JP2738082B2 - 冷凍装置の膨張弁 - Google Patents
冷凍装置の膨張弁Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍サイクルに用いられる膨張弁に関し、特
に自動車用冷凍装置の膨張弁に関するものである。
に自動車用冷凍装置の膨張弁に関するものである。
従来より高負荷によるクールダウン時の対応を早急に
なすために膨張弁のリフト圧を緩和して弁口径を大きく
することにより容量の増大化を達成させ、冷凍装置のク
ールダウンの性能の向上を図つてきた。しかし、弁の口
径を大きくするとクールダウン性能は向上するけれど、
以下に記載する不都合を生じていた。
なすために膨張弁のリフト圧を緩和して弁口径を大きく
することにより容量の増大化を達成させ、冷凍装置のク
ールダウンの性能の向上を図つてきた。しかし、弁の口
径を大きくするとクールダウン性能は向上するけれど、
以下に記載する不都合を生じていた。
すなわち、低負荷時においても弁の開口を低リフトで
制御しているので、冷媒の流量ゲインが大となつてしま
うと共に、弁体がハンチングを生じ易かつた。
制御しているので、冷媒の流量ゲインが大となつてしま
うと共に、弁体がハンチングを生じ易かつた。
さらに、低負荷状態での冷凍装置（エアコン）起動時
に、冷媒流量を過大に流してしまうことによる動力増大
および冷媒流量騒音の増大が生じた。
に、冷媒流量を過大に流してしまうことによる動力増大
および冷媒流量騒音の増大が生じた。
〔発明が解決しようとする課題〕 そこで、本発明は膨張弁の弁口径を大きくすることな
く高負荷によるクールダウン時のみ大流量の冷媒をエバ
ポレータに供給でき、しかも低負荷時にもハンチングす
ることなく、起動時における冷媒の流量音を小さくでき
る冷凍サイクルにおける膨張弁を提供するものである。
く高負荷によるクールダウン時のみ大流量の冷媒をエバ
ポレータに供給でき、しかも低負荷時にもハンチングす
ることなく、起動時における冷媒の流量音を小さくでき
る冷凍サイクルにおける膨張弁を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明は、冷媒入口通路
から冷媒出口通路への冷媒の流路途上に、この流路を開
閉する主弁部を有する主弁部材を設けると共に、主弁部
材内に冷媒の流路となる第１バイパス通路を形成する主
弁部材と一体的に移動する副弁ハウジングを取付け、副
弁ハウジング内に第１バイパス通路を開閉して主弁部材
内に第１バイパス通路と連通する第２バイパス通路を形
成する副弁部材を設け、副弁部材の上下流の差圧が設定
圧（例えば15kg/cm2）以上となると副弁部材が開弁する
構成を具備する。
から冷媒出口通路への冷媒の流路途上に、この流路を開
閉する主弁部を有する主弁部材を設けると共に、主弁部
材内に冷媒の流路となる第１バイパス通路を形成する主
弁部材と一体的に移動する副弁ハウジングを取付け、副
弁ハウジング内に第１バイパス通路を開閉して主弁部材
内に第１バイパス通路と連通する第２バイパス通路を形
成する副弁部材を設け、副弁部材の上下流の差圧が設定
圧（例えば15kg/cm2）以上となると副弁部材が開弁する
構成を具備する。
上記の如く構成された膨張弁は、感熱筒で検知するエ
バポレータの出口温度により、内部に副弁部材を具備す
る主弁部材の主弁部を開弁して冷媒入口通路から冷媒出
口通路を通つてエバポレータへ冷媒を流す。感熱筒から
冷媒増量の指示により冷媒流量が増し、第１バイパス通
路を閉鎖している副弁部材の上流と下流との差圧が設定
圧（例えば15kg/cm2）以上となると、副弁部材が開弁し
て第１バイパス通路に連通する第２バイパス通路を通
り、バイパス通路からも冷媒出口通路を通つてエバポレ
ータに冷媒を流す。
バポレータの出口温度により、内部に副弁部材を具備す
る主弁部材の主弁部を開弁して冷媒入口通路から冷媒出
口通路を通つてエバポレータへ冷媒を流す。感熱筒から
冷媒増量の指示により冷媒流量が増し、第１バイパス通
路を閉鎖している副弁部材の上流と下流との差圧が設定
圧（例えば15kg/cm2）以上となると、副弁部材が開弁し
て第１バイパス通路に連通する第２バイパス通路を通
り、バイパス通路からも冷媒出口通路を通つてエバポレ
ータに冷媒を流す。
本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は本発明による膨張弁の断面図である。
膨張弁本体１はレシーバからの冷媒入口通路２および
エバポレータへの冷媒出口通路３とを連結するハウジン
グ４と、ハウジング４内に上下動自在に嵌挿する主弁部
材５とより構成する。
エバポレータへの冷媒出口通路３とを連結するハウジン
グ４と、ハウジング４内に上下動自在に嵌挿する主弁部
材５とより構成する。
ハウジング４の上面には図示しない感熱筒に連結する
キャビラリ６を連通するダイヤフラム７をカシメ部８で
取付けている。
キャビラリ６を連通するダイヤフラム７をカシメ部８で
取付けている。
主弁部材５は上面をダイヤフラム７に接している円柱
上のステム部材10と、冷媒入口通路２から冷媒出口通路
３への冷媒の流路途上であつて、ハウジング４の内面に
突設する弁シート９との間を開閉して冷媒の流路を形成
する円錐形の弁面を有する主弁部11と、主弁部11および
ステム部材10をダイヤフラム７側に付勢する第１調節バ
ネ12とで構成する。
上のステム部材10と、冷媒入口通路２から冷媒出口通路
３への冷媒の流路途上であつて、ハウジング４の内面に
突設する弁シート９との間を開閉して冷媒の流路を形成
する円錐形の弁面を有する主弁部11と、主弁部11および
ステム部材10をダイヤフラム７側に付勢する第１調節バ
ネ12とで構成する。
ステム部材10は真鋳等の材料で構成し、冷媒入口通路
２に相当する位置に円芯方向にステム部材10を横断する
横冷媒通路13を穿孔する。さらに、横冷媒通路13から主
弁部11に貫通するステム部材10の中心を中心軸とする円
筒状の縦冷媒通路14を切削加工により穿孔する。
２に相当する位置に円芯方向にステム部材10を横断する
横冷媒通路13を穿孔する。さらに、横冷媒通路13から主
弁部11に貫通するステム部材10の中心を中心軸とする円
筒状の縦冷媒通路14を切削加工により穿孔する。
第１調節バネ12は上端を主弁部11下端に連結し、その
下端はバネ受けを介して外周面にネジ溝を設け中央部に
冷媒を通す孔を設けた第１調節ネジ15で押圧する。この
ように構成する主弁部材５は第１調節ネジ15をハウジン
グ４の下部内面にネジ締めにより取付ける。この時、第
１調節ネジ15の回動により第１調節バネ12の付勢力を調
節する。
下端はバネ受けを介して外周面にネジ溝を設け中央部に
冷媒を通す孔を設けた第１調節ネジ15で押圧する。この
ように構成する主弁部材５は第１調節ネジ15をハウジン
グ４の下部内面にネジ締めにより取付ける。この時、第
１調節ネジ15の回動により第１調節バネ12の付勢力を調
節する。
主弁部材５の主弁部11および第１調節バネ12の内面に
は副弁本体20を内装する。
は副弁本体20を内装する。
副弁本体20は中空筒状の副弁ハウジング21と、副弁ハ
ウジング21内に嵌挿する副弁部材22とで構成する。副弁
ハウジング21の上部は開口径を主弁部材５の縦冷媒通路
14の口径とほぼ等しい筒状とした副弁冷媒通路27とす
る。縦冷媒通路14と副弁冷媒通路27とで冷媒の第１バイ
パス通路を形成する。そして、下部は上部の副弁冷媒通
路27の内径よりその内径をやや太径の筒状とし、副弁部
材22の収納部28（第２バイパス通路）とする。そして、
副弁冷媒通路27と収納部28との間に形成した段差部分を
副弁シート23とする。副弁部材22は副弁ハウジング21内
面に突設する副弁シート23との間を開閉して冷媒の流路
を構成する円錐状の弁面を有する副弁部24と、第２調節
ネジ25に取付けられ副弁部24を副弁冷媒通路27側に付勢
する第２調節バネ26とよりなる。第２調節バネ26は上端
を副弁部24下端に連結し、その下端は外周にネジ溝を形
成した第１調節ネジ15と相似状の第２調節ネジ25で押圧
する。このように構成した副弁部24の上部弁面を副弁シ
ート23に当接させた状態で、副弁部材22は収納部28のハ
ウジングの内面下端に第２調節ネジ25をネジ止めするこ
とにより収納部28内に収納される。この時のバネ圧は副
弁冷媒通路27内と収納部28内の差圧が予め設定された設
定圧で開弁するように第２調節ネジ25で調節する（以下
この実施例においては設定圧を15kg/cm2とした場合を説
明する）。そして、副弁本体20は主弁部材５の主弁部11
の内壁にその上部外壁をねじ止めすることにより、取付
ける（副弁本体20と主弁部材５は一体であつてもよ
い）。
ウジング21内に嵌挿する副弁部材22とで構成する。副弁
ハウジング21の上部は開口径を主弁部材５の縦冷媒通路
14の口径とほぼ等しい筒状とした副弁冷媒通路27とす
る。縦冷媒通路14と副弁冷媒通路27とで冷媒の第１バイ
パス通路を形成する。そして、下部は上部の副弁冷媒通
路27の内径よりその内径をやや太径の筒状とし、副弁部
材22の収納部28（第２バイパス通路）とする。そして、
副弁冷媒通路27と収納部28との間に形成した段差部分を
副弁シート23とする。副弁部材22は副弁ハウジング21内
面に突設する副弁シート23との間を開閉して冷媒の流路
を構成する円錐状の弁面を有する副弁部24と、第２調節
ネジ25に取付けられ副弁部24を副弁冷媒通路27側に付勢
する第２調節バネ26とよりなる。第２調節バネ26は上端
を副弁部24下端に連結し、その下端は外周にネジ溝を形
成した第１調節ネジ15と相似状の第２調節ネジ25で押圧
する。このように構成した副弁部24の上部弁面を副弁シ
ート23に当接させた状態で、副弁部材22は収納部28のハ
ウジングの内面下端に第２調節ネジ25をネジ止めするこ
とにより収納部28内に収納される。この時のバネ圧は副
弁冷媒通路27内と収納部28内の差圧が予め設定された設
定圧で開弁するように第２調節ネジ25で調節する（以下
この実施例においては設定圧を15kg/cm2とした場合を説
明する）。そして、副弁本体20は主弁部材５の主弁部11
の内壁にその上部外壁をねじ止めすることにより、取付
ける（副弁本体20と主弁部材５は一体であつてもよ
い）。
なお、主弁部材５の主弁部11のバネ圧力は副弁本体20
を内装した状態でハウジング４内に取付ける際第１調節
ネジ15の回動により荷重の調整を行う。ここで、主弁部
材５で形成する冷媒流路となる開口部の最大開口面積は
3,3mm2、主弁部材５内に嵌挿する副弁本体20が冷媒流路
として形成する開口部の最大開口面積は1.6mm2とし、最
大開口面積比は2:1とする。
を内装した状態でハウジング４内に取付ける際第１調節
ネジ15の回動により荷重の調整を行う。ここで、主弁部
材５で形成する冷媒流路となる開口部の最大開口面積は
3,3mm2、主弁部材５内に嵌挿する副弁本体20が冷媒流路
として形成する開口部の最大開口面積は1.6mm2とし、最
大開口面積比は2:1とする。
次に、この膨張弁の作用を説明する。
冷凍サイクルに用いられる膨張弁は、高熱筒でエバポ
レータの出口温度を検知し、その圧力信号はキャビラリ
ー６よりダイヤフラム７を備えた制御室に送られる。主
弁部11は予め第１調節ネジ15を調節して第１調節バネ12
を介しての主弁部11の圧力が設定されているので、ダイ
ヤフラム７の圧力と主弁部11との圧力に差が無いときは
膨張弁本体１は閉弁しており、レシーバからの冷媒は冷
媒入口通路２およびステム部材10の縦冷媒通路14、副弁
冷媒通路27内にとどまり、エバポレータへ冷媒は供給さ
れない。
レータの出口温度を検知し、その圧力信号はキャビラリ
ー６よりダイヤフラム７を備えた制御室に送られる。主
弁部11は予め第１調節ネジ15を調節して第１調節バネ12
を介しての主弁部11の圧力が設定されているので、ダイ
ヤフラム７の圧力と主弁部11との圧力に差が無いときは
膨張弁本体１は閉弁しており、レシーバからの冷媒は冷
媒入口通路２およびステム部材10の縦冷媒通路14、副弁
冷媒通路27内にとどまり、エバポレータへ冷媒は供給さ
れない。
エバポレータの出口の温度が上昇したことにより、制
御室の圧力と主弁部11に加われ第１調節バネ26の力との
差が生ずるとダイヤフラム７がステム部材10を押圧し、
第１調節バネ12の付勢に抗して副弁本体20を内装した状
態で主弁部材５が下降し、主弁部11は弁シート９との間
に冷媒流路となる間隙を形成する。すると、冷媒入口通
路２内の高温高圧の冷媒は主弁部11と弁シート９との開
口を通過して急激に膨張し低温低圧の霧状の冷媒となつ
て冷媒出口通路３からエバポレータに流入する。この状
態時で冷媒の一部は横冷媒通路13を通り縦冷媒通路14か
ら副弁本体20内に流入するが、副弁部24が閉鎖している
ので、副弁冷媒通路27で停滞している。
御室の圧力と主弁部11に加われ第１調節バネ26の力との
差が生ずるとダイヤフラム７がステム部材10を押圧し、
第１調節バネ12の付勢に抗して副弁本体20を内装した状
態で主弁部材５が下降し、主弁部11は弁シート９との間
に冷媒流路となる間隙を形成する。すると、冷媒入口通
路２内の高温高圧の冷媒は主弁部11と弁シート９との開
口を通過して急激に膨張し低温低圧の霧状の冷媒となつ
て冷媒出口通路３からエバポレータに流入する。この状
態時で冷媒の一部は横冷媒通路13を通り縦冷媒通路14か
ら副弁本体20内に流入するが、副弁部24が閉鎖している
ので、副弁冷媒通路27で停滞している。
エバーポレータの冷媒需要が高まると、冷媒入口通路
２の冷媒流量が増加する。それにつれて副弁冷媒通路27
内の冷媒圧力が高まる。そして、副弁冷媒通路27内の冷
媒圧力と収納部28内の圧力との差が15kg/cm2となると、
冷媒は副弁部24を押圧して第２調整バネ26の付勢に抗し
て降下させ副弁本体20と弁シート23との間を開口する。
横冷媒通路13および縦冷媒通路14（第１バイパス通路）
を通過した冷媒は副弁部24と弁シート23との開口を通過
して霧状となり収納部28（第２バイパス通路）から冷媒
出口通路３を通りエバポレータへ流入する。この状態で
はレシーバからエバポレータへ供給される冷媒は主弁部
材５の主弁部11と弁シート９との間の冷媒流路と、第１
バイパス通路を通り副弁部24と弁シート23との間から第
２バイパス通路を流下する冷媒との２つの流路からの冷
媒が合流し、大幅に増量される。
２の冷媒流量が増加する。それにつれて副弁冷媒通路27
内の冷媒圧力が高まる。そして、副弁冷媒通路27内の冷
媒圧力と収納部28内の圧力との差が15kg/cm2となると、
冷媒は副弁部24を押圧して第２調整バネ26の付勢に抗し
て降下させ副弁本体20と弁シート23との間を開口する。
横冷媒通路13および縦冷媒通路14（第１バイパス通路）
を通過した冷媒は副弁部24と弁シート23との開口を通過
して霧状となり収納部28（第２バイパス通路）から冷媒
出口通路３を通りエバポレータへ流入する。この状態で
はレシーバからエバポレータへ供給される冷媒は主弁部
材５の主弁部11と弁シート９との間の冷媒流路と、第１
バイパス通路を通り副弁部24と弁シート23との間から第
２バイパス通路を流下する冷媒との２つの流路からの冷
媒が合流し、大幅に増量される。
次に第２図の特性図により本発明による冷媒の流量特
性を従来の開口径を大きくした構成の膨張弁による冷媒
流量特性と比較してみる。
性を従来の開口径を大きくした構成の膨張弁による冷媒
流量特性と比較してみる。
この特性図は、横軸に過熱度（℃）を、縦軸に冷媒流
量（/L）をとつてエバポレータの出口の温度の変化に
よる膨張弁を通過する冷媒流量の変化を表わしている。
なお、実線は本発明による膨張弁の流量を、一点鎖線は
従来の膨張弁の流量を示している。
量（/L）をとつてエバポレータの出口の温度の変化に
よる膨張弁を通過する冷媒流量の変化を表わしている。
なお、実線は本発明による膨張弁の流量を、一点鎖線は
従来の膨張弁の流量を示している。
これによると、本発明による膨張弁は、副弁本体20の
副弁冷媒通路27と収納部28との差圧が15kg/cm2以下の間
は冷媒流量を200/L以下とし、その間に200/Lに増量
するように過熱度の上昇に比例して流量を増加するべく
弁圧を設定する。この間は主弁部材５の弁開口からの冷
媒のみが冷媒出口通路３からエバポレータへ流入する。
そして、副弁冷媒通路27と収納部28との差圧が15kg/cm2
に達すると副弁部24を降下して開口し、冷媒流量を300
/Lとする（このときの過熱度は11℃であつた）。
副弁冷媒通路27と収納部28との差圧が15kg/cm2以下の間
は冷媒流量を200/L以下とし、その間に200/Lに増量
するように過熱度の上昇に比例して流量を増加するべく
弁圧を設定する。この間は主弁部材５の弁開口からの冷
媒のみが冷媒出口通路３からエバポレータへ流入する。
そして、副弁冷媒通路27と収納部28との差圧が15kg/cm2
に達すると副弁部24を降下して開口し、冷媒流量を300
/Lとする（このときの過熱度は11℃であつた）。
一方、従来の開口径を大きくした膨張弁の流量特性
は、過熱度が11℃に達した時300/Lの冷媒流量を確保
できるように弁圧を設定し、冷媒流量を過熱度に比例し
て増量している。
は、過熱度が11℃に達した時300/Lの冷媒流量を確保
できるように弁圧を設定し、冷媒流量を過熱度に比例し
て増量している。
そこで、両者の低負荷時（例えば過熱度が９℃）にお
ける冷媒流量を比較すると、本発明による膨張弁は130
/Lの流量であるが、従来の膨張弁の流量は200/Lで
ある。このように、低負荷時の冷媒の流量は本発明の膨
張弁は少量であつて不必要に過大な冷媒を流すことな
く、かつ、高負荷時には所定の大量の冷媒量が確保でき
る。
ける冷媒流量を比較すると、本発明による膨張弁は130
/Lの流量であるが、従来の膨張弁の流量は200/Lで
ある。このように、低負荷時の冷媒の流量は本発明の膨
張弁は少量であつて不必要に過大な冷媒を流すことな
く、かつ、高負荷時には所定の大量の冷媒量が確保でき
る。
本発明の膨張弁は膨張弁本体の開口による冷媒流路を
構成する外に、冷媒流量が増加する高負荷時にのみ開弁
する副弁体を設けて大量冷媒を必要とするクールダウン
時に冷媒が増量できる構成としているので、膨張弁の口
径を大きくすること無くクールダウン性能を向上するこ
とができる。さらに、弁口径を大きくしていないので、
低負荷時における冷媒流量でハンチングすることがな
い。また、低負荷時の冷媒流量は従来の膨張弁の冷媒流
量に比して少量となつているので、負荷状態で冷凍装置
を起動させた時、過大な冷媒による動力の増大を無く
し、冷媒の流量音を小さくすることができる。
構成する外に、冷媒流量が増加する高負荷時にのみ開弁
する副弁体を設けて大量冷媒を必要とするクールダウン
時に冷媒が増量できる構成としているので、膨張弁の口
径を大きくすること無くクールダウン性能を向上するこ
とができる。さらに、弁口径を大きくしていないので、
低負荷時における冷媒流量でハンチングすることがな
い。また、低負荷時の冷媒流量は従来の膨張弁の冷媒流
量に比して少量となつているので、負荷状態で冷凍装置
を起動させた時、過大な冷媒による動力の増大を無く
し、冷媒の流量音を小さくすることができる。
第１図は、本発明の実施例の断面図、 第２図は、本発明の膨張弁の流量特性と従来の膨張弁の
流量特性を表わす特性図、である。 １……膨張弁本体、 ２……冷媒入口通路、 ３……冷媒出口通路、 ４……ハウジング、 ５……主弁部材、 10……ステム部材、 11……主弁部、 12……第１調節バネ、 14……縦冷媒通路、 15……第１調節ネジ、 20……副弁本体、 21……副弁ハウジング、 22……副弁部材、 24……副弁部、 25……第２調節ネジ、 26……第２調節バネ。
流量特性を表わす特性図、である。 １……膨張弁本体、 ２……冷媒入口通路、 ３……冷媒出口通路、 ４……ハウジング、 ５……主弁部材、 10……ステム部材、 11……主弁部、 12……第１調節バネ、 14……縦冷媒通路、 15……第１調節ネジ、 20……副弁本体、 21……副弁ハウジング、 22……副弁部材、 24……副弁部、 25……第２調節ネジ、 26……第２調節バネ。
Claims (1)
- 【請求項１】冷媒入口通路から冷媒出口通路への冷媒流
路途上に前記流路を開閉する主弁部を設けた主弁部材を
嵌挿した冷凍装置の膨張弁において、 前記主弁部材と一体的に移動し、冷媒入口通路から冷媒
出口通路への第１バイパス通路を形成する副弁ハウジン
グと、該第１バイパス通路を開閉する副弁部を有する副
弁部材とを備え、前記主弁部材内に前記副弁ハウジング
に形成された第１バイパス通路と連通する第２バイパス
通路を形成すると共に、前記副弁部材は冷媒の上流と下
流との差圧が設定圧以上で開弁するよう構成したことを
特徴とする冷凍装置の膨張弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289437A JP2738082B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 冷凍装置の膨張弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289437A JP2738082B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 冷凍装置の膨張弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03152366A JPH03152366A (ja) | 1991-06-28 |
| JP2738082B2 true JP2738082B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17743244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1289437A Expired - Lifetime JP2738082B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 冷凍装置の膨張弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738082B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331153A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Saginomiya Seisakusho Inc | 絞り弁装置および空気調和機 |
| JP4509000B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2010-07-21 | 株式会社不二工機 | 圧力制御弁 |
-
1989
- 1989-11-07 JP JP1289437A patent/JP2738082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03152366A (ja) | 1991-06-28 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |