【０１０１】このように、除湿絞り装置６の絞り量を増
加することにより、除湿能力を高めるばかりでなく、冷
媒流動音と消費電力をも低減することができる。

【０１０２】しかし、除湿絞り装置の絞り量を大きくす
ることは、冷媒絞り通路の断面積を小さくすることにな
る。これにより、従来の除湿絞り装置では、次のような
問題が生ずる。これを図１３を用いて説明する。但し、
５０ａ，５０ｂは小穴、５１ａ，５１ｂは浮遊物であ
り、図１に対応する部分には同一符号をつけている。

【０１０３】図１３（ａ）において、従来の除湿絞り装
置の除湿絞り弁では、弁棒５２の側壁に小孔５０ａ、５
０ｂが設けられ、図示するように、弁棒１５が弁座２０
に当接して弁口２１が閉じた状態では、これら小穴５０
ａ，５０ｂが弁室２３，２４を連通する冷媒絞り通路と
なる。従って、冷媒は、弁室２３からこれに小穴５０
ａ，５０ｂを通って弁室２４に送られるとき、減圧され
る。

【０１０４】かかる除湿絞り装置を図３における除湿絞
り装置６として使用し、図１３（ａ）に示す状態にして
除湿運転を行なう場合、上記のように、室内熱交換器５
ｂの蒸発温度を下げて除湿能力を高めるために、小穴５
０ａ，５０ｂの径を小さくすると、冷媒に混ざって流れ
てくる浮遊物５１ａ，５１ｂがこれら小孔５０ａ，５０
ｂにひっかかったり、堆積したりして小孔５０ａ，５０
ｂを詰まらせてしまう。ここで、浮遊物５１ａ，５１ｂ
としては、冷凍サイクル中のゴミやコンタミなどであ
る。このような状態が進んで全ての小穴５０ａ，５０ｂ
が浮遊物５１ａ，５１ｂで塞がるようになると、除湿運
転ができなくなる。

【０１０５】このような状態になって、その後、図１３
（ｂ）に示すように、弁棒１５が持ち上げられて弁口２
１が全開となっても、小孔５０ａ，５０ｂを詰まらせた
浮遊物５４ａ，５４ｂは取り除くことができない。従っ
て、小孔５０ａ，５０ｂが詰まった除湿絞り弁は絞りの
役割を果たせず、冷凍サイクルを閉め切ってしまうた
め、除湿運転ができなくなってしまう。

【０１０６】これに対し、図１，図２に示した本実施形
態における除湿絞り装置６では、このような問題も解消
することができる。これを図１４により説明する。但
し、図１，図２に対応する部分には同一符号をつけてい
る。

【０１０７】図１４（ａ）において、除湿運転時では、
弁棒１５が弁座２０に当接して弁口２１が閉じて、切欠
溝１９ａ，１９ｂによる冷媒絞り通路によって弁室２
３，２４が連通された状態にある。このとき、除湿能率
を向上させるためにこれら冷媒絞り通路を狭くすると、
上記従来の除湿絞り装置と同様に、これら冷媒絞り通路
に浮遊物５１ａ，５１ｂが引っ掛かったり、堆積したり
する。

【０１０８】しかしながら、図１４（ｂ）に示すよう
に、弁棒１５を持ち上げると、これら浮遊物５１ａ，５
１ｂは弁座２０の上端面に単に乗った状態となり、ある
いはまた、切込溝１９ａ，１９ｂに浮遊物５１ａ，５１
ｂが入り込んでも、弁棒１５が持ち上がった状態では、
弁口２１で露出した状態にあり、このため、冷媒の流れ
によって押し流されて除かれる。

【０１０９】このようにして、冷媒絞り通路での浮遊物
５１ａ，５１ｂを弁棒１５を持ち上げることによって排
除することができ、このため、切込み溝１９ａ，１９ｂ
の深さを浅くして冷媒絞り通路の径を小さくすることが
でき、除湿能力を高めることができる。

【０１１０】また、図１，図２に示した本実施形態にお
ける除湿絞り装置６では、切込み溝１９ａ，１９ｂは弁
座２０の弁口２１側端部に設けられているため、冷媒絞
り通路に浮遊物が入り込んでも、弁棒１５が弁座２０に
ロックすることもなく、弁棒１５を引き上げることがで
きて、浮遊物による冷媒絞り通路の詰まりを容易に除去
することができる。

【０１１１】さらに、弁座２０に切込溝１９を設けたこ
とにより、弁棒１５の動きにかかわらず、冷媒の流れに
対する切込溝１９の位置を固定することができ、これに
より、冷媒絞り通路位置を所定の位置に形成することが
できて、冷媒流動音の発生のバラツキも小さくすること
ができる。冷媒の流れに対する冷媒絞り通路の位置が異
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、除湿絞り装置毎に、従って、空気調和機毎に
発生する騒音が異なることになる。図１４に示すような
弁棒１５に小穴５０ａ，５０ｂが設けられた従来の除湿
絞り装置では、弁棒１５の弁座２０への当接状態に応じ
て、冷媒の流れに対する小穴５０ａ，５０ｂの位置が異
なり、従って、発生する冷媒流動音も異なる。これに対
し、この実施形態では、冷媒流動音が最小となるような
位置に冷媒絞り通路を配置することができ、従って、除
湿絞り毎に発生する流動音が異なるというような問題を
回避できる。

【０１１２】このように、図１，図２に示す除湿絞り装
置を図３における除湿絞り装置６として使用することに
より、冷媒絞り通路に浮遊物の詰まりのない信頼性の高
い絞り装置を備えることになり、その結果、除湿絞り量
の大きい、即ち、絞り径の小さな除湿絞り装置とするこ
とができて、必要除湿量を確保するための圧縮機１の回
転数を小さくすることができる。従って、この実施形態
では、冷媒流動音も大幅に低減可能とし、さらに、消費
電力量も低減可能として、室温の低下を防ぎつつ除湿を
行なう除湿運転が可能となる。

【０１１３】なお、この実施形態において、室外温度２
４℃，室外湿度８０％，室内温度２４℃，室内湿度６０
％の条件下で実際に除湿運転をしたところ、除湿絞り装
置６の絞り量を従来の３倍にすることができ、その結
果、必要除湿量（５１０ｍｌ／ｈ）を確保するための圧
縮機１の回転数は半減し、また、消費電力量は従来の５
５０Ｗから約半分の２８０Ｗになった。さらに、冷媒流
量が半減することにより、運動エネルギも半減して、冷
媒流動音として約４dBの低減となった。勿論、この除湿
運転でも、室内への吹出空気の温度が室温よりも低下す
るのを防ぎつつ除湿が行なわれて、必要除湿量は確保さ
れており、この実施形態の目的とする機能は維持されて
いる。

【０１１４】図１５は図３における除湿絞り装置６の第
２の具体例の要部を示す縦断面図であって、１５ａは弁
棒１５の側面であり、図１，図２に対応する部分には同
一符号をつけて重複する説明を省略する。

【０１１５】同図において、弁棒１５の先端部には、上
記のようなテーパ面２７が設けられておらず、先端面が
弁棒１５の側面１５ａに対して垂直な平坦面をなしてい
る。弁棒１５が電磁コイルの電磁力によって弁座２０に
押しつけられたときには、この弁棒１５の平坦な先端面
が弁座２０の平坦な上端面に当接し、これによって弁座
２０の弁口２１が閉じる。このとき、弁座２０の上端部
に形成されている切込溝１９は、その弁室２３側の端部
が一部弁棒１５の側面１５ａよりも外側にはみ出してお
り、このため、弁棒１５が弁座２０の弁口２１を塞いで
も、切込溝１９による冷媒絞り通路２８が形成されて弁
室２３，２４を連通する。

【０１１６】このようにして、図１，図２に示した具体
例に比べて弁棒１５の構造を簡単にすることができて、
弁動作を行なわせることができる。この具体例において
も、弁棒１５を持ち上げることにより、切込溝１９に詰
まった浮遊物を取り除くことができるから、従って、冷
媒絞り通路２８を細くすることができる。

【０１１７】図１６（ａ）は図３における除湿絞り装置
６の第３の具体例の要部を示す縦断面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）での弁口２１の部分を拡大して示す縦断面図
であって、２０ａは座ぐり部、２０ｂは座ぐり側面であ
り、図１５に対応する部分には同一符号をつけて重複す
る説明を省略する。

【０１１８】同図（ａ），（ｂ）において、この具体例
は、図１５に示した第２の具体例に対し、弁座２０の上
端面に座ぐり部２０ａを設け、この座ぐり部２０ａに弁
棒１５の平坦な先端面が当接するようにしたものであ
る。

【０１１９】このような座ぐり部２０ａを設けたことに
より、弁棒１５の大まかな位置決めができ、弁棒１５の
図面上横方向の位置ずれを少なくすることができる。

【０１２０】ところで、弁棒１５が座ぐり部２０ａに嵌
まり込んだとき、この座ぐり部２０ａの側面２０ｂが弁
棒１５の先端部の側面１５ａと平行な場合、弁棒１５の
先端部の外径と座ぐり部２０ａの内径とがあまり違わな
いと、弁棒１５の先端部の外周部が切込溝１９の大部分
に入り込んで冷媒絞り通路２８の大部分を塞いでしま
い、弁棒１５が冷媒絞り通路２８の絞りとなってしまう
し、また、この座ぐり部２０ａの側面２０ｂと弁棒１５
の側面１５ａとの間にも浮遊物が詰まって弁棒１５が弁
座２０にロックされて抜き出せないようになるおそれも
ある。これを防止するために、座ぐり部２０ａの側面２
０ｂと弁棒１５の側面１５ａとの間に充分な距離Ｌがあ
るように、座ぐり部２０ａの内径を弁棒１５の先端部の
直径よりも充分大きくする。勿論、この場合、座ぐり部
２０ａの直径をあまり大きくすると、弁棒１５が座ぐり
部２０ａ内で一方に大きく片寄る位置ずれをしたとき、
この座ぐり部２０ａの切込溝１９が設けられていない部
分で大きな隙間が生じて、これにより弁室２３，２４が
連通してしまう。このため、座ぐり部２０ａの内径も上
限がある。

【０１２１】このように、図１６で示した具体例は、切
込溝１９を弁座２０の座ぐり部２０ａ内から弁座２０の
内面に伸延するようにしている。

【０１２２】これに対し、図１７に示す除湿絞り装置６
の第４の具体例は、座ぐり部２０ａから弁座２０の上端
面まで、弁座２０の上端面にいくほど座ぐり面が広くな
るように、座ぐり部２０ａの側面２０ｃがテーパ傾斜し
て、座ぐり部２０ａが弁座２０の上端面側に広がった形
状となっている。つまり、弁棒１５の先端部の側面１５
ａと座ぐり部２０ａの側面２０ｃとの間隔が、弁座２０
の上端面に向かって広がるように形成されている。な
お、切込溝１９は、弁座２０の座ぐり部２０ａ内から弁
座２０の内面に伸延するようにしている。

【０１２３】このために、この側面２０ｃと弁棒１５の
側面１５ａとの間に浮遊物が詰まっても、弁棒１５を座
ぐり部２０ａ内から持ち上げるときには、弁棒１５の上
昇とともに浮遊物が取れ易くなる。このため、弁棒１５
は弁座２０にロックされることはない。

【０１２４】図１８は図３における除湿絞り装置６の第
５の具体例の要部を示す縦断面図であって、６０は切込
溝であり、図１，図２に対応する部分には同一符号をつ
けて重複する説明を省略する。

【０１２５】同図において、弁棒１５の先端部は、図１
に示した第１の具体例と同様、テーパ面が設けられてい
るが、さらに、このテーパ面に１個以上の切込溝６０が
設けられている。即ち、この具体例では、図１に示した
第１の具体例のように弁座２０側に切込溝を設ける代わ
りに、弁棒１５側に切込溝６０を設けたものであり、図
１するように弁棒１５が弁座２０に当接したときには、
弁棒１５の先端の一部が弁座２０の内径側には入り込む
とともに、切込溝６０と弁座２０とによって弁室２３，
２４を連通する冷媒絞り通路が形成される。

【０１２６】この具体例においても、先の第１の具体例
と同様、弁棒１５の先端部が弁座２０で保持されて、冷
媒の流体力による弁棒１５の振動が抑圧されて冷媒流動
音の発生を低減できるし、除湿絞り装置６が全体として
傾いて設置されても、弁棒１５は正しい姿勢で弁座２０
との当接が可能となるし、さらには、図１８に示す状態
で冷媒絞り通路に浮遊物が詰まっても、弁棒１５を持ち
上げることにより、これを取り除くことができるから、
この冷媒絞り通路を狭くして除湿能力を高めることもで
きる。

【０１２７】図１９は図３における除湿絞り装置６の第
６の具体例の要部を示す縦断面図であって、６１は切込
溝、６２は空間であり、図１，図２に対応する部分には
同一符号をつけて重複する説明を省略する。

【０１２８】同図において、弁棒１５の先端部は、図１
で説明したように、筒状をなしており、この筒状部の先
端に、外面からこの筒状部内の空間６２に達する切欠溝
６１を１個以上設けている。この空間６２は弁室２４に
開放されている。この切欠溝６１はこの筒状部の中心軸
に対して直交するように形成されている。これ以外の構
成は、図１８に示した具体例と同様である。

【０１２９】図示するように、弁棒１５が弁座２０に当
接した状態にあるときには、弁棒１５の先端部の空間６
２が弁室２４と一体となり、切込溝６１が弁室２３と空
間６２とを連通する冷媒絞り通路２８を形成する。

【０１３０】この具体例も、切込溝６１を除いて図１８
に示した具体例と同様の構成をなしているので、図１８
に示した具体例と同様の効果が得られる。

【０１３１】ところで、この具体例では、先に説明した
ように、電磁力とバネ１６の付勢力とによって弁棒１５
が上下に移動する構成となっているので、弁棒１５は、
本来その中心軸を中心とした回転をせずに上下に動くも
のである。

【０１３２】しかし、いま、図１８において、弁棒１５
に２個の切込溝６０が設けられ（夫々を切込溝６０ａ，
６０ｂとする）、図１８で矢印Ｙ−Ｙ方向から弁棒１５
をみた図２０（ａ）に示すように、矢印で示す冷媒の流
れ方向に対して、これに直交する対称な位置に配置され
た場合でも、あるいは、弁棒１５に３個の切込溝６０が
設けられ（夫々を切込溝６０ａ，６０ｂ，６０ｃとす
る）、図２０（ｂ）に示すように、矢印で示す冷媒の流
れ方向に対して、対称な位置に配置された場合でも、冷
媒の流体力の作用や電磁力のバランスにより、弁棒１５
の動きに回転を伴う場合が生じることがある。このよう
な場合には、弁棒１５に設けられた切込溝６０も弁棒１
５とともに回転してしまう可能性がある。例えば、図２
０（ａ）や図２０（ｂ）に示す切込溝６０の配置の場合
には、切込溝６０ａ，６０ｂや切込溝６０ａ，６０ｂ，
６０ｃの位置が最大で４５゜程回転してしまう可能性が
ある。このような回転が生ずると、冷媒絞り通路の位置
が変化することになり、除湿絞り装置６内での冷媒流動
が変わって冷媒流動音にバラツキが生じることになる。

【０１３３】以上のことは、図１９に示した具体例につ
いても同様である。

【０１３４】図２１はかかる弁棒１５の回転を防止でき
るようにした図３における除湿絞り装置６の第７の具体
例を示す縦断面図であって、６３はガイド溝、６４はガ
イドであり、図１８に対応する部分には同一符号をつけ
て重複する説明を省略する。

【０１３５】同図において、弁棒１５にガイド溝６３が
設けられ、また、弁体１８に取り付けたストッパ１７に
ガイド６４が設けられ、これらガイド溝６３にガイド３
４が嵌め込まれている。これにより、弁棒１５はその中
心軸を中心とする回転を行なうことができず、この結
果、弁棒１５に切込溝６０を設けた場合でも、弁棒１５
が弁座２０に当接したときに切込溝６０によって形成さ
れる冷媒絞り通路は、その位置が常に固定されることに
なり、発生する冷媒流動音が安定する。

【０１３６】これは、図１９に示した具体例に対しても
同様である。

【０１３７】なお、以上説明した除湿絞り装置６の具体
例では、例えば、図２から明らかなように、冷媒流れの
中に弁棒１５が配置されるため、冷媒流は弁棒１５にぶ
つかって二手に分かれ、弁口２１に設けられている切込
溝１９から冷媒絞り通路２８に流入する。従って、図２
０（ａ）において、直線Ｓに関して対称の位置に切込溝
１９ａ，１９ｂを配置することにより、弁棒１５に加わ
る流体力が均等になり、弁棒１５の振動を押さえて冷媒
流動音を低減することができる。

【０１３８】図１８，図１９及び図２１に示した具体例
において、弁棒１５に設けられた切込溝６０，６１の配
置は、先の図１，図２で説明した具体例と同様に、流れ
込む冷媒の流れ方向に平行な上記直線Ｓに関して対称と
なるように配置する。図２０（ａ），（ｂ）はその例を
示したものでもある。

【０１３９】また、図１９に示した具体例に、さらに、
ガイド溝６３，ガイド６４を設けた図２１に示す具体例
において、切込溝６１の形状としては、図２２（ａ）に
示すように、溝幅が一定の断面が正方形状の溝としても
よいし、図２２（ｂ）に示すように、溝底になるに従っ
て溝幅が狭くなる断面が台形状の溝としてもよい。この
場合には、切込溝６１に浮遊物（ゴミやコンタミなど）
が付着しても、冷媒の流れによって取り除き易くなる。
なお、切込溝の形状としては、上記のもののみに限られ
るものではなく、Ｖ字形状（ノッチ形状），半円筒形
状，矩形形状など必要に応じて任意の形状とすることが
できる。

【０１４０】なお、図１５に示した具体例において、図
２１に示したガイド溝６３とガイド６４とからなるガイ
ド機構を、弁棒１５の外周に２個所以上設けるようにす
ることにより、弁座２０の半径方向に対する弁棒１５の
位置ずれを低減することができる。

【０１４１】図２３は図３に示した実施形態での除湿絞
り装置６の制御システムを示す図であって、７０はコン
トローラ、７１は圧縮機１の回転数検出制御装置、７２
は室外熱交換器３の吹出空気温度検出装置、７３は室外
熱交換器３の吸込空気温度検出装置、７４は室外ファン
７の回転数検出制御装置、７５は室内熱交換器５ａ，５
ｂの吹出空気温湿度検出装置、７６ａ，７６ｂは夫々室
内熱交換器５ａ，５ｂの吸込空気温湿度検出装置、７７
は蒸発温度もしくは除湿絞り装置６の下流側の温度検出
そうち、７８は室内ファン８の回転数検出制御装置であ
り、図３に対応する部分には同一符号をつけて重複する
説明を省略する。

【０１４２】この制御システムでは、除湿絞り装置６で
の上記の浮遊物の除去制御も行なうものである。上記の
切込溝によって形成される冷媒絞り通路に浮遊物が詰ま
ることは、絞り量が大きくなることと同じであるから、
先に図７で説明したように、特性線が下がって蒸発温度
の低下をきたすことになる。また、蒸発温度が下がるこ
とにより、空気調和機の冷却能力も大きくなり、室内熱
交換器からの吹出し空気の温度も下がる。さらに、除湿
量も大きくなる。

【０１４３】そこで、図２３において、室内熱交換器５
ｂでの蒸発温度または除湿絞り装置６の下流側での冷媒
配管の温度（ほぼ冷媒の温度に等しい）や室内熱交換器
５ａ，５ｂからの吹出空気の温度、室内熱交換器５ａ，
５ｂの吸込空気の温湿度と吹出空気の温湿度を検出し、
その値で持って浮遊物による冷媒絞り通路の目詰まりの
有無を判定することができる。

【０１４４】ここで、コントローラ７０は、圧縮機１の
回転数を検出し、また、コントローラ７０からの制御信
号によってこの回転数を制御する回転数検出制御装置７
１と、室外熱交換器３の吹出空気の温度を検出する吹出
空気温度検出装置７２と、室外熱交換器３の吸込空気の
温度を検出する吸込空気温度検出装置７３と、室外ファ
ン７の回転数を検出し、また、コントローラ７０からの
制御信号によってこの回転数を制御する回転数検出制御
装置７４と、室内熱交換器５ａ，５ｂの吹出空気の温度
及び湿度を検出する吹出空気温湿度検出装置７５と、室
内熱交換器５ａの吸込空気の温度及び湿度を検出する吸
込空気温湿度検出装置７６ａと、室内熱交換器５ｂの吸
込空気の温度及び湿度を検出する吸込空気温湿度検出装
置７６ｂと、室内熱交換器５ｂでの蒸発温度もしくは除
湿絞り装置６の下流側の温度を検出する温度検出装置７
７と、室内ファン８の回転数を検出し、また、コントロ
ーラ７０からの制御信号によってこの回転数を制御する
回転数検出制御装置７８とを備えている。

【０１４５】コントローラ７０は、回転数検出制御装置
７１や回転数検出制御装置７４，７８が検出した回転数
情報、吹出空気温度検出装置７２や吸込空気温度検出装
置７３，温度検出装置７７が検出した温度情報、吹出空
気温湿度検出装置７５や吸込空気温湿度検出装置７６
ａ，吸込空気温湿度検出装置７６ｂが検出した温度，湿
度情報を夫々取り込んで記憶処理判断し、この処理結果
に応じてこれら圧縮機１や室外ファン７，室内ファン８
などを制御するが、除湿絞り装置６での電磁コイル１１
の通電制御も行なう。

【０１４６】なお、圧縮機１の回転数検出制御装置７１
や室外ファン７の回転数検出制御装置７４，室内ファン
８の回転数検出制御機器７４は、コントローラ７０内に
組み込まれていてもよい。また、これらの回転数を検出
する方法としては、モータの回転数を測定する方法，そ
のモータの電圧値や電流値を測定する方法など何れの方
法を用いてもよい。さらに、これらの回転数を制御する
方法としては、モータの電流の周波数や電圧値，電流値
を可変させる方法など何れの方法を用いてもよい。さら
に、空気温度を検出する方法としては、サーミスタや熱
電対などを用いてもよいし、空気湿度を検出する方法と
しては、湿度センサを用いてもよい。

【０１４７】図２４は除湿絞り装置６の冷媒絞り通路に
浮遊物が詰まった場合の空気調和機の状態の変化と運転
制御とを示すタイミング図である。

【０１４８】ここでは、冷媒絞り通路の詰まりを判断す
る情報量として室内熱交換器５ｂでの蒸発温度（これ
は、図２３における温度検出装置７７が検出した温度情
報で代替することもできる）を用い、空気調和機のサイ
クル運転制御対象として圧縮機１の運転と除湿絞り装置
６での除湿絞り弁の開閉を用いている。

【０１４９】いま、図１及び図２に示す除湿絞り装置６
を例にして説明すると、図２３及び図２４において、冷
媒絞り通路２８に浮遊物が詰まる前は、蒸発温度はほぼ
一定値Ｔ０を示している（時刻Ｓ〜Ｓ１の期間）。冷媒
絞り通路２８に浮遊物が堆積したりして詰まると、絞り
量が大きくなるため、蒸発温度が下がる（時刻Ｓ１〜Ｓ
２の期間ΔＳ０）。このとき、適正な蒸発温度Ｔ０と低
下した蒸発温度Ｔ１との差ΔＴ（蒸発温度降下量）、も
しくは時刻Ｓ１〜Ｓ２の期間ΔＳ０での蒸発温度の時間
変化率（＝ΔＴ／ΔＳ０）を検出することにより、浮遊
物の堆積，詰まりを判断することができる。

【０１５０】ここで、時刻Ｓ２で冷媒絞り通路が詰まっ
たと判断すると、圧縮機１の運転を停止させる。このと
き、除湿絞り装置６の除湿絞り弁の高圧側（例えば、弁
室２３側）と低圧側（例えば、弁室２４側）とでは、冷
媒の圧力差が存在しているため、弁棒１０を弁座２０か
ら離して絞り弁を開けることが難しい。圧力差が大きい
ほど、弁口２１を閉じた弁棒１０を持ち上げるためにバ
ネ１６のバネ力が大きいことが必要である。

【０１５１】そこで、この実施形態では、除湿絞り弁の
前後の差圧をなくしてから弁棒１０を開けるようにする
ために、圧縮機１の運転を止めて（時刻Ｓ３）から時間
ΔＳ１後の時刻Ｓ３に除湿絞り弁を開ける。除湿絞り弁
でのバネ１６のバネ力が充分に大きい場合には、この遅
れ時間ΔＳ１を短くてもよいし、また、設けなくともよ
い。

【０１５２】時刻Ｓ３で除湿絞り弁が開いてから時刻Ｓ
４までの期間ΔＳ２は、冷凍サイクル全体の圧力バラン
スをとるための期間であって、四方弁２の切替えなどに
要する期間であり、必要に応じて設定すればよい。この
期間ΔＳ２経過後、次の時刻Ｓ４〜Ｓ５の期間ΔＳ３の
間、除湿絞り弁が開いた状態で圧縮機１を運転開始さ
せ、除湿絞り弁の弁口２１に堆積して詰まった浮遊物を
流し取り、圧縮機１の吸込み側に設けられているストレ
ーナで捕集する。その後、電磁コイル１１に通電して弁
棒１０を弁座２０に当接させ、除湿絞り弁を閉じさせて
除湿運転を再開する。

【０１５３】図２５は図１に示した第１の実施形態の除
湿運転時での図２３におけるコントローラの制御動作の
一具体例を示すフローチャートである。

【０１５４】この具体例は、蒸発温度の変化を検出して
除湿絞り装置６での冷媒絞り通路の詰まりを検出するも
のであるが、蒸発温度が変化する要因としては、この冷
媒絞り通路の目詰まりばかりでなく、ユーザが設定室内
温度や室内湿度を変更した場合や室内外の空気温度（空
気負荷条件）が急激に変化した場合にも生じる。これ
は、設定温湿度や空気負荷条件に応じて圧縮機１の回転
数や室内外ファン８，７の回転数が変更する場合がある
からである。

【０１５５】そこで、この具体例では、図２５におい
て、蒸発温度の変化を検出したとき、まず、圧縮機１の
回転数が変更されたかどうか（ステップ８０）、室外フ
ァン７の回転数が変更されたかどうか（ステップ８
１）、室内ファン８の回転数が変更されたかどうか（ス
テップ８２）を夫々判定し、それらのいずれかが変化し
たときには、蒸発温度の変化がそれによって生じたもの
とする。なお、一般に、除湿運転時の条件下では、室内
外の空気負荷条件が急激に変化することは少ないので、
必要に応じてこれらの情報は検出すればよい。

【０１５６】これら回転数のいずれも変更されずに蒸発
温度が変化し、かつ検出している蒸発温度が急激に低下
したときには、この蒸発温度の降下量を検出して予め設
定されている規定量α以上かどうか判断し（ステップ８
３）、この規定値α以上であれば、除湿絞り装置６がゴ
ミ詰まりしているものと考えられるので、図２４で説明
した動作を行なう。

【０１５７】即ち、まず、圧縮機１を停止させる（ステ
ップ８４）。それ以外は継続して除湿運転する。このと
き、蒸発温度の降下量を用いるのは、蒸発温度は空気負
荷条件やユーザの設定空気温湿度などの組み合わせに応
じた空気調和機の運転で生じるため、蒸発温度の絶対値
を用いて閾値とすることが困難なためである。圧縮機１
が稼働中で冷媒が流れていると、除湿絞り装置６におい
ては、流体力によって弁棒１５が弁座２０に押しつけら
れているため、弁棒１５を開くには、大きな力を要す
る。従って、圧縮機１が止まってから除湿絞り弁前後の
圧力差が小さく期間ΔＳ１の経過を待って、弁棒１５を
持ち上げ、除湿絞り弁を開ける（ステップ８５）。続い
て、冷凍サイクル内の圧力バランスが取れた期間ΔＳ２
後、再度圧縮機１を稼働させて（ステップ８６）冷凍サ
イクル内で冷媒を循環させ、除湿絞り弁の弁棒１５及び
弁口２１の切込溝１９に付着しているゴミを流す。この
ゴミは冷凍サイクル内を流れ、圧縮機１の入口に設けら
れているストレーナ内のメッシュで捕獲される。充分に
冷媒を循環させた期間ΔＳ３後、除湿絞り弁で弁棒１５
を弁座２０に当接させて弁口２１を閉め（ステップ８
７）、除湿運転を再開する。

【０１５８】図２６は図１に示した第１の実施形態の除
湿運転時での図２３におけるコントローラ７０の制御動
作の他の具体例を示すフローチャートである。

【０１５９】この具体例は、除湿絞り装置６での浮遊物
による詰まりの判定のために、蒸発温度の降下量の代わ
りに、蒸発温度の勾配、即ち、蒸発温度の時間変化率を
用いたものである。図２６において、この判定がステッ
プ８８で行なわれるものであり、それ以外の制御処理は
図２５と同様である。

【０１６０】このステップ８８では、検出している蒸発
温度が急激に下がり、その時間変化率を検出して予め設
定されている規定量βと比較し、この時間変化率が規定
値β以上であるとき、除湿絞り装置６が目詰まりしたと
判断し、ステップ８４以下の制御動作に進む。

【０１６１】図２７は図３に示した第１の実施形態の除
湿運転時での図２３におけるコントローラ７０の制御動
作のさらに他の具体例を示すフローチャートである。

【０１６２】この具体例は、除湿絞り装置６での浮遊物
による詰まりの判定のために、蒸発温度の降下量の代わ
りに、室内熱交換器の吹出空気温度の降下量を用いるも
のである。図２７において、この判定がステップ９０で
行なわれるものであり、それ以外の制御処理は図２５と
同様である。

【０１６３】但し、この場合、室内熱交換器の吸込空気
の温度を検出し、これが変化せずにほぼ一定に維持され
ているときに（ステップ８９）、検出している室内熱交
換器の吹出空気の温度が急激に下がり、その検出した降
下量が予め設定されている規定量γ以上のとき（ステッ
プ９０）、除湿絞り装置６がゴミ詰まりしたと判定して
ステップ８４以下の制御処理に進む。

【０１６４】図２８は図３に示した第１の実施形態の除
湿運転時での図２３におけるコントローラ７０の制御動
作のさらに他の具体例を示すフローチャートである。

【０１６５】この具体例は、除湿絞り装置６での浮遊物
による詰まりの判定のために、室内熱交換器の吹出空気
の温度の降下量の代わりに、室内熱交換器の吹出空気の
温度の勾配、即ち、室内吹出空気温度の時間変化率を用
いた場合である。図２８において、この判定がステップ
９１で行なわれるものであり、それ以外の制御処理は図
２７と同様である。

【０１６６】この場合も、室内熱交換器の吸込空気の温
度を検出し、それがほぼ一定で、変化していないとき
（ステップ８９）、検出している室内熱交換器の吹出空
気の温度が急激に下がり、その時間変化率が予め設定さ
れている規定量δ以上であれば（ステップ９１）、除湿
絞り装置６がゴミ詰まりしていると判定し、ステップ８
４からの制御動作に進む。

【０１６７】なお、コンタミのように、時間的に徐々に
堆積される浮遊物に関しては、降下量と時間変化率の両
方を組み合わせるとよい。

【０１６８】また、これら蒸発温度や室内熱交換器の吹
出空気の温度の他に、室内熱交換器の吸込空気や吹出空
気の温度と湿度を検出し、除湿量の上昇量または勾配
（時間変化率）を用いても、同様な制御が可能である。

【０１６９】図２９は本発明による空気調和機の第２の
実施形態の冷凍サイクルを示す構成図であって、１００
は膨張弁であり、図３に対応する部分には同一符号をつ
けて重複する説明を省略する。

【０１７０】この第２の実施形態は、図２９に示すよう
に、図３に示した第１の実施形態と同様の構成の冷凍サ
イクルを有するものであるが、図３での冷房，暖房運転
時用の絞り装置４の代わりに、図１，図２，図１８，図
１９，図２１で示した除湿絞り装置６と同様の構成の絞
り弁を備えた膨張弁１００として用いたものである。

【０１７１】この膨張弁１００としては、冷，暖房運転
時では、絞り作用を有し、除湿運転時では、ほとんど圧
力損失がないようにするものであり、上記の除湿絞り弁
を備えることにより、図３に示した絞り装置４よりも構
成が簡略化されて部品点数を少なくすることができ、し
かも、冷凍サイクルの機能としては図３に示したものと
同等である。

【０１７２】図３０は本発明による空気調和機の第３の
実施形態での冷凍サイクルを示す構成図であって、５は
室内熱交換器、１０１は膨張弁であり、図３に対応する
部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

【０１７３】この実施形態は、図３０に示すように、圧
縮機１と暖房運転と冷房運転とで冷媒の流れ方向を切り
替える四方弁２と室外熱交換器３と室内熱交換器５とが
冷媒配管で接続され、室外熱交換器３に室外ファン７
が、室内熱交換器５に室内ファン８が夫々設けられて、
従来の冷凍サイクルを同様の構成をなしているが、室外
熱交換器３と室内熱交換器５との間に設けられる減圧器
として、複数段に冷媒の絞り量を切り替えることができ
る膨張弁１０１が用いられる。

【０１７４】図３１及び図３２は図３０における膨張弁
１０１の一具体例を示す縦断面図であって、２４’は弁
室であり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重
複する説明を省略する。

【０１７５】図３１は膨張弁１０１が閉じた状態を示す
ものである。同図において、図１に示した除湿絞り装置
６と同様に、弁棒１５の先端部にテーパ面が形成され、
また、弁座２０に切込溝１９が設けられており、弁棒１
５が弁座２０に当接することにより、弁室２３，２４’
間が遮断され、切込溝１９と弁棒１５の先端のテーパ面
とで形成される冷媒絞り通路２８を介してこれら弁室２
３，２４’が連通する。したがって、この場合の冷媒絞
り量は、冷媒絞り通路２８によって決まる。

【０１７６】ここで、除湿絞り装置６の先に示した具体
例では、例えば、図１，図２で示すように、除湿運転時
に低圧側となる弁室２４の径Ｄ１とこれに接続される冷
媒配管２６との径Ｄ２とを等しくしたが、この具体例で
は、図３１に示すように、弁室２４’の径Ｄ３を冷媒配
管２６の径Ｄ２よりも小さくしている。従って、この弁
棒１５は、先の除湿絞り装置６での弁棒１５に比べ、そ
のテーパ面が径Ｄ３の弁室２４’に一部は入り込むこと
ができるように、先細となっている。

【０１７７】そこで、電磁コイル１１に通電を解除して
弁棒１５を上昇させ、図３２に示すように、弁室２３，
２４’が直接連通するが、このとき、弁室２４’の径Ｄ
３が冷媒配管２６の径Ｄ２よりも小さいために、この弁
室２４’で冷媒が絞られることになる。

【０１７８】このように、この膨張弁１０１では、弁が
閉じても、また、開いても、冷媒は絞られることにな
る。しかし、弁室２４’の径Ｄ３と図３１の状態で形成
される冷媒絞り通路２８の径（この場合、複数の冷媒絞
り通路２８が形成されるときには、それらの断面積の合
計に対する径）とは異なるから、弁が開いたときと閉じ
たときとで冷媒の絞り量が異なることになる。従って、
膨張弁１０１は冷媒絞り量を２段に切り替えることがで
きる。

【０１７９】そこで、かかる機能を持つ膨張弁１０１を
用いる図３０に示す実施形態では、従来のキャピラリー
チューブのような１つの固定絞りを有する空気調和機よ
りも運転範囲が拡大できる。しかも、膨張弁１０１は、
図３１，図３２に示したように、基本構成としては、先
の除湿絞り装置６と同様の構成をなしているから、ゴミ
詰まりなどもなくて信頼性も高いし、また、部品点数も
少なくてすむことになる。

【０１８０】なお、膨張弁１０１においても、図３１に
示す状態では、冷媒絞り通路２８に浮遊物が詰まる場合
もあり得るが、先の除湿絞り装置６での制御と同様にし
て、この浮遊物を取り除くことができることは明らかで
ある。

【０１８１】また、膨張弁１０１での切込溝を弁棒に設
けるか、弁座に設けるかや、その形状，配置について
は、先の除湿絞り装置６の場合と同様である。

【０１８２】図３３は本発明による空気調和機の第４の
実施形態の冷凍サイクルを示す構成図であって、図３０
に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省
略する。

【０１８３】この実施形態は、図３３に示すように、四
方弁を除いて冷媒の流れを１方向のみとし、冷房または
暖房運転のいずれか一方ができるようにしたものであ
り、この場合においても、図３１，図３２で説明した膨
張弁１０１を用いることができる。

【０１８４】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものでは
ない。

【０１８５】例えば、上記実施形態では、除湿絞り装置
６や膨張弁１０１での弁棒１５の駆動手段として、電磁
コイル１１や電磁ガイド１２，バネ１６などで構成され
たものとしたが、モータを使用したり、機械的に駆動さ
れるものを用いたりしてもよいし、感温筒を用いた圧力
制御に適用してよく、駆動手段については、種々の構成
のものを適用してもよく、同様な効果が得られる。

【０１８６】また、これまでは、冷房，暖房，除湿の３
つの運転状態ができる冷凍サイクルについて説明した
が、これに限るものではなく、他の冷凍サイクルについ
ても適用することができる。例えば、図３や図２９に示
す冷凍サイクルにおいて、四方弁２を設けない冷房運転
と冷房サイクルでの除湿運転が可能な冷凍サイクル、即
ち、室内熱交換器５ｂ，圧縮機１及び室外熱交換器３が
直列になるように接続した場合でも、本発明を適用する
ことにより、除湿運転において、室温を下げずにかつ必
要除湿量を確保しつつ、さらに冷媒流動音の小さい空気
調和機を構成することができる。

【０１８７】さらに、図３及び図２９に示す冷凍サイク
ルにおいて、四方弁２を設けない暖房運転と暖房サイク
ルでの除湿運転が可能な冷凍サイクル、即ち、室外熱交
換器３，圧縮機１及び室内熱交換器５ｂが直列になるよ
うに接続した場合でも、本発明を適用することにより、
除湿運転において、同様に、室温を下げずにかつ必要除
湿量を確保しつつ、さらに冷媒流動音の小さい空気調和
機を構成することができる。

【０１８８】なお、図３及び図２９に示す冷凍サイクル
において、アキュムレータを圧縮機１の吸入側（室内熱
交換器５ｂと圧縮機１との間）に設けてもよく、使用す
る圧縮機１の種類あるいは主絞り装置の種類や制御方法
によっては、アキュムレータ付きの冷凍サイクルの構成
とすることができる。

【０１８９】さらにまた、冷凍サイクル内を流れる冷媒
の種類としては、空気調和機で一般的に使用されている
ＨＣＦＣ２２などの単一冷媒，オゾン層破壊や地球温暖
化の点からＨＣＦＣ２２に代わる代替冷媒の１つである
混合冷媒を使用することができる。

【０１９０】例えば、代替冷媒の１つであるＨＦＣ系冷
媒を使用する場合、これが塩素原子を有しないため、極
性を強く持っている。従って、使用される冷凍機油も、
ＨＦＣ系冷媒と溶解する極性をもつ冷凍機油が使用され
る。しかし、空気調和機の製造工程や現地での設置にお
いて、冷凍サイクル内にコンタミなどの不純物が残留す
る。コンタミの多くは非極性物質である。また、圧縮機
内部の高温部などで反応性の高い不純物や冷凍機油に含
まれている添加物が反応し、非極性物質であるスラッジ
を形成する。これらの非極性物質が液冷媒中に析出し、
冷凍サイクル内で堆積する。これは、特に、絞りなどの
狭い冷媒絞り通路で堆積しやすい。また、一部の混合冷
媒のように、従来使用されている冷媒の圧力よりも使用
圧力が大きいものもある。このとき、圧力変動も大きく
なるので、冷媒流動音の発生レベルも大きくなることが
考えられる。

【０１９１】これらの何れの場合においても、本発明を
適用することにより、冷媒絞り通路の詰まりも解決で
き、その結果、必要冷媒流量を少なくできるため、冷媒
流動音も低減された除湿運転や冷暖房運転が可能とな
る。

【０１９２】さらにまた、上記実施形態では、建屋の空
気調和機を想定して説明したが、これに限らず、除湿運
転が必要な他の用途の装置にも適用可能である。このよ
うな場合には、一般に、熱交換器が室内あるいは室外で
用いられるとは限られず、この場合には、図３などにお
ける室内熱交換器５，５ａ，５ｂが利用側熱交換器とな
り、室外熱交換器３が熱源側熱交換器となり、室内ファ
ン８が利用側ファン，室外ファン７が熱源側ファンとな
る。

【０１９３】さらにまた、圧縮機１の種類も、一定速回
転機のものであってもよいし、また、インバータによる
回転数可変機であってもよく、いずれの場合も、上記と
同様の効果が得られる。

【０１９４】以上のように、本発明では、室内熱交換器
（利用側熱交換器）を二分割してその間に除湿運転時に
使用する除湿絞り装置を設け、除湿運転時、利用側熱交
換器の一方を蒸発器、他方を凝縮器として冷凍サイクル
により空気の冷却・除湿及び加熱を行なう冷凍サイクル
において、除湿絞り装置に対して、弁棒と弁座とが接触
したときのみ、弁棒もしくは弁座に設けられた切込溝と
弁棒もしくは弁座に囲まれた領域が冷媒絞り通路となる
構造とすることにより、冷媒絞り量を大きくするために
絞り径を小さくしても、冷媒絞り通路の詰まりなどの発
生を防ぐことができ、その結果、冷媒絞り量を大きくで
きて、室温が下がるのを防ぎつつ必要除湿量を確保する
ために必要な冷媒流量を低減でき、従って、冷媒流動音
も低減され、さらに、圧縮機の回転数が小さくて済むた
め、除湿運転に必要な消費電力量も低減できる。

【０１９５】さらに、本発明では、ヒートポンプ空気調
和機や冷房専用空気調和機として、２段階の絞りの膨張
弁を有するため、キャピラリーチューブのような１つの
固定絞りの絞り装置を有する空気調和機よりも運転範囲
が拡大でき、さらに、絞り弁にゴミ詰まりなどもなく信
頼性も高く、しかも、部品点数が少ないため、低価格な
空気調和機を提供することが出来る。

【０１９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
室内熱交換器（利用側熱交換器）を二分割してその間に
除湿運転時に使用する除湿絞り装置を設け、除湿運転時
に利用側熱交換器の一方を蒸発器、他方を凝縮器として
冷凍サイクルにより空気の冷却・除湿及び加熱を行なう
冷凍サイクルにおいて、除湿絞り装置に対して、弁口と
開放口とを結ぶ冷媒通路に切込溝を設けることにより、
弁全開時には、圧力損失の冷媒通路として、また、弁全
閉時には、切込溝が弁棒によって仕切られて、各々独立
した冷媒絞り通路として形成される構造の除湿絞り弁と
したため、除湿性能向上のために、冷媒絞り量を大きく
した場合においても、即ち、絞り径を小さくした場合に
おいても、弁を全開にすることで絞りの形成を解除で
き、冷媒絞り通路の詰まりを防ぐことが可能となる。

【０１９７】また、本発明によると、冷媒絞り量を大き
くして蒸発温度を下げられることにより、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、従って、冷媒流の運動エネルギを低減できて、冷媒
流動音の低減が可能である。

【０１９８】さらに、本発明によると、冷媒循環量が少
なくてすむため、圧縮機の回転数を低減することがで
き、従って、空気調和機を稼働させるに必要な消費電力
量をも低減できる。

【０１９９】以上のことからして、本発明は、冷房・暖
房性能を低下させることもなく、かつ冷媒流動音も小さ
くして、さらに、消費電力量も少ない運転で、室温を下
げずに湿度を下げることができる空気調和機を提供でき
て、快適な除湿運転を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の第１の実施形態での
除湿絞り装置の第１の具体例の弁開放状態を示す縦断面
図である。

【図２】図１に示した具体例の弁閉鎖状態を示す縦断面
図である。

【図３】図１，図２に示した除湿絞り装置を用いた本発
明による空気調和機の第１の実施形態の冷凍サイクルを
示す構成図である。

【図４】図１における切込溝の配置例を示す平面図であ
る。

【図５】図１及び図２に示した具体例の傾いて設置され
た場合の弁棒が弁座に接触し始めたときの状態を示す図
である。

【図６】図５に示した状態に続く弁棒が弁座に押しつけ
られた状態を示す図である。

【図７】図３に示した実施形態での圧縮機の回転数と蒸
発温度との関係を示す特性図である。

【図８】図３に示した実施形態での圧縮機の回転数と除
湿絞り装置での除湿量との関係を示す特性図である。

【図９】図３に示した実施形態での圧縮機の回転数と冷
媒流量との関係を示す特性図である。

【図１０】図３に示した実施形態での冷媒流量と冷媒流
の運動エネルギとの関係を示す特性図である。

【図１１】図３に示した実施形態での運動エネルギと冷
媒流動音との関係を示す特性図である。

【図１２】図３に示した実施形態での圧縮機の回転数と
消費電力量との関係を示す特性である。

【図１３】従来の除湿絞り装置での冷媒絞り通路の浮遊
物詰まり状態を示す図である。

【図１４】図１，図２で示した除湿絞り装置での冷媒絞
り通路の浮遊物詰まりとその除去方法を示す図である。

【図１５】図３における除湿絞り装置の第２の具体例の
要部を示す縦断面図である。

【図１６】図３における除湿絞り装置の第３の具体例の
要部を示す縦断面図である。

【図１７】図３における除湿絞り装置の第４の具体例の
要部を示す縦断面図である。

【図１８】図３における除湿絞り装置の第５の具体例の
要部を示す縦断面図である。

【図１９】図３における除湿絞り装置の第６の具体例の
要部を示す縦断面図である。

【図２０】図１８に示した具体例での切込溝の配置例を
示す平面図である。

【図２１】図３における除湿絞り装置の第７の具体例の
要部を示す縦断面図である。

【図２２】図１９及び図２１に示した具体例での切込溝
の断面形状を示す側面図である。

【図２３】図３で示した実施形態での冷凍サイクルの検
出制御システムを示す構成図である。

【図２４】図２３における除湿絞り装置での浮遊物詰ま
り発生時の運転制御を示すタイムミング図である。

【図２５】図２３におけるコントローラによる除湿絞り
装置の浮遊物詰まり除去動作の第１の具体例を示すフロ
ーチャートである。

【図２６】図２３におけるコントローラによる除湿絞り
装置の浮遊物詰まり除去動作の第２の具体例を示すフロ
ーチャートである。

【図２７】図２３におけるコントローラによる除湿絞り
装置の浮遊物詰まり除去動作の第３の具体例を示すフロ
ーチャートである。

【図２８】図２３におけるコントローラによる除湿絞り
装置の浮遊物詰まり除去動作の第４の具体例を示すフロ
ーチャートである。

【図２９】本発明による空気調和機の第２の実施形態で
の冷凍サイクルを示す構成図である。

【図３０】本発明による空気調和機の第３の実施形態で
の冷凍サイクルを示す構成図である。

【図３１】図３０における膨張弁の一具体例の弁閉鎖状
態を示す縦断面図である。

【図３２】図３１に示した具体例の弁開放状態を示す縦
断面図である。

【図３３】本発明による空気調和機の第４の実施形態で
の冷凍サイクルを示す構成図である。

【符号の説明】

１圧縮機２四方弁３室外熱交換器（熱源側熱交換器）４絞り装置５，５ａ，５ｂ室内熱交換器（利用側熱交換器）６除湿絞り装置７室外ファン８室内ファン９主絞り装置１０二方弁１１電磁コイル１２電磁ガイド１３プランジャ１４緩衝材１５弁棒１６バネ１７ストッパ１８弁体１９，１９ａ〜１９ｄ切込溝２０弁座２１弁口２２開放口２３，２４，２４’ 弁室２５，２６冷媒配管２７テーパ面２８冷媒絞り通路６０，６１，６１ａ〜６１ｃ切込溝６２弁棒内の空間６３ガイド溝６４ガイド７０コントローラ７１圧縮機回転数検出制御装置７２室外吹出空気温度検出装置７３室外吸込空気温度検出装置７４室外ファン回転数検出制御装置７５室内吹出空気温湿度検出装置７６ａ，７６ｂ室内吸込空気温湿度検出装置７７蒸発温度または除湿絞り装置下流温度検出装置７８室内ファン回転数検出制御装置１００，１０１膨張弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山英範栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者小暮博志栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒サイクルを形成する利用側熱交換器
を熱的に２分割して第１，第２の利用側熱交換器とし
て、該第１，第２の利用側熱交換器の間に除湿絞り装置
を設け、除湿運転時には、該除湿絞り装置により、上流
側となる該第１の利用側熱交換器を凝縮器として、下流
側となる該第２の利用側熱交換器を蒸発器として夫々利
用するようにした冷凍サイクルを備えた空気調和機にお
いて、該除湿絞り装置は、該第１の利用側熱交換器に連通した第１の冷媒通路に貫
通する弁口と、該第２の利用側熱交換器に連通した第２の冷媒通路に貫
通する開放口と、該弁口と該開放口とを結ぶ第３の冷媒通路が形成された
弁座と、該第３の冷媒通路の開閉を行なう弁棒と該弁棒を可動さ
せる弁可動部とから形成される除湿絞り弁とを有して、
該弁棒が可動することによって該第３の冷媒通路を開閉
する弁の構造をなし、該弁棒が該弁座に当接して該第３の冷媒通路を閉じたと
きには、該弁棒と該弁座の壁面とで囲まれた独立した絞
り通路を形成し、該弁棒と該弁座とが離れて該第３の冷
媒通路を開いたときには、該独立した絞り通路が該第３
の冷媒通路と一体になって該第３の冷媒通路の一部をな
すように構成されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】請求項１において、前記独立した絞り通路が複数個形成されることを特徴と
する空気調和機。
【請求項３】請求項１または２において、前記弁座に１つ以上の切込溝を設け、前記第３の冷媒通
路が閉じたとき、該切込溝と前記弁棒の壁面とで前記独
立した絞り通路を形成することを特徴とする空気調和
機。
【請求項４】請求項１または２において、前記弁棒に１つ以上の切込溝を設け、前記第３の冷媒通
路が閉じたとき、該切込溝と前記弁座の壁面とで前記独
立した絞り通路を形成することを特徴とする空気調和
機。
【請求項５】請求項３または４において、前記切込溝は、Ｖ溝（ノッチ）形状をなすことを特徴と
する空気調和機。
【請求項６】請求項３または４において、前記切込溝は、半円筒形状をなすことを特徴とする空気
調和機。
【請求項７】請求項３または４において、前記切込溝は、矩形溝形状をなすことを特徴とする空気
調和機。
【請求項８】請求項３，５，６または７において、前記弁座に設けた切込溝を、前記第１の冷媒通路の軸線
に対して対称の位置に配置したことを特徴とする空気調
和機。
【請求項９】請求項４，５，６または７において、前記弁棒に設けた切込溝を、前記第１の冷媒通路の軸線
に対して対称の位置に配置したことを特徴とする空気調
和機。
【請求項１０】請求項３，５，６または７において、前記弁座に設けた切込溝を、前記第１の冷媒通路の軸線
上に配置したことを特徴とする空気調和機。
【請求項１１】請求項４，５，６または７において、前記弁棒に設けた切込溝を、前記第１の冷媒通路の軸線
上に配置したことを特徴とする空気調和機。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれか１つにおい
て、前記第３の冷媒通路の段面積が前記第２の冷媒通路の断
面積以上であることを特徴とする空気調和機。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１つにおい
て、前記第２の冷媒通路での冷媒の温度もしくは蒸発温度ま
たは前記利用側熱交換器の吹出空気温度を検出する温度
検出手段を設け、該温度検出手段の検出温度の変化量または時間変化が所
定値よりも大きくなったとき、前記除湿絞り装置が前記
第３の冷媒通路を開にすることを特徴とする空気調和
機。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれか１つにおい
て、前記冷媒サイクルを形成する熱源側熱交換器と前記利用
側熱交換器との間に設けた主絞り装置が、前記除湿絞り
装置と同様の除湿絞り弁を用いた弁構造をなすことを特
徴とする空気調和機。
【請求項１５】圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側
熱交換器と、該圧縮機と該熱源側熱交換器及び該利用側
熱交換器との間に設けられて冷媒の流れ方向を切り替え
る切替弁と、該熱源側熱交換器と該利用側熱交換器との
間に設けられた絞り装置とで冷凍サイクルが形成され、
該切替弁によって冷媒の流れ方向を切り替えることによ
り、冷房，暖房運転を行なうことができるようにした空
気調和機において、該絞り装置が、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の
除湿絞り装置と同様の除湿絞り弁を用いた弁構造をな
し、かつ該弁構造での前記弁口と前記開放口とを結ぶ冷
媒通路の断面積が該絞り通路に接続される冷媒通路の断
面積以下であることを特徴とする空気調和機。
【請求項１６】圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側
熱交換器と、該熱源側熱交換器と該利用側熱交換器との
間に設けられた絞り装置とで冷凍サイクルが形成され、
冷房運転と暖房運転とのいずれか一方を行なうことがで
きるようにした空気調和機において、該絞り装置が、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の
除湿絞り装置と同様の除湿絞り弁を用いた弁構造をな
し、かつ該弁構造での前記弁口と前記開放口とを結ぶ冷
媒通路の断面積が該絞り通路に接続される冷媒通路の断
面積以下であることを特徴とする空気調和機。
【請求項１７】請求項１〜１６のいずれか１つにおい
て、使用する冷媒をＨＦＣ系冷媒としたことを特徴とする空
気調和機。