JP2000213827A - 温度式膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、オリフィスから冷媒が第二の流路
へ流入したときの冷媒の急激な圧力降下を小さくして冷
媒中に気泡が発生するのを抑制し、気泡の消滅により起
こる騒音レベルを低下させることを目的とする。 【解決手段】 本発明の温度式膨張弁は、第一の流路４
２と第二の流路４３と第三の流路４４とを備えた弁本体
４１と、オリフィス４７ａを備えた弁座４７と弁体４８
とを有する絞り機構４６と、感熱室６１とその感熱室６
１内の圧力に応じて変位するダイヤフラム５７とを有す
る制御する制御機構５４とを備え、該制御機構５４は、
前記第三の流路４４を流れる冷媒の温度を感熱室６１内
のガスに伝達し且つ、ダイヤフラム５７の変位を弁体４
８に伝達する伝達部材を備えた温度式膨張弁において、
前記オリフィス４７ａの第二の流路４３側を、面積が増
加する拡開壁面もしくはテーパ壁面４７ｃに形成したこ
とを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコンの冷凍サ
イクルに用いられる温度式膨張弁に係り、この冷凍サイ
クルの蒸発器から圧縮機に向かって送り出される冷媒の
温度に応答して、蒸発器に入る冷媒の量を自動的に制御
するための温度式膨張弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の温度式膨張弁４を自動車
用空調装置の冷凍サイクルに組み込んだ状態を示す縦断
面図を示すもので、この自動車用空調装置は、圧縮機
１、凝縮器２、レシーバー３、膨張弁４及び蒸発器５を
備えている。圧縮機１は、電磁クラッチ（図示せず）を
介して自動車エンジンの回転力を受けて駆動する。凝縮
器２は、圧縮機１にて断熱圧縮された高温高圧のガス状
冷媒を車室外の空気との熱交換により凝縮し液冷媒とす
る。レシーバー３は、凝縮器２にて冷却された液冷媒を
一時貯留すると共に冷媒中の水分や塵埃を取り除くドラ
イヤ（図示せず）を内蔵している。膨張弁４は、この液
冷媒を断熱膨張して低温低圧の霧状冷媒とする。蒸発器
５は、車室内へ送られる空気との熱交換によってこの霧
状冷媒を気化させる。

【０００３】従来の膨張弁４は、図７に示すように樹脂
製弁本体４１内に、凝縮器２の出口と連通する第一の流
路４２と、蒸発器の入口と連通する第二の流路４３と、
蒸発器５の出口と圧縮機１の入口側とを連通する第三の
流路４４とを備えている。絞り機構４６は、前記第一の
流路４２の奥部に配置され、オリフィス４７ａ、弁体４
８、及び圧縮コイルばね４９を有している。前記オリフ
ィス４７ａは、第一の流路と第二の流路とを連通させる
ために弁本体４１に形成され、弁室４５内に開口する入
口を有しており、その入口の周囲には弁座５０が形成さ
れている。前記弁体４８は、圧縮コイルばね４９により
弁座５０に向かって付勢されており、この弁体４８は弁
座５０に当接することによりオリフィス４７ａを閉鎖
し、弁座５０から離間することによりオリフィス４７ａ
を開放するようになっている。

【０００４】また、前記第三の流路４４の右方は前記圧
縮機１に接続され、圧縮機１は前記凝縮器２とレシーバ
ー３を介して前記第一の流路４２に接続されている。ま
た、前記第三の流路４４の左方は前記蒸発器５に接続さ
れ、蒸発器５は前記第二の流路４３と接続されている。

【０００５】一方、弁本体４１上部のフランジ部４１ａ
には、上蓋５５と、下蓋５６と、該上蓋５５と下蓋５６
とに挟持されたステンレス製の薄板よりなるダイヤフラ
ム５７とで構成された制御機構５４が、パッキン５９を
介して止め金具６０により気密的に固定されている。

【０００６】また、上蓋５５とダイヤフラム５７とで形
成される感熱室６１には、飽和蒸気ガスが封入され、鋼
球６２にて封止されている。

【０００７】また、感温棒６５は、その中央部が第三の
流路４４を直角方向に貫通し、該第三の流路４４を流れ
る冷媒の温度を、ディッシュ部６７を介してダイヤフラ
ム５７上部の感熱室６１に伝達するとともに、該感熱室
６１における飽和蒸気ガスの熱膨張や熱収縮をダイヤフ
ラム５７、感温棒６５、作動棒６９を介して弁体４８に
伝達する構成になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されている従来の膨張弁にあっては、図６に示
すように第一の流路４２から絞り部４７ｂを通過するこ
とにより圧力が下降し、さらにオリフィス４７ａを通過
し、第二の流路４３へ流入する時に体積を膨張して、圧
力が急激に低下する。それによって差圧Ｄが大きくなる
ため気泡が生じ、この気泡は第二の流路４３が直角に向
きを変えているためオリフィス４７ａの反対側の面に衝
突する時に消滅するが、この際に激しい騒音を発生する
という問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、膨張弁
のオリフィス４７の流出側の形状即ち、第二の流路４３
側の形状を、面積が増加するテーパ壁面もしくは拡開壁
面に形成することにより、膨張弁のオリフィス４７ａで
発生する騒音を低減することが可能な温度膨張弁を提供
するものである。

【００１０】すなわち、本発明は、弁本体４１と、蒸発
器５に送り出す冷媒の流量を調整するための絞り機構４
６と、蒸発器５から圧縮機１に向かって送り出される冷
媒の温度に応じて絞り機構４６を制御する制御機構５４
とを備え、前記弁本体４１は、冷媒を導入するための第
一の流路４２と、導入された冷媒を蒸発器に送り出すた
めの第二の流路４３と、蒸発器５から圧縮機１に向かっ
て送り出される冷媒を通過させるための第三の流路４４
とを備え、前記絞り機構４６は、第一の流路４２と第二
の流路４３とを連通させるオリフィス４７ａを備えた弁
座４７と、そのオリフィス４７ａの開放量を調整するた
めの弁体４８とを有し、前記制御機構５４は、ガスを封
入した感熱室６１と、その感熱室６１内の圧力に応じて
変位するダイヤフラム５７とを有し、前記第三の流路４
４を流れる冷媒の温度を感熱室６１内のガスに伝達し且
つ、ダイヤフラム５７の変位を弁体４８に伝達する伝達
部材を備えた温度式膨張弁において、前記オリフィス４
７ａの第二の流路４３側を、面積が増加するテーパ壁面
４７ｃもしくは拡開壁面４７ｃ’に形成したことを特徴
とする温度式膨張弁である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。なお、従来技術の膨張弁と同じ
部品については詳細な説明を省くと共に同一の符号を用
いている。図１は、本発明の温度式膨張弁４を自動車用
空調装置の冷凍サイクルに組み込んだ状態を示す縦断面
図である。本発明の温度式膨張弁４は、樹脂製の弁本体
４１と、該弁本体４１と一体成形される絞り機構４６と
制御機構５４とにより構成されている。

【００１２】樹脂製の弁本体４１には、従来品と同様
に、レシーバー３を介して凝縮器２の出口と連通する第
一の流路４２と、蒸発器５の出口と連通する第二の流路
４３と、蒸発器５の出口と圧縮機１の入口とを連通させ
る第三の流路４４とが形成され、前記第一の流路４２奥
部の弁本体４１中心部には弁室４５が形成されている。

【００１３】冷媒を断熱膨張させる絞り機構４６も従来
品と全く同じ部品にて構成され、該絞り機構４６は、オ
リフィス４７ａを備えた金属部材４７と弁体４８及び圧
縮コイルばね４９を備えている。そして、前記金属部材
４７はアルミニウムよりなり、第一の流路４２と第二の
流路４３との間に位置するように弁本体４１にインサー
ト成形により固定されている。また、オリフィスの弁室
４５側には弁座５０が形成され、弁座のテーパ面を絞り
部４７ｂとしている。

【００１４】本発明と従来品との相違点は、前記のオリ
フィスの形状が異なったものとなっている。従来品で
は、図６及び図７に示す如く、オリフィス４７ａをスト
レートな孔としていたが、本発明品では、図１及び図３
に示す如く、オリフィス４７ａの流出側の形状即ち、第
二の流路４３側の形状を、面積が徐々に増加するテーパ
壁面４７ｃに形成している。なお、前記テーパ壁面４７
ｃを、図４に示すような拡開壁面４７ｃ’すなわち、段
付状の壁面あるいは、図５に示すような片 テーパ壁面
４７ｃ’’としても同じ効果が得られる。

【００１５】キャップを兼ねる調整ねじ５１、圧縮コイ
ルばね４９、球状の弁体４８、ばね座５２を介して圧縮
コイルばね４９等の部品並びにその配置についても従来
品と全く同じである。また、前記球状の弁体４８が、前
記オリフィス４７ａ下面の弁座５０に離接してオリフィ
ス４７ａを開閉するようになっているのも、前記調整ね
じ５１のＯリング５３によって弁室４５内の気密が保た
れているのも従来品と同じである。

【００１６】また、前記弁本体４１の上端部中央に開口
して形成された均圧室５８、その下部に形成される第三
の流路４４、この第三の流路４４の上方中心部に上下方
向に向かって形成される第一の摺動孔６３、この第一の
摺動孔６３に感温棒６５の軸部６６が挿通された状態に
おいても、図２に示す如く前記均圧室５８に冷媒が導入
するように溝６３ａを形成した点についても従来品と同
じである。

【００１７】また、この第三の流路４４の下方中心部に
形成された第二の摺動孔６４、この第二の摺動孔６４の
下端と前記第二の流路４３の奥部との間に形成された作
動棒６９用の孔６８についても従来品と同じである。

【００１８】また、軸部６６とディッシュ６７とかなる
感温棒６５が、第一の摺動孔６３と第二の摺動孔６４に
上下動可能に挿通支持され、この感温棒６５のディッシ
ュ部６７は均圧室５８に配置されてダイヤフラム５７の
下面に当接させる点についても従来品と同じである。

【００１９】さらに、前記作動棒６９用の孔６８に作動
棒６９を上下動可能に配接し、この作動棒６９の上端を
前記感温棒６５の下端面に当接させ、中間部を前記第二
の流路４３の奥部を横切って前記オリフィス４７ａ内に
挿入し、その下端を前記弁体４８に当接させるようにし
た点についても従来品と同じである。

【００２０】制御機構５４は、第一のカバーとしての上
蓋５５と、第二のカバーとしての下蓋５６と、両蓋５
５、５６間に挟持されたステンレス製の薄板よりなるダ
イヤフラム５７とを有しており、該制御機構が弁本体４
１上部のフランジ部４１ａにパッキン５９を介して円筒
状の止め金具６０により気密的にかしめ固定される点に
ついても従来品と同じである。

【００２１】

【作動】次に、上記構成における本実施例の作動につき
図１に基づいて説明する。冷凍サイクルの圧縮機１にて
断熱圧縮された高温高圧のガス状冷媒は、凝縮器２にて
凝縮され液冷媒になった後、レシーバー３を介して膨張
弁４の第一の流路４２を通り弁室４５内に導入される。
さらに、この液冷媒はオリフィス４７ａを通過し、この
時断熱膨張されて低温の霧状冷媒となり第二の流路４３
に導入される。そして、この冷媒は第二の流路４３を経
て、蒸発器５に導入されて気化しガス状冷媒となる。さ
らに、蒸発器５から排出されたガス状冷媒は第三の流路
４４を経て再び前記圧縮機１に戻る。

【００２２】ここで、本発明品(図３、図４、図５)と従
来品(図６)とのオリフィスの各部位における冷媒液の圧
力値を示す説明図に基づいて説明する。本発明品におい
て、オリフィス４７ａを通過した冷媒は、図３、図４、
図５に示すようにテーパ壁面４７ｃや拡開壁面４７ｃ’
や片 テーパ壁面４７ｃ’’を通過する時徐々に低下
し、第二の流路４３へ流入する時に体積を膨張してさら
に圧力が低下し、この時に気泡が発生する。しかし、体
積膨張する際の差圧Ｃは、図６の従来品における差圧Ｄ
より小さいため気泡の発生を抑制される。

【００２３】一方、感温棒６５は、圧縮コイルばね４９
によりばね座５２、弁体４８および作動棒６９を介して
常に上方に付勢されている。したがって、オリフイス４
７ａの開度を決定する弁座５０に対する弁体４８の位置
は、圧縮コイルばね４９の付勢力および均圧室５８内の
冷媒圧と、感熱室６１内のガス圧とが釣り合った位置に
保たれる。なお、均圧室５８内の冷媒圧力は、蒸発器５
にて蒸発したガス圧力である。

【００２４】そして、第三の流路４３内を通過するガス
状冷媒は、図１および図２に示すごとく、第一の摺動孔
６３の溝６３ａを介して均圧室５８に入る。これによ
り、冷媒の熱は感温棒６５の軸部６６からディッシュ６
７へと伝わりダイヤフラム５７を介して感熱室６１内の
飽和蒸気ガスに伝熱される。つまり、蒸発器５の出口側
の冷媒温度に応じて感熱室６１内の圧力が変化する。こ
の感熱室６１内の圧力変化によるダイヤフラム５７の上
下動が感温棒６５と作動棒６９を介して弁体４８に伝わ
り、この弁体４８が開閉制御されて蒸発器５出口の冷媒
の過熱度が一定となるように過熱度制御されている。な
お、このような過熱度制御のシステム自体は従来品と全
く同じである。

【００２５】

【発明の効果】上述のように構成した本発明の膨張弁に
おいては、オリフィスの第二の流路側を、面積が増加す
る拡開壁面もしくはテーパ壁面で形成することにより冷
媒が第二の流路へ流入したときの冷媒の急激な圧力降下
を小さくできる。このため冷媒中に気泡が発生するのを
抑制し、気泡の消滅により起こる騒音レベルを低下させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の膨張弁を自動車用空調装置の冷凍サ
イクルに組み込んだ状態を示す縦断側面図。

【図２】 図１のＡ−Ａ線における拡大断面図。

【図３】 本発明のオリフィス部における冷媒の圧力変
化を説明する模式図。

【図４】 他の実施例のオリフィス部における冷媒の圧
力変化を説明する模式図。

【図５】 他の実施例のオリフィス部における冷媒の圧
力変化を説明する模式図。

【図６】 従来のオリフィス部における冷媒の圧力変化
を説明する模式図。

【図７】 従来の膨張弁を自動車用空調装置の冷凍サイ
クルに組み込んだ状態を示す縦断側面図。

【符号の説明】

１ 圧縮機、 ２ 凝縮器、 ３
レシーバー、４ 膨張弁、 ５ 蒸発器、
４１ 弁本体、４１ａ フランジ、
４２ 第一の流路、 ４３ 第二の流路、４４ 第
三の流路、 ４５ 弁室、 ４６ 絞り
機構、４７ 金属部材、 ４７ａ オリフィス、
４７ｂ 絞り部、４７ｃ テーパ壁面、 ４７
ｃ’ 拡開壁面、 ４７ｃ’’片 テーパ壁面、４８
弁体、 ４９ 圧縮コイルばね、 ５０
弁座、５１ 調整ねじ、 ５２ ばね座、
５３ Ｏリング、５４ 制御機構、 ５５
上蓋、 ５６ 下蓋、５７ ダイヤフラム、
５８均圧室、 ５９ パッキン、６０
止め金具、 ６１ 感熱室、 ６２ 鋼
球、６３ 第一の摺動孔、 ６３ａ 溝、
６４ 第二の摺動孔、６５ 感温棒、 ６６
軸部、 ６７ ディッシュ部、６８ 孔、
６９ 作動棒、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体４１と、蒸発器５に送り出す冷媒の
   流量を調整するための絞り機構４６と、蒸発器５から圧
   縮機１に向かって送り出される冷媒の温度に応じて絞り
   機構４６を制御する制御機構５４とを備え、前記弁本体
   ４１は、冷媒を導入するための第一の流路４２と、導入
   された冷媒を蒸発器に送り出すための第二の流路４３
   と、蒸発器５から圧縮機１に向かって送り出される冷媒
   を通過させるための第三の流路４４とを備え、前記絞り
   機構４６は、第一の流路４２と第二の流路４３とを連通
   させるオリフィス４７ａを備えた弁座４７と、そのオリ
   フィス４７ａの開放量を調整するための弁体４８とを有
   し、前記制御機構５４は、ガスを封入した感熱室６１
   と、その感熱室６１内の圧力に応じて変位するダイヤフ
   ラム５７とを有し、前記第三の流路４４を流れる冷媒の
   温度を感熱室６１内のガスに伝達し且つ、ダイヤフラム
   ５７の変位を弁体４８に伝達する伝達部材を備えた温度
   式膨張弁において、 前記オリフィス４７ａの第二の流路４３側を、面積が増
   加するテーパ壁面４７ｃもしくは拡開壁面４７ｃ’に形
   成したことを特徴とする温度式膨張弁。