JP2013122356A - Expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、膨張弁に関し、より詳細には、自動販売機等の冷凍サイクルを構成する膨張弁に関するものである。 The present invention relates to an expansion valve, and more particularly to an expansion valve constituting a refrigeration cycle of a vending machine or the like.
従来、冷凍サイクルを構成する膨張弁として、電磁弁を特定の時間周期で開閉させることにより冷媒を断熱膨張させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an expansion valve constituting a refrigeration cycle, there has been known one in which a refrigerant is adiabatically expanded by opening and closing a solenoid valve at a specific time period (see, for example, Patent Document 1).
図6は、この種の従来の膨張弁の構成を示す断面側面図である。この図6に示すように、膨張弁100は、図示せぬ圧縮機、凝縮器及び蒸発器とともに冷媒サイクルを構成する冷媒回路を形成するもので、弁本体110と、弁座120と、プランジャ130とを備えて構成されている。
FIG. 6 is a cross-sectional side view showing the configuration of this type of conventional expansion valve. As shown in FIG. 6, the
弁本体110は、冷媒入口110aを構成し、かつ凝縮器から供給される高圧冷媒が通過する高圧流入管251に接続される入口ポート111と、冷媒出口110bを構成し、かつ蒸発器に向けて送出される低圧冷媒が通過する低圧流出管に接続される出口ポート112とを有している。
The
弁座120は、弁本体110の内部に設けられており、冷媒入口110aよりも小径であって冷媒出口110bに連通する小径流路121を有している。
The
プランジャ130は、弁本体110の内部において、弁座120に対して近接離反する態様で進退移動可能に設けられている。このプランジャ130は、一部が弁本体110に収納された状態で設けられたヨーク140の下端部に圧縮コイルバネ150を介して連結されており、常態においては、圧縮コイルバネ150に付勢されて弁座120に近接する態様で進出移動することで、自身の下端部が弁体として弁座120の小径流路121の流入口121aを閉成させるものである(図6中の二点鎖線参照)。一方、上記ヨーク140と、弁本体110の外部に設けられた電磁コイル160とによって形成される磁気回路により、自身に磁力が作用する場合には、プランジャ130は、圧縮コイルバネ150の付勢力に抗して弁座120から離隔する態様で退行移動することで上記小径流路121の流入口121aを開成させるものである。
このような図6に示す従来の膨張弁100においては、電磁コイル160への通電がオフとなる場合には、プランジャ130が圧縮コイルバネ150に付勢されて進出移動することで小径流路121の流入口121aを閉成させる一方、電磁コイル160への通電がオンとなる場合には、プランジャ130が圧縮コイルバネ150の付勢力に抗して退行移動することで小径流路121の流入口121aを開成させることになる。
In the
そして、所定のデューティー比にて電磁コイル160の通電をオンオフさせてプランジャ130の進退移動により小径流路121の流入口121aを弁体で開閉させることで、冷媒入口110aを通じて流入した冷媒を小径流路121で断熱膨張させて冷媒出口110bを通じて流出させている。
Then, the energization of the
ところで、上述したような従来の膨張弁100においては、プランジャ130の進退移動により小径流路121の流入口121aを弁体で開閉させているために、冷媒入口110aより流入する冷媒(高圧冷媒)と冷媒出口110bより流出する冷媒(低圧冷媒)との圧力差が大きい場合には、プランジャ130における弁体にかかる圧力差も大きくなり、小径流路121の流入口121aを開成させるためのプランジャ130の退行移動に要する力が過大なものとなってしまう。このようにプランジャ130の退行移動に要する力が過大なものとなると、アクチュエータである電磁コイル160の大型化を招来し、結果的にコストが増大してしまい好ましくない。また、プランジャ130の退行移動に要する力を低減させるためには、小径流路121を縮径させることが考えられるが、これでは冷媒とともに冷媒回路を循環する塵等が小径流路121で詰まる可能性があり、小径流路121の縮径化にも限界がある。
Incidentally, in the
本発明は、上記実情に鑑みて、コストを増大させることなく、小径流路の流入口の開閉に要する力の低減化を図ることができる膨張弁を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an expansion valve that can reduce the force required to open and close the inlet of a small-diameter channel without increasing the cost.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る膨張弁は、冷媒入口と冷媒出口とが設けられた弁本体と、前記弁本体の内部に設けられ、かつ前記冷媒入口よりも小径であって前記冷媒出口に連通する小径流路を有する弁座と、前記弁本体の内部に設けられており、常態においては前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを規制する一方、自身に磁力が作用する場合には前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを許容する弁体とを備え、所定のデューティー比にて前記弁体に磁力を作用させることにより、前記冷媒入口と前記冷媒出口とを所定の時間周期で連通させ、前記冷媒入口を通じて流入した冷媒を前記小径流路で断熱膨張させて前記冷媒出口を通じて流出させる膨張弁において、前記弁体は、中央部がピンを介して前記弁本体に支持されることで先端部が前記弁座に近接離反するとともに基端部が前記弁本体に設けられたヨークに対して近接離反する態様で前記ピンの中心軸回りに揺動可能に配設されたロッド状の形態を成しており、常態においては、先端部が前記弁座に近接するとともに基端部が前記ヨークから離隔する待機姿勢となって該先端部が前記小径流路の流入口を閉成させることで前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを規制する一方、自身に磁力が作用する場合には、基端部が前記ヨークに近接するとともに先端部が前記弁座から離隔する駆動姿勢となって該先端部が前記小径流路の流入口を開成させることで前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを許容することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an expansion valve according to a first aspect of the present invention includes a valve body provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet, a valve body provided inside the valve body, and having a smaller diameter than the refrigerant inlet. A valve seat having a small-diameter channel communicating with the refrigerant outlet, and provided inside the valve body, wherein the refrigerant inlet and the refrigerant outlet normally communicate with each other through the small-diameter channel. A valve body that allows the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to communicate with each other through the small-diameter flow path when a magnetic force acts on the valve body, and controls the valve body at a predetermined duty ratio. The expansion valve that causes the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to communicate with each other at a predetermined time period, adiabatically expands the refrigerant flowing through the refrigerant inlet through the small-diameter channel, and flows out through the refrigerant outlet. The valve body has a central portion supported by the valve body via a pin so that a distal end portion approaches and separates from the valve seat and a proximal end portion is close to a yoke provided in the valve body. It is in the form of a rod arranged so as to be swingable around the central axis of the pin in a separated manner. In a normal state, the distal end portion is close to the valve seat and the proximal end portion is separated from the yoke. The leading end closes the inlet of the small-diameter flow path in a separated standby posture, thereby restricting the refrigerant inlet and the refrigerant outlet from communicating with each other through the small-diameter flow path. In the case of action, the base end portion is close to the yoke and the distal end portion is separated from the valve seat so that the distal end portion opens the inlet of the small-diameter flow path, thereby The refrigerant outlet through the small-diameter channel Characterized in that it allows the communicating.
また、本発明の請求項2に係る膨張弁は、上述した請求項1において、前記弁体は、中央部から基端部までの距離が中央部から先端部までの距離よりも大きいことを特徴とする。 The expansion valve according to a second aspect of the present invention is the expansion valve according to the first aspect described above, wherein the valve body has a distance from the central portion to the base end portion larger than a distance from the central portion to the distal end portion. And
また、本発明の請求項3に係る膨張弁は、上述した請求項1又は請求項2において、前記弁本体に設けられ、かつ底部に形成された孔を介して前記冷媒入口に連通する凹部と、前記弁体の先端部に設けられ、かつ該弁体が駆動姿勢となる場合に前記凹部との間で前記冷媒入口よりも細径となる細流路を形成する凸部とを備えたことを特徴とする。
The expansion valve according to
本発明によれば、弁体は、中央部がピンを介して弁本体に支持されることで先端部が弁座に近接離反するとともに基端部が弁本体に設けられたヨークに対して近接離反する態様でピンの中心軸回りに揺動可能に配設されており、常態においては、待機姿勢となって先端部が小径流路の流入口を閉成させることで冷媒入口と冷媒出口とが小径流路を通じて連通することを規制する一方、自身に磁力が作用する場合には、駆動姿勢となって小径流路の流入口を開成させることで冷媒入口と冷媒出口とが小径流路を通じて連通することを許容するので、弁体はピンを支点として「てこの原理」で動作することになる。これにより、冷媒入口より流入する高圧冷媒と冷媒出口より流出する低圧冷媒との圧力差が大きいことにより弁体の前後における差圧が大きい場合でも、弁体の移動に要する力を低減することができる。従って、アクチュエータの大型化等を招来することなく、このように弁体の移動に要する力を低減させることができるので、コストを増大させずに小径流路の流入口の開閉に要する力の低減化を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the valve body is supported by the valve body through the pin, so that the distal end portion is moved closer to and away from the valve seat and the proximal end portion is closer to the yoke provided on the valve body. It is arranged so as to be able to swing around the central axis of the pin in a state of separating, and in a normal state, the coolant enters the standby position, and the tip portion closes the inlet of the small-diameter flow path, so that the refrigerant inlet and the refrigerant outlet When the magnetic force acts on itself, the refrigerant inlet and the refrigerant outlet are connected to each other through the small diameter channel by opening the small diameter channel inlet. Since it is allowed to communicate, the valve body operates on the “leverage principle” with the pin as a fulcrum. As a result, even if the pressure difference between the front and rear of the valve body is large due to the large pressure difference between the high-pressure refrigerant flowing from the refrigerant inlet and the low-pressure refrigerant flowing out from the refrigerant outlet, the force required to move the valve body can be reduced. it can. Therefore, the force required to move the valve body can be reduced in this way without causing an increase in the size of the actuator, etc., so that the force required to open and close the inlet of the small-diameter channel can be reduced without increasing the cost. There is an effect that it can be realized.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る膨張弁の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an expansion valve according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態である膨張弁を有する冷媒サイクル装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す説明図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット1を備えている。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a case where an internal structure of a vending machine to which a refrigerant cycle apparatus having an expansion valve according to an embodiment of the present invention is applied is viewed from the front. The vending machine illustrated here includes a main body cabinet 1.
本体キャビネット1は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット1には、その内部に例えば2つの断熱仕切板2によって仕切られた3つの独立した商品収容庫3が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫3は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
The main body cabinet 1 has a rectangular shape with an open front surface. The main body cabinet 1 is provided with three
図2は、図1に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫3の断面側面図である。尚、ここでは右側の商品収容庫(以下、適宜右庫とも称する)3aの内部構造について示すが、中央の商品収容庫(以下、適宜中庫とも称する)3b及び左側の商品収容庫(以下、適宜左庫とも称する)3cの内部構造も右庫3aと略同じような構成である。尚、本明細書における右側とは、自動販売機を正面から見た場合の右方を示し、左側とは、自動販売機を正面から見た場合の左方を示す。
FIG. 2 shows the internal structure of the vending machine shown in FIG. 1 and is a cross-sectional side view of the right
かかる図2に示すように、本体キャビネット1の前面には、外扉4及び内扉5が設けてある。外扉4は、本体キャビネット1の前面開口を開閉するためのものであり、内扉5は、商品収容庫3の前面を開閉するためのものである。この内扉5は、上下に分割してあり、上側の扉5aは商品を補充する際に開閉するものである。
As shown in FIG. 2, an
上記商品収容庫3には、商品収納ラック6、払出機構7及び搬出シュータ8が設けてある。商品収納ラック6は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。払出機構7は、商品収納ラック6の下部に設けてあり、この商品収納ラック6に収納された商品群の最下位にある商品を1つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ8は、払出機構7から払い出された商品を外扉4に設けられた商品取出口4aに導くためのものである。
The
図3は、図1及び図2に示した自動販売機に適用された冷媒サイクル装置を概念的に示す概念図である。この図3に示す冷媒サイクル装置は、内部に冷媒(例えば二酸化炭素等)を封入した冷媒回路10を有しており、この冷媒回路10は、主経路20、高圧冷媒導入配管30及び戻配管32を備えて構成してある。
FIG. 3 is a conceptual diagram conceptually showing a refrigerant cycle device applied to the vending machine shown in FIGS. 1 and 2. The refrigerant cycle device shown in FIG. 3 has a
主経路20は、圧縮機21、庫外熱交換器22、補助庫外熱交換器23及び庫内熱交換器24を冷媒配管25にて順次接続して構成してある。
The
圧縮機21は、図2にも示すように機械室9に配設してある。機械室9は、本体キャビネット1の内部であって商品収容庫3と区画され、かつ商品収容庫3の下方側の室である。この圧縮機21は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態(高圧冷媒)にして吐出口より吐出するものである。
The
本実施の形態である圧縮機21は、2回に分けて圧縮動作を行う二段式圧縮機21である。より詳細に説明すると、圧縮機21は、1回目の圧縮動作を行う第1圧縮要素211と、2回目の圧縮動作を行う第2圧縮要素212とを有し、これらの間に図示せぬ中間熱交換器が設けてある。中間熱交換器は、第1圧縮要素211による1回目の圧縮動作により圧縮された冷媒を放熱させて第2圧縮要素212に送出するものである。
The
庫外熱交換器22は、圧縮機21と同様に機械室9に配設してある。この庫外熱交換器22は、圧縮機21で圧縮された冷媒が自身の流路を通過する場合に、該冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。この庫外熱交換器22と圧縮機21とを接続する冷媒配管25には、三方弁26が設けてある。かかる三方弁26については後述する。
The
補助庫外熱交換器23は、自身の流路に熱的に接続されるフィン部材が庫外熱交換器22と共通化された状態で該庫外熱交換器22と一体的に構成されている。この補助庫外熱交換器23は、流路を通過する冷媒、すなわち庫外熱交換器22で放熱した冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。
The auxiliary
庫内熱交換器24は、複数(図示の例では3つ)設けてあり、それぞれが各商品収容庫3の内部低域であって背面ダクトDの前方側に配設してある。これら庫内熱交換器24と補助庫外熱交換器23とを接続する冷媒配管25は、その途中に配設された分配器27により3つに分岐され、右庫3aに配設された庫内熱交換器(以下、右庫内熱交換器とも称する)24a、中庫3bに配設された庫内熱交換器(以下、中庫内熱交換器とも称する)24b、並びに左庫3cに配設された庫内熱交換器(以下、左庫内熱交換器とも称する)24cの入口側にそれぞれ接続してある。
A plurality (three in the illustrated example) of the
また、この冷媒配管25においては、分配器27から各庫内熱交換器24に至る途中に膨張弁40a,40b,40c(以下、これらを総称して膨張弁40とも称する)が設けてある。膨張弁40は、図示せぬコントローラから与えられる指令に応じて開度を調整することができる流量可変のものであり、全閉状態となることも可能である。かかる膨張弁40は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、その構成については後述する。
In the
上記庫内熱交換器24のそれぞれの出口側に接続された冷媒配管25は、途中の第1合流点P1で合流して圧縮機21の吸引口に連通する態様で該圧縮機21に接続してある。
The
尚、このような主経路20において、図3中の符号28及び符号29は、それぞれヒータ及び内部熱交換器である。ヒータ28は、中庫3bに配設してあり、駆動して通電状態となることにより中庫3bの内部空気を加熱する加熱手段である。内部熱交換器29は、補助庫外熱交換器23を通過した高圧冷媒と、庫内熱交換器24を通過した冷媒(低圧冷媒)とを熱交換させるものである。
In such a
高圧冷媒導入配管30は、一端が三方弁26に連結してあり、他端が左庫3cに配設された加熱用熱交換器31の入口側に接続してある。この高圧冷媒導入配管30は、圧縮機21で圧縮された高圧冷媒を加熱用熱交換器31に導入させるためのものである。
One end of the high-pressure
ここで三方弁26は、圧縮機21で圧縮された高圧冷媒を庫外熱交換器22へ送出する第1送出状態と、加熱用熱交換器31へ送出する第2送出状態との間で択一的に切り換え可能なバルブ手段である。かかる三方弁26の切換動作は、コントローラから与えられる指令に応じて行われる。
Here, the three-
戻配管32は、一端が加熱用熱交換器31の出口側に接続してあり、他端が主経路20を構成する冷媒配管25、すなわち庫外熱交換器22と補助庫外熱交換器23との間の冷媒配管25の第2合流点P2に接続してある。この戻配管32は、加熱用熱交換器31を通過した冷媒を主経路20に戻すためのものである。
The
このような冷媒サイクル装置においては、圧縮機21の回転数や膨張弁40の開度、あるいは三方弁26の送出状態を、コントローラを通じて制御することで各商品収容庫3の内部温度を所望の温度状態に調整することができ、次のようにして商品収容庫3に収容された商品を冷却、あるいは加熱することができる。ここでは、CCC運転(すべての商品収容庫3の内部空気を冷却する運転)を行う場合とHCC運転(左庫3cの内部空気を加熱し、右庫3a及び中庫3bの内部空気を冷却する運転)を行う場合とを代表例として説明する。
In such a refrigerant cycle device, the internal temperature of each
まずCCC運転を行う場合について説明する。この場合、コントローラは、三方弁26を第1送出状態にさせるとともに、膨張弁40の開度を調整する。
First, the case where the CCC operation is performed will be described. In this case, the controller causes the three-
これにより圧縮機21で圧縮された冷媒は、第1送出状態にある三方弁26を通過して庫外熱交換器22に至る。庫外熱交換器22に至った冷媒は、該庫外熱交換器22を通過中に、周囲空気(外気)と熱交換を行って放熱する。庫外熱交換器22で放熱した冷媒は、補助庫外熱交換器23に至り、かかる補助庫外熱交換器23を通過中に、周囲空気と熱交換してさらに放熱する。補助庫外熱交換器23で放熱した冷媒は、内部熱交換器29を通じて膨張弁40に至り、かかる膨張弁40で断熱膨張し、右庫内熱交換器24a、中庫内熱交換器24b及び左庫内熱交換器24cに送出される。
Thus, the refrigerant compressed by the
各庫内熱交換器24に送出された冷媒(低圧冷媒)は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気(内部空気)と熱交換して該周囲空気を冷却する。冷却された空気は、各庫内熱交換器24に近接配置された庫内送風ファンF1の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫3に収容された商品は、循環する空気により冷却される。各庫内熱交換器24を通過した冷媒は、第1合流点P1で合流した後に内部熱交換器29を通じて圧縮機21に吸引され、圧縮機21に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant (low-pressure refrigerant) sent to each
次に、HCC運転を行う場合について説明する。この場合、コントローラは、三方弁26を第2送出状態にさせ、膨張弁40cを全閉状態にさせるとともに膨張弁40a,40bの開度を調整する。
Next, a case where the HCC operation is performed will be described. In this case, the controller causes the three-
これにより圧縮機21で圧縮された冷媒は、第2送出状態である三方弁26を通過し、高圧冷媒導入配管30を通じて加熱用熱交換器31に送出される。
Thus, the refrigerant compressed by the
加熱用熱交換器31に送出された冷媒(高圧冷媒)は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気(内部空気)と熱交換して該周囲空気を加熱する。加熱された空気は、庫内送風ファンF1の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫3に収容された商品は、循環する空気により加熱される。
The refrigerant (high-pressure refrigerant) sent to the
加熱用熱交換器31を通過した冷媒は、戻配管32を通過した後に第2合流点P2に至り、かかる第2合流点P2で主経路20に進入する。主経路20に進入した冷媒は、補助庫外熱交換器23及び内部熱交換器29を通過した後に膨張弁40a,40bに至り、かかる膨張弁40a,40bで断熱膨張し、右庫内熱交換器24a及び中庫内熱交換器24bに送出される。
The refrigerant that has passed through the
右庫内熱交換器24a及び中庫内熱交換器24bに送出された冷媒は、冷媒流路を通過して周囲空気(内部空気)と熱交換して該周囲空気を冷却する。冷却された空気は、庫内送風ファンF1の駆動により内部を循環し、これにより右庫3a及び中庫3bに収容された商品は、循環する空気により冷却される。右庫内熱交換器24a及び中庫内熱交換器24bを通過した冷媒は、第1合流点P1で合流した後に内部熱交換器29を通じて圧縮機21に吸引され、圧縮機21に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant sent to the right
上記膨張弁40の構造について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4及び図5は、それぞれ図2及び図3に示した膨張弁40の構成を示すものであり、図4は通電がオフされた状態を示す断面側面図であり、図5は通電がオンされた状態を示す断面側面図である。これら図4及び図5に示す膨張弁40は、ヨーク41と、ケース42と、弁座43と、弁体44とを備えて構成してある。
The structure of the
ヨーク41は、電磁コイル45が巻回されたボビン46の中空部461を貫通する態様でハウジングを形成する外ヨーク47の下面に固定ネジによって固定してある。このヨーク41の上端部411は、ボビン46の上端よりも上方に突出している。
The
ケース42は、箱状の形態を成した弁本体であり、外ヨーク47に取り付けられている。このケース42は、底部に形成された開口421にヨーク41の上端部411が貫通しており、底部の上面とヨーク41の上端面とが同一平面を構成している。かかるケース42は、入口ポート422と出口ポート423とを有している。
The
入口ポート422は、ケース42の天部に設けてある。この入口ポート422は、分配器27に接続された冷媒配管25(以下、高圧冷媒配管25とも称する)と接続する部位であり、冷媒入口42aを構成している。
The
出口ポート423は、ケース42の底部であって、入口ポート422の下方域に設けてある。この出口ポート423は、庫内熱交換器24の入口側に接続された冷媒配管25(以下、低圧冷媒配管25とも称する)と接続する部位であり、冷媒出口42bを構成している。
The
弁座43は、ケース42の内部において底部に載置された状態で設けられた柱状部材であり、上下方向に沿って延在する小径流路431が形成してある。この小径流路431は、冷媒入口42a、より詳細には高圧冷媒配管25の内径よりも小径となる流路であり、弁座43の上面及び下面に開口を形成している。ここで弁座43の上面側の開口が冷媒の流入口431aであり、下面側の開口が冷媒の流出口431bとなる。このような小径流路431は、流出口431bを介して冷媒出口42bに連通している。
The
弁体44は、ロッド状の形態を成しており、先端部441が弁座43の上方域に位置し、基端部442がヨーク41の上端面の上方域に位置しており、中央部443がケース42の底部に立設された支持片424に設けられたピン425に軸支されている。この弁体44は、ピン425の中心軸回りに揺動可能に設けられており、より詳細には、先端部441が弁座43に近接離反する態様で、かつ基端部442がヨーク41の上端面に近接離反する態様で揺動可能に設けられている。このような弁体44は、中央部443から基端部442までの距離が中央部443から先端部441までの距離よりも大きくしてある。
The
また、この弁体44の先端部441には上方に向けて突出する例えば円錐形状を成す凸部444が設けられている。この凸部444は、入口ポート422に形成された凹部4221に進入している。凹部4221は、底部に形成された孔部4222を介して冷媒入口42aに連通しており、その横断面が下方に向けて漸次拡大するよう周面がテーパー状に形成されている。
Further, a
以上のように構成された膨張弁40においては、図4に示すように、電磁コイル45への通電がオフされる場合には、弁体44は、自身の自重によって先端部441が弁座43の上面に載置された待機姿勢となる。このように弁体44が待機姿勢となることで、先端部441が小径流路431の流入口431aを閉成させる。これにより、冷媒入口42aと冷媒出口42bとの連通状態が遮断され、膨張弁40は全閉状態となり、冷媒が通過することを規制する。
In the
一方、図5に示すように、図示せぬ通電装置より電磁コイル45への通電がオンされる場合には、電磁コイル45、外ヨーク47、弁体44、ヨーク41等により形成される磁気回路により弁体44に磁力が作用し、これにより弁体44は、基端部442がヨーク41の上端面に近接し、かつ先端部441が弁座43から離隔する態様で揺動して駆動姿勢となる。このように弁体44が駆動姿勢となることで、先端部441が小径流路431の流入口431aを開成させるとともに、凸部444と凹部4221との間で冷媒入口42aよりも細径となる細流路49が形成され、冷媒入口42aと冷媒出口42bとは、細流路49及び小径流路431を介して連通する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when energization to the
これにより、冷媒入口42aを通じて高圧冷媒配管25よりケース42の内部に流入した高圧冷媒は、細流路49を通過することで減圧され、さらに小径流路431を通過することでさらに減圧されて低圧冷媒となり、この小径流路431を通過後に冷媒出口42bから低圧冷媒配管25に流出される。
Thus, the high-pressure refrigerant that has flowed into the
このような膨張弁40では、所定の時間周期で通電装置より電磁コイル45への通電がオンオフされると、すなわち所定のデューティー比で弁体44に磁力を作用させると、弁体44が待機姿勢と駆動姿勢との間で揺動することで小径流路431の流入口431aが開閉され、自身を通過することで断熱膨張する冷媒の減圧量の調整を良好に行うことができるため、冷媒の蒸発温度を所定の温度に調整可能である。
In such an
以上説明したように本実施の形態である膨張弁40によれば、弁体44は、中央部443がピン425を介してケース42に支持されることで先端部441が弁座43に近接離反するとともに基端部442がヨーク41に対して近接離反する態様でピン425の中心軸回りに揺動可能に配設されており、電磁コイル45への通電がオフされる場合には、待機姿勢となって先端部441が小径流路431の流入口431aを閉成させることで冷媒入口42aと冷媒出口42bとが小径流路431を通じて連通することを規制する一方、自身に磁力が作用する場合には、駆動姿勢となって小径流路431の流入口431aを開成させることで冷媒入口42aと冷媒出口42bとが小径流路431を通じて連通することを許容するので、弁体44はピン425を支点として「てこの原理」で動作することになる。これにより、冷媒入口42aより流入する高圧冷媒と冷媒出口42bより流出する低圧冷媒との圧力差が大きいことにより弁体44の前後における差圧が大きい場合でも、弁体44の移動に要する力を低減することができる。従って、電磁コイル45の大型化等を招来することなく、このように弁体44の移動に要する力を低減させることができるので、コストを増大させずに小径流路431の流入口431aの開閉に要する力の低減化を図ることができる。
As described above, according to the
以上のように、本発明に係る膨張弁は、自動販売機等の冷媒サイクル装置に有用である。 As described above, the expansion valve according to the present invention is useful for a refrigerant cycle device such as a vending machine.
40 膨張弁
41 ヨーク
42 ケース
42a 冷媒入口
42b 冷媒出口
422 入口ポート
4221 凹部
423 出口ポート
424 支持片
425 ピン
43 弁座
431 小径流路
431a 流入口
431b 流出口
44 弁体
441 先端部
442 基端部
443 中央部
444 凸部
45 電磁コイル
46 ボビン
461 中空部
47 外ヨーク
49 細流路
N 固定ネジ
40
Claims (3)
前記弁本体の内部に設けられ、かつ前記冷媒入口よりも小径であって前記冷媒出口に連通する小径流路を有する弁座と、
前記弁本体の内部に設けられており、常態においては前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを規制する一方、自身に磁力が作用する場合には前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを許容する弁体と
を備え、
所定のデューティー比にて前記弁体に磁力を作用させることにより、前記冷媒入口と前記冷媒出口とを所定の時間周期で連通させ、前記冷媒入口を通じて流入した冷媒を前記小径流路で断熱膨張させて前記冷媒出口を通じて流出させる膨張弁において、
前記弁体は、中央部がピンを介して前記弁本体に支持されることで先端部が前記弁座に近接離反するとともに基端部が前記弁本体に設けられたヨークに対して近接離反する態様で前記ピンの中心軸回りに揺動可能に配設されたロッド状の形態を成しており、常態においては、先端部が前記弁座に近接するとともに基端部が前記ヨークから離隔する待機姿勢となって該先端部が前記小径流路の流入口を閉成させることで前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを規制する一方、自身に磁力が作用する場合には、基端部が前記ヨークに近接するとともに先端部が前記弁座から離隔する駆動姿勢となって該先端部が前記小径流路の流入口を開成させることで前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記小径流路を通じて連通することを許容することを特徴とする膨張弁。 A valve body provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet;
A valve seat provided inside the valve main body and having a small-diameter flow path having a smaller diameter than the refrigerant inlet and communicating with the refrigerant outlet;
It is provided inside the valve main body, and normally restricts the refrigerant inlet and the refrigerant outlet from communicating with each other through the small-diameter flow path, whereas when the magnetic force acts on itself, the refrigerant inlet and the refrigerant outlet A valve body that allows the refrigerant outlet to communicate with the small-diameter flow path,
By applying a magnetic force to the valve body at a predetermined duty ratio, the refrigerant inlet and the refrigerant outlet are communicated with each other at a predetermined time period, and the refrigerant flowing through the refrigerant inlet is adiabatically expanded in the small diameter channel. In the expansion valve that flows out through the refrigerant outlet,
The central part of the valve body is supported by the valve body via a pin, so that the distal end part approaches and separates from the valve seat and the proximal end part approaches and separates from a yoke provided in the valve body. The rod-shaped configuration is arranged so as to be swingable around the central axis of the pin. In the normal state, the distal end portion is close to the valve seat and the proximal end portion is separated from the yoke. The tip portion closes the inlet of the small-diameter channel by entering a standby posture, thereby restricting the refrigerant inlet and the refrigerant outlet from communicating with each other through the small-diameter channel, while a magnetic force acts on itself. In this case, the refrigerant inlet and the refrigerant are driven by a driving posture in which the proximal end is close to the yoke and the distal end is separated from the valve seat, and the distal end opens the inlet of the small-diameter channel. The outlet communicates with the small-diameter channel. Expansion valve, characterized in that to allow the.
前記弁体の先端部に設けられ、かつ該弁体が駆動姿勢となる場合に前記凹部との間で前記冷媒入口よりも細径となる細流路を形成する凸部と
を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の膨張弁。 A recess provided in the valve body and communicating with the refrigerant inlet via a hole formed in the bottom;
And a convex portion that is provided at a distal end portion of the valve body and forms a narrow channel between the concave portion and the refrigerant inlet when the valve body is in a driving posture. The expansion valve according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
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- 2011-12-12 JP JP2011271498A patent/JP2013122356A/en active Pending
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