JP3712828B2 - 冷凍冷蔵装置、冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍冷蔵装置および冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁に関し、さらに詳細には、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ型式の温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置およびその冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁、温度膨張弁に関し、特に凝縮器の出口側の冷媒温度（凝縮温度）が低い場合の冷媒流量補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁によって蒸発器の温度負荷量に相応して凝縮器より蒸発器へ流れる循環冷媒流量を制御し、この流量制御によって蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つことが行われている。
【０００３】
温度膨張弁による冷媒流量は、温度膨張弁前後の冷媒圧力差を決める凝縮器の出口側の冷媒圧力（温度）と、蒸発器入口（膨張弁出口）側の冷媒圧力（温度）と、温度膨張弁の開弁量とにより決まる。
【０００４】
凝縮温度が低下すると、膨張弁前後の冷媒圧力差が小さくなることや、膨張弁入口側の冷媒状態が気液二相状態になることにより、蒸発器への冷媒供給量が不足し、蒸発器出口側の冷媒温度（過熱度）が著しく高くなり、温度制御が困難になる。このことにより、圧縮機の吸入冷媒の過熱度が著しく高くなり、これに応じて圧縮機が吐出する冷媒温度が高くなり、また圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じ、圧縮機の損傷、破壊が生じる虞れがある。
【０００５】
また、凝縮温度が低下すると、蒸発器の能力を確保できなくなることにより、冷房効果、除湿効果が低減し、また蒸発器の結氷により熱交換効率の低下することによって蒸発器の能力が低下し、このことによっても冷房効果、除湿効果が低減することになる。
【０００６】
冷凍冷蔵装置での凝縮圧力（温度）は、基本的には、凝縮器の熱交換能力と熱交換する負荷温度（外気温度）および熱量（冷媒循環量）により決まり、凝縮圧力制御により凝縮圧力を所定値に保つ冷凍冷蔵装置がある。
【０００７】
凝縮圧力制御は、凝縮器が水冷式のものである場合には、冷却水の温度と流量により凝縮圧力が決まるから、冷却水流量制御式の凝縮圧力制御弁によって、設定された凝縮圧力に対して冷却水流量を増減制御することにより、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００８】
凝縮器が空冷式のものである場合には、外気雰囲気温度と冷却ファンの風量により凝縮圧力が決まるから、冷媒バイパス式の凝縮圧力制御弁（ＨＰＲ）によって、凝縮器を流れる冷媒の流量を制御することにより、あるいは冷却ファンの回転数制御により、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００９】
しかし、上述のような凝縮圧力制御は、圧縮機負荷を増加させ、省エネルギに反する制御であり、また、冬季等の低温時、特に起動時には、凝縮温度が低く、所要の凝縮圧力が得られなくなることがある。
【００１０】
これに加えて、圧縮機を停止した直後の、圧縮機よりも凝縮器側、つまり下流側の冷媒が高温高圧であり、圧縮機よりも蒸発器側、つまり上流側の冷媒が低温低圧である状態のまま、温度膨張弁の閉弁により凝縮器側から蒸発器側への冷媒の供給を絶ち、そのままの状態で圧縮機を再び駆動すると、圧縮機の上流側と下流側の冷媒の圧力差により圧縮機に大きな負荷がかかり、例えばカーエアコンのようなエンジンの回転を利用して圧縮機を駆動する場合には、圧縮機のみならずエンジンなどの動力供給源にまで負荷の影響による故障が発生する虞がある。
【００１１】
上述のような問題点に鑑み、特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁では、弁体を閉弁方向へ付勢する過熱度設定用のばねを感温型の形状記憶合金によりばねを構成し、凝縮温度を形状記憶合金製ばねにより直接感知するようにし、凝縮温度が低い時には、凝縮温度が高い時に比して過熱度設定ばね圧を下げて温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保するようにしている。
【００１２】
また、形状記憶合金を使用した温度膨張弁として、特開昭５８−１８４３７３号公報には、弁棒を冷媒温度に感応する形状記憶合金により構成、あるいは冷媒温度に感応する形状記憶合金製のばね部材により弁座部材を可動支持し、冷媒温度に応じて冷媒流量制御域を拡大した温度膨張弁が示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁は、凝縮温度（圧力）が低い時には、温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保すると云う所期の目的を達成できるが、しかし、この温度膨張弁では、必要特性に対する形状記憶合金製ばねの設計、調整が難しく、定常時（凝縮圧力が定常圧の時）の温度膨張弁の開弁特性に影響を与え、定常時の冷凍冷蔵装置の性能を低下される可能性がある。また形状記憶合金製ばねの荷重差が大きく、形状記憶合金製ばねが凝縮器側の冷媒に直接、触れるため、応答が早すぎると云う問題点もある。
【００１４】
特開昭５８−１８４３７３号公報に示されている温度膨張弁は、形状記憶合金製の弁棒、ばね部材が感知する冷媒温度は、それらの配置位置によって制御特性が異なり、これら弁棒、ばね部材は専ら蒸発器側の冷媒温度に感応し、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を適切に行うことはできない。
【００１５】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量補正を適切に行い、圧縮機の駆動時に無用な負荷がかかるのを防止することができる冷凍冷蔵装置、冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による温度膨張弁は、蒸発器の出口温度に相応して弁体に作用する開弁方向の圧力と、該弁体に閉弁方向に作用する対抗ばねのばね荷重との平衡関係により開閉動作して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁において、前記対抗ばねは、常時所定のばね荷重を発生して前記弁体に閉弁方向に作用させる設定ばねと、凝縮器出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度の低下によりばね荷重を低減して前記弁体に閉弁方向に作用させる形状記憶合金製の補正ばねとにより構成されているものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００１８】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１または２に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００１９】
請求項４に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、請求項４に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２１】
請求項６に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、請求項４または５に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２２】
請求項７に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、請求項４、５または６に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものである。
【００２３】
請求項８に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものである。
【００２４】
請求項９に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、請求項８に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２５】
請求項１０に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、請求項８または９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２６】
請求項１１に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、請求項８、９または１０に記載の冷凍冷蔵装置冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものである。
【００２７】
請求項１２に記載の発明による温度膨張弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させる感温素子とを組み込まれているものである。
【００２８】
その上で、請求項１２に記載の発明による温度膨張弁は、前記感温素子は、温度膨張弁の本体ハウジング内に、前記循環冷媒の流路から隔離されて密閉形成され、凝縮器の出口側の冷媒温度が前記本体ハウジングの膨張弁入口部から該本体ハウジングを介して熱伝導により伝わるばね室に配置され、該ばね室内の密閉空間の雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する感温ばねであるものである。
【００２９】
請求項１３に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１２に記載の温度膨張弁において、前記感温素子が、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００３０】
請求項１４に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１２または１３に記載の温度膨張弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものである。
【００３１】
請求項１に記載の発明による温度膨張弁では、凝縮器出口側の冷媒温度が低下すると、形状記憶合金製の補正ばねのばね荷重が低減し、その分、対抗ばねのばね荷重が低減することにより、開弁量が増えて蒸発器への供給冷媒量が増加する。
【００３２】
請求項２に記載の発明による温度膨張弁では、補正ばねが温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該補正ばねは凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００３３】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁では、補正ばねが温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該補正ばねは雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００３４】
請求項４に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、凝縮器出口側の冷媒温度が所定値以下になると、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００３５】
請求項５に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該感温素子が凝縮器の出口側の冷媒温度に感応する。
【００３６】
請求項６に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００３７】
請求項７に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって冷媒流量補正用バイパス弁の開弁が行われる。
【００３８】
請求項８に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁と請求項１２に記載の発明による温度膨張弁では、凝縮器の出口側の冷媒温度が所定値以下の場合になると、感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００３９】
請求項９に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該感温素子が凝縮器の出口側の冷媒温度に感応する。
【００４０】
請求項１０に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００４１】
請求項１１に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁と請求項１４に記載の発明による温度膨張弁では、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって開弁が行われる。
【００４２】
請求項１３に記載の発明による温度膨張弁では、感温素子が温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該感温素子が凝縮器の出口側の冷媒温度に感応する。
【００４３】
また、請求項１２に記載の発明による温度膨張弁では、感温素子が温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１はこの発明による温度膨張弁を含む冷凍冷蔵システムの一つの実施の形態を示している。冷凍冷蔵システムは、通常の冷凍冷蔵システムと同等に、圧縮機１、凝縮器（コンデンサ）３、レシーバ５、温度膨張弁７、蒸発器（エバポレータ）９を有し、これらは冷媒管１１、１３、１５、１７、１９によりループ接続されている。
【００４６】
温度膨張弁７は、アルミニウム合金等により構成されたハウジング本体２１を有している。ハウジング本体２１は、入口ポート２３と出口ポート（膨張室）２５とを有し、入口ポート２３と出口ポート２５との間に、弁ポート２７、弁室２９を有している。
【００４７】
弁室２９にはボール状の弁体３１が設けられており、弁体３１は弁座部３３に着座することにより弁ポート２７を閉じ、弁座部３３よりの離間量（リフト量）により開弁量（冷媒流量）を定量的に制御する。
【００４８】
弁室２９には、ハウジング本体２１に調節可能にねじ止めされたアジャスタブルばねリテーナ３５と、弁体側ばねリテーナ３７と、アジャスタブルばねリテーナ３５と弁体側ばねリテーナ３７との間に設けられた設定ばね３９とが設けられている。
【００４９】
設定ばね３９は、通常のばね材により構成され、常時、所定のばね荷重を発生する。設定ばね３９が発生するばね荷重は、図１にて上向きの閉弁方向のばね荷重であり、対抗ばね荷重の一部を担っている。
【００５０】
ハウジング本体２１にはダイヤフラムケース４１、４３が取り付けられている。ダイヤフラムケース４１、４３内にはダイヤフラム４５が張られてあり、ダイヤフラム４５の上下両側に圧力室４７、４９が画定されている。
【００５１】
圧力室４９にはハウジング本体２１より上下動可能に支持されてダイヤフラム４５により駆動されるピストン５１が設けられている。また、ハウジング本体２１は連結棒５３を上下動可能に支持しており、連結棒５３は、ピストン５１の動きを弁体３１に伝え、弁体３１を設定ばね３９のばね力に抗して押し下げることにより、弁体３１を開弁駆動する。
【００５２】
なお、圧力室４９は、ピストン５１とハウジング本体２１との間の隙間、後述するばね室５９、孔２２によって出口ポート２５に連通し、蒸発器入力側の冷媒圧力を及ぼされる。また圧力室４９、ばね室５９に入口ポート側冷媒が流入しないよう、連結棒５３の摺動部には、固定リテーナ１６によって取り付けられたばね１８によって予圧を与えられたパッキン部材２０が設けられている。
【００５３】
圧力室４７は、冷媒管１９に取り付けられた感温筒５７とキャピラリチューブ５５によって接続されている。圧力室４７、キャピラリチューブ５５、感温筒５７にはガスが封入されており、感温筒５７が冷媒管１９を流れる冷媒の温度、すなわち、蒸発器９の出口側温度に感応することで、感温筒５７の感知温度に相応する封入ガス圧が圧力室４７に与えられるようになっている。
圧力室４７に与えられる封入ガス圧はダイヤフラム４５の上面に作用し、ダイヤフラム４５、ピストン５１を押し下げるように作用する。この封入ガス圧の封入特性は、封入仕様によって線形に一義的に決定されている。
【００５４】
ハウジング本体２１は、弁ポート２７より入口ポート２３側、すなわち、冷媒入口部にばね室５９を有している。ばね室５９には形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された補正ばね６１が配置されている。
【００５５】
補正ばね６１は、ハウジング本体２１とピストン５１との間に作用し、ピストン５１を介してダイヤフラム４５を持ち上げる方向に作用する。ばね室５９には、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が伝導によりハウジング本体２１を介して伝わり、補正ばね６１はこの温度に感応する。これにより、補正ばね６１は、その配置位置からして、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【００５６】
補正ばね６１は、形状記憶合金の感温形状記憶動作により、凝縮温度Ｔｃが低下すれば、ばね荷重を低減する。
【００５７】
これにより、図２に示されているように、対抗ばね力（対抗ばね荷重）は、補正ばね６１が有効に作用する定常凝縮温度域（たとえば、２０℃以上）では、設定ばね３９のばね力Ｗ0 と補正ばね６１のばね力Ｗ1 との合成ばね力Ｗ0 ＋Ｗ1 となり、この合成ばね力Ｗ0 ＋Ｗ1 と感温筒５７の温度に相応する封入ガス圧との関係によって定常凝縮温度域（高凝縮温度時）での過熱度（正規設定過熱度）が、たとえば４ｄｅｇに設定される。
【００５８】
凝縮温度Ｔｃが低下し、これに応じて凝縮温度Ｔｃを主体として雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’が低下すると、形状記憶合金製の補正ばね６１のばね力Ｗ1 が低下し、温度Ｔｃ’の低下が進むことにより補正ばね６１のばね力Ｗ1 がＷ1 ’まで低下する。この時の対抗ばね力は、設定ばね３９のばね力Ｗ0 と、補正ばね６１の低下後のばね力Ｗ1 ’との合成ばね力Ｗ0 ＋Ｗ1 ’となり、対抗ばね力の低下荷重分が設定過熱度の低下として作用し、温度膨張弁７の蒸発器９への供給冷媒流量が増加する。
【００５９】
図３は凝縮温度と蒸発器出口側の冷媒の過熱度との関係を示している。低凝縮温度（圧力）時には、温度膨張弁７の前後の冷媒圧力差が少なくなることにより、温度膨張弁７より蒸発器９へ供給する冷媒流量が不足し、過熱度が設定過熱度より著しく大きくなるが、本発明による温度膨張弁７におけるように、低凝縮温度時には、形状記憶合金製の補正ばね６１による対抗ばね力の低減補正によって温度膨張弁７の蒸発器９への供給冷媒流量が増加することにより、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【００６０】
これにより、過熱度が設定過熱度より大きくなることが回避され、低凝縮温度時にも所要の冷房効果が得られ、また、循環冷媒量の低下によって圧縮機１への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機１の寿命が確保される。
【００６１】
しかも、蒸発器９側、つまり圧縮機１の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器３側、つまり圧縮機１の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機１が停止した場合でも、補正ばね６１による対抗ばね力の低減補正によって温度膨張弁７の蒸発器９への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機１の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機１にかかることも回避され、これによっても圧縮機１の寿命が確保される。
【００６２】
上述の構成による温度膨張弁７では、設定ばね３９のばね力Ｗ0 と補正ばね６１のばね力Ｗ1 を個々に設計、設定することが可能であり、自由度が大きいと共に、温度膨張弁としての機能、性能を確実に確保することができる。
【００６３】
低凝縮温度時の補正値は、補正ばね６１単体として設定、選択することができ、また定常凝縮温度時（高凝縮温度時）には、通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【００６４】
また、上述の構成による温度膨張弁７では、補正ばね６１は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、補正ばね６１が感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【００６５】
（実施の形態２）
図４はこの発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示している。なお、図４において、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００６６】
この実施の形態による冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁７をバイパスして冷媒管１５と１７とを接続するバイパス配管６９が設けられており、このバイパス配管６９の途中に、当該バイパス配管６９を開閉する冷媒流量補正用バイパス弁７１が設けられている。
【００６７】
冷媒流量補正用バイパス弁７１はアルミニウム合金等により構成されたハウジング本体７３を有している。
【００６８】
ハウジング本体７３は、凝縮器３側に入口ポート７５を、蒸発器９側に出口ポート７７を、入口ポート７５と出口ポート７７との間に弁室７９および弁ポート８１を有している。
【００６９】
弁室７９にはボール状の弁体８３が設けられている。弁体８３は、弁座部８５に着座することにより弁ポート８１を閉じ、弁座部８５より離間することにより弁ポート８１を開く。
【００７０】
ハウジング本体７３には、シール部材８７を挟んでスナップリング８９によってばね室プラグ９１が気密に装着されている。またハウジング本体７３は弁棒９３を可動支持している。ばね室プラグ９１と弁棒９３との間にはバイアスばね９５が設けられており、バイアスばね９５は弱いばね力をもって弁体８３を閉弁方向へ付勢している。
【００７１】
ハウジング本体７３の入口ポート７５側には、すなわち、冷媒入口部には、ばね室プラグ９１によって閉じられたばね室９７が形成されている。ばね室９７には形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された感温ばね（感温素子）９９が配置されている。感温ばね９９は、下端をばね室９７の底部に係止され、上端を弁棒９３に固定されたばねリテーナ１０１によって受け止められ、高温時には収縮して弁体８３を閉弁させ、これに対し、低温時には伸長して弁棒９３を持ち上げ、弁体８３を開弁させる。
【００７２】
感温ばね９９はばね室９７内にあり、ばね室９７には、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が伝導によりハウジング本体７１を介して伝わり、感温ばね９９はこの温度に感応するから、感温ばね９９は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【００７３】
上述の構成により、高凝縮温度時（定常時）には、感温ばね９９が収縮状態にあって弁体８３が閉弁しているから、バイパス配管６９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【００７４】
凝縮温度が低下した低凝縮温度時には、感温ばね９９が伸長して弁体８３が開弁するから、バイパス配管６９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００７５】
これにより、低凝縮温度（圧力）時には蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、定常状態時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【００７６】
なお、低凝縮温度時に弁体８３が開弁してバイパス配管６９を冷媒が流れても、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御方式で行われるから、低凝縮温度時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００７７】
また、感温ばね９９は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、感温ばね９９が感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【００７８】
冷媒流量補正用バイパス弁７１の開閉特性は、形状記憶合金により構成された感温ばね９９の温度特性により、ばね単体として設定、選択することができるから、低凝縮温度時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになる。
【００７９】
また、温度膨張弁７は通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【００８０】
（実施の形態３）
図５はこの発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置の他の実施の形態を示している。なお、図５において、図４に対応する部分は図４に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００８１】
この実施の形態による冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁７をバイパスして冷媒管１５と１７とを接続するバイパス配管６９が設けられており、このバイパス配管６９の途中に、当該バイパス配管６９を開閉する冷媒流量補正用バイパス弁７１Ａが設けられている。
【００８２】
冷媒流量補正用バイパス弁７１Ａはアルミニウム合金等により構成されたハウジング本体７３Ａを有している。
【００８３】
ハウジング本体７３Ａは、凝縮器３側に入口ポート７５Ａを、蒸発器９側に出口ポート７７Ａを、入口ポート７５Ａと出口ポート７７Ａとの間に弁室７９Ａおよび弁ポート８１Ａを有している。
【００８４】
弁室７９Ａにはボール状の弁体８３Ａが設けられている。弁体８３Ａは、弁座部８５Ａに着座することにより弁ポート８１Ａを閉じ、弁座部８５Ａより離間することにより弁ポート８１Ａを開く。
【００８５】
また、ハウジング本体７３Ａには、シール部材８７Ａを挟んでばね室キャップ９１Ａが気密に螺着されている。またハウジング本体７３Ａは弁棒９３Ａを可動支持している。
【００８６】
ハウジング本体７３Ａの入力ポート７５Ａ側には、すなわち、冷媒入口部には、ばね室キャップ９１Ａによって閉じられたばね室９７Ａが形成されている。ばね室９７Ａにはバイアスばね９５Ａが配置されている。バイアスばね９５Ａは、下端をばね室９７Ａの底部に係止され、上端を弁棒９３Ａに固定されたばねリテーナ１０１Ａによって受け止められ、弱いばね力をもって弁体８３Ａを開弁方向へ付勢している。
【００８７】
また、ばね室キャップ９１Ａと、弁棒９３Ａに被せられたリテーナ１０３Ａとの間には、形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された感温ばね（感温素子）９９Ａが配置されている。感温ばね９９Ａは、下端をばね室９７の底部側に延出したリテーナ１０３Ａ部分に係止され、上端をばね室キャップ９１Ａによって受け止められ、高温時には伸長して弁体８３Ａを閉弁させ、これに対し、低温時には収縮して、バイアスばね９５Ａの付勢力により弁棒９３Ａを持ち上げ、弁体８３Ａを開弁させる。
【００８８】
ばね室９７Ａは連通孔９８Ａを介して弁室７９Ａと連通しており、ばね室９７Ａには、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が流入し、感温ばね９９Ａはこの温度に感応するから、感温ばね９９Ａは、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【００８９】
上述の構成により、高凝縮温度時（定常時）には、感温ばね９９Ａが伸長状態にあって弁体８３Ａが閉弁しているから、バイパス配管６９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【００９０】
凝縮温度が低下した低凝縮温度時には、感温ばね９９Ａが収縮して弁体８３Ａが開弁するから、バイパス配管６９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００９１】
これにより、低凝縮温度（圧力）時には蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、定常状態時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【００９２】
なお、低凝縮温度時に弁体８３Ａが開弁してバイパス配管６９を冷媒が流れても、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御方式で行われるから、低凝縮温度時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００９３】
また、感温ばね９９Ａは、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、感温ばね９９Ａが感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【００９４】
冷媒流量補正用バイパス弁７１Ａの開閉特性は、形状記憶合金により構成された感温ばね９９Ａの温度特性により、ばね単体として設定、選択することができるから、低凝縮温度時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになる。
【００９５】
また、温度膨張弁７は通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【００９６】
尚、実施の形態２〜３では、バイパス配管６９の出口側の接続は、要求特性等に応じて、図４及び図５に符号６９ａにより示されているように、蒸発器９の中間部や、図４及び図５に符号６９ｂにより示されているように、蒸発器９の出口部等に、容易に設計変更することもできる。
【００９７】
そして、実施の形態１〜３の冷凍冷蔵システムは、冷媒流量補正用のバイパス弁を単体の温度膨張弁の内部に設け、或は、バイパス弁そのものが単体で構成されていることから、それら自体に大きさの制約がなく、その分だけ補正ばね６１および感温ばね９９，９９Ａを大きくして温度変形の再現性を高めることができ、このため、例えば大型プレハブ冷蔵庫や大型船用冷蔵庫などの高い冷蔵冷凍能力を要求される場合に用いるのに比較的適していると言える。
【００９８】
（実施の形態４）
図６〜図８はこの発明による温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の他の実施の形態を示している。なお、図６〜図８において、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００９９】
温度膨張弁７は、ハウジング本体２１に、蒸発器９より圧縮機１への冷媒通路の一部をなす貫通冷媒通路２４を有しており、この貫通冷媒通路２４の両側に冷媒管１９ａ、１９ｂが連通接続されている。
【０１００】
ダイヤフラムケース４３には、冷凍冷蔵装置の冷媒回路を流れる冷媒と同じか、或は、冷媒回路を流れる冷媒に相応する気体を、ダイヤフラム４５の上側の圧力室４７に封入する際に用いられる封入管５７’が取付られていて、この封入管５７’は冷媒の圧力室４７への封入後に封止される。
そして、圧力室４７の内圧は、従来のものと同様に、貫通冷媒通路２４を横切って延在する弁棒５３が貫通冷媒通路２４を流れる蒸発器９よりの冷媒流中に曝されて、この弁棒５３よりリテーナ５１’、ダイラフラム４５を経て圧力室４７へ伝わる、蒸発器９の出口側の冷媒温度に相応して変化する。
【０１０１】
ダイヤフラム４５の下側の圧力室４９は、孔５４によって貫通冷媒通路２４と連通しており、蒸発器９の出口側の冷媒圧力を及ぼされる。
【０１０２】
上述の構造（通常構成）により、弁体３１は、圧力室４７と圧力室４９との差圧による開弁力と、設定ばね３９による閉弁力との平衡関係により、開弁量を設定される。これにより、温度膨張弁７は、従来のものと同様に、蒸発器９の温度負荷量に相応して開弁量を設定され、蒸発器９の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、過熱度を規定値に保つ。
【０１０３】
ハウジング本体２１には弁ポート２７をバイパスして入口ポート２３と出口ポート２５とを連通接続するバイパス通路１１１が形成されており、バイパス通路１１１は、バイパス通路入口１１１ａによって入口ポート２３に開口し、バイパス通路出口１１１ｂによって出口ポート２５に開口している。
【０１０４】
ハウジング本体２１には、バイパス通路１１１の途中に相当する部位にバイパス室１１３が形成されている。バイパス室１１３はシール部材１１５を挟んでスナップリング１１７によってハウジング本体２１に気密に装着されたカバー１１９によって密閉されている。
【０１０５】
バイパス通路入口１１１ａ側にはボール状のバイパス弁体１２１が設けられている。バイパス弁体１２１は、弁座部１２３に着座することによりバイパス通路入口１１１ａとバイパス通路出口１１１ｂとの間に形成されているバイパス弁ポート１２５を閉じ、弁座部１２３より離間することによりバイパス弁ポート１２５を開く。
【０１０６】
ハウジング本体２１には、シール部材１２７を挟んでスナップリング１２９によってばね室プラグ１３１が気密に装着されている。またハウジング本体２１は弁棒１３３を可動支持している。
【０１０７】
ハウジング本体２１の入力ポート２３側には、すなわち、冷媒入口部には、ばね室プラグ１３１によって閉じられたばね室１３５が形成されている。ばね室１３５には形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された感温ばね（感温素子）１３７が配置されている。感温ばね１３７は、下端をばね室１３５の底部に係止され、上端を弁棒１３３に固定されたばねリテーナ１３９によって受け止められ、高温時には収縮してバイパス弁体１２１を閉弁させ、これに対し、低温時には伸長して弁棒１３３を引き、バイパス弁体１２３を開弁させる。
【０１０８】
感温ばね１３７はばね室１３５内にあり、ばね室１３５には、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が伝導によりハウジング本体２１を介して伝わり、感温ばね１３７はこの温度に感応するから、感温ばね１３７は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【０１０９】
上述の構成により、高凝縮温度時（定常時）には、感温ばね１３７が収縮状態にあってバイパス弁体１２１が閉弁しているから、バイパス通路１１１における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【０１１０】
凝縮温度が低下した低凝縮温度時には、感温ばね１３７が伸長してバイパス弁体１２１が開弁するから、バイパス通路１１１を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分（図９参照）だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【０１１１】
これにより、低凝縮温度（圧力）時には蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、定常状態時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【０１１２】
また、感温ばね１３７は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、感温ばね１３７が感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【０１１３】
低凝縮温度時にバイパス弁体１２１が開弁してバイパス通路１１１を冷媒が流れても、温度膨張弁７によって図９に示されている過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御方式で行われるから、低凝縮温度時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【０１１４】
バイパス弁体１２１の開閉特性は、形状記憶合金により構成された感温ばね１３７の温度特性により、ばね単体として設定、選択することができるから、低凝縮温度時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになる。
【０１１５】
また、この場合も、温度膨張弁７は通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【０１１６】
また、バイパス通路１１１、バイパス弁体１２１、弁棒１３３、感温ばね１３７等によるバイパス弁構造が、貫通冷媒通路２４や温度膨張弁７とともにハウジング２１に組み込まれていることにより、取付性、スペース性がよく、この実施の形態の冷凍冷蔵システムは、例えばカーエアコンなどの取付スペースに制約のある場合に用いるのに比較的適していると言える。
【０１１７】
なお、実施の形態２、４における感温ばね９９、１３７は、バイメタルのように、温度によって可逆的に変形するものにより構成することもでき、また形状はコイルばねに限定されるものでなく、板ばね状などであってもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１に記載の発明による温度膨張弁によれば、蒸発器の出口温度に相応して弁体に作用する開弁方向の圧力と、該弁体に閉弁方向に作用する対抗ばねのばね荷重との平衡関係により開閉動作して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁において、前記対抗ばねは、常時所定のばね荷重を発生して前記弁体に閉弁方向に作用させる設定ばねと、凝縮器出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度の低下によりばね荷重を低減して前記弁体に閉弁方向に作用させる形状記憶合金製の補正ばねとにより構成されているものとした。
【０１１９】
このため、凝縮器出口側の冷媒温度が低下すると、形状記憶合金製の補正ばねのばね荷重が低減し、その分、対抗ばねのばね荷重が低減することにより、開弁量が増えて蒸発器への供給冷媒量が増加するから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１２０】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、補正ばねによる対抗ばね力の低減補正によって温度膨張弁の蒸発器への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１２１】
請求項２に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１２２】
このため、補正ばねが温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、補正ばねは凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１２３】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１または２に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１２４】
このため、補正ばねが温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、補正ばねは雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、補正ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１２５】
請求項４に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、凝縮器出口側の冷媒温度が所定値以下になると、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１２６】
請求項５に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものとした。
【０１２７】
このため、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、感温素子が凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１２８】
請求項６に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、請求項４または５に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１２９】
このため、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、補正ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１３０】
請求項７に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、請求項４、５または６に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものとした。
【０１３１】
このため、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって冷媒流量補正用バイパス弁の開弁が行われるから、この開弁が的確に行われ、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１３２】
請求項８に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものとした。
【０１３３】
凝縮器の出口側の冷媒温度が所定値以下の場合になると、感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１３４】
請求項９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁によれば、請求項８に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１３５】
このため、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、感温素子が凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１３６】
請求項１０に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、請求項８または９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１３７】
このため、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、補正ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１３８】
請求項１１に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、請求項８、９または１０に記載の冷凍冷蔵装置冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものとした。
【０１３９】
このため、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって開弁が行われるから、この開弁が的確に行われ、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１４０】
請求項１２に記載の発明による温度膨張弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させる感温素子とを組み込まれているものとした。
【０１４１】
このため、凝縮器の出口側の冷媒温度が所定値以下の場合になると、感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１４２】
また、請求項１２に記載の発明による温度膨張弁によれば、前記感温素子は、温度膨張弁の本体ハウジング内に、前記循環冷媒の流路から隔離されて密閉形成され、凝縮器の出口側の冷媒温度が前記本体ハウジングの膨張弁入口部から該本体ハウジングを介して熱伝導により伝わるばね室に配置され、該ばね室内の密閉空間の雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する感温ばねであるものとした。
【０１４３】
このため、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、感温ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１４４】
請求項１３に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１２に記載の温度膨張弁において、前記感温素子が、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１４５】
このため、感温素子が温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、感温素子が凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１４６】
請求項１４に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１２または１３に記載の温度膨張弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものとした。
【０１４７】
このため、感温素子が形状記憶合金に構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって冷媒流量補正用バイパス弁の開弁が行われるから、この開弁が的確に行われ、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】この発明による温度膨張弁における凝縮温度−対抗ばね特性を示すグラフである。
【図３】冷媒の凝縮温度と運転過熱度との関係を示すグラフである。
【図４】この発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図５】この発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の他の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図６】この発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の他の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図７】図６に示されている温度膨張弁の側面図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】冷媒の凝縮温度と運転過熱度との関係と、冷媒の凝縮温度とバイパス冷媒流量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 凝縮器
５ コンデンサ
７ 温度膨張弁
９ 蒸発器
２１，７３，７３Ａ ハウジング本体
２３，７５，７５Ａ 入口ポート
２４ 貫通冷媒通路
２５，７７，７７Ａ 出口ポート
２９，７９，７９Ａ 弁室
２７，８１，８１Ａ 弁ポート
３１，８３，８３Ａ 弁体
３９ 設定ばね
４５ ダイヤフラム
４７、４９ 圧力室
５７ 感温筒
５９，９７，１３５ ばね室
６１ 補正ばね
６９ バイパス配管
７１，７１Ａ 冷媒流量補正用バイパス弁
９３，９３Ａ 弁棒
９９，９９Ａ，１３７ 感温ばね
１１１ バイパス通路
１２１ バイパス弁体
１２５ バイパス弁ポート
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍冷蔵装置および冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁に関し、さらに詳細には、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ型式の温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置およびその冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁、温度膨張弁に関し、特に凝縮器の出口側の冷媒温度（凝縮温度）が低い場合の冷媒流量補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁によって蒸発器の温度負荷量に相応して凝縮器より蒸発器へ流れる循環冷媒流量を制御し、この流量制御によって蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つことが行われている。
【０００３】
温度膨張弁による冷媒流量は、温度膨張弁前後の冷媒圧力差を決める凝縮器の出口側の冷媒圧力（温度）と、蒸発器入口（膨張弁出口）側の冷媒圧力（温度）と、温度膨張弁の開弁量とにより決まる。
【０００４】
凝縮温度が低下すると、膨張弁前後の冷媒圧力差が小さくなることや、膨張弁入口側の冷媒状態が気液二相状態になることにより、蒸発器への冷媒供給量が不足し、蒸発器出口側の冷媒温度（過熱度）が著しく高くなり、温度制御が困難になる。このことにより、圧縮機の吸入冷媒の過熱度が著しく高くなり、これに応じて圧縮機が吐出する冷媒温度が高くなり、また圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じ、圧縮機の損傷、破壊が生じる虞れがある。
【０００５】
また、凝縮温度が低下すると、蒸発器の能力を確保できなくなることにより、冷房効果、除湿効果が低減し、また蒸発器の結氷により熱交換効率の低下することによって蒸発器の能力が低下し、このことによっても冷房効果、除湿効果が低減することになる。
【０００６】
冷凍冷蔵装置での凝縮圧力（温度）は、基本的には、凝縮器の熱交換能力と熱交換する負荷温度（外気温度）および熱量（冷媒循環量）により決まり、凝縮圧力制御により凝縮圧力を所定値に保つ冷凍冷蔵装置がある。
【０００７】
凝縮圧力制御は、凝縮器が水冷式のものである場合には、冷却水の温度と流量により凝縮圧力が決まるから、冷却水流量制御式の凝縮圧力制御弁によって、設定された凝縮圧力に対して冷却水流量を増減制御することにより、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００８】
凝縮器が空冷式のものである場合には、外気雰囲気温度と冷却ファンの風量により凝縮圧力が決まるから、冷媒バイパス式の凝縮圧力制御弁（ＨＰＲ）によって、凝縮器を流れる冷媒の流量を制御することにより、あるいは冷却ファンの回転数制御により、凝縮圧力（温度）を設定圧に保つことが行われる。
【０００９】
しかし、上述のような凝縮圧力制御は、圧縮機負荷を増加させ、省エネルギに反する制御であり、また、冬季等の低温時、特に起動時には、凝縮温度が低く、所要の凝縮圧力が得られなくなることがある。
【００１０】
これに加えて、圧縮機を停止した直後の、圧縮機よりも凝縮器側、つまり下流側の冷媒が高温高圧であり、圧縮機よりも蒸発器側、つまり上流側の冷媒が低温低圧である状態のまま、温度膨張弁の閉弁により凝縮器側から蒸発器側への冷媒の供給を絶ち、そのままの状態で圧縮機を再び駆動すると、圧縮機の上流側と下流側の冷媒の圧力差により圧縮機に大きな負荷がかかり、例えばカーエアコンのようなエンジンの回転を利用して圧縮機を駆動する場合には、圧縮機のみならずエンジンなどの動力供給源にまで負荷の影響による故障が発生する虞がある。
【００１１】
上述のような問題点に鑑み、特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁では、弁体を閉弁方向へ付勢する過熱度設定用のばねを感温型の形状記憶合金によりばねを構成し、凝縮温度を形状記憶合金製ばねにより直接感知するようにし、凝縮温度が低い時には、凝縮温度が高い時に比して過熱度設定ばね圧を下げて温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保するようにしている。
【００１２】
また、形状記憶合金を使用した温度膨張弁として、特開昭５８−１８４３７３号公報には、弁棒を冷媒温度に感応する形状記憶合金により構成、あるいは冷媒温度に感応する形状記憶合金製のばね部材により弁座部材を可動支持し、冷媒温度に応じて冷媒流量制御域を拡大した温度膨張弁が示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６０−１４２１７５号公報に示されている温度膨張弁は、凝縮温度（圧力）が低い時には、温度膨張弁の開弁量を増やし、蒸発器への冷媒供給量を確保すると云う所期の目的を達成できるが、しかし、この温度膨張弁では、必要特性に対する形状記憶合金製ばねの設計、調整が難しく、定常時（凝縮圧力が定常圧の時）の温度膨張弁の開弁特性に影響を与え、定常時の冷凍冷蔵装置の性能を低下される可能性がある。また形状記憶合金製ばねの荷重差が大きく、形状記憶合金製ばねが凝縮器側の冷媒に直接、触れるため、応答が早すぎると云う問題点もある。
【００１４】
特開昭５８−１８４３７３号公報に示されている温度膨張弁は、形状記憶合金製の弁棒、ばね部材が感知する冷媒温度は、それらの配置位置によって制御特性が異なり、これら弁棒、ばね部材は専ら蒸発器側の冷媒温度に感応し、低凝縮圧力時の冷媒流量補正を適切に行うことはできない。
【００１５】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量補正を適切に行い、圧縮機の駆動時に無用な負荷がかかるのを防止することができる冷凍冷蔵装置、冷媒流量補正用バイパス弁および温度膨張弁を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による温度膨張弁は、蒸発器の出口温度に相応して弁体に作用する開弁方向の圧力と、該弁体に閉弁方向に作用する対抗ばねのばね荷重との平衡関係により開閉動作して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁において、前記対抗ばねは、常時所定のばね荷重を発生して前記弁体に閉弁方向に作用させる設定ばねと、凝縮器出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度の低下によりばね荷重を低減して前記弁体に閉弁方向に作用させる形状記憶合金製の補正ばねとにより構成されているものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００１８】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１または２に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００１９】
請求項４に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、請求項４に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２１】
請求項６に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、請求項４または５に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２２】
請求項７に記載の発明による冷凍冷蔵装置は、請求項４、５または６に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものである。
【００２３】
請求項８に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものである。
【００２４】
請求項９に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、請求項８に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２５】
請求項１０に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、請求項８または９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００２６】
請求項１１に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁は、請求項８、９または１０に記載の冷凍冷蔵装置冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものである。
【００２７】
請求項１２に記載の発明による温度膨張弁は、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させる感温素子とを組み込まれているものである。
【００２８】
その上で、請求項１２に記載の発明による温度膨張弁は、前記感温素子は、温度膨張弁の本体ハウジング内に、前記循環冷媒の流路から隔離されて密閉形成され、凝縮器の出口側の冷媒温度が前記本体ハウジングの膨張弁入口部から該本体ハウジングを介して熱伝導により伝わるばね室に配置され、該ばね室内の密閉空間の雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する感温ばねであるものである。
【００２９】
請求項１３に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１２に記載の温度膨張弁において、前記感温素子が、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものである。
【００３０】
請求項１４に記載の発明による温度膨張弁は、請求項１２または１３に記載の温度膨張弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものである。
【００３１】
請求項１に記載の発明による温度膨張弁では、凝縮器出口側の冷媒温度が低下すると、形状記憶合金製の補正ばねのばね荷重が低減し、その分、対抗ばねのばね荷重が低減することにより、開弁量が増えて蒸発器への供給冷媒量が増加する。
【００３２】
請求項２に記載の発明による温度膨張弁では、補正ばねが温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該補正ばねは凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００３３】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁では、補正ばねが温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該補正ばねは雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００３４】
請求項４に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、凝縮器出口側の冷媒温度が所定値以下になると、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００３５】
請求項５に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該感温素子が凝縮器の出口側の冷媒温度に感応する。
【００３６】
請求項６に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００３７】
請求項７に記載の発明による冷凍冷蔵装置では、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって冷媒流量補正用バイパス弁の開弁が行われる。
【００３８】
請求項８に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁と請求項１２に記載の発明による温度膨張弁では、凝縮器の出口側の冷媒温度が所定値以下の場合になると、感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになる。これにより蒸発器への冷媒供給量など、循環冷媒流量が増加する。
【００３９】
請求項９に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該感温素子が凝縮器の出口側の冷媒温度に感応する。
【００４０】
請求項１０に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁では、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００４１】
請求項１１に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁と請求項１４に記載の発明による温度膨張弁では、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって開弁が行われる。
【００４２】
請求項１３に記載の発明による温度膨張弁では、感温素子が温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、当該感温素子が凝縮器の出口側の冷媒温度に感応する。
【００４３】
また、請求項１２に記載の発明による温度膨張弁では、感温素子が温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１はこの発明による温度膨張弁を含む冷凍冷蔵システムの一つの実施の形態を示している。冷凍冷蔵システムは、通常の冷凍冷蔵システムと同等に、圧縮機１、凝縮器（コンデンサ）３、レシーバ５、温度膨張弁７、蒸発器（エバポレータ）９を有し、これらは冷媒管１１、１３、１５、１７、１９によりループ接続されている。
【００４６】
温度膨張弁７は、アルミニウム合金等により構成されたハウジング本体２１を有している。ハウジング本体２１は、入口ポート２３と出口ポート（膨張室）２５とを有し、入口ポート２３と出口ポート２５との間に、弁ポート２７、弁室２９を有している。
【００４７】
弁室２９にはボール状の弁体３１が設けられており、弁体３１は弁座部３３に着座することにより弁ポート２７を閉じ、弁座部３３よりの離間量（リフト量）により開弁量（冷媒流量）を定量的に制御する。
【００４８】
弁室２９には、ハウジング本体２１に調節可能にねじ止めされたアジャスタブルばねリテーナ３５と、弁体側ばねリテーナ３７と、アジャスタブルばねリテーナ３５と弁体側ばねリテーナ３７との間に設けられた設定ばね３９とが設けられている。
【００４９】
設定ばね３９は、通常のばね材により構成され、常時、所定のばね荷重を発生する。設定ばね３９が発生するばね荷重は、図１にて上向きの閉弁方向のばね荷重であり、対抗ばね荷重の一部を担っている。
【００５０】
ハウジング本体２１にはダイヤフラムケース４１、４３が取り付けられている。ダイヤフラムケース４１、４３内にはダイヤフラム４５が張られてあり、ダイヤフラム４５の上下両側に圧力室４７、４９が画定されている。
【００５１】
圧力室４９にはハウジング本体２１より上下動可能に支持されてダイヤフラム４５により駆動されるピストン５１が設けられている。また、ハウジング本体２１は連結棒５３を上下動可能に支持しており、連結棒５３は、ピストン５１の動きを弁体３１に伝え、弁体３１を設定ばね３９のばね力に抗して押し下げることにより、弁体３１を開弁駆動する。
【００５２】
なお、圧力室４９は、ピストン５１とハウジング本体２１との間の隙間、後述するばね室５９、孔２２によって出口ポート２５に連通し、蒸発器入力側の冷媒圧力を及ぼされる。また圧力室４９、ばね室５９に入口ポート側冷媒が流入しないよう、連結棒５３の摺動部には、固定リテーナ１６によって取り付けられたばね１８によって予圧を与えられたパッキン部材２０が設けられている。
【００５３】
圧力室４７は、冷媒管１９に取り付けられた感温筒５７とキャピラリチューブ５５によって接続されている。圧力室４７、キャピラリチューブ５５、感温筒５７にはガスが封入されており、感温筒５７が冷媒管１９を流れる冷媒の温度、すなわち、蒸発器９の出口側温度に感応することで、感温筒５７の感知温度に相応する封入ガス圧が圧力室４７に与えられるようになっている。
圧力室４７に与えられる封入ガス圧はダイヤフラム４５の上面に作用し、ダイヤフラム４５、ピストン５１を押し下げるように作用する。この封入ガス圧の封入特性は、封入仕様によって線形に一義的に決定されている。
【００５４】
ハウジング本体２１は、弁ポート２７より入口ポート２３側、すなわち、冷媒入口部にばね室５９を有している。ばね室５９には形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された補正ばね６１が配置されている。
【００５５】
補正ばね６１は、ハウジング本体２１とピストン５１との間に作用し、ピストン５１を介してダイヤフラム４５を持ち上げる方向に作用する。ばね室５９には、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が伝導によりハウジング本体２１を介して伝わり、補正ばね６１はこの温度に感応する。これにより、補正ばね６１は、その配置位置からして、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【００５６】
補正ばね６１は、形状記憶合金の感温形状記憶動作により、凝縮温度Ｔｃが低下すれば、ばね荷重を低減する。
【００５７】
これにより、図２に示されているように、対抗ばね力（対抗ばね荷重）は、補正ばね６１が有効に作用する定常凝縮温度域（たとえば、２０℃以上）では、設定ばね３９のばね力Ｗ0 と補正ばね６１のばね力Ｗ1 との合成ばね力Ｗ0 ＋Ｗ1 となり、この合成ばね力Ｗ0 ＋Ｗ1 と感温筒５７の温度に相応する封入ガス圧との関係によって定常凝縮温度域（高凝縮温度時）での過熱度（正規設定過熱度）が、たとえば４ｄｅｇに設定される。
【００５８】
凝縮温度Ｔｃが低下し、これに応じて凝縮温度Ｔｃを主体として雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’が低下すると、形状記憶合金製の補正ばね６１のばね力Ｗ1 が低下し、温度Ｔｃ’の低下が進むことにより補正ばね６１のばね力Ｗ1 がＷ1 ’まで低下する。この時の対抗ばね力は、設定ばね３９のばね力Ｗ0 と、補正ばね６１の低下後のばね力Ｗ1 ’との合成ばね力Ｗ0 ＋Ｗ1 ’となり、対抗ばね力の低下荷重分が設定過熱度の低下として作用し、温度膨張弁７の蒸発器９への供給冷媒流量が増加する。
【００５９】
図３は凝縮温度と蒸発器出口側の冷媒の過熱度との関係を示している。低凝縮温度（圧力）時には、温度膨張弁７の前後の冷媒圧力差が少なくなることにより、温度膨張弁７より蒸発器９へ供給する冷媒流量が不足し、過熱度が設定過熱度より著しく大きくなるが、本発明による温度膨張弁７におけるように、低凝縮温度時には、形状記憶合金製の補正ばね６１による対抗ばね力の低減補正によって温度膨張弁７の蒸発器９への供給冷媒流量が増加することにより、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【００６０】
これにより、過熱度が設定過熱度より大きくなることが回避され、低凝縮温度時にも所要の冷房効果が得られ、また、循環冷媒量の低下によって圧縮機１への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機１の寿命が確保される。
【００６１】
しかも、蒸発器９側、つまり圧縮機１の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器３側、つまり圧縮機１の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機１が停止した場合でも、補正ばね６１による対抗ばね力の低減補正によって温度膨張弁７の蒸発器９への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機１の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機１にかかることも回避され、これによっても圧縮機１の寿命が確保される。
【００６２】
上述の構成による温度膨張弁７では、設定ばね３９のばね力Ｗ0 と補正ばね６１のばね力Ｗ1 を個々に設計、設定することが可能であり、自由度が大きいと共に、温度膨張弁としての機能、性能を確実に確保することができる。
【００６３】
低凝縮温度時の補正値は、補正ばね６１単体として設定、選択することができ、また定常凝縮温度時（高凝縮温度時）には、通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【００６４】
また、上述の構成による温度膨張弁７では、補正ばね６１は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、補正ばね６１が感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【００６５】
（実施の形態２）
図４はこの発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示している。なお、図４において、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００６６】
この実施の形態による冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁７をバイパスして冷媒管１５と１７とを接続するバイパス配管６９が設けられており、このバイパス配管６９の途中に、当該バイパス配管６９を開閉する冷媒流量補正用バイパス弁７１が設けられている。
【００６７】
冷媒流量補正用バイパス弁７１はアルミニウム合金等により構成されたハウジング本体７３を有している。
【００６８】
ハウジング本体７３は、凝縮器３側に入口ポート７５を、蒸発器９側に出口ポート７７を、入口ポート７５と出口ポート７７との間に弁室７９および弁ポート８１を有している。
【００６９】
弁室７９にはボール状の弁体８３が設けられている。弁体８３は、弁座部８５に着座することにより弁ポート８１を閉じ、弁座部８５より離間することにより弁ポート８１を開く。
【００７０】
ハウジング本体７３には、シール部材８７を挟んでスナップリング８９によってばね室プラグ９１が気密に装着されている。またハウジング本体７３は弁棒９３を可動支持している。ばね室プラグ９１と弁棒９３との間にはバイアスばね９５が設けられており、バイアスばね９５は弱いばね力をもって弁体８３を閉弁方向へ付勢している。
【００７１】
ハウジング本体７３の入口ポート７５側には、すなわち、冷媒入口部には、ばね室プラグ９１によって閉じられたばね室９７が形成されている。ばね室９７には形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された感温ばね（感温素子）９９が配置されている。感温ばね９９は、下端をばね室９７の底部に係止され、上端を弁棒９３に固定されたばねリテーナ１０１によって受け止められ、高温時には収縮して弁体８３を閉弁させ、これに対し、低温時には伸長して弁棒９３を持ち上げ、弁体８３を開弁させる。
【００７２】
感温ばね９９はばね室９７内にあり、ばね室９７には、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が伝導によりハウジング本体７１を介して伝わり、感温ばね９９はこの温度に感応するから、感温ばね９９は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【００７３】
上述の構成により、高凝縮温度時（定常時）には、感温ばね９９が収縮状態にあって弁体８３が閉弁しているから、バイパス配管６９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【００７４】
凝縮温度が低下した低凝縮温度時には、感温ばね９９が伸長して弁体８３が開弁するから、バイパス配管６９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００７５】
これにより、低凝縮温度（圧力）時には蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、定常状態時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【００７６】
なお、低凝縮温度時に弁体８３が開弁してバイパス配管６９を冷媒が流れても、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御方式で行われるから、低凝縮温度時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００７７】
また、感温ばね９９は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、感温ばね９９が感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【００７８】
冷媒流量補正用バイパス弁７１の開閉特性は、形状記憶合金により構成された感温ばね９９の温度特性により、ばね単体として設定、選択することができるから、低凝縮温度時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになる。
【００７９】
また、温度膨張弁７は通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【００８０】
（実施の形態３）
図５はこの発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁を含む冷凍冷蔵装置の他の実施の形態を示している。なお、図５において、図４に対応する部分は図４に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００８１】
この実施の形態による冷凍冷蔵装置では、温度膨張弁７をバイパスして冷媒管１５と１７とを接続するバイパス配管６９が設けられており、このバイパス配管６９の途中に、当該バイパス配管６９を開閉する冷媒流量補正用バイパス弁７１Ａが設けられている。
【００８２】
冷媒流量補正用バイパス弁７１Ａはアルミニウム合金等により構成されたハウジング本体７３Ａを有している。
【００８３】
ハウジング本体７３Ａは、凝縮器３側に入口ポート７５Ａを、蒸発器９側に出口ポート７７Ａを、入口ポート７５Ａと出口ポート７７Ａとの間に弁室７９Ａおよび弁ポート８１Ａを有している。
【００８４】
弁室７９Ａにはボール状の弁体８３Ａが設けられている。弁体８３Ａは、弁座部８５Ａに着座することにより弁ポート８１Ａを閉じ、弁座部８５Ａより離間することにより弁ポート８１Ａを開く。
【００８５】
また、ハウジング本体７３Ａには、シール部材８７Ａを挟んでばね室キャップ９１Ａが気密に螺着されている。またハウジング本体７３Ａは弁棒９３Ａを可動支持している。
【００８６】
ハウジング本体７３Ａの入力ポート７５Ａ側には、すなわち、冷媒入口部には、ばね室キャップ９１Ａによって閉じられたばね室９７Ａが形成されている。ばね室９７Ａにはバイアスばね９５Ａが配置されている。バイアスばね９５Ａは、下端をばね室９７Ａの底部に係止され、上端を弁棒９３Ａに固定されたばねリテーナ１０１Ａによって受け止められ、弱いばね力をもって弁体８３Ａを開弁方向へ付勢している。
【００８７】
また、ばね室キャップ９１Ａと、弁棒９３Ａに被せられたリテーナ１０３Ａとの間には、形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された感温ばね（感温素子）９９Ａが配置されている。感温ばね９９Ａは、下端をばね室９７の底部側に延出したリテーナ１０３Ａ部分に係止され、上端をばね室キャップ９１Ａによって受け止められ、高温時には伸長して弁体８３Ａを閉弁させ、これに対し、低温時には収縮して、バイアスばね９５Ａの付勢力により弁棒９３Ａを持ち上げ、弁体８３Ａを開弁させる。
【００８８】
ばね室９７Ａは連通孔９８Ａを介して弁室７９Ａと連通しており、ばね室９７Ａには、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が流入し、感温ばね９９Ａはこの温度に感応するから、感温ばね９９Ａは、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【００８９】
上述の構成により、高凝縮温度時（定常時）には、感温ばね９９Ａが伸長状態にあって弁体８３Ａが閉弁しているから、バイパス配管６９における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【００９０】
凝縮温度が低下した低凝縮温度時には、感温ばね９９Ａが収縮して弁体８３Ａが開弁するから、バイパス配管６９を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【００９１】
これにより、低凝縮温度（圧力）時には蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、定常状態時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【００９２】
なお、低凝縮温度時に弁体８３Ａが開弁してバイパス配管６９を冷媒が流れても、温度膨張弁７によって過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御方式で行われるから、低凝縮温度時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【００９３】
また、感温ばね９９Ａは、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、感温ばね９９Ａが感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【００９４】
冷媒流量補正用バイパス弁７１Ａの開閉特性は、形状記憶合金により構成された感温ばね９９Ａの温度特性により、ばね単体として設定、選択することができるから、低凝縮温度時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになる。
【００９５】
また、温度膨張弁７は通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【００９６】
尚、実施の形態２〜３では、バイパス配管６９の出口側の接続は、要求特性等に応じて、図４及び図５に符号６９ａにより示されているように、蒸発器９の中間部や、図４及び図５に符号６９ｂにより示されているように、蒸発器９の出口部等に、容易に設計変更することもできる。
【００９７】
そして、実施の形態１〜３の冷凍冷蔵システムは、冷媒流量補正用のバイパス弁を単体の温度膨張弁の内部に設け、或は、バイパス弁そのものが単体で構成されていることから、それら自体に大きさの制約がなく、その分だけ補正ばね６１および感温ばね９９，９９Ａを大きくして温度変形の再現性を高めることができ、このため、例えば大型プレハブ冷蔵庫や大型船用冷蔵庫などの高い冷蔵冷凍能力を要求される場合に用いるのに比較的適していると言える。
【００９８】
（実施の形態４）
図６〜図８はこの発明による温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の他の実施の形態を示している。なお、図６〜図８において、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００９９】
温度膨張弁７は、ハウジング本体２１に、蒸発器９より圧縮機１への冷媒通路の一部をなす貫通冷媒通路２４を有しており、この貫通冷媒通路２４の両側に冷媒管１９ａ、１９ｂが連通接続されている。
【０１００】
ダイヤフラムケース４３には、冷凍冷蔵装置の冷媒回路を流れる冷媒と同じか、或は、冷媒回路を流れる冷媒に相応する気体を、ダイヤフラム４５の上側の圧力室４７に封入する際に用いられる封入管５７’が取付られていて、この封入管５７’は冷媒の圧力室４７への封入後に封止される。
そして、圧力室４７の内圧は、従来のものと同様に、貫通冷媒通路２４を横切って延在する弁棒５３が貫通冷媒通路２４を流れる蒸発器９よりの冷媒流中に曝されて、この弁棒５３よりリテーナ５１’、ダイラフラム４５を経て圧力室４７へ伝わる、蒸発器９の出口側の冷媒温度に相応して変化する。
【０１０１】
ダイヤフラム４５の下側の圧力室４９は、孔５４によって貫通冷媒通路２４と連通しており、蒸発器９の出口側の冷媒圧力を及ぼされる。
【０１０２】
上述の構造（通常構成）により、弁体３１は、圧力室４７と圧力室４９との差圧による開弁力と、設定ばね３９による閉弁力との平衡関係により、開弁量を設定される。これにより、温度膨張弁７は、従来のものと同様に、蒸発器９の温度負荷量に相応して開弁量を設定され、蒸発器９の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、過熱度を規定値に保つ。
【０１０３】
ハウジング本体２１には弁ポート２７をバイパスして入口ポート２３と出口ポート２５とを連通接続するバイパス通路１１１が形成されており、バイパス通路１１１は、バイパス通路入口１１１ａによって入口ポート２３に開口し、バイパス通路出口１１１ｂによって出口ポート２５に開口している。
【０１０４】
ハウジング本体２１には、バイパス通路１１１の途中に相当する部位にバイパス室１１３が形成されている。バイパス室１１３はシール部材１１５を挟んでスナップリング１１７によってハウジング本体２１に気密に装着されたカバー１１９によって密閉されている。
【０１０５】
バイパス通路入口１１１ａ側にはボール状のバイパス弁体１２１が設けられている。バイパス弁体１２１は、弁座部１２３に着座することによりバイパス通路入口１１１ａとバイパス通路出口１１１ｂとの間に形成されているバイパス弁ポート１２５を閉じ、弁座部１２３より離間することによりバイパス弁ポート１２５を開く。
【０１０６】
ハウジング本体２１には、シール部材１２７を挟んでスナップリング１２９によってばね室プラグ１３１が気密に装着されている。またハウジング本体２１は弁棒１３３を可動支持している。
【０１０７】
ハウジング本体２１の入力ポート２３側には、すなわち、冷媒入口部には、ばね室プラグ１３１によって閉じられたばね室１３５が形成されている。ばね室１３５には形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成された感温ばね（感温素子）１３７が配置されている。感温ばね１３７は、下端をばね室１３５の底部に係止され、上端を弁棒１３３に固定されたばねリテーナ１３９によって受け止められ、高温時には収縮してバイパス弁体１２１を閉弁させ、これに対し、低温時には伸長して弁棒１３３を引き、バイパス弁体１２３を開弁させる。
【０１０８】
感温ばね１３７はばね室１３５内にあり、ばね室１３５には、膨張弁入口部の冷媒温度（凝縮温度）Ｔｃ、換言すれば、凝縮器出口側の冷媒温度が伝導によりハウジング本体２１を介して伝わり、感温ばね１３７はこの温度に感応するから、感温ばね１３７は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応する。
【０１０９】
上述の構成により、高凝縮温度時（定常時）には、感温ばね１３７が収縮状態にあってバイパス弁体１２１が閉弁しているから、バイパス通路１１１における冷媒流量は零になり、冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量は温度膨張弁７の開弁量により通常通りに決まる。
【０１１０】
凝縮温度が低下した低凝縮温度時には、感温ばね１３７が伸長してバイパス弁体１２１が開弁するから、バイパス通路１１１を冷媒が流れるようになり、このバイパス冷媒流量分（図９参照）だけ、定常時により冷凍冷蔵装置における循環冷媒流量が増えることになる。
【０１１１】
これにより、低凝縮温度（圧力）時には蒸発器９に供給される冷媒の流量が増加し、定常状態時の温度膨張弁７の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時の冷媒流量不足が解消される。
【０１１２】
また、感温ばね１３７は、凝縮温度Ｔｃを主体とし、雰囲気温度を加味した温度Ｔｃ’に感応するから雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度Ｔｃに感応することになり、凝縮温度Ｔｃが急激に変化しても、感温ばね１３７が感知する温度Ｔｃ’は比較的緩やかに変化し、システムの安定性が確保される。
【０１１３】
低凝縮温度時にバイパス弁体１２１が開弁してバイパス通路１１１を冷媒が流れても、温度膨張弁７によって図９に示されている過熱度を所定値に保つ制御がフィードバック制御方式で行われるから、低凝縮温度時でも過熱度が所定値に保たれ、年間を通して冷凍冷蔵装置の性能が維持される。
【０１１４】
バイパス弁体１２１の開閉特性は、形状記憶合金により構成された感温ばね１３７の温度特性により、ばね単体として設定、選択することができるから、低凝縮温度時の冷媒流量補正特性の設定を、温度膨張弁７の機能、特性設定とは個別に、容易に、正確かつ適切に行えるようになる。
【０１１５】
また、この場合も、温度膨張弁７は通常の温度膨張弁として設計でき、温度膨張弁の性能、特性は、通常の構成、機能として働くから、温度膨張弁機能を正確かつ適正に発揮でき、特別な設計法、使用方法をとることがない。
【０１１６】
また、バイパス通路１１１、バイパス弁体１２１、弁棒１３３、感温ばね１３７等によるバイパス弁構造が、貫通冷媒通路２４や温度膨張弁７とともにハウジング２１に組み込まれていることにより、取付性、スペース性がよく、この実施の形態の冷凍冷蔵システムは、例えばカーエアコンなどの取付スペースに制約のある場合に用いるのに比較的適していると言える。
【０１１７】
なお、実施の形態２、４における感温ばね９９、１３７は、バイメタルのように、温度によって可逆的に変形するものにより構成することもでき、また形状はコイルばねに限定されるものでなく、板ばね状などであってもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１に記載の発明による温度膨張弁によれば、蒸発器の出口温度に相応して弁体に作用する開弁方向の圧力と、該弁体に閉弁方向に作用する対抗ばねのばね荷重との平衡関係により開閉動作して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁において、前記対抗ばねは、常時所定のばね荷重を発生して前記弁体に閉弁方向に作用させる設定ばねと、凝縮器出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度の低下によりばね荷重を低減して前記弁体に閉弁方向に作用させる形状記憶合金製の補正ばねとにより構成されているものとした。
【０１１９】
このため、凝縮器出口側の冷媒温度が低下すると、形状記憶合金製の補正ばねのばね荷重が低減し、その分、対抗ばねのばね荷重が低減することにより、開弁量が増えて蒸発器への供給冷媒量が増加するから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１２０】
しかも、蒸発器側、つまり圧縮機の上流側の冷媒温度（圧力）が凝縮器側、つまり圧縮機の下流側の冷媒温度（圧力）よりも大変低い状態で圧縮機が停止した場合でも、補正ばねによる対抗ばね力の低減補正によって温度膨張弁の蒸発器への供給冷媒流量が増加することにより、圧縮機の上流側と下流側の冷媒圧力の差が緩和されるので、その後の再駆動時に大きな負荷が圧縮機にかかることも回避され、これによっても圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１２１】
請求項２に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１２２】
このため、補正ばねが温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、補正ばねは凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１２３】
請求項３に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１または２に記載の温度膨張弁において、前記補正ばねは、温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１２４】
このため、補正ばねが温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、補正ばねは雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、補正ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１２５】
請求項４に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、凝縮器出口側の冷媒温度が所定値以下になると、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１２６】
請求項５に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものとした。
【０１２７】
このため、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、感温素子が凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１２８】
請求項６に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、請求項４または５に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１２９】
このため、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、補正ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１３０】
請求項７に記載の発明による冷凍冷蔵装置によれば、請求項４、５または６に記載の冷凍冷蔵装置において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものとした。
【０１３１】
このため、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって冷媒流量補正用バイパス弁の開弁が行われるから、この開弁が的確に行われ、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１３２】
請求項８に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有しているものとした。
【０１３３】
凝縮器の出口側の冷媒温度が所定値以下の場合になると、感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１３４】
請求項９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁によれば、請求項８に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１３５】
このため、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置されていることにより、感温素子が凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１３６】
請求項１０に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、請求項８または９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１３７】
このため、感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、当該感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、補正ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１３８】
請求項１１に記載の発明による冷媒流量補正用バイパス弁によれば、請求項８、９または１０に記載の冷凍冷蔵装置冷媒流量補正用バイパス弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものとした。
【０１３９】
このため、感温素子が形状記憶合金により構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって開弁が行われるから、この開弁が的確に行われ、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１４０】
請求項１２に記載の発明による温度膨張弁によれば、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させる感温素子とを組み込まれているものとした。
【０１４１】
このため、凝縮器の出口側の冷媒温度が所定値以下の場合になると、感温素子により冷媒流量補正用バイパス弁の弁体が開弁し、バイパス通路を冷媒が流れるようになるから、凝縮温度が定常状態の時の温度膨張弁の開弁特性に影響を与えることなく、低凝縮温度時には循環冷媒流量が増加し、蒸発器への冷媒供給量不足が解消され、低凝縮圧力時でも所要の冷房、除湿効果が得られ、また、圧縮機への冷凍機オイル戻り不足が生じることも回避され、圧縮機の寿命を確保することができる。
【０１４２】
また、請求項１２に記載の発明による温度膨張弁によれば、前記感温素子は、温度膨張弁の本体ハウジング内に、前記循環冷媒の流路から隔離されて密閉形成され、凝縮器の出口側の冷媒温度が前記本体ハウジングの膨張弁入口部から該本体ハウジングを介して熱伝導により伝わるばね室に配置され、該ばね室内の密閉空間の雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する感温ばねであるものとした。
【０１４３】
このため、冷媒流量補正用バイパス弁の感温素子が冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置されていることにより、感温素子は雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応するから、凝縮温度が急激に変化しても、感温ばねが感知する温度は比較的緩やかに変化し、システムの安定性を確保することができる。
【０１４４】
請求項１３に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１２に記載の温度膨張弁において、前記感温素子が、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応するものとした。
【０１４５】
このため、感温素子が温度膨張弁の冷媒入口部に配置されていることにより、感温素子が凝縮器出口側の冷媒温度に必ず感応し、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【０１４６】
請求項１４に記載の発明による温度膨張弁によれば、請求項１２または１３に記載の温度膨張弁において、前記感温素子は形状記憶合金により構成されているものとした。
【０１４７】
このため、感温素子が形状記憶合金に構成され、形状記憶合金による感温形状記憶動作によって冷媒流量補正用バイパス弁の開弁が行われるから、この開弁が的確に行われ、低凝縮温度時の供給冷媒量補正が確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】この発明による温度膨張弁における凝縮温度−対抗ばね特性を示すグラフである。
【図３】冷媒の凝縮温度と運転過熱度との関係を示すグラフである。
【図４】この発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図５】この発明による冷媒流量補正用バイパス弁およびその冷媒流量補正用バイパス弁温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の他の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図６】この発明による温度膨張弁およびその温度膨張弁を含む冷凍冷蔵装置の他の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図７】図６に示されている温度膨張弁の側面図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】冷媒の凝縮温度と運転過熱度との関係と、冷媒の凝縮温度とバイパス冷媒流量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 凝縮器
５ コンデンサ
７ 温度膨張弁
９ 蒸発器
２１，７３，７３Ａ ハウジング本体
２３，７５，７５Ａ 入口ポート
２４ 貫通冷媒通路
２５，７７，７７Ａ 出口ポート
２９，７９，７９Ａ 弁室
２７，８１，８１Ａ 弁ポート
３１，８３，８３Ａ 弁体
３９ 設定ばね
４５ ダイヤフラム
４７、４９ 圧力室
５７ 感温筒
５９，９７，１３５ ばね室
６１ 補正ばね
６９ バイパス配管
７１，７１Ａ 冷媒流量補正用バイパス弁
９３，９３Ａ 弁棒
９９，９９Ａ，１３７ 感温ばね
１１１ バイパス通路
１２１ バイパス弁体
１２５ バイパス弁ポート
Claims (14)
- 蒸発器の出口温度に相応して弁体に作用する開弁方向の圧力と、該弁体に閉弁方向に作用する対抗ばねのばね荷重との平衡関係により開閉動作して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁において、
前記対抗ばねは、常時所定のばね荷重を発生して前記弁体に閉弁方向に作用させる設定ばねと、凝縮器出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度の低下によりばね荷重を低減して前記弁体に閉弁方向に作用させる形状記憶合金製の補正ばねとにより構成されていることを特徴とする温度膨張弁。 - 前記補正ばねは、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項１に記載の温度膨張弁。
- 前記補正ばねは、温度膨張弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項１または２に記載の温度膨張弁。
- 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置において、
前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に冷媒流量補正用バイパス弁が設けられ、当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有していることを特徴とする冷凍冷蔵装置。 - 前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項４に記載の冷凍冷蔵装置。
- 前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍冷蔵装置。
- 前記感温素子は形状記憶合金により構成されていることを特徴とする請求項４、５または６に記載の冷凍冷蔵装置。
- 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ温度膨張弁を冷媒循環経路に有する冷凍冷蔵装置で使用される冷媒流量補正用バイパス弁であって、
当該冷媒流量補正用バイパス弁は、前記温度膨張弁をバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、当該バイパス通路を開閉する弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記弁体を開弁させる感温素子とを有していることを特徴とする冷媒流量補正用バイパス弁。 - 前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項８に記載の冷媒流量補正用バイパス弁。
- 前記感温素子は、冷媒流量補正用バイパス弁の本体ハウジング内に形成されたばね室に配置され、雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項８または９に記載の冷媒流量補正用バイパス弁。
- 前記感温素子は形状記憶合金により構成されていることを特徴とする請求項８、９または１０に記載の冷媒流量補正用バイパス弁。
- 蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御し、蒸発器出口側の冷媒の過熱度を所定値に保つ冷凍冷蔵装置用の温度膨張弁において、
蒸発器の温度負荷量に相応して循環冷媒流量を制御するための主弁ポート部をバイパスして入口ポートと出口ポートとを連通接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁体と、凝縮器の出口側の冷媒温度に感応し当該冷媒温度が所定値以下の場合には前記バイパス弁体を開弁させる感温素子とを組み込まれており、
前記感温素子は、温度膨張弁の本体ハウジング内に、前記循環冷媒の流路から隔離されて密閉形成され、凝縮器の出口側の冷媒温度が前記本体ハウジングの膨張弁入口部から該 本体ハウジングを介して熱伝導により伝わるばね室に配置され、該ばね室内の密閉空間の雰囲気温度によって緩和された凝縮器出口側の冷媒温度に感応する感温ばねであることを特徴とする温度膨張弁。 - 前記感温素子は、温度膨張弁の冷媒入口部に配置され、凝縮器出口側の冷媒温度に感応することを特徴とする請求項１２に記載の温度膨張弁。
- 前記感温素子は形状記憶合金により構成されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の温度膨張弁。
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