JPS5841430B2 - 冷凍機の低圧蒸発器用調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、閉鎖部材が差圧に基づいて作動するサーボ機
構によって制御される主弁と、閉鎖部材が蒸発器の充填
状態に吹存するフロートによって制御されるパイロット
弁と、上記主弁の吐出側から出発し、サーボ機構に負荷
する圧力差を構成する第１の絞りを介してパイロット弁
の弁座に通じるパイロット導管とを備えた、冷凍機の低
圧蒸発器用調整装置に関する。

この種の公知調整装置にかいては、噴射主弁のサーボ機
構は、第１の絞りを形成する孔が貫通したばね負荷され
たピストンとして構成されている。

パイロット弁はフロートを収容する容器内で開き、該容
器は連通容器の形式に基づいて低圧蒸発器の蒸気室並び
に液体室と接続されている。

蒸気室内において液状冷媒の水準が降下すると、パイロ
ット弁が開き、第１の絞りを貫流する冷媒量が、サーボ
ピストンに作用する圧力差を構成し、該圧力差が主弁を
開く、従って冷媒は蒸発器内に、パイロット弁及びひい
ては主弁が再び閉じられる！で補充される。

冷媒の普通の荷冷、即ち約Ｏ℃〜６又は８℃の荷冷の場
合には、第１の絞りの位置での圧力降下が放圧、ひいて
は部分的蒸発形成を惹起する、従ってパイロット弁は第
１の絞りを貫流する液状冷媒の同一量よりも著しく大き
な体積を有する液体蒸気混合物を制御する。

このことは、主弁のサーボ機構にかける圧力差の作業範
囲に、パイロット弁のフロートで制御される閉鎖部材の
比較的大きな調節移動距離を配属させることができるた
めに有利である。

この形式で、適切な幅の比例範囲（Ｐ−バンド）を有す
る調整が行なわれる。

冷媒が極く僅かにしか適冷されて訃らず、従って多すぎ
る蒸気形成が行なわれる場合のために、パイロット弁を
越えて接続するバイパス／絞りを不動の、但し交換可能
なノズルの形で設けることも提案された。

この形式で、前記前提条件下どもパイロソト弁の閉鎖部
材の調節移動距離を主弁の完全制御にとって必要な差圧
範囲に適合させることができる。

しかし、冷媒が強度に、例えば４０℃過冷適冷る場合に
難点が生じる。

その際には、比例範囲が縮少する、従って主弁は実際に
はなお開閉弁として動作するにすぎない。

本発明の課題は、強度に過冷された冷媒でも適切な幅の
比例範囲を有する、冒頭に記載した形式の調整装置を提
供することであった。

この課題は、本発明によりパイロット導管内に第１の絞
りとパイロット弁の弁座との間に第２の絞りを直列接続
することによって解決される。

この構成では、パイロット導管内の絞り抵抗がパイロッ
ト弁の前方で人為的に高められ、しかも第１の絞りの、
圧力差に応答する絞り抵抗は高められない。

この結果として、強度に過冷された冷媒モパイロット弁
の前方で、この位置で液体／蒸気混合物が形成される程
十分に放圧される、それによってより幅の広い比例滞に
とって重要な体積膨張が生じる。

流動方向で第１の絞りの後方に第２の絞りを配置するこ
とは、あらゆる運転状態下でも第１の絞りを液状冷媒が
貫通することが保証される。

第２の絞りは調節可能であるのが有利である。

こうすることによって、調整装置をその都度の運転状態
、特に冷媒の過冷温度に適合させることができかつあら
ゆる過冷温度のために比例範囲を任意の幅に調整するこ
とが可能になる。

この場合には、第２の絞りがシール状態で外側に案内さ
れた調整操作部材を有するのが有利である。

この構成によれば、調整は冷凍機の運転中に行なうこと
ができる。

第２の絞りは、パイロット弁のケーシング内に組込まれ
ていてもよい。

それによって、前記絞りを組込むためにハイロント導管
を中断する必要がない。

調整装置がパイロット弁を越えて接続する、有利には調
節可能なバイパス／絞りを有する（例えばこのことは僅
かな過冷で運転するために重要である）形式のものにお
いては、バイパス／絞りの一部を選択的に第２の絞りと
してパイロット導管に接続することができる切換え装置
が設けられている。

この種の調整装置はユニバーサルに使用することができ
る。

第２の絞りは強度の過冷の際にのみかつバイパス／絞り
は弱い過冷においてのみ必要であるにすぎないので、同
一部分を合理的に両者の絞り機能のために使用すること
ができる。

更に、実施例によれば、パイロット弁のケーシング内で
パイロット導管に並烈的に接続可能でありかつフロート
の容器に通じる２つの通路が設けられており、該通路が
第２のバイパス／絞りによって相互に接続されてかすか
つ第１の通路の出口にパイロット弁の弁座があり、かつ
切換装置が選択的に第１又は第２の通路の入口を遮断す
るための第１の遮断部材と、第２の通路の入口が開いて
いる場合に第２の通路の出口を遮断するための第２の遮
断部材とを有するように構成されている。

この構成によれば、簡単に所期の目的が達成される。

特に遮断部材は閉鎖ねじてあってよい。次に、図示の実
施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示された冷凍機は溢流式蒸発器１を有し、該蒸
発器には熱交換器の管４が設けられた液体室３とその上
に蒸気室５が形成されるように水準２丑で液状冷媒が充
填されている。

蒸発室５は遮断弁６を介して低圧圧縮機７と接続されて
おり、該圧縮機内で冷媒は圧縮されかつ螺管８が設けら
れ、同様に液体室１１及び蒸発室１２を有する中間冷却
器１０内で液化される。

上記蒸気室から、冷媒は高圧圧縮機１３によって吸引さ
れかつ新たに圧縮されて凝縮器１４に搬送される。

そこで液化された冷媒は液体捕集器１５内に達する。

中間冷均器１０の螺管８内で強度に退却されかつサーボ
式に制御される主弁１６に達する、この弁によって過冷
された冷媒は適当に絞り込渣れて導管１７を介して溢流
式蒸発器１の液体室３内に導入される。

こうして供給された冷媒の蒸発後に、新たなサイクルが
開始する。

第１図には、例としてこの装置内で生じ得る温度が記入
されている。

凝縮器１４が室内空気で冷却される場合には、液体捕集
器１５内で捕集される凝縮物は＋３０℃の温度を有する
ことができる。

この凝縮物は中間冷却器１０の螺管８内で一１０℃に冷
却される。

冷媒はこの温度を主弁１６内でも有する。

このことは４０℃の過冷に相当する。蒸発器の温度は一
４０℃になる。

主弁１６の制御するために、パイミント弁１８カ設けら
れている。

このパイロット弁はフロート２０のための容器１９を有
し、該容器の上側は遮新井２１が設けられた導管２２を
介して蒸気室５と接続されても・すかつ下側は遮断弁２
３が設けられた導管２４を介して蒸発器１の液体室３と
接続されている。

この形式で、連通容容器が生じ、従って容器１９内にも
液体水準２が存在する。

容器１９は一方側では蓋２５によって閉鎖されてｈす、
該蓋はブロック２６内にノズルとして構成されたパイロ
ット弁の弁座２７を有する。

所属の閉鎖部材２８は、フロート２０をも支持するＬ形
しバー２９に枢着されており、該レバーは支点３０を中
心として旋回可能である。

主弁１６は流入室３１、流出室３２及びその間に配置さ
れた弁座３３を有する。

上記弁座と、シリアダ挿入物３６内を案内されたサーボ
ピストン３５によって上下運動せしめられる閉鎖部材３
４とが共働する。

サーボピストンは、初ばね力が調節部材３８によって調
節可能であるばね３７の作用及びピストン内にノズル開
口として形成された第１の絞り３９の位置での圧力降下
の作用を受ける。

パイロット導管４０は流入室３１から接続孔４１、上記
の第１の絞り３９及びそれと直列接続された調節可能な
第２の絞り４２を介してパイロット弁１８の弁座２７に
通じる。

フロートで制御されるパイロット弁１８が閉シられてい
ると、パイロット導管４０に冷媒は流れることができな
い。

第１の絞り３９の位置に、圧力降下は生じない。

従って、主弁１６ばばね３Ｔの力及び閉鎖部材３４に作
用する差圧によって閉じられている。

液体水準２が降下しかつパイロット弁１８が開くと、液
状媒体は第１の絞り３９、第２の絞り４２及びパイロッ
ト弁１８の弁座２７を介して容器１９に達する。

この場合に、第１の絞り３９の位置に圧力降下が生じ、
該圧力降下は十分に大きければばね３７の刀及び差圧を
克服しかつ主弁を開く。

第２の絞り４２は、その後方に液体／蒸気混合物が形成
されるような圧力降下が該絞りの位置に生じるように調
節されている。

このことは極度に過冷された冷媒の場合でも第２の絞り
４２の調節可能性に基いて可能である。

体積増大に基づいて、パイロット弁の位置に、主弁１６
のサーボピストン３５の位置での小さな圧力差変化に対
してフロートが十分に大きな調節運動を実施することが
できるような絞り抵抗が生じる。

従って、適切な広い比例範囲が生じる。

第２図による実施例では、パイロット弁４３のために第
１図と殆んど同じ構成部分が使用されている。

従って、同一符号が使用されている。この場合には、蓋
４４が異なっている。

この場合には、蓋は第２の絞す４２′として作用する調
節可能な絞り装置４５を支持する、従ってパイロット導
管４０に特殊な構成部材を組込む必要はない。

絞り装置４５は、ねじ締め可能な調節部材４８の一部材
４８の一部分であるピ／４７が嵌合したノズル４６を有
する。

上記調節部材はパツキン４９を貫通して外側に案内され
て、％−１１）かつそこで角棒５０によって調節するこ
とができる。

静止状態では、この調節部材はキャンプ５１によって被
われている。

ノズル４６は２つの平行な通路５２及び５３の間を延び
ており、これらの入口にはパイロット導管４０を固定す
るために夫々１つのねじ山５４及び５５が設けられてい
る。

この場合には、パイロット導管４０は第２の通路５３の
入口に接続されてかす、一方通路５２の入口はねじ山５
４に係合する閉鎖ねじの形の遮断部材５６によって閉鎖
されている。

第１の通路５２の端部は、パイロット弁４３の弁座２７
から成る。

第２の通路５３の出口は、閉鎖ねじの形の第２の遮断部
材５８がねじ嵌められているねじ穴５７より成る。

従って、パイロット導管４０を介して流入して来る冷媒
は通路５３から絞り装置４５を介して通路５２にかつそ
こからパイロット弁４３の弁座２７を介して容器１９に
流入する。

この場合の作動形式は第１図に勅けると同じである。

切換え装置は両遮断部材５６及び５８を有する。

パイロット導管４０を第１の通路５２のねじ山５４に固
定しかつ遮断部材５６を第２の通路５３のねじ山５５に
ねじ込みかツ遮断部材５８をねじ穴５７から取外しかつ
盲穴５９に嵌合すると、フロートで制御されるパイロッ
ト弁が構成され、この場合には絞り装置４５は今やバイ
パス／絞りを形成し、該バイパス／絞すを介してその都
度の調節位置に基づいて程度の差こそあれ冷媒の大部分
はパイロット弁４３の弁座２７の傍を通過することがで
きる。

従って、主弁１６の第１の絞り位置３９を貫通した後読
に強度の気化順向を示す極〈僅かにしか過冷されていな
い冷媒が存在する場合には、このバイパス／絞りを用い
て液体／蒸気混合物の程度の差こそあれ大部分をパイロ
ット弁４３の弁座２７の傍を通過させることができる。

従って、パイロット弁の調節範囲は、圧力差全範囲にお
いて主弁を制御するには十分である。

従って、第２図のハイロット弁は任意の過冷の冷媒のた
めの全ての主要部分をそのま１利用することができる、
この場合に絞り４５が第２の絞りとしてパイロット弁と
直列状態にあろうが、バイパス／絞りとしてそれに並列
接続されていようがいずれの場合にも絞り４５の一部を
用いて十分に幅広い比例範囲が達成可能である。

第３図には、冷媒のためのモリエ線図が示されている、
この場合にはクロルジフルオルメタン（Ｒ２２）が通常
の図式で示されており、０点は下方に記載されており、
横座標にはエンタルピーｈがＫｃａｌ／ｋｇで直線的に
かつ縦座標には圧力がａｔａ対数で記入されている。

太く引かれた曲線は、その上にある純粋な液体の範囲を
その下にある液体／蒸発混合物の範囲から分離し、しか
も細く引かれた線は重量優において蒸気配分を示す。

冷媒が主弁１６にその凝縮圧ＰＫで供給される場合と、
−４０１：の見度に相応する蒸発器１における低圧Ｐｓ
への放圧が行われる場合との２つの場合を調査する。

Ａの場合には、６℃の普通の退却を行なう。

従って冷媒は主弁１６に２４℃の温度で供給される。

Ｂの場合には、４０℃の強度の退却を行なう、従って主
弁１６に供給される冷媒は一１０℃の温度を有する。

Ａの場合にパイロット弁１８を僅かに開くと、液状冷媒
の少量が主弁１６のピストン３５内の第１の絞り３９を
介して流れおりそこに圧力降下を生じる、従ってこの絞
りの出口において圧力Ｐ１が生じる。

パイロット弁１８がより太きく開かれると、この圧力降
下は増大し、第１の絞りの出口では圧力Ｐ２が生じる。

弁座２７と、パイロット弁１８の閉鎖部材２８との間で
は、Ｐｌ ないしＰ２と低圧Ｐｓとの間の残余圧力降下
が生じる。

パイロット弁の開放度が大きくなる程、第１の絞りの後
方での圧力は一層強度に低下し、モリエ線図の太線Ｏの
下方へ至る、このことは、第１の絞りとパイロット弁と
の間の蒸気配分が増大することを意味する。

従って、パイロット弁は液状冷媒だけでなく、体積が冷
媒需要の上昇に伴って増大する液体／蒸気混合物をも処
理すべきである。

このことは、調整の際に幅広いＰ−バンドをもたらす。

上記関係をＢの場合に転用すると、同じ量の液体は第１
の絞り３９に訃ける同じ圧力降下を惹起するが、この絞
り後方では全制御範囲内で液状冷却が存在することは明
らかである。

その結果として、パイロット弁の極めて小さな変化で既
に供給される冷媒の大きな変化が生じる。

Ｐ−バンドは相応して狭い。

ところで、Ｂの場合に勢いて本発明の第２の絞り４２を
第１の絞り３９とパイロット弁１８の間に設置すれば、
この絞りの位置に付加的な圧力降下が生じ、該圧力降下
がパイロット弁１８を僅かに開放した場合に第２の絞り
の後方に圧力Ｐ３を生ぜしめかつパイロット弁を更に開
放すると上記位置に圧力Ｐ４を生ぜしめる。

この結果として、第２の絞りの後方で制御範囲の最大区
分に渡って液体／蒸気混合物が存在し、それによってＰ
−バンドの幅は相応して拡大される。

上記形式に基づいて、冷媒が強度に過冷される場合でも
所定の調整範囲のために蒸発器１及び所属のフロート制
御されるパイロット弁１８内における比較的大きな水準
変動を利用できることが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の暗示された制御装置を有する冷凍機を
示す図、第２図は第２の絞りないしはバイパス／絞りを
有するフロート制御されるパイロット弁の一実施例を示
す断面図及び第３図は冷凍機の機能形式を説明するため
のモリエ線図である。 １８・・・ハイロット弁、１９・・・容器、２０・・・
フロート、２１・・・弁座、３９・・・第１の絞り、４
０・・・パイロット導管１．４２．４２’・・・第２の
絞り、４４・・・ケーシング、４６．４７・・・バイパ
ス／絞りの部分、４８・・・調節部材、５２．５３・−
樋路、５６，５８・・・遮断部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉鎖部材が差圧に基づいて作動するサーボ機構によ
   って制御される主弁と、閉鎖部材が蒸発器の充填状態に
   依存するフロートによって制御されるパイロット弁と、
   上記主弁の吐出側から出発し、サーボ機構に負荷する圧
   力差を構成する第１の絞りを介してパイロット弁の弁座
   に通じる・くイロント導管とを備えた、冷凍機の低圧蒸
   発器用調整装置にも・いて、パイロット導管４０内に第
   １の絞り３９とパイロット弁１８，４３の弁座２７との
   間に第２絞り４２．４２’が直列接続されていることを
   特徴とする、冷凍機の低圧蒸発器用調整装置。 ２ 第２の絞り４２．４２’が調節可能である、特許請
   求の範囲第１項記載の調整装置。 ３ 第２の絞す４２′がシール状態で外側に案内された
   調節部材４８を有する、特許請求の範囲第２項記載の調
   整装置。 ４ 第２の絞り４２′がパイロット弁４３のケーシング
   ４４内に組込ｌれている、特許請求の範囲第１項〜第３
   項のいずれか１項に記載の調整装置。