JPH0827104B2 - 膨張弁 - Google Patents
膨張弁Info
- Publication number
- JPH0827104B2 JPH0827104B2 JP62181164A JP18116487A JPH0827104B2 JP H0827104 B2 JPH0827104 B2 JP H0827104B2 JP 62181164 A JP62181164 A JP 62181164A JP 18116487 A JP18116487 A JP 18116487A JP H0827104 B2 JPH0827104 B2 JP H0827104B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- pressure
- sub
- main valve
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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Classifications
-
- 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
- F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
- F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for expansion valves or capillary tubes
Landscapes
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍装置において、エバポレータへの最適
な冷媒量を供給する為の新規な構造の膨張弁に関するも
のである。
な冷媒量を供給する為の新規な構造の膨張弁に関するも
のである。
従来の技術 近年自動車用空調装置においては、（ａ）吹出し温度
が低すぎることによる不快感を無くする、（ｂ）窓のく
もり止め等のために低外気温時においても運転したい、
（ｃ）起動時の過負荷をなくして円滑な始動を得る等の
目的のために、圧縮機の容量を制御しつつ年間を通して
空調を行う事が開発されている。
が低すぎることによる不快感を無くする、（ｂ）窓のく
もり止め等のために低外気温時においても運転したい、
（ｃ）起動時の過負荷をなくして円滑な始動を得る等の
目的のために、圧縮機の容量を制御しつつ年間を通して
空調を行う事が開発されている。
上記の目的を達成するためには、蒸発圧力を下げない
様にして吹出温度の低下を防ぐようにし、低外気温時の
負荷が少なくなった際乃至は蒸発器に霜付を起した際に
おいて温度式膨張弁では冷媒循環量が減少することによ
り圧縮機の焼付等を惹起するおそれがあるので、膨張弁
を強制的に開いて一定量を流してやる必要があり、更に
は運転停止時に高、低圧を遮断して蒸発器側に冷媒液が
留り込まない様にすることが必要である。
様にして吹出温度の低下を防ぐようにし、低外気温時の
負荷が少なくなった際乃至は蒸発器に霜付を起した際に
おいて温度式膨張弁では冷媒循環量が減少することによ
り圧縮機の焼付等を惹起するおそれがあるので、膨張弁
を強制的に開いて一定量を流してやる必要があり、更に
は運転停止時に高、低圧を遮断して蒸発器側に冷媒液が
留り込まない様にすることが必要である。
このために、冷房負荷の大きい通常の運転時には冷房
能力を最大限に発揮する温度式膨張弁により制御し、負
荷が小さくなって容量制御が動きだした時にはその蒸発
圧力の低下を検出して冷媒を強制的に流してやる定圧的
膨張弁により制御することが望ましいものである。この
定圧式膨張弁では温度式膨張弁の如くに過熱度（冷媒負
荷の大きさ）に応じて動作するものでなく、低圧圧力が
低下すれば弁開する構造のため、低負荷条件に於てもそ
れなりに運転が可能なものである。
能力を最大限に発揮する温度式膨張弁により制御し、負
荷が小さくなって容量制御が動きだした時にはその蒸発
圧力の低下を検出して冷媒を強制的に流してやる定圧的
膨張弁により制御することが望ましいものである。この
定圧式膨張弁では温度式膨張弁の如くに過熱度（冷媒負
荷の大きさ）に応じて動作するものでなく、低圧圧力が
低下すれば弁開する構造のため、低負荷条件に於てもそ
れなりに運転が可能なものである。
冷凍装置の始動時などの過渡期に充分な機能を果たす
温度作動式膨張弁と、冷凍負荷変動が小さいときに冷媒
温度を一定に保つ定圧膨張弁との両者の長所だけを伴せ
備えた膨張弁としては、特開昭61−70355号公報に示さ
れるものが公知である。
温度作動式膨張弁と、冷凍負荷変動が小さいときに冷媒
温度を一定に保つ定圧膨張弁との両者の長所だけを伴せ
備えた膨張弁としては、特開昭61−70355号公報に示さ
れるものが公知である。
第６図は上記の従来技術を示し、１はバルブボデー、
２は冷媒の入口ポート、３は冷媒の出口ポート、５はオ
リフィス、６は球弁、７は弁体、８はばね部材のプレッ
シャスプリング、９はスプリングリテーナー、10は圧力
応動部材である上側ダイヤフラム、11は下側ダイヤフラ
ム、12は上下両ダイヤフラムの間隙に封入された不活性
ガス、13はダイヤフラム10（および11）の動きを弁体７
に伝えるための作動桿、14は作動桿13の取付用部材、15
と16はそれぞれ上側および下側ダイヤフラム室、17はダ
イヤフラム室の上部構成部材、18はエバポレータ出口部
の冷媒温度の変化をガス圧の変動として上側ダイヤフラ
ム10に伝えるための感熱筒内に封入されたガスの連通路
としてのキャピラリーチューブ、19はエバポレータへの
配管である。
２は冷媒の入口ポート、３は冷媒の出口ポート、５はオ
リフィス、６は球弁、７は弁体、８はばね部材のプレッ
シャスプリング、９はスプリングリテーナー、10は圧力
応動部材である上側ダイヤフラム、11は下側ダイヤフラ
ム、12は上下両ダイヤフラムの間隙に封入された不活性
ガス、13はダイヤフラム10（および11）の動きを弁体７
に伝えるための作動桿、14は作動桿13の取付用部材、15
と16はそれぞれ上側および下側ダイヤフラム室、17はダ
イヤフラム室の上部構成部材、18はエバポレータ出口部
の冷媒温度の変化をガス圧の変動として上側ダイヤフラ
ム10に伝えるための感熱筒内に封入されたガスの連通路
としてのキャピラリーチューブ、19はエバポレータへの
配管である。
そして、かかる構成により、冷凍機の運転開始後、し
ばらくの間のエバポレータ内冷媒温度ないしは蒸気圧の
高い間は、温度変化への追従性の高い温度作動式膨張弁
として機能するように二枚の圧力応動部材10,11は一体
となって感熱筒から伝えられるエバポレータ出口部の冷
媒温度の変動情報に基づいて上下動し、精密な弁開閉作
用を営む。
ばらくの間のエバポレータ内冷媒温度ないしは蒸気圧の
高い間は、温度変化への追従性の高い温度作動式膨張弁
として機能するように二枚の圧力応動部材10,11は一体
となって感熱筒から伝えられるエバポレータ出口部の冷
媒温度の変動情報に基づいて上下動し、精密な弁開閉作
用を営む。
エバポレータの熱負荷が減少し、冷媒温度が一定水準
以下に低下すると、感熱筒内の封入ガス圧も低下するた
めに、圧力応動部材の一方10は固定されて温度作動式膨
張弁としての機能が失われる。
以下に低下すると、感熱筒内の封入ガス圧も低下するた
めに、圧力応動部材の一方10は固定されて温度作動式膨
張弁としての機能が失われる。
しかし、他方の圧力応動部材11は自由に作動できる状
態にあるので、弁体の閉弁用スプリング８と、他方の圧
力応動部材11に一方から圧力を及ぼす封入不活性ガス圧
との作用力の相互関係に支配される定圧膨張弁としての
機能が生じてくる。
態にあるので、弁体の閉弁用スプリング８と、他方の圧
力応動部材11に一方から圧力を及ぼす封入不活性ガス圧
との作用力の相互関係に支配される定圧膨張弁としての
機能が生じてくる。
発明が解決しようとする問題点 上記した従来技術では、定圧式用として２枚の圧力応
動部材の間に不活性ガスを封入した構成体が蒸発圧力に
対抗するようになっている為に、不活性ガスの封入方法
等の製作面における難点があり、また定圧式の設定値を
製作後において変えることができないと共に温度式とし
て機能している際には不活性ガス入りの二重の圧力応動
部材を介して制御している為、２枚の圧力応動部材間の
不活性ガス圧力が温度によって多少変化するし、２枚の
圧力応動部材の間にストッパが無いと一体にはなり得な
いため感温筒からの圧力を受けた圧力応動部材の動作が
直に弁動作に伝わらないので、感温筒温度に忠実な敏感
な弁動作がしにくい欠点があった。
動部材の間に不活性ガスを封入した構成体が蒸発圧力に
対抗するようになっている為に、不活性ガスの封入方法
等の製作面における難点があり、また定圧式の設定値を
製作後において変えることができないと共に温度式とし
て機能している際には不活性ガス入りの二重の圧力応動
部材を介して制御している為、２枚の圧力応動部材間の
不活性ガス圧力が温度によって多少変化するし、２枚の
圧力応動部材の間にストッパが無いと一体にはなり得な
いため感温筒からの圧力を受けた圧力応動部材の動作が
直に弁動作に伝わらないので、感温筒温度に忠実な敏感
な弁動作がしにくい欠点があった。
これに対し、本発明は膨張弁の内部構造を工夫するこ
とにより、上記従来技術の欠点を克服するようにしたも
のである。
とにより、上記従来技術の欠点を克服するようにしたも
のである。
上記の目的を達成するため、本発明においては、弁本
体の１次口と２次口間に設けた弁座を開閉する主弁と主
弁ばねを設け、該主弁内を通る流通路を開閉する副弁と
該主弁ばねより弾力の弱い副弁ばねを前記主弁内に設
け、感温筒と連通する圧力室に設けた圧力応動部材が作
動杆を介して、先ず副弁ばねに抗して副弁を開弁駆動
し、次いで主弁ばねに抗して主弁を開弁駆動する構成を
採用した。
体の１次口と２次口間に設けた弁座を開閉する主弁と主
弁ばねを設け、該主弁内を通る流通路を開閉する副弁と
該主弁ばねより弾力の弱い副弁ばねを前記主弁内に設
け、感温筒と連通する圧力室に設けた圧力応動部材が作
動杆を介して、先ず副弁ばねに抗して副弁を開弁駆動
し、次いで主弁ばねに抗して主弁を開弁駆動する構成を
採用した。
実施例 第１図及び第２図は本発明にかかる膨張弁を示し、20
は弁本体であり、凝縮器からの管路と接続される１次口
20bと蒸発器に対する管路と接続される２次口20aが直交
状態において形成されると共に両口20a,20b間の隔壁20c
に第１の弁座20dが形成されている。
は弁本体であり、凝縮器からの管路と接続される１次口
20bと蒸発器に対する管路と接続される２次口20aが直交
状態において形成されると共に両口20a,20b間の隔壁20c
に第１の弁座20dが形成されている。
21はニードル型主弁の弁体であり、支持筒体22と加締
部22aを介して結合され主弁を構成する。支持筒体22と
本体20に螺合された調整ネジ23との間には主弁ばね24が
設けられて主弁体21を弁閉止方向へ付勢している。
部22aを介して結合され主弁を構成する。支持筒体22と
本体20に螺合された調整ネジ23との間には主弁ばね24が
設けられて主弁体21を弁閉止方向へ付勢している。
弁本体20の上部には下蓋25と上蓋26により圧力応動部
材としてのダイヤフラム27がその周縁部を支持して設け
られることにより、圧力室Ｒを形成している。感温筒28
を有するキャピラリチューブ29が上蓋26に接続されてい
て、感温筒28の圧力変化が圧力室Ｒに及んでいる。ダイ
ヤフラム27の下部には当金30が当接し、該当金30と主弁
の支持筒体22内に移動自在に設けた副弁31との間に作動
杆32が設けられて本体20の摺動孔20eと主弁体21の中心
孔21aを移動することにより、ダイヤフラム27と副弁31
と、更には該副弁31を介して主弁とを連動させる。
材としてのダイヤフラム27がその周縁部を支持して設け
られることにより、圧力室Ｒを形成している。感温筒28
を有するキャピラリチューブ29が上蓋26に接続されてい
て、感温筒28の圧力変化が圧力室Ｒに及んでいる。ダイ
ヤフラム27の下部には当金30が当接し、該当金30と主弁
の支持筒体22内に移動自在に設けた副弁31との間に作動
杆32が設けられて本体20の摺動孔20eと主弁体21の中心
孔21aを移動することにより、ダイヤフラム27と副弁31
と、更には該副弁31を介して主弁とを連動させる。
作動杆32は副弁31の凹部31aに係入しており、副弁31
は主弁体21に設けた第２の弁座21bと筒体22の段部22b間
において移動自在である。副弁31はオリフィス22cを形
成した端壁22dとの間に設けた副弁ばね33により主弁体2
1に形成した第２の弁座21bを閉じる方向に常時付勢され
ている。主、副弁ばね24,33において、主弁ばねの弾力
＞副弁ばねの弾力の関係にある。
は主弁体21に設けた第２の弁座21bと筒体22の段部22b間
において移動自在である。副弁31はオリフィス22cを形
成した端壁22dとの間に設けた副弁ばね33により主弁体2
1に形成した第２の弁座21bを閉じる方向に常時付勢され
ている。主、副弁ばね24,33において、主弁ばねの弾力
＞副弁ばねの弾力の関係にある。
主弁体21の中心孔21aから副弁31の連通部31bにかけて
流通路Ｐが形成される。なお、20fは均圧孔、34は補助
ばねである。
流通路Ｐが形成される。なお、20fは均圧孔、34は補助
ばねである。
上記構成において、主弁は通常の過熱度で開閉動作す
る様に設定し、副弁31は低蒸発温度では過熱度なしでも
弁開動作する様にし、蒸発温度が高く（停止時等）なる
と弁閉する様に設定する。
る様に設定し、副弁31は低蒸発温度では過熱度なしでも
弁開動作する様にし、蒸発温度が高く（停止時等）なる
と弁閉する様に設定する。
その動作を第３図に基づいて説明すると、冷凍装置の
運転時に過熱度が生じている状態では、感温筒28からの
圧力によりダイヤフラム27を介して作動杆32が先ず副弁
ばね33に抗して副弁31を開弁駆動し、更には該副弁31が
段部22bに衝合することにより主弁ばね24に抗して主弁
を開弁駆動する（第２図ａ）。
運転時に過熱度が生じている状態では、感温筒28からの
圧力によりダイヤフラム27を介して作動杆32が先ず副弁
ばね33に抗して副弁31を開弁駆動し、更には該副弁31が
段部22bに衝合することにより主弁ばね24に抗して主弁
を開弁駆動する（第２図ａ）。
冬期等の小負荷時における蒸発圧力が０℃の状態で
は、冷凍装置のスーパーヒートの有無に関係なく副弁31
が開弁状態にあって流通路Ｐを介して少量の冷媒を流す
（第２図ｂ）。冷凍装置が停止し、冷媒圧力が上昇して
５℃相当になると副弁31も閉弁し、冷媒の流れを完全に
遮断する（第２図ｃ）。
は、冷凍装置のスーパーヒートの有無に関係なく副弁31
が開弁状態にあって流通路Ｐを介して少量の冷媒を流す
（第２図ｂ）。冷凍装置が停止し、冷媒圧力が上昇して
５℃相当になると副弁31も閉弁し、冷媒の流れを完全に
遮断する（第２図ｃ）。
第４図は、蒸発温度が異る場合の弁開特性を示すもの
であり、グラフ（ａ）は低蒸発圧力（温度）（第３図の
Ｂ点より低い）、グラフ（ｂ）は高蒸発圧力（温度）
（第３図のＢ点より高い）の状態を示す。
であり、グラフ（ａ）は低蒸発圧力（温度）（第３図の
Ｂ点より低い）、グラフ（ｂ）は高蒸発圧力（温度）
（第３図のＢ点より高い）の状態を示す。
第５図は、MOP付封入方式の場合を示し、MOP（MOT）
以上では、主弁並びに副弁共に閉弁することを示してい
る。
以上では、主弁並びに副弁共に閉弁することを示してい
る。
本発明においては、〔主弁ばね24の弾力〕＞〔副弁ば
ね33の弾力〕であれば、主弁が閉じると主弁ばね24の弾
力は弁座20dで受け止めるので、〔感温筒圧力＝蒸発圧
力＋副弁ばねの弾力〕となり、感温筒封入圧力と副弁ば
ねの弾力を設定することにより冷媒の一定流量が確保さ
れる。
ね33の弾力〕であれば、主弁が閉じると主弁ばね24の弾
力は弁座20dで受け止めるので、〔感温筒圧力＝蒸発圧
力＋副弁ばねの弾力〕となり、感温筒封入圧力と副弁ば
ねの弾力を設定することにより冷媒の一定流量が確保さ
れる。
〔封入ガス圧力変化〕＜〔蒸発圧力変化〕のクロス
（吸着）チャージ方式では、蒸発圧力（温度）が低くな
るほど副弁31は開弁し易くなり、圧力変化が一定のガス
封入方式等では、温度が変ってもほぼ一定の弁開度を保
ち、MOP（MOT）を過ぎると弁閉することを示す。なお、
筒体22にオリフィス22cを設けて流通路Ｐを二段絞りと
したのは、弁前後の差圧が大きくなった時に流通路Ｐの
流量が増えすぎて制御巾が小さくなり過ぎない様にする
ためである。なお、均圧孔20f及び摺動孔20e等のシール
の方法を変更すれば、２次口20aを入口、１次口20bを出
口として流すことも出来る（MOP付封入方式ではこの様
な流し方となる）。
（吸着）チャージ方式では、蒸発圧力（温度）が低くな
るほど副弁31は開弁し易くなり、圧力変化が一定のガス
封入方式等では、温度が変ってもほぼ一定の弁開度を保
ち、MOP（MOT）を過ぎると弁閉することを示す。なお、
筒体22にオリフィス22cを設けて流通路Ｐを二段絞りと
したのは、弁前後の差圧が大きくなった時に流通路Ｐの
流量が増えすぎて制御巾が小さくなり過ぎない様にする
ためである。なお、均圧孔20f及び摺動孔20e等のシール
の方法を変更すれば、２次口20aを入口、１次口20bを出
口として流すことも出来る（MOP付封入方式ではこの様
な流し方となる）。
発明の効果 本発明は上記した如くに、弁本体の１次口と２次口間
に設けた弁座を開閉する主弁と主弁ばねを設け、該主弁
内を通る流通路を開閉する副弁と該主弁ばねより弾力の
弱い副弁ばねを前記主弁内に設け、感温筒と連通する圧
力室に設けた圧力応動部材が作動杆を介して、先ず副弁
ばねに抗して副弁を開弁駆動し、次いで主弁ばねに抗し
て主弁を開弁駆動するようにしてなるものであるから、
低負荷時において主弁が閉じた状態においても副弁を開
いて冷媒を循環させることができ、もって圧縮機の容量
を制御しつつ年間を通じて空調を行うことを可能とする
ものであり、この際において、副弁が主弁の支持筒体内
に設けられているので全体をコンパクトに構成すること
ができる特長を有する。また、主弁ばねと副弁ばねの弾
力を個別に調整することができるため、各弁の弁開度の
個別の調整が容易になる。
に設けた弁座を開閉する主弁と主弁ばねを設け、該主弁
内を通る流通路を開閉する副弁と該主弁ばねより弾力の
弱い副弁ばねを前記主弁内に設け、感温筒と連通する圧
力室に設けた圧力応動部材が作動杆を介して、先ず副弁
ばねに抗して副弁を開弁駆動し、次いで主弁ばねに抗し
て主弁を開弁駆動するようにしてなるものであるから、
低負荷時において主弁が閉じた状態においても副弁を開
いて冷媒を循環させることができ、もって圧縮機の容量
を制御しつつ年間を通じて空調を行うことを可能とする
ものであり、この際において、副弁が主弁の支持筒体内
に設けられているので全体をコンパクトに構成すること
ができる特長を有する。また、主弁ばねと副弁ばねの弾
力を個別に調整することができるため、各弁の弁開度の
個別の調整が容易になる。
第１図は本発明の一実施例についての断面図、 第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上における主弁、副弁部
分の核作動状態を示す拡大断面図、 第３図は本発明にかかる膨張弁の空気特性曲線図、 第４図は蒸発温度が異る場合の弁開特性を示すグラフ、 第５図はMOP付封入方式の弁開特性を示すグラフ、 第６図は従来例の断面図である。 20……弁本体、20a……２次口、20b……１次口、20d…
…弁座、21……主弁体、24……主弁ばね、28……感温
筒、Ｒ……圧力室、27……圧力応動部材（ダイヤフラ
ム）、31……副弁、32……作動杆、33……副弁ばね、Ｐ
……流通路。
分の核作動状態を示す拡大断面図、 第３図は本発明にかかる膨張弁の空気特性曲線図、 第４図は蒸発温度が異る場合の弁開特性を示すグラフ、 第５図はMOP付封入方式の弁開特性を示すグラフ、 第６図は従来例の断面図である。 20……弁本体、20a……２次口、20b……１次口、20d…
…弁座、21……主弁体、24……主弁ばね、28……感温
筒、Ｒ……圧力室、27……圧力応動部材（ダイヤフラ
ム）、31……副弁、32……作動杆、33……副弁ばね、Ｐ
……流通路。
Claims (1)
- 【請求項１】弁本体の１次口と２次口間に設けた弁座を
開閉する主弁と主弁ばねを設け、該主弁内を通る流通路
を開閉する副弁と該主弁ばねより弾力の弱い副弁ばねを
前記主弁内に設け、感温筒と連通する圧力室に設けた圧
力応動部材が作動杆を介して、先ず副弁ばねに抗して副
弁を開弁駆動し、次いで主弁ばねに抗して主弁を開弁駆
動することを特徴とする膨張弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181164A JPH0827104B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 膨張弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181164A JPH0827104B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 膨張弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428463A JPS6428463A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0827104B2 true JPH0827104B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16096004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62181164A Expired - Fee Related JPH0827104B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 膨張弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827104B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063185A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Zexel Valeo Climate Control Corporation | Refrigerating cycle |
| JP5892823B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2016-03-23 | 株式会社不二工機 | 膨張弁 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53136663U (ja) * | 1977-04-04 | 1978-10-28 | ||
| JPS56105173A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-21 | Saginomiya Seisakusho Inc | Expansion valve |
-
1987
- 1987-07-22 JP JP62181164A patent/JPH0827104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428463A (en) | 1989-01-31 |
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