JP2581518Y2 - Expansion valve - Google Patents

Expansion valve

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JP2581518Y2
JP2581518Y2 JP7502692U JP7502692U JP2581518Y2 JP 2581518 Y2 JP2581518 Y2 JP 2581518Y2 JP 7502692 U JP7502692 U JP 7502692U JP 7502692 U JP7502692 U JP 7502692U JP 2581518 Y2 JP2581518 Y2 JP 2581518Y2
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auxiliary passage
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pressure
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信重 鈴木
豊 森山
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、自動車等における冷房
サイクルに用いられる膨張弁、特に、高熱負荷時にも冷
媒の流量を十分に確保することができる膨張弁に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an expansion valve used for a cooling cycle in an automobile or the like, and more particularly to an expansion valve capable of ensuring a sufficient flow rate of a refrigerant even under a high heat load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は一般的な自動車用空気調和装置に
用いられる冷房サイクル1を示している。この冷房サイ
クル1は、周知のようにコンプレッサ2、コンデンサ
3、リキッドタンク4、膨張弁5及びエバポレータ6を
有している。膨張弁5は、エバポレータ6出口における
冷媒の過熱度(スーパーヒート)を一定に保つために、
エバポレータ6に対する熱負荷に応じて、エバポレータ
6に供給する冷媒の流量制御を行うものである。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a cooling cycle 1 used in a general automotive air conditioner. The cooling cycle 1 includes a compressor 2, a condenser 3, a liquid tank 4, an expansion valve 5, and an evaporator 6, as is well known. The expansion valve 5 is provided to keep the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6 constant (superheat).
The flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator 6 is controlled according to the heat load on the evaporator 6.

【0003】従来の膨張弁は実開昭64−13471号
公報等に開示されている。図6は一般的な外部均圧式膨
張弁の断面図である。この膨張弁5aの弁本体10に
は、リキッドタンク4の出口側に接続される入口ポート
11と、エバポレータ6の入口側に接続される出口ポー
ト12とが形成され、両ポート11,12を連通する流
路の途中にスロート部13と膨張室14が設けられてい
る。スロート部13はボール弁15によって開閉され
る。ボール弁15は弁ホルダ16に固定され、出口ポー
トにねじ止めされたアジャストスクリュー17と弁ホル
ダ16との間に設けられたプレッシャスプリング18に
よって、スロート部13を閉じる方向に付勢されてい
る。
A conventional expansion valve is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-13471. FIG. 6 is a sectional view of a general external pressure equalizing type expansion valve. An inlet port 11 connected to the outlet side of the liquid tank 4 and an outlet port 12 connected to the inlet side of the evaporator 6 are formed in the valve body 10 of the expansion valve 5a. A throat portion 13 and an expansion chamber 14 are provided in the middle of the flow path. The throat section 13 is opened and closed by a ball valve 15. The ball valve 15 is fixed to a valve holder 16 and is urged in a direction to close the throat portion 13 by a pressure spring 18 provided between an adjustment screw 17 screwed to an outlet port and the valve holder 16.

【0004】弁本体10の上部には、上部ハウジング1
9と下部ハウジング20とからなるダイヤフラムハウジ
ング21が取り付けられ、ダイヤフラムハウジング21
内にはダイヤフラム22が取り付けられている。このダ
イヤフラム22と上部ハウジング19との間には加圧室
23が形成され、ダイヤフラム22と下部ハウジング2
0との間には均圧室24が形成されている。
An upper housing 1 is provided above the valve body 10.
9 and a lower housing 20, a diaphragm housing 21 is attached.
A diaphragm 22 is mounted in the inside. A pressurizing chamber 23 is formed between the diaphragm 22 and the upper housing 19, and the diaphragm 22 and the lower housing 2
A pressure equalizing chamber 24 is formed between the pressure equalizing chambers 0 and 0.

【0005】均圧室24内にはダイヤフラム22の下面
に当接するストッパ25が配され、ストッパ25と弁ホ
ルダ16には作動ロッド26の両端部がそれぞれ当接し
ている。これによって、ボール弁15とダイヤフラム2
2とが連結状態となり、ダイヤフラム22の作動に連動
してボール弁15が作動するようになっている。均圧室
24は外部均圧管27を介してエバポレータ6の出口部
に連通しており(図5参照)、この出口部の冷媒の圧力
が均圧室24に作用する。
A stopper 25 is provided in the pressure equalizing chamber 24 to contact the lower surface of the diaphragm 22. The stopper 25 and the valve holder 16 are in contact with both ends of an operating rod 26, respectively. Thereby, the ball valve 15 and the diaphragm 2
2 is connected, and the ball valve 15 operates in conjunction with the operation of the diaphragm 22. The pressure equalizing chamber 24 communicates with the outlet of the evaporator 6 via the external pressure equalizing pipe 27 (see FIG. 5), and the pressure of the refrigerant at this outlet acts on the pressure equalizing chamber 24.

【0006】また、エバポレータ6の出口部には感温筒
28が取り付けられ、感温筒28はキャピラリチューブ
29を介して加圧室23に連通している(図5参照)。
感温筒28内、キャピラリチューブ29内、及び、加圧
室23内には、冷房サイクル1内と同種類の冷媒が封入
されている。感温筒28内の冷媒の温度はエバポレータ
6の出口部の温度に対応した温度になり、その温度に対
応した圧力が感温筒28内の冷媒によって発生し、この
圧力が加圧室23内に作用する。
A temperature sensing tube 28 is attached to the outlet of the evaporator 6 and communicates with the pressurizing chamber 23 via a capillary tube 29 (see FIG. 5).
The same type of refrigerant as in the cooling cycle 1 is sealed in the temperature sensing tube 28, the capillary tube 29, and the pressurizing chamber 23. The temperature of the refrigerant in the temperature-sensitive cylinder 28 becomes a temperature corresponding to the temperature of the outlet of the evaporator 6, and a pressure corresponding to the temperature is generated by the refrigerant in the temperature-sensitive cylinder 28. Act on.

【0007】そして、加圧室23内の圧力、即ち感温筒
28内の圧力と、均圧室24内の圧力、即ちエバポレー
タ6の出口部の圧力と、プレッシャスプリング18の弾
発力とが釣り合う位置にボール弁15が停止し、エバポ
レータ6の熱負荷に応じてスロート部13の開度が決ま
る。
The pressure in the pressurizing chamber 23, that is, the pressure in the temperature sensing cylinder 28, the pressure in the pressure equalizing chamber 24, that is, the pressure at the outlet of the evaporator 6, and the resilience of the pressure spring 18 The ball valve 15 stops at the position where the ball is balanced, and the opening of the throat portion 13 is determined according to the heat load of the evaporator 6.

【0008】[0008]

【考案が解決しようとする課題】従来の膨張弁5aにお
いては、ボール弁15が所定寸法リフトすると全開状態
となって冷媒の最大流量が決まり、この所定寸法以上に
ボール弁15がスロート部13から離間しても冷媒の流
量は増えない。そのため、クールダウン初期など、常用
の熱負荷時よりも多量の冷媒循環が必要な時、即ち高熱
負荷時には,エバポレータ6への冷媒供給量が足りず、
エバポレータ6の出口部における冷媒の過熱度が設定値
を越える場合があった。このような事態になると、コン
プレッサ2から吐出される気体冷媒の温度もその分上昇
するため、冷房能力が低下するばかりでなく、コンプレ
ッサ2が過熱される等の不具合がある。
In the conventional expansion valve 5a, when the ball valve 15 is lifted by a predetermined dimension, the ball valve 15 is fully opened and the maximum flow rate of the refrigerant is determined. Even if it is separated, the flow rate of the refrigerant does not increase. Therefore, when a large amount of refrigerant is required to be circulated as compared with a normal heat load, such as at the beginning of a cool down, that is, at a high heat load, the supply amount of the refrigerant to the evaporator 6 is insufficient.
In some cases, the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6 exceeded the set value. In such a situation, the temperature of the gas refrigerant discharged from the compressor 2 also rises by that amount, so that not only the cooling capacity is reduced but also the compressor 2 is overheated.

【0009】また、自動車用空気調和装置に用いられる
コンプッレサ2は、最近では容量可変斜板式コンプレッ
サが使用されているが、この容量可変斜板式コンプレッ
サの場合には、そのクランク室に冷媒を流し、冷媒中に
含まれる潤滑油により、クランク室内に組み込まれた部
品相互間の潤滑を行っている。ところが、従来の膨張弁
5aの全開時の冷媒の流量では、高熱負荷時においてコ
ンプレッサ2に必要な潤滑油量を確保することができ
ず、コンプレッサ2の耐久性が低下する。
In addition, a variable displacement swash plate type compressor has recently been used as the compressor 2 used in an air conditioner for automobiles. In the case of the variable displacement swash plate type compressor, a refrigerant flows through a crank chamber of the compressor. The lubricating oil contained in the refrigerant lubricates the components incorporated in the crankcase. However, with the conventional flow rate of the refrigerant when the expansion valve 5a is fully opened, the amount of lubricating oil required for the compressor 2 cannot be secured under a high heat load, and the durability of the compressor 2 is reduced.

【0010】一方、高熱負荷時にも十分な冷媒流量を確
保できるように膨張弁5aの容量を設定すると、今度は
常用の熱負荷時において膨張弁5aがハンチングを起こ
すなど制御性が悪くなるという問題が生じた。
On the other hand, if the capacity of the expansion valve 5a is set so that a sufficient refrigerant flow rate can be secured even under a high heat load, the controllability deteriorates, such as hunting of the expansion valve 5a under a normal heat load. Occurred.

【0011】そこで、常用の熱負荷時における制御性に
優れ、且つ、高熱負荷時に必要な多量の冷媒をも流すこ
とができる膨張弁の開発が望まれた。特開昭59−77
177号公報には、この改良型の膨張弁が開示されてい
るが、この膨張弁では構造が複雑で、部品点数も増大す
る等の欠点がある。
Therefore, it has been desired to develop an expansion valve which is excellent in controllability under a normal heat load, and which can also flow a large amount of a necessary refrigerant under a high heat load. JP-A-59-77
Japanese Patent Publication No. 177 discloses this improved expansion valve, but this expansion valve has disadvantages such as a complicated structure and an increase in the number of parts.

【0012】この考案は、構造が簡単で、常用の熱負荷
時における制御性に優れ、高熱負荷時に大流量の冷媒を
流通し得る膨張弁を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an expansion valve which has a simple structure, is excellent in controllability under a normal heat load, and allows a large flow of refrigerant to flow under a high heat load.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述目的を達成する本考
案は、弁本体に、コンデンサ出口に接続される入口ポー
トと、エバポレータ入口に接続される出口ポートと、こ
れら入口ポートと出口ポートとを連通するスロート部と
が設けられ、このスロート部が、スロート部を閉じる方
向に付勢された弁体によって開閉可能にされており、こ
の弁体が、エバポレータの出口における冷媒の過熱度を
一定に保つように弁開度を制御する駆動機構によってリ
フトせしめられる膨張弁において、上記弁本体には、上
記スロート部と並列的に、上記入口ポートと出口ポート
とを連通せしめる補助通路が設けられ、この補助通路
は、上記弁体と一体に設けられこの弁体と連動する副弁
体によって開閉可能にされており、弁体のリフト量が所
定値以下のときには上記補助通路が副弁体によって閉鎖
され、弁体のリフト量が上記所定値を越えたときには補
助通路が開放されていることを特徴とする膨張弁であ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a valve body having an inlet port connected to a condenser outlet, an outlet port connected to an evaporator inlet, and these inlet and outlet ports. A throat portion communicating with the throat portion is provided, and the throat portion can be opened and closed by a valve body biased in a direction to close the throat portion, and the valve body keeps the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator constant. In the expansion valve lifted by a drive mechanism that controls the valve opening to maintain the valve body, the valve body is provided with an auxiliary passage for communicating the inlet port and the outlet port in parallel with the throat portion. The auxiliary passage is provided integrally with the valve body and can be opened and closed by a sub-valve element that is interlocked with the valve body, and when the lift amount of the valve body is equal to or less than a predetermined value. Serial auxiliary channel is closed by the auxiliary valve body, the lift amount of the valve body is a expansion valve, characterized in that the auxiliary channel is open when it exceeds the predetermined value.

【0014】また、本考案は、弁本体に、コンデンサ出
口に接続される入口ポートと、エバポレータ入口に接続
される出口ポートと、これら入口ポートと出口ポートと
を連通するスロート部とが設けられ、このスロート部
が、スロート部をとじる方向に付勢された弁体によって
開閉可能にされており、この弁体が、エバポレータの出
口における冷媒の過熱度を一定に保つように弁開度を制
御する駆動機構によってリフトせしめられる膨張弁にお
いて、上記弁本体には、上記スロート部と並列的に、上
記入口ポートと出口ポートとを連通する補助通路が設け
られ、この補助通路は副弁体によって開閉可能にされ、
この副弁体が、出口ポート内の圧力が作用して伸縮する
ベローズによりリフトせしめられるようにされており、
而して、出口ポート内の圧力が所定値以下の時に上記ベ
ローズが伸張し補助通路が副弁体によって閉鎖され、出
口ポート内の圧力が上記所定値を越えた時には上記ベロ
ーズが弾性変形して収縮し、副弁体が補助通路から離間
する方向へリフトせしめられて、補助通路が開放されて
いることを特徴とする膨張弁である。
According to the present invention, the valve body is provided with an inlet port connected to the condenser outlet, an outlet port connected to the evaporator inlet, and a throat portion communicating between the inlet port and the outlet port. The throat portion can be opened and closed by a valve body biased in a direction to close the throat portion, and the valve body controls the valve opening so as to keep the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator constant. In the expansion valve lifted by a drive mechanism, an auxiliary passage communicating the inlet port and the outlet port is provided in the valve body in parallel with the throat portion, and the auxiliary passage can be opened and closed by a sub-valve. And
The sub-valve is lifted by a bellows that expands and contracts due to the pressure in the outlet port,
Thus, when the pressure in the outlet port is equal to or less than a predetermined value, the bellows expands and the auxiliary passage is closed by the sub-valve. When the pressure in the outlet port exceeds the predetermined value, the bellows elastically deforms. The expansion valve is characterized in that the auxiliary valve is contracted and lifted in a direction away from the auxiliary passage, and the auxiliary passage is opened.

【0015】[0015]

【作用】前者の膨張弁は、常用の熱負荷域では、弁体の
リフト量は補助通路が副弁体によって閉塞状態に維持さ
れ、常用の熱負荷域におけるリフト量を越えると補助通
路が開放される。したがって、常用の熱負荷域では、ス
ロート部における弁開度調節のみによって冷媒の流量制
御が行われ、良好な制御性が得られる。そして、弁体が
上記所定リフト量を越えてリフトする高熱負荷時には、
補助通路も開き、スロート部と補助通路の両方を冷媒が
流通する。この結果、高熱負荷時における冷媒の流量
が、常用の熱負荷時における冷媒の最大流量よりも大き
くなる。
In the former expansion valve, in the normal heat load region, the lift amount of the valve body is maintained in a closed state by the auxiliary valve in the auxiliary passage, and when the lift amount exceeds the lift amount in the normal heat load region, the auxiliary passage is opened. Is done. Therefore, in the normal heat load region, the flow rate of the refrigerant is controlled only by adjusting the valve opening in the throat portion, and good controllability is obtained. And at the time of a high heat load in which the valve body lifts above the predetermined lift amount,
The auxiliary passage is also opened, and the refrigerant flows through both the throat portion and the auxiliary passage. As a result, the flow rate of the refrigerant under a high heat load becomes larger than the maximum flow rate of the refrigerant under a normal heat load.

【0016】後者の膨張弁は、常用の熱負荷時における
出口ポート内の圧力ではベローズが収縮せず、補助通路
が副弁体によって閉塞状態を維持され、出口ポート内が
常用の熱負荷時における出口ポート内の圧力以上になる
と、ベローズが収縮して副弁体が補助通路から離間し、
補助通路が開放される。すると、常用熱負荷域では、ス
ロート部における弁開度調節のみによって冷媒の流量制
御が行われ、良好な制御性が得られる。そして、弁体が
常用の熱負荷域におけるリフト量を越えてリフトする高
熱負荷時には、出口ポート内が常用熱負荷時よりも高圧
になり、その結果、補助通路が開いて、スロート部と補
助通路の両方を冷媒が流通するようになる。この結果、
高熱負荷時における冷媒の流量が、常用熱負荷時におけ
る冷媒の最大流量よりも大きくなる。
In the latter expansion valve, the bellows does not contract due to the pressure in the outlet port at the time of normal heat load, the auxiliary passage is kept closed by the auxiliary valve body, and the inside of the outlet port is at the time of normal heat load. When the pressure exceeds the pressure in the outlet port, the bellows contracts and the sub-valve separates from the auxiliary passage,
The auxiliary passage is opened. Then, in the normal heat load range, the flow rate of the refrigerant is controlled only by adjusting the valve opening in the throat portion, and good controllability is obtained. At a high heat load in which the valve body lifts beyond the lift amount in the normal heat load area, the pressure in the outlet port becomes higher than that during the normal heat load, and as a result, the auxiliary passage opens, and the throat portion and the auxiliary passage are opened. Of the refrigerant. As a result,
The flow rate of the refrigerant under a high heat load is larger than the maximum flow rate of the refrigerant under a normal heat load.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づき、図
5を援用して説明する。なお、前述膨張弁5aと同一部
材には同一符号を付し、その説明を一部省略する。図1
は本考案に係る膨張弁の第1実施例の断面図、図2はそ
の要部拡大図、図3はこの膨張弁の作動特性図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings and FIG. The same members as those of the expansion valve 5a are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be partially omitted. FIG.
FIG. 2 is a sectional view of a first embodiment of the expansion valve according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof, and FIG. 3 is an operation characteristic diagram of the expansion valve.

【0018】この膨張弁5は外部均圧式膨張弁であり、
前述の膨張弁5aと同様に、弁本体10と、ダイヤフラ
ムハウジング21とを有している。弁本体10には、リ
ッキドタンク4の出口側に接続される入口ポート11
と、この入口ポート11に連なる高圧通路30と、エバ
ポレータ6の入口側に接続される出口ポート12と、こ
の出口ポート12に連なる膨張室14とが形成されてお
り、高圧通路30と膨張室14はスロート部13と補助
通路31によって連通されている。
The expansion valve 5 is an external pressure equalizing type expansion valve.
Like the above-mentioned expansion valve 5a, it has a valve body 10 and a diaphragm housing 21. The valve body 10 has an inlet port 11 connected to the outlet side of the liquid tank 4.
, A high-pressure passage 30 connected to the inlet port 11, an outlet port 12 connected to the inlet side of the evaporator 6, and an expansion chamber 14 connected to the outlet port 12. Is communicated with the throat portion 13 by the auxiliary passage 31.

【0019】スロート部13はボール弁(弁体)15に
よって開閉され、補助通路31は針弁(副弁体)32に
よって開閉される。ボール弁15と針弁32は弁ホルダ
16に固定され、両者は一体となって連動する。この弁
ホルダ16と出口ポート12にねじ止めされたアジャス
トスクリュー17との間に設けられたプレッシャスプリ
ング18によって、ボール弁15はスロート部13を閉
じる方向に付勢され、針弁32は補助通路31を閉じる
方向に付勢されている。
The throat portion 13 is opened and closed by a ball valve (valve element) 15, and the auxiliary passage 31 is opened and closed by a needle valve (sub valve element) 32. The ball valve 15 and the needle valve 32 are fixed to the valve holder 16, and the two work together. The ball valve 15 is biased in a direction to close the throat portion 13 by a pressure spring 18 provided between the valve holder 16 and an adjusting screw 17 screwed to the outlet port 12, and the needle valve 32 is connected to the auxiliary passage 31. Is biased in the closing direction.

【0020】ボール弁15は全閉状態においてスロート
部13に着座しており(図1参照)、弁ホルダ16がリ
フトするとボール弁15はスロート部13から離間し
て、高圧通路30と膨張室14とを連通し(図2参
照)、弁開度が徐々に大きくなる。
The ball valve 15 is seated on the throat portion 13 in the fully closed state (see FIG. 1). When the valve holder 16 is lifted, the ball valve 15 separates from the throat portion 13 and the high pressure passage 30 and the expansion chamber 14 (See FIG. 2), and the valve opening gradually increases.

【0021】これに対して、針弁32は全閉状態におい
てその尖端部32aを含む先部が補助通路31内に進入
し、弁ホルダ16が所定寸法リフトするまで全閉状態を
維持する(図2参照)。そして、弁ホルダ16が上記所
定寸法を越えてリフトした時に、針弁32の尖端部32
aが補助通路31から脱し始め、その後のリフトによっ
て急激に補助通路31における弁開度が大きくなる。
On the other hand, in the fully closed state, the tip including the pointed end 32a of the needle valve 32 enters the auxiliary passage 31 and maintains the fully closed state until the valve holder 16 is lifted by a predetermined dimension (FIG. 2). Then, when the valve holder 16 is lifted beyond the predetermined size, the point 32 of the needle valve 32 is lifted.
a starts to be removed from the auxiliary passage 31, and the valve opening in the auxiliary passage 31 is rapidly increased by the subsequent lift.

【0022】このようなボール弁15と針弁32を有す
る膨張弁5の作動特性は図3に示すようになる。即ち、
スロート部13の全閉状態から弁ホルダ16が所定のリ
フト量L0 (以下、常用リフト量L0 )だけリフトする
まではスロート部13だけが開状態となる。これが図3
において符号Aで示す線図である。弁ホルダ16が常用
リフト量L0 を越えてリフトすると、スロート部13と
補助通路31の両方が開状態となる。これが図3におい
て符号Bで示す線図である。ここで、リフト量に対する
冷媒流量の変化率は、線図Bの方が線図Aよりも大きく
なっており、これは、常用リフト量L0 を越えると膨張
弁5を流通する冷媒流量が急激に多くなることを示して
いる。
The operating characteristics of the expansion valve 5 having the ball valve 15 and the needle valve 32 are as shown in FIG. That is,
From the fully closed state of the throat portion 13 until the valve holder 16 is lifted by a predetermined lift amount L 0 (hereinafter, the normal lift amount L 0 ), only the throat portion 13 is in the open state. This is Figure 3
FIG. When the valve holder 16 is lifted beyond the usual lift L 0, both of the throat portion 13 auxiliary passage 31 is opened. This is the diagram indicated by reference numeral B in FIG. Here, the rate of change of the refrigerant flow rate to lift the diagram and is larger than the diagram A towards B, which is rapidly flow rate of refrigerant flowing through the expansion valve 5 exceeds a usual lift L 0 is It shows that there are many.

【0023】弁本体10の上部に設けられたダイヤフラ
ムハウジング21は上部ハウジング19と下部ハウジン
グ20とからなり、内部にダイヤフラム(駆動機構)2
2が取り付けられている。このダイヤフラム22と上部
ハウジング19との間には加圧室23が形成され、ダイ
ヤフラム22と下部ハウジング20との間には均圧室2
4が形成されている。
The diaphragm housing 21 provided on the upper part of the valve body 10 includes an upper housing 19 and a lower housing 20, and has a diaphragm (drive mechanism) 2 therein.
2 are installed. A pressurizing chamber 23 is formed between the diaphragm 22 and the upper housing 19, and a pressure equalizing chamber 2 is formed between the diaphragm 22 and the lower housing 20.
4 are formed.

【0024】均圧室24内にはダイヤフラム22の下面
に当接するストッパ25が配され、ストッパ25と弁ホ
ルダ16には作動ロッド(駆動機構)26の両端部がそ
れぞれ当接している。これによりボール弁15及び針弁
32とダイヤフラム22とが連結状態となり、ダイヤフ
ラム22の作動に連動してボール弁15及び針弁32が
リフトする。均圧室24は外部均圧管27を介してエバ
ポレータ6の出口部に連通しており(図5参照)、その
出口部の冷媒の圧力が均圧室24に作用する。また、エ
バポレータ6の出口部には感温筒28が取り付けられ、
感温筒28はキャピラリチューブ29を介して加圧室2
3に連通している(図5参照)。感温筒28内、キャピ
ラリチューブ29内、及び、加圧室23内には、冷房サ
イクル1内と同種類の冷媒が封入されている。したがっ
て、感温筒28内の冷媒の温度はエバポレータ6の出口
部の温度に対応した温度になり、その温度に対応した圧
力が感温筒28内の冷媒によって発生し、この圧力が加
圧室23内に作用する。そして、加圧室23内の圧力、
即ち感温筒28内の圧力と、均圧室24内の圧力、即ち
エバポレータ6の出口部の圧力と、プレッシャスプリン
グ18の弾発力とが釣り合う位置に弁ホルダ16が停止
する。これによりエバポレータ6の熱負荷に応じてスロ
ート部13及び補助通路31の開度が決まる。
A stopper 25 is provided in the pressure equalizing chamber 24 to contact the lower surface of the diaphragm 22. Both ends of an operating rod (drive mechanism) 26 are in contact with the stopper 25 and the valve holder 16. Thus, the ball valve 15 and the needle valve 32 are connected to the diaphragm 22, and the ball valve 15 and the needle valve 32 are lifted in conjunction with the operation of the diaphragm 22. The pressure equalizing chamber 24 communicates with the outlet of the evaporator 6 via the external pressure equalizing pipe 27 (see FIG. 5), and the pressure of the refrigerant at the outlet acts on the pressure equalizing chamber 24. In addition, a temperature sensing cylinder 28 is attached to an outlet of the evaporator 6,
The temperature sensing tube 28 is connected to the pressurizing chamber 2 via a capillary tube 29.
3 (see FIG. 5). The same type of refrigerant as in the cooling cycle 1 is sealed in the temperature sensing tube 28, the capillary tube 29, and the pressurizing chamber 23. Therefore, the temperature of the refrigerant in the thermosensitive cylinder 28 becomes a temperature corresponding to the temperature of the outlet of the evaporator 6, and a pressure corresponding to the temperature is generated by the refrigerant in the thermosensitive cylinder 28, and this pressure is generated in the pressurizing chamber. Acts in 23. And the pressure in the pressurizing chamber 23,
That is, the valve holder 16 stops at a position where the pressure in the temperature sensing cylinder 28, the pressure in the pressure equalizing chamber 24, that is, the pressure at the outlet of the evaporator 6, and the resilience of the pressure spring 18 are balanced. Thereby, the opening degree of the throat portion 13 and the auxiliary passage 31 is determined according to the heat load of the evaporator 6.

【0025】ところで、一般に膨張弁の容量を決定する
にあたっては、予めエバポレータ6への常用の熱負荷域
を設定し、この常用の熱負荷域に対してエバポレータ6
の出口部における冷媒の過熱度を一定範囲内に良好に制
御できるように、各部の寸法等を設定している。
In general, when determining the capacity of the expansion valve, a normal heat load area to the evaporator 6 is set in advance, and the evaporator 6 is set to the normal heat load area.
The dimensions and the like of each part are set so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet part can be well controlled within a certain range.

【0026】この膨張弁5では、常用の熱負荷域におい
て弁フォルダ16が常用リフト量L0 の範囲でリフトす
るように設定する。そうすると常用熱負荷域において
は、入口ポート11と出口ポート12はスロート部13
によってのみ連通し、補助通路31は針弁32によって
閉塞された状態に維持される。この時の膨張弁5の作動
特性は図3の線図Aで示す。リフト量に対する冷媒流量
の変化率が比較的に小さく、極めて良好な制御性を得る
ことができる。
The set as in the expansion valve 5, the valve folder 16 in the thermal load range of conventional lifting range of conventional lift L 0. Then, in the normal heat load area, the inlet port 11 and the outlet port 12 are connected to the throat section 13.
And the auxiliary passage 31 is kept closed by the needle valve 32. The operating characteristics of the expansion valve 5 at this time are shown by a diagram A in FIG. The rate of change of the refrigerant flow rate with respect to the lift amount is relatively small, and extremely good controllability can be obtained.

【0027】一方、クールダウン初期のように、エバポ
レータ6に対して常用の熱負荷域を越えた高熱負荷が加
わった場合には、エバポレータ6の出口部における冷媒
の温度も常用運転時よりも高温になって、この温度に対
応した圧力が加圧室23内に作用し、弁ホルダ16を常
用リフト量L0 を越えてリフトさせる。この結果、入口
ポート11と出口ポート12はスロート部13と補助通
路31によって連通するので、大流量の冷媒を流通させ
ることができる。この時の膨張弁5の作動特性は図3の
線図Bで示す。リフト量に対する冷媒流量の変化率が常
用熱負荷域の時よりも大きくなり、エバポレータ6の出
口部における温度上昇が小さくても、冷媒の流量が急激
に増大する。したがって、高熱負荷時における冷房サイ
クル1の冷房能力が向上する。この結果、エバポレータ
6の出口部における冷媒の温度が下がるので、コンプレ
ッサ2の高温運転を回避できる。
On the other hand, when a high heat load exceeding the normal heat load area is applied to the evaporator 6 as in the initial stage of the cool down, the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6 is higher than that in the normal operation. become, the pressure corresponding to this temperature is applied to the pressure chamber 23, is lifted beyond the usual lift L 0 the valve holder 16. As a result, the inlet port 11 and the outlet port 12 communicate with each other through the throat portion 13 and the auxiliary passage 31, so that a large amount of refrigerant can flow. The operating characteristics of the expansion valve 5 at this time are shown by a diagram B in FIG. The rate of change of the refrigerant flow rate with respect to the lift amount becomes larger than in the normal heat load region, and the refrigerant flow rate sharply increases even if the temperature rise at the outlet of the evaporator 6 is small. Therefore, the cooling capacity of the cooling cycle 1 under a high heat load is improved. As a result, the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6 decreases, so that high-temperature operation of the compressor 2 can be avoided.

【0028】さらに、コンプレッサ6に容量可変斜板式
コンプレッサを採用した場合には、高熱負荷時に冷媒中
の潤滑油をより多く供給する必要があるが、上述したよ
うに、高熱負荷時には冷房サイクル1に流れる冷媒流量
が増大するので、コンプレッサ2に潤滑油を十分に供給
することができる。
Further, when a variable capacity swash plate type compressor is used as the compressor 6, it is necessary to supply more lubricating oil in the refrigerant at the time of a high heat load. Since the flow rate of the flowing refrigerant increases, lubricating oil can be sufficiently supplied to the compressor 2.

【0029】図4は本考案に係る膨張弁5の第2実施例
の断面図である。第1実施例の膨張弁5と同一部材には
同一符号を付して説明を省略する。この実施例における
膨張弁5の弁本体10には膨張室14に隣接してベロー
ズ収納孔40が形成されている。ベローズ収納孔40
は、その下端開口が蓋41によって閉鎖され、連通路4
2を介して膨張室14と連通している。したがって、ベ
ローズ収納孔40内には膨張室14内の圧力と同じ圧力
が作用する。また、ベローズ収納孔40は補助通路43
を介して高圧通路30に連通しており、補助通路43は
ボール弁(副弁体)46によって開閉される。ベローズ
収納孔40には蓋41に固定されたベローズ44が収容
され、ベローズ44には弁ロッド45が固定され、その
先端に上記ボール弁46が固定されている。
FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of the expansion valve 5 according to the present invention. The same members as those of the expansion valve 5 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the valve body 10 of the expansion valve 5 in this embodiment, a bellows storage hole 40 is formed adjacent to the expansion chamber 14. Bellows storage hole 40
The lower end opening is closed by a lid 41 and the communication passage 4
2 communicates with the expansion chamber 14. Therefore, the same pressure as the pressure in the expansion chamber 14 acts in the bellows storage hole 40. The bellows storage hole 40 is provided in the auxiliary passage 43.
The auxiliary passage 43 is opened and closed by a ball valve (sub-valve element) 46. A bellows 44 fixed to the lid 41 is accommodated in the bellows accommodation hole 40, a valve rod 45 is fixed to the bellows 44, and the ball valve 46 is fixed to a tip of the bellows 44.

【0030】ベローズ44はベローズ収納孔40内の圧
力は所定値(以下、ベローズ動作開始圧)以下の時には
伸縮しており、ボール弁46を補助通路463に着座せ
しめて補助通路43を閉鎖する。そして、ベローズ収納
孔40内の圧力がベローズ動作開始圧を越えると、その
外圧によってベローズ44は弾性変形し軸線方向に収縮
して、ボール弁46を補助通路43から離間し、補助通
路43を開放する。なお、第2実施例の膨張弁5には、
第1実施例の膨張弁5における補助通路31と針弁32
はない。
The bellows 44 expands and contracts when the pressure in the bellows accommodating hole 40 is equal to or lower than a predetermined value (hereinafter, bellows operation start pressure), and closes the auxiliary passage 43 by seating the ball valve 46 in the auxiliary passage 463. When the pressure in the bellows storage hole 40 exceeds the bellows operation start pressure, the bellows 44 elastically deforms and contracts in the axial direction due to the external pressure, thereby separating the ball valve 46 from the auxiliary passage 43 and opening the auxiliary passage 43. I do. The expansion valve 5 according to the second embodiment includes:
Auxiliary passage 31 and needle valve 32 in expansion valve 5 of the first embodiment
There is no.

【0031】第2実施例の膨張弁5においては、常用の
熱負荷域において弁ホルダ16即ちボール弁15が常用
リフト量L0 の範囲でリフトするように設定し、且つ、
常用の負荷域における最大リフト時の流量(即ち、常用
最大流量)を若干低めに設定しておく。そして、常用の
熱負荷域においてボール弁15が常用リフト量L0 だけ
リフトした時の膨張室14内の圧力が、ベローズ動作開
始圧となるようにベローズ44を設計する。
In the expansion valve 5 of the second embodiment, the valve holder 16, that is, the ball valve 15 is set so as to lift within the range of the normal lift amount L 0 in the normal heat load region, and
The flow rate at the time of the maximum lift in the service load region (that is, the service maximum flow rate) is set slightly lower. Then, the pressure in the expansion chamber 14 when the ball valve 15 is lifted by conventional lift L 0 in the thermal load range of the conventional is to design the bellows 44 so that the bellows operation start pressure.

【0032】このように設定すると、常用熱負荷域にお
いては、補助通路43はボール弁46によって閉塞され
た状態に維持され、入口ポート11と出口ポート12は
スロート部13によってのみ連通されることとなって、
ボール弁15によるスロート部13の弁開度によって冷
媒の流量制御が行われることになる。したがって、この
膨張弁5の場合も、第1実施例の膨張弁5と同様に、極
めて良好な制御性を得ることができる。
With this setting, in the normal heat load region, the auxiliary passage 43 is kept closed by the ball valve 46, and the inlet port 11 and the outlet port 12 are communicated only by the throat portion 13. Become,
The flow rate of the refrigerant is controlled by the degree of opening of the throat section 13 by the ball valve 15. Therefore, also in the case of the expansion valve 5, very good controllability can be obtained, similarly to the expansion valve 5 of the first embodiment.

【0033】一方、クールダウン初期のように、常用の
熱負荷域を越えた高熱負荷がエバポレータ6に加わった
場合には、エバポレータ6の出口部における冷媒の温度
も常用の運転時よりも高温になり、この温度に対応した
圧力が加圧室23内に作用し、弁ホルダ16を常用リフ
ト量L0 を越えてリフトさせる。すると、膨張室14内
の圧力がベローズ動作開始圧を越え、ベローズ44が収
縮して、ボール弁46を補助通路43から離間させ、高
圧通路30とベローズ収納孔40が補助通路43によっ
て連通する。
On the other hand, when a high heat load exceeding the normal heat load region is applied to the evaporator 6 as in the initial stage of the cool-down, the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6 becomes higher than that in the normal operation. becomes the pressure corresponding to this temperature is applied to the pressure chamber 23, it is lifted beyond the usual lift L 0 the valve holder 16. Then, the pressure in the expansion chamber 14 exceeds the bellows operation start pressure, the bellows 44 contracts, the ball valve 46 is separated from the auxiliary passage 43, and the high pressure passage 30 and the bellows storage hole 40 communicate with each other through the auxiliary passage 43.

【0034】したがって、入口ポート11と出口ポート
12はスロート部13と補助通路43によって連通する
ようになるので、大流量の冷媒を流通させることがで
き、高熱負荷時におきる冷房サイクル1の冷房能力が向
上する。なお、この膨張弁5の作動特性も図3の作動特
性図とほぼ同様である。この膨張弁5も、コンプレッサ
2の高温運転を回避することができ、コンプレッサ2に
潤滑油を十分に供給することができる。第2実施例の膨
張弁5の場合には、膨張弁5の入口側の圧力が異常に高
くなった時の安全弁機能もある。
Therefore, the inlet port 11 and the outlet port 12 communicate with each other through the throat portion 13 and the auxiliary passage 43, so that a large amount of refrigerant can be circulated, and the cooling capacity of the cooling cycle 1 under a high heat load is reduced. improves. The operation characteristics of the expansion valve 5 are almost the same as the operation characteristics shown in FIG. This expansion valve 5 can also avoid the high-temperature operation of the compressor 2 and sufficiently supply the compressor 2 with lubricating oil. The expansion valve 5 of the second embodiment also has a safety valve function when the pressure on the inlet side of the expansion valve 5 becomes abnormally high.

【0035】本考案は、上述した実施例に制約されず種
々の態様が採用可能である。例えば、第2実施例におけ
る副弁体をボール弁ではなく針弁とすることも可能で、
また上述各実施例はいずれも外部均圧式の膨張弁の態様
であったが、本考案は内部均圧式の膨張弁にも採用可能
である。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modes can be adopted. For example, the secondary valve in the second embodiment can be a needle valve instead of a ball valve.
In each of the above embodiments, the external pressure equalizing type expansion valve is used. However, the present invention can be applied to an internal pressure equalizing type expansion valve.

【0036】[0036]

【考案の効果】以上説明したように、本考案の膨張弁に
あっては、弁本体に、スロート部と並列的に、入口ポー
トと出口ポートとを連通する補助通路を設け、この補助
通路を副弁体によって開閉するので、常用の熱負荷時に
は良好な制御性を得ることができ、高熱負荷時には冷房
サイクルに大流量の冷媒を循環させ、冷房能力を向上さ
せることができる。さらに、高熱負荷時に、コンプレッ
サの高温運転を回避することができ、コンプレッサに十
分な潤滑油を供給することができる。
As described above, in the expansion valve according to the present invention, the valve body is provided with the auxiliary passage connecting the inlet port and the outlet port in parallel with the throat portion. Since the valve is opened and closed by the sub-valve, good controllability can be obtained during a normal heat load, and a large flow rate of refrigerant can be circulated in the cooling cycle during a high heat load, thereby improving the cooling capacity. Further, at the time of high heat load, high-temperature operation of the compressor can be avoided, and sufficient lubricating oil can be supplied to the compressor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、本考案に係る膨張弁における第1実施例の
断面図、
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an expansion valve according to the present invention;

【図2】は、第1実施例の膨張弁の要部拡大断面図、FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the expansion valve according to the first embodiment;

【図3】は、第1実施例の膨張弁の作動特性図、FIG. 3 is an operation characteristic diagram of the expansion valve according to the first embodiment;

【図4】は、本考案の第2実施例の断面図、FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of the present invention;

【図5】は、一般的な冷房サイクルを示す構成図、FIG. 5 is a configuration diagram showing a general cooling cycle;

【図6】は、従来の膨張弁の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional expansion valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…コンデンサ、 6…エバポレータ、
10…弁本体、11…入口ポート、 12…出口ポ
ート、 13…スロート部、15…ボール弁(弁
体)、22…ダイヤフラム(駆動機構)、26…作動ロ
ッド(駆動機構)、 31…補助通
路、32…針弁(副弁体)、 43…補助通路、
44…ベローズ、46…ボール弁(副弁体)。
3 ... condenser, 6 ... evaporator,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Valve main body, 11 ... Inlet port, 12 ... Outlet port, 13 ... Throat part, 15 ... Ball valve (valve element), 22 ... Diaphragm (drive mechanism), 26 ... Operating rod (drive mechanism), 31 ... Auxiliary passage , 32 ... needle valve (sub valve body), 43 ... auxiliary passage,
44: bellows, 46: ball valve (sub valve element).

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 弁本体(10)に、コンデンサ(3) 出口に接
続される入口ポート(11)と、エバポレータ(6) 入口に接
続される出口ポート(12)と、これら入口ポート(11)と出
口ポート(12)とを連通するスロート部(13)とが設けら
れ、このスロート部(13)が、スロート部(13)を閉じる方
向に付勢された弁体(15)によって開閉可能とされ、この
弁体(15)が、エバポレータ(6) の出口における冷媒の過
熱度を一定に保つように弁開度を制御する駆動機構(22,
26) によってリフトされる膨張弁において、 上記弁本体(10)には、上記スロート部(13)と並列的に、
上記入口ポート(11)と出口ポート(12)とを連通する補助
通路(31)が設けられ、この補助通路(31)は、上記弁体(1
5)と一体に設けられこの弁体(15)と連動する副弁体(32)
によって開閉可能とされ、前記弁体(15)のリフト量が所
定値以下の時には上記補助通路(31)が副弁体(32)によっ
て閉鎖され、弁体(15)のリフト量が上記所定値を越えた
時には補助通路(31)が開放されるようにしたことを特徴
とする膨張弁。
An inlet port (11) connected to an outlet of a condenser (3), an outlet port (12) connected to an inlet of an evaporator (6), and an inlet port (11) of the valve body (10). And a throat portion (13) that communicates with the outlet port (12) .The throat portion (13) can be opened and closed by a valve body (15) urged in a direction to close the throat portion (13). The valve (15) is driven by a drive mechanism (22, 22) that controls the valve opening so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator (6) is kept constant.
26) In the expansion valve lifted by (26), the valve body (10) is provided in parallel with the throat portion (13),
An auxiliary passage (31) communicating the inlet port (11) and the outlet port (12) is provided, and the auxiliary passage (31) is provided with the valve element (1).
Sub-valve element (32) provided integrally with 5) and interlocking with this valve element (15)
When the lift amount of the valve element (15) is equal to or less than a predetermined value, the auxiliary passage (31) is closed by the auxiliary valve element (32), and the lift amount of the valve element (15) is set to the predetermined value. An expansion valve characterized in that the auxiliary passage (31) is opened when the pressure exceeds the threshold.
【請求項2】 弁本体(10)に、コンデンサ(3) 出口に接
続される入口ポート(11)と、エバポレータ(6) 入口に接
続される出口ポート(12)と、これら入口ポート(11)と出
口ポート(12)とを連通するスロート部(13)とが設けら
れ、このスロート部(13)が、スロート部(13)を閉じる方
向に付勢された弁体(15)によって開閉可能とされ、この
弁体(15)が、エバポレータ(6) の出口における冷媒の過
熱度を一定に保つように弁開度を制御する駆動機構(22,
26) によってリフトされる膨張弁において、 上記弁本体(10)には、上記スロート部(13)と並列的に、
上記入口ポート(11)と出口ポート(12)とを連通する補助
通路(43)が設けられ、この補助通路(43)は副弁体(46)に
よって開閉可能とされ、この副弁体(46)が、出口ポート
内の圧力が作用して伸縮するベローズ(44)によりリフト
され、出口ポート(12)内の圧力が所定値以下の時に上記
ベローズ(44)が伸張し補助通路(43)が副弁体(46)によっ
て閉鎖され、出口ポート(12)内の圧力が上記所定値を越
えた時には上記ベローズ(44)が弾性変形して収縮し、副
弁体(46)が補助通路(43)から離間する方向へリフトさ
れ、補助通路(43)が開放されるようにしたことを特徴と
する膨張弁。
2. An inlet port (11) connected to an outlet of a condenser (3), an outlet port (12) connected to an inlet of an evaporator (6), and an inlet port (11) of the valve body (10). And a throat portion (13) that communicates with the outlet port (12) .The throat portion (13) can be opened and closed by a valve body (15) urged in a direction to close the throat portion (13). The valve (15) is driven by a drive mechanism (22, 22) that controls the valve opening so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator (6) is kept constant.
26) In the expansion valve lifted by (26), the valve body (10) is provided in parallel with the throat portion (13),
An auxiliary passage (43) communicating the inlet port (11) and the outlet port (12) is provided, and the auxiliary passage (43) can be opened and closed by a sub-valve (46). ) Is lifted by the bellows (44) which expands and contracts due to the pressure in the outlet port, and when the pressure in the outlet port (12) is equal to or lower than a predetermined value, the bellows (44) expands and the auxiliary passage (43) is When the pressure in the outlet port (12) exceeds the predetermined value, the bellows (44) elastically deforms and contracts, and the sub-valve (46) is closed by the auxiliary valve (46). ) Is lifted in a direction away from the expansion valve, and the auxiliary passage (43) is opened.
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