JPH1026440A - 膨張弁及び冷凍システム - Google Patents

膨張弁及び冷凍システム

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JPH1026440A
JPH1026440A JP8178989A JP17898996A JPH1026440A JP H1026440 A JPH1026440 A JP H1026440A JP 8178989 A JP8178989 A JP 8178989A JP 17898996 A JP17898996 A JP 17898996A JP H1026440 A JPH1026440 A JP H1026440A
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JP
Japan
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valve
refrigerant
expansion valve
valve body
expansion
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JP8178989A
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Inventor
Kazuto Kobayashi
和人 小林
Kazuhiko Watanabe
和彦 渡辺
Kimimichi Yano
公道 矢野
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Fujikoki Corp
Original Assignee
Fujikoki Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • F25B41/33Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
    • F25B41/335Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant via diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/003Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass for preventing corrosion

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍サイクルシステムに組み込む膨張弁の弁
体に発生する腐蝕の防止を図る。 【解決手段】 膨張弁は弁本体10に設けられるオリフ
ィス30と弁体9を有し、弁体9は可動体18と一体に
とりつけられる。ダイヤフラム4の位動は、部材16を
介して作動棒17に伝達され、作動棒17は可動体18
を作動させて弁体9とオリフィス30の間の流路の開度
を制御する。オリフィス30に固着されるオリフィス部
材100は、弁本体10に比べて硬度の高い材料でつく
られる。また、弁体9は黄銅等でつくられるとともに、
表面に高硬のメッキ層9aが形成され、冷媒により発生
する腐蝕による損傷を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用空調装置、冷
蔵ショーケース等に用いられる膨張弁及び冷凍システム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、自動車用空気調和装置の冷凍サ
イクルを示すもので、冷凍サイクル50はクラッチを介
して図示しない走行用エンジンにより駆動されるコンプ
レッサ51と、コンプレッサ51により高温高圧になっ
たガス冷媒を冷却して凝縮するためのコンデンサ52
と、コンデンサ52で凝縮された冷媒の気液分離と冷媒
中の水分や塵埃の除去を行なうリキッドタンク53と、
このリキッドタンク53からの冷媒を膨張させる膨張弁
54と、車室内に吹き出される空気を冷却するためにこ
の空気と冷媒とを熱交換するエバポレータ55とを配管
により連結して構成されている。この冷媒サイクルに使
用される内部均圧式膨張弁54は、弁本体の上部に設け
られたダイヤフラムにより上下に区画される加圧室と均
圧室を有し、該均圧室と本体内部空間を均圧通路で連通
させた特開昭51−86852号公報に開示のものが知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種の冷凍サイクル
に用いられる冷媒として、R11(CCI3F)、R1
2(CCI22)等のフロン系冷媒が使用されてきた。
しかし、炭化水素の全ての水素を塩素を含むハロゲンで
置換した形のこれらのフロンは、成層圏のオゾン層破壊
につながるため、世界的に規制の対象となっている。そ
こで、オゾン層を破壊する恐れのない代替フロン系冷媒
として例えば、R22(CHCIF2)、R123(C
3CHCI2)、R111b(CCI2FCH3)、R1
31a(CF3CH2F)、R152a(COOF2
3)等の含水素系ハロゲン化炭化水素冷媒が開発され
ている。中でも特に、非塩素系ハロゲン化炭化水素、例
えばR134a(CF3CH2F)、R152a(CHF
2CH3)等が有力視されている。
【0004】しかしながら、この非塩素系ハロゲン化炭
化水素は、従来のフロン系冷媒に比べて潤滑性が劣り冷
媒中に金属粉等が混入される場合がある。冷凍サイクル
を構成する部材のうち、膨張弁は、弁体がオリフィスに
対して開閉するので、冷媒中に含まれる金属粉等の微粒
子によって弁体に偏摩耗やエロージョンと呼ばれる腐食
が発生するおそれがあり、発生した場合には膨張弁の信
頼性に欠けるという問題が生じる。
【0005】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、非塩素系ハロゲ
ン化炭化水素による冷媒を用いた場合であっても、弁体
の破損、偏摩耗や腐蝕等を低減でき、もって強度や耐久
度等に対する信頼性を向上させることができるようにし
た膨張弁及びこれを用いた冷凍サイクルを提供すること
にある。さらに本発明の目的は、弁体の接触する弁口の
弁座部に対しても上記信頼性を向上させることができる
ようにした膨張弁及びこれを用いた冷凍サイクルを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る膨張弁は、高圧冷媒の入口通路と低圧冷媒
の出口通路間に弁口を設けた弁部と、この弁部の開度を
制御する弁体の駆動部とを備える膨張弁において、上記
弁部の弁口に当接する弁体の表面に硬質のメッキ層を形
成することを特徴としている。本発明の好ましい態様で
は、メッキ層の硬度をビッカース硬度150〜500に
形成する。また、メッキ層の材料はニッケル又はクロム
から選択される。
【0007】さらに本発明に係る膨張弁は、高圧冷媒の
入口通路と、低圧冷媒の出口通路と、入口通路と出口通
路を連通する弁口とを有する弁本体と、弁口を開閉する
弁体と、弁体を作動棒を介してダイヤフラムを有する駆
動部とを備える膨張弁において、弁体の表面に硬質のメ
ッキ層を形成するとともに、弁口の弁体との接触する弁
座部に弁本体に比べて硬度の高い金属部材により形成さ
れる円筒状のオリフィス部材を固着してなることを特徴
とする。
【0008】また、オリフィス部材は弁本体に対して圧
入により固着される。さらに、オリフィス部材は弁本体
に対してねじ手段により固着される。さらにまた、オリ
フィス部材の内径部に六角レンチに係合する六角穴を形
成してなる。そして、本発明の冷凍システムは、コンプ
レッサと、コンプレッサにより高温高圧に圧縮されたガ
ス冷媒を凝縮するためのコンデンサと、凝縮された冷媒
の気液分離と冷媒中の水分や塵埃の除去を行なうリキッ
ドタンクと、このリキッドタンクからの冷媒を膨張させ
る膨張弁と、膨張弁からの冷媒と空気とを熱交換するエ
バポレータとを配管により連結して構成され、上記冷媒
は非塩素系ハロゲン化炭化水素であるとともに、膨張弁
は硬質のメッキ層が形成された弁体の膨張弁であること
を特徴としている。
【0009】このような構成とされた本発明に係る膨張
弁においては、弁体に硬度の高いメッキ層が形成されて
いるので、冷媒に非塩素系ハロゲン化炭化水素のものを
用いたとしても、偏摩耗や腐蝕の生じるものを防止でき
る。そして、本発明に係る冷凍システムにおいては、冷
媒として非塩素系ハロゲン化炭化水素を用いても、膨張
弁の弁体は硬度の高いメッキ層が形成されているので、
弁体に偏摩耗や腐蝕を生じるのが防止され、耐久性の高
い冷凍システムを得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面を
参照しながら説明する。図1は本発明に係る膨張弁の一
実施形態の断面を示す図であり、高圧の液冷媒を減圧す
るための弁部Aと、この弁部Aの弁開度を制御するため
の駆動部であるパワーエレメント部Bとからなる。この
パワーエレメント部Bは、上蓋部1と、下支持部2(ダ
イヤフラム受け)とで構成されるパワーエレメント外郭
体3と、上蓋部1と下支持部2の外周縁に挾持して溶接
したダイヤフラム4を包含し、このダイヤフラム4によ
り上下に区画された加圧室5と均圧室6が前記エレメン
ト外郭体3内に設けられ、前記加圧室5は導管7を介し
て感温筒8の内部と連通している。
【0011】この感温筒8は蒸発器(図示せず)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、この温度を圧力に変換して、パワーエレメント空間
(加圧室5)の圧力とする。前記圧力は、それが増加す
るときダイヤフラム4を下方に押して、弁体9の開弁方
向の力となる。
【0012】前記弁部Aは高圧冷媒の入口11と低圧冷
媒の出口12及びこの入出口11,12を連通する弁口
30及び弁室13を有した黄銅製の弁本体10と、弁本
体10に設けられた均圧室6と弁室13を連通する均圧
通路14とからなる。
【0013】前記弁本体10は、その下端開口雌ねじ部
に螺着されるヒッチング部材15を包含し、前記ダイヤ
フラム4と共動して該ダイヤフラムの下方への変位を規
制する変位規制部材16と、ダイヤフラム4の変位を下
方に伝達する作動棒17(この作動棒は図1において1
本だけを示しているが、実際には弁受け可動体18の円
周方向に所定の間隔を存して3本配置され、この各作動
棒17が弁本体10の3本の縦孔に上下動できるように
挿通されている)と、オリフィス30の開口部に形成さ
れる弁座に接離する弁体9(図では弁受け可動体18に
保持されたニードル弁を示している)と、この弁体9を
上方(弁座19の方向)に付勢するバイアスばね20
と、このばね20のバイアス力を調整するための調節部
材21とが組込まれている。
【0014】なお、前記調節部材21はヒッチング部材
15の内部角穴に摺嵌される角ナット例えば六角ナット
であって、調節ねじ22に該調節ねじの回転操作で上下
動できるように螺挿されている。前記調節ねじ22はヒ
ッチング部材15の下端部より突出する角型の回転操作
部22aを有し、前記ヒッチング部材15内にOリング
23でシールして回転可能に嵌挿保持されている。
【0015】また、前記ヒッチング部材15の下端螺口
にはシールパッキン24を内装した保護キャップ25が
着脱できるように螺合され、この保護キャップ25を外
して調節ねじ22を回転操作することができるようにな
っている。かかる膨張弁において、弁体9は、例えば黄
銅によって構成され、その表面にニッケルメッキ又はク
ロムメッキによるメッキ層9aが形成されている。特
に、メッキ層9aにより硬度をビッカース硬度150〜
500のメッキ層とする。このようなメッキ層により、
冷媒として非塩素系ハロゲン化炭化水素のものを用いて
も、弁体9の表面にはメッキ層9aが存在するので、偏
摩耗や腐蝕は防止されることになる。
【0016】図2は、本発明に係る膨張弁の他の実施形
態の断面を示す図であり、図1に示す膨張弁にさらにオ
リフィス30にオリフィス部材100を固着した場合を
示している。
【0017】図3は、その拡大図であり、オリフィス部
材100は、弁本体10の材料に比べて硬度の高い金属
材料でつくられる。具体的には、弁本体10が黄銅でつ
くられる場合に、オリフィス部材100はステンレスス
チールで形成される。弁体9は、例えば、黄銅でつくら
れ、表面にニッケルメッキ又はクロムメッキによるメッ
キ層9aが形成される。
【0018】図4はオリフィス部材100を弁本体10
に固着する手段として圧入を利用する本発明の要部の実
施態様を示す断面図である。オリフィス部材100は、
円筒状のものであって、その外径部106の直径寸法
は、弁本体10に形成する取付穴の内径寸法より大きく
形成してある。前述したように、弁本体10は、例えば
黄銅でつくられ、オリフィス部材100はステンレスス
チールでつくられる。したがって、硬度の高いオリフィ
ス部材100を硬度の低い弁本体10に対して圧入する
ことによって、確実に固着することができる。オリフィ
ス部材100の圧入方向の先端部にテーパー状の突出部
102を形成することによって、固着をより確実に達成
することができる。而して、弁体が当接する弁口(バル
ブシート)104はステンレススチールであるので、エ
ロージョンによる腐食を受けることはない。
【0019】図5は本発明の要部の他の実施態様を示す
断面図である。本実施態様のオリフィス部材100は、
外周部にねじ部116を形成してある。そして、このね
じ部116を利用して弁本体10側に形成したねじ部に
螺合することによって、オリフィス部材110は弁本体
10に固着される。オリフィス部材110の先端部にテ
ーパー状の突出部112を設け、固着を確実にする。こ
の螺合を容易に実行するために、オリフィス部材110
の外周部に六角のナット面118を形成してある。本実
施態様にあっても、オリフィス部材110はステンレス
スチールで形成されるので、弁口114はエロージョン
による損傷を受けることはない。
【0020】図6は本発明の要部の更に他の実施態様を
示す断面図である。本実施態様のオリフィス部材120
は、外周部にねじ部126を有するとともに、内周部に
六角レンチが係合する六角穴128を有する。オリフィ
ス部材120の六角穴128に六角レンチを挿入し、本
体10に設けたねじ部を利用してオリフィス部材120
を螺合する。オリフィス部材120の先端部にテーパー
状の突出部122を設けることによって、固着を確実と
する。本オリフィス部材120にあっても、ステンレス
スチールでつくられるので、弁口124はエロージョン
による損傷を受けない。そして、本発明では、以上に説
明した実施態様に示す膨張弁を図7に示す冷凍サイクル
の膨張弁54として用いる。これにより、いわゆる代替
フロン系の冷媒を使用する冷凍システムにあっても、耐
久性の高い冷凍システムを実現できる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明したように、本発明の膨張弁
は、弁口に当接する弁体の表面にメッキ層を形成したの
で、弁体の硬度を向上することができ、冷媒としていわ
ゆる代替フロン系のものを使用しても、偏摩耗や腐蝕を
防止することができる。さらに、本発明では上記弁口に
硬度の高い金属部材を用いることにより強度を向上せし
めることができる。そして、本発明では、冷凍サイクル
にかかる膨張弁を用いることにより、耐久性の高い冷凍
システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の膨張弁の一実施形態を示す縦断面図。
【図2】本発明の膨張弁の他の実施形態を示す断面図。
【図3】図2に示されるオリフィス部材を示す拡大断面
図。
【図4】図2に示されるオリフィス部材の他の実施形態
を示す断面図。
【図5】図2に示されるオリフィス部材の他の実施形態
を示す断面図。
【図6】図2に示されるオリフィス部材の他の実施形態
を示す断面図。
【図7】冷凍システムの構成図。
【符号の説明】
A 弁部 B パワーエレメント部 3 パワーエレメント外郭体 4 ダイヤフラム 5 加圧室 6 均圧室 7 導管 8 感温筒 9 弁体 9a メッキ層 10 弁本体 11 高圧冷媒の入口 12 低圧冷媒の出口 13 弁室 14 均圧通路 15 ヒッチング部材 16 ダイヤフラム変位規制部材 17 作動棒 18 弁受け可動体 19 弁座 20 バイアスばね 21 調節部材 22 調節ねじ 25 保護キャップ 30 オリフィス 50 冷凍システム 51 コンプレッサ 52 コンデンサ 53 リキッドタンク 54 膨張弁 55 エバポレータ 100 オリフィス部材

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧冷媒の入口通路と低圧冷媒の出口通
    路間に弁口を設けた弁部と、この弁部の開度を制御する
    弁体の駆動部とを備える膨張弁において、 上記弁部の弁口に当接する弁体の表面にメッキ層を形成
    することを特徴とする膨張弁。
  2. 【請求項2】 メッキ層の材料はニッケル又はクロムか
    ら選択することを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
  3. 【請求項3】 高圧冷媒の入口通路と、低圧冷媒の出口
    通路と、入口通路と出口通路を連通する弁口とを有する
    弁本体と、弁口を開閉する弁体と、弁体を作動棒を介し
    て駆動するダイヤフラムを有する駆動部とを備える膨張
    弁において、 弁口の弁体との接触する弁座部に弁本体に比べて硬度の
    高い金属部材により形成される円筒状のオリフィス部材
    を固着するとともに、弁体の表面にメッキ層を形成して
    なることを特徴とする膨張弁。
  4. 【請求項4】 オリフィス部材は弁本体に対して圧入に
    より固着されることを特徴とする請求項3記載の膨張
    弁。
  5. 【請求項5】 オリフィス部材は弁本体に対してねじ手
    段により固着されることを特徴とする請求項3記載の膨
    張弁。
  6. 【請求項6】 オリフィス部材の内径部に六角レンチに
    係合する六角穴を形成してなることを特徴とする請求項
    5記載の膨張弁。
  7. 【請求項7】 コンプレッサと、コンプレッサにより高
    温高圧に圧縮されたガス冷媒を凝縮するためのコンデン
    サと、凝縮された冷媒の気液分離と冷媒中の水分や塵埃
    の除去を行なうリキッドタンクと、このリキッドタンク
    からの冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁からの冷媒と
    空気とを熱交換するエバポレータとを配管により連結し
    て構成される冷凍システムにおいて、 冷媒は非塩素系ハロゲン化炭化水素であるとともに、膨
    張弁は請求項1乃至5のいずれかの膨張弁であることを
    特徴とする冷凍システム。
JP8178989A 1996-07-09 1996-07-09 膨張弁及び冷凍システム Pending JPH1026440A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015163003A1 (ja) * 2014-04-21 2015-10-29 株式会社鷺宮製作所 絞り装置
CN107636405A (zh) * 2015-09-04 2018-01-26 株式会社鹭宫制作所 节流装置以及冷冻循环

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