JP2003035472A - 絞り通路装置および膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉中ろう付け、シーム溶接等の面倒な加工工
程を必要とすることなく、ショートカット流の発生を防
止し、絞り作用が“なりゆき”になることがなく、絞り
効果の再現性に安定した絞り通路装置を得ること。 【解決手段】 円形横断面形状の通路１２に雄ねじ状部
材４１Ａ、４１Ｂを配置し、通路１２の内周壁１２Ａと
雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂの谷部４２とにより螺旋状
の絞り通路４３を画定する絞り通路装置において、通路
１２の内径を雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂの外径より少
し小さくし、通路１２の内周壁１２ａに雄ねじ状部材４
１Ａ、４１Ｂが螺合する雌ねじ溝４４を形成し、雌ねじ
溝４４に雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂを螺合させ、螺合
部のフランク面同士の面接合によりえらるシール効果に
よってショートカット流を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、絞り通路装置お
よび膨張弁に関し、特に、アンモニア冷媒による冷凍サ
イクル装置で使用される絞り通路装置および膨張弁に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置や冷凍庫、冷蔵庫等で使用
される冷凍サイクル装置において、冷媒の断熱膨張を行
う要素として、絞り通路装置、膨張弁が使用される。こ
れらの絞り通路装置あるいは膨張弁に組み込む固定絞り
手段として、雄ねじ状の螺旋溝棒体、ブツシュを円形横
断面の通路内に挿入して雄ねじの谷部と通路内周壁とに
よって通路長が長い螺旋状の絞り通路を画定することが
既に提案されている（例えば、特開平５−２５６５３８
号公報、特開２０００−１９３１０１号公報）。

【０００３】上述のような螺旋状の絞り通路において、
絞り効果の再現性（定量性）に安定したものを得るため
には、通路内周壁と雄ねじ山頂の間隙を通って冷媒が雄
ねじ谷部間を短絡して流れるショートカット流が生じな
いようにする必要がある。このことは、アンモニア冷媒
を使用する小容量冷凍機等、小流量の制御を正確に行う
必要がある機器において、特に重要なことになる。

【０００４】このことに対して、特開平５−２５６５３
８号公報に示されている冷凍サイクル用絞り装置では、
螺旋溝棒体とチューブ（通路部材）との結合が、かし
め、圧入で行われたのでは、不充分であるとして、通路
内周壁と雄ねじ山頂とを溶接、ろう付けすることが行わ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通路内周壁と雄ねじ山
頂とが溶接、ろう付けされると、ショートカット流が生
じることがなく、絞り効果の再現性に安定したものが得
るが、炉中ろう付け、シーム溶接等の面倒な加工工程が
必要になり、生産性の悪いものになる。

【０００６】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、炉中ろう付け、シーム溶接等の
面倒な加工工程を必要とすることなく、ショートカット
流の発生を防止し、絞り作用が“なりゆき”になること
がなく、絞り効果の再現性に安定した絞り通路装置およ
び膨張弁を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による絞り通路装置は、円形横断面形状
の通路に雄ねじ状部材が配置され、当該通路の内周壁と
前記雄ねじ状部材の谷部とにより螺旋状の絞り通路を画
定する絞り通路装置において、前記通路の内径が前記雄
ねじ状部材の外径より少し小さく、当該通路の内周壁に
前記雄ねじ状部材が螺合する雌ねじ溝が形成され、当該
雌ねじ溝に前記雄ねじ状部材が螺合し、螺合部のフラン
ク面同士の面接合によりショートカット流を阻止する構
造のものである。

【０００８】また、上述の目的を達成するために、この
発明による絞り通路装置は、内周面に雌ねじ部を形成さ
れた通路に円柱状部材が配置され、当該円柱状部材の外
周壁と前記雌ねじ部の谷部とにより螺旋状の絞り通路を
画定する絞り通路装置において、前記円柱状部材の外径
が前記通路の内径より少し大きく、当該円柱状部材の外
周壁に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ溝が形成され、当
該雄ねじ溝が前記雌ねじ部に螺合し、螺合部のフランク
面同士の面接合によりショートカット流を阻止する構造
のものである。

【０００９】これらの絞り通路装置は、何れも、螺合部
のフランク面同士の面接合によって、ねじ谷部間を短絡
したショートカット流の流路が塞がれ、ショートカット
流が生じることが阻止される。

【００１０】ここで、通路内径が雄ねじ状部材の外径よ
り少し小さい、あるいは円柱状部材の外径が通路内径
（雌ねじ内径）より少し大きいの「少し」とは、雄ねじ
の外径と谷の径との差、あるいは雌ねじの内径と谷の径
との差、すなわち、通常のねじ山高さ（谷深さ）より充
分に小さいことを意味する。

【００１１】螺合部のフランク面同士の面接合は、ねじ
の緩み止め構造と同等の構造により、ショートカット流
防止のために充分な面接合圧をもって行うことができ、
この面接合構造としては、前記雄ねじ状部材あるいは前
記円柱状部材に、前記通路の軸線方向端面に当接してス
ラスト反力を生ずる突き当て部が設けられ、突き当て部
が前記通路の軸線方向端面に当接することによりスラス
ト反力を生ずるもの、前記雄ねじ状部材あるいは前記円
柱状部材の軸線方向端面と前記通路の軸線方向端面との
間に圧縮ばねが設けられ、この圧縮ばねのばね力による
もの、前記雄ねじ状部材あるいは前記円柱状部材がダブ
ルナット方式で設けられ、ダブルナットによる反発力に
よるもの等がある。

【００１２】上述の発明による絞り通路装置は、単独の
使用以外に、固定絞り要素として、膨張弁に、弁部と直
列に組み込んで使用することができ、この発明による膨
張弁は、上述の発明による絞り通路装置が弁部と直列に
設けられている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明によ
る絞り通路装置を組み込まれたアンモニア冷媒用の温度
膨張弁の一つの実施の形態を示している。

【００１４】温度膨張弁１０は弁ハウジング１１を有し
ている。弁ハウジング１１には、入口側通路１２、弁ポ
ート１３、弁室１４、出口側通路１５が形成されてい
る。弁ハウジング１１には入口側継手１６と出口側継手
１７とが取り付けられている。入口側継手１６には波座
金１８によってストレーナ１９が取り付けられている。

【００１５】弁室１４には弁ポート１３の開度を調節す
る可変絞り用の弁体２０が設けられている。弁体２０
は、調節ばね２１によって弁閉方向に付勢され、連結棒
２２、取付部材２３、薄板状の当金（図示せず）によっ
てダイヤフラム装置２４のダイヤフラム２５と接続さ
れ、ダイヤフラム室２６の圧力を弁開方向の力として与
えられる。

【００１６】ダイヤフラム室２６はキャピラリチューブ
２７によって感温筒２８と接続されている。ダイヤフラ
ム室２６、キャピラリチューブ２７、感温筒２８には、
適当なガスが封入されており、感温筒２８が冷凍サイク
ルの冷媒の温度（蒸発器の出口温度）を感知する。これ
により、感温筒２８の感知温度に相応する封入ガス圧が
ダイヤフラム室２６に与えられ、この封入ガス圧がダイ
ヤフラム２５の図１中上面に作用する。また、ダイヤフ
ラム室２６は均圧孔２６ａを介して弁室１４に連通して
おり、この弁室１４内のガス圧がダイヤフラム２５の図
１中下面に作用する。

【００１７】弁ハウジング１１には、調節ねじ部材２
９、パッキン３０、座金３１、皿ばね３２、パッキン押
え３３、キャップ部材３４等が取り付けられている。調
節ばね２１は、弁体２０側に設けられたばね受け部材３
５と調節ねじ部材２９との間に設けられ、調節ねじ部材
２９により予荷重を調節可能に設定される。

【００１８】入口側通路１２に、固定絞り要素として、
絞り通路装置４０が組み込まれている。絞り通路装置４
０の詳細を図２〜図４を参照して説明する。

【００１９】入口側通路１２は、谷径Ｄｃのフルねじ形
状による雌ねじ部材をアンダカットすることで形成され
た、内径Ｄａの円形横断面形状の通路であり、入口側通
路１２に雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂが配置されてお
り、入口側通路１２の内周壁１２Ａと雄ねじ状部材４１
Ａ、４１Ｂの谷部４２とにより、螺旋状の絞り通路４３
を画定している。

【００２０】入口側通路１２の内径Ｄａはフルねじ形状
による雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂの外径Ｄｂより少し
小さく、入口側通路１２の内周壁１２Ａには、谷径Ｄｃ
の雌ねじ部材のアンダカットにより生じた螺旋状の雌ね
じ溝４４が、深さｄで形成されている。雌ねじ溝４４は
雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂのピッチと同一ピッチであ
り、雌ねじ溝４４に雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂが螺合
している。

【００２１】雌ねじ溝４４の深さｄは、入口側通路１２
の内径Ｄａと雄ねじ状部材４１Ａ、４１Ｂの谷径Ｄｅと
の差（Ｄａ−Ｄｅ）より充分小さく、雄ねじ状部材４１
Ａ、４１Ｂの谷部（雄ねじ溝）４２の大部分（Ｄａ−Ｄ
ｅ）が、空間のまま、三角形横断面の絞り通路４３をな
している。

【００２２】雄ねじ状部材４１Ａと４１Ｂは、ダブルナ
ット式に締結されており、スラスト方向の相互の反発力
によって螺合部のフランク面同士の面接合している。こ
の場合、図にて左側の雄ねじ状部材４１Ａは谷部４２の
右側のフランク面４２Ｒにて雌ねじ溝４４の左側のフラ
ンク面４４Ｌに面接合し（図４参照）、図にて右側の雄
ねじ状部材４１Ｂは谷部４２の左側のフランク面４２Ｌ
にて雌ねじ溝４４の右側のフランク面４４Ｒに面接合し
ている。

【００２３】これにより、メタル接触によるシール効果
が得られ、炉中ろう付け、シーム溶接等の面倒な加工工
程が必要とすることなく、通路内周壁と雄ねじ山頂の間
隙を通って冷媒が雄ねじ谷部間を短絡して流れるショー
トカット流が生じることを回避でき、絞り作用が“なり
ゆき”になることがなく、アンモニア冷媒を使用する小
容量冷凍機等において、必要な小流量の制御を正確に行
うことができる。

【００２４】絞り通路装置４０が形成する絞り通路４３
はねじ溝形状に倣った螺旋状であるから、回転減圧効果
が得られ、直線形状のものであるに比べて、同一減圧効
果を得るのに、通路断面積を大きくでき、異物が詰まり
難いものになる。

【００２５】また、温度膨張弁１０としては、弁体２０
による弁ポート１３の絞りと、絞り通路装置４０とで、
２段絞り効果が得られ、キャビテーション、エローショ
ンの低下を期待できる。

【００２６】螺合部のフランク面同士の面接合は、ダブ
ルナット式以外に、図５に示されているように、雄ねじ
状部材４１の一端部に突き当て部４５を延設し、雄ねじ
状部材４１のねじ込みによって突き当て部４５の先端を
入口側通路１２の軸線方向端面１２Ｂに押し付け（当
接）、この当接により生ずるスラスト反力によって行う
こと、あるいは図６に示されているように、雄ねじ状部
材４１の軸線方向端面と入口側通路１２の軸線方向端面
１２Ｂとの間に圧縮コイルばね４６を設け、圧縮コイル
ばね４６のばね力によって行うこともでき、何れも、雄
ねじ状部材４１のねじ込みだけで行える。

【００２７】図７は絞り通路装置４０の他の実施の形態
を示している。入口側通路１２の内周面にはフルねじ形
状の雌ねじ部５１が形成されており、この雌ねじ部分
に、フルねじ形状による雄ねじ状部材をアンダカットす
ることで形成された、外径Ｄｆの円柱状部材５２が配置
され、円柱状部材５２の外周壁５２Ａと雌ねじ部５１の
谷部５３とにより、螺旋状の絞り通路５４を画定してい
る。

【００２８】円柱状部材５２の外径Ｄｆは入口側通路１
２の内径Ｄｇより少し大きく、円柱状部材５２の外周壁
５２Ａには、フルねじ形状による雄ねじ状部材のアンダ
カットにより生じた螺旋状の雄ねじ溝５５が、深さｉで
形成されている。雄ねじ溝５５は雌ねじ部５１のピッチ
と同一ピッチあり、雌ねじ部５１に雄ねじ溝５５が螺合
している。

【００２９】雄ねじ溝５５の深さｉは、雌ねじ部５１の
谷径Ｄｊと円柱状部材５２の外径Ｄｆとの差（Ｄｊ−Ｄ
ｆ）より充分小さく、雌ねじ部５１の谷部（雌ねじ溝）
５３の大部分（Ｄｊ−Ｄｆ）が、空間のまま、三角形横
断面の絞り通路５４をなしている。

【００３０】この実施の形態でも、上述した実施の形態
と同様に、ダブルナット式、突き当て式、ばね付勢式に
より、雌ねじ部５１と雄ねじ溝５５との螺合部のフラン
ク面同士が面接合し、この面接合によってメタル接触に
よるシール効果が得られ、炉中ろう付け、シーム溶接等
の面倒な加工工程が必要とすることなく、通路内周壁と
雄ねじ山頂の間隙を通って冷媒が雄ねじ谷部間を短絡し
て流れるショートカット流が生じることを回避でき、絞
り作用が“なりゆき”になることがなく、アンモニア冷
媒を使用する小容量冷凍機等において、必要な小流量の
制御を正確に行うことができる。

【００３１】そして、上述した何れの実施の形態におい
ても、雌ねじ溝４４や雄ねじ溝５５のアンダカット寸法
を変更して入口側通路１２の内径Ｄａや円柱状部材５２
の外径Ｄｆを調整することで、絞り通路４３，５４の通
路断面積を任意に設定して絞り量を適宜調整することが
できるという利点がある。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によれば、雄ねじ部材と通路内壁に形成された雌ねじ
溝とが螺合あるいは通路内壁の雌ねじ部と円柱状部材の
外周壁に形成された雄ねじ溝とが螺合し、これら螺合部
のフランク面同士の面接合によってメタル接触によるシ
ール効果が得られ、炉中ろう付け、シーム溶接等の面倒
な加工工程が必要とすることなく、通路内周壁と雄ねじ
山頂の間隙を通って冷媒が雄ねじ谷部間を短絡して流れ
るショートカット流が生じることを回避でき、絞り効果
の再現性に安定した絞り通路装置、膨張弁を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による絞り通路装置を組み込まれたア
ンモニア冷媒用の温度膨張弁の一つの実施の形態を示す
断面部である。

【図２】この発明による絞り通路装置の一つの実施の形
態を示す断面部である。

【図３】この発明による絞り通路装置の一つの実施の形
態の要部を示す拡大断面部である。

【図４】この発明による絞り通路装置のフランク面接合
状態を示す拡大断面部である。

【図５】この発明による絞り通路装置の他の実施の形態
を示す断面部である。

【図６】この発明による絞り通路装置の他の実施の形態
を示す断面部である。

【図７】この発明による絞り通路装置の他の実施の形態
の要部を示す拡大断面部である。

【符号の説明】

１０ 温度膨張弁 １１ 弁ハウジング １２ 入口側通路 １３ 弁ポート ２０ 弁体 ２１ 調節ばね ２４ ダイヤフラム装置 ２８ 感温筒 ４０ 絞り通路装置 ４１、４１Ａ、４１Ｂ 雄ねじ状部材 ４２ 谷部 ４３ 絞り通路 ４４ 雌ねじ溝 ４５ ねじ山の頂部 ５１ 雌ねじ部 ５２ 円柱状部材 ５３ 谷部 ５４ 絞り通路 ５５ 雄ねじ溝 ５６ ねじ山の頂部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形横断面形状の通路に雄ねじ状部材が
   配置され、当該通路の内周壁と前記雄ねじ状部材の谷部
   とにより螺旋状の絞り通路を画定する絞り通路装置にお
   いて、 前記通路の内径が前記雄ねじ状部材の外径より少し小さ
   く、当該通路の内周壁に前記雄ねじ状部材が螺合する雌
   ねじ溝が形成され、当該雌ねじ溝に前記雄ねじ状部材が
   螺合し、螺合部のフランク面同士の面接合によりショー
   トカット流を阻止する構造であることを特徴とする絞り
   通路装置。
2. 【請求項２】 内周面に雌ねじ部を形成された通路に円
   柱状部材が配置され、当該円柱状部材の外周壁と前記雌
   ねじ部の谷部とにより螺旋状の絞り通路を画定する絞り
   通路装置において、 前記円柱状部材の外径が前記通路の内径より少し大き
   く、当該円柱状部材の外周壁に前記雌ねじ部と螺合する
   雄ねじ溝が形成され、当該雄ねじ溝が前記雌ねじ部に螺
   合し、螺合部のフランク面同士の面接合によりショート
   カット流を阻止する構造であることを特徴とする絞り通
   路装置。
3. 【請求項３】 前記雄ねじ状部材あるいは前記円柱状部
   材に、前記通路の軸線方向端面に当接してスラスト反力
   を生ずる突き当て部が設けられ、突き当て部が前記通路
   の軸線方向端面に当接することにより生ずるスラスト反
   力によって螺合部のフランク面同士の面接合がなされる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の絞り通路装
   置。
4. 【請求項４】 前記雄ねじ状部材あるいは前記円柱状部
   材の軸線方向端面と前記通路の軸線方向端面との間に圧
   縮ばねが設けられ、圧縮ばねのばね力によって螺合部の
   フランク面同士の面接合がなされることを特徴とする請
   求項１または２記載の絞り通路装置。
5. 【請求項５】 前記雄ねじ状部材あるいは前記円柱状部
   材がダブルナット方式で設けられ、ダブルナットによる
   反発力によって螺合部のフランク面同士の面接合がなさ
   れることを特徴とする請求項１または２記載の絞り通路
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れか１項記載の絞り通
   路装置が弁部と直列に設けられていることを特徴とする
   膨張弁。