JP2008101881A - Pressure control valve - Google Patents
Pressure control valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008101881A JP2008101881A JP2006286587A JP2006286587A JP2008101881A JP 2008101881 A JP2008101881 A JP 2008101881A JP 2006286587 A JP2006286587 A JP 2006286587A JP 2006286587 A JP2006286587 A JP 2006286587A JP 2008101881 A JP2008101881 A JP 2008101881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- pressure control
- control valve
- temperature
- refrigerant
- 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
Landscapes
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの圧力制御弁に関する。例えば、ガスクーラ出口側からエバポレータ入口側の間の冷媒温度に基づいてガスクーラ出口側の冷媒圧力を制御する圧力制御弁に関するものである。 The present invention relates to a pressure control valve for a vapor compression refrigeration cycle. For example, the present invention relates to a pressure control valve that controls the refrigerant pressure on the gas cooler outlet side based on the refrigerant temperature between the gas cooler outlet side and the evaporator inlet side.
例えば車両用空調装置において、コンプレッサ(圧縮機)、ガスクーラ(放熱器)、圧力制御弁、エバポレータ(蒸発器)及びアキュムレータ等により構成される冷凍サイクルとして、CO2を冷媒として循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルがある。このような蒸気圧縮式冷凍サイクルに使用される圧力制御弁としては、以下に示すものが提案されている。 For example, in a vehicle air conditioner, a vapor compression refrigeration that circulates CO 2 as a refrigerant as a refrigeration cycle including a compressor (compressor), a gas cooler (heat radiator), a pressure control valve, an evaporator (evaporator), an accumulator, and the like. There is a cycle. As a pressure control valve used in such a vapor compression refrigeration cycle, the following is proposed.
CO2冷凍サイクル用の圧力制御弁はガスクーラ出口の冷媒温度を検出し、高圧圧力を制御するためエンジンルーム内に配置する必要があり、従来のHFC系冷媒に用いる圧力制御弁が車室内に配置されていたのに比較して、雰囲気温度が高い環境で使用される。 The pressure control valve for the CO 2 refrigeration cycle needs to be placed in the engine room to detect the refrigerant temperature at the gas cooler outlet and control the high pressure, and the pressure control valve used for the conventional HFC refrigerant is placed in the passenger compartment Compared to what has been used, it is used in an environment where the ambient temperature is high.
CO2冷凍サイクル用の膨張弁としては、上記特許文献3にてボディの端面に、ダイヤフラムを内蔵した感温部を配置した構成のものが提案されているが、感温部がボディの外側に取り付けられているため、エンジンルーム雰囲気にさらされている。
As an expansion valve for the CO 2 refrigeration cycle, the above-mentioned
CO2を冷媒として用いた場合、圧力制御弁の感温部には、温度に応じて圧力が変化し、変位部を変位させる媒体として、例えば冷媒と同じCO2が封入される。
CO2は、臨界冷媒温度が略30℃であり、臨界温度以上では、液冷媒が発生しないが、臨界温度以下では、従来のHFC系冷媒に用いる膨張弁と同様に、感温部内が気液2相状態となり液冷媒が発生する。一方、圧力制御弁の感温部を構成する部材には、検出対象である高圧冷媒もしくは高圧冷媒通路に面していて、高圧冷媒の温度を反映しやすい部材と、例えば外気に直接さらされる部材など冷媒温度を反映し難い部材が存在する。ここで、液冷媒は、重力によって下に流れ、感温部内の密閉空間の下に溜まろうとするから、圧力制御弁の姿勢によっては、望ましくない位置に液冷媒が溜まるおそれがある。例えば圧力制御弁が横向きに配置されるなど、高圧冷媒の温度を反映しやすいダイヤフラムが下側に位置していない場合には、液冷媒が高圧冷媒よりも温度の高い壁面に接触する場合があるため制御圧がずれてしまうといった問題が生じる。
When CO 2 is used as the refrigerant, the temperature-sensitive portion of the pressure control valve changes in pressure according to the temperature, and for example, the same CO 2 as that of the refrigerant is enclosed as a medium for displacing the displacement portion.
CO 2 has a critical refrigerant temperature of approximately 30 ° C., and no liquid refrigerant is generated above the critical temperature. However, below the critical temperature, the temperature-sensitive portion is gas-liquid, as is the case with an expansion valve used for a conventional HFC refrigerant. A liquid refrigerant is generated in a two-phase state. On the other hand, the members constituting the temperature sensing part of the pressure control valve include a member that faces the high-pressure refrigerant or high-pressure refrigerant passage to be detected and easily reflects the temperature of the high-pressure refrigerant, and a member that is directly exposed to the outside air, for example. There are members that do not easily reflect the refrigerant temperature. Here, since the liquid refrigerant flows downward due to gravity and tends to accumulate under the sealed space in the temperature sensing unit, the liquid refrigerant may accumulate in an undesired position depending on the posture of the pressure control valve. For example, when the diaphragm that easily reflects the temperature of the high-pressure refrigerant is not positioned on the lower side, such as when the pressure control valve is disposed sideways, the liquid refrigerant may contact a wall surface having a higher temperature than the high-pressure refrigerant. Therefore, there arises a problem that the control pressure shifts.
しかしながら、HFC系冷媒用の圧力制御弁では、上記特許文献1にてダイヤフラムに吸着剤を貼り付けたり、特許文献2にてダイヤフラムに液溜部構造を追加する案が提案されているが、吸着剤の剥離や圧力により変位するダイヤフラムに部品を接合することは、ダイヤフラムの加工が難しく、変位状態が変わると耐久性に影響するといった課題がある。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、圧力制御弁の取付け姿勢に起因した制御特性の変動を抑制することを目的とする。
また本発明は、圧力制御弁の取付け姿勢が広い範囲にわたって変化しても、制御特性の変動を抑制することを目的とする。
また本発明は、圧力制御弁の取付け姿勢に依存した制御特性の変動を、簡単な構成で抑制することを目的とする。
さらに本発明は、超臨界サイクル、特に冷媒としてCO2を用いたサイクルに使用する圧力制御弁において、感温部に流入する冷媒温度が臨界温度以下になった場合に、取付け姿勢に起因して冷媒温度が正確に検出できず、高圧の制御圧力がずれてしまうことを、簡易な構造で防止できるようにした、圧力制御弁を提供することを目的とする。
However, in the pressure control valve for the HFC-based refrigerant, the above-mentioned Patent Document 1 proposes a method of attaching an adsorbent to the diaphragm, or
The present invention has been proposed to improve such a problem, and an object thereof is to suppress fluctuations in control characteristics due to the mounting posture of the pressure control valve.
Another object of the present invention is to suppress fluctuations in control characteristics even when the mounting posture of the pressure control valve changes over a wide range.
Another object of the present invention is to suppress fluctuations in control characteristics depending on the mounting posture of the pressure control valve with a simple configuration.
Furthermore, in the pressure control valve used in a supercritical cycle, particularly in a cycle using CO 2 as a refrigerant, the present invention is caused by the mounting posture when the refrigerant temperature flowing into the temperature sensing part becomes lower than the critical temperature. It is an object of the present invention to provide a pressure control valve that can prevent a refrigerant temperature from being accurately detected and prevent a high-pressure control pressure from shifting with a simple structure.
上記の課題を解決するために、請求項1では、冷凍サイクルの高圧側から低圧側に至る冷媒流路の通路開度を調整する弁体12に密閉空間Tの一部として構成した感温空間12dに、密閉空間T内に封入する媒体のうち液化媒体を貯留保持する液溜部を構成したことで、取付け姿勢によらず、液溜部に液化媒体を貯留保持することができ、高圧の制御圧力がずれることを防止することができる。
In order to solve the above-described problem, in claim 1, a temperature sensing space configured as a part of the sealed space T in the
また請求項2では、前記弁体12における感温空間12dは、前記変位部材13の変位方向に沿って延在すると共に、端部開口を介して残余の密閉空間Tと連通する構成としたことで、媒体の感温空間12dと残余の密閉空間Tとの間の移動を可能として、前記変位部材13の動作の妨げとなることはない。
Further, in
また請求項3では、前記液溜部は、少なくとも圧力制御弁の設置姿勢が横倒し方向に指向する状態においても液化した前記媒体を保持する堤防部を備えることで、横倒し方向に指向する状態に圧力制御弁を設置したとしても、前記液溜部から、液化した媒体が流出してしまうのを阻止することができる。 According to a third aspect of the present invention, the liquid reservoir is provided with an embankment that holds the liquefied medium even in a state where at least the installation posture of the pressure control valve is directed sideways, so that the pressure is maintained in the state directed sideways. Even if a control valve is installed, it is possible to prevent the liquefied medium from flowing out of the liquid reservoir.
また請求項4では、前記感温空間12dを区画する壁面から径方向内側に向けて堤防部を突出することで、堤防部により、液化した媒体を保持することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the liquefied medium can be held by the levee portion by projecting the levee portion toward the radially inner side from the wall surface defining the temperature
また請求項5では、前記感温空間12dを円柱状として、堤防部を、感温空間12dの周方向に沿って環状に延びる構成としたことで、液化した媒体は、環状の堤防部により、前記感温空間12dに保持することができる。
Further, in claim 5, the temperature
また請求項6では、前記変位部材13は感温空間12dの内径より小さい通穴19を有するダイヤフラムであり、弁体12は、前記感温空間12dと前記通穴19とを同軸上に位置づけ、前記変位部材13の通穴19周辺部を堤防部としたことで、感温空間12d内の液化した媒体は、前記変位部材13の通穴19周辺部によって、流出することなく、感温空間12d内に保持することができる。
Further, in
また請求項7では、堤防部を、感温空間12dの中に配置された少なくともひとつの環状板21によって構成されていることで、感温空間12d内の液化した媒体は、環状板21によって流出することなく、感温空間12d内に保持することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the levee portion is configured by at least one
また請求項8では、堤防部を、感温空間12dの端部開口に配置された環状板22によって構成することで、感温空間12d内の液化した媒体は、環状板22によって流出することなく、感温空間12d内に保持することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the levee portion is configured by the
また請求項9では、堤防部を、その開口部から感温空間12d内に向けて延びる管部材23で構成することで、例え、圧力制御弁を反転して取付けても、感温空間12d内の液化した媒体は、感温空間12dと管部材23との間に、流出することなく保持することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the dyke portion is constituted by the
また請求項10では、前記変位部材13は通穴19を有するダイヤフラムであり、前記弁体12は、前記感温空間12dと前記通穴19とを同軸上に位置づけ、前記堤防部と前記弁体12との間に前記変位部材13が位置づけられていることで、堤防部により、変位部材13の部分的な変形を抑制することができる。
Further, in
また請求項11では、前記堤防部は、前記弁体12の端部開口の径を底部の径よりも小さく形成していることで、堤防部により、感温空間12d内の液化した媒体は、流出することなく保持することができる。
Further, in
また請求項12では、通穴19の径を、弁体12における感温空間12dの内径の1/2以下とすることにより、例え、圧力制御弁を横向きに設置したとしても、感温空間12d内壁を底部として通穴19の縁までの空間に、臨界温度以下となって発生すると想定される量の液化媒体を留めおくことができる。
In the twelfth aspect of the present invention, the diameter of the through
また請求項13では、弁体12における感温空間12dの、通穴19を貫通する軸線を含む面で囲まれた容積を、前記密閉空間Tの全容積の18%以上としたことで、臨界温度以下となって発生すると想定される量の液化媒体を留めおくことができる。
Further, in
また請求項14では、管部材23の外径を、弁体12における空間12dの内径の1/2以下であることで、例え、圧力制御弁を逆さに設置したとしても、臨界温度以下となって発生すると想定される量の液化媒体を留めおくことができる。
Further, according to the fourteenth aspect, the outer diameter of the
さらに請求項15では、密閉空間Tの内壁と、液冷媒の移動防止壁と管部材23の外壁で囲まれる空間の容積を、前記密閉空間Tの全容積の18%以上としたことで、臨界温度以下となって発生すると想定される量の液化媒体を留めおくことができる。
Further, in
以下、本発明にかかる圧力制御弁につき、一つの実施の形態を示し、添付の図面に基づいて説明する。
図1に、本発明にかかる圧力制御弁を用いた、二酸化炭素(CO2)を冷媒として循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクル1の一例を示す。この冷凍サイクル1では、高圧側において冷媒が超臨界圧力まで加圧されるので、超臨界冷凍サイクルともいわれる。圧力制御弁は、冷媒を高圧側から低圧側へ減圧膨張させる機能も担うことができる。この実施形態では、圧力制御弁は、減圧器または膨張弁といわれる。従って、圧力制御弁は、以下、膨張弁と称して説明する。
すなわち、この蒸気圧縮式冷凍サイクル1において、符号2は冷媒(CO2)を吸入圧縮するコンプレッサ(圧縮機)であり、符号3はコンプレッサ2により圧縮された冷媒を冷却するガスクーラ(放熱器)である。ガスクーラ3の出口側には、内部熱交換器4が配置されている。また、ガスクーラ3の出口側配管には、感温筒5が設置され、キャピラリーチューブ6によって膨張弁7に接続している。したがって、感温筒5内に封入された媒体の冷媒温度に基づく内圧の変化によって膨張弁7の弁開度を制御している。この膨張弁7は、高圧の冷媒を減圧する減圧器としても機能している。
Hereinafter, an embodiment of a pressure control valve according to the present invention will be described and described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of a vapor compression refrigeration cycle 1 using a pressure control valve according to the present invention to circulate carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant. In the refrigeration cycle 1, the refrigerant is pressurized to the supercritical pressure on the high pressure side, so it is also called a supercritical refrigeration cycle. The pressure control valve can also function to decompress and expand the refrigerant from the high pressure side to the low pressure side. In this embodiment, the pressure control valve is referred to as a pressure reducer or an expansion valve. Therefore, the pressure control valve will be described below as an expansion valve.
That is, in this vapor compression refrigeration cycle 1,
感温筒5内に封入される媒体は、必要とされる制御特性に応じて選定される。例えば、媒体としては、(1)冷媒、(2)CO2(二酸化炭素)、(3)複数の混合媒体(例えば冷媒と一つまたは複数の媒体との混合媒体)、(4)通常の使用範囲では凝縮液化しないガスを冷媒に混合すること(例えば窒素など不活性ガスと、冷媒との混合媒体)を挙げることができる。 The medium enclosed in the temperature sensitive cylinder 5 is selected according to the required control characteristics. For example, as a medium, (1) refrigerant, (2) CO 2 (carbon dioxide), (3) a plurality of mixed media (for example, a mixed medium of a refrigerant and one or a plurality of media), (4) normal use In the range, a gas that is not condensed and liquefied can be mixed with the refrigerant (for example, a mixed medium of an inert gas such as nitrogen and the refrigerant).
感温筒5は、ガスクーラ3からエバポレータ8入口間の冷媒温度を感知するように配置することができる。一つの代替的な形態では、感温筒5は、ガスクーラ3より下流の高圧冷媒経路の一つとしての内部熱交換器4の出口に配置されうる。この実施形態では、膨張弁7内に設けられた圧力−位置変換機構としての変位機構と、感温筒5と、キャピラリーチューブ6とによって感温部が提供される。この実施形態では、感温部は、膨張弁7に一体的に内蔵されて提供される。
The temperature sensing cylinder 5 can be arranged so as to sense the refrigerant temperature between the
蒸気圧縮式冷凍サイクル1において、符号8は、膨張弁7で減圧された気液2相冷媒を蒸発させるエバポレータであり、符号9は気相冷媒と液相冷媒とを分離するとともに、冷凍サイクル中の余剰冷媒を一時的に蓄えるアキュムレータである。
そして、内部熱交換器4は、ガスクーラ3から膨張弁7へ向かう冷媒と、アキュムレータ9からコンプレッサ2へ戻る冷媒とが熱交換するようにサイクル内に配置されている。したがって、膨張弁7は、内部熱交換器4からエバポレータ8に至る冷媒通路に配置されることになる。
In the vapor compression refrigeration cycle 1,
And the internal heat exchanger 4 is arrange | positioned in a cycle so that the refrigerant | coolant which goes to the
次に、図2に、蒸気圧縮式冷凍サイクル1において用いられる、第1の実施の形態にかかる膨張弁7について示し、以下、詳細に説明する。
膨張弁7は、ほぼ直方体形状のボディ10を有する。膨張弁7のボディ10内には、膨張弁7のボディ10内には、ガスクーラ3から内部熱交換器4に至る冷媒流路の一部である第1の流路Dと、内部熱交換器4から弁口10aを介してエバポレータ8に至る冷媒流路の一部である第2の流路Eとが、それぞれ独立に形成されている。第2流路Eは、わずかにずれて設けられた高圧側通路と、低圧側通路とを有する。高圧側通路と低圧側通路との間に、弁口10aが設けられている。第1流路Dと第2流路Eとは、ボディ10の一面から他の一面に向けて貫通するように設けられている。第1流路Dと第2流路Eとは、ほぼ平行に位置づけられている。
またボディ10には、後述する感温部を設置するための第1の開口10b及び調整バネ11をセットするための第2の開口10cが形成されている。第1開口10bから第2開口10cにかけて、貫通穴が形成される。第1開口10bと第2開口10cとは、第1流路Dおよび第2流路Eと交差する方向に沿って形成されている。ボディ10内には弁体12が収納されていて、弁口10aの開閉を行うようになっている。弁体12は、棒状部材であり、第1流路Dを横切って位置する感温部分と、この感温部分の先端に設けられた可動弁体部分(後述)とを有する。これによって、内部熱交換器4から弁口10aを介してエバポレータ8に至る冷媒流路が、連通状態または非連通状態に切り替えられる。さらにこの実施形態では、冷媒流路の開口面積、開度が調節される。
Next, FIG. 2 shows the
The
Further, the
ボディ10の第1開口10bには、感温部が取り付けられている。この感温部は、実質的に、弁体12、変位部材13(以下、ダイヤフラム13)、蓋体14及び下側支持部材15より構成されていて、内部に密閉空間Tが形成されている。蓋体14とダイヤフラム13との間には、密閉空間Tの一部としての背面空間Aが区画形成されている。背面空間Aは、ダイヤフラム13が変位するための空間であり、媒体の容積を確保するための空間である。蓋体14の中央部分には、凹部が形成されていて、所要の容積を確保している。ダイヤフラム13の周縁を蓋体14と下側支持部材15とで挟持して固着することにより、背面空間Aが区画形成されている。ダイヤフラム13は、ステンレス材からなる薄膜状の形態を有しており、密閉空間Tの内外の圧力差に応じて変形変位する。下側支持部材15は、円筒部15aの外周に形成されたネジ部を有する。下側支持部材15は、ネジ部をボディ10の第1開口10bに螺合することによってボディ10に取り付けられている。下側支持部材15は、ダイヤフラム13の下側の感温面に検出対象である高圧冷媒を導入すべく、第1流路Dに連通する開口を有している。さらに、下側支持部材15の開口から弁体12が延在している。蓋体14には、封入管16が取り付けられており、封入管16から密閉空間T内に冷媒が封入されるようになっている。冷媒が封入された後は、封入管16は封鎖される。
A temperature sensing unit is attached to the
弁体12は、ダイヤフラム13側に開口を有する。弁体12は、ダイヤフラム13側に径方向外側に向けて広がるフランジ部12bを有する。フランジ部12bは、開口を囲んでいる。弁体12は、ダイヤフラム13から延び出す棒状のものであって、その先端部に弁部12aを有する。弁体12の内部には、その中央部から開口端にわたる部位に、密閉空間Tの一部として、円柱状で有底の感温空間12dが形成されている。なお、弁部12aと感温空間12dとは、別体に構成することもできる。弁体12の内部において、感温空間12dは、弁部12aから上方に第1の流路Dを横切りかつ下側支持部材15の円筒部15a内を通って延在している。一方のフランジ部12bが、ダイヤフラム13に固定されている。円筒部15aの内面と弁体12の外周面との間に断面が環状の間隙Bが設けられている。この間隙Bは、ガスクーラ3出口側と接続する第1の流路Dに連通している。したがって、ガスクーラ3出口側の冷媒が間隙Bに流れ込み、この冷媒温度が密閉空間T内の媒体に伝達される。同時に、ガスクーラ3出口側の冷媒の圧力がダイヤフラム13に作用する。
The
さらに弁体12は、弁部12aより下方に弁口10を通って延在している他方の端部12cを有する。端部12cには、調整ナット17が螺合されている。弁口10の下面周辺と調整ナット17間には、弁体12を閉弁方向に付勢する調整バネ11が介在しており、調整ナット17を回すことによって調整バネ11の初期設定荷重(弁口10を閉じた状態での弾性力)が任意に調節できる。これら調整バネ11、調整ナット17等は、エバポレータ8入口側に接続する下流空間C内に設けられている。また、キャップ18がボディ10の第2開口10cに嵌め込まれることによって、下流空間Cの下方が閉じられている。
Furthermore, the
ダイヤフラム13には、背面空間Aと感温空間12dとを連通する通穴19が形成されている。通穴19は、ダイヤフラム13の中心に設けられている。通穴19の中心は、感温空間12dの中心軸と同軸上に位置している。
感温空間12dは、ダイヤフラム13側の端部から高圧冷媒通路としての第1流路Dに向けて延びている。感温空間12dの先端は、第1流路Dの中を横切る弁体12の中にまで到達している。感温空間12dは、ダイヤフラム13と隣接する部位から、第1通路Dに到達する位置まで延在している。この実施形態では、感温筒5とキャピラリチューブ6とが、感温空間12dと通穴19とによって提供されている。通穴19は、ダイヤフラム13を貫通して設けられた貫通穴である。
弁体12のフランジ部12bは、通穴19より外側において、ダイヤフラム13に気密的に接続されている。通穴19は丸穴である。通穴19の直径は、感温空間12dの内径より小さい。通穴19の中心は、感温空間12dの中心軸とほぼ一致している。通穴19の周囲に位置するダイヤフラム13の内縁は、感温空間12dのダイヤフラム13側の端部開口の縁を全周にわたって覆い、内側に向けて突出して位置している。この結果、ダイヤフラム13は、感温空間12dの径方向に関して外側から内側へ延びるひさし状の堤防を形成している。この堤防により、膨張弁7が、図2に図示された上下方向から傾けて配置された場合であっても、感温空間12d内に液状の媒体を貯留することが可能である。
この実施形態では、感温部に設けられた密閉空間Tの全容積Vtotalは、ダイヤフラム13と隣接しダイヤフラム13によって区画されている背面空間Aの容積Vbackと、感温空間12dの容積V12dと、封入管16の内部空間の容積V16との和となっている。この実施形態では、第1流路Dを流れる高圧冷媒の温度が、感温空間12d内の冷媒にも伝達される。そして、感温空間12d内の媒体が通孔19を通じて背面空間Aと連通しているので、感温空間12dの圧力変化が背面空間Aを含む密閉空間Tの圧力を変化させ、ダイヤフラム13を変位させる。この結果、冷媒が封入される感温部の密閉空間の全容積を拡大することができる。このような構成により、冷媒温度の検出感度を高めると共に、冷媒温度の検出精度を向上させる効果を奏することができる。
The
The temperature
The
In this embodiment, the total volume Vtotal of the sealed space T provided in the temperature sensing part is the volume Vback of the back space A adjacent to the
以上のように構成される圧力制御弁7において、弁体12内の感温空間12dの内径よりも、ダイヤフラム13に設けた通穴19の径を小さくしているため、この圧力制御弁7が横向きに搭載された場合にも、図3に示すように弁体12内の感温空間12dに存在する液冷媒がダイヤフラム13側の背面空間Aに流出してしまうことを防止することができる。この実施形態では、ダイヤフラム13の変位方向を上下方向として、この変位方向と直交する方向に延び出して堤防部としてのダイヤフラム13の内側縁を設けている。よって、ダイヤフラム13の変位方向が水平になるように、膨張弁7の姿勢を設定したとしても、感温空間12dの長手方向の全域にわたって液冷媒を貯留することができる。さらに、堤防部としてのダイヤフラム13の内側縁が、径方向内側に向けて十分な高さをもっている。このため、ダイヤフラム13の変位方向を水平方向とする姿勢よりも、いくらか感温部が下側に位置づけられても、なお、感温空間12dの中に液冷媒を貯留することができる。
In the
これにより、サイクル中の冷媒と接触する弁体12内の感温空間12dに液冷媒が溜まるため、作動圧の変動を抑制することができる。
Thereby, since a liquid refrigerant accumulates in the temperature
またHFC用の膨張弁が、ダイヤフラムにより弁部を押し下げる構造のため、ダイヤフラムと弁体とを固定する必要がなかったのに対して、CO2用の膨張弁7は、ダイヤフラム13により弁部12aを引き上げる構造のため、ダイヤフラム13と弁体12とを結合する必要がある。
このため、CO2用の膨張弁7では、弁体12内に感温部となる空間を設けることが容易である。この実施形態の形状によると、ダイヤフラム13における通穴19の径を変更することで、膨張弁7の姿勢変化許容範囲を調節することができる。例えば、通穴19の径を小さくすることで、膨張弁7を図2に示す姿勢から前後左右に90度以上に傾けても、液冷媒が感温空間12dの底部近傍にまで溜まるような設定が可能である。
Further, since the expansion valve for HFC has a structure in which the valve portion is pushed down by the diaphragm, there is no need to fix the diaphragm and the valve body, whereas the
For this reason, in the
ここで、図4に、冷媒が気液2相状態となる、10〜30℃でのガス、液冷媒密度とそのときの液冷媒の容積割合を示す。
図4に示すグラフによれば、冷媒温度30℃時に、液冷媒の容積割合は最も大きくなり、液冷媒を保持する部分の容積として、全密閉空間の略18%以上の容積を持たせれば、全量の液冷媒を保持することができ、最も効果を得ることがわかる。
また、図5に示すように、液冷媒を保持する部分の容積(斜線部)を、感温部の全容積の略18%以上とするには、連通穴径を感温部内径の1/2以下とすればよい。図5では、円筒状の感温部としての穴12dの内径と、その端面に配置された通穴19の直径との比を横軸としている。図6は、感温部内における液冷媒の貯留状態を示した斜視図である。連通穴は、円筒状の感温部の中心軸と同軸に設けられている。膨張弁7の弁軸が水平方向に位置づけられた状態でも、感温部内には液冷媒が貯留される。
Here, FIG. 4 shows the gas and liquid refrigerant density at 10 to 30 ° C. and the volume ratio of the liquid refrigerant at that time when the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state.
According to the graph shown in FIG. 4, when the refrigerant temperature is 30 ° C., the volume ratio of the liquid refrigerant is the largest, and if the volume of the portion that holds the liquid refrigerant is approximately 18% or more of the total enclosed space, It can be seen that the entire amount of liquid refrigerant can be held, and the most effective is obtained.
In addition, as shown in FIG. 5, in order to make the volume (shaded part) of the part holding the liquid refrigerant approximately 18% or more of the total volume of the temperature sensing part, the communication hole diameter is set to 1 / of the temperature sensing part inner diameter. It may be 2 or less. In FIG. 5, the horizontal axis represents the ratio between the inner diameter of the
本発明にかかる膨張弁は、以下のように構成することもできる。なお、この実施形態において、前述の膨張弁7と実質的に同様構成のものについては、同じ符号を付している。
第2実施形態の膨張弁7では、図7に示すように、弁体12とダイヤフラム13を結合する部分に、ダイヤフラム13の部分的な変形を防止する補強部材20が配置され、補強部材20に、背面空間Aと感温空間12dとを連通する通穴20aが設けられている。ダイヤフラム13には、通穴19が設けられている。この通穴19は、感温空間12dの内径とほぼ等しいか、あるいは大きく形成されており、液冷媒を留める堤防部としての機能はない。この実施形態では、補強部材20の内縁部が堤防部として機能するように、通穴20aの径が設定されている。
この場合、補強部材20は、ダイヤフラム13の中心部にあり、通穴20aはその中心部に設けられている。この実施形態の形状によると、膨張弁7の姿勢が図示の姿勢から前後左右に90°まで傾けられても、感温空間12d内に液冷媒が貯留される。さらに、90°をわずかに越えても感温空間12d内に液冷媒が貯留される。
本実施形態では、感温部である密閉空間内に冷媒(CO2)に加え、不活性ガス(窒素など)を封入している。不活性ガスは、ダイヤフラム13に初期荷重を付与する。この構成により、初期荷重を付与するバネを小さくするか、あるいはこの実施形態のように調整バネを廃止することができる。
The expansion valve according to the present invention can also be configured as follows. In this embodiment, components having substantially the same configuration as the above-described
In the
In this case, the reinforcing
In the present embodiment, an inert gas (nitrogen or the like) is sealed in addition to the refrigerant (CO 2 ) in a sealed space that is a temperature sensing unit. The inert gas imparts an initial load to the
このような膨張弁7によっても、感温空間12d内に液冷媒を貯留することができる。
Also with such an
また本発明にかかる圧力制御弁は、以下のように構成することもできる。
第3実施形態の膨張弁7では、図8に示すように、弁体12内の空間12dに、液冷媒の流出を防止する環状板21を配設している。すなわち、弁体12内の空間12dに、複数の環状板21を、所定間隔ごとに空間12dを区画するように配置しており、環状板21のそれぞれに、通穴21hを形成している。環状板21は、ひとつ以上設けられる。環状板21は、その外縁が弁体12の内壁面に密着するように、例えば圧入されている。ダイヤフラム13には、感温空間12dの内径よりも充分に大きい通穴が設けられている。環状板21は、堤防部としての機能を有する。弁体12のダイヤフラム13側のフランジ部12bは、ダイヤフラム13の通穴を貫通して位置づけられている。よって、ダイヤフラム13は、堤防部としての機能はない。
Moreover, the pressure control valve concerning this invention can also be comprised as follows.
In the
このような膨張弁7においても、この膨張弁7が横向きに搭載された場合にも、図9に示すように弁体12内の空間12dに存在する液冷媒は、所定間隔ごとに空間12dを区画する環状板21によって、感温空間12dに貯留される。この実施形態では、膨張弁7の姿勢がダイヤフラム13を上側に位置づけた図示の姿勢から前後左右に90°まで傾けられても、感温空間12d内に液冷媒が貯留される。さらに、90°をわずかに越えても感温空間12d内に液冷媒が貯留される。加えて、感温空間12dの奥にまで環状板21が設けられているので、感温空間12dの底部に液冷媒を溜めることができる。
Even in such an
また本発明にかかる圧力制御弁は、以下のように構成することもできる。
この第4実施形態の膨張弁7では、図10に示すように、ダイヤフラム13中心の位置において、背面空間A側に臨ませるように、液冷媒の流出を防止する環状板22を設けて、この環状板22に管部材23の一端を取り付けている。管部材23は、弁体12内の空間12dに同心的に延在している。この実施形態では、環状板22と管部材23とによって堤防部を構成している。弁体12内の感温空間12dは、ダイヤフラム13の変位方向に沿って長手方向をもつ。この実施形態では、堤防部は筒状に形成している。筒状の堤防部は、その一端でダイヤフラム13の開口部に液密に接合されている。筒状の堤防部は、感温空間12dの内部に向けて延び出し、その他端が、感温空間12dの底部近傍で開口している。筒状の堤防部は、感温空間12dを区画する弁体12内の内壁との間に環状の隙間を区画するように位置づけられている。環状の隙間は、必要な液冷媒を貯留できる所定の容積を提供する。この実施形態では、液冷媒が貯留される液溜部を感温空間12d内に形成することができる。しかも、この液溜部は、ダイヤフラム13を下側に位置づけた場合でも、液冷媒を溜めることができる。
Moreover, the pressure control valve concerning this invention can also be comprised as follows.
In the
このような膨張弁7によれば、例え搭載姿勢が反転した場合でも、図11に示すように、液冷媒は、管部材23の外周と弁体12内の空間12d内壁と、環状板22とによって背面空間A側へ流出するのを防止することができる。
According to such an
さらに本発明にかかる膨張弁は、第5の実施形態として以下のように構成することもできる。
第5実施形態にかかる膨張弁7は、高圧側内部熱交換器4の出口冷媒温度を感温部に伝達し、高圧制御を達成するもので、図12に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル1において用いられる。なお、蒸気圧縮式冷凍サイクル1において、図1に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル1の構成要素と実質的に同様の構成要素には、同符号を付している。
ここでの蒸気圧縮式冷凍サイクル1では、図1に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル1と異なり、ガスクーラ3の出口配管に接続した感温筒5とキャピラリーチューブ6とを省いた構成で、第5実施形態にかかる膨張弁7は、ガスクーラ3の出口側と接続した内部熱交換器4の出口側に接続している。
Furthermore, the expansion valve according to the present invention can be configured as follows as a fifth embodiment.
The
The vapor compression refrigeration cycle 1 here is different from the vapor compression refrigeration cycle 1 shown in FIG. 1 in that the temperature sensing cylinder 5 and the
膨張弁7では、ボディ10に設けた、内部熱交換器4からエバポレータ8に至る第2流路Eを切り替える弁体12において、感温空間12dに、弁体12とダイヤフラム13を結合するフランジ部12bに向かって内径が細くなる絞り部12Vが形成されると共に、ダイヤフラム13に背面空間Aと感温空間12dとを連通する通穴19が設けられている。
絞り部12Vは、感温空間12dと同軸的に形成され、感温空間12d内径に比較して細径としている。
In the
The
このような膨張弁7においても、絞り部12Vが堤防部として機能し、膨張弁7の姿勢が図示の姿勢から前後左右に90°まで傾けられても、感温空間12d内に液冷媒が貯留される。
In such an
以上、本発明にかかる圧力制御弁について、種々の実施形態を挙げ、説明したが、勿論、本発明は、これら実施形態に限定されるものではない。
すなわち、上述の実施の形態では、液冷媒の移動防止壁として環状板22を用いているが、感温部に移動防止用の壁を設けることができれば、他の形状でも勿論、同様の効果を奏することができる。
As mentioned above, although various embodiment was mentioned and demonstrated about the pressure control valve concerning this invention, of course, this invention is not limited to these embodiment.
That is, in the above-described embodiment, the
1 蒸気圧縮式冷凍サイクル
2 コンプレッサ
3 ガスクーラ
4 内部熱交換器
5 感温筒
6 キャピラリーチューブ
7 圧力制御弁
8 エバポレータ
9 アキュムレータ
10 ボディ
10a 弁口
10b 第1開口
10c 第2開口
11 調整バネ
12 弁体
12a 弁部
12b 端部
12d 空間
12v 絞り部
13 ダイヤフラム
14 蓋体
15 下側支持部材
15a 円筒部
16 封入管
17 調整ナット
18 キャップ
19 通穴
20 補強部材
20a 通穴
21 環状板
21h 通穴
22 環状板
23 管部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vapor
Claims (15)
この感温空間(12d)に、密閉空間(T)内に封入する媒体のうち液化媒体を貯留保持する液溜部を構成したことを特徴とする圧力制御弁。 A valve body (12) for adjusting the passage opening degree of the refrigerant flow path from the high pressure side to the low pressure side of the refrigeration cycle and a displacement member (13) for driving the valve body (12) are accommodated and enclosed with a medium. A pressure control valve that forms a sealed space (T) in which the pressure changes according to the high-pressure side refrigerant temperature, and that forms a temperature-sensitive space (12d) as a part of the sealed space (T) in the valve body (12). In
A pressure control valve characterized in that a liquid reservoir for storing and holding a liquefied medium among the medium sealed in the sealed space (T) is formed in the temperature sensitive space (12d).
前記弁体(12)は、前記感温空間(12d)と前記通穴(19)とを同軸上に位置づけて配置され、
前記変位部材(13)の通穴(19)周辺部を堤防部として構成することを特徴とする請求項4記載の圧力制御弁。 The displacement member (13) is a diaphragm having a through hole (19) smaller than the inner diameter of the temperature sensitive space (12d),
The valve body (12) is disposed with the temperature sensing space (12d) and the through hole (19) positioned coaxially,
The pressure control valve according to claim 4, wherein the periphery of the through hole (19) of the displacement member (13) is configured as a bank portion.
前記弁体(12)は、前記感温空間(12d)と前記通穴(19)とを同軸上に位置づけて配置されており、
前記堤防部と前記弁体(12)との間に前記変位部材(13)が位置づけられていることを特徴とする請求項8または請求項9記載の圧力制御弁。 The displacement member (13) is a diaphragm having a through hole (19),
The valve body (12) is disposed with the temperature sensing space (12d) and the through hole (19) positioned coaxially,
The pressure control valve according to claim 8 or 9, wherein the displacement member (13) is positioned between the bank portion and the valve body (12).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006286587A JP2008101881A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Pressure control valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006286587A JP2008101881A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Pressure control valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008101881A true JP2008101881A (en) | 2008-05-01 |
Family
ID=39436335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006286587A Pending JP2008101881A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Pressure control valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008101881A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010031998A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Denso Corp | Expansion valve |
JP2010091161A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Denso Corp | Temperature type expansion valve |
JP2013185753A (en) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Fuji Koki Corp | Expansion valve |
CN107143676A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社鹭宫制作所 | Capacity adjusts valve |
CN107143675A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社鹭宫制作所 | Capacity adjusts valve |
-
2006
- 2006-10-20 JP JP2006286587A patent/JP2008101881A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010031998A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Denso Corp | Expansion valve |
JP2010091161A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Denso Corp | Temperature type expansion valve |
JP2013185753A (en) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Fuji Koki Corp | Expansion valve |
CN107143676A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社鹭宫制作所 | Capacity adjusts valve |
CN107143675A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社鹭宫制作所 | Capacity adjusts valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008101881A (en) | Pressure control valve | |
JP4162839B2 (en) | Thermal expansion valve | |
EP1659352A2 (en) | Expansion device | |
JP5136109B2 (en) | Expansion valve | |
JP3637651B2 (en) | Thermal expansion valve | |
EP1070924B1 (en) | Thermal expansion valve | |
JP3995828B2 (en) | Temperature expansion valve | |
JP2008020141A (en) | Pressure control valve | |
CN100404925C (en) | Expansion valve | |
US6415985B1 (en) | Thermal expansion valve | |
JP2007139209A (en) | Pressure control valve for refrigerating cycle | |
JP2010014369A (en) | Expansion valve | |
JP2008089220A (en) | Pressure control valve | |
JP2007278616A (en) | Expansion device | |
US20070180854A1 (en) | Expansion device | |
JP2001012824A (en) | Control valve | |
JP2007046808A (en) | Expansion device | |
JP2006322689A (en) | Thermal expansion valve | |
JP5352207B2 (en) | Expansion valve | |
JP2007033021A (en) | Temperature and differential pressure sensing valve | |
JP2002310539A (en) | Expansion valve | |
JP2006292185A (en) | Expansion device and refrigerating cycle | |
JP2009227027A (en) | Waterproof structure for vehicle | |
JP6011497B2 (en) | Expansion valve | |
JPH06241620A (en) | Control valve for refrigerating cycle |