JP3712827B2 - 冷凍冷蔵装置、冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍冷蔵装置および冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁に関し、さらに詳細には、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ型式の温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置およびその冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁、温度膨張弁に関し、特に凝縮器の出口側の冷媒圧力が規定値より低い場合の冷媒流量補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁によって蒸発器の温度負荷量に相応して凝縮器より蒸発器へ流れる循環冷媒流量を制御し、この流量制御によって蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つことが行われている。
【０００３】
温度膨張弁による冷媒流量は、温度膨張弁前後の冷媒圧力差を決める凝縮器の出口側の冷媒圧力と（以下、凝縮圧力と略称することがある）、蒸発器入口（膨張弁出口）側の冷媒圧力と、温度膨張弁の開弁量とにより決まる。
【０００４】
凝縮圧力が低下すると、膨張弁前後の冷媒圧力差が小さくなることや、膨張弁入口側の冷媒状態が気液二相状態になることにより、蒸発器への冷媒供給量が不足し、蒸発器出口側の冷媒温度（過熱度）が著しく高くなり、温度制御が困難になる。このことにより、圧縮機の吸入冷媒の過熱度が著しく高くなり、これに応じて圧縮機が吐出する冷媒温度が高くなり、また圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じ、圧縮機の損傷、破壊が生じる虞れがある。
【０００５】
また、凝縮圧力が低下すると、蒸発器の能力を確保できなくなることにより、冷房効果、除湿効果が低減し、また蒸発器の結氷により熱交換効率の低下することによって蒸発器の能力が低下し、このことによっても冷房効果、除湿効果が低減することになる。
【０００６】
冷凍冷蔵装置での凝縮圧力（温度）は、基本的には、凝縮器の熱交換能力と熱交換する負荷温度（外気温度）および熱量（冷媒循環量）により決まり、凝縮圧力制御により凝縮圧力を所定値に保つ冷凍冷蔵装置がある。
【０００７】
凝縮圧力制御は、凝縮器が水冷式のものである場合には、冷却水の温度と流量により凝縮圧力が決まるから、冷却水流量制御式の凝縮圧力制御弁によって、設定された凝縮圧力に対して冷却水流量を増減制御することにより、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００８】
凝縮器が空冷式のものである場合には、外気雰囲気温度と冷却ファンの風量により凝縮圧力が決まるから、冷媒バイパス式の凝縮圧力制御弁（ＨＰＲ）によって、凝縮器を流れる冷媒の流量を制御することにより、あるいは冷却ファンの回転数制御により、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００９】
しかし、上述のような凝縮圧力制御は、圧縮機負荷を増加させ、省エネルギに反する制御であり、また、冬季等の低温時、特に起動時には、凝縮温度が低く、所要の凝縮圧力が得られなくなることがある。
【００１０】
これに加えて、圧縮機を停止した直後の、圧縮機よりも凝縮器側、つまり下流側の冷媒が高温高圧であり、圧縮機よりも蒸発器側、つまり上流側の冷媒が低温低圧である状態のまま、温度膨張弁の閉弁により凝縮器側から蒸発器側への冷媒の供給を絶ち、そのままの状態で圧縮機を再び駆動すると、圧縮機の上流側と下流側の冷媒の圧力差により圧縮機に大きな負荷がかかり、例えばカーエアコンのようなエンジンの回転を利用して圧縮機を駆動する場合には、圧縮機のみならずエンジンなどの動力供給源にまで負荷の影響による故障が発生する虞がある。
【００１１】
上述のような問題点に鑑み、特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁では、弁体を閉弁方向へ付勢する過熱度設定用のばねを感温型の形状記憶合金によりばねにより構成し、凝縮温度を形状記憶合金製ばねにより直接感知するようにし、凝縮温度が低い時には、凝縮温度が高い時に比して過熱度設定ばね圧を下げて温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保するようにしている。
【００１２】
また、スナップアクション感圧素子（反転板ばね）を使用した膨張弁として、実開平５−５４９７２号公報には、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と、蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差によって応動する反転板ばねを設け、その圧力差が所定値以上になれば、反転板ばねの反転動作によって弁体の最大リフト量を拡大し、膨張弁の開弁量を増やして蒸発器への冷媒供給量を確保する膨張弁が示されている。
【００１３】
また、スナップアクション感圧素子（反転板ばね）を使用した他の膨張弁として、実開平５−５４９７３号公報には、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と、蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差によって応動する反転板ばねを設け、その圧力差が所定値以上になれば、反転板ばねの反転動作によって弁体の最大リフト量を縮小し、膨張弁の開弁量を減らして蒸発器への冷媒供給量を低減し、圧縮機の過大な負荷がかかることを回避する膨張弁が示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁は、凝縮温度（圧力）が低い時には、温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保すると云う所期の目的を達成できるが、しかし、この温度膨張弁では、必要特性に対する形状記憶合金製ばねの設計、調整が難しく、定常時（凝縮圧力が定常圧の時）の温度膨張弁の開弁特性に影響を与え、定常時の冷凍冷蔵装置の性能を低下させる可能性がある。
【００１５】
実開平５−５４９７２号公報に示されている膨張弁は、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差が所定値以上になれば、換言すれば、過熱度が所定値以上になれば、反転板ばねが反転動作し、膨張弁の開弁量を増やして蒸発器への冷媒供給量を確保するものであるから、過熱度が所定値以上になれば蒸発器への冷媒供給量が増えず、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を適切に行うことができない。また、この膨張弁では、反転板ばねが膨張弁の最大開弁量を直接設定するから、構造上、所要の冷媒供給量特性を得るためには、製作上の精度を要求される。
【００１６】
実開平５−５４９７３号公報に示されている膨張弁は、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差が所定値以上になれば、換言すれば、高負荷時には、反転板ばねが反転動作し、膨張弁の開弁量を減らして蒸発器への冷媒供給量を低減するものであるから、起動時などの高負荷時に圧縮機の駆動負荷が過大になることを回避できるが、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を行うことはできない。
【００１７】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を適切に行い、圧縮機の駆動時に無用な負荷がかかるのを防止することができる冷凍冷蔵装置、冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものである。
【００１９】
請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものである。
【００２０】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを組み込まれているものである。
【００２１】
そして、請求項４に記載の発明による温度膨張弁は、請求項３に記載の温度膨張弁において、また、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置と、請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、いずれも、前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形するものである。
【００２２】
請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、凝縮器の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）が所定値以下になると、冷媒流量補正用バイパス弁のスナップアクション感圧素子がスナップアクションし、冷媒流量補正用バイパス弁の弁体を開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００２３】
また、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、冷媒流量補正用バイパス弁の圧力室の圧力、すなわち凝縮器の出口側の冷媒圧力が、スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上である時には、この機械的対抗相当圧力に抗して圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、圧力室の圧力がスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力以下である時、すなわち低凝縮圧時には、この機械的対抗相当圧力によって開弁側に反転変形する。
【００２４】
請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、凝縮器の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによって弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、圧力室の圧力、すなわち凝縮器の出口側の冷媒圧力が、スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上である時には、この機械的対抗相当圧力に抗して圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、圧力室の圧力がスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力以下である時、すなわち低凝縮圧時には、この機械的対抗相当圧力によって開弁側に反転変形する。
【００２６】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁では、凝縮器の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによってバイパス弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００２７】
請求項４に記載の発明による温度膨張弁では、圧力室の圧力、すなわち凝縮器の出口側の冷媒圧力が、スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上である時には、この機械的対抗相当圧力に抗して圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、圧力室の圧力がスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力以下である時、すなわち低凝縮圧時には、この機械的対抗相当圧力によって開弁側に反転変形する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１〜図３はこの発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置を示している。冷凍冷蔵装置は、通常の冷凍冷蔵装置と同等に、圧縮機１、凝縮器（コンデンサ）３、レシーバ５、温度膨張弁７、蒸発器（エバポレータ）９を有し、これらは冷媒管１１、１３、１５、１７、１９ａ、１９ｂによりループ接続されている。
【００３０】
温度膨張弁７は、ハウジング本体２１を有している。ハウジング本体２１は、入口ポート２３と出口ポート（膨張室）２５とを有し、入口ポート２３と出口ポート２５との間に、主弁室２７、主弁ポート２９を有している。また、ハウジング本体２１には、蒸発器９より圧縮機１への冷媒通路の一部をなす貫通冷媒通路２２が形成されており、この貫通冷媒通路２２の両側に冷媒管１９ａ、１９ｂが連通接続されている。
【００３１】
主弁室２７にはボール状の主弁体３１が設けられている。主弁体３１は、弁座部３３に着座することにより主弁ポート２９を閉じ、弁座部３３よりの離間量（リフト量）により開弁量（冷媒流量）を定量的に制御する。
【００３２】
主弁室２７には、ハウジング本体２１に調節可能にねじ止めされたアジャスタブルばねリテーナ３５と、弁体側ばねリテーナ３７と、アジャスタブルばねリテーナ３５と弁体側ばねリテーナ３７との間に設けられた設定ばね３９とが設けられている。
【００３３】
設定ばね３９は、通常のばね材により構成され、この設定ばね３９が発生するばね荷重は、図１で見て上向きの閉弁方向のばね荷重であり、対抗ばね荷重を担っている。
【００３４】
ハウジング本体２１にはダイヤフラムケース４１、４３が取り付けられている。ダイヤフラムケース４１、４３内にはダイヤフラム４５が張られてあり、ダイヤフラム４５の上下両側に圧力室４７、４９が画定されている。
【００３５】
ダイヤフラムケース４３には、冷媒管１１、１３、１５、１７、１９ａ、１９ｂを流れる冷媒と同じ冷媒を圧力室４７に封入する際に用いられ、封入後に封止される封入管５１が取付られており、ダイヤフラム４５の上側の圧力室４７の内圧は、従来のものと同様に、貫通冷媒通路２２を横切って延在する連結棒５７が貫通冷媒通路２２を流れる蒸発器９よりの冷媒流中に曝されて、この連結棒５７よりリテーナ５５、ダイラフラム４５を経て圧力室４７へ伝わる、蒸発器９の出口側の冷媒温度に相応して変化する。
【００３６】
ダイヤフラム４５の下側の圧力室４９は、孔５３によって貫通冷媒通路２２と連通しており、蒸発器９の出口側の冷媒圧力が及ぼされる。
【００３７】
圧力室４９には、ダイヤフラム４５に応動するリテーナ５５が設けられており、リテーナ５５と弁体３１とがハウジング本体２１より上下動可能に支持された連結棒５７によって連繋している。
【００３８】
上述の構造（通常構成）により、主弁体３１は、圧力室４７と圧力室４９との差圧による開弁力と、設定ばね３９による閉弁力との平衡関係で開弁量を設定される。これにより、温度膨張弁７は、従来のものと同様に、蒸発器９の温度負荷量に相応して開弁量を設定され、蒸発器９の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、過熱度を規定値に保つ。
【００３９】
ハウジング本体２１には主弁ポート２９をバイパスして入口ポート２３と出口ポート２５とを連通接続するバイパス通路５９が形成されており、バイパス通路５９は、バイパス通路入口５９ａによって入口ポート２３に開口し、バイパス通路出口５９ｂによって出口ポート２５に開口している。ハウジング本体２１には、バイパス通路５９の途中に相当する部位にバイパス弁室６１が形成されている。バイパス弁室６１はシール部材６３を挟んでスナップリング６５によってハウジング本体２１に気密に装着されたカバー６７によって密閉されている。
【００４０】
バイパス弁室６１にはボール状のバイパス弁体６９が設けられている。バイパス弁体６９は、弁座部７１に着座することによりバイパス通路入口５９ａとバイパス通路出口５９ｂとの間に形成されているバイパス弁ポート７３を閉じ、弁座部７１より離間することによりバイパス弁ポート７３を開く。
【００４１】
カバー６７と弁体側ばねリテーナ７５との間には戻しばね７７が設けらており、戻しばね７７はバイパス弁体６９を閉弁方向へ付勢している。
【００４２】
ハウジング本体２１には、シール部材７９、ばねリテーナ８１、スナップアクション感圧素子８３、カバープレート８５がスナップリング８７によって順に取り付けられている。
【００４３】
スナップアクション感圧素子８３は、ハウジング本体２１より自身の軸線方向に移動可能に支持された連結棒９１によってバイパス弁体６９と連繋されていて、スナップアクション感圧素子８３のスナップアクションがバイパス弁体６９に伝わるように構成されている。
そして、このスナップアクション感圧素子８３は、バイパス弁体６９が弁座部７１より離間してバイパス弁ポート７３を開く向きに反転変形していて、このスナップアクション感圧素子８３自身が有する機械的対抗相当圧力以上の圧力を連結棒９１側から受けると、バイパス弁体６９が弁座部７１に着座しバイパス弁ポート７３を閉じる向きに反転変形するように構成されている。
【００４４】
また、スナップアクション感圧素子８３とカバープレート８５との間には、連結棒９１側からスナップアクション感圧素子８３が受ける圧力によってバイパス弁体６９がバイパス弁ポート７３を開く向きに反転変形する際の、連結棒９１の軸方向におけるスナップアクション感圧素子８３の移動量を規定するために、カバープレート８５にスナップアクション感圧素子８３が接触する位置を最大移動量とする移動空間室８２が画定されている。
さらに、スナップアクション感圧素子８３の連結棒９１側、つまり、ばねリテーナ８１とスナップアクション感圧素子８３との間には圧力室８９が画定されており、圧力室８９には凝縮器３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力Ｐｃ）を導入される。
【００４５】
そして、連結棒９１を介したスナップアクション感圧素子８３とバイパス弁体６９との連繋により、バイパス弁体６９は、スナップアクション感圧素子８３が図３で見て左側に反転変形した状態にある時には、戻しばね７７のばね力により弁座部７１に着座してバイパス弁ポート７３を閉じ、これに対しスナップアクション感圧素子８３が図３で見て右側（図示状態）に反転変形した状態にある時には、戻しばね７７のばね力に抗して弁座部７１より離間してバイパス弁ポート７３を開くようになる。
【００４６】
スナップアクション感圧素子８３は、圧力室８９の圧力、すなわち凝縮圧力Ｐｃが所定値、つまり、スナップアクション感圧素子８３の機械的対抗相当圧力以上である場合には、この機械的対抗相当圧力に抗してスナップアクションにより図３で見て左側に反転変形した状態になり、圧力室８９の圧力（凝縮圧力Ｐｃ）が所定値以下になると、すなわち凝縮圧力時には、スナップアクション感圧素子８３の機械的対抗相当圧力により戻しばね７７のばね力に抗してスナップアクションして図３で見て右側に反転変形した状態になる。
【００４７】
上述の構成により、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上であれば、スナップアクション感圧素子８３は図３で見て左側に反転変形した状態にあり、バイパス弁体６９は、戻しばね７７のばね力によって弁座部７１に着座し、バイパス弁ポート７３を閉じている。
【００４８】
従って、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上である定常時には、バイパス通路５９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は主弁体３１の開弁量により通常通りに決まる。
【００４９】
これに対し、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、スナップアクション感圧素子８３がその機械的対抗相当圧力により戻しばね７７のばね力に抗してスナップアクションして図３で見て右側に反転変形し、バイパス弁体６９が連結棒９１によって押されて弁座部７１より離間し、バイパス弁ポート７３を開くようになる。
【００５０】
従って、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、バイパス通路５９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００５１】
これにより、凝縮圧力Ｐｃが低い時に蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、凝縮圧力Ｐｃが定常圧状態の時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時の冷媒流量不足が解消される。
【００５２】
低凝縮圧力時にバイパス弁体６９が開弁してバイパス通路５９を冷媒が流れているときも、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御式に行われるから、この時も過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００５３】
しかも、蒸発器９側、つまり圧縮機１の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器３側、つまり圧縮機１の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機１が停止した場合でも、バイパス弁体６９の開弁によってバイパス通路５９を冷媒が流れることにより、圧縮機１の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機１にかかることも回避され、これにより圧縮機１の寿命が確保される。
【００５４】
バイパス弁体６９は、スナップアクション感圧素子８３のスナップアクションによって閉弁位置と開弁位置の２位置のみを取るから、図４に示されているように、バイパス冷媒流量は、閉弁（バイパス弁閉）時の０と開弁（バイパス弁開）時の所定値Ｑ’とにオン・オフ的に決まり、その切換圧は、スナップアクション感圧素子８３の機械的対抗相当圧力によって決まる。
【００５５】
これらのことにより、凝縮圧力に感応するスナップアクション感圧素子８３の特性設定を任意にでき、またバイパス弁開閉特性、バイパス冷媒流量の設定、すなわち低凝縮圧力時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになると共に、取付後の調整が不要になる。
【００５６】
また、バイパス弁体６９の開閉動作は、圧力スイッチと電磁開閉弁との組み合わせによる低凝縮圧力時の冷媒流量補正装置と等価のものなり、これを低コスト及び省エネルギーで実現することができる。
【００５７】
また、バイパス通路５９、バイパス弁体６９、戻しばね７７、スナップアクション感圧素子８３等によるバイパス弁構造が温度膨張弁７に組み込まれていることにより、取付性、スペース性がよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図５はこの発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置を示している。なお、図５において、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００５９】
この実施の形態による冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁７をバイパスして冷媒管１５と１７とを接続するバイパス配管９９が設けられており、このバイパス配管９９の途中に、当該バイパス配管９９をオン・オフ的に開閉する冷媒流量補正用バイパス弁１０１が設けられている。
【００６０】
冷媒流量補正用バイパス弁１０１はハウジング本体１０３を有している。
ハウジング本体１０３は、凝縮器３側に入口ポート１０５を、蒸発器９側に出口ポート１０７を、入口ポート１０５と出口ポート１０７との間に弁室１０９および弁ポート１１１を有している。
【００６１】
弁室１０９にはボール状の弁体１１３が設けられている。弁体１１３は、弁座部１１５に着座することにより弁ポート１１１を閉じ、弁座部１１５より離間することにより弁ポート１１１を開く。
【００６２】
ハウジング本体１０３には、シール部材１１７を挟んでスナップリング１１９によってばねリテーナ１２１が気密に装着されている。ばねリテーナ１２１と弁体側ばねリテーナ１２３との間には戻しばね１２５が設けられており、戻しばね１２５は弁体１１３を閉弁方向へ付勢している。
また、ハウジング本体１０３には、シール部材１２７、リテーナ１２９、スナップアクション感圧素子１３１、カバープレート１３３が順に取り付けられている。
【００６３】
スナップアクション感圧素子１３１は、ハウジング本体１０３より自身の軸線方向に移動可能に支持された連結棒１３７によって弁体１１３と連繋されていて、スナップアクション感圧素子１３１のスナップアクションが弁体１１３に伝わるように構成されている。
そして、このスナップアクション感圧素子１３１は、弁体１１３が弁座部１１５より離間して弁ポート１１１を開く向きに反転変形していて、このスナップアクション感圧素子１３１自身が有する機械的対抗相当圧力以上の圧力を連結棒１３７側から受けると、弁体１１３が弁座部１１５に着座し弁ポート１１１を閉じる向きに反転変形するように構成されている。
【００６４】
また、スナップアクション感圧素子１３１とカバープレート１３３との間には、連結棒１３７側からスナップアクション感圧素子１３１が受ける圧力によって弁体１１３が弁ポート１１１を開く向きに反転変形する際の、連結棒１３７の軸方向におけるスナップアクション感圧素子１３１の移動量を規定するために、カバープレート１３３にスナップアクション感圧素子１３１が接触する位置を最大移動量とする移動空間室１３２が画定されている。
さらに、スナップアクション感圧素子１３の連結棒１３７側、つまり、ばねリテーナ１２９とスナップアクション感圧素子１３１との間には圧力室１３５が画定されており、圧力室１３５には凝縮器３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力Ｐｃ）を導入される。
【００６５】
そして、連結棒１３７を介したスナップアクション感圧素子１３１と弁体１１３との連繋により、弁体１１３は、スナップアクション感圧素子１３１が図５で見て上側に反転変形した状態にある時には、戻しばね１２５のばね力により弁座部１１５に着座して弁ポート１１１を閉じ、これに対しスナップアクション感圧素子１３１が図５で見て下側（図示状態）に反転変形した状態にある時には、戻しばね１２５のばね力に抗して弁座部１１５より離間して弁ポート１１１を開くようになる。
【００６６】
スナップアクション感圧素子１３１は、圧力室１３５の圧力、すなわち凝縮圧力Ｐｃが所定値、つまり、スナップアクション感圧素子１３７の機械的対抗相当圧力以上である場合には、この機械的対抗相当圧力に抗してスナップアクションにより図５で見て上側に反転に変形した状態になり、圧力室１３５の圧力（凝縮圧力Ｐｃ）が所定値以下になると、すなわち低凝縮圧力時には、スナップアクション感圧素子１３１の機械的対抗相当圧力により戻しばね１２５のばね力に抗してスナップアクションして図５で見て下側に反転変形した状態になる。
【００６７】
上述の構成により、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上であれば、スナップアクション感圧素子１３１は図５で見て上側に反転変形した状態にあり、弁体１１３は、戻しばね１２５のばね力によって弁座部１１５着座し、弁ポート１１１を閉じている。
【００６８】
従って、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上である定常時には、バイパス配管９９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【００６９】
これに対し、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、スナップアクション感圧素子１３１がその機械的対抗相当圧力により戻しばね１２５のばね力に抗してスナップアクションして図５で見て下側に反転変形し、弁体１１３が連結棒１３７によって押されて弁座部１１５より離間し、弁ポート１１１を開くようになる。
【００７０】
従って、この実施の形態でも、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、バイパス配管９９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００７１】
これにより、凝縮圧力Ｐｃが低い時に蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、凝縮圧力Ｐｃが定常圧状態の時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時の冷媒流量不足が解消される。
【００７２】
また、この実施の形態でも、低凝縮圧力時に弁体１１３が開弁してバイパス配管９９を冷媒が流れているときも、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御式に行われるから、低凝縮圧力時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００７３】
しかも、この実施の形態でも、蒸発器９側、つまり圧縮機１の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器３側、つまり圧縮機１の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機１が停止した場合でも、弁体１１３の開弁によってバイパス配管９９を冷媒が流れることにより、圧縮機１の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機１にかかることも回避され、これにより圧縮機１の寿命が確保される。
【００７４】
なお、温度膨張弁７の封入管５１は蒸発器９の出口側の冷媒管１９を流れる冷媒温度に感応するように取り付けられ、封入管５１と温度膨張弁７の圧力室４７とはキャピラリチューブ５２により接続されている。この温度膨張弁７は従来通りのものでよい。
【００７５】
また、この実施の形態でも、弁体１１３は、スナップアクション感圧素子１３１のスナップアクションによって閉弁位置と開弁位置の２位置のみを取るから、実施の形態１における場合と同様に、図４に示されているように、バイパス冷媒流量は、閉弁（バイパス弁閉）時の０と開弁（バイパス弁開）時の所定値Ｑ’とにオン・オフ的に決まり、その切換圧は、スナップアクション感圧素子１３１の機械的対抗相当圧力によって決まる。
【００７６】
これらのことにより、凝縮圧力に感応するスナップアクション感圧素子１３１の特性設定を任意にでき、またバイパス弁開閉特性、バイパス冷媒流量の設定、すなわち低凝縮圧力時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになると共に、取付後の調整が不要になる。
【００７７】
また、弁体１１３の開閉動作は、圧力スイッチと電磁開閉弁との組み合わせによる低凝縮圧力時の冷媒流量補正装置と等価のものとなり、これを低コスト及び省エネルギーで実現することができる。
【００７８】
また、この実施の形態では、バイパス配管９９の出口側の接続は、要求特性等に応じて、図５に符号９９ａにより示されているように、蒸発器９の中間部や、図５に符号９９ｂにより示されているように、蒸発器９の出口部等に、容易に設計変更することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものとした。
【００８０】
このため、凝縮器の出口側の冷媒圧力が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子がスナップアクションし、冷媒流量補正用バイパス弁の弁体を開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８１】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる冷媒流量補正用バイパス弁の弁体の開弁によってバイパス通路を冷媒が流れて、凝縮器側から蒸発器側への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８２】
請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものとした。
【００８３】
このため、凝縮器の出口側の冷媒圧力が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによって弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８４】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる弁体の開弁によってバイパス通路を冷媒が流れて、凝縮器側から蒸発器側への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８５】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを組み込まれているものとした。
【００８６】
このため、凝縮器の出口側の冷媒圧力が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによってバイパス弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８７】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによるバイパス弁体の開弁によってバイパス通路を冷媒が流れて、凝縮器側から蒸発器側への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８８】
請求項４に記載の発明による温度膨張弁は、請求項３に記載の温度膨張弁において、また、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置と、請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、いずれも、前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形するものとした。
【００８９】
このため、弁体ないしバイパス弁体は、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによって閉弁位置と開弁位置の２位置のみを取り、バイパス冷媒流量は、閉弁時の０と開弁時の所定値とにオン・オフ的に決まるから、弁開閉特性をスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力によって、正確、かつ確実に設定でき、低凝縮圧時の冷媒流量補正が高精度に、しかも確実に行われるようになると共に、取付後の調整が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示されている温度膨張弁の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】この発明による温度膨張弁に組み込まれているバイパス弁の開閉特性を示すグラフである。
【図５】この発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 凝縮器
５ コンデンサ
７ 温度膨張弁
９ 蒸発器
２１ ハウジング本体
２２ 貫通冷媒通路
２３ 入口ポート
２５ 出口ポート
２７ 主弁室
２９ 主弁ポート
３１ 主弁体
３９ 設定ばね
４５ ダイヤフラム
４７、４９ 圧力室
５１ 封入管
５７ 連結棒
５９ バイパス通路
６１ バイパス弁室
６９ バイパス弁体
７３ バイパス弁ポート
７７ 戻しばね
８２ 移動空間室
８３ スナップアクション感圧素子
８９ 圧力室
９１ 連結棒
９９ バイパス配管
１０１ 冷媒流量補正用バイパス弁
１０５ 入口ポート
１０７ 出口ポート
１０９ 弁室
１１１ 弁ポート
１１３ 弁体
１２５ 戻しばね
１３１ スナップアクション感圧素子
１３２ 移動空間室
１３５ 圧力室
１３７ 連結棒
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍冷蔵装置および冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁に関し、さらに詳細には、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ型式の温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置およびその冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁、温度膨張弁に関し、特に凝縮器の出口側の冷媒圧力が規定値より低い場合の冷媒流量補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁によって蒸発器の温度負荷量に相応して凝縮器より蒸発器へ流れる循環冷媒流量を制御し、この流量制御によって蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つことが行われている。
【０００３】
温度膨張弁による冷媒流量は、温度膨張弁前後の冷媒圧力差を決める凝縮器の出口側の冷媒圧力と（以下、凝縮圧力と略称することがある）、蒸発器入口（膨張弁出口）側の冷媒圧力と、温度膨張弁の開弁量とにより決まる。
【０００４】
凝縮圧力が低下すると、膨張弁前後の冷媒圧力差が小さくなることや、膨張弁入口側の冷媒状態が気液二相状態になることにより、蒸発器への冷媒供給量が不足し、蒸発器出口側の冷媒温度（過熱度）が著しく高くなり、温度制御が困難になる。このことにより、圧縮機の吸入冷媒の過熱度が著しく高くなり、これに応じて圧縮機が吐出する冷媒温度が高くなり、また圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じ、圧縮機の損傷、破壊が生じる虞れがある。
【０００５】
また、凝縮圧力が低下すると、蒸発器の能力を確保できなくなることにより、冷房効果、除湿効果が低減し、また蒸発器の結氷により熱交換効率の低下することによって蒸発器の能力が低下し、このことによっても冷房効果、除湿効果が低減することになる。
【０００６】
冷凍冷蔵装置での凝縮圧力（温度）は、基本的には、凝縮器の熱交換能力と熱交換する負荷温度（外気温度）および熱量（冷媒循環量）により決まり、凝縮圧力制御により凝縮圧力を所定値に保つ冷凍冷蔵装置がある。
【０００７】
凝縮圧力制御は、凝縮器が水冷式のものである場合には、冷却水の温度と流量により凝縮圧力が決まるから、冷却水流量制御式の凝縮圧力制御弁によって、設定された凝縮圧力に対して冷却水流量を増減制御することにより、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００８】
凝縮器が空冷式のものである場合には、外気雰囲気温度と冷却ファンの風量により凝縮圧力が決まるから、冷媒バイパス式の凝縮圧力制御弁（ＨＰＲ）によって、凝縮器を流れる冷媒の流量を制御することにより、あるいは冷却ファンの回転数制御により、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００９】
しかし、上述のような凝縮圧力制御は、圧縮機負荷を増加させ、省エネルギに反する制御であり、また、冬季等の低温時、特に起動時には、凝縮温度が低く、所要の凝縮圧力が得られなくなることがある。
【００１０】
これに加えて、圧縮機を停止した直後の、圧縮機よりも凝縮器側、つまり下流側の冷媒が高温高圧であり、圧縮機よりも蒸発器側、つまり上流側の冷媒が低温低圧である状態のまま、温度膨張弁の閉弁により凝縮器側から蒸発器側への冷媒の供給を絶ち、そのままの状態で圧縮機を再び駆動すると、圧縮機の上流側と下流側の冷媒の圧力差により圧縮機に大きな負荷がかかり、例えばカーエアコンのようなエンジンの回転を利用して圧縮機を駆動する場合には、圧縮機のみならずエンジンなどの動力供給源にまで負荷の影響による故障が発生する虞がある。
【００１１】
上述のような問題点に鑑み、特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁では、弁体を閉弁方向へ付勢する過熱度設定用のばねを感温型の形状記憶合金によりばねにより構成し、凝縮温度を形状記憶合金製ばねにより直接感知するようにし、凝縮温度が低い時には、凝縮温度が高い時に比して過熱度設定ばね圧を下げて温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保するようにしている。
【００１２】
また、スナップアクション感圧素子（反転板ばね）を使用した膨張弁として、実開平５−５４９７２号公報には、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と、蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差によって応動する反転板ばねを設け、その圧力差が所定値以上になれば、反転板ばねの反転動作によって弁体の最大リフト量を拡大し、膨張弁の開弁量を増やして蒸発器への冷媒供給量を確保する膨張弁が示されている。
【００１３】
また、スナップアクション感圧素子（反転板ばね）を使用した他の膨張弁として、実開平５−５４９７３号公報には、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と、蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差によって応動する反転板ばねを設け、その圧力差が所定値以上になれば、反転板ばねの反転動作によって弁体の最大リフト量を縮小し、膨張弁の開弁量を減らして蒸発器への冷媒供給量を低減し、圧縮機の過大な負荷がかかることを回避する膨張弁が示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁は、凝縮温度（圧力）が低い時には、温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保すると云う所期の目的を達成できるが、しかし、この温度膨張弁では、必要特性に対する形状記憶合金製ばねの設計、調整が難しく、定常時（凝縮圧力が定常圧の時）の温度膨張弁の開弁特性に影響を与え、定常時の冷凍冷蔵装置の性能を低下させる可能性がある。
【００１５】
実開平５−５４９７２号公報に示されている膨張弁は、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差が所定値以上になれば、換言すれば、過熱度が所定値以上になれば、反転板ばねが反転動作し、膨張弁の開弁量を増やして蒸発器への冷媒供給量を確保するものであるから、過熱度が所定値以上になれば蒸発器への冷媒供給量が増えず、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を適切に行うことができない。また、この膨張弁では、反転板ばねが膨張弁の最大開弁量を直接設定するから、構造上、所要の冷媒供給量特性を得るためには、製作上の精度を要求される。
【００１６】
実開平５−５４９７３号公報に示されている膨張弁は、蒸発器の出口側冷媒流路を流れる低圧室の圧力と蒸発器から送り出される冷媒の温度に相応して変化する圧力を与えられる高圧室の圧力との差が所定値以上になれば、換言すれば、高負荷時には、反転板ばねが反転動作し、膨張弁の開弁量を減らして蒸発器への冷媒供給量を低減するものであるから、起動時などの高負荷時に圧縮機の駆動負荷が過大になることを回避できるが、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を行うことはできない。
【００１７】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を適切に行い、圧縮機の駆動時に無用な負荷がかかるのを防止することができる冷凍冷蔵装置、冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものである。
【００１９】
請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものである。
【００２０】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを組み込まれているものである。
【００２１】
そして、請求項４に記載の発明による温度膨張弁は、請求項３に記載の温度膨張弁において、また、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置と、請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、いずれも、前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形するものである。
【００２２】
請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、凝縮器の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）が所定値以下になると、冷媒流量補正用バイパス弁のスナップアクション感圧素子がスナップアクションし、冷媒流量補正用バイパス弁の弁体を開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００２３】
また、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、冷媒流量補正用バイパス弁の圧力室の圧力、すなわち凝縮器の出口側の冷媒圧力が、スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上である時には、この機械的対抗相当圧力に抗して圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、圧力室の圧力がスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力以下である時、すなわち低凝縮圧時には、この機械的対抗相当圧力によって開弁側に反転変形する。
【００２４】
請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、凝縮器の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによって弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、圧力室の圧力、すなわち凝縮器の出口側の冷媒圧力が、スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上である時には、この機械的対抗相当圧力に抗して圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、圧力室の圧力がスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力以下である時、すなわち低凝縮圧時には、この機械的対抗相当圧力によって開弁側に反転変形する。
【００２６】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁では、凝縮器の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによってバイパス弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００２７】
請求項４に記載の発明による温度膨張弁では、圧力室の圧力、すなわち凝縮器の出口側の冷媒圧力が、スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上である時には、この機械的対抗相当圧力に抗して圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、圧力室の圧力がスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力以下である時、すなわち低凝縮圧時には、この機械的対抗相当圧力によって開弁側に反転変形する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１〜図３はこの発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置を示している。冷凍冷蔵装置は、通常の冷凍冷蔵装置と同等に、圧縮機１、凝縮器（コンデンサ）３、レシーバ５、温度膨張弁７、蒸発器（エバポレータ）９を有し、これらは冷媒管１１、１３、１５、１７、１９ａ、１９ｂによりループ接続されている。
【００３０】
温度膨張弁７は、ハウジング本体２１を有している。ハウジング本体２１は、入口ポート２３と出口ポート（膨張室）２５とを有し、入口ポート２３と出口ポート２５との間に、主弁室２７、主弁ポート２９を有している。また、ハウジング本体２１には、蒸発器９より圧縮機１への冷媒通路の一部をなす貫通冷媒通路２２が形成されており、この貫通冷媒通路２２の両側に冷媒管１９ａ、１９ｂが連通接続されている。
【００３１】
主弁室２７にはボール状の主弁体３１が設けられている。主弁体３１は、弁座部３３に着座することにより主弁ポート２９を閉じ、弁座部３３よりの離間量（リフト量）により開弁量（冷媒流量）を定量的に制御する。
【００３２】
主弁室２７には、ハウジング本体２１に調節可能にねじ止めされたアジャスタブルばねリテーナ３５と、弁体側ばねリテーナ３７と、アジャスタブルばねリテーナ３５と弁体側ばねリテーナ３７との間に設けられた設定ばね３９とが設けられている。
【００３３】
設定ばね３９は、通常のばね材により構成され、この設定ばね３９が発生するばね荷重は、図１で見て上向きの閉弁方向のばね荷重であり、対抗ばね荷重を担っている。
【００３４】
ハウジング本体２１にはダイヤフラムケース４１、４３が取り付けられている。ダイヤフラムケース４１、４３内にはダイヤフラム４５が張られてあり、ダイヤフラム４５の上下両側に圧力室４７、４９が画定されている。
【００３５】
ダイヤフラムケース４３には、冷媒管１１、１３、１５、１７、１９ａ、１９ｂを流れる冷媒と同じ冷媒を圧力室４７に封入する際に用いられ、封入後に封止される封入管５１が取付られており、ダイヤフラム４５の上側の圧力室４７の内圧は、従来のものと同様に、貫通冷媒通路２２を横切って延在する連結棒５７が貫通冷媒通路２２を流れる蒸発器９よりの冷媒流中に曝されて、この連結棒５７よりリテーナ５５、ダイラフラム４５を経て圧力室４７へ伝わる、蒸発器９の出口側の冷媒温度に相応して変化する。
【００３６】
ダイヤフラム４５の下側の圧力室４９は、孔５３によって貫通冷媒通路２２と連通しており、蒸発器９の出口側の冷媒圧力が及ぼされる。
【００３７】
圧力室４９には、ダイヤフラム４５に応動するリテーナ５５が設けられており、リテーナ５５と弁体３１とがハウジング本体２１より上下動可能に支持された連結棒５７によって連繋している。
【００３８】
上述の構造（通常構成）により、主弁体３１は、圧力室４７と圧力室４９との差圧による開弁力と、設定ばね３９による閉弁力との平衡関係で開弁量を設定される。これにより、温度膨張弁７は、従来のものと同様に、蒸発器９の温度負荷量に相応して開弁量を設定され、蒸発器９の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、過熱度を規定値に保つ。
【００３９】
ハウジング本体２１には主弁ポート２９をバイパスして入口ポート２３と出口ポート２５とを連通接続するバイパス通路５９が形成されており、バイパス通路５９は、バイパス通路入口５９ａによって入口ポート２３に開口し、バイパス通路出口５９ｂによって出口ポート２５に開口している。ハウジング本体２１には、バイパス通路５９の途中に相当する部位にバイパス弁室６１が形成されている。バイパス弁室６１はシール部材６３を挟んでスナップリング６５によってハウジング本体２１に気密に装着されたカバー６７によって密閉されている。
【００４０】
バイパス弁室６１にはボール状のバイパス弁体６９が設けられている。バイパス弁体６９は、弁座部７１に着座することによりバイパス通路入口５９ａとバイパス通路出口５９ｂとの間に形成されているバイパス弁ポート７３を閉じ、弁座部７１より離間することによりバイパス弁ポート７３を開く。
【００４１】
カバー６７と弁体側ばねリテーナ７５との間には戻しばね７７が設けらており、戻しばね７７はバイパス弁体６９を閉弁方向へ付勢している。
【００４２】
ハウジング本体２１には、シール部材７９、ばねリテーナ８１、スナップアクション感圧素子８３、カバープレート８５がスナップリング８７によって順に取り付けられている。
【００４３】
スナップアクション感圧素子８３は、ハウジング本体２１より自身の軸線方向に移動可能に支持された連結棒９１によってバイパス弁体６９と連繋されていて、スナップアクション感圧素子８３のスナップアクションがバイパス弁体６９に伝わるように構成されている。
そして、このスナップアクション感圧素子８３は、バイパス弁体６９が弁座部７１より離間してバイパス弁ポート７３を開く向きに反転変形していて、このスナップアクション感圧素子８３自身が有する機械的対抗相当圧力以上の圧力を連結棒９１側から受けると、バイパス弁体６９が弁座部７１に着座しバイパス弁ポート７３を閉じる向きに反転変形するように構成されている。
【００４４】
また、スナップアクション感圧素子８３とカバープレート８５との間には、連結棒９１側からスナップアクション感圧素子８３が受ける圧力によってバイパス弁体６９がバイパス弁ポート７３を開く向きに反転変形する際の、連結棒９１の軸方向におけるスナップアクション感圧素子８３の移動量を規定するために、カバープレート８５にスナップアクション感圧素子８３が接触する位置を最大移動量とする移動空間室８２が画定されている。
さらに、スナップアクション感圧素子８３の連結棒９１側、つまり、ばねリテーナ８１とスナップアクション感圧素子８３との間には圧力室８９が画定されており、圧力室８９には凝縮器３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力Ｐｃ）を導入される。
【００４５】
そして、連結棒９１を介したスナップアクション感圧素子８３とバイパス弁体６９との連繋により、バイパス弁体６９は、スナップアクション感圧素子８３が図３で見て左側に反転変形した状態にある時には、戻しばね７７のばね力により弁座部７１に着座してバイパス弁ポート７３を閉じ、これに対しスナップアクション感圧素子８３が図３で見て右側（図示状態）に反転変形した状態にある時には、戻しばね７７のばね力に抗して弁座部７１より離間してバイパス弁ポート７３を開くようになる。
【００４６】
スナップアクション感圧素子８３は、圧力室８９の圧力、すなわち凝縮圧力Ｐｃが所定値、つまり、スナップアクション感圧素子８３の機械的対抗相当圧力以上である場合には、この機械的対抗相当圧力に抗してスナップアクションにより図３で見て左側に反転変形した状態になり、圧力室８９の圧力（凝縮圧力Ｐｃ）が所定値以下になると、すなわち凝縮圧力時には、スナップアクション感圧素子８３の機械的対抗相当圧力により戻しばね７７のばね力に抗してスナップアクションして図３で見て右側に反転変形した状態になる。
【００４７】
上述の構成により、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上であれば、スナップアクション感圧素子８３は図３で見て左側に反転変形した状態にあり、バイパス弁体６９は、戻しばね７７のばね力によって弁座部７１に着座し、バイパス弁ポート７３を閉じている。
【００４８】
従って、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上である定常時には、バイパス通路５９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は主弁体３１の開弁量により通常通りに決まる。
【００４９】
これに対し、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、スナップアクション感圧素子８３がその機械的対抗相当圧力により戻しばね７７のばね力に抗してスナップアクションして図３で見て右側に反転変形し、バイパス弁体６９が連結棒９１によって押されて弁座部７１より離間し、バイパス弁ポート７３を開くようになる。
【００５０】
従って、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、バイパス通路５９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００５１】
これにより、凝縮圧力Ｐｃが低い時に蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、凝縮圧力Ｐｃが定常圧状態の時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時の冷媒流量不足が解消される。
【００５２】
低凝縮圧力時にバイパス弁体６９が開弁してバイパス通路５９を冷媒が流れているときも、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御式に行われるから、この時も過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００５３】
しかも、蒸発器９側、つまり圧縮機１の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器３側、つまり圧縮機１の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機１が停止した場合でも、バイパス弁体６９の開弁によってバイパス通路５９を冷媒が流れることにより、圧縮機１の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機１にかかることも回避され、これにより圧縮機１の寿命が確保される。
【００５４】
バイパス弁体６９は、スナップアクション感圧素子８３のスナップアクションによって閉弁位置と開弁位置の２位置のみを取るから、図４に示されているように、バイパス冷媒流量は、閉弁（バイパス弁閉）時の０と開弁（バイパス弁開）時の所定値Ｑ’とにオン・オフ的に決まり、その切換圧は、スナップアクション感圧素子８３の機械的対抗相当圧力によって決まる。
【００５５】
これらのことにより、凝縮圧力に感応するスナップアクション感圧素子８３の特性設定を任意にでき、またバイパス弁開閉特性、バイパス冷媒流量の設定、すなわち低凝縮圧力時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになると共に、取付後の調整が不要になる。
【００５６】
また、バイパス弁体６９の開閉動作は、圧力スイッチと電磁開閉弁との組み合わせによる低凝縮圧力時の冷媒流量補正装置と等価のものなり、これを低コスト及び省エネルギーで実現することができる。
【００５７】
また、バイパス通路５９、バイパス弁体６９、戻しばね７７、スナップアクション感圧素子８３等によるバイパス弁構造が温度膨張弁７に組み込まれていることにより、取付性、スペース性がよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図５はこの発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置を示している。なお、図５において、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００５９】
この実施の形態による冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁７をバイパスして冷媒管１５と１７とを接続するバイパス配管９９が設けられており、このバイパス配管９９の途中に、当該バイパス配管９９をオン・オフ的に開閉する冷媒流量補正用バイパス弁１０１が設けられている。
【００６０】
冷媒流量補正用バイパス弁１０１はハウジング本体１０３を有している。
ハウジング本体１０３は、凝縮器３側に入口ポート１０５を、蒸発器９側に出口ポート１０７を、入口ポート１０５と出口ポート１０７との間に弁室１０９および弁ポート１１１を有している。
【００６１】
弁室１０９にはボール状の弁体１１３が設けられている。弁体１１３は、弁座部１１５に着座することにより弁ポート１１１を閉じ、弁座部１１５より離間することにより弁ポート１１１を開く。
【００６２】
ハウジング本体１０３には、シール部材１１７を挟んでスナップリング１１９によってばねリテーナ１２１が気密に装着されている。ばねリテーナ１２１と弁体側ばねリテーナ１２３との間には戻しばね１２５が設けられており、戻しばね１２５は弁体１１３を閉弁方向へ付勢している。
また、ハウジング本体１０３には、シール部材１２７、リテーナ１２９、スナップアクション感圧素子１３１、カバープレート１３３が順に取り付けられている。
【００６３】
スナップアクション感圧素子１３１は、ハウジング本体１０３より自身の軸線方向に移動可能に支持された連結棒１３７によって弁体１１３と連繋されていて、スナップアクション感圧素子１３１のスナップアクションが弁体１１３に伝わるように構成されている。
そして、このスナップアクション感圧素子１３１は、弁体１１３が弁座部１１５より離間して弁ポート１１１を開く向きに反転変形していて、このスナップアクション感圧素子１３１自身が有する機械的対抗相当圧力以上の圧力を連結棒１３７側から受けると、弁体１１３が弁座部１１５に着座し弁ポート１１１を閉じる向きに反転変形するように構成されている。
【００６４】
また、スナップアクション感圧素子１３１とカバープレート１３３との間には、連結棒１３７側からスナップアクション感圧素子１３１が受ける圧力によって弁体１１３が弁ポート１１１を開く向きに反転変形する際の、連結棒１３７の軸方向におけるスナップアクション感圧素子１３１の移動量を規定するために、カバープレート１３３にスナップアクション感圧素子１３１が接触する位置を最大移動量とする移動空間室１３２が画定されている。
さらに、スナップアクション感圧素子１３の連結棒１３７側、つまり、ばねリテーナ１２９とスナップアクション感圧素子１３１との間には圧力室１３５が画定されており、圧力室１３５には凝縮器３の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力Ｐｃ）を導入される。
【００６５】
そして、連結棒１３７を介したスナップアクション感圧素子１３１と弁体１１３との連繋により、弁体１１３は、スナップアクション感圧素子１３１が図５で見て上側に反転変形した状態にある時には、戻しばね１２５のばね力により弁座部１１５に着座して弁ポート１１１を閉じ、これに対しスナップアクション感圧素子１３１が図５で見て下側（図示状態）に反転変形した状態にある時には、戻しばね１２５のばね力に抗して弁座部１１５より離間して弁ポート１１１を開くようになる。
【００６６】
スナップアクション感圧素子１３１は、圧力室１３５の圧力、すなわち凝縮圧力Ｐｃが所定値、つまり、スナップアクション感圧素子１３７の機械的対抗相当圧力以上である場合には、この機械的対抗相当圧力に抗してスナップアクションにより図５で見て上側に反転に変形した状態になり、圧力室１３５の圧力（凝縮圧力Ｐｃ）が所定値以下になると、すなわち低凝縮圧力時には、スナップアクション感圧素子１３１の機械的対抗相当圧力により戻しばね１２５のばね力に抗してスナップアクションして図５で見て下側に反転変形した状態になる。
【００６７】
上述の構成により、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上であれば、スナップアクション感圧素子１３１は図５で見て上側に反転変形した状態にあり、弁体１１３は、戻しばね１２５のばね力によって弁座部１１５着座し、弁ポート１１１を閉じている。
【００６８】
従って、凝縮圧力Ｐｃが所定値以上である定常時には、バイパス配管９９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【００６９】
これに対し、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、スナップアクション感圧素子１３１がその機械的対抗相当圧力により戻しばね１２５のばね力に抗してスナップアクションして図５で見て下側に反転変形し、弁体１１３が連結棒１３７によって押されて弁座部１１５より離間し、弁ポート１１１を開くようになる。
【００７０】
従って、この実施の形態でも、凝縮圧力Ｐｃが所定値以下になると、バイパス配管９９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００７１】
これにより、凝縮圧力Ｐｃが低い時に蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、凝縮圧力Ｐｃが定常圧状態の時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時の冷媒流量不足が解消される。
【００７２】
また、この実施の形態でも、低凝縮圧力時に弁体１１３が開弁してバイパス配管９９を冷媒が流れているときも、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御式に行われるから、低凝縮圧力時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００７３】
しかも、この実施の形態でも、蒸発器９側、つまり圧縮機１の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器３側、つまり圧縮機１の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機１が停止した場合でも、弁体１１３の開弁によってバイパス配管９９を冷媒が流れることにより、圧縮機１の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機１にかかることも回避され、これにより圧縮機１の寿命が確保される。
【００７４】
なお、温度膨張弁７の封入管５１は蒸発器９の出口側の冷媒管１９を流れる冷媒温度に感応するように取り付けられ、封入管５１と温度膨張弁７の圧力室４７とはキャピラリチューブ５２により接続されている。この温度膨張弁７は従来通りのものでよい。
【００７５】
また、この実施の形態でも、弁体１１３は、スナップアクション感圧素子１３１のスナップアクションによって閉弁位置と開弁位置の２位置のみを取るから、実施の形態１における場合と同様に、図４に示されているように、バイパス冷媒流量は、閉弁（バイパス弁閉）時の０と開弁（バイパス弁開）時の所定値Ｑ’とにオン・オフ的に決まり、その切換圧は、スナップアクション感圧素子１３１の機械的対抗相当圧力によって決まる。
【００７６】
これらのことにより、凝縮圧力に感応するスナップアクション感圧素子１３１の特性設定を任意にでき、またバイパス弁開閉特性、バイパス冷媒流量の設定、すなわち低凝縮圧力時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになると共に、取付後の調整が不要になる。
【００７７】
また、弁体１１３の開閉動作は、圧力スイッチと電磁開閉弁との組み合わせによる低凝縮圧力時の冷媒流量補正装置と等価のものとなり、これを低コスト及び省エネルギーで実現することができる。
【００７８】
また、この実施の形態では、バイパス配管９９の出口側の接続は、要求特性等に応じて、図５に符号９９ａにより示されているように、蒸発器９の中間部や、図５に符号９９ｂにより示されているように、蒸発器９の出口部等に、容易に設計変更することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものとした。
【００８０】
このため、凝縮器の出口側の冷媒圧力が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子がスナップアクションし、冷媒流量補正用バイパス弁の弁体を開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８１】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる冷媒流量補正用バイパス弁の弁体の開弁によってバイパス通路を冷媒が流れて、凝縮器側から蒸発器側への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８２】
請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しているものとした。
【００８３】
このため、凝縮器の出口側の冷媒圧力が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによって弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８４】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる弁体の開弁によってバイパス通路を冷媒が流れて、凝縮器側から蒸発器側への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８５】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを組み込まれているものとした。
【００８６】
このため、凝縮器の出口側の冷媒圧力が所定値以下になると、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによってバイパス弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮圧力が定常圧状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮圧力時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８７】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによるバイパス弁体の開弁によってバイパス通路を冷媒が流れて、凝縮器側から蒸発器側への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【００８８】
請求項４に記載の発明による温度膨張弁は、請求項３に記載の温度膨張弁において、また、請求項１に記載の発明による冷凍冷蔵装置と、請求項２に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、いずれも、前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形するものとした。
【００８９】
このため、弁体ないしバイパス弁体は、スナップアクション感圧素子のスナップアクションによって閉弁位置と開弁位置の２位置のみを取り、バイパス冷媒流量は、閉弁時の０と開弁時の所定値とにオン・オフ的に決まるから、弁開閉特性をスナップアクション感圧素子の機械的対抗相当圧力によって、正確、かつ確実に設定でき、低凝縮圧時の冷媒流量補正が高精度に、しかも確実に行われるようになると共に、取付後の調整が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示されている温度膨張弁の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】この発明による温度膨張弁に組み込まれているバイパス弁の開閉特性を示すグラフである。
【図５】この発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 凝縮器
５ コンデンサ
７ 温度膨張弁
９ 蒸発器
２１ ハウジング本体
２２ 貫通冷媒通路
２３ 入口ポート
２５ 出口ポート
２７ 主弁室
２９ 主弁ポート
３１ 主弁体
３９ 設定ばね
４５ ダイヤフラム
４７、４９ 圧力室
５１ 封入管
５７ 連結棒
５９ バイパス通路
６１ バイパス弁室
６９ バイパス弁体
７３ バイパス弁ポート
７７ 戻しばね
８２ 移動空間室
８３ スナップアクション感圧素子
８９ 圧力室
９１ 連結棒
９９ バイパス配管
１０１ 冷媒流量補正用バイパス弁
１０５ 入口ポート
１０７ 出口ポート
１０９ 弁室
１１１ 弁ポート
１１３ 弁体
１２５ 戻しばね
１３１ スナップアクション感圧素子
１３２ 移動空間室
１３５ 圧力室
１３７ 連結棒
Claims (4)
- 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、
前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しており、
前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、
前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、
前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形する
ことを特徴とする冷凍冷蔵装置。 - 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、
当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを有しており、
前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、
前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、
前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形する
ことを特徴とする冷媒流量補正用バイパス弁。 - 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応してスナップアクションし当該冷媒圧力が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させるスナップアクション感圧素子とを組み込まれていることを特徴とする温度膨張弁。
- 前記スナップアクション感圧素子の一方の側に、前記凝縮器の出口側の冷媒圧力に感応した前記スナップアクション感圧素子のスナップアクションによる閉弁側への移動量を規定する移動空間室が画定され、前記スナップアクション感圧素子の他方の側に前記凝縮器の出口側の冷媒圧力を与えられる圧力室が画定され、前記スナップアクション感圧素子は、前記圧力室の圧力が前記スナップアクション感圧素子自身に設定された機械的対抗相当圧力以上の時には、該機械的対抗相当圧力に抗して前記圧力室の圧力により閉弁側に反転変形し、前記圧力室の圧力が前記機械的対抗相当圧力以下である時には、該機械的対抗相当圧力により開弁側に反転変形することを特徴とする請求項３に記載の 温度膨張弁。
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