JPH0875327A - 温度式膨張弁の感温筒固定具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度式膨張弁の信頼性を高めるべく、膨張弁
感温筒と冷媒配管とを、自動的に、且つ、確実に、強固
に密着させた状態で固定可能であるとともに、容易に取
り付けることが可能な作業性のよい形状記憶合金製の温
度式膨張弁の感温筒固定具を提供すること。 【構成】 温度式膨張弁の感温筒固定具は、膨張弁感温
筒５を蒸発器４出口側の冷媒配管７に取り付ける感温筒
固定具であって、断面がＣ字状で端部が起立した起立部
１０を有する弾性板材であり、その弾性板材には形状記
憶合金が用いられ、その形状記憶合金製のホルダー８に
より膨張弁感温筒５と冷媒配管７とを密着した状態で一
体に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧縮機、凝縮器、温
度式自動膨張弁、蒸発器から成る冷凍サイクルにおい
て、温度式自動膨張弁を制御する感温筒を蒸発器出口側
の冷媒配管に取り付ける固定具に関するものであり、更
に詳細には、その感温筒固定具が形状記憶合金により製
作されているものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷凍機は、液化しやすい蒸気を
冷媒に用いて、図１に示す冷凍サイクルを循環する間に
液体から気体へと２相にわたって変化を繰り返すことに
より冷凍力を発揮する。この冷凍サイクルは、図１に示
すように、冷媒を圧縮する圧縮機１、圧縮された冷媒を
液化する凝縮器２、凝縮器２から流出される冷媒の流量
を制御する温度式自動膨張弁３、及び、温度式自動膨張
弁３を介して流入された冷媒を低圧の気体に蒸発させる
蒸発器４からなり、圧縮機１、凝縮器２、温度式自動膨
張弁３、蒸発器４が冷媒配管７を介して相互に接続され
ることにより冷凍サイクルが構成される。

【０００３】前記した冷凍サイクルにおいて、凝縮器２
から温度式自動膨張弁３を介して流入される冷媒量が多
すぎる場合や冷媒量が少なすぎる場合には、蒸発器４に
おける蒸発能力の過不足を生じてしまうことから、冷蔵
庫、及び、冷凍庫等を適正な冷蔵能力をもって作動させ
ることができなくなる虞がある。かかる問題を解消する
ために、従来より、図１に示すように、冷媒の蒸発気体
が流出される蒸発器４の出口の近傍における冷媒配管７
に接触して膨張弁感温筒５が取り付けられており、かか
る膨張弁感温筒５を介して温度式自動膨張弁３の開閉を
制御することにより、凝縮器２から蒸発器４に流入され
る冷媒の量を適正に調節し、冷蔵庫等を適正な冷蔵能力
をもって作動させるようにしている。

【０００４】ここに、膨張弁感温筒５は、蒸発器４から
流出される冷媒気体における低圧の飽和圧力に対応する
飽和温度から過熱度を検出し、その検出した過熱度に従
って温度式自動膨張弁３の開閉を制御するものである。
因みに、膨張弁感温筒５により検出された過熱度が低い
場合には、蒸発器４により蒸発しきれない冷媒が流出す
るものと考えられることから、冷媒の流量を減少すべく
温度式自動膨張弁３は閉じるように自動的に制御され
る。また、膨張弁感温筒５により検出された過熱度が高
い場合には、蒸発器４の蒸発能力にはまだ余裕があるも
のと考えられることから、冷媒の流量を増加すべく温度
式自動膨張弁３は開放するように自動的に制御される。

【０００５】前記した膨張弁感温筒５は、蒸発器４から
流出される冷媒気体の過熱度を検出し、その検出した過
熱度に基づいて温度式自動膨張弁３の開閉を制御するも
のであり、従って、冷媒気体の過熱度を正確に検出でき
ない場合には温度式自動膨張弁３の開閉を適正に制御す
ることができなくなることから、膨張弁感温筒５は冷媒
配管７に密着させて取り付ける必要がある。それゆえ
に、かかる膨張弁感温筒５の取付構造について、従来よ
り各種の取付構造、取付具が提案されている。

【０００６】このような膨張弁感温筒の固定具には、従
来例として、例えば次に示すようなものがある。第１の
従来例は、図７に示すように、冷媒配管１６に添えて膨
張弁感温筒１５を針金２５で固定したものである。ま
た、第２の従来例は、図８に示すように、同じく冷媒配
管１６に添えて膨張弁感温筒１５を、断面がＣ字状のホ
ルダー２８によって被覆し、そのホルダー２８端部の起
立した部分をボルト２６とナット２７によって締め付け
て固定したものである。また、第３の従来例は、図９に
示すように、冷媒配管１６を直角に折り曲げ、その折り
曲げた箇所に挿入孔２９を設けて膨張弁感温筒１５を挿
入したものである。更に、第４の従来例は、図１０に示
すように、冷媒配管１６と膨張弁感温筒１５とを並列に
重ねて固定具３０で巻くようにし、水道用ホースバンド
３１を使用して更に締め付けて固定するようにしたもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例では、針
金２５を使用して結束してあり、針金２５の結束が手作
業であるために作業性が悪い。更に、針金２５を結束す
る際に、作業者間で力の差が生じてバラツキが発生し、
また、針金２５が切れて、再結束を必要とする虞もあ
り、作業性が悪く、振動に弱い。第２の従来例では、ホ
ルダー２８とボルト２６、ナット２７の締めにより強力
に締め付けることが可能であるが、ボルト２６とナット
２７の芯合わせ、及び、ボルト２６とナット２７との締
め付けに手間がかかり、作業性が悪い。第３の従来例で
は、冷媒配管１６を二重構造とするために構造自体が複
雑となり、当該装置の作成工程の増加や、挿入孔２９の
溶接部分からガス漏れが発生するおそれ等の不具合いが
生じた。第４の従来例では、水道用ホースバンド３１で
は、締め付け力が弱く、十分な力で締め付けられない。
また、振動に弱いといった不具合いがあった。上述した
ような締め付け不良が発生した場合、温度式自動膨張弁
の過熱度が保たれなくなり、液バックによる液圧縮によ
り、大きな故障等の不具合が発生する虞がある。

【０００８】そこで、本発明では、温度式膨張弁の信頼
性を高めるべく、膨張弁感温筒を冷媒配管に、自動的
に、且つ、確実に、強固に密着させた状態で固定可能で
あるとともに、容易に取り付けることが可能な作業性の
よい形状記憶合金製の温度式膨張弁の感温筒固定具を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の感温筒固定具
は、冷凍サイクルに使用される膨張弁の感温筒を蒸発器
出口側の冷媒配管に取り付ける膨張弁感温筒固定具にお
いて、端部が起立されて所定の距離だけ離間した一対の
起立部を有する形状記憶合金製の弾性板材からなる構成
とされる。また、感温筒固定具は、端部が起立されて所
定の距離だけ離間した一対の起立部を有する形状記憶合
金製の弾性板材からなるとともに、前記感温筒と冷媒配
管とを相互に接触した状態で一体に固定するホルダーを
有する構成であってもよい。更に、前記感温筒固定具又
は前記ホルダーの外周を更に断熱材で覆ったものであ
る。また、前記感温筒固定具の弾性板材又は前記ホルダ
ーの弾性板材は所定の形状記憶温度を有し、前記感温筒
により検出される冷媒配管の温度が形状記憶温度に近づ
くに従って、前記起立部間の距離は小さくなるものであ
る。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の感温筒固定具は、
蒸発器出口側の冷媒配管に膨張弁感温筒を並べて配置す
る際に、形状記憶合金製の感温筒固定具又は形状記憶合
金製のホルダーにより、前記冷媒配管と前記膨張弁感温
筒とを、相互に接触させた状態で一体に固定する。この
とき、感温筒固定具を構成する弾性板材又はホルダーを
構成する弾性板材は、所定の形状記憶温度を有し、前記
感温筒により検出される冷媒配管の温度が形状記憶温度
に近づくに従って、端部で起立された前記起立部間の距
離は小さくなる。これにより、冷媒配管と感温筒とは、
相互に密着した状態で自動的に強固に固定される。ま
た、前記感温筒固定具又はホルダーの外周を更に断熱材
で覆うようにする。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。本発明の冷凍サイクルは上述したものと同様であ
り、以下の説明においても図１を参照する。図２は、冷
媒配管に取り付けられた膨張弁感温筒を示す斜視図であ
る。図２において、膨張弁感温筒５は、蒸発器４の出口
側の冷媒配管７に接触した状態で重ねて配置されてお
り、これらの各冷媒配管７と膨張弁感温筒５は、断面が
Ｃ字状のホルダー８で被覆されている。また、このホル
ダー８は、冷媒配管７の長手方向に膨張弁感温筒５とほ
ぼ同一の長さを有しており、断面がＣ字状の両端部には
それぞれ起立部１０が形成されている。

【００１２】次に、ホルダー８について説明する。図３
は、各温度におけるホルダー８の断面、及び、形状を示
す図である。このホルダー８は、膨張弁感温筒５が挿嵌
される円弧状部と、冷媒配管７が挿嵌される円弧状部と
を一体に構成してあり、断面がほぼＣ字状に形成されて
いる。膨張弁感温筒５が挿嵌される円弧状部は膨張弁感
温筒５の直径よりも若干小さく設定され、また、同様
に、冷媒配管７が挿嵌される円弧状部は冷媒配管７の直
径よりも若干小さく設定されている。また、このホルダ
ー８は、熱伝導性の良い材質であり、バネ性のあるＮｉ
−Ｔｉ系の形状記憶合金が使用されている。

【００１３】このホルダー８に冷媒配管７と膨張弁感温
筒５の両者を取り付ける際には、まず、ホルダー８内に
開口部１１より膨張弁感温筒５を押し込み、定められた
位置に配置する。次に、ホルダー８の弾性変形を利用し
て、そのホルダー８内に冷媒配管７を押し込むと、開口
部１１が開き膨張弁感温筒５に並んで一体に固定され
る。このようにして、ホルダー８のバネ弾性力を介して
膨張弁感温筒５と冷媒配管７とを密着した状態に固定す
る。

【００１４】次に、冷凍サイクルが作動して、膨張弁感
温筒５と冷媒配管７との両者が低温になってゆく場合に
おけるホルダー８の形状の変化について説明する。ま
ず、常温時において、ホルダー８は、膨張弁感温筒５と
冷媒配管７の両者を軽く固定しており、ホルダー８の開
口部１１の間隔は、図３の（Ａ）に示すようにＬ、であ
る。しかし、温度が低下するにつれて、ホルダー８の形
状記憶効果により、自動的に、ホルダー８に形状の変化
が発生し始める。それゆえに、低温時（形状記憶設定温
度）においては、ホルダー８によって、膨張弁感温筒５
と冷媒配管７の両者は、自動的に、強く締め付けられる
ようになる。このときのホルダー８の開口部１１の間隔
は、図３の（Ｂ）に示すように、Ｌ１である。また、低
温時（形状記憶設定温度）において、ホルダー８に膨張
弁感温筒５と冷媒配管７の両者が挿嵌されていない場
合、ホルダー８の開口部１１の間隔は、図３の（Ｃ）に
示すように、Ｌ２である。

【００１５】上述した本発明のホルダー８の開口部１１
の間隔と温度の関係を、更に図４に示している。この図
４において、縦軸にホルダーの開口部１１の間隔を、横
軸に温度を示している。この図４からわかるように、常
温においては、ホルダー８の開口部１１の間隔はＬであ
り、大きい。しかし、温度が低下するにつれて、形状記
憶効果により、ホルダー８の開口部１１の間隔は小さく
なり、膨張弁感温筒５と冷媒配管７の両者を締め付け始
める。更に、低温（形状記憶設定温度）においては、ホ
ルダー８の開口部１１の間隔はＬ２となり、最も小さく
なり、膨張弁感温筒５と冷媒配管７の両者を強く締め付
ける。そして、冷凍サイクルの作動が停止し、温度が上
昇して、常温に戻った場合には、ホルダー８の開口部１
１の間隔はＬとなっている。

【００１６】前記した構成の膨張弁感温筒固定具の周囲
を、図５に示すように、断熱材にて被覆すれば、一層正
確に膨張弁感温筒５により冷媒配管７の温度を検出可能
となる。ここに、図５は、上記冷媒配管に取り付けられ
た膨張弁感温筒固定具の周囲に更に断熱材を巻いた状態
の断面を示す。断熱材９はガラスウール等の断熱材料か
らなり、かかる断熱材９は、前記のように、ホルダー８
を介して膨張弁感温筒５と冷媒配管７とを相互に密着さ
せた状態で固定した後、膨張弁感温筒５と冷媒配管７の
双方の周囲を被覆する。このように膨張弁感温筒５と冷
媒配管７とを断熱材９により被覆すれば、周囲の温度に
左右されることなく膨張弁感温筒５を介して冷媒配管７
の温度を正確に検出することができ、温度式自動膨張弁
３の開閉制御を一層適正に行なうことができるものであ
る。

【００１７】このような構成による温度式膨張弁感温筒
固定具によれば、ホルダー８に形状記憶合金を使用して
あることにより、膨張弁感温筒５と冷媒配管７とを、自
動的に、確実に、且つ、強固に固定し密着させることが
できる。これにより、膨張弁感温筒５を介して冷媒配管
７内を流れる冷媒気体の温度を正確に検出することがで
きるとともに、その検出した温度に基づいて温度式自動
膨張弁３の開閉制御を適正に行なうことができる。従っ
て、冷媒が液体状態のままで圧縮機１に流入することを
防止して、圧縮機１に故障等が発生することを確実に防
止することができる。また、冷凍、冷蔵庫等の運搬時や
作動時に振動が発生した場合においても、膨張弁感温筒
５と冷媒配管７との密着を良好に保持することが可能で
あるために、振動による緩みの発生を防ぐことができ
る。更にまた、前記したように本実施例にかかる膨張弁
感温筒固定具では、膨張弁感温筒５と冷媒配管７とを、
ホルダー８のバネ弾性力を介して固定することができる
ので、かかる作業を行なう作業者の作業能力にバラツキ
がある場合においても、作業者間でバラツキを生じるこ
となく膨張弁感温筒５と冷媒配管７とを常に一定の水準
をもって密着固定することができるものである。

【００１８】以上、本発明の膨張弁感温筒固定具の一実
施例について説明してきたが、本発明はこれに限定され
るわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変
更が可能である。例えば、上記実施例では、ホルダー８
の形状は断面がＣ字状であったが、図６の（Ａ）および
（Ｂ）に示すように、断面がＳ字状やＸ字状の形状を有
するホルダーであってもよい。また、上記実施例におい
て、ホルダー８に使用した形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ
系であったが、Ｃｕ合金系等の熱伝導率の高い材質を使
用すれば、効果は更に良好となり、信頼性、及び、反応
スピードも向上する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の温度式膨張弁感温筒固定具によれば、ホルダー
に形状記憶合金を用いていることにより、膨張弁感温筒
と冷媒配管とを、自動的に、確実に、且つ、強固に密着
させて固定することができ、もって、膨張弁感温筒を介
して冷媒配管の温度を正確に検出し、温度式膨張弁の開
閉制御を信頼性良く行なうことができるとともに、膨張
弁感温筒と冷媒配管とを簡単な作業で容易に取り付ける
ことができる温度式膨張弁感温筒固定具を提供すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 冷凍サイクルの回路図である。

【図２】 本発明の温度式膨張弁の感温筒固定具を示す
斜視図である。

【図３】 本発明で用いられる形状記憶合金製のホルダ
ーの温度変化に対する形状変化を示す断面図である。

【図４】 本発明で用いられる形状記憶合金製のホルダ
ーの温度変化に対する開口部の間隔の変化を示す図であ
る。

【図５】 本発明の温度式膨張弁感温筒固定具の周囲を
断熱材で被覆した状態を示す断面図である。

【図６】 本発明において使用可能な、他の形状をした
ホルダーの例である。

【図７】 第１の従来例の膨張弁感温筒固定具を示す斜
視図である。

【図８】 第２の従来例の膨張弁感温筒固定具を示す断
面図である。

【図９】 第３の従来例の膨張弁感温筒固定具を示す側
面図である。

【図１０】 第４の従来例の膨張弁感温筒固定具を示す
断面図である。

【符号の説明】

３・・温度式自動膨張弁、５・・膨張弁感温筒、７・・
冷媒配管、８・・ホルダー、９・・断熱材、１０・・起
立部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルに使用される膨張弁の感温
   筒を蒸発器出口側の冷媒配管に取り付ける温度式膨張弁
   の感温筒固定具において、 端部が起立されて所定の距離だけ離間した一対の起立部
   を有する形状記憶合金製の弾性板材からなることを特徴
   とする感温筒固定具。
2. 【請求項２】 冷凍サイクルに使用される膨張弁の感温
   筒を蒸発器出口側の冷媒配管に取り付ける温度式膨張弁
   の感温筒固定具において、 端部が起立されて所定の距離だけ離間した一対の起立部
   を有する形状記憶合金製の弾性板材からなるとともに、
   前記感温筒と冷媒配管とを相互に接触した状態で一体に
   固定するホルダーを有することを特徴とする感温筒固定
   具。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の感温筒固
   定具において、 前記感温筒固定具又は前記ホルダーの外周を覆う断熱材
   を有することを特徴とする感温筒固定具。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の感温筒固
   定具において、 前記感温筒固定具の弾性板材又は前記ホルダーの弾性板
   材は所定の形状記憶温度を有し、前記感温筒により検出
   される冷媒配管の温度が形状記憶温度に近づくに従っ
   て、前記起立部間の距離は小さくなることを特徴とする
   感温筒固定具。