JP3209868B2 - 膨張弁 - Google Patents

膨張弁

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用空調装置に用いる
冷房システムの温度膨張弁に関し、特に感温機構内蔵型
の温度膨張弁の温度膨張弁内部構造の改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３は、空調装置の冷凍サイクルの構成
を示す説明図であって、全体を符号１で示す冷凍サイク
ルは、モータ２等により駆動されるコンプレッサ４と、
コンデンサ５と、コンデンサで液化された冷媒を収容す
るレシーバ６と、液冷媒の通過量を調整する膨張弁１０
と、エバポレータ８とを備える。膨張弁１０はエバポレ
ータ８の出口側の冷媒温度を検知する温度センサ１０ａ
と、膨張弁１０が有するダイヤフラムの均圧用の配管１
０ｂを有し、これらの値を膨張弁１０にフィードバック
して弁開度を調節する。なお、１１は冷凍システムの配
管であり、１２はコンデンサ５に外気を吹き付けるファ
ンである。
【０００３】例えば、自動車に搭載する空調装置は設置
スペースや配線を省略するために感温機構を内蔵した温
度膨張弁が使用される。
【０００４】図４は、従来の膨張弁の概要を示す説明図
である。この温度膨張弁の弁本体３０には、冷凍サイク
ルの冷媒管路１１においてコンデンサ５の冷媒出口から
レシ−バ６を介してエバポレ−タ８の冷媒入口へと向か
う部分に介在される第１の通路３２と冷媒管路１１にお
いてエバポレ−タ８の冷媒出口からコンプレッサ４の冷
媒入口へと向かう部分に介在される第２の通路３４とが
上下に相互に離間して形成されている。
【０００５】第１の通路３２にはレシ−バ６の冷媒出口
から供給された液体冷媒を断熱膨張させるための弁孔３
２ａが形成されている。弁孔３２ａは弁体３０の長手方
向に沿った中心線を有している。弁孔３２ａの入口には
弁座が形成されていて、弁座には弁部材３２ｂが圧縮コ
イルばねの如き付勢手段３２ｃにより付勢されている。
レシ−バ６からエバポレータ８に向かう液冷媒が導入さ
れる第１の通路３２は液冷媒の通路となり、入口ポ−ト
３２１と、この入口ポ−ト３２１に連続する弁室３５を
有する。弁室３５は、弁孔３２ａの中心線と同軸に形成
される有底の室であり、プラグ３７によって密閉されて
いる。
【０００６】弁体３０の上端には弁部材３２ｂを駆動す
る為の弁部材駆動装置３６が装着されている。弁部材駆
動装置３６はダイヤフラム３６ａにより内部空間を上下
２つの圧力作動室３６ｂ、３６ｃに仕切られた圧力作動
ハウジング３６ｄを有している。圧力作動ハウジング３
６ｄ中の下方の圧力作動室３６ｃは弁孔３２ａの中心線
に対して同心的に形成された均圧孔３６ｅを介して第２
の通路３４に連通されている。第２の通路３４には、エ
バポレ−タ８の冷媒出口から送り出される冷媒蒸気が流
れ、通路３４は気相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気の
圧力が均圧孔３６ｅを介して下方の圧力作動室３６ｃに
負荷されている。
【０００７】均圧孔３６ｅには、ダイヤフラム３６ａの
下面から第１の通路３２の弁孔３２ａまで延出した弁部
材駆動棒３６ｆが同心的に配置されている。弁部材駆動
棒３６ｆは圧力作動ハウジング３６ｄの下方の圧力作動
室３６ｃの内部表面及び弁体３０における第１の通路３
４と第２の通路３２との隔壁により上下方向に摺動自在
に支持されていて、下端を弁部材３２ｂに当接させてい
る。なお上記隔壁における弁部材駆動棒摺動案内孔に対
応した弁部材駆動棒３６ｆの外周面の領域には第１の通
路３２と第２の通路３４との間の冷媒の漏れを防止する
密封部材３６ｇが装着されている。
【０００８】圧力作動ハウジング３６ｄの上方の圧力作
動室３６ｂ中には公知のダイヤフラム駆動流体が充填さ
れていて、ダイヤフラム駆動流体には第２の通路３４や
第２の通路３４に連通されている均圧孔３６ｅに露出さ
れた弁部材駆動棒３６ｆ及びダイヤフラム３６ａを介し
て第２の通路３４を流れているエバポレ−タ８の冷媒出
口から送り出される冷媒蒸気の熱が伝達される。上方の
圧力作動室３６ｂ中のダイヤフラム駆動流体は上記伝達
された熱に対応してガス化し圧力をダイヤフラム３６ａ
の上面に負荷する。ダイヤフラム３６ａは上記上面に負
荷されたダイヤフラム駆動ガスの圧力とダイヤフラム３
６ａの下面に負荷された圧力との差により上下に変位す
る。ダイヤフラム３６ａの中心部の上下への変位は弁部
材駆動棒３６ｆを介して弁部材３２ｂに伝達され弁部材
３２ｂを弁孔３２ａの弁座に対して接近または離間させ
る。この結果、エバポレータ８に向かう冷媒流量が制御
されることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この種の膨張弁にあっ
ては、レシ−バ６から液相の冷媒のみが供給されること
が望ましいが、レシ−バ内で気相が混入し、気液相の冷
媒として入口ポート３２１へ送られる場合がある。この
ような場合には、気相を含む冷媒が入口ポート３２１か
ら弁室３５、弁座を通過して出口通路へ流れる際に騒音
を発生する不具合がある。本発明は以上の不具合を解消
する膨張弁を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の膨張弁は、レシーバより流入する冷媒の
冷媒通路の入口ポートとこれに連続する弁室を経てエバ
ポレータに向かう冷媒の流量をエバポレータから送り出
される冷媒の温度に対応して制御する膨張弁において、
上記通路の入口ポートと弁室との間に絞り部を形成し、
上記絞り部により冷媒中の気泡の通過量を低減したこと
を特徴とする。さらに本発明に係る膨張弁は、レシーバ
より流入する冷媒の冷媒通路の入口ポートとこれに連続
する弁室、弁座及び出口ポートを経てエバポレータに向
かう冷媒の流量をエバポレータから送り出される冷媒の
温度に対応して上記弁座に接離する弁体により制御する
膨張弁において、上記入口ポートと弁室との間の通路内
に絞り部を形成すると共に、上記弁室から弁座に通ずる
通路を、その断面積が徐々に減ずるテーパー壁面で形成
したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】レシ−バから膨張弁に送られてくる液冷媒には
気泡が混入する場合がある。この気泡は膨張弁の液冷媒
の通路内に設けられるオリフィスすなわち絞り部により
弁室への浸入を阻止され、気泡のつぶれに起因する騒音
が低減する。さらに、弁室から弁座に通ずる通路をテー
パー壁で連続して絞ることによって、気泡の衝撃を緩衝
し、気泡のつぶれが防止される。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の膨張弁を示す断面図である。
本発明の膨張弁も、図４で示した従来の膨張弁と基本的
な構造は等しく、細部の説明は省略する。全体を符号１
０Ａで示す本発明の膨張弁は、弁本体３０に形成される
液冷媒が通る第１の通路３２と、気相冷媒が通る第２の
通路３４を有する。液冷媒通路３２は、入口ポート３２
１と、弁室３５と、出口ポート３２２を有し、弁室３５
と出口ポ−ト３２２との間に弁座が形成される。かかる
構成において、弁部材駆動棒３６ｆを介してダイヤフラ
ム３６ａの上下への変位が弁部材３２ｂに伝達され、弁
部材３２ｂを弁孔３２ａの弁座に対して接近または離間
させ、弁部材３２ｂと弁座の間の流路面積を調節し、冷
媒流量が制御されることとなる。
【００１３】本発明の膨張弁にあっては、液冷媒通路３
２の入口ポート３２１と弁室３５との間の流路にオリフ
ィス３９を設けてある。オリフィス３９は、中央に直径
が２〜３ｍｍ程度の絞り穴３９ａが設けてある。レシ−
バ６から送られてくる高圧の液冷媒はこのオリフィス３
９すなわち絞り部により絞られ、液冷媒中に含まれる気
泡の通過量が減少する。この結果膨張弁内での気泡のつ
ぶれ量が減少し、騒音が低減する。
【００１４】さらに、本発明にあっては、弁座の近傍の
弁室の壁面をテーパー面４１に形成してあるので、気泡
の壁面への衝突のショックはテーパー面４１によって緩
衝される。この気泡の衝突の緩衝作用によって弁座付近
の気泡のつぶれ音も低減される。出口ポ−ト３２２に達
した液冷媒は、エバポレータ８に送られて蒸発し、蒸発
熱を奪った後に第２の通路３４を通り、コンプレッサ４
へ還流する。コンプレッサ４で加圧された冷媒はコンデ
ンサ５で液化され、レシ−バ６へ戻る。
【００１５】図２は、本発明の他の実施例に係る膨張弁
の概要を示す説明図である。全体を符号１０Ｂで示す膨
張弁は、図１と基本的な構造は同一であり、細部の説明
は省略する。本装置にあっては、弁部材駆動棒３６ｈ
は、上部がダイヤフラム３６ａの上部の圧力作動室３６
ｂに開口する管体であって、内部には例えば活性炭３６
ｊが充填される。弁部材駆動棒３６ｈと弁本体３０の間
は、シ−ル部材３６ｋでシ−ルされ、気相冷媒は通路３
４からダイヤフラムの下部の圧力作動室３６ｂには侵入
しないかわりに、気相冷媒の通路３４からコンプレッサ
４への管路を分岐した管路４ａを弁本体３０に設けた貫
通穴に連結し、ダイヤフラムの圧力作動室３６ｂに気相
冷媒を導入する。
【００１６】弁部材駆動棒３６ｈの活性炭充填部３６ｊ
は弁本体３０に形成された気相通路３４の中央部を貫通
する。したがって、弁部材駆動棒３６ｈは通過する気相
冷媒に接触し、冷媒の温度を検知する。冷媒の温度は弁
部材駆動棒３６ｈ内部の活性炭３６ｊに吸収される。第
１の圧力室３６ｂ内の圧力は、この活性炭表面温度の関
数として定まり、この圧力によって弁部材駆動棒３６ｈ
の軸線方向の位置が規制される。
【００１７】本実施例の膨張弁にあっても、液冷媒通路
３２の入口ポート３２１と弁室３５との間の流路にオリ
フィス３９を設けてある。オリフィス３９は、中央に直
径が２〜３ｍｍ程度の絞り穴３９ａが設けてある。レシ
−バ６から送られてくる高圧の液冷媒はこのオリフィス
３９すなわち絞り部により絞られ、液冷媒中に含まれる
気泡の通過量が減少する。この結果膨張弁内での気泡の
つぶれ量が減少し、騒音が低減する。
【００１８】また、弁座の近傍の弁室の壁面をテーパー
面４１に形成してあるので、気泡の壁面への衝突のショ
ックはテーパー面４１によって緩衝される。この気泡の
衝突の緩衝作用によって弁座付近の気泡のつぶれ音も低
減される。出口ポ−ト３２２に達した液冷媒は、エバポ
レータ８に送られて蒸発し、蒸発熱を奪った後に第２の
通路３４を通り、コンプレッサ４へ還流する。コンプレ
ッサ４で加圧された冷媒はコンデンサ５で液化され、レ
シ−バ６へ戻る。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上のように、自動車等に装備
される空調装置の冷凍システムを構成する膨張弁にあっ
て、高圧の液冷媒の供給される通路の入口ポートと弁室
との間にオリフィスすなわち絞り部を設けて、この絞り
部によって液冷媒の流れを絞る構成を備える。液冷媒は
この絞り穴を通過する際に、液冷媒中に含まれる気泡の
通過は阻止される。したがって、弁室内に浸入する気泡
も減少し、気泡のつぶれに起因する騒音も低減する。ま
た、弁室内の弁オリフィスに通ずる通路内にも弁座に向
かって断面積が減少するテーパー面を設けてあるので、
弁室内に浸入した気泡が弁座近傍の壁面に衝突する衝撃
力が緩衝され、気泡のつぶれ音も低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による温度膨張弁の中央縦断
面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す温度膨張弁の中央縦
断面図。
【図３】従来の冷凍サイクルの構成を示す図。
【図４】従来の温度膨張弁を示す中央縦断面図。
【符号の説明】
４ コンプレッサ ５ コンデンサ ６ レシ−バ− ８ エバポレータ １０，１０Ａ、１０Ｂ 膨張弁 ３０ 弁本体 ３２ 液冷媒通路 ３２ａ 弁座 ３２ｂ 弁体 ３４ 気相冷媒通路 ３５ 弁室 ３６ 圧力作動室 ３６ａ ダイヤフラム ３６ｆ 弁部材駆動棒 ３９ オリフィス ４１ テーパー面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−264129（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−137341（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−88278（ＪＰ，Ｕ) (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】 レシーバより流入する冷媒の冷媒通路の
    入口ポートとこれに連続する弁室、弁座及び出口ポート
    を経てエバポレータに向かう冷媒の流量をエバポレータ
    から送り出される冷媒の温度に対応して上記弁座に接離
    する弁体により制御する膨張弁において、上記入口ポー
    トと弁室との間の通路内に絞り部を形成すると共に、上
    記弁室から弁座に通ずる通路を、その断面積が徐々に減
    ずるテーパー壁面で形成したことを特徴とする膨張弁。
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