JP2010255945A - Expansion valve and internal heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は膨張弁および内部熱交換器に関し、特に車両用空調装置の冷凍サイクルにてコンデンサから供給された高温・高圧の冷媒を膨張させることにより低温・低圧になった冷媒をエバポレータに送り出すとともにその送り出す冷媒の流量をエバポレータの出口の冷媒の状態に応じて制御するようにした膨張弁およびこのような膨張弁を内蔵して高圧側の冷媒と低圧側の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an expansion valve and an internal heat exchanger, and in particular, sends low-temperature / low-pressure refrigerant to an evaporator by expanding high-temperature / high-pressure refrigerant supplied from a condenser in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner. An expansion valve configured to control the flow rate of the refrigerant to be sent out in accordance with the state of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and an interior in which such an expansion valve is incorporated and heat exchange is performed between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant It relates to a heat exchanger.
車両用空調装置は、一般に、車両の走行用エンジンによって駆動されるコンプレッサと、コンプレッサによって圧縮された冷媒を凝縮させるコンデンサと、凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバと、高温・高圧の液冷媒を絞り膨張させて低温・低圧の霧状の冷媒にする膨張弁と、霧状の冷媒を車室内の空気と熱交換することにより蒸発させてコンプレッサへ戻すエバポレータとを備えている。車両用空調装置は、冷凍サイクルの成績係数をさらに上げるために、内部熱交換器が使用されている(たとえば特許文献1の図1参照)。内部熱交換器は、レシーバから膨張弁へ送られる高温・高圧の液冷媒とエバポレータからコンプレッサへ戻る低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行うように構成されている。 A vehicle air conditioner generally includes a compressor driven by a traveling engine of a vehicle, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, a receiver that separates the condensed refrigerant into gas and liquid, and a high-temperature / high-pressure liquid. It has an expansion valve that squeezes and expands the refrigerant to form a low-temperature / low-pressure mist-like refrigerant, and an evaporator that evaporates the mist-like refrigerant by exchanging heat with the air in the passenger compartment and returns it to the compressor. The vehicle air conditioner uses an internal heat exchanger to further increase the coefficient of performance of the refrigeration cycle (see, for example, FIG. 1 of Patent Document 1). The internal heat exchanger is configured to exchange heat between the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant sent from the receiver to the expansion valve and the low-temperature and low-pressure refrigerant returning from the evaporator to the compressor.
膨張弁としては、エバポレータを出た冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータへ送り出す冷媒の流量を制御する温度式の膨張弁が一般に知られている(たとえば特許文献1の図4参照)。この温度式の膨張弁は、弁部を内蔵したブロック形状の膨張弁本体と、エバポレータから戻ってきた冷媒の温度および圧力を感知して弁部を制御するパワーエレメントとを有している。膨張弁本体は、高圧配管が接続される高圧入口と、低圧配管が接続される低圧出口と、エバポレータからの戻り配管が接続される戻り入口と、コンプレッサへの戻り配管が接続される戻り出口とを有しており、配管の継手部の機能を有している。 As an expansion valve, a temperature type expansion valve that controls the flow rate of the refrigerant that is sent to the evaporator so that the refrigerant that has exited the evaporator has a predetermined degree of superheat is generally known (see, for example, FIG. 4 of Patent Document 1). This temperature type expansion valve has a block-shaped expansion valve body with a built-in valve portion, and a power element that controls the valve portion by sensing the temperature and pressure of the refrigerant returned from the evaporator. The expansion valve body includes a high pressure inlet to which high pressure piping is connected, a low pressure outlet to which low pressure piping is connected, a return inlet to which return piping from the evaporator is connected, and a return outlet to which return piping to the compressor is connected. It has the function of the joint part of piping.
ここで、内部熱交換器および膨張弁は、内部熱交換器の高圧出口と膨張弁の高圧入口、内部熱交換器の戻り入口と膨張弁の戻り出口とをそれぞれ配管により接続することによって冷凍サイクルを構成している。 Here, the internal heat exchanger and the expansion valve are connected to each other by connecting the high-pressure outlet of the internal heat exchanger and the high-pressure inlet of the expansion valve, and the return inlet of the internal heat exchanger and the return outlet of the expansion valve by piping. Is configured.
しかしながら、上記の冷凍サイクルでは、それぞれ独立した機能部品で構成される内部熱交換器および膨張弁を単に接続して構成することになるが、膨張弁は、切削加工の必要なブロック形状の膨張弁本体を有するものであるため、車両用空調装置の製造コストが高くなってしまうという問題点があった。 However, in the above-described refrigeration cycle, an internal heat exchanger and an expansion valve composed of independent functional parts are simply connected, and the expansion valve is a block-shaped expansion valve that requires cutting. Since it has a main body, there existed a problem that the manufacturing cost of a vehicle air conditioner will become high.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減した膨張弁と、そのような膨張弁を内蔵した内部熱交換器を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the internal heat exchanger which incorporated the expansion valve which reduced manufacturing cost, and such an expansion valve.
本発明では上記の課題を解決するために、車両用空調装置の冷凍サイクルにて高圧側の冷媒と低圧側の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器に装着されて、熱交換の済んだ高圧側の冷媒を絞り膨脹させる膨張弁において、内部に弁体が収納され、側部に高圧入口が形成され、軸方向の一端に低圧出口が形成された筒状の膨張弁本体と、前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、前記パワーエレメントの外径を前記膨張弁本体の外径よりも小さくして、前記内部熱交換器の高圧側の出口に設けられた膨張弁収納筒に前記パワーエレメントから挿入できるようにしたことを特徴とする膨張弁が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, an internal heat exchanger that performs heat exchange between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner is mounted. In the expansion valve that squeezes and expands the finished high-pressure side refrigerant, a cylindrical expansion valve body in which a valve body is housed, a high-pressure inlet is formed on the side, and a low-pressure outlet is formed on one end in the axial direction; A power element coupled to the other axial end of the expansion valve body, the outer diameter of the power element being smaller than the outer diameter of the expansion valve body, and a high pressure side of the internal heat exchanger. There is provided an expansion valve characterized in that it can be inserted into the expansion valve storage cylinder provided at the outlet from the power element.
また、複数の板材を積層して第1の通路および第2の通路を交互に形成し、前記第1の通路を流れる高圧側の冷媒と前記第2の通路を流れる低圧側の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器において、前記第1の通路の一端側に接続される高圧入口側集合配管と、前記第1の通路の他端側にて前記板材が積層している方向に配置され、一端が低圧出口側集合配管を構成し、他端が前記第2の通路に開口し、側部が前記第1の通路に連通するように形成された膨張弁収納筒と、前記第1の通路の他端側にて前記第2の通路に接続される戻り入口側集合配管と、前記第1の通路の一端側にて前記第2の通路に接続される戻り出口側集合配管と、前記膨張弁収納筒に収納される膨張弁と、を備え、前記膨張弁は、側部に高圧入口、軸方向の一端に低圧出口がそれぞれ形成された筒状の膨張弁本体と、前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、前記膨張弁収納筒の中では、前記パワーエレメントが前記膨張弁収納筒の他端に位置して前記第2の通路の中に配置され、前記高圧入口が前記膨張弁収納筒の側部を介して前記第1の通路に連通し、前記低圧出口が前記低圧出口側集合配管に連通していることを特徴とする内部熱交換器が提供される。 Also, a plurality of plate members are stacked to alternately form the first passage and the second passage, and between the high-pressure side refrigerant flowing through the first passage and the low-pressure side refrigerant flowing through the second passage. In the internal heat exchanger that performs heat exchange at the high pressure inlet side collecting pipe connected to one end side of the first passage, and in the direction in which the plate material is laminated on the other end side of the first passage An expansion valve housing cylinder, one end of which constitutes a low-pressure outlet side collecting pipe, the other end opens into the second passage, and a side portion communicates with the first passage; A return inlet side collecting pipe connected to the second passage on the other end side of one passage, and a return outlet side collecting pipe connected to the second passage on one end side of the first passage An expansion valve housed in the expansion valve housing cylinder, the expansion valve having a high pressure inlet at a side portion and a low end at an axial end. A cylindrical expansion valve body having outlets formed therein, and a power element coupled to the other axial end of the expansion valve body. In the expansion valve storage cylinder, the power element is Located at the other end of the valve storage cylinder and disposed in the second passage, the high-pressure inlet communicates with the first passage through a side portion of the expansion valve storage cylinder, and the low-pressure outlet is the An internal heat exchanger is provided that communicates with the low-pressure outlet side collecting pipe.
このような膨張弁および内部熱交換器によれば、膨張弁が配管継手機能のない基本機能のみによって構成され、膨張弁の継手機能は、内部熱交換器の側に一体に形成し、そこに膨張弁を挿入するだけにしている。 According to such an expansion valve and an internal heat exchanger, the expansion valve is configured only by a basic function without a pipe joint function, and the joint function of the expansion valve is integrally formed on the side of the internal heat exchanger, Only the expansion valve is inserted.
上記構成の膨張弁は、配管継手を兼ねたブロック形状の膨張弁本体を使用していないので、膨脹弁の製造コストを低減することができ、膨張弁の継手機能を有する膨張弁収納筒が内部熱交換器の側に一体に形成されているので、あらかじめ形成された内部熱交換器に外から膨張弁を単に挿入するだけで膨張弁を容易に装着できることから、組み立て性を向上させることができるという利点がある。 The expansion valve having the above configuration does not use a block-shaped expansion valve main body that also serves as a pipe joint, so that the production cost of the expansion valve can be reduced, and the expansion valve storage cylinder having the expansion valve joint function is provided inside. Since it is integrally formed on the side of the heat exchanger, the expansion valve can be easily mounted by simply inserting the expansion valve from the outside into the preformed internal heat exchanger, so that the assemblability can be improved. There is an advantage.
以下、本発明の実施の形態について、内部熱交換器を有する冷凍サイクルに適用した場合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内部熱交換器の外観を示す平面図、図2は図1のa−a矢視断面図、図3は膨張弁およびその装着状態を示す断面図である。なお、図中の矢印は、冷媒の流れを示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example a case where the present invention is applied to a refrigeration cycle having an internal heat exchanger.
1 is a plan view showing an external appearance of an internal heat exchanger according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line aa of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing an expansion valve and a mounted state thereof. is there. In addition, the arrow in a figure has shown the flow of the refrigerant | coolant.
第1の実施の形態に係る内部熱交換器10は、図1および図2に示されるように、一方の面の一端側に高圧入口側集合配管11と戻り出口側集合配管12とが隣接配置され、この面の他端側の裏面には、低圧出口側集合配管13と戻り入口側集合配管14とが隣接配置されている。内部熱交換器10は、絞り加工された複数の板材15を積層してそれらを互いに接合することにより、高圧の冷媒が流れる第1の通路16および低圧の冷媒が流れる第2の通路17を交互に形成している。板材15の接合は、たとえば窒素雰囲気の真空炉でのろう付けにより行われる。
In the
第1の通路16は、その一端側に高圧入口側集合配管11が接合され、他端側には、低圧出口側集合配管13が接合されている。高圧入口側集合配管11には、レシーバからの高圧配管18が接続され、低圧出口側集合配管13には、エバポレータへの低圧配管19が接続される。これにより、高圧入口側集合配管11に導入された冷媒は、分配されて複数の第1の通路16を通って流れ、それぞれの第1の通路16を通過した冷媒は、集合されて低圧出口側集合配管13へ流入されることになる。
The
第2の通路17は、その一端側に戻り出口側集合配管12が接合され、他端側には、戻り入口側集合配管14が接合されている。戻り出口側集合配管12には、エバポレータからの戻り低圧配管20が接続され、戻り入口側集合配管14には、コンプレッサへの戻り低圧配管21が接続される。これにより、エバポレータから戻り入口側集合配管14に戻ってきた冷媒は、分配されて複数の第2の通路17を通って流れ、それぞれの第2の通路17を通過した冷媒は、集合されて戻り出口側集合配管12へ流入されることになる。
The
低圧出口側集合配管13は、その奥側に同軸に形成された筒状部13aとともに膨張弁収納筒22を構成している。筒状部13aは、高圧と低圧とを仕切っている板材15を加工することによって一体に形成されている。この膨張弁収納筒22には、膨張弁30が収納されている。
The low-pressure outlet
この膨張弁30は、図3に示したように、円筒形状の外観を有するたとえば樹脂製の膨張弁本体31を有し、その側面に高圧の冷媒を導入する高圧入口32が形成され、下方には低圧の冷媒を導出する低圧出口33が開口されている。膨張弁本体31は、高圧入口32と低圧出口33とが内部で連通する通路を有し、その通路に金属製の弁座部材34が固定されている。この弁座部材34は、その低圧出口33の側の面に丸い凹部が形成されて弁孔および弁座を形成し、弁孔は、弁軸ホルダ35を介して低圧出口33に連通されている。弁軸ホルダ35は、たとえば三方から中心に向かって突出した支持部とその支持部間に形成された冷媒通路とを有し、その冷媒通路を通って弁孔の冷媒が低圧出口33に流れるようになっている。
As shown in FIG. 3, this
弁座部材34の低圧出口33の側には、弁孔を開閉する弁体36がスプリング37により閉弁方向に付勢された状態で配置されている。このスプリング37は、低圧出口33に圧入された筒状のアジャスト部材38によって受けられており、そのアジャスト部材38の低圧出口33への圧入量により荷重が調整されて、この膨張弁30の過熱度設定値が調整されている。
On the
弁体36は、弁軸39と一体に形成され、弁座部材34の弁軸ホルダ35によって開閉方向に進退自在に支持されている。弁軸39の弁体36とは反対側の端部には、カラー40が嵌着されている。このカラー40は、弁軸39の端部を膨張弁本体31によって弁の開閉方向に進退自在に支持するとともに、高圧入口32に導入された高圧の冷媒が膨張弁本体31とカラー40との間のクリアランスを介して第2の通路17に漏れないように設置されたOリング41を押えている。
The
膨張弁本体31の図の上部は、筒状突出部が一体に形成されていてパワーエレメント42の装着部を成している。パワーエレメント42は、厚い金属製のアッパーハウジング43およびロアハウジング44と、これらによって囲まれた空間を仕切るよう配置された可撓性の金属薄板からなるダイヤフラム45とを備えている。アッパーハウジング43とダイヤフラム45とによって囲まれた空間は、感温室を構成し、ここに冷媒に似た特性のガスなどが充填されている。ロアハウジング44は、膨張弁本体31の筒状突出部に嵌合によりされる筒状嵌合部と、均圧孔46とを有している。均圧孔46は、ロアハウジング44によって囲まれた空間と第2の通路17とを連通させるもので、これにより、ダイヤフラム45は、第2の通路17を流れる冷媒の温度および圧力を感知できるようになっている。ダイヤフラム45は、弁軸39に嵌着されたカラー40の端面に当接されており、ダイヤフラム45の変位は、弁体36へ伝達されるようになっている。
The upper part of the figure of the expansion valve
膨張弁本体31は、その軸方向の両端にOリング47,48を嵌合する溝が周設され、中間の外周には高圧側の冷媒を全周から集合させて高圧入口32に導入できるようにした縮径部31aを有している。
The expansion valve
パワーエレメント42の外径、すなわちアッパーハウジング43の外径は、膨張弁本体31の外径よりも小さく形成されている。また、膨張弁本体31の外径は、低圧出口側集合配管13および筒状部13aの内径であるシール径以下に形成されている。これにより、膨張弁30を低圧出口側集合配管13および筒状部13aの中にパワーエレメント42の側から挿入できるようにしている。
The outer diameter of the
高圧入口側集合配管11および戻り出口側集合配管12の開口端側には連結板49が配置され、高圧配管18および戻り低圧配管21に嵌合された連結板50とたとえばボルト締めにより連結されるようになっている。同様に、低圧出口側集合配管13および戻り入口側集合配管14の開口端側には連結板51が配置され、低圧配管19および戻り低圧配管20に嵌合された連結板52とたとえばボルト締めにより連結されるようになっている。なお、高圧入口側集合配管11および戻り出口側集合配管12に取り付けられている連結板49は、図1では省略してある。
A connecting
内部熱交換器10は、図2から、高圧配管18、戻り低圧配管21および連結板50と、低圧配管19、戻り低圧配管20および連結板52と、膨張弁30とがない状態で一体に形成されている。この状態で、高圧配管18および戻り低圧配管21をそれぞれ高圧入口側集合配管11および戻り出口側集合配管12にそれぞれ挿入して連結板49,50により連結される。膨張弁収納筒22は、先に膨張弁30が挿入され、その後、低圧配管19が挿入され、また、戻り入口側集合配管14には戻り低圧配管20が挿入され、そして、連結板51,52により連結される。膨張弁30は、低圧配管19を低圧出口側集合配管13に挿入して互いに連結されることにより、低圧出口側集合配管13の中に収納されて保持されるので、組み立て性を向上させることができる。
2, the
次に、内部熱交換器10および膨張弁30の動作について説明する。まず、車両用空調装置が停止しているとき、膨張弁30は、パワーエレメント42の感温室に封入されたガスが凝縮して圧力が低くなっているので、図3に示したように、ダイヤフラム45は内側(図では上方)へ変位しており、その変位は、弁軸39を介して弁体36に伝達され、膨張弁30は全閉状態にある。
Next, operations of the
ここで、車両用空調装置が起動すると、コンプレッサによって冷媒が吸引されるので、戻り低圧配管21およびこれに連通する内部熱交換器10の第2の通路17の圧力が低下し、これがパワーエレメント42により感知されてダイヤフラム45が弁体36の側へ変位し、弁体36をリフトさせるようになる。一方、コンプレッサによって圧縮された冷媒は、コンデンサにて凝縮され、レシーバにて気液分離された液冷媒が高圧配管18を通じて内部熱交換器10に導入される。この冷媒は、内部熱交換器10の第1の通路16を通じて膨張弁収納筒22に導入され、膨張弁30の高圧入口32に供給されるようになる。高圧入口32の冷媒は、リフトされた弁体36と弁座部材34との間の隙間を通って低圧出口33へ流出する。この膨張弁30を通過するとき、冷媒は、膨張され、低温・低圧の気液混合冷媒となる。その冷媒は、低圧配管19を介してエバポレータに供給され、車室内の暖かい空気との熱交換により蒸発される。蒸発された冷媒は、戻り低圧配管20を通じて内部熱交換器10の戻り入口側集合配管14に導入される。内部熱交換器10に導入された冷媒は、第2の通路17を通って戻り出口側集合配管12へ流出する。このとき、第1の通路16を流れる液冷媒と第2の通路17を流れるガス冷媒との間で熱交換が行われ、膨張弁30に導入される液冷媒はより過冷却され、コンプレッサに戻るガス冷媒はより過熱されて、冷凍サイクルの成績係数を向上させることができる。
Here, when the vehicle air conditioner is activated, the refrigerant is sucked by the compressor, so that the pressure in the return low-
膨張弁30では、パワーエレメント42のダイヤフラム45とロアハウジング44とによって囲まれた空間が均圧孔46を介して第2の通路17と連通しているので、エバポレータから戻ってきた冷媒が第2の通路17を通過するとき、その冷媒が導入されてその温度および圧力がパワーエレメント42によって検出されることになる。車両用空調装置の起動初期の段階では、車室内の高温の空気との熱交換により、エバポレータから戻ってくる冷媒の温度は高くなっており、パワーエレメント42はその温度を感知し、感温室の圧力が高くなる。これにより、ダイヤフラム45は、弁体36の方向へ変位し、その変位は、カラー40および弁軸39を介して弁体36に伝達され、膨張弁30はほぼ全開状態になる。
In the
やがて、エバポレータから戻ってくる冷媒の温度が低下してくると、感温室の圧力が低くなるので、それに応じてダイヤフラム45が弁体36のある側とは反対の方向へ変位していき、膨張弁30は、閉弁方向に動作してこれを通過する冷媒の流量を制御するようになる。このとき、膨張弁30は、エバポレータの出口の冷媒が所定の過熱度を保持するようにエバポレータに供給する冷媒の流量を制御することになる。これによって、コンプレッサには、常に過熱状態の冷媒が戻るので、コンプレッサは、効率の良い運転をすることができる。
Eventually, when the temperature of the refrigerant returning from the evaporator decreases, the pressure in the sensation greenhouse decreases, and accordingly, the
図4は第1の実施の形態に係る内部熱交換器の第1の変形例を示す断面図、図5は第1の実施の形態に係る内部熱交換器の第2の変形例を示す断面図である。なお、この図4および図5において、図1ないし図3に示した構成要素と同じまたは均等の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。 4 is a cross-sectional view showing a first modification of the internal heat exchanger according to the first embodiment, and FIG. 5 is a cross-section showing a second modification of the internal heat exchanger according to the first embodiment. FIG. 4 and 5, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第1の実施の形態に係る内部熱交換器の第1の変形例および第2の変形例は、図1ないし図3に示した第1の実施の形態に係る内部熱交換器では、エバポレータへの低圧配管19が膨張弁30の膨張弁本体31の外径および低圧出口側集合配管13の内径にほぼ等しい外径を有しているのに対し、低圧配管19を細くした場合を示している。
The first modification and the second modification of the internal heat exchanger according to the first embodiment are the same as those in the internal heat exchanger according to the first embodiment shown in FIGS. The low-
このように、低圧配管19として、膨張弁30の膨張弁本体31よりも細い配管を使用したい場合には、第1の変形例では、低圧配管19を受け入れる低圧出口側集合配管13の入口に、径の大きさを変換するアダプタ53とシール用のOリング54とを配置している。
Thus, when it is desired to use a pipe that is thinner than the
一方、第2の変形例では、膨張弁30の膨張弁本体31を変形させて低圧出口33の内径を細い低圧配管19の外径にほぼ等しくし、この膨張弁30の低圧出口33に低圧配管19を直接接続するようにしている。この場合には、実質的に、新たな部材を追加することなしに実施することができる。
On the other hand, in the second modification, the
図6は第2の実施の形態に係る内部熱交換器の外観を示す図、図7は図6のb−b矢視断面図である。なお、この図6および図7において、図1ないし図3に示した構成要素と同じまたは均等の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 view showing the appearance of the internal heat exchanger according to the second embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 6 and 7, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第2の実施の形態に係る内部熱交換器10は、細長い外観を有する形状に形成されており、その内部構造を第1の実施の形態のものと異なる形式のものにしている。すなわち、この内部熱交換器10は、絞り加工された複数の板材15を積層接合して形成される圧力容器61をケース62内に収納し、ケースカバー63で蓋をして構成している。圧力容器61の中は、複数の第1の通路16が並列に離間して形成される構成を有し、圧力容器61とケース62およびケースカバー63との間の空間および圧力容器61の隣接する第1の通路16の間に形成される空間は、第2の通路17を構成している。したがって、戻り低圧配管20が接続される戻り入口側集合配管14は、ケース62にのみ接合され、戻り低圧配管21が接続される戻り出口側集合配管12は、ケースカバー63にのみ接合されている。高圧配管18が接続される高圧入口側集合配管11は、ケースカバー63を貫通して圧力容器61の中と連通するようにケースカバー63および圧力容器61と接合されている。そして、低圧出口側集合配管13は、ケース62および圧力容器61を貫通してこれらと接合されている。
The
この実施の形態では、この低圧出口側集合配管13が膨張弁収納筒22を構成している。低圧出口側集合配管13は、その先端が第2の通路17に開口し、側面には、膨張弁本体31の縮径部31aに連通する孔が形成されている。また、低圧出口側集合配管13の第2の通路17の側の先端は、内側に屈曲されて膨張弁30を低圧出口側集合配管13に挿入するときの膨張弁本体31のストッパにしている。もちろんこのストッパの先端の内径は、パワーエレメント42を構成しているアッパーハウジング43の最外径よりも大きくして、第2の通路17とロアハウジング44の内部との連通を阻害することがないようにしている。
In this embodiment, the low pressure outlet
この内部熱交換器10においても、膨張弁30は、エバポレータへの低圧配管19が接続される低圧出口側集合配管13に挿入され、その後、低圧出口側集合配管13に低圧配管19を接続することによって低圧出口側集合配管13の中に収納され、保持される。低圧出口側集合配管13に収納された膨張弁30は、そのパワーエレメント42がエバポレータからの戻り低圧冷媒が流れる第2の通路17の中に位置し、高圧入口32が圧力容器61の中の第1の通路16と連通するように配置される。
Also in this
また、この膨張弁30を内蔵した内部熱交換器10を有する冷凍サイクルの動作は、上記の第1の実施の形態に関して説明した動作と同じであるので、ここでは、その説明を省略する。
Further, the operation of the refrigeration cycle having the
図8は第3の実施の形態に係る内部熱交換器の外観を示す断面図である。なお、この図8において、図1ないし図7に示した構成要素と同じまたは均等の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. 8 is a cross-sectional view showing the appearance of the internal heat exchanger according to the third embodiment. In FIG. 8, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第3の実施の形態に係る内部熱交換器10は、第1および第2の実施の形態のものが積層型で構成していたのに対し、二重管型で構成している。内部熱交換器10は、外管71および内管72を同軸に配置して、外管71と内管72との間の通路を高圧の冷媒が流れる第1の通路16とし、内管72の内部の通路を低圧の冷媒が流れる第2の通路17としている。内管72は、両端の平滑管部分と、波形のスパイラル構造を持った中央部分とを有する伝熱管で構成している。内部熱交換器10のエバポレータ側の端部において、外管71は、その内径が内管72の内径に概略等しくなるよう、内管72の終端している端面よりも外方へ離間された位置から絞り加工されて、低圧出口配管73を一体に構成している。外管71の低圧出口配管73と内管72の端部72aとは、膨張弁30を収納するための膨張弁収納筒22を構成している。また、膨張弁30のパワーエレメント42が位置する近傍では、外管71の円周方向の一部が内管72の外表面に倣う形状に加工されて互いに接触するようにし、その接触部分に外管71および内管72を貫通して外管71、内管72および戻り入口配管74がろう接などにより接合されている。この戻り入口配管74は、その接合部から直角に屈曲されて低圧出口配管73の中心軸と平行になるように形成されている。戻り入口配管74の先端部分には、低圧出口配管73の先端部とともに連結板52が設置されている。
The
この内部熱交換器10は、低圧配管19および戻り低圧配管20が接続される前は、低圧出口配管73が開口しているので、その開口部から膨張弁30を挿入し、膨張弁収納筒22に収納する。この膨張弁30は、低圧出口配管73に低圧配管19を挿入し、戻り入口配管74に戻り低圧配管20を挿入して、連結板51,52をたとえばボルト締めにより連結することで、膨張弁収納筒22の中に収納され、保持されるので、組み立て性を向上させることができる。
In this
なお、この図8では、二重管構造の内部熱交換器10のエバポレータ側の端部のみを示したが、反対側の端部においても、第1の通路16および第2の通路17が分岐されて、それぞれレシーバからの高圧配管およびコンプレッサへの戻り低圧配管が接続される構造を有している。
In FIG. 8, only the end portion on the evaporator side of the
また、この膨張弁30を内蔵した内部熱交換器10を有する冷凍サイクルの動作は、上記の第1の実施の形態に関して説明した動作と同じであるので、ここでは、その説明を省略する。
Further, the operation of the refrigeration cycle having the
図9は第4の実施の形態に係る内部熱交換器の外観を示す断面図である。なお、この図9において、図1ないし図8に示した構成要素と同じまたは均等の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. 9 is a cross-sectional view showing the appearance of the internal heat exchanger according to the fourth embodiment. In FIG. 9, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第4の実施の形態に係る内部熱交換器10は、二重管構造を有するタイプのものであって、エバポレータ側の端部に接続される低圧配管19および戻り低圧配管20が内部熱交換器10の軸線に対して直交する方向に接続することができる構成を有している。この内部熱交換器10によれば、外管71の先端近傍の側面に低圧出口配管73が接合されている。膨張弁30のパワーエレメント42が位置する近傍では、外管71の円周方向の一部が内管72の外表面に倣う形状に加工されて互いに接触するようにし、その接触部分に外管71および内管72を貫通して外管71、内管72および戻り入口配管74がろう接などにより接合されている。
The
外管71の端部71aおよび内管72の端部72aは、膨張弁30を収納するための膨張弁収納筒22を構成している。この実施の形態では、外管71の端部71aおよび内管72の端部72aの膨張弁収納部分は、低圧出口配管73の接合部分に連通孔が穿設されている以外、加工していないので、内管72の端部72aのOリング47とのシール面は、外管71の端部71aのOリング48とのシール面よりも、径が小さくなっている。したがって、膨張弁30の膨張弁本体31は、Oリング47を周設する部分の外径がOリング48を周設する部分の外径よりも小さく形成され、それよりもパワーエレメント42の外径は、さらに小さく形成されている。また、膨張弁30の膨張弁本体31は、低圧出口配管73の接合部分に穿設された連通孔に対応する低圧出口33の位置に連通孔が穿設されている。さらに、この実施の形態の膨張弁30は、パワーエレメント42の感温室にキャピラリーチューブ75を介して感温筒76が接続されている。感温筒76は、第2の通路17の出口近傍に設置され、この内部熱交換器10を出てコンプレッサへ向かう冷媒の温度を感知するようにしている。
The
内部熱交換器10の膨張弁30が収納される側とは反対側の端部は、外管71の端部と内管72とが接合されて第1の通路16を閉塞している。その第1の通路16の閉塞部近傍の側面には、高圧入口配管77が接合され、ここにレシーバからの高圧の冷媒が導入される。また、コンプレッサへの戻り低圧配管21が接続される戻り出口配管78は、内管72を外管71の端部より延出することで構成している。
The end of the
膨張弁30は、膨張弁収納筒22を構成する外管71の端部71aの開口端より挿入され、その開口端をプラグ79で栓をし、さらに端部71aの開口端をかしめ加工してプラグ79が外管71より抜け出てしまわないようにしている。このプラグ79は、Oリング80が周設されていて、端部71aから外部への冷媒漏れが生じないようにシールしている。
The
なお、この膨張弁30を内蔵した内部熱交換器10を有する冷凍サイクルの動作は、上記の第1の実施の形態に関して説明した動作と同じであるので、ここでは、その説明を省略する。
The operation of the refrigeration cycle having the
10 内部熱交換器
11 高圧入口側集合配管
12 戻り出口側集合配管
13 低圧出口側集合配管
13a 筒状部
14 戻り入口側集合配管
15 板材
16 第1の通路
17 第2の通路
18 高圧配管
19 低圧配管
20 戻り低圧配管
21 戻り低圧配管
22 膨張弁収納筒
30 膨張弁
31 膨張弁本体
31a 縮径部
32 高圧入口
33 低圧出口
34 弁座部材
35 弁軸ホルダ
36 弁体
37 スプリング
38 アジャスト部材
39 弁軸
40 カラー
41 Oリング
42 パワーエレメント
43 アッパーハウジング
44 ロアハウジング
45 ダイヤフラム
46 均圧孔
47,48 Oリング
49,50,51,52 連結板
53 アダプタ
54 Oリング
61 圧力容器
62 ケース
63 ケースカバー
71 外管
71a 端部
72 内管
72a 端部
73 低圧出口配管
74 戻り入口配管
75 キャピラリーチューブ
76 感温筒
77 高圧入口配管
78 戻り出口配管
79 プラグ
80 Oリング
DESCRIPTION OF
Claims (11)
内部に弁体が収納され、側部に高圧入口が形成され、軸方向の一端に低圧出口が形成された筒状の膨張弁本体と、
前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、
前記パワーエレメントの外径を前記膨張弁本体の外径よりも小さくして、前記内部熱交換器の高圧側の出口に設けられた膨張弁収納筒に前記パワーエレメントから挿入できるようにしたことを特徴とする膨張弁。 An expansion valve that is mounted on an internal heat exchanger that exchanges heat between a high-pressure refrigerant and a low-pressure refrigerant in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, and expands and expands the high-pressure refrigerant that has undergone heat exchange. In
A tubular expansion valve body in which a valve body is housed, a high pressure inlet is formed on the side, and a low pressure outlet is formed at one end in the axial direction;
A power element coupled to the other axial end of the expansion valve body,
The outer diameter of the power element is made smaller than the outer diameter of the expansion valve main body so that the power element can be inserted into the expansion valve storage cylinder provided at the outlet on the high pressure side of the internal heat exchanger. Features an expansion valve.
前記第1の通路の一端側に接続される高圧入口側集合配管と、
前記第1の通路の他端側にて前記板材が積層している方向に配置され、一端が低圧出口側集合配管を構成し、他端が前記第2の通路に開口し、側部が前記第1の通路に連通するように形成された膨張弁収納筒と、
前記第1の通路の他端側にて前記第2の通路に接続される戻り入口側集合配管と、
前記第1の通路の一端側にて前記第2の通路に接続される戻り出口側集合配管と、
前記膨張弁収納筒に収納される膨張弁と、
を備え、
前記膨張弁は、側部に高圧入口、軸方向の一端に低圧出口がそれぞれ形成された筒状の膨張弁本体と、前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、前記膨張弁収納筒の中では、前記パワーエレメントが前記膨張弁収納筒の他端に位置して前記第2の通路の中に配置され、前記高圧入口が前記膨張弁収納筒の側部を介して前記第1の通路に連通し、前記低圧出口が前記低圧出口側集合配管に連通していることを特徴とする内部熱交換器。 A plurality of plate members are stacked to alternately form the first passage and the second passage, and heat is generated between the high-pressure side refrigerant flowing through the first passage and the low-pressure side refrigerant flowing through the second passage. In the internal heat exchanger that performs the exchange,
A high-pressure inlet-side collecting pipe connected to one end of the first passage;
Arranged in the direction in which the plate members are laminated on the other end side of the first passage, one end constitutes a low-pressure outlet side collecting pipe, the other end opens to the second passage, and the side portion An expansion valve storage cylinder formed to communicate with the first passage;
A return inlet side collecting pipe connected to the second passage on the other end side of the first passage;
A return outlet side collecting pipe connected to the second passage on one end side of the first passage;
An expansion valve housed in the expansion valve housing tube;
With
The expansion valve has a cylindrical expansion valve body having a high pressure inlet at a side and a low pressure outlet at one end in the axial direction, and a power element coupled to the other axial end of the expansion valve body. In the expansion valve storage cylinder, the power element is located at the other end of the expansion valve storage cylinder and disposed in the second passage, and the high pressure inlet is a side portion of the expansion valve storage cylinder. An internal heat exchanger, wherein the low pressure outlet communicates with the low pressure outlet side collecting pipe through the first passage.
前記板材を積層して複数の前記第1の通路が離間して並列に形成される圧力容器と、
前記圧力容器を収容して前記圧力容器との間に前記第2の通路を形成するケースと、
前記圧力容器の一端側に前記ケースを介して接続される高圧入口側集合配管と、
前記圧力容器の他端側にて前記板材が積層している方向に配置され、一端が前記ケースを介して外部に延出される低圧出口側集合配管を構成し、他端が前記ケース内に開口し、側部が前記圧力容器内に連通するように形成された膨張弁収納筒と、
前記圧力容器の他端側にて前記ケースに連通するように接続される戻り入口側集合配管と、
前記圧力容器の一端側にて前記ケースに連通するように接続される戻り出口側集合配管と、
前記膨張弁収納筒に収納される膨張弁と、
を備え、
前記膨張弁は、側部に高圧入口、軸方向の一端に低圧出口がそれぞれ形成された筒状の膨張弁本体と、前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、前記膨張弁収納筒の中では、前記パワーエレメントが前記膨張弁収納筒の他端に位置して前記第2の通路の中に配置され、前記高圧入口が前記膨張弁収納筒の側部を介して前記第1の通路に連通し、前記低圧出口が前記低圧出口側集合配管に連通していることを特徴とする内部熱交換器。 A plurality of plate members are stacked to alternately form the first passage and the second passage, and heat is generated between the high-pressure side refrigerant flowing through the first passage and the low-pressure side refrigerant flowing through the second passage. In the internal heat exchanger that performs the exchange,
A pressure vessel in which the plate members are stacked and a plurality of the first passages are separated and formed in parallel;
A case for accommodating the pressure vessel and forming the second passage with the pressure vessel;
A high-pressure inlet side collecting pipe connected to one end side of the pressure vessel via the case;
The other end of the pressure vessel is arranged in the direction in which the plate members are laminated, one end constitutes a low-pressure outlet side collecting pipe extending outside through the case, and the other end is opened in the case And an expansion valve storage cylinder formed such that the side part communicates with the pressure vessel;
A return inlet side collecting pipe connected to communicate with the case on the other end side of the pressure vessel;
A return outlet side collecting pipe connected to communicate with the case at one end side of the pressure vessel;
An expansion valve housed in the expansion valve housing tube;
With
The expansion valve has a cylindrical expansion valve body having a high pressure inlet at a side and a low pressure outlet at one end in the axial direction, and a power element coupled to the other axial end of the expansion valve body. In the expansion valve storage cylinder, the power element is located at the other end of the expansion valve storage cylinder and disposed in the second passage, and the high pressure inlet is a side portion of the expansion valve storage cylinder. An internal heat exchanger, wherein the low pressure outlet communicates with the low pressure outlet side collecting pipe through the first passage.
前記外管の一端側にて前記内管よりも延出された低圧出口配管と、
両端が前記低圧出口配管およびこれと同軸に配置された前記内管の端部により構成され、中間が前記内管の終端によって前記低圧出口配管とは離間されている膨張弁収納筒と、
前記内管の前記膨張弁収納筒を構成している部分に隣接する内方位置に前記外管および前記内管を貫通してこれらに接合された戻り入口配管と、
前記膨張弁収納筒に収納される膨張弁と、
を備え、
前記膨張弁は、側部に高圧入口、軸方向の一端に低圧出口がそれぞれ形成された筒状の膨張弁本体と、前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、前記膨張弁収納筒の中では、前記パワーエレメントが前記内管の端部に位置して前記戻り入口配管が接合されている近傍の前記第2の通路の中に配置され、前記高圧入口が前記膨張弁収納筒の中間を介して前記第1の通路に連通し、前記低圧出口が前記低圧出口配管に連通していることを特徴とする内部熱交換器。 An inner tube is coaxially arranged in the outer tube to form a first passage and a second passage, and a high-pressure side refrigerant flowing through the first passage and a low-pressure side refrigerant flowing through the second passage; In the internal heat exchanger that exchanges heat between
A low-pressure outlet pipe extending from the inner pipe at one end of the outer pipe;
An expansion valve housing cylinder having both ends constituted by the low-pressure outlet pipe and an end of the inner pipe arranged coaxially with the low-pressure outlet pipe, and the middle being separated from the low-pressure outlet pipe by the end of the inner pipe;
A return inlet pipe penetrating the outer pipe and the inner pipe and joined to the inner position adjacent to the portion constituting the expansion valve storage cylinder of the inner pipe;
An expansion valve housed in the expansion valve housing tube;
With
The expansion valve has a cylindrical expansion valve body having a high pressure inlet at a side and a low pressure outlet at one end in the axial direction, and a power element coupled to the other axial end of the expansion valve body. In the expansion valve storage cylinder, the power element is disposed in the second passage in the vicinity where the power element is located at the end of the inner pipe and the return inlet pipe is joined, and the high pressure inlet Is communicated with the first passage through the middle of the expansion valve housing cylinder, and the low-pressure outlet communicates with the low-pressure outlet pipe.
前記外管の一端側にて前記内管よりも延出された外管の端部と、
両端が前記外管の端部およびこれと同軸に配置された前記内管の端部により構成され、中間が前記内管の終端によって前記外管の端部とは離間されている膨張弁収納筒と、
前記膨張弁収納筒を構成している前記内管の端部に隣接する内方位置に前記外管および前記内管を貫通してこれらに接合された戻り入口配管と、
戻り入口配管が接合されている側の前記外管の端部の側面に接合された低圧出口配管と、
前記膨張弁収納筒に収納される膨張弁と、
を備え、
前記膨張弁は、側部に高圧入口、軸方向の一端に低圧出口がそれぞれ形成された筒状の膨張弁本体と、前記膨張弁本体の軸方向の他端に結合されたパワーエレメントとを有し、前記膨張弁収納筒の中では、前記パワーエレメントが前記内管に位置して前記戻り入口配管が接合されている近傍の前記第2の通路の中に配置され、前記高圧入口が前記膨張弁収納筒の中間を介して前記第1の通路に連通し、前記低圧出口が前記低圧出口配管に連通しており、かつ、前記膨張弁収納筒に前記膨張弁を収納した後に前記膨張弁収納筒の開口端をプラグで閉止したことを特徴とする内部熱交換器。 An inner tube is coaxially arranged in the outer tube to form a first passage and a second passage, and a high-pressure side refrigerant flowing through the first passage and a low-pressure side refrigerant flowing through the second passage; In the internal heat exchanger that exchanges heat between
An end of the outer tube extending from the inner tube at one end of the outer tube;
An expansion valve storage cylinder having both ends constituted by the end of the outer pipe and the end of the inner pipe arranged coaxially therewith, and the middle being separated from the end of the outer pipe by the end of the inner pipe When,
A return inlet pipe penetrating and joining the outer pipe and the inner pipe to an inner position adjacent to an end of the inner pipe constituting the expansion valve housing cylinder;
A low pressure outlet pipe joined to the side surface of the end of the outer pipe on the side where the return inlet pipe is joined;
An expansion valve housed in the expansion valve housing tube;
With
The expansion valve has a cylindrical expansion valve body having a high pressure inlet at a side and a low pressure outlet at one end in the axial direction, and a power element coupled to the other axial end of the expansion valve body. In the expansion valve storage cylinder, the power element is disposed in the second passage in the vicinity where the power element is located in the inner pipe and the return inlet pipe is joined, and the high pressure inlet is in the expansion pipe. The expansion valve housing is communicated with the first passage through the middle of the valve housing cylinder, the low pressure outlet communicates with the low pressure outlet pipe, and the expansion valve is accommodated in the expansion valve housing cylinder. An internal heat exchanger characterized in that the open end of the cylinder is closed with a plug.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009107511A JP2010255945A (en) | 2009-04-27 | 2009-04-27 | Expansion valve and internal heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012153610A1 (en) | 2011-05-11 | 2012-11-15 | 株式会社ヴァレオジャパン | Vehicle air-conditioning apparatus |
CN111098654A (en) * | 2018-10-25 | 2020-05-05 | 株式会社泉技研 | Piping unit for vehicle air conditioner and method for manufacturing piping unit for vehicle air conditioner |
-
2009
- 2009-04-27 JP JP2009107511A patent/JP2010255945A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012153610A1 (en) | 2011-05-11 | 2012-11-15 | 株式会社ヴァレオジャパン | Vehicle air-conditioning apparatus |
CN111098654A (en) * | 2018-10-25 | 2020-05-05 | 株式会社泉技研 | Piping unit for vehicle air conditioner and method for manufacturing piping unit for vehicle air conditioner |
CN111098654B (en) * | 2018-10-25 | 2023-10-27 | 株式会社泉技研 | Piping unit for automobile air conditioner and method for manufacturing piping unit for automobile air conditioner |
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