JP3481036B2 - 膨張弁 - Google Patents
膨張弁Info
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- JP3481036B2 JP3481036B2 JP06785796A JP6785796A JP3481036B2 JP 3481036 B2 JP3481036 B2 JP 3481036B2 JP 06785796 A JP06785796 A JP 06785796A JP 6785796 A JP6785796 A JP 6785796A JP 3481036 B2 JP3481036 B2 JP 3481036B2
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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
- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/068—Expansion valves combined with a sensor
- F25B2341/0683—Expansion 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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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルに
おいて蒸発器に送り込まれる冷媒の流量制御を行いつつ
冷媒を断熱膨張させるための膨張弁に関する。 【0002】 【従来の技術】図5は、従来広く用いられている膨張弁
10の一例を示しており、1は蒸発器である。 【0003】膨張弁10の本体ブロック11に形成され
た低圧冷媒流路12の入口側端部が蒸発器1の出口に接
続され、高圧冷媒流路13の出口側端部が蒸発器1の入
口に接続されている。 【0004】低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13とは
互いに平行に形成されており、これに垂直な貫通孔14
が低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13との間を貫通し
ている。また、低圧冷媒流路12から外方に抜けるよう
に形成された開口部には、感温室30が取り付けられて
いる。 【0005】高圧冷媒流路13は、途中の部分が、円形
の断面形状で断面積を狭く絞った絞り孔15になってい
て、貫通孔14と同軸線上に形成されており、その絞り
孔15の上流側開口部の口元がテーパ状に面取りされて
弁座20になっている。そして、弁座20に上流側から
対向して、絞り孔15の直径より大きな直径を有する球
状の弁体21が配置されている。 【0006】その結果、弁体21と弁座20との間の隙
間の最も狭い部分が高圧冷媒流路13の絞り部になり、
そこから蒸発器1に到る下流側の管路内において、高圧
冷媒が断熱膨張する。 【0007】弁体21は、圧縮コイルスプリング17に
よって弁座20に接近する方向(即ち、閉じ方向)に付
勢されている。ただし、弁体21と圧縮コイルスプリン
グ17との間には、圧縮コイルスプリング17の付勢力
を弁体21に伝達するように、一方の面で弁体21を受
け他方の面で圧縮コイルスプリング17を受ける弁体受
け16が介装されている。 【0008】18は、本体ブロック11に螺合して取り
付けられて圧縮コイルスプリング17の付勢力を調整す
る調整ナット、19は、高圧冷媒流路13と外部との間
をシールするためのOリングである。 【0009】貫通孔14内に挿通されたロッド23は、
軸線方向に進退自在に設けられていて、その上端は感温
室30に達し、中間部分が低圧冷媒流路12を垂直に横
切って貫通孔14内を通り、下端は弁体21の頭部に溶
接されている。なおロッド23は、絞り孔15の内壁面
との間を冷媒が通過できるよう、絞り孔15の内径に比
べて細く形成されている。 【0010】したがって、圧縮コイルスプリング17の
付勢力に逆らって弁体21をロッド23で押して弁座2
0から遠ざければ、高圧冷媒流路13の流路面積が大き
くなる。このように、高圧冷媒流路13の流路面積はロ
ッド23の移動量に対応して変化し、それによって蒸発
器1に供給される高圧冷媒の量が変化する。 【0011】24は、高圧冷媒流路13と低圧冷媒流路
12との間をシールするためのOリングであり、貫通孔
14に隣接して、ロッド23の外周面に密着して配置さ
れている。25は、Oリング24が抜け出さないように
押さえるための圧縮コイルスプリングである。 【0012】感温室30は、厚い金属板製のハウジング
31と可撓性のある金属製薄板からなるダイアフラム3
2とによって気密に囲まれており、ダイアフラム32の
下面中央部に面して配置されたダイアフラム受け盤33
の下面中央部には、ロッド23の一端が当接している。 【0013】また、感温室30内には、冷媒流路12,
13内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている
飽和蒸気状態のガスが封入されていて、ガス封入用の注
入孔は、栓34によって閉塞されている。36はシール
用のOリングである。 【0014】低圧冷媒流路12と感温室30との間の不
動部分には、熱伝導率の低いプラスチック材などからな
るブシュ38が固定されていて、感温室30側への低圧
冷媒の回り込みが規制されている。ただしブシュ38に
は、低圧冷媒流路12と感温室30側とを連通させるた
めの通気溝40が貫通して穿設されている。 【0015】このように構成された膨張弁においては、
低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温度が下がる
と、ダイアフラム32の温度が下がって、感温室30内
の飽和蒸気ガスがダイアフラム32の内表面で凝結す
る。 【0016】すると、感温室30内の圧力が下がってダ
イアフラム32が感温室30内側に変位し、それに伴っ
てダイアフラム受け盤33がロッド23の軸線方向にロ
ッド23から逃げる方向に変位するので、ロッド23が
圧縮コイルスプリング17に押されて移動する。それに
よって、弁体21が弁座20側に移動して高圧冷媒の流
路面積が狭くなるので、蒸発器1に送り込まれる冷媒の
流量が減少する。 【0017】低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温
度が上がると、上記と逆の動作によって弁体21がロッ
ド23に押されて弁座20から離れ、高圧冷媒の流路面
積が広がるので、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の流
量が増加する。 【0018】このようにして、蒸発器1から送り出され
る低圧冷媒の温度に対応して、感温室30及びロッド2
3の動作を介して弁体20が開閉動作されることによ
り、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の量が制御され
る。 【0019】 【発明が解決しようとする課題】膨張弁10に送り込ま
れてくる高圧冷媒には、何らかの原因によって上流側に
おいて圧力変動が発生する場合があり、その圧力変動
は、高圧冷媒液を媒体として膨張弁10に伝達される。
そして、弁体21の上流側の冷媒圧力が圧力変動によっ
て上昇すると、それが弁体21を閉じようとする方向に
作用する。 【0020】図6ないし図8は、その際の弁体21の動
きを示しており、まず図6に示されるように弁体21が
弁座20に接近する方向に移動を始め、つづいて図7に
示されるように、弁体21が部分的に弁座20に当接す
る。すると、弁体21は矢印Aに示されるように弁体受
け16との間で回転方向に容易に滑り運動をして、側方
にも変位し易い状態になる。 【0021】そのため、弁体21は弁座20の中心方向
に簡単に変位するので、ほとんど何らの抵抗なく、図8
に示されるように弁体21が弁座20を完全に塞ぐ全閉
状態になる。 【0022】このようにして弁がすぐに完全に閉じてし
まうと、弁体21の上流側の冷媒圧力がさらに上昇して
圧力変動が一層大きなものになってしまうので、振動が
発生して膨張弁10の動作が不安定なものになってしま
う場合がある。 【0023】そのような現象は、上述のように弁体21
がロッド23に固着されていても発生するが、構造上の
都合によって弁体21とロッド23とを固着できない場
合には、弁体21が自由に動けるので、より発生し易い
状態になる。 【0024】本発明は、そのように弁体がロッドに対し
て固着されていない構造の膨張弁において、上流側の高
圧冷媒の圧力が変動して上昇したような場合でも、弁体
が急には閉じきらず、振動等が発生せずに安定した動作
を維持することができるようにすることを目的とする。 【0025】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の膨張弁は、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒
が通る高圧冷媒流路の途中の断面積を細く絞って形成さ
れた絞り孔と、上記絞り孔の上流側開口部の口元に形成
された弁座に上流側から対向するように配置された球状
の弁体と、上記弁体を上流側から上記弁座に向けて付勢
するための付勢手段と、上記蒸発器から送り出される低
圧冷媒の温度に対応して動作する感温部と上記弁体との
間に挟置され、上記絞り孔内に緩く挿通されて一端が上
記弁体に固着されることなく当接するロッドとを設け
て、上記ロッドを介して上記感温部の動きによって上記
弁体を上記弁座に対して開閉動作させるようにした膨張
弁において、上記弁体に当接する上記ロッドの端面に、
上記付勢手段によってそこに押し付けられる弁体を上記
弁座の中心からずれた位置に案内するための凹みを形成
したことを特徴とする。 【0026】 【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の膨
張弁10を示しており、例えば自動車の室内冷房装置
(カーエアコン)の冷凍サイクルに用いられる。1は蒸
発器である。 【0027】膨張弁10の本体ブロック11に形成され
た低圧冷媒流路12の入口側端部が蒸発器1の出口に接
続され、高圧冷媒流路13の出口側端部が蒸発器1の入
口に接続されている。 【0028】低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13とは
互いに平行に形成されており、これに垂直な貫通孔14
が低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13との間を貫通し
ている。また、低圧冷媒流路12から外方に抜けるよう
に形成された開口部には、感温室30が取り付けられて
いる。 【0029】高圧冷媒流路13は、途中の部分が、円形
の断面形状で断面積を狭く絞った絞り孔15になってい
て、貫通孔14と同軸線上に形成されており、その絞り
孔15の上流側開口部の口元が、角度45度程度のテー
パ状に面取りされて弁座20になっている。そして、弁
座20に上流側から対向して、絞り孔15の直径より大
きな直径を有する球状の弁体21が配置されている。 【0030】その結果、弁体21と弁座20との間の隙
間の最も狭い部分が高圧冷媒流路13の絞り部になり、
そこから蒸発器1に到る下流側の管路内において、高圧
冷媒が断熱膨張する。 【0031】弁体21は、圧縮コイルスプリング17に
よって弁座20に接近する方向(即ち、閉じ方向)に付
勢されている。ただし、弁体21と圧縮コイルスプリン
グ17との間には、圧縮コイルスプリング17の付勢力
を弁体21に伝達するように、一方の面で弁体21を受
け他方の面で圧縮コイルスプリング17を受ける弁体受
け16が介装されている。 【0032】18は、本体ブロック11に螺合して取り
付けられて圧縮コイルスプリング17の付勢力を調整す
る調整ナット、19は、高圧冷媒流路13と外部との間
をシールするためのOリングである。 【0033】貫通孔14内にガタつきがないように嵌挿
されたロッド23は、軸線方向に進退自在に設けられて
いて、下端は弁体21の頭部に固着されることなく当接
している。なおロッド23は、絞り孔15の内壁面との
間を冷媒が通過できるよう、絞り孔15の内径に比べて
細く形成されていて、絞り孔15とほぼ同軸に配置され
ている。 【0034】したがって、圧縮コイルスプリング17の
付勢力に逆らって弁体21をロッド23で押して弁座2
0から遠ざければ、高圧冷媒流路13の流路面積が大き
くなる。このように、高圧冷媒流路13の流路面積はロ
ッド23の移動量に対応して変化し、それによって蒸発
器1に供給される高圧冷媒の量が変化する。 【0035】弁体21に対するロッド23の当接面に
は、図2に拡大図示されるような円錐状の凹み22が、
ロッド23の中心軸線位置に対して偏心して形成されて
いる。そして、圧縮コイルスプリング17によって付勢
された弁体21がその凹み22に押し付けられている
が、それについては後述する。 【0036】感温室30は、厚い金属板製のハウジング
31と可撓性のある金属製薄板からなるダイアフラム3
2とによって気密に囲まれており、ダイアフラム32の
下面中央部に面して金属製のダイアフラム受け盤33が
配置されている。 【0037】また、感温室30内には、冷媒流路12,
13内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている
飽和蒸気状態のガスが封入されていて、ガス封入用の注
入孔は、栓34によって閉塞されている。36はシール
用のOリングである。 【0038】ダイアフラム受け盤33の下面中央から下
方に真っ直ぐに伸びるステム37は、低圧冷媒流路12
内を通って、その他端面がロッド23の端面に当接して
いる。 【0039】38は、ステム37の外周面を被覆するよ
うに取り付けられた断熱筒、39は、ダイアフラム32
の裏面部分の圧力を低圧冷媒流路12と同じにするため
の均圧用小孔、24は、高圧冷媒流路13から低圧冷媒
流路12への冷媒のリークを防ぐためにステム37の外
周に装着されたシール用のOリングである。 【0040】このように構成された膨張弁10において
は、低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温度が下が
ると、ダイアフラム32の温度が下がって、感温室30
内の飽和蒸気ガスがダイアフラム32の内表面で凝結す
る。 【0041】すると、感温室30内の圧力が下がってダ
イアフラム32が感温室30の内側に変位し、それに伴
ってダイアフラム受け盤33がロッド23の軸線方向に
ロッド23から逃げる方向に変位するので、ロッド23
が圧縮コイルスプリング17に押されて移動する。それ
によって、弁体21が弁座20側に移動して高圧冷媒の
流路面積が狭くなるので、蒸発器1に送り込まれる冷媒
の流量が減少する。 【0042】低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温
度が上がると、上記と逆の動作によって弁体21がロッ
ド23に押されて弁座20から離れ、高圧冷媒の流路面
積が広がるので、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の流
量が増加する。 【0043】このようにして、蒸発器1から送り出され
る低圧冷媒の温度に対応して、感温室30及びロッド2
3の動作を介して弁体20が開閉動作されることによ
り、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の量が制御され
る。 【0044】しかし、膨張弁10に送り込まれてくる高
圧冷媒には、何らかの原因によって上流側において圧力
変動が発生する場合があり、その圧力変動は、高圧冷媒
液を媒体として膨張弁10に伝達される。そして、弁体
21の上流側の冷媒圧力が圧力変動によって上昇する
と、それが弁体21を閉じようとする方向に作用する。 【0045】図2ないし図4は、その際の弁体21の動
きを示しており、弁体21は圧縮コイルスプリング17
の付勢力によって凹み22に押し付けられている。そし
て、まず図2に示されるように弁体21が弁座20に接
近する方向に移動を始め、つづいて図3に示されるよう
に弁座20に弁体21が部分的に当接する。 【0046】すると、弁体21は表面部分が凹み22に
嵌まり込む位置にあり、凹み22がロッド23の軸線位
置から偏心して形成されているので、弁体21は凹み2
2の中心軸線位置からずれた位置(即ち、弁座20の中
心軸線位置)に案内され、弁体21と弁座20との間の
隙間は閉じきらない。 【0047】そのように弁体21が弁座20に対して部
分的に当接して閉じきっていない状態から、図4に示さ
れる全閉状態になるためには、弁体21を凹み22から
抜け出させて弁座20の中心位置に移動させる必要があ
る。 【0048】しかし凹み22は、弁体21が圧縮コイル
スプリング17の付勢力によって押し付けられていわゆ
るクリック機構になっているので、凹み22から弁体2
1が抜け出すためにはさらに大きな力で弁体21を弁座
20に押し付ける必要がある。 【0049】したがって、高圧冷媒流路13内の短時間
の圧力上昇では弁体21と弁座20との間は完全には閉
じきらず、高圧冷媒流路13内の大きな圧力変動に発展
しないので、振動や異音等が発生しない。 【0050】 【発明の効果】本発明によれば、弁体に当接するロッド
の端面に、付勢手段によってそこに押し付けられる弁体
を弁座の中心からずれた位置に案内するための凹みを形
成したことにより、凹みがいわゆるクリック機構になっ
て、凹みから弁体が抜け出すためには、より大きな力で
弁体を弁座に押し付ける必要がある。その結果、高圧冷
媒流路内の短時間の圧力上昇では弁が完全には閉じきら
ず、高圧冷媒流路内の大きな圧力変動に発展しないの
で、振動や異音等が発生しない。
おいて蒸発器に送り込まれる冷媒の流量制御を行いつつ
冷媒を断熱膨張させるための膨張弁に関する。 【0002】 【従来の技術】図5は、従来広く用いられている膨張弁
10の一例を示しており、1は蒸発器である。 【0003】膨張弁10の本体ブロック11に形成され
た低圧冷媒流路12の入口側端部が蒸発器1の出口に接
続され、高圧冷媒流路13の出口側端部が蒸発器1の入
口に接続されている。 【0004】低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13とは
互いに平行に形成されており、これに垂直な貫通孔14
が低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13との間を貫通し
ている。また、低圧冷媒流路12から外方に抜けるよう
に形成された開口部には、感温室30が取り付けられて
いる。 【0005】高圧冷媒流路13は、途中の部分が、円形
の断面形状で断面積を狭く絞った絞り孔15になってい
て、貫通孔14と同軸線上に形成されており、その絞り
孔15の上流側開口部の口元がテーパ状に面取りされて
弁座20になっている。そして、弁座20に上流側から
対向して、絞り孔15の直径より大きな直径を有する球
状の弁体21が配置されている。 【0006】その結果、弁体21と弁座20との間の隙
間の最も狭い部分が高圧冷媒流路13の絞り部になり、
そこから蒸発器1に到る下流側の管路内において、高圧
冷媒が断熱膨張する。 【0007】弁体21は、圧縮コイルスプリング17に
よって弁座20に接近する方向(即ち、閉じ方向)に付
勢されている。ただし、弁体21と圧縮コイルスプリン
グ17との間には、圧縮コイルスプリング17の付勢力
を弁体21に伝達するように、一方の面で弁体21を受
け他方の面で圧縮コイルスプリング17を受ける弁体受
け16が介装されている。 【0008】18は、本体ブロック11に螺合して取り
付けられて圧縮コイルスプリング17の付勢力を調整す
る調整ナット、19は、高圧冷媒流路13と外部との間
をシールするためのOリングである。 【0009】貫通孔14内に挿通されたロッド23は、
軸線方向に進退自在に設けられていて、その上端は感温
室30に達し、中間部分が低圧冷媒流路12を垂直に横
切って貫通孔14内を通り、下端は弁体21の頭部に溶
接されている。なおロッド23は、絞り孔15の内壁面
との間を冷媒が通過できるよう、絞り孔15の内径に比
べて細く形成されている。 【0010】したがって、圧縮コイルスプリング17の
付勢力に逆らって弁体21をロッド23で押して弁座2
0から遠ざければ、高圧冷媒流路13の流路面積が大き
くなる。このように、高圧冷媒流路13の流路面積はロ
ッド23の移動量に対応して変化し、それによって蒸発
器1に供給される高圧冷媒の量が変化する。 【0011】24は、高圧冷媒流路13と低圧冷媒流路
12との間をシールするためのOリングであり、貫通孔
14に隣接して、ロッド23の外周面に密着して配置さ
れている。25は、Oリング24が抜け出さないように
押さえるための圧縮コイルスプリングである。 【0012】感温室30は、厚い金属板製のハウジング
31と可撓性のある金属製薄板からなるダイアフラム3
2とによって気密に囲まれており、ダイアフラム32の
下面中央部に面して配置されたダイアフラム受け盤33
の下面中央部には、ロッド23の一端が当接している。 【0013】また、感温室30内には、冷媒流路12,
13内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている
飽和蒸気状態のガスが封入されていて、ガス封入用の注
入孔は、栓34によって閉塞されている。36はシール
用のOリングである。 【0014】低圧冷媒流路12と感温室30との間の不
動部分には、熱伝導率の低いプラスチック材などからな
るブシュ38が固定されていて、感温室30側への低圧
冷媒の回り込みが規制されている。ただしブシュ38に
は、低圧冷媒流路12と感温室30側とを連通させるた
めの通気溝40が貫通して穿設されている。 【0015】このように構成された膨張弁においては、
低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温度が下がる
と、ダイアフラム32の温度が下がって、感温室30内
の飽和蒸気ガスがダイアフラム32の内表面で凝結す
る。 【0016】すると、感温室30内の圧力が下がってダ
イアフラム32が感温室30内側に変位し、それに伴っ
てダイアフラム受け盤33がロッド23の軸線方向にロ
ッド23から逃げる方向に変位するので、ロッド23が
圧縮コイルスプリング17に押されて移動する。それに
よって、弁体21が弁座20側に移動して高圧冷媒の流
路面積が狭くなるので、蒸発器1に送り込まれる冷媒の
流量が減少する。 【0017】低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温
度が上がると、上記と逆の動作によって弁体21がロッ
ド23に押されて弁座20から離れ、高圧冷媒の流路面
積が広がるので、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の流
量が増加する。 【0018】このようにして、蒸発器1から送り出され
る低圧冷媒の温度に対応して、感温室30及びロッド2
3の動作を介して弁体20が開閉動作されることによ
り、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の量が制御され
る。 【0019】 【発明が解決しようとする課題】膨張弁10に送り込ま
れてくる高圧冷媒には、何らかの原因によって上流側に
おいて圧力変動が発生する場合があり、その圧力変動
は、高圧冷媒液を媒体として膨張弁10に伝達される。
そして、弁体21の上流側の冷媒圧力が圧力変動によっ
て上昇すると、それが弁体21を閉じようとする方向に
作用する。 【0020】図6ないし図8は、その際の弁体21の動
きを示しており、まず図6に示されるように弁体21が
弁座20に接近する方向に移動を始め、つづいて図7に
示されるように、弁体21が部分的に弁座20に当接す
る。すると、弁体21は矢印Aに示されるように弁体受
け16との間で回転方向に容易に滑り運動をして、側方
にも変位し易い状態になる。 【0021】そのため、弁体21は弁座20の中心方向
に簡単に変位するので、ほとんど何らの抵抗なく、図8
に示されるように弁体21が弁座20を完全に塞ぐ全閉
状態になる。 【0022】このようにして弁がすぐに完全に閉じてし
まうと、弁体21の上流側の冷媒圧力がさらに上昇して
圧力変動が一層大きなものになってしまうので、振動が
発生して膨張弁10の動作が不安定なものになってしま
う場合がある。 【0023】そのような現象は、上述のように弁体21
がロッド23に固着されていても発生するが、構造上の
都合によって弁体21とロッド23とを固着できない場
合には、弁体21が自由に動けるので、より発生し易い
状態になる。 【0024】本発明は、そのように弁体がロッドに対し
て固着されていない構造の膨張弁において、上流側の高
圧冷媒の圧力が変動して上昇したような場合でも、弁体
が急には閉じきらず、振動等が発生せずに安定した動作
を維持することができるようにすることを目的とする。 【0025】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の膨張弁は、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒
が通る高圧冷媒流路の途中の断面積を細く絞って形成さ
れた絞り孔と、上記絞り孔の上流側開口部の口元に形成
された弁座に上流側から対向するように配置された球状
の弁体と、上記弁体を上流側から上記弁座に向けて付勢
するための付勢手段と、上記蒸発器から送り出される低
圧冷媒の温度に対応して動作する感温部と上記弁体との
間に挟置され、上記絞り孔内に緩く挿通されて一端が上
記弁体に固着されることなく当接するロッドとを設け
て、上記ロッドを介して上記感温部の動きによって上記
弁体を上記弁座に対して開閉動作させるようにした膨張
弁において、上記弁体に当接する上記ロッドの端面に、
上記付勢手段によってそこに押し付けられる弁体を上記
弁座の中心からずれた位置に案内するための凹みを形成
したことを特徴とする。 【0026】 【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の膨
張弁10を示しており、例えば自動車の室内冷房装置
(カーエアコン)の冷凍サイクルに用いられる。1は蒸
発器である。 【0027】膨張弁10の本体ブロック11に形成され
た低圧冷媒流路12の入口側端部が蒸発器1の出口に接
続され、高圧冷媒流路13の出口側端部が蒸発器1の入
口に接続されている。 【0028】低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13とは
互いに平行に形成されており、これに垂直な貫通孔14
が低圧冷媒流路12と高圧冷媒流路13との間を貫通し
ている。また、低圧冷媒流路12から外方に抜けるよう
に形成された開口部には、感温室30が取り付けられて
いる。 【0029】高圧冷媒流路13は、途中の部分が、円形
の断面形状で断面積を狭く絞った絞り孔15になってい
て、貫通孔14と同軸線上に形成されており、その絞り
孔15の上流側開口部の口元が、角度45度程度のテー
パ状に面取りされて弁座20になっている。そして、弁
座20に上流側から対向して、絞り孔15の直径より大
きな直径を有する球状の弁体21が配置されている。 【0030】その結果、弁体21と弁座20との間の隙
間の最も狭い部分が高圧冷媒流路13の絞り部になり、
そこから蒸発器1に到る下流側の管路内において、高圧
冷媒が断熱膨張する。 【0031】弁体21は、圧縮コイルスプリング17に
よって弁座20に接近する方向(即ち、閉じ方向)に付
勢されている。ただし、弁体21と圧縮コイルスプリン
グ17との間には、圧縮コイルスプリング17の付勢力
を弁体21に伝達するように、一方の面で弁体21を受
け他方の面で圧縮コイルスプリング17を受ける弁体受
け16が介装されている。 【0032】18は、本体ブロック11に螺合して取り
付けられて圧縮コイルスプリング17の付勢力を調整す
る調整ナット、19は、高圧冷媒流路13と外部との間
をシールするためのOリングである。 【0033】貫通孔14内にガタつきがないように嵌挿
されたロッド23は、軸線方向に進退自在に設けられて
いて、下端は弁体21の頭部に固着されることなく当接
している。なおロッド23は、絞り孔15の内壁面との
間を冷媒が通過できるよう、絞り孔15の内径に比べて
細く形成されていて、絞り孔15とほぼ同軸に配置され
ている。 【0034】したがって、圧縮コイルスプリング17の
付勢力に逆らって弁体21をロッド23で押して弁座2
0から遠ざければ、高圧冷媒流路13の流路面積が大き
くなる。このように、高圧冷媒流路13の流路面積はロ
ッド23の移動量に対応して変化し、それによって蒸発
器1に供給される高圧冷媒の量が変化する。 【0035】弁体21に対するロッド23の当接面に
は、図2に拡大図示されるような円錐状の凹み22が、
ロッド23の中心軸線位置に対して偏心して形成されて
いる。そして、圧縮コイルスプリング17によって付勢
された弁体21がその凹み22に押し付けられている
が、それについては後述する。 【0036】感温室30は、厚い金属板製のハウジング
31と可撓性のある金属製薄板からなるダイアフラム3
2とによって気密に囲まれており、ダイアフラム32の
下面中央部に面して金属製のダイアフラム受け盤33が
配置されている。 【0037】また、感温室30内には、冷媒流路12,
13内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている
飽和蒸気状態のガスが封入されていて、ガス封入用の注
入孔は、栓34によって閉塞されている。36はシール
用のOリングである。 【0038】ダイアフラム受け盤33の下面中央から下
方に真っ直ぐに伸びるステム37は、低圧冷媒流路12
内を通って、その他端面がロッド23の端面に当接して
いる。 【0039】38は、ステム37の外周面を被覆するよ
うに取り付けられた断熱筒、39は、ダイアフラム32
の裏面部分の圧力を低圧冷媒流路12と同じにするため
の均圧用小孔、24は、高圧冷媒流路13から低圧冷媒
流路12への冷媒のリークを防ぐためにステム37の外
周に装着されたシール用のOリングである。 【0040】このように構成された膨張弁10において
は、低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温度が下が
ると、ダイアフラム32の温度が下がって、感温室30
内の飽和蒸気ガスがダイアフラム32の内表面で凝結す
る。 【0041】すると、感温室30内の圧力が下がってダ
イアフラム32が感温室30の内側に変位し、それに伴
ってダイアフラム受け盤33がロッド23の軸線方向に
ロッド23から逃げる方向に変位するので、ロッド23
が圧縮コイルスプリング17に押されて移動する。それ
によって、弁体21が弁座20側に移動して高圧冷媒の
流路面積が狭くなるので、蒸発器1に送り込まれる冷媒
の流量が減少する。 【0042】低圧冷媒流路12内を流れる低圧冷媒の温
度が上がると、上記と逆の動作によって弁体21がロッ
ド23に押されて弁座20から離れ、高圧冷媒の流路面
積が広がるので、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の流
量が増加する。 【0043】このようにして、蒸発器1から送り出され
る低圧冷媒の温度に対応して、感温室30及びロッド2
3の動作を介して弁体20が開閉動作されることによ
り、蒸発器1に送り込まれる高圧冷媒の量が制御され
る。 【0044】しかし、膨張弁10に送り込まれてくる高
圧冷媒には、何らかの原因によって上流側において圧力
変動が発生する場合があり、その圧力変動は、高圧冷媒
液を媒体として膨張弁10に伝達される。そして、弁体
21の上流側の冷媒圧力が圧力変動によって上昇する
と、それが弁体21を閉じようとする方向に作用する。 【0045】図2ないし図4は、その際の弁体21の動
きを示しており、弁体21は圧縮コイルスプリング17
の付勢力によって凹み22に押し付けられている。そし
て、まず図2に示されるように弁体21が弁座20に接
近する方向に移動を始め、つづいて図3に示されるよう
に弁座20に弁体21が部分的に当接する。 【0046】すると、弁体21は表面部分が凹み22に
嵌まり込む位置にあり、凹み22がロッド23の軸線位
置から偏心して形成されているので、弁体21は凹み2
2の中心軸線位置からずれた位置(即ち、弁座20の中
心軸線位置)に案内され、弁体21と弁座20との間の
隙間は閉じきらない。 【0047】そのように弁体21が弁座20に対して部
分的に当接して閉じきっていない状態から、図4に示さ
れる全閉状態になるためには、弁体21を凹み22から
抜け出させて弁座20の中心位置に移動させる必要があ
る。 【0048】しかし凹み22は、弁体21が圧縮コイル
スプリング17の付勢力によって押し付けられていわゆ
るクリック機構になっているので、凹み22から弁体2
1が抜け出すためにはさらに大きな力で弁体21を弁座
20に押し付ける必要がある。 【0049】したがって、高圧冷媒流路13内の短時間
の圧力上昇では弁体21と弁座20との間は完全には閉
じきらず、高圧冷媒流路13内の大きな圧力変動に発展
しないので、振動や異音等が発生しない。 【0050】 【発明の効果】本発明によれば、弁体に当接するロッド
の端面に、付勢手段によってそこに押し付けられる弁体
を弁座の中心からずれた位置に案内するための凹みを形
成したことにより、凹みがいわゆるクリック機構になっ
て、凹みから弁体が抜け出すためには、より大きな力で
弁体を弁座に押し付ける必要がある。その結果、高圧冷
媒流路内の短時間の圧力上昇では弁が完全には閉じきら
ず、高圧冷媒流路内の大きな圧力変動に発展しないの
で、振動や異音等が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の膨張弁の縦断面図であ
る。 【図2】本発明の実施の形態の弁が少し開いている状態
の部分断面図である。 【図3】本発明の実施の形態の弁がほとんど閉じようと
している状態の部分断面図である。 【図4】本発明の実施の形態の弁が閉じきっている状態
の部分断面図である。 【図5】従来の膨張弁の縦断面図である。 【図6】従来の膨張弁の弁が少し開いている状態の部分
断面図である。 【図7】従来の膨張弁の弁がほとんど閉じようとしてい
る状態の部分断面図である。 【図8】従来の膨張弁の弁が閉じきっている状態の部分
断面図である。 【符号の説明】 1 蒸発器 10 膨張弁 13 高圧冷媒流路 15 絞り孔 17 圧縮コイルスプリング 20 弁座 21 弁体 22 凹み 23 ロッド 30 感温室
る。 【図2】本発明の実施の形態の弁が少し開いている状態
の部分断面図である。 【図3】本発明の実施の形態の弁がほとんど閉じようと
している状態の部分断面図である。 【図4】本発明の実施の形態の弁が閉じきっている状態
の部分断面図である。 【図5】従来の膨張弁の縦断面図である。 【図6】従来の膨張弁の弁が少し開いている状態の部分
断面図である。 【図7】従来の膨張弁の弁がほとんど閉じようとしてい
る状態の部分断面図である。 【図8】従来の膨張弁の弁が閉じきっている状態の部分
断面図である。 【符号の説明】 1 蒸発器 10 膨張弁 13 高圧冷媒流路 15 絞り孔 17 圧縮コイルスプリング 20 弁座 21 弁体 22 凹み 23 ロッド 30 感温室
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧
冷媒流路の途中の断面積を細く絞って形成された絞り孔
と、 上記絞り孔の上流側開口部の口元に形成された弁座に上
流側から対向するように配置された球状の弁体と、 上記弁体を上流側から上記弁座に向けて付勢するための
付勢手段と、 上記蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度に対応して
動作する感温部と上記弁体との間に挟置され、上記絞り
孔内に緩く挿通されて一端が上記弁体に固着されること
なく当接するロッドとを設けて、 上記ロッドを介して上記感温部の動きによって上記弁体
を上記弁座に対して開閉動作させるようにした膨張弁に
おいて、 上記弁体に当接する上記ロッドの端面に、上記付勢手段
によってそこに押し付けられる弁体を上記弁座の中心か
らずれた位置に案内するための凹みを形成したことを特
徴とする膨張弁。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06785796A JP3481036B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 膨張弁 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09257341A JPH09257341A (ja) | 1997-10-03 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06785796A Expired - Fee Related JP3481036B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 膨張弁 |
Country Status (1)
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1996
- 1996-03-25 JP JP06785796A patent/JP3481036B2/ja not_active Expired - Fee Related
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