JPH09113071A - 差圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉弁時のヒステリシスが極めて小さく、さ
らに構造が簡単で小型かつ安価な差圧弁の提供。 【解決手段】 本発明の差圧弁は、弁体１０の下部に設
けられたケーシング３８内に流通孔３７ａを備えた凹状
のストッパー３７を介してリング状のシール部材３６を
設けると共に前記シール部材３６の内側には、圧縮コイ
ルばねＢ２０を介してキャップ状の移動部材３９を前記
シール部材３６と気密的に且つ摺動自在に設け、このシ
ール部材３６により圧力室Ａ１７と圧力室Ｂ１８とを形
成し、一方、前記弁本体１０の弁口１１の下部に円筒状
のガイド部３０を設け、前記ガイド部３０内の前記弁口
１１と移動部材３９の上部の間にはボール１３を摺動可
能に載置し、圧力室Ａ１７と圧力室Ｂ１８との差圧によ
り前記ボール１３がガイド部３０に沿って移動し弁口１
１を開閉させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の冷凍サイク
ルにおいて、冷媒回路中に発生する圧力差を利用して冷
媒の流路を開閉する差圧弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の差圧弁を示すもので、以
下その構造を簡単に説明する。図４において、差圧弁６
は圧縮機１、凝縮器２、減圧器３、蒸発器４および逆止
弁５とからなる冷媒回路の凝縮器２と減圧器３との間に
装着されている。そして、差圧弁６の入口パイプ７は凝
縮器２へ、また出口パイプ８は減圧器３へ、また圧力導
入パイプ９は逆止弁５と圧縮機１の間に各々接続されて
いる。

【０００３】前述の従来の差圧弁６の構造は、下端に圧
力導入パイプ９を接続したケーシング３８の上部に形成
されたフランジ１４の周縁部と弁本体１０下部に一体化
されたフランジＡ１５の周縁部との間に、圧力応動素子
（以下ダイヤフラムという）１６が挟持して設けられる
と共に該弁本体１０には、入口パイプ７と出口パイプ８
とが側部と上部に装着されており、また弁本体１０の出
口パイプ８下部の流路の途中には弁口１１が形成され、
ダイヤフラム１６上部の弁本体１０中心に配置されたシ
ャフト１２の先端部に一体的に固定されたボール１３が
ダイヤフラム１６の上下動により前記弁口１１に接離す
るようになっている。

【０００４】また、前記ダイヤフラム１６の上方に設け
られた圧力室Ａ１７には、弁口１１からボール１３を離
脱させるための圧縮コイルばねＡ２１がシャフト１２の
下端鍔と弁本体１０の内部上壁との間に配置されてお
り、一方、前記ダイヤフラム１６の下方に設けられた圧
力室Ｂ１８には、キャップ状の当金１９が摺動可能に内
挿されると共に、該当金１９の内壁上面とケーシング３
８の内部下端との間に当金１９を上方へ付勢するための
圧縮コイルばねＢ２０が内挿されている。

【０００５】前記構造の差圧弁６は、圧縮機１の運転中
では、逆止弁５前後の圧力差はなく、低圧状態であるた
め圧力導入パイプ９にて連通している圧力室Ｂ１８は低
圧状態である。又圧力室Ａ１７は凝縮器２出口の高温高
圧力の状態であるため、ダイヤフラム１６に作用する差
圧力による力が圧縮コイルばねＢ２０の力に打ち勝ち、
ダイヤフラム１６は圧力室Ｂ１８側に変位し、当金１９
がケーシング３８の内径部と接触抵抗（力的なロス）を
持ちながらケーシング３８の底部に当たって止まる。従
って、弁口１１からボール１３が離れ開状態となり、冷
媒は圧縮機１、凝縮器２、差圧弁６の入口パイプ７、弁
口１１、出口パイプ８を通り、減圧器３、蒸発器４およ
び逆止弁５を通って圧縮機１へと流れる。このボール１
３が弁口１１から離れて開弁した時の圧力室Ａ１７と圧
力室Ｂ１８との差圧力を開弁圧という。

【０００６】次に圧縮機１が停止すると、圧縮機１内部
における高圧側から低圧側への冷媒の洩れにより、圧縮
機１の吸入側の圧力が低圧状態から上昇するが逆止弁５
で阻止される。従って、圧力導入パイプ９を通して圧力
室Ｂ１８の圧力が上昇し、圧力室Ａ１７および圧力室Ｂ
１８の差圧力が小さくなり、ある時点で圧縮コイルばね
Ａ２１より圧縮コイルばねＢ２０の力が勝り、ダイヤフ
ラム１６は弁口１１側に変位し、ボール１３は弁口１１
を閉塞し、冷媒の回路が遮断される。このボール１３が
弁口１１を閉止している状態における圧力室Ａ１７と圧
力室Ｂ１８との差圧力を閉弁圧という。従って、逆止弁
５、圧縮機１、凝縮器２および差圧弁６の圧力室Ａ１７
は高圧力状態に保持される。又、差圧弁６の出口パイプ
８、減圧器３、蒸発器４および逆止弁５の間は低圧力状
態に保持される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
差圧弁はダイヤフラム１６を使用しているため、フラン
ジＡ１５およびケーシング３８のフランジ外径が大きく
ならざるを得ないこと、又、ロウ付構造を必要とする
等、組付上複雑であること等がからみ、コスト面で限界
があり、大幅な構造の見直しが望まれていた。又、図３
に示す如く、構造上、弁口１１の開閉時の開弁圧力△Ｐ
₁ と閉弁圧力△Ｐ₂ とのヒステリシスは大きく、ばらつ
きも大きい。その理由の１つは当金１９の傾き等により
当金１９とケーシング３８との摺動摩擦抵抗が発生し、
これを避けることができない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は上記問題に鑑み
発明されたもので、弁本体の下部に固着されたケーシン
グ内に配置された移動部材の摺接部分に、シール部材を
介在させて、このシール部材により圧力室Ａおよび圧力
室Ｂを区画し、さらに、ボールをガイド部に沿って摺動
させることにより、開閉弁時のヒステリシスが極めて小
さく、さらに構造が簡単で小型かつ安価な差圧弁の提供
を目的とするものである。

【０００９】すなわち、本発明の差圧弁は、弁本体１０
の下部には、下端部に圧力導入パイプ９を備えたケーシ
ング３８を固着し、該ケーシング３８の内周部にリング
状のシール部材３６を設けると共にその下方には、底部
中央に流通孔３７ａを備えた凹状のストッパー３７を設
け、前記シール部材３６の内側には、前記ストッパー３
７の底部に支持された圧縮コイルばねＢ２０を介してキ
ャップ状の移動部材３９を、前記シール部材３６と気密
的に且つ摺動自在に設けてこの摺動部材３９の上下にそ
れぞれ圧力室Ａ１７と圧力室Ｂ１８とを形成し、一方、
前記弁本体１０の中心部には、出口パイプ８に通じる弁
口１１を設けると共に該弁口１１の下部に円筒状のガイ
ド部３０を設け、弁本体１０の側部には、入口パイプ７
に通じる連通孔３１を設け、前記ガイド部３０内の前記
弁口１１と移動部材３９の上部の間にはボール１３を摺
動可能に載置し、圧力室Ａ１７と圧力室Ｂ１８との差圧
により前記ボール１３がガイド部３０に沿って移動し弁
口１１を開閉させるようにしたことを特徴とするもので
ある。又、前記シール部材３６は、インナーブッシュ３
５とアウターブッシュ３４との間にリング板状のパッキ
ン３３を挟持したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本考案の一実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、冷凍サイクルのシス
テムに組み込まれた差圧弁の縦断側面図を示すものであ
り、弁本体１０は、上方中心部に出口パイプ８に通じる
弁口１１が設けられると共に該弁口１１の下部に円筒状
のガイド部３０が設けられている。又、弁本体１０の側
部には入口パイプ７に通じる連通孔３１が設けられてい
る。ケーシング３８は、その上部が開口しており、下端
部には圧力導入パイプ９が一体的に設けられ、このケー
シング３８の上端部は溶接等によって弁本体１０の下部
に接合されている。

【００１１】そして、前記ケーシング３８の内周部に
は、シール性を有する例えばリング状のパッキンとかＯ
リング等によるシール部材３６を設けると共にその下方
には底部中央に流通孔３７ａを備えた凹状のストッパー
３７が組み込まれている。なお、図２に示す実施例にお
いては、シール部材３６として、摩擦抵抗の極めて少な
い樹脂製リング状のパッキンをインナーブッシュ３５と
アウターブッシュ３４との間に挟持したものを示してい
るが、この場合には後記する移動部材３９との摩擦抵抗
が極めて小さくなり、開弁圧力と閉弁圧力のヒステリシ
スが小さくなる。

【００１２】キャップ状の移動部材３９は、前記シール
部材３６の内側に気密的に且つ摺動自在に配置されてお
り、この移動部材３９は、前記ストッパー３７の底部に
支持された圧縮コイルばねＢ２０を介して常時上方に付
勢されており、この移動部材３９の上下にそれぞれ圧力
室Ａ１７と圧力室Ｂ１８が形成されている。

【００１３】ボール１３は、前記移動部材３９の上部に
載置され、圧力室Ａ１７と圧力室Ｂ１８との差圧により
前記移動部材３９と共にボール１３がガイド部３０に沿
って移動し弁口１１を開閉させるようになっている。

【００１４】従って、本発明の差圧弁では、ボール１３
の上下動に際して、ボールがガイド部３０の内壁面を転
動するものであるから摺動抵抗が極めて小さくなる。
又、シール部材３６のパッキン３３と摺動する移動部材
３９の摺動抵抗は、従来品の当金１９の傾き等によるケ
ーシング３８との大きな接触抵抗に比べてはるかに小さ
くなっている。従って、圧力室Ａ１７および圧力室Ｂ１
８の圧力差による移動部材３９およびボール１８による
弁口１１の開閉圧力、つまり開弁圧力と閉弁圧力のヒス
テリシスは図３の右側に示すように小さく、動作が極め
て安定している。

【００１５】次に、冷凍サイクルのシステムに本発明の
差圧弁を用いた場合の作動について説明する。圧縮機１
が運転状態にある時は、逆止弁５と圧縮機１との間は、
圧縮機の吸入圧力が低圧状態のため、圧力導入パイプ９
を通じ圧力室Ｂ（１８）も低圧状態となる。また、圧力
室Ａ１７は凝縮器２から入口パイプ７を通じて高圧状態
にあるため、この圧力差により生じる力が移動部材３９
に作用し、この移動部材３９は圧縮コイルばねＢ２０の
力に打ち勝って圧力室Ｂ１８側に変位し、ボール１３は
弁口１１から離れて開弁状態を保ち、圧縮機１により圧
縮された高圧ガスの冷媒は、凝縮器２、差圧弁６の入口
パイプ７、弁口１１および出口パイプ８を通り、さら
に、減圧器３、蒸発器４、逆止弁５を通って圧縮機に戻
る。

【００１６】次に圧縮機１が停止すると、圧縮機１の内
部において、吐出側の冷媒が低圧側（吸入側）に洩れ、
吸入側の圧力は上昇するが逆止弁５で阻止され、圧力導
入パイプ９を通じて圧力室Ｂ１８の圧力は急激に上昇す
る。すると、圧力室Ａ１７の圧力と圧力室Ｂ１８の圧力
とのバランスおよび圧縮コイルばねＢ２０との力関係に
より、移動部材３９は圧力室Ａ１７側へ移動しボール１
３は弁口１１を閉塞する。

【００１７】従って、逆止弁５、圧縮機１、凝縮器２お
よび差圧弁６の間の高圧状態、および、差圧弁６、減圧
器３、蒸発器４および逆止弁５の間の低圧状態が形成さ
れる。従って、従来品と同様に圧縮機１の再起動時の低
トルク化、エネルギーの保存が成立し、省エネに寄与す
る。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の差圧弁における高圧側と低圧側との区画は、移動部材
３９と摺接するシール部材３６で行われるものであるか
ら、従来のダイヤフラム式の差圧弁に比べて構成がシン
プルであり、組立上も極めて容易な構造となっているた
めコストの大巾な低減が可能となり、従来品のコストの
壁を大巾に破ることが出来る。又、前記移動部材３９に
摺接するシール部材３６の摩擦抵抗は極めて小さいもの
であるから、開弁圧力と閉弁圧力のヒステリシスが小さ
く、動作が極めて安定している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の冷媒回路における差圧弁の縦断側面
図。

【図２】 本発明に係るシール部材の拡大縦断側面図。

【図３】 差圧弁の開弁圧力と閉弁圧力のヒステリシス
の特性図。

【図４】 従来の冷媒回路における差圧弁の縦断側面
図。

【符号の説明】

８ 出口パイプ、 ９ 圧力導入パイプ、 １
０ 弁体、１１ 弁口、 １２ シャフト、
１３ ボール、１４ フランジＢ、 １
５ フランジＡ、 １６ ダイヤフラム、１７
圧力室Ａ、 １８ 圧力室Ｂ、 １９
当金、２０ 圧縮コイルばねＢ、２１ 圧縮コイルばね
Ａ、 ３０ ガイド部、 ３１ 連通孔、３３ パ
ッキン、 ３４ アウターブッシュ、３５ イ
ンナーブッシュ、 ３６ シール部材、 ３７ スト
ッパー 、３７ａ 流通孔、 ３８ ケーシン
グ、 ３９ 移動部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体１０の下部には、下端部に圧力導入
   パイプ９を備えたケーシング３８を固着し、該ケーシン
   グ３８の内周部にリング状のシール部材３６を設けると
   共にその下方には、底部中央に流通孔３７ａを備えた凹
   状のストッパー３７を設け、 前記シール部材３６の内側には、前記ストッパー３７の
   底部に支持された圧縮コイルばねＢ２０を介してキャッ
   プ状の移動部材３９を、前記シール部材３６と気密的に
   且つ摺動自在に設けてこの摺動部材３９の上下にそれぞ
   れ圧力室Ａ１７と圧力室Ｂ１８とを形成し、 一方、前記弁本体１０の中心部には、出口パイプ８に通
   じる弁口１１を設けると共に該弁口１１の下部に円筒状
   のガイド部３０を設け、弁本体１０の側部には、入口パ
   イプ７に通じる連通孔３１を設け、 前記ガイド部３０内の前記弁口１１と移動部材３９の上
   部の間にはボール１３を摺動可能に載置し、圧力室Ａ１
   ７と圧力室Ｂ１８との差圧により前記ボール１３がガイ
   ド部３０に沿って移動し弁口１１を開閉させるようにし
   たことを特徴とする差圧弁。
2. 【請求項２】シール部材３６は、インナーブッシュ３５
   とアウターブッシュ３４との間にリング板状のパッキン
   ３３を挟持したものである請求項１記載の差圧弁。