JPS6333105Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は冷蔵庫等の冷凍装置内に設けられ、該
装置の冷媒流れをON・OFFする流体制御弁に関
する。

すなわち、高圧容器型の電動圧縮機を用した冷
蔵庫等の冷凍装置において、該電動圧縮機が停止
すると冷凍装置の低圧側が高圧状態になり、低圧
側を通じて蒸発器に高圧ガスが流入すること、並
びに高圧側である凝縮器からも減圧器を介して蒸
発器に流入することから運転再開時には蒸発器に
対して大きな熱負荷となり、消費電力量を必然的
に大きくしてしまう欠点を有している。

そこで本出願人は、蒸発器に高圧側、低圧側か
らの過熱ガスの流入を阻止すべく、電磁弁等の電
気力を使用せずシステム内の流体圧力を利用して
この目的を達成する流体制御弁を提案しており、
本考案はこの流体制御弁を冷凍装置に組み込むに
あたり、改良を加えたものである。

つまり、冷凍装置は一般的に圧縮機、凝縮器、
ドライヤー、減圧器、蒸発器等を環状に連接して
構成されるが、この冷凍装置に対してさらに流体
制御弁を加えるとなれば配管接続部分が増加し、
また冷凍装置の構成部品が増加することで冷蔵庫
等の製品に組み込む時の障害になり、製品を大型
化させたり、コストも上昇させる欠点がある。

そこで本考案は流体制御弁とドライヤーとの一
体化を計り、もつて冷凍装置として配管接続部分
の減少、構成部品が少なくて済む冷凍装置用流体
制御弁を提供するものである。

以下に本考案の一実施例について説明する。１
はロータリーコンプレツサで、密閉容器２と圧縮
要素３と図示しない電動要素で構成されている。
また、このロータリーコンプレツサ１は内部に逆
止弁を備えていないものである。

４は本考案の冷凍装置用流体制御弁であり、同
一ケーシング５内にドライヤー部６と流体制御弁
部７を有している。そして冷凍装置はロータリー
コンプレツサ１、コンデンサ８、前記流体制御弁
部７の第１の弁装置７ａ、ドライヤー部６、キヤ
ピラリーチユーブ９、エバポレータ１０、前記流
体制御弁部７の第２の弁装置７ｂ、サクシヨンラ
イン１１、ロータリーコンプレツサ１を順次環状
に連結してなる。

前記流体制御弁部７は高圧回路Ａ側に介在され
る上方に位置した第１の弁装置７ａと低圧回路側
に介在される下方に位置した第２の弁装置７ｂを
略垂直に配設し、前記第１の弁装置７ａと第２の
弁装置７ｂとの間に第３の弁装置７ｃを有してお
り、第１の弁装置７ａと第３の弁装置７ｃは第１
のボール弁１２を共有の弁体としている。つまり
該第１のボール弁１２が第１の弁装置７ａを閉弁
したるときに第３の弁装置７ｃは開弁し、ボール
弁１２が第１の弁装置７ａが開弁したるときに第
３の弁装置７ｃは閉弁するものである。１３はケ
ーシング５内に配置された第１のハウジング、１
４は同じくケーシング５内で第１のハウジング１
３と相対向して配置された第２のハウジングであ
る。

第１のハウジング１３の上面端部には入口ポー
ト１５ａを形成し、内部上面中央に第１の弁座１
６及びこの弁座１６に連通する第１の出口ポート
１５ｂを形成し、かつ前記出口ポート１５ｂの上
面にはケーシング５によつて前記ドライヤー部６
が形成されている。前記ドライヤー部６の下端部
及びケーシング５にて形成された出口部１５ｃで
ある上端部にはそれぞれフイルタ６ａ及び６ｂが
設けられており、このフイルタ６ａ及び６ｂ間に
は乾燥材６ｃが充填されてドライヤーが構成され
ている。

前記ケーシング５は、上記したようにその内部
に前記ドライヤー部６及び前記流体制御弁部７の
第１の弁装置７ａ、第２の弁装置７ｂならびに第
３の弁装置７ｃを備え、これらはケーシング５の
全周かしめによりケーシング５に固定され、気密
を保持している。

而して第１の弁装置７ａは入口ポート１５ａ、
出口ポート１５ａ、第１の弁座１６、ボール弁１
２にて構成されており、第３の弁装置７ｃはボー
ル弁１２、弁座１７、連通ポート１８にて構成さ
れている。すなわち第２のハウジング１４の上面
には第３の弁装置７ｃ、第３の弁座１７を形成
し、該弁座１７から第２のハウジング１４を貫通
して連通ポート１８が設けられ、第２の弁装置７
ｂの弁下流室１９と連通されている。また、第１
のハウジング１３内部は略円筒状のシリンダ室２
０であり、前記第１のボール弁１２の外周との間
に若干（10〜20μm）の間隙を有する状態で摺動
可能とし、該第１のボール弁１２の上下の略気密
状態を可能としている。さらに、シリンダ室２０
下部には前記第２のハウジング１４の上部外周１
４ａが嵌合状態で臨んでいる。

また、前記第２のハウジング１４の上面に形成
されている第３の弁座１７の外周部にバネ２１を
保持しており、該バネ２１の他端は前記第１のボ
ール弁１２に当接している。つまり第１のボール
弁１２はバネ２１によつて前記第１の弁装置７ａ
を閉弁する方向に付勢されている。

またケーシング５下部の内部には第２の弁装置
７ｂを構成する第２のボール弁２２、第２の弁座
２３、ストツパー２４が備えられ、該ストツパー
２３の側部には開口部が設けられており、周知の
逆止弁を構成している。該ケーシング５下端部は
第２の弁装置７ｂの第２の入口ポート２５ａであ
り、ケーシング５の略中央上部側壁には弁下流室
１９と連通した第２の出口ポート２５ｂが設けら
れている。

而してこの流体制御弁４は、第１の入口ポート
１５ｃがコンデンサ８の出口側に、出口部１５ｃ
がキヤピラリチユーブ９の入口側に、第２の入口
ポート２５ａがエバポレータ１０の出口側に、第
２の出口ポート２５ａがロータリコンプレツサ１
の吸入側に各々接続配管される。

従つて、第１の弁装置７ａは高圧回路Ａを開閉
するものであり、第２の弁装置７ｂは低圧回路Ｂ
を開閉するものであり、第３の弁装置７ｃは低圧
回路Ｂとシリンダ室２０とを開閉するものであ
り、該シリンダ室２０のボール弁１２上部と下部
との圧力差ΔPがバネ２１の付勢力より大なる時
に第１の弁装置７ａを開弁し、第３の弁装置７ｃ
を閉弁する。このとき、第１のボール弁１２と前
記シリンダ室２０とは若干の間隙を有している
が、第３の弁座１７に第１のボール弁１２が圧着
されているため、高圧回路Ａと低圧回路Ｂとは完
全に分離できる。逆に圧力差ΔPがバネ付勢力よ
り小となれば、第１のボール弁１２は上方へ摺動
せしめられ、第１の弁装置７ａを閉路、第３の弁
装置７ｃを開路するものである。第２の弁装置７
ｂは周知の逆止弁動作を行なうものである。

次に上記流体制御弁４を冷凍装置に組込んだ時
の作用について述べる。第１図は冷凍装置が運転
中の状態図を表わしたもので、冷凍装置の高圧側
は通常の高圧力であり、低圧側は通常の低圧力で
あるため、流体制御弁４の第１のボール弁１２は
高圧回路Ａと低圧回路Ｂとの圧力差によつてバネ
２１を押し下げ第３の弁座１７に圧着され、第１
の弁装置７ａを開路し、第３の弁装置７ｃを閉路
している。一方第２の弁装置７ｂは低圧側のエバ
ポレータ１０より流入するガス流によつて第２の
ボール弁２２が吹き上げられ、第２の弁座２３を
離れストツパー２４内に収納されている。ガスは
第２のボール弁２２下部からストツパー２４の側
部開口部を通過して第２の出口ポート２５ｂへと
支障なく流れ、第２の弁装置７ｂは開路状態とな
つている。従つて、ロータリーコンプレツサ１よ
り吐出された冷媒ガスはコンデンサ８、流体制御
弁部７の第１の弁装置７ａ、キヤピラリーチユー
ブ９、エバポレータ１０、流体制御弁部７の第２
の弁装置７ｂ、サクシヨンライン１１、ロータリ
ーコンプレツサ１へと支障なく流れて冷凍作用を
行う。

次に冷凍装置の停止中の状態について第２図を
用いて説明する。ロータリーコンプレツサ１の停
止によりエバポレータ１０よりのガス流が停止す
るので、流体制御弁部７の第２の弁装置７ｂの第
２のボール弁２２は自重で落下し第２の弁座２３
に当接して第２の弁装置７ｂを閉路状態にする。
その結果、ロータリーコンプレツサ１よりのスー
パーヒートガスがエバポレータ１０へと逆流、流
入するのを防止する。更に時間が経過すると密閉
容器２内のスーパーヒートガスは圧縮要素３の図
示しないシリンダ室に流入し、さらにサクシヨン
ライン１１へと流入し、第２の出口ポート２５ｂ
から第２の弁装置７ｂの弁下流室１９へと流入す
るので該弁下流室１９内の圧力は急激に上昇し、
これを連通する連通ポート１８内の圧力も急激に
上昇し、第１のボール弁１２の上面圧力と近似と
なる。該第１のボール弁１２の上下圧力が近似と
なるとバネ２１の付勢力により第１のボール弁１
２は上方へ摺動せしめ第１の弁装置７ａを閉路
し、コンデンサ８よりのスーパーヒートガスのエ
バポレータ１０への流入を防止する。

更に第１のボール弁１２を上方に付勢するバネ
２１の作用について第３図の冷凍装置の圧力変化
図を用いて説明する。図において、ロータリーコ
ンプレツサ１が停止すると同時に第２の弁装置７
ｂは閉路状態となりロータリーコンプレツサ１よ
り逆流するスーパーヒートガスにより低圧回路Ｂ
の圧力は急激に上昇する。この時、第１の弁装置
７ａはまだ開路状態でありコンデンサ８と高圧回
路Ａの圧力は等しく徐々に降下する。この停止後
の微小時間ｔが経過すると第１のボール弁１２に
作用する力F_pは上下の差圧ΔP_pと連通ポート１８
の作用面積S₁によつて発生する力F_pp（F_pp＝ΔP_p
×S₁）であり、これに対してバネ２０の付勢力F_c
が大となり、第１のボール弁１２が押上げられ、
第３の弁装置７ｃは開路状態となる。次にこの状
態で前記第１のボール弁１２に作用する力F_p1は
第１のボール弁１２の上下の差圧ΔP₁と第１のボ
ール弁１２の有効面積S₂によつて発生する力F_p1
（F_p1＝ΔP₁×S₂）であり、これに対してバネ２１
の付勢力F_cが大となると該第１のボール弁１２は
第１の弁座１６に圧着され第１の弁装置７ａは閉
路状態となる。この時点より第１の出口ポート１
５ｂに流入する冷媒が停止するので第１の出口ポ
ート１５ｂの圧力は急激に降下する。この圧力降
下により前記第１のボール弁１２は更に第１の弁
座１６に吸着され、洩れは低減する。尚、ロータ
リーコンプレツサ１が停止後は第１の弁装置７ａ
が閉路する迄の微小時間ｔは約30秒以下である必
要がある。この30秒以下というのは冷凍装置の大
きさや、ロータリーコンプレツサ１の大きさにも
よるが冷凍装置が停止後より約45秒〜１分程度は
コンデンサ８で凝縮された液冷媒がキヤピラリー
チユーブ９へ流入し正常な冷凍作用を行うので、
それ以前に第１の弁装置７ａを閉弁すれば良いた
めである。そのためには、前記微小時間ｔをでき
るだけ小さくすることが必要であり、このために
は前記差圧ΔPが大きな時に第１の弁装置７ａを
閉弁させることである。一方低外気温時の第１の
ボール弁１２に作用する上下圧力差はだんだんと
小さくなり、前記差圧ΔPを大きく設定すると冷
凍装置が運転状態でも第１の弁装置７ａは閉弁状
態となり冷凍作用が行なわれなくなる。以上より
前記差圧ΔPは２Kg／cm²前後に設定している。

以上の説明から明らかな如く、本考案の冷凍装
置用流体制御弁はケーシング内に高圧回路に介在
されて該回路を低圧回路との圧力差でもつて開閉
する弁装置を有し、この弁装置を入口ポートと、
出口ポートと、この出口ポートに連通する弁座
と、この弁座を開閉する弁体にて構成するととも
に、前記出口ポートに連通する出口部を前記ケー
シングを延出して一体的に構成し、この出口ポー
トと出口部間のケーシング内にドライヤーを構成
したものであり、冷蔵庫等の冷凍装置に常設され
ているドライヤーと流体制御弁とをこの弁のケー
シングを利用して一体化することにより、小型
化、低コスト、溶接工程の低減等がはかれるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例の冷凍装置用流体制御
弁を有する冷凍装置の冷凍サイクル図で運転時の
上記弁の主要断面図、第２図は第１図相当の停止
時の弁の要部断面図、第３図は冷凍装置の圧力変
化図である。 ５……ケーシング、７ａ……第１の弁装置（弁
装置）、６……ドライヤー部（ドライヤー）、Ａ…
…高圧回路、Ｂ……低圧回路、１２……第１のボ
ール弁（弁体）、１５ａ……入口ポート、１５ｂ
……出口ポート、１５ｃ……出口部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ケーシング内に高圧回路に介在されて該回路
   を低圧回路との圧力差でもつて開閉する弁装置
   を有し、この弁装置を入口ポートと出口ポート
   と、この出口ポートに連通する弁座と、この弁
   座を開閉する弁体にて構成するとともに前記出
   口ポートに連通する出口部を前記ケーシングを
   延出して一体的に構成し、この出口ポートと出
   口部間のケーシング内にドライヤーを構成した
   冷凍装置用流体制御弁。 (2) 前記弁装置の弁体を高圧回路、低圧回路の圧
   力を直接受けるボール弁により構成した実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の冷凍装置用流体
   制御弁。