JP5141489B2

JP5141489B2 - Thermal expansion valve

Info

Publication number: JP5141489B2
Application number: JP2008260237A
Authority: JP
Inventors: 真池上; 健一藤原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-10-07
Also published as: JP2010091161A

Description

本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用される温度式膨張弁に関する。 The present invention relates to a temperature expansion valve applied to a vapor compression refrigeration cycle.

従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用されて、蒸発器流出冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、高圧冷媒を減圧膨張させる温度式膨張弁が知られている。この種の温度式膨張弁は、蒸発器流出冷媒の温度および圧力に応じて変位作動するエレメント部を備え、エレメント部によって弁体を変位させることによって、高圧冷媒を減圧膨張させる絞り通路の開度を調整している。 Conventionally, a temperature type expansion valve that is applied to a vapor compression refrigeration cycle and decompresses and expands high-pressure refrigerant so that the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator approaches a predetermined value is known. This type of temperature expansion valve includes an element portion that is displaced according to the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the evaporator, and the opening of the throttle passage that decompresses and expands the high-pressure refrigerant by displacing the valve body by the element portion. Is adjusted.

より具体的には、エレメント部は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間の内圧と蒸発器流出冷媒の圧力との圧力差に応じて変位するダイヤフラム（圧力応動部材）を有している。そして、このダイヤフラムの変位が、蒸発器流出冷媒の温度を感温媒体に伝達する感温棒等を介して、弁体に伝えられる。 More specifically, the element portion is a diaphragm (pressure responsive member) that is displaced according to the pressure difference between the internal pressure of the enclosed space in which the temperature-sensitive medium whose pressure changes according to the temperature is enclosed and the pressure of the refrigerant flowing out of the evaporator. have. And the displacement of this diaphragm is transmitted to a valve body through the temperature sensing rod etc. which transmit the temperature of an evaporator outflow refrigerant | coolant to a temperature sensing medium.

これにより、封入空間内の感温媒体の圧力を蒸発器流出冷媒の温度に応じた圧力とし、封入空間内の内圧と蒸発器流出冷媒の圧力との圧力差によってダイヤフラムを変位させている。つまり、蒸発器流出冷媒の温度および圧力に応じてダイヤフラムを変位させて弁体を変位させることで、絞り通路の開度を調整している。 Thus, the pressure of the temperature sensitive medium in the enclosed space is set to a pressure corresponding to the temperature of the evaporator outflow refrigerant, and the diaphragm is displaced by the pressure difference between the internal pressure in the enclosed space and the pressure of the evaporator outflow refrigerant. That is, the opening degree of the throttle passage is adjusted by displacing the diaphragm by displacing the diaphragm according to the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the evaporator.

さらに、特許文献１には、感温棒の内部に形成されて封入空間と連通する柱状空間内に、感温棒から感温媒体への熱伝達を遅らせる時定数遅延材（樹脂チューブ又はステンレスチューブ）および熱バラスト材（粒状活性炭）を、配置した温度式膨張弁が開示されている。これにより、特許文献１の温度式膨張弁では、弁体部の急変位を抑制して、冷凍サイクルの不安定な作動（ハンチング）の防止を狙っている。 Further, Patent Document 1 discloses a time constant delay material (resin tube or stainless steel tube) that delays heat transfer from a temperature sensing rod to a temperature sensing medium in a columnar space that is formed inside the temperature sensing rod and communicates with an enclosed space. ) And a thermal ballast material (granular activated carbon) are disclosed. Thereby, in the temperature type expansion valve of patent document 1, the sudden displacement of a valve body part is suppressed and it aims at prevention of the unstable operation | movement (hunting) of a refrigerating cycle.

また、特許文献２には、特許文献１の温度式膨張弁に対して、柱状空間の内周壁と時定数遅延材の外周壁に空間を形成することで、感温棒から時定数遅延材への熱伝達を遅らせた温度式膨張弁が開示されている。これにより、特許文献２の温度式膨張弁では、上述の冷凍サイクルのハンチング防止効果を向上させている。
特許第３９９５８２８号公報特開２００２−５４８６１号公報 Further, in Patent Document 2, with respect to the temperature-type expansion valve of Patent Document 1, by forming a space in the inner peripheral wall of the columnar space and the outer peripheral wall of the time constant delay material, the temperature sensing rod is changed to the time constant delay material. A thermal expansion valve that delays heat transfer is disclosed. Thereby, in the temperature type expansion valve of patent document 2, the hunting prevention effect of the above-mentioned refrigerating cycle is improved.
Japanese Patent No. 399828 JP 2002-54861 A

ところで、この種の温度式膨張弁では、一般的に、その外殻を形成するボデー部の内部に高圧冷媒を流通させる冷媒通路、高圧冷媒を減圧膨張させる絞り通路、蒸発器流出冷媒を流通させる冷媒通路等が形成され、さらに、感温棒、弁体等もボデー部の内部に収容される。一方、エレメント部はボデー部の外部に配置される。 By the way, in this type of thermal expansion valve, generally, a refrigerant passage for circulating a high-pressure refrigerant, a throttle passage for decompressing and expanding the high-pressure refrigerant, and an evaporator outflow refrigerant are circulated inside a body portion forming the outer shell. A refrigerant passage or the like is formed, and a temperature sensing rod, a valve body, and the like are also accommodated in the body portion. On the other hand, the element part is arranged outside the body part.

このため、エレメント部に形成される封入空間内の感温媒体の温度は、外気温の影響を受けやすい。従って、特許文献１、２のように、ボデー部の内部に配置される感温棒の内部の柱状空間内に時定数遅延材等を配置しても、外気温の影響による冷凍サイクルの不安定な作動を効果的に防止することは難しい。 For this reason, the temperature of the temperature sensitive medium in the enclosed space formed in the element part is easily affected by the outside air temperature. Therefore, as in Patent Documents 1 and 2, even if a time constant delay material or the like is arranged in the columnar space inside the temperature sensing rod arranged inside the body part, the refrigeration cycle is unstable due to the influence of the outside temperature. It is difficult to prevent effective operation effectively.

例えば、冬季のように、感温棒から柱状空間内の感温媒体に伝達される温度よりも外気温が低下すると、エレメント部に形成される封入空間内の感温媒体が凝縮して過冷却液相状態となってしまう。 For example, when the outside air temperature falls below the temperature transmitted from the temperature sensing rod to the temperature sensing medium in the columnar space, such as in winter, the temperature sensing medium in the enclosed space formed in the element part condenses and supercools. It becomes a liquid phase state.

そして、この過冷却液相状態となった感温媒体が柱状空間内の感温媒体と熱的に接触してしまうと、柱状空間内の冷媒温度が低下して、柱状空間内および封入空間内の感温媒体の飽和圧力が低下してしまう。その結果、弁体が絞り通路を閉弁する側に変位して、所望の弁開度を実現できず蒸発能力不足や除湿能力不足、蒸発器内へのオイル滞留等の影響が出てしまう。また、これらの現象が急激に起こると、冷凍サイクルの作動不安定化にもつながる。 If the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase is in thermal contact with the temperature-sensitive medium in the columnar space, the refrigerant temperature in the columnar space decreases, and the columnar space and the enclosed space The saturation pressure of the temperature sensitive medium will decrease. As a result, the valve body is displaced to the side that closes the throttle passage, so that the desired valve opening cannot be realized, and effects such as insufficient evaporation capacity, insufficient dehumidification capacity, and oil retention in the evaporator appear. In addition, if these phenomena occur suddenly, the refrigeration cycle may become unstable.

上記点に鑑み、本発明は、外気温の影響による膨張弁の誤作動および冷凍サイクルの不安定な作動を防止可能に構成された温度式膨張弁を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a temperature type expansion valve configured to prevent malfunction of an expansion valve due to the influence of outside air temperature and unstable operation of a refrigeration cycle.

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用されて、高圧冷媒を減圧膨張させるとともに、減圧膨張させた低圧冷媒を蒸発器（６）入口側へ流出させる温度式膨張弁であって、高圧冷媒を流通させる第１冷媒通路（５１ｃ）、第１冷媒通路（５１ｃ）に設けられて冷媒を減圧膨張させる絞り通路（５１ｈ）、および、蒸発器（６）流出冷媒を流通させる第２冷媒通路（５１ｆ）が形成されたボデー部（５１）と、絞り通路（５１ｈ）の開度を調整する弁体（５２ａ）と、ボデー部（５１）の外部に配置されて、温度に応じて圧力が変化する感温媒体が封入された封入空間（２０）の内圧と第２冷媒通路（５１ｆ）流通冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材（５３ｂ）を有するエレメント部（５３）と、圧力応動部材（５３ｂ）の変位を弁体（５２ａ）に伝えるとともに、第２冷媒通路（５１ｆ）流通冷媒の温度を感温媒体へ伝達する感温棒（５２ｂ）とを備え、
感温棒（５２ｂ）の内部には、感温棒（５２ｂ）の軸方向に延びるように形成されて、封入空間（２０）と連通する柱状空間（１０）が形成されており、感温媒体は、柱状空間（１０）内にその気液界面（４０）が存在するように封入され、さらに、感温棒（５２ｂ）には、柱状空間（１０）のうち、一部の部位の軸方向断面積を、他の部位の軸方向断面積よりも縮小させる小断面積形成部（５２ｄ）が設けられており、
小断面積形成部（５２ｄ）は、気液界面（４０）よりも上方に設けられ、
感温媒体は、その温度が少なくとも０℃以上かつ４０℃以下の範囲において、柱状空間（１０）内に気液界面（４０）が存在するように封入されており、
第２冷媒通路（５１ｆ）の下面からエレメント部（５３）が配置されるボデー部（５１）上面までの範囲を低圧冷媒流路領域（α）としたとき、感温媒体は、気液界面（４０）が低圧冷媒流路領域（α）内となるように封入されており、
小断面積形成部（５２ｄ）における柱状空間（１０）の軸方向断面の直径をφとし、小断面積形成部（５２ｄ）の下端側よりも上方側に存在する液相状態の感温媒体の鉛直方向高さをｈとし、液相状態の感温媒体の密度をρとし、小断面積形成部（５２ｄ）における表面張力をＳとし、円周率をπとし、重量加速度をｇとしたときに、
Ｓ×φ≧（φ／２） ² ×π×ｈ×ρ×ｇとなっていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the high-pressure refrigerant is applied to the vapor compression refrigeration cycle to expand the high-pressure refrigerant under reduced pressure, and the low-pressure refrigerant expanded under reduced pressure to the evaporator (6) inlet side. A temperature-type expansion valve that causes the high-pressure refrigerant to flow, a throttle passage (51h) that is provided in the first refrigerant passage (51c) and decompresses and expands the refrigerant, and an evaporator ( 6) A body part (51) in which a second refrigerant passage (51f) for circulating the refrigerant flowing out is formed, a valve body (52a) for adjusting the opening degree of the throttle passage (51h), and the outside of the body part (51). Pressure response that is displaced according to the pressure difference between the internal pressure of the enclosed space (20) in which the temperature-sensitive medium whose pressure changes according to the temperature is enclosed and the pressure of the refrigerant in the second refrigerant passage (51f). Element with member (53b) And a temperature sensing rod (52b) for transmitting the displacement of the pressure responsive member (53b) to the valve body (52a) and transmitting the temperature of the circulating refrigerant to the temperature sensing medium. With
Inside the temperature sensing rod (52b), a columnar space (10) that is formed to extend in the axial direction of the temperature sensing rod (52b) and communicates with the enclosed space (20) is formed. Is sealed so that the gas-liquid interface (40) exists in the columnar space (10), and the temperature sensitive rod (52b) is axially connected to a part of the columnar space (10). A small cross-sectional area forming part (52d) for reducing the cross-sectional area from the axial cross-sectional area of the other part is provided ,
The small cross-sectional area forming part (52d) is provided above the gas-liquid interface (40),
The temperature-sensitive medium is sealed so that the gas-liquid interface (40) exists in the columnar space (10) in the temperature range of at least 0 ° C. and 40 ° C.,
When the range from the lower surface of the second refrigerant passage (51f) to the upper surface of the body portion (51) where the element portion (53) is arranged is the low-pressure refrigerant flow path region (α), the temperature sensitive medium is a gas-liquid interface ( 40) is enclosed so as to be in the low-pressure refrigerant flow path region (α),
The diameter of the axial cross-section of the columnar space (10) in the small cross-sectional area forming part (52d) is φ, and the temperature-sensitive medium in a liquid phase existing above the lower end side of the small cross-sectional area forming part (52d) When the height in the vertical direction is h, the density of the temperature-sensitive medium in the liquid phase is ρ, the surface tension in the small cross-sectional area forming part (52d) is S, the circumference is π, and the weight acceleration is g In addition,
S × φ ≧ (φ / 2) ² × π × h × ρ × g .

これによれば、感温棒（５２ｂ）に小断面積形成部（５２ｄ）が設けられているので、小断面積形成部（５２ｄ）における液相状態の感温媒体の流動を抑制できる。つまり、低外気温時にエレメント部（５３）側の封入空間（２０）内の感温媒体が凝縮して過冷却液相状態となっても、この過冷却液相状態の感温媒体が柱状空間（１０）側へ流れ込むことを抑制できる。 According to this, since the small cross-sectional area formation part (52d) is provided in the temperature sensing rod (52b), the flow of the liquid phase temperature-sensitive medium in the small cross-sectional area formation part (52d) can be suppressed. That is, even when the temperature-sensitive medium in the enclosed space (20) on the element portion (53) side is condensed at a low outside air temperature and becomes a supercooled liquid phase state, the supercooled liquid phase state temperature sensitive medium is the columnar space. (10) It can suppress flowing into the side.

従って、低外気温時に過冷却液相状態となった封入空間（２０）内の感温媒体および柱状空間（１０）内の感温媒体が熱的に接触してしまうことを抑制して、柱状空間（１０）内および封入空間（２０）内の感温媒体の飽和圧力が変化してしまうことを抑制できる。その結果、外気温の影響による弁体（５２ａ）の誤作動を抑制して、冷凍サイクルを所望の運転状態に保ち、不安定な作動を防止することができる。 Therefore, the temperature-sensitive medium in the enclosed space (20) and the temperature-sensitive medium in the columnar space (10) that are in a supercooled liquid phase state at a low outside air temperature are suppressed from being in thermal contact with each other. It can suppress that the saturation pressure of the temperature sensitive medium in the space (10) and the enclosed space (20) changes. As a result, the malfunction of the valve body (52a) due to the influence of the outside air temperature can be suppressed, the refrigeration cycle can be maintained in a desired operation state, and unstable operation can be prevented.

また、請求項１に記載の発明では、小断面積形成部（５２ｄ）を、気液界面（４０）よりも上方に設けているので、低外気温時における封入空間（２０）内の過冷却液相状態の感温媒体と、柱状空間（１０）内の飽和液相状態の感温媒体が直接接触してしまうことを回避できる。このため、柱状空間（１０）内および封入空間（２０）内の感温媒体の飽和圧力が変化してしまうことを、より一層効果的に抑制できる。 In the first aspect of the invention, since the small cross-sectional area forming portion (52d) is provided above the gas-liquid interface (40 ), the supercooling in the enclosed space (20) at the low outside air temperature is achieved. It can be avoided that the temperature-sensitive medium in the liquid phase is in direct contact with the temperature-sensitive medium in the saturated liquid phase in the columnar space (10) . For this reason, it can suppress more effectively that the saturation pressure of the temperature-sensitive medium in the columnar space (10) and the enclosed space (20) changes.

また、請求項１に記載の発明では、感温媒体は、その温度が少なくとも０℃以上かつ４０℃以下の範囲において、柱状空間（１０）内に気液界面（４０）が存在するように封入されている。これによれば、適用される蒸気圧縮式冷凍サイクルの使用温度範囲（０℃以上かつ４０℃以下の範囲）において、外気温の影響による冷凍サイクルの不安定な作動を防止できる。 Further, in the invention according to claim 1, the temperature-sensitive media, in the temperature of at least 0 ℃ or higher and 40 ° C. less range, enclosed as gas-liquid interface in the columnar space (10) in (40) is present Has been . According to this, in the use temperature range (the range of 0 degreeC or more and 40 degrees C or less) of the vapor compression refrigeration cycle applied, the unstable operation | movement of the refrigeration cycle by the influence of external temperature can be prevented.

さらに、請求項１に記載の発明では、小断面積形成部（５２ｄ）における柱状空間（１０）の軸方向断面の直径をφとし、小断面積形成部（５２ｄ）の下端側よりも上方側に存在する液相状態の感温媒体の鉛直方向高さをｈとし、液相状態の感温媒体の密度をρとし、小断面積形成部（５２ｄ）における表面張力をＳとし、円周率をπとし、重量加速度をｇとしたときに、Ｓ×φ≧（φ／２） ² ×π×ｈ×ρ×ｇとなっている。
これによれば、エレメント部（５３）側で凝縮した過冷却液相状態の感温媒体に対して、小断面積形成部（５２ｄ）を通過して柱状空間（１０）下方側へ落下する方向に作用する重力（（φ／２）²×π×ｈ×ρ×ｇ）よりも、小断面積形成部（５２ｄ）を通過して柱状空間（１０）下方側へ落下することを妨げる方向に作用する表面張力による抗力（Ｓ×φ）が大きくなる。 Furthermore, in the first aspect of the present invention, the diameter of the axial cross section of the columnar space (10) in the small cross-sectional area forming portion (52d) is φ, and the upper side is lower than the lower end side of the small cross-sectional area forming portion (52d). The height in the vertical direction of the temperature-sensitive medium in the liquid phase present in FIG. 5 is h, the density of the temperature-sensitive medium in the liquid phase is ρ, the surface tension in the small cross-sectional area forming part (52d) is S, and the circularity ratio Is π and weight acceleration is g, S × φ ≧ (φ / 2) ² × π × h × ρ × g.
According to this, with respect to the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase state condensed on the element part (53) side, it passes through the small cross-sectional area forming part (52d) and falls to the lower side of the columnar space (10). In a direction that prevents the falling of the columnar space (10) to the lower side through the small cross-sectional area forming part (52d) rather than the gravity ((φ / 2) ² × π × h × ρ × g) acting on The drag (S × φ) due to the acting surface tension increases.

従って、過冷却液相状態の感温媒体が柱状空間（１０）下方側へ落下することを回避して、外気温の影響による弁体（５２ａ）の急変位を確実に回避できる。その結果、冷凍サイクルの不安定な作動を防止することができる。 Therefore, it is possible to avoid the sudden displacement of the valve body (52a) due to the influence of the outside air temperature by avoiding the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase state from falling to the lower side of the columnar space (10). As a result, unstable operation of the refrigeration cycle can be prevented.

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の温度式膨張弁において、小断面積形成部（５２ｄ）における柱状空間（１０）の軸方向断面の直径をφとし、小断面積形成部（５２ｄ）の下端側よりも上方側に存在する液相状態の感温媒体の鉛直方向高さをｈとしたときに、
３．５≧φ×ｈ（単位：ｍｍ²）となっていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the temperature type expansion valve according to the first aspect, the diameter of the axial cross section of the columnar space (10) in the small cross-sectional area forming part (52d) is φ, and the small cross-sectional area forming part When the vertical height of the temperature-sensitive medium in the liquid phase existing above the lower end side of (52d) is h,
3.5 ≧ φ × h (unit: mm ² ).

これによれば、後述する実施形態で説明するように、感温媒体として幅広い種類の媒体を採用しても、エレメント部（５３）側で凝縮した過冷却液相状態の感温媒体に対して、小断面積形成部（５２ｄ）を通過して柱状空間（１０）下方側へ流れ込む方向に作用する重力よりも、小断面積形成部（５２ｄ）を通過して柱状空間（１０）下方側へ流れ込むことを妨げる方向に作用する表面張力による抗力を大きくすることができる。 According to this, as will be described in an embodiment described later, even if a wide variety of mediums are employed as the temperature sensitive medium, the supercooled liquid phase temperature condensed medium on the element part (53) side is used. Rather than gravity acting in a direction flowing through the small cross-sectional area forming part (52d) and flowing down the columnar space (10), the small cross-sectional area forming part (52d) passes through the columnar space (10) to the lower side. The drag due to the surface tension acting in the direction preventing the flow can be increased.

従って、感温媒体として幅広い種類の媒体を採用しても、外気温の影響による冷凍サイクルの不安定な作動を防止することができる。 Therefore, even if a wide variety of media are employed as the temperature sensitive medium, the unstable operation of the refrigeration cycle due to the influence of the outside air temperature can be prevented.

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の温度式膨張弁において、感温棒（５２ｂ）の外径をφｏｕｔとし、柱状空間（１０）の軸方向断面の直径のうち最大直径をφｍａｘとしたときに、
（φｏｕｔ−φｍａｘ）／２≧φｍａｘとなっていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the temperature type expansion valve according to the first or second aspect , the outer diameter of the temperature sensing rod (52b) is φout, and the maximum of the diameters in the axial section of the columnar space (10). When the diameter is φmax,
(Φout−φmax) / 2 ≧ φmax.

これによれば、柱状空間（１０）の軸方向断面の直径よりも、感温棒（５２ｂ）の内周側と外周側との間の肉厚が大きくなるので、感温棒（５２ｂ）から柱状空間（１０）内の感温媒体への熱伝達を遅らせることができる。 According to this, since the wall thickness between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the temperature sensing rod (52b) is larger than the diameter of the axial section of the columnar space (10), the temperature sensing rod (52b) Heat transfer to the temperature sensitive medium in the columnar space (10) can be delayed.

従って、外気温の影響による膨張弁の誤作動および冷凍サイクルの不安定な作動を抑制できるだけでなく、感温媒体が第２冷媒通路（５１ｆ）流通冷媒の温度変化に敏感に反応して圧力変化してしまうことを抑制して、冷凍サイクルの不安定な作動（ハンチング）も抑制できる。 Therefore, not only the malfunction of the expansion valve and the unstable operation of the refrigeration cycle due to the influence of the outside air temperature can be suppressed, but also the temperature sensitive medium reacts sensitively to the temperature change of the refrigerant flowing through the second refrigerant passage (51f) and the pressure change. It is possible to suppress the unstable operation (hunting) of the refrigeration cycle.

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の温度式膨張弁において、感温棒（５２ｂ）の内部には、感温棒（５２ｂ）よりも熱伝達率の低い材質で形成された、筒状の低熱伝達率部材（６０）が配置されており、柱状空間（１０）は、低熱伝達率部材（６０）の内周側に形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the temperature type expansion valve according to any one of the first to third aspects, the heat transfer coefficient is higher in the temperature sensing rod (52b) than in the temperature sensing rod (52b). A cylindrical low heat transfer coefficient member (60) formed of a low material is disposed, and the columnar space (10) is formed on the inner peripheral side of the low heat transfer coefficient member (60). And

これによれば、低熱伝達率部材（６０）によって、感温棒から感温媒体への熱伝達を遅らせることができる。従って、外気温の影響による冷凍サイクルの不安定な作動を抑制できるだけでなく、が第２冷媒通路（５１ｆ）流通冷媒の温度変化による冷凍サイクルのハンチングも抑制できる。 According to this, the heat transfer from the temperature sensitive rod to the temperature sensitive medium can be delayed by the low heat transfer coefficient member (60). Accordingly, not only the unstable operation of the refrigeration cycle due to the influence of the outside air temperature can be suppressed, but also the hunting of the refrigeration cycle due to the temperature change of the refrigerant flowing through the second refrigerant passage (51f) can be suppressed.

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の温度式膨張弁において、柱状空間（１０）は、圧力応動部材（５３ｂ）側の上側空間（１０ａ）および弁体（５２ａ）側の下側空間（１０ｂ）によって構成され、下側空間（１０ｂ）の軸方向断面の内径は、上側空間（１０ａ）の軸方向断面の内径よりも小さく形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the temperature type expansion valve according to any one of the first to fourth aspects, the columnar space (10) includes the upper space (10a) on the pressure responsive member (53b) side and the valve. It is constituted by the lower space (10b) on the body (52a) side, and the inner diameter of the axial section of the lower space (10b) is smaller than the inner diameter of the upper section (10a). Features.

これによれば、下側空間（１０ｂ）外周側における感温棒（５２ｂ）の内周側と外周側との間の肉厚を大きく形成できるので、より一層、感温棒（５２ｂ）から感温媒体への熱伝達を遅らせることができ、冷凍サイクルのハンチングを抑制できる。 According to this, since the wall thickness between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the temperature sensing rod (52b) on the outer circumferential side of the lower space (10b) can be formed larger, the temperature sensing rod (52b) is further sensitive. Heat transfer to the warm medium can be delayed, and hunting of the refrigeration cycle can be suppressed.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
図１により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の温度式膨張弁５の断面図である。本実施形態では、この温度式膨張弁５を採用した蒸気圧縮式冷凍サイクル１を車両用空調装置に適用しており、図１では、温度式膨張弁５と蒸気圧縮式冷凍サイクル１の各構成機器との接続関係についても模式的に図示している。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of the temperature type expansion valve 5 of the present embodiment. In the present embodiment, the vapor compression refrigeration cycle 1 employing the temperature expansion valve 5 is applied to a vehicle air conditioner. In FIG. 1, each configuration of the temperature expansion valve 5 and the vapor compression refrigeration cycle 1 is applied. The connection relationship with the device is also schematically shown.

この蒸気圧縮式冷凍サイクル１では、冷媒としてフロン系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成している。まず、図１に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル１において、圧縮機２は図示しない車両走行用エンジンから電磁クラッチ等を介して駆動力を得て、冷媒を吸入して圧縮するものである。 The vapor compression refrigeration cycle 1 employs a chlorofluorocarbon refrigerant (for example, R134a) as a refrigerant, and constitutes a subcritical cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the refrigerant critical pressure. First, in the vapor compression refrigeration cycle 1 shown in FIG. 1, the compressor 2 obtains a driving force from a vehicle travel engine (not shown) via an electromagnetic clutch or the like, and sucks and compresses the refrigerant.

放熱器３は、圧縮機２から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気（車室外空気）とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて凝縮させる放熱用熱交換器である。放熱器３の出口側には、放熱器３流出冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を溜める受液器（レシーバ）４が接続されている。さらに、レシーバ４の液相冷媒出口には、温度式膨張弁５が接続されている。 The radiator 3 is a heat-dissipating heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 and outside air (air outside the passenger compartment) blown by a cooling fan (not shown) to dissipate and condense the high-pressure refrigerant. is there. Connected to the outlet side of the radiator 3 is a receiver (receiver) 4 that separates the refrigerant flowing out of the radiator 3 into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant and stores excess liquid-phase refrigerant in the cycle. Furthermore, a temperature type expansion valve 5 is connected to the liquid phase refrigerant outlet of the receiver 4.

この温度式膨張弁５は、レシーバ４から流出した高圧冷媒を減圧膨張させるとともに、蒸発器６流出冷媒の温度と圧力とに基づいて、蒸発器６流出冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように絞り通路面積（弁開度）を変化させて、蒸発器６入口側へ流出させる冷媒流量を調整するものである。なお、温度式膨張弁５の詳細構成については後述する。 The temperature type expansion valve 5 decompresses and expands the high-pressure refrigerant flowing out from the receiver 4, and the superheat degree of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 approaches a predetermined value based on the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the evaporator 6. As described above, the flow rate of refrigerant flowing out to the inlet side of the evaporator 6 is adjusted by changing the throttle passage area (valve opening). The detailed configuration of the temperature type expansion valve 5 will be described later.

蒸発器６は、温度式膨張弁５にて減圧膨張された低圧冷媒と、図示しない送風ファンによって送風された空気とを熱交換させ、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。さらに、蒸発器６の出口側は、温度式膨張弁５の内部に形成された第２冷媒通路５１ｆを介して、圧縮機２の吸入側に接続されている。 The evaporator 6 exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the temperature-type expansion valve 5 and the air blown by a blower fan (not shown), and evaporates the low-pressure refrigerant to exert a heat absorption effect. It is a vessel. Further, the outlet side of the evaporator 6 is connected to the suction side of the compressor 2 via a second refrigerant passage 51 f formed in the temperature type expansion valve 5.

次に、温度式膨張弁５の詳細構成について説明する。この温度式膨張弁５は、いわゆる内部均圧式のもので、図１に示すように、ボデー部５１、弁体部５２およびエレメント部５３等を有して構成される。 Next, a detailed configuration of the temperature type expansion valve 5 will be described. The temperature type expansion valve 5 is a so-called internal pressure equalizing type, and includes a body portion 51, a valve body portion 52, an element portion 53 and the like as shown in FIG.

まず、ボデー部５１は、温度式膨張弁５の外殻および温度式膨張弁５内の冷媒通路等を構成するもので、円柱状あるいは角柱状の金属ブロックに穴開け加工等を施して形成されている。ボデー部５１には、冷媒流入口・流出口５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、弁室５１ｇ、絞り通路５１ｈ、連通室５１ｉ、取付穴５１ｊ等が形成されている。 First, the body portion 51 constitutes an outer shell of the temperature type expansion valve 5 and a refrigerant passage in the temperature type expansion valve 5, and is formed by drilling a cylindrical or prismatic metal block. ing. The body portion 51 is formed with refrigerant inflow / outflow ports 51a, 51b, 51d, 51e, a valve chamber 51g, a throttle passage 51h, a communication chamber 51i, a mounting hole 51j, and the like.

冷媒流入口・流出口としては、レシーバ４の液相冷媒出口に接続されて高圧液相冷媒を流入させる第１流入口５１ａ、第１流入口５１ａから流入した冷媒を蒸発器６入口側へ流出させる第１流出口５１ｂが形成されている。従って、本実施形態では、第１流入口５１ａから第１流出口５１ｂへ至る冷媒通路によって、第１冷媒通路５１ｃが形成される。 The refrigerant inlet / outlet is connected to the liquid-phase refrigerant outlet of the receiver 4 to allow the high-pressure liquid-phase refrigerant to flow in. The refrigerant flowing in from the first inlet 51a flows out to the evaporator 6 inlet side. The 1st outflow port 51b to be made is formed. Therefore, in the present embodiment, the first refrigerant passage 51c is formed by the refrigerant passage from the first inlet 51a to the first outlet 51b.

また、他の冷媒流入口・流出口として、蒸発器６から流出した低圧冷媒を流入させる第２流入口５１ｄ、第２流入口５１ｄから流入した冷媒を圧縮機２吸入側へ流出させる第２流出口５１ｅが形成されている。従って、本実施形態では、第２流入口５１ｄから第１流出口５１ｅへ至る冷媒通路によって、第２冷媒通路５１ｆが形成される。 Further, as the other refrigerant inlet / outlet, the second inlet 51d for allowing the low-pressure refrigerant flowing out from the evaporator 6 to flow in, and the second flow for flowing the refrigerant flowing from the second inlet 51d toward the suction side of the compressor 2 An outlet 51e is formed. Therefore, in the present embodiment, the second refrigerant passage 51f is formed by the refrigerant passage from the second inlet 51d to the first outlet 51e.

弁室５１ｇは、第１冷媒通路５１ｃに設けられて、その内部に後述する弁体部５２の球状弁５２ａが収容される空間である。より具体的には、弁室５１ｇは、第１流入口５１ａに直接連通し、絞り通路５１ｈを介して第２流出口５１ｂに連通している。絞り通路５１ｈは、第１冷媒通路５１ｃに設けられて、第１流入口５１ａから弁室５１ｇへ流入した冷媒を、減圧膨張させながら弁室５１ｇ側から第１流出口５１ｂ側へ導く通路である。 The valve chamber 51g is a space that is provided in the first refrigerant passage 51c and accommodates a spherical valve 52a of a valve body portion 52 to be described later. More specifically, the valve chamber 51g communicates directly with the first inflow port 51a and communicates with the second outflow port 51b through the throttle passage 51h. The throttle passage 51h is a passage that is provided in the first refrigerant passage 51c and guides the refrigerant flowing into the valve chamber 51g from the first inflow port 51a from the valve chamber 51g side to the first outflow port 51b side while decompressing and expanding. .

連通室５１ｉは、第２冷媒通路５１ｆおよびボデー部５１上面に形成された取付穴５１ｊに連通するように設けられた空間である。この取付穴５１ｊには、ボデー部５１の外部から、後述するエレメント部５３が取り付けられている。 The communication chamber 51i is a space provided so as to communicate with the second refrigerant passage 51f and a mounting hole 51j formed on the upper surface of the body portion 51. An element portion 53 to be described later is attached to the attachment hole 51j from the outside of the body portion 51.

弁体部５２は、一方の端部に設けられた弁体である球状弁５２ａ、エレメント部５３のダイヤフラム５３ｂに溶接、接着等の接合手段によって連結された略円柱状の感温棒５２ｂ、および、感温棒５２ｂに同軸上に圧入等の手段よって連結されて、球状弁５２ａに当接する略円柱状の作動棒５２ｃを有して構成されている。 The valve body 52 includes a spherical valve 52a which is a valve provided at one end, a substantially cylindrical temperature sensing rod 52b connected to the diaphragm 53b of the element 53 by a joining means such as welding or adhesion, and Further, it is configured to have a substantially cylindrical operating rod 52c that is coaxially connected to the temperature sensing rod 52b by means such as press-fitting, and abuts against the spherical valve 52a.

球状弁５２ａは、感温棒５２ｂおよび作動棒５２ｃの軸方向に変位することによって、絞り通路５１ｈの冷媒通路面積を調整する弁体である。また、弁室５１ｇには、コイルバネ５４が収容されており、このコイルバネ５４は、支持部材５４ａを介して、球状弁５２ａに対して絞り通路５１ｈを閉弁させる側に付勢する荷重をかけている。さらに、コイルバネ５４による荷重は、調整ネジ５４ｂによって調整可能になっている。 The spherical valve 52a is a valve body that adjusts the refrigerant passage area of the throttle passage 51h by being displaced in the axial direction of the temperature sensing rod 52b and the operating rod 52c. In addition, a coil spring 54 is accommodated in the valve chamber 51g, and this coil spring 54 applies a load for urging the spherical valve 52a toward the valve closing side of the throttle passage 51h via the support member 54a. Yes. Furthermore, the load by the coil spring 54 can be adjusted by the adjusting screw 54b.

感温棒５２ｂは、連通室５１ｉ、取付穴５１ｊを貫通するように延びており、その外周面が、第２冷媒通路５１ｆを流通する蒸発器６流出冷媒、および、連通室５１ｉへ流入した蒸発器６流出冷媒に晒されるように配置されている。これにより、感温棒５２ｂは、第２冷媒通路５１ｆを流通する蒸発器６流出冷媒の温度をエレメント部５３側へ伝達することができる。 The temperature sensing rod 52b extends so as to pass through the communication chamber 51i and the mounting hole 51j, and the outer peripheral surface of the temperature sensing rod 52b flows into the evaporator 6 flowing through the second refrigerant passage 51f and the evaporation flowing into the communication chamber 51i. It is arrange | positioned so that it may be exposed to the container 6 outflow refrigerant | coolant. Thereby, the temperature sensing rod 52b can transmit the temperature of the refrigerant | coolant flowing out of the evaporator 6 which distribute | circulates the 2nd refrigerant path 51f to the element part 53 side.

さらに、感温棒５２ｂの内部には、感温棒５２ｂの軸方向へ延びるように形成された略円柱上の柱状空間１０が形成されている。また、この柱状空間１０の軸方向断面の直径のうち最大直径をφｍａｘとし、感温棒５２ｂのうち柱状空間１０外周側の外径をφｏｕｔとしたときに、本実施形態では、φｍａｘおよびφｏｕｔが、以下式Ｆ１の関係を満たすように設定されている。 Furthermore, a columnar space 10 on a substantially cylindrical shape formed so as to extend in the axial direction of the temperature sensing rod 52b is formed inside the temperature sensing rod 52b. Also, in this embodiment, when the maximum diameter is φmax among the diameters of the axial cross section of the columnar space 10 and the outer diameter of the temperature sensing rod 52b on the outer periphery side of the columnar space 10 is φout, in this embodiment, φmax and φout are Are set so as to satisfy the relationship of Formula F1 below.

（φｏｕｔ−φｍａｘ）／２≧φｍａｘ…（Ｆ１）
つまり、柱状空間１０の軸方向断面の直径よりも、感温棒５２ｂの内周側と外周側との間の肉厚が大きくなっている。 (Φout−φmax) / 2 ≧ φmax (F1)
That is, the wall thickness between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the temperature sensing rod 52b is larger than the diameter of the axial cross section of the columnar space 10.

作動棒５２ｃは、ボデー部５１ｂに連通室５１ｉ側と弁室５１ｇ側とを貫通するように形成された弁体部配置穴５１ｋおよび絞り通路５１ｈを貫通するように配置されている。なお、弁体部配置穴５１ｋと弁体部５２の作動棒５２ｃとの隙間は、図示しないＯ−リング等のシール部材によってシールされており、弁体部５２が変位しても弁体部配置穴５１ｋと弁体部５２との隙間から冷媒が漏れることはない。 The actuating rod 52c is disposed so as to penetrate through the valve body portion arrangement hole 51k and the throttle passage 51h formed in the body portion 51b so as to penetrate the communication chamber 51i side and the valve chamber 51g side. The clearance between the valve body portion arrangement hole 51k and the actuating rod 52c of the valve body portion 52 is sealed by a seal member such as an O-ring (not shown), and the valve body portion is disposed even if the valve body portion 52 is displaced. The refrigerant does not leak from the gap between the hole 51k and the valve body 52.

エレメント部５３は、取付穴５１ｊにネジ止め等の固定手段によって取り付けられるエレメントハウジング５３ａ、圧力応動部材であるダイヤフラム５３ｂ、エレメントハウジング５３ａとともにダイヤフラム５３ｂの外縁部を狭持してエレメント部５３の外殻を形成するエレメントカバー５３ｃによって構成される。 The element portion 53 includes an element housing 53a attached to the attachment hole 51j by a fixing means such as a screw, a diaphragm 53b as a pressure responsive member, and an outer shell of the element portion 53 by sandwiching an outer edge portion of the diaphragm 53b together with the element housing 53a. The element cover 53c is formed.

エレメントハウジング５３ａおよびエレメントカバー５３ｃは、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属で杯状に形成され、ダイヤフラム５３ｂの外縁部を狭持した状態で、その外周端部同士が溶接、ろう付け等の接合手段によって一体に接合されている。従って、エレメントハウジング５３ａおよびエレメントカバー５３ｃによって形成されるエレメント部５３の内部空間は、ダイヤフラム５３ｂによって２つの空間に区画される。 The element housing 53a and the element cover 53c are formed in a cup shape with a metal such as stainless steel (SUS304), and the outer peripheral ends of the diaphragm 53b are sandwiched by joining means such as welding or brazing. They are joined together. Accordingly, the internal space of the element portion 53 formed by the element housing 53a and the element cover 53c is divided into two spaces by the diaphragm 53b.

この２つの空間のうち、エレメントカバー５３ｃとダイヤフラム５３ｂとによって形成される空間は、蒸発器６流出冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間２０である。この封入空間２０は、ダイヤフラム５３ｂの中心部に形成されてダイヤフラム５３ｂの表裏を貫通する貫通穴を介して、感温棒５２ｂの内部に形成された柱状空間１０と連通している。 Of these two spaces, the space formed by the element cover 53c and the diaphragm 53b is an enclosed space 20 in which a temperature-sensitive medium whose pressure changes according to the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 is enclosed. The enclosed space 20 communicates with the columnar space 10 formed inside the temperature sensing rod 52b through a through hole formed in the center portion of the diaphragm 53b and penetrating the front and back of the diaphragm 53b.

さらに、本実施形態では、感温棒５２ｂの内部であって、封入空間２０と柱状空間１０が連通する部位の近傍の一部に、柱状空間１０の軸方向断面積を他の部位の軸方向断面積よりも縮小させる小断面積形成部５２ｄを設けている。より具体的には、この小断面積形成部５２ｄは、柱状空間１０の内径に適合する外径を有する円柱状金属部材で形成され、その中心軸部に貫通穴を形成したものである。 Furthermore, in this embodiment, the axial cross-sectional area of the columnar space 10 is set in the axial direction of the other part in a part of the vicinity of the part where the enclosed space 20 and the columnar space 10 communicate with each other inside the temperature sensing bar 52b. A small cross-sectional area forming portion 52d that reduces the cross-sectional area is provided. More specifically, the small cross-sectional area forming portion 52d is formed of a cylindrical metal member having an outer diameter that matches the inner diameter of the columnar space 10, and a through hole is formed in the central shaft portion thereof.

そして、この円柱状金属部材を柱状空間１０の内部に圧入、接着等の固定手段によって固定することによって、感温棒５２ｂの内部に小断面積形成部５２ｄが設けられる。もちろん、小断面積形成部５２ｄを感温棒５２ｂの内壁面に直接形成してもよい。 Then, by fixing the cylindrical metal member into the columnar space 10 by fixing means such as press-fitting and bonding, a small cross-sectional area forming portion 52d is provided inside the temperature sensitive bar 52b. Of course, the small cross-sectional area forming portion 52d may be directly formed on the inner wall surface of the temperature sensing rod 52b.

さらに、本実施形態では、小断面積形成部５２ｄにおける柱状空間１０の軸方向断面の直径、すなわち、円柱状金属部材の中心軸部に形成された貫通穴の直径をφとし、小断面積形成部５２ｄの下端側よりも上方側に存在する液相状態の感温媒体の鉛直方向高さをｈとし、液相状態の感温媒体の密度をρとし、小断面積形成部５２ｄにおける液相状態の感温媒体の表面張力をＳとしたときに、φおよびｈが、以下式Ｆ２の関係を満たすように設定されている。 Further, in the present embodiment, the diameter of the cross-section in the axial direction of the columnar space 10 in the small cross-sectional area forming portion 52d, that is, the diameter of the through hole formed in the central shaft portion of the cylindrical metal member is φ, and the small cross-sectional area is formed. The height in the vertical direction of the temperature-sensitive medium in the liquid phase existing above the lower end side of the portion 52d is h, the density of the temperature-sensitive medium in the liquid phase is ρ, and the liquid phase in the small cross-sectional area forming portion 52d When the surface tension of the temperature-sensitive medium in the state is S, φ and h are set so as to satisfy the relationship of Formula F2 below.

Ｓ×φ≧（φ／２）²×π×ｈ×ρ×ｇ…（Ｆ２）
なお、πは円周率であり、ｇは重量加速度である。 S × φ ≧ (φ / 2) ² × π × h × ρ × g (F2)
Here, π is the circumference and g is the weight acceleration.

また、小断面積形成部５２ｄの下端側よりも上方側に存在する液相状態の感温媒体の鉛直方向高さとは、例えば、低外気温時に、封入空間２０内の感温媒体が凝縮した際の液相状態の感温媒体の高さである。 Further, the vertical height of the liquid phase temperature-sensitive medium existing above the lower end side of the small cross-sectional area forming portion 52d is, for example, the temperature-sensitive medium in the enclosed space 20 condensed at a low outside air temperature. It is the height of the temperature-sensitive medium in the liquid phase.

ここで、封入空間２０内の容積は十分に小さいので、封入空間２０内の感温媒体が全て凝縮した場合であっても、感温媒体の鉛直方向高さｈが、小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚み以下となるように設定すれば、感温媒体の鉛直方向高さｈの最大値は、小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚み相当寸法となる。従って、本実施形態では、上記式Ｆ２のｈとして、小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚み相当寸法を用いている。 Here, since the volume in the enclosed space 20 is sufficiently small, even if the temperature-sensitive medium in the enclosed space 20 is completely condensed, the vertical height h of the temperature-sensitive medium is the small cross-sectional area forming portion 52d. If the thickness is set to be equal to or less than the thickness in the axial direction, the maximum value of the vertical height h of the temperature-sensitive medium is a dimension corresponding to the thickness in the axial direction of the small cross-sectional area forming portion 52d. Therefore, in the present embodiment, the dimension corresponding to the thickness in the axial direction of the small cross-sectional area forming portion 52d is used as h in the formula F2.

さらに、本実施形態では、上記式Ｆ２の関係を満たすために、貫通穴の直径φおよび液相状態の感温媒体の鉛直方向高さｈ（＝小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚みｈ）が以下式Ｆ３の関係を満たすようにしている。 Further, in this embodiment, in order to satisfy the relationship of the above formula F2, the diameter φ of the through hole and the vertical height h of the temperature-sensitive medium in the liquid phase (= the axial thickness h of the small cross-sectional area forming portion 52d) ) Satisfies the following formula F3.

３．５≧φ×ｈ…（Ｆ３）
なお、φおよびｈの単位は、それぞれｍｍ（ミリメートル）であり、φ×ｈの単位は、ｍｍ²（平方ミリメートル）である。より具体的には、貫通穴の直径を１ｍｍとして、小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚みを３ｍｍとしている。 3.5 ≧ φ × h (F3)
The unit of φ and h is mm (millimeter), and the unit of φ × h is mm ² (square millimeter). More specifically, the diameter of the through hole is 1 mm, and the axial thickness of the small cross-sectional area forming portion 52d is 3 mm.

一方、エレメントハウジング５３ａとダイヤフラム５３ｂとによって形成される空間は、連通室５１ｉと連通して蒸発器６流出冷媒を導入させる導入空間３０である。従って、柱状空間１０および封入空間２０に封入された感温媒体には、感温棒５２ｂを介して、第２冷媒通路５１ｆを流通する蒸発器６流出冷媒の温度が伝達されるだけでなく、ダイヤフラム５３ｂを介して、導入空間３０に導入された蒸発器６流出冷媒の温度も伝達される。 On the other hand, a space formed by the element housing 53a and the diaphragm 53b is an introduction space 30 that communicates with the communication chamber 51i and introduces the refrigerant flowing out of the evaporator 6. Therefore, not only the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 flowing through the second refrigerant passage 51f is transmitted to the temperature sensitive medium enclosed in the columnar space 10 and the enclosed space 20 through the temperature sensing rod 52b. The temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 introduced into the introduction space 30 is also transmitted through the diaphragm 53b.

従って、柱状空間１０および封入空間２０の内圧は、蒸発器６流出冷媒の温度に応じた圧力となる。そして、ダイヤフラム５３ｂは、柱状空間１０および封入空間２０の内圧と導入空間３０へ流入した蒸発器６流出冷媒の圧力との差圧に応じて変位する。このため、ダイヤフラム５３ｂは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属薄板にて形成される。 Therefore, the internal pressure of the columnar space 10 and the enclosed space 20 is a pressure corresponding to the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 6. The diaphragm 53b is displaced according to a differential pressure between the internal pressure of the columnar space 10 and the enclosed space 20 and the pressure of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 flowing into the introduction space 30. For this reason, the diaphragm 53b is preferably made of a tough material that is rich in elasticity, has good heat conduction, and is made of a thin metal plate such as stainless steel (SUS304).

また、図１に示すように、エレメントカバー５３ｃには、封入空間に感温媒体を充填するための充填穴５３ｄが形成されており、この充填穴５３ｄは、感温媒体の充填後に、その先端が封止プラグ５３ｅによって閉塞される。さらに、本実施形態の封入空間２０には、蒸気圧縮式冷凍サイクル１を循環する冷媒と同一組成の感温媒体が予め定めた密度となるように封入されている。従って、本実施形態における感温媒体は、Ｒ１３４ａである。 Further, as shown in FIG. 1, the element cover 53c is formed with a filling hole 53d for filling the enclosed space with the temperature-sensitive medium, and the filling hole 53d has its tip end filled with the temperature-sensitive medium. Is closed by the sealing plug 53e. Furthermore, in the enclosed space 20 of the present embodiment, a temperature sensitive medium having the same composition as the refrigerant circulating in the vapor compression refrigeration cycle 1 is enclosed so as to have a predetermined density. Therefore, the temperature sensitive medium in the present embodiment is R134a.

ここで、封入空間２０への感温媒体（Ｒ１３４ａ）の封入について説明する。本実施形態では、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の使用温度範囲（０℃以上かつ４０℃以下の範囲）において、柱状空間１０内に感温媒体の気液界面４０が存在するように封入されている。従って、封入空間２０と柱状空間１０が連通する部位の近傍に位置付けられる小断面積形成部５２ｄは、感温媒体の気液界面４０よりも上方に設けられることになる。 Here, the enclosure of the temperature sensitive medium (R134a) in the enclosure space 20 will be described. In this embodiment, the vapor compression refrigeration cycle 1 is sealed so that the gas-liquid interface 40 of the temperature-sensitive medium exists in the columnar space 10 in the operating temperature range (range of 0 ° C. or more and 40 ° C. or less). . Therefore, the small cross-sectional area forming part 52d positioned in the vicinity of the part where the enclosed space 20 and the columnar space 10 communicate with each other is provided above the gas-liquid interface 40 of the temperature sensitive medium.

より具体的には、第２冷媒通路５１ｆの下面からボデー部５１の取付穴５１ｊまでの範囲（図１のαで示す範囲）を低圧冷媒流路領域としたときに、感温媒体の気液界面４０が低圧冷媒流路領域の範囲となるように封入されている。なお、本実施形態のように、感温媒体の気液界面４０が、柱状空間１０内に存在するように封入する理由は、次のとおりである。 More specifically, when the range from the lower surface of the second refrigerant passage 51f to the mounting hole 51j of the body 51 (the range indicated by α in FIG. 1) is the low-pressure refrigerant flow region, the gas-liquid of the temperature-sensitive medium. The interface 40 is sealed so as to be in the range of the low-pressure refrigerant flow path region. The reason why the gas-liquid interface 40 of the temperature sensitive medium is sealed so as to exist in the columnar space 10 as in the present embodiment is as follows.

柱状空間１０および封入空間２０の圧力は、前述の如く蒸発器６流出冷媒の温度によって決定されるので、柱状空間１０および封入空間２０の内圧を精度良く感温媒体の飽和圧力とするためには、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の使用温度範囲の全域において、柱状空間１０あるいは封入空間２０に、飽和液相状態の感温媒体および飽和気相状態の感温媒体が共存していることが望ましい。 Since the pressure in the columnar space 10 and the enclosed space 20 is determined by the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 as described above, in order to accurately set the internal pressure in the columnar space 10 and the enclosed space 20 to the saturation pressure of the temperature sensitive medium. It is desirable that a temperature-sensitive medium in a saturated liquid phase state and a temperature-sensitive medium in a saturated gas phase state coexist in the columnar space 10 or the enclosed space 20 in the entire operating temperature range of the vapor compression refrigeration cycle 1.

この際、封入空間２０内よりも、外気温の影響を受けにくい柱状空間１０内に気液界面４０が存在していれば、柱状空間１０および封入空間２０の内圧を、精度良く蒸発器６流出冷媒温度における飽和圧力とすることができるからである。 At this time, if the gas-liquid interface 40 exists in the columnar space 10 that is less affected by the outside air temperature than in the enclosed space 20, the internal pressure of the columnar space 10 and the enclosed space 20 can be accurately discharged to the evaporator 6. This is because the saturation pressure at the refrigerant temperature can be obtained.

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。圧縮機２が車両エンジンの駆動力により回転駆動されると、圧縮機２から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器３に流入し、冷却ファンにより送風された外気と熱交換して、放熱して凝縮する。放熱器３から流出した冷媒はレシーバ４にて気液分離される。 Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. When the compressor 2 is rotationally driven by the driving force of the vehicle engine, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 3 and exchanges heat with the outside air blown by the cooling fan to dissipate heat. Condensed. The refrigerant flowing out of the radiator 3 is gas-liquid separated by the receiver 4.

レシーバ４から流出した高圧液相冷媒は、温度式膨張弁５の第１流入口５１ａから弁室５１ｇへ流入し、絞り通路５１ｈにて減圧膨張される。この際、絞り通路５１の冷媒通路面積は、後述するように、蒸発器６流出冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように調整されている。 The high-pressure liquid-phase refrigerant flowing out from the receiver 4 flows into the valve chamber 51g from the first inlet 51a of the temperature type expansion valve 5, and is decompressed and expanded in the throttle passage 51h. At this time, the refrigerant passage area of the throttle passage 51 is adjusted so that the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 approaches a predetermined value, as will be described later.

絞り通路５１ｈにて減圧膨張された低圧冷媒は、第１流出口５１ｂから流出して蒸発器６へ流入する。蒸発器６へ流入した冷媒は、送風ファンによって送風された空気から吸熱して蒸発する。さらに、蒸発器６から流出した冷媒は、第２流入口５１ｄから温度式膨張弁５へ流入する。 The low-pressure refrigerant decompressed and expanded in the throttle passage 51h flows out from the first outlet 51b and flows into the evaporator 6. The refrigerant flowing into the evaporator 6 absorbs heat from the air blown by the blower fan and evaporates. Further, the refrigerant flowing out of the evaporator 6 flows into the temperature type expansion valve 5 from the second inlet 51d.

ここで、第２流入口５１ｄから連通室５１ｉへ流入した蒸発器６流出冷媒の過熱度が上昇すると、柱状空間１０および封入空間２０に封入された感温媒体の飽和圧力が上昇して、柱状空間１０および封入空間２０の内圧から導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が大きくなる。これにより、ダイヤフラム５３ｂは、弁体部５２が絞り通路５１ｈを開弁させる方向（図１では下方）へ変位する。 Here, when the superheat degree of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 flowing into the communication chamber 51i from the second inlet 51d increases, the saturation pressure of the temperature sensitive medium enclosed in the columnar space 10 and the enclosed space 20 increases, and the columnar shape is increased. The differential pressure obtained by subtracting the pressure in the introduction space 30 from the internal pressure in the space 10 and the enclosed space 20 increases. As a result, the diaphragm 53b is displaced in the direction in which the valve body 52 opens the throttle passage 51h (downward in FIG. 1).

逆に、蒸発器６流出冷媒の過熱度が低下すると、封入空間２０に封入された感温媒体の飽和圧力が低下して、柱状空間１０および封入空間２０の内圧から導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が小さくなる。これにより、ダイヤフラム５３ｂは、弁体部５２が絞り通路５１ｈを閉弁させる方向（図１では上方）へ変位する。 Conversely, when the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 decreases, the saturation pressure of the temperature-sensitive medium enclosed in the enclosed space 20 decreases, and the pressure in the introduction space 30 is subtracted from the internal pressure of the columnar space 10 and enclosed space 20. The differential pressure becomes smaller. Thereby, the diaphragm 53b is displaced in a direction (upward in FIG. 1) in which the valve body 52 closes the throttle passage 51h.

このように蒸発器６流出冷媒の過熱度に応じてエレメント部５３（具体的には、ダイヤフラム５３ｂ）が弁体部５２を変位させることによって、蒸発器６流出冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように絞り通路５１の通路面積が調整される。なお、調整ネジ５４ｂによって、コイルバネ５４から弁体部５３にかかる荷重を調整することで、弁体部５３の開弁圧を変更して、予め定めた過熱度の値を変更することもできる。 As described above, the element portion 53 (specifically, the diaphragm 53b) displaces the valve body portion 52 in accordance with the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator 6, so that the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 is a predetermined value. The passage area of the throttle passage 51 is adjusted so that In addition, the valve opening pressure of the valve body part 53 can be changed by adjusting the load applied to the valve body part 53 from the coil spring 54 by the adjusting screw 54b, and the predetermined value of the degree of superheat can be changed.

第２流出口５１ｅから流出した冷媒は、圧縮機２に吸入されて再び圧縮される。一方、送風ファン５によって送風された空気は、蒸発器６にて冷却され、さらに、蒸発器６の空気流れ下流側に配置された図示しない加熱手段（例えば、温水ヒータコア等）によって目標温度まで温調されて、空調対象空間である車室内へ吹き出される。 The refrigerant flowing out from the second outlet 51e is sucked into the compressor 2 and compressed again. On the other hand, the air blown by the blower fan 5 is cooled by the evaporator 6 and further heated to a target temperature by a heating means (not shown) (for example, a hot water heater core) arranged on the downstream side of the air flow of the evaporator 6. It is adjusted and blown out into the passenger compartment that is the air-conditioning target space.

ところで、本実施形態の温度式膨張弁５では、エレメント部５３がボデー部５１の外部に配置されているので、エレメントカバー５３ｃとダイヤフラム５３ｂとによって形成される封入空間２０内の感温媒体の温度は、外気温の影響を受けやすい。例えば、冬季のように、感温棒５２ｂおよびダイヤフラム５３ｂから感温媒体に伝達される温度よりも外気温が低下すると、封入空間２０内の感温媒体が凝縮して過冷却液相状態となってしまう。 By the way, in the temperature type expansion valve 5 of this embodiment, since the element part 53 is arrange | positioned outside the body part 51, the temperature of the temperature-sensitive medium in the enclosed space 20 formed by the element cover 53c and the diaphragm 53b. Is susceptible to outside temperature. For example, when the outside air temperature is lower than the temperature transmitted from the temperature sensing rod 52b and the diaphragm 53b to the temperature sensing medium as in winter, the temperature sensing medium in the enclosed space 20 is condensed and becomes a supercooled liquid phase state. End up.

そして、この過冷却液相状態となった感温媒体が柱状空間１０内の液相状態の感温媒体と熱的に接触してしまうと、柱状空間１０内の冷媒温度が低下して、柱状空間１０内および封入空間２０内の感温媒体の飽和圧力が低下してしまう。その結果、球状弁５２ａが絞り通路５１ｈを閉弁する側に変位して所望の弁開度を実現できず、冷凍サイクルの作動が不安定になってしまうことが懸念される。 If the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase is in thermal contact with the liquid-phase temperature-sensitive medium in the columnar space 10, the refrigerant temperature in the columnar space 10 decreases, and the columnar The saturation pressure of the temperature sensitive medium in the space 10 and the enclosed space 20 is lowered. As a result, there is a concern that the spherical valve 52a is displaced toward the side of closing the throttle passage 51h, so that the desired valve opening cannot be realized, and the operation of the refrigeration cycle becomes unstable.

これに対して、本実施形態では、感温棒５２ｂの内部であって封入空間２０と柱上空間１０が連通する部位の近傍に、小断面積形成部５２ｄが設けられているので、小断面積形成部５２ｄにおける液相状態の感温媒体の流動を抑制できる。つまり、低外気温時に封入空間２０内の感温媒体が凝縮して過冷却液相状態となっても、この過冷却液相状態の感温媒体が柱状空間１０側へ流れ込む（落下）してしまうことを抑制できる。 On the other hand, in this embodiment, since the small cross-sectional area forming portion 52d is provided in the vicinity of the portion where the enclosed space 20 and the column space 10 communicate with each other inside the temperature sensing rod 52b, The flow of the temperature-sensitive medium in the liquid phase state in the area forming part 52d can be suppressed. That is, even when the temperature-sensitive medium in the enclosed space 20 is condensed at a low outside air temperature and becomes a supercooled liquid phase state, the temperature-sensitive medium in this supercooled liquid phase state flows (falls) to the columnar space 10 side. Can be suppressed.

従って、低外気温時に過冷却液相状態となった封入空間２０内の感温媒体と柱状空間１０内の感温媒体が熱的に接触してしまうことを抑制して、柱状空間１０内および封入空間２０内の感温媒体の飽和圧力が変化してしまうことを抑制できる。その結果、外気温の影響による弁体５２ａの誤作動を抑制して、蒸気圧縮式冷凍サイクル１を所望の運転状態に保ち、不安定な作動を防止することができる。 Therefore, the temperature-sensitive medium in the enclosed space 20 that is in the supercooled liquid phase at the low outside air temperature and the temperature-sensitive medium in the columnar space 10 are suppressed from being in thermal contact, and the columnar space 10 and It can suppress that the saturation pressure of the temperature sensitive medium in the enclosure space 20 changes. As a result, the malfunction of the valve body 52a due to the influence of the outside air temperature can be suppressed, the vapor compression refrigeration cycle 1 can be maintained in a desired operation state, and unstable operation can be prevented.

さらに、柱状空間１０および封入空間２０に対して、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の使用温度範囲（０℃以上かつ４０℃以下）において、感温媒体の気液界面４０が低圧冷媒流路領域の範囲となるように封入して、小断面積形成部５２ｄが、感温媒体の気液界面４０よりも上方に位置付けられるようにしている。 Further, the gas-liquid interface 40 of the temperature-sensitive medium is in the range of the low-pressure refrigerant channel region in the operating temperature range (0 ° C. or more and 40 ° C. or less) of the vapor compression refrigeration cycle 1 with respect to the columnar space 10 and the enclosed space 20. The small cross-sectional area forming portion 52d is positioned above the gas-liquid interface 40 of the temperature sensitive medium.

これにより、低外気温時における封入空間２０内の過冷却液相状態の感温媒体と、柱状空間１０内の飽和液相状態の感温媒体が直接接触してしまうことを回避できるので、柱状空間１０内および封入空間２０内の感温媒体の飽和圧力が変化してしまうことを、より一層効果的に抑制できる。 Thereby, it is possible to avoid that the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase state in the enclosed space 20 and the temperature-sensitive medium in the saturated liquid phase state in the columnar space 10 are in direct contact with each other at a low outside air temperature. It can suppress more effectively that the saturation pressure of the temperature sensitive medium in the space 10 and the enclosed space 20 changes.

さらに、酷暑地や極寒冷地のような使用環境を考慮した場合、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の使用温度範囲は、−３０℃以上かつ６０℃以下の範囲となり得る。従って、感温媒体温度が−３０℃以上かつ６０℃以下の範囲において、感温媒体の気液界面４０が低圧冷媒流路領域の範囲となるように封入して、小断面積形成部５２ｄが、感温媒体の気液界面４０よりも上方に位置付けられるようにすることが望ましい。 Furthermore, when a use environment such as a very hot region or an extremely cold region is taken into consideration, the use temperature range of the vapor compression refrigeration cycle 1 can be a range of −30 ° C. or more and 60 ° C. or less. Therefore, when the temperature-sensitive medium temperature is in the range of −30 ° C. or more and 60 ° C. or less, the gas-liquid interface 40 of the temperature-sensitive medium is sealed so as to be in the range of the low-pressure refrigerant flow path region. It is desirable that the temperature sensitive medium be positioned above the gas-liquid interface 40.

さらに、上記式Ｆ２およびＦ３を満たすように、小断面積形成部５２ｄの貫通穴の直径φおよび小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚み寸法ｈを決定しているので、過冷却液相状態の感温媒体が柱状空間１０下方側へ流れ込むことを回避して、外気温の影響による弁体５２ａの誤作動を回避できるので、冷凍サイクルを所望の運転状態に保ち、不安定な作動を確実に防止することができる。 Further, since the diameter φ of the through hole of the small cross-sectional area forming portion 52d and the axial thickness dimension h of the small cross-sectional area forming portion 52d are determined so as to satisfy the above formulas F2 and F3, the supercooled liquid phase state This prevents the temperature sensing medium from flowing into the lower side of the columnar space 10 and avoids the malfunction of the valve body 52a due to the influence of the outside air temperature, so that the refrigeration cycle can be maintained in a desired operating state to ensure an unstable operation. Can be prevented.

すなわち、上記式Ｆ２の右辺（（φ／２）²×π×ｈ×ρ×ｇ）は、エレメント部５３側で凝縮した過冷却液相状態の感温媒体に対して、小断面積形成部５２ｄを通過して柱状空間１０下方側へ流れ込む方向に作用する重力を意味し、式Ｆ２の左辺（Ｓ×φ）は、小断面積形成部５２ｄを通過して柱状空間１０下方側へ流れ込むことを妨げる方向に作用する表面張力による抗力を意味している。 That is, the right side ((φ / 2) ² × π × h × ρ × g) of the formula F2 is a small cross-sectional area forming portion with respect to the supercooled liquid phase temperature-sensitive medium condensed on the element portion 53 side. This means gravity acting in the direction of flowing through the lower side of the columnar space 10 through 52d, and the left side (S × φ) of the formula F2 flows into the lower side of the columnar space 10 through the small cross-sectional area forming part 52d. It means the drag due to the surface tension acting in the direction of hindering.

従って、式Ｆ２を満足することにより、過冷却液相状態の感温媒体に作用する重力よりも効力が大きくなるので、重力よりも大きくすることができる。従って、過冷却液相状態の感温媒体が柱状空間１０下方側へ落下することを回避して、外気温の影響による弁体５２ａの誤作動を確実に回避できる。 Therefore, when the expression F2 is satisfied, the effect becomes larger than the gravity acting on the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase state, so that it can be made larger than the gravity. Therefore, the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase state can be prevented from falling to the lower side of the columnar space 10, and the malfunction of the valve body 52a due to the influence of the outside air temperature can be surely avoided.

さらに、上記式Ｆ３を満たすように、小断面積形成部５２ｄの貫通穴の直径φおよび液相状態の感温媒体の鉛直方向高さｈ（＝小断面積形成部５２ｄの軸方向の厚み寸法ｈ）を決定することにより、感温媒体として幅広い種類の媒体を採用しても同様の効果を得ることができる。このことを図２に基づいて、詳細に説明する。なお、図２は、外気温の変化に対するφ×ｈの変化を示すグラフである。 Further, the diameter φ of the through hole of the small cross-sectional area forming portion 52d and the vertical height h of the temperature-sensitive medium in the liquid phase (= the thickness dimension in the axial direction of the small cross-sectional area forming portion 52d so as to satisfy the above formula F3) By determining h), the same effect can be obtained even when a wide variety of media are employed as the temperature-sensitive media. This will be described in detail with reference to FIG. In addition, FIG. 2 is a graph which shows the change of (phi) xh with respect to the change of external temperature.

ここで、上述の式Ｆ２は、以下式Ｆ２’のように変形できる。 Here, the above-described formula F2 can be transformed into the following formula F2 '.

４×Ｓ／（π×ρ×ｇ）≧φ×ｈ…（Ｆ２’）
そこで、図２では、一般的な蒸気圧縮式冷凍サイクルに採用される冷媒である、Ｒ１３４ａ、Ｒ７４４、Ｒ６００ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０における、外気温（封入空間２０側の温度）の変化に対するφ×ｈの変化をプロットしている。 4 × S / (π × ρ × g) ≧ φ × h (F2 ′)
Therefore, in FIG. 2, φ × h with respect to changes in the outside air temperature (temperature on the enclosed space 20 side) in R134a, R744, R600a, R404A, and R410, which are refrigerants employed in a general vapor compression refrigeration cycle. The change is plotted.

図２から明らかなように、Ｒ６００ａでは、３．５≧φ×ｈの範囲で、上記式Ｆ２を満たす。また、感温媒体としてＲ６００ａを採用しない場合は、１．５≧φ×ｈの範囲で、上記式Ｆ２を満たすことができる。従って、本実施形態のように、式Ｆ３を満たすようにφ×ｈを設定することで、感温媒体として幅広い種類の媒体を採用しても過冷却液相状態の感温媒体が柱状空間１０下方側へ落下することを回避できる。 As is apparent from FIG. 2, R600a satisfies the above formula F2 in the range of 3.5 ≧ φ × h. When R600a is not adopted as the temperature sensitive medium, the above formula F2 can be satisfied within the range of 1.5 ≧ φ × h. Therefore, as in the present embodiment, by setting φ × h so as to satisfy the formula F3, the temperature-sensitive medium in the supercooled liquid phase state becomes the columnar space 10 even if a wide variety of mediums are adopted as the temperature-sensitive medium. It is possible to avoid falling downward.

さらに、上記式Ｆ１を満たすように、感温棒５２ｂの外径φｏｕｔおよび柱状空間１０の軸方向断面の直径のうち最大直径φｍａｘを決定して、柱状空間１０の軸方向断面の直径よりも、感温棒（５２ｂ）の内周側と外周側との間の肉厚が大きくしているので、感温棒５２ｂから柱状空間１０内の感温媒体への熱伝達を遅らせることができる。 Further, the maximum diameter φmax is determined among the outer diameter φout of the temperature sensing rod 52b and the diameter of the axial section of the columnar space 10 so as to satisfy the above formula F1, and the diameter of the axial section of the columnar space 10 is determined. Since the thickness between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the temperature sensing rod (52b) is increased, heat transfer from the temperature sensing rod 52b to the temperature sensing medium in the columnar space 10 can be delayed.

従って、外気温の影響による膨張弁の誤作動および冷凍サイクルの不安定な作動を抑制できるだけでなく、感温媒体が第２冷媒通路５１ｆ流通冷媒の温度変化に敏感に反応して圧力変化してしまうことを抑制して、冷凍サイクルの不安定な作動（ハンチング）を抑制することもできる。 Therefore, not only can the malfunction of the expansion valve and the unstable operation of the refrigeration cycle due to the influence of the outside air temperature be suppressed, but also the temperature sensitive medium can change pressure in response to the temperature change of the refrigerant flowing through the second refrigerant passage 51f. It is also possible to suppress the unstable operation (hunting) of the refrigeration cycle.

（第２実施形態）
本実施形態では、図３に示すように、上述の第１実施形態に対して、感温棒５２ｂの内部に、感温棒５２ｂよりも熱伝達率の低い材質で形成された、筒状の低熱伝達率部材６０を配置した例を説明する。なお、図３は、本実施形態の温度式膨張弁５の断面図である。また、図３では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, as compared with the first embodiment described above, a cylindrical shape formed of a material having a lower heat transfer coefficient than the temperature sensing rod 52 b inside the temperature sensing rod 52 b. An example in which the low heat transfer coefficient member 60 is arranged will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of the temperature type expansion valve 5 of the present embodiment. Moreover, in FIG. 3, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment.

この低熱伝達率部材６０は、樹脂（より具体的には、発泡樹脂）で形成されている。さらに、柱状空間１０は、この低熱伝達率部材６０の内周側に形成されている。また、第１実施形態に対して、感温棒５２ｂの外径φｏｕｔを小さくし、柱状空間１０の軸方向断面の最大直径φｍａｘを大きくしている。従って、本実施形態では、上述の式Ｆ１を満たしてない。その他の構成は、第１実施形態と同様である。 The low heat transfer coefficient member 60 is formed of a resin (more specifically, a foamed resin). Further, the columnar space 10 is formed on the inner peripheral side of the low heat transfer coefficient member 60. Further, as compared with the first embodiment, the outer diameter φout of the temperature sensing rod 52b is reduced, and the maximum diameter φmax of the axial section of the columnar space 10 is increased. Therefore, in the present embodiment, the above formula F1 is not satisfied. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施形態の温度式膨張弁５では、感温棒５２ｂの内部に、低熱伝達率部材６０を配置しているので、感温棒５２ｂから柱状空間１０内の感温媒体への熱伝達を遅らせることができる。さらに、低熱伝達率部材６０を配置したことにより、第１実施形態に対して、同一の感温棒５２ｂの外径φｏｕｔを小さくして、感温棒５２ｂの肉厚を薄くできるので、膨張弁１の軽量化を図ることができる。 In the temperature type expansion valve 5 of the present embodiment, since the low heat transfer coefficient member 60 is disposed inside the temperature sensing rod 52b, heat transfer from the temperature sensing rod 52b to the temperature sensing medium in the columnar space 10 is delayed. be able to. Furthermore, by disposing the low heat transfer coefficient member 60, the outer diameter φout of the same temperature sensing rod 52b can be reduced and the wall thickness of the temperature sensing rod 52b can be reduced compared to the first embodiment. 1 can be reduced in weight.

さらに、柱状空間１０の軸方向断面の最大直径φｍａｘを拡大しているので、第１実施形態よりも感温媒体の封入量を増加できる。従って、設定温度にて封入冷媒を全て気化させて、柱状空間１０および封入空間２０内の圧力上昇を抑制するＭＯＰ特性の設定温度を高く設定することができる。 Furthermore, since the maximum diameter φmax of the axial section of the columnar space 10 is enlarged, the amount of the temperature sensitive medium enclosed can be increased as compared with the first embodiment. Therefore, the set temperature of the MOP characteristic that suppresses the pressure increase in the columnar space 10 and the sealed space 20 can be set high by vaporizing all of the sealed refrigerant at the set temperature.

さらに、低熱伝達率部材６０を配置したことにより、感温棒５２ｂから柱状空間１０内の感温媒体への熱伝達を遅らせることができるので、外気温の影響による膨張弁の誤作動および冷凍サイクルの不安定な作動を抑制できるだけでなく、感温媒体が第２冷媒通路５１ｆ流通冷媒の温度変化に敏感に反応して圧力変化してしまうことを抑制して、冷凍サイクルの不安定な作動（ハンチング）を抑制することもできる。 Furthermore, by disposing the low heat transfer coefficient member 60, heat transfer from the temperature sensing rod 52b to the temperature sensing medium in the columnar space 10 can be delayed, so that the malfunction of the expansion valve due to the influence of the outside air temperature and the refrigeration cycle In addition, the unstable operation of the refrigeration cycle is suppressed by suppressing the pressure-sensitive medium from sensitively reacting to the temperature change of the refrigerant flowing through the second refrigerant passage 51f. Hunting) can also be suppressed.

（第３実施形態）
本実施形態では、図４に示すように、第２実施形態に対して、感温棒５２ｂ内部の柱状空間１０を上側空間１０ａおよび下側空間１０ｂによって構成している。さらに、下側空間１０ｂの軸方向断面の内径は、上側空間１０ａの内径よりも小さく形成されている。従って、下側空間１０ｂ外周側における感温棒５２ｂの内周側と外周側との間の肉厚は、上側空間１０ａ外周側における肉厚よりも薄くなる。 (Third embodiment)
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the columnar space 10 inside the temperature sensing rod 52b is constituted by an upper space 10a and a lower space 10b as compared to the second embodiment. Furthermore, the inner diameter of the axial section of the lower space 10b is smaller than the inner diameter of the upper space 10a. Accordingly, the thickness between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the temperature sensing rod 52b on the outer peripheral side of the lower space 10b is thinner than the thickness on the outer peripheral side of the upper space 10a.

なお、下側空間１０ｂの軸方向断面の内径は、小断面積形成部５２ｄの貫通穴の直径φよりも大きい。また、本実施形態では、蒸気圧縮式冷凍サイクル１の使用温度範囲において、感温媒体の気液界面４０が下側空間１０ｂ内に存在するように、感温媒体が封入されている。その他の構成は、第２実施形態と同様である。 Note that the inner diameter of the axial section of the lower space 10b is larger than the diameter φ of the through hole of the small cross-sectional area forming portion 52d. In the present embodiment, the temperature sensitive medium is enclosed so that the gas-liquid interface 40 of the temperature sensitive medium exists in the lower space 10b in the operating temperature range of the vapor compression refrigeration cycle 1. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

従って、本実施形態の温度式膨張弁５によれば、感温棒５２ｂから下側空間１０ｂの感温媒体への熱伝達を遅らせることができるので、外気温の影響による膨張弁の誤作動および冷凍サイクルの不安定な作動を抑制できるだけでなく、感温媒体が第２冷媒通路５１ｆ流通冷媒の温度変化に敏感に反応して圧力変化してしまうことを抑制して、冷凍サイクルの不安定な作動（ハンチング）を抑制することもできる。 Therefore, according to the temperature type expansion valve 5 of the present embodiment, heat transfer from the temperature sensing rod 52b to the temperature sensing medium in the lower space 10b can be delayed. Not only can the unstable operation of the refrigeration cycle be suppressed, but also the temperature sensitive medium can be prevented from changing pressure in response to the temperature change of the refrigerant flowing through the second refrigerant passage 51f. Operation (hunting) can also be suppressed.

（他の実施形態）
上述の実施形態では、感温媒体として、蒸気圧縮式冷凍サイクル１を循環する冷媒と同一組成の冷媒を採用しているが、感温媒体はこれに限定されない。例えば、複数の種類の冷媒を混合した感温媒体を採用してもよい。さらに、封入空間２０内に、感温媒体に加えて、ヘリウム、窒素などの不活性ガスを封入してもよい。 (Other embodiments)
In the above-described embodiment, a refrigerant having the same composition as the refrigerant circulating in the vapor compression refrigeration cycle 1 is employed as the temperature sensitive medium, but the temperature sensitive medium is not limited to this. For example, a temperature sensitive medium in which a plurality of types of refrigerants are mixed may be employed. Furthermore, in addition to the temperature sensitive medium, an inert gas such as helium or nitrogen may be enclosed in the enclosed space 20.

前述の如く、コイルバネ５４から弁体部５２にかかる荷重、すなわち弁体部５２の開弁圧力は、調整ネジ５４ｂによって調整される。そのため、封入空間２０内に封入される感温媒体の圧力を低く設定した場合、対向する調整バネによる荷重も弱く設定する必要がある。 As described above, the load applied from the coil spring 54 to the valve body 52, that is, the valve opening pressure of the valve body 52 is adjusted by the adjusting screw 54b. Therefore, when the pressure of the temperature-sensitive medium enclosed in the enclosure space 20 is set low, it is necessary to set the load by the opposing adjustment spring weakly.

ところが、この調整バネによる荷重を弱く設定すると、この調整バネの荷重を調整する調整ネジの締め付け力も低くなり、調整ネジが緩みやすくなる。これに対して、封入空間２０内に感温媒体とともに、不活性ガスを封入することで、封入空間２０内の内圧を増加させることができ調整ネジの締め付け力を増加させることができる。その結果、調整ネジの緩みを防止することができる。 However, if the load by the adjustment spring is set weak, the tightening force of the adjustment screw that adjusts the load of the adjustment spring is also reduced, and the adjustment screw is easily loosened. On the other hand, by enclosing an inert gas together with the temperature sensitive medium in the enclosed space 20, the internal pressure in the enclosed space 20 can be increased, and the tightening force of the adjusting screw can be increased. As a result, loosening of the adjustment screw can be prevented.

しかも、ヘリウム、窒素といった不活性ガスは、温度式膨張弁５の使用温度範囲では、ほぼ理想気体と同様の温度−圧力特性を示すので、蒸発器５流出冷媒の温度によらず、封入空間２０内の内圧をほぼ一定量増加させる働きをする。従って、封入空間２０に不活性ガスを封入しても、蒸発器６流出冷媒の過熱度制御に悪影響を及ぼさない。 Moreover, since the inert gas such as helium and nitrogen shows the temperature-pressure characteristics almost the same as the ideal gas in the temperature range of use of the temperature type expansion valve 5, the enclosed space 20 does not depend on the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 5. It works to increase the internal pressure by a certain amount. Therefore, even if the inert gas is sealed in the sealed space 20, the superheat degree control of the refrigerant flowing out of the evaporator 6 is not adversely affected.

また、上述の実施形態では、小断面積形成部５２ｄを、その中心軸部に貫通穴を形成した円柱状金属部材で形成した例を説明したが、この貫通穴は単数に限定されず、複数の形成されていてもよい。さらに、小断面積形成部５２ｄを、網状体（金属メッシュ）等で形成してもよい。もちろん、小断面積形成部５２ｄを樹脂で形成してもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the small cross-sectional area forming portion 52d is formed of a cylindrical metal member in which a through hole is formed in the central shaft portion has been described. May be formed. Furthermore, you may form the small cross-sectional area formation part 52d with a net-like body (metal mesh). Of course, the small cross-sectional area forming portion 52d may be formed of resin.

この場合も、エレメント部５３側で凝縮した過冷却液相状態の感温媒体に対して、小断面積形成部５２ｄを通過して柱状空間１０下方側へ流れ込む方向に作用する重力よりも、小断面積形成部５２ｄを通過して柱状空間１０下方側へ流れ込むことを妨げる方向に作用する表面張力による抗力が大きくなるように、各貫通穴の径を設定すればよい。 In this case as well, the temperature of the supercooled liquid phase-condensed medium condensed on the element part 53 side is smaller than the gravity acting in the direction of passing through the small cross-sectional area forming part 52d and flowing downward to the columnar space 10. What is necessary is just to set the diameter of each through-hole so that the drag | drug by the surface tension which acts in the direction which prevents flowing into the columnar space 10 lower side through the cross-sectional area formation part 52d may become large.

また、上述の実施形態では、蒸発器６を室内側熱交換器として構成し、放熱器３を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、蒸発器６を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器３を空気あるいは水等の被加熱冷媒を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに、本発明の温度式膨張弁を適用してもよい。 In the above-described embodiment, the evaporator 6 is configured as an indoor heat exchanger, and the radiator 3 is configured as an outdoor heat exchanger that radiates heat to the atmosphere. However, the evaporator 6 is removed from a heat source such as the atmosphere. Even if the temperature type expansion valve of the present invention is applied to a heat pump cycle that is configured as an outdoor heat exchanger that absorbs heat and the radiator 3 is configured as an indoor heat exchanger that heats a refrigerant to be heated such as air or water. Good.

このようなヒートポンプサイクルを備える装置では、外気温が極低温となりうる環境下に配置されることがある。従って、上述したように、−３０℃以上かつ６０℃以下の範囲において、感温媒体の気液界面４０が低圧冷媒流路領域の範囲となるように感温媒体を封入して、小断面積形成部５２ｄが、感温媒体の気液界面４０よりも上方に位置付けられるようにすることは、極めて有効である。 In an apparatus provided with such a heat pump cycle, it may be arranged in an environment where the outside air temperature can be extremely low. Therefore, as described above, in the range of −30 ° C. or more and 60 ° C. or less, the temperature-sensitive medium is sealed so that the gas-liquid interface 40 of the temperature-sensitive medium falls within the range of the low-pressure refrigerant flow path region. It is extremely effective for the forming portion 52d to be positioned above the gas-liquid interface 40 of the temperature sensitive medium.

第１実施形態の温度式膨張弁の断面図である。It is sectional drawing of the temperature type expansion valve of 1st Embodiment. 冷媒によるφ×ｈの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of (phi) xh by a refrigerant | coolant. 第２実施形態の温度式膨張弁の断面図である。It is sectional drawing of the temperature type expansion valve of 2nd Embodiment. 第３実施形態の温度式膨張弁の断面図である。It is sectional drawing of the temperature type expansion valve of 3rd Embodiment.

Explanation of symbols

６蒸発器
１０柱状空間
１０ａ上側空間
１０ｂ下側空間
２０封入空間
４０気液界面
５１ボデー部
５１ｃ第１冷媒通路
５１ｈ絞り通路
５１ｆ第２冷媒通路
５２ａ球状弁
５２ｂ感温棒
５２ｄ小断面積形成部
５３エレメント部
５３ｂダイヤフラム
６０低熱伝達率部材 6 Evaporator 10 Columnar Space 10a Upper Space 10b Lower Space 20 Enclosed Space 40 Gas-Liquid Interface 51 Body 51c First Refrigerant Passage 51h Throttle Passage 51f Second Refrigerant Passage 52a Spherical Valve 52b Temperature Sensitive Bar 52d Small Section Area Formation Portion 53 Element part 53b Diaphragm 60 Low heat transfer coefficient member

Claims

A temperature type expansion valve that is applied to a vapor compression refrigeration cycle and expands the high-pressure refrigerant under reduced pressure and causes the low-pressure refrigerant expanded under reduced pressure to flow to the inlet side of the evaporator (6),
A first refrigerant passage (51c) through which the high-pressure refrigerant flows, a throttle passage (51h) provided in the first refrigerant passage (51c) for decompressing and expanding the refrigerant, and the evaporator (6) flowing out refrigerant. A body portion (51) in which a second refrigerant passage (51f) is formed;
A valve body (52a) for adjusting the opening of the throttle passage (51h);
The internal pressure of the enclosed space (20), which is disposed outside the body portion (51) and in which a temperature-sensitive medium whose pressure changes according to temperature is enclosed, and the pressure of the circulating refrigerant in the second refrigerant passage (51f) An element portion (53) having a pressure responsive member (53b) that is displaced according to a pressure difference;
A temperature sensing rod (52b) for transmitting the displacement of the pressure responsive member (53b) to the valve body (52a) and transmitting the temperature of the circulating refrigerant to the temperature sensing medium (52f);
A columnar space (10) is formed in the temperature sensing rod (52b) so as to extend in the axial direction of the temperature sensing rod (52b), and communicates with the enclosed space (20).
The temperature sensitive medium is sealed so that the gas-liquid interface (40) exists in the columnar space (10),
Further, in the temperature sensing rod (52b), a small cross-sectional area forming part (in which the axial cross-sectional area of a part of the columnar space (10) is smaller than the axial cross-sectional area of the other part ( 52d) is provided ,
The small cross-sectional area forming part (52d) is provided above the gas-liquid interface (40),
The temperature-sensitive medium is sealed so that the gas-liquid interface (40) exists in the columnar space (10) in a temperature range of at least 0 ° C. and 40 ° C.,
When the range from the lower surface of the second refrigerant passage (51f) to the upper surface of the body portion (51) where the element portion (53) is disposed is a low-pressure refrigerant flow region (α), the temperature sensitive medium is The gas-liquid interface (40) is sealed so as to be in the low-pressure refrigerant channel region (α),
The diameter of the axial cross-section of the columnar space (10) in the small cross-sectional area forming part (52d) is φ, and the liquid phase state existing above the lower end side of the small cross-sectional area forming part (52d). The vertical height of the heating medium is h, the density of the temperature-sensitive medium in the liquid phase is ρ, the surface tension in the small cross-sectional area forming part (52d) is S, the circumference is π, and the weight acceleration Where g is
S × φ ≧ (φ / 2) ² × π × h × ρ × g

The diameter of the axial cross-section of the columnar space (10) in the small cross-sectional area forming part (52d) is φ, and the liquid phase state existing above the lower end side of the small cross-sectional area forming part (52d). When the vertical height of the heating medium is h,
The temperature type expansion valve according to claim 1 , wherein 3.5 ≧ φ × h (unit: mm ² ).

When the outer diameter of the temperature sensing rod (52b) is φout, and the maximum diameter is φmax among the diameters of the axial section of the columnar space (10),
(Φout-φmax) thermal expansion valve according to claim 1 or 2, characterized in that has a / 2 ≧ [phi] max.

Inside the temperature sensing rod (52b), a cylindrical low heat transfer coefficient member (60) made of a material having a lower heat transfer coefficient than the temperature sensing rod (52b) is disposed,
The temperature type expansion valve according to any one of claims 1 to 3 , wherein the columnar space (10) is formed on an inner peripheral side of the low heat transfer coefficient member (60).

The columnar space (10) is constituted by an upper space (10a) on the pressure responsive member (53b) side and a lower space (10b) on the valve body (52a) side,
The inner diameter of the axial section of the lower space (10b) is in any one of claims 1 to 4, characterized in that is formed smaller than the inner diameter of the axial section of the upper space (10a) The temperature type expansion valve as described.