JPS585161Y2 - 膨張弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は冷凍系統に用いる膨張弁で、一定の負荷以下
では弁の開度を−ｆに保ち、蒸発器圧力な〒定値に保持
し、一定負荷を越えた場合には負荷の変動に応じて弁の
開度を変化させ、負荷に適応した蒸発器圧力とする膨張
弁ニ関し、本考案の産業上の利用分野は負荷の変動のは
げしい用途の冷凍系統、例えばカークーラ等に適用され
る。

従来冷凍系統においては、蒸発器出口の冷媒管に設けた
感温筒温度により制御される温度式膨張弁を蒸発器入口
の冷媒管に設けて冷媒流量を調整し、蒸発器の冷却状態
を調整するようにしているが、負荷の小さい状態が長時
閲読いたり、また外気温度の低い時季においては、蒸発
器圧力が低下し、蒸発器表面の水分が氷結し、いわゆる
霜付状態となり、さらにこの状態が進むと蒸発器を通過
する空気の流通を阻害するような凍結状態になることが
しばしば発生し、蒸発器能力を低下させている。

その対策として従来は蒸発器出口側配管に蒸発圧力調整
弁を設けて蒸発圧力が一定値以下になることを防止する
方法、または蒸発器出口側に電磁弁を設け、蒸発器表面
温度の低下を検知して、これによって電磁弁を閉屯して
蒸発圧力を一定値以下に保つ等の方法がとられているが
、これ等の方法は、前記調整弁や電磁弁を冷凍系統に追
加しなげればならず、冷凍系統の配管を複雑にし、それ
だけコストを上昇させるという問題がある。

また上記の調整弁や電磁弁などを用いないで、膨張弁の
弁の開閉に関係なく一定の小流量冷媒を蒸発器に流すバ
イパス路を膨張弁内の絞り孔隔壁、または弁孔に設けて
小さい負荷に対しては、バイパス路流量で対応させる発
明が特公昭４３−第８６６０号公報で示されている。

この膨張弁は第４図で示しているように弁本体１の上部
にダイアフラム室Ｃを、下部に冷媒流入路２と同流出路
３と両路を接続する弁室Ｂと、絞り弁４を有し、弁室Ｂ
には他端がダイアフラム１１に接続する弁５を設けて絞
り孔４を開閉自在とし、弁の先端にばね受６を固定する
とともに、弁室下端に設けた下ばね受７との間に調整ば
ね８を介し弁５を上方に付勢している。

絞り孔４と並列に、または絞り孔に対し切溝状に設けた
ブリード孔Ａ（バイパス路）で、弁５の開閉に関係なく
一定量の冷媒を流すものである。

このブリード孔付の膨張弁で、低負荷時にブリード孔Ａ
のみの冷媒流によって負荷と対応する場合、負荷、の減
少に伴って冷媒蒸発量も減少するが、圧縮機の吸込量は
一定であるので、蒸発圧力は低下し所定の蒸発圧力を維
持することはできず、蒸発器の凍結を防止することはで
きないものである。

本考案の技術的課題は冷凍装置の負荷が減少して、これ
に伴う蒸発圧力の低下を所定値以下にならないよう、膨
張弁によって該所定値に応答する流量を制御できるよう
にす条ことである。

この技術的課題を解決するために講じた本考案の技術的
手段は下記の通りである。

１、膨張弁ダイアフラム室上方に軸心に沿って筒体を形
成し、筒体内にダイアフラム上面に当接する所定の蒸発
圧力設定ばねと、上記ばねの設定値調整用の調整板と１
調整板に摺動自在に挿通し、下端を上記ばねに当接する
突子と、突子の上端に接離するベローズとを順次直列に
配設する。

２、上記ベローズ内には蒸発器吹出温度相当の冷媒圧力
を感温部から導入し、所定の蒸発器吹出温度を越えたと
きのみベローズ内圧力を発蒸器圧力設定ばねに負荷する
よう前記突子長を設定し、
。

３、上記蒸発圧力設定用ばねの、荷重と１ダイアフラム
に作用する蒸発圧力と調整ばねの合力とを対抗させ升を
開閉する。

上記の技術的手段は次のよう、に作用する。

所定の蒸発圧力が得られろ弁や開度な調整ばねの調整と
１蒸発圧力設定用ばねの調整板による調整でバランスさ
せ定める。

。この設定蒸発圧力のときの蒸発器吹出温度相当
圧力によるベローズ遊端面が突子上端に当接し突子の下
端は調整板の下面に面一になる長さに突子を設計してい
る。

この状態から負荷が減少すると、蒸発器吹出温度も下降
し、したがってベローズ内圧力は低下するので縮少し、
突子の上端とぶローズは離れた状態になり１．蒸発圧力
設定用ばねにはベローズの荷重が負荷されないで設定荷
重紮保持している。

これに対抗する蒸発器圧力に主負荷ｐ−減少し蒸発量が
減少するのに圧縮機の吸込量カラ一定であるので蒸発器
圧力は低下し、したが？に弁を開方向に移動し流量を増
加し、圧縮機の吸込量に対する供給量を増加し蒸発圧力
を高め、蒸発圧力が所定値より高くなると弁を閉方向に
動かし、蒸発圧力を所定値に保持する。

′茨に高負荷の場合には、これに対応して蒸発器吹出温
度も上昇する。

したがって吹出温度上昇によるベローズ内の圧力が突子
を介して蒸発圧力設定ばねに負荷し１弁を開方向に移動
し流量を増し蒸発器圧力を上昇させる。

吹出温度相当圧力は蒸発器圧力より常に高いので弁は開
方向に移動し負荷に合った弁の開度とする。

即ち低負荷の場合は、所定の蒸発器圧力を保持するよう
弁開閉を行い、高負荷の場合は負荷に応じた蒸発圧力を
得るよう弁開閉を行うものである。

本考案は下記の効果を生じる。

１、圧縮機運転停正中は、弁は蒸発圧力設定ばねと調整
ばねの張力差で開の状態となるので、運転起動時直ちに
冷媒が圧縮機に還流し、円滑に正常運転に移行できる。

２、圧縮機一時停止時１膨張弁を介して冷凍回路の高圧
側と低圧側ガスが速かにバランスし１再起動が速かに行
える状態となる。

以下本考案技術的手段の具体的な一例として図示の実施
例について説明する。

第１図は本考案−実施例の断面図を示し、第２図は本考
案を冷凍系統に用いた配置図である。

第１図に於て、弁本体１には冷媒流入路２と同流出路３
を有し、両流路２，３を連通する絞り孔４が弁本体内に
設けられている。

流出路３内には上記絞り孔開口部の開度を調節する弁体
５が上ばね受６０頭部に固着して一体的に設けられ、流
出路出口側の内壁に螺合する調節ねじ７と上記上ばね受
６との間には調整ばね８が介設されている。

弁本体頭部には、弁本体に固着する下蓋９と、下蓋９と
周縁部を接合する上蓋１０と、上蓋・下蓋間に周縁を挟
着したダイアフラム１１とよりなるダイアフラム室が形
成され、上蓋・下蓋はその接合部外周縁を溶接等で密封
している。

上蓋１０には中心孔が穿たれ、中心孔内面に嵌合する筒
体１２が外方へ突輯され、筒体１２と上蓋１０は中心孔
周面に於て溶接等で固着されている。

筒体１２の内面にはねじ１３が刻設され該ねじ１３に螺
合する調整板１４と調整板の上面に接して前記ねじ１３
に螺合するキャップ１５が設けられており、調整板１４
には中心孔１６と、中心孔の周囲に複数の導孔、１７が
調整板上下を貫通して突設されている。

キャップ１５の内部には、頭部内壁に一端面を固着する
ベローズ１８が垂設され、該ベロ・−ズ端面を貫通して
ベローズ内に導通するガスを封入した蒸発器吹出温度を
検知する感・温キャピラリー管３４が接続しており、ベ
ローズ自由端（下端）には、前記調整板１４の中心孔１
６に摺動自在に挿設された突子１９の上端が当接し、ベ
ローズ１８と調整板１４との間には、蒸発器の凍結を防
虫する蒸発器圧力に対応する吹出温度によるベローズ下
端の位置を設定するばね２０が介設されている。

筒体１２内の調整板１４の下方には、前記ダイアフラム
１１の上面に当接し、筒体内面に沿って摺動自在なばね
受２１と、前記突子１９の下端に当接する上ばね受２２
と、ばね受２１と上ばね受２２との間に介設する蒸発器
の凍結を防虫する蒸発器圧力を設定するばね２３を有し
ている。

又筒体１４０周面には大気を筒体内へ導入する／Ｊ４Ｌ
２４が設けられ、ダイアフラム１１上面の筒体内は大
気圧となっている。

ダイアフラム１１下面には空室２９が設けられ、ダイア
フラム下面に当接し、上下動自在の当金２５が収容され
〜空室２９と出口流路３とめ間の隔壁２８を貫通する複
数の貫通孔２６が設げられ、各貫通孔に挿設され、ダイ
アフラム１１の動作なばね８に伝達する連結棒２７が当
金２５と上ばね受６との間に介設されている。

流出路３の圧力（蒸発器圧力）は貫通孔２６を通りダイ
アフラム１１の下面に作用する。

上記構成により次にその作用を説明する。

第２図配置図に示す如く、圧縮機３０、凝縮器３１、本
膨張弁３２、蒸発器３３が順次環状に連接され、冷媒は
各機器を順次循環して冷凍系統を形成するもので、本膨
張弁の感温部３４は蒸発器吹出温度を検知する如く配設
されている。

感温キャピラリー管及びベローズ内には冷凍系統循環冷
媒と同一冷媒（例Ｒ−１２）が封入されている場合につ
いて説明する。

冷媒Ｒ−１２に於ては、蒸発圧力２．８％Ａｂｓに於て
は、温度は凡そ一３℃であり入この状態の蒸発器に１９
℃の空気をファンで吹付゛げた場合、蒸発器の着霜は消
失し、その時の一温度は４℃〜５℃位であることが確認
されている。

又２．６′￥ｉＡの発源圧力では温度は凡そ一６℃とな
り、温度の高い空気を吹付けない限り着霜を消すことが
できない。

したがって通常負荷の状態に於ては、蒸発器圧力が２．
８％Ａｂａｌｌ下にならないようじすれば着霜をｉｔｈ
できるとして最低限蒸預器牛力２．，８Ｙｉを保持する
如＜シ、そのときの吹出温度５℃を基準として、ベロー
ズ１８内の５℃に相当するガス、圧力。

が示すベロ、−ズ自由端の位置が突子１９が最も上昇し
た位置（突子下端面が調整板の下面と面一になる位置）
に於て接する如く、ばね２０の弾力を設定している。

上記の状態に於ては、上ばね受２２の上面は調整板１４
の下面と接した状態になり、そのときのばね２３の弾力
が、流出路３内の圧力（蒸発器圧力）×ダイアフラム受
圧面積１並びに調整ばね８の弾力との合成力と対抗して
おり、弁体５の絞り孔４開口部の開度が蒸発器圧力２．
８％Ａを保つ開度に於て、ばね２３弾力と平衝する如く
調整ばね８の弾力を調整ねじ７で調整設定するものであ
る。

又は調整板１４の位置を上下に移動して調整することも
できる。

上記の如く設定された状態において、負荷が減少した場
合は蒸発器吹出温度は低下する。

吹出温度の低下によりベローズ１８内圧力は低下し、ベ
ローズは縮少し、ベローズ下端は突子１９から離れ、ベ
ローズ内圧力を蒸発圧力設定ばね２３に負荷しなくなり
、ばね２３は設定の荷重を維持する。

一方負荷の減少により蒸発器内の蒸発量も減少するが、
圧縮機の＝定量の吸引により蒸発圧力は低下し、ばね２
３の荷重で弁５は開きを増し、流量を増加し、圧縮機の
吸込量に対する供給量を増し蒸発器圧力を高め、蒸発器
圧力が所定値より高くなると弁を閉方向に移動し、蒸発
器圧力を所定値、例えば２゜８驚ａｂｓに保つ。

次に負荷が増加すると、吹出温度は上昇する。

吹出温度が５℃以上に上昇すると、ベローズ内圧力上昇
によりベローズ１８は伸張し、突子１９を下方へ押圧し
、ばね２３の弾力に付加されるので、弁体５は開度な増
す方向に変位し、冷媒流量を増加して蒸発器に供給し、
蒸発器圧力を上昇させ、負荷の増荷Ｍ’ＭＧさ昼る動作
をする。

上記態様の一例を示したものが第３図の線図で、図中吹
出温度１３℃以上に於て、実線で水平に表わした部分Ａ
は、ベローズ及び感温部封入冷媒が、吹出温度１３℃に
於てすべて気化し、そのときの蒸発器圧力３．６ＶＡ以
上には吹出温度が上昇しても、弁体５の開度を増すこと
ばできず、最高蒸発圧力が３．６￥ｉＡであることを示
し、点線で示したＢの部分は吹出温度の上昇により更に
蒸発器圧力を増すことができる場合を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案膨張弁実施例の破断面図、第２図は本考
案を冷凍系統に用いた機器配置図、第３図は本考案膨張
弁の蒸発器吹出温度と蒸発器圧力の特性の一例を示した
線図、第４図は従来例の断面図である。 １・・・・・・弁本体、４・・・・・・絞り孔、５・・
・・・・弁体、７・・・・・・調整ねじ、８・・・・・
・調整ばね、１１・・・・・・ダイアフラム翫１４・・
・・・・調整板、１５・・・・・・キャップ、１６・・
・・・・中心孔、１８・・・・・・ベローズ、１９・・
・・・・突子、２０・・・・・・ばね、２２・・・・・
・上ばね受、２３・・・・・・ばね、２４・・・・・・
小孔、３０・・・・・・圧縮機、３１・・・・・・凝縮
器、３２・・・・・・本考案膨張弁、３３・・・・・・
蒸発器、３４・・・・・・感温キャピラリー管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 冷凍系統に用いる膨張弁において、 イ、膨張弁ダイアフラム室上方に軸心に沿って筒体を形
   成し、筒体内にダイアフラム上面に当接する所定の蒸発
   圧力設定ばね′と、前記ばねの設定値調整用の調整板と
   、調整板に摺動自在に挿・通し下端を上記ばねに当接す
   る突子と、突子の上端に接離するベローズとを順次直列
   に配設し１０、上記ベローズ内に蒸発器吹出温度相当の
   冷媒圧力を感温部から導入し、吹出温度が所定温度を越
   えたときのみベローズが突子上端を押圧するよう前記突
   子長を設定し、 ・・、筆記蒸発圧力設定ばねの荷重と、ダイアフラムに
   作用する蒸発圧力および調整ばね荷重との合力とを対抗
   させ、弁の開閉を行う溝底とした膨張弁。