JP6018807B2 - 膨張弁 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルに用いられる膨張弁に関する。

冷凍サイクルに用いられる膨張弁の弁本体は、圧縮機からの高圧の冷媒が導入される入口通路と、入口通路に連通する弁室と、弁室に連通するオリフィスとを有する。
弁室内には、オリフィスの入口に形成された弁座に対向する弁体と、弁体を弁座に向けて付勢するコイルばね等が配設される。弁体と弁座の間に形成される隙間を通過した冷媒はオリフィスで減圧されて、出口通路から蒸発器へ送り出される。
弁本体は、蒸発器から圧縮機へ戻る低圧の冷媒が通過する低圧冷媒通路を有する。低圧冷媒の圧力と温度は、弁本体の頂部に配設された弁体の駆動装置であるパワーエレメントに伝達される。
パワーエレメントは、低圧冷媒から受けとる情報に対応して弁体を操作して弁開度を制御する。

特開２００８−１８０４７６号公報

入口通路から弁室に導入される高圧の冷媒は、流れの向きを直角方向に変えて弁座に向かうが、その際、弁体を付勢するコイルばねに接する。これにより、弁室内の冷媒の流れが乱れやすくなるとともに、冷媒に含まれる気泡が潰れやすくなり、騒音の発生原因となる。
そこで、本発明の目的は、上述した不具合を解消する膨張弁を提供するものである。

本発明は、高圧冷媒が導入される入口通路と、入口通路に連通する弁室と、弁室に連通するオリフィスと、弁室内に配設されてオリフィスの入口に形成された弁座に対向する弁体と、弁体を弁座に向けて付勢するコイルばねと、弁室内でコイルばねを支持するプラグと、オリフィスを通過した冷媒を蒸発器へ向けて送り出す出口通路と、蒸発器から圧縮機へ戻る低圧の冷媒が通過する低圧通路と、低圧通路の冷媒の圧力と温度に対応して弁体を駆動するパワーエレメントとを備える膨張弁であって、入口通路からオリフィスに向かう高圧冷媒がコイルばねに接するのを防止するべく、コイルばねの外周部を覆うとともに弁室の内周面との間に冷媒整流通路を形成するばねカバー部材を設け、ばねカバー部材は筒状の部材であって、その外周部が入口通路からの冷媒の流れに対して直交するように配置され、コイルばねの付勢方向において、ばねカバー部材とプラグとは重ならないことを特徴とする。

本発明の膨張弁は、上述した手段を備えることにより、弁室内を流れる冷媒の騒音を低減することができる。

本発明の一実施形態である膨張弁の正面側縦断面図。 図１の膨張弁の左側縦断面図。 図１の膨張弁の横断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’線断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ’線断面図。 図１の要部拡大図。

図１〜３に示すように、本実施形態の膨張弁１は角柱状の弁本体１０を有し、弁本体１０の底部の近傍には高圧冷媒の入口通路２０が設けられる。入口通路２０は奥に向かって径が次第に小さくなる多段状に形成され、最奥部の小径部２２を介して弁室３０に連通している。弁室３０の上端はオリフィス４４に連通しており、その入口側には弁座４２が形成されている。

弁室３０には弁体４０が配設され、弁体４０は弁座４２と協働して弁部を構成する。弁体４０と弁座４２の間に形成される隙間を通過した高圧の冷媒は、オリフィス４４を介して出口通路５０に流入し、配管（図示せず）を通って蒸発器へ送られる。入口通路２０と出口通路５０は、それらの軸線が直交するように形成されており、凝縮器から入口通路２０を介して弁本体１０内に流入する高圧冷媒は、弁本体１０内をＬ字状に流れ、出口通路５０を介して蒸発器へ送り込まれる。

弁体４０は弁室３０内に配設される弁支持部材６０により支持され、弁支持部材６０はコイルばね６２により閉弁方向に常時付勢されている。コイルばね６２は弁室３０の下端開口部を封止するプラグ６４により支持され、プラグ６４のねじ込み量を調節することにより、コイルばね６２の圧縮量を変更して弁体４０への閉弁方向の付勢力を調整する。また、プラグ６４の上端外周部に装着されたシールリング６６により弁室３０がシールされる。

コイルばね６２の外側には、コイルばね６２を覆うばねカバー部材１００が配設されている。ばねカバー部材１００は金属製の板材をプレス加工して形成される円筒形状の部材であって、その外径寸法は弁室３０の内径寸法より小さな寸法になっており、ばねカバー部材１００の外周面と弁室３０の内周面との間には環状の間隙からなる冷媒整流通路Ｇ_１が形成されている。ばねカバー部材１００の下端部１０２は小径部２２の最下部よりもプラグ６４側に延びており、ばねカバー部材１００の外周面は小径部２２の弁室３０への開口部の全面に対向している。

蒸発器から圧縮機へ戻る低圧の冷媒は、弁本体１０の上部に設けられる低圧冷媒の入口ポート７０に入り、出口ポート７２を介して圧縮機へ戻る。図３（ｃ）に示すように、入口ポート７０と出口ポート７２は、それらの軸線が直交するように形成されており、蒸発器から入口ポート７０を介して弁本体１０内に流入する低圧冷媒は、弁本体１０内をＬ字状に流れ、出口ポート７２を介して圧縮機へ戻る。

図１に示すように、弁本体１０の頂部にはパワーエレメント８０が装備される。パワーエレメント８０は上蓋８１と下蓋８２の間に挟み込まれるダイアフラム８３を有し、上蓋８１とダイアフラム８３の間には上部圧力作動室８４が形成される。
上部圧力作動室８４内には作動ガスが封入され、下部圧力作動室８５に導入される低圧冷媒の圧力、温度に応じてダイアフラム８３が変位する。
パワーエレメント８０はカバー８８で覆われ、作動ガスへの外部の温度の影響を防止する。

ダイアフラム８３の変位は、受け部材９０を介して作動棒９２に伝達され、作動棒９２は弁体４０を駆動して弁開度を制御する。
作動棒９２は、弁本体１０に形成された凹部１０ａ内に装着されたリング状の防振バネ部材９３により弾性支持されている。この防振バネ部材９３は作動棒９２に外嵌され、作動棒９２の軸方向の移動を許容しつつ径方向の移動を抑制する。これにより、高圧冷媒の圧力変動に伴う騒音の発生が防止される。

図４において、入口通路２０に導入された高圧冷媒は、小径部２２を通って弁室３０内に流入する。そして、ばねカバー部材１００の外周面に接し、平滑な表面をもつばねカバー部材１００の外周面と弁室３０の内周面とにより形成される冷媒整流通路Ｇ_１に案内されてオリフィス４４へ向かう。平滑面であるカバー部材１００の外周面と平滑面である弁室３０の内周面とで形成される冷媒整流通路Ｇ_１を通る冷媒は整流されるので、乱流となることはない。また、高圧冷媒に含まれる気泡は冷媒整流通路Ｇ_１で細分化される。この作用により、高圧冷媒により弁室３０内で発生する騒音が低減する。

本発明の膨張弁は、以上のように、高圧冷媒が流入する弁室３０内に、コイルばね６２を覆うとともに弁室３０の内周面との間に冷媒整流通路Ｇ_１を形成するばねカバー部材１００を配設したので、冷媒の流れはスムーズとなって乱流が発生せず、気泡が細分化されるので、騒音が低減する。

１ 膨張弁
１０ 弁本体
２０ 入口通路
２２ 小径部
３０ 弁室
４０ 弁体
４２ 弁座
４４ オリフィス
５０ 出口通路
６０ 弁支持部材
６２ コイルばね
６４ プラグ
６６ シールリング
７０ 入口ポート
７２ 出口ポート
８０ パワーエレメント
８１ 上蓋
８２ 下蓋
８３ ダイアフラム
８４ 上部圧力作動室
８５ 下部圧力作動室
９０ 受け部材
９２ 作動棒
１００ ばねカバー部材
Ｇ_１ 冷媒整流通路

Claims (1)

1. 高圧冷媒が導入される入口通路と、該入口通路に連通する弁室と、該弁室に連通するオリフィスと、前記弁室内に配設されて前記オリフィスの入口に形成された弁座に対向する弁体と、該弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、前記弁室内で前記コイルばねを支持するプラグと、前記オリフィスを通過した冷媒を蒸発器へ向けて送り出す出口通路と、蒸発器から圧縮機へ戻る低圧の冷媒が通過する低圧通路と、該低圧通路の冷媒の圧力と温度に対応して前記弁体を駆動するパワーエレメントとを備える膨張弁であって、
   前記入口通路から前記オリフィスに向かう高圧冷媒が前記コイルばねに接するのを防止するべく、前記コイルばねの外周部を覆うとともに前記弁室の内周面との間に冷媒整流通路を形成するばねカバー部材を設け、
   前記ばねカバー部材は筒状の部材であって、その外周部が前記入口通路からの冷媒の流れに対して直交するように配置され、
   前記コイルばねの付勢方向において、前記ばねカバー部材と前記プラグとは重ならないことを特徴とする膨張弁。

Images