JP3418238B2 - 膨張弁 - Google Patents

膨張弁

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JP3418238B2
JP3418238B2 JP00576994A JP576994A JP3418238B2 JP 3418238 B2 JP3418238 B2 JP 3418238B2 JP 00576994 A JP00576994 A JP 00576994A JP 576994 A JP576994 A JP 576994A JP 3418238 B2 JP3418238 B2 JP 3418238B2
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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
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/068Expansion valves combined with a sensor
    • F25B2341/0683Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas
    • 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
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/05Cost reduction

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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、冷凍サイクル中の蒸
発器から圧縮機に向かって送り出される低圧冷媒の温度
に応答して、蒸発器に入る高圧冷媒の量を自動的に制御
するための膨張弁に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の膨張弁は、一般に、蒸発器に送
り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒流路の流路面積を変
えるための弁機構と、蒸発器から低圧冷媒流路へ送り出
された低圧冷媒の温度を感知して変位するダイアフラム
を有する感温室とを有している。そして、低圧冷媒流路
を横ぎるように配置されたロッドによって、ダイアフラ
ムの変位を弁機構に伝達することによって、蒸発器内に
送り込まれる高圧冷媒の流量を制御している。
【0003】ただし、ロッドはその軸方向に進退自在で
なければならないので、ロッドに沿って、低圧冷媒流路
と高圧冷媒流路との間を連通する隙間が生じる。したが
って、その隙間をシールする必要がある。そこで、低圧
冷媒流路と高圧冷媒流路との間において、ロッドの外周
面に密着するOリングを配置している。
【0004】そして、そのOリングがロッドの軸方向に
移動しないようにするために、図2に示されるように、
Oリング91の側面(図の上側)に面してドーナツ状の
ワッシャ92を配置すると共に、弾性力をきかせて固定
した皿ばね状のストッパリング94とワッシャ92との
間に圧縮コイルスプリング95を配置して、ワッシャ9
2をOリング91に押し付けていた。96は低圧冷媒流
路、97はロッド、98は弁機構、99は高圧冷媒流路
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】Oリング91は、低圧
冷媒流路96と弁機構98との間という比較的奥の位置
で、ロッド98を囲むように配置されるので、Oリング
91の移動を規制するための部材の取り付けも決して単
純にはいかない。
【0006】そこで上述のような構成がとられているの
であるが、Oリング91の移動を規制するだけのため
に、ワッシャ92とストッパリング94と圧縮コイルス
プリング95という3部品を用いるのは、部品コストと
組み立てコストの面からみてはなはだ不経済である。
【0007】そこで本発明は、低圧冷媒流路と高圧冷媒
流路との間にロッドに沿って形成される隙間をシールす
るシール部材の移動を、容易かつ低コストで規制できる
ようにした膨張弁を提供することを目的とする。
【0008】
【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、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒
が通る高圧冷媒流路と、上記高圧冷媒流路の流路面積を
変えるために上記高圧冷媒流路の途中に配置された弁機
構と、上記蒸発器から送り出された低圧冷媒が通る低圧
冷媒流路と、上記低圧冷媒流路を通る低圧冷媒の温度を
感知してその感知温度に対応して変位する変位部を有す
る感温変位機構と、上記感温変位機構の変位部の変位を
上記弁機構に伝達するために上記低圧冷媒流路内を横切
って進退自在に配置されたロッドと、上記ロッドに沿っ
て上記低圧冷媒流路と上記高圧冷媒流路との間を連通す
るように形成される隙間をシールするために、上記ロッ
ドの外周面に密着して配置された環状のシール部材と、
上記ロッドに沿って上記低圧冷媒流路を横切って配置さ
れ、先端が上記シール部材の側面に面して位置し、他端
側が膨張弁の不動部分に固定されたシール移動規制部材
とを設けたことを特徴とする。
【0009】なお、上記シール移動規制部材が、上記低
圧冷媒流路から上記感温変位機構へ伝達される低圧冷媒
の温度変化の伝達速度を遅くする作用を有するようにし
てもよい。
【0010】
【作用】シール移動規制部材は、ロッドに沿って低圧冷
媒流路を横切って配置され、その先端で、ロッドの軸方
向へのシール部材の移動が規制される。
【0011】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図1は本
発明の実施例を示している。図中、1は蒸発器、2は圧
縮機、3は凝縮器、4は、凝縮器3の出口側に接続され
て高圧の液体冷媒を収容する受液器、10は膨張弁であ
り、これらによって冷凍サイクルが形成されている。
【0012】膨張弁10のブロック11には、蒸発器1
から圧縮機2へ送り出される低温低圧の冷媒を通すため
の低圧冷媒流路12と、蒸発器1に送り込まれる高温高
圧の冷媒を通して断熱膨張させるための高圧冷媒流路1
3とが形成されている。
【0013】低圧冷媒流路12は、一端(入口側)12
aが蒸発器1の出口に接続され、他端(出口側)12b
が圧縮機2の入口に接続されている。高圧冷媒流路13
は、一端(入口側)13aが受液器4の出口に接続さ
れ、他端(出口側)13bが蒸発器1の入口に接続され
ている。
【0014】低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13とは
互いに平行に形成されており、これに垂直な貫通孔14
が低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13との間を貫通し
ている。また、低圧冷媒流路12から外方に抜けるよう
に、貫通孔14と同じ向きに形成された開口部には、感
温室30が固着されている。
【0015】高圧冷媒流路13内には弁機構20が設け
られ、高圧冷媒流路13の中央部には弁座23が形成さ
れている。そして、コイルスプリング24により下方か
ら弁座23に向けて付勢されたボール弁25が弁座23
を塞ぐと、高圧冷媒流路13が閉じる。
【0016】26は、ボール弁25を支えるボール弁受
け。27は、ブロック11と螺合してコイルスプリング
24の付勢力を調整する調整ナット。21はシール用の
Oリングである。
【0017】貫通孔14内に挿通されたロッド28は軸
方向に摺動自在に設けられていて、その上端は感温室3
0に達し、中間部分が低圧冷媒流路12を垂直に横切っ
て貫通孔14内を通り、下端はボール弁25の上端に当
接している。
【0018】したがって、下方のコイルスプリング24
の付勢力に逆らってボール弁25をロッド28で押して
下方に移動させれば、高圧冷媒流路13の流路面積が大
きくなる。高圧冷媒流路13の流路面積は、ロッド28
の移動量に対応して変化し、それによって蒸発器1に供
給される高圧冷媒の量が変化する。
【0019】ロッド28は、ステンレス鋼などのように
アルミニウム等に比べて熱伝導率が大幅に低い材料で形
成されており、その直径は、強度上必要最小限におさえ
られて、断面積ができるだけ小さくなるように形成され
ている。
【0020】ロッド28が挿通された貫通孔14は、低
圧冷媒流路12に近い側の半部が低圧冷媒流路12側か
ら座ぐりされたような形状に太い径に形成されている。
14aがその座ぐり状部である。
【0021】そして、その座ぐり状部14aの最も奥の
部分に、ゴム製の環状のOリング16が配置されてい
る。Oリング16は、ロッド28の外周面と座ぐり状部
14aの内周面とに圧接されている。
【0022】感温室30は、厚い金属板製のハウジング
31と可撓性のある金属製薄板(例えば厚さ0.1mmの
ステンレス鋼板)からなるダイアフラム32によって気
密に囲まれている。そして、ダイアフラム32の下面中
央部には、大きな皿状に形成されたロッド28の頂部2
8aが当接している。
【0023】また、感温室30内には、冷媒流路12,
13内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている
飽和蒸気状態のガスが封入されていて、ガス封入用の注
入孔は、めくら栓34によって閉塞されている。
【0024】33は、感温室30をブロック11に取り
付けるための感温室取り付け座であり、その外周部分は
ハンジング31及びダイアフラム32と全周にわたって
気密に溶接され、内方の筒状部分に形成されたねじ部3
3aがブロック11に螺合している。36はシール用の
Oリングである。
【0025】低圧冷媒流路12と感温室30との間の不
動部分には、熱伝導率の低いプラスチック材などからな
るブシュ38が固定されている。したがって、低圧冷媒
流路12を流れる冷媒は、もしこのブシュ38が無けれ
ば感温室30側に大量に回り込んで感温室30に直接接
触するが、ブシュ38によってそのような感温室30側
への回り込みが規制されている。
【0026】ただし、ロッド28を通すためにブシュ3
8に穿設された孔39とロッド28との間には隙間があ
り、またブシュ38には低圧冷媒流路12と感温室30
側とを連通させる複数の通気孔40が貫通して穿設され
ている。したがって、そのような孔39の隙間および通
気孔40を通って、低圧冷媒流路12を流れる低圧冷媒
が感温室30側へ少量だけ回り込む。
【0027】したがって、低圧冷媒流路12内を流れる
冷媒の温度は、孔39の隙間および通気孔40を通って
感温室30側に回り込みながら流れる少量の冷媒によっ
て感温室30に伝達される。ただし、そのようにして熱
伝達に供される冷媒の量は僅かなので、低圧冷媒流路1
2内を流れる低圧冷媒の温度変化が感温室30に伝達さ
れるのには時間を要する。
【0028】このように、低圧冷媒流路12と感温室3
0との間にブシュ38を設けたことにより、低圧冷媒流
路12内を流れる冷媒の温度変化が感温室30へ伝達さ
れる伝達速度が遅らされる。
【0029】このブシュ38の中間部から先側は、ロッ
ド28を囲む細長い筒状に形成されて低圧冷媒流路12
側へ延出しており、低圧冷媒流路12を横切って、その
先端38aは貫通孔14の座ぐり状部14aに嵌入され
て、Oリング16の側面に面して位置している。
【0030】このように構成された膨張弁においては、
低圧冷媒流路12内を流れる冷媒の温度が下がると、ダ
イアフラム32の温度が下がって、感温室30内の飽和
蒸気ガスがダイアフラム32の内表面で凝結する。
【0031】すると、感温室30内の圧力が下がってデ
イアフラム32が変位するので、ロッド28がコイルス
プリング24に押されて移動し、その結果ボール弁25
が弁座23に接近して冷媒の流路面積が減るので、蒸発
器1に流れ込む冷媒の流量が減る。
【0032】低圧冷媒流路12内を流れる冷媒の温度が
上がると、上記と逆の動作によってボール弁25が弁座
23から離れて冷媒の流路面積が増え、蒸発器1に流れ
込む冷媒の流量が増える。
【0033】しかし、低圧冷媒流路12内を流れる冷媒
の温度変化が感温室30に伝達されるのには時間を要す
るので、ダイアフラム32とそれに追随して動作するロ
ッド28及びボール弁25は、低圧冷媒流路12内を流
れる冷媒の温度変化に対して非常にゆっくりとした応答
速度で動作し、冷媒の細かな温度変化などに対しては反
応しない。
【0034】そしてOリング16は、ブシュ38の先端
38aによってロッド28の軸方向への移動が規制され
ており、低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13との間
が、ロッド28の外周面と貫通孔14の内周面との間に
形成された隙間を通じて連通しないように、Oリング1
6により確実にシールされている。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、低圧冷媒流路と高圧冷
媒流路との間にロッドに沿って形成される隙間をシール
するシール部材の移動を、一つの部品で容易に規制する
ことができ、部品コストと組立コストを確実に低減する
ことができる。
【0036】そして、シール移動規制部材が、低圧冷媒
流路から感温変位機構への冷媒の温度変化の伝達速度を
遅らせる作用を有するようにした場合には、そのような
作用を持たせるための部品をシール部材の移動規制に兼
用することによって、部品数を一つも増やさずにシール
部材の移動規制を行うことができ、大幅なコストダウン
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の膨張弁の縦断面図である。
【図2】従来例の膨張弁の縦断面図である。
【符号の説明】
1 蒸発器 10 膨張弁 12 低圧冷媒流路 13 高圧冷媒流路 16 Oリング(シール部材) 20 弁機構 28 ロッド 30 感温室(感温変位機構) 32 ブシュ(シール移動規制部材)
───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧
    冷媒流路と、 上記高圧冷媒流路の流路面積を変えるために上記高圧冷
    媒流路の途中に配置された弁機構と、 上記蒸発器から送り出された低圧冷媒が通る低圧冷媒流
    路と、 上記低圧冷媒流路を通る低圧冷媒の温度を感知してその
    感知温度に対応して変位する変位部を有する感温変位機
    構と、 上記感温変位機構の変位部の変位を上記弁機構に伝達す
    るために上記低圧冷媒流路内を横切って進退自在に配置
    されたロッドと、 上記ロッドに沿って上記低圧冷媒流路と上記高圧冷媒流
    路との間を連通するように形成される隙間をシールする
    ために、上記ロッドの外周面に密着して配置された環状
    のシール部材と、 上記ロッドに沿って上記低圧冷媒流路を横切って配置さ
    れ、先端が上記シール部材の側面に面して位置し、他端
    側が膨張弁の不動部分に固定されたシール移動規制部材
    とを設けたことを特徴とする膨張弁。
  2. 【請求項2】上記シール移動規制部材が、上記低圧冷媒
    流路から上記感温変位機構へ伝達される低圧冷媒の温度
    変化の伝達速度を遅くする作用を有する請求項1記載の
    膨張弁。
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