JPS61202055A - Automatic expansion valve - Google Patents

Automatic expansion valve

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JPS61202055A
JPS61202055A JP60040593A JP4059385A JPS61202055A JP S61202055 A JPS61202055 A JP S61202055A JP 60040593 A JP60040593 A JP 60040593A JP 4059385 A JP4059385 A JP 4059385A JP S61202055 A JPS61202055 A JP S61202055A
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JP
Japan
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valve body
pressure
evaporator
refrigerant
opening area
Prior art date
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JP60040593A
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Japanese (ja)
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潤一郎 原
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高圧冷媒の減圧機能と、冷媒のエバポレータ
流入量を制御する機能とを併有した自動膨張弁の構造に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to the structure of an automatic expansion valve that has both the function of reducing the pressure of high-pressure refrigerant and the function of controlling the amount of refrigerant flowing into an evaporator.

従来の技術 従来、エバポレータの冷媒入口に配設される膨儂弁とし
て、第9図に示したように高圧冷媒の減圧作用のみなら
ず、エバポレータへの冷媒流入量を制御し祷る自動膨張
弁が実用されている(昭和58年5月31日■自動車技
術会発行「自動車工学便覧」第7m、126頁)。
Conventional technology Conventionally, as shown in Figure 9, an automatic expansion valve installed at the refrigerant inlet of an evaporator not only acts to reduce the pressure of high-pressure refrigerant, but also controls the amount of refrigerant flowing into the evaporator. has been put into practical use (May 31, 1980, "Automotive Engineering Handbook" published by the Society of Automotive Engineers of Japan, No. 7m, p. 126).

すなわち感温筒1は、図示しないエバポレータの出口側
外部に接触配置されており、その内部には充填剤が収容
されている。前記感温筒1は、ハウジング2内に配置さ
れたダイヤフラム3の上部側に連通されており、該ダイ
ヤフラム3の下部側は、均圧t#4により、エバポレー
タ出口側に連通されている。前記ハウジング2には、コ
ンデンサに接続される冷媒導入口5と、エバポレータに
接続される冷媒導出口6とが設けられており、この導入
口5と導出口6とは、ボート7により連通されている。
That is, the temperature-sensitive cylinder 1 is placed in contact with the outside of the outlet side of an evaporator (not shown), and a filler is housed inside thereof. The temperature sensing cylinder 1 is communicated with the upper side of a diaphragm 3 disposed in the housing 2, and the lower side of the diaphragm 3 is communicated with the evaporator outlet side by an equal pressure t#4. The housing 2 is provided with a refrigerant inlet 5 connected to the condenser and a refrigerant outlet 6 connected to the evaporator. There is.

該ボート7内には1台座8を介して前記ダイヤフラム3
に固定されたブツシュロッド9が遊挿されており、該ブ
ツシュロッド9の局部には、スプリング10が設けられ
ている。このブツシュロッド9の下端部には、冷媒導出
口6側に位置するボール弁11が当接しており、該ボー
ル弁11は、リ゛ターンスプリング12により、ブツシ
ュロッド9側に付勢されている。
The diaphragm 3 is inserted into the boat 7 via a pedestal 8.
A bushing rod 9 fixed to is loosely inserted, and a spring 10 is provided at a local portion of the bushing rod 9. A ball valve 11 located on the refrigerant outlet 6 side is in contact with the lower end of the bushing rod 9, and the ball valve 11 is urged toward the bushing rod 9 by a return spring 12.

かかる構造において、第to 、 tt図に示したよう
に。
In such a structure, as shown in Figs.

A:ダイヤフラム10面積−=7.07(lll&P1
:充填剤の飽和蒸気圧 P、:エバポレータ蒸発圧力 !’8 : P l−”f Ro:ボート7の半径=0.13cm R1:プッシュロツド9の半径=0.08asl:プッ
シュロツド9のリフト量 R:ボール弁11の半径=0.2廖 Fs:リタンスプリング9の初期ばね力=4に1に:リ
タンスプリング9のばね定数= 3.7’PIaaPa
:導入口5111圧力 Pb:導出口6側圧力 とし、いま aoE f (Re″−R−)=0.033mamミπ
R1″=0.020m adBπR6”=0.0531m と面積を定義すると、 (1)  開じている(ボール弁11がボート7に接触
している)限界は、 PQ・A + pa−ao = pb−JL(1” ’
B #であり−いま%pa=14[p/c++t、 P
e=2Ky/at  とすれば、Ps = 0.515
 Kf/cIItとなり、Ps ) 0.515 Kl
/C14以上で開く。
A: Diaphragm 10 area - = 7.07 (lll&P1
: Filler saturated vapor pressure P, : Evaporator evaporation pressure! '8: P l-"f Ro: Radius of boat 7 = 0.13 cm R1: Radius of push rod 9 = 0.08 asl: Lift amount of push rod 9 R: Radius of ball valve 11 = 0.2 liao Fs: Return spring Initial spring force of 9 = 4 to 1: Spring constant of return spring 9 = 3.7'PIaaPa
: Inlet port 5111 pressure Pb: Outlet port 6 side pressure, now aoE f (Re''-R-) = 0.033 mm π
Defining the area as R1''=0.020m adBπR6''=0.0531m, (1) The open limit (ball valve 11 is in contact with boat 7) is PQ・A + pa-ao = pb -JL(1"'
B # and now %pa=14[p/c++t, P
If e=2Ky/at, Ps = 0.515
Kf/cIIt, Ps) 0.515 Kl
/Opens at C14 or higher.

(2)又ボール弁11が開いているときは、Ps−A+
 Pa −a□ == Pl) al+に/ + Fe
であり、ここでボール弁11が完全に開き始めるときの
差力psを用いて圧力Pを次のように表わす。
(2) Also, when the ball valve 11 is open, Ps-A+
Pa −a□ == Pl) to al+/ + Fe
Here, the pressure P is expressed as follows using the differential force ps when the ball valve 11 starts to open completely.

P= pa −p□  、  PO=0.515Q/c
rItこの、圧力Pを用いると PQ” A =(P ” PQ) ’ A ” Pk”
eLH+ k ’ J+ Fe −pa ’ aQここ
でP□−A =P1) −a、+ Fe−Pa−a(1
だから、(リフト量)J=1.91F となる。
P= pa −p□, PO=0.515Q/c
rIt Using this pressure P, PQ'' A = (P '' PQ) ' A ''Pk''
eLH+ k' J+ Fe -pa' aQ where P□-A = P1) -a, + Fe-Pa-a(1
Therefore, (lift amount) J=1.91F.

(3)又ボール弁11とボート7間に形成される開口面
積8は、 ボール弁11とポート7の内壁7a(第11図)間にで
きる開口面積をaとすると 一*R6 θB ”:I 008 R ポート7の空温断面積aoは、 a6=π(Re’ ” Rt” ) 求める開口面積Sは、 ao>IL の場合  8 = a a(1(a  の場合  B = aQとなる。
(3) Also, the opening area 8 formed between the ball valve 11 and the boat 7 is 1 * R6 θB '': I, where a is the opening area formed between the ball valve 11 and the inner wall 7a of the port 7 (Fig. 11). 008 R The air temperature cross-sectional area ao of port 7 is: a6=π(Re'"Rt") The opening area S to be determined is: when ao>IL, 8=a a(1(when a, B=aQ).

以上から表−1に「実線」として示した値より、第12
図に圧力P−リフト量E、第13図に圧力P−開ロ面積
S、第14図にリフ+1tl−開口面積Sの関係をそれ
ぞれ示しである。
From the above, the 12th
The figure shows the relationship between pressure P and lift amount E, FIG. 13 shows the relationship between pressure P and opening area S, and FIG. 14 shows the relationship between lift+1tl and opening area S, respectively.

しかして、前記構造において、高温の車室内を゛急速に
冷却する所謂クールダウン時には、高熱負荷に:、J:
リエバボレータ出口側の冷媒温度が上昇し、これに応じ
て感温筒1内の温度が上昇する。このため該感温筒1内
の飽和蒸気圧P、とエバポレータ蒸発圧力P、との差圧
P8を用いて表わされる圧力P(P=P日−Pa、I”
0=0.5tsKp/cm)が第12図に実線で示した
ように%0.4Kp/Cd以上となって。
However, in the above structure, during the so-called cool-down period in which the high-temperature vehicle interior is rapidly cooled, a high heat load occurs.
The temperature of the refrigerant on the exit side of the evaporator rises, and the temperature inside the temperature sensing tube 1 rises accordingly. Therefore, the pressure P (P=P day - Pa, I"
0=0.5tsKp/cm) becomes %0.4Kp/Cd or more as shown by the solid line in FIG.

ブツシュロット9は、リフト量0.7問責位する。Butschrot 9 has a lift of 0.7 points.

このため第13図に実線で示したように1.前記リフ・
・ト量0.71mによってボール弁11とポート7間に
最大開口面積0.33mを得ることができ1.この最大
開口面積を利用してエバポレータ内に大量の冷媒を導入
される。そして車室内が徐々に冷却されて、熱負荷が低
下すると、エバポレータ出口側の冷媒温度が低下し、こ
れに伴って前記飽和蒸気圧P1が低下する。したがって
前記圧力Pは、飽和蒸気圧P1に伴って低下し、ブツシ
ュロッド9のリフト量は低下する。よって前記開口面積
日は、前記圧力?、によって調整され、熱負荷に応じて
エバボレータへの冷媒導入量を制御することができるも
のである。
Therefore, as shown by the solid line in Fig. 13, 1. Said riff
・The maximum opening area of 0.33 m can be obtained between the ball valve 11 and the port 7 by using the amount of 0.71 m.1. A large amount of refrigerant is introduced into the evaporator by utilizing this maximum opening area. When the interior of the vehicle is gradually cooled and the heat load is reduced, the temperature of the refrigerant on the evaporator outlet side is reduced, and the saturated vapor pressure P1 is accordingly reduced. Therefore, the pressure P decreases with the saturated steam pressure P1, and the lift amount of the bush rod 9 decreases. Therefore, the opening area is the pressure? , and can control the amount of refrigerant introduced into the evaporator according to the heat load.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記従来装置にあっては、第14図実線で
示したように、ブツシュロッド9のリフト量gにより、
前記開口面積Sが直線的に変化し。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional device, as shown by the solid line in FIG. 14, depending on the lift amount g of the bushing rod 9,
The opening area S changes linearly.

あるリフト量l(0,7m1)を超えると、前記開口面
積Sは、増加することなく最大開口面積である一定の値
(O,33*)に制限される。このため前記クールダウ
ン時で車速が高い(約604y/h以上)ときには、ス
ーパーヒート量が過大になり、第15図のモリエル線図
において、点線で示したように正常時のサイクル(実線
)に対して右側に移動したサイクルが形成され、正常時
のサイクルにおいて得られるサブクールSaが消失し、
前記ボート7内を気液混合状態の冷媒が通流する。した
がって前記制限された開口面積S内において流れる体積
流量において、密度の低い気体冷媒が混入した分、質量
流量は必然的に低下し、冷房量はほぼ質量流量に比例す
ることから、充分な急冷効果を得られるものではなかっ
た。このため表−1及び第13 、14図に「点線」で
示したようにR6=0.15儂、l、=Q、IB、R=
 0.22 ts、ao = 0.039cIItとし
て、ポート7の口径やボール弁11の半径等を大キくシ
、最大開口面積をより大きくすることも起想される。し
かしかかる手段では第14図に9部として示したように
リフト量lのわずがな変化により、開口面積Sが大きく
変化し、冷媒流量を微少制御する際の制御特性が悪化す
るという新たな問題が生ずる。
When a certain lift amount l (0,7 m1) is exceeded, the opening area S is limited to a constant value (O, 33*), which is the maximum opening area, without increasing. For this reason, when the vehicle speed is high (approximately 604 y/h or more) during the cool-down period, the amount of superheat becomes excessive, and as shown by the dotted line in the Mollier diagram of Fig. 15, the normal cycle (solid line) On the other hand, a cycle is formed that moves to the right, and the subcool Sa obtained in the normal cycle disappears.
A refrigerant in a gas-liquid mixture flows through the boat 7 . Therefore, in the volumetric flow rate flowing within the limited opening area S, the mass flow rate inevitably decreases due to the mixing of the low-density gas refrigerant, and since the cooling amount is approximately proportional to the mass flow rate, a sufficient rapid cooling effect can be obtained. It wasn't something I could get. Therefore, as shown by the dotted line in Table 1 and Figures 13 and 14, R6 = 0.15 儂, l, = Q, IB, R =
It is also conceivable to increase the diameter of the port 7, the radius of the ball valve 11, etc. by setting 0.22 ts and ao = 0.039 cIIt, thereby increasing the maximum opening area. However, with such a means, a slight change in the lift amount l causes a large change in the opening area S, as shown as part 9 in FIG. A problem arises.

発明が解決しようとする問題点 本発明は、かかる従来の実情に鑑みてなされたものであ
り、冷媒圧力を検知して膨出変形するアクチュエータと
、該アクチュエータに連係され追従変位する作動部材と
、該作動部材の変位に応じて開閉作動し、冷媒のエバポ
レータ流入量を制御する第1弁体と、該第1弁体の開作
動後、前記作動部材の所定以上の変位にのみ応じて開閉
作動し。
Problems to be Solved by the Invention The present invention has been made in view of the conventional situation, and includes: an actuator that expands and deforms by detecting refrigerant pressure; an actuating member that is linked to the actuator and follows the displacement; a first valve body that opens and closes in response to displacement of the operating member to control the amount of refrigerant flowing into the evaporator; death.

前記流入量を制御する第2弁体とを設けである。A second valve body is provided to control the inflow amount.

作  用 前記構成において所定の差圧、倒えばエバポレータ出口
温度を検出する感温筒内の圧力とエバポレータ蒸発圧力
との間に差圧が生ずると、アク千ユエータは膨出変形し
、該アクチュエータに連係されている作動部材は追従変
位する。すると該作動部材の変位に応じて、第1弁体が
開閉作動する。
Operation In the above configuration, when a predetermined differential pressure occurs between the pressure inside the temperature sensing cylinder that detects the evaporator outlet temperature and the evaporator evaporation pressure, the actuator expands and deforms, causing the actuator to bulge and deform. The associated actuating member undergoes a corresponding displacement. Then, the first valve body opens and closes in response to the displacement of the actuating member.

したがって但負荷時においては、前記第1弁体の開閉作
動により、冷媒のエバポレータ流入量を致密に制御する
ことが可能となる。父高負荷時において前記差圧が増加
すると、アクチュエータはさらに膨出変形し、前記作動
部材は、これに追従する。そして該作動部材の変位によ
って、前記第1弁体が全開となると1作動部材の所定以
上の変位によって、第2弁体が開閉作動する。したがっ
て高熱負荷かつ高速走行中におけるクールダウン時には
、前記第1弁体と第2弁体とを全開にすることにより、
冷媒のエバポレータ流入開口面積が充分に確保される。
Therefore, under load, the amount of refrigerant flowing into the evaporator can be precisely controlled by opening and closing the first valve body. When the differential pressure increases under high load, the actuator further expands and deforms, and the actuating member follows this. When the first valve body is fully opened by the displacement of the actuating member, the second valve body is opened and closed by a predetermined displacement or more of the first actuating member. Therefore, when cooling down during high heat load and high speed driving, by fully opening the first valve body and the second valve body,
A sufficient opening area for refrigerant inflow into the evaporator is ensured.

よって充分な開口面積によりエバポレータへ流入する冷
媒の質量流量が増加し、スーパーヒートの過大化を抑制
して、当該冷凍サイクルの冷房能力を最大限かつ効率的
に発揮させることが可能となるのである。
Therefore, a sufficient opening area increases the mass flow rate of refrigerant flowing into the evaporator, suppresses excessive superheating, and makes it possible to maximize and efficiently utilize the cooling capacity of the refrigeration cycle. .

実施例 以下本発明の一実施例について、前記従来構造と同一部
分、部材に同一符号を付して図面に従って説明する。す
なわち第1図に示したように、ハウジング2には、冷凍
サイクルのコンデンサに連通する冷媒導入口5と、エバ
ポレータに連通する冷媒導出口6とが直交するように形
成されている。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings, with the same parts and members as those of the conventional structure being denoted by the same reference numerals. That is, as shown in FIG. 1, a refrigerant inlet 5 communicating with the condenser of the refrigeration cycle and a refrigerant outlet 6 communicating with the evaporator are formed in the housing 2 so as to be perpendicular to each other.

前記ハウジング2173の上部には、アクチュエータた
るダイヤフラム3が張設されており、該ダイヤフラム3
Ω上部側には冷媒の圧力を検出する感温筒1(第9図)
に接続されたチューブ1aが、又下部側にはエバポレー
タ出口側に接続された均圧管4が各々連通されている。
A diaphragm 3 serving as an actuator is stretched over the upper part of the housing 2173.
Ω On the upper side is a temperature sensing tube 1 that detects the pressure of the refrigerant (Fig. 9).
A tube 1a connected to the evaporator is connected to the lower part thereof, and a pressure equalizing pipe 4 connected to the evaporator outlet side is connected to the lower part thereof.

前記ダイヤフラム3の下面中央には、台座8を介して作
動部材たるプツ7ユロツド9が固定されており、該ブツ
シュロッド9の下端部近傍には突起13が形成されてい
る。
A bushing rod 9 serving as an operating member is fixed to the center of the lower surface of the diaphragm 3 via a pedestal 8, and a projection 13 is formed near the lower end of the bushing rod 9.

このプツンユロツド9の下端部は、前記冷媒導出口6側
に突出しており、前記下端部にはボール弁からなる第1
弁体14が当接している。該第1弁体14は、台座15
を介して第1リターンスプリング16により、ブツシュ
ロッド9側に付勢されている。
The lower end of this push rod 9 protrudes toward the refrigerant outlet 6 side, and the lower end includes a first ball valve.
The valve body 14 is in contact with it. The first valve body 14 is mounted on a base 15
The bushing rod 9 is biased by the first return spring 16 via the bushing rod 9.

前記冷媒導出口6の上端部には、テーパ一部17が形成
されており、該テーパ一部17には、第2リターンスプ
リング18より付勢された第2弁体19が圧接している
。該第2弁体19Fi、円錐台形状であって、中心部に
ボート7が形成されており、該ボート7には前記ブツシ
ュロッド9が遊挿されている。
A tapered portion 17 is formed at the upper end of the refrigerant outlet 6, and a second valve body 19 urged by a second return spring 18 is in pressure contact with the tapered portion 17. The second valve body 19Fi has a truncated conical shape, and a boat 7 is formed in the center thereof, and the bush rod 9 is loosely inserted into the boat 7.

この第2弁体19のテーパ一部17との当接面には、該
テーパ一部17とともに中心線平均粗さ1.6日以上の
仕上げを施し、又は前記当接面とテーパ一部17の一方
にpTyz(商品名:テフロン)を用いることにより、
冷媒の漏洩が防止されている。
The contact surface of the second valve body 19 with the tapered portion 17 is finished with a centerline average roughness of 1.6 days or more, or the contact surface and the tapered portion 17 are finished with a center line average roughness of 1.6 days or more. By using pTyz (trade name: Teflon) on one side,
Refrigerant leakage is prevented.

以上の構成に係る本実施例において、第2図に示した値
に基づいて、第1弁体と第2弁体各々の力のつり合いに
ついて考案する。第2図において。
In this embodiment having the above configuration, the balance of forces between the first valve body and the second valve body will be considered based on the values shown in FIG. In fig.

第1弁体14の諸寸法、諸信号等共通する要素について
は前記従来構造と同様であり、さらに以下の値を設定し
である。
Common elements such as dimensions and signals of the first valve body 14 are the same as those of the conventional structure, and the following values are set.

Ro:ボート7の半径 R2:第2弁体19の上面半径=0.25csR3:第
2弁体19の下面半径=0.5廖t:第2弁体19の高
さ寸法= Q、 25 (BFs: 第1 ’)ターン
スプリング16の初期ばね力=4にり に:第1’Jターンスプリング16のi:!’ネ定a=
3.75Kp /朋 FB’:z2Uターンスプリング18の初期ばね力= 
4.6 Kり に゛:第2リターンスプリング18のばね定数=I K
y l顛 父面積を以下のように定義する。
Ro: Radius of the boat 7 R2: Top radius of the second valve body 19 = 0.25 cs R3: Bottom radius of the second valve body 19 = 0.5 Liaot: Height dimension of the second valve body 19 = Q, 25 ( BFs: 1st ') Initial spring force of turn spring 16 = 4Ni: i of 1st 'J turn spring 16:! 'net a=
3.75Kp / FB': Initial spring force of z2U turn spring 18 =
4.6 K Rini: Spring constant of second return spring 18 = I K
The area of y l pattern is defined as follows.

R2−”π(R2’ −Ro” ) a3E π(R3’−Ro”) a、三πu 、t かかる条件において。R2-”π(R2’-Ro”) a3E π(R3'-Ro”) a, 3πu, t Under such conditions.

(11第1弁体14が閉じている限−界2日”A ” 
Pa’ aQ  ==  Pb’a(1+ I’B上記
関係式は、前記従来装置と同様であり、この式が成立す
る限り、第1弁体14は、ボート7の端部に当接してい
る したがってこの関係式が成立し得る差圧Ps(= 
P、 −P2 )を第1の設定圧Pset lを超えた
時点でブツシュロッド9は下降する。このため第1弁体
14は、第1リターンスプリング16に抗してボート7
から引き離され、ボート7は開放される。よって冷媒は
、導入口5よりボート7を通過し、導出口6を介してエ
バポレータ内に流入する。したがってこのように差圧P
8  が小さいときには、ボート7の開閉を行なう第1
弁体14の動きによって、低負荷時における冷媒のエバ
ポレータ流入量を致密に制御することができるものであ
る。
(11 The limit when the first valve body 14 is closed is 2 days "A"
Pa' aQ == Pb'a (1+ I'B The above relational expression is the same as that of the conventional device, and as long as this equation holds true, the first valve body 14 is in contact with the end of the boat 7. Therefore, the differential pressure Ps (=
P, -P2) exceeds the first set pressure Psetl, the bushing rod 9 descends. Therefore, the first valve body 14 resists the first return spring 16 and the boat 7
The boat 7 is released. Therefore, the refrigerant passes through the boat 7 through the inlet 5 and flows into the evaporator through the outlet 6. Therefore, the differential pressure P
8 is small, the first
By the movement of the valve body 14, the amount of refrigerant flowing into the evaporator at low load times can be closely controlled.

(2)第2弁体19が動き始めるとき。(2) When the second valve body 19 starts to move.

Pa−a、 = Pl)−a、 + Fs’上記式から
第2弁体19の付勢に必要とする初期ばね力Fs’が求
められる。
Pa-a, = Pl)-a, + Fs' The initial spring force Fs' required to bias the second valve body 19 is determined from the above equation.

前記第2弁体19には、ブツシュロッド9の突起13が
当接する以前においても、前記圧力Pa 、 pbO差
が大きい場合には、下方に押し下げられる力が働く。し
たがって前記ブツシュロッド9の動きによってのみ第2
弁体が開くようにするためには、あらゆる使用範囲で、
Pa 、Pl)の差圧により第2弁体19が開らかない
ような初期ばね力を第2リターンスプリング18に設定
する必要がある。そして通常の冷凍サイクルにおいて、
考え得る最高圧力は、Pa = 35 Kl / Cd
l 、また最低圧力はPb= −up/cystである
から、前記初期ばね力’s =3.84Kyとなる。
Even before the projection 13 of the bushing rod 9 comes into contact with the second valve body 19, if the difference between the pressures Pa and pbO is large, a downward force acts on the second valve body 19. Therefore, only by the movement of the bushing rod 9 can the second
In order for the valve body to open, in all ranges of use,
It is necessary to set an initial spring force in the second return spring 18 such that the second valve body 19 does not open due to the pressure difference between Pa and Pl. In a normal refrigeration cycle,
The highest possible pressure is Pa = 35 Kl/Cd
Since the lowest pressure is Pb=-up/cyst, the initial spring force's is 3.84 Ky.

これから第2リターンスプリング18の初期ばね力とし
ては、前述のようにF’s’ = 4.6 Kりとする
と充分である。なおこのときのリフト@1=ioとし、
本実施例の場合e。= 0.6 +uとする。
From now on, it is sufficient to set the initial spring force of the second return spring 18 to F's' = 4.6 K as described above. In this case, lift @1 = io,
In the case of this embodiment e. = 0.6 +u.

そして前記初期ばね力九 に等しい差圧FBを第2の設
定圧Peet2とすると、前記差圧P8が第2の設定圧
Peet2になった時点で、突e13は第2弁体19に
接触し、該第2の設定圧Poet 2をよりわずかに高
い圧力、すなわち第3の設定圧Pset3を超えると、
第2弁体19は突起13により下方に押圧される。した
がって第2弁体19は、第2リターンスプリング18に
抗して下方に押し下げられ、第3図に示したように第2
弁体19とテーパ一部17間に開口20が形成される。
Then, assuming that the differential pressure FB equal to the initial spring force 9 is the second set pressure Peet2, the protrusion e13 contacts the second valve body 19 when the differential pressure P8 reaches the second set pressure Peet2, When the second set pressure Poet 2 is slightly higher than the third set pressure Pset3,
The second valve body 19 is pressed downward by the protrusion 13 . Therefore, the second valve body 19 is pushed down against the second return spring 18, and as shown in FIG.
An opening 20 is formed between the valve body 19 and the tapered portion 17.

(3)第2弁体19が開口20の形成を維持している場
合6−ン。
(3) When the second valve body 19 maintains the formation of the opening 20, 6-n.

P、 ・A =(P ” P6 ) ” A ” Pl
)−a ” Fa ” kJ ” Fs ”k’(1−
io)+as(Pb−Pa)−Pa−a。
P, ・A = (P ” P6 ) ” A ” Pl
)-a ” Fa ” kJ ” Fs ” k' (1-
io)+as(Pb-Pa)-Pa-a.

ここでP(1−A = Pb−a + ’F6− P、
・aoだからP−A = kl + 6+ k’(e−
J+))+(Pl)−FB )−alしたがって上記関
係式が継続する限り、第2弁・体19は、開状態を維持
する。
Here P(1-A = Pb-a + 'F6- P,
・Since ao, P-A = kl + 6+ k'(e-
J+))+(Pl)-FB)-al Therefore, as long as the above relational expression continues, the second valve body 19 remains open.

(4)第2弁体19の開作動によって得られる開口面積
(4) Opening area obtained by opening the second valve body 19.

第4図に示したようにテーパ一部17及び第2弁体19
各部の値を設定すると、テーパ一部17と第2弁体19
間に形成される開口面積は、以下のようになる。
As shown in FIG. 4, the tapered portion 17 and the second valve body 19
After setting the values of each part, the taper part 17 and the second valve body 19
The area of the opening formed between them is as follows.

すなわち1本実施例のように円錐台形の第2弁体19を
用いた場合、最小絞り面積は、同図に点線で示した逆向
きの円錐台形の111面積Mに相当し、この側面積Mは
次式より得られる。
In other words, when the second valve body 19 having a truncated cone shape is used as in this embodiment, the minimum aperture area corresponds to the 111 area M of the truncated cone in the opposite direction indicated by the dotted line in the figure, and this lateral area M is obtained from the following equation.

M = π(R2+X+R2) Fπ可rこれを第2弁
体19の移動量りで表わすと、x=x1sinβ=(L
 cosβ)通β=LCOI3β顕βh =xl co
sβ= L coc’βよって M=π(2R,P L cooβ苅β)四2 CO8’
アツ匹]ロフTM = π(2R,+L cosβ如β
)Lcosβなお、  tan PH1−R1 以上の各関係式に表−2に示した実数値を用いて、圧力
PC””5−po)pリフトt l (= 1.9IP
)。
M = π(R2+X+R2)
cosβ) throughβ=LCOI3βexpressβh=xl co
sβ= L coc'β, so M=π(2R, P L cooβ萐β)42 CO8'
Hot fish] RofTM = π (2R, +L cos β like β
) L cos β In addition, tan PH1-R1 Using the real values shown in Table 2 for each of the above relational expressions, pressure PC""5-po) p lift t l (= 1.9 IP
).

開口面積S(第1弁体14と第2弁体19の開作動によ
って得られる総開口面積)の関係は、第5〜7図に特性
となる。
The relationship between the opening area S (the total opening area obtained by the opening operations of the first valve body 14 and the second valve body 19) is shown in FIGS. 5 to 7 as characteristics.

表−2 すなわち本実施例によれば、一点鎖線で示し徒来構造の
最大開口面積が0.33cmであるのに対し、第1弁体
J4と第2弁体19の全開により最大開口面積0.56
7を得ろことが可能となる。
Table 2 That is, according to this embodiment, the maximum opening area of the artificial structure shown by the dashed line is 0.33 cm, whereas the maximum opening area is 0.33 cm by fully opening the first valve body J4 and the second valve body 19. .56
It is possible to get a 7.

したがって高速走行中におけるクールダウン時には、第
1弁体]4と第2弁体19とを前記ブツシュロッド9の
下降変位に伴って全開にすることにより、高負荷に応じ
た大量の冷媒をエバポレータに導入することができ、ス
パーヒートの過大化を抑制して、優れた急冷特性を得る
ことができるのである。
Therefore, during cool-down during high-speed running, by fully opening the first valve body 4 and the second valve body 19 as the bushing rod 9 moves downward, a large amount of refrigerant corresponding to the high load is introduced into the evaporator. This makes it possible to suppress excessive superheating and obtain excellent quenching characteristics.

なお前記実施例においては、テーパーs17に第2弁体
19を面接触させることにより、第2弁体19の全閉状
態を得るようにしたが、第8図に示したように冷媒導入
口5と冷媒導出口6に連通する孔21を設け、該孔21
の下端縁部に第2弁体19を線接触させるようすること
も可能である。かかる構造によればテーパ一部17の切
削成形が不要となり、成形、加工を容易化ル得る。
In the above embodiment, the second valve body 19 is brought into surface contact with the taper s17 to obtain the fully closed state of the second valve body 19, but as shown in FIG. A hole 21 communicating with the refrigerant outlet 6 is provided, and the hole 21
It is also possible to have the second valve body 19 in line contact with the lower end edge of the valve body. According to such a structure, cutting and forming of the tapered portion 17 is not necessary, and forming and processing can be facilitated.

発明の詳細 な説明したように本発明は、アクチュエータに連係され
た作動部材の変位に応じて開閉作動する第1弁体と、該
第1弁体の開作動後、前記作動部材の所定以上の変位に
のみ応じて開閉作動する第2弁体とにより、冷媒のエバ
ポレータ流入量を制御するようにした。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described above, the present invention includes a first valve body that opens and closes in accordance with the displacement of an operating member linked to an actuator, and a first valve body that opens and closes in accordance with the displacement of an operating member linked to an actuator; The amount of refrigerant flowing into the evaporator is controlled by the second valve body, which opens and closes only in response to displacement.

よって冷凍サイクルの定常運転時等、小負荷時には、作
動部材の所定以下の変位に応じて、第1弁体のみが開閉
作動し、冷媒のエバポレータ流入量を致密に制御するこ
とができる。又高速走行中におけるクールダウ時には、
所定以上作動部材を変位させることにより、さらに第2
弁体を開作動させて充分な開口面積を得ることができる
。よって充分な開口面積により、エバポレータへの冷媒
流入量を適正にし、スーパーヒートの過大化を抑制して
、当該冷保サイクルの冷房能力を最大限かつ効率的に発
揮させることができるものである。
Therefore, during steady operation of the refrigeration cycle and other small loads, only the first valve body opens and closes in response to displacement of the operating member below a predetermined value, making it possible to closely control the amount of refrigerant flowing into the evaporator. Also, when cooling down while driving at high speed,
By displacing the actuating member by a predetermined amount or more, the second
A sufficient opening area can be obtained by opening the valve body. Therefore, with a sufficient opening area, the amount of refrigerant flowing into the evaporator can be made appropriate, suppressing excessive superheating, and maximally and efficiently exerting the cooling capacity of the cold storage cycle.

なお前記実施例においては、第1弁体が最大開度となっ
た後に第2弁体を開作動させるようにしたが、第1弁体
の任意の開閉時点で第2弁体を追従させることも可能で
あり、かかる構造とすれば広範な使用条件に対して適切
な開口面積をより自由に選択することが可能となる。又
、前述の実施例はいずれも機械的な構造の実施例を示し
たが、アク千ユエータ作動部材をソレノイド等で形成す
ることもできる。
In the above embodiment, the second valve body is opened after the first valve body reaches its maximum opening degree, but the second valve body can be opened and closed at any time point of the first valve body. With such a structure, it becomes possible to more freely select an appropriate opening area for a wide range of usage conditions. Furthermore, although the above-described embodiments have all shown examples having a mechanical structure, the actuator operating member may also be formed of a solenoid or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を示す断面図、第2図は、
同実施例の概念図、第3図は同実施例の作動状態を示す
断面図、第4図は、同実施例の要部を示す説明図、第5
図は、同実施例の圧力−リフト量特性図、第6図は、同
実施例の圧力−開口面積特性図、第7図は、同実施例の
リフト鷺−開ロ面積特性図、第8図は、本発明の他の実
施例を示す要部説明図、第9図は、従来の自動膨張弁を
示す断面図、第10図は、同自動膨張弁の概念図、第1
1図は、同自動膨張弁の作用を示す説明図、第12図は
、同自動膨張弁の圧力−リフト量特性図、第13図は、
同自動膨張弁の圧力−開口面積特性図、第14図は、同
自動膨張弁のリフト量−開口面積特性図、第16図は、
同自動膨張弁を使用した冷凍サイクルのモリエルIIJ
図である。 1・・、感温筒、3・アク千ユエータ(ダイヤフラム)
、4・・・均圧管、5・・冷媒導入口、6・・・冷媒導
出口、7・・・ボート、9・・・作動部材(ブツシュロ
ッド)、13・・・突起、14・・・第1弁体、19・
・・第2弁体。 第4図 第5図 圧力;P Kg/cm2 第6図 0 0.1 0.2 03 0.4 0.5 0.6 
 CL7圧カニPKg/cm2 第7図 0     0.5      1 ・17H1:1 第10図 第12図 、1コニ、カニP Kg/cm2 第13図 圧7:l:Pに宏m2
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view showing the operating state of the embodiment, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the main parts of the embodiment, and FIG.
6 is a pressure-opening area characteristic diagram of the same embodiment. FIG. 7 is a lift-opening area characteristic diagram of the same embodiment. 9 is a sectional view showing a conventional automatic expansion valve. FIG. 10 is a conceptual diagram of the automatic expansion valve.
Figure 1 is an explanatory diagram showing the action of the automatic expansion valve, Figure 12 is a pressure-lift characteristic diagram of the automatic expansion valve, and Figure 13 is
14 is a pressure-opening area characteristic diagram of the automatic expansion valve, and FIG. 16 is a lift amount-opening area characteristic diagram of the automatic expansion valve.
Moliel IIJ refrigeration cycle using the same automatic expansion valve
It is a diagram. 1. Temperature-sensing cylinder, 3. Aqueous unit (diaphragm)
, 4... Pressure equalization pipe, 5... Refrigerant inlet, 6... Refrigerant outlet, 7... Boat, 9... Operating member (bush rod), 13... Projection, 14... No. 1 valve body, 19.
...Second valve body. Figure 4 Figure 5 Pressure; P Kg/cm2 Figure 6 0 0.1 0.2 03 0.4 0.5 0.6
CL7 Pressure Crab PKg/cm2 Fig. 7 0 0.5 1 ・17H1:1 Fig. 10 Fig. 12, 1 Koni, Crab P Kg/cm2 Fig. 13 Pressure 7:l:P Nihiro m2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)冷媒圧力を検知して膨出変形するアクチユエータ
と、該アクチュエータに連係され追従変位する作動部材
と、該作動部材の変位に応じて開閉作動し、冷媒のエバ
ポレータ流入量を制御する第1弁体と、該第1弁体の開
作動後、前記作動部材の所定以上の変位にのみ応じて開
閉作動し、前記流入量を制御する第2弁体とを備えたこ
とを特徴とする自動膨張弁。
(1) An actuator that expands and deforms by detecting refrigerant pressure, an actuating member that is linked to the actuator and follows the displacement, and a first actuator that opens and closes according to the displacement of the actuating member to control the amount of refrigerant flowing into the evaporator. An automatic valve comprising: a valve body; and a second valve body that opens and closes only in response to a displacement of a predetermined amount or more of the actuating member after the first valve body is opened, and controls the inflow amount. expansion valve.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011257023A (en) * 2010-06-07 2011-12-22 Fuji Koki Corp Expansion valve
JP2017198373A (en) * 2016-04-26 2017-11-02 株式会社不二工機 Expansion valve

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JP2011257023A (en) * 2010-06-07 2011-12-22 Fuji Koki Corp Expansion valve
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