JPS5881277A - 膨張弁の制御方法 - Google Patents
膨張弁の制御方法Info
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- JPS5881277A JPS5881277A JP56179674A JP17967481A JPS5881277A JP S5881277 A JPS5881277 A JP S5881277A JP 56179674 A JP56179674 A JP 56179674A JP 17967481 A JP17967481 A JP 17967481A JP S5881277 A JPS5881277 A JP S5881277A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
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- F16K31/0644—One-way valve
- F16K31/0655—Lift valves
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明ハルームエアコン%パッケージエアコン。
カーエアコンおよびこれらのヒートポンプエアコンなど
の冷凍サイクルK11E用される膨張弁の制御方法に関
するものである。
の冷凍サイクルK11E用される膨張弁の制御方法に関
するものである。
従来の典蓋的な流量制御弁は第1図に示すように、弁本
体IK取付けられた電磁コイル2への電気入力信号によ
る磁力によシ、弁本体1のプランジャ3をスプリング4
に抗して吸引し、その吸引力とスプリング4のパネカと
の釣合によ)、グランジャ3を前記電気入力信号の大き
さに応じた位置に保持し、プランジャ3に取付けられた
弁体5および弁本体1に設けられた弁座6によシ形成さ
れた弁の流路面積を変化させることによプ、前記電気入
力信号の大きさに応じ九流量を連続的に制御して流すよ
うに構成されてiる。
体IK取付けられた電磁コイル2への電気入力信号によ
る磁力によシ、弁本体1のプランジャ3をスプリング4
に抗して吸引し、その吸引力とスプリング4のパネカと
の釣合によ)、グランジャ3を前記電気入力信号の大き
さに応じた位置に保持し、プランジャ3に取付けられた
弁体5および弁本体1に設けられた弁座6によシ形成さ
れた弁の流路面積を変化させることによプ、前記電気入
力信号の大きさに応じ九流量を連続的に制御して流すよ
うに構成されてiる。
上記のように従来の制御弁によれば、電磁コイル2へ供
給される電気入力信号の大きさに応じて、弁の流路面積
を変化させることによシ流量を制御することができるが
1強磁性体からなるグランジャ3には%第2図に示すよ
うに磁気的ヒステリシスHを生ずるので、入力電圧EI
とプランジャ3の変位量tとの関係は入力電圧E@の増
加時Cおよび減少時Rによって着しく異なる。すなわち
入力電圧Esが同一であっても、プランジャ変位量は1
. 、1.で示すようになるから流量に大幅な差異を生
ずる。
給される電気入力信号の大きさに応じて、弁の流路面積
を変化させることによシ流量を制御することができるが
1強磁性体からなるグランジャ3には%第2図に示すよ
うに磁気的ヒステリシスHを生ずるので、入力電圧EI
とプランジャ3の変位量tとの関係は入力電圧E@の増
加時Cおよび減少時Rによって着しく異なる。すなわち
入力電圧Esが同一であっても、プランジャ変位量は1
. 、1.で示すようになるから流量に大幅な差異を生
ずる。
したがってこの種の流量制御弁では、実用化に際し帥記
誤差を補正するための機器を付加しなければならないか
ら非常に高価となる。を九この弁とき罠は膨張弁として
利用することになるが、この場合、弁体5と弁座6との
関に形成される流路面積は非常に小さくなり、弁座6の
両側に設けられた空間7.8関に大きな圧力差を生ずる
。この友めヒートボ/プエアコンのように冷房時と暖房
時において冷媒の流れ方向が逆になる場合、空間7.8
間の圧力差が弁体5に及ぼす力は逆方向になるので、冷
房時と暖房時では電磁コイル2とスプリング4の力のバ
2/ス関係が大幅に異なるから、−個の弁で冷房時と暖
房時の双方の流量制御を行うことは至離である。
誤差を補正するための機器を付加しなければならないか
ら非常に高価となる。を九この弁とき罠は膨張弁として
利用することになるが、この場合、弁体5と弁座6との
関に形成される流路面積は非常に小さくなり、弁座6の
両側に設けられた空間7.8関に大きな圧力差を生ずる
。この友めヒートボ/プエアコンのように冷房時と暖房
時において冷媒の流れ方向が逆になる場合、空間7.8
間の圧力差が弁体5に及ぼす力は逆方向になるので、冷
房時と暖房時では電磁コイル2とスプリング4の力のバ
2/ス関係が大幅に異なるから、−個の弁で冷房時と暖
房時の双方の流量制御を行うことは至離である。
ま友、従来の典型的な熱電膨張弁は第3図に示すように
、弁本体9に取付けられた容(至)10内にヒータ12
を巻き付けたバイメタル11を設け。
、弁本体9に取付けられた容(至)10内にヒータ12
を巻き付けたバイメタル11を設け。
そのヒータ12を端子13麿、13bを介して電Ill
!(図示せず)にa!!して加熱することにより・(イ
ノタル1it−変形させ、この変形量をスペーサ14を
介して弁体15に伝達して移動させることKより、弁本
体9内に設けられたノズル16の絞p量を制御するよう
に構成されている。
!(図示せず)にa!!して加熱することにより・(イ
ノタル1it−変形させ、この変形量をスペーサ14を
介して弁体15に伝達して移動させることKより、弁本
体9内に設けられたノズル16の絞p量を制御するよう
に構成されている。
このような弁では、電気信号をヒータ12によ・り熱に
変換してバイメタル11を加熱すると共に。
変換してバイメタル11を加熱すると共に。
この加熱されたバイメタル11を容器10内の流体の自
然放熱により冷却してバイメタル11の変形量を変えて
いる。このように電気信号を一度熱に変換しているから
、弁体15の応答すなわち動作が遅延する恐れがある。
然放熱により冷却してバイメタル11の変形量を変えて
いる。このように電気信号を一度熱に変換しているから
、弁体15の応答すなわち動作が遅延する恐れがある。
また上記弁をヒートポンプの冷凍サイクルに使用した場
合、冷房時に矢印19の方向に冷媒を流すと、一方の開
口Ws17の高圧の液冷媒はノズル16を流通して低圧
の気液混合冷媒となって他方の開口s18へ流れる。こ
の場合、容器lO内にはノズル16を経て低圧となった
気体冷媒が侵入する。
合、冷房時に矢印19の方向に冷媒を流すと、一方の開
口Ws17の高圧の液冷媒はノズル16を流通して低圧
の気液混合冷媒となって他方の開口s18へ流れる。こ
の場合、容器lO内にはノズル16を経て低圧となった
気体冷媒が侵入する。
一方、暖房時には冷房時と逆方向に冷媒が流れるから、
開口部18の高圧液冷媒が容器10内に侵入する。この
ためバイメタル11を加熱しようとする熱がすべて高圧
の液体冷媒の蒸発により奪われるので、バイメタル11
は変形しないから制御不能となる。このように従来の熱
電膨張弁は応答性が悪く、かつ可逆流通性を有しない欠
点がある。
開口部18の高圧液冷媒が容器10内に侵入する。この
ためバイメタル11を加熱しようとする熱がすべて高圧
の液体冷媒の蒸発により奪われるので、バイメタル11
は変形しないから制御不能となる。このように従来の熱
電膨張弁は応答性が悪く、かつ可逆流通性を有しない欠
点がある。
さらに第1図および第3図に示す弁を冷凍サイクルの膨
張弁として使用する場合、弁ff16およびノズル16
、における流路の断面積は、全開時においても流れが絞
らnるように小さく設定されて−る。その理由は次のと
おりである。すなわち前記流路断面積を流れが絞られな
い程に大きくした場合、弁体5,15のストロークを大
きくしなければならないため、弁体5.15を移動させ
る電磁コイル2およびバイメタル11も大きくする必質
があるので、弁全体が大きくなるからコストの上昇、電
気入力の増大および制御性の低Fなどの諸欠点がある。
張弁として使用する場合、弁ff16およびノズル16
、における流路の断面積は、全開時においても流れが絞
らnるように小さく設定されて−る。その理由は次のと
おりである。すなわち前記流路断面積を流れが絞られな
い程に大きくした場合、弁体5,15のストロークを大
きくしなければならないため、弁体5.15を移動させ
る電磁コイル2およびバイメタル11も大きくする必質
があるので、弁全体が大きくなるからコストの上昇、電
気入力の増大および制御性の低Fなどの諸欠点がある。
したがって前記弁に一般の電磁弁(オンーオフ弁ンの開
時の場合と同様に、fIt体抵抗抵抗とんどなく流体を
流す機能を持たせることは困峻であった。
時の場合と同様に、fIt体抵抗抵抗とんどなく流体を
流す機能を持たせることは困峻であった。
本発明は上記Kかんがみ冷媒の流量を任意に、かつ高精
度に制御するばかシでなく、流通抵抗を受けずに冷媒を
流通させることができ、しかも流通方向が変更したとき
も制御を可能にすることを目的とするものである。
度に制御するばかシでなく、流通抵抗を受けずに冷媒を
流通させることができ、しかも流通方向が変更したとき
も制御を可能にすることを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は流入口および流出
口を有する弁本体と、その流入口と流出口の連絡および
遮断を行う弁体と、この弁体を操作する電磁コイルおよ
び永久磁石からなる膨張弁におりて、前記電磁コイルに
入力するパルス信号のパルス周期を変化させて任意流量
をうるようくし、前記電磁コイルの磁力方向と永久磁石
の磁力方向を一致させることにより弁体を全開すると共
に、この全開状態を永久磁石のみによυ保持し。
口を有する弁本体と、その流入口と流出口の連絡および
遮断を行う弁体と、この弁体を操作する電磁コイルおよ
び永久磁石からなる膨張弁におりて、前記電磁コイルに
入力するパルス信号のパルス周期を変化させて任意流量
をうるようくし、前記電磁コイルの磁力方向と永久磁石
の磁力方向を一致させることにより弁体を全開すると共
に、この全開状態を永久磁石のみによυ保持し。
帥記両磁力を互に逆方向にすることにより弁体な全閉す
るようにしたことを特徴とするものである。
るようにしたことを特徴とするものである。
以下本発明の一実施態様を図面について説明する。
まず本発明に使用される膨i弁の構成を第4図について
述べるに、開口22を有する弁本体21に中空状シャフ
ト23を貫通すると共に、密着して一体に結合すること
により、前記両21.23間に流通空間27が形成され
ている。前記シャフト23は弁本体21の上方に突出す
る部分23bの端部が閉塵されると共に、前記突出部2
3bの外周部には永久磁石28および電磁コイル29が
取付けられている。またシャフト23は弁本体21の下
方に突出する端IKf1口(流入口)24が設けられ、
かつ弁本体21内に収納された部分23aの周壁にはノ
ズル25と流通口26が設けられている。
述べるに、開口22を有する弁本体21に中空状シャフ
ト23を貫通すると共に、密着して一体に結合すること
により、前記両21.23間に流通空間27が形成され
ている。前記シャフト23は弁本体21の上方に突出す
る部分23bの端部が閉塵されると共に、前記突出部2
3bの外周部には永久磁石28および電磁コイル29が
取付けられている。またシャフト23は弁本体21の下
方に突出する端IKf1口(流入口)24が設けられ、
かつ弁本体21内に収納された部分23aの周壁にはノ
ズル25と流通口26が設けられている。
シャフト23内には上、下スプリング34゜35を介し
てプランジャ31が軸方向に摺動自在に収納され、かつ
msの閉畠噛には吸引子30が取付けられている。前記
グランジャ31はその内部に均圧路32が軸方向に設け
られると共に、F部周壁に均圧路33が半径方向に設け
られている。
てプランジャ31が軸方向に摺動自在に収納され、かつ
msの閉畠噛には吸引子30が取付けられている。前記
グランジャ31はその内部に均圧路32が軸方向に設け
られると共に、F部周壁に均圧路33が半径方向に設け
られている。
上記のような構成からなる膨張弁では、電磁コイル29
に印加される人力信号(パルス信号)により発生する電
磁力と上、下スズリング34゜35の力との釣合いから
、グランジャ31は上ド方向に摺動され−てシャフト2
3のノズル口25を開閉する。
に印加される人力信号(パルス信号)により発生する電
磁力と上、下スズリング34゜35の力との釣合いから
、グランジャ31は上ド方向に摺動され−てシャフト2
3のノズル口25を開閉する。
そこで本発明の方法は前記パルス信号をガえば115図
に示すように、シャフト23に設けたノズル口25の開
時間または閉時間Tt−一定にすると共に、その回数(
周波数3 ”11 ttを可変にし。
に示すように、シャフト23に設けたノズル口25の開
時間または閉時間Tt−一定にすると共に、その回数(
周波数3 ”11 ttを可変にし。
またjg6図に示すようにパルス信号の周波数tを一定
にすると共に、シャフト23に設けたノズル口25の開
時間または閉時間T、、T、を可変にしたものでおる。
にすると共に、シャフト23に設けたノズル口25の開
時間または閉時間T、、T、を可変にしたものでおる。
第5.6図におけるパルス信号は正また負の一方向の信
号を使用したが、そのパルス信号は正、負の双方を組合
せてもよい。
号を使用したが、そのパルス信号は正、負の双方を組合
せてもよい。
上記のようにパルス信号によりグランジャ31を上丁方
同に摺動させ、#間当りのノズル口25の開度を変える
ことにより冷媒の流量を制御することができる。したが
ってグランジャ31は上下動してノズル口25を完全に
開放または閉塵するので、従来の弁のようにノズル口2
5が中間開度になるように、グランジャ31を制御させ
る必要がない。このため本発明の方法によれば、従来の
弁で間層となっていたヒステリンスの影響を全く受けな
いから、冷媒の流量をパルス信号に応じて連続的に変化
させて任意の冷媒流量をうろことができる。
同に摺動させ、#間当りのノズル口25の開度を変える
ことにより冷媒の流量を制御することができる。したが
ってグランジャ31は上下動してノズル口25を完全に
開放または閉塵するので、従来の弁のようにノズル口2
5が中間開度になるように、グランジャ31を制御させ
る必要がない。このため本発明の方法によれば、従来の
弁で間層となっていたヒステリンスの影響を全く受けな
いから、冷媒の流量をパルス信号に応じて連続的に変化
させて任意の冷媒流量をうろことができる。
また前記mg&弁をヒートポンプエアコンに使用した場
合、冷暖時および暖房時における冷媒の流通方向が変化
し、グランジャ31の周囲の圧力も変化するが、プラン
ジャ31に設けた均圧路3233により、グランジャ3
1の上面と上面に作用する圧力はバランスされるtめ、
圧力の影響を受ける恐6はないから、はとんど同一のパ
ルス信号にxBプランジャ31t−駆動させることがで
きる。
合、冷暖時および暖房時における冷媒の流通方向が変化
し、グランジャ31の周囲の圧力も変化するが、プラン
ジャ31に設けた均圧路3233により、グランジャ3
1の上面と上面に作用する圧力はバランスされるtめ、
圧力の影響を受ける恐6はないから、はとんど同一のパ
ルス信号にxBプランジャ31t−駆動させることがで
きる。
さらにシャフト23?3のグランジャ31と吸引子30
との間に気体または液体状態の冷媒が侵入しても、従来
の熱電#張弁のように電気信号を熱に変換せず、外部か
らの電磁力により直接にプランジャ31を駆動するため
、冷暖および暖房時に流量制御が可能である可逆流通性
を発揮させることができる。
との間に気体または液体状態の冷媒が侵入しても、従来
の熱電#張弁のように電気信号を熱に変換せず、外部か
らの電磁力により直接にプランジャ31を駆動するため
、冷暖および暖房時に流量制御が可能である可逆流通性
を発揮させることができる。
上記流量制御を行う場合、前述したようにパルス信号は
周波数可変の場合およびノズル口25のlliまたは閉
時間可変の場合の他に、これらの双方を組合せて用いる
ことにより、単位時間当りの流量を連続的に変化させる
任意の冷媒流量をうろことができる。またこの方法によ
れば、流量制御が幾分か粗雑になるが、流量制御を直線
的にしたり。
周波数可変の場合およびノズル口25のlliまたは閉
時間可変の場合の他に、これらの双方を組合せて用いる
ことにより、単位時間当りの流量を連続的に変化させる
任意の冷媒流量をうろことができる。またこの方法によ
れば、流量制御が幾分か粗雑になるが、流量制御を直線
的にしたり。
弁本体を大きくすることなく、流量を増加させて広aS
Sに制御することができる利点がある。
Sに制御することができる利点がある。
第7図は本発明方法による実験結果を図示したもので、
横軸は電磁コイル29に入力するパルス信号の周波数を
、縦軸はノズル口25のTil1t <%)をそれぞれ
示す。この因から1RIjL数に応じて流量が連続的に
変化し、かつ周波数増加時Cおよび周波数増加時几にお
ける流量にはほとんど涜がなく。
横軸は電磁コイル29に入力するパルス信号の周波数を
、縦軸はノズル口25のTil1t <%)をそれぞれ
示す。この因から1RIjL数に応じて流量が連続的に
変化し、かつ周波数増加時Cおよび周波数増加時几にお
ける流量にはほとんど涜がなく。
任意の流量をうろことが可能であることを容易に理解で
きる。
きる。
本揚明方法にお−で電磁弁(ON−OFF弁)の開放時
のように、はとんど流通抵抗を受けることなく冷媒を流
通させる場合には、永久磁石28の磁力線の方向と同一
になるように、電磁コイル29に流量制御の場合よりも
高い電圧または08時間の長いパルス信号を入力させ、
吸引子30にプランジャ31を吸引させることによシ、
ノズルロ25よシも大きな流通口26を1放させれば。
のように、はとんど流通抵抗を受けることなく冷媒を流
通させる場合には、永久磁石28の磁力線の方向と同一
になるように、電磁コイル29に流量制御の場合よりも
高い電圧または08時間の長いパルス信号を入力させ、
吸引子30にプランジャ31を吸引させることによシ、
ノズルロ25よシも大きな流通口26を1放させれば。
より一層多量の冷媒をほとんど流通抵抗を受けずK11
1通させることができる。
1通させることができる。
この場合、プランジャ31が吸引子30に吸引されて上
昇し九とき、電磁コイル29へのパルス信号の入力をオ
フにし、プランジャ31の上昇し′Ie、i\の状態を
永久磁石28の磁力によp保持させる。このようにすれ
ば、従来の電磁弁が1放または閉塞時に常時通電されて
いる場合に比べて非常に僅かな電気入力となる。一方、
流通口26の閉塞時はその開放時と反対に、永久磁石2
8の磁力線方向と逆方向になるように電磁コイル29に
パルス信号を入力させれば、プランジャ31は吸引子3
0から離脱して下降するから、流通口26を容易に閉塞
することができる。
昇し九とき、電磁コイル29へのパルス信号の入力をオ
フにし、プランジャ31の上昇し′Ie、i\の状態を
永久磁石28の磁力によp保持させる。このようにすれ
ば、従来の電磁弁が1放または閉塞時に常時通電されて
いる場合に比べて非常に僅かな電気入力となる。一方、
流通口26の閉塞時はその開放時と反対に、永久磁石2
8の磁力線方向と逆方向になるように電磁コイル29に
パルス信号を入力させれば、プランジャ31は吸引子3
0から離脱して下降するから、流通口26を容易に閉塞
することができる。
以上説明したように本@明によれば、ヒステリスの影響
を受けることなく、電磁コイルに入力するパルス信号に
応じて連続的に任意の冷媒流量が見られるばかりでなく
、流量制御を高精度に行うことができる。また冷媒の流
通方向が変疋した場合でも、冷媒の圧力の影響を受ける
ことなく容易Kfl量制御が可能である可逆流通性を発
渾させることができる。さらに従来の電磁弁と同様に流
通抵抗をほとんど受けずに冷媒を流通させることができ
、かつ永久磁石によりプランジャを上昇位置に保持させ
るから、入力電気量の消費を節減することができる。
を受けることなく、電磁コイルに入力するパルス信号に
応じて連続的に任意の冷媒流量が見られるばかりでなく
、流量制御を高精度に行うことができる。また冷媒の流
通方向が変疋した場合でも、冷媒の圧力の影響を受ける
ことなく容易Kfl量制御が可能である可逆流通性を発
渾させることができる。さらに従来の電磁弁と同様に流
通抵抗をほとんど受けずに冷媒を流通させることができ
、かつ永久磁石によりプランジャを上昇位置に保持させ
るから、入力電気量の消費を節減することができる。
1111図および第2図は従来の制御弁の断面図および
その時性説明図、第3図は従来の熱電膨張弁様の説明図
である。 21・・・弁本体%23・・・シャ7)、28・・・永
久磁石、29・・・電磁コイル、31・・・プランジャ
も l 図 寄 3 図 tq) 第 4 図 ¥J 5 図
その時性説明図、第3図は従来の熱電膨張弁様の説明図
である。 21・・・弁本体%23・・・シャ7)、28・・・永
久磁石、29・・・電磁コイル、31・・・プランジャ
も l 図 寄 3 図 tq) 第 4 図 ¥J 5 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L+51人口および流出口を有する弁本体と、その流入
口と流出口の連絡および遮断を行う弁体と、この弁体を
操作する電磁コイルおよび永久磁石からなる膨張弁にお
いて、前記電磁コイルに人力するパルス信号のパルス周
期を変化させて任意流量をうるようにし、前記電磁コイ
ルの磁力方向と永久磁石の磁力方向を一致させることに
より弁体を全開すると共に、この全開状態を永久磁石の
みにより保持し、紡記両磁力を互に逆方向にすることに
より弁体を全閉するようにしたことを特徴とする1/1
IjI弁の制御方法。 2 上記パルス信号の周期変化と入力時間の変化とを組
合せて任意流量をうるようにし九ことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の#彊弁のIIQ御方法。 & 弁体を全開する時のパルス信号の電圧を流量制御時
より高圧にしたことを特徴とする特許請求の1m11J
l 1項またはIs2項記載の膨張弁の制御方法。 未 弁体全開時のパルス信号のオン時間を流量制御時の
オン時間よりも長くしたことを特徴とする特#!fII
I求の範囲第1項または第2項記載の膨張弁の制御方法
。 5、弁体全開時のパルス信号の電圧を流量制御時よりも
高くすると共に、オン時間を流量制御時よりも長くした
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
載の**弁の制御方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56179674A JPS5881277A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 膨張弁の制御方法 |
US06/440,630 US4548047A (en) | 1981-11-11 | 1982-11-10 | Expansion valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56179674A JPS5881277A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 膨張弁の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5881277A true JPS5881277A (ja) | 1983-05-16 |
Family
ID=16069887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56179674A Pending JPS5881277A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 膨張弁の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5881277A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1981
- 1981-11-11 JP JP56179674A patent/JPS5881277A/ja active Pending
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