JPS6280468A - 冷凍サイクル用膨張弁 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明ハ、ルームエアコン、パッケージエアコン、カー
エアコン等の空調機用の冷凍サイクルに使用される膨張
弁に係り、特にヒートポンプサイクルに好適な膨張弁に
関するものである。

〔発明の背景〕

従来、冷凍サイクル用の電動膨張弁としては、特開昭５
８１０６３６９号および特開昭５９−５２３５９号に記
載のように駆動源として電磁石を用いたものおよびステ
ップモータを用いたものがある。しかし、これらの膨張
弁は以下の点について配慮されていなかった。

特開昭５８−１０６３６９号に記載されている電磁石を
用いた例では弁の全閉から全開までの動作は早いが、オ
リフィス口が弁体側壁に設けられているので、弁を全開
にしても、オリフィス口を完全に閉じることは困難であ
った。また、特開昭５９−５２３５９号に記載されてい
るステップモータを使用している例では、弁の全閉は可
能であるが全開から全閉までに時間を要する事およびエ
アコンの電源を切られた時、弁開度は運転状態の開度を
維持してしまい、電源を切られた時、弁本体で自動的に
速やかに弁を全閉することは出来なかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもので、膨張弁
の全閉から全開までに速やかに作用し、かつ電源を切っ
た時にも弁自体が自動的にオリフィスを閉じようとする
特性を有する電動膨張弁を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕 上記目的を達成するため、本発明は、従来、弁体側壁に
設けられていたオリフィスを弁体内部に設けるとともに
、オリフィスを２段に［２、−個を全閉用オリフィス、
他の一個を流量制御用のオリフィスとして、弁の全閉特
性を向上させることを特徴とする。

以下本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図の実施例は電動膨張弁の一例を示したものである
。膨張弁は一方に開口部Ａｌｌを有する中空状シャフト
１内に開口部１１と反対側の閉塞端部に磁性体からなる
継鉄２を設け、シャフト１の内部には磁性体からなる可
動磁心３と内部に均圧孔１４を有するプランジャ４を、
シャフト１内の中間部に設けた軸受状の支持部材５と継
鉄部に設けた保持部材６との間にスプリング７．８を介
してシャフト１内を軸方向に移動可能に配設している。

上記プランジャ４は外形をプランジャの上部４ａは太く
、プランジャ下部４ｂは細くシ、両者の間をテーパ部４
Ｃで結ぶとともに、プランジャ下部４ｂの先端部の弁体
４ｄをプランジャ下部４ｂの径より太くした球形状とし
、このプランジャ４に対し、第１オリフイス１５をテー
パ部４ｃの位置に、第２オリフイス１６を先端部の弁体
４ｄの位置に設けるとともに、シャフト１の側壁に設け
られた流通口９にパイプ１０を接続して開口。

部Ｂ１２を設け、さらに電磁コイル１３をシャフト１の
外側でシャフト１の閉塞端部側に設けた構造からなる。

上記のように構成される電動膨張弁は電磁コイル＋３Ｖ
Ｃ電気信号を与えない時はプランジャ４の先端弁体部４
ｄが第２オリフイス１６を塞ぎ弁は全閉状態になってお
り、電磁コイル１３に電気信号を印加すると電気信号に
よって発生する電磁力とスプリング７．８の力の釣り合
いに応じてプランジャ４は引き上げられ、第２オリフイ
ス１６の開度が大きく開く。この時第１オリフイス１５
の開度はプランジャのテーパ部４０により徐々に開く。

これにより第１オリフイス１５け冷媒流量を制御するも
のである。

ヒートポンプ式空調機は第２図に冷凍サイクルを示すよ
うに圧縮機１７、四方弁１８、室外熱交換器１９ζ１［
Ｆ］膨張弁２０、室内熱交換器２１とこれらを結ぶ配管
により構成されており、冷房時は図中の実線矢印２２方
向に冷媒は流れて室内を冷房し、暖房時は四方弁１８が
切り換わることにより図中の破線矢印２３方向に冷媒は
流れて室内を暖房する。このため、膨張弁２０を流れる
冷媒の流れ方向は冷房時と暖房時は逆方向になる。従っ
て、ヒートポンプ式空調機用の膨張弁としてはどちらの
方向に冷媒が流れる場合でも冷媒の流量を制御出来る可
逆流通性を有している必要がある。一般に膨張弁は冷媒
を膨張させる機能のため、膨張弁前後の圧力差は大きい
。このため、膨張弁の可動部に作用する圧力は冷房時と
暖房時のどちらかの方向の流れに対しても冷媒流量を制
御出来ないことがある。これに対し本実施例ではプラン
ジャ４に設けた均圧口１４により、可動部に働く圧力に
よる力のバランスを冷房時と暖房時で同じ位になるよう
にしてプランジャ４が移動を容易にし膨張弁の流量制御
を行いやすくしている。

また、空気調和機は負荷と能力のバランスにより、０Ｎ
−ＯＦＦ運転が良く行われる。ＯＮ状態では高圧側には
圧力の高い冷媒があるが、ＯＦＦ状態では、従来一般的
には膨張弁が閉じないために高圧側の冷媒が低圧側へ流
入してしまい、−変圧縮機１７により圧力を上げた冷媒
が本来の仕事をしないで、圧力を下げてしまう。このた
め０Ｎ−ＯＦＦ運転時にはエネルギロスが犬きくなる。

これを防ぐためＶ′Ｃ膨張弁２０とは別に開閉弁を設は
−Ｃいる例もあるが、これではコスト的にも不利になる
。従来、ステ・ツブモータを使った電動膨張弁では制（
財）信号を与えることによって弁を全閉出来るものもあ
るが、これはメイン電源を直接切られた場合や、停電時
等制御回路への通電が切れるような場合には弁を閉じる
ことは出来なかった。

この機能を持たせるようにしだのが本膨張弁である。こ
れは流量制御用の第１オリフイス１５の他に第２オリフ
イス１６を設け、プランジャ先端部４ｄにより、第２オ
リフイスを開閉するようにしたものである。この構造に
より、電磁石式の膨張弁で、冷凍機の停止時ｌＦ−は膨
張弁への電気信号をＯＦ　Ｆにすることにより自動的に
弁を閉じることが出来る。この作動は電気信号をＯＦＦ
にすることにより自動的に弁が閉じるので、停電時等に
おいても第２オリフイス１６は閉じられる。

また、この膨張弁は電磁コイル１３に入力する電気信号
により入力とほとんど同時にプランジャ４が動き第２オ
リフイス１６を開くとともに、人力信号に応じた開度に
第１オリフイス１５を保つことが出来る。したがって、
冷凍サイクルの圧縮機１８を動かし始めた時のような過
度的な・吠態に要求される弁の連応性にも十分対応出来
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、膨張弁は可逆流通
性を有しているとともに、通電しない時には自動的に弁
が全閉となり、また、弁を全閉から全開にする時も、電
磁コイルに通電を行うと同時に直ちに開路する事が出来
、応答性が極めて良好である等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す膨張弁の断面図、第２
図は空調機力サイクル系統図である。 １・・・弁本体　　４・・・プランジ　　１４・・・均
圧口１５・・・第１オリフイス　　１６・・・第２オリ
フイス４Ｃ・・テーパ部　　４ｄ・・・弁体　　１１・
・・開口部　　９・・・連通口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．一端に開口部を有し、中間部に流通口を開口し、閉
   塞他端に磁性体からなる継鉄を設けた中空状シャフト、
   このシャフト内側には開口部と流通口との間に適宜距離
   をへだてて第１オリフイス及び第２オリフイスが形成さ
   れ、上記中空状シャフト内には、磁性体からなる可動磁
   心を同心方向に連設したプランジャが軸方向に移動可能
   に挿入支持され、このプランジャは先端に弁体が、適宜
   離れてテーパ部が形成され、弁体は第２オリフィスに位
   置して開閉弁を形成し、テーパ部は第１オリフイスに位
   置して流量制御弁を形成し、中空状シャフトの閉塞部側
   外周に電磁コイルを配設してなることを特徴とする冷凍
   サイクル用膨張弁。
2. ２．弁体が球形弁である特許請求の範囲第１項記載の冷
   凍サイクル用膨張弁。
3. ３．プランジャを軸方向に移動可能に支持する手段が、
   中空状シャフト内側に設けた軸受状支持部材とスプリン
   グ及び継鉄と可動磁心との間に介在するスプリングであ
   る特許請求の範囲第１項記載の冷凍サイクル用膨張弁。
4. ４．開口部並びに流通口が冷凍サイクルの凝縮器と蒸発
   器との間の配管に接続される特許請求の範囲第１項記載
   の冷凍サイクル用膨張弁。