JP4678551B2 - 膨張弁 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る膨張弁の一例である第1実施形態について、図1および図2を用いて説明する。本膨張弁は、自動車等の空気調和装置の冷凍サイクルに使用される減圧装置としての温度式膨張弁である。図1は、本実施形態における膨張弁1の構成を示す縦断面図であり、冷凍サイクルの構成部品とともに概略的に示している。
第2実施形態では、膨張弁1の他の形態である膨張弁1Bについて図3〜図5を用いて説明する。図3は、第2実施形態における膨張弁1Bの構成を示す縦断面図である。図3において前述の第1実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。
(数1)
(式1)
φ・S ≧ (φ/2)2・h・ρ・g
が成立する。この式1は、筒状空間55に形成される界面56の軸方向断面が円形である場合に適用される式である。
(数2)
(式2)
{2・(L1+L2)/π}・S ≧ L1・L2・h・ρ・g
が成立する。式2の{2・(L1+L2)/π}の部分は、濡れぶち長さが等しくなるような円相当の直径を表している。
表面張力増加部材72は、図5に示すように、例えば、筒状空間55の軸方向と交差するような形態を有する橋絡状の線部材、網目部材等の格子状部材によって構成される。非圧縮性流体が界面56付近で表面張力増加部材72の線状部分に接触することにより、通路断面積における非圧縮性流体の接触面積が大きくなるので、表面張力が増加するようになる。これにより、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との平衡状態がさらに安定して保たれるようになり、両流体を仕切るための部材がなくてもさらに安定した界面56が得られる。また、表面張力増加部材72が網目部材で構成されている場合には、非圧縮性流体の流動の妨げとならない程度にそのメッシュ数が多く、その開口率が小さい方が好ましい。
第3実施形態では、膨張弁1の他の形態である膨張弁1Cについて図6を用いて説明する。図6は、第3実施形態における膨張弁1Cの構成を示す縦断面図である。図6において前述の第1実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。
第4実施形態では、膨張弁1の他の形態である膨張弁1Dについて説明する。図7は、第4実施形態における膨張弁1Dの構成を示す縦断面図である。図7において前述の第1実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
6…蒸発器
7…第1の通路
8…圧縮機
9…第2の通路
11…オリフィス部
14…弁体
30…パワーエレメント部
32…ダイヤフラム
32a…開口部
35…上部圧力作動室(第1の圧力作動室)
36…下部圧力作動室(第2の圧力作動室)
50…感温棒
55…筒状空間
55a…第1の空間
55b…第2の空間
56…界面
60…低熱伝導層
70…ピストン部材
71…形状可変部材
72…表面張力増加部材
Claims (8)
- 圧縮機(8)からの液冷媒が流通する第1の通路(7)、および蒸発器(6)から前記圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第2の通路(9)を有するボディ部(2)と、
前記第1の通路に設けられるオリフィス部(11)と、
前記オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体(14)と、
前記ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム(32)を有するパワーエレメント部(30)と、
前記パワーエレメント部の内部で前記ダイヤフラムを境界として一方側に形成された第1の圧力作動室(35)と、
前記ダイヤフラムを境界として他方側に形成され、前記第2の通路と連通する第2の圧力作動室(36)と、
少なくとも一部が前記第2の通路に位置して配置され、一方の端部が前記ダイヤフラムに接し他方の端部が前記弁体を駆動するように構成されて前記ダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間(55)が形成された感温棒(50)と、
前記感温棒の前記筒状空間をなす層であって、前記感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層(60)と、
前記感温棒の前記筒状空間を2つの空間に区画し、前記筒状空間を軸方向にすべるように動くピストン部材(70)と、
を備え、
前記感温棒の前記筒状空間は、前記ダイヤフラムに形成された開口部(32a)を通じて前記第1の圧力作動室に連通しており、
前記ピストン部材によって前記区画された2つの空間のうち、前記第1の圧力作動室側に形成される第1の空間(55a)には、圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、前記第1の圧力作動室と反対側で前記第2の通路に位置するように形成される第2の空間(55b)には、気体状態の冷媒が封入されることを特徴とする膨張弁。 - 前記ピストン部材の代わりに、前記筒状空間を形成する内壁に固定されて前記筒状空間を2つの空間に区画し、圧力差によって変形する形状可変部材(71)を備えることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
- 前記非圧縮性流体が封入される前記第1の空間(55a)を、前記気体状態の冷媒が封入される前記第2の空間(55b)よりも下方に位置させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の膨張弁。
- 圧縮機(8)からの液冷媒が流通する第1の通路(7)、および蒸発器(6)から前記圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第2の通路(9)を有するボディ部(2)と、
前記第1の通路に設けられるオリフィス部(11)と、
前記オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体(14)と、
前記ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム(32)を有するパワーエレメント部(30)と、
前記パワーエレメント部の内部で前記ダイヤフラムを境界として上方に形成された上部圧力作動室(35)と、
前記ダイヤフラムを境界として下方側に形成され、前記第2の通路と連通する下部圧力作動室(36)と、
少なくとも一部が前記第2の通路に位置して配置され、上方の端部が前記ダイヤフラムに接し下方の端部が前記弁体を駆動するように構成されて前記ダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間(55)が形成された感温棒(50)と、
前記感温棒の内壁をなす層であって、前記感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層(60)と、
を備え、
前記感温棒の前記筒状空間は、前記ダイヤフラムに形成された開口部(32a)を通じて前記上部圧力作動室に連通しており、
前記上部圧力作動室から前記感温棒の前記筒状空間にかけての空間のうち、少なくとも前記上部圧力作動室を含む上方空間には圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、前記上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されており、
前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒は、互いに予め定める割合で溶け合う特性を有する関係にあり、
前記非圧縮性流体が前記感温棒の前記筒状空間の下方に落下することを妨げる表面張力による抗力が、前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒との界面(56)に作用する前記非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする膨張弁。 - 圧縮機(8)からの液冷媒が流通する第1の通路(7)、および蒸発器(6)から前記圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第2の通路(9)を有するボディ部(2)と、
前記第1の通路に設けられるオリフィス部(11)と、
前記オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体(14)と、
前記ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム(32)を有するパワーエレメント部(30)と、
前記パワーエレメント部の内部で前記ダイヤフラムを境界として上方に形成された上部圧力作動室(35)と、
前記ダイヤフラムを境界として下方側に形成され、前記第2の通路と連通する下部圧力作動室(36)と、
少なくとも一部が前記第2の通路に位置して配置され、上方の端部が前記ダイヤフラムに接し下方の端部が前記弁体を駆動するように構成されて前記ダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間(55)が形成された感温棒(50)と、
前記感温棒の内壁をなす層であって、前記感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層(60)と、
を備え、
前記感温棒の前記筒状空間は、前記ダイヤフラムに形成された開口部(32a)を通じて前記上部圧力作動室に連通しており、
前記上部圧力作動室から前記感温棒の前記筒状空間にかけての空間のうち、少なくとも前記上部圧力作動室を含む上方空間には圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、前記上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されており、
前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒は、互いに全く溶け合わない関係にあり、
前記非圧縮性流体が前記感温棒の前記筒状空間の下方に落下することを妨げる表面張力による抗力が、前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒との界面(56)に作用する前記非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする膨張弁。 - さらに、前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒との界面(56)が形成される部位に前記感温棒の前記筒状空間を横断するように設けられた表面張力増加部材(72)を備えることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の膨張弁。
- 前記低熱伝導層は、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の膨張弁。
- 前記非圧縮性流体は、PGA系オイル、シリコン系オイル、フッ素系オイルのいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の膨張弁。
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