JP5619531B2

JP5619531B2 - 電磁弁一体型膨張弁

Info

Publication number: JP5619531B2
Application number: JP2010193545A
Authority: JP
Inventors: 真須藤; 南部　晶紀; 晶紀南部
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP2012052693A

Description

本発明は、冷凍・冷蔵ユニット等の冷凍システムに適用される電磁弁一体型膨張弁に関する。

冷凍・冷蔵庫内の温度制御において、設定温度に達した場合には圧縮機を停止させ、設定温度より高くなった場合には再度圧縮機を運転する必要がある。圧縮機停止時に圧縮機手前に液冷媒が溜まり、圧縮機の再起動時に圧縮機が液冷媒の吸入により破損するのを防ぐため、膨張弁の手前に電磁弁が設けられる。また、複数の蒸発器への冷媒供給をそれぞれ制御する目的で膨張弁の手前に電磁弁が設けられることもある。そして、部品点数や設置スペースを削減することを目的として、電磁弁一体型膨張弁が提案されている。

この種の電磁弁一体型膨張弁は、弁本体、弁体、パワーエレメント及び電磁弁等で構成される。弁本体は、弁室、弁室に連通するオリフィス、弁室内に高圧冷媒を導入する入口通路、オリフィスで減圧した冷媒を外部に導出する出口通路等を有している。弁体は弁室内に摺動自在に収容され、パワーエレメントにより駆動されてオリフィスを開閉する。電磁弁は、凝縮器から供給される高圧の液冷媒を弁室に導入する入口通路を開閉するものであり、非通電時には当該入口通路を閉じており、通電時には当該入口通路を開くように構成されている。

このような電磁弁一体型膨張弁においては、電磁弁が開いたときに、高圧の液冷媒が弁室における弁体の一端側の空間に急激に流入することにより、弁体に衝撃的な圧力が与えられ、弁体が通常のストローク以上に移動して、弁体を支持するスプリング等の内蔵部品が破損する等の不具合が発生することがあった。

特開平７−１５１２５９号公報

本発明の目的は、電磁弁の開弁により弁体に加わる衝撃的圧力を緩和して不具合の発生を回避することができる電磁弁一体型膨張弁を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は、冷凍サイクルの圧縮機側から供給される高圧の液冷媒を減圧するとともに流量を制御して蒸発器側へ送り出すものであって、弁室、該弁室に連通するオリフィス、前記弁室内に高圧冷媒を導入する入口通路、前記オリフィスで減圧した冷媒を外部に導出する出口通路を有する弁本体と、前記弁室内に摺動自在に収容されるとともに前記オリフィスを開閉する弁体と、該弁体を駆動するパワーエレメントと、前記入口通路を開閉する電磁弁とを備えた電磁弁一体型膨張弁において、前記弁室内における前記弁体の摺動方向両端に位置する二つの空間を相互に連通する均圧通路を設けたことを特徴とするものである。

本発明の電磁弁一体型膨張弁は、上述した構成を備えるので、電磁弁が開弁する際に、弁室内における弁体の一端側の空間に流入する冷媒を均圧通路を介して弁体の他端側の空間に逃がすことができる。これによって、弁体に与えられる衝撃圧が緩和されるので、弁体を支持するバネ等の内蔵部品が故障する等の不具合を回避することができる。

本発明の一実施形態である電磁弁一体型膨張弁の断面図。図１の電磁弁一体型膨張弁が組み込まれる冷凍サイクルの説明図。図１の電磁弁一体型膨張弁の斜視図。図１の電磁弁一体型膨張弁の正面図。図１の電磁弁一体型膨張弁の背面図。図１の電磁弁一体型膨張弁の右側面図。図１の電磁弁一体型膨張弁の平面図。

以下、添付した図面に基づいて、本発明による電磁弁一体型膨張弁の実施例を説明する。
図２は本発明の電磁弁一体型膨張弁が組み込まれる冷凍サイクルの概要を示す説明図である。

圧縮機Ｃで加圧された冷媒は、ラインＬ_１を通って凝縮器Ｄに送られ、液化される。液冷媒はラインＬ_２を介して電磁弁一体型膨張弁１に送られ、電磁弁３０が開くと、弁本体１０の弁室へ送られる。弁本体１０で減圧されて流量が制御された冷媒は、ラインＬ_３を通って蒸発器Ｅへ送られ、冷風等を発生させる。蒸発器Ｅを出た冷媒は、ラインＬ_４を介して圧縮機Ｃに戻る。本発明の電磁弁一体型膨張弁１にあっては、蒸発器Ｅの出口側に設けた感温筒Ｓにより蒸発器Ｅの出口の冷媒の温度を感知して、その温度情報をラインＬ_６を介して電磁弁一体型膨張弁１へ送るとともに、ラインＬ_４の冷媒の圧力を外均管となるラインＬ_５を介して電磁弁一体型膨張弁１へ送る構造を備える。

図１は本発明の一実施形態である電磁弁一体型膨張弁の断面図、図３は斜視図、図４は正面図、図５は背面図、図６は右側面図、図７は平面図である。

この電磁弁一体型膨張弁は、弁本体１０を備え、弁本体１０の上部に弁本体１０内に装備される弁体１２０の駆動機構であるパワーエレメント２０を備える。そして、弁本体１０の側面には電磁弁３０が装備される。弁本体１０には、凝縮器Ｄ側からラインＬ_２を介して送られてくる高圧の冷媒が導入されるパイプＰ_１と、弁本体１０内で減圧されるとともに流量が制御された冷媒を蒸発器Ｅ側へ送り出すパイプＰ_２が連結される。また、弁本体１０には、外均管として機能するパイプＰ_３が設けられ、このパイプＰ_３には、蒸発器Ｅを出て圧縮機Ｃ側へ戻る冷媒がラインＬ_５を介して導入される。さらに、パワーエレメント２０の頂部には、パイプＰ_４が接続されており、このパイプＰ_４には、蒸発器Ｅを出て圧縮機Ｃ側へ戻る冷媒の温度を伝達する感温ガスがラインＬ_６を介して導入される。

図１に示すように、弁本体１０は、その下端部から上方に向けて段付穴状に形成された弁室１５０とその上端に連通するオリフィス１３４とを有する。弁室１５０の上部は弁体収容室１５０ａとなっており、その片側には、紙面に直交する方向に入口通路１０２が形成され、その一端はパイプＰ_１に連通し、他端は電磁弁３０の弁室に連通している。また、オリフィス１３４の上方には出口通路１４０が水平に形成され、その一端はオリフィス１３４に連通し、他端はパイプＰ_２に連通している。さらに出口通路１４０の上方には上方に向けて挿入孔１４が形成され、その下端は出口通路１４０に連通し、上端はパワーエレメント２０の下部圧力室２２２（後述）に連通している。

弁体収容室１５０ａには弁体１２０が上下に摺動自在に挿入されている。弁体１２０の上端は円錐状に形成され、そのテーパ面１２２がオリフィス１３４の下端に形成された弁座１３２に接離することによりオリフィス１３４を開閉する。弁体１２０の下端はサポート１５２により支持され、このサポート１５２はスプリング１５４により上方に付勢されている。このスプリング１５４の下端部は有底筒状の調整ナット部材１５６により支持されている。

調整ナット部材１５６はネジ部１５６ｂを介して弁本体１０に螺着されており、その下端に形成されたスリット１５６ａにドライバ等の工具を挿入して回転させることによりスプリング１５４の圧縮量を変更して弁体１２０への付勢力を調節する。なお、調整ナット部材１５６の上端外周部には、弁室１５０内の冷媒が外部へ漏れるのを防止するためのシール部材１５６ｃが嵌着されている。調整ナット部材１５６の下方には有底筒状のキャップ１５８が設けられており、このキャップ１５８はネジ部１５８ａを介して弁本体１０に螺着されている。

挿入孔１４にはステンレス等で形成される作動棒１６０が摺動自在に挿入されている。作動棒１６０の下端は弁体１２０に当接し、上端はパワーエレメント２０のストッパ２３０（後述）に当接している。パワーエレメント２０は、上蓋２００と、下蓋２０２と、それらの間に挟み込まれるダイアフラム２１０とを有する。ダイアフラム２１０と上蓋２００の間に形成される上部圧力室２２０内には、感温筒ＳからパイプＰ４を介して送られてくる感温ガスが充填される。ダイアフラム２１０と下蓋２０２の間には下部圧力室２２２が形成され、この下部圧力室２２２には、弁本体１０に設けた外均通路１２を介して、蒸発器Ｅを出た冷媒の圧力が伝達される。ダイアフラム２１０の下面が上下に移動自在のストッパ部材２３０を押圧することで、ストッパ部材２３０が作動棒１６０を介して弁体１２０を駆動する構成となっている。

電磁弁３０は、凝縮器Ｄから供給される高圧の液冷媒を弁室１５０に導入する入口通路１０２を開閉するものであり、非通電時には入口通路１０２と弁室１５０との間を遮断し、通電時には入口通路１０２と弁室１５０とを連通させるように構成されている。

弁体１２０は、図１のＡ―Ａ断面図で示すように、断面六角形の棒材で形成されている。弁体１２０の角部１２４が摺接する弁体収容室１５０ａは円柱状の空間で、弁体１２０の外周面と弁体収容室１５０ａの内周面との間には、弁体の１２０の軸方向に延びる６本の均圧通路Ｇ_１が形成されている。これらの均圧通路Ｇ_１によって、弁体１２０の上端側の空間Ｐｒ_１と下端側の空間Ｐｒ_２とが相互に連通している。弁体１２０を断面多角形の棒材で構成することで、汎用の棒材を用いて弁体１２０を製作することができるため、製造コストが安価となる。

本発明によれば、電磁弁３０が開弁するときに弁室１５０の上端側の空間Ｐｒ_１に急激に流れ込む高圧の液冷媒は、均圧通路Ｇ_１を介して弁室１５０の下端側の空間Ｐｒ_２に流入するため、弁体１２０に与えられる衝撃圧が緩和される。これによって、弁体１２０が通常のストローク以上に移動して、スプリング１５４等の内蔵部品が破損する等の不具合を回避することができる。

なお、上述した実施例にあっては、弁体の断面形状を六角形状に形成した例を示したが、四角形状や八角形状の他の多角形状とすることもできる。
また、多角形状にかえて、弁体の外周面に逃げ溝等を形成することも当然に可能である。
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実施例に種々の改変を施すことができる。

１０弁本体
２０パワーエレメント
３０電磁弁
１０２入口通路
１２０弁体
１３４オリフィス
１４０出口通路
１５０弁室
Ｇ_１均圧通路

Claims

冷凍サイクルの圧縮機側から供給される高圧の液冷媒を減圧するとともに流量を制御して蒸発器側で送り出すものであって、密閉空間を有する弁室、該弁室に連通するオリフィス、前記弁室内に高圧冷媒を導入する入口通路、前記オリフィスで減圧した冷媒を外部に導出する出口通路を有する弁本体と、前記弁室内に摺動自在に収容されるとともに前記オリフィスを開閉する弁体と、前記弁体を駆動するパワーエレメントと、前記入口通路を開閉する電磁弁とを備えた電磁弁一体型膨張弁において、前記弁室内における前記弁体の摺動方向両端に位置する二つの空間を相互に連通する均圧通路を設けたことを特徴とする電磁弁一体型膨張弁。
前記弁体が断面多角形状の棒材からなり、前記弁室における前記弁体が摺接する部位が円柱状の空間であり、前記弁体の外周面と前記円柱状の空間の内周面との間に前記均圧通路が形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁弁一体型膨張弁。