JP2020180750A

JP2020180750A - 冷凍サイクルシステム

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Publication number: JP2020180750A
Application number: JP2019084471A
Authority: JP
Inventors: 裕正 ▲高▼田; Yasumasa Takata; 雄一郎當山; Yuichiro Toyama; 佐藤　祐一; Yuichi Sato; 祐一佐藤
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-04-25
Also published as: JP7042235B2; CN111854240B; CN111854240A

Abstract

【課題】簡単な構成で蒸発器が必要とする冷媒の量を適切に制御することができる冷凍サイクルシステムを提供する。【解決手段】圧縮機１１を発熱体として利用することにより、簡単な構成で駆動エレメント６を加熱することができる。即ち、駆動エレメント６を加熱するために配管を複雑に配索する必要がなく、冷凍サイクルシステム１００Ａ全体が複雑化しにくい。また、駆動エレメント６を加熱することにより、操作室６６内の温度が感温筒７の温度よりも低くなることを抑制し、操作室６６内での冷媒の凝縮を抑制することができる。これにより、感温筒７における温度変化に応じてダイヤフラム６３を適切に変形させて弁体５を駆動し、蒸発器１３の出口側温度に応じて弁ポート４３１の開度を調節し、蒸発器１３が必要とする冷媒の量を適切に制御することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを備えた冷凍サイクルシステムに関する。

従来、冷凍装置（冷凍サイクルシステム）に設けられる膨張弁として、ダイヤフラム操作室（駆動エレメントの操作室）と、感温筒と、を備えたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された膨張弁では、ダイヤフラム操作室に混合ガス（封入ガス）が封入されるとともに、蒸発器の出口側に感温筒が設けられ、感温筒とダイヤフラム操作室とがキャピラリチューブによって接続される。これにより、蒸発器の出口側温度に応じてダイヤフラム操作室の内圧が変化し、膨張弁の弁ポートの開度が調節されるようになっている。

実開昭６３−１６２２７０号公報

特許文献１に記載されたように操作室に封入ガスが封入されたガス封入方式の温度膨張弁では、感温筒の温度よりも操作室の温度が低くなると、操作室内で封入ガスが凝縮してしまうことがあり、感温筒の温度変化に対して弁ポートの開度が正常に調節されなくなってしまう可能性がある。そこで、引用文献１に記載された冷凍装置では、２つの膨張弁が設けられており、一方の膨張弁に向かって延びる配管を、他方の膨張弁に対して沿わせることにより、他方の膨張弁の操作室を保温している。

しかしながら、引用文献１に記載されたように配管を設けると、配管の配索形状が複雑になってしまう。また、一方の膨張弁の操作室を保温することができない。さらに、１つの膨張弁のみが設けられる場合、沿わせる配管が存在しない。従って、簡単な構成で駆動エレメントの操作室を加熱することにより、操作室内における封入ガスの凝縮を抑制し、感温筒の温度に応じて膨張弁の弁ポートの開度を適切に調節する（即ち冷凍サイクルシステムにおいて蒸発器が必要とする冷媒の量を適切に制御する）ことが望まれていた。

本発明の目的は、簡単な構成で蒸発器が必要とする冷媒の量を適切に制御することができる冷凍サイクルシステムを提供することである。

本発明の冷凍サイクルシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮した冷媒を膨張させて減圧する膨張弁と、減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えた冷凍サイクルシステムであって、前記膨張弁は、前記凝縮器からの冷媒を受け入れる一次ポートと、該一次ポートから流入した冷媒を通過させる弁ポートを有する弁本体と、該弁本体に移動自在に設けられて前記弁ポートの開度を変更する弁体と、ダイヤフラムおよび操作室を有して前記弁体を駆動する駆動エレメントと、前記操作室に連通して封入ガスが封入された感温筒と、前記弁ポートを通過した冷媒を前記蒸発器に送り出す二次ポートと、を有し、前記感温筒が感知する前記蒸発器の出口側温度に応じて前記弁ポートの開度が変更されるガス封入方式の温度膨張弁であり、当該冷凍サイクルシステム中の発熱体の熱により前記駆動エレメントを加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、冷凍サイクルシステム中の発熱体を利用することにより、簡単な構成で駆動エレメントを加熱することができる。即ち、比較的高温な冷媒が通過する配管を駆動エレメントに対して沿わせる構成と比較して、配管の配索形状を簡素化することができ、冷凍サイクルシステム全体が複雑化しにくい。また、駆動エレメントを加熱することにより、操作室内の温度が感温筒の温度よりも低くなることを抑制し、操作室内において冷媒を凝縮しにくくすることができる。これにより、感温筒における温度変化に応じてダイヤフラムを適切に変形させて弁体を駆動し、蒸発器の出口側温度に応じて弁ポートの開度を調節し、蒸発器が必要とする冷媒の量を適切に制御することができる。

この際、本発明の冷凍サイクルシステムでは、前記膨張弁は、前記弁本体を収容するとともに前記一次ポートおよび前記二次ポートが形成されたハウジングを有し、前記駆動エレメントは、前記ハウジングに収容され、前記加熱手段は、前記ハウジングを介して前記駆動エレメントを加熱することが好ましい。このような構成によれば、駆動エレメントが直接加熱しにくい寸法や形状を有する場合であっても、ハウジングは比較的大型で加熱しやすく伝熱面積を大きくしやすいため、駆動エレメントを容易に加熱することができる。

さらに、本発明の冷凍サイクルシステムでは、前記発熱体は、前記ハウジングに対して直接または間接的に接触するように配置されていることが好ましい。このような構成によれば、発熱体からハウジングに対して効率よく熱を伝達することができ、駆動エレメントを容易に加熱することができる。

また、本発明の冷凍サイクルシステムでは、前記発熱体は、前記ハウジングから離隔して配置され、前記加熱手段は、前記発熱体から前記ハウジングに向かって流体が流れるようにして伝熱する流体伝熱手段を有していてもよい。このような構成によれば、ハウジングが過度に加熱されてしまうことを抑制することができる。また、冷凍サイクルシステムにおいて発熱体の配置に制約がある場合であっても、発熱体からハウジングに対して熱を伝達することができる。

また、本発明の冷凍サイクルシステムでは、前記膨張弁は、前記弁本体、前記弁体、前記駆動エレメントおよび前記感温筒を一組の弁組体とする複数の弁組体を有し、前記ハウジングが、前記一次ポートおよび前記弁組体ごとに前記二次ポートを有するとともに前記複数の弁組体の前記弁本体、前記弁体および前記駆動エレメントを収容することにより、当該ハウジングおよび当該弁組体が膨張弁ユニットを構成することが好ましい。このような構成によれば、発熱体によって１つのハウジングを加熱することにより、複数の弁組体における駆動エレメントを容易に加熱することができる。尚、ハウジングは、１個の一次ポートと複数の二次ポートとを有していてもよいし、複数の一次ポートと複数の二次ポートとを有していてもよく、一次ポートの数と二次ポートの数とが同じであってもよいし異なっていてもよい。

本発明の冷凍サイクルシステムによれば、冷凍サイクルシステム中の発熱体によって駆動エレメントを加熱することにより、簡単な構成で蒸発器が必要とする冷媒の量を適切に制御することができる。

本発明の実施形態に係る冷凍サイクルシステムを示すシステム図である。前記冷凍サイクルシステムに設けられる膨張弁を示す断面図である。本発明の変形例１の冷凍サイクルシステムを示すシステム図である。本発明の変形例２の冷凍サイクルシステムを示すシステム図である。本発明の変形例３の冷凍サイクルシステムを示すシステム図である。本発明の変形例４の冷凍サイクルシステムを示すシステム図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の冷凍サイクルシステム１００Ａは、図１に示すように、冷媒を膨張させて減圧する膨張弁１０と、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、冷媒を凝縮する凝縮器１２と、冷媒を蒸発させる蒸発器１３と、を備える。この冷凍サイクルシステム１００Ａは、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機等に用いられる。また、本実施形態では、鉛直方向をＺ方向とし、水平面に沿うとともに互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とする。

膨張弁１０は、図２に示すように、１つのハウジング２と、２つの弁組体３Ａ、３Ｂと、を有するガス封入方式の温度膨張弁である。ハウジング２は、ハウジング本体２１と、入口コネクタ２２と、を別体に有する。尚、膨張弁に設けられる弁組体の数および後述する二次ポートの数は、蒸発器１３の数に応じたものであればよく、３以上であってもよい。

ハウジング本体２１は、全体が金属部材によって構成されるとともに、Ｚ方向下方側に開口した入口開口部２１１と、Ｚ方向上方側に開口した２つの収容部２１２と、Ｙ方向に開口した２つの二次ポート２１３と、を有する。入口開口部２１１は、２つの収容部２１２の全てと連通している。２つの収容部２１２は、Ｚ方向下方の小径部２１２Ａと上方の大径部２１２Ｂとを有しており、大径部２１２Ｂにおいて、各収容部２１２に対応した二次ポート２１３と連通している。

入口コネクタ２２は、全体が金属部材によって構成されるとともに、凝縮器１２の出口側に接続される一次ポート２２１が形成されている。入口コネクタ２２がハウジング本体２１の入口開口部２１１に取り付けられる。これにより、一次ポート２２１から各収容部２１２を通過して二次ポート２１３に至る流路が形成される。尚、ハウジング本体２１と入口コネクタ２２との間にはＯリング２３が設けられ、ハウジング２内部の気密性が保たれる。

弁組体３Ａ、３Ｂは、いずれも同様の構成を有しており、以下では弁組体３Ａについて説明する。弁組体３Ａは、弁本体４と、弁体５と、駆動エレメント６と、感温筒７と、によって構成される。

弁本体４は、樹脂部材によって構成され、ハウジング本体２１の収容部２１２に収容される。弁本体４のうち小径部２１２Ａに収容される下側部分４１は、Ｚ方向を軸方向とする円筒状に形成され、側面に開口部４１１を有するとともに下端開口に調節ねじ５１が設けられ、調節ばね５２および弁体５を収容する。

弁本体４のうち大径部２１２Ｂに収容される上側部分４２は、後述する弁座部４３の上方においてＺ方向に沿って延びる筒状の案内部４２２と、案内部４２２に略直交するように延びる冷媒通過部４２３と、上面に形成された溝状のばね収容部４２４と、を有する。後述する下蓋６２が弁本体４にインサート成形されることにより、下蓋６２の一部である弁座部４３が下側部分４１の内側空間の上方に配置される。ばね収容部４２４と冷媒通過部４２３とは、均圧孔によって連通されている。尚、ばね収容部４２４と冷媒通過部４２３とは、案内部４２２と後述する連結棒８との間の微小な隙間により連通されていてもよく、この場合には均圧孔が形成されていなくてもよい。即ち、ばね収容部４２４に適宜な量の冷媒が導入されるような構成とされていればよい。

案内部４２２の内側には、連結棒８が配置され、連結棒８はＺ方向に沿って移動するように案内される。連結棒８の下端部は、弁ポート４３１を通過可能な外径を有するように先細り形状となっている。

弁体５は、下面が開口した有底筒状に形成され、上端に形成されたニードル部５３が後述する弁座部４３に対して接近または離隔することで弁ポート４３１の開度が調節されるようになっている。調節ばね５２は、弁体５に対して下方に設けられて上方への付勢力を付与し、調節ねじ５１によってこの付勢力が調節可能となっている。また、弁体５の上面部には貫通孔５４が形成されており、上面部の両側空間（筒の内側空間およびその上方空間）が連通するようになっている。弁体５の筒部が下側部分４１の上部によって案内されることにより、弁体５は弁本体４に対してＺ方向に移動自在となっている。

連結棒８の先端は、弁体５のニードル部５３の先端と常に当接する。後述するように駆動エレメント６によって連結棒８がＺ方向に駆動されることにより、弁体５が連結棒８に従動してＺ方向に移動する。これにより、弁ポート４３１に対するニードル部５３の位置が調節されるようになっている。

弁本体４とハウジング本体２１との間には、下側部分４１の上端部に対応する位置と、上側部分４２の上端部に対応する位置と、のそれぞれにＯリング４４、４５が設けられている。これにより、収容部２１２の外部空間に対する気密性が保たれる。また、小径部２１２Ａ内の空間と大径部２１２Ｂ内の空間とが弁ポート４３１以外において連通しないようになっている。

膨張弁１０において、一次ポート２２１は凝縮器１２から冷媒を受け入れ、この冷媒は、収容部２１２に導入された後、弁本体４の下側部分４１の開口部４１１および調節ねじ５１の貫通孔５１１、弁体５の貫通孔５４、弁ポート４３１および冷媒通過部４２３をこの順で通過し、二次ポート２１３から蒸発器１３に送り出される。尚、本実施形態では、下側部分４１の開口部４１１および調節ねじ５１の貫通孔５１１の両方により、下側部分４１内に冷媒を導入しているが、開口部４１１と貫通孔５１１とのうちいずれか一方のみを形成し、一方のみにより下側部分４１内に冷媒を導入する構成としてもよい。

駆動エレメント６は、上蓋６１と、下蓋６２と、ダイヤフラム６３と、を有し、当金６４および連結棒８を介して弁体５を駆動する。平面視円状のダイヤフラム６３の外縁部が上蓋６１と下蓋６２とによって挟み込まれて溶接されることにより、ダイヤフラム６３と上蓋６１との間に操作室６６が形成される。

下蓋６２は、プレス加工により成形され、Ｚ方向に沿って延びる孔付筒部と、弁座部４３を構成する孔付有底部と、を有し、この筒部および有底部が弁本体４にインサート成形されている。当金６４は、ダイヤフラム６３の下面に設けられるとともに、連結棒８の上端部がカシメ等により接続される。即ち、ダイヤフラム６３の変形が、当金６４を介して連結棒８に伝達されるようになっている。

また、弁本体４にはコイルばね６５が配置され、コイルばね６５は、弁本体４のばね収容部４２４に収容され、その上端部が当金６４に当接する。即ち、コイルばね６５は、当金６４を介してダイヤフラム６３に対して上方への付勢力を付与する。

操作室６６の内圧が上昇または低下すると、操作室６６が膨張または収縮するようにダイヤフラム６３が変形する。ダイヤフラム６３の変形に伴い、連結棒８がＺ方向に移動する。具体的には、例えば、操作室６６の内圧が低下した場合、ダイヤフラム６３に対して上側から加わる下方向への力（内圧相当荷重）が低下し、ダイヤフラム６３に対して下側から加わる上方向への力（二次圧力相当荷重とコイルばね６５の荷重と調節ばね５２の荷重との総和)を下回ると、操作室６６が収縮するようにダイヤフラム６３が変形する。これにより、連結棒８がＺ方向上側に移動し、弁開度が小さくなる。

ハウジング本体２１には、抜け止め部材６７が取り付けられており、上蓋６１の外縁部の上面が抜け止め部材６７によって係止されることにより、駆動エレメント６および弁本体４が収容部２１２から脱落しないようになっている。尚、抜け止め部材６７は、例えばバネ材により構成されることで弾性を有することにより、Ｚ方向において駆動エレメント６をハウジング本体２１に押し付けるような力を付与し、これにより駆動エレメント６をハウジング本体２１に密着させて隙間が生じないようにすることが好ましい。

感温筒７は、蒸発器１３の出口近傍に配置される。感温筒７の内部空間と操作室６６の内部空間とは、キャピラリチューブ９を介して連通するとともに封入ガスが封入されている。尚、封入ガスは、冷凍サイクルシステム１００Ａにおいて循環する装置冷媒と同一のガスであってもよいし、装置冷媒と同一または類似した温度圧力特性を有するガスであってもよいし、不活性ガスが混合されていてもよい。

感温筒７内の封入ガスは、蒸発器１３の出口側温度に応じて加熱または冷却され、感温筒７の内圧が変化する。これに伴い、キャピラリチューブ９を介して操作室６６の内圧も変化し、上記のようにダイヤフラム６３が変形する。

ハウジング２は、１個の一次ポート２２１および弁組体３Ａ、３Ｂごとに二次ポート２１３を有する（計２個の二次ポート２１３を有する）とともに、２つの弁組体３Ａ、３Ｂの弁本体４、弁体５および駆動エレメント６を収容する。これにより、ハウジング２および弁組体３Ａ、３Ｂが膨張弁ユニットを構成する。尚、本実施形態ではハウジング２が１個の一次ポート２２１を有するものとするが、ハウジングが複数の一次ポートを有していてもよい。例えば、２個の一次ポートに対してそれぞれ２つの弁組体および２個の二次ポート（計４つの弁組体および計４個の二次ポート）が設けられる構成としてもよいし、４個の一次ポートに対してそれぞれ１つの弁組体および１個の二次ポート（計４つの弁組体および計４個の二次ポート）が設けられる構成としてもよい。このとき、ハウジングは、冷凍サイクルシステムに設けられる蒸発器の数に応じた数（例えば同数）の二次ポートを有していればよい。

冷凍サイクルシステム１００Ａにおいて、圧縮機１１が、ハウジング２のハウジング本体２１に直接接触するように配置されている。圧縮機１１が発熱体として機能し、この発熱体を含む加熱手段によって、駆動エレメント６が加熱される。尚、圧縮機１１は入口コネクタ２２に直接接触してもよい。また、圧縮機１１とハウジング２との間に例えば金属製の伝熱部材が挟み込まれる（圧縮機１１がハウジング２に対して間接的に接触する）配置であってもよい。

即ち、圧縮機１１からハウジング本体２１に伝達された熱が、駆動エレメント６の上蓋６１、下蓋６２およびダイヤフラム６３に伝達され、操作室６６内の封入ガスが加熱される。これにより、弁ポート４３１を通過することで膨張して温度低下した冷媒が、ばね収容部４２４に導入されても、操作室６６内の封入ガスの温度が低下しにくい。さらに、蒸発器１３の出口近傍に配置される感温筒７内の封入ガスの温度よりも、操作室６６内の封入ガスの温度を高く保ちやすい。

ここで、膨張弁１０の詳細な動作について説明する。まず、蒸発器１３の出口側温度が低下した場合、感温筒７内の封入ガスの温度が低下し、感温筒７の内圧が低下する。これにより、操作室６６の内圧も低下し、操作室６６が収縮するようにダイヤフラム６３が上方に向かって変形する。ダイヤフラム６３の変形に伴い、連結棒８が上方に向かって移動し、さらに弁体５も上方に向かって移動する。即ち、弁体５のニードル部５３が弁座部４３に接近し、弁ポート４３１の開度が小さくなり、通過する冷媒の流量が減少する。このように、蒸発器１３の出口側温度が低下した場合には、膨張弁１０を通過する冷媒の流量が減少し、膨張弁１０による冷却作用が低下する。

一方、蒸発器１３の出口側温度が上昇した場合、感温筒７内の封入ガスの温度が上昇し、感温筒７の内圧が上昇する。これにより、操作室６６の内圧も上昇し、操作室６６が膨張するようにダイヤフラム６３が下方に向かって変形する。ダイヤフラム６３の変形に伴い、連結棒８が下方に向かって移動し、さらに弁体５も下方に向かって移動する。即ち、弁体５のニードル部５３が弁座部４３から遠ざかり、弁ポート４３１の開度が大きくなり、通過する冷媒の流量が増加する。このように、蒸発器１３の出口側温度が上昇した場合には、膨張弁１０を通過する冷媒の流量が増加し、膨張弁１０による冷却作用が上昇する。

以上の本実施形態によれば、圧縮機１１を発熱体として利用することにより、簡単な構成で駆動エレメント６を加熱することができる。即ち、駆動エレメント６を加熱するために配管を複雑に配索する必要がなく、冷凍サイクルシステム１００Ａ全体が複雑化しにくい。また、駆動エレメント６を加熱することにより、操作室６６内の温度が感温筒７の温度よりも低くなることを抑制し、操作室６６内での冷媒の凝縮を抑制することができる。これにより、感温筒７における温度変化に応じてダイヤフラム６３を適切に変形させて弁体５を駆動し、蒸発器１３の出口側温度に応じて弁ポート４３１の開度を調節し、蒸発器１３が必要とする冷媒の量を適切に制御することができる。

また、発熱体としての圧縮機１１によって、ハウジング２を介して駆動エレメント６を加熱することにより、駆動エレメント６が直接加熱しにくい寸法や形状を有する場合であっても、ハウジング２は比較的大型で加熱しやすく伝熱面積を大きくしやすいため、操作室６６を容易に加熱することができる。

また、発熱体としての圧縮機１１をハウジング２に対して直接接触させることで、圧縮機１１からハウジング２に対して効率よく熱を伝達することができ、操作室６６を容易に加熱することができる。

また、本発明の冷凍サイクルシステムでは、１つのハウジング２および２つの弁組体３Ａ、３Ｂが膨張弁ユニットを構成することで、発熱体としての圧縮機１１によって１つのハウジング２を加熱することにより、２つの弁組体３Ａ、３Ｂにおける駆動エレメント６を容易に加熱することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、圧縮機１１を発熱体として利用するものとしたが、変形例１の冷凍サイクルシステム１００Ｂとして図３に示すように、凝縮器１２を発熱体として利用し、ハウジング２に直接接触させてもよい。このとき、凝縮器１２はハウジング２のうちハウジング本体２１と入口コネクタ２２とのうちいずれに直接接触してもよいし、凝縮器１２とハウジング２との間に例えば金属製の伝熱部材が挟み込まれる（凝縮器１２がハウジング２に対して間接的に接触する）構成としてもよい。

また、前記実施形態では、発熱体をハウジング２に直接接触させるものとしたが、発熱体がハウジング２から離隔して配置され、発熱体からハウジングに向かって流体を送り込むことによって伝熱する構成としてもよい。

例えば、変形例２の冷凍サイクルシステム１００Ｃとして図４に示すように、流体が通過可能な配管部材を備えた流体伝熱手段３００を設けてもよい。この配管部材は、凝縮器１２に接触するとともにハウジング２に接触する。流体伝熱手段３００は、ポンプ等によって、配管部材において凝縮器１２からハウジング２に向かって例えば水や冷媒等の流体を流すことにより、凝縮器１２において発生した熱をハウジング２に伝える。変形例２では、凝縮器１２と流体伝熱手段３００とが加熱手段を構成する。

また、変形例３の冷凍サイクルシステム１００Ｄとして図５に示すように、ファン等の送風手段によって構成された流体伝熱手段４００を設けてもよい。流体伝熱手段４００は、圧縮機１１とハウジング２との間に設けられ、圧縮機１１からハウジング２に向かって送風することにより、圧縮機１１において発生した熱をハウジング２に伝える。変形例３では、圧縮機１１と流体伝熱手段４００とが加熱手段を構成する。

尚、送風手段を有する流体伝熱手段を設ける場合、発熱体からハウジングに向かって流体が流れるようにすればよく、送風手段の配置は限定されない。即ち、変形例３のように発熱体とハウジングとの間に送風手段を配置してもよいし、発熱体およびハウジングに対して送風方向上流側に送風手段を配置してもよいし、発熱体およびハウジングに対して送風方向下流側に送風手段を配置してもよい。また、送風手段や発熱体、ハウジングを覆うように、ダクト等の送風案内部材を設けてもよい。

また、前記実施形態および前記変形例３では圧縮機１１を発熱体として利用し、前記変形例１、２では凝縮器１２を発熱体として利用するものとしたが、発熱体は、冷凍サイクルシステム中に含まれるものであればよく、冷凍サイクルシステム自体を構成する装置や部品に限定されない。即ち、変形例４の冷凍サイクルシステム１００Ｅとして図６に示すように、冷却対象物２００を発熱体として利用し、ハウジング２に直接接触させてもよい。尚、変形例４の冷凍サイクルシステム１００Ｅは、蒸発器１３を冷却対象物２００に直接接触させることで冷却対象物２００を冷却するものである。尚、蒸発器１３は冷却対象物２００に直接接触してもよいし、蒸発器１３と冷却対象物２００との間に例えば金属製の伝熱部材が挟み込まれる（蒸発器１３が冷却対象物２００に対して間接的に接触する）構成としてもよい。冷却対象物２００としては、一例としてサーバに搭載されるＣＰＵなどの発熱部品が挙げられる。このとき、冷却対象物２００はハウジング２のうちハウジング本体２１と入口コネクタ２２とのうちいずれに直接接触してもよいし、冷却対象物２００とハウジング２との間に例えば金属製の伝熱部材が挟み込まれ、冷却対象物２００がハウジング２に対して間接的に接触する構成としてもよい。また、圧縮機１１と凝縮器１２と冷却対象物２００とのうち少なくとも１つを発熱体として利用してもよいし、２つ以上を組み合わせて発熱体として利用してもよい。

また、前記実施形態では、１つのハウジング２および２つの弁組体３Ａ、３Ｂが膨張弁ユニットを構成するものとしたが、１つのハウジング２と任意の数の弁組体とが膨張弁ユニットを構成すればよい。また、１つのハウジングに対して１つの弁組体が設けられてもよい。即ち、蒸発器１３の数に応じた適宜な数の弁組体を設ければよい。

また、前記実施形態では、ハウジング２を介して駆動エレメント６を加熱するものとしたが、発熱体を駆動エレメントに直接接触させる構成等によって（即ちハウジングを介さずに）、駆動エレメントを直接加熱してもよい。このような構成によれば、発熱体から駆動エレメントに対して効率よく熱を伝達することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１００Ａ〜１００Ｅ冷凍サイクルシステム
１０膨張弁
１１圧縮機（発熱体）
１２凝縮器（発熱体）
１３蒸発器
２ハウジング
２２１一次ポート
２１３二次ポート
３Ａ、３Ｂ弁組体
４弁本体
５弁体
６駆動エレメント
６３ダイヤフラム
６６操作室
７感温筒
３００、４００流体伝熱手段

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮した冷媒を膨張させて減圧する膨張弁と、減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えた冷凍サイクルシステムであって、
前記膨張弁は、前記凝縮器からの冷媒を受け入れる一次ポートと、該一次ポートから流入した冷媒を通過させる弁ポートを有する弁本体と、該弁本体に移動自在に設けられて前記弁ポートの開度を変更する弁体と、ダイヤフラムおよび操作室を有して前記弁体を駆動する駆動エレメントと、前記操作室に連通して封入ガスが封入された感温筒と、前記弁ポートを通過した冷媒を前記蒸発器に送り出す二次ポートと、を有し、前記感温筒が感知する前記蒸発器の出口側温度に応じて前記弁ポートの開度が変更されるガス封入方式の温度膨張弁であり、
当該冷凍サイクルシステム中の発熱体の熱により前記駆動エレメントを加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする冷凍サイクルシステム。
前記膨張弁は、前記弁本体を収容するとともに前記一次ポートおよび前記二次ポートが形成されたハウジングを有し、
前記駆動エレメントは、前記ハウジングに収容され、
前記加熱手段は、前記ハウジングを介して前記駆動エレメントを加熱することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクルシステム。
前記発熱体は、前記ハウジングに対して直接または間接的に接触するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクルシステム。
前記発熱体は、前記ハウジングから離隔して配置され、
前記加熱手段は、前記発熱体から前記ハウジングに向かって流体が流れるようにして伝熱する流体伝熱手段を有することを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクルシステム。
前記膨張弁は、前記弁本体、前記弁体、前記駆動エレメントおよび前記感温筒を一組の弁組体とする複数の弁組体を有し、
前記ハウジングが、前記一次ポートおよび前記弁組体ごとに前記二次ポートを有するとともに前記複数の弁組体の前記弁本体、前記弁体および前記駆動エレメントを収容することにより、当該ハウジングおよび当該弁組体が膨張弁ユニットを構成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。