JP2010032185A

JP2010032185A - 膨張装置

Info

Publication number: JP2010032185A
Application number: JP2008197465A
Authority: JP
Inventors: Yasutomo Akutsu; 保朋阿久津; Hirotaka Kado; 浩隆門
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】冷媒回路に用いる場合に分流器を別途設ける必要がなく、しかも冷媒を均一に分流することのできる膨張装置を提供する。
【解決手段】冷媒流入口１４から流入する冷媒を膨張装置本体１０内の冷媒流通室１１内で膨張させ、冷媒流通室１１から複数の冷媒流出口１５に分流するようにしたので、冷媒回路に別途分流器を設ける必要がなく、冷媒回路を低コストに構成することができる。この場合、各冷媒流出口１５をオリフィス１２を中心に冷媒流通室１１の周方向に等間隔になるように配置したので、冷媒流通室１１の冷媒を冷媒流通室１１の周方向に均一に分流させることができる。更に、冷媒流通室１１内に膨張した冷媒を冷媒流通室１１から直接各冷媒流出口１５に分流させることができるので、膨張弁と分流器とをそれぞれ冷媒回路に設けた場合に比べて冷媒回路の圧力損失を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば各種冷熱機器の冷媒回路に用いられる膨張装置に関するものである。

従来、各種冷熱機器の冷媒回路は、圧縮機から吐出した冷媒を凝縮器に流通した後、膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するようにしている。また、蒸発器の複数の冷媒流路を並列に接続する場合もあるが、この場合は蒸発器と膨張弁の間に分流器を設け、膨張弁から流出した冷媒を蒸発器の各冷媒流路に分流するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−４５００６号公報

しかしながら、前述のように蒸発器と膨張弁の間に分流器を設ける場合には、各冷媒流路の圧力損失の違いや重力の影響などにより、分流された冷媒流量の差が大きくなり、蒸発器としての熱交換器の性能を十分に発揮することができなかった。また、近年では軽量化及び低コスト化のため、熱交換器の冷媒管の細径化が進み、細径化により適切な流路断面積を確保するため、３つ以上の分流が必要となっている。しかしながら、３つ以上の分流機能を有する分流器は高価であるため、冷媒管の細径化により低コスト化しても、分流器によりコストが増加するという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒回路に用いる場合に分流器を別途設ける必要がなく、しかも冷媒を均一に分流することのできる膨張装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、冷媒流入口を有する膨張装置本体と、膨張装置本体内に設けられた冷媒流通室と、冷媒流入口と冷媒流通室とを連通するオリフィスと、オリフィスの開度を調整する弁体とを備え、オリフィスから冷媒流通室内に流入する冷媒を膨張させるようにした膨張装置において、前記膨張装置本体に冷媒流通室に連通する複数の冷媒流出口を設け、各冷媒流出口をオリフィスを中心に冷媒流通室の周方向に等間隔になるように配置している。

これにより、冷媒流入口から流入した冷媒がオリフィスから冷媒流通室内に膨張し、冷媒流通室から各冷媒流出口に分流して各冷媒流出口から流出することから、冷媒回路に用いる場合に分流器を別途設ける必要がない。その際、各冷媒流出口がオリフィスを中心に冷媒流通室の周方向に等間隔になるように配置されていることから、オリフィスから冷媒流通室内に流入する冷媒は冷媒流通室の周方向に均一に分流される。

本発明によれば、冷媒回路に用いる場合に分流器を別途設ける必要がないので、冷媒回路を低コストに構成することができる。また、冷媒流通室の冷媒を冷媒流通室の周方向に均一に分流させることができるので、各冷媒流出口に分流する冷媒の流量差を極めて少なくすることができる。更に、冷媒流通室内に膨張した冷媒を冷媒流通室から直接各冷媒流出口に分流させることができるので、膨張弁と分流器とをそれぞれ冷媒回路に設けた場合に比べて冷媒回路の圧力損失を低減することができ、冷媒回路の効率の向上を図ることができる。

図１乃至図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１は膨張装置の側面断面図、図２はその斜視図、図３はその平面断面図である。

この膨張装置は、中空状の膨張装置本体１０と、膨張装置本体１０内に設けられた弁体としてのニードル弁２０とを備えている。

膨張装置本体１０は内部に冷媒流通室１１を有し、冷媒流通室１１の底面中央には上下方向に延びるオリフィス１２が設けられている。冷媒流通室１１はオリフィス１２を中心に円形をなすように形成され、その上部中央には下方に向かって径外径が徐々に小さくなるように延びる冷媒案内部１１ａが設けられている。オリフィス１２の周囲にはテーパ状の弁座１３が設けられ、弁座１３にはオリフィス１２の径方向に冷媒を案内する複数の整流部１３ａが設けられている。各整流部１３ａはオリフィス１２の周方向に等間隔で配置された複数の突条部からなり、オリフィス１２を中心に放射状に延びるように形成されている。膨張装置本体１０の下部には上下方向に延びる冷媒流入口１４が設けられ、冷媒流入口１４はオリフィス１２の下端に連通している。膨張装置本体１０の上部には斜め上方に向かって延びる複数の冷媒流出口１５が設けられ、冷媒流出口１５はそれぞれ冷媒流通室１１に連通している。この場合、各冷媒流出口１５は水平方向に対して所定角度θ（例えば４５゜）をなすように設けられている。また、各冷媒流出口１５は冷媒流通室１１の周方向に等間隔で配置され、オリフィス１２を中心に水平方向に放射状に延びるように形成されている。

ニードル弁２０は膨張装置本体１０に上下方向に移動自在に設けられ、円錐形の下端部によってオリフィス１２の上端開口部の開度を任意に調整可能になっている。ニードル弁２０の上端は膨張装置本体１０の上面に固定された駆動機構２１に連結され、駆動機構２１によって上下方向に移動するようになっている。駆動機構２１は、例えばステッピングモータからなり、その外周面に取付けられる固定子コイル２２によって回転するようになっている。

以上のように構成された膨張装置においては、冷媒流入口１４から流入した冷媒がオリフィス１２から冷媒流通室１１内に膨張し、冷媒流通室１１から各冷媒流出口１５に分流して各冷媒流出口１５から流出する。その際、各冷媒流出口１５がオリフィス１２を中心に冷媒流通室１１の周方向に等間隔になるように配置されていることから、オリフィス１２から冷媒流通室１１内に流入する冷媒は冷媒流通室１１の周方向に均一に分流される。

このように、本実施形態の膨張装置によれば、冷媒流入口１４から流入する冷媒を膨張装置本体１０内の冷媒流通室１１内で膨張させ、冷媒流通室１１から複数の冷媒流出口１５に分流するようにしたので、冷媒回路に別途分流器を設ける必要がなく、冷媒回路を低コストに構成することができる。この場合、各冷媒流出口１５をオリフィス１２を中心に冷媒流通室１１の周方向に等間隔になるように配置したので、冷媒流通室１１の冷媒を冷媒流通室１１の周方向に均一に分流させることができ、各冷媒流出口１５に分流する冷媒の流量差を極めて少なくすることができる。更に、冷媒流通室１１内に膨張した冷媒を冷媒流通室１１から直接各冷媒流出口１５に分流させることができるので、膨張弁と分流器とをそれぞれ冷媒回路に設けた場合に比べて冷媒回路の圧力損失を低減することができ、冷媒回路の効率の向上を図ることができる。

また、オリフィス１２を冷媒流通室１１の底面中央に設け、各冷媒流出口１５を斜め上方に向かって延びるように設けたので、オリフィス１２から上方に向かって分流する冷媒を各冷媒流出口１５に円滑に流入させることができるとともに、重力により液相の冷媒が各冷媒流出口１５に流入することがなく、蒸発器への液相冷媒の流入を防止することもできる。

更に、各冷媒流出口１５をオリフィス１２の径方向に延びるように設け、オリフィス１２の冷媒流出側にはオリフィス１２から冷媒流通室１１に流入する冷媒をオリフィス１２の径方向に案内する複数の整流部１３ａを設けたので、各整流部１３ａによって冷媒流通室１１内の周方向への冷媒の流通を規制することができ、冷媒を冷媒流通室１１内に滞留させることなく速やかに各冷媒流出口１５から流出させることができる。

図４は本発明の他の実施形態を示す膨張装置の平面断面図で、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態では、各冷媒流出口１５がオリフィス１２の径方向に対して所定の傾斜角度φ（例えば４５゜）をなす方向に延びるように設けられている。また、オリフィス１２の冷媒流出側には、オリフィス１２から冷媒流通室１１に流入する冷媒をオリフィス１２の径方向に対して各冷媒流出口１５と同一の傾斜方向に案内する複数の整流部１３ｂが設けられている。各整流部１３ｂはオリフィス１２の周方向に等間隔で配置された複数の突条部からなり、オリフィス１２から円弧状に延びるように形成されている。

本実施形態においては、冷媒流入口１４から流入した冷媒がオリフィス１２から冷媒流通室１１内に膨張し、冷媒流通室１１から各冷媒流出口１５に分流して各冷媒流出口１５から流出する。その際、各冷媒流出口１５がオリフィス１２を中心に冷媒流通室１１の周方向に等間隔になるように配置されていることから、前記実施形態と同様、オリフィス１２から冷媒流通室１１内に流入する冷媒は冷媒流通室１１の周方向に均一に分流される。また、各冷媒流出口１５がオリフィス１２の径方向に対して角度φをなすように傾斜するとともに、オリフィス１２から冷媒流通室１１に流入する冷媒が各整流部１３ｂによって各冷媒流出口１５と同一の傾斜方向に案内される。これにより、冷媒流通室１１に常に周方向一方への冷媒の流れを形成することができるので、冷媒流通室１１内における冷媒の滞留をより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態を示す膨張装置の側面断面図膨張装置の斜視図膨張装置の平面断面図本発明の他の実施形態を示す膨張装置の平面断面図

符号の説明

１０…膨張装置本体、１１…冷媒流通室、１２…オリフィス、１３ａ，１３ｂ…整流部、１４…冷媒流入口、１５…冷媒流出口。

Claims

冷媒流入口を有する膨張装置本体と、膨張装置本体内に設けられた冷媒流通室と、冷媒流入口と冷媒流通室とを連通するオリフィスと、オリフィスの開度を調整する弁体とを備え、オリフィスから冷媒流通室内に流入する冷媒を膨張させるようにした膨張装置において、
前記膨張装置本体に冷媒流通室に連通する複数の冷媒流出口を設け、各冷媒流出口をオリフィスを中心に冷媒流通室の周方向に等間隔になるように配置した
ことを特徴とする膨張装置。
前記オリフィスを冷媒流通室の底面中央に設け、各冷媒流出口を斜め上方に向かって延びるように設けた
ことを特徴とする請求項１記載の膨張装置。
前記各冷媒流出口をオリフィスの径方向に延びるように設け、
オリフィスの冷媒流出側にはオリフィスから冷媒流通室に流入する冷媒をオリフィスの径方向に案内する整流部を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の膨張装置。
前記各冷媒流出口をオリフィスの径方向に対して所定の傾斜角度をなす方向に延びるように設け、
オリフィスの冷媒流出側にはオリフィスから冷媒流通室に流入する冷媒をオリフィスの径方向に対して各冷媒流出口と同一の傾斜方向に案内する整流部を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の膨張装置。