JP3207489B2 - 定圧膨張弁 - Google Patents
定圧膨張弁Info
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- JP3207489B2 JP3207489B2 JP06220192A JP6220192A JP3207489B2 JP 3207489 B2 JP3207489 B2 JP 3207489B2 JP 06220192 A JP06220192 A JP 06220192A JP 6220192 A JP6220192 A JP 6220192A JP 3207489 B2 JP3207489 B2 JP 3207489B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/38—Expansion means; Dispositions thereof specially adapted for reversible cycles, e.g. bidirectional expansion restrictors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、冷暖房両用に用いら
れるヒートポンプ方式の冷凍サイクルにおいて、蒸発器
を通過する冷媒の圧力が一定になるように、冷媒を断熱
膨張させて蒸発器に送り込むための定圧膨張弁に関す
る。
れるヒートポンプ方式の冷凍サイクルにおいて、蒸発器
を通過する冷媒の圧力が一定になるように、冷媒を断熱
膨張させて蒸発器に送り込むための定圧膨張弁に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ヒートポンプ方式の冷凍サイクルにおい
ては、冷暖切り換えによって冷凍サイクル中の冷媒の流
れが逆向きになり、蒸発器と凝縮器とが入れかわる。
ては、冷暖切り換えによって冷凍サイクル中の冷媒の流
れが逆向きになり、蒸発器と凝縮器とが入れかわる。
【0003】したがって、膨張弁の動作制御を行うのに
感温筒や均圧管等は用いることができず、一般には、ス
テッピングモータによって膨張弁の弁開度を自動調整し
ている。
感温筒や均圧管等は用いることができず、一般には、ス
テッピングモータによって膨張弁の弁開度を自動調整し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、蒸発器を通過
する冷媒の圧力が一定になるようにステッピングモータ
によって膨張弁を制御するためには、室温情報と冷媒の
圧力情報とを検出してその両方の検出信号からステッピ
ングモータに回転角度を指示する信号を与えなければな
らない。したがって、検出回路及び制御回路がはなはだ
複雑で高コストのものになる欠点がある。
する冷媒の圧力が一定になるようにステッピングモータ
によって膨張弁を制御するためには、室温情報と冷媒の
圧力情報とを検出してその両方の検出信号からステッピ
ングモータに回転角度を指示する信号を与えなければな
らない。したがって、検出回路及び制御回路がはなはだ
複雑で高コストのものになる欠点がある。
【0005】そこで、蒸発器を通過する冷媒の圧力を弁
機構で一定に保つことができる定圧膨張弁を用いること
が考えられるが、これまでの定圧膨張弁は冷媒の流れが
一方向の場合にのみしか機能しないので、ヒートポンプ
方式の冷凍サイクルに用いることはできなかった。
機構で一定に保つことができる定圧膨張弁を用いること
が考えられるが、これまでの定圧膨張弁は冷媒の流れが
一方向の場合にのみしか機能しないので、ヒートポンプ
方式の冷凍サイクルに用いることはできなかった。
【0006】そこで本発明は、ヒートポンプ方式の冷凍
サイクルにおいて、冷媒の流れの方向にかかわらず、蒸
発器を通過する冷媒の圧力を常に一定に簡単に自動制御
することができる双方向型の定圧膨張弁を提供すること
を目的とする。
サイクルにおいて、冷媒の流れの方向にかかわらず、蒸
発器を通過する冷媒の圧力を常に一定に簡単に自動制御
することができる双方向型の定圧膨張弁を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の定圧膨張弁は、冷媒を選択的に任意の方向
に流すことができるヒートポンプ方式の冷凍サイクル中
に配設された一対の熱交換器間の冷媒流路に設けられた
定圧膨張弁であって、上記冷媒流路を開閉するように上
記冷媒流路に直列に配置されて、上記冷媒流路中の冷媒
の圧力によって、下流側に位置する方は開き上流側に位
置する方は閉じ方向に押される一対の弁体と、上記一対
の熱交換器のうち下流側に位置する熱交換器を通過する
冷媒の圧力を一定にするように上記上流側に位置する弁
体を開き方向に付勢して制御する弁開度制御手段とを有
することを特徴とする。
め、本発明の定圧膨張弁は、冷媒を選択的に任意の方向
に流すことができるヒートポンプ方式の冷凍サイクル中
に配設された一対の熱交換器間の冷媒流路に設けられた
定圧膨張弁であって、上記冷媒流路を開閉するように上
記冷媒流路に直列に配置されて、上記冷媒流路中の冷媒
の圧力によって、下流側に位置する方は開き上流側に位
置する方は閉じ方向に押される一対の弁体と、上記一対
の熱交換器のうち下流側に位置する熱交換器を通過する
冷媒の圧力を一定にするように上記上流側に位置する弁
体を開き方向に付勢して制御する弁開度制御手段とを有
することを特徴とする。
【0008】
【作用】冷暖の切り換えによって冷媒の流れの方向が逆
になるが、いずれの場合にも、膨張弁の下流側に配置さ
れた熱交換器が蒸発器になる。
になるが、いずれの場合にも、膨張弁の下流側に配置さ
れた熱交換器が蒸発器になる。
【0009】そして、一対の弁体のうち上流側に位置し
ていて冷媒の圧力によって閉じ方向に押される弁体が、
蒸発器を通過する冷媒の圧力が一定になるように、弁開
度制御手段によって開き方向に付勢制御される。
ていて冷媒の圧力によって閉じ方向に押される弁体が、
蒸発器を通過する冷媒の圧力が一定になるように、弁開
度制御手段によって開き方向に付勢制御される。
【0010】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図2は、
冷暖房両用に用いることができるように冷媒を選択的に
任意の方向に流すことができるようにしたヒートポンプ
方式の冷凍サイクルを示しており、1は圧縮機、2はア
キュムレータである。
冷暖房両用に用いることができるように冷媒を選択的に
任意の方向に流すことができるようにしたヒートポンプ
方式の冷凍サイクルを示しており、1は圧縮機、2はア
キュムレータである。
【0011】冷凍サイクル中に配設された一対の熱交換
器3,4のうち一方の熱交換器3は室内に置かれ、もう
一方の熱交換器4は室外に置かれている。そして、両熱
交換器3,4間を接続する冷媒流路5の途中に膨張弁1
0が設けられている。
器3,4のうち一方の熱交換器3は室内に置かれ、もう
一方の熱交換器4は室外に置かれている。そして、両熱
交換器3,4間を接続する冷媒流路5の途中に膨張弁1
0が設けられている。
【0012】6は、冷媒の流れの方向を変えるための四
方弁であり、図2は、圧縮機1で圧縮された高圧冷媒が
まず室外の熱交換器4に送り込まれ、それから膨張弁1
0を経て室内の熱交換器3に送り込まれる冷房状態を示
している。ここでは、室内の熱交換器3が蒸発器として
働く。
方弁であり、図2は、圧縮機1で圧縮された高圧冷媒が
まず室外の熱交換器4に送り込まれ、それから膨張弁1
0を経て室内の熱交換器3に送り込まれる冷房状態を示
している。ここでは、室内の熱交換器3が蒸発器として
働く。
【0013】図3は、四方弁6を切り換えて、圧縮機1
で圧縮された高圧冷媒がまず室内の熱交換器3に送り込
まれ、それから膨張弁10を経て室外の熱交換器4に送
り込まれる暖房状態を示している。ここでは、室内の熱
交換器3が凝縮器として働く。
で圧縮された高圧冷媒がまず室内の熱交換器3に送り込
まれ、それから膨張弁10を経て室外の熱交換器4に送
り込まれる暖房状態を示している。ここでは、室内の熱
交換器3が凝縮器として働く。
【0014】図1は膨張弁10を示しており、冷媒流路
5が略∩形状に形成された左右の各部分に、一対の球状
の弁体11,12が冷媒流路5に対して直列に配置され
ている。
5が略∩形状に形成された左右の各部分に、一対の球状
の弁体11,12が冷媒流路5に対して直列に配置され
ている。
【0015】そして、各弁体11,12の直上部分には
弁座13,14が形成されていて、弁体11,12が弁
座13,14に押し付けられれば弁が閉じた状態にな
る。弁座13,14と弁体11,12との間に隙間があ
るときには、その隙間の大きさによって冷媒流量が調整
される。
弁座13,14が形成されていて、弁体11,12が弁
座13,14に押し付けられれば弁が閉じた状態にな
る。弁座13,14と弁体11,12との間に隙間があ
るときには、その隙間の大きさによって冷媒流量が調整
される。
【0016】各弁体11,12の直下部分には弁受け1
5,16が形成されている。弁体11,12が弁受け1
5,16にぶつかっているときが、弁の全開状態であ
る。このように配置された弁体11,12は、高圧側、
即ち冷媒の流れの上流に位置する方の弁体(図1では弁
体11)は、冷媒の圧力によって弁座13に向かって押
し付けられて冷媒流路5を閉じ、低圧側、即ち冷媒の流
れの下流に位置する方の弁体(図1では弁体12)は、
冷媒の圧力によって弁受け16に向かって押し付けられ
て開く。
5,16が形成されている。弁体11,12が弁受け1
5,16にぶつかっているときが、弁の全開状態であ
る。このように配置された弁体11,12は、高圧側、
即ち冷媒の流れの上流に位置する方の弁体(図1では弁
体11)は、冷媒の圧力によって弁座13に向かって押
し付けられて冷媒流路5を閉じ、低圧側、即ち冷媒の流
れの下流に位置する方の弁体(図1では弁体12)は、
冷媒の圧力によって弁受け16に向かって押し付けられ
て開く。
【0017】そして、上流側の弁体11が弁座13から
離されれば、その隙間の広さに応じた冷媒が断熱膨張し
ながら下流側へ流れる。この部分の上方には、可撓性の
あるダイアフラム17で気密に仕切られたダイアフラム
室18が設けられている。ダイアフラム17の外面側は
大気に連通し、ダイアフラム17の内面側は、連通孔2
1を介して両弁体11,12の間で冷媒流路5に連通し
ている。
離されれば、その隙間の広さに応じた冷媒が断熱膨張し
ながら下流側へ流れる。この部分の上方には、可撓性の
あるダイアフラム17で気密に仕切られたダイアフラム
室18が設けられている。ダイアフラム17の外面側は
大気に連通し、ダイアフラム17の内面側は、連通孔2
1を介して両弁体11,12の間で冷媒流路5に連通し
ている。
【0018】したがって、ダイアフラム室18内(ダイ
アフラム17の内面側の空間)は、両弁体11,12の
間の冷媒流路5内の圧力と同じであり、それは蒸発器と
なる下流側の熱交換器3又は4の入口の冷媒圧力と同じ
である。
アフラム17の内面側の空間)は、両弁体11,12の
間の冷媒流路5内の圧力と同じであり、それは蒸発器と
なる下流側の熱交換器3又は4の入口の冷媒圧力と同じ
である。
【0019】ダイアフラム17の中央部分は、表裏両側
からダイアフラム受け部材19,20によってサンドイ
ッチ状に挟まれている。また、各弁体11,12に一端
が固着されたロッド22,23が、ダイアフラム室18
内に頭を出している。したがって、ダイアフラム17が
ダイアフラム室18内方向に移動すれば、内側のダイア
フラム受け部材19によって、弁体11,12が弁座1
3,14から離れる方向にロッド22,23が押し下げ
られる。
からダイアフラム受け部材19,20によってサンドイ
ッチ状に挟まれている。また、各弁体11,12に一端
が固着されたロッド22,23が、ダイアフラム室18
内に頭を出している。したがって、ダイアフラム17が
ダイアフラム室18内方向に移動すれば、内側のダイア
フラム受け部材19によって、弁体11,12が弁座1
3,14から離れる方向にロッド22,23が押し下げ
られる。
【0020】外側のダイアフラム受け部材20は、ロッ
ド24と可動鉄芯32を介して圧縮コイルバネ25によ
って上方から押されている。26はバネ受け、27は、
圧縮コイルバネ25の付勢力を調整するための調整ネジ
である。
ド24と可動鉄芯32を介して圧縮コイルバネ25によ
って上方から押されている。26はバネ受け、27は、
圧縮コイルバネ25の付勢力を調整するための調整ネジ
である。
【0021】可動鉄芯32は、電磁コイル31と共にソ
レノイドを形成しており、電磁コイル31への通電電流
の大きさを変えることによって可動鉄芯32に軸方向に
作用する電磁力が変化する。
レノイドを形成しており、電磁コイル31への通電電流
の大きさを変えることによって可動鉄芯32に軸方向に
作用する電磁力が変化する。
【0022】このようにして、ダイアフラム17は圧縮
コイルバネ25によって外方(図1で上方)から一定の
力で押されており、電磁コイル31に流す電流値に対応
して、ダイアフラム17を押す力が変化する。
コイルバネ25によって外方(図1で上方)から一定の
力で押されており、電磁コイル31に流す電流値に対応
して、ダイアフラム17を押す力が変化する。
【0023】なお電磁コイル31には、室温を検出する
温度センサ(図示せず)と設定温度との差に対応した大
きさの電流が、制御回路35によって与えられる。この
ように構成された上記実施例の定圧膨張弁によれば、電
磁コイル31への通電電流値を変化させなければ、ダイ
アフラム17は外方から一定の力で押されていてダイア
フラム室18内の圧力とつり合う。
温度センサ(図示せず)と設定温度との差に対応した大
きさの電流が、制御回路35によって与えられる。この
ように構成された上記実施例の定圧膨張弁によれば、電
磁コイル31への通電電流値を変化させなければ、ダイ
アフラム17は外方から一定の力で押されていてダイア
フラム室18内の圧力とつり合う。
【0024】したがって、そのつり合いが保たれるよう
に、ダイアフラム17の動きによって上流側の弁体11
の動きが制御されて、ダイアフラム室18内の圧力即ち
蒸発器の入口圧力が常に一定に保たれる。
に、ダイアフラム17の動きによって上流側の弁体11
の動きが制御されて、ダイアフラム室18内の圧力即ち
蒸発器の入口圧力が常に一定に保たれる。
【0025】そして、温度情報に基づく制御回路35か
らの出力信号によって電磁コイル31への通電電流値が
変えられると、それに対応して蒸発器の入口圧力が上記
と異なる一定圧力に保たれる。
らの出力信号によって電磁コイル31への通電電流値が
変えられると、それに対応して蒸発器の入口圧力が上記
と異なる一定圧力に保たれる。
【0026】そして、四方弁6が切り換えられて、冷媒
の流れが図1の場合と逆方向になったときには、一対の
弁体11,12の状態が逆になるだけで、蒸発器になる
下流側の熱交換器の入口圧力が一定に制御される。
の流れが図1の場合と逆方向になったときには、一対の
弁体11,12の状態が逆になるだけで、蒸発器になる
下流側の熱交換器の入口圧力が一定に制御される。
【0027】図4ないし図6は本発明の第2の実施例を
示しており、蒸発器の出口圧力を一定に保つようにした
ものである。即ち、図4に示されるように、冷媒流路5
とダイアフラム室18との間には連通孔は穿設されてい
ない。そして、図5及び図6に示されるように、ダイア
フラム室18内と両熱交換器3,4の外側の冷媒流路と
が各々連通管41,42によって接続されている。
示しており、蒸発器の出口圧力を一定に保つようにした
ものである。即ち、図4に示されるように、冷媒流路5
とダイアフラム室18との間には連通孔は穿設されてい
ない。そして、図5及び図6に示されるように、ダイア
フラム室18内と両熱交換器3,4の外側の冷媒流路と
が各々連通管41,42によって接続されている。
【0028】また、両連通管41,42が向かいあって
接続された膨張弁10側の管路内には、ロッド44aの
両端に球状弁44b,44cを固着したスライド弁44
が配置されている。
接続された膨張弁10側の管路内には、ロッド44aの
両端に球状弁44b,44cを固着したスライド弁44
が配置されている。
【0029】このスライド弁44は、両連通管41,4
2内の圧力差によって、スライドして、高圧側の連通管
41,42の口元を閉塞する。したがって、ダイアフラ
ム室18内は、蒸発器となる下流側の熱交換器3,4の
出口側圧力と等圧になり、冷媒の流れがどちら方向に切
り換えられても、蒸発器の出口側圧力が一定に維持され
る。
2内の圧力差によって、スライドして、高圧側の連通管
41,42の口元を閉塞する。したがって、ダイアフラ
ム室18内は、蒸発器となる下流側の熱交換器3,4の
出口側圧力と等圧になり、冷媒の流れがどちら方向に切
り換えられても、蒸発器の出口側圧力が一定に維持され
る。
【0030】
【発明の効果】本発明の定圧膨張弁によれば、一対の熱
交換器の間の冷媒流路に設けられた一対の弁体のうち上
流側に位置する弁体が、下流側の熱交換器を通過する冷
媒の圧力が一定になるように弁開度制御手段によって開
き方向に付勢されるので、冷暖房の切り換えによって冷
媒の流れが逆になっても全く同じ圧力制御が行われ、蒸
発器となる下流側の熱交換器を通過する冷媒の圧力を、
圧力信号を検出することなく容易かつ正確に一定に制御
することができる優れた効果を有する。
交換器の間の冷媒流路に設けられた一対の弁体のうち上
流側に位置する弁体が、下流側の熱交換器を通過する冷
媒の圧力が一定になるように弁開度制御手段によって開
き方向に付勢されるので、冷暖房の切り換えによって冷
媒の流れが逆になっても全く同じ圧力制御が行われ、蒸
発器となる下流側の熱交換器を通過する冷媒の圧力を、
圧力信号を検出することなく容易かつ正確に一定に制御
することができる優れた効果を有する。
【図1】第1の実施例の膨張弁の正面断面図である。
【図2】第1の実施例の冷房状態の冷凍サイクルの略示
図である。
図である。
【図3】第1の実施例の暖房状態の冷凍サイクルの略示
図である。
図である。
【図4】第2の実施例の膨張弁の正面断面図である。
【図5】第2の実施例の膨張弁の側面部分断面図であ
る。
る。
【図6】第2の実施例の冷凍サイクルの略示図である。
3 熱交換器 4 熱交換器 5 冷媒流路 11 弁体 12 弁体 13 弁座 14 弁座 17 ダイアフラム 18 ダイアフラム室 25 圧縮コイルバネ 30 ソレノイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 41/06
Claims (1)
- 【請求項1】冷媒を選択的に任意の方向に流すことがで
きるヒートポンプ方式の冷凍サイクル中に配設された一
対の熱交換器間の冷媒流路に設けられた定圧膨張弁であ
って、 上記冷媒流路を開閉するように上記冷媒流路に直列に配
置されて、上記冷媒流路中の冷媒の圧力によって、下流
側に位置する方は開き上流側に位置する方は閉じ方向に
押される一対の弁体と、 上記一対の熱交換器のうち下流側に位置する熱交換器を
通過する冷媒の圧力を一定にするように上記上流側に位
置する弁体を開き方向に付勢して制御する弁開度制御手
段とを有することを特徴とする定圧膨張弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06220192A JP3207489B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 定圧膨張弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06220192A JP3207489B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 定圧膨張弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05264128A JPH05264128A (ja) | 1993-10-12 |
JP3207489B2 true JP3207489B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=13193301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06220192A Expired - Lifetime JP3207489B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 定圧膨張弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3207489B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005106354A1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-11-10 | Ice Energy, Inc | A mixed-phase regulator for managing coolant in a refrigerant based high efficiency energy storage and cooling system |
JP4563945B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2010-10-20 | 太平洋工業株式会社 | 双方向定圧膨張弁及びその製造方法 |
JP6478958B2 (ja) * | 2016-09-02 | 2019-03-06 | 株式会社不二工機 | 制御弁 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP06220192A patent/JP3207489B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05264128A (ja) | 1993-10-12 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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