JP3207486B2 - 膨張弁 - Google Patents

膨張弁

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JP3207486B2
JP3207486B2 JP03480992A JP3480992A JP3207486B2 JP 3207486 B2 JP3207486 B2 JP 3207486B2 JP 03480992 A JP03480992 A JP 03480992A JP 3480992 A JP3480992 A JP 3480992A JP 3207486 B2 JP3207486 B2 JP 3207486B2
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diaphragm
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久寿 広田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube

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  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車用冷房装置等
の冷凍サイクルに使用される膨張弁に関する。
【0002】
【従来の技術】膨張弁を小型にして且つ大きな冷媒流量
を得るためには、ダイアフラムの直径を小さくして、逆
に弁体部分の径を大きくすればよいが、高圧側冷媒流路
内の高圧冷媒がダイアフラムの低圧室内に漏れると、弁
が全閉になった状態からダイアフラムが動かなくなっ
て、冷房が全くきかなくなってしまう。
【0003】そこで従来は、図5及び図6に示されるよ
うに、一端に弁体81が形成されてダイアフラム82に
よって進退駆動される作動棒83に、高圧側冷媒流路8
4からダイアフラムの低圧室85に漏れようとする高圧
冷媒を低圧側冷媒流路86内に逃がすためのリーク孔8
7を穿設して、低圧室85内に高圧冷媒が漏れないよう
にしていた(実開平2−96517)。図5のものと図
6のものとの違いは、リーク孔87の入口部のシール部
材89の有無である。90はスペーサである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図5のものの
ように作動棒83の外周にシール部材89が接触してい
ると、それが作動棒83に対してかなりの運動抵抗にな
り、弁体81が開く方に動く時と閉じる方に動く時とで
応差が生じ、冷媒流量の制御が不正確になってしまう欠
点がある。
【0005】かといって、図6のもののようにシール部
材がないと、弁体81が全閉になっった時にも、リーク
孔87を通って、高圧側冷媒流路84から低圧側冷媒流
路86内へ高圧の液体冷媒が漏れて、起動時に、圧縮機
がいわゆる液圧縮などによって破損してしまうことがあ
る。
【0006】そこでこの発明は、高圧冷媒がダイアフラ
ム側へ漏れず、しかも、弁が開く際と閉じる際の冷媒流
量の応差や全閉時の冷媒漏れ等がなくて、正確な冷媒流
量の制御を行うことができる膨張弁を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の膨張弁は、高圧側冷媒流路から供給される
高圧の液体冷媒を通過させることによって、蒸発器に接
続された低圧側冷媒流路内に上記液体冷媒を断熱膨張さ
せるための絞り部と、隔壁によって上記高圧側冷媒流路
と隔てられた室内に設けられて上記蒸発器を出る冷媒ガ
スの温度の変動によって作動するダイアフラムと、上記
絞り部と上記ダイアフラムとの間を貫通するように上記
隔壁に穿設された貫通孔と、上記絞り部の流路面積を変
えるための弁体が一端側に設けられて他端側が上記貫通
孔内に嵌合し、上記ダイアフラムによって進退駆動され
る作動棒と、一端が上記低圧側冷媒流路に開口し他端が
上記貫通孔の内側に開口するように上記作動棒に穿設さ
れたリーク孔と、上記絞り部が上記弁体によって全閉に
されたときに、上記貫通孔と上記作動棒との嵌合部以外
の位置において上記リーク孔と上記高圧側冷媒流路との
間をシールするためのリーク孔シール手段とを設けたこ
とを特徴とする。
【0008】
【作用】弁体が開いている通常の作動時には、高圧側冷
媒流路から作動棒と貫通孔との隙間を通ってダイアフラ
ム側に漏れようとする高圧冷媒は、作動棒に穿設された
リーク孔を通って低圧側冷媒流路へ逃がされる。
【0009】しかし、弁体が全閉の時は、リーク孔シー
ル手段によってリーク孔と高圧側冷媒流路との間がシー
ルされるので、高圧側冷媒流路内の高圧の液体冷媒はリ
ーク孔内に入らず、したがって低圧側冷媒流路内に漏れ
ない。
【0010】また、リーク孔シール手段は、貫通孔と作
動棒との嵌合面以外の位置に設けられているので、作動
棒の進退運動に対する抵抗にならない。
【0011】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図1は本
発明の第1の実施例を示しており、図中、1は蒸発器、
2は圧縮機、3は凝縮器、4は、高圧の液体冷媒を収容
する液容器である。
【0012】11は膨張弁の弁本体であり、弁本体11
には、液容器4の出口に接続されて高圧の液体冷媒が流
れる高圧側冷媒流路12と、蒸発器1の入口に接続され
た低圧側冷媒流路13とが形成されている。
【0013】低圧側冷媒流路13は、弁本体11の底部
側から上方へ向かって弁本体11の中央部付近まで形成
され、高圧側冷媒流路12は、そのすぐ上側の位置に弁
本体11の側方から形成されている。
【0014】14は、両流路12,13を連通する連通
孔であり、冷媒の流路面積を絞って、低圧側冷媒流路1
3内に冷媒を断熱膨張させるための絞り部になってい
る。ただし、連通孔14は冷媒の流量を確保するために
充分に太い径に形成されている。
【0015】連通孔14を低圧側冷媒流路13側から塞
ぐように、テーパ状の面を有する弁体15が、上下方向
に進退自在に設けられている。16は、連通孔14を閉
塞する方向に弁体15を付勢するコイルスプリングであ
り、そのコイルスプリング16の弾発力によって、連通
孔14を閉じる方向に弁体15が押し付けられている。
17は、スプリング受けである。
【0016】弁本体11の上端部には、高圧側冷媒流路
12と隔壁18によって隔てられた、ダイアフラム室2
0が設けられている。21は、変位自在な薄い膜板から
なるダイアフラムであり、ダイアフラム室20を、上側
の高圧室22と下側の低圧室23とに仕切っている。
【0017】ダイアフラム室の高圧室22は、蒸発器1
の出口側に設けられた感温筒24に、キャピラリチュー
ブ25によって接続されている。感温筒24は、蒸発器
1を出る冷媒ガスの温度を感知するものである。
【0018】キャピラリチューブ25内には少量の冷媒
が封入されている。したがって、蒸発器1を出る冷媒ガ
スの温度の変動(過熱度によって生じる)によって、ダ
イアフラム室の高圧室22内の圧力が変化する。
【0019】一方、ダイアフラム室の低圧室23は蒸発
器1の出口側と連通しており、低圧室23内は蒸発器1
を出る冷媒ガスの圧力と等圧になっている。そして、ダ
イアフラム21は、高圧室22と低圧室23との圧力差
によって変位する。
【0020】30は、ダイアフラム21の動きを弁体1
5に伝達するための作動棒である。作動棒30は、下部
において連通孔14内を通って、その下端部付近に弁体
15が一体に形成されている。なお、冷媒の流量を確保
するために、作動棒30は、連通孔14の内径に対して
充分な隙間を有するように形成されている。
【0021】弁本体11の隔壁18部には、連通孔14
とダイアフラム21の中央部との間を真直に貫通する、
太径部19aと細径部19bとからなる段付き形状の貫
通孔が穿設されている。
【0022】そして、内側の高圧側冷媒流路12に開口
する太径部19a内には、作動棒30の頭部が小さなク
リアランスで摺動自在に嵌合している。なお、この太径
部19aの直径は、絞り部の連通孔14の直径と同寸法
に形成されている。したがって、高圧側冷媒の圧力は上
下両方向に均等に作用して相殺され、弁体15の作動に
は影響を及ぼさない。
【0023】貫通孔の細径部19bの方には、ダイアフ
ラム21の下面中央部に取り付けられた受け板36と作
動棒30の頭部とに両端が当接する細長いロッド37
が、やはり小さなクリアランスで摺動自在に嵌合してい
る。
【0024】35は、作動棒30内に形成されたリーク
孔であり、その一端は作動棒30の下端部において低圧
側冷媒流路13に開口し、他端は、作動棒30の上端面
に開口している。
【0025】ただし、その上端面側の開口は、ロッド3
7と干渉しないように中心から位置をずらして、斜め向
きに開口形成されている。そして、作動棒30の上端外
縁部は環状のエッジ状に突出形成されていて、貫通孔1
9a,19bの段部に密接するシール部31になってい
る。このシール部31は、図1に示されるように、弁体
15が連通孔14を全閉にしたときに、貫通孔19a,
19bの段部に密接する。その結果、高圧側冷媒流路1
2内から貫通孔の太径部19a内面と作動棒30との間
の隙間を通ってくる高圧の液体冷媒がリーク孔35内に
入るのが阻止される。
【0026】このシール部31は、作動棒30の上端外
縁に形成されているので、作動棒30の進退運動に対す
る抵抗にはならない。また、作動棒30及びロッド37
の摺動面部分には、その他にも進退運動の抵抗になるよ
うな部材は設けられていない。
【0027】図2は、弁体15が開いている通常の作動
時の状態を示しており、高圧の液体冷媒が高圧側冷媒流
路12から連通孔14を通り、低圧側冷媒流路13内に
断熱膨張する。
【0028】そして、高圧側冷媒流路12から作動棒3
0と貫通孔19aとの隙間を通ってダイアフラム21側
に漏れようとする高圧の液体冷媒は、リーク孔35を通
って低圧側冷媒流路13へ逃がされる。ただし、リーク
孔35を通って低圧側冷媒流路13に入る冷媒の量は全
体から見れば極めて微量なので、冷房状態などにはほと
んど影響を及ぼさない。
【0029】なお、貫通孔の太径部19aの隅部が作動
棒30のシール部31と密接するように太径部19aを
機械加工をするのは容易ではない。そこで、例えば図3
に示されるように、貫通孔19を全体に太く形成して、
ロッド37が挿通されるスリーブ11aを弁本体に圧入
してもよい。
【0030】図4は本発明の第2の実施例を示してお
り、作動棒30のシール部31が、貫通孔19の高圧側
冷媒流路12側開口部の周囲に密接するようにしたもの
である。貫通孔19には段が無く、作動棒30はダイア
フラム21下面の受け板36に直接当接しており、リー
ク孔35は作動棒30の側面に開口している。
【0031】このように、シール部31は貫通孔19と
作動棒30との嵌合部以外の位置に設ければよい。
【0032】
【発明の効果】本発明の膨張弁によれば、弁体が開いて
いる通常の作動時には、高圧側冷媒流路からダイアフラ
ム側に漏れようとする高圧冷媒は低圧側冷媒流路に逃が
され、しかも弁体が全閉の時は、作動棒に穿設されたリ
ーク孔に高圧側冷媒流路から高圧冷媒が流れ込まないの
で、圧縮機起動時の液圧縮発生等がなくなり、また、作
動棒の摺動面にシール部材等を設ける必要がないので、
作動抵抗をほとんど無くすことができて、弁が開く際と
閉じる際の冷媒流量の応差を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の弁閉時の断面図である。
【図2】第1の実施例の弁開時の断面図である。
【図3】第1の実施例の変形例の断面図である。
【図4】第2の実施例の断面図である。
【図5】従来例の断面図である。
【図6】第2の従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 蒸発器 12 高圧側冷媒流路 13 低圧側冷媒流路 15 弁体 18 隔壁 19a,19b 貫通孔 21 ダイアフラム 30 作動棒 31 シール部 35 リーク孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 41/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高圧側冷媒流路から供給される高圧の液体
    冷媒を通過させることによって、蒸発器に接続された低
    圧側冷媒流路内に上記液体冷媒を断熱膨張させるための
    絞り部と、 隔壁によって上記高圧側冷媒流路と隔てられた室内に設
    けられて上記蒸発器を出る冷媒ガスの温度の変動によっ
    て作動するダイアフラムと、 上記絞り部と上記ダイアフラムとの間を貫通するように
    上記隔壁に穿設された貫通孔と、 上記絞り部の流路面積を変えるための弁体が一端側に設
    けられて他端側が上記貫通孔内に嵌合し、上記ダイアフ
    ラムによって進退駆動される作動棒と、 一端が上記低圧側冷媒流路に開口し他端が上記貫通孔の
    内側に開口するように上記作動棒に穿設されたリーク孔
    と、 上記絞り部が上記弁体によって全閉にされたときに、上
    記貫通孔と上記作動棒との嵌合部以外の位置において上
    記リーク孔と上記高圧側冷媒流路との間をシールするた
    めのリーク孔シール手段とを設けたことを特徴とする膨
    張弁。
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