JP2001324246A - 膨張弁及びこれを用いた冷凍サイクル - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高レスポンスを保持したまま高圧側と低圧側
との目標差圧を変更することができる膨張弁を、コス
ト、重量等を増大させることなく提供すると共に、この
ような膨張弁を好適に使用することができる冷凍サイク
ルを提供する。 【解決手段】 弁体１５と、弁体１５が着座する弁座１
６と、弁体１５を弁座１６に着座させる方向に付勢する
弾性部材１７とを有し、弾性部材１７の付勢力と高圧側
１１の圧力とのバランスにより機械的に開閉され、高圧
側１１と低圧側１２との圧力差を目標差圧に保持する差
圧弁と、所定の制御装置からの信号に応じて電磁的に作
動し、弾性部材１７の付勢力を変化させる付勢力調整手
段２４，２５を備える。
との目標差圧を変更することができる膨張弁を、コス
ト、重量等を増大させることなく提供すると共に、この
ような膨張弁を好適に使用することができる冷凍サイク
ルを提供する。 【解決手段】 弁体１５と、弁体１５が着座する弁座１
６と、弁体１５を弁座１６に着座させる方向に付勢する
弾性部材１７とを有し、弾性部材１７の付勢力と高圧側
１１の圧力とのバランスにより機械的に開閉され、高圧
側１１と低圧側１２との圧力差を目標差圧に保持する差
圧弁と、所定の制御装置からの信号に応じて電磁的に作
動し、弾性部材１７の付勢力を変化させる付勢力調整手
段２４，２５を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルに
用いられる膨張弁の構造に関し、またこの膨張弁を用い
た冷凍サイクルに関する。
用いられる膨張弁の構造に関し、またこの膨張弁を用い
た冷凍サイクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、空調装置や冷凍機等に利用さ
れる冷凍サイクルには、放熱器により冷却された高圧冷
媒を膨張させて蒸発器に送り込む機能を果たす膨張弁が
備えられている。この膨張弁としては、弁の開閉を機械
的な作用により行なう機械式膨張弁と、電磁的な作用に
より行なう電磁式膨張弁とがある。機械式膨張弁には、
コイルスプリング等の弾性部材の付勢力を利用して弁の
開閉特性を決定するものがある。また、電磁式膨張弁に
は、特定のコントロールユニットからの制御信号に基づ
いてソレノイドを励磁したりモータを駆動したりするこ
とにより、弁体を移動させて開閉制御するもの等があ
る。
れる冷凍サイクルには、放熱器により冷却された高圧冷
媒を膨張させて蒸発器に送り込む機能を果たす膨張弁が
備えられている。この膨張弁としては、弁の開閉を機械
的な作用により行なう機械式膨張弁と、電磁的な作用に
より行なう電磁式膨張弁とがある。機械式膨張弁には、
コイルスプリング等の弾性部材の付勢力を利用して弁の
開閉特性を決定するものがある。また、電磁式膨張弁に
は、特定のコントロールユニットからの制御信号に基づ
いてソレノイドを励磁したりモータを駆動したりするこ
とにより、弁体を移動させて開閉制御するもの等があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような機械式膨張弁は、レスポンス性には優れるもの
の、通常弁を開閉させる特性を変更することができない
ので、例えば通常の運転状態から高負荷状態に転じ冷力
の増強を優先させたい時等に不備が生じるという問題が
ある。また、電磁式膨張弁においては、開閉特性を任意
に変更することはできるが、機械式に比べて弁動作のレ
スポンスが劣るので、このレスポンスを向上させるため
に、コイル径を増大させたり、演算装置の計算速度を向
上させたりといった各構成要素の高性能化が要求され、
コスト、重量等が増大しやすいという不具合がある。
ような機械式膨張弁は、レスポンス性には優れるもの
の、通常弁を開閉させる特性を変更することができない
ので、例えば通常の運転状態から高負荷状態に転じ冷力
の増強を優先させたい時等に不備が生じるという問題が
ある。また、電磁式膨張弁においては、開閉特性を任意
に変更することはできるが、機械式に比べて弁動作のレ
スポンスが劣るので、このレスポンスを向上させるため
に、コイル径を増大させたり、演算装置の計算速度を向
上させたりといった各構成要素の高性能化が要求され、
コスト、重量等が増大しやすいという不具合がある。
【０００４】そこで、この発明は、高レスポンスを保持
したまま高圧側と低圧側との目標差圧を変更することが
できる膨張弁を、コスト、重量等を増大させることなく
提供すると共に、このような膨張弁を好適に使用するこ
とができる冷凍サイクルを提供することを目的とする。
したまま高圧側と低圧側との目標差圧を変更することが
できる膨張弁を、コスト、重量等を増大させることなく
提供すると共に、このような膨張弁を好適に使用するこ
とができる冷凍サイクルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、膨張弁において、弁体と、前記弁体が
着座する弁座と、前記弁体を前記弁座に着座させる方向
に付勢する弾性部材とを有し、高圧側の圧力が前記弁体
に対して前記弁体を前記弁座から離す方向にかかるよう
になされ、前記高圧側の圧力と前記弾性部材の付勢力と
のバランスにより高圧側と低圧側とを目標差圧に保持す
る差圧弁と、所定の制御装置からの信号に応じて前記弾
性部材の付勢力を変化させる付勢力調整手段を備えるも
のである（請求項１）。
に、この発明は、膨張弁において、弁体と、前記弁体が
着座する弁座と、前記弁体を前記弁座に着座させる方向
に付勢する弾性部材とを有し、高圧側の圧力が前記弁体
に対して前記弁体を前記弁座から離す方向にかかるよう
になされ、前記高圧側の圧力と前記弾性部材の付勢力と
のバランスにより高圧側と低圧側とを目標差圧に保持す
る差圧弁と、所定の制御装置からの信号に応じて前記弾
性部材の付勢力を変化させる付勢力調整手段を備えるも
のである（請求項１）。
【０００６】これによれば、前記高圧側の圧力と前記弾
性部材の付勢力とのバランスにより高圧側（膨張弁の上
流側）と低圧側（膨張弁の下流側）との圧力差を目標差
圧に保持することができると共に、サーボモータ等の付
勢力調整手段により弾性部材の付勢力を変化させること
により前記目標差圧を任意に調整することができる。こ
れにより、様々な使用環境、例えば空調装置の冷却負荷
や運転モード等に合わせて、目標差圧を適宜変更するこ
とができる。
性部材の付勢力とのバランスにより高圧側（膨張弁の上
流側）と低圧側（膨張弁の下流側）との圧力差を目標差
圧に保持することができると共に、サーボモータ等の付
勢力調整手段により弾性部材の付勢力を変化させること
により前記目標差圧を任意に調整することができる。こ
れにより、様々な使用環境、例えば空調装置の冷却負荷
や運転モード等に合わせて、目標差圧を適宜変更するこ
とができる。
【０００７】また、上記構成のように、レスポンスの良
い機械式の差圧弁と、サーボモータ等の電磁式の付勢力
調整手段とを組み合わせることにより、付勢力調整手段
のレスポンスが多少悪くても十分な性能を確保すること
ができるため、電磁部分の高性能化が必要とされず、コ
スト、重量、配置スペース、消費電力等を低く抑えるこ
とができる。
い機械式の差圧弁と、サーボモータ等の電磁式の付勢力
調整手段とを組み合わせることにより、付勢力調整手段
のレスポンスが多少悪くても十分な性能を確保すること
ができるため、電磁部分の高性能化が必要とされず、コ
スト、重量、配置スペース、消費電力等を低く抑えるこ
とができる。
【０００８】また、前記付勢力調整手段は、前記制御装
置からの信号に応じて駆動力を発生させる駆動装置と、
前記弾性部材と当接し前記駆動装置の駆動量に応じて移
動する移動部材とを備え、前記移動部材の移動量に応じ
て前記弾性部材の圧縮量を変化させるものであるとよい
（請求項２）。
置からの信号に応じて駆動力を発生させる駆動装置と、
前記弾性部材と当接し前記駆動装置の駆動量に応じて移
動する移動部材とを備え、前記移動部材の移動量に応じ
て前記弾性部材の圧縮量を変化させるものであるとよい
（請求項２）。
【０００９】これによれば、目標差圧の増減要求に応じ
て駆動装置の駆動量、例えばモータの回転量、回転方向
等を制御し、移動部材を所定の方向に、所定の距離だけ
移動させ、弾性部材の圧縮量を増減させることにより、
弁体への付勢力を調整することができる。
て駆動装置の駆動量、例えばモータの回転量、回転方向
等を制御し、移動部材を所定の方向に、所定の距離だけ
移動させ、弾性部材の圧縮量を増減させることにより、
弁体への付勢力を調整することができる。
【００１０】また、この発明は、少なくとも冷媒を圧送
する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却
する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を膨張
させる前記請求項１又は２記載の膨張弁と、前記膨張弁
により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とが配管接続
されてなる冷凍サイクルであって、環境情報を検出する
検出手段と、前記検出手段からの信号に基づいて成績係
数が最大となる前記目標差圧を算出し、この算出された
目標差圧となるように前記弾性部材の付勢力を調整する
信号を前記付勢力調整手段に出力する制御装置とを備え
るものである（請求項３）。
する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却
する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を膨張
させる前記請求項１又は２記載の膨張弁と、前記膨張弁
により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とが配管接続
されてなる冷凍サイクルであって、環境情報を検出する
検出手段と、前記検出手段からの信号に基づいて成績係
数が最大となる前記目標差圧を算出し、この算出された
目標差圧となるように前記弾性部材の付勢力を調整する
信号を前記付勢力調整手段に出力する制御装置とを備え
るものである（請求項３）。
【００１１】これによれば、検出された環境情報、例え
ば冷凍サイクル内の所定部分の温度・圧力、外気温度、
空調装置の運転モード等に応じて、膨張弁の付勢力調整
手段（請求項２記載の膨張弁にあっては前記駆動装置）
が制御され、弾性部材の付勢力が調整される。これによ
り、運転状況の変化に応じて成績係数（ＣＯＰ）を最大
に保つことができるような目標差圧を維持することがで
きる。
ば冷凍サイクル内の所定部分の温度・圧力、外気温度、
空調装置の運転モード等に応じて、膨張弁の付勢力調整
手段（請求項２記載の膨張弁にあっては前記駆動装置）
が制御され、弾性部材の付勢力が調整される。これによ
り、運転状況の変化に応じて成績係数（ＣＯＰ）を最大
に保つことができるような目標差圧を維持することがで
きる。
【００１２】また、前記検出手段は、前記膨張弁の上流
側の冷媒の温度を検出する温度センサ、及び前記蒸発器
の下流側の冷媒の圧力を検出する圧力センサとすること
ができる（請求項４）。
側の冷媒の温度を検出する温度センサ、及び前記蒸発器
の下流側の冷媒の圧力を検出する圧力センサとすること
ができる（請求項４）。
【００１３】所定の特性線図を用いることにより、上記
温度センサにより検出される膨張弁入口の温度から最大
ＣＯＰを得るための高圧側の圧力（目標高圧）を算出す
ることができ、この目標高圧から、上記圧力センサによ
り検出される低圧側の圧力を減算することにより、目標
差圧を算出することができる。そして、弾性部材の特性
に応じて弾性部材の圧縮量を調節することにより、前記
目標差圧を実現することができる。
温度センサにより検出される膨張弁入口の温度から最大
ＣＯＰを得るための高圧側の圧力（目標高圧）を算出す
ることができ、この目標高圧から、上記圧力センサによ
り検出される低圧側の圧力を減算することにより、目標
差圧を算出することができる。そして、弾性部材の特性
に応じて弾性部材の圧縮量を調節することにより、前記
目標差圧を実現することができる。
【００１４】また、前記冷媒は二酸化炭素であるとよい
（請求項５）。
（請求項５）。
【００１５】上記のような冷凍サイクルは、冷媒として
超臨界状態で循環される二酸化炭素を用いた場合に特に
好適に利用することができるものである。
超臨界状態で循環される二酸化炭素を用いた場合に特に
好適に利用することができるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１７】図１に示すこの実施の形態に係る冷凍サイ
クル１は、冷媒として二酸化炭素を用いるもので、圧縮
機２、放熱器（ガスクーラ）３、膨張弁４、蒸発器５、
アキュムレータ６、内部熱交換器７が配管接続されてな
り、前記圧縮機２の吐出口２ａから前記膨張弁４の流入
口４ａまでを高圧側１１、前記膨張弁４の流出口４ｂか
ら前記圧縮機２の吸入口２ｂまでを低圧側１２とする。
クル１は、冷媒として二酸化炭素を用いるもので、圧縮
機２、放熱器（ガスクーラ）３、膨張弁４、蒸発器５、
アキュムレータ６、内部熱交換器７が配管接続されてな
り、前記圧縮機２の吐出口２ａから前記膨張弁４の流入
口４ａまでを高圧側１１、前記膨張弁４の流出口４ｂか
ら前記圧縮機２の吸入口２ｂまでを低圧側１２とする。
【００１８】上記構成により、冷媒は圧縮機２において
超臨界領域内で圧縮され、この圧縮された高温高圧の気
相冷媒は、放熱器３において通過する空気との熱交換に
より冷却される。前記放熱器３で冷却された冷媒は、内
部熱交換器７の高圧側流路７ａ内に流入し、低圧側流路
７ｂを流通する低温の冷媒と熱交換することにより更に
冷却された後、膨張弁４を通過して気液混合領域まで圧
力が低下される。前記膨張弁４により減圧された気液混
合冷媒は、蒸発器５において通過する空気の熱を奪って
蒸発し、アキュムレータ６において気液分離され、気相
冷媒だけが前記内部熱交換器７の低圧側流路７ｂに流入
し、前記高圧側流路７ａを流通する高温の冷媒と熱交換
し、圧縮機２に吸引される。尚、前記内部熱交換器７
は、冷凍サイクル１の効率を向上させるために有効なも
のであるが、この発明における必須の構成要件ではな
い。
超臨界領域内で圧縮され、この圧縮された高温高圧の気
相冷媒は、放熱器３において通過する空気との熱交換に
より冷却される。前記放熱器３で冷却された冷媒は、内
部熱交換器７の高圧側流路７ａ内に流入し、低圧側流路
７ｂを流通する低温の冷媒と熱交換することにより更に
冷却された後、膨張弁４を通過して気液混合領域まで圧
力が低下される。前記膨張弁４により減圧された気液混
合冷媒は、蒸発器５において通過する空気の熱を奪って
蒸発し、アキュムレータ６において気液分離され、気相
冷媒だけが前記内部熱交換器７の低圧側流路７ｂに流入
し、前記高圧側流路７ａを流通する高温の冷媒と熱交換
し、圧縮機２に吸引される。尚、前記内部熱交換器７
は、冷凍サイクル１の効率を向上させるために有効なも
のであるが、この発明における必須の構成要件ではな
い。
【００１９】更に、上記冷凍サイクル１は、前記膨張弁
４の上流側に、膨張弁４の流入口４ａ付近の冷媒温度を
検出する温度センサ８を備え、蒸発器５の下流側に、冷
媒圧力を検出する圧力センサ９を備えており、またこれ
ら温度センサ８及び圧力センサ９からの検出信号が入力
され、この検出信号に基づいて、膨張弁４の後述する付
勢力調整手段の一部を構成するモータ２５に制御信号を
出力するコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１０を備えて
いる。
４の上流側に、膨張弁４の流入口４ａ付近の冷媒温度を
検出する温度センサ８を備え、蒸発器５の下流側に、冷
媒圧力を検出する圧力センサ９を備えており、またこれ
ら温度センサ８及び圧力センサ９からの検出信号が入力
され、この検出信号に基づいて、膨張弁４の後述する付
勢力調整手段の一部を構成するモータ２５に制御信号を
出力するコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１０を備えて
いる。
【００２０】以下に、この発明の実施の形態に係る前記
膨張弁４の構造を、図２において説明する。膨張弁４
は、ケーシング１４、弁体１５、コイルスプリング１
７、移動台１８、移動棒２４、モータ２５を有して構成
されている。前記ケーシング１４は、内部に中空部１４
ａが形成され、この中空部１４ａに流入口４ａを介して
高圧側配管１１が、また流出口４ｂを介して低圧側配管
１２が連通されている。また、前記流入口４ａの内部側
には、弁体１５の先端部が嵌合可能な形状の弁座１６が
形成されている。
膨張弁４の構造を、図２において説明する。膨張弁４
は、ケーシング１４、弁体１５、コイルスプリング１
７、移動台１８、移動棒２４、モータ２５を有して構成
されている。前記ケーシング１４は、内部に中空部１４
ａが形成され、この中空部１４ａに流入口４ａを介して
高圧側配管１１が、また流出口４ｂを介して低圧側配管
１２が連通されている。また、前記流入口４ａの内部側
には、弁体１５の先端部が嵌合可能な形状の弁座１６が
形成されている。
【００２１】前記中空部１４ａには、弁体１５、コイル
スプリング１７、移動台１８が収納されている。前記弁
体１５は、図中上端部が前記弁座１６に嵌合する形状に
形成されており、下端部には、コイルスプリング１７の
上端部が嵌合可能な形状のスプリング嵌合部１５ａが形
成されている。前記移動台１８は、ケーシング１４の図
中下部の小径部１４ｂ内にシールリング１９を介して気
密的に且つ上下に摺動可能に配されており、上端部に
は、コイルスプリング１７の下端部が嵌合可能な形状の
スプリング嵌合部１８ａが形成されている。前記コイル
スプリング１７は、前記移動台１８のスプリング嵌合部
１８ａと、前記弁体１５のスプリング嵌合部１５ａとに
より支持され、弁体１５を弁座１４に押し付ける方向、
即ち閉弁方向に所定の圧力で付勢している。
スプリング１７、移動台１８が収納されている。前記弁
体１５は、図中上端部が前記弁座１６に嵌合する形状に
形成されており、下端部には、コイルスプリング１７の
上端部が嵌合可能な形状のスプリング嵌合部１５ａが形
成されている。前記移動台１８は、ケーシング１４の図
中下部の小径部１４ｂ内にシールリング１９を介して気
密的に且つ上下に摺動可能に配されており、上端部に
は、コイルスプリング１７の下端部が嵌合可能な形状の
スプリング嵌合部１８ａが形成されている。前記コイル
スプリング１７は、前記移動台１８のスプリング嵌合部
１８ａと、前記弁体１５のスプリング嵌合部１５ａとに
より支持され、弁体１５を弁座１４に押し付ける方向、
即ち閉弁方向に所定の圧力で付勢している。
【００２２】前記移動台１８の下方には、移動棒２４及
びモータ２５が配され、移動棒２４は、ケーシング１４
の下端部に形成された通孔２１を介して上端部が前記中
空部１４ａ内に突出しており、この上端部が前記移動台
１８の下端部に当接している。前記モータ２５は、前記
Ｃ／Ｕ１０からの制御信号に応じて、回転量、回転方
向、回転速度等の駆動量が制御されて駆動するものであ
る。このモータ２５には、前記移動棒２４の下端部が連
結しており、モータ２５の駆動量に応じて、移動棒２４
を上下に所定の距離だけ移動させることができるように
なされている。
びモータ２５が配され、移動棒２４は、ケーシング１４
の下端部に形成された通孔２１を介して上端部が前記中
空部１４ａ内に突出しており、この上端部が前記移動台
１８の下端部に当接している。前記モータ２５は、前記
Ｃ／Ｕ１０からの制御信号に応じて、回転量、回転方
向、回転速度等の駆動量が制御されて駆動するものであ
る。このモータ２５には、前記移動棒２４の下端部が連
結しており、モータ２５の駆動量に応じて、移動棒２４
を上下に所定の距離だけ移動させることができるように
なされている。
【００２３】上記構成の膨張弁４によれば、高圧側配管
１１内の圧力がコイルスプリング１７の付勢力を上回っ
た時に、弁体１５は弁座１６から離され、高圧側配管１
１内の高圧冷媒が低圧側配管１２へと流れ込み、高圧側
配管１１内の圧力が低下してコイルスプリング１７の付
勢力を下回ると、弁体１５は弁座１６に着座し冷媒の流
通が停止される。
１１内の圧力がコイルスプリング１７の付勢力を上回っ
た時に、弁体１５は弁座１６から離され、高圧側配管１
１内の高圧冷媒が低圧側配管１２へと流れ込み、高圧側
配管１１内の圧力が低下してコイルスプリング１７の付
勢力を下回ると、弁体１５は弁座１６に着座し冷媒の流
通が停止される。
【００２４】そして、この実施の形態の膨張弁４におい
ては、前記モータ２５の駆動により前記移動棒２４を上
下動させることにより、前記コイルスプリング１７の下
端部を支えている移動台１８を移動させることができる
ようになされており、これにより前記コイルスプリング
１７の圧縮量を変化させることができるようになされて
いる。移動台１８を上方に移動させることにより、コイ
ルスプリング１７の圧縮量が増加し、弁体１５を弁座１
６に押し付ける圧力が増加するので、開弁に必要な高圧
側圧力を高くすることができ、反対に移動台１８を下方
へ移動させることにより、開弁に必要な高圧側圧力を低
くすることができる。
ては、前記モータ２５の駆動により前記移動棒２４を上
下動させることにより、前記コイルスプリング１７の下
端部を支えている移動台１８を移動させることができる
ようになされており、これにより前記コイルスプリング
１７の圧縮量を変化させることができるようになされて
いる。移動台１８を上方に移動させることにより、コイ
ルスプリング１７の圧縮量が増加し、弁体１５を弁座１
６に押し付ける圧力が増加するので、開弁に必要な高圧
側圧力を高くすることができ、反対に移動台１８を下方
へ移動させることにより、開弁に必要な高圧側圧力を低
くすることができる。
【００２５】このように、コイルスプリング１７の圧縮
量を調節することにより、高圧側１１と低圧側１２との
圧力差を目標差圧とすることができる。また、上記膨張
弁４は、機械的な構造を持ちレスポンスの良い差圧弁
と、コイルスプリング１７の付勢力を調整するための電
磁的な手段とが組み合わされて構成されていることによ
り、モータ２５等の電磁部分をそれほど高性能化しなく
とも、十分に差圧を調整及び保持する性能を確保するこ
とができる。
量を調節することにより、高圧側１１と低圧側１２との
圧力差を目標差圧とすることができる。また、上記膨張
弁４は、機械的な構造を持ちレスポンスの良い差圧弁
と、コイルスプリング１７の付勢力を調整するための電
磁的な手段とが組み合わされて構成されていることによ
り、モータ２５等の電磁部分をそれほど高性能化しなく
とも、十分に差圧を調整及び保持する性能を確保するこ
とができる。
【００２６】この実施の形態においては、上述したよう
に、モータ２５は、前記温度センサ８と前記圧力センサ
９とからの検出信号に基づいて前記Ｃ／Ｕ１０により制
御される。このモータ２５の制御は、例えば図３に示す
ような最大ＣＯＰを得るための高圧側１１での冷媒温度
と圧力との関係を示す特性線図と、図４に示すようなモ
ータ２５の駆動量と目標差圧との関係を示す特性線図と
を用いることにより行なうことができる。
に、モータ２５は、前記温度センサ８と前記圧力センサ
９とからの検出信号に基づいて前記Ｃ／Ｕ１０により制
御される。このモータ２５の制御は、例えば図３に示す
ような最大ＣＯＰを得るための高圧側１１での冷媒温度
と圧力との関係を示す特性線図と、図４に示すようなモ
ータ２５の駆動量と目標差圧との関係を示す特性線図と
を用いることにより行なうことができる。
【００２７】即ち、先ず図３に示す特性線図を用いて、
前記温度センサ８により検出された膨張弁４入口の冷媒
温度（高圧冷媒温度）から最大ＣＯＰを得るための高圧
圧力（目標高圧）を求め、この目標高圧から、前記圧力
センサ９により検出された低圧側１２の圧力を減算する
ことにより、目標差圧を算出することができる（目標差
圧＝目標高圧−低圧圧力）。次いで、図４に示す特性線
図を用いて、前記目標差圧を実現するためのモータ２５
の駆動量を求め、この値に基づいた制御信号を、Ｃ／Ｕ
１０からモータ２５に出力すればよい。これにより、最
大ＣＯＰを得るための目標差圧を維持することができ
る。
前記温度センサ８により検出された膨張弁４入口の冷媒
温度（高圧冷媒温度）から最大ＣＯＰを得るための高圧
圧力（目標高圧）を求め、この目標高圧から、前記圧力
センサ９により検出された低圧側１２の圧力を減算する
ことにより、目標差圧を算出することができる（目標差
圧＝目標高圧−低圧圧力）。次いで、図４に示す特性線
図を用いて、前記目標差圧を実現するためのモータ２５
の駆動量を求め、この値に基づいた制御信号を、Ｃ／Ｕ
１０からモータ２５に出力すればよい。これにより、最
大ＣＯＰを得るための目標差圧を維持することができ
る。
【００２８】尚、外気温度や、利用者により操作される
空調装置の運転モード等を検出する手段を設け、これら
に応じて目標差圧を調整するようにしてもよい。
空調装置の運転モード等を検出する手段を設け、これら
に応じて目標差圧を調整するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明の膨張弁によれ
ば、機械的な構造を持ちレスポンスの良い差圧弁と、弾
性部材の付勢力を調整するための電磁的な手段とを組み
合わせて構成したことにより、高レスポンスを保持した
まま目標差圧を変更することができる膨張弁を、コス
ト、重量等を増大させることなく提供することができ
る。また、このような膨張弁を好適に利用できる冷凍サ
イクルを提供することができる。
ば、機械的な構造を持ちレスポンスの良い差圧弁と、弾
性部材の付勢力を調整するための電磁的な手段とを組み
合わせて構成したことにより、高レスポンスを保持した
まま目標差圧を変更することができる膨張弁を、コス
ト、重量等を増大させることなく提供することができ
る。また、このような膨張弁を好適に利用できる冷凍サ
イクルを提供することができる。
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係る冷凍サイ
クルを示す図である。
クルを示す図である。
【図２】図２は、この発明の実施の形態に係る膨張弁の
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図３】図３は、最大ＣＯＰを得るための高圧冷媒温度
と目標差圧との関係を示す特性線図である。
と目標差圧との関係を示す特性線図である。
【図４】図４は、モータ駆動量と目標差圧との関係を示
す特性線図である。
す特性線図である。
１ 冷凍サイクル ２ 圧縮機 ３ 放熱器 ４ 膨張弁 ５ 蒸発器 ６ アキュムレータ ７ 内部熱交換器 ８ 温度センサ ９ 圧力センサ １０ コントロールユニット（Ｃ／Ｕ） １１ 高圧側 １２ 低圧側 １４ ケーシング １５ 弁体 １６ 弁座 １７ コイルスプリング １８ 移動台 ２４ 移動棒 ２５ モータ
Claims (5)
- 【請求項１】 弁体と、前記弁体が着座する弁座と、前
記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する弾性部材
とを有し、前記弾性部材の付勢力と高圧側の圧力とのバ
ランスにより機械的に開閉され、高圧側と低圧側との圧
力差を目標差圧に保持する差圧弁と、 所定の制御装置からの信号に応じて電磁的に作動し、前
記弾性部材の付勢力を変化させる付勢力調整手段を備え
ることを特徴とする膨張弁。 - 【請求項２】 前記付勢力調整手段は、前記制御装置か
らの信号に応じて駆動力を発生させる駆動装置と、前記
弾性部材と当接し前記駆動装置の駆動量に応じて移動す
る移動部材とを備え、 前記移動部材の移動量に応じて前記弾性部材の圧縮量を
変化させることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。 - 【請求項３】 少なくとも冷媒を圧送する圧縮機と、前
記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前
記放熱器により冷却された冷媒を膨張させる前記請求項
１又は２記載の膨張弁と、前記膨張弁により膨張された
冷媒を蒸発させる蒸発器とが配管接続されてなる冷凍サ
イクルであって、 環境情報を検出する検出手段と、前記検出手段からの信
号に基づいて成績係数が最大となる前記目標差圧を算出
し、この算出された目標差圧となるように前記弾性部材
の付勢力を調整する信号を前記付勢力調整手段に出力す
る制御装置とを備えることを特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項４】 前記検出手段は、前記膨張弁の上流側の
冷媒の温度を検出する温度センサ、及び前記蒸発器の下
流側の冷媒の圧力を検出する圧力センサであることを特
徴とする請求項３記載の冷凍サイクル。 - 【請求項５】 前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴
とする請求項３又は４記載の冷凍サイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139694A JP2001324246A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 膨張弁及びこれを用いた冷凍サイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139694A JP2001324246A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 膨張弁及びこれを用いた冷凍サイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001324246A true JP2001324246A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18647095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000139694A Pending JP2001324246A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 膨張弁及びこれを用いた冷凍サイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001324246A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002089732A (ja) * | 2000-04-12 | 2002-03-27 | Toyo Keiki Co Ltd | モータ駆動式流量調整弁 |
| JP2008051439A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Tgk Co Ltd | 膨張装置 |
| FR2928445A1 (fr) * | 2008-03-06 | 2009-09-11 | Valeo Systemes Thermiques | Methode de commande d'un organe de detente que comprend une boucle de climatisation d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un vehicule |
| KR20120082077A (ko) * | 2011-01-13 | 2012-07-23 | 엘지전자 주식회사 | 터보 냉동기용 팽창기구 |
| JP2013511008A (ja) * | 2009-11-12 | 2013-03-28 | シュレイダー ブリッジポート インターナショナル インコーポレイテッド | 圧力調整バルブシール、圧力調整システムとその方法 |
| CN112780815A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 青岛海尔特种电冰柜有限公司 | 一种多功能气压平衡阀及使用该气压平衡阀的冷藏装置 |
| CN117108539A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-24 | 江苏江杭石化工程有限公司 | 一种自主保护型mvr蒸发平衡系统 |
-
2000
- 2000-05-12 JP JP2000139694A patent/JP2001324246A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002089732A (ja) * | 2000-04-12 | 2002-03-27 | Toyo Keiki Co Ltd | モータ駆動式流量調整弁 |
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| KR20120082077A (ko) * | 2011-01-13 | 2012-07-23 | 엘지전자 주식회사 | 터보 냉동기용 팽창기구 |
| KR101636092B1 (ko) * | 2011-01-13 | 2016-07-05 | 엘지전자 주식회사 | 터보 냉동기용 팽창기구 |
| CN112780815A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 青岛海尔特种电冰柜有限公司 | 一种多功能气压平衡阀及使用该气压平衡阀的冷藏装置 |
| CN112780815B (zh) * | 2019-11-07 | 2024-02-09 | 青岛海尔特种电冰柜有限公司 | 一种多功能气压平衡阀及使用该气压平衡阀的冷藏装置 |
| CN117108539A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-24 | 江苏江杭石化工程有限公司 | 一种自主保护型mvr蒸发平衡系统 |
| CN117108539B (zh) * | 2023-10-18 | 2024-01-02 | 江苏江杭石化工程有限公司 | 一种自主保护型mvr蒸发平衡系统 |
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