JP2007240138A - Expansion device - Google Patents
Expansion device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007240138A JP2007240138A JP2006254254A JP2006254254A JP2007240138A JP 2007240138 A JP2007240138 A JP 2007240138A JP 2006254254 A JP2006254254 A JP 2006254254A JP 2006254254 A JP2006254254 A JP 2006254254A JP 2007240138 A JP2007240138 A JP 2007240138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential pressure
- spring
- pressure
- expansion device
- control valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
- F25B41/33—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
- F25B41/335—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant via diaphragms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
- F25B41/36—Expansion valves with the valve member being actuated by bimetal elements or shape-memory elements influenced by fluids, e.g. by the refrigerant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/068—Expansion valves combined with a sensor
- F25B2341/0683—Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2505—Fixed-differential control valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は膨張装置に関し、特に車輌用エアコンの冷凍サイクルにて冷媒を膨張させる膨張装置に関する。 The present invention relates to an expansion device, and more particularly to an expansion device that expands a refrigerant in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
車輌用エアコンでは、地球環境の問題から、冷凍サイクルで使用される冷媒として二酸化炭素などを使用した冷凍サイクルが提案されている。二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルでは、その作動圧力が高いため、冷凍サイクルを構成する構成要素は、高圧に耐えることができるよう耐圧構造になっている。また、冷媒を圧縮するコンプレッサおよび圧縮された冷媒を膨張する膨張装置においては、冷媒の高圧の圧力が耐圧的に危険な領域に入ると、圧力を低下させるように制御したり、圧力を低下させることができる構造にしたりすることが行われている。 In a vehicle air conditioner, a refrigeration cycle using carbon dioxide or the like as a refrigerant used in the refrigeration cycle has been proposed due to the problem of the global environment. In the refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant, the operating pressure is high, so that the constituent elements constituting the refrigeration cycle have a pressure-resistant structure so as to withstand high pressure. Further, in a compressor that compresses a refrigerant and an expansion device that expands the compressed refrigerant, when the high pressure of the refrigerant enters a dangerous pressure-resistant region, the pressure is controlled to decrease or the pressure is decreased. It has been done to make a structure that can.
たとえば、膨張装置にあっては、冷媒入口の高圧側の圧力を大気圧と比較し、その高圧側の圧力が所定の圧力以上になると、開弁して高圧側の圧力を低下させる構造のものが知られている(たとえば、特許文献1参照。)。この膨張装置によれば、外部に膨張装置の冷媒入口に導入される冷媒圧力を受けて冷媒圧力が上昇するに従って縮小するとともに内部が大気に開放されているベローズと、そのベローズが縮小するに従って開弁する弁機構とを有している。これにより、ベローズが膨張装置の冷媒入口に導入される高圧側の冷媒圧力と大気圧とを比較し、冷媒圧力が冷凍サイクルにとって耐圧的に危険とされる所定の圧力を超えて高くなると、ベローズが縮小し、それに応動して弁機構が比例的に開弁して圧力を低下させるようにしている。このように、ベローズが冷媒入口の高圧側の圧力を絶対圧で感知して弁機構を制御することにより、冷媒入口の高圧側の圧力が所定の圧力より高くなるのをある程度防止することができる。 For example, in the expansion device, the pressure on the high pressure side of the refrigerant inlet is compared with the atmospheric pressure, and when the pressure on the high pressure side exceeds a predetermined pressure, the valve is opened to reduce the pressure on the high pressure side Is known (for example, see Patent Document 1). According to this expansion device, a bellows that is reduced as the refrigerant pressure rises due to the refrigerant pressure introduced to the refrigerant inlet of the expansion device to the outside and that is opened to the atmosphere inside, and opened as the bellows is reduced. And a valve mechanism for valve. As a result, the bellows compares the high-pressure side refrigerant pressure introduced into the refrigerant inlet of the expansion device with the atmospheric pressure, and if the refrigerant pressure becomes higher than a predetermined pressure that is dangerous for the refrigeration cycle, the bellows In response, the valve mechanism is proportionally opened to reduce the pressure. In this way, the bellows senses the pressure on the high pressure side of the refrigerant inlet as an absolute pressure and controls the valve mechanism, so that it is possible to prevent the pressure on the high pressure side of the refrigerant inlet from becoming higher than a predetermined pressure to some extent. .
また、特許文献1によれば、高圧側の圧力を絶対圧で感知するのではなく、冷媒入口と冷媒出口との差圧で動作する差圧制御弁構造の膨張装置も開示されていて、冷媒入口と冷媒出口との差圧が所定の圧力を超えると、開弁して冷媒入口の圧力を低下させるようにしている。
Further, according to
このように、膨張装置を高圧側の圧力が制限されるように構成することで、高圧側の圧力が異常高圧になる心配はなくなる。また、高圧側の圧力が高いということは、高い冷凍能力が要求されているときなので、そのようなときに、コンプレッサが最大吐出容量で運転していて、高圧側の圧力が所定の圧力を超えるようなことあっても、コンプレッサ側でその吐出圧力を低下させるように制御する必要もないので、コンプレッサを高い吐出圧力で効率よく運転させ、高い冷凍能力を維持させることが可能になる。
しかしながら、従来の膨張装置では、ベローズを使用したものは、高圧側の圧力を絶対圧で感知して制御することができるが、高圧を直接受けているベローズの耐圧を考慮する必要があり、差圧制御弁構造のものにあっては、高圧側の圧力は、冷媒入口と冷媒出口との差圧に低圧側の圧力を加えた値で表わされるので、高圧側の圧力は低圧側の圧力が変化すれば、その影響を直接受けてしまうため、絶対圧で管理することができないという問題点があった。 However, in conventional expansion devices that use bellows, the pressure on the high pressure side can be sensed and controlled by absolute pressure, but the pressure resistance of the bellows that directly receives high pressure must be taken into account. In the case of the pressure control valve structure, the pressure on the high pressure side is expressed by a value obtained by adding the pressure on the low pressure side to the pressure difference between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet. If it changes, it will be directly affected by it, so there is a problem that it cannot be managed with absolute pressure.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、入口の圧力と出口の圧力との差圧で動作しながら高圧側の圧力が絶対圧で所定の圧力を超えると圧力逃がし弁として機能する膨張装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and functions as a pressure relief valve when the pressure on the high-pressure side exceeds a predetermined pressure as an absolute pressure while operating with a differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure. An object of the present invention is to provide an expansion device.
本発明では上記問題を解決するために、冷凍サイクルを循環する冷媒を膨張させる膨張装置において、前記冷媒の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧により開弁する差圧制御弁と、前記差圧制御弁を閉弁方向に付勢するよう配置されて前記差圧が所定値以上の大きさになると前記差圧制御弁が開弁されるスプリングと、下流側に配置されて下流側の前記冷媒の温度または圧力の変化に応じて前記差圧制御弁が開弁する前記差圧の前記所定値を補正するアクチュエータと、を備えていることを特徴とする膨張装置が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problem, in the expansion device for expanding the refrigerant circulating in the refrigeration cycle, a differential pressure control valve opened by a differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the refrigerant; A spring arranged to urge the differential pressure control valve in the valve closing direction so that the differential pressure control valve is opened when the differential pressure exceeds a predetermined value; And an actuator that corrects the predetermined value of the differential pressure that is opened by the differential pressure control valve in response to a change in temperature or pressure of the refrigerant.
このような膨張装置によれば、アクチュエータが下流側の冷媒の温度または圧力の変化に応じて差圧制御弁が開弁する差圧の所定値を補正するように構成している。これにより、差圧制御弁の下流側の圧力は、アクチュエータによって出口温度に対応する圧力として感知されており、あるいはアクチュエータによって直接感知されているので、この膨張装置は、差圧制御弁の上流側の入口圧力があたかも絶対圧で制御されているかのように振舞うことになる。その高圧側の入口圧力が所定の圧力を超えると、スプリングが撓んで差圧制御弁を急激に開弁させて高圧圧力を下流側に逃がすので、入口圧力は所定の圧力に保たれ、それ以上に入口圧力が上がることはなくなる。 According to such an expansion device, the actuator is configured to correct a predetermined value of the differential pressure at which the differential pressure control valve opens in accordance with a change in temperature or pressure of the refrigerant on the downstream side. As a result, the pressure on the downstream side of the differential pressure control valve is sensed as a pressure corresponding to the outlet temperature by the actuator or directly sensed by the actuator. Behaves as if the inlet pressure is controlled by absolute pressure. When the inlet pressure on the high pressure side exceeds the predetermined pressure, the spring is bent and the differential pressure control valve is suddenly opened to release the high pressure pressure downstream, so that the inlet pressure is maintained at the predetermined pressure and beyond The inlet pressure will not increase.
本発明の膨張装置は、アクチュエータによって検出された下流側の冷媒の温度または圧力の変化に応じて差圧制御弁が開弁する差圧の所定値を補正するようにし、つまり、差圧制御弁の設定差圧を低圧側の温度または圧力で補正するように構成したので、差圧制御弁が差圧で動作するにもかかわらず、低圧側の圧力の影響を受けることなく高圧側の入口圧力をあたかも絶対圧で感知しているかの如く動作することが可能になるという利点がある。 The expansion device of the present invention corrects a predetermined value of the differential pressure that opens the differential pressure control valve in accordance with a change in temperature or pressure of the downstream refrigerant detected by the actuator, that is, the differential pressure control valve. Because the set differential pressure is corrected with the temperature or pressure on the low pressure side, the inlet pressure on the high pressure side is not affected by the pressure on the low pressure side even though the differential pressure control valve operates with the differential pressure. There is an advantage that it is possible to operate as if it is detected by absolute pressure.
また、その入口圧力がコンプレッサの運転状態によって所定の圧力を超えて高くなることがあっても、入口圧力がその所定の圧力を超えるとスプリングが撓んで差圧制御弁を急激に開弁して入口圧力を減圧するので、入口圧力はその所定の圧力に保たれるようになり、高圧側が異常に高圧になる状況も確実に回避することが可能になる。 Even if the inlet pressure exceeds the predetermined pressure depending on the operating condition of the compressor, if the inlet pressure exceeds the predetermined pressure, the spring bends and the differential pressure control valve opens suddenly. Since the inlet pressure is reduced, the inlet pressure is maintained at the predetermined pressure, and a situation where the high pressure side becomes abnormally high can be reliably avoided.
以下、本発明の実施の形態を、冷媒に二酸化炭素を使用した冷凍サイクルに適用した膨張装置を例に図面を参照して詳細に説明する。
図1は第1の実施の形態に係る膨張装置を適用した冷凍サイクルを示すシステム図、図2は二酸化炭素のモリエル線図、図3は第1の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図、図4は第1の実施の形態に係る膨張装置の開弁特性を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example an expansion device applied to a refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant.
1 is a system diagram showing a refrigeration cycle to which an expansion device according to a first embodiment is applied, FIG. 2 is a Mollier diagram of carbon dioxide, and FIG. 3 shows a configuration of the expansion device according to the first embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the valve opening characteristics of the expansion device according to the first embodiment.
冷凍サイクルは、図1に示したように、冷媒を圧縮するコンプレッサ1と、圧縮された冷媒を冷却するガスクーラ2と、冷却された冷媒を絞り膨張させる膨張装置3と、膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータ4と、冷凍サイクル中の余剰の冷媒を蓄えておくとともに蒸発された冷媒から気相の冷媒を分離してコンプレッサ1へ送るアキュムレータ5と、ガスクーラ2から膨張装置3へ流れる冷媒とアキュムレータ5からコンプレッサ1へ流れる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器6とを備えている。図中、矢印は、冷媒の流れを表わしている。
As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle includes a
この冷凍サイクルでは、図2にA−B−C−D−Aで示されるように、気相状態の冷媒をコンプレッサ1にて圧縮して高温高圧の冷媒にし(A−B)、その高温高圧の冷媒をガスクーラ2にて冷却し(B−C)、冷却された冷媒を膨張装置3にて絞り膨張させることで低温低圧の冷媒にし(C−D)、その低温低圧の冷媒をエバポレータ4にて蒸発させる(D−A)、という動作をする。膨張装置3が冷媒を膨張させる過程で、圧力が飽和液線SLを下回ると、冷媒は気液二相状態になり、それがエバポレータ4で蒸発するときに、車室内の空気から蒸発潜熱を奪うことで、冷房が行われる。
In this refrigeration cycle, as shown by ABCD-A in FIG. 2, the refrigerant in the gas phase is compressed by the
また、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルでは、ガスクーラ2の出口の冷媒とエバポレータ4の出口の冷媒とを熱交換する内部熱交換器6を設けて、エバポレータ4の入口の冷媒のエンタルピを低下させ、これによって冷凍能力を向上させることが一般に行われている。
In the refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant, an
この内部熱交換器6は、その内部に、ガスクーラ2から導入された高圧の冷媒が流れる高圧通路とアキュムレータ5から導入された低圧の冷媒が流れる低圧通路とを有しており、高圧通路の出口に膨張装置3を設けている。
The
すなわち、内部熱交換器6は、図3に示したように、そのボディ11にガスクーラ2から導入された冷媒が中を通って流出する高圧通路12が形成されていて、その高圧通路12の終端部には、取付孔13が形成され、その取付孔13に膨張装置3が装着されている。膨張装置3が取付孔13に装着された状態で、その取付孔13の開口端には、エバポレータ4に通じる配管14が固定ねじ15によりボディ11に螺着されている。この配管14は、内径が膨張装置3の外径よりも若干小さく形成されており、膨張装置3が高圧の冷媒によって取付孔13から抜け出てしまわないようにしている。
That is, as shown in FIG. 3, the
内部熱交換器6に設けられた膨張装置3は、ボディ21を有し、そのボディ21は、その中央側部に高圧通路12の冷媒を導入する冷媒導入溝22が周設されており、その冷媒導入溝22は、ボディ21の中央に向かって冷媒入口23が設けられている。ボディ21は、また、その下部中央部に弁孔24が軸線方向に設けられ、その弁孔24の上流側は、冷媒入口23に連通されている。また、弁孔24の下流側には、これを開閉する弁体25が軸線方向に進退自在に配置されている。この弁体25は、冷媒入口23に導入された冷媒の圧力が開弁方向に受圧するように弁孔24の内径よりも大きな外径を有し、感温部を構成する形状記憶合金ばね26によって開弁方向に付勢されている。なお、この形状記憶合金ばね26のばね荷重の設定は、弁体25に外嵌により固定されている筒状のばね受け部材27を弁体25に関して軸線方向に位置を調整することで行われる。さらに、ボディ11には、この弁孔24をバイパスするように、オリフィス28が設けられている。
The
ボディ11は、また、その軸線方向に延びるシャフト29を軸線方向に進退自在に保持している。そのシャフト29の図の下端部は、弁孔24を貫通して延びていて弁体25に圧入により固定され、図の上端部には、ばね受け部材30を係止する径の大きな係止部が一体に形成されていて、シャフト29は、そのばね受け部材30を介してスプリング31により閉弁方向に付勢されている。これにより、膨張装置3は、弁孔24の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧によって開閉する差圧制御弁を構成している。なお、スプリング31は、膨張装置3の入口側の圧力が制御範囲の上限とされる、たとえば13MPaを超えると、撓んで差圧制御弁が開弁するようなばね荷重に設定されている。そのばね荷重の設定は、弁体25へのシャフト29の圧入量によって調整される。
The
この差圧制御弁の低圧側に配置された形状記憶合金ばね26は、温度サイクルに対して可逆的にばね荷重が変化するもので、変態点より低い温度では、ばね荷重が小さく、変態点より高い温度になると、ばね荷重が温度変化に比例して大きくなる特性を有している。したがって、この形状記憶合金ばね26は、低圧側の冷媒の温度に相当するばね荷重を弁体25に付与して高圧側の圧力を制御する感温アクチュエータとして機能し、低温側感温部を構成している。
The shape
なお、ボディ21の冷媒導入溝22よりも図の下方には、シール用のOリング32が周設されていて、膨張装置3を取付孔13に装着したときに、高圧通路12と配管14との間をシールしている。同様に、配管14を螺着している固定ねじ15の内側にて、ボディ11と配管14との間にOリング33を配置して膨張装置3の低圧側を大気からシールしている。
In addition, an O-
以上の構成の膨張装置3において、その入口側の圧力と出口側の圧力との差圧が小さいとき、スプリング31はそのような差圧によって撓むことがないので、差圧制御弁は閉弁しており、そのとき、内部熱交換器6を通過してきた高圧の冷媒は、オリフィス28を介して流れる。そのオリフィス28を出たとき、冷媒は断熱膨張して低温・低圧の冷媒になり、配管14を通ってエバポレータ4に送り込まれる。
In the
膨張装置3の入口圧力が高くなっていって制御範囲の上限である13MPaに達するまでは、図4に示したように、膨張装置3の絞り通路断面積は、オリフィス28の断面積によって決まる一定の絞り通路断面積を有している。膨張装置3の入口圧力が13MPaに達すると、差圧制御弁はスプリング31による閉弁方向の付勢力に打ち勝って開弁する。差圧制御弁の弁孔24はオリフィス28に比較して径が十分に大きいので、入口圧力が開弁点を超えると、膨張装置3の絞り通路断面積は急増する。これにより、入口圧力は常に開弁点の圧力以下に保たれることになる。
Until the inlet pressure of the
一方、差圧制御弁の低圧側に配置された形状記憶合金ばね26は、膨張装置3を出た冷媒の出口温度を感知して、出口温度が高いときは、差圧制御弁を開弁方向に作用し、出口温度が低いときは、差圧制御弁を閉弁方向に作用する。すなわち、出口温度が形状記憶合金ばね26のマルテンサイト変態温度を超えて高いとき、形状記憶合金ばね26は、オーステナイト相に変化しており、そのとき、温度に従ってばね荷重が大きく変化する特性を有している。そのため、形状記憶合金ばね26は、出口温度の変化に対応して変化するばね荷重を有し、弁体25にその出口温度に対応する荷重を開弁方向にかけていることになる。
On the other hand, the shape
たとえば、膨張装置3の出口温度が10℃のとき、図2のモリエル線図によれば、低圧側の圧力は約4.6MPaである。このため、形状記憶合金ばね26は、温度が10℃のときにその圧力に相当するばね荷重が発生するよう設定されている。このとき、差圧制御弁は、スプリングの設定を、8.4MPaの差圧で開くように調整してある。これにより、膨張装置3の入口圧力は、出口温度に対応する圧力である4.6MPaを基準として相対値の差圧である8.4MPaが上乗せされた値の13MPaに一義的に特定されたことになる。このときの冷凍サイクルの圧力変化は、A−B−C−D−Aである。
For example, when the outlet temperature of the
ここで、膨張装置3の出口温度が20℃に上昇したとすると、形状記憶合金ばね26は、そのばね荷重が大きくなって差圧制御弁を開弁方向に作用し、そのときに差圧制御弁が開弁する差圧は、図2から、約7.15MPaに変化する。この出口温度が20℃のときの冷媒の圧力は、約5.85MPaであるので、膨張装置3の入口圧力は、13MPaに設定されたことになる。このときの冷凍サイクルの圧力変化は、A’−B−C−D’−A’である。
Here, if the outlet temperature of the
以上のように、高い冷凍能力が要求されていてコンプレッサ1がその最大吐出容量で運転しているとき、膨張装置3は、入口圧力と出口圧力との差圧および出口温度を感知していて、その差圧を出口温度に対応する圧力に上乗せするように温度補正していることで、入口圧力があたかも絶対圧で制御されているように動作する。しかも、その入口圧力が13MPaを超えてしまうような場合には、差圧制御弁は単に圧力逃がし弁として機能して急激に開弁するので、結局、入口圧力は、13MPaに保たれるように制御されることになり、入口圧力が異常に高圧になることもない。
As described above, when a high refrigeration capacity is required and the
図5は第2の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図5において、図3に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 5 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the second embodiment. In FIG. 5, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第2の実施の形態に係る膨張装置3aは、第1の実施の形態に係る膨張装置3と比較し、膨張装置3の入口における冷媒の温度を感知して、冷凍サイクルを効率よく運転できるように構成した点で異なる。
The
すなわち、この膨張装置3aでは、ボディ21の図の上部は、筒状のシリンダが一体に形成されており、その中には、入口圧力が13MPaを超えると撓んで差圧制御弁を開弁させるよう作用するスプリング31と、入口温度を感知する形状記憶合金ばね41とが直列に配置されて収容されており、その形状記憶合金ばね41には、そのばね特性を調整するためのバイアス用のスプリング42が並列に配置されている。すなわち、形状記憶合金ばね41およびバイアス用のスプリング42は、シャフト29の図の上端に一体に形成された係止部に係止されているばね受け部材30と中央にシャフト29が遊貫されているばね受け部材43との間に配置され、スプリング31は、ばね受け部材43と筒状のシリンダの底部との間に配置されている。ばね受け部材43は、シリンダに圧入された調整部材44によって図の上方への移動が規制され、シャフト29に固定されたストッパ45によって図の下方への移動が規制されるようになっている。
That is, in the
調整部材44は、伸びきった無負荷状態のスプリング31にばね受け部材43を介して接触する位置までシリンダへ圧入されている。これにより、入口圧力が13MPa以下では、開弁方向の力がシャフト29と形状記憶合金ばね41およびバイアス用のスプリング42とを介してスプリング31に加わってもこのスプリング31は撓むことはなく、入口圧力が13MPaを超えたとき、撓んで差圧制御弁を迅速に開弁させる。
The adjusting
一方、形状記憶合金ばね41は、入口温度を感知している。入口温度が低いとき、形状記憶合金ばね41は、ばね荷重が小さいため、形状記憶合金ばね41とスプリング42との合成荷重は小さく、差圧制御弁が開弁する設定差圧は小さい値に設定されることになる。入口温度が高くなるに従って、形状記憶合金ばね41とスプリング42との合成荷重は大きくなるので、設定差圧も大きい値に設定され、形状記憶合金ばね41の温度変化に対するばね荷重の変化が飽和する所定温度以上では、ばね受け部材30とばね受け部材43との間で形状記憶合金ばね41は、突っ張った状態になる。
On the other hand, the shape
この膨張装置3aによれば、入口温度が低いときは、閉弁方向に作用する形状記憶合金ばね41およびバイアス用のスプリング42のばね荷重は小さいので、差圧制御弁は入口の圧力と出口の圧力との差圧でオリフィス28に相当する微小開度に開いていて、冷媒が流れ、冷媒は断熱膨張している。このとき、第1の実施の形態に係る膨張装置3と同様に、膨張装置3aの入口の圧力は、差圧制御弁の前後の差圧と出口温度に相当する圧力とによって決まる圧力に制御されている。
According to the
一方、膨張装置3aの入口における冷媒の温度は、形状記憶合金ばね41によって感知されており、入口温度の変化に応じて形状記憶合金ばね26により温度補正された差圧の所定値をシフトさせるようにしている。これにより、膨張装置3aの入口における冷媒の温度および圧力、すなわち、図2におけるポイントCの温度および圧力は、冷凍サイクルの成績係数を高く維持しながら冷凍能力を向上できるとされる最適制御線に近似した制御線CLに沿って制御することができるようになる。
On the other hand, the temperature of the refrigerant at the inlet of the
もちろん、この膨張装置3aにおいても、その入口圧力が上昇して13MPaを超えてしまうような場合には、スプリング31が撓んで差圧制御弁を急激に開弁するので、入口圧力が開弁点の圧力以上に上がることはない。
Of course, also in this
図6は第3の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図6において、図5に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the third embodiment. In FIG. 6, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第3の実施の形態に係る膨張装置3bは、第2の実施の形態に係る膨張装置3aと比較して、スプリング31と、形状記憶合金ばね41およびスプリング42との位置関係を逆にした点で異なる。
In the
この膨張装置3bによれば、入口温度が低いとき、形状記憶合金ばね41はばね荷重が小さく、入口の圧力と出口の圧力との差圧による弁体25の開弁力がシャフト29、ばね受け部材30、スプリング31およびばね受け部材43を介して伝達されることで撓められるので、差圧制御弁は微小に開弁している。このとき、膨張装置3bの入口の圧力は、第1および第2の実施の形態に係る膨張装置3,3aと同様に、差圧制御弁の前後の差圧と出口温度に相当する圧力とによって決まる圧力に制御されている。また、膨張装置3aの入口に設けられた形状記憶合金ばね41によって、膨張装置3aの入口における冷媒の温度は、最適制御線に近似した制御線CLに沿って制御される。膨張装置3aの入口圧力に対しては、スプリング31が13MPaを超える圧力を感知すると、差圧制御弁を急激に開弁させる。
According to this
図7は第4の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図7において、図5に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 7 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the fourth embodiment. In FIG. 7, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第4の実施の形態に係る膨張装置3cは、第2の実施の形態に係る膨張装置3aと比較して、基本的な構成は同じであるが、高圧感知用のスプリング31、形状記憶合金ばね41およびスプリング42の組み立ておよび調整が容易になるよう構成した点で異なる。
The
すなわち、この膨張装置3cでは、中央にシャフト29が遊貫されているばね受け部材43が形状記憶合金ばね41およびスプリング42を収容している筒状体と一体に形成され、その筒状体にばね受け部材30を介して形状記憶合金ばね41およびスプリング42のばね荷重を調整するためのストッパ45が圧入されている。また、そのばね受け部材43は、スプリング31の図の上部に載せられ、それらを収容するように筒状の形状を有する調整部材44がボディ21に固定されている。
That is, in the
この膨張装置3cを組み立てる際には、まず、形状記憶合金ばね41およびスプリング42があらかじめばね荷重を調整しながら組み立てられる。つまり、ばね受け部材43の筒状体の中に、形状記憶合金ばね41およびスプリング42とばね受け部材30とをこの順で入れ、その筒状体にストッパ45を所定位置まで圧入することにより形状記憶合金ばね41およびスプリング42のばね荷重を調整し、高温側感温部を構成しておく。次いで、ボディ21の図の上部空間に配置したスプリング31の上に調整済みの高温側感温部を載せ、その上から図の上部が内側に屈曲された係止部を有する筒状形状の調整部材44を被せ、その図の下部にボディ21の上部が部分的に圧入されている状態でさらに調整部材44を図の下方へその係止部がばね受け部材43の図の上端へ当接するまで押し下げることで調整部材44をボディ21に固定する。さらに、必要に応じて調整部材44を図の下方へさらに押し下げることにより、スプリング31のばね荷重を調整することができる。最後に、シャフト29が図の上方から挿入され、さらに、形状記憶合金ばね26のばね荷重が調整された弁体25に、差圧制御弁が形状記憶合金ばね26によって所定の最小開度になるように所定量圧入されることによって、この膨張装置3cが組み立てられる。
When assembling the
この膨張装置3cは、第2の実施の形態に係る膨張装置3aと比較して、基本的な構成は同じであるので、その動作も膨張装置3aと何ら変わらない。
図8は第5の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図、図9は第5の実施の形態に係る膨張装置の開弁特性を示す図である。図8において、図7に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
Since the basic configuration of the
FIG. 8 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the fifth embodiment, and FIG. 9 is a view showing the valve opening characteristics of the expansion device according to the fifth embodiment. 8, components having the same or equivalent functions as the components shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第5の実施の形態に係る膨張装置3dは、第4の実施の形態に係る膨張装置3cにおける形状記憶合金ばね41およびそのバイアス用のスプリング42を含む高温側感温部の代わりに、差圧制御弁を13MPaより低い差圧で開弁させるスプリング42aを備えている点で異なる。
The
この構成の膨張装置3dによれば、図9に示したように、上流側における冷媒の入口圧力の変化に対して開弁する開弁点を2つ有する特性になっている。すなわち、この膨張装置3dは、入口圧力が低い段階では所定の最小開度にあって、一定の絞り通路断面積になっている。入口圧力が高くなって、まず、入口圧力がスプリング42aにより設定される所定の設定値を超えると、スプリング42aが撓んで差圧制御弁が開弁し、入口圧力が大きくなるに従って絞り通路断面積が比例的に増加する。さらに、入口圧力が高くなってスプリング31により設定される13MPaを超えると、差圧制御弁が急激に開弁する。これにより、入口圧力は、低下するので、13MPaを超えて高くなることはない。
According to the
図10は第6の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図10において、図5に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 10 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the sixth embodiment. 10, components having the same or equivalent functions as the components shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第6の実施の形態に係る膨張装置3eは、第2の実施の形態に係る膨張装置3aと基本的な構成は同じであるが、高温側感温部が、膨張装置3aでは内部熱交換器6の出口温度を感知しているのに対して、内部熱交換器6の入口温度、つまりガスクーラ2の出口温度を感知するようにした点で異なる。
The
内部熱交換器6では、そのボディ11に形成された高圧通路12において、ガスクーラ2から高圧の冷媒が導入される冷媒入口通路46は、膨張装置3eが取り付けられる取付孔13の近傍を通るよう形成されている。その取付孔13は、冷媒入口通路46まで貫通するように形成されていて、膨張装置3eを取付孔13に装着したとき、その高温側感温部が冷媒入口通路46内に位置するようになっている。そして、この膨張装置3eでは、これを取付孔13に装着した状態で、冷媒入口通路46の冷媒が冷媒入口23へ漏れることがないようOリング47がボディ21に周設されている。
In the
この膨張装置3eの構成においても、高温側感温部が内部熱交換器6の冷媒入口通路46にてガスクーラ2の出口の温度を感知する以外、その動作については、膨張装置3aと同じである。
Also in the configuration of the
図11は第7の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図11において、図10に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 11 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the seventh embodiment. In FIG. 11, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 10 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第7の実施の形態に係る膨張装置3fは、第6の実施の形態に係る膨張装置3eと比較して、ガスクーラ2の出口の温度を感知する高温側感温部の構成を簡略化した点で異なる。すなわち、膨張装置3fは、膨張装置3eの高温側感温部が有しているストッパ45を排除した構成にして、形状記憶合金ばね41およびスプリング42と高圧感知用のスプリング31とが直列に配置されるようにしている。これにより、ガスクーラ2の出口の温度および圧力が高いときに、形状記憶合金ばね41が高圧感知用のスプリング31のばね荷重を強くする方向に作用するので、差圧制御弁が圧力に対する開弁点の特性が急激な変化を示すのではなく、多少滑らかな特性になる。
Compared with the
図12は第8の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図12において、図3に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 12 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the eighth embodiment. 12, constituent elements having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第8の実施の形態に係る膨張装置3gは、第1の実施の形態に係る膨張装置3が高圧感知用のスプリング31を上流側に配置しているのに対し、下流側に配置している点で異なる。
The
すなわち、この膨張装置3gは、ボディ21に形成された弁孔24の下流側に弁体25が配置されており、その弁体と一体に形成されて軸線方向に進退自在にボディ21に収容されたピストン51に対して、高圧感知用のスプリング31が閉弁方向に付勢するように配置され、低温側感温部の形状記憶合金ばね26が開弁方向に付勢するように配置されていて、高圧感知用のスプリング31は、ボディ21に螺着された調整ねじ52によってばね荷重が調整されている。これにより、上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力との差圧を受けてスプリング31が撓むことにより差圧制御弁が開弁するときの差圧の所定値は、形状記憶合金ばね26が感知した下流側の冷媒の出口温度によって温度補正されることになり、上流側の冷媒圧力が高いときには、常に、スプリング31によって設定された13MPaに維持されることになる。
That is, the
また、この膨張装置3gは、差圧制御弁の全閉時に最小流量の冷媒を流すためのオリフィス28が弁体25に設けられ、弁孔の上流側には、冷媒中の異物を除去するストレーナ53が設けられている。
In addition, the
図13は第9の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図13において、図12に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 13 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the ninth embodiment. In FIG. 13, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 12 are given the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
この第9の実施の形態に係る膨張装置3hは、第8の実施の形態に係る膨張装置3gの差圧制御弁(以下、第1の差圧制御弁という)に第2の差圧制御弁を組み込んで開弁点が異なる2つの差圧制御弁が並列に機能するように構成している点で異なる。
The
すなわち、この膨張装置3hでは、第1の差圧制御弁の弁体25に設けられたオリフィス28が第2の差圧制御弁の弁孔とし、この弁孔を開閉するように下流側に弁体61が配置され、その弁体と一体に形成されたピストン62が第1の差圧制御弁のピストン51の中に軸線方向に進退自在に収容されている。このピストン62は、スプリング63によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング63は、ピストン51に螺着された調整ねじ64によってばね荷重が調整されている。また、第2の差圧制御弁の弁体61においても、第1および第2の差圧制御弁の全閉時に最小流量の冷媒を流すためのオリフィス65が設けられている。
That is, in the
このような膨張装置3hによれば、上流側における冷媒の入口圧力の変化に対して開弁する開弁点を2つ有する図9に示したような特性になっている。すなわち、この膨張装置3hでは、形状記憶合金ばね26が下流側の冷媒の出口温度を感知して第1の差圧制御弁が開弁するときの差圧の所定値を補正していることにより、入口圧力は擬似的に絶対圧で感知されている。ここで、その入口圧力が低い段階では、膨張装置3hの絞り通路断面積は、第2の差圧制御弁のオリフィス65の断面積によって決まる一定の絞り通路断面積を有している。その入口圧力が高くなって、まず、上流側の入口圧力と下流側の出口圧力との差圧がスプリング63により設定される圧力を超えると、第2の差圧制御弁が開弁し、差圧が大きくなるに従って絞り通路断面積が比例的に増加する。その後、入口圧力が13MPaに達すると、第1の差圧制御弁が開弁を開始する。さらに、その入口圧力が高くなってスプリング31により設定される13MPaを超えると、第1の差圧制御弁が急激に開弁する。これにより、入口圧力は、低下するので、13MPaを超えて高くなることはない。
Such an
以上の第1ないし第9の実施の形態では、差圧制御弁の下流側の冷媒の温度変化に応じて低温側感温部が差圧制御弁の開弁差圧の所定値を補正するように構成している。しかし、開弁差圧の所定値は、差圧制御弁の下流側の冷媒の温度変化だけではなく、差圧制御弁の下流側の冷媒の圧力変化に応じて補正することもできる。これは、膨張装置出口では冷媒が飽和液状態になっており、この飽和液状態では、図2のモリエル線図にD−AまたはD’−A’で示されるように、温度および圧力は変化しないで一定であるので、温度が決まれば圧力が決まることによる。このように、膨張装置出口側のエバポレータ4では、その蒸発圧力が一定であり、しかも、温度と圧力とは一次の関係にあるので、膨張装置出口における圧力の感知は、膨張装置出口の温度を感知していることと等価とみなすことができる。これにより、低温側感温部に代えて低温側感圧部が膨張装置出口の圧力を感知し、差圧制御弁の下流側の冷媒の圧力変化に応じて差圧制御弁の開弁差圧の所定値を補正するように構成することによっても第1ないし第9の実施の形態の膨張装置3〜3hと同じ機能を持たせることができる。以下、そのような低温側感圧部を備えた構成の詳細について説明する。
In the first to ninth embodiments described above, the low temperature side temperature sensing unit corrects the predetermined value of the valve opening differential pressure of the differential pressure control valve in accordance with the temperature change of the refrigerant on the downstream side of the differential pressure control valve. It is configured. However, the predetermined value of the valve opening differential pressure can be corrected not only according to the temperature change of the refrigerant downstream of the differential pressure control valve but also according to the pressure change of the refrigerant downstream of the differential pressure control valve. This is because the refrigerant is in a saturated liquid state at the outlet of the expansion device, and in this saturated liquid state, the temperature and pressure change as indicated by DA or D′-A ′ in the Mollier diagram of FIG. This is because the pressure is determined if the temperature is determined. As described above, in the
図14は第10の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図14において、図12に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 14 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the tenth embodiment. In FIG. 14, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 12 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第10の実施の形態に係る膨張装置3iは、第8の実施の形態に係る膨張装置3gの低温側感温部である形状記憶合金ばね26に代えて低温側感圧部を備えている。すなわち、この膨張装置3iは、パワーエレメント71がボディ21の筒状部開口端に螺着されている。このパワーエレメント71は、高い圧力を感知すると、差圧制御弁の開弁差圧を設定している高圧感知用のスプリング31のばね荷重を低減させる方向に作用してその開弁差圧の所定値を小さくする方向に補正する感圧アクチュエータとして機能する。
The
このパワーエレメント71は、中央が外側に凸設された外側ハウジング72と中央が開口されてボディ21に結合するハブを有する内側ハウジング73とで金属薄板からなるダイヤフラム74を挟持し、これらの外周縁部を高圧ガスまたは真空雰囲気下で一緒に全周溶接することによって形成され、外側ハウジング72とダイヤフラム74とによって形成された密閉空間には、皿ばね75とスプリング76とばね受け部材77とが収容されている。皿ばね75の荷重調整は、適当なばね荷重を有する複数の皿ばね(図示の例では3枚)を組み合わせることによって調整され、スプリング76のばね荷重は、外側ハウジング72の端面を内側に塑性変形させてばね受け部材77の位置をスプリング76が圧縮される方向に変更することによって調整されている。ダイヤフラム74の皿ばね75が配置されている側と反対側には、ダイヤフラム74の変位をスプリング31に伝達する変位伝達部材78が配置されている。内側ハウジング73の内部には、段差によるストッパ79が形成されていて、変位伝達部材78がスプリング31のばね荷重を増やす方向へ移動するのを規制している。これにより、差圧制御弁の下流側の圧力が低い状態で運転しているときに、差圧制御弁に対して差圧の所定値を補正するのを禁止するようにしている。
The
なお、この実施の形態では、パワーエレメント71に螺着されるボディ21のねじ山の一部がカットされて差圧制御弁の下流側の冷媒圧力がダイヤフラム74に容易に伝達するようにしているが、パワーエレメント71とボディ21との螺合部が完全に気密状態で結合されている訳ではないので、そのカット部分は、必ずしも必要なものではない。
In this embodiment, a part of the thread of the
以上の構成の膨張装置3iにおいて、その入口側の圧力と出口側の圧力との差圧が小さいとき、スプリング31はそのような差圧によって撓むことがないので、差圧制御弁は閉弁しており、そのとき、内部熱交換器6を通過してきた高圧の冷媒は、オリフィス28を介して流れる。そのオリフィス28を出たとき、冷媒は断熱膨張して低温・低圧の冷媒になり、配管14を通ってエバポレータ4に送り込まれる。
In the
膨張装置3iの入口圧力が高くなっていって制御範囲の上限である13MPaに達するまでは、膨張装置3iの絞り通路断面積は、オリフィス28の断面積によって決まる一定の絞り通路断面積を有している。膨張装置3iの入口圧力が13MPaに達すると、差圧制御弁はスプリング31による閉弁方向の付勢力に打ち勝って開弁する。差圧制御弁の弁孔24はオリフィス28に比較して径が十分に大きいので、入口圧力が開弁点を超えると、膨張装置3iの絞り通路断面積は急増する。これにより、入口圧力は常に開弁点の圧力以下に保たれることになる。
Until the inlet pressure of the
一方、差圧制御弁の低圧側に配置されたパワーエレメント71は、膨張装置3iを出た冷媒の出口圧力を感知して、出口圧力が高いとき、ダイヤフラム74を介して圧力を受ける皿ばね75の中央部が内側(図の下方)に凹んだ形状に変化して開弁差圧が小さくなる方向に作用し、出口圧力が低いときは、皿ばね75の中央部が外側(図の上方)に膨出した形状に変化して開弁差圧を大きくする方向に作用する。すなわち、パワーエレメント71は、差圧制御弁の出口圧力に対応する荷重を弁体25に対して開弁方向にかけて開弁差圧の所定値を補正していることになる。
On the other hand, the
これにより、高い冷凍能力が要求されていてコンプレッサ1がその最大吐出容量で運転しているとき、膨張装置3iは、入口圧力と出口圧力との差圧および出口圧力を感知していて、その差圧を出口圧力に上乗せするように圧力補正していることで、入口圧力があたかも絶対圧で制御されているように動作する。しかも、その入口圧力が13MPaを超えてしまうような場合には、差圧制御弁は単に圧力逃がし弁として機能して急激に開弁するので、結局、入口圧力は、13MPaに保たれるように制御されることになり、入口圧力が異常に高圧になることもない。
As a result, when high refrigeration capacity is required and the
なお、パワーエレメント71は、皿ばね75を収容している部屋の中が真空である場合、膨張装置3iの出口圧力を絶対値で感知することができるので、膨張装置3iの入口圧力を正確に絶対圧で監視することが可能である。また、皿ばね75を収容している部屋に高圧ガスを封入している場合には、高圧ガスが空気ばねのように作用することから、皿ばね75にばね荷重の小さいものを採用することができる。この場合、膨張装置3iが部品として置かれているときに、高圧ガスがダイヤフラム74を差圧制御弁の側に過度に膨出させてしまわないよう、ストッパ79で変位伝達部材78の移動を規制している。
The
図15は第11の実施の形態に係る膨張装置の構成を示す中央縦断面図である。この図15において、図13に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 15 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion device according to the eleventh embodiment. In FIG. 15, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 13 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第11の実施の形態に係る膨張装置3jは、図13に示した第9の実施の形態の膨張装置3hの形状記憶合金ばね26を図14に示す低温側感圧部に変更している。すなわち、この膨張装置3jは、高い圧力を感知すると、第1の差圧制御弁を閉弁方向に付勢していたスプリング35のばね荷重を低減させる方向に補正するパワーエレメント71がボディ21の筒状部に螺着されている。また、第1の差圧制御弁の弁体25のオリフィス28には、第1および第2の差圧制御弁の全閉時に最小流量の冷媒を流すためのオリフィス65が設けられている。
In the
このような膨張装置3jによれば、パワーエレメント71が下流側の冷媒の出口圧力を感知して第1の差圧制御弁が開弁するときの差圧の所定値を補正していることにより、入口圧力は擬似的に絶対圧で感知されている。ここで、その入口圧力が低い段階では、膨張装置3jの絞り通路断面積は、第1の差圧制御弁のオリフィス65の断面積によって決まる一定の絞り通路断面積を有している。その入口圧力が高くなって、まず、上流側の入口圧力と下流側の出口圧力との差圧がスプリング63により設定される圧力を超えると、第2の差圧制御弁が開弁し、差圧が大きくなるに従って絞り通路断面積が比例的に増加する。その後、入口圧力が13MPaに達すると、第1の差圧制御弁が開弁を開始する。さらに、その入口圧力が高くなってスプリング31により設定される13MPaを超えると、第1の差圧制御弁が急激に開弁する。これにより、絞り通路断面積が急激に大きくなり、入口圧力が低下するので、入口圧力が13MPaを超えて高くなることはない。
According to such an
1 コンプレッサ
2 ガスクーラ
3,3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3h,3i,3j 膨張装置
4 エバポレータ
5 アキュムレータ
6 内部熱交換器
11 ボディ
12 高圧通路
13 取付孔
14 配管
15 固定ねじ
21 ボディ
22 冷媒導入溝
23 冷媒入口
24 弁孔
25 弁体
26 形状記憶合金ばね
27 ばね受け部材
28 オリフィス
29 シャフト
30 ばね受け部材
31 スプリング
32,33 Oリング
41 形状記憶合金ばね
42,42a スプリング
43 ばね受け部材
44 調整部材
45 ストッパ
46 冷媒入口通路
47 Oリング
51 ピストン
52 調整ねじ
53 ストレーナ
61 弁体
62 ピストン
63 スプリング
64 調整ねじ
65 オリフィス
71 パワーエレメント
72 外側ハウジング
73 内側ハウジング
74 ダイヤフラム
75 皿ばね
76 スプリング
77 ばね受け部材
78 変位伝達部材
79 ストッパ
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記冷媒の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧により開弁する差圧制御弁と、
前記差圧制御弁を閉弁方向に付勢するよう配置されて前記差圧が所定値以上の大きさになると前記差圧制御弁が開弁されるスプリングと、
下流側に配置されて下流側の前記冷媒の温度または圧力の変化に応じて前記差圧制御弁が開弁する前記差圧の前記所定値を補正するアクチュエータと、
を備えていることを特徴とする膨張装置。 In the expansion device for expanding the refrigerant circulating in the refrigeration cycle,
A differential pressure control valve that opens due to a differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the refrigerant;
A spring that is arranged to urge the differential pressure control valve in a valve closing direction, and that opens the differential pressure control valve when the differential pressure is greater than or equal to a predetermined value;
An actuator that is arranged on the downstream side and corrects the predetermined value of the differential pressure that the differential pressure control valve opens in response to a change in temperature or pressure of the refrigerant on the downstream side;
An inflating device comprising:
冷媒入口と冷媒出口との間に配置されたオリフィスと、
前記オリフィスと並列に配置されて前記冷媒入口の圧力と前記冷媒出口の圧力との差圧により開弁する差圧制御弁と、
前記差圧制御弁を閉弁方向に付勢するよう配置されて前記差圧が所定値以上の大きさになると前記差圧制御弁が開弁されるスプリングと、
前記冷媒出口に配置され、前記冷媒出口の温度または圧力の変化に応じて前記スプリングの荷重を変化させることにより設定差圧を補正して前記差圧制御弁が開弁するときの上流側の圧力が変わらないようにする設定差圧補正手段と、
を備えていることを特徴とする膨張装置。 In the expansion device for expanding the refrigerant circulating in the refrigeration cycle,
An orifice disposed between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet;
A differential pressure control valve disposed in parallel with the orifice and opened by a differential pressure between the pressure at the refrigerant inlet and the pressure at the refrigerant outlet;
A spring that is arranged to urge the differential pressure control valve in a valve closing direction, and that opens the differential pressure control valve when the differential pressure is greater than or equal to a predetermined value;
An upstream pressure when the differential pressure control valve is opened by correcting the set differential pressure by changing the load of the spring according to a change in temperature or pressure of the refrigerant outlet, arranged at the refrigerant outlet Set differential pressure correction means to prevent the change,
An inflating device comprising:
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006254254A JP2007240138A (en) | 2006-02-07 | 2006-09-20 | Expansion device |
US11/701,497 US20070180854A1 (en) | 2006-02-07 | 2007-02-02 | Expansion device |
EP07002526A EP1816417A2 (en) | 2006-02-07 | 2007-02-06 | Expansion device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006029557 | 2006-02-07 | ||
JP2006254254A JP2007240138A (en) | 2006-02-07 | 2006-09-20 | Expansion device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007240138A true JP2007240138A (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=38117056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006254254A Pending JP2007240138A (en) | 2006-02-07 | 2006-09-20 | Expansion device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070180854A1 (en) |
EP (1) | EP1816417A2 (en) |
JP (1) | JP2007240138A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010048474A (en) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Sanden Corp | Vapor compression refrigerating cycle |
JP2011085249A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Ohbayashi Corp | Vertical base isolation device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080202156A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-08-28 | Youngkee Baek | Air-conditioning system for vehicles |
JP2011133139A (en) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Fuji Koki Corp | Expansion valve |
CN103339453B (en) * | 2010-11-30 | 2016-03-16 | 丹佛斯公司 | There is the expansion valve of variable degree |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08320171A (en) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Fuji Koki Seisakusho:Kk | Opening/closing valve and freezing system using it |
JP2000241048A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Saginomiya Seisakusho Inc | Temperature-sensitive expansion valve |
JP2001153499A (en) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Saginomiya Seisakusho Inc | Control valve for refrigerating cycle |
-
2006
- 2006-09-20 JP JP2006254254A patent/JP2007240138A/en active Pending
-
2007
- 2007-02-02 US US11/701,497 patent/US20070180854A1/en not_active Abandoned
- 2007-02-06 EP EP07002526A patent/EP1816417A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08320171A (en) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Fuji Koki Seisakusho:Kk | Opening/closing valve and freezing system using it |
JP2000241048A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Saginomiya Seisakusho Inc | Temperature-sensitive expansion valve |
JP2001153499A (en) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Saginomiya Seisakusho Inc | Control valve for refrigerating cycle |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010048474A (en) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Sanden Corp | Vapor compression refrigerating cycle |
JP2011085249A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Ohbayashi Corp | Vertical base isolation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1816417A2 (en) | 2007-08-08 |
US20070180854A1 (en) | 2007-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5292537B2 (en) | Expansion device | |
EP1691149A2 (en) | Expansion valve for refrigerating cycle | |
JP2006266660A (en) | Expansion device | |
US20080011363A1 (en) | Pressure Control Valve | |
JP2007240138A (en) | Expansion device | |
JP2006292184A (en) | Expansion device | |
JP2007139208A (en) | Expansion valve for refrigerating cycle | |
JP2008138812A (en) | Differential pressure valve | |
US10731904B2 (en) | Air conditioner | |
JP2009264685A (en) | Expansion valve | |
JPH10288411A (en) | Vapor pressure compression type refrigerating cycle | |
JP2007278616A (en) | Expansion device | |
JP6447906B2 (en) | Expansion valve | |
US20100024453A1 (en) | Refrigeration cycle device | |
JP2007046808A (en) | Expansion device | |
JP2008089220A (en) | Pressure control valve | |
JP2008164239A (en) | Pressure regulation valve | |
JP2007024486A (en) | Expansion device | |
JP2002221376A (en) | Refrigerating cycle | |
JP2007315727A (en) | Expansion valve | |
JP2006234207A (en) | Refrigerating cycle pressure reducing device | |
JP2019066047A (en) | Expansion valve | |
JP2006292185A (en) | Expansion device and refrigerating cycle | |
JP2009250590A (en) | Expansion valve | |
JP2009008369A (en) | Refrigerating cycle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081027 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091007 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110111 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110802 |