JPS62228849A - 冷凍サイクルの弁装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍サイクルの主冷媒通路から分岐する分岐
冷媒通路を開閉する冷凍サイクルの弁装置に関する。

（従来の技術） 従来の冷凍サイクルにおいて、主冷媒通路から分岐する
分岐冷媒通路を開閉する弁装置としては一般に電磁弁が
採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、電磁弁を採用すると、これに付随して電
磁弁への通断電を制御する制御回路までも必要になるか
ら、総じてコスト高になる欠点があった。しかも、電磁
弁を開閉動作させるためにこれに電力を供給しなければ
ならないから、その分冷却（コンプレッサの運転）とは
直接関係のない余分な７ｕ力を消費してしまうという欠
点もあった。

本発明は上述した欠点を解消するためのもので、従って
その目的は、製造コストの低減化及び冷凍サイクル全体
としての電力消費量の低減化を同時に図り得る冷凍サイ
クルの弁装置を提供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の弁装置は、冷凍サイクル中の冷媒を流通させる
ための冷媒流入口及び冷媒流出口を有し且つ該冷媒を分
流させるための分流口を有するケーシングを設け、この
ケーシング内に感熱媒体が封入された感熱媒体封入室を
仕切り形成するように圧力応動体を設け、前記ケーシン
グ内の冷媒の温度に応する前記感熱媒体の膨脹・収縮に
伴う前記圧力応動体の変位に基づき弁体を前記分岐冷媒
通路に通じる出口に接離させるように構成したものであ
る。

（作用） 冷凍サイクル中の冷媒をケーシング内に流通させること
によって、この冷媒の温度に応じて感熱媒体封入室内の
感熱媒体を膨脹・収縮させる。

この感熱媒体の膨脹・収縮によって圧力応動体を変位さ
せることにより、弁体をケーシングの分流口に接離させ
て分岐冷媒通路を開閉するものである。

この場合、弁体の駆動源が冷媒の温度に応じて膨脹・収
縮する感熱媒体であるから、弁体を開閉動作させるため
の制御回路や電力が不要となる。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例を第１図乃至第４図に基いて
説明する。この第１実施例の冷凍サイクルの主冷媒通路
１は、ロータリー形のコンプレッサ２の吐出口２ａと吸
入口２ｂとの間に、コンデンサ３、差圧弁４、キャピラ
リーチューブ５、冷却器６、逆止弁７を直列に接続して
成る。一方、８は主冷媒通路１のうちコンプレッサ２の
吐出口２ａとコンデンサ３との間の部分から分岐する分
岐冷媒通路で、この分岐冷媒通路８と主冷媒通路１との
分岐部分に弁装置９を設けている。この場合、弁装置９
のケーシング１０に形成した冷媒流入口１１及び冷媒流
出口１２を主冷媒通路１中に接続し、該ケーシング１０
の図示上部に形成した分流口１３を分岐冷媒通路８に接
続している。そして、分岐冷媒通路８はキャピラリーチ
ューブ１４を備え、その流出側端部を逆止弁７とコンプ
レッサ２の吸入口２ｂとの間のサクションバイブ１ａに
接続している。斯かる分岐冷媒通路８のうちキャピラリ
ーチューブ１４よりも弁装置９側の部分と前記差圧弁４
の圧力導入ポート４ａとを連通管１５で連結している。

これによって、差圧弁４の圧力導入ポート４ａは連通管
１５及びキャピラリーチューブ１４を介してコンプレッ
サ２の吸入口２ｂに連通された形態となるから、コンプ
レッサ２の運転時にはコンプレッサ２の吸入圧力により
圧力導入ポート４ａの圧力が低下して差圧弁４が開放し
た状態になる。

而して、弁装置９のケーシング１０内には圧力応動体た
るベローズ１６を設け、このベローズ１６によってケー
シング１０の内部を冷媒流通室１７と感熱媒体封入室１
８の二室に区分している。

このうち、冷媒流通室１７は主冷媒通路１及び分岐冷媒
通路８に連通して内部を冷媒が流通し、一方、感熱媒体
封入室１８には感熱媒体１９を封入している。この実施
例においては、感熱媒体１９は主冷媒通路１を流通する
冷媒と同一の媒体を用いている。そして、ベローズ１６
は分流口１３に接近又は離反するように図示上下方向に
伸縮自在に構成され、該ベローズ１６の上端面に取付座
２０を介して弁体２１を取着している。更に、ベローズ
１６上端面とケーシング１０上端面との間に圧縮スプリ
ング２２を設けており、感熱媒体封入室１８と冷媒流通
室１７との内圧の差ΔＰが０゜２ｋｇ／ｃｄ（以下「閉
鎖作動圧力差ΔＰｏＪという）を越えたときに、その圧
力差によりベローズ１６が圧縮スプリング２２の弾発力
に抗して伸長して弁体２１が分流口１３に圧接した状態
になるように、該圧縮スプリング２２の弾発力を適宜設
定している。

次に、上記構成の作用について説明する。コンプレッサ
２の運転時には、コンプレッサ２の吸入圧力がキャピラ
リーチューブ１４及び連通管１５を介して差圧弁４の圧
力導入ポート４ａに作用するから、該圧力導入ポート４
ａ側の圧力が低下して差圧弁４が開放した状態になる。

これによって、コンプレッサ２の吐出口２ａから吐出さ
れた高温冷媒が弁装置９の冷媒流通室１７内を通過して
コンデンサ３に至り、ここで放熱して液化した後、冷却
器６に流入して庫内の冷却に供され、最終的にコンプレ
ッサ２の吸入口２ｂに戻るという循環を繰返す。斯かる
コンプレッサ２の運転時には、コンプレッサ２内で圧縮
された冷媒の温度Ｔｃは第２図に点線で示すように高く
っている。このような高温冷媒がコンプレッサ２の吐出
口２ａから構成される装置９の冷媒流通室１７内を流通
することになるから、冷媒流通室１７内の冷媒の温度Ｔ
ｏも第２図に実線で示すように高くなる。この冷媒流通
室１７内の高温冷媒によってベローズ１６を介して感熱
媒体封入室１８内の感熱媒体１９が加熱されて膨脹し、
感熱媒体封入室１８の内圧ＰＩが第３図に実線で示すよ
うに高くなる。これに対し、冷媒流通室１７の内圧ＰＯ
は第３図に点線で示すように比較的低い値を維持するか
ら゛、画室１７．１８間の圧力差ΔＰ（八Ｐ−Ｐｉ　−
ＰＯ）が第４図に示すように閉鎖作動圧力差ΔＰ。

（０、２ｋｇ　／　ｃｉ　）よりも大きくなる。この結
果、感熱媒体１９の膨脹によりベローズ１６が圧縮スプ
リング２２の弾発力に抗して分流口１３方向（」１方）
に伸長し、これによって弁体２１が分流口１３に圧接し
て分岐冷媒通路８が閉鎖された状態になる。本発明者の
実験結果によれば、コンプレッサ２の起動後数秒で弁体
２１が閉鎖作動することが確認されている。

而して、コンプレッサ２の運転により庫内が設定温度以
下に冷却されると、その時点でコンプレッサ２が停止さ
れる。このコンプレッサ２の停止と同時に、弁装置９の
冷媒流通室１７内への高温冷媒の供給も停止されるから
、冷媒流通室１７の冷媒温度Ｔｏが第２図に示すように
急激に低下する。この冷媒流通室１７の冷媒温度Ｔｏの
低下に伴って、感熱媒体封入室１８の感熱媒体１９の温
度が低下し、これにより該感熱媒体１９が収縮して感熱
媒体封入室１８の内圧Ｐｌが第３図に示すようにコンプ
レッサ２の停止直後に急激に低下する。その結果、画室
１７．１８間の圧力差ΔＰが第４図に示すようにコンプ
レッサ２の停止直後に急激に小さくなってほぼＯｋｇ　
／　ｃｊになる。このため、ベローズ１６が圧縮−スプ
リング２２の弾発力により下方に収縮して弁体２１が第
１図に示すように分流口１３から離反し、以って分岐冷
媒通路８が開放された状態になる。本発明者の実験結果
によれば、コンプレッサ２の停止後２０〜３０秒で弁体
２１が開放作動することが確認されている。

面して、コンプレッサ２の停止直後は吐出口２ａ側が高
圧で、吸入口２ｂ側が低圧になっているが、コンプレッ
サ２の停止後２０〜３０秒で弁体２１が開放作動して分
岐冷媒通路８が開放された状態になるから、コンプレッ
サ２の吐出口２ａ側の高圧冷媒がケーシング１０の分流
口１３から分岐冷媒通路８を通ってコンプレッサ２の吸
入口２　ａ　側に流れ込む。これによって、コンプレッ
サ２の吸入側の圧力が急激に上昇し、これに伴って差圧
弁４の圧力導入ポート４ａ側の圧力も急激に上昇して該
差圧弁４が閉鎖作動する。この差圧弁４の閉鎖により、
コンプレッサ２の停止時にコンデンサ３側０高温冷媒が
冷却器６内に流入することが阻止される。また、このと
きにはコンプレッサ２の吐出口２ａ側の圧力と吸入口２
ｂ側の圧力が分岐冷媒通路８を介して短時間のうちに平
衡するようになり、その後のコンプレッサ２の起動時の
負荷が軽減される。

上記実施例の弁装置９の場合、ケーシング１０内をベロ
ーズ１６により冷媒流通室１７と感熱媒体ｉ−を人家１
８とに区分し、冷媒流通室１７を流通する冷媒の温度に
応する感熱媒体封入室１８内の感熱媒体１９の膨脹・収
縮に基づきベローズ１６を変位させて、弁体２１を分岐
冷媒通路８側の分流口１３に接離させるように構成した
から、弁体２１を開閉動作させるのに同等ｆＰｉ力を必
要とせず、その分電力消費量を低減できる。しかも、弁
装置９自体の構成が比較的簡単であるばかりか、これの
開閉動作を制御するための制御回路が不要になるから、
従来の電磁弁に比しコスト的にも６利である。

第５図は本発明の第２実施例を示したもので、この第２
実施例における冷凍サイクルの主冷媒通路２３は、コン
プレッサ２の吐出口２ａと吸入口２ｂとの間にコンデン
サ３、第１のキャピラリーチューブ２４、第１の冷凍室
用冷却器２５、第２のキャピラリーチューブ２６、第２
の冷凍室用冷部器２７を順に直列に接続して成る。この
場合、第１の冷凍室用冷却器２５を冷凍室（図示せず）
内に棚状に設けてこれに載置した食品を直接的に冷却し
得るように構成している。一方、冷蔵室用冷却器２８を
備えた分岐冷媒通路２９は、主冷媒通路２３のうち第２
のキャピラリーチューブ２６と第２の冷凍室用冷却器２
７との間の部分から分岐するように設けられ、その分岐
部分に前述した第１実施例とほぼ同一構造の弁装置９が
設けられている。。

次に、」１記構成の作用を説明する。コンプレッサ２の
運転時には、コンデンサ３で液化された冷媒が第１の冷
凍室用冷却器２５に流入して、ここで冷凍室内の食品の
冷却に供された後、第２のキャピラリーチューブ２６を
介して弁装置９の冷媒流通室１７内に流入することにな
る。このとき、例えば第１の冷凍室用冷却器２５に新た
に多量の食品を載置した直後で冷凍室内の温度が比較的
高くなっているものとすると、この場合には該冷却器２
５内において液冷媒の蒸発率が高くなるから、該冷却器
２５から液冷媒のまま弁装置９の冷媒流通室１７内に流
入する割合が著しく低下し、該冷媒流通室１７内には多
量のガス冷媒が流入することになる。このガス冷媒は温
度上昇しているから、冷媒流通室１７内の冷媒の温度は
相対的に高くなる。このため、感熱媒体封入室１８内の
感熱媒体１９が膨脹してベローズ１６が図示上方に伸長
し、これによって弁体２１が分流口１３に圧接して分岐
冷媒通路２９を閉鎖し、冷蔵室用冷却器２８側への冷媒
の流入を阻止する。従ってこの場合、第１の冷凍室用冷
却器２５から流出した冷媒は弁装置９を介して全て第２
の冷凍室用冷却器２７に流れ込み、該冷却器２７による
冷凍室内の冷却に供される。この結果、冷凍室内の食品
の冷凍が促進されることになる。その後、食品の冷凍が
進んで第１の冷凍室用冷却器２５内における液冷媒の蒸
発率が低下すると、弁装置９の冷媒流通室１７内に流入
するガス冷媒の割合が低下し、これに伴って冷媒流通室
１７内の冷媒の温度が低下する。このため、感熱媒体封
入室１８内の感熱媒体１９が収縮して、ベローズ１６が
図示下方に収縮し、以って弁体２１が分流口１３から離
反して分岐冷媒通路２９が開放された状態になる。これ
によって、冷蔵室用冷却器２８にも冷媒が供給されて冷
蔵室が冷却される。

尚、上記両実施例では弁装置９の圧力応動体としてベロ
ーズ１６を用いたが、これに代えて例えばダイアフラム
を用いても良い。また、感熱媒体封入室１８内に封入す
る感熱媒体としては冷媒に限られず、これ以外の媒体で
あっても良い。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、ケーシング内
に感熱媒体封入室を仕切り形成するように圧力応動体を
設け、ケーシングを流通する冷媒の温度に応する感熱媒
体封入室内の感熱媒体の膨脹・収縮に基づき圧力応動体
を変位させて、弁体をケーシングの分流口に接離させる
ように構成したから、弁体を駆動するのに同等電力を必
要とせず、その分電力消費量を低減でき、しかも、弁体
の開閉動作を制御するための制御回路が不要になって、
製造コストを低減できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１実施例を示したもので
、第１図は冷凍サイクル図、第２図はコンプレッサ内及
び冷媒流通室内における冷媒の温度変化特性図、第３図
は冷媒流通室内及び感熱媒体封入室内における圧力変化
特性図、第４図は冷媒流通室及び感熱媒体封入室間にお
ける圧力差の変化特性図であり、そして第５図は本発明
の第２実施例を示す第１図相当図である。 図面中、１は主冷媒通路、２はコンプレッサ、４は差圧
弁、８は分岐冷媒通路、９は弁装置、１０はケーシング
、１１は冷媒流入口、１２は冷媒流出口、１３は分流口
、１６はベローズ（圧力応動体）、１７は冷媒流通室、
１８は感熱媒体封入室、１９は感熱媒体、２１は弁体、
２２は圧縮スプリング、２３は主冷媒通路、２９は分岐
冷媒通路である。 第　１　図 時間 第２図 ＪＲ４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷凍サイクル中の冷媒を流通させるための冷媒流入
   口及び冷媒流出口を有し且つ該冷媒を分流させるための
   分流口を有するケーシングと、このケーシング内に設け
   られ感熱媒体が封入された感熱媒体封入室を仕切り形成
   する圧力応動体と、前記ケーシング内の冷媒の温度に応
   する前記感熱媒体の膨脹・収縮に伴う前記圧力応動体の
   変位に基づき前記分流口に接離される弁体とを具備して
   成る冷凍サイクルの弁装置。