JP2020143786A5

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Publication number: JP2020143786A5
Application number: JP2020027187A
Authority: JP
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2040-02-20

Description

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
冷凍サイクルに用いられ、冷媒を減圧させる膨張弁として機能する弁装置であって、
流入口（５１ａ）と、流出口（５１ｂ）と、流入口から流出口へ流れる冷媒を流通させる弁室（５１ｇ）と、が形成されたボディ（５１）と、
弁室内において変位することで、弁室を通じて流入口から流出口へ流れる冷媒の流量を調整する弁体（５２）と、
弁体を移動させるための制御圧を発生する圧力室（５１ｇ、５８ａ）に作用する圧力を変化させる制御弁部品（Ｙ１）と、を備え、
制御弁部品は、
冷媒が流通する冷媒室（Ｙ１９）、冷媒室に連通すると共に圧力室に連通する第１冷媒孔（Ｙ１６）、冷媒室に連通すると共に当該制御弁部品の外の冷媒の通路（５１ｃ、５１ｋ）に連通する第２冷媒孔（Ｙ１７、Ｙ１８）が、形成される基部（Ｙ１１、Ｙ１２１、Ｙ１３）と、
自らの温度が変化すると変位する駆動部（Ｙ１２３、Ｙ１２４、Ｙ１２５）と、
駆動部の温度の変化による変位を増幅する増幅部（Ｙ１２６、Ｙ１２７）と、
増幅部によって増幅された変位が伝達されて冷媒室内で動くことで、冷媒室に対する第２冷媒孔の開度を調整する可動部（Ｙ１２８）と、を有し、
駆動部が温度の変化によって変位したときに、駆動部が付勢位置（ＹＰ２）において増幅部を付勢することで、増幅部がヒンジ（ＹＰ０）を支点として変位するとともに、増幅部と可動部の接続位置（ＹＰ３）で増幅部が可動部を付勢し、
ヒンジから付勢位置までの距離よりも、ヒンジから接続位置までの距離の方が長く、
第２冷媒孔が連通する通路は、膨張弁によって減圧される前の高圧の冷媒が流れる第１通路（５１ｃ）であり、
流入口には、冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器（３）によって凝縮された冷媒が流入し、
流入口から流入した冷媒が弁体と弁座（５１ｊ）の間に形成される絞り通路（５１ｈ）を通ることで高圧の冷媒よりも低圧に減圧され、絞り通路（５１ｈ）を通って減圧された冷媒は第２通路（５１ｋ）を通ってその後に流出口からから流出し、
流出口は、冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器（６）の入口側に連通し、
冷媒が流入口から流出口へ流れる位置に弁体が調整された際に、冷媒室の冷媒を第２通路に導く低圧連通流路（５８ｂ、ＹＶ３）が設けられている。

Claims

冷凍サイクルに用いられ、冷媒を減圧させる膨張弁として機能する弁装置であって、
流入口（５１ａ）と、流出口（５１ｂ）と、前記流入口から前記流出口へ流れる冷媒を流通させる弁室（５１ｇ）と、が形成されたボディ（５１）と、
前記弁室内において変位することで、前記弁室を通じて前記流入口から前記流出口へ流れる冷媒の流量を調整する弁体（５２）と、
前記弁体を移動させるための制御圧を発生する圧力室（５１ｇ、５８ａ）に作用する圧力を変化させる制御弁部品（Ｙ１）と、を備え、
前記制御弁部品は、
冷媒が流通する冷媒室（Ｙ１９）、前記冷媒室に連通すると共に前記圧力室に連通する第１冷媒孔（Ｙ１６）、前記冷媒室に連通すると共に当該制御弁部品の外の冷媒の通路（５１ｃ、５１ｋ）に連通する第２冷媒孔（Ｙ１７、Ｙ１８）が、形成される基部（Ｙ１１、Ｙ１２１、Ｙ１３）と、
自らの温度が変化すると変位する駆動部（Ｙ１２３、Ｙ１２４、Ｙ１２５）と、
前記駆動部の温度の変化による変位を増幅する増幅部（Ｙ１２６、Ｙ１２７）と、
前記増幅部によって増幅された変位が伝達されて前記冷媒室内で動くことで、前記冷媒室に対する前記第２冷媒孔の開度を調整する可動部（Ｙ１２８）と、を有し、
前記駆動部が温度の変化によって変位したときに、前記駆動部が付勢位置（ＹＰ２）において前記増幅部を付勢することで、前記増幅部がヒンジ（ＹＰ０）を支点として変位するとともに、前記増幅部と前記可動部の接続位置（ＹＰ３）で前記増幅部が前記可動部を付勢し、
前記ヒンジから前記付勢位置までの距離よりも、前記ヒンジから前記接続位置までの距離の方が長く、
前記第２冷媒孔が連通する前記通路は、前記膨張弁によって減圧される前の高圧の冷媒が流れる第１通路（５１ｃ）であり、
前記流入口には、前記冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器（３）によって凝縮された冷媒が流入し、
前記流入口から流入した冷媒が前記弁体と弁座（５１ｊ）の間に形成される絞り通路（５１ｈ）を通ることで前記高圧の冷媒よりも低圧に減圧され、前記絞り通路を通って減圧された冷媒は第２通路（５１ｋ）を通ってその後に前記流出口から流出し、
前記流出口は、前記冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器（６）の入口側に連通し、
冷媒が前記流入口から前記流出口へ流れる位置に前記弁体が調整された際に、前記冷媒室の冷媒を前記第２通路に導く低圧連通流路（５８ｂ、ＹＶ３）が設けられている弁装置。
前記第１冷媒孔は、前記第２通路の低圧よりも高い制御圧を前記圧力室に出力し、
前記低圧連通流路は、前記第１冷媒孔から流出した冷媒を前記第２通路に導くよう形成されており、
前記低圧連通流路には、前記低圧連通流路に沿って流路断面積が低下する絞り部（５８ｃ、６６ａ）が設けられている、請求項１に記載の弁装置。
前記圧力室に発生した前記制御圧を受けて前記制御圧に応じた力を前記弁体に伝達する移動可能な圧力伝達部（６５）を備え、
前記圧力伝達部は、前記圧力室から前記第２通路を通って前記弁体まで伸び、
前記低圧連通流路は、前記圧力伝達部の内部に形成されて前記圧力室から前記第２通路まで連通する、請求項２に記載の弁装置。
前記圧力室に発生した前記制御圧を受けて前記制御圧に応じた力を前記弁体に伝達する移動可能な圧力伝達部（６５）を備え、
前記ボディには、前記圧力伝達部を収容する収容孔（５８）が形成され、
前記収容孔は前記圧力室を含むと共に前記第２通路に連通し、
前記圧力伝達部は、前記収容孔および前記第２通路を通って前記弁体まで伸び、
前記低圧連通流路は、前記収容孔の内周面と前記圧力伝達部との間の隙間として設けられる、請求項２に記載の弁装置。
前記基部には、前記低圧連通流路を介して前記第２通路に連通すると共に前記冷媒室に連通する第３冷媒孔（Ｙ１８）が形成され、
前記可動部は、前記増幅部によって増幅された変位が伝達されて前記冷媒室内で動くことで、前記冷媒室に対する前記第２冷媒孔の開度および前記冷媒室に対する前記第３冷媒孔の開度のうち少なくとも一方を調整する、請求項１に記載の弁装置。
前記流入口は第１流入口であり、
前記流出口は第１流出口であり、
前記冷凍サイクルは前記蒸発器で蒸発した冷媒を圧縮する圧縮機（２）を含み、
前記ボディには、前記蒸発器から流出した低圧冷媒を流入させる第２流入口（５１ｄ）と、冷媒を前記圧縮機の吸入側へ流出させる第２流出口（５１ｅ）と、前記第２流入口から前記第２流出口へ至る通路である蒸発後冷媒通路（５１ｆ）と、が形成され、
当該弁装置は、前記圧力室における冷媒の圧力に応じた力を前記弁体に伝達する移動可能な圧力伝達部（６５）と、前記圧力伝達部とは反対側から弾性力で前記弁体を付勢する弾性体（５３）と、前記弾性体の弾性力を調整する調整部（６７）と、を備え、
前記ボディにおいて、前記蒸発後冷媒通路、前記圧力室、前記圧力伝達部、前記弁体、前記弾性体、前記調整部が、この順に並んで配置され、前記第２通路は、前記蒸発後冷媒通路に対して前記弁体の側に配置され、
前記調整部には、前記弁体とは反対側において前記ボディの外部に露出する操作受付部（６７ａ）が形成され、
前記操作受付部は、前記ボディの外部から前記弾性体の弾性力の調整のための操作を受け付けることができ、
前記低圧連通流路は、前記第３冷媒孔から前記蒸発後冷媒通路を越えて前記第２通路に連通している、請求項５に記載の弁装置。
前記蒸発後冷媒通路を前記制御弁部品の側から前記第２通路の側へ貫通する低圧パイプ（Ｙ２３）を備え、
前記低圧連通流路は、前記低圧パイプの内部に形成されている、請求項６に記載の弁装置。
前記低圧連通流路は、前記ボディにおいて、前記蒸発後冷媒通路の外部に形成されていることで、前記第３冷媒孔から前記蒸発後冷媒通路を迂回して前記第２通路に連通している、請求項６に記載の弁装置。
前記冷凍サイクルは前記蒸発器で蒸発した冷媒を圧縮する圧縮機（２）を含み、
前記流入口は第１流入口であり、
前記流出口は第１流出口であり、
前記ボディには、前記蒸発器から流出した低圧冷媒を流入させる第２流入口（５１ｄ）と、冷媒を前記圧縮機の吸入側へ流出させる第２流出口（５１ｅ）と、前記第２流入口から前記第２流出口へ至る通路である蒸発後冷媒通路（５１ｆ）と、が形成され、
当該弁装置は、前記蒸発後冷媒通路を通る冷媒に関する物理量に応じた信号を出力するセンサ（５４）と、前記センサが出力した前記信号に基づいて、前記制御弁部品の作動を制御するドライバ回路（５４ｄ）とを備え、
前記センサ、前記制御弁部品および前記ドライバ回路は、前記蒸発後冷媒通路を基準として前記弁体とは反対側に配置される、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の弁装置。
前記ボディにおいて、前記制御弁部品、前記蒸発後冷媒通路、前記圧力室が、この順に並んで配置され、
当該弁装置は、前記蒸発後冷媒通路を前記制御弁部品の側から前記圧力室の側へ貫通する制御圧パイプ（Ｙ２１）と、前記圧力室における冷媒の圧力に応じた力を前記弁体に伝達する移動可能な圧力伝達部（６５）と、を備え、
前記制御圧パイプには、前記蒸発後冷媒通路よりも前記制御弁部品の側において前記第１冷媒孔に連通し、前記蒸発後冷媒通路よりも前記圧力室側において前記圧力室に連通する制御圧導入孔（ＹＶ１）が形成される、請求項９に記載の弁装置。
前記センサと前記制御弁部品は、一体として前記ボディに組み付けられている、請求項９または１０に記載の弁装置。
前記圧力室は、前記弁室であり、
前記基部には、前記第２通路に連通すると共に前記冷媒室に連通する第３冷媒孔（Ｙ１８）が形成され、
前記可動部は、前記増幅部によって増幅された変位が伝達されて前記冷媒室内で動くことで、前記冷媒室に対する前記第２冷媒孔の開度および前記冷媒室に対する前記第３冷媒孔の開度のうち少なくとも一方を調整する、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の弁装置。
前記基部は、板形状の第１外層（Ｙ１１）と、板形状の第２外層（Ｙ１３）と、前記第１外層と前記第２外層に挟まれて固定される固定部（Ｙ１２１）とを有し、
前記第２外層に、前記第１冷媒孔、前記第２冷媒孔、および前記第３冷媒孔が形成されている請求項１２に記載の弁装置。
前記第１外層よりも前記第２外層の方が前記弁体に近い側に配置され、
前記第１通路および前記第２通路は、前記ボディに形成されている請求項１３に記載の弁装置。
前記第１外層に、前記駆動部の温度を変化させるための電気配線（Ｙ６、Ｙ７）を通す孔（Ｙ１４、Ｙ１５）が形成されている請求項１３に記載の弁装置。
前記可動部は、前記冷媒室に対して前記第２冷媒孔が全閉されると共に前記第３冷媒孔が全開される第１位置と、前記冷媒室に対して前記第２冷媒孔が全開されると共に前記第３冷媒孔が全閉される第２位置と、前記冷媒室に対して前記第２冷媒孔が全閉と全開の間の中間開度で開くと共に前記冷媒室に対して前記第３冷媒孔が全閉と全開の間の中間開度で開く中間位置と、に制御される請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載の弁装置。
前記ボディに固定されて前記弁体のリフト量を検出するギャップセンサ（５５）を備えた請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の弁装置。
当該弁装置は、前記蒸発器の冷媒流れ上流側で冷媒を減圧膨張させる膨張弁であり、
前記ボディに固定される自律部（５４）を備え、
前記自律部は、前記蒸発器から流出した冷媒の温度および圧力を検出する複合センサ（５４ｃ）と、前記複合センサが検出した温度および圧力に応じて前記駆動部の温度を制御するドライバ回路（５４ｄ）と、を有する、請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の弁装置。
前記制御弁部品は、当該制御弁部品が正常に作動しているか故障しているかを判別するための信号を出力する故障検知部（Ｙ５０）を備えている、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の弁装置。
前記信号は、前記増幅部の歪み量に応じた信号である請求項１９に記載の弁装置。
前記駆動部は、通電されることで発熱し、
前記故障検知部は、前記制御弁部品が故障している場合に前記制御弁部品に対する通電を停止する装置（５４ｄ）に、前記信号を出力する、請求項１９または２０に記載の弁装置。
人に報知を行う報知装置（Ｙ５６）を制御する制御装置（Ｙ５５）に通知可能な回路（５４ｄ）を備え、
前記回路は、前記故障検知部から前記信号を受け、前記信号に基づいて前記制御弁部品が正常に作動しているか故障しているかを判定し、故障していると判定したことに基づいて、前記制御弁部品が故障していることを前記報知装置に報知させるため、前記制御装置に通知を行う、請求項１９または２０に記載の弁装置。
前記制御弁部品は半導体チップによって構成されている請求項１ないし２２のいずれか１つに記載の弁装置。