JPH10253199A - 温度式膨張弁 - Google Patents
温度式膨張弁Info
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- JPH10253199A JPH10253199A JP9056015A JP5601597A JPH10253199A JP H10253199 A JPH10253199 A JP H10253199A JP 9056015 A JP9056015 A JP 9056015A JP 5601597 A JP5601597 A JP 5601597A JP H10253199 A JPH10253199 A JP H10253199A
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- Y10S251/90—Valves with o-rings
Abstract
弁の開閉を操作する作動ロッドのシーリング抵抗を低減
し、小型、軽量化を図る。 【解決手段】 弁本体30は、従来の温度式膨張弁の本
体が用いられており、感温棒36fを構成するロッド部
材316は小径のシャフトであって、パワーエレメント
部36のダイヤフラム36aの変位に応じて通路34を
横切って進退自在に駆動されるので、ロッド部材316
に沿って通路321と通路34間を連通するクリアラン
ス(隙間)37,38が形成される。このクリアランス
をシールするために、ロッド部材316の外周に密着す
るXリング50を大径の穴38内に配置し、両通路間に
Xリング50が存在するようにしてある。しかも、Xリ
ング50がコイルバネ32d及び通路321の冷媒圧力
により長手方向(パワーエレメント部36の存在する方
向)に作用する力を受けて、移動しないようにするため
戻り止めナットとしてプッシュナット41がXリング5
0に接して大径の穴38内に配置されるようにロッド部
材316に取付けられている。
Description
装置等の冷凍サイクルに用いられる冷媒用の温度式膨張
弁に関する。
気調和装置の冷凍サイクルにおいて用いられており、図
7は、従来の温度式膨張弁の縦断面図を冷凍サイクルの
概略と共に示している。温度式膨張弁10は、角柱状の
アルミ製の弁本体30には、冷凍サイクルの冷媒管路1
1においてコンデンサ5の冷媒出口からレシーバ6を介
してエバポレータの冷媒入口へと向かう部分に介在され
る液相冷媒が通過する第1の通路32と冷媒管路11に
おいてエバポレ−タ8の冷媒出口からコンプレッサ4の
冷媒入口へと向かう部分に介在される気相冷媒が通過す
る第2の通路34とが上下に相互に離間して形成されて
いる。
から供給された液体冷媒を断熱膨張させるためのオリフ
ィス32aが形成されており、第1の通路32は、オリ
フィス32aを介して通路321を経てエバポレータ8
の入口に接続されている。オリフィス32aは弁本体3
0の長手方向に沿った中心線を有している。オリフィス
32aの入口には弁座が形成されていて、弁座には弁部
材32cにより支持された弁座と共に弁機構を構成する
弁体32bが存在し、弁体32bと弁部材32cとは溶
接により固定されている。弁部材32cは、弁体と溶接
により固着されると共に圧縮コイルばねの如き付勢手段
32dにより付勢されている。レシ−バ6からの液冷媒
が導入される第1の通路32は液冷媒の通路となり、入
口ポ−ト322と、この入口ポ−ト322に連続する弁
室35を有する。弁室35は、オリフィス32aの中心
線と同軸に形成される有底の室であり、プラグ39によ
って密閉されている。
の出口温度に応じて弁体32bに対して駆動力を与えて
オリフィス32aの開閉を行うために、小径の孔37と
この孔37より径が大径の孔38が第2の通路34を貫
通して上記中心線の延長線上に形成され、弁本体30の
上端には感熱部となるパワーエレメント部36が固定さ
れるねじ孔361が形成されている。
のダイヤフラム36aと、このダイヤフラム36aを挾
んで互いに密着して設けられ、上記ダイヤフラムに区画
されて、その上下に二つの気密室を形成する上部圧力作
動室36b及び下部圧力作動室36cをそれぞれ形成す
る上カバー36dと下カバー36hと、上部圧力作動室
36bにダイヤフラム駆動流体となる所定冷媒を封入す
るための封切管36iとを備え、弁本体30にネジ36
1により固着されている。下部圧力作動室36cは、オ
リフィス32aの中心線に対して同心的に形成された均
圧孔36eを介して第2の通路34に連通されている。
第2の通路34には、エバポレータ8からの冷媒蒸気が
流れ、通路34は気相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気
の圧力が均圧孔36eを介して下部圧力作動室36cに
負荷されている。
ラム36aと当接し、かつ第2の通路34を貫通して大
径の孔38内に摺動可能に配置されて、エバポレータ8
の冷媒出口温度を下部圧力作動室36cへ伝達すると共
に、上部圧力作動室36b及び下部圧力作動室36cの
圧力差に伴うダイヤフラム36aの変位に応じて大径3
8内を摺動して駆動力を与える通路34を横ぎるように
通路34内に露出している感温棒36fと、小径の孔3
7内に摺動可能に配されて感温棒36fの変位に応じて
弁体32bを付勢手段32dの弾性力に抗して押圧する
ステンレス製の作動棒37fからなり、感温棒36f
は、ダイヤフラム36aがその表面に当接し、ダイヤフ
ラム36aの受け部となる大径のストッパ部312と、
ストッパ部312の裏面に一端面が当接して、下部圧力
作動室36c内に摺動自在に挿入される大径部314
と、この大径部の他端面に一端面が当接し、他端面が作
動棒37fに接続される感温部318とから構成されて
いる。
と、第2の通路34との気密性を確保するための環状の
シール部材(密封部材)、例えばOリング40が備えら
れており、感温棒36fと作動棒37fとは当接し、作
動棒37fは弁体32bと当接しており、感温棒36f
と作動棒37fとで弁体駆動棒であるロッド部材が構成
されている。
バー36dの上方の圧力作動室36b中には公知のダイ
ヤフラム駆動流体が充填されていて、ダイヤフラム駆動
流体には第1の通路32や第2の通路34に連通されて
いる均圧孔36eに露出された弁体駆動棒及びダイヤフ
ラム36aを介して第2の通路34を流れているエバポ
レータ8の冷媒出口からの冷媒蒸気の熱が伝達される。
上方の圧力作動室36b中のダイヤフラム駆動流体は上
記伝達された熱に対応してガス化し圧力をダイヤフラム
36aの上面に負荷する。ダイヤフラム36aは上記上
面に負荷されたダイヤフラム駆動ガスの圧力とダイヤフ
ラム36aの下面に負荷された圧力との差により上下に
変位する。ダイヤフラム36aの中心部の上下への変位
は弁体駆動棒を介して弁体32bに伝達され弁体32b
をオリフィス32aの弁座に対して接近または離間させ
る。この結果、冷媒流量が制御されることとなる。
温度が上部圧力作動室36bに伝達されるため、その温
度に応じて上部圧力作動室36bの圧力が変化し、エバ
ポレータ8の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ
の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室36bの圧力が
高くなり、それに応じて感温棒36fつまり弁部材駆動
棒が下方へ駆動されて弁体32bを下げるため、オリフ
ィス32aの開度が大きくなる。これによりエバポレー
タ8への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ8の温
度を低下させる。逆に、エバポレータ8の温度が低下す
る、つまりエバポレータの熱負荷が減少すると、弁本体
32bが上記と逆方向に駆動され、オリフィス32aの
開度が小さくなり、エバポレータへの冷媒の供給量が少
なくなり、エバポレータ8の温度を上昇させるのであ
る。
膨張弁においては、シール部材であるOリング40が採
用されており、図8にOリング40の拡大断面図を示
す。図において、Oリング40は、シリコーンゴム等の
ゴム系の材料をリング状に成型加工してつくられ、断面
410は中実の丸棒状のものである。このOリングを成
型加工する際に使用される金型はOリングの上下各半分
の形状に対応する上型と下型で構成される。そこでリン
グの外周部と内周部には、金型の合せ部に対応するバリ
(シーム)420,422が形成される。
径の穴38に対して、矢印F方向に挿入する際に、例え
ば外側のバリ420が穴部38の壁面38aと摺接し、
Oリング40に矢印R1,R2で示す捩れ応力が作用し、
Oリングが捩じられることとなり、このOリング40の
ねじれの発生のためシール部材としての効果が発揮でき
ず、洩れの原因となるおそれがあるという問題を生じる
のである。更に、Oリング40の成形バリ420及び4
22がシール部分に存在するので、洩れの原因となる不
具合を生じるおそれがある。更にまた、Oリング40を
シール部材として採用した場合には、しめ代が大きくな
り、摺動抵抗が大きくなるという不具合が生じるおそれ
がある。本発明は、上述した問題又は不具合を解消する
温度式膨張弁を提供することを目的とする。
は、弁本体と弁本体に設けられたパワーエレメント部
と、上記パワーエレメント部内に区画される一方の気密
室と他方の気密室とを形成するダイヤフラムと、これら
気密室の圧力差に応じて生じる上記ダイヤフラムの変位
によって弁開度を制御するロッド部材とからなり、上記
ロッド部材が弁開度を制御することにより冷媒流量を調
節する温度式膨張弁において、上記ロッド部材にXリン
グを設けることを特徴とする。
ータに向う液冷媒の通る第1の通路と、エバポレータか
らコンプレッサに向う気相冷媒の通る第2の通路を有す
る弁本体と、上記第1の通路中に設けられるオリフィス
と、このオリフィスを通過する冷媒量を調節する弁体
と、上記気相冷媒の温度を感知して変位するダイヤフラ
ムを有する上記弁本体に設けられたパワーエレメント部
と、このダイヤフラムの変位により上記弁体を駆動する
感温棒機能を有するロッド部材とを備えた温度式膨張弁
において、上記ロッド部材は、第1と第2の通路を結ぶ
貫通穴内に摺動自在に配設されるとともに、ロッド部材
と上記貫通穴との間にXリングを備えてなることを特徴
とする。
体と、上記弁本体に設けられて冷媒を流通させる高圧側
通路及び低圧側通路と、上記両通路を互いに連通させる
と共に、上記低圧側通路に連通する弁口を有し、上記低
圧側通路に対して直交して設けられたオリフィスと、上
記弁口に接離する弁体と、上記オリフィスを貫通して設
けられ上記弁体を駆動させるロッド部材とからなる温度
式膨張弁において、上記ロッド部材は上記弁本体との間
に配設されたXリングを備えてなることを特徴とする。
前述の如く構成された本発明に係る温度式膨張弁は、弁
体を駆動し弁開度を制御するロッド部材にシール部材と
してXリングを設けたので、その装着時の捩り変形を防
止できるので、この結果として生じる洩れの発生を防止
することができる。そして、Xリングのバリはシール部
材に存在しないので、洩れの発生を防止することができ
る。また、Xリングと相手部材との摺動抵抗を軽減する
ことができる。
実施形態を示す縦断面図、図2は図1に示すXリングの
断面図である。図1において、50はロッド部材36f
に設けられているXリングを示し、他の構成は図4と同
一であり、図4と同一の符号は同一部分を示している。
図2において、Xリング50の断面510は、Xの先端
に形成される4個のリップシール部521,522,5
23,524を有する。4個のリップシール部のうちの
外側に配設される2個のリップシール部521,522
は、外側の摺接部材に摺接する。本実施の態様の場合に
は、大径の穴部38の弁体30に摺接する。互いに離れ
た2個のリップシール部で相手に接触するので、このX
リング50を穴部38の内周壁38aに矢印F方向に押
し込んだときに発生する矢印R1,R2で示す捩り応力を
受けても、捩り変形することは防止される。
部材316に接して摺接するが、2個のリップシール部
523,524で接触するので、捩れ変形することを阻
止でき、洩れの発生を防止できるのである。さらに、バ
リによる洩れの問題も解消されるのである。
手部材と接触するので、リップ部にかける圧力は小さな
圧力でシールが達成される。また、Xリングにあって
は、製造時のバリは中央部の凹部530,532内に形
成されるので、相手部材と干渉することはない。したが
って、Xリングと相手部材の間に付与される予圧は少な
くてすみ、摺動抵抗も小さく、かつ、一定した値とな
る。
式膨張弁は、エバポレータへ送られる液層冷媒が通過す
る第1の通路と、エバポレータからコンプレッサへ向う
気相冷媒が通過する第2の通路を有し、弁体を作動して
オリフィスの開度を制御するロッド部材は、第1の通路
と第2の通路の中央を貫通する穴内に摺動自在に挿入さ
れる構成を有する。そして、この貫通穴とロッド部材と
の間のシール部材としてXリングを備えたものである。
図、図4はその要部の断面図である。図3において、温
度式膨張弁10の弁本体30は、第1の通路32と第2
の通路34を有し、第1の通路32内にオリフィス32
aが設けられる。オリフィス32aは球形の弁体32b
により開度が調節される。第1の通路32と第2の通路
34は、貫通穴37,38で連通され、この貫通穴3
7,38に摺動自在に挿入される細径の棒状のロッド部
材316は、ダイヤフラム36aの作動を弁体32bに
伝達する。
ラム36aがその表面に当接し、ダイヤフラム36aの
受け部となる大径のストッパ部312と、ストッパ部3
12の裏面に一端面が当接し、かつ他端面の中央部が突
起部315に形成されて下部圧力作動室36c内に摺動
自在に挿入される大径部314と、この大径部314の
突起部315の内部にて端面が嵌合し、他端面が弁体3
2bに当接して連続する一体構成のロッド部材316と
からなる。
は、従来の温度式膨張弁の本体が用いられており、感温
棒36fを構成するロッド部材316は、パワーエレメ
ント部36のダイヤフラム36aの変位に応じて通路3
4を横切って進退自在に駆動されるので、ロッド部材3
16に沿って通路321と通路34間を連通するクリア
ランス(隙間)37,38が形成される。このクリアラ
ンスをシールするために、ロッド部材316の外周に密
着するXリング50を大径の穴38内に配置し、両通路
間にXリング50が存在するようにしてある。しかも、
図4に示す大径の穴38の拡大図のように、Xリング5
0がコイルバネ32d及び通路321の冷媒圧力により
長手方向(パワーエレメント部36の存在する方向)に
作用する力を受けて、移動しないようにするため戻り止
めナットとしてプッシュナット41がXリング50に接
して大径の穴38内に配置されるようにロッド部材31
6に取付けられている。なお、ロッド部材316につい
ては、ハンチング現象を抑制するため、伝熱面積を小さ
くする必要からその断面積を小さくし、従来の温度式膨
張弁に比較して径が小さくなるように形成(例えば従来
の温度式膨張弁のロッド部の径5.6mm程度に対して
2.4mm程度)されている。したがって、弁本体30
を従来の温度式膨張弁と同じに構成すると上記連通の形
成が生じるおそれがあり、これを防止するため、Xリン
グ50を確実に防止するためプッシュナット41は有効
である。ロッド部材316の弁体32bとの連結部は細
径部316aに形成され、オリフィス32aを通過す
る。かくの如き構成において、その作用は図1に示す実
施形態と同一である。
個のリップシール部のうちの外側に配設される2個のリ
ップシール部521,522は、大径の穴部38の内周
壁38aに摺接する。したがって、互いに離れた2個の
リップシール部で相手に接触するので、このXリング5
0を穴部38の内周壁38aに矢印F方向に押し込んだ
ときに発生する矢印R1,R2で示す捩り応力を受けて
も、捩れ変形することは阻止され、洩れの発生は防止さ
れる。しかも、バリによって生じる洩れも防止できるの
である。
部材316に接して摺接するが、2個のリップシール部
523,524で接触するので、捩れ変形することはな
い。
手部材と接触するので、リップ部にかける圧力は小さな
圧力でシールが達成される。また、Xリングにあって
は、製造時のバリは中央部の凹部530,532内に形
成されるので、相手部材と干渉することはない。したが
って、Xリングと相手部材の間に付与される予圧は少な
くてすみ、摺動抵抗も小さく、かつ、一定した値とな
る。したがって、小さな軸力で作動する細長いロッド部
材316のシール部材として適する。
す縦断面図であり、基本的構成は、特開平7−1982
30号公報に示されている。図において、高圧の液冷媒
を減圧するための弁部100と、この弁部の弁開度を制
御するためのパワーエレメント120からなる。パワー
エレメント120は、上カバー122と下カバー124
の外周縁に挾持して溶接したダイヤフラム126を包含
し、前記上カバー122及び下カバー124とダイヤフ
ラム126で上部及び下部圧力作動室126b,126
cがそれぞれ構成される。
して周知の感温筒(図示略)の内部と連通している。こ
の感温筒は蒸発器の出口部分に取付けられ、蒸発器出口
近傍の冷媒温度を感知し、この温度を圧力P1に変換し
て作動室126bの圧力とする。前記圧力P1は、それ
が増加するときダイヤフラム126を下方に押して、弁
体106の開弁方向の力となる。
26cには、導管132を介して蒸発器出口の冷媒圧力
P2が導かれる。この圧力P2はバイアスバネ104の
力と共に弁体106の閉弁方向に働く。すなわち過熱度
(冷媒の蒸発器出口温度と蒸発温度との差を力として取
出すため上記圧力のP1−P2となっている)の大きい
とき弁を大きく開き、小さいときは弁を閉まり気味にし
て、蒸発器に流れ込む冷媒の量を制御する。
圧冷媒の出口109及び均圧導管132を接続するため
の均圧口103を有する弁本体102からなり、弁本体
102には、ダイヤフラム126の下方への変位を規制
するストッパ部材114と、ダイヤフラム126の変位
を弁体106に伝達する作動棒であるロッド部材を有
し、弁体106は弁部材107によって支持され、弁口
105に接離する。弁部材107はバイアスバネ104
によって支持され、バイアスバネ104はバネのバイア
ス力を調整するための調節部材であるプラグ108と共
に組込まれている。ロッド部材100は、低圧側通路1
09a内を横切ってオリフィス200を通り抜け、一端
がストッパ部材114に固定され、他端が高圧側通路1
07a内で弁体106に固定されている。
9aの上方にロッド部材100と同心円上に設けられた
凹所106には、Xリング50、ワッシャ51及び圧縮
バネ52が配設され、Xリング50は弁本体102との
間にロッド部材100に装着される。而して、Xリング
50は圧縮バネ52により押圧され、凹所106の低圧
側通路109a側の開口部分がシールされ、下部圧力作
動室126cが気密に保持される。即ち、シール部材と
して、Xリングを用いるので上述した実施態様と同様
に、バリによる洩れ又は捩れによる変形によって生じる
洩れを防止でき、過大な摺動抵抗を生ずることなくシー
ルが達成される。なお、図4において、201は圧縮バ
ネを押さえるリング部材である。したがって、図5に示
すように、弁体106が弁口105から所定距離だけ離
れている状態において、コンデンサ側から送られて高圧
側通路107aの入口107から流入する高圧・高温の
液冷媒は、弁口105からオリフィス200を通り、低
圧側通路109aへ流れる。また、オリフィス200か
ら低圧側通路109aへ流れる過程で、液冷媒が急激に
膨張されて低温・低圧の冷媒になる。
を示す図であり、図4と異なる構成は、圧縮バネを用い
ずにワッシャ51とブッシュ52を採用した場合を示し
ており、他の構成は、図4と同一である。図6に示す実
施形態においても、凹所106のロッド部材100に
は、シール部材としてXリング50を装着したので、シ
ール部材のバリによる洩れ又は捩れによる変形によって
生じる気密洩れを防止し、摺動抵抗を軽減させることが
可能となる。
膨張弁のロッド部材にシール部材としてXリングを装着
したので、シール部材のバリあるいは捩れによる気密不
良を防止でき、さらに摺動抵抗を軽減させることができ
るという優れた効果を発揮する。
縦断面図。
す縦断面図。
態を示す縦断面図。
施形態を示す縦断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】 弁本体と弁本体に設けられたパワーエレ
メント部と、上記パワーエレメント部内に区画される一
方の気密室と、他方の気密室とを形成するダイヤフラム
と、これら気密室の圧力差に応じて生じる上記ダイヤフ
ラムの変位によって弁開度を制御するロッド部材とから
なり、上記ロッド部材が弁開度を制御することにより冷
媒流量を調節する温度式膨張弁において、上記ロッド部
材にXリングを備えることを特徴とする温度式膨張弁。 - 【請求項2】 エバポレータに向う液冷媒の通る第1の
通路と、エバポレータからコンプレッサに向う気相冷媒
の通る第2の通路を有する弁本体と、上記第1の通路中
に設けられるオリフィスと、このオリフィスを通路する
冷媒量を調節する弁体と、上記気相冷媒の温度を感知し
て変位するダイヤフラムを有する上記弁本体に設けられ
たパワーエレメント部と、このダイヤフラムの変位によ
り上記弁体を駆動する感温棒機能を有するロッド部材と
を備えた膨張弁において、上記ロッド部材は、第1と第
2の通路を結ぶ貫通穴内に摺動自在に配設されるととも
に、ロッド部材と上記貫通穴との間にXリングを備えて
なることを特徴とする温度式膨張弁。 - 【請求項3】 弁本体と、上記弁本体に設けられて冷媒
を流通させる高圧側通路及び低圧側通路と、上記両通路
を互いに連通させると共に、上記低圧側通路に連通する
弁口を有し、上記低圧側通路に対して直交して設けられ
たオリフィスと、上記弁口に接離する弁体と、上記オリ
フィスを貫通して設けられ上記弁体を接離させるロッド
部材とからなる温度式膨張弁において、上記ロッド部材
は上記弁本体との間に配設されたXリングを備えてなる
ことを特徴とする温度式膨張弁。
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