JP2012220140A - Expansion valve - Google Patents

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久寿 広田
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Takanao Kumakura
孝尚 熊倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive expansion valve for distributing a refrigerant to two evaporators.SOLUTION: In the expansion valve, a branched refrigerant path formed of a first refrigerant path 23 and a second refrigerant path 24 is provided on the downstream side of a valve 3a for adiabatically expanding a liquid refrigerant. Each refrigerant path is provided with a first throttle member 25 and a second throttle member 26. The first throttle member 25 and the second throttle member 26 have a very simple constitution with openings 25a, 26a formed at the center of a disk plate, thereby reducing the manufacturing cost of the expansion valve. A flow rate ratio of the refrigerant to be supplied to the two evaporators is decided by an area ratio between the openings 25a, 26a of the first throttle member 25 and the second throttle member 26.

Description

本発明は膨張弁に関し、特に自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルにおいて液冷媒を断熱膨張させて低温・低圧の蒸気冷媒にしながらエバポレータに送り込む蒸気冷媒の流量をエバポレータ出口の冷媒が所定の過熱度を維持するよう制御する膨張弁に関する。   The present invention relates to an expansion valve, and in particular, in a refrigeration cycle of an automotive air conditioner system, the refrigerant at the evaporator outlet maintains a predetermined degree of superheat with respect to the flow rate of the vapor refrigerant fed into the evaporator while adiabatic expansion of the liquid refrigerant into a low-temperature and low-pressure vapor refrigerant. The present invention relates to an expansion valve that controls the operation.

自動車用エアコンシステムでは、冷媒を圧縮するコンプレッサと、冷媒を凝縮するコンデンサと、気液混合冷媒を分離するレシーバと、冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、冷媒を蒸発させるエバポレータとを環状に配管して冷凍サイクルが構成されている。冷媒を膨張させる膨張弁としては、エバポレータ出口の冷媒の温度および圧力に応じてエバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁が一般に用いられている。   In an automotive air conditioner system, a compressor that compresses refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant, a receiver that separates the gas-liquid mixed refrigerant, an expansion valve that adiabatically expands the refrigerant, and an evaporator that evaporates the refrigerant are annularly piped. The refrigeration cycle is configured. As an expansion valve for expanding the refrigerant, a temperature expansion valve is generally used in which the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator is controlled according to the temperature and pressure of the refrigerant at the evaporator outlet.

車室内の空気と熱交換するエバポレータは、車室内に設置されるため、コンパクトであることが要求されている。このため、空気を通過させる方向に薄型化された2つの熱交換器を積層配置し、冷媒は、それらの熱交換器を直列に流すようにしたエバポレータが一般的に使用されている。   The evaporator that exchanges heat with the air in the vehicle interior is required to be compact because it is installed in the vehicle interior. For this reason, an evaporator is generally used in which two heat exchangers that are thinned in a direction that allows air to pass therethrough are stacked and the refrigerant is allowed to flow in series.

このようなエバポレータは、熱交換器が薄型化されるにつれて、冷媒が通過する内部の通路が狭くなっており、しかも、その通路が2つの熱交換器で直列に繋がっていて長くなっている。そのため、上記構成のエバポレータは、冷媒が通過する通路での圧力損失が大きくなり、その分、冷凍サイクルの効率が低下することになる。   In such an evaporator, as the heat exchanger becomes thinner, the internal passage through which the refrigerant passes becomes narrower, and the passage is connected in series by two heat exchangers and becomes longer. For this reason, the evaporator configured as described above has a large pressure loss in the passage through which the refrigerant passes, and the efficiency of the refrigeration cycle is reduced accordingly.

これに対し、2つの熱交換器を独立させてそれぞれの熱交換器に冷媒を並列に供給する構成のエバポレータが提案されている(たとえば、特許文献1,2参照)。このエバポレータによれば、熱交換器を冷媒が通過するときの圧力損失が低下し、冷凍サイクルをトータルで見たときの正味の損失が低下し、冷力を向上させることができる。   On the other hand, an evaporator having a configuration in which two heat exchangers are made independent and a refrigerant is supplied to each heat exchanger in parallel has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). According to this evaporator, the pressure loss when the refrigerant passes through the heat exchanger is reduced, the net loss when the refrigeration cycle is viewed as a whole is reduced, and the cooling power can be improved.

特許文献1,2には、このようなエバポレータに用いられる膨張弁も提案されている。この膨張弁によれば、独立して冷媒を断熱膨張させることができる2つの弁を有し、熱交換器を出て合流したエバポレータ出口の冷媒の温度および圧力に応じて2つの弁を連動制御する構成が開示されている。   Patent Documents 1 and 2 also propose an expansion valve used for such an evaporator. According to this expansion valve, it has two valves that can adiabatically expand the refrigerant independently, and the two valves are linked and controlled according to the temperature and pressure of the refrigerant exiting the heat exchanger and joining the evaporator. The structure to perform is disclosed.

特開2010−38455号公報、図5,図6JP 2010-38455 A, FIGS. 5 and 6 国際公開番号WO2010/131918号公報、図4,図7International Publication No. WO2010 / 131918, FIGS. 4 and 7

しかしながら、開示されている膨張弁は、いずれも2つ以上の弁および絞りを備え、並列に配置された2つの熱交換器にそれぞれ膨張した冷媒を分配供給するようにしているので、膨張弁が複雑かつ製造コストが高くなるという問題があった。   However, each of the disclosed expansion valves includes two or more valves and a throttle, and distributes and supplies the expanded refrigerant to two heat exchangers arranged in parallel. There was a problem that the manufacturing cost was complicated.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で冷媒を分配供給することができる膨張弁を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide an expansion valve capable of distributing and supplying a refrigerant with a simple configuration.

本発明では上記の課題を解決するために、液冷媒を膨張させて蒸気冷媒にする弁部と、蒸発された冷媒の温度および圧力を検出して前記弁部の開度を制御するパワーエレメントとを備えた膨張弁であって、前記弁部の下流より分岐されて複数の低圧出口ポートにそれぞれ連通するよう形成された複数の冷媒通路と、前記冷媒通路のそれぞれに配置されて冷媒流量比に応じた面積の開口部を有する絞り通路と、を備えている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, a valve portion that expands liquid refrigerant to form vapor refrigerant, a power element that detects the temperature and pressure of the evaporated refrigerant and controls the opening degree of the valve portion, And a plurality of refrigerant passages that are branched from the downstream of the valve portion and communicated with a plurality of low-pressure outlet ports, respectively, and are arranged in each of the refrigerant passages to achieve a refrigerant flow rate ratio. There is provided an expansion valve comprising a throttle passage having an opening of a corresponding area.

このような膨張弁によれば、弁部にて断熱膨張された蒸気冷媒は、それぞれ冷媒通路の絞り通路を通過するとき、それらの開口部の面積に応じた流量比で分配され、エバポレータに安定した分配比で供給することができる。   According to such an expansion valve, when the vapor refrigerant adiabatically expanded in the valve portion passes through the throttle passage of the refrigerant passage, it is distributed at a flow rate ratio according to the area of the opening portion, and is stable to the evaporator. Can be supplied at a distributed ratio.

上記構成の膨張弁は、蒸気冷媒の分配を、冷媒通路に配置した簡単な構造の絞り通路で行うようにしたので、製造コストを低減することができるという利点がある。また、この膨張弁は、断熱膨張した蒸気冷媒を安定した分配比でエバポレータの複数の熱交換器に並列に供給できるので、エバポレータにおける圧力損失が低下し、エバポレータでの熱交換量が最適化し、適用する冷凍サイクルの冷房効率を向上させることができる。   The expansion valve configured as described above has an advantage that the manufacturing cost can be reduced because the distribution of the vapor refrigerant is performed by the throttle passage having a simple structure arranged in the refrigerant passage. In addition, this expansion valve can supply the adiabatically expanded vapor refrigerant in a stable distribution ratio in parallel to the plurality of heat exchangers of the evaporator, thereby reducing the pressure loss in the evaporator and optimizing the amount of heat exchange in the evaporator, The cooling efficiency of the applied refrigeration cycle can be improved.

本発明の膨張弁を適用した冷凍サイクルを示す図である。It is a figure which shows the refrigerating cycle to which the expansion valve of this invention is applied. 第1の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。It is a center longitudinal cross-sectional view of the expansion valve which concerns on 1st Embodiment. 図2の面に対して直角方向の面で見た第1の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。It is the center longitudinal cross-sectional view of the expansion valve which concerns on 1st Embodiment seen from the surface of the orthogonal | vertical direction with respect to the surface of FIG. 第2の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。It is a center longitudinal cross-sectional view of the expansion valve which concerns on 2nd Embodiment. 図4の面に対して直角方向の面で見た第2の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。It is the center longitudinal cross-sectional view of the expansion valve which concerns on 2nd Embodiment seen from the surface of the orthogonal | vertical direction with respect to the surface of FIG. 第3の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。It is a center longitudinal cross-sectional view of the expansion valve which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の膨張弁を適用した冷凍サイクルを示す図である。
自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルは、コンプレッサ1と、コンデンサ2と、膨張弁3と、エバポレータ4とを環状に配管して構成されている。コンプレッサ1は、循環する冷媒を圧縮してコンデンサ2に送る。コンデンサ2は、冷却ファン5によって外気が強制的に通過するよう構成され、コンプレッサ1によって高温・高圧となった冷媒を外気との熱交換により凝縮する。コンデンサ2の出口には、凝縮された冷媒を溜めておくレシーバが備えており、そこで気液分離された液冷媒が膨張弁3に供給される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a refrigeration cycle to which an expansion valve of the present invention is applied.
The refrigeration cycle of an automotive air conditioner system is configured by annularly connecting a compressor 1, a condenser 2, an expansion valve 3, and an evaporator 4. The compressor 1 compresses the circulating refrigerant and sends it to the condenser 2. The condenser 2 is configured such that the outside air is forcibly passed by the cooling fan 5, and condenses the refrigerant that has become high temperature and high pressure by the compressor 1 by heat exchange with the outside air. The outlet of the condenser 2 is provided with a receiver for storing the condensed refrigerant, and the liquid refrigerant separated from the gas and liquid there is supplied to the expansion valve 3.

膨張弁3は、液冷媒を断熱膨張させる弁部3aを備えた一般的な温度式膨張弁であるが、その出口が弁部3aで断熱膨張された冷媒を2分配して送り出す構成になっている。エバポレータ4は、ファン6の下流側送風路に積層配置された第1の熱交換器4aおよび第2の熱交換器4bを備えている。ファン6側の第1の熱交換器4aおよび吹出口側の第2の熱交換器4bは、膨張弁3にて断熱膨張されて2分配された蒸気冷媒が供給され、ファン6により送風された空気との熱交換により蒸気冷媒を蒸発させる。第1の熱交換器4aおよび第2の熱交換器4bを出た冷媒は合流され、その後、膨張弁3を介してコンプレッサ1に戻される。エバポレータ4から戻ってきた冷媒が膨張弁3を通過するとき、膨張弁3は、戻り冷媒の温度および圧力、すなわち、エバポレータ出口冷媒の過熱度を監視しており、その過熱度に応じて弁部3aの開度を制御する。   The expansion valve 3 is a general temperature type expansion valve provided with a valve portion 3a for adiabatic expansion of liquid refrigerant. The outlet of the expansion valve 3 is configured to distribute and send out the refrigerant adiabatically expanded by the valve portion 3a. Yes. The evaporator 4 includes a first heat exchanger 4 a and a second heat exchanger 4 b that are stacked on the downstream air passage of the fan 6. The first heat exchanger 4a on the fan 6 side and the second heat exchanger 4b on the outlet side are supplied with the vapor refrigerant that is adiabatically expanded by the expansion valve 3 and distributed in two, and is blown by the fan 6. The vapor refrigerant is evaporated by heat exchange with air. The refrigerant that has exited the first heat exchanger 4a and the second heat exchanger 4b is merged, and then returned to the compressor 1 via the expansion valve 3. When the refrigerant returned from the evaporator 4 passes through the expansion valve 3, the expansion valve 3 monitors the temperature and pressure of the return refrigerant, that is, the degree of superheat of the evaporator outlet refrigerant, and the valve unit according to the degree of superheat. The opening degree of 3a is controlled.

エバポレータ4においては、ファン6側の第1の熱交換器4aは、より高温の空気によって熱交換が行われ、吹出口側の第2の熱交換器4bは、第1の熱交換器4aによって冷やされた空気によって熱交換が行われる。このため、膨張弁3は、第1の熱交換器4aに送り出す冷媒の流量が第2の熱交換器4bに送り出す冷媒の流量よりも多くなるよう設定されている。本実施の形態では、この膨張弁3は、ファン6側の第1の熱交換器4aと吹出口側の第2の熱交換器4bとの冷媒流量比が2:1になるように蒸気冷媒を分配するようにしている。   In the evaporator 4, the first heat exchanger 4 a on the fan 6 side performs heat exchange with higher-temperature air, and the second heat exchanger 4 b on the outlet side is replaced by the first heat exchanger 4 a. Heat exchange is performed by the cooled air. For this reason, the expansion valve 3 is set so that the flow rate of the refrigerant sent to the first heat exchanger 4a is larger than the flow rate of the refrigerant sent to the second heat exchanger 4b. In the present embodiment, the expansion valve 3 is vapor refrigerant so that the refrigerant flow ratio between the first heat exchanger 4a on the fan 6 side and the second heat exchanger 4b on the outlet side is 2: 1. To distribute.

図2は第1の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図、図3は図2の面に対して直角方向の面で見た第1の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。
この第1の実施の形態に係る膨張弁は、直方体のボディ11を有し、その一側面(図3の右側面)の図の下方に高圧の液冷媒が供給される高圧入口ポート12が設けられている。ボディ11の高圧入口ポート12が設けられた側面に隣接する側面(図2の左右側面)の図の下方には、第1の低圧出口ポート13および第2の低圧出口ポート14がそれぞれ設けられている。第1の低圧出口ポート13は、エバポレータ4のファン6側の第1の熱交換器4aに配管され、第2の低圧出口ポート14は、エバポレータ4の吹出口側の第2の熱交換器4bに配管される。ボディ11は、また、第1の低圧出口ポート13が設けられた側面の図の上方に、戻り冷媒入口ポート15が設けられ、高圧入口ポート12が設けられた側面の図の上方に戻り冷媒出口ポート16が設けられている。
2 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve according to the first embodiment, and FIG. 3 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve according to the first embodiment as viewed in a plane perpendicular to the plane of FIG. FIG.
The expansion valve according to the first embodiment has a rectangular parallelepiped body 11, and a high-pressure inlet port 12 to which a high-pressure liquid refrigerant is supplied is provided below one side surface (right side surface in FIG. 3). It has been. A first low-pressure outlet port 13 and a second low-pressure outlet port 14 are respectively provided below the side surface (left and right side surfaces in FIG. 2) adjacent to the side surface of the body 11 where the high-pressure inlet port 12 is provided. Yes. The first low-pressure outlet port 13 is piped to the first heat exchanger 4 a on the fan 6 side of the evaporator 4, and the second low-pressure outlet port 14 is the second heat exchanger 4 b on the outlet side of the evaporator 4. To be piped. The body 11 is also provided with a return refrigerant inlet port 15 above the side view in which the first low-pressure outlet port 13 is provided, and a return refrigerant outlet above the side view in which the high-pressure inlet port 12 is provided. A port 16 is provided.

ボディ11の図の上端面には、エバポレータ4から戻った冷媒の過熱度を感知するパワーエレメント17が螺着されている。このパワーエレメント17の直下のボディ11内には、シャフト18、弁部3a、圧縮コイルスプリング19およびアジャストねじ20が同軸上に配置されている。   A power element 17 for detecting the degree of superheat of the refrigerant returned from the evaporator 4 is screwed to the upper end surface of the body 11 in the figure. In the body 11 directly below the power element 17, a shaft 18, a valve portion 3a, a compression coil spring 19, and an adjusting screw 20 are arranged coaxially.

弁部3aは、ボール形状の弁体21と、ボディ11に形成された弁座22とを有し、この弁座22には、弁孔が穿設されている。弁部3aの下流側は、第1の冷媒通路23および第2の冷媒通路24の二股に分岐され、それぞれ第1の低圧出口ポート13および第2の低圧出口ポート14に連通している。   The valve portion 3 a includes a ball-shaped valve body 21 and a valve seat 22 formed on the body 11, and a valve hole is formed in the valve seat 22. The downstream side of the valve portion 3a is bifurcated into a first refrigerant passage 23 and a second refrigerant passage 24, and communicates with the first low-pressure outlet port 13 and the second low-pressure outlet port 14, respectively.

第1の冷媒通路23は、第1の低圧出口ポート13との境界部に第1の絞り部材25が嵌合により配置され、第1の絞り通路を構成している。また、第2の冷媒通路24は、第2の低圧出口ポート14との境界部に第2の絞り部材26が嵌合により配置され、第2の絞り通路を構成している。第1の絞り部材25および第2の絞り部材26は、円板の中央に開口部25a,26aを有するリング形状に形成されており、開口部25a,26aは、冷媒流量比に応じた面積に開口されている。すなわち、本実施の形態では、第1の絞り部材25が流す流量と第2の絞り部材26が流す流量との比を2:1としたので、第1の絞り部材25の開口部25aと第2の絞り部材26の開口部26aとの面積比は、2:1にしている。   The first refrigerant passage 23 is arranged at a boundary portion with the first low-pressure outlet port 13 by fitting a first throttle member 25 to constitute a first throttle passage. Further, the second refrigerant passage 24 is arranged at a boundary portion with the second low-pressure outlet port 14 by fitting a second throttle member 26 to constitute a second throttle passage. The first throttle member 25 and the second throttle member 26 are formed in a ring shape having openings 25a and 26a in the center of the disc, and the openings 25a and 26a have an area corresponding to the refrigerant flow rate ratio. It is open. That is, in the present embodiment, the ratio of the flow rate of the first throttle member 25 and the flow rate of the second throttle member 26 is 2: 1, so the opening 25a of the first throttle member 25 and the second flow rate The area ratio of the second aperture member 26 to the opening 26a is 2: 1.

弁部3aの弁体21は、高圧入口ポート12に連通されている弁室の中に弁座22に対して接離自在に配置され、かつ、支持部材27を介して圧縮コイルスプリング19により閉弁方向に付勢されている。   The valve body 21 of the valve portion 3 a is disposed in a valve chamber communicating with the high-pressure inlet port 12 so as to be able to contact with and separate from the valve seat 22, and is closed by a compression coil spring 19 via a support member 27. Energized in the valve direction.

圧縮コイルスプリング19は、ボディ11に螺着されたアジャストねじ20によって受けられており、圧縮コイルスプリング19の荷重は、アジャストねじ20の螺入量を調節することによって調整される。この調整は、この膨張弁が制御しようとする過熱度の設定に相当する。アジャストねじ20のボディ11への螺着部は、Oリング28によって気密にシールされている。   The compression coil spring 19 is received by an adjustment screw 20 screwed to the body 11, and the load of the compression coil spring 19 is adjusted by adjusting the screwing amount of the adjustment screw 20. This adjustment corresponds to the setting of the degree of superheat that the expansion valve is to control. A threaded portion of the adjusting screw 20 to the body 11 is hermetically sealed by an O-ring 28.

パワーエレメント17は、ボディ11の図の上方の面に開けられた取付穴に螺着されている。パワーエレメント17の取付穴は、戻り冷媒入口ポート15と戻り冷媒出口ポート16との間に形成された冷媒戻り通路29に連通していて、冷媒戻り通路29を通過する冷媒をパワーエレメント17に導入できるようにしている。   The power element 17 is screwed into a mounting hole formed in the upper surface of the body 11 in the figure. The mounting hole of the power element 17 communicates with the refrigerant return passage 29 formed between the return refrigerant inlet port 15 and the return refrigerant outlet port 16, and introduces the refrigerant passing through the refrigerant return passage 29 into the power element 17. I can do it.

パワーエレメント17は、ダイヤフラム30をアッパーハウジング31とロアハウジング32とで挟持し、これらの外周を共に溶接することによって形成されている。ダイヤフラム30とアッパーハウジング31とによって囲まれた密閉空間には、冷媒に似た特性のガスが充填されており、感温室を構成している。ロアハウジング32には、ダイヤフラム30の変位を弁部3aの弁体21に伝えるディスク33が配置されている。ディスク33は、ホルダ34によって保持されたシャフト18の上端部と嵌合され、ロアハウジング32の中でシャフト18によって心決めされている。   The power element 17 is formed by sandwiching the diaphragm 30 between the upper housing 31 and the lower housing 32 and welding the outer periphery thereof together. A sealed space surrounded by the diaphragm 30 and the upper housing 31 is filled with a gas having characteristics similar to that of a refrigerant, and constitutes a greenhouse. The lower housing 32 is provided with a disk 33 for transmitting the displacement of the diaphragm 30 to the valve body 21 of the valve portion 3a. The disk 33 is fitted to the upper end of the shaft 18 held by the holder 34 and is centered by the shaft 18 in the lower housing 32.

ホルダ34は、その上部がパワーエレメント17の取付穴に設置され、その上部には、図3に示したように、シャフト18に対して横荷重を付与するように圧縮コイルスプリング35が収容されている。シャフト18は、圧縮コイルスプリング35により横荷重が付与されることで軸方向の運動が制約されることから、高圧入口ポート12に導入される液冷媒が圧力変動を起こしたとしても、弁体21が軸線方向に振動して異音を発生することが抑制される。ホルダ34は、また、冷媒戻り通路29を貫通して垂下されており、その下端部は、第1の冷媒通路23および第2の冷媒通路24と冷媒戻り通路29との間でシャフト18に周設されたOリング36を押さえている。このOリング36は、エバポレータ4へ行かずに第1の冷媒通路23および第2の冷媒通路24から冷媒戻り通路29へ冷媒が漏れるのを阻止している。   The upper portion of the holder 34 is installed in the mounting hole of the power element 17, and a compression coil spring 35 is accommodated in the upper portion so as to apply a lateral load to the shaft 18, as shown in FIG. Yes. Since the axial movement of the shaft 18 is restricted by a lateral load applied by the compression coil spring 35, the valve element 21 can be used even if the liquid refrigerant introduced into the high-pressure inlet port 12 undergoes pressure fluctuation. Is prevented from vibrating in the axial direction and generating abnormal noise. The holder 34 also hangs down through the refrigerant return passage 29, and a lower end portion of the holder 34 surrounds the shaft 18 between the first refrigerant passage 23 and the second refrigerant passage 24 and the refrigerant return passage 29. The provided O-ring 36 is pressed. The O-ring 36 prevents the refrigerant from leaking from the first refrigerant passage 23 and the second refrigerant passage 24 to the refrigerant return passage 29 without going to the evaporator 4.

以上の構成の膨張弁によれば、コンプレッサ1が停止または最少容量運転をしているとき、冷媒戻り通路29の圧力が高くなっており、この圧力を感知したパワーエレメント17では、ダイヤフラム30が感温室側に変位している。これにより、弁体21は、圧縮コイルスプリング19によって閉弁方向に付勢されて弁座22に着座しているので、弁部3aは、閉弁状態になっている。   According to the expansion valve having the above configuration, when the compressor 1 is stopped or operating at the minimum capacity, the pressure of the refrigerant return passage 29 is high, and the diaphragm 30 is sensed by the power element 17 that senses this pressure. It is displaced to the greenhouse side. Thereby, since the valve body 21 is urged | biased by the compression coil spring 19 in the valve closing direction, and is seated on the valve seat 22, the valve part 3a is a valve closing state.

コンプレッサ1が冷媒の圧縮を開始すると、冷媒戻り通路29の圧力が低下してパワーエレメント17のダイヤフラム30が弁部3aの側へ変位するようになり、高圧入口ポート12には、高圧の冷媒が導入されるようになる。やがて、弁部3aがパワーエレメント17によって開弁され、高圧入口ポート12にコンデンサ2で凝縮された液冷媒が導入されるようになる。弁室に導入された液冷媒は、弁部3aで断熱膨張されて低温・低圧の蒸気冷媒となり、第1の冷媒通路23および第2の冷媒通路24に流入する。第1の冷媒通路23に流入した蒸気冷媒は、第1の絞り部材25を通り、第1の低圧出口ポート13からエバポレータ4の第1の熱交換器4aに送られる。第2の冷媒通路24に流入した蒸気冷媒は、第2の絞り部材26を通り、第2の低圧出口ポート14からエバポレータ4の第2の熱交換器4bに送られる。蒸気冷媒は、第1の絞り部材25および第2の絞り部材26を通過するとき、第1の絞り部材25および第2の絞り部材26の開口部25a,26aの面積比の2:1に分配される。   When the compressor 1 starts to compress the refrigerant, the pressure in the refrigerant return passage 29 decreases, and the diaphragm 30 of the power element 17 is displaced toward the valve portion 3a. The high-pressure inlet port 12 receives high-pressure refrigerant. Will be introduced. Eventually, the valve portion 3 a is opened by the power element 17, and the liquid refrigerant condensed by the condenser 2 is introduced into the high-pressure inlet port 12. The liquid refrigerant introduced into the valve chamber is adiabatically expanded by the valve portion 3 a to become a low-temperature / low-pressure vapor refrigerant and flows into the first refrigerant passage 23 and the second refrigerant passage 24. The vapor refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 23 passes through the first throttle member 25 and is sent from the first low-pressure outlet port 13 to the first heat exchanger 4 a of the evaporator 4. The vapor refrigerant flowing into the second refrigerant passage 24 passes through the second throttle member 26 and is sent from the second low-pressure outlet port 14 to the second heat exchanger 4 b of the evaporator 4. When the vapor refrigerant passes through the first throttle member 25 and the second throttle member 26, the vapor refrigerant is distributed to the area ratio of the openings 25a and 26a of the first throttle member 25 and the second throttle member 26 to 2: 1. Is done.

エバポレータ4では、第1の熱交換器4aおよび第2の熱交換器4bに導入された蒸気冷媒は、ファン6によって送風された空気との熱交換により蒸発され、その後合流されて戻り冷媒入口ポート15に戻される。ファン6により送風されてエバポレータ4を通過した空気は、除湿されて冷やされ、その後、適当に温度調整されてから車室内に吹き出される。   In the evaporator 4, the vapor refrigerant introduced into the first heat exchanger 4 a and the second heat exchanger 4 b is evaporated by heat exchange with the air blown by the fan 6, and then merged to return refrigerant inlet port. Returned to 15. The air that has been blown by the fan 6 and passed through the evaporator 4 is dehumidified and cooled, and is then appropriately adjusted in temperature before being blown into the vehicle interior.

戻り冷媒入口ポート15に導入された冷媒は、冷媒戻り通路29を通過し、戻り冷媒出口ポート16からコンプレッサ1に戻される。エバポレータ4からの冷媒が冷媒戻り通路29を通過するとき、その冷媒の過熱度がパワーエレメント17によって感知され、その過熱度に応じて弁部3aの弁リフトが制御される。これにより、弁部3aにて冷媒の流量が制御され、所定の分配比でエバポレータ4の第1の熱交換器4aおよび第2の熱交換器4bに供給される。弁部3aをエバポレータ4出口の冷媒の過熱度で帰還制御しているので、この膨張弁は、エバポレータ4に送り込む蒸気冷媒の流量をエバポレータ出口の冷媒が圧縮コイルスプリング19により設定された過熱度を維持するよう制御している。   The refrigerant introduced into the return refrigerant inlet port 15 passes through the refrigerant return passage 29 and is returned to the compressor 1 from the return refrigerant outlet port 16. When the refrigerant from the evaporator 4 passes through the refrigerant return passage 29, the superheat degree of the refrigerant is sensed by the power element 17, and the valve lift of the valve portion 3a is controlled according to the superheat degree. Thereby, the flow rate of the refrigerant is controlled by the valve portion 3a and supplied to the first heat exchanger 4a and the second heat exchanger 4b of the evaporator 4 at a predetermined distribution ratio. Since the valve portion 3a is feedback-controlled by the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 4, this expansion valve has the degree of superheat set by the compression coil spring 19 at the flow rate of the vapor refrigerant sent to the evaporator 4. Control to maintain.

図4は第2の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図、図5は図4の面に対して直角方向の面で見た第2の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。なお、この図4および図5において、図2および図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 central longitudinal sectional view of the expansion valve according to the second embodiment, and FIG. 5 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve according to the second embodiment viewed in a plane perpendicular to the plane of FIG. FIG. 4 and 5, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 2 and 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膨張弁は、第1の実施の形態に係る膨張弁と比較して、第2の低圧出口ポート14の取付位置を変更している。すなわち、この膨張弁では、第2の低圧出口ポート14は、ボディ11の高圧入口ポート12が設けられた側面と反対側の側面に設けられている。したがって、第1の低圧出口ポート13および第1の冷媒通路23と第2の低圧出口ポート14および第2の冷媒通路24とは、戻り冷媒入口ポート15および戻り冷媒出口ポート16と同様に、ボディ11内にてL字状に屈曲された状態に形成されている。   The expansion valve according to the second embodiment changes the mounting position of the second low-pressure outlet port 14 as compared with the expansion valve according to the first embodiment. That is, in this expansion valve, the second low-pressure outlet port 14 is provided on the side surface opposite to the side surface on which the high-pressure inlet port 12 of the body 11 is provided. Therefore, the first low-pressure outlet port 13 and the first refrigerant passage 23 and the second low-pressure outlet port 14 and the second refrigerant passage 24 are similar to the return refrigerant inlet port 15 and the return refrigerant outlet port 16 in the body. 11 is bent in an L-shape.

第1の冷媒通路23および第2の冷媒通路24には、第1の絞り部材25および第2の絞り部材26が設けられ、弁部3aにより膨張された蒸気冷媒は、第1の絞り部材25および第2の絞り部材26をそれぞれ通過する。このとき、その蒸気冷媒は、第1の絞り部材25および第2の絞り部材26の開口部25a,26aの面積比によって決まる流量比にて第1の低圧出口ポート13および第2の低圧出口ポート14から流量が分配された状態でエバポレータ4に送り出される。   The first refrigerant passage 23 and the second refrigerant passage 24 are provided with a first throttle member 25 and a second throttle member 26, and the vapor refrigerant expanded by the valve portion 3 a is the first throttle member 25. And the second throttle member 26, respectively. At this time, the vapor refrigerant flows through the first low pressure outlet port 13 and the second low pressure outlet port at a flow rate ratio determined by the area ratio of the openings 25a and 26a of the first throttle member 25 and the second throttle member 26. 14 is sent to the evaporator 4 in a state where the flow rate is distributed.

図6は第3の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。なお、この図6において、図4および図5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。また、この第3の実施の形態に係る膨張弁は、図6の面に対して直角方向の面で見た第3の実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図は、図4と同じであるので、図示を省略している。   FIG. 6 is a central longitudinal sectional view of an expansion valve according to the third embodiment. In FIG. 6, the same or equivalent components as those shown in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the expansion valve according to the third embodiment is the same as that of FIG. 4 in the central longitudinal sectional view of the expansion valve according to the third embodiment viewed in a plane perpendicular to the plane of FIG. Therefore, illustration is omitted.

この第3の実施の形態に係る膨張弁は、第1の冷媒通路23および第2の冷媒通路24のいずれか一方にのみ、絞り部材を配置して、第2の実施の形態に係る膨張弁よりも製造コストを低減している。すなわち、図示の例では、第1の冷媒通路23にのみ第1の絞り部材25を設け、第2の冷媒通路24は、第2の絞り部材26の開口部26aの開口面積にほぼ等しい通路断面積になるよう形成している。これにより、この膨張弁は、第1および第2の実施の形態に係る膨張弁と同様の流量比で冷媒が分配され、エバポレータ4の第1の熱交換器4aおよび第2の熱交換器4bに供給される。   The expansion valve according to the third embodiment has an expansion valve according to the second embodiment in which a throttle member is disposed only in one of the first refrigerant passage 23 and the second refrigerant passage 24. Compared to manufacturing costs. That is, in the illustrated example, the first throttle member 25 is provided only in the first refrigerant passage 23, and the second refrigerant passage 24 is a passage cut-off substantially equal to the opening area of the opening 26 a of the second throttle member 26. It is formed to have an area. Thereby, in this expansion valve, the refrigerant is distributed at a flow rate ratio similar to that of the expansion valves according to the first and second embodiments, and the first heat exchanger 4a and the second heat exchanger 4b of the evaporator 4 are distributed. To be supplied.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、これら特定の実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記の実施の形態では、第1の熱交換器4aおよび第2の熱交換器4bの2つの熱交換器を備えたエバポレータ4に適用する膨張弁について説明した。しかし、この膨張弁は、適用するエバポレータ4が持つ熱交換器の数に応じた数の冷媒通路および絞り部材を備えることができ、絞り部材は、それぞれ冷媒流量比に応じた面積の開口部を有することになる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these specific embodiments. For example, in the above embodiment, the expansion valve applied to the evaporator 4 including the two heat exchangers, the first heat exchanger 4a and the second heat exchanger 4b, has been described. However, this expansion valve can include a number of refrigerant passages and throttle members corresponding to the number of heat exchangers of the evaporator 4 to be applied, and each throttle member has an opening having an area corresponding to the refrigerant flow ratio. Will have.

1 コンプレッサ
2 コンデンサ
3 膨張弁
3a 弁部
4 エバポレータ
4a 第1の熱交換器
4b 第2の熱交換器
5 冷却ファン
6 ファン
11 ボディ
12 高圧入口ポート
13 第1の低圧出口ポート
14 第2の低圧出口ポート
15 戻り冷媒入口ポート
16 戻り冷媒出口ポート
17 パワーエレメント
18 シャフト
19 圧縮コイルスプリング
20 アジャストねじ
21 弁体
22 弁座
23 第1の冷媒通路
24 第2の冷媒通路
25 第1の絞り部材
25a 開口部
26 第2の絞り部材
26a 開口部
27 支持部材
28 Oリング
29 冷媒戻り通路
30 ダイヤフラム
31 アッパーハウジング
32 ロアハウジング
33 ディスク
34 ホルダ
35 圧縮コイルスプリング
36 Oリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Capacitor 3 Expansion valve 3a Valve part 4 Evaporator 4a 1st heat exchanger 4b 2nd heat exchanger 5 Cooling fan 6 Fan 11 Body 12 High pressure inlet port 13 1st low pressure outlet port 14 2nd low pressure outlet Port 15 Return refrigerant inlet port 16 Return refrigerant outlet port 17 Power element 18 Shaft 19 Compression coil spring 20 Adjustment screw 21 Valve body 22 Valve seat 23 First refrigerant passage 24 Second refrigerant passage 25 First throttle member 25a Opening 26 Second throttle member 26a Opening portion 27 Support member 28 O-ring 29 Refrigerant return passage 30 Diaphragm 31 Upper housing 32 Lower housing 33 Disc 34 Holder 35 Compression coil spring 36 O-ring

Claims (3)

液冷媒を膨張させて蒸気冷媒にする弁部と、蒸発された冷媒の温度および圧力を検出して前記弁部の開度を制御するパワーエレメントとを備えた膨張弁であって、
前記弁部の下流より分岐されて複数の低圧出口ポートにそれぞれ連通するよう形成された複数の冷媒通路と、
前記冷媒通路のそれぞれに配置されて冷媒流量比に応じた面積の開口部を有する絞り通路と、
を備えていることを特徴とする膨張弁。
An expansion valve comprising: a valve portion that expands liquid refrigerant to form vapor refrigerant; and a power element that detects the temperature and pressure of the evaporated refrigerant and controls the opening of the valve portion,
A plurality of refrigerant passages branched from downstream of the valve portion and formed to communicate with a plurality of low-pressure outlet ports, respectively;
A throttle passage that is disposed in each of the refrigerant passages and has an opening having an area corresponding to the refrigerant flow rate ratio;
An expansion valve characterized by comprising:
前記絞り通路は、円板の中央に前記開口部を有する絞り部材からなることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。   2. The expansion valve according to claim 1, wherein the throttle passage includes a throttle member having the opening at the center of a disc. 前記絞り通路は、前記開口部と同じ通路断面積を有する通路からなることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。   The expansion valve according to claim 1, wherein the throttle passage is a passage having the same passage cross-sectional area as the opening.
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