JPH09287852A - 温度式膨張弁 - Google Patents
温度式膨張弁Info
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- JPH09287852A JPH09287852A JP8123960A JP12396096A JPH09287852A JP H09287852 A JPH09287852 A JP H09287852A JP 8123960 A JP8123960 A JP 8123960A JP 12396096 A JP12396096 A JP 12396096A JP H09287852 A JPH09287852 A JP H09287852A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/15—Hunting, i.e. oscillation of controlled refrigeration variables reaching undesirable values
Landscapes
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
張弁であって、振動の多い車両に設けてもハンチング作
動を生じにくい感温式膨張弁を提供する。 【解決手段】 冷凍サイクルにおけるアルミニウム製の
圧縮機吸入管に、膨張弁4の弁体作動用ダイヤフラム2
0の作動室35に接続するキャピラリチューブ33の感
温部34を密着してなる温度式膨張弁において、感温部
34のキャピラリチューブ33の先端をコイル状に巻回
した部分で形成し、キャピラリチューブ33をステンレ
ス製としたものである。
Description
いられる膨張弁に関し、特に、車両用エアコンにおい
て、この冷凍サイクル中の冷媒の温度に応じてその開度
を制御するのに適切な温度式膨張弁に関する。
圧縮機で圧縮して高温高圧となった冷媒を凝縮器で冷却
し、これを膨張弁で膨張させて低圧化し、蒸発器で蒸発
させて室内空気を冷却し、圧縮器に戻すことにより冷凍
サイクルを構成している。この膨張弁においては、通
常、蒸発器の出口部分の冷媒の温度、即ち圧縮器の吸入
管部分の冷媒の温度をこの吸入管に密着させた感温筒に
熱伝達することにより、管温筒内部の気体の圧力を変化
させ、これをキャピラリチューブにより膨張弁内のダイ
ヤフラムの作動室に導入し、適宜このダイヤフラムに冷
媒の対向圧力を作用させ、これらの圧力によるダイヤフ
ラムの変形により膨張弁の弁体を開閉することにより冷
媒の流量調整を行っている。
吸入される冷媒の温度を検出する感温筒は、温度検出特
性を向上すると共に構成の簡素化のため、従来のキャピ
ラリチューブをそのまま延長し、かつ端部をコイル状に
巻回し、このコイル状部分を感温筒とし、コイル状部分
の一部外側面を圧縮機の吸入管に密着し両者をテープ等
一体的に固定することも行われている。上記、キャピラ
リチューブで管温部分を形成したものにおいて、特に車
両用エアコンとして用いる場合には、軽量化のため、キ
ャピラリチューブとして従来用いられていた銅製のもの
に代えてアルミニウム製のものを使用するようになって
いる。また、このように管温部をコイル状に形成するこ
とにより、感温筒のものにおける内部に活性炭、アスベ
スト、セラミック等を充填する必要がなく簡素化され
る。
を構成する部分をアルミニウム製としたものにおいて
は、アルミニウムの熱伝動率が高いため、圧縮機の吸入
管の温度変化を感温部分が敏感に検出することとなるの
で、わずかな温度変化で膨張弁が作動する。したがっ
て、例えば吸入管の温度がわずかに上昇したときにでも
膨張弁は解放作動し、冷媒の流量を増加し、それにより
吸入管の温度がわずかに降下すると膨張弁は閉作動し、
それによって再び吸入管の温度がわずかに上昇すると再
び膨張弁が同様に解放するという作動を繰り返すことと
なり、弁作動のハンチング作動が頻発することとなる。
より閉方向に付勢されているが、車両にこれを搭載する
場合には車両の振動が膨張弁に作用し、スプリングを振
動し、弁体が振動するため弁の開度が変化するため、そ
れによるわずかな冷媒の流量変化を感温部分が検出し、
弁体の開閉作動を行うこととなり、これも膨張弁のハン
チングが頻発する原因となる。
リチューブを小径のものとするとともに、膨張弁への接
続部分に管径の大きい補助パイプを設けることにより、
管温部分から膨張弁部分への圧力の伝達を遅らせるとと
もに、ダイヤフラム室を実質的に拡大することによりヒ
ステリシス効果を生じさせることも提案されているが、
細いキャピラリチューブの製造は困難であり、かつ高価
なものとなるほか、補助パイプを接続する工数が増加す
るため、この点でも高価なものとならざるをえない。ま
た、キャピラリチューブを断熱材で巻回し、吸入管から
の熱伝達率を低下させることも考えられるが、そのため
には断熱部材を必要とし、それを巻回する作業工数も増
加するととなる。
アルミニウム製とすると、耐腐食性のために陽極酸化皮
膜を形成する必要があるが、その皮膜形成のためにコス
トが上昇するほか、その工程において生じる廃液の公害
防止のためのコストが上昇する欠点があり、さらに、ア
ルミニウムのキャピラリチューブを弁体に接続する際に
は、簡便なろう付けを行うことはできず、アルゴン雰囲
気中で接続作業を行う必要があり、そのためにはその作
業雰囲気を真空状態としなければならない等、コストが
上昇する欠点がある。
い、かつ製作コストの安い膨張弁であって、振動の多い
車両に設けてもハンチング作動を生じにくい感温式膨張
弁を提供することを目的とする。
決するため、冷凍サイクルにおけるアルミニウム製の圧
縮機吸入管に、膨張弁の弁体作動用ダイヤフラムの作動
室に接続するキャピラリチューブの感温部を密着してな
る温度式膨張弁において、該感温部のキャピラリチュー
ブの先端をコイル状に巻回した部分で形成し、該キャピ
ラリチューブをステンレス製としたものである。
凍サイクルにおける圧縮機吸入管の温度は、それに密着
してなるキャピラリチューブ先端のコイル状に巻回して
なる感温部に熱伝達され、キャピラリチューブ内の気体
の圧力変化として膨張弁のダイヤフラム室に伝達し膨張
弁を作動する。このキャピラリチューブはステンレス製
であるので、熱伝導率がアルミニウム等より低く、吸入
管の温度の変動をゆっくりと検出するため、膨張弁のハ
ンチング作動を生じることが防止される。
ス製であるので、アルミニウムの場合のように表面被覆
等の処理を行う必要がなく、安価な材料で且つ製造コス
トも低減できる。さらに、強度が高いので管の薄肉化が
でき、細管化ができかつ小型化できる。また、吸入管が
アルミニウム製であるので両者間の電気腐食の発生は生
じにくい。
明する。車両用エアコン等に用いられる冷凍サイクル1
は、圧縮機2で圧縮され、高温高圧になった冷媒をコン
デンサ3で冷却し凝縮させ、後に詳述する膨張弁4で膨
張させ、エバポレータ6で車内の空気と熱交換し、車内
の空気の熱を奪って冷媒は温度上昇し、この冷媒は、再
び圧縮機に戻り循環する周知の構成となっている。
るので、その細部の構成、作動については省略し、ここ
ではその概要を述べるにとどめる。膨張弁4は、その弁
本体7の側部にコンデンサ3からの冷媒を導入する入口
8を有し、図中下部にエバポレータ6へ冷媒を導出する
出口10を有する。弁本体7の入口8と出口10間には
弁孔11を形成した弁座部12を有し、この弁座部12
には、下方からスプリング13によりボール受14を介
して押圧されるボール弁15が配置されている。スプリ
ング13は弁本体の出口部分に設けたスプリング受け部
16を有する調節ネジ17で受けられ、かつそのスプリ
ング力を調整可能となっている。
周縁を上方と下方から上蓋21と下蓋22により挟持
し、周辺を溶接により一体化している弁作動部19を固
定している。ダイヤフラム下面中央には当金23を固定
しており、この当金23の中央突起部24の下端には先
端部がボール面に当接するロッド25の端部が当接して
いる。ロッド25は、弁本体の隔壁26に形成した孔2
7を摺動自在に貫通しており、この孔27部分の気密性
保持のために、シールパッキン28を配置し、小スプリ
ング30をこのシールパッキン28と当金23の下面と
の間に配置している。また、弁本体7に弁作動部19を
固定するに際しては、弁本体の環状溝31内にOリング
32を配置し、この部分のシール性を向上している。
チューブ33の基端部を挿入固定しており、キャピラリ
チューブ33の他端部は10巻き程度コイル状に巻回さ
れて感温部34を構成している。このキャピラリチュー
ブ33及びこれが連通するダイヤフラム上側室35内に
はガスが充填されており、感温部が図示されるようにエ
バポレータ6の出口に連結し、圧縮機2の吸入管9に密
着されることにより吸入管内の冷媒温度が上昇すると
き、キャピラリチューブ内のガス圧が上昇し、ダイヤフ
ラム20を作動する力を生じる。ダイヤフラム下側室3
6には、弁本体7に形成した均圧管37により、ボール
弁15の下流側の室38と連通している。
例として述べたものと同一構成をなすものであり、その
基本作動も同様である。しかし、本発明の感温式膨張弁
は、各構成部材の材質の選定に大きな特徴を有するもの
であり、最も大きな特徴は、上記感温部を構成するキャ
ピラリチューブ33を従来の銅あるいはアルミニウムと
異なり、ステンレス製とする。但し、この際、吸入管9
はアルミニウム製のものである。ここで、ステンレスの
熱伝導率は0.15(0.4814W/m・K)であ
り、アルミニウムは0.57、銅は0.94である
(「金属データブック」平成5年3月25日丸善株式会
社発行、日本金属学会編、第13頁)。即ち、アルミニ
ウムの熱伝導率はステンレスの4倍、銅の0.6倍であ
るが、比重を考慮すると同一重量ではステンレスの12
倍、銅の2倍の熱伝導性をもつことになるのである。
レス製であるので、熱伝導率が銅やアルミニウム等より
低く、吸入管の温度を検出するのにより多くの時間を要
し、吸入管内の冷媒の温度変化をゆっくりと検出するこ
ととなる。そのため、従来の感温筒を構成する部分を銅
やアルミニウム製としたものにおいては、これらの材質
の熱伝動率が高いため、圧縮機の吸入管の温度変化を感
温部分が敏感に検出することとなり、わずかな温度変化
で膨張弁が作動し、例えば、吸入管の温度がわずかに上
昇したときにでも膨張弁は解放作動し、冷媒の流量を増
加し、それにより吸入管の温度がわずかに降下すると膨
張弁は閉作動し、それによって再び吸入管の温度がわず
かに上昇すると再び膨張弁が同様に解放するという、い
わゆるハンチング作動が頻発することとなるが、これを
ステンレス製とすることにより、熱伝導率が0.151
と低下させることにより、このハンチング現象を防止す
ることができる。
断熱材を設ける等の熱伝導度の調整手段を設ける必要も
なくなる。さらに、アルミニウム製とする場合のよう
に、表面処理をする必要がなく、製造コストが低減でき
るばかりでなく、表面処理に伴う廃液の公害対策等も不
要となり、製造コストを低減できる。さらに、ステンレ
スは強度が高いので管の薄肉化ができ、細管化ができか
つ小型化できる。
とすることにより、従来のものより単に熱伝導率を低下
させるだけではなく、車両用エアコンの冷凍サイクルの
膨張弁の制御特性としては、熱伝導率が低すぎることが
なく、適度の熱伝導率であることが実験により確かめら
れた。通常、膨張弁の弁体はスプリングにより閉方向に
付勢されているが、車両にこれを搭載する場合には車両
の振動が膨張弁に作用し、スプリングを振動し、弁体が
振動するため弁の開度が変化するため、それによるわず
かな冷媒の流量変化を管温部分が検出し、弁体の開閉作
動を行うこととなり、これも膨張弁のハンチングが頻発
する原因となるが、このような車両特有の冷凍サイクル
に用いる膨張弁において、感度の高い構成であるキャピ
ラリチューブをコイル状に巻回したものの、ハンチング
対策として、かつ、適度の応答性をもつ管温部分を構成
するものとして、キャピラリチューブをステンレス製と
することは、各種の材質の中から最適の熱伝導率の材質
として選択されたものである。
ーブが密着する吸入管がアルミニウム製であるので、キ
ャピラリチューブをステンレス製とすることにより両者
間の電気腐食の発生は防止され、機器の耐久性が向上す
るばかりでなく、特別な電気腐食防止手段を講じる必要
がなくなるので、安価な設備とすることができる。この
場合、吸入管がアルミニウム製としているが、通常吸入
管がアルミニウム製であることはこれと接続される熱交
換器もアルミニウム製であり、キャピラリチューブの設
置される近辺の冷凍サイクル構成機器はアルミニウム製
であり、これらの機器との間における電気腐食現象も当
然防止される。
接続されるダイヤフラムの上蓋21をステンレス製とす
ると、キャピラリチューブと上蓋との接合はろう付けに
より容易に行うことができ、アルミニウムの接合のよう
に、周囲を真空状態としてアルゴンガスの雰囲気で接合
する等の手段が不要となり、安価に製造することがで
き、かつ接合の信頼性も向上する。
調節ネジ17、ボール受け14、及び当金23をアルミ
ニウム製とし、スプリング13、ボール弁15、ロッド
25、スプリング30、ダイヤフラム20、及び下蓋2
2をステンレス製とすることが軽量化及び強度、並びに
電気腐食防止等の観点から好ましい。上記のようなコイ
ル状に巻回されたキャピラリチューブからなる感温部
は、吸入管に対してステンレス鋼製クリップにより固定
する。
冷凍サイクルにおける圧縮器吸入管の温度は、それに密
着してなるキャピラリチューブ先端のコイル状に巻回し
てなる感温部に適度の応答性で熱伝達され、キャピラリ
チューブ内の気体の圧力変化として膨張弁のダイヤフラ
ム室に伝達し膨張弁を適度の応答性で作動する。また、
このキャピラリチューブはステンレス製であるので熱伝
導率が銅やアルミニウム製のものより低く、吸入管の温
度の変動をゆっくりと検出するため、膨張弁のハンチン
グ作動を生じることが防止される。
ス製であるので、アルミニウムの場合のように表面被覆
等の処理を行う必要がなく、安価な材料で且つ製造コス
トも低減できる。さらに、強度が高いので管の薄肉化が
でき、細管化ができかつ小型化できる。また、吸入管が
アルミニウム製であるので両者間の電気腐食の発生は生
じにくい等の各種の効果を奏する。
回路の構成及び膨張弁の断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 冷凍サイクルにおけるアルミニウム製の
圧縮機吸入管に、膨張弁の弁体作動用ダイヤフラムの作
動室に接続するキャピラリチューブの感温部を密着して
なる温度式膨張弁において、該感温部のキャピラリチュ
ーブの先端をコイル状に巻回した部分で形成し、該キャ
ピラリチューブをステンレス製としたことを特徴とする
温度式膨張弁。 - 【請求項2】 膨張弁の弁本体、ボール弁押圧用スプリ
ング調整ネジ、ボール受け、及び当て金をアルミニウム
製とし、ダイヤフラム、ボール弁、ボール弁押圧用スプ
リング、及びダイヤフラムによるボール弁作動用ロッド
をステンレス製としてなる請求項1記載の温度式膨張
弁。 - 【請求項3】 キャピラリチューブ先端をほぼ10巻き
してコイル状の感温部としてなる請求項1または請求項
2に記載の温度式膨張弁。 - 【請求項4】 該感温部を吸入管にステンレス鋼製クリ
ップで固定してなる請求項1ないし請求項3のいずれか
に記載の温度式膨張弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12396096A JP3530865B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 温度式膨張弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12396096A JP3530865B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 温度式膨張弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09287852A true JPH09287852A (ja) | 1997-11-04 |
JP3530865B2 JP3530865B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=14873602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12396096A Expired - Fee Related JP3530865B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 温度式膨張弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3530865B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002364949A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Fuji Koki Corp | 膨張弁 |
-
1996
- 1996-04-23 JP JP12396096A patent/JP3530865B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002364949A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Fuji Koki Corp | 膨張弁 |
JP4485711B2 (ja) * | 2001-06-12 | 2010-06-23 | 株式会社不二工機 | 膨張弁 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3530865B2 (ja) | 2004-05-24 |
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