WO2017145619A1 - 膨張弁および冷凍サイクル - Google Patents

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WO2017145619A1
WO2017145619A1 PCT/JP2017/002494 JP2017002494W WO2017145619A1 WO 2017145619 A1 WO2017145619 A1 WO 2017145619A1 JP 2017002494 W JP2017002494 W JP 2017002494W WO 2017145619 A1 WO2017145619 A1 WO 2017145619A1
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WO
WIPO (PCT)
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refrigerant
opening
heat exchanger
valve
passage
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/002494
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
橋村　信幸
加藤　吉毅
竹内　雅之
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/38—Expansion means; Dispositions thereof specially adapted for reversible cycles, e.g. bidirectional expansion restrictors

Definitions

  • the present disclosure relates to an expansion valve applied to a vapor compression refrigeration cycle.
  • Patent Document 1 a mechanical expansion valve that is applied to a vapor compression refrigeration cycle and decompresses and expands high-pressure refrigerant flowing out of a condenser is known.
  • Patent Document 1 An example of this type of expansion valve is disclosed in Patent Document 1.
  • This type of expansion valve generally includes a refrigerant passage including a throttle passage that introduces a high-pressure refrigerant and decompresses and expands the inside of a body portion formed of a single metal block or the like, and a low pressure that flows out of the evaporator.
  • a refrigerant passage and the like for circulating the refrigerant are formed. More specifically, the refrigerant passage including the throttle passage is a passage through which the refrigerant passes between two openings formed in the body. In this passage, high-pressure refrigerant flows in the order of one of the two openings, the throttle passage, and the other of the two openings.
  • this type of expansion valve includes an element portion that is displaced according to the temperature and pressure of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the evaporator, and a throttle that depressurizes and expands the high-pressure refrigerant by displacing the valve body by the element portion.
  • the channel cross-sectional area of the passage is adjusted.
  • the element portion is a pressure response that is displaced according to a pressure difference between an internal pressure of a sealed space in which a temperature-sensitive medium whose pressure changes according to temperature is sealed and a pressure of a low-pressure refrigerant that has flowed out of the evaporator. It has a diaphragm as a member.
  • the displacement of the diaphragm is transmitted to the valve body via a temperature sensing rod or the like that transmits the temperature of the low-pressure refrigerant flowing out of the evaporator to the temperature sensing medium, thereby displacing the valve body.
  • the pressure of the temperature-sensitive medium in the enclosed space is set to a pressure corresponding to the temperature of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the evaporator, and the internal pressure in the enclosed space and the pressure of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the evaporator
  • the diaphragm is displaced by the pressure difference between. That is, the opening degree of the throttle passage is adjusted by displacing the diaphragm by displacing the diaphragm in accordance with the temperature and pressure of the low-pressure refrigerant flowing out of the evaporator.
  • the valve body that adjusts the cross-sectional area of the throttle passage is displaced so that the degree of superheat of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the evaporator approaches a predetermined value.
  • the degree of superheat of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the evaporator is controlled by adjusting the opening.
  • this type of mechanical expansion valve is configured to have a desired pressure reduction characteristic by taking into account the amount of displacement of the valve body due to the high-pressure refrigerant flowing from one of the two openings and passing through the throttle passage. Is done.
  • the pressing force of the refrigerant flowing from one of the two openings and passing through the refrigerant passage including the throttle passage is the valve closing direction of the valve body, that is, the valve body. Is configured to act in the closing direction.
  • the pressing force of the refrigerant passing through the refrigerant passage including the throttle passage is the valve opening direction of the valve body, that is, the valve body. Acts in the direction of opening.
  • the pressing forces of the refrigerant passing through the refrigerant passage including the throttle passage act in opposite directions when flowing from one of the two openings and when flowing from the other.
  • the displacement amount of a valve body differs greatly with the case where it flows in from one side and the case where it flows in from the other of two openings. Therefore, in this expansion valve, the decompression characteristic of the expansion valve is deviated between two cases in which the refrigerant flows in opposite directions in the refrigerant passage including the throttle passage.
  • an expansion valve applied to a vapor compression refrigeration cycle capable of switching between the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit has the following configuration. That is, in the expansion valve, a regulating member that regulates the flow of the refrigerant in the refrigerant passage is provided so that both the A pushing force and the B pushing force act in the valve closing direction of the valve body.
  • the A pressing force is a pressing force that acts on the valve body by the refrigerant flowing from the first opening and passing through the throttle passage in the first refrigerant circuit.
  • the B pressing force is a pressing force that acts on the valve body by the refrigerant flowing from the second opening and passing through the throttle passage in the second refrigerant circuit.
  • this expansion valve is applied to a refrigeration cycle, the difference in the decompression characteristics of the expansion valves of the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit can be reduced. That is, in the refrigeration cycle, even when the refrigerant flows in the reverse direction in the first refrigerant passage including the throttle passage, the divergence of the decompression characteristics of the expansion valve can be reduced.
  • a refrigeration cycle having the following four-way valve is provided. That is, in the first refrigerant circuit, the four-way valve simultaneously connects the A connection portion and the C connection portion and the D connection portion and the B connection portion. In the second refrigerant circuit, the four-way valve simultaneously connects between the B connection portion and the C connection portion and between the A connection portion and the D connection portion.
  • the expansion valve 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the expansion valve 1 is applied to a vapor compression refrigeration cycle 100, and the refrigerant that has flowed out from one heat exchanger of a first heat exchanger 3 and a second heat exchanger 4 to be described later.
  • This is a so-called internal pressure equalizing mechanical expansion valve that expands under reduced pressure and flows out to the other heat exchanger.
  • the expansion valve 1 is applied to a refrigeration cycle 100 of a vehicle air conditioner mounted on a vehicle such as an automobile.
  • the arrows in FIGS. 1 and 2 schematically show the flow of the refrigerant in the refrigeration cycle 100.
  • the refrigeration cycle 100 includes an expansion valve 1, a compressor 2, a first heat exchanger 3, a second heat exchanger 4, a four-way valve 5, and a control unit 6. Is a vapor compression refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle 100 functions as a heat pump, and is configured to be switchable between a first refrigerant circuit shown in FIG. 1 and a second refrigerant circuit shown in FIG.
  • the first refrigerant circuit corresponds to the refrigerant circuit in the cooling operation mode
  • the second refrigerant circuit corresponds to the refrigerant circuit in the heating operation mode.
  • a chlorofluorocarbon refrigerant is used here as a refrigerant, but the type of refrigerant is not limited to this.
  • the expansion valve 1 decompresses and expands the refrigerant that has flowed in from the heat exchanger functioning as a radiator of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4.
  • the expansion valve 1 is based on the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the heat exchanger functioning as an evaporator of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4, and the superheat degree of the refrigerant is a predetermined value.
  • the valve opening of the valve body 1c shown in FIG. Thereby, the expansion valve 1 adjusts the flow rate of the refrigerant flowing out of the heat exchanger functioning as an evaporator among the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4. The details of the expansion valve 1 will be described later.
  • the compressor 2 sucks and compresses the refrigerant.
  • the compressor 2 performs compression by obtaining a driving force from a vehicle travel engine (not shown) via an electromagnetic clutch or the like, or by electrically obtaining a driving force and sucking in the refrigerant.
  • the compressor 2 has an A opening 2a and a B opening 2b, and compresses the refrigerant sucked from the B opening 2b.
  • an inverter control type electric compressor may be employed.
  • An A connection portion 234 that functions as a refrigerant pipe is connected to the A opening portion 2 a of the compressor 2, and a B connection portion 243 that functions as a refrigerant pipe is connected to the B opening portion 2 b of the compressor 2.
  • the B connection portion 243 includes a second refrigerant passage 1ay of the expansion valve 1 described later as a part thereof.
  • the first heat exchanger 3 is a heat exchanger that exchanges heat between the surrounding heat exchange medium and the refrigerant.
  • the first heat exchanger 3 in the present embodiment is installed outside the passenger compartment, and heat is exchanged between the passenger compartment outside air blown by a fan (not shown) and the refrigerant.
  • the first heat exchanger 3 has a C opening 3a and a D opening 3b.
  • the first heat exchanger 3 functions as a radiator that causes heat exchange between outside air and refrigerant in the first refrigerant circuit to dissipate the refrigerant, and heat exchange is performed between outside air and refrigerant in the second refrigerant circuit. It functions as an evaporator that exerts an endothermic effect by heating and evaporating the refrigerant.
  • the first heat exchanger 3 cools and condenses the gas-phase refrigerant by exchanging heat between the vehicle exterior air and the gas-phase refrigerant in the first refrigerant circuit. Functions as a condenser.
  • the first heat exchanger 3 includes a first heat exchange unit 31, a liquid receiver 32, and a second heat exchange unit 33. .
  • the 1st heat exchange part 31 is a part which functions as a condenser in the 1st refrigerant circuit
  • the 2nd heat exchange part 33 is a function which supercools the refrigerant which flowed out from the 1st heat exchange part 31 in the 1st refrigerant circuit. It is a part that fulfills.
  • the liquid receiver 32 is provided in the middle of the refrigerant flow path inside the first heat exchanger 3, and at least in the first refrigerant circuit, the refrigerant flowing out from the first heat exchange unit 31 functioning as a condenser is a gas-phase refrigerant. And the liquid phase refrigerant are separated into the excess liquid phase refrigerant in the cycle.
  • a C connection portion 324 that functions as a refrigerant pipe is connected to the C opening 3 a of the first heat exchanger 3.
  • the D opening 3b of the first heat exchanger 3 is connected to the D opening 3b of the first heat exchanger 3 and the first opening 1aa of the expansion valve 1 to function as a refrigerant pipe. Is connected.
  • the second heat exchanger 4 is a heat exchanger that exchanges heat between the surrounding heat exchange medium and the refrigerant.
  • the 2nd heat exchanger 4 in this embodiment is installed in a vehicle interior, and heat-exchanges the vehicle interior air blown by the fan which is not illustrated, and a refrigerant.
  • the second heat exchanger 4 has an E opening 4a and an F opening 4b.
  • the second heat exchanger 4 functions as an evaporator that exhibits heat absorption by exchanging heat between the passenger compartment air and the refrigerant in the first refrigerant circuit and evaporating the refrigerant.
  • the second heat exchanger 4 It functions as a radiator that causes heat exchange with the refrigerant to dissipate the refrigerant.
  • the chlorofluorocarbon-based refrigerant is used as the refrigerant
  • the second heat exchanger 4 performs condensation in which heat is exchanged between the passenger compartment air and the gas-phase refrigerant in the second refrigerant circuit to cool and condense the gas-phase refrigerant. It functions as a vessel.
  • D connection part 423 which functions as refrigerant piping is connected to F opening part 4b of the 2nd heat exchanger 4. Further, the F opening 14a of the second heat exchanger 4 is connected to the second opening 1ab of the expansion valve 1 and the E opening 4a of the second heat exchanger 4 to function as a refrigerant pipe. Is connected.
  • connection part 234, the B connection part 243, the C connection part 324, the D connection part 423, the E connection part 13, and the F connection part 14 function as flow paths through which the refrigerant flows.
  • the configuration is not particularly limited. Therefore, for example, the A connection part 234, the B connection part 243, the C connection part 324, the D connection part 423, the E connection part 13, and the F connection part 14 are all in the flow path from the refrigerant pipe to another refrigerant pipe.
  • the gas-liquid separator may be interposed between the two.
  • the four-way valve 5 is a valve that switches a refrigerant circuit in the refrigeration cycle 100 under the control of the control unit 6. Specifically, in the first refrigerant circuit, the four-way valve 5 is refrigerated so as to simultaneously connect between the A connection portion 234 and the C connection portion 324 and between the B connection portion 243 and the D connection portion 423. The refrigerant circuit of cycle 100 is switched. In the second refrigerant circuit, the four-way valve 5 connects the A connection portion 234 and the D connection portion 423 and the B connection portion 243 and the C connection portion 324 at the same time.
  • the control unit 6 is an ECU, that is, an electronic control device, and a device that controls the four-way valve 5 and the like.
  • the expansion valve 1 includes a body portion 1a, an element portion 53, a valve body 1c, a check valve 1za, a check valve 1zb, a check valve 1zc, and a check valve 1zd.
  • a first refrigerant passage 1az including a throttle passage 1ag is formed in the body portion 1a.
  • the check valve 1za is referred to as an A check valve 1za
  • the check valve 1zb is referred to as a B check valve 1zb
  • the check valve 1zc is referred to as a C check valve 1zc
  • the check valve 1zd is referred to as D.
  • FIG. 3 schematically shows A check valves 1za,..., D check valves 1zd.
  • the body portion 1 a is a portion where an outer shell of the expansion valve 1, a first refrigerant passage 1 az in the expansion valve 1, and the like are formed.
  • the body portion 1a is formed, for example, by drilling a cylindrical or rectangular metal block.
  • the body portion 1a is formed with a first opening 1aa and a second opening 1ab, and a first refrigerant passage 1az is formed as a passage through which the refrigerant flows between the first opening 1aa and the second opening 1ab.
  • a valve seat portion 1ak that functions as a valve seat corresponding to the valve body 1c is formed in the body portion 1a.
  • 1st opening part 1aa is a part which makes the refrigerant
  • the second opening 1ab is a part that causes the refrigerant that has passed through the first refrigerant passage 1az to flow out to the E opening 4a of the second heat exchanger 4 in the first refrigerant circuit, and in the second refrigerant circuit, the second heat This is a part for allowing the refrigerant flowing out from the E opening 4a of the exchanger 4 to flow into the first refrigerant passage 1az.
  • the first refrigerant passage 1az includes a space 1ac, a space 1ad, a space 1ae, a space 1af, a throttle passage 1ag, and a valve chamber 1ah.
  • the space 1ac is referred to as A space 1ac
  • the space 1ad is referred to as B space 1ad
  • the space 1ae is referred to as C space 1ae
  • the space 1af is referred to as D space 1af.
  • the throttle passage 1ag is a passage for decompressing and expanding the refrigerant flowing in from the first opening 1aa or the second opening 1ab.
  • the throttle passage 1ag includes a throttle portion that is a space surrounded by the valve seat portion 1ak and the valve body 1c.
  • the position of the valve body 1c with respect to the valve seat portion 1ak changes, and the flow passage cross-sectional area of the throttle portion changes, whereby the flow passage cross-sectional area changes. That is, the flow passage cross-sectional area of the throttle passage 1ag is the flow passage cross-sectional area of the throttle portion.
  • the throttle passage 1ag is formed, so that the refrigerant flow upstream side of the refrigeration cycle 100 has a high pressure and the refrigerant flow downstream side has a low pressure.
  • the valve chamber 1ah is a space in which the valve body 1c is accommodated. As shown in FIG. 3, the valve chamber 1ah communicates with the throttle passage 1ag. In the first refrigerant circuit, the valve chamber 1ah functions as a passage that guides the refrigerant that flows into the body portion 1a from the first opening 1aa and flows into the B space 1ad to the throttle passage 1ag. Further, the valve chamber 1ah functions as a passage in the second refrigerant circuit that guides the refrigerant that flows into the body portion 1a from the second opening 1ab and flows into the D space 1af to the throttle passage 1ag.
  • the A space 1ac is a space formed inside the body portion 1a so as to communicate with the first opening 1aa and the throttle passage 1ag.
  • the B space 1ad is a space formed so as to communicate with the first opening 1aa and the valve chamber 1ah inside the body 1a.
  • the C space 1ae is a space formed so as to communicate with the second opening portion 1ab and the throttle passage 1ag inside the body portion 1a.
  • the D space 1af is a space formed in the body portion 1a so as to communicate with the second opening 1ab and the valve chamber 1ah.
  • D space 1af is arrange
  • the B space 1ad is disposed so as to be located on the opposite side of the second opening 1ab with the D space 1af interposed therebetween.
  • the C space 1ae is disposed so as to be located on the opposite side of the first opening 1aa with the A space 1ac interposed therebetween.
  • the A space 1ac is disposed so as to be located on the opposite side of the second opening 1ab with the C space 1ae interposed therebetween.
  • the first opening 1aa may directly communicate with both the A space 1ac and the B space 1ad, and the A space 1ac and the B space 1ad may communicate with each other via the first opening 1aa without directly communicating with each other.
  • the boundary between the first opening 1aa and the A space 1ac and the boundary between the first opening 1aa and the B space 1ad are portions indicated by broken lines in FIG.
  • the vertical width in FIG. 3 of the A space 1ac is reduced to 1 ⁇ 2 or less of the vertical width of the first opening 1aa in FIG. 3 (that is, the moving direction of the valve body 1c). ing.
  • the second opening 1ab may directly communicate with both the C space 1ae and the D space 1af, and the C space 1ae and the D space 1af may communicate with each other via the second opening 1ab without being directly communicated.
  • the boundary between the second opening 1ab and the C space 1ae and the boundary between the second opening 1ab and the D space 1af are portions indicated by broken lines in FIG.
  • the vertical width in FIG. 3 of the C space 1ae is reduced to 1 ⁇ 2 or less of the vertical width of the second opening 1ab in FIG.
  • the vertical width in FIG. 3 of the D space 1af is reduced to 1 ⁇ 2 or less of the vertical width of the second opening 1ab in FIG.
  • the element portion 53 displaces the valve body 1c by performing a displacement operation in accordance with the temperature and pressure of the refrigerant sucked into the compressor 2.
  • the element portion 53 is connected to the diaphragm 53b by a joining means such as welding or adhesion, and is connected to the temperature sensing bar 52b coaxially by means such as press fitting. And a substantially cylindrical actuating rod 52c that contacts the valve body 1c.
  • the element unit 53 includes a temperature sensing rod 52b and an operating rod depending on the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the first heat exchanger 3 or the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator and passing through the second refrigerant passage 1ay. 52c is displaced, and the valve body 1c is displaced in conjunction with the displacement operation.
  • the temperature sensing rod 52b extends so as to penetrate the second refrigerant passage 1ay, and is arranged so that at least a part of the outer peripheral surface thereof is exposed to the low-pressure refrigerant flowing through the second refrigerant passage 1ay. Thereby, the temperature sensing rod 52b can transmit the temperature of the low-pressure refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator and flowing through the second refrigerant passage 1ay to the element portion 53 side.
  • the temperature sensing rod 52b is preferably formed of a tough material having good heat conduction. In the present embodiment, the temperature sensitive bar 52b is made of stainless steel.
  • the element portion 53 is further configured by an element housing 53a, a diaphragm 53b which is a pressure responsive member, an element cover 53c, and a sealing plug 53e.
  • the element housing 53a is attached to the attachment hole 51j by fixing means such as screws.
  • the attachment hole 51j is a hole formed in the upper part of the body portion 1a.
  • the element cover 53c is a member that forms an outer shell of the element portion 53 by sandwiching the outer edge portion of the diaphragm 53b together with the element housing 53a.
  • the sealing plug 53e will be described later.
  • the element housing 53a and the element cover 53c are made of a metal such as stainless steel, and the outer peripheral ends of the diaphragm 53b are joined together by joining means such as welding or brazing while sandwiching the outer edge of the diaphragm 53b. . Accordingly, the internal space of the element portion 53 formed by the element housing 53a and the element cover 53c is divided into two spaces by the diaphragm 53b.
  • the space formed by the element cover 53c and the diaphragm 53b is the temperature of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the heat exchanger functioning as an evaporator of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4. It is the enclosure space 20 in which the temperature-sensitive medium whose pressure changes according to is enclosed.
  • the space formed by the element housing 53a and the diaphragm 53b communicates with the second refrigerant passage 1ay to allow the low-pressure refrigerant flowing out from the first heat exchanger 3 or the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator to flow.
  • This is an introduction space 30 to be introduced. Therefore, the temperature-sensitive medium enclosed in the enclosed space 20 contains the low-pressure refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 3 or the second heat exchanger 4 that flows through the second refrigerant passage 1ay via the temperature sensing rod 52b. Temperature is transmitted. In addition, the temperature of the low-pressure refrigerant flowing out from the first heat exchanger 3 or the second heat exchanger 4 introduced into the introduction space 30 is also transmitted to the temperature sensitive medium via the diaphragm 53b.
  • the internal pressure of the enclosed space 20 becomes a pressure corresponding to the temperature of the low-pressure refrigerant flowing out from the first heat exchanger 3 or the second heat exchanger 4.
  • the diaphragm 53b is displaced according to the differential pressure between the internal pressure of the enclosed space 20 and the pressure of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 that has flowed into the introduction space 30.
  • the diaphragm 53b is displaced upward as the internal pressure of the enclosed space 20 decreases, and the diaphragm 53b is displaced downward as the internal pressure of the enclosed space 20 increases.
  • the diaphragm 53b is preferably made of a tough material that is rich in elasticity, has good heat conduction, and is made of a thin metal plate such as stainless steel.
  • the element cover 53c is formed with a filling hole 53d for filling the enclosed space 20 with the temperature sensitive medium.
  • the filling hole 53d is formed after the temperature sensitive medium is filled.
  • the tip is closed by the sealing plug 53e.
  • a mixed gas obtained by mixing a gas-phase refrigerant and an inert gas is enclosed as a temperature sensitive medium.
  • a refrigerant having the same composition as that of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle 100 is employed as the refrigerant enclosed in the enclosure space 20.
  • the inert gas helium, nitrogen, or the like that exhibits the same temperature-pressure characteristics as the ideal gas in the operating temperature range of the expansion valve 1, for example, ⁇ 30 ° C. to 60 ° C. is adopted.
  • the valve body 1c is a valve that is disposed inside the body portion 1a and adjusts the cross-sectional area of the throttle passage 1ag. In the present embodiment, the valve body 1c is displaced in conjunction with the displacement operation of the temperature sensing rod 52b and the actuation rod 52c.
  • the expansion valve 1 includes the A check valve 1za, the B check valve 1zb, the C check valve 1zc, and the D check valve 1zd.
  • the A check valves 1za,..., D check valves 1zd function as regulating members that regulate the flow of the refrigerant in the first refrigerant passage 1az.
  • this defining member is applied to the valve body 1c by the pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah in the first refrigerant circuit and by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah in the second refrigerant circuit.
  • the refrigerant flow in the first refrigerant passage 1az is defined so that the acting pressing force acts in the valve closing direction of the valve body 1c.
  • the A space 1ac has a partition wall separating the upstream side of the refrigerant flow in the A space 1ac, that is, the throttle passage 1ag side, and the downstream side of the refrigerant flow in the A space 1ac, that is, the first opening 1aa side. 1xa is formed. Further, in the B space 1ad, a partition wall 1xb is formed to separate the refrigerant flow downstream side in the B space 1ad, that is, the throttle passage 1ag side, and the refrigerant flow upstream side in the B space 1ad, that is, the first opening 1aa side.
  • a partition wall 1xc is formed that separates the refrigerant flow upstream side in the C space 1ae, that is, the throttle passage 1ag side, and the refrigerant flow downstream side in the C space 1ae, that is, the second opening 1ab side.
  • a partition wall 1xd is formed to separate the refrigerant flow downstream side in the D space 1af, that is, the throttle passage 1ag side, and the refrigerant flow upstream side in the D space 1af, that is, the second opening 1ab side.
  • the A check valve 1za is a valve that is disposed in the A space 1ac and prevents the refrigerant from flowing from the first opening 1aa through the A space 1ac toward the throttle passage 1ag. .
  • the A check valve 1za allows the refrigerant to flow in a direction from the throttle passage 1ag to the first opening 1aa through the A space 1ac.
  • the A check valve 1za is disposed in the partition wall 1xa.
  • the B check valve 1zb is a valve that is disposed in the B space 1ad and prevents the refrigerant from flowing from the valve chamber 1ah to the first opening 1aa through the B space 1ad.
  • the B check valve 1zb allows the refrigerant to flow in the direction from the first opening 1aa to the valve chamber 1ah through the B space 1ad.
  • the B check valve 1zb is disposed in the partition wall 1xb.
  • the C check valve 1zc is a valve that is disposed in the C space 1ae and prevents the refrigerant from flowing from the second opening 1ab through the C space 1ae to the throttle passage 1ag.
  • the C check valve 1zc allows the refrigerant to flow in the direction from the throttle passage 1ag toward the second opening 1ab through the C space 1ae.
  • the C check valve 1zc is disposed in the partition wall 1xc.
  • the D check valve 1zd is a valve that is disposed in the D space 1af and prevents the refrigerant from flowing from the valve chamber 1ah to the second opening 1ab through the D space 1af.
  • the D check valve 1zd allows the refrigerant to flow in the direction from the second opening 1ab to the valve chamber 1ah through the D space 1af.
  • the D check valve 1zd is disposed in the partition wall 1xd.
  • FIG. 3 schematically shows an A check valve 1za, a B check valve 1zb, a C check valve 1zc, and a D check valve 1zd.
  • each of the A check valve 1za, the B check valve 1zb, the C check valve 1zc, and the D check valve 1zd is provided with a well-known valve body, a valve seat portion, and a valve body in the direction of the valve seat portion. It has a spring holding portion connected to an end of the spring to be energized and an end opposite to the valve element side end of the spring.
  • the expansion valve 1 includes the A check valves 1za,..., D check valves 1zd as the defining members. For this reason, even when the refrigerant flows from either the first opening 1aa or the second opening 1ab, the pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah is the valve closing direction of the valve body 1c. It becomes easy to act on. That is, the expansion valve 1 according to the present embodiment includes the A check valve 1za,..., D check valve 1zd, so that the valve chamber 1ah is provided in both the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit. The pressing force acting on the valve body 1c by the passing refrigerant is likely to act in the valve closing direction of the valve body 1c.
  • the second refrigerant passage 1ay is configured as a part of the B connection portion 243.
  • the body portion 1a is formed with a third opening 1ai and a fourth opening 1aj, and the first refrigerant passage 1az is a passage through which the refrigerant flows between the third opening 1ai and the fourth opening 1aj. Is formed with another second refrigerant passage 1ay.
  • the high-pressure refrigerant flowing out from the first heat exchanger 3 functioning as a radiator flows in the first refrigerant circuit, and the second heat exchanger 4 functioning as a radiator in the second refrigerant circuit.
  • the low-pressure refrigerant flowing out from the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator flows in the first refrigerant circuit, and the first heat exchanger 3 functioning as an evaporator in the second refrigerant circuit.
  • a coil spring 54 is accommodated in the valve chamber 1ah.
  • the coil spring 54 applies a load that urges the valve body 1c to close the throttle passage 1ag via the support member 54a.
  • the load by the coil spring 54 can be adjusted by the adjusting screw 54b.
  • the control unit 6 controls the four-way valve 5 so as to simultaneously connect the A connection unit 234 and the C connection unit 324 and the D connection unit 423 and the B connection unit 243. .
  • the compressor 2 When the compressor 2 is rotationally driven by the driving force or electric driving force of the vehicle engine, the refrigerant flows out of the compressor 2, and the high-temperature and high-pressure refrigerant that has flowed out flows into the A connection 234, the four-way valve 5, C It flows in the order of the connecting portion 324 and flows into the first heat exchanger 3 that functions as a radiator. Specifically, the high-temperature and high-pressure refrigerant flows out from the A opening 2 a of the compressor 2 and flows into the first heat exchanger 3 from the C opening 3 a of the first heat exchanger 3.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant that has flowed into the first heat exchanger 3 radiates and condenses by exchanging heat with outside air blown by the fan, and then flows out from the first heat exchanger 3.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant flows into the first heat exchanger 3 from the C opening 3 a of the first heat exchanger 3, condenses in the first heat exchange unit 31, and is gasified in the liquid receiver 32.
  • the liquid is separated, subcooled by the second heat exchange unit 33, and flows out from the D opening 3 b of the first heat exchanger 3.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 3 passes through the E connection portion 13 and flows into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1. Specifically, the high-pressure refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 3 flows into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1 from the first opening 1aa of the expansion valve 1.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1 flows in the order of the first opening 1aa, the B space 1ad, the valve chamber 1ah, and the throttle passage 1ag in the first refrigerant passage 1az, and enters the throttle passage 1ag. Is expanded under reduced pressure.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1 is disconnected so that the superheat degree of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator approaches a predetermined value.
  • the flow rate is adjusted in the throttle passage 1ag having the adjusted area.
  • the low-pressure refrigerant decompressed by the throttle passage 1ag flows in the order of the C space 1ae and the second opening 1ab, and flows out from the second opening 1ab.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 1az from the first opening 1aa does not flow into the A space 1ac because the A check valve 1za is provided in the A space 1ac. , B space 1ad and valve chamber 1ah in this order.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the valve chamber 1ah flows into the throttle passage 1ag without flowing into the D space 1af because the D check valve 1zd is provided in the D space 1af.
  • the refrigerant flowing into the throttle passage 1ag flows into the C space 1ae without flowing into the A space 1ac and into the second opening 1ab due to the high pressure in the A space 1ac.
  • the arrangement of the A check valves 1za,..., D check valves 1zd, which are regulation members, causes the refrigerant to flow from the valve chamber 1ah to the throttle passage 1ag.
  • coolant which passes valve chamber 1ah acts in the valve closing direction of the valve body 1c. This pressing force corresponds to the A pressing force.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion valve 1 passes through the F connection portion 14 and flows into the second heat exchanger 4 that functions as an evaporator. Specifically, the low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion valve 1 flows into the second heat exchanger 4 from the E opening 4 a of the second heat exchanger 4.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the second heat exchanger 4 exchanges heat between the vehicle interior air blown by the fan and the refrigerant, evaporates and exhibits an endothermic effect, and then from the second heat exchanger 4. leak. Specifically, the low-pressure refrigerant flowing from the E opening 4 a of the second heat exchanger 4 flows out from the F opening 4 b of the second heat exchanger 4.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 passes through the D connection portion 423 and the four-way valve 5, flows into the B connection portion 243, and the first of the expansion valve 1 that is part of the B connection portion 243. 2 flows into the refrigerant passage 1ay.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 flows from the third opening 1ai of the expansion valve 1 into the second refrigerant passage 1ay of the expansion valve 1.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the expansion valve 1 flows from the third opening 1ai to the fourth opening 1aj and out of the fourth opening 1aj in the second refrigerant passage 1ay.
  • the element unit 53 is displaced according to the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 functioning as an evaporator and passing through the second refrigerant passage 1ay, thereby causing the valve
  • the body 1c is displaced.
  • the pressure of the temperature sensitive medium enclosed in the enclosure space 20 increases.
  • path 1ay from the internal pressure of the enclosure space 20 becomes large. Therefore, in this case, the diaphragm 53b is displaced in a direction in which the valve body 1c opens the throttle passage 1ag.
  • the element part 53 displaces the valve body 1c according to the degree of superheat of the low-pressure refrigerant that has flowed out from the second heat exchanger 4, so that the low-pressure refrigerant that has flowed out from the second heat exchanger 4
  • the flow passage cross-sectional area of the throttle passage 1ag is adjusted so that the degree of superheat of the first passage approaches a predetermined value.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the fourth opening 1aj of the expansion valve 1 flows out of the B connection portion 243 and flows into the compressor 2. Specifically, the low-pressure refrigerant flowing out from the fourth opening 1aj of the expansion valve 1 flows into the B opening 2b of the compressor 2.
  • the refrigerant circulates in the order of the compressor 2, the first heat exchanger 3, the expansion valve 1, the second heat exchanger 4, and the compressor 2. Flowing.
  • the control unit 6 controls the four-way valve 5 so as to simultaneously connect the B connection unit 243 and the C connection unit 324 and the A connection unit 234 and the D connection unit 423. .
  • the refrigerant flows out of the compressor 2, and the high-temperature and high-pressure refrigerant that has flowed out flows into the A connection portion 234, the four-way valve 5, D It flows in the order of the connection part 423 and flows into the second heat exchanger 4 that functions as a radiator.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant flows out from the A opening 2 a of the compressor 2 and flows into the second heat exchanger 4 from the F opening 4 b of the second heat exchanger 4.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant that has flowed into the second heat exchanger 4 radiates and condenses by exchanging heat with the passenger compartment air blown by the fan, and then flows out of the second heat exchanger 4. Specifically, the high-temperature and high-pressure refrigerant flows into the second heat exchanger 4 from the F opening 4 b of the second heat exchanger 4, is condensed in the second heat exchanger 4, and the second heat exchanger 4. Out of the E opening 4a.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 passes through the F connection portion 14 and flows into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1. Specifically, the high-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 flows into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1 from the second opening 1ab of the expansion valve 1.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1 flows in the order of the second opening 1ab, the D space 1af, the valve chamber 1ah, and the throttle passage 1ag in the first refrigerant passage 1az, and enters the throttle passage 1ag. Is expanded under reduced pressure.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 1az of the expansion valve 1 is blocked so that the degree of superheat of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 3 functioning as an evaporator approaches a predetermined value.
  • the flow rate is adjusted in the throttle passage 1ag having the adjusted area.
  • the low-pressure refrigerant decompressed by the throttle passage 1ag flows in the order of the A space 1ac and the first opening 1aa, and flows out from the first opening 1aa.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the first refrigerant passage 1az from the second opening 1ab does not flow into the C space 1ae because the C check valve 1zc is provided in the C space 1ae. , D space 1af and valve chamber 1ah in this order.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the valve chamber 1ah flows into the throttle passage 1ag without flowing into the B space 1ad because the B check valve 1zb is provided in the B space 1ad.
  • the refrigerant that has flowed to the throttle passage 1ag flows to the A space 1ac and to the first opening 1aa without flowing to the C space 1ae due to the high pressure in the C space 1ae.
  • the arrangement of the A check valves 1za,..., D check valves 1zd, which are regulation members, causes the refrigerant to flow from the valve chamber 1ah to the throttle passage 1ag.
  • coolant which passes valve chamber 1ah acts in the valve closing direction of the valve body 1c. That is, the pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah acts in the direction opposite to the direction of the load due to the bias of the coil spring 54, that is, the reaction force.
  • This pressing force corresponds to the B pressing force.
  • the expansion valve 1 is configured to displace the valve body 1c in accordance with the displacement of the diaphragm 53b that is a pressure responsive member.
  • any one of the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit is provided by arranging the A check valves 1za,... Also in this case, the refrigerant flows from the valve chamber 1ah to the throttle passage 1ag.
  • the pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah acts in the valve closing direction of the valve body 1c.
  • the expansion valve 1 is applied to the refrigeration cycle 100, the difference in the decompression characteristics of the expansion valves 1 of the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit can be reduced.
  • the expansion valve 1 in the refrigeration cycle 100, even when the refrigerant flows in the reverse direction in the first refrigerant passage 1az including the throttle passage 1ag, the divergence of the decompression characteristics of the expansion valve 1 can be reduced. it can. Therefore, according to the expansion valve 1, even when the refrigerant flows in the reverse direction in the first refrigerant passage 1az including the throttle passage 1ag, the expansion valve 1 functions as an evaporator of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4. The degree of superheat of the refrigerant flowing out of the heat exchanger can be appropriately controlled.
  • the expansion valve 1 includes an A check valve 1za,..., D check valve 1zd inside the expansion valve 1.
  • a regulating member such as a check valve
  • the configuration becomes complicated, for example, an additional refrigerant pipe is provided.
  • the present expansion valve 1 when the present expansion valve 1 is applied, the flow of the refrigerant in the first refrigerant passage 1az can be defined without complicating the configuration.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion valve 1 passes through the E connection portion 13 and flows into the first heat exchanger 3 that functions as an evaporator. Specifically, the low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion valve 1 flows into the first heat exchanger 3 from the D opening 3 b of the first heat exchanger 3.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the first heat exchanger 3 exchanges heat between the outside air blown by the fan and the refrigerant, and is evaporated to exhibit an endothermic effect. leak. Specifically, the low-pressure refrigerant flowing from the C opening 3 a of the first heat exchanger 3 flows out from the C opening 3 a of the first heat exchanger 3.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 3 passes through the C connection portion 324 and the four-way valve 5, flows into the B connection portion 243, and the first of the expansion valve 1 that is a part of the B connection portion 243. 2 flows into the refrigerant passage 1ay. Specifically, the low-pressure refrigerant flowing out from the first heat exchanger 3 flows into the second refrigerant passage 1ay of the expansion valve 1 from the third opening 1ai of the expansion valve 1.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the expansion valve 1 flows from the third opening 1ai to the fourth opening 1aj and out of the fourth opening 1aj in the second refrigerant passage 1ay.
  • the element portion flows according to the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the first heat exchanger 3 functioning as an evaporator and passing through the second refrigerant passage 1ay.
  • the differential pressure obtained by subtracting the pressure of the introduction space 30 which is a space communicating with the second refrigerant passage 1ay from the internal pressure of the enclosed space 20 is increased. Therefore, in this case, the diaphragm 53b is displaced in a direction in which the valve body 1c opens the throttle passage 1ag.
  • the element part 53 displaces the valve body 1c according to the superheat degree of the low pressure refrigerant
  • the flow passage cross-sectional area of the throttle passage 1ag is adjusted so that the degree of superheat of the low-pressure refrigerant flowing out of the condenser 3 or the second heat exchanger 4 approaches a predetermined value.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed out of the fourth opening 1aj of the expansion valve 1 flows out of the B connection portion 243 and flows into the compressor 2. Specifically, the low-pressure refrigerant flowing out from the fourth opening 1aj of the expansion valve 1 flows into the B opening 2b of the compressor 2.
  • the refrigerant circulates in the order of the compressor 2, the second heat exchanger 4, the expansion valve 1, the first heat exchanger 3, and the compressor 2.
  • a refrigeration cycle that can be switched between a refrigerant circuit in a cooling operation mode and a refrigerant circuit in a heating operation mode, usually, for example, a refrigeration cycle described in JP-A-2003-56930 has three or more heat sources. An exchange is required.
  • a check valve is provided outside the expansion valve or an additional refrigerant pipe
  • the refrigerant circuit in the cooling operation mode is operated by two heat exchangers, that is, the first and second heat exchangers 3 and 4 without providing an additional refrigerant pipe or the like. And switching to the refrigerant circuit in the heating operation mode.
  • the expansion valve 1 has a pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah in the valve closing direction of the valve body 1c.
  • a check valve 1za,..., D check valve 1zd that regulates the flow of the refrigerant are provided to act. That is, in the expansion valve 1, regardless of whether the refrigerant flows in from the first opening 1aa or the second opening 1ab, the pressing force that acts on the valve body 1c by the refrigerant passing through the valve chamber 1ah is the valve body 1c. Acts in the valve closing direction.
  • the expansion valve 1 is applied to the refrigeration cycle 100, the difference in the decompression characteristics of the expansion valves 1 of the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit can be reduced. That is, according to the expansion valve 1, even when the refrigerant flows in the reverse direction in the first refrigerant passage 1az including the throttle passage 1ag in the refrigeration cycle 100, the difference in the decompression characteristics of the expansion valve 1 can be reduced.
  • the element portion 53 has an enclosed space 20 in which a temperature-sensitive medium that changes in pressure according to temperature is enclosed.
  • the element portion 53 flows out of the internal pressure of the enclosed space 20 and the heat exchanger functioning as an evaporator among the first and second heat exchangers 3 and 4 and flows through the second refrigerant passage 1ay.
  • a diaphragm 53b is provided as a pressure responsive member that is displaced according to a pressure difference from the refrigerant pressure. And the element part 53 displaces the valve body 1c according to the displacement of the diaphragm 53b.
  • the expansion valve 1 is applied to the refrigeration cycle 100, the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 can be connected to each other even when the refrigerant flows in the reverse direction in the first refrigerant passage 1az including the throttle passage 1ag.
  • the superheat degree of the refrigerant flowing out from the heat exchanger functioning as an evaporator can be appropriately controlled.
  • a valve 1zc and a D check valve 1zd disposed in the D space 1af are provided.
  • the body part 1a is supplied with a second refrigerant for flowing a refrigerant flowing out of a heat exchanger functioning as an evaporator of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4.
  • a refrigerant passage 1ay is formed.
  • the expansion valve 1 is applied to the refrigeration cycle 100, the expansion valve 1 is provided with the A check valves 1za,..., D check valves 1zd.
  • the flow of the refrigerant in the first refrigerant passage 1az can be defined without complicating the configuration such as providing it.
  • the refrigerant circuit in the refrigeration cycle 100 is switched by the four-way valve 5.
  • the four-way valve 5 is controlled by the control unit 6 so as to connect the A connection unit 234 and the C connection unit 324 and the B connection unit 243 and the D connection unit 423 simultaneously. Is done.
  • the four-way valve 5 is connected to the control unit 6 so as to connect the A connection unit 234 and the D connection unit 423 and the B connection unit 243 and the C connection unit 324 at the same time. Controlled by.
  • the refrigerant flows into the second refrigerant passage 1ay of the expansion valve 1 from the third opening 1ai and flows out of the fourth opening 1aj.
  • the refrigerant may flow from the fourth opening 1aj into the second refrigerant passage 1ay of the expansion valve 1 and flow out from the third opening 1ai.
  • the defining member refers to the pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through the first refrigerant passage 1az in the first refrigerant circuit, and the first refrigerant passage in the second refrigerant circuit. It is a member that regulates the flow of refrigerant in the first refrigerant passage 1az so that the pressing force acting on the valve body 1c by the refrigerant passing through 1az acts in the valve closing direction of the valve body 1c.
  • the pressing force that acts on the valve body by the refrigerant passing through the throttle passage acts in the valve closing direction of the valve body.
  • a regulating member that regulates the flow of the refrigerant.
  • an element portion that displaces the valve body according to the temperature and pressure of the refrigerant sucked into the compressor is provided.
  • this expansion valve functions as an evaporator of the first heat exchanger and the second heat exchanger even when the refrigerant flows in the reverse direction in the first refrigerant passage including the throttle passage. It is possible to appropriately control the degree of superheat of the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger.
  • an A check valve, a B check valve, a C check valve, and a D check valve are provided.
  • the A check valve is a valve that is disposed in the A space and prevents the flow of refrigerant from the first opening toward the throttle passage.
  • the B check valve is a valve that is disposed in the B space and prevents the flow of refrigerant in the reverse direction from the valve chamber toward the first opening.
  • the C check valve is a valve that is disposed in the C space and prevents the flow of refrigerant from the second opening toward the throttle passage.
  • the D check valve is a valve that is disposed in the D space and prevents the flow of refrigerant from the valve chamber toward the second opening.
  • the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger are evaporated separately from the first refrigerant passage.
  • a second refrigerant passage is formed for flowing the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger functioning as a heat exchanger.
  • the element portion has an enclosed space in which a temperature-sensitive medium whose pressure changes according to temperature is enclosed.
  • the element portion has a pressure between the internal pressure of the enclosed space and the pressure of the refrigerant flowing out of the heat exchanger functioning as an evaporator out of the first heat exchanger and the second heat exchanger and flowing through the second refrigerant passage.
  • a pressure responsive member that is displaced according to the difference is provided, and the valve body is displaced according to the displacement of the pressure responsive member.
  • a specific example of the refrigeration cycle to which the expansion valve according to the first to fourth aspects of the present disclosure is applied is a refrigeration cycle provided with the following four-way valve. That is, in the first refrigerant circuit, the four-way valve simultaneously connects the A connection portion and the C connection portion and the D connection portion and the B connection portion. In the second refrigerant circuit, the four-way valve simultaneously connects between the B connection portion and the C connection portion and between the A connection portion and the D connection portion.
  • the refrigerant flows in the order of the compressor and the compressor.
  • the refrigerant flows in the order of the compressor, the second heat exchanger, the second opening of the expansion valve, the throttle passage, the first opening of the expansion valve, the first heat exchanger, and the compressor. .
  • the element portion displaces the valve body according to the temperature and pressure of the refrigerant in the B connection portion.
  • the second refrigerant passage is formed as a part of the B connection portion, and the element portion passes through the second refrigerant passage.
  • the valve body is displaced according to the temperature and pressure of the refrigerant.

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Abstract

冷媒を第１熱交換器、第２熱交換器の順に流す第１冷媒回路と、第２熱交換器、第１熱交換器の順に流す第２冷媒回路とを切り替え可能な冷凍サイクルに膨張弁が適用される。膨張弁は、第１熱交換器または第２熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させて他方の熱交換器に流出させる。膨張弁には、第１開口部（１ａａ）および第２開口部（１ａｂ）が形成される。膨張弁は、第１開口部もしくは第２開口部から流入した冷媒を減圧させる絞り通路（１ａｇ）を含む冷媒通路（１ａｚ）が形成されたボデー部（１ａ）と、ボデー部の内部に配置されて絞り通路の流路断面積を調整する弁体（１ｃ）と、規定部材（１ｚａ～１ｚｄ）とを備える。第１冷媒回路において冷媒が弁体に作用するＡ押圧力と、第２冷媒回路において冷媒が弁体に作用するＢ押圧力とがいずれも、弁体の閉弁方向に作用するよう、冷媒の流れを規定部材が規定する。

Description

膨張弁および冷凍サイクル 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１６年２月２６日に出願された日本特許出願番号２０１６－３６０１８号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される膨張弁に関する。
　従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、凝縮器から流出した高圧冷媒を減圧膨張する機械式の膨張弁が知られている。この種の膨張弁としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。
　この種の膨張弁は、一般的に、単一の金属ブロック等で構成されるボデー部の内部において、高圧冷媒を導入して減圧膨張させる絞り通路を含む冷媒通路、および蒸発器から流出した低圧冷媒を流通させる冷媒通路等が形成されている。より具体的には、絞り通路を含む冷媒通路はボデーに形成された２つの開口部の間において冷媒を通過させる通路である。この通路内において、高圧冷媒が、２つの開口部の一方、絞り通路、２つの開口部の他方の順に流れる。
　また、この種の膨張弁は、蒸発器から流出した低圧冷媒の温度および圧力に応じて変位作動するエレメント部を備え、該エレメント部により弁体を変位させることで、高圧冷媒を減圧膨張させる絞り通路の流路断面積を調整している。より具体的には、エレメント部は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間の内圧と、蒸発器から流出した低圧冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材としてのダイヤフラムを有している。そして、このダイヤフラムの変位が、蒸発器から流出した低圧冷媒の温度を感温媒体に伝達する感温棒等を介して弁体に伝えられ、弁体を変位させる。
　これにより、この種の膨張弁では、封入空間内の感温媒体の圧力を蒸発器から流出した低圧冷媒の温度に応じた圧力とし、封入空間内の内圧と蒸発器から流出した低圧冷媒の圧力との圧力差によってダイヤフラムを変位させている。つまり、蒸発器から流出した低圧冷媒の温度および圧力に応じてダイヤフラムを変位させて弁体を変位させることで、絞り通路の開度を調整している。
　こうして、この種の膨張弁では、蒸発器から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、絞り通路の流路断面積を調整する弁体を変位させて該絞り通路の通路開度を調整することで、蒸発器から流出した低圧冷媒の過熱度を制御している。
特開２０１３－１７０７３４号公報
　上記特許文献１に記載の膨張弁のような機械式の膨張弁においては、絞り通路の流路断面積を調整する弁体が、絞り通路を通過する高圧冷媒によって押圧されることで変位する。従って、この種の機械式の膨張弁は、２つの開口部のうち一方から流入して絞り通路を通過する高圧冷媒による弁体の変位量が加味されて、所望の減圧特性となるように構成される。
　ここで、上記特許文献１に記載の膨張弁は、２つの開口部のうち一方から流入して絞り通路を含む冷媒通路において通過する冷媒の押圧力が、弁体の閉弁方向、すなわち弁体が閉じる方向に作用する構成とされている。また、この膨張弁では、仮に、冷媒が２つの開口部のうち他方から流入した場合には、絞り通路を含む冷媒通路において通過する冷媒の押圧力が、弁体の開弁方向、すなわち弁体が開く方向に作用する。つまり、この膨張弁では、２つの開口部のうち一方から流入した場合と他方から流入した場合とで、絞り通路を含む冷媒通路において通過する冷媒の押圧力が互いに逆向きに作用する。このため、２つの開口部のうち一方から流入した場合と他方から流入した場合とで、弁体の変位量が大きく異なる。従って、この膨張弁では、絞り通路を含む冷媒通路において互いに逆向きに冷媒を流した２つの場合の間で、膨張弁の減圧特性が乖離してしまう。
　本開示は上記点に鑑みて、絞り通路を含む冷媒通路において逆向きに冷媒を流した場合でも減圧特性の乖離が少ない膨張弁を提供することを目的とする。
　本開示の１つの観点によれば、第１冷媒回路と第２冷媒回路とを切り換え可能な蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される膨張弁において以下の構成とする。すなわち、膨張弁において、Ａ押圧力およびＢ押圧力がいずれも弁体の閉弁方向に作用するように、冷媒通路における冷媒の流れを規定する規定部材を設ける。なお、Ａ押圧力は、第１冷媒回路において第１開口部から流入して絞り通路を通過する冷媒によって弁体に作用する押圧力である。また、Ｂ押圧力は、第２冷媒回路において第２開口部から流入して絞り通路を通過する冷媒によって弁体に作用する押圧力である。
　この膨張弁を冷凍サイクルに適用すれば、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれの膨張弁の減圧特性の乖離を少なくすることできる。すなわち、冷凍サイクルにおいて、絞り通路を含む第１冷媒通路において逆向きに冷媒を流した場合でも、膨張弁の減圧特性の乖離を少なくすることができる。
　本開示の他の観点によれば、膨張弁を適用した冷凍サイクルの具体例として、以下のような四方弁を設けた冷凍サイクルとしている。すなわち、四方弁は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部とＣ接続部との間、およびＤ接続部とＢ接続部との間を同時に接続する。また、四方弁は、第２冷媒回路においては、Ｂ接続部とＣ接続部との間、およびＡ接続部とＤ接続部との間を同時に接続する。このような四方弁が設けられることで、第１冷媒回路においては、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁の第１開口部、絞り通路、膨張弁の第２開口部、第２熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。また、第２冷媒回路においては、圧縮機、第２熱交換器、膨張弁の第２開口部、絞り通路、膨張弁の第１開口部、第１熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。
第１実施形態に係る冷凍サイクルにおいて第１冷媒回路としたときの全体構成を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクルにおいて第２冷媒回路としたときの全体構成を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る膨張弁の断面構成を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　第１実施形態に係る膨張弁１について図１～図３を参照して説明する。図１に示すように、この膨張弁１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル１００に適用され、後述の第１熱交換器３および第２熱交換器４の一方の熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張して他方の熱交換器に流出させる、いわゆる内部均圧式の機械式膨張弁である。本実施形態では、自動車などの車両に搭載される車両用空調装置の冷凍サイクル１００に膨張弁１を適用している。なお、図１、図２中の矢印は、冷凍サイクル１００における冷媒の流れを模式的に示している。
　まず、冷凍サイクル１００について説明する。図１、図２に示すように、冷凍サイクル１００は、膨張弁１と、圧縮機２と、第１熱交換器３と、第２熱交換器４と、四方弁５と、制御部６とを有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。冷凍サイクル１００は、ヒートポンプとして機能するものであり、図１に示す第１冷媒回路と図２に示す第２冷媒回路とに切り替え可能に構成されている。なお、第１冷媒回路は、冷房運転モードの冷媒回路に相当し、第２冷媒回路は、暖房運転モードの冷媒回路に相当する。
　この冷凍サイクル１００では、ここでは冷媒としてフロン系冷媒が採用されているが、冷媒の種類はこれに限られない。
　膨張弁１は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち放熱器として機能する熱交換器から流入した冷媒を減圧膨張させるものである。膨張弁１は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の温度および圧力に基づいて、該冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、図３に示す弁体１ｃの弁開度を変化させる。これにより、膨張弁１は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出する冷媒の流量を調整する。なお、膨張弁１の詳細については後述する。
　圧縮機２は、冷媒を吸入して圧縮するものである。本実施形態では、圧縮機２は、図示しない車両走行用エンジンから電磁クラッチ等を介して駆動力を得る場合や電気的に駆動力を得て、冷媒を吸入して圧縮を行う。図１、図２に示すように、圧縮機２は、Ａ開口部２ａおよびＢ開口部２ｂを有し、Ｂ開口部２ｂから吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機２としては、例えば、インバータ制御方式の電動圧縮機が採用され得る。
　圧縮機２のＡ開口部２ａには、冷媒配管として機能するＡ接続部２３４が接続され、圧縮機２のＢ開口部２ｂには、冷媒配管として機能するＢ接続部２４３が接続されている。ここでは、図３に示すように、Ｂ接続部２４３は、その一部として後述の膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙを含む。
　第１熱交換器３は、周囲の熱交換媒体と冷媒とで熱交換させる熱交換器である。本実施形態における第１熱交換器３は、車室外に設置され、図示しないファンにより送風された車室外空気と冷媒とで熱交換させる。第１熱交換器３は、Ｃ開口部３ａおよびＤ開口部３ｂを有する。
　第１熱交換器３は、第１冷媒回路において車室外空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第２冷媒回路において車室外空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を加熱して蒸発させることにより吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能する。ここでは、冷媒としてフロン系冷媒を用いているため、第１熱交換器３は、第１冷媒回路において車室外空気と気相冷媒とで熱交換させることで気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器として機能する。
　なお、図１、図２に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクル１００は、第１熱交換器３が、第１熱交換部３１、受液器３２、第２熱交換部３３を備える。
　第１熱交換部３１は、第１冷媒回路において凝縮器として機能する部分であり、第２熱交換部３３は、第１冷媒回路において第１熱交換部３１から流出した冷媒を過冷却する機能を果たす部分である。
　受液器３２は、第１熱交換器３の内部の冷媒流路の途中に設けられ、少なくとも第１冷媒回路において、凝縮器として機能する第１熱交換部３１から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離してサイクル内の余剰液相冷媒を溜める機能を果たす。
　第１熱交換器３のＣ開口部３ａには、冷媒配管として機能するＣ接続部３２４が接続されている。また、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂには、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂと膨張弁１の第１開口部１ａａを接続して冷媒配管として機能するＥ接続部１３が接続されている。
　第２熱交換器４は、周囲の熱交換媒体と冷媒とで熱交換させる熱交換器である。本実施形態における第２熱交換器４は、車室内に設置され、図示しないファンにより送風された車室内空気と冷媒とを熱交換させる。第２熱交換器４は、Ｅ開口部４ａおよびＦ開口部４ｂを有する。
　第２熱交換器４は、第１冷媒回路において車室内空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を蒸発させることにより吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、第２冷媒回路において車室内空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を放熱させる放熱器として機能する。ここでは、冷媒としてフロン系冷媒を用いているため、第２熱交換器４は、第２冷媒回路において車室内空気と気相冷媒とで熱交換させて気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器として機能する。
　第２熱交換器４のＦ開口部４ｂには、冷媒配管として機能するＤ接続部４２３が接続されている。また、第２熱交換器４のＥ開口部４ａには、膨張弁１の第２開口部１ａｂと第２熱交換器４のＥ開口部４ａを接続して冷媒配管として機能するＦ接続部１４が接続されている。
　なお、Ａ接続部２３４、Ｂ接続部２４３、Ｃ接続部３２４、Ｄ接続部４２３、Ｅ接続部１３、およびＦ接続部１４はいずれも、冷媒が流通する流路として機能する部材であれば、その構成が特に限定されない。従って、例えば、Ａ接続部２３４、Ｂ接続部２４３、Ｃ接続部３２４、Ｄ接続部４２３、Ｅ接続部１３、およびＦ接続部１４はいずれも、冷媒配管から別の冷媒配管へ向かう流路途中に気液分離器が介在する構成であっても良い。
　四方弁５は、制御部６の制御によって、冷凍サイクル１００における冷媒回路を切り替える弁である。具体的には、四方弁５は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＣ接続部３２４との間、およびＢ接続部２４３とＤ接続部４２３との間を同時に接続するように冷凍サイクル１００の冷媒回路の切り換えを行う。また、四方弁５は、第２冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＤ接続部４２３との間、およびＢ接続部２４３とＣ接続部３２４との間を同時に接続する。
　制御部６は、ＥＣＵすなわち電子制御装置であり、四方弁５などを制御する装置である。
　次に、本実施形態に係る膨張弁１の詳細について説明する。図３に示すように、膨張弁１は、ボデー部１ａ、エレメント部５３、弁体１ｃ、逆止弁１ｚａ、逆止弁１ｚｂ、逆止弁１ｚｃ、および逆止弁１ｚｄを備える。ボデー部１ａには、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚが形成されている。なお、以下において、逆止弁１ｚａをＡ逆止弁１ｚａと称し、逆止弁１ｚｂをＢ逆止弁１ｚｂと称し、逆止弁１ｚｃをＣ逆止弁１ｚｃと称し、逆止弁１ｚｄをＤ逆止弁１ｚｄと称する。また、便宜上、図３ではＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを模式的に示している。
　図３に示すように、ボデー部１ａは、膨張弁１の外殻および膨張弁１内の第１冷媒通路１ａｚ等が形成された部分である。ボデー部１ａは、例えば円筒状あるいは角筒状の金属ブロックに穴開け加工等を施して形成される。ボデー部１ａには、第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂが形成され、第１開口部１ａａと第２開口部１ａｂとの間において冷媒を流す通路として第１冷媒通路１ａｚが形成されている。また、ボデー部１ａには、弁体１ｃに対応する弁座として機能する弁座部１ａｋが形成されている。
　第１開口部１ａａは、第１冷媒回路において、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂから流出した冷媒を第１冷媒通路１ａｚに流入させる部分であり、第２冷媒回路において、第１冷媒通路１ａｚを通過した冷媒を第１熱交換器３のＤ開口部３ｂへ流出させる部分である。
　第２開口部１ａｂは、第１冷媒回路において、第１冷媒通路１ａｚを通過した冷媒を第２熱交換器４のＥ開口部４ａへ流出させる部分であり、第２冷媒回路において、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから流出した冷媒を第１冷媒通路１ａｚに流入させる部分である。
　図３に示すように、本実施形態に係るボデー部１ａは、具体的には、第１冷媒通路１ａｚが、空間１ａｃ、空間１ａｄ、空間１ａｅ、空間１ａｆ、絞り通路１ａｇ、弁室１ａｈを含む。なお、以下において、空間１ａｃをＡ空間１ａｃと称し、空間１ａｄをＢ空間１ａｄと称し、空間１ａｅをＣ空間１ａｅと称し、空間１ａｆをＤ空間１ａｆと称する。
　絞り通路１ａｇは、第１開口部１ａａもしくは第２開口部１ａｂから流入した冷媒を減圧膨張させる通路である。具体的には、絞り通路１ａｇは、弁座部１ａｋと弁体１ｃによって囲まれた空間である絞り部を含む。絞り通路１ａｇは、弁座部１ａｋに対する弁体１ｃの位置が変化して絞り部の流路断面積が変化することで、その流路断面積が変化する。すなわち、絞り通路１ａｇの流路断面積は、この絞り部の流路断面積である。そして、本実施形態に係る冷凍サイクル１００では、この絞り通路１ａｇが形成されることにより、冷凍サイクル１００における絞り通路１ａｇよりも冷媒流れ上流側が高圧、冷媒流れ下流側が低圧となる。
　弁室１ａｈは、弁体１ｃが収容される空間である。図３に示すように、弁室１ａｈは、絞り通路１ａｇに連通している。弁室１ａｈは、第１冷媒回路において、第１開口部１ａａからボデー部１ａの内部に流入してＢ空間１ａｄに流れた冷媒を絞り通路１ａｇに導く通路として機能する。また、弁室１ａｈは、第２冷媒回路において、第２開口部１ａｂからボデー部１ａの内部に流入してＤ空間１ａｆに流れた冷媒を絞り通路１ａｇに導く通路として機能する。
　Ａ空間１ａｃは、ボデー部１ａの内部において、第１開口部１ａａおよび絞り通路１ａｇに連通するように形成された空間である。Ｂ空間１ａｄは、ボデー部１ａの内部において、第１開口部１ａａおよび弁室１ａｈに連通するように形成された空間である。Ｃ空間１ａｅは、ボデー部１ａの内部において、第２開口部１ａｂおよび絞り通路１ａｇに連通するように形成された空間である。Ｄ空間１ａｆは、ボデー部１ａの内部において、第２開口部１ａｂおよび弁室１ａｈに連通するように形成された空間である。
　なお、図３に示すように、Ｄ空間１ａｆはＢ空間１ａｄを挟んで第１開口部１ａａの反対側に位置するように配置されている。また、Ｂ空間１ａｄはＤ空間１ａｆを挟んで第２開口部１ａｂの反対側に位置するように配置されている。Ｃ空間１ａｅは、Ａ空間１ａｃを挟んで第１開口部１ａａの反対側に位置するように配置されている。また、Ａ空間１ａｃはＣ空間１ａｅを挟んで第２開口部１ａｂの反対側に位置するように配置されている。
　第１開口部１ａａがＡ空間１ａｃおよびＢ空間１ａｄの両方に直接連通し、Ａ空間１ａｃとＢ空間１ａｄとは直接連通せずに第１開口部１ａａを介して連通していてもよい。この場合、第１開口部１ａａとＡ空間１ａｃの境界、および、第１開口部１ａａとＢ空間１ａｄの境界は、図３に破線で示す部分になる。この場合、第１開口部１ａａの図３の上下方向（すなわち、弁体１ｃの移動方向）の幅に対して、Ａ空間１ａｃの図３の上下方向の幅は、１／２以下に縮小している。またこの場合、第１開口部１ａａの図３の上下方向の幅に対して、Ｂ空間１ａｄの図３の上下方向の幅は、１／２以下に縮小している。つまり、第１開口部１ａａから、第１開口部１ａａよりも図３の上下方向の幅が狭まったＡ空間１ａｃと、第１開口部１ａａよりも図３の上下方向の幅が狭まったＢ空間１ａｄとが、絞り通路１ａｇ側に伸びている。
　また、第２開口部１ａｂがＣ空間１ａｅおよびＤ空間１ａｆの両方に直接連通し、Ｃ空間１ａｅとＤ空間１ａｆとは直接連通せずに第２開口部１ａｂを介して連通していてもよい。この場合、第２開口部１ａｂとＣ空間１ａｅの境界、および、第２開口部１ａｂとＤ空間１ａｆの境界は、図３に破線で示す部分になる。この場合、第２開口部１ａｂの図３の上下方向の幅に対して、Ｃ空間１ａｅの図３の上下方向の幅は、１／２以下に縮小している。またこの場合、第２開口部１ａｂの図３の上下方向の幅に対して、Ｄ空間１ａｆの図３の上下方向の幅は、１／２以下に縮小している。つまり、第２開口部１ａｂから、第２開口部１ａｂよりも図３の上下方向の幅が狭まったＣ空間１ａｅと、第２開口部１ａｂよりも図３の上下方向の幅が狭まったＤ空間１ａｆとが、絞り通路１ａｇ側に伸びている。
　エレメント部５３は、圧縮機２に吸入される冷媒の温度および圧力に応じて、変位作動することにより弁体１ｃを変位させる。
　図３に示すように、エレメント部５３は、ダイヤフラム５３ｂに溶接、接着等の接合手段によって連結された略円筒状の感温棒５２ｂ、および感温棒５２ｂに同軸状に圧入等の手段によって連結されて弁体１ｃに当接する略円筒状の作動棒５２ｃを有する。エレメント部５３は、蒸発器として機能する第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出して第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の温度および圧力に応じて、感温棒５２ｂおよび作動棒５２ｃが変位作動し、この変位作動に連動して弁体１ｃを変位させる。
　感温棒５２ｂは、第２冷媒通路１ａｙを貫通するように延びており、その外周面の少なくとも一部が、第２冷媒通路１ａｙを流通する低圧冷媒に晒されるように配置されている。これにより、感温棒５２ｂは、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出して第２冷媒通路１ａｙを流通する低圧冷媒の温度をエレメント部５３側へ伝達することができる。感温棒５２ｂとしては、熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましい。また、本実施形態では、感温棒５２ｂをステンレスにて形成している。
　エレメント部５３は、さらに、エレメントハウジング５３ａ、圧力応動部材であるダイヤフラム５３ｂ、エレメントカバー５３ｃ、封止プラグ５３ｅによって構成される。なお、エレメントハウジング５３ａは、取付穴５１ｊにネジ止め等の固定手段によって取り付けられる。取付穴５１ｊは、ボデー部１ａの上部に形成された穴である。また、エレメントカバー５３ｃは、エレメントハウジング５３ａとともにダイヤフラム５３ｂの外縁部を狭持してエレメント部５３の外殻を形成する部材である。封止プラグ５３ｅについては後述する。
　エレメントハウジング５３ａおよびエレメントカバー５３ｃは、ステンレス等の金属で構成され、ダイヤフラム５３ｂの外縁部を狭持した状態で、その外周端部同士が溶接、ろう付け等の接合手段によって一体に接合されている。従って、エレメントハウジング５３ａおよびエレメントカバー５３ｃによって形成されるエレメント部５３の内部空間は、ダイヤフラム５３ｂによって２つの空間に区画される。
　この２つの空間のうち、エレメントカバー５３ｃとダイヤフラム５３ｂによって形成される空間は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した低圧冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間２０である。
　一方、エレメントハウジング５３ａとダイヤフラム５３ｂとによって形成される空間は、第２冷媒通路１ａｙと連通して、蒸発器として機能する第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒を導入させる導入空間３０である。従って、封入空間２０に封入された感温媒体には、感温棒５２ｂを介して、第２冷媒通路１ａｙを流通する第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の温度が伝達される。また、この感温媒体には、ダイヤフラム５３ｂを介して、導入空間３０に導入された第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の温度も伝達される。
　従って、封入空間２０の内圧は、第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の温度に応じた圧力となる。そして、ダイヤフラム５３ｂは、封入空間２０の内圧と導入空間３０へ流入した第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の圧力との差圧に応じて変位する。
　例えば、封入空間２０の内圧の低下に伴ってダイヤフラム５３ｂが上方側へ変位し、封入空間２０の内圧が増大に伴ってダイヤフラム５３ｂが下方側へ変位する。
　このため、ダイヤフラム５３ｂは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス等の金属薄板にて形成される。
　また、図３に示すように、エレメントカバー５３ｃには、封入空間２０に感温媒体を充填するための充填穴５３ｄが形成されており、この充填穴５３ｄは、感温媒体の充填後に、その先端が封止プラグ５３ｅによって閉塞される。さらに、本実施形態の封入空間２０には、気相状態の冷媒および不活性ガスを混合した混合ガスが感温媒体として封入されている。
　本実施形態では、封入空間２０に封入する冷媒として、冷凍サイクル１００を循環する冷媒と同一組成の冷媒を採用している。不活性ガスとして、膨張弁１の使用温度範囲、例えば－３０℃～６０℃において、理想気体と同様の温度－圧力特性を示すヘリウムや窒素等を採用している。
　弁体１ｃは、ボデー部１ａの内部に配置されて、絞り通路１ａｇの流路断面積を調整する弁である。本実施形態では、弁体１ｃは、感温棒５２ｂおよび作動棒５２ｃの変位作動に連動して変位する。
　上記したように、本実施形態に係る膨張弁１は、Ａ逆止弁１ｚａ、Ｂ逆止弁１ｚｂ、Ｃ逆止弁１ｚｃ、およびＤ逆止弁１ｚｄを備える。Ａ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄは、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定する規定部材として機能する。具体的には、この規定部材は、第１冷媒回路において弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力、および第２冷媒回路において弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用するように、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定する。
　また、図３に示すように、Ａ空間１ａｃには、Ａ空間１ａｃにおける冷媒流れ上流側すなわち絞り通路１ａｇ側と、Ａ空間１ａｃにおける冷媒流れ下流側すなわち第１開口部１ａａ側とを隔てる、隔壁１ｘａが形成されている。また、Ｂ空間１ａｄには、Ｂ空間１ａｄにおける冷媒流れ下流側すなわち絞り通路１ａｇ側と、Ｂ空間１ａｄにおける冷媒流れ上流側すなわち第１開口部１ａａ側とを隔てる、隔壁１ｘｂが形成されている。また、Ｃ空間１ａｅには、Ｃ空間１ａｅにおける冷媒流れ上流側すなわち絞り通路１ａｇ側と、Ｃ空間１ａｅにおける冷媒流れ下流側すなわち第２開口部１ａｂ側とを隔てる、隔壁１ｘｃが形成されている。また、Ｄ空間１ａｆには、Ｄ空間１ａｆにおける冷媒流れ下流側すなわち絞り通路１ａｇ側と、Ｄ空間１ａｆにおける冷媒流れ上流側すなわち第２開口部１ａｂ側とを隔てる、隔壁１ｘｄが形成されている。これらの隔壁１ｘａ、１ｘｂ、１ｘｃ、１ｘｄは、ボデー部１ａの一部である。
　図３に示すように、Ａ逆止弁１ｚａは、Ａ空間１ａｃに配置され、第１開口部１ａａからＡ空間１ａｃを通って絞り通路１ａｇへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ａ逆止弁１ｚａは、絞り通路１ａｇからＡ空間１ａｃを通って第１開口部１ａａへ向かう方向には冷媒を流す。Ａ逆止弁１ｚａは、隔壁１ｘａに配置されている。
　Ｂ逆止弁１ｚｂは、Ｂ空間１ａｄに配置され、弁室１ａｈからＢ空間１ａｄを通って第１開口部１ａａへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｂ逆止弁１ｚｂは、第１開口部１ａａからＢ空間１ａｄを通って弁室１ａｈへ向かう方向には冷媒を流す。Ｂ逆止弁１ｚｂは、隔壁１ｘｂに配置されている。
　Ｃ逆止弁１ｚｃは、Ｃ空間１ａｅに配置され、第２開口部１ａｂからＣ空間１ａｅを通って絞り通路１ａｇへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｃ逆止弁１ｚｃは、絞り通路１ａｇからＣ空間１ａｅを通って第２開口部１ａｂへ向かう方向には冷媒を流す。Ｃ逆止弁１ｚｃは、隔壁１ｘｃに配置されている。
　Ｄ逆止弁１ｚｄは、Ｄ空間１ａｆに配置され、弁室１ａｈからＤ空間１ａｆを通って第２開口部１ａｂへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｄ逆止弁１ｚｄは、第２開口部１ａｂからＤ空間１ａｆを通って弁室１ａｈへ向かう方向には冷媒を流す。Ｄ逆止弁１ｚｄは、隔壁１ｘｄに配置されている。
　図３では、Ａ逆止弁１ｚａ、Ｂ逆止弁１ｚｂ、Ｃ逆止弁１ｚｃ、Ｄ逆止弁１ｚｄを模式的に示している。実際には、Ａ逆止弁１ｚａ、Ｂ逆止弁１ｚｂ、Ｃ逆止弁１ｚｃ、Ｄ逆止弁１ｚｄの各々は、周知の弁体、弁座部、弁体を弁座部の方向に付勢するバネ、バネの弁体側端とは反対側の端に接続されるバネ保持部を有している。
　このように、本実施形態に係る膨張弁１では、規定部材としてのＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。このため、第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから冷媒が流入した場合においても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用し易くなる。すなわち、本実施形態に係る膨張弁１では、Ａ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備えることで、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれにおいても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用し易くなる。
　なお、上記でも説明したように、本実施形態では、第２冷媒通路１ａｙは、Ｂ接続部２４３の一部として構成されている。
　また、ボデー部１ａには、第３開口部１ａｉおよび第４開口部１ａｊが形成され、第３開口部１ａｉと第４開口部１ａｊとの間において冷媒を流す通路として、第１冷媒通路１ａｚとは別の第２冷媒通路１ａｙが形成されている。
　第１冷媒通路１ａｚは、第１冷媒回路において、放熱器として機能する第１熱交換器３から流出した高圧冷媒が流れると共に、第２冷媒回路において、放熱器として機能する第２熱交換器４から流出した高圧冷媒が流れる高圧冷媒通路である。第２冷媒通路１ａｙは、第１冷媒回路において、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒が流れると共に、第２冷媒回路において、蒸発器として機能する第１熱交換器３から流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路である。
　また、弁室１ａｈには、コイルバネ５４が収容されている。このコイルバネ５４は、支持部材５４ａを介して、弁体１ｃに対して絞り通路１ａｇを閉弁させる側に付勢する荷重をかけている。さらに、本実施形態に係る膨張弁１では、コイルバネ５４による荷重が、調整ネジ５４ｂによって調整可能になっている。
　次に、本実施形態に係る冷凍サイクル１００の作動について説明する。
　まず、第１冷媒回路、すなわち冷房運転モードの冷媒回路の場合について説明する。第１冷媒回路においては、制御部６は、Ａ接続部２３４とＣ接続部３２４との間、およびＤ接続部４２３とＢ接続部２４３との間を同時に接続するように四方弁５を制御する。
　そして、圧縮機２が車両エンジンの駆動力や電気的な駆動力により回転駆動されると、圧縮機２から冷媒が流出され、流出した高温高圧冷媒は、Ａ接続部２３４、四方弁５、Ｃ接続部３２４の順に流れ、放熱器として機能する第１熱交換器３に流入する。詳細には、高温高圧冷媒は、圧縮機２のＡ開口部２ａから流出し、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから第１熱交換器３の内部に流入する。
　そして、第１熱交換器３に流入した高温高圧冷媒は、ファンにより送風された車室外空気と熱交換することで放熱して凝縮した後、第１熱交換器３から流出する。詳細には、高温高圧冷媒は、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから第１熱交換器３の内部に流入し、第１熱交換部３１において凝縮し、受液器３２にて気液分離され、第２熱交換部３３で過冷却されて、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂから流出する。
　そして、第１熱交換器３から流出した高圧冷媒は、Ｅ接続部１３を通過して、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。詳細には、第１熱交換器３から流出した高圧冷媒は、膨張弁１の第１開口部１ａａから膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。
　そして、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、第１冷媒通路１ａｚにおいて、第１開口部１ａａ、Ｂ空間１ａｄ、弁室１ａｈ、絞り通路１ａｇの順に流れ、絞り通路１ａｇにて減圧膨張される。ここで、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように流路断面積を調整された絞り通路１ａｇにおいて、流量を調整される。その後、絞り通路１ａｇにより減圧された低圧冷媒は、Ｃ空間１ａｅ、第２開口部１ａｂの順に流れ、第２開口部１ａｂから流出する。
　ここで、本実施形態では、第１開口部１ａａから第１冷媒通路１ａｚに流入した低圧冷媒は、Ａ空間１ａｃにＡ逆止弁１ｚａが設けられていることにより、Ａ空間１ａｃへ流れることなく、Ｂ空間１ａｄ、弁室１ａｈの順に流れる。そして、弁室１ａｈへと流れた低圧冷媒は、Ｄ空間１ａｆにＤ逆止弁１ｚｄが設けられていることにより、Ｄ空間１ａｆへ流れることなく、絞り通路１ａｇへ流れる。絞り通路１ａｇへ流れた冷媒は、Ａ空間１ａｃが高圧となっていることにより、Ａ空間１ａｃへ流れることなく、Ｃ空間１ａｅへ流れ、第２開口部１ａｂへ流れる。
　このように、本実施形態では、規定部材であるＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄが配置されたことで、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなる。このため、本実施形態では、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。この押圧力がＡ押圧力に対応する。
　そして、膨張弁１から流出した低圧冷媒は、Ｆ接続部１４を通過して、蒸発器として機能する第２熱交換器４に流入する。詳細には、膨張弁１から流出した低圧冷媒は、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから第２熱交換器４の内部に流入する。
　そして、第２熱交換器４に流入した低圧冷媒は、ファンにより送風された車室内空気と冷媒とで熱交換して、蒸発させられて吸熱作用を発揮した後、第２熱交換器４から流出する。詳細には、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから流入した低圧冷媒は、第２熱交換器４のＦ開口部４ｂから流出する。
　そして、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒は、Ｄ接続部４２３、四方弁５を通過して、Ｂ接続部２４３に流入し、Ｂ接続部２４３の一部である膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。詳細には、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒は、膨張弁１の第３開口部１ａｉから膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。
　そして、膨張弁１に流入した低圧冷媒は、第２冷媒通路１ａｙにおいて、第３開口部１ａｉから第４開口部１ａｊへ流れ、第４開口部１ａｊから流出する。ここで、本実施形態では、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出して第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の温度および圧力に応じて、エレメント部５３が変位作動することにより、弁体１ｃが変位する。例えば、本実施形態では、第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の過熱度が上昇した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が上昇する。これにより、封入空間２０の内圧から、第２冷媒通路１ａｙと連通した空間である導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が大きくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを開弁させる方向へ変位する。
　逆に、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が低下した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が低下して、封入空間２０の内圧から導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が小さくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを閉弁させる方向へ変位する。
　このように、本実施形態では、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度に応じてエレメント部５３が弁体１ｃを変位させることで、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、絞り通路１ａｇの流路断面積が調整される。
　そして、膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、Ｂ接続部２４３から流出して、圧縮機２に流入する。詳細には、膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、圧縮機２のＢ開口部２ｂに流入する。
　以上説明したように、本実施形態に係る第１冷媒回路においては、冷媒が、圧縮機２、第１熱交換器３、膨張弁１、第２熱交換器４、圧縮機２の順に循環して流れる。
　次に、第２冷媒回路、すなわち暖房運転モードの冷媒回路の場合について説明する。第２冷媒回路においては、制御部６は、Ｂ接続部２４３とＣ接続部３２４との間、およびＡ接続部２３４とＤ接続部４２３との間を同時に接続するように四方弁５を制御する。
　そして、圧縮機２が車両エンジンの駆動力や電気的な駆動力により回転駆動されると、圧縮機２から冷媒が流出され、流出した高温高圧冷媒は、Ａ接続部２３４、四方弁５、Ｄ接続部４２３の順に流れ、放熱器として機能する第２熱交換器４に流入する。詳細には、高温高圧冷媒は、圧縮機２のＡ開口部２ａから流出し、第２熱交換器４のＦ開口部４ｂから第２熱交換器４の内部に流入する。
　そして、第２熱交換器４に流入した高温高圧冷媒は、ファンにより送風された車室内空気と熱交換することで放熱して凝縮された後、第２熱交換器４から流出する。詳細には、高温高圧冷媒は、第２熱交換器４のＦ開口部４ｂから第２熱交換器４の内部に流入し、第２熱交換器４において凝縮されて、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから流出する。
　そして、第２熱交換器４から流出した高圧冷媒は、Ｆ接続部１４を通過して、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。詳細には、第２熱交換器４から流出した高圧冷媒は、膨張弁１の第２開口部１ａｂから膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。
　そして、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、第１冷媒通路１ａｚにおいて、第２開口部１ａｂ、Ｄ空間１ａｆ、弁室１ａｈ、絞り通路１ａｇの順に流れ、絞り通路１ａｇにて減圧膨張される。ここで、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、蒸発器として機能する第１熱交換器３から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように流路断面積を調整された絞り通路１ａｇにおいて、流量を調整される。その後、絞り通路１ａｇにより減圧された低圧冷媒は、Ａ空間１ａｃ、第１開口部１ａａの順に流れ、第１開口部１ａａから流出する。
　ここで、本実施形態では、第２開口部１ａｂから第１冷媒通路１ａｚに流入した低圧冷媒は、Ｃ空間１ａｅにＣ逆止弁１ｚｃが設けられていることにより、Ｃ空間１ａｅへ流れることなく、Ｄ空間１ａｆ、弁室１ａｈの順に流れる。そして、弁室１ａｈへと流れた低圧冷媒は、Ｂ空間１ａｄにＢ逆止弁１ｚｂが設けられていることにより、Ｂ空間１ａｄへ流れることなく、絞り通路１ａｇへ流れる。絞り通路１ａｇへ流れた冷媒は、Ｃ空間１ａｅが高圧となっていることにより、Ｃ空間１ａｅへ流れることなく、Ａ空間１ａｃへ流れ、第１開口部１ａａへ流れる。
　このように、本実施形態では、規定部材であるＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄが配置されたことで、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなる。このため、本実施形態では、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。すなわち、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、コイルバネ５４の付勢による荷重の方向すなわち反力とは反対側の方向に作用する。この押圧力がＢ押圧力に対応する。
　以上のように、本膨張弁１は、圧力応動部材であるダイヤフラム５３ｂの変位に応じて弁体１ｃを変位させる構成とされている。
　上記で説明したように、本実施形態では、規定部材であるＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄが配置されたことで、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれの場合も、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなる。これにより、本実施形態では、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれの場合も、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。すなわち、第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから冷媒が流入した場合においても、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなり、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。
　このため、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれの膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることできる。このように、膨張弁１によれば、冷凍サイクル１００において、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚにおいて逆向きに冷媒を流した場合でも、膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることができる。よって、膨張弁１によれば、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚにおいて逆向きに冷媒を流した場合でも、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の過熱度を適切に制御することができる。
　また、本膨張弁１では、膨張弁１の内部にＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。ここで、冷凍サイクル１００における膨張弁１の外部において逆止弁などの規定部材を設けた場合には、追加で冷媒配管を設けるなど構成が複雑になる。しかしながら、本膨張弁１を適用した場合には、構成が複雑になることなく、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定できる。
　引き続き第２冷媒回路について説明する。膨張弁１から流出した低圧冷媒は、Ｅ接続部１３を通過して、蒸発器として機能する第１熱交換器３に流入する。詳細には、膨張弁１から流出した低圧冷媒は、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂから第１熱交換器３の内部に流入する。
　そして、第１熱交換器３に流入した低圧冷媒は、ファンにより送風された車室外空気と冷媒とで熱交換して、蒸発させられて吸熱作用を発揮した後、第１熱交換器３から流出する。詳細には、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから流入した低圧冷媒は、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから流出する。
　そして、第１熱交換器３から流出した低圧冷媒は、Ｃ接続部３２４、四方弁５を通過して、Ｂ接続部２４３に流入し、Ｂ接続部２４３の一部である膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。詳細には、第１熱交換器３から流出した低圧冷媒は、膨張弁１の第３開口部１ａｉから膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。
　そして、膨張弁１に流入した低圧冷媒は、第２冷媒通路１ａｙにおいて、第３開口部１ａｉから第４開口部１ａｊへ流れ、第４開口部１ａｊから流出する。ここで、本実施形態では、第１冷媒回路の場合と同様、蒸発器として機能する第１熱交換器３から流出して第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の温度および圧力に応じて、エレメント部５３が変位作動することにより、弁体１ｃが変位する。従って第１冷媒回路の場合と同様、例えば、本実施形態では、第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の過熱度が上昇した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が上昇する。
　これにより、封入空間２０の内圧から、第２冷媒通路１ａｙと連通した空間である導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が大きくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを開弁させる方向へ変位する。
　逆に、蒸発器として機能する第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が低下した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が低下して、封入空間２０の内圧から導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が小さくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを閉弁させる方向へ変位する。
　このように、本実施形態では、第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度に応じてエレメント部５３が弁体１ｃを変位させることで、第１熱交換器３または第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、絞り通路１ａｇの流路断面積が調整される。
　引き続き第２冷媒回路について説明する。膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、Ｂ接続部２４３から流出して、圧縮機２に流入する。詳細には、膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、圧縮機２のＢ開口部２ｂに流入する。
　以上説明したように、本実施形態に係る第２冷媒回路においては、冷媒が、圧縮機２、第２熱交換器４、膨張弁１、第１熱交換器３、圧縮機２の順に循環して流れる。従来、冷房運転モードの冷媒回路および暖房運転モードの冷媒回路に切り換え可能である冷凍サイクルとしては、通常は、例えば特開２００３－５６９３０号公報に記載の冷凍サイクルのように、３つ以上の熱交換器が必要となる。また、２つの熱交換器で冷房運転モードの冷媒回路および暖房運転モードの冷媒回路に切り換え可能である冷凍サイクルを実現するには、膨張弁の外部に逆止弁を設けるか、追加の冷媒配管を設けるなどの構成とせざるをなかった。しかしながら、膨張弁１を適用した本冷凍サイクル１００によれば、追加の冷媒配管などを設けずとも、２つの熱交換器すなわち第１、第２熱交換器３、４によって冷房運転モードの冷媒回路および暖房運転モードの冷媒回路に切り換え可能とすることができる。
　上記で説明したように、膨張弁１は、第１、第２冷媒回路のいずれにおいても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用するように、冷媒の流れを規定するＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。すなわち、膨張弁１では、冷媒が第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから流入した場合においても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。
　このため、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれの膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることできる。すなわち、膨張弁１によれば、冷凍サイクル１００において、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚに逆向きに冷媒を流した場合でも、膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることができる。
　また、本実施形態に係る膨張弁１では、エレメント部５３は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間２０を有する。なお、具体例として、エレメント部５３は、封入空間２０の内圧と、第１、第２熱交換器３、４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出して第２冷媒通路１ａｙを流れる冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材としてのダイヤフラム５３ｂを有する。そして、エレメント部５３は、ダイヤフラム５３ｂの変位に応じて弁体１ｃを変位させる。
　このため、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚにおいて逆向きに冷媒を流した場合でも、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の過熱度を適切に制御することができる。
　なお、本実施形態では、規定部材の具体例として、Ａ空間１ａｃに配置されたＡ逆止弁１ｚａ、Ｂ空間１ａｄに配置されたＢ逆止弁１ｚｂ、Ｃ空間１ａｅに配置されたＣ逆止弁１ｚｃ、Ｄ空間１ａｆに配置されたＤ逆止弁１ｚｄを備える。また、ボデー部１ａには、前記第１冷媒通路とは別に、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒を流すための第２冷媒通路１ａｙが形成されている。
　また、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、膨張弁１の内部にＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える構成とされていることで、追加で冷媒配管を設けるなど構成が複雑にすることなく、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定できる。
　なお、本実施形態では、冷凍サイクル１００の具体例として、四方弁５によって冷凍サイクル１００における冷媒回路を切り替える構成とされている。四方弁５は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＣ接続部３２４との間、およびＢ接続部２４３とＤ接続部４２３との間を同時に接続するように、制御部６によって制御される。また、四方弁５は、第２冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＤ接続部４２３との間、およびＢ接続部２４３とＣ接続部３２４との間を同時に接続するように、制御部６によって制御される。
　（他の実施形態）
　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
　例えば、上記第１実施形態に係る冷凍サイクル１００では、第３開口部１ａｉから冷媒が膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入して第４開口部１ａｊから流出する構成としていた。しかしながら、第１実施形態に係る冷凍サイクル１００において、第４開口部１ａｊから冷媒が膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入して第３開口部１ａｉから流出する構成としても良い。
　また、上記第１実施形態および上記の他の実施形態において、Ａ逆止弁１ｚａ、Ｂ逆止弁１ｚｂ、Ｃ逆止弁１ｚｃ、およびＤ逆止弁１ｚｄ以外の規定部材を採用しても良い。ここでいう規定部材とは、上記実施形態の場合と同様、第１冷媒回路において第１冷媒通路１ａｚを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力、および第２冷媒回路において第１冷媒通路１ａｚを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向作用するように、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定する部材である。
　（まとめ）
　第１の観点では、膨張弁において、第１冷媒回路と第２冷媒回路のいずれにおいても、絞り通路を通過する冷媒によって弁体に作用する押圧力が、弁体の閉弁方向に作用するように、冷媒の流れを規定する規定部材を備える。
　第２の観点では、本開示の第１の観点に係る膨張弁の具体例として、圧縮機に吸入される冷媒の温度および圧力に応じて弁体を変位させるエレメント部を備える。
　このため、この膨張弁を冷凍サイクルに適用すれば、絞り通路を含む第１冷媒通路において逆向きに冷媒を流した場合でも、第１熱交換器および第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の過熱度を適切に制御することができる。
　第３の観点では、本開示の第１、第２の観点に係る膨張弁の具体例として、Ａ逆止弁、Ｂ逆止弁、Ｃ逆止弁、Ｄ逆止弁を備える。Ａ逆止弁は、Ａ空間に配置され、第１開口部から絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止する弁である。Ｂ逆止弁は、Ｂ空間に配置され、弁室から第１開口部へ向かう逆方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｃ逆止弁は、Ｃ空間に配置され、第２開口部から絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止する弁である。Ｄ逆止弁は、Ｄ空間に配置され、弁室から第２開口部へ向かう冷媒の流れを防止する弁である。これにより、第１の観点の場合と同様の効果が得られる。
　このため、この膨張弁を冷凍サイクルに適用すれば、膨張弁の内部にＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える構成とされていることで、追加で冷媒配管を設けるなど構成が複雑にすることなく、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定できる。
　第４の観点では、本開示の第２の観点に係る膨張弁の具体例として、ボデー部には、第１冷媒通路とは別に、第１熱交換器３および第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒を流すための第２冷媒通路が形成される。エレメント部は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間を有する。また、エレメント部は、該封入空間の内圧と、第１熱交換器および第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出して第２冷媒通路を流れる冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材を有し、該圧力応動部材の変位に応じて弁体を変位させる。これにより、第１の観点の場合と同様の効果が得られる。
　第５の観点では、本開示の第１～第４の観点に係る膨張弁を適用した冷凍サイクルの具体例として、以下のような四方弁を設けた冷凍サイクルとしている。すなわち、四方弁は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部とＣ接続部との間、およびＤ接続部とＢ接続部との間を同時に接続する。また、四方弁は、第２冷媒回路においては、Ｂ接続部とＣ接続部との間、およびＡ接続部とＤ接続部との間を同時に接続する。このような四方弁が設けられることで、第１冷媒回路においては、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁の第１開口部、絞り通路、膨張弁の第２開口部、第２熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。また、第２冷媒回路においては、圧縮機、第２熱交換器、膨張弁の第２開口部、絞り通路、膨張弁の第１開口部、第１熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。
　第６の観点では、本開示の第５の観点に係る冷凍サイクルの具体例として、エレメント部が、Ｂ接続部における冷媒の温度および圧力に応じて弁体を変位させる。
　第７の観点では、本開示の第５の観点に係る冷凍サイクルの具体例として、第２冷媒通路がＢ接続部の一部として形成されており、エレメント部が、第２冷媒通路を通過する冷媒の温度および圧力に応じて弁体を変位させる。

Claims (7)

  1. 　圧縮機（２）、第１熱交換器（３）、第２熱交換器（４）を有し、冷媒を前記第１熱交換器、前記第２熱交換器の順に流す第１冷媒回路と、冷媒を前記第２熱交換器、前記第１熱交換器の順に流す第２冷媒回路とを切り替え可能な蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の一方の熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させて他方の熱交換器に流出させるための膨張弁であって、
    　第１開口部（１ａａ）および第２開口部（１ａｂ）が形成され、前記第１開口部もしくは前記第２開口部から流入した冷媒を減圧させる絞り通路（１ａｇ）を含む冷媒通路（１ａｚ）が形成されたボデー部（１ａ）と、
    　前記ボデー部の内部に配置されて、前記絞り通路の流路断面積を調整する弁体（１ｃ）と、
    　前記第１冷媒回路において前記第１開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＡ押圧力とし、前記第２冷媒回路において前記第２開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＢ押圧力としたとき、
    　前記Ａ押圧力および前記Ｂ押圧力がいずれも、前記弁体の閉弁方向に作用するように、前記冷媒通路における冷媒の流れを規定する規定部材（１ｚａ～１ｚｄ）と、を備える膨張弁。
  2. 　前記圧縮機に吸入される冷媒の温度および圧力に応じて前記弁体を変位させるエレメント部（５３）を備える請求項１に記載の膨張弁。
  3. 　前記冷媒通路が、
    　前記弁体が収容される空間であり、前記絞り通路に連通する弁室（１ａｈ）と、
    　前記第１開口部および前記絞り通路に連通するＡ空間（１ａｃ）と、
    　前記第１開口部および前記弁室に連通するＢ空間（１ａｄ）と、
    　前記第２開口部および前記絞り通路に連通するＣ空間（１ａｅ）と、
    　前記第２開口部および前記弁室に連通するＤ空間（１ａｆ）と、
    　を含み、
    　前記規定部材は、
    　前記Ａ空間に配置され、前記第１開口部から前記絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止するＡ逆止弁（１ｚａ）と、
    　前記Ｂ空間に配置され、前記弁室から前記第１開口部へ向かう逆方向への冷媒の流れを防止するＢ逆止弁（１ｚｂ）と、
    　前記Ｃ空間に配置され、前記第２開口部から前記絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止するＣ逆止弁（１ｚｃ）と、
    　前記Ｄ空間に配置され、前記弁室から前記第２開口部へ向かう冷媒の流れを防止するＤ逆止弁（１ｚｄ）と、を備える請求項１または２に記載の膨張弁。
  4. 　前記冷媒通路は第１冷媒通路であり、
    　前記ボデー部には、前記第１冷媒通路とは別に、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒を流すための第２冷媒通路（１ａｙ）が形成され、
    　前記エレメント部が、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間（２０）を有すると共に、該封入空間の内圧と、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出して前記第２冷媒通路を流れる冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材（５３ｂ）を有し、該圧力応動部材の変位に応じて前記弁体を変位させる構成とされている請求項２に記載の膨張弁。
  5. 　第１冷媒回路と第２冷媒回路とに切り替え可能な蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、
    　第１開口部（１ａａ）および第２開口部（１ａｂ）が形成され、冷媒を減圧膨張させる膨張弁（１）と、
    　Ａ開口部（２ａ）およびＢ開口部（２ｂ）が形成され、吸入した冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、
    　前記第１冷媒回路において冷媒を冷却して放熱させる放熱器として機能すると共に、前記第２冷媒回路において冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器として機能する第１熱交換器（３）と、
    　前記第１冷媒回路において前記冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器として機能すると共に、前記第２冷媒回路において前記冷媒を冷却して放熱させる放熱器として機能する第２熱交換器（４）と、
    　前記圧縮機の前記Ａ開口部に接続されて冷媒配管として機能するＡ接続部（２３４）と、
    　前記圧縮機の前記Ｂ開口部に接続されて冷媒配管として機能するＢ接続部（２４３）と、
    　前記第１熱交換器に接続されて冷媒配管として機能するＣ接続部（３２４）と、
    　前記第２熱交換器に接続されて冷媒配管として機能するＤ接続部（４２３）と、
    　前記第１熱交換器と前記第１開口部とを接続して冷媒配管として機能するＥ接続部（１３）と、
    　前記第２開口部と前記第２熱交換器とを接続して冷媒配管として機能するＦ接続部（１４）と、
    　前記第１冷媒回路においては、前記Ａ接続部と前記Ｃ接続部との間、および前記Ｄ接続部と前記Ｂ接続部との間を同時に接続し、前記第２冷媒回路においては、前記Ｂ接続部と前記Ｃ接続部との間、および前記Ａ接続部と前記Ｄ接続部との間を同時に接続する四方弁（５）と、を備え、
    　前記膨張弁は、
    　前記第１開口部もしくは前記第２開口部から流入した冷媒を減圧させる絞り通路（１ａｇ）を含む冷媒通路（１ａｚ）が形成されたボデー部（１ａ）と、
    　前記ボデー部の内部に配置されて、前記絞り通路の流路断面積を調整する弁体（１ｃ）と、
    　前記第１冷媒回路において前記第１開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＡ押圧力とし、前記第２冷媒回路において前記第２開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＢ押圧力としたとき、
    　前記Ａ押圧力および前記Ｂ押圧力がいずれも、前記弁体の閉弁方向に作用するように、前記冷媒通路における冷媒の流れを規定する規定部材（１ｚａ～１ｚｄ）と、を備え、
    　前記第１冷媒回路においては、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁の前記第１開口部、前記絞り通路、前記膨張弁の前記第２開口部、前記第２熱交換器、前記圧縮機の順に前記冷媒が流れると共に、
    　前記第２冷媒回路においては、前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記膨張弁の前記第２開口部、前記絞り通路、前記膨張弁の前記第１開口部、前記第１熱交換器、前記圧縮機の順に前記冷媒が流れる構成とされている冷凍サイクル。
  6. 　前記膨張弁は、前記Ｂ接続部における冷媒の温度および圧力に応じて前記弁体を変位させるエレメント部（５３）を有する請求項５に記載の冷凍サイクル。
  7. 　前記第２冷媒通路が前記Ｂ接続部の一部として形成されており、
    　前記膨張弁は、前記第２冷媒通路を通過する冷媒の温度および圧力に応じて前記弁体を変位させるエレメント部（５３）を有する請求項５に記載の冷凍サイクル。
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