JPH1089811A - 膨張弁 - Google Patents

膨張弁

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JPH1089811A
JPH1089811A JP8238947A JP23894796A JPH1089811A JP H1089811 A JPH1089811 A JP H1089811A JP 8238947 A JP8238947 A JP 8238947A JP 23894796 A JP23894796 A JP 23894796A JP H1089811 A JPH1089811 A JP H1089811A
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JP
Japan
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passage
diaphragm
expansion valve
valve body
resin member
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JP8238947A
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Inventor
Mitsuya Fujimoto
美津也 藤本
Kazuhiko Watanabe
和彦 渡辺
Kimimichi Yano
公道 矢野
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Fujikoki Corp
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Fujikoki Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • F25B41/33Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
    • F25B41/335Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant via diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/068Expansion valves combined with a sensor
    • F25B2341/0683Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調装置の膨張弁におけるハンチング現象の
防止を図る。 【解決手段】 膨張弁10は、弁体駆動棒を構成する感
温棒300を備える。感温棒300はアルミ製の本体3
10に樹脂部材330を嵌装する構成を有する。樹脂部
材330は係合縁部336を有し、この縁部を本体31
0の溝316に嵌合させて樹脂部材を本体に組付ける。
この構成により、例えばエバポレータからの未蒸発の冷
媒が第2の通路34中に流れ、樹脂部材330に付着し
ても樹脂部材330は低熱伝導率の材料であるため、エ
バポレータの熱負荷が生じても、膨張弁10の応答特性
は鈍感になり、冷凍システムにハンチング現象が生じる
のを避けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置、冷凍
装置等の冷凍サイクルに用いられる冷媒用の膨張弁に関
する。
【0002】
【従来の技術】この種の膨張弁は、自動車等の空気調和
装置の冷凍サイクルにおいて用いられており、図4は、
従来の膨張弁の縦断面図を冷凍サイクルの概略と共に示
している。膨張弁10は、角柱状のアルミ製の弁本体3
0には、冷凍サイクルの冷媒管路11においてコンデン
サ5の冷媒出口からレシーバ6を介してエバポレータ8
の冷媒入口へと向かう部分に介在される液相冷媒が通過
する第1の通路32と冷媒管路11においてエバポレ−
タ8の冷媒出口からコンプレッサ4の冷媒入口へと向か
う部分に介在される気相冷媒が通過する第2の通路34
とが上下に相互に離間して形成されている。
【0003】第1の通路32にはレシ−バ6の冷媒出口
から供給された液体冷媒を断熱膨張させるためのオリフ
ィス32aが形成されている。オリフィス32aは弁本
体30の長手方向に沿った中心線上に位置している。オ
リフィス32aの入口には弁座が形成されていて、弁座
には弁部材32cにより支持された弁体32bが存在
し、弁体32bと弁部材32cとは溶接により固定され
ている。弁部材32cは、弁体と溶接により固着される
と共に圧縮コイルばねの如き付勢手段32dにより付勢
されている。レシ−バ6からの液冷媒が導入される第1
の通路32は液冷媒の通路となり、入口ポ−ト321
と、この入口ポ−ト321に連続する弁室35を有す
る。弁室35は、オリフィス32aの中心線と同軸に形
成される有底の室であり、プラグ39によって密閉され
ている。
【0004】さらに、弁本体30にはエバポレータ8の
出口温度に応じて弁体32bに対して駆動力を与えてオ
リフィス32aの開閉を行うために、小径の孔37とこ
の孔37より径が大径の孔38が第2の通路34を貫通
して上記中心線の延長線上に形成され、弁本体30の上
端には感熱部となるパワーエレメント部36が固定され
るねじ孔361が形成されている。
【0005】パワーエレメント部36は、ステンレス製
のダイアフラム36aと、このダイアフラム36aを挾
んで互いに密着して設けられ、その上下に二つの気密室
を形成する上部圧力作動室36b及び下部圧力作動室3
6cをそれぞれ形成する上カバー36dと下カバー36
hと、上部圧力作動室36bにダイアフラム駆動流体と
なる所定冷媒を封入するための封切管36iとを備え、
下部圧力作動室36cは、オリフィス32aの中心線に
対して同心的に形成された均圧孔36eを介して第2の
通路34に連通されている。第2の通路34には、エバ
ポレータ8からの冷媒蒸気が流れ、通路34は気相冷媒
の通路となり、その冷媒蒸気の圧力が均圧孔36eを介
して下部圧力作動室36cに負荷されている。
【0006】さらに下部圧力作動室36c内にダイアフ
ラム36aと当接し、かつ第2の通路34を貫通して大
径の孔38内に摺動可能に配置されて、エバポレータ8
の冷媒出口温度を下部圧力作動室36cへ伝達すると共
に、上部圧力作動室36b及び下部圧力作動室36cの
圧力差に伴うダイアフラム36aの変位に応じて大径3
8内を摺動して駆動力を与えるアルミ製の感温棒36f
と、小径の孔37内に摺動可能に配されて感温棒36f
の変位に応じて弁体32bを付勢手段32dの弾性力に
抗して押圧するステンレス製の作動棒37fからなり、
感温棒36fには第1の通路32と、第2の通路34と
の気密性を確保するための密封部材、例えばOリング3
6gが備えられており、感温棒36fと作動棒37fと
は当接し、作動棒37fは弁体32bと当接しており、
感温棒36fと作動棒37fとで弁体駆動棒が構成され
ている。したがって、均圧孔36eには、ダイアフラム
36aの下面から第1の通路32のオリフィス32aま
で延出した弁体駆動棒が同心的に配置されていることに
なる。
【0007】圧力作動ハウジング36dの上方の圧力作
動室36b中には公知のダイアフラム駆動流体が充填さ
れていて、ダイアフラム駆動流体には第2の通路34や
第2の通路34に連通されている均圧孔36eに露出さ
れた弁体駆動棒及びダイアフラム36aを介して第2の
通路34を流れているエバポレ−タ8の冷媒出口からの
冷媒蒸気の熱が伝達される。
【0008】上方の圧力作動室36b中のダイアフラム
駆動流体は上記伝達された熱に対応してガス化し圧力を
ダイアフラム36aの上面に負荷する。ダイアフラム3
6aは上記上面に負荷されたダイアフラム駆動ガスの圧
力とダイアフラム36aの下面に負荷された圧力との差
により上下に変位する。ダイアフラム36aの中心部の
上下への変位は弁体駆動棒を介して弁体32bに伝達さ
れ弁体32bをオリフィス32aの弁座に対して接近ま
たは離間させる。この結果、冷媒流量が制御されること
となる。
【0009】即ち、エバポレータ8の出口側の気相冷媒
温度が上部圧力作動室36bに伝達されるため、その温
度に応じて上部圧力作動室36bの圧力が変化し、エバ
ポレータ8の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ
の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室36bの圧力が
高くなり、それに応じて感温棒36fつまり弁部材駆動
棒が下方へ駆動されて弁体の作動棒37を介して弁体3
2bを下げるため、オリフィス32aの開度が大きくな
る。これによりエバポレータ8への冷媒の供給量が多く
なり、エバポレータ8の温度を低下させる。逆に、エバ
ポレータ8の出口温度が低下する、つまりエバポレータ
の熱負荷が減少すると、弁体32bが上記と逆方向に駆
動され、オリフィス32aの開度が小さくなり、エバポ
レータへの冷媒の供給量が少なくなり、エバポレータ8
の温度を上昇させるのである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】かかる膨張弁の用いら
れる冷凍システムにおいては、蒸発器への冷媒供給が過
剰・不足・過剰・不足を短い周期で繰り返す所謂ハンチ
ング現象が知られている。これは膨張弁が環境温度の影
響を受けた場合、例えば膨張弁の感温棒に未蒸発の液冷
媒が付着して、これを温度変化と感知してエバポレータ
の熱負荷の変動が生じ、過敏な弁開閉応答に基づくこと
を原因としている。
【0011】このようなハンチング現象が生じると冷凍
システム全体の能力を減ずると共に、圧縮機への液戻り
が生じ圧縮機に悪影響を生じるという問題がある。本出
願人は、特願平7−325357号として、図5に示す
膨張弁を提案した。この膨張弁10は、アルミ製の弁体
駆動棒を構成する感温棒100に低熱伝導率の樹脂10
1がインサート形成されて感温棒100に密着する状態
に一体化されている。低熱伝導率の樹脂101として
は、例えば冷媒等の影響による経時的変化のないPPS
樹脂が用いられる。上記樹脂101は、感温棒100の
気相冷媒が通過する第2の通路34中に露出している部
分以外に下方の圧力作動室36c中に存在する感温部に
まで設けられている。樹脂101の厚さとしては、例え
ば1mm程度の厚さに設けられる。
【0012】また、樹脂101は少なくとも感温棒10
0の第2の通路34中に露出する部分にのみ設けてよい
のは勿論である。かかる樹脂101を設けることによ
り、例えばエバポレータからの未蒸発の冷媒が第2の通
路34中に流れ、樹脂101に付着しても樹脂101は
低熱伝導率の材料であるため、エバポレータの熱負荷の
変動即ちエバポレータの熱負荷の増加が生じても、膨張
弁10の応答特性は鈍感になり、冷凍システムにハンチ
ング現象が生じるのを避けることができる。上述した膨
張弁は、アルミ製の感温棒100に樹脂101をインサ
ートする必要があり、製造工程にコストがかかるといっ
た問題点がある。本発明は、このような問題に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、簡単な
構成の変更で、冷凍システムにハンチング現象が生じる
のを防止する膨張弁を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る膨張弁は、液冷媒の通る第1の通路とエバ
ポレータからコンプレッサに向う気相冷媒の通る第2の
通路を有する弁本体と、上記第1の通路中に設けられる
オリフィスと、オリフィスを通過する冷媒量を調節する
弁体と、上記弁本体に設けられ、その上下の圧力差によ
り作動するダイヤフラムを有するパワーエレメント部
と、このダイヤフラムの変位により上記弁体を駆動する
一端にて上記ダイヤフラムに接し、他端にて上記弁体を
駆動する感温棒とからなり、上記感温棒は、ダイアフラ
ムに近接する部分に熱伝導率の低い樹脂部材を嵌装した
ことを特徴としている。
【0014】また、本発明に係る膨張弁の他の態様とし
ては、液冷媒の通る第1の通路とエバポレータからコン
プレッサに向う気相冷媒の通る第2の通路を有する弁本
体と、上記第1の通路中に設けられるオリフィスと、オ
リフィスを通過する冷媒量を調節する弁体と、上記弁本
体に設けられ、その上下の圧力差により作動するダイヤ
フラムを有するパワーエレメント部と、このダイヤフラ
ムの変位により上記弁体を駆動する一端にて上記ダイヤ
フラムに接し、他端にて上記弁体を駆動する感温棒とか
らなり、上記感温棒は、凹部を有すると共に、上記凹部
にはめ込まれることによって上記感温棒の外周にゆるく
嵌装される樹脂部材を具備することを特徴としている。
【0015】さらに、本発明の膨張弁の他の態様として
は、上記感温棒は上記樹脂部材をこの部材の弾性によっ
て嵌装したことを特徴としている。そして、本発明の膨
張弁の具体的態様としては、上記凹部は上記気相冷媒の
通る第2の通路内に存在する上記感温棒の部分に形成さ
れていることを特徴としている。また、本発明の膨張弁
の具体的態様としては、上記樹脂部材はポリアセタール
樹脂であることを特徴としている。
【0016】さらにまた、本発明の膨張弁の具体的態様
としては、上記樹脂部材は、上記ダイアフラムに対向す
る側はフランジ状部が形成されると共に、これと反対側
の端部の内側は突出部が形成され、上記突出部は上記凹
部にはめ込まれていることを特徴としている。前述の如
く構成された本発明に係る膨張弁は、冷凍システムのハ
ンチング現象の原因となる膨張弁の過敏な弁開閉応答が
生じる環境温度の一過性的な変化があっても、弁体駆動
棒の感温棒の熱伝導速度を遅くしてあるので、上記過敏
な弁開閉応答を避けることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態を詳細に説明する。図1は本実施の形態の膨張弁1
0の縦断面図であり、冷凍サイクルを省略して示し図4
と同一符号は、同一又は均等部分を示し、冷媒供給量を
制御する。
【0018】図2は図1に示す感温棒300の本体の正
面図、図3は樹脂部材の断面図である。膨張弁10は、
アルミ製の本体30を備え、本体30は図3で説明した
液相冷媒の第17通路32と気相冷媒の第2の通路34
を有する。弁室35に配設された弁体32bは作動棒3
7を介して感温棒300に連結される。感温棒300
は、アルミ製の円筒部材の本体310と、本体の外側に
嵌装される樹脂部材330を有する。図2に示すよう
に、感温棒本体310は、ダイアフラム36aの受け部
312と、パワーエレメント部36の下カバー36hに
摺動自在に挿入される大径部314と、第2の通路34
内に露出される感温部318と、シール部材が嵌装され
る溝部320を有する。そして、感温棒本体310は、
その途中、例えば大径部314と溝部320との間に凹
部、例えば浅い溝部316を設けてある。
【0019】図3は樹脂部材330の断面図である。樹
脂部材330は感温棒本体310の感温部318の外周
部にゆるく嵌合される内径寸法を持ち、低熱伝導率の樹
脂材料、例えばポリアセタール樹脂でつくられる樹脂部
材330であって、肉厚寸法は例えば1mm以上とす
る。なお、本実施態様では、例えば感温棒本体318の
外径を5.6mm、樹脂部材の内径を5.8mmとす
る。樹脂部材330のダイアフラムに対向する側は、フ
ランジ部332に形成され、フランジ部332と反対側
の端部の内周部には、内側に向けて突出する係合縁部3
36(例えば0.2mmの高さ)が設けられる。この樹
脂部材330を感温棒本体310に嵌合し、係合縁部3
36を上記気相冷媒の通る第2の通路中の感温棒本体3
10の部分に形成された凹部(例えば0.2mmの深
さ)316にはめ込むことによって、樹脂部材の弾性に
よって嵌着される。
【0020】第2の通路34内の冷媒が樹脂部材330
に付着したときに、樹脂の低熱伝導性により、温度情報
がダイアフラム部に伝達されるのが遅れる。そこで、熱
伝導率の高いアルミ製の感温棒にあって、樹脂部材を使
用し、伝熱速度を低減させることによって、ダイアフラ
ム部に伝達される熱の伝熱速度を遅くすることができ
る。これにより、ハンチング現象の発生を防止すること
ができる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明による膨張弁は、膨張弁の過敏な弁開閉応答を防止
し、冷凍サイクルに生じるハンチング現象を避けること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の膨張弁の縦断面図。
【図2】感温棒本体の正面図。
【図3】樹脂部材の断面図。
【図4】従来の膨張弁の縦断面図と冷凍サイクルの概略
を示す図。
【図5】本出願人が提案した膨張弁の縦断面図。
【符号の説明】
10 膨張弁 30 弁本体 32a オリフィス 32b 弁体 36 パワーエレメント 36a ダイヤフラム 300 感温棒 310 感温棒本体 330 樹脂部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液冷媒の通る第1の通路とエバポレータ
    からコンプレッサに向う気相冷媒の通る第2の通路を有
    する弁本体と、上記第1の通路中に設けられるオリフィ
    スと、オリフィスを通過する冷媒量を調節する弁体と、
    上記弁本体に設けられ、その上下の圧力差により作動す
    るダイヤフラムを有するパワーエレメント部と、このダ
    イヤフラムの変位により上記弁体を駆動する一端にて上
    記ダイヤフラムに接し、他端にて上記弁体を駆動する感
    温棒とからなり、上記感温棒は、ダイアフラムに近接す
    る部分に熱伝導率の低い樹脂部材を嵌装したことを特徴
    とする膨張弁。
  2. 【請求項2】 上記感温棒は、上記樹脂部材をこの部材
    の弾性によって嵌装したことを特徴とする請求項1記載
    の膨張弁。
  3. 【請求項3】 上記樹脂部材は、ポリアセタール樹脂で
    あることを特徴とする請求項1又は2に記載の膨張弁。
  4. 【請求項4】 液冷媒の通る第1の通路とエバポレータ
    からコンプレッサに向う気相冷媒の通る第2の通路を有
    する弁本体と、上記第1の通路中に設けられるオリフィ
    スと、オリフィスを通過する冷媒量を調節する弁体と、
    上記弁本体に設けられ、その上下の圧力差により作動す
    るダイヤフラムを有するパワーエレメント部と、このダ
    イヤフラムの変位により上記弁体を駆動する一端にて上
    記ダイヤフラムに接し、他端にて上記弁体を駆動する感
    温棒とからなり、上記感温棒は、凹部を有すると共に、
    上記凹部にはめ込まれることによって上記感温棒の外周
    にゆるく嵌装される樹脂部材を具備することを特徴とす
    る膨張弁。
  5. 【請求項5】 上記樹脂部材は、上記ダイアフラムに対
    向する側はフランジ状部が形成されると共に、これと反
    対側の端部の内側は突出部が形成され、上記突出部は上
    記凹部にはめ込まれることを特徴とする請求項4記載の
    膨張弁。
  6. 【請求項6】 上記凹部は、上記気相冷媒の通る第2の
    通路内に存在する上記感温棒の部分に形成されているこ
    とを特徴とする請求項4記載の膨張弁。
JP8238947A 1996-09-10 1996-09-10 膨張弁 Pending JPH1089811A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1179715A3 (en) * 2000-08-10 2002-03-20 Fujikoki Corporation Thermal expansion valve

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1179715A3 (en) * 2000-08-10 2002-03-20 Fujikoki Corporation Thermal expansion valve
US6415985B1 (en) 2000-08-10 2002-07-09 Fujikoki Corporation Thermal expansion valve
US6474088B2 (en) 2000-08-10 2002-11-05 Fujikoki Corporation Thermal expansion valve

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