JPH0554972U - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通常の高負荷時のダイアフラムの変位ストロー
クを大きくすることなく、起動時など一定限度を越える
高負荷時には冷媒の流量を増大させて、充分な冷房能力
と潤滑能力を確保することができる膨張弁を提供するこ
とを目的とする。 【構成】蒸発器５の出口側冷媒流路と連通する低圧室２
９と蒸発器５から送り出される冷媒の温度を感知してそ
の温度にしたがって内部圧力が変化する高圧室２７との
間を仕切って両室内の圧力差に追随して変位するダイア
フラム２５と、ダイアフラム２５の変位によって駆動さ
れて蒸発器５に送り込まれる冷媒の流量を制御する弁機
構２１，３０と、低圧室２９内と高圧室２７内とが所定
の圧力差に達した位置でダイアフラム２５の変位を阻止
し、さらに圧力差が一定以上大きくなったらダイアフラ
ム２５が上記阻止位置より先まで変位可能なように反転
する反転板バネ３５を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自動車用冷房装置などに用いられて、蒸発器に入る冷媒の流量を 制御するための膨張弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の膨張弁では一般に、蒸発器の出口側冷媒流路と連通する低圧室と、蒸 発器から送り出される冷媒の温度を感知してその温度にしたがって内部圧力が変 化する高圧室とを設けて、その両室の間をダイアフラムで仕切り、そのダイアフ ラムの変位によって弁機構を駆動して、蒸発器に送り込まれる冷媒の流量を制御 している。

【０００３】 しかし、ダイアフラムの変位ストロークが大きいとダイアフラムが早期に劣化 してしまう。そこで従来は、通常運転での使用頻度の最も多い熱負荷時のダイア フラムの変位量を限界として、ダイアフラムのそれ以上の変位を阻止するストッ パを設け、それ以上の熱負荷によって低圧室内と高圧室内との圧力差が増加して も、ダイアフラムを限界位置で停止させたままにして、冷媒流量が一定に保たれ るようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、熱負荷が非常に大きいとき、特に起動時における高負荷時などには、 冷房能力が不足して冷えが悪く、また冷媒中にガス分が多くなるので、冷媒と共 に循環する潤滑油が不足して圧縮機の焼けつき等が発生する問題があった。

【０００５】 そこでこの考案は、通常の高負荷時のダイアフラムの変位ストロークを大きく することなく、起動時など一定限度を越える高負荷時には冷媒の流量を増大させ て、充分な冷房能力と潤滑能力を確保することができる膨張弁を提供することを 目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案の膨張弁は、蒸発器の出口側冷媒流路と連 通する低圧室と、上記蒸発器から送り出される冷媒の温度を感知してその温度に したがって内部圧力が変化する高圧室と、上記低圧室と上記高圧室との間を仕切 って上記低圧室内と上記高圧室内の圧力差に追随して変位するダイアフラムと、 上記ダイアフラムの変位によって駆動されて上記蒸発器に送り込まれる冷媒の流 量を制御する弁機構と、上記低圧室内と上記高圧室内とが所定の圧力差に達した 位置で上記ダイアフラムの変位を阻止し、さらに上記低圧室内と上記高圧室内と の圧力差が一定以上大きくなったら上記ダイアフラムが上記阻止位置より先まで 変位可能なように反転する反転板バネを設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

熱負荷が増大して、低圧室内と高圧室内との圧力差が所定の圧力差（例えば、 使用頻度の最も多い状態）に達すると、ダイアフラムの変位は反転板バネによっ て阻止され、それからある程度熱負荷が増大しても蒸発器内に送り込まれる冷媒 の流量は変化しない。

【０００８】 しかし熱負荷がさらに大きく増大して、低圧室内と高圧室内との圧力差が一定 以上大きくなると、反転板バネが反転して、ダイアフラムが先の阻止位置よりも 先まで変位できるようになり、蒸発器内に送り込まれる冷媒の流量が急増する。

【０００９】

【実施例】

図面を参照して実施例を説明する。 図２は自動車の冷房装置などに用いられる冷凍サイクルを示しており、エンジ ンによって駆動される圧縮機１で高圧に圧縮された冷媒は凝縮器２で熱を放出し て液化され、液状状態になった冷媒（冷媒液）は受液器３に一時的に貯留される 。

【００１０】 そして、受液器３から出た冷媒液は膨張弁１０で断熱膨張して蒸発器５に入り 、そこで熱を吸収して気化され、圧縮機１へ戻される。６は、膨張弁１０の動作 を制御するための感温筒である。

【００１１】 図１は膨張弁１０を示しており、１４は弁ボディー、１１は、受液器３に接続 されて高圧の液体冷媒が供給される冷媒入口、１２は、蒸発器５の入口に接続さ れる冷媒出口である。

【００１２】 冷媒入口１１と冷媒出口１２との間の絞り部１７の入口側口元は弁座になって いて、そこにボール状の弁体２１が、圧縮コイルバネ２２によって押し付けられ て絞り部１７を閉じている。２３は、圧縮コイルバネ２２のばね圧を調整するた めの調整ナット。２０は、弁体２１と圧縮コイルバネ２２との間に介装されたば ね受けである。

【００１３】 弁ボディー１４の上端部には、面と垂直方向に変位自在な可撓性薄膜からなる ダイアフラム２５で二つに仕切られたダイアフラム室２６が形成されている。 そして、ダイアフラム室２６の高圧室２７は、蒸発器５の出口側に設けられた 感温筒６に、キャピラリチューブ２８によって接続されている。感温筒６は、蒸 発器５を出る冷媒ガスの温度を感知するものであり、キャピラリチューブ２８内 には少量の冷媒が封入されている。したがって、蒸発器５を出る冷媒ガスの温度 の変動（過熱度によって生じる）にしたがってダイアフラム室２６の高圧室２７ 内の圧力が変化する。

【００１４】 一方、ダイアフラム室２６の低圧室２９は、蒸発器５の出口側と連通しており 、低圧室２９内は、蒸発器５を出る冷媒ガスの圧力と等圧になっている。その結 果、ダイアフラム２５は、高圧室２７と低圧室２９との圧力差によって変位する 。

【００１５】 ３０は、ダイアフラム２５の動きを弁体２１に伝達する作動棒である。 作動棒３０は、絞り部１７に向かって形成された受け孔３１内を通って、その 上端は、ダイアフラム２５の下面に当接して配置された大きな皿状のダイアフラ ム受け２４の下面に当接し、下端は、絞り部１７内を通って弁体２１の上面に当 接している。３３は、シール用のＯリングであり、小さな圧縮コイルバネ３４で 付勢されて取り付けられている。

【００１６】 このような構成により、作動棒３０を介して、ダイアフラム２５の変位にした がって弁体２１が変位し、それによって絞り部１７の開口面積が変化して、蒸発 器５に送り込まれる冷媒の量が制御される。

【００１７】 ただし、ダイアフラム受け２４の裏面と弁ボディー１４との間には、ドーナッ ツ状の皿ばねによって形成された反転板バネ３５が配置されている。 この反転板バネ３５は、図１に示されるように、中央寄りの部分に平らな部分 ３５ａを有し、その外側がハの字状に形成されて、周縁部が弁ボディー１４側に 当接している。３５ｂはそのハの字状の斜面である。また、ダイアフラム受け２ ４の裏面には、反転板バネ３５の斜面３５ｂの途中に向かって小さな突起３６が 突設されている。

【００１８】 図３は、上記実施例の膨張弁１０の、低圧室２９内と高圧室２７内との圧力差 （以下、単に「圧力差」という）の変化に対する冷媒流量の変化を示している。 熱負荷が非常に小さいときには、圧力差が小さくてダイアフラム２５は変位せ ず、絞り部１７は弁体２１によって完全に閉じられていて、冷媒の流量はゼロで ある。

【００１９】 しかし、熱負荷が少し大きくなると、それにつれて大きくなる圧力差によって ダイアフラム２５が下方に変位して、弁体２１が絞り部１７から離され、冷媒が 蒸発器５に流入する。そして、圧力差が増大するのに伴って弁体２１が絞り部１ ７から離されて、冷媒の流量が大きくなる。

【００２０】 しかし、圧力差が所定差圧（例えば通常での使用頻度の最も多い熱負荷状態に おける差圧）Ａに達すると、図４に示されるように、ダイアフラム受け２４の裏 面の突起３６が反転板バネ３５にぶつかって、ダイアフラム２５がそれ以上変位 できなくなる。

【００２１】 反転板バネ３５は、ダイアフラム受け２４下面の突起３６側から所定以下の力 が加わってもほとんど変形しない。したがって、熱負荷がある程度増加して、圧 力差がＡより増加しても、ダイアフラム２５の変位が阻止され、図４の状態が維 持されて、冷媒の流量が一定流量Ｃに維持される。

【００２２】 しかし、反転板バネ３５に対してダイアフラム受け２４下面の突起３６側から 加わる力が一定以上に大きくなると、図５に示されるように、反転板バネ３５は 瞬間的に反転する。

【００２３】 したがって、使用頻度の最も多い熱負荷状態からさらに熱負荷が一定以上増大 して、圧力差がＢに達すると、そこで反転板バネ３５が反転して、圧力差Ａ以上 の状態で変位を阻止されていた阻止位置よりも先までダイアフラム２５が変位可 能となり、弁体２１が絞り部１７から離れる開き方向に移動して、冷媒の流量が 急速に増大する。

【００２４】 したがって、通常の運転中に生じる高負荷時にはダイアフラム２５のストロー クは反転板バネ３５が反転する前の状態に規制されるが、起動時など一定限度を 越える高負荷時には、反転板バネ３５が反転し、ダイアフラム２５が大きく変位 して冷媒の流量が増大する。

【００２５】 なお、そのような高負荷状態から熱負荷が減小する際には、反転板バネ３５の 持つ特性によって、図３に示されるように、熱負荷上昇時とは少しずれたヒステ リシス状の特性線図となる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案の膨張弁によれば、熱負荷がある程度増大しても、反転板バネによって ダイアフラムの変位が阻止されるので、通常の運転中に生じる高負荷時にはダイ アフラムのストロークを短くおさえてダイアフラムの劣化を防止することができ 、しかも起動時などに生じる一定限度を越える高負荷時には、反転板バネが反転 して冷媒の流量が増大し、充分な冷房能力と潤滑性能を得ることができる優れた 効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の膨張弁の断面図である。

【図２】実施例の冷凍サイクルの略示図である。

【図３】実施例の冷媒流量特性を示す線図である。

【図４】実施例の膨張弁の動作を示す部分断面図であ
る。

【図５】実施例の膨張弁の動作を示す部分断面図であ
る。

【符号の説明】

５ 蒸発器 ２１ 弁体 ２５ ダイアフラム ２７ 高圧室 ２９ 低圧室 ３０ 作動棒 ３５ 反転板バネ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸発器の出口側冷媒流路と連通する低圧室
   と、 上記蒸発器から送り出される冷媒の温度を感知してその
   温度にしたがって内部圧力が変化する高圧室と、 上記低圧室と上記高圧室との間を仕切って上記低圧室内
   と上記高圧室内の圧力差に追随して変位するダイアフラ
   ムと、 上記ダイアフラムの変位によって駆動されて上記蒸発器
   に送り込まれる冷媒の流量を制御する弁機構と、 上記低圧室内と上記高圧室内とが所定の圧力差に達した
   位置で上記ダイアフラムの変位を阻止し、さらに上記低
   圧室内と上記高圧室内との圧力差が一定以上大きくなっ
   たら上記ダイアフラムが上記阻止位置より先まで変位可
   能なように反転する反転板バネを設けたことを特徴とす
   る膨張弁。