JPS6034855Y2 - 冷凍装置用バイパス弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、冷凍装置に用いられ、主流通路に対して分流
通路への流体の流通を流体の温度変化に応じて制御する
バイパス弁に関し、詳しくは形状記憶合金により自動的
に開閉作動するようにしたバイパス弁に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、空気調和機等の冷凍装置においては、高圧異
常上昇時に吐出ガスを凝縮器下流側にバイパスさせる高
圧制御弁や、凝縮温度の異常上昇時に冷媒を圧縮機の吸
入側にインジェクションさせるインジェクション制御弁
、冷媒をその温度低下時に圧縮機の吸入側に戻して高低
圧を均圧化させる均圧弁など、主流通路に対して分流通
路への流体（冷媒）の流通を流体の温度変化に応じて制
御するバイパス弁が多く用いられている。

そして、従来のバイパス弁の多くは、流体（冷媒）の温
度を検知する感温センサを別個に設けて、この感温セン
サの検知信号により開閉作動し、分流通路への流通を制
御するものであった。

（考案が解決しようとする問題点） しかるに、前記従来のバイパス弁は、感温センサとの組
合せを必要とし、該感温センサの検知信号によって開閉
作動するものであるため、構造が複雑となるとともに、
信頼性、耐久性に欠け、また高価のものとなるという欠
点を有していた。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、温度変化に
よって形状変化する形状記憶合金の特性に着目し、この
形状変化により弁体が自動的に開閉作動するようにする
ことにより、感温センサ等を要するとなく構造が簡単で
、信頼性、耐久性に優れ、且つ安価なバイパスを提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記の目的を遠戚するため、本考案の解決手段は、第１
図に示すように、第１流通口１ａと、該第１流通口１ａ
に対向して開口する流出口１ｂと、前記第１流通口１ａ
と流出口１ｂとの間に開口する第２流通口１Ｃとを有し
、前記第１流通口１ａから第２流通口ＩＣに至る主流通
路Ｘおよび第１流通口１ａから流出口１ｂに至る分流通
路Ｙが形成された弁箱１を備えるとともに、該弁箱１内
の流出口１ｂ近傍に設けられた弁座２と、該弁座２に接
離して前記流出口１ｂを開閉す弁体３と、前記弁箱１内
の第１流通口１ａ近傍に設けられ、上記主流通路Ｘを流
れる流体の温度変化により形状変化する形状記憶合金製
の作動体９と、該作動体９の形状変化を前記弁体３に伝
達して弁体３を開閉動させる弁棒６とを備えた構成とし
ている。

（作用） 前記の構成により、本考案では、第１流通口１ａから第
２流通口１ｃへ主流通路Ｘを流れる流体の温度が変化す
ると、この温度変化により形状記憶合金製の作動体９が
形状変化し、この形状変化により弁棒６を介して弁体３
が開閉動して、流出口１ｂが開閉されることにより、第
１流通口１ａから流出口１ｂへの分流通路Ｙの流通が制
御されることになる。

その場合、流体の温度変化は形状記憶合金製の作動体９
自体が感温腰かつ該作動体９がアクチュエータとして機
能して弁体３を開閉動させるので、従来の如き感温セン
サ等が不要で構造が簡単となり、かつ開閉動が安定した
確実なものとなる。

しかも、前記形状記憶合金製作動体９は主流通路Ｘ中に
配置されていて、感温すべき流体の流れの中にあるので
、流体そのものの温度が直接に正確に感温されることに
なり、前記弁体３の開閉動の安定性、確実性が高められ
ることになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本考案の第１実施例である冷凍装置用バイパス
弁Ａを示し、１は三方タイプの弁箱であって、該弁箱１
は、第１流通口１ａと、該第１流通口１ａに対向して開
口する流出口１ｂと、前記第１流通口１ａと流出口１ｂ
との間に開口する第２流通口１ｃとを有し、前記第１流
通口１ａから第２流通口１ｃに至る主流通路Ｘおよび第
１流通口１ａから流出口１ｂに至る分流通路Ｙが形成さ
れるでいる。

前記弁箱１内の流出口１ｂ近傍には、開口２ａを有する
円筒状の弁座２が嵌入固定されているとともに、該弁座
２に対向して上流側に円筒状の弁体３が弁座２に接離て
その開口２ａを開閉するように摺動自在に嵌合されてお
り、該弁体３の外周には複数個（例えば４個）のリブ部
３ａｔ３ａ・・・が円周方向に等間隔に突設されていて
、該リブ部３ａ、３ａの間の弁箱１と弁体３との隙間が
流通路４を形成するようにしている。

また、前記弁体３には上流側の第１流通口１ａ近傍まで
延びる弁棒６が一体に連設されており、該弁棒６の先端
部にはスプリング受は部６ａが形成されている。

該スプリング受は部６ａとその下流で弁箱１に固定され
た固定部材７との間には、主流通路Ｘを流れる流体の温
度変化により形状変化する形状記憶合金製のスプリング
よりなる作動体９が一端をスプリング受は部６ａに、他
端を固定部材７にそれぞれ固定せしめて介装されている
。

前記作動体９（スプリング）は、主流通路Ｘを流れる流
体の低温時（又は高温時）には伸張変形し、それを弁棒
６を介して弁体３に伝達して弁体３を開作動させる一方
、高温時（又は低温時）に。

は収縮変形して弁体３閉作動させるよに構成されている
。

前記低温時とは、形状記憶合金においてマルテンサイト
相を加熱したときに母相への逆変態が開始する温度（Ａ
Ｓ点）以下の温度状態をいい、また高温時とは、母相の
マルテンサイト相への変態が開始する温度（Ｍｓ点）以
上の温度状態をいう。

このような形状記憶合金としては使用する用途の温度域
に応じて下記表に示すような各種の合金が用いられる。

したがって、前記バイパス弁Ａにおいては、主流通路Ｘ
を流れる流体の温度変化を形状記憶合金製作動体９が感
温して形状変化−この形状変化により弁体３が開閉動す
るので、従来の如き感温センサ等が不要となって構造が
簡単なものとなるとともに、その開閉動が安定して確実
に行われることになり、耐久性および信頼性の向上を図
ることができる。

しかも、前記作動体９は主流通路Ｘ内に配置されて、感
温すべき流体の流れろ中にあるので、前記流体の温度変
化を直接に感温して、外気温度等に影響されずに正確に
感温することができ、よって前記弁体３の開閉動をより
一層安定して正確かつ確実に行うことができ、信頼性の
一層の向上を図ることができる。

次に、前記バイパス弁Ａの使用例を第２図ないし第５図
に示す。

第２図はヒートポンプ式冷暖房回路において、その過負
荷時の高圧上昇防止のための高圧制御弁として本考案に
係るバイパス弁Ａ１を使用した例を示し、室内ユニット
Ｉ側において、１３は室内コイル、１２ｂは冷房用キャ
ピラリチューブ、１９は逆止弁であり、室外ユニットＯ
側において、１１は室外コイル、１７は四路切換弁、１
ｏは圧縮機、１２ａは暖房用キャピラリチューブ、１８
は逆止弁である。

また、冷房サイクル回路において高圧異常上昇時に吐出
ガスを圧縮機１０から凝縮器（室外コイル）１１に至る
吐出ガス流通路３０から凝縮器（室外コイル）１１の下
流側にバイパス通路３１が設けられ、該バイパス通路３
１にはキャピラリチューブ２０が介設されている。

そして、バイパス弁Ａ１は、その主流通路Ｘが前記吐出
ガス流通路３０中に介設され、分流通路Ｙが前記バイパ
ス通路３１中に介設されるように配設されている。

該バイパス弁Ａ工はその弁体３が低温時に閉作動し、高
温時に開作動するもので、形状記憶合金製作動体９のＡ
ｓ−Ｍｓ点は５５℃〜１２５℃に設定されている。

よって、過負荷時には吐出ガス温度が上昇して、バイパ
ス弁Ａ□が開作動することにより、吐出ガスが分流通路
Ｙを経てバイパス通路３１のキャピラリチューブ２０に
流れるため、過負荷時の高圧異常上昇を防止できるもの
である。

また、第３図は冷房回路において過負荷時運転時の圧縮
機１０および室外コイル１１（凝縮器）の温度上昇を防
止するためのインジェクション制御弁として本考案に係
るバイパス弁Ａ２を用いた例を示し、アキュムレータ１
５、圧縮機１０および室外コイル１１と並列に、凝縮温
度の異常上昇時に室外コイル１１ （凝縮器）からキャ
ピラリチューブ１２（膨張機構）に至る冷媒流通路３２
の冷媒を圧縮機１０の吸入側にインジェクションするた
めのインジェクション通路３３が設けられ、該インジェ
クション通路３３の途中にインジェクション用キャピラ
リチューブ２１が介設される。

そして、バイパス弁Ａ２は、その主流通路Ｘが前記冷媒
流通路３２中に、分流通路Ｙがインジェクション通路３
３中にそれぞれ介設されるように配設されている。

該バイパス弁Ａ２はその弁体３が低温時には閉作動し、
高温時には開作動するもので、形状記憶合金製作動体９
のＡｓ−Ｍｓ点は５５℃〜６５℃に設定されている。

よって、過負荷運転時にはバイパス弁Ａ２が開作動して
、冷媒が分流通路Ｙよりインジェクション用キャピラリ
チューブ２１に流れることにより、過負荷時の圧縮機１
０および室外コイル１１の温度異常上昇を防止すること
がでるものである。

第４図は冷房回路における均圧弁として本考案に係るバ
イパス弁Ａ３を用いた例を示し、アキュムレータ１５お
よび圧縮機１０に並列に、吐出ガス流通路３０中の冷媒
をその温度低下時に圧縮機１０の吸入側に戻すための均
圧通路３４が設けられ、該均圧通路３４に均圧キャピラ
リチューブ２２が介設されている。

そして、バイパス弁Ａ３は、その主流通路Ｘが吐出ガス
流通路３０中に、分流通路Ｙが均圧通路３４中に介設さ
れるように配設されている。

該バイパス弁Ａ３はその弁体３が低温時には開作動し、
高温時には閉作動するもので、形状記憶合金製作動体９
のＡｓ−Ｍｓ点は４０℃〜１００℃に設定されている。

よって、運転中は、圧縮機１０からの吐出ガス温度が上
昇して、バイパス弁Ａ３が閉作動しているのに対し、運
転停止時には、吐出ガス温度が下降して、バイパス弁Ａ
３が開作動することにより、冷媒が均圧キャピラリチュ
ーブ２２に流れて均圧され、圧縮機１０再起動を容易に
するものである。

また、第５図は冷房回路における容量制御圧縮機１０（
吸入バイパス方式）の制御用として本考案に係るバイパ
ス弁Ａ４を用いた例を示し、凝縮温度の上昇時に冷媒流
通路３２の冷媒を圧縮機１０の能力制御用ポート２３に
供給するためのバイパス通路３５が設けられており、そ
して、バイパス弁Ａ、はその主流通路Ｘが前記冷媒流通
路３２中に、分流通路Ｙが前記バイパス通路３５中にそ
れぞれ介設されるように配設されている。

該バイパス弁Ａ、はその弁体３が低温時には閉作動し、
高温時には開作動するもので、そのＡｓ−Ｍｓ点は４０
℃〜５０℃に設定されている。

よって、凝縮温度が上昇すると、バイパス弁Ａ４が開作
動して、能力制御ポート２３からも冷媒が圧縮機１０に
吸入され、圧縮機１０の能力制御が行われるものである
。

また、第６図は本考案の第２実施例であるバイパス弁Ａ
′を示し、前記第１実施例と異なり、弁棒６の先端部に
、弁箱１に固定したストッパ８に対向して、主流通路Ｘ
を流れる流体の温度変化によりく字形状と直接形状とに
伸縮形状変化するように形状記憶合金で形成した作動体
９を連設して、該作動体９の伸縮形状変化により弁体３
を開閉作動させるようにしたものである。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、主流通路を流れ
る流体の温度変化を直接感温して形状変化する形状記憶
合金製作動体により弁体を開閉動させて分流通路への流
通を制御するようにしたものであるので、感温センサ等
を要さずに簡単な構造でもって自動的かつ安定して確実
に冷凍装置の各種の制御を行うことができ、よって耐久
性および信頼性の高い、しかも安価なバイパス弁を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示するもので、第１図は第１
実施例を示す閉作動時の縦断面図、第２図ないし第５図
はそれぞれ第１実施例の使用例を示す系統図、第６図は
第２実施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・弁箱、１ａ・・・・・・第１流通口、１
ｂ・・・・・・流出口、１ｃ・・・・・・第２流通口、
３・・・・・・弁体、６・・・・・・弁棒、９・・・・
・・作動体、１０・・・・・・圧縮機、１１・・・・・
・凝縮器、１２・・・・・・膨張機構、２３・・曲能力
制御用ポート、３０・・・・・・吐出ガス流通路、３１
・・・・・・バイパス通路、３２・・・・・・冷媒流通
路、３３・・・・・・インジェクション通路、３４・・
・・・・均圧通路、３５・・・・・・バイパス通路、Ｘ
・・・・・・主流通路、Ｙ・・・・・・分流通路。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 第１流通口１ａと、該第１流通口１ａに対し
   て開口する流出口１ｂと、前記第１流通口１ａと流出口
   １ｂとの間に開口する第２流通口ＩＣとを有し、前記第
   １流通口１ａから第２流通口１ｃに至る主流通路Ｘおよ
   び第１流通口１ａから流出口１ｂに至る分流通路Ｙが形
   成された弁箱１を備えるとともに、該弁箱１内の流出口
   １ｂ近傍に設けられた弁座２と、該弁座２に接離して前
   記流出口１ｂを開閉する弁体３と、前記弁箱１内の第１
   流通口１ａ近傍に設けられ、上記主流通路Ｘを流れる流
   体の温度変化により形状変化する形状記憶合金製の作動
   体９と、該作動体９の形状変化を前記弁体３に伝達して
   弁体３を開閉動させる弁棒６とを備えたことを特徴とす
   る冷凍装置用バイパス弁。
2. （２）主流通路Ｘは、冷凍サイクル回路における圧縮機
   １０から凝縮器１１に至る吐出ガス流通路３０中に介設
   され、分流通路Ｙは、高圧異常上昇時に吐出ガスを前記
   吐出ガス流通路３０から凝縮器１１の下流側にバイパス
   するためのバイパス通路３１中に介設されている実用新
   案登録請求の範囲第（１）項記載の冷凍装置用バイパス
   弁。
3. （３）主流通路Ｘは、冷凍サイクル回路における凝縮器
   １１から膨張機構１２に至る冷媒流通路３２中に介設さ
   れ、分流通路Ｙは、凝縮温度の異常上昇時に前記冷媒流
   通路３２の冷媒を圧縮機１０の吸入側にインジェクショ
   ンするためのインジェクション通路３３中に介設されて
   いる実用新案登録請求の範囲第（１）項記載の冷凍装置
   用バイパス弁。
4. （４） 主流通路Ｘは、冷凍サイクル回路における圧
   縮機１０から凝縮器１１に至る吐出ガス流通路３０中に
   介設され、分流通路Ｙは、前記吐出ガス流通路３０中の
   冷媒をその温度低下時に圧縮機１０の吸入側に戻すため
   の均圧通路３４中に介設されている実用新案登録請求の
   範囲第（１）項記載の冷凍装置用バイパス弁。
5. （５） 主流通路Ｘは、冷凍サイクル回路における凝
   縮器１１から膨張機構１２に至る冷媒流通路３２中に介
   設され、分流通路Ｙは、凝縮温度の上昇時に前記冷媒流
   通路３２の冷媒を圧縮機１０の能力制御用ポート２３に
   供給するためのバイパス通路３５中に介設されている実
   用新案登録請求の範囲第（１）項記載の冷凍装置用バイ
   パス弁。