JP2018204840A - 絞り装置および冷凍サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】絞り装置において、何らかの原因によりストッパ部のストッパ室（中空部）の液冷媒が急激に体膨張する場合であっても、絞り装置に不具合を生じさせることなく、しかも、異物がストッパ室（中空部）内に浸入することを回避できること。【解決手段】ストッパ部材１２は、例えば、銅合金薄板材料でプレス加工により一様の厚さで成形され、内部圧力逃がし機構の一部を構成する貫通孔１２Ｈをガイド部１８Ｂの外周面に向き合って有し、ストッパ部材１２の中空部１４内の圧力が所定値以上に急激に上昇せしめられた場合、ストッパ部材１２の胴部（中腹部）が膨らむことにより、中空部１４内の液状冷媒が、開状態とされる貫通孔１２Ｈを介してチューブ本体１０の内周部１０ａ内に容易に放出されるもの。【選択図】図１

Description

本発明は、絞り装置および冷凍サイクルシステムに関する。

差圧式の絞り装置は、外気温度に応じて圧縮機を効率よく作動させるために凝縮器出口と蒸発器入口との間の冷媒の圧力を最適に制御するとともに、圧縮機の回転数を変更できる冷凍サイクルシステムにおいても、省力化の観点から圧縮機の回転数に応じた冷媒の圧力を最適に制御するものとされる。そのような絞り装置は、例えば、冷媒が導入される一端で、凝縮器に接続される一次側配管に接合されており、冷媒が流出される他端で蒸発器に接続される二次側配管に接合されている。

差圧式の絞り装置は、例えば、特許文献１に示されるように、一次側配管および二次側配管にそれぞれ接続される本体ケースと、本体ケース内に固定され一体に形成される弁座部およびガイド部と、弁座部に形成される弁ポートに挿入されるニードル弁と、ニードル弁を弁ポートに対し近接する方向に付勢するコイルばねとを主な要素として含んで構成されている。絞り装置においては、加えて、ニードル弁の摺動軸、コイルばね、および、ばね受けを包囲する円筒状のストッパ部が、ガイド部に設けられている。これにより、コイルばね等の付勢手段に異物が付着するのを防止出来て安定した作動性が得られる。また、冷媒の流れによるばね部材の振動を低減して異音の発生を防止できる。

ストッパ部は、液状の冷媒が滞留する場合があるストッパ室（以下、中空部ともいう）を内側に有している。ストッパ室は、ストッパ部の側面に設けられる均圧孔（図１参照）、または、ストッパ部におけるかしめ部とガイド部の外周部との間の隙間（図４参照）を通じて本体ケースの内周部と連通している。これにより、一次側配管に接続される本体ケースの一次室内の圧力が変化した場合、ストッパ室内の圧力も追従して変化することとなる。

冷凍サイクルシステムにおいては、例えば、特許文献２に示されるように、ホットガスデフロスト運転が実行される場合がある。ホットガスデフロスト運転が実行される場合、例えば、圧縮機から吐出される高温高圧のガス冷媒が、蒸発器と凝縮器との間に導かれる。

特開２０１７−４８９８６号公報 特開平５−７１８３０号公報

特許文献１に示される絞り装置におけるストッパ部が均圧孔を有する場合、均圧孔の直径よりも小なる異物が均圧孔を通じてストッパ室内に浸入し、ニードル弁の摺動軸に付着することにより、摺動軸の摺動性が損なわれる虞がある。また、異物がニードル弁の下端面(当接部)と対向するストッパ部のストッパ室の内面との間に挟まって、ブリード流量の変化の虞もある。このような場合の対策として、ストッパ部の均圧孔の直径を極力小に設定することも考えられる。

しかしながら、冷凍サイクルシステムにおいて、ホットガスデフロスト運転が実行される場合、凝縮器と蒸発器との間に設けられる絞り装置近辺の周囲の温度が急激に上昇したとき、ストッパ室内が、密閉空間に近いほどストッパ室内に満たされた液冷媒が急激に体膨張する可能性がある。このような場合、上述のようにストッパ部の均圧孔の直径を極力小に設定することによって絞り装置において、不具合が生じる可能性があるので均圧孔の直径を極力小に設定することは、得策とは言えない。

以上の問題点を考慮し、本発明は、絞り装置および冷凍サイクルシステムであって、何らかの原因によりストッパ部のストッパ室（中空部）の液冷媒が急激に体膨張する場合であっても、絞り装置に不具合を生じさせることなく、しかも、異物がストッパ室（中空部）内に浸入することを回避できる絞り装置および冷凍サイクルシステムを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る絞り装置は、冷媒を供給する配管に配され、配管内に連通する開口端部を両端に有するチューブ本体と、チューブ本体の内周部に配され、弁ポートを有する弁座と、弁座の弁ポートに対し近接または離隔可能に配され弁ポートの開口面積を制御する先細部と、先細部の末端に連なり弁ポートに対し離隔し冷媒の流れの上流側に向けて延びるガイド軸部と、を有するニードル部材と、チューブ本体の内周部における弁座の位置よりも冷媒の流れの上流側に配され、ニードル部材のガイド軸部が摺動可能に配されるガイド部と、ガイド部とチューブ本体の一方の開口端部との間に配され、ニードル部材を弁座の弁ポートに対し近接する方向に付勢する付勢部材と、ニードル部材のガイド軸部および付勢部材を包囲するようにガイド部の端部に設けられ、冷媒が浸入する中空部を有する弾性変位可能なストッパ部材と、ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、中空部内の内部圧力をチューブ本体の内周部に向けて逃がす内部圧力逃がし機構と、を備えて構成される。

また、内部圧力逃がし機構は、ガイド部の外周面と、ガイド部の外周面に対向してストッパ部材に形成される貫通孔と、から形成され、ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、ストッパ部材の貫通孔の周縁がガイド部の外周面から離隔され、貫通孔が中空部に連通するように構成されてもよい。さらに、内部圧力逃がし機構は、ガイド部に設けられストッパ部材の中空部とガイド部の外周面とを連通させる連通路と、ガイド部の外周面に開口する連通路における開口端を開閉する舌状片とから形成され、ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、舌状片が連通路における開口端を開状態とするものでもよく、さらにまた、内部圧力逃がし機構は、ストッパ部材の胴部に形成される貫通孔と、貫通孔を開閉する舌状片とから形成され、ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、舌状片が貫通孔を開状態とするものでもよい。

本発明に係る冷凍サイクルシステムは、蒸発器と、圧縮機、および、凝縮器とを備え、上述の絞り装置が、凝縮器の出口と蒸発器の入口との間に配される配管に設けられることを特徴とする。

本発明に係る絞り装置および冷凍サイクルシステムによれば、内部圧力逃がし機構が、ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、中空部内の内部圧力をチューブ本体の内周部に向けて逃がすので何らかの原因によりストッパ部の中空部の液冷媒が急激に体膨張する場合であっても、絞り装置に不具合を生じさせることなく、しかも、異物が中空部内に浸入することを回避できる。

本発明に係る絞り装置の一例の構成を示す断面図である。 図１に示される絞り装置に用いられるニードルサブアセンブリの一例を示す断面図である。 本発明に係る絞り装置の一例が適用される冷凍サイクルシステムの一例の構成を概略的に示す図である。 図１に示される例の動作説明に供される弁開度の特性を示す特性図である。 図１に示される絞り装置に用いられるニードルサブアセンブリの一例の動作説明に供される断面図である。 （Ａ）は、図１に示される絞り装置に用いられるニードルサブアセンブリの他の一例を示す断面図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）における矢印ＶＩＢから拡大して見た矢視図である。 図１に示される絞り装置に用いられるニードルサブアセンブリのさらなる他の一例を示す断面図である。 図１に示される絞り装置に用いられるニードルサブアセンブリのさらなる他の一例を示す断面図である。

図１は、本発明に係る絞り装置の一例の構成を示す。

絞り装置は、例えば、図３に示されるように、冷凍サイクルシステムの配管における凝縮器６の出口と蒸発器２の入口との間に配置されている。絞り装置は、後述するチューブ本体１０の一端１０Ｅ１で、一次側配管Ｄｕ１に接合されており、冷媒が流出されるチューブ本体１０の他端１０Ｅ２で二次側配管Ｄｕ２に接合されている。一次側配管Ｄｕ１は、凝縮器６の出口と絞り装置とを接続し、二次側配管Ｄｕ２は、蒸発器２の入口と絞り装置とを接続するものとされる。蒸発器２の出口と凝縮器６の入口との間には、蒸発器２の出口に接合される配管Ｄｕ３と、凝縮器６の入口に接合される配管Ｄｕ４とにより、圧縮機４が接続されている。圧縮機４は、図示が省略される制御部により駆動制御される。これにより、冷凍サイクルシステムにおける冷媒が、例えば、図３に示される矢印に沿って循環されることとなる。

図１において、絞り装置は、上述の冷凍サイクルシステムの配管に接合されるチューブ本体１０と、チューブ本体１０の内周部１０ａに固定されるガイドチューブ１８と、ガイドチューブ１８に一体に形成され冷媒の流量を調整する冷媒流量調整部を構成する弁座１８Ｖ、および、ニードル部材２０と、ニードル部材２０を弁座１８Ｖに対し近接する方向に付勢するコイルスプリング１６と、コイルスプリング１６の一方の端部を支持するばね受け部材２２と、ニードル部材２０の一端を受け止める円筒状のストッパ部材１２と、を主な要素として含んで構成されている。

チューブ本体１０の内周部１０ａにおける一端１０Ｅ２から所定距離、離隔した中間部には、チューブ本体１０の内径よりも小なる外径を有するガイドチューブ１８の固定部１８Ａの外周部が固定されている。

ガイドチューブ１８は、例えば、銅、真鍮、または、アルミニウム、あるいは、ステンレス鋼等の材料で機械加工により作られている。ガイドチューブ１８は、チューブ本体１０の内周部１０ａに固定される固定部１８Ａと、後述するニードル部材２０のガイド軸２０Ｐ２を摺動可能に案内するガイド部１８Ｂとから構成されている。

ガイドチューブ１８は、かしめ加工によるチューブ本体１０の窪み１０ＣＡ１および１０ＣＡ２により形成される突起がその固定部１８Ａの外周部の溝１８ＣＡ１および１８ＣＡ２に食い込むことにより固定されている。ガイドチューブ１８は、チューブ本体１０の一端１０Ｅ１に最も近いガイド部１８Ｂの端部の外周部に、金属製のストッパ部材１２を有している。

ストッパ部材１２は、例えば、銅合金薄板材料でプレス加工により一様の厚さで成形されている。ストッパ部材１２をプレス成型で形成したことにより、比較的安価に冷媒の体膨張による不具合を回避できる。銅合金薄板材料は、例えば、ストッパ部材１２の内径の３％以上１０％以内の厚さ、好ましくは、０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以内の厚さを有している。ストッパの側面の肉厚をストッパ部材１２の内径に対し、３〜１０％の肉厚としたことで、体膨張した液冷媒により、ストッパ部材１２が径方向に変形しやすくなるとともに、液衝撃や不所望な外力の印加によって、ストッパが変形することがない。

ストッパ部材１２の一端は、図２に拡大されて示されるように、かしめ加工によるストッパ部材１２の窪み１２ＣＡ１により形成される突起がガイド部１８Ｂの端部の溝１８ＣＢ１に食い込むことにより、ガイド部１８Ｂに固定されている。そのかしめ加工による窪み１２ＣＡ１は、ストッパ部材１２の円周方向に沿って所定の間隔をもって複数の箇所、例えば、３箇所に形成されている。円筒状のストッパ部材１２は、閉塞端部を他端に有し、コイルスプリング１６及びばね受け部材２２を覆うような構造となっている。ストッパ部材１２は、ガイド部１８Ｂからチューブ本体１０の一端１０Ｅ１側に向けて延びている。また、その閉塞端部は、平坦な内面を有している。その閉塞端部の内面は、調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５を受け止めるものとされる。調整ねじ２０Ｐ４は、後述するニードル部材２０のガイド軸２０Ｐ２の一端に一体に形成され、ばね受け部材２２の一端の雌ねじ２２Ａにねじ込まれる。ストッパ部材１２の内側には、液状の冷媒が浸入する中空部１４が形成されている。

ストッパ部材１２の窪み１２ＣＡ１以外の部分の内周面とガイド部１８Ｂの端部の溝１８ＣＢ１以外の外周面との間には、所定の隙間が形成される。従って、図１に示される矢印に沿ってチューブ本体１０の一端１０Ｅ１側から供給される冷媒が、その隙間や、ガイド部１８Ｂとガイド軸２０Ｐ２の隙間を通じてストッパ部材１２の中空部１４内に流入される。

また、ストッパ部材１２における窪み１２ＣＡ１から所定距離、閉塞端部に向って離隔した位置には、内部圧力逃がし機構の一部を構成する貫通孔１２Ｈがガイド部１８Ｂの外周面に向き合って形成されている。貫通孔１２Ｈの直径は、例えば、ストッパ部材１２の肉厚以上の寸法に設定されている。図２においては、貫通孔１２Ｈの周縁がガイド部１８Ｂの外周面に当接されることにより、貫通孔１２Ｈが閉状態とされる。一方、図５に示されるように、中空部１４内の圧力が所定の値以上に急激に上昇した場合、ストッパ部材１２の胴部（中腹部）が膨らむことにより、貫通孔１２Ｈの周縁がガイド部１８Ｂの外周面から離隔され、その相互間に隙間が形成される。

従って、中空部１４内の液状冷媒が、開状態とされる貫通孔１２Ｈを介して矢印ＬＱの示す方向に、即ち、ストッパ部材１２の胴部（中腹部）の略半径方向に向けて、チューブ本体１０の内周部１０ａ内に放出されることとなる。また、ストッパ部材の側面に貫通孔１２Ｈを設けたことにより、体膨張した液冷媒が貫通孔１２Ｈを通過して配管内に流出するので弁が必要とされない。これにより、内部圧力逃がし機構が、ストッパ部材１２の貫通孔１２Ｈ、および、ガイド部１８Ｂの外周面により形成されることとなる。なお、貫通孔１２Ｈの数量は、斯かる例に限られることなく、複数の貫通孔が形成されてもよい。

ガイドチューブ１８における後述する連通孔１８Ｃよりも上流側部分には、ガイド部１８Ｂが形成されている。ガイド部１８Ｂの孔部１８ｂには、ニードル部材２０のガイド軸２０Ｐ２が摺動可能に嵌合されている。

ガイドチューブ１８における固定部１８Ａの弁座１８Ｖの弁ポート１８Ｐ、孔部１８ｂは、共通の中心軸線上に形成されている。その際、ガイドチューブ１８におけるガイド部１８Ｂと、固定部１８Ａとが、一体に形成されているので弁座１８Ｖの弁ポート１８Ｐ、孔部１８ｂは、その中心を互いに一致させるように共通の中心軸線上に高精度に加工することが容易となる。

固定部１８Ａにおける弁座１８Ｖとガイド部１８Ｂとの間には、連通孔１８Ｃが弁座１８Ｖの直下に形成されている。ガイドチューブ１８をその半径方向に貫通する連通孔１８Ｃは、弁ポート１８Ｐを、ガイドチューブ１８の外周部とチューブ本体１０の内周部１０ａとの間に連通させる。

ガイドチューブ１８における弁座１８Ｖは、ニードル部材２０における先細部２０Ｐ１が挿入される弁ポート１８Ｐを内部中央部に有している。弁ポート１８Ｐは、所定の一様な直径で弁座１８Ｖの中心軸線に沿って貫通する円形の開口を有している。なお、弁ポート１８Ｐは、斯かる例に限られることなく、例えば、弁座１８Ｖの中心軸線に沿って一端１０Ｅ１に向けて末広状に貫通するものであってもよい。

ガイドチューブ１８における弁座１８Ｖよりも下流側部分には、弁ポート１８Ｐの直径よりも内径が下流側に向けて徐々に大きくなる末広部１８ｄが、固定部１８Ａの内側に形成されている。末広部１８ｄは、円筒形の固定部１８Ａの内周部１８ｅに連なっている。

ニードル部材２０は、図２に示されるように、例えば、真鍮、または、ステンレス鋼等の材料で機械加工により作られ、弁座１８Ｖに向かい合って形成される先細部２０Ｐ１と、ガイド部１８Ｂにおける孔部１８ｂに摺動可能に嵌合されるガイド軸部２０Ｐ２と、先細部２０Ｐ１の基部に連なる張出部２０Ｆおよび連結用突起片２０ｆと、ガイド軸部２０Ｐ２の先端に形成されるばね受け部材連結部２０Ｐ３、および、調整ねじ２０Ｐ４と、を主な要素として構成されている。

所定のテーパ角度を有する円錐台状の先細部２０Ｐ１の最小径部は、ガイド軸部２０Ｐ２の直径より僅かに小さく設定されている。先細部２０Ｐ１は、ニードル部材２０の調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５がストッパ部材１２の閉塞端の内面に当接されるとき、弁ポート１８Ｐの直径よりも大なる直径を有する基部、即ち、後述する張出部２０Ｆとの連結部分を弁ポート１８Ｐから所定距離、離隔した位置に有している。

ニードル部材２０のばね受け部材連結部２０Ｐ３には、ばね受け部材２２が、かしめ加工により固定されている。ばね受け部材連結部２０Ｐ３は、例えば、環状の溝で形成されている。ばね受け部材２２は、かしめ加工によるばね受け部材２２の窪み２２ＣＡ１により形成される突起がばね受け部材連結部２０Ｐ３の溝に食い込むことにより固定されている。上述のガイド部１８Ｂに向き合うばね受け部材２２のばね支持部２２Ｆには、コイルスプリング１６の一端が支持されている。側方に張り出すばね支持部２２Ｆは、上述の窪み２２ＣＡ１からガイド部１８Ｂに対し近接する方向に所定距離、離隔した位置に一体に形成されている。コイルスプリング１６の他端は、上述のガイド部１８Ｂのばね受け部１８ｆに支持されている。ガイド部１８Ｂのばね受け部１８ｆに連なる当接部の端面１８ｇとばね受け部材２２のばね支持部２２Ｆの筒状部の端部２２Ｇとは、所定の距離、離隔されている。ばね受け部材２２のばね支持部２２Ｆの筒状部には、コイルスプリング１６が巻装されている。これにより、仮に、ニードル部材２０が、他端１０Ｅ２に向って所定値以上、移動せしめられた場合、ガイド部１８Ｂの当接部の端面１８ｇとばね支持部２２Ｆの筒状部の端部２２Ｇとが当接するのでニードル部材２０の移動が規制されることとなる。従って、コイルスプリング１６が、所定値以上に過剰に圧縮されることが回避される。

ニードル部材２０のばね受け部材連結部２０Ｐ３と一体に形成される調整ねじ２０Ｐ４の雄ねじは、ばね受け部材２２の内周部の雌ねじ２２Ａの孔にねじ込まれている。その雌ねじ２２Ａの孔は、上述の窪み２２ＣＡ１からガイド部１８Ｂに対し離隔する方向に延びている。調整ねじ２０Ｐ４は、コイルスプリング１６の付勢力を調整するものとされる。

絞り装置は、ニードル部材２０の先細部２０Ｐ１の外周部が、差圧（一端１０Ｅ１側の冷媒の入口圧力と他端１０Ｅ２側の冷媒の出口圧力との差）により、弁ポート１８Ｐの開口端部の周縁に対しさらに離隔し始める離隔開始タイミングは、コイルスプリング１６の付勢力に基づいて設定される。コイルスプリング１６のばね定数は、所定の値に設定されている。

調整ねじ２０Ｐ４により、コイルスプリング１６の付勢力が調整された後、かしめ加工によるばね受け部材２２の窪み２２ＣＡ１により形成される突起が、ばね受け部材連結部２０Ｐ３の溝に食い込むことによって、調整ねじ２０Ｐ４のばね受け部材２２に対する位置が、固定される。

調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５がストッパ部材１２の閉塞端の平坦な内面に当接されるとき、ニードル部材２０の先細部２０Ｐ１の外周部における弁ポート１８Ｐの開口端部に対応する位置において、先細部２０Ｐ１の外周部が、弁ポート１８Ｐの開口端部の周縁に対し所定の隙間を形成するように配置されている。その際、ニードル部材２０の先細部２０Ｐ１と弁ポート１８Ｐの開口端部との間には、絞り部が形成される。絞り部とは、弁ポート１８Ｐの周縁から先細部２０Ｐ１の母線への垂線と、先細部２０Ｐ１の母線との交点が、弁ポート１８Ｐの縁から最も近い箇所（最狭部）をいう。この垂線が描く円錐面の面積が、絞り部の開口面積となる。

チューブ本体１０内の冷媒の圧力が所定値以下の場合、調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５は、コイルスプリング１６の付勢力と一次側配管Ｄｕ１からの冷媒の圧力との差に応じた所定の圧力でストッパ部材１２の閉塞端の内面に当接されている。

このような弁ポート１８Ｐの開口端部の周縁に対して形成される所定の隙間の量により、上述の絞り部を通過する所定のブリード量が設定されることとなる。また、ニードル部材２０のばね受け部材２２における調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５は、ストッパ部材１２の閉塞端の内面に当接されているのでコイルスプリング１６の付勢力やニードル部材２０に作用する二次側からの不所望な圧力により、ニードル部材２０の先細部２０Ｐ１が弁座１８Ｖの弁ポート１８Ｐの開口端に食い付くことが回避される。

上述のガイドチューブ１８と、ガイドチューブ１８の弁ポート１８Ｐおよび孔部１８ｂに挿入されたニードル部材２０と、ニードル部材２０の調整ねじ２０Ｐ４が所定量、ねじ込まれたばね受け部材２２と、ばね受け部材２２とガイドチューブ１８のガイド部１８Ｂの端部との間に配されたコイルスプリング１６と、により、ニードルサブアセンブリが形成される。

斯かる構成において、冷媒の圧力によるニードル部材２０に作用する力がコイルスプリング１６の付勢力を超えない場合、上述したように、冷媒が、一次側配管Ｄｕ１を通じて供給されるとき、冷媒の圧力は、チューブ本体１０の一端１０Ｅ１、チューブ本体１０の内周部１０ａとストッパ部材１２の外周部との間、連通路１８Ｃ、上述の絞り部を通過することにより減圧され、その後、冷媒が、ガイドチューブ１８の固定部１８Ａの内周部１８ｅを通じて他端１０Ｅ２から所定のブリード量で排出される。

さらに、冷媒の圧力によるニードル部材２０に作用する力がコイルスプリング１６の付勢力を超える場合、上述の絞り部を通じて流れる冷媒が、弁ポート１８Ｐの周縁からさらに離隔する方向にニードル部材２０を押圧することとなる。これにより、図４に示されるように、差圧Ｐが値Ｐ１のとき、弁開度（絞り部の開口面積）ＶＰが、所定の値Ｖ１である状態から差圧Ｐが差圧Ｐ１から増大するにつれて弁開度ＶＰが特性線Ｌａに従い線形的に増大することとなる。また、差圧Ｐが所定の値Ｐ２まで増大するとき、弁開度ＶＰが定格弁開度としての所定の値Ｖ２に到達する。

さらにまた、絞り装置の温度が、何らかの原因により、例えば、ホットガスデフロスト運転等に起因して上昇し、ストッパ部材１２の中空部１４内の液冷媒の圧力が所定値以上に急激に上昇せしめられたときであっても、図５に示されるように、ストッパ部材１２の胴部（中腹部）が膨らむことにより、中空部１４内の液状冷媒が、開状態とされる貫通孔１２Ｈを介して矢印ＬＱの示す方向に、即ち、ストッパ部材１２の半径方向に、チューブ本体１０の内周部１０ａ内に向けて容易に放出されることとなる。従って、異物が、外部から中空部１４内に浸入する虞がなく、しかも、絞り装置に不具合を生じさせることがない。ガイド部１８Ｂの嵌合部に向き合う貫通孔１２Ｈをストッパ部材１２に設けたことにより、ストッパ部材１２内の圧力上昇を抑制できるとともに、通常運転時にストッパ部材１２の内部に流体内の異物が流入する虞がない。よって、異物により作動性が損なわれることがない。なお、ストッパ部材１２の弾性変形により液冷媒が放出された後は、ストッパ部材１２は、図２に示される初期の形状状態に戻るため、ブリード流量の変化や、弁開度設定値などの性能変化は、ない。

図６（Ａ）は、本発明に係る絞り装置の一例に用いられるニードルサブアセンブリの他の一例の構成を拡大して示す。なお、図６（Ａ）において、図１に示される例における構成要素と同一の構成要素について同一の符合を付して示し、その重複説明が省略される。
ニードルサブアセンブリは、ガイドチューブ２８と、ガイドチューブ２８の弁ポート２８Ｐおよび孔部２８ｂに挿入されたニードル部材２０と、ニードル部材２０の調整ねじ２０Ｐ４が所定量、ねじ込まれたばね受け部材２２と、ばね受け部材２２とガイドチューブ２８のガイド部２８Ｂの端部との間に配されたコイルスプリング１６と、を含んで構成されている。

ガイドチューブ２８は、例えば、銅、真鍮、または、アルミニウム、あるいは、ステンレス鋼等の材料で機械加工により作られている。ガイドチューブ２８は、図１に示されるチューブ本体１０の内周部１０ａに固定される固定部２８Ａと、ニードル部材２０のガイド軸２０Ｐ２を摺動可能に案内するガイド部２８Ｂとから構成されている。

ガイドチューブ２８は、かしめ加工によるチューブ本体１０の窪み１０ＣＡ１および１０ＣＡ２により形成される突起がその固定部２８Ａの外周部の溝２８ＣＡ１および２８ＣＡ２に食い込むことにより固定されている。ガイドチューブ２８は、チューブ本体１０の一端１０Ｅ１に最も近いガイド部２８Ｂの端部の外周部に、金属製のストッパ部材３２を有している。円筒状のストッパ部材３２は、例えば、銅合金薄板材料でプレス加工により一様の厚さで成形されている。銅合金薄板材料は、例えば、ストッパ部材３２の内径の３％以上１０％以内の厚さ、好ましくは、０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以内の厚さを有している。

ストッパ部材３２の一端は、かしめ加工によるストッパ部材３２の窪み３２ＣＡ１により形成される突起がガイド部２８Ｂの端部の溝２８ＣＢ１に食い込むことにより、ガイド部２８Ｂに固定されている。そのかしめ加工による窪み３２ＣＡ１は、ストッパ部材３２の円周方向に沿って所定の間隔をもって複数の箇所、例えば、３箇所に形成されている。ストッパ部材３２は、閉塞端部を他端に有し、コイルスプリング１６及びばね受け部材２２を覆うような構造となっている。

ストッパ部材３２は、ガイド部２８Ｂからチューブ本体１０の一端１０Ｅ１側に向けて延びている。また、その閉塞端部は、平坦な内面を有している。その閉塞端部の内面は、調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５を受け止めるものとされる。ストッパ部材３２の内側には、液状の冷媒が浸入する中空部２４が形成されている。

ストッパ部材３２の窪み３２ＣＡ１以外の部分の内周面とガイド部２８Ｂの端部の溝２８ＣＢ１以外の外周面との間には、所定の隙間が形成される。従って、チューブ本体１０の一端１０Ｅ１側から供給される冷媒が、その隙間や、ガイド部２８Ｂとガイド軸２０Ｐ２の隙間を通じてストッパ部材３２の中空部２４内に流入される。

また、ストッパ部材３２における窪み３２ＣＡ１から所定距離、その閉塞端部に向って離隔した位置には、図６（Ｂ）に部分的に拡大されて示されるように、内部圧力逃がし機構の一部を構成する舌状片３２Ｖが、弾性変位可能に形成されている。舌状片３２Ｖの基端部は、ストッパ部材３２における他の部分と一体に形成されている。舌状片３２Ｖの末端部は、それ自体の弾性力に基づいて開口部３２ａの内周縁に対し近接または離隔可能とされる。ガイド部２８Ｂの内部における舌状片３２Ｖに対向する部分には、連通路２８Ｒが形成されている。連通路２８Ｒの一端は、中空部２４内に開口し、連通路２８Ｒの他端は、舌状片３２Ｖに向き合ってガイド部２８Ｂの外周面に開口している。連通路２８Ｒの他端の開口径は、図６（Ｂ）に部分的に拡大されて示されるように、舌状片３２Ｖの末端部の幅Ｗよりも小に設定されている。

図６（Ａ）においては、例えば、中空部２４内の圧力が所定の値以上に急激に上昇した場合、舌状片３２Ｖの末端部が、連通路２８Ｒの他端の開口端を開放するように、ガイド部２８Ｂの外周面から離隔した状態を示す。これにより、中空部２４内の液状冷媒が、連通路２８Ｒを介して矢印ＬＱの示す方向に、即ち、下流側に向けてチューブ本体１０の内周部１０ａ内に放出されることとなる。

ガイドチューブ２８における後述する連通孔２８Ｃよりも上流側部分には、ガイド部２８Ｂが形成されている。ガイド部２８Ｂの孔部２８ｂには、ニードル部材２０のガイド軸２０Ｐ２が摺動可能に嵌合されている。

ガイドチューブ２８における固定部２８Ａの弁座２８Ｖの弁ポート２８Ｐ、孔部２８ｂは、共通の中心軸線上に形成されている。その際、ガイドチューブ２８におけるガイド部２８Ｂと、固定部２８Ａとが、一体に形成されているので弁座２８Ｖの弁ポート２８Ｐ、孔部２８ｂは、その中心を互いに一致させるように共通の中心軸線上に高精度に加工することが容易となる。

固定部２８Ａにおける弁座２８Ｖとガイド部２８Ｂとの間には、連通孔２８Ｃが弁座２８Ｖの直下に形成されている。ガイドチューブ２８をその半径方向に貫通する連通孔２８Ｃは、弁ポート２８Ｐを、ガイドチューブ２８の外周部とチューブ本体１０の内周部１０ａとの間に連通させる。

ガイドチューブ２８における弁座２８Ｖは、ニードル部材２０における先細部２０Ｐ１が挿入される弁ポート２８Ｐを内部中央部に有している。弁ポート２８Ｐは、所定の一様な直径で弁座２８Ｖの中心軸線に沿って貫通する円形の開口を有している。なお、弁ポート２８Ｐは、斯かる例に限られることなく、例えば、弁座２８Ｖの中心軸線に沿って一端１０Ｅ１に向けて末広状に貫通するものであってもよい。

ガイドチューブ２８における弁座２８Ｖよりも下流側部分には、弁ポート２８Ｐの直径よりも内径が下流側に向けて徐々に大きくなる末広部２８ｄが、固定部２８Ａの内側に形成されている。末広部２８ｄは、円筒形の固定部２８Ａの内周部２８ｅに連なっている。

斯かる構成において、絞り装置の温度が、何らかの原因により、例えば、ホットガスデフロスト運転等に起因して上昇し、ストッパ部材３２の中空部２４内の圧力が所定値以上に急激に上昇せしめられたときであっても、図６（Ａ）に示されるように、ストッパ部材３２の舌状片３２Ｖの末端部が、連通路２８Ｒの他端の開口端を開放するように、中空部２４内の圧力に起因して離隔されるとき、中空部２４内の液状冷媒が、開状態とされる連通路２８Ｒを介して矢印ＬＱの示す方向に、即ち、下流側にチューブ本体１０の内周部１０ａ内に向けて容易に放出されることとなる。従って、異物が、通常、外部から中空部２４内に浸入する虞がなく、しかも、絞り装置に不具合を生じさせることない。

図７は、本発明に係る絞り装置の一例に用いられるニードルサブアセンブリのさらなる他の一例の構成を拡大して示す。なお、図７において、図１に示される例における構成要素と同一の構成要素について同一の符合を付して示し、その重複説明が省略される。
ニードルサブアセンブリは、ガイドチューブ１８と、ガイドチューブ１８の弁ポート１８Ｐおよび孔部１８ｂに挿入されたニードル部材２０と、ニードル部材２０の調整ねじ２０Ｐ４が所定量、ねじ込まれたばね受け部材２２と、ばね受け部材２２とガイドチューブ１８のガイド部１８Ｂの端部との間に配されたコイルスプリング１６と、を含んで構成されている。

図１に示される例においては、ストッパ部材１２における窪み１２ＣＡ１から所定距離、閉塞端部に向って離隔した位置に、内部圧力逃がし機構の一部を構成する貫通孔１２Ｈがガイドチューブ１８のガイド部１８Ｂの外周面に向き合って形成されているが、その代わりに、図７に示される例においては、内部圧力逃がし機構の一部を構成する貫通孔４２Ｈがガイドチューブ１８のガイド部１８Ｂの外周面から離隔した位置に設けられるとともに、貫通孔４２Ｈを開閉する舌状片３６がストッパ部材４２の外周部に接合されるものとされる。

ストッパ部材４２は、例えば、銅合金薄板材料でプレス加工により一様の厚さで成形されている。銅合金薄板材料は、例えば、ストッパ部材１２の内径の３％以上１０％以内の厚さ、好ましくは、０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以内の厚さを有している。

ストッパ部材４２の一端は、かしめ加工によるストッパ部材４２の窪み４２ＣＡ１により形成される突起がガイド部１８Ｂの端部の溝１８ＣＢ１に食い込むことにより、ガイド部１８Ｂに固定されている。そのかしめ加工による窪み４２ＣＡ１は、ストッパ部材４２の円周方向に沿って所定の間隔をもって複数の箇所、例えば、３箇所に形成されている。円筒状のストッパ部材４２は、閉塞端部を他端に有し、コイルスプリング１６及びばね受け部材２２を覆うような構造となっている。

ストッパ部材４２は、ガイド部１８Ｂからチューブ本体１０の一端１０Ｅ１側に向けて延びている。また、その閉塞端部は、平坦な内面を有している。その閉塞端部の内面は、調整ねじ２０Ｐ４の端面２０Ｐ５を受け止めるものとされる。ストッパ部材４２の内側には、液状の冷媒が浸入する中空部２４が形成されている。

ストッパ部材４２の窪み４２ＣＡ１以外の部分の内周面とガイド部１８Ｂの端部の溝１８ＣＢ１以外の外周面との間には、所定の隙間が形成される。従って、チューブ本体１０の一端１０Ｅ１側から供給される冷媒が、その隙間を通じてストッパ部材４２の中空部２４内に流入される。

また、ストッパ部材４２における窪み４２ＣＡ１から所定距離、閉塞端部に向って離隔した位置には、内部圧力逃がし機構の一部を構成する円形の貫通孔４２Ｈが形成されている。貫通孔４２Ｈは、中空部２４に連通している。貫通孔４２Ｈの直径は、例えば、ストッパ部材４２の肉厚以上の寸法に設定されている。貫通孔４２Ｈの周縁には、貫通孔４２Ｈを開閉する舌状片３６が接合されている。舌状片３６の基端部は、ストッパ部材４２における窪み４２ＣＡ１に近接した位置に接合されている。舌状片３６の末端部は、弾性変位可能とされ、ストッパ部４２の外周面に当接し貫通孔４２Ｈを閉状態とする第１の位置と、中空部２４内の圧力により貫通孔４２Ｈから離隔され貫通孔４２Ｈを開状態とする第２の位置とをとるものとされる。図７においては、舌状片３６の末端部の第２の位置を示す。これにより、中空部２４内の液状冷媒が、開状態とされる貫通孔４２Ｈを介してチューブ本体１０の内周部１０ａ内に矢印ＬＱの示す方向に、即ち、上流側に向けて放出されることとなる。

斯かる構成において、絞り装置の温度が、何らかの原因により、例えば、ホットガスデフロスト運転等に起因して上昇し、ストッパ部材４２の中空部２４内の圧力が所定値以上に急激に上昇せしめられたときであっても、図７に示されるように、ストッパ部材４２の舌状片３６の末端部が、貫通孔４２Ｈを開状態とするように、中空部２４内の圧力に起因して離隔されるとき、中空部２４内の液状冷媒が、貫通孔４２Ｈを介してチューブ本体１０の内周部１０ａ内に容易に矢印ＬＱの示す方向に、即ち、上流側に向けて放出されることとなる。従って、異物が、通常、外部から中空部２４内に浸入する虞がなく、しかも、絞り装置に不具合を生じさせることない。

図８は、本発明に係る絞り装置の一例に用いられるニードルサブアセンブリのさらなる他の一例の構成を拡大して示す。なお、図８において、図７に示される例における構成要素と同一の構成要素について同一の符合を付して示し、その重複説明が省略される。

図７に示されるストッパ部材４２の舌状片３６は、中空部２４内の液状冷媒を上流側に向けて放出するものとされるが、その代わりに、図８に示されるストッパ部材４２の舌状片３８は、中空部２４内の液状冷媒を下流側に向けて放出するものとされる。貫通孔４２Ｈの周縁には、貫通孔４２Ｈを開閉する舌状片３８が接合されている。舌状片３８の基端部は、ストッパ部材４２における窪み４２ＣＡ１から離隔した貫通孔４２Ｈに隣接した位置に接合されている。舌状片３８の末端部は、弾性変位可能とされ、ストッパ部４２の外周面に当接し貫通孔４２Ｈを閉状態とする第１の位置と、中空部２４内の圧力により貫通孔４２Ｈから離隔され貫通孔４２Ｈを開状態とする第２の位置とをとるものとされる。図８においては、舌状片３８の末端部の第２の位置を示す。斯かる構成においても、絞り装置の温度が、何らかの原因により、例えば、ホットガスデフロスト運転等に起因して上昇し、ストッパ部材４２の中空部２４内の圧力が所定値以上に急激に上昇せしめられたときであっても、中空部２４内の液状冷媒が、開状態とされる貫通孔４２Ｈを介してチューブ本体１０の内周部１０ａ内に矢印ＬＱの示す方向に、即ち、下流側に向けて放出されることとなる。

なお、上述の実施例は、図面を参照して詳述してきたが、本発明の一例が適用され得る具体的な構成は、これらの実施例に限られものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等（例えば、孔の位置、形状や、各部部材の形状等）があっても、本発明に含まれる。また、本明細書中の説明では、液冷媒の体膨張が起こる原因の一例として、ホットガスデフロスト方式を用いるシステムの一例を示した。しかし、液冷媒の体膨張が起こる他の原因としては、これ以外の通常の冷房専用冷凍サイクルや、ヒートポンプサイクルなどの様々な冷凍サイクルで使用する場合の絞り装置部分の温度上昇（急な温度上昇に限られない）も原因として挙げられる。さらに、絞り装置部分の温度上昇は、冷凍サイクル運転中に起こるとも限らず、非運転中に起きることもあり得る。

１０ チューブ本体
１２、３２、４２ ストッパ部材
１２Ｈ、４２Ｈ 貫通孔
１４、２４ 中空部
１６ コイルスプリング
１８、２８ ガイドチューブ
１８Ｂ、２８Ｂ ガイド部
２８Ｒ 連通路
１８Ｐ 弁ポート
１８Ｖ 弁座
２０ ニードル部材
２０Ｐ１ 先細部
２０Ｐ２ ガイド軸
２２ ばね受け部材
３２Ｖ、３６，３８ 舌状片

Claims (5)

1. 冷媒を供給する配管に配され、該配管内に連通する開口端部を両端に有するチューブ本体と、
   前記チューブ本体の内周部に配され、弁ポートを有する弁座と、
   前記弁座の弁ポートに対し近接または離隔可能に配され該弁ポートの開口面積を制御する先細部と、該先細部の末端に連なり前記弁ポートに対し離隔し前記冷媒の流れの上流側に向けて延びるガイド軸部と、を有するニードル部材と、
   前記チューブ本体の内周部における前記弁座の位置よりも前記冷媒の流れの上流側に配され、前記ニードル部材のガイド軸部が摺動可能に配されるガイド部と、
   前記ガイド部と前記チューブ本体の一方の開口端部との間に配され、前記ニードル部材を前記弁座の弁ポートに対し近接する方向に付勢する付勢部材と、
   前記ニードル部材のガイド軸部および前記付勢部材を包囲するように前記ガイド部の端部に設けられ、前記冷媒が浸入する中空部を有する弾性変位可能なストッパ部材と、
   前記ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、該中空部内の内部圧力を前記チューブ本体の内周部に向けて逃がす内部圧力逃がし機構と、
   を具備して構成される絞り装置。
2. 前記内部圧力逃がし機構は、前記ガイド部の外周面と、該ガイド部の外周面に対向して前記ストッパ部材に形成される貫通孔と、から形成され、
   前記ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、前記ストッパ部材の貫通孔の周縁が前記ガイド部の外周面から離隔され、前記貫通孔が前記中空部に連通することを特徴とする請求項１記載の絞り装置。
3. 前記内部圧力逃がし機構は、前記ガイド部に設けられ前記ストッパ部材の中空部と該ガイド部の外周面とを連通させる連通路と、該ガイド部の外周面に開口する前記連通路における開口端を開閉する舌状片とから形成され、
   前記ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、前記舌状片が前記連通路における開口端を開状態とすることを特徴とする請求項１記載の絞り装置。
4. 前記内部圧力逃がし機構は、前記ストッパ部材の胴部に形成される貫通孔と、該貫通孔を開閉する舌状片とから形成され、
   前記ストッパ部材の中空部内の圧力が所定値以上となる場合、前記舌状片が前記貫通孔を開状態とすることを特徴とする請求項１記載の絞り装置。
5. 蒸発器と、圧縮機、および、凝縮器とを備え、
   請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の絞り装置が、前記凝縮器の出口と前記蒸発器の入口との間に配される配管に設けられることを特徴とする冷凍サイクルシステム。

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