JPH0615941B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の冷房等に利用可能な冷凍サイクル装
置において、特に温度作動式膨張弁を有するものに関す
る。

（従来技術） 第７図は、従来周知の温度作動式膨張弁１の構成を示
し、蒸発器５の出口に接続されたパイプ６には、このパ
イプ６と熱伝導可能に感温筒２が取付けられている。こ
の感温筒２内部には、フロンＲ−１２等のガスが封入さ
れており、パイプ６内部の冷媒の過熱度合に応じて感温
筒２内部の温度および圧力が変化し、この圧力変化を膨
張弁１のダイヤフラム３に伝えるようになっている。一
方ダイヤフラム３は、感温筒２から受ける圧力とは逆方
向の力をコイルスプリング４および蒸発器５内部の蒸発
圧力から受ける。従って、これら３つの圧力がバランス
することにより、弁体７は適当な開度保つようなってい
る。

いま、冷房負荷が大きくなると、冷房は早く蒸発し、蒸
発器５の出口、つまりパイプ６におけるガス冷媒の温度
が高くなる。従って、感温筒２内の温度および圧力が高
くなり、ダイヤフラム３は下方に押され、弁体７の開度
を大きくして蒸発器５に流入する冷媒の量を多くする。

また、逆に、冷房負荷が小さくなると、感温筒２内の圧
力が低下し、弁体の開度は小さくなる。

このように、温度作動式膨張弁を用いた冷凍サイクル装
置では、冷房負荷に応じて蒸発器５へ供給すべき冷媒量
を調節するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ここで、上記温度作動式膨張弁を用いた冷凍サイクル装
置の蒸発器出口部分での冷媒の流れについて本発明者ら
が研究を行なったところ、感温筒２を取付けるパイプ６
の冷媒の流れにかたよりが生じやすく、特に第８図に示
す如く、パイプ６が曲げ加工されたものにおいては、上
記かたよりが大きいことがわかった。つまり、第８図に
おいて、矢印Ａは冷媒の流れ方向を示し、曲がり部６ａ
の直後では、パイプ６内部は、ガス域６Ａと液域６Ｂに
分かれているため、蒸発器５の出口から距離は同じであ
っても、ガス域６Ａと液域６Ｂでは冷媒の温度が異な
り、パイプ６内部での冷媒の正確な温度を検出すること
が困難であることが判明した。

一方、上述のように温度作動式膨張弁は、パイプ６内の
冷媒体温度に応じて弁の開度を調整するように構成され
ているため、パイプ６内部の冷媒温度はできるだけ正確
な方が望ましい。換言すれば、パイプ６内部の冷媒温度
の検出が、極端に不正確になると、弁体７が開きすぎ、
あるいは閉じすぎの状態となり、その結果冷却性能の低
下を生じるという不具合の原因となり得る。

上記点に鑑み、本発明が解決しようとする技術的課題
は、蒸発器出口パイプでの冷媒温度が正確に検出するこ
とである。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、上記技術的課題を達成するために、蒸
発器出口に設けられるパイプ内面に螺旋溝を設ける。

（実施例） 以下、本発明を図に示す実施例を用いて詳細に説明す
る。

第１図は、蒸発器５とパイプと６と位置関係を示してい
る。第１図において、蒸発器５は、内部に多数の冷媒通
路が設けられたアルミニウム製の偏平チューブ５ａを蛇
行成形し、周囲空気との熱交換性能を高めるためにチュ
ーブ５ａの間に、アルミニウム製のコルゲートフィン５
ｂを接合したものであり、冷房用の空気は第１図矢印Ｆ
で示す如く送風され、フィン５ｂの間を通る際に冷却さ
れる。偏平チューブ５ａの冷媒入口５ａ１には、冷媒導
入用のアルミニウム製パイプ８がろう付けされ、偏平チ
ューブ５ａの冷媒出口（アキュムレータ）５ａ２には、
冷媒導出用のアルミニウム製パイプ６がろう付け接合さ
れている。パイプ８の上流側には、上述した第７図に示
す構成の温度作動式膨張弁１が接続される。

一方、出口側のパイプ６のうち第１図に示す６Ｄ部分に
感温筒２が取付けられる。

第２図および第３図は、感温筒２の取付状態を示し、パ
イプ６には、感温筒２とほぼ同じ長さを有し、感温筒２
に対し熱伝導を良好に行なうために、断面円弧状のアル
ミニウム製取付板１０がろう付け固着されている。感温
筒２は、第２図に示す如く、細管をコイル状に巻き、略
円筒形に成形したもので、取付板１０に載置した後、ク
ランプ１１の弾性力によって取付板１０に密着される。
なお、第２図には図示しないが、クランプ１１およびパ
イプ６を含め、感温筒２は断熱材で覆われ、周囲空気か
ら断熱される。

なお、感温筒２のパイプ６への取付けは、上述のように
取付板１０を使用することなく、例えば、パイプ６に円
弧状のくぼみを設け、取付けるようにしてもよい。要す
るに、感温筒２がパイプ６に対し熱伝導可能であれば、
その取付方法は適宜変更可能である。

第２図および第３図において、最も注目すべき点は、パ
イプ６の内面に螺旋溝６０が設けられていることであ
る。

この螺旋溝６０は、第１図に示す略への字形のパイプ６
の内面全長にわたって設けられている。また、この場
合、必ずしも全長に設ける必要はなく、感温度筒２を取
付ける周辺、すなわち第１図の斜線部６Ｄのみに螺旋溝
６０を設けてもよい。第９図は、螺旋溝６０の加工方法
を示し、第１図の出口側パイプより大径の平滑管３０を
固定台３１のテーパ状孔３１ａを通して第９図の矢印方
向に引き抜き加工することにより、パイプ６と同径のパ
イプ３３にされる。この際、孔３１ａの内部には螺旋溝
を有する弾丸形の溝付部材が挿入されており、引き抜き
加工の際、この溝付部材が回転し、パイプ内部に螺旋溝
６０が形成される。

第４図および第５図は螺旋溝６０具体例を示し、溝形状
は流れに対して平行では効果なく、第４図矢印Ｒで示す
冷媒の流れる方向に対して７゜程度たら９０゜までの溝
角度で効果があり、この範囲内では差はない。それは角
度を大きくすることにより漏れ作用および保持作用は増
大するが液冷媒の回転作用は減少するためと考えられ
る。溝ピッチは製造上許容限度小さい程よく、溝深さに
関しては、圧力損失の増大を考慮して第５図に示す如く
０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度までがよい。また、第５図
のような溝が平行に並んだタイプの他に第６図のように
溝が交差したタイプでもよい。

次に上記構成における本実施例の作用について説明す
る。

上述したように、第１図、あるいは第８図に示すように
パイプ６が曲げ加工されている場合、パイプ６内部に
は、上方にガス液６Ａが、また下方に液域６Ｂが生じ、
ガス液６Ａと液域６Ｂとでは冷媒温度が異なるため、パ
イプ６内部での冷媒温度を正確に検出することが困難と
なる。

しかし、本例によれば、パイプ６内面に螺旋溝が形成さ
れているため、溝内部への毛細管現象による漏れ作用、
および溝の存在による液冷媒の保持作用そして、螺旋溝
形状による液冷媒の回転作用により、第２図に示す如く
管内部に液膜６１を均一に形成することができ、その結
果感温筒２は安定的に蒸発器５の出口での平均冷媒温度
を感知することができ、その結果圧縮機への液戻りとい
うような具合がなくなるばかりでなく、冷房負荷に応じ
た適切な冷媒体量を蒸発器５に供給することができ、冷
凍サイクル内を循環している冷媒のもつ能力は充分に活
用でき、冷凍サイクル装置の効率よい運転が可能とな
る。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明によれば感温筒を設ける蒸発器
出口のパイプ内部に螺旋溝を形成するため、パイプ内面
に液膜が形成され、感温筒は蒸発器出口での平均冷媒温
度を感知することができる。

従って、膨張弁は冷凍負荷に応じてその開度を常に適切
な値に保つことができ、冷凍サイクル装置の効率を高め
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明冷凍サイクル装置の蒸発器分の平面
図、第２図および第３図は、感温筒取付部分の断面図、
第４図は螺旋溝を示す平面図、第５図は第４図の部分拡
大断面図、第６図は螺旋溝の他の実施例を示す平面図、
第７図は本発明および従来の温度作動式膨張弁の構成を
示す概略構成図、第８図は本発明および従来の蒸発器出
口に接続されるパイプ内部の冷媒状態を示す断面図、第
９図は、本発明の溝付パイプの製造方法を示す断面図で
ある。 １……温度作動式膨張弁、２……感温筒、５……蒸発
器、６……蒸発器出口に接続されるパイプ、７……弁
体、６Ａ……ガス域、６Ｂ……液域、６０……螺旋溝、
６１……液膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液冷媒を急激に膨張させ霧状冷媒にする膨
   張弁、および前記霧状冷媒を蒸発させて周囲空気を冷却
   する蒸発器を有し、前記膨張弁は、前記蒸発器の出口に
   接続されるパイプに熱伝導可能に設けられる感温筒を具
   備し、該感温筒の検出温度により弁の開度を変化せしめ
   るように構成された冷凍サイクル装置において、 前記パイプは、少なくとも前記感温筒が設けられる部分
   の内面に螺旋溝が形成されていることを特徴とする冷凍
   サイクル装置。