JP3069800B2 - 冷媒流量を制御するためのアセンブリ及びサーミスタの設置方法 - Google Patents

冷媒流量を制御するためのアセンブリ及びサーミスタの設置方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、公知の熱膨張弁を用い
た冷却・空調システムにおける冷媒流量制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、この種のバルブは、冷却剤エバポ
レータからのフローを受け、コンプレッサのサクション
戻り配管に接続するための吐出配管の付属装置に適合す
る補助流路を備えている。バルブ本体を通るこの補助流
路は、エバポレータの吐出温度を感知し、電気的な制御
信号を提供するものである。コンプレッサのクラッチと
コンデンサの冷却ファンの動作を制御するために設けら
れたマイクロコンピュータは、前記のようにして発生し
た電気信号を使用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自動調温膨張バルブの
補助冷却剤流路の温度の電気的感知を行おうとする場
合、流路内にサーミスタを用いて直接液体温度を感知す
る方法を採用するのが理想的であることがわかってい
る。しかしながら、バルブ本体を通して外側からサーミ
スタを取り付け、サーミスタ周辺に適当な密閉を施して
冷却気体の漏れを防ぐというやり方は、大量生産におい
ては困難である。そこでこれまでは、サーミスタを金属
製のフランジに取り付け、そのフランジをバルブ本体に
設けられたポートの周辺に固定して補助冷却剤流路に対
するアクセスを図るのが一般的であった。サーミスタを
サブアセンブリとして取り付けるというこの技術は、バ
ルブを大量生産する場合には困難が大きいと認められて
いた。密閉作業には通常金属カシメ等の固定方法が用い
られるが、この作業の間にサーミスタの破損が生じるこ
とがあるからである。
【０００４】従って、圧力気体状の冷却剤が漏れないよ
うバルブ本体内の感知ポートを密閉した後にサーミスタ
をポートに取り付ける方法もしくは手段を提供するのが
理想的である。
【０００５】また、熱膨張バルブの流路内の冷却剤の温
度感知装置は、サーミスタの設置箇所にある電気回路に
組み込むのが理想的である。回路が低温のバルブ本体に
埋め込まれた状態で加熱されるため、相当量の電流を処
理するソリッドステートスイッチ装置を冷却することが
できるからである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】当該発明は、冷却または
空調システムのための冷却剤の流れを制御するための機
械的な熱膨張バルブを提供することである。エバポレー
タから吐き出される冷却剤をブロック通してコンプレッ
サのサクション戻りポートまで流すため、バルブ本体内
には補助流路が設けられている。バルブ本体の感知ポー
トを通じてサーミスタが配置され、流れている冷却剤と
戻り流路にある冷却剤の温度を感知する。ある実施例に
おいては、末端の閉じたカップ形のクロージャ（蓋）に
よりポートが密閉される。サーミスタはカップの外側か
らカップに収められ、カップ壁面とサーミスタとの間に
熱を伝達する熱伝導性のグリースとともにカップ内に固
定される。サーミスタは、カップ形のカバーの中に設置
されたプリント回路基板上に取り付けるのが望ましい。
このカバーの一端は閉じられて外側に広がり、別の開い
た一端は感知ポート周辺に密閉される。プリント回路基
板から延びた電気コネクタはカバーの壁面を通過し、外
側に延びて電気的な接続を行う。プリント回路基板はカ
ップ内に埋め込まれるが、冷却剤とプリント回路基板を
埋め込んだ素材との接触による電力スイッチング装置を
備えたものを用いてもよい。
【０００７】
【作用】カップ状の密閉体を備え、前記カップ状密閉体
の閉端部を加圧流動装置のポート内に配置し、前記カッ
プ状密閉体の周縁で前記ポートを密閉し、サーミスタを
前記カップ状密閉体内に位置決めし、かつ保持し、前記
カップ状密閉体内の前記サーミスタを液化熱伝導媒体で
取り巻き、前記密閉体と前記サーミスタとの間の熱伝導
を行わしめることにより、冷媒の温度を感知する。
【０００８】
【実施例】図１に見るとおり、当該発明によるバルブア
センブリの全体は10の番号で示されており、このアセン
ブリは弁付きの流出ポート（流出口）14を持ったバルブ
本体12を備え、本体からやや間隔をあけて設置された補
助連通路16がバルブ本体を貫通する形で延びている。こ
の連通路16には、バルブ本体12を通って流路まで延びて
いる温度感知アセンブリ18がある。温度感知アセンブリ
は全体として18の番号で表される。
【０００９】温度感知アセンブリ18はバルブ本体12に設
けられたポート20の穴を通して収容され、その外部が流
路に通じるようになっている。ポート20の外部末端には
それより直径の大きなカウンターボア22が設けられ、ポ
ートの直径とカウンターボアの底面24の直径との交わる
部分は26において角が削りとられた形をなし、密閉リン
グ28のための座を提供している。
【００１０】一般に深いカップ形のクロージャ（カップ
状密閉体）30が用いられ、クロージャは外側に向かって
放射状に広がったフランジを有する開口端32を備えてい
る。クロージャ30の閉じた方の端はポート20に入り込
み、開口端32はＯリング28上に固定され、適当な保持手
段を用いてカウンターボアの底面24に保持される。図示
された理想的な実施例においては、開口端32はＯリング
（密閉リング）26上に留め付けられている。ただし、そ
の他の固定手段を採用することもできる。
【００１１】ハウジングまたはカバーは全体として34の
番号で表示され、その周縁部にはフランジが形成され、
一般にカップ形をした中心部分38と、中心部分38の閉じ
た方の末端から外側に延びる電力レセプタクル部40を備
えている。フランジ36は、バルブ本体12の表面に保持さ
れ、カップ形をした中心部分はカウンターボア22にかぶ
さる形で配置される。フランジ36をバルブ本体上に保持
するためには、ネジ42などの適当な固定手段を用いる。
【００１２】カバー34のカップ形の中心部分38の内側の
壁面に周辺にはショルダーまたはレッジ（棚）44が形成
され、そこにプリント回路基板（電気的付属部品）46が
埋め込まれ、プリント基板からは管状もしくは中空の支
柱またはポスト48が延びている。プリント回路基板に
は、複数の電気コネクタ端子50,52,54が付属しており、
回路基板46のポスト48の反対側から外側に延びている。
端子は図３において端子52について示されているよう
に、開口部（端子52については56）を通って外側に延び
ており、これらの端子に対応する電気コネクタ（図示さ
れていない）を内部に収め、ガイドするのに適した保護
用の囲い40の内側に入り込んでいる。
【００１３】プリント回路基板46及びその付属部品は図
３においては58として示されているところの適当な素材
を用いてカバーの中心部分に埋め込まれる。図３におい
ては60の番号で示されている感知サーミスタは、ポスト
48を通って設置され、その端がポストの外に延びてカッ
プ状密閉体30の内部に入り込むような形で回路基板46の
回路に装着される。
【００１４】カップ状密閉体30の内部に入り込んだサー
ミスタ60の末端は適当な熱伝導性のグリース62もしくは
その他適当な液化熱伝導媒体62で覆われ、これらの熱伝
導物質がサーミスタ周辺に密集した状態で保持されて、
サーミスタとカップ壁面との間で熱を伝達する。図示さ
れた理想的な実施例においては、グリースの熱抵抗は１
ワット当り0.06℃でこれはウェイクフィールド・エンジ
ニアリングによって市販されており、メーカー識別番号
は120-8 である。
【００１５】当該発明によるアセンブリ34のカバーの構
造により、バルブ本体のポート20はカップ状密閉体30に
よって密閉され、完全なサブアセンブリをなしている。
その後サーミスタ60をカバーアセンブリ34に取付、バル
ブ本体内に外側から組み込む。組み立ての際には、バル
ブ本体のポート20の密閉を妨害することなく取り外しが
可能なやり方を用いる。このユニークな構成により、密
閉された冷却剤を冷却システムから除去することなく、
サーミスタ60の交換・取り外しを行うことが可能とな
る。
【００１６】当該発明により、コンプレッサのクラッチ
やコンデンサのファンといった冷却システムの構成要素
を電気的に制御するマイクロプロセッサに信号を送るた
めの、電気的温度感知に適した機械的な熱膨張バルブが
可能となる。
【００１７】プリント回路基板にサーミスタを取り付け
る際の理想的な取り付け手段によって、ＦＥＴスイッチ
などソリッドステートスイッチング装置を、適当なスイ
ッチング論理に従ったプリント回路基板にコンパクトに
取り付けることが可能になり、長いリード線やサーミス
タから電力スイッチング回路に送られる信号の出力不全
も防止できる。
【００１８】以上、当該発明について図示された実施例
に従って説明を行ったが、当該発明については上記実施
例の修正もしくは変更も可能であり、特許請求範囲は請
求項によってのみ限定されるものであると理解された
い。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、カップ
状密閉体により弁体のポートを密閉し、液化熱伝導媒体
を満たした密閉体内にサーミスタを配置し、カバーによ
り覆うことにより製造されるので、弁体の製造作業中に
サーミスタを破損することがなく、大量生産も可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱膨張弁アセンブリの側面図であ
る。
【図２】図１の弁アセンブリを右側から見た側面図であ
る。
【図３】図２の線３−３の面についての部分断面図であ
る。
【符号の説明】12 バルブ本体 14 流出口 16 連通路 18 温度感知装置20 ポート 30 カップ状密閉体32 開口端 34 カバー 46 プリント回路基板 60 サーミスタ 62 液化熱伝導媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅ ｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ. Ａ. (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 41/06

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）流量制限手段を有し、加圧冷媒が流
    入する流入口と、大きな減圧時の流れを吐出し、熱交換
    装置に接続される流出口(14)とが形成されたバルブ本体
    (12)と、 （ｂ）前記熱交換装置から吐出された冷媒の流れを受け
    入れるために接続可能でかつ前記バルブ本体(12)を通過
    する連通路(16)と、 （ｃ）前記バルブ本体(12)に形成され、前記連通路(16)
    を外部に連通させるためのポート(20)と、 （ｄ）カップの開口端(32)の周縁を前記ポートに密着さ
    せた状態で取付けて、前記ポート(20)を密閉するための
    カップ状密閉体(30)と、 （ｅ）前記カップ状密閉体(30)に収納され、この密閉体
    外部に連絡できる電気的付属部品(46)を有し、前記電気
    的付属部品に装着されるサーミスタ(60)と、 （ｆ）前記カップ状密閉体(30)内の前記サーミスタ(60)
    の回りに配設されて前記カップ状密閉体と前記サーミス
    タとの間に熱を伝達する液化熱伝導媒体(62)とを備えた
    ことを特徴とする熱交換装置への冷媒流量を制御するバ
    ルブアセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記密閉体が開口端を有するカップ形状
    をなし、前記開口端が前記バルブ本体の外部に配設さ
    れ、前記カップ形の内部に前記サーミスタを収容し、前
    記熱伝導媒体の熱抵抗が１ワット当たりおよそ0.06℃で
    あることを特徴とする請求項１のアセンブリ。
  3. 【請求項３】 前記密閉体が開口端を有するカップ形状
    をなし、前記開口端が前記ポートの内側に面し、前記カ
    ップ内から延びる前記サーミスタと前記カップ上のカバ
    ー手段を備え、前記付属部品類が前記サーミスタから前
    記カバー機構の壁を通って外部に延びていることを特徴
    とする請求項１のアセンブリ。
  4. 【請求項４】 前記密閉体の周縁に弾力性密閉リングが
    用いられ、前記密閉体が素材の変形によって前記バルブ
    本体に固定されることを特徴とする請求項１のアセンブ
    リ。
  5. 【請求項５】 前記密閉体が、前記密閉体の周縁上の前
    記バルブ本体の素材の変形により、前記バルブ本体に固
    定されることを特徴とする請求項１のアセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記密閉体が密閉リングによって前記バ
    ルブ本体に固定されることを特徴とする請求項１のアセ
    ンブリ。
  7. 【請求項７】（ａ）内部に空洞を有し、バルブ本体(12)
    に取り付けられる密閉体(30)と、 （ｂ）回路基板手段(46)を中に埋め込んだカバー手段(3
    4)と、 （ｃ）前記回路基板手段(46)から延びるサーミスタ(60)
    と、 （ｄ）前記回路基板手段から前記カバー手段の壁部を通
    って延びる電気コネクタ手段(50,52,54)と、 （ｅ）前記の空洞に配置され、前記密閉体と前記サーミ
    スタとの間の熱伝達を行う液化熱伝導媒体(62)とを備え
    たことを特徴とする加圧流動装置の液体温度を感知する
    感知アセンブリ。
  8. 【請求項８】 更に、サーミスタを支持する、前記回路
    基板手段から伸びるポスト手段を備えたことを特徴とす
    る請求項７のアセンブリ。
  9. 【請求項９】 前記カバー手段が、その外側端部から外
    方に突出し、前記電気コネクタ手段を保護する囲い板を
    含んでいることを特徴とする請求項７に記載のアセンブ
    リ。
  10. 【請求項１０】（ａ）カップ状の密閉体(30)を備え、前
    記カップ状密閉体の閉端部を加圧流動装置のポート(20)
    内に配置し、前記カップ状密閉体(30)の周縁で前記ポー
    ト(20)を密閉し、 （ｂ）サーミスタ(60)を前記カップ状密閉体(30)内に位
    置決めし、かつ保持し、 （ｃ）前記カップ状密閉体内の前記サーミスタ(60)を液
    化熱伝導媒体(62)で取り巻き、前記密閉体と前記サーミ
    スタとの間の熱伝導を行わしめる、各段階を有する加圧
    流動装置の電気的温度感知装置を提供する方法。
  11. 【請求項１１】 前記サーミスタを保持する段階に、前
    記サーミスタをカバー手段に固定し、かつ前記カバー手
    段を前記カップ状密閉体に取り外し自在に取り付ける段
    階を含む請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 前記サーミスタを保持する段階が、前
    記サーミスタを回路基板手段に固定し、前記回路基板手
    段をカバー手段に固定し、前記カバー手段を前記カップ
    状密閉体上に取り外し自在に取り付ける段階を含むこと
    を特徴とする請求項１０の方法。
  13. 【請求項１３】 前記サーミスタを保持する段階が、前
    記回路基板手段をカバー手段に固定し、前記回路基板手
    段を埋め込み、前記カバー手段を前記カップ状密閉体上
    に取り外し自在に取り付ける段階を含むことを特徴とす
    る請求項１０の方法。
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