JPS595814Y2 - 温度式自動膨張弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はパワーエレメントに冷媒をガス状態で封入す
る温度式膨張弁に関し、利用する産業分野は一般の冷凍
装置において膨張弁の弁体操作部（ベローズまたはダイ
アフラム等の圧力応動体室およびキャピラリー管）温度
（ＴＳ）が感温部温度（ＴＢ）より常に高い温度即ちＴ
Ｓ＞ＴＢの条件で用いられる例えば、カークーラ，冷蔵
庫等に適用される。

温度式膨張弁は冷凍サイクルの蒸発器出口側温度を感温
筒などの感温部で検知し、これを圧力に変換して、この
圧力を蒸発器圧力と対抗させ、ベローズやダイアフラム
等の圧力応動体の薄膜を変形させ、薄膜の変位を弁体に
伝え、弁口部の開閉度合に応じて冷媒流量をコントロー
ルし蒸発器能力を有効に発揮させるための弁である。

そうして蒸発器出口側の温度を検知するために感温部を
含んだパワーエレメントに低温，低圧で蒸発する冷媒を
封入して用いるが、この封入方式に冷媒をガス状で封入
するガス封入方式と液状で封入する液封入方式がある。

前者のガス封入方式は感温部，キャピラリ管，ダイアフ
ラム室（またはベローズ室）よりなるパワーエレメント
に使用温度よりや・高温の下で冷媒をガス状態で封入す
るので、実際の使用状態においては、パワーエレメント
の最低温度を感知した部分に封入されたガスの余剰ガス
が凝縮液化し、パワーエレメント部の最低温度に相当す
る飽和蒸気圧がパワーエレメント内部の圧力を支配する
。

したがってパワーエレメントの感温部の温度（ＴＢ）が
弁体操作部温度（ＴＳ）より低いＴＳ＞ＴＢの状態なら
ば、液面は常に感温部に存在し、パワーエレメント内部
圧力は液面部温度における飽和蒸気圧力となるから弁体
操作部の作動は感温部の温度変化に応じて動作し、正常
の作動をするＴＳ＜ＴＢの状態では液面は低温の弁体操
作部内に存在し、内部圧力は液面の存在する操作部温度
ＴＳに左右され感温部温度ＴＢで動作すべき弁が操作部
温度ＴＳで動作することになり弁の正常動作が行われな
くなる。

即ち冷媒ガス封入方式において膨張弁の正常動作を行わ
せるためにはＴＳ＞ＴＢが必須の条件となるものである
。

後者の液封入方式では、前記弁体操作部の容積より感温
部容積を大にして使用温度範囲において弁体操作部容積
〈封入液容積〈感温部容積となるように液封入すれば、
ＴＳ＞ＴＢまたはＴＳ＜ＴＢの条件下においても常に感
温部に液面が存在し、感温部温度（ＴＢ）によって弁体
操作部を作動させることができるが、この方式では液封
入操作がむずかしく、かつ、感温部容積を大にし、かつ
封入液も多量に用いるのでコストが上昇する欠点がある
。

本考案の解決すべき技術的課題は上記のＴＳ＞ＴＢの条
件が常に得られるようにして、ガス封入方式を採用でき
るようにすることである。

こ・に技術的課題を解決するために、本考案の講じた技
術的手段は下記の通りである。

（イ）弁体操作部の圧力応動体の動作を弁に伝える伝達
棒を弁本体の貫通孔内に挿通し、該貫通孔に導通して一
次側高圧冷媒入口孔を設ける。

（ロ）前記伝達棒を支承し、かつ高圧冷媒の漏洩を防止
するシール部を弁体操作部に近接して貫通孔内に設ける
。

上記の技術的手段は次のように作用する。

一次側高圧冷媒は入口孔から弁本体内に流入し、高圧冷
媒の保有する熱で入口孔周面、断熱膨張された二次側冷
媒によって冷却された伝達棒および貫通孔シール部迄の
周面に接する弁本体を加温し、また貫通孔内に高圧冷媒
の漏洩を防止するシール部を設けているので、高圧冷媒
が貫通孔壁と伝達棒の間隙から洩流し、断熱膨張して低
温となり、弁体操作部を冷却することを防止しているの
で、弁体操作部は保温され高温度にＴＳを保つ。

膨張弁によって冷媒圧力は下げられるために蒸発器内の
液冷媒の温度は圧力相当の温度まで下降し、その温度（
ＴＢ）は高圧冷媒の熱で保温される操作部温度（ＴＳ）
より常に低（ＴＳ＞ＴＢの条件が保持される。

また高圧冷媒は貫通孔内のシール部でシールされ圧力応
動体の下面に作用することはない。

本考案は上記の如く、圧力応動体の動作を弁に伝える伝
達棒を弁本体の貫通孔内に挿通し、該貫通孔に導通する
高圧冷媒人口孔を設け、前記伝達棒を支承し、かつ高圧
冷媒の漏洩を防止するシール部を弁体操作部に近接して
貫通孔内に設ける構戒としているので、下記の効果を生
ずる。

（１）高圧冷媒の保有する熱で入口孔周面、二次側冷媒
によって冷却される伝達棒、および貫通孔シール部迄の
周面に接する弁本体を加温し、弁体操作部は保温される
ので、ＴＳ＞ＴＢの条件が常に得られガス封入方式が採
用できる。

（２）ガス封入方式の膨張弁とすることができるので、
液封入方式のものと比較して感温部容積は小型で足り、
封入ガス量も少量となるので膨張弁のコスト低減に寄与
する。

以下前記の技術的手段の一具体例を示すため図示実施例
について説明する。

第１図は本考案による膨張弁の破断面図で、上蓋２と下
蓋３との間にダイアフラム４を介設し上蓋２内に導通す
る感温管１を設け、感温管１ならびに、上蓋２とダイア
フラム４で構戒する空室ａよりなるパワーエレメント内
には使用温度よりや・高温の下で冷媒がガス状態で封入
されている。

ダイアフラム下面に当接する当金５を介してダイアフラ
ム４の動作を弁体１３に伝達する伝達棒１２を弁本体の
貫通孔１２ａに挿通して設け、第２図のシール部断面図
に示すように該貫通孔１２ａには伝達棒を支承する商品
名テフロン（四弗化エチレン）等の耐蝕性の材料よりな
る帽子状のパッキン７と、パッキンに弾着して該パッキ
ンを伝達棒に密着させるパッキン押え８と、前記パッキ
ンを弁本体に固着する押え金具６とよりなるシール部Ｓ
を有している。

弁本体９には上部に、冷媒人口孔Ａを前記貫通７Ｌ１２
ａに導通して設け、下部に、低圧冷媒室Ｂを設け、前記
貫通孔１２ａは低圧冷媒室Ｂに開口し、該開口部を開閉
する弁体１３をスプリング受１４で保持し、該スプリン
グ受１４と、本体に螺合する調節ねじ１１との間には弾
力を調整可能にスプリング１０が嵌挿され、弁体１３に
当接する伝達棒と当金を介して伝達されるダイアフラム
上面の圧力Ｐ１に対しスプリング１０の弾力Ｐ３および
ダイアフラム下面に導かれる蒸発器圧力Ｐ２との合力と
が対抗している。

上記構戊に於で、高圧側冷媒は入口孔Ａから高温を保っ
て流入し貫通孔１２ ａと伝達棒１２との間隙から進入
するがシール部Ｓでシールされダイアフラム下面の下蓋
３とダイアフラム４で構或される空室ｂには達しないの
で上記Ｐ，とＰ ２＋ Ｐ ａの関係が保たれる。

しかも高圧側冷媒の保有する熱でダイアフラム等の操作
部は保温され、一方感温管１の感温部は蒸発器の出口側
器壁に接して設けられるのでその温度ＴＢは、前記ダイ
アフラム等の操作部温度ＴＳより常に低く、封入ガスの
凝縮が感温部で行われ、感温部の温度に於ける飽和蒸気
圧で操作部の作動がなされることになる。

弁１３の開閉動作は周知の如く、感温部の温度に於ける
飽和蒸気圧によるダイアフラム４上面に加わる荷重が蒸
発器圧力とスプリング１０の弾力の合力によるダイアフ
ラム４下面に加わる荷重より大なるときは弁１３は伝達
棒１２で下方に押されて、貫通孔１２ａの開口部を開放
し、冷媒は入口孔Ａから低圧冷媒室Ｂに連通し蒸発器に
供給される。

又ダイアフラム下面に加わる荷重がダイアフラム上面に
加わる荷重より大なるときは弁１３はスプリング１０に
よって前記開口部を閉止し冷媒の蒸発器への供給を塞止
するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示したもので、第１図は膨張弁
の破断面図、第２図は第１図のシール部の部分拡大断面
図である。 １・・・・・・感温管、２・・・・・・上蓋、３・・・
・・・下蓋、ａ，ｌ）・・・・・・空室、４・・・・・
・ダイアフラム、５・・・・・・当金、６・・・・・・
押え金具、７・・・・・・パッキン、８・・・・・・パ
ッキン押え、９・・・・・・弁本体、１０・・・・・・
スプリング、１１・・・・・・調節ねし、１２・・・・
・・伝達棒、１２ ａ・・・・・・貫通孔、１３・・・
・・・弁体、Ｓ・・・・・・シール部、Ａ・・・・・・
冷媒入口孔、Ｂ・・・・・・低圧冷媒室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷凍サイクルに用い、パワーエレメントに冷媒ガスを封
   入する温度式自動膨張弁において、圧力応動体の動作を
   弁に伝える伝達棒を弁本体の貫通孔内に挿通し、該貫通
   孔を導通する高圧冷媒入口孔を設け、前記伝達棒を支承
   し、かつ高圧冷媒の漏洩を防止するシール部を弁体操作
   部に近接して貫通孔内に設けた温度式自動膨張弁。