WO2015163003A1 - 絞り装置 - Google Patents

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valve
needle
primary chamber
stopper member
valve port
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裕正 高田
雄一郎 當山
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株式会社鷺宮製作所
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    • F25B2500/26—Problems to be solved characterised by the startup of the refrigeration cycle

Definitions

  • the present invention relates to a throttle device provided between a condenser and an evaporator of a refrigeration cycle such as an air conditioner.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 55-44149
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 55-44150
  • Patent Document 3 Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-25756
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-5544
  • the conventional throttling device is a differential pressure type expansion valve in which the valve opening degree changes according to the pressure difference between the pressure of the refrigerant on the condenser side (primary side) and the pressure of the refrigerant on the evaporator side (secondary side).
  • a coil spring (spring) that biases the valve body in the valve closing direction against the force due to the differential pressure is provided.
  • the valve opening characteristic is determined in accordance with the differential pressure and the spring constant of the coil spring.
  • the valve opening degree is also determined by the assumed differential pressure during normal operation, so that good controllability can be obtained. Further, as in Patent Document 4, by providing the oil passage (11) (bleed port) in the valve body (5), a bleed flow rate can be obtained even when the valve is closed, and even during low load operation, the valve Since a very small flow rate can be allowed to flow without fully closing the port, the compressor can be kept running at a low speed.
  • the bleed port is a small hole, if the foreign matter is clogged, it will remain clogged and the bleed flow rate cannot be obtained. Further, if the bleed flow rate is to be reduced, a bleed port with a small diameter must be made correspondingly, and processing becomes difficult. It becomes even more difficult when trying to make a bleed port with a small diameter that is particularly accurate.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is provided between a valve port and a valve body that determine an initial opening before the valve opening starts to increase (for example, when the differential pressure is 0). It is an object of the present invention to provide a diaphragm device that can set the minimum gap easily and accurately.
  • a throttling device is a throttling device that is provided between a condenser and an evaporator of a refrigeration cycle and decompresses the refrigerant cooled by the condenser and sends the refrigerant to the evaporator.
  • a main body case constituting a primary chamber to be connected and a secondary chamber connected to the evaporator, and a valve port is formed and disposed between the primary chamber and the secondary chamber in the main body case.
  • valve seat member a valve body that varies an opening degree of the valve port by moving along the axis of the valve port, a spring member that biases the valve body toward the primary chamber, and the valve body
  • a stopper member disposed opposite to the primary chamber side end, and the primary chamber side end of the valve body is inserted into the valve port from the secondary chamber side, and the primary chamber side end To contact the stopper member to position the end of the primary chamber side,
  • the valve body has a structure that does not seated on the valve seat member.
  • the throttling device according to claim 2 is the throttling device according to claim 1, wherein the valve body is a needle valve, the end portion on the primary chamber side is a tip portion of the needle portion of the needle valve, and the needle portion The tip portion of the needle portion protrudes from the valve port toward the primary chamber, and the tip portion of the needle portion is brought into contact with the stopper member to position the tip portion.
  • a throttling device is the throttling device according to the first or second aspect, wherein a screw hole having an internal thread portion is formed on the primary chamber side of the valve seat member, and the stopper member is substantially cylindrical.
  • a male screw part is formed on the outer periphery in the shape, and a conduction hole is formed in the direction of the axis L, and the stopper member is attached to the valve seat member by screwing the stopper member into the screw hole. It is characterized by that.
  • a throttling device is the throttling device according to any one of the first to third aspects, wherein the throttling device is arranged on the secondary chamber side in the main body case so as to be coaxial with the axis of the valve port, A cylindrical guide member that guides the valve body by a columnar guide hole, and a body-side flow path that sends a refrigerant from the valve port to the secondary chamber through a gap between the guide member and the body case;
  • the back space of the valve body in the guide member is used as an intermediate pressure chamber, and an intermediate pressure introduction path for introducing the refrigerant from the valve port into the intermediate pressure chamber is provided.
  • the gap between the primary chamber side end of the valve body and the valve port can be changed by movement of the primary chamber side end in the axial direction. Therefore, the minimum gap can be accurately set by determining the position of the end of the valve body on the primary chamber side by the stopper member.
  • the throttling device of the second aspect since the needle portion of the needle valve has an acute taper angle (meeting angle of the generatrix with the axis L as the center), the gap between the needle port and the valve port is It can be changed minutely by movement in the axial direction. Therefore, the minimum gap can be accurately set by determining the position of the tip of the needle portion with the stopper member. Further, since the needle valve is not seated on the valve seat member by the stopper member, there is no possibility that the needle valve bites into the valve port.
  • the position in the axis L direction of the stopper member can be adjusted by the screwing amount with respect to the valve seat member, so that the minimum gap can be set easily and accurately.
  • an intermediate pressure close to the pressure of the primary chamber is introduced into the intermediate pressure chamber serving as the back space of the valve body. Therefore, compared with control using only the differential pressure between the pressure in the primary chamber and the pressure in the secondary chamber, it is possible to control more closely following the condensation pressure, and even if the secondary chamber pressure increases, cooling operation is performed according to the condensation pressure. Can continue.
  • FIG. 1 (A) It is the longitudinal cross-sectional view (FIG. 1 (A)) and flat sectional view (FIG. 1 (B)) of the diaphragm
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view (FIG. 1A) and a plan sectional view (FIG. 1B) of the diaphragm device of the embodiment
  • FIG. 2 is a plan view of a stopper member in the diaphragm device of the embodiment (FIG. 2A).
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the refrigeration cycle of the embodiment. Note that FIG. 1B is a cross section taken along the line AA in FIG.
  • This refrigeration cycle constitutes, for example, a vehicle-mounted air conditioner, and includes a compressor 100 to which vehicle power is transmitted, a condenser 110, the expansion device 10 of the embodiment, and an evaporator 120. ing.
  • the refrigerant compressed by the compressor 100 is supplied to the condenser 110, and the refrigerant cooled by the condenser 110 is sent to the expansion device 10.
  • the expansion device 10 expands and depressurizes the refrigerant and sends it to the evaporator 120 as will be described later. Then, the interior of the vehicle is cooled by the evaporator 120, and a cooling function is obtained.
  • the refrigerant evaporated in the evaporator 120 is circulated to the compressor 100.
  • the expansion device 10 includes a main body case 1 made of a metal tube, a metal valve seat member 2, a guide member 3, a needle valve 4 as a “valve element”, an adjustment screw 5, The coil spring 6 as a “spring member” and a stopper member 7 are provided.
  • the valve seat member 2 and the guide member 3 are integrally formed by cutting a metal material or the like.
  • the main body case 1 has a cylindrical shape centered on the axis L, and constitutes a primary chamber 11 connected to the condenser 110 and a secondary chamber 12 connected to the evaporator 120.
  • the valve seat member 2 has a substantially cylindrical shape that matches the inner surface of the main body case 1.
  • a caulking groove 2a is formed on the entire outer circumference of the valve seat member 2 (the entire circumference around the axis L). By caulking the main body case 1 at the position of the caulking groove 2a, the valve seat member 2 is formed. (And the guide member 3) are fixed in the main body case 1. As a result, the valve seat member 2 is disposed between the primary chamber 11 and the secondary chamber 12.
  • the valve seat member 2 is formed with a valve port 21 having a cylindrical hole centered on the axis L, and a screw hole 22 that is coaxial with the valve seat member 2 and opens from the valve port 21 to the primary chamber 11 side. Is formed.
  • a female screw portion 22 a is formed on the inner periphery of the screw hole 22.
  • the guide member 3 has a cylindrical shape and is erected in the secondary chamber 12 from the valve seat member 2, and a gap between the guide member 3 and the main body case 1 serves as a main body side channel 13.
  • the guide member 3 has a columnar guide hole 31 centered on the axis L, and an opening hole 32 is formed at a position adjacent to the valve seat member 2 to conduct the guide hole 31 and the outside (secondary chamber 12). ing. Also, A female thread portion 31 a is formed on the inner peripheral surface of the end portion of the guide hole 31.
  • the needle valve 4 is formed at the end of the insertion portion 42, the conical needle portion 41 having a substantially flat end surface of the tip portion 41 a, the insertion portion 42 inserted into the guide hole 31 of the guide member 3, and the insertion portion 42. And a boss portion 43.
  • the insertion portion 42 has a substantially cylindrical shape, and the needle valve 4 is guided to move along the axis L by inserting the insertion portion 42 into the guide hole 31.
  • the back space of the needle valve 4 in the guide hole 31 is an intermediate pressure chamber 44.
  • the distal end portion 41a of the needle portion 41 is a “primary chamber side end portion of the valve body”, and the distal end portion 41a variably controls the valve opening degree of the expansion device according to the differential pressure, thereby controlling the flow rate of the refrigerant. It is a part of the needle portion that does not come off from the valve port 21 even when the needle valve 4 moves to the secondary chamber 12 side during adjustment and the opening degree of the valve port 21 becomes maximum.
  • D cut surfaces 42 a are formed at two positions on the side surface of the insertion portion 42, and a gap between the D cut surface 42 a and the inner surface of the guide hole 31 leads to the intermediate pressure chamber 44 from the space on the valve port 21 side.
  • An intermediate pressure introduction path 45 is provided.
  • the boss portion 43 is fitted with a chrysanthemum spring 43 a in which a spring is brought into sliding contact with the inner peripheral surface of the guide hole 31.
  • the chrysanthemum spring 43 a prevents the needle valve 4 from vibrating due to the clearance between the needle valve 4 and the guide hole 31.
  • the adjustment screw 5 has a substantially columnar shape, and a male screw portion 5a is formed on the outer periphery thereof, and a slit 5b for fitting a minus driver is formed at an end portion on the secondary chamber 12 side.
  • the adjusting screw 5 is formed with a through hole 51 passing through the center thereof.
  • the coil spring 6 is disposed in a compressed state between the needle valve 4 and the adjusting screw 5 through the chrysanthemum spring 43a in the guide hole 31.
  • the adjusting screw 5 is attached to the guide member 3 by screwing the male screw portion 5 a on the outer periphery thereof with the female screw portion 31 a of the guide hole 31.
  • the coil spring 6 biases the needle valve 4 toward the primary chamber 11, and the biasing force that biases the needle valve 4 is adjusted by the screwing amount of the adjusting screw 5 into the guide member 3.
  • the stopper member 7 has a substantially cylindrical shape, and a male screw portion 7a is formed on the outer periphery thereof.
  • the stopper member 7 is formed with three conduction holes 71 around the axis L.
  • the stopper member 7 is attached to the valve seat member 2 by screwing the male screw portion 7a on the outer periphery thereof with the female screw portion 22a of the screw hole 22 of the valve seat member 2.
  • the tip 41a of the needle portion 41 of the needle valve 4 protrudes from the valve port 21 to the primary chamber 11 side.
  • the end surface of the distal end portion 41 a of the needle portion 41 is in contact with the stopper surface 72 of the stopper member 7, and a gap is formed between the needle portion 41 and the valve port 21. That is, the needle valve 4 is not seated on the valve seat member 2.
  • the gap between the needle portion 41 and the valve port 21 becomes an “orifice” that restricts the flow of refrigerant from the primary chamber 11 to the secondary chamber 12 and expands and depressurizes it.
  • the position of the tip portion 41 a of the needle portion 41 (the position of the end portion on the primary chamber side of the valve body) is positioned by the stopper member 7.
  • the flow rate of the refrigerant flowing through the orifice can be adjusted by the screwing amount of the stopper member 7 into the valve seat member 2.
  • the bleed flow rate can be adjusted with extremely high accuracy.
  • the stopper member 7 is fixed to the valve seat member 2 by, for example, adhesion, brazing, caulking, or the like.
  • the refrigerant in the primary chamber 11 flows from the conduction hole 71 of the stopper member 7 to the valve port 21 and the needle portion as shown by arrows in FIG. 4. It flows out into the guide hole 31 through a gap (orifice) with 41.
  • the refrigerant flowing out to the guide hole 31 is divided, one flow refrigerant flows from the opening hole 32 of the guide member 3 to the main body side flow path 13, and the other flow refrigerant passes through the intermediate pressure introduction path 45 to the intermediate pressure. It flows into the chamber 44.
  • the refrigerant in the main body side flow path 13 flows into the secondary chamber 12 as it is, but the refrigerant in the intermediate pressure chamber 44 flows out into the secondary chamber 12 through the hole 51 of the adjustment screw 5.
  • the pressure of the refrigerant in the primary chamber 11 is P1
  • the pressure of the refrigerant in the intermediate pressure chamber 44 is PM
  • the pressure of the refrigerant in the secondary chamber 12 is P2. Since the refrigerant immediately after passing through the valve port 21 is introduced into the intermediate pressure chamber 44, the refrigerant pressure PM in the intermediate pressure chamber 44 becomes higher than the refrigerant pressure P2 on the secondary chamber 12 side. That is, P2 ⁇ PM ⁇ P1 It becomes a relationship. As described above, the pressure PM in the intermediate pressure chamber 44 can be made closer to the pressure P1 in the primary chamber 11 (intermediate pressure) than the pressure P2 in the secondary chamber 12.
  • the pressure P2 and the pressure PM exert a force on the needle valve 4 in the valve closing direction
  • the pressure P1 exerts a force on the needle valve 4 in the valve opening direction. That is, the force due to the differential pressure between P1 and P2 and the differential pressure between P1 and PM acts on the needle valve 4 in the valve opening direction.
  • the force due to the differential pressure acting on the needle valve 4 is balanced with the urging force of the coil spring 6 to determine the position of the needle valve 4, that is, the opening degree of the valve port 21.
  • the spring constant of the coil spring 6 can be made smaller than the latter by the amount of the pressure PM in the intermediate pressure chamber 44.
  • the valve opening degree can be determined by the pressure P1 of the primary chamber 11 and the pressure PM of the intermediate pressure chamber 44 close to the pressure P1, it is possible to perform control that more closely follows the condensation pressure (the pressure of the condenser 110). Become. Thereby, even if the pressure of the secondary chamber 12 becomes high, the cooling operation can be continued according to the condensation pressure.
  • the flow path area A2 of the intermediate pressure introduction path 45 is smaller than the flow path area A1 of the main body side flow path 13. Accordingly, the refrigerant introduced into the intermediate pressure chamber 44 from the intermediate pressure introduction passage 45 has a sufficiently smaller flow rate than the refrigerant flowing through the main body side flow path 13, and when the refrigerant passes through the coil spring 6 in the intermediate pressure chamber 44. No noise is generated.
  • the needle valve 4 is not seated on the valve seat member 2 by the stopper member 7, for example, when charging the refrigerant in the refrigeration cycle, charging is performed from the secondary side pipe and high pressure is applied to the secondary chamber 12. Even if it is done, the needle part 41 does not bite into the valve port 21. Further, as described above, since the stopper member 7 ensures a minimum clearance (orifice) between the needle portion 41 and the valve port 21, the needle valve 4 is opened even if foreign matter is clogged in the clearance. By operating it, this foreign substance can be washed away. That is, foreign matter may remain clogged in a structure in which a bleed port such as a small hole is provided around the valve port or in the needle portion, but this is not the case in the embodiment.
  • the minimum clearance (orifice) with the valve port 21 can be adjusted with a simple structure, and the stopper member 7 communicates with the valve port 21. Therefore, there is no need to consider back leakage at the mounting portion of the stopper member 7 at all.
  • valve body is a needle valve
  • present invention is not limited to this, and a ball valve, a conical valve having a large apex angle, or the like may be used.
  • the stopper member disposed on the primary chamber side with respect to the valve seat member is brought into contact with the end portion on the primary chamber side of the valve body, and the position of the end portion on the primary chamber side is positioned. If the structure is such that the body does not sit on the valve seat member, the bleed amount can be adjusted by the screwing amount with respect to the valve seat member as in the embodiment.
  • the stopper member since the stopper member is screwed and fixed to the valve seat member, it is easy to set the minimum gap.
  • the present invention is not limited to this, and the primary chamber side of the valve body is not limited thereto. If it is a stopper member which can position the position of an edge part, the structure of a stopper member and a valve body will not be restricted to the thing of embodiment.
  • valve body may be a ball valve having an insertion portion that is inserted into the guide member, a conical valve having a large apex angle, or the like.
  • the back space of the valve body (insertion portion) of the guide hole of the guide member is used as an intermediate pressure chamber, and a part of the refrigerant flowing out from the valve port is caused to flow into the intermediate pressure chamber through the intermediate pressure introduction path. Then, the control which followed the condensation pressure (the pressure of the condenser 110) becomes possible like the said embodiment.

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Abstract

　冷凍サイクルの凝縮器により冷却された冷媒を減圧して蒸発器に送り出す絞り装置（１０）において、ニードル弁（４）と弁ポート（２１）との最小隙間を正確に設定できるようにする。凝縮器に接続される一次室（１１）と蒸発器に接続される二次室（１２）とを構成する円筒状の本体ケース（１）内に、弁ポート（２１）が形成された弁座部材（２）と、この弁座部材（２）と一体の円筒状のガイド部材（３）とを設ける。ガイド部材（３）内にニードル弁（４）を弁ポート（２１）側に付勢するコイルばね（６）を設ける。ニードル弁（４）のニードル部（４１）を弁ポート（２１）から一次室（１１）側に突出させる。ニードル部（４１）の先端部（４１ａ）をストッパ部材に当接させて先端部（４１ａ）の位置を位置決めする。ストッパ部材（７）の軸線（Ｌ）方向の位置を弁座部材（２）に対するねじ込み量により調整する。

Description

絞り装置
　本発明は、空気調和機等の冷凍サイクルの凝縮器と蒸発器との間に設けられる絞り装置に関する。
　従来、この種の絞り装置として、例えば特開昭５５－４４１４９号公報（特許文献１）、特開昭５５－４４１５０号公報（特許文献２）、実開昭５９－２５７５６号公報（特許文献３）及び特開２００２－５５４４号公報（特許文献４）に開示されたものがある。
　上記従来の絞り装置は、凝縮器側（一次側）の冷媒の圧力と蒸発器側（二次側）の冷媒の圧力との差圧に応じて弁開度が変化する差圧式膨張弁であり、この差圧による力に抗して弁体を弁閉方向に付勢するコイルばね（スプリング）を有している。そして、この差圧とコイルばねのばね定数に対応して弁開度特性が決められている。
特開昭５５－４４１４９号公報 特開昭５５－４４１５０号公報 実開昭５９－２５７５６号公報 特開２００２－５５４４号公報
　従来の絞り装置（差圧式膨張弁）では、通常運転時には想定した差圧によって弁開度も決まるため、良好な制御性が得られる。また、特許文献４のように、弁体（５）にオイル通過用通路（１１）（ブリードポート）を設けることで、弁閉状態においてもブリード流量が得られ、低負荷運転時においても、弁ポートを全閉とせずに微量流量を流すことができるため、圧縮機を低速で回し続けることが可能になる。
　しかしながら、ブリードポートが小孔であるため、異物が詰まるとそのまま詰まりっぱなしになって、ブリード流量が得られなくまる。また、ブリード流量を小さくしようとすると、その分、小径のブリードポートにしなければならず、加工が困難になる。特に精度のよい小径のブリードポートにしようとするとなおさら難しくなる。
　本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、弁開度が増加し始める前（例えば差圧が０の時）の初期開度を決める弁ポートと弁体との最小隙間を容易かつ正確に設定できる絞り装置を提供することを課題とする。
　請求項１の絞り装置は、冷凍サイクルの凝縮器と蒸発器との間に設けられ、前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧して前記蒸発器に送り出す絞り装置であって、前記凝縮器に接続される一次室と前記蒸発器に接続される二次室とを構成する本体ケースと、弁ポートが形成され前記本体ケース内で前記一次室と前記二次室との間に配設された弁座部材と、前記弁ポートの軸線に沿って移動することにより前記弁ポートの開度を可変にする弁体と、前記弁体を前記一次室側に付勢するばね部材と、前記弁体の一次室側端部に対向配置されたストッパ部材と、を備え、前記弁体の前記一次室側端部を前記二次室側から前記弁ポート内に挿通するとともに、該一次室側端部を前記ストッパ部材に当接させて該一次室側端部の位置を位置決めして、該弁体が前記弁座部材に着座しない構造としたことを特徴とする。
　請求項２の絞り装置は、請求項１に記載の絞り装置であって、前記弁体がニードル弁で、前記一次室側端部が該ニードル弁のニードル部の先端部であり、該ニードル部の先端部を前記弁ポートから前記一次室側に突出させ、該ニードル部の先端部を前記ストッパ部材に当接させて該先端部の位置を位置決めするようにしたことを特徴とする。
　請求項３の絞り装置は、請求項１または２に記載の絞り装置であって、前記弁座部材の前記一次室側に雌ねじ部を有するねじ穴が形成され、前記ストッパ部材が略円柱状の形状で外周に雄ねじ部が形成されるとともに、前記軸線Ｌ方向に導通孔が形成され、前記ねじ穴に前記ストッパ部材を螺合することにより、該ストッパ部材を前記弁座部材に取り付けるようにしたことを特徴とする。
　請求項４の絞り装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の絞り装置であって、前記弁ポートの軸線と同軸にして前記本体ケース内の前記二次室側に配置され、円柱状のガイド孔により前記弁体をガイドする円筒状のガイド部材を備え、前記ガイド部材と前記本体ケースとの隙間を前記弁ポートから前記二次室に対して冷媒を送り出す本体側流路とするとともに、前記ガイド部材内の前記弁体の背空間を中間圧力室とし、前記弁ポートからの冷媒を前記中間圧力室に導入する中間圧力導入路を設けたことを特徴とする。
　請求項１の絞り装置によれば、弁体の一次室側端部と弁ポートとの隙間はこの一次室側端部の軸線方向の移動により変化させることができる。したがって、ストッパ部材により弁体の一次室側端部の位置を決めることにより、最小隙間を正確に設定できる。
　請求項２の絞り装置によれば、ニードル弁のニードル部は側面のテーパ角度（軸線Ｌを中心とする母線の会合角度）が鋭角になっているので、弁ポートとの隙間はこのニードル弁の軸線方向の移動により微小に変化させることができる。したがって、ストッパ部材によりニードル部の先端部の位置を決めることにより、最小隙間を正確に設定できる。また、ストッパ部材によりニードル弁が弁座部材に着座しない構造であり、ニードル弁が弁ポートに食い込んでしまう虞がない。
　請求項３の絞り装置によれば、請求項１または２の効果に加えて、ストッパ部材の軸線Ｌ方向の位置を弁座部材に対するねじ込み量により調整できるので、最小隙間を容易に正確に設定できる。
　請求項４の絞り装置によれば、請求項１乃至３のいずれか一項の効果に加え、弁体の背空間となる中間圧力室に、一次室の圧力に近い中間圧力を導入するようにしたので、一次室の圧力と二次室の圧力の差圧のみによる制御に比べて、より凝縮圧力に追従した制御が可能となり、二次室の圧力が高くなっても、凝縮圧力に従って冷房運転を継続することができる。
本発明の実施形態の絞り装置の縦断面図（図１（Ａ））及び平断面図（図１（Ｂ））である。 実施形態の絞り装置におけるストッパ部材の平面図（図２（Ａ））及び縦断面図（図２（Ｂ））である。 実施形態の冷凍サイクルの概略構成図である。 実施形態の絞り装置における冷媒の流れを説明する図である。る。
　次に、本発明の絞り装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の絞り装置の縦断面図（図１（Ａ））及び平断面図（図１（Ｂ））、図２は実施形態の絞り装置におけるストッパ部材の平面図（図２（Ａ））及び縦断面図（図２（Ｂ））、図３は実施形態の冷凍サイクルの概略構成図である。なお、図１（Ｂ）図は図１（Ａ）図におけるＡ－Ａ断面である。
　まず、図３の冷凍サイクルについて説明する。この冷凍サイクルは、例えば車載用の空気調和機を構成しており、車両の動力が伝達される圧縮機１００と、凝縮器１１０と、実施形態の絞り装置１０と、蒸発器１２０とを有している。圧縮機１００で圧縮された冷媒は凝縮器１１０に供給され、この凝縮器１１０で冷却された冷媒は絞り装置１０に送られる。絞り装置１０は後述のように冷媒を膨張減圧して蒸発器１２０に送る。そして、この蒸発器１２０により車室内が冷却され、冷房の機能が得られる。蒸発器１２０で蒸発した冷媒は圧縮機１００に循環される。
　図１に示すように、絞り装置１０は、金属管からなる本体ケース１と、金属製の弁座部材２と、ガイド部材３と、「弁体」としてのニードル弁４と、調整ねじ５と、「ばね部材」としてのコイルばね６と、ストッパ部材７とを備えている。なお、弁座部材２とガイド部材３は金属材の切削等により一体に形成されている。
　本体ケース１は軸線Ｌを中心とする円筒状の形状で、前記凝縮器１１０に接続される一次室１１と前記蒸発器１２０に接続される二次室１２とを構成している。弁座部材２は本体ケース１の内面に整合する略円柱形状である。弁座部材２の外周面の全周（軸線Ｌ廻りの全周）には、かしめ溝２ａが形成されており、このかしめ溝２ａの位置で本体ケース１をかしめることにより、弁座部材２（及びガイド部材３）が本体ケース１内に固定されている。これにより、弁座部材２は一次室１１と二次室１２との間に配設されている。
　また、弁座部材２には、軸線Ｌを中心とする円柱孔をなす弁ポート２１が形成されるとともに、弁座部材２と同軸にして弁ポート２１から一次室１１側に開口するねじ穴２２が形成されている。ねじ穴２２の内周には雌ねじ部２２ａが形成されている。
　ガイド部材３は円筒状の形状であり弁座部材２から二次室１２内に立設されており、このガイド部材３と本体ケース１との隙間は本体側流路１３となっている。ガイド部材３は軸線Ｌを中心とする円柱状のガイド孔３１を有するとともに、弁座部材２に隣接する位置にガイド孔３１と外部（二次室１２）とを導通する開放孔３２が形成されている。また、
ガイド孔３１の端部内周面には雌ねじ部３１ａが形成されている。
　ニードル弁４は、先端部４１ａの端面を略平坦にした円錐状のニードル部４１と、ガイド部材３のガイド孔３１内に挿通される挿通部４２と、挿通部４２の端部に形成されたボス部４３とを有している。挿通部４２は略円柱状の形状をしており、この挿通部４２がガイド孔３１に挿通されることで、ニードル弁４は軸線Ｌに沿って移動するようにガイドされる。そして、ガイド孔３１のニードル弁４の背空間は、中間圧力室４４となっている。なお、ニードル部４１の先端部４１ａは「弁体の一次室側端部」であり、この先端部４１ａは、差圧に応じて絞り装置の弁開度を可変制御することで冷媒の流量を調整している際にニードル弁４が二次室１２側に移動して弁ポート２１の開度が最大となった時でも、弁ポート２１から外れないようなニードル部の一部分である。
　また、挿通部４２の側面２カ所にはＤカット面４２ａが形成されており、このＤカット面４２ａとガイド孔３１の内面との隙間は、弁ポート２１側の空間から中間圧力室４４に通じる中間圧力導入路４５となっている。なお、ボス部４３には、ガイド孔３１の内周面にはねを摺接させた菊ばね４３ａが填め込まれている。この菊ばね４３ａにより、ニードル弁４とガイド孔３１とのクリアランスによるニードル弁４の振動が防止される。
　調整ねじ５は略円柱状の形状で、その外周に雄ねじ部５ａが形成されるとともに、二次室１２側の端部にマイナスドライバを嵌合するスリット５ｂが形成されている。また、調整ねじ５にはその中心に抜き孔５１が貫通して形成されている。
　コイルばね６は、ガイド孔３１内で菊ばね４３ａを介してニードル弁４と調整ねじ５との間に圧縮した状態で配設されている。そして、調整ねじ５は、その外周の雄ねじ部５ａをガイド孔３１の雌ねじ部３１ａに螺合することにより、ガイド部材３に取り付けられている。これにより、コイルばね６はニードル弁４を一次室１１側に付勢しており、このニードル弁４を付勢する付勢力は、調整ねじ５のガイド部材３に対するねじ込み量により調整される。
　ストッパ部材７は略円柱状の形状で、その外周に雄ねじ部７ａが形成されている。また、このストッパ部材７には、軸Ｌ周りに３つの導通孔７１が形成されている。そして、ストッパ部材７は、その外周の雄ねじ部７ａを弁座部材２のねじ穴２２の雌ねじ部２２ａに螺合することにより、弁座部材２に取り付けられている。
　図１の状態では、ニードル弁４のニードル部４１の先端部４１ａは、弁ポート２１から一次室１１側に突出している。このニードル部４１の先端部４１ａの端面はストッパ部材７のストッパ面７２に当接しており、このニードル部４１と弁ポート２１との間には隙間が形成されている。すなわち、ニードル弁４は弁座部材２に対して着座していない状態である。このニードル部４１と弁ポート２１との隙間は、一次室１１から二次室１２側への冷媒の流れを絞って膨張減圧する「オリフィス」となる。ニードル部４１の先端部４１ａの位置（弁体の一次室側端部の位置）はストッパ部材７により位置決めされる。このオリフィスを流れる冷媒の流量、すなわちブリード流量は、ストッパ部材７の弁座部材２に対するねじ込み量により調整できる。このように、ねじ込み量により調整できるので、ブリード流量をきわめて精度良く調整できる。ストッパ部材７の位置調整をした後は、ストッパ部材７は、例えば接着、ろう付け、かしめ等により弁座部材２に固定する。
　以上の構成により、凝縮器１１０からの高圧冷媒は一次室１１に流入すると、図４に矢印で示すように、一次室１１の冷媒は、ストッパ部材７の導通孔７１から弁ポート２１とニードル部４１との隙間（オリフィス）を通ってガイド孔３１内に流出する。このガイド孔３１に流出した冷媒は分流され、一方の流れの冷媒はガイド部材３の開放孔３２から本体側流路１３に流れ、他方の流れの冷媒は中間圧力導入路４５を通って中間圧力室４４に流入する。本体側流路１３の冷媒はそのまま二次室１２に流れ込むが、中間圧力室４４の冷媒は、調整ねじ５の抜き孔５１を介して二次室１２に流れ出す。
　ここで、一次室１１の冷媒の圧力をＰ１、中間圧力室４４の冷媒の圧力をＰＭ、二次室１２の冷媒の圧力をＰ２とする。中間圧力室４４には弁ポート２１の通過直後の冷媒が導入されるため、この中間圧力室４４の冷媒の圧力ＰＭは二次室１２側の冷媒の圧力Ｐ２より高くなる。すなわち、
Ｐ２＜ＰＭ＜Ｐ１
の関係になる。
このように、中間圧力室４４の圧力ＰＭは、二次室１２の圧力Ｐ２に比べて、一次室１１の圧力Ｐ１により近い圧力（中間圧力）とすることができる。
　圧力Ｐ２と圧力ＰＭはニードル弁４に対して弁閉方向に力を及ぼし、圧力Ｐ１はニードル弁４に対して弁開方向に力を及ぼす。すなわち、Ｐ１とＰ２の差圧とＰ１とＰＭの差圧による力は、ニードル弁４に対して弁開方向に作用する。このニードル弁４に作用する差圧による力は、コイルばね６の付勢力とバランスして、ニードル弁４の位置すなわち弁ポート２１の開度が決まる。
　したがって、この実施形態の場合と、中間圧力室４４及び中間圧力導入路４５が無く、二次室１２の圧力Ｐ２だけが弁閉方向に作用するような場合とを、同じ弁開度として比較すると、実施形態の場合のほうが、中間圧力室４４の圧力ＰＭの分だけ、後者よりもコイルばね６のばね定数を小さくすることができる。さらに、一次室１１の圧力Ｐ１とこの圧力Ｐ１に近い中間圧力室４４の圧力ＰＭとにより弁開度を決めることができるので、より凝縮圧力（凝縮器１１０の圧力）に追従した制御が可能となる。これにより、二次室１２の圧力が高くなっても、凝縮圧力に従って冷房運転を継続することができる。
　また、本体側流路１３の流路面積Ａ１よりも、中間圧力導入路４５の流路面積Ａ２の方が小さくなっている。したがって、中間圧力導入路４５から中間圧力室４４に導入される冷媒は、本体側流路１３を流れる冷媒より流量が十分小さくなり、冷媒が中間圧力室４４内のコイルばね６を通過する際に、騒音が発生することもない。
　また、ストッパ部材７によりニードル弁４が弁座部材２に着座しない構造になっているので、例えば冷凍サイクルに冷媒をチャージする時に二次側の配管からチャージして二次室１２に高圧が印加されても、ニードル部４１が弁ポート２１に食い込んでしまうようなことがない。さらに、前記のようにストッパ部材７によりニードル部４１と弁ポート２１との最小隙間（オリフィス）を確保する構造となっているので、仮に、この隙間に異物が詰まっても、ニードル弁４を開動作させることで、この異物を流してしまうことができる。すなわち、弁ポートの周囲やニードル部に小孔などのブリードポートを設ける構造では異物が詰まりっぱなしになる可能性があるが、実施形態ではそのようなことがない。
　また、ストッパ部材７によりニードル部４１の位置を微調整できる構造となっているので、簡単な構造で弁ポート２１との最小隙間（オリフィス）を調整できるとともに、ストッパ部材７は弁ポート２１に連通する位置に設けてあるので、このストッパ部材７の取り付け部での裏洩れ等を全く考慮する必要がない。
　以上の実施形態では、弁体がニードル弁である例について説明したが、本発明はこれに限らず、ボール弁や頂角の大きな円錐形状の弁などでもよい。この場合も、弁座部材に対して一次室側に配置したストッパ部材により、弁体の一次室側端部にストッパ部材を当接させて、この一次室側端部の位置を位置決めして弁体が弁座部材に着座しない構造とすれば、実施形態と同様に、ブリード量を弁座部材に対するねじ込み量により調整できる。
　また、実施形態では、ストッパ部材を弁座部材に螺合して固定するようにしているので、最小隙間の設定作業が容易であるが、本発明はこれに限らず、弁体の一次室側端部の位置を位置決めできるストッパ部材であれば、ストッパ部材と弁体の構成は実施形態のものに限らない。
　また、弁体は、ガイド部材に挿通する挿通部を有するボール弁や頂角の大きな円錐形状の弁などでもよい。この場合も、ガイド部材のガイド孔の弁体（挿通部）の背空間を中間圧力室とし、弁ポートから流出した冷媒の一部の冷媒を中間圧力導入路を通って中間圧力室に流入させれば、前記実施形態と同様に、凝縮圧力（凝縮器１１０の圧力）に追従した制御が可能となる。
　また、上記実施形態では、弁体を弁ポート側に付勢するばね部材としてコイルばねを用いた例について説明したが、単一の板ばねや、複数の板ばねを積層したものをばね部材として用いることもできる。この場合も、実施形態と同様に、冷媒が中間圧力室内のばね部材を通過する際に、騒音が発生することもない。
　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
１　　　本体ケース
１１　　一次室
１２　　二次室
１３　　本体側流路
２　　　弁座部材
２１　　弁ポート
２２　　ねじ穴
２２ａ　雌ねじ部
３　　　ガイド部材
４　　　ニードル弁（弁体）
４１　　ニードル部
４１ａ　先端部（一次室側端部）
４２　　挿通部
４４　　中間圧力室
４５　　中間圧力導入路
５　　　調整ねじ
５１　　抜き孔
６　　　コイルばね（ばね部材）
７　　　ストッパ部材
７ａ　　雄ねじ部
７１　　導通孔
Ｌ　　　軸線

Claims (4)

  1. 　冷凍サイクルの凝縮器と蒸発器との間に設けられ、前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧して前記蒸発器に送り出す絞り装置であって、
    　前記凝縮器に接続される一次室と前記蒸発器に接続される二次室とを構成する本体ケースと、
    　弁ポートが形成され前記本体ケース内で前記一次室と前記二次室との間に配設された弁座部材と、
    　前記弁ポートの軸線に沿って移動することにより前記弁ポートの開度を可変にする弁体と、
    　前記弁体を前記一次室側に付勢するばね部材と、
    　前記弁体の一次室側端部に対向配置されたストッパ部材と、
    を備え、
    　前記弁体の前記一次室側端部を前記二次室側から前記弁ポート内に挿通するとともに、該一次室側端部を前記ストッパ部材に当接させて該一次室側端部の位置を位置決めして、該弁体が前記弁座部材に着座しない構造としたことを特徴とする絞り装置。
  2. 　前記弁体がニードル弁で、前記一次室側端部が該ニードル弁のニードル部の先端部であり、該ニードル部の先端部を前記弁ポートから前記一次室側に突出させ、該ニードル部の先端部を前記ストッパ部材に当接させて該先端部の位置を位置決めするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
  3. 　前記弁座部材の前記一次室側に雌ねじ部を有するねじ穴が形成され、前記ストッパ部材が略円柱状の形状で外周に雄ねじ部が形成されるとともに、前記軸線Ｌ方向に導通孔が形成され、前記ねじ穴に前記ストッパ部材を螺合することにより、該ストッパ部材を前記弁座部材に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の絞り装置。
  4. 　前記弁ポートの軸線と同軸にして前記本体ケース内の前記二次室側に配置され、円柱状のガイド孔により前記弁体をガイドする円筒状のガイド部材を備え、
    　前記ガイド部材と前記本体ケースとの隙間を前記弁ポートから前記二次室に対して冷媒を送り出す本体側流路とするとともに、前記ガイド部材内の前記弁体の背空間を中間圧力室とし、前記弁ポートからの冷媒を前記中間圧力室に導入する中間圧力導入路を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の絞り装置。
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