(57)【要約】【課題】  冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器の形状を特に制限することなく、膨張装置で外部熱交換器出口の温度を感知し、冷媒を絞り膨張してエバポレータへ供給する。【解決手段】  膨張装置３では、ガスクーラの出口に設置された感温筒９と、内部熱交換器６の下流側端部に設置された本体７とが互いに独立に配置され、チューブ１０により接続されている。そして、感温筒９で感知される上流側の冷媒の温度に基づいて内部の液体材料が膨張又は収縮し、チューブ１０を介して本体７の感温室２８に伝わり、ダイヤフラム２６が変位して差圧弁１７を閉弁又は開弁方向に作用させる。【選択図】  図２
2006292185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルを循環する冷媒を絞り膨張させる膨張装置において、
前記冷媒が導入される上流側の圧力と膨張された前記冷媒が導出される下流側の圧力との差圧が大きくなるにしたがって開弁方向に作用する差圧弁と、
熱膨張係数が予め設定した値以上の液体材料が封入され、前記上流側に配置された配管に取り付けられることにより、前記上流側の前記冷媒の温度を感知する感温筒と、
前記感温筒の内部にチューブを介して連通し、内部に前記液体材料を充填する感温室を有し、前記上流側の前記冷媒の温度が大きくなるにしたがって、前記感温室を形成する可撓性部材を介して前記差圧弁を閉弁方向に作用させるパワーエレメントと、
を備えたことを特徴とする膨張装置。
【請求項２】
前記可撓性部材は、前記パワーエレメントの端部開口部を封止するダイヤフラムからなり、前記差圧弁の弁体に当接して前記感温室の膨張による開弁方向の力を伝達することを特徴とする請求項１記載の膨張装置。
【請求項３】
前記液体材料は、アルコールであることを特徴とする請求項１記載の膨張装置。
【請求項４】
前記パワーエレメントを端部に配置し、前記上流側から前記冷媒を導入する導入ポートと、前記下流側に前記冷媒を導出する導出ポートを有するボディと、
前記ボディ内で進退可能に支持され、その一端が前記可撓性部材に接合された弁体と、
前記ボディ内で前記弁体に対向配置され、前記弁体を接離させて前記導入ポートと前記導出ポートとを連通する絞り流路を開閉する弁座部を有する弁座形成部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の膨張装置。
【請求項５】
前記弁座形成部材を前記弁体側に付勢する付勢手段を備え、
前記導入ポートと前記導出ポートとの差圧が大きくなると、前記弁座形成部材が前記付勢手段の付勢力に抗して開弁方向に動作するように構成されたことを特徴とする請求項４記載の膨張装置。
【請求項６】
前記弁体は、内部に前記導入ポートに連通する冷媒通路が形成された有底筒状の本体を有し、前記本体の底部が前記可撓性部材に接合される一方、前記本体の開口端部により前記弁座部に接離する弁部が形成され、
前記弁座形成部材は、その軸線方向の一方の端面が前記冷媒通路を介して高圧冷媒の圧力を受け、他方の端面が前記ボディに形成された連通孔を介して低圧冷媒の圧力を受けるように構成されたこと、
を特徴とする請求項４記載の膨張装置。
【請求項７】
前記弁体を開弁方向に付勢する他の付勢手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項８】
前記ボディは、
前記冷凍サイクルにおいて外部熱交換器とエバポレータとの間に配置されて、前記外部熱交換器から前記エバポレータへ流れる冷媒と、アキュムレータからコンプレッサへ流れる冷媒との熱交換を行う内部熱交換器の下流側端部に一体に取り付けられ、前記外部熱交換器から前記内部熱交換器へ流れる冷媒を前記導入ポートに導入し、前記導出ポートから前記エバポレータへ導出するように構成され、
前記感温筒は、
前記外部熱交換器と前記内部熱交換器とを接続する前記配管に取り付けられるように構成されたことを特徴とする請求項４記載の膨張装置。
【請求項９】
冷媒を圧縮するコンプレッサ、圧縮された冷媒を冷却する外部熱交換器、冷却された冷媒を絞り膨張させる膨張装置、膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータ、冷凍サイクル中の余剰の冷媒を蓄えておくとともに蒸発された冷媒から気相の冷媒を分離して前記コンプレッサへ送るアキュムレータ、及び前記外部熱交換器から前記膨張装置へ流れる冷媒と前記アキュムレータから前記コンプレッサへ流れる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えた冷凍サイクルにおいて、
前記膨張装置は、
前記内部熱交換器の下流側端部に一体に取り付けられたボディと、
前記ボディ内に設けられ、冷媒が導入される上流側の圧力と膨張された冷媒が導出される下流側の圧力との差圧が大きくなるにしたがって開弁方向に作用する差圧弁と、
熱膨張係数が予め設定した値以上の液体材料が封入され、前記外部熱交換器と前記内部熱交換器とを接続する配管に取り付けられることにより、前記上流側の前記冷媒の温度を感知する感温筒と、
前記ボディに設けられ、前記感温筒の内部にチューブを介して連通し、内部に前記液体材料を充填する感温室を有し、前記上流側の前記冷媒の温度が大きくなるにしたがって、前記感温室を形成する可撓性部材を介して前記差圧弁を閉弁方向に作用させるパワーエレメントと、
を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調装置に適用される冷凍サイクル、及びその冷凍サイクルを構成する膨張装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクルには、コンデンサ（外部熱交換器）で凝縮された冷媒の気液分離を行うレシーバと分離された液冷媒を膨張させる温度式膨張弁とを用いた冷凍サイクルの他に、コンデンサで凝縮された冷媒を絞り膨張させるオリフィスチューブとエバポレータで蒸発された冷媒の気液分離を行うアキュムレータとを用いた冷凍サイクルが知られている。オリフィスチューブは、細径チューブから構成されているので、構造が簡単で製造コストが低く、レイアウトの自由度も高いというメリットを有している。しかしながら、オリフィスチューブを用いた冷凍サイクルは、温度式膨張弁と違い、細径チューブのみによって冷媒を絞り膨張させているため冷媒流量の制御機能がなく、あらゆる状況にて冷凍サイクルを効率よく運転することができない。
【０００３】
これに対し、例えば冷媒にＣＯ2を使用した冷凍サイクルに適用し、ガスクーラ（外部熱交換器）の出口側における冷媒の圧力及び温度に応じて冷媒が絞られるオリフィスの絞り通路の断面積を可変できるようにして冷凍サイクルを効率よく運転することができるようにした膨張装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この膨張装置によれば、ガスクーラから導入された冷媒の圧力及び温度を検出するために所定の冷媒が封入されてダイヤフラムによって仕切られた密閉空間を弁孔の上流側に備え、ダイヤフラムの変位で弁孔を上流側から開閉するようにした弁構造を有する。これにより、導入された冷媒の圧力がその冷媒の温度に対応した密閉空間の圧力よりも低いときには、弁孔は閉じた状態となる。そして、導入された冷媒の圧力が密閉空間の圧力よりも所定圧力だけ高くなると、弁孔が開き始め、導入された冷媒の圧力と密閉空間の圧力との差圧が所定圧力より大きくなると、その差圧に応じた開度になる。この結果、ガスクーラ出口側における冷媒の圧力及び温度は、ガスクーラ出口側における冷媒の温度と成績係数が最大となる圧力とから求めた最適制御線上に沿って制御され、冷凍サイクルの効率よい運転を可能にしている。
【０００５】
また、このような冷凍サイクルにおいては、ガスクーラとエバポレータとの間に内部熱交換器を設けることがよく行われる（例えば特許文献２参照）。
これにより、ガスクーラからエバポレータに向かって流れる冷媒と、アキュムレータからコンプレッサに向かって流れる冷媒との熱交換を行い、冷凍サイクルにおける熱交換効率を向上させている。
【特許文献１】特開平９−２６４６２２号公報（図４）
【特許文献２】特開２００１−２０１２１３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のような内部熱交換器を設けた構成において、特許文献１に記載のような機能を実現する膨張装置を構成しようとすると、次のような問題がある。
すなわち、膨張装置はエバポレータへ導出する冷媒を絞り膨張するため、内部熱交換器の下流側に配置しなければならないのに対し、ガスクーラ出口の温度を感知する必要があるため、感温部を内部熱交換器の上流側に配置しなければならない。そのため、膨張装置を内部熱交換器よりも下流側の配管に設ける場合には、この配管と内部熱交換器よりも上流側の配管とを近接させる必要がある。また、構造の簡素化等のために膨張装置を内部熱交換器の下流端部に一体に設ける場合には、内部熱交換器自体又はその内部冷媒通路をＵ字状に屈曲させるなどして、その感温部を強制的に内部熱交換器の上流側に配置する必要がある。このため、冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器の形状が制限されてしまうといった問題があった。
【０００７】
なお、このような問題は、ガスクーラ出口の温度を感知する膨張装置のみではなく、コンデンサ出口の温度を感知する膨張装置についても同様にいえることである。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器の形状を特に制限することなく、外部熱交換器出口の温度を感知して冷媒を絞り膨張してエバポレータへ供給できる膨張装置、及びその膨張装置を備えた冷凍サイクルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、冷凍サイクルを循環する冷媒を絞り膨張させる膨張装置において、前記冷媒が導入される上流側の圧力と膨張された前記冷媒が導出される下流側の圧力との差圧が大きくなるにしたがって開弁方向に作用する差圧弁と、熱膨張係数が予め設定した値以上の液体材料が封入され、前記上流側に配置された配管に取り付けられることにより、前記上流側の前記冷媒の温度を感知する感温筒と、前記感温筒の内部にチューブを介して連通し、内部に前記液体材料を充填する感温室を有し、前記上流側の前記冷媒の温度が大きくなるにしたがって、前記感温室を形成する可撓性部材を介して前記差圧弁を閉弁方向に作用させるパワーエレメントと、を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【０００９】
このような膨張装置によれば、感温筒で感知される上流側の冷媒の温度に基づいて内部の液体材料が膨張又は収縮し、チューブを介して感温室に伝わり、可撓性部材が変位して差圧弁を閉弁又は開弁方向に作用させる。この差圧弁を動作させる感温室と、温度を感知する感温筒とは互いにチューブを介してつながっているが、独立して配置可能である。このため、この膨張装置が冷凍サイクルの内部熱交換器の下流側又は下流端部に設けられても、冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器の形状を特に制限することなく、外部熱交換器出口の温度を感知して冷媒を絞り膨張し、エバポレータへ供給することができる。
【００１０】
特に、感温室内の封入材料が液体材料であるため、気体や気液混合材の場合よりも感温筒における熱膨張を感温室へ迅速に伝えることができ、差圧弁の動作の応答性を良くすることができる。
【００１１】
また、本発明では、冷媒を圧縮するコンプレッサ、圧縮された冷媒を冷却する外部熱交換器、冷却された冷媒を絞り膨張させる膨張装置、膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータ、冷凍サイクル中の余剰の冷媒を蓄えておくとともに蒸発された冷媒から気相の冷媒を分離して前記コンプレッサへ送るアキュムレータ、及び前記外部熱交換器から前記膨張装置へ流れる冷媒と前記アキュムレータから前記コンプレッサへ流れる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えた冷凍サイクルにおいて、前記膨張装置は、前記内部熱交換器の下流側端部に一体に取り付けられたボディと、前記ボディ内に設けられ、冷媒が導入される上流側の圧力と膨張された冷媒が導出される下流側の圧力との差圧が大きくなるにしたがって開弁方向に作用する差圧弁と、熱膨張係数が予め設定した値以上の液体材料が封入され、前記外部熱交換器と前記内部熱交換器とを接続する配管に取り付けられることにより、前記上流側の前記冷媒の温度を感知する感温筒と、前記ボディに設けられ、前記感温筒の内部にチューブを介して連通し、内部に前記液体材料を充填する感温室を有し、前記上流側の前記冷媒の温度が大きくなるにしたがって、前記感温室を形成する可撓性部材を介して前記差圧弁を閉弁方向に作用させるパワーエレメントと、を備えたことを特徴とする冷凍サイクルが提供される。
【００１２】
このような冷凍サイクルでは、その膨張装置において、感温筒で感知される上流側の冷媒の温度に基づいて内部の液体材料が膨張又は収縮し、チューブを介して感温室に伝わり、可撓性部材が変位して差圧弁を閉弁又は開弁方向に作用させる。この膨張装置の差圧弁を動作させる感温室と、温度を感知する感温筒とは互いにチューブを介してつながっているが、独立して配置可能である。このため、この冷凍サイクルにおいて、膨張装置が内部熱交換器の下流側又は下流端部に設けられても、外部熱交換器、内部熱交換器及びエバポレータをつなぐ配管の形状や内部熱交換器の形状が特に制限されることがない。
【００１３】
特に、感温室内の封入材料が液体材料であるため、外部熱交換器出口の温度の感知による感温筒における熱膨張を感温室へ迅速に伝えることができ、差圧弁の動作の応答性を良くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の膨張装置によれば、感温室と感温筒とがチューブを介してつながっているが、互いに独立して配置可能である。このため、この膨張装置が冷凍サイクルの内部熱交換器の下流側又は下流端部に設けられても、冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器の形状を特に制限することなく、上流側の温度を感知して冷媒を絞り膨張し、エバポレータへ供給することができる。
【００１５】
また、本発明の冷凍サイクルによれば、膨張装置の感温室と感温筒とがチューブを介してつながっているが、互いに独立して配置可能である。このため、この膨張装置が内部熱交換器の下流側又は下流端部に設けられても、感温筒については自由に配置でき、当該冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器の形状を特に制限することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は、本発明の冷凍サイクルを自動車用空調装置に適用したものであり、二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として用いる超臨界冷凍サイクルとして構成されている。図１は、本実施の形態に係る冷凍サイクルを表すシステム構成図である。
【００１７】
本実施の形態の冷凍サイクルは、自動車のエンジンによって回転駆動され、冷媒を超臨界域まで圧縮するコンプレッサ１と、コンプレッサ１から吐出された冷媒を冷却するガスクーラ２（「外部熱交換器」に該当する）と、ガスクーラ２から送出された冷媒を絞り膨張して減圧する膨張装置３と、膨張装置３を通過して膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータ４と、冷凍サイクル中の余剰の冷媒を蓄えておくとともに、エバポレータ４で蒸発された冷媒から気相の冷媒を分離してコンプレッサ１へ送るアキュムレータ５と、ガスクーラ２から膨張装置３に送られる冷媒と、アキュムレータ５からコンプレッサ１に送られる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器６とを備えている。
【００１８】
すなわち、内部熱交換器６においては、ガスクーラ２からエバポレータ４に向かって流れる冷媒が、アキュムレータ５からコンプレッサ１に向かって流れる冷媒によって冷却される一方、アキュムレータ５からコンプレッサ１に向かって流れる冷媒が、ガスクーラ２からエバポレータ４に向かって流れる冷媒によって加熱される。これにより、冷凍サイクルの熱交換率を高めている。
【００１９】
そして、内部熱交換器６におけるガスクーラ２とエバポレータ４とを接続する内部通路の下流側端部位置には、膨張装置３の本体７が一体に設けられ、内部熱交換器６の上流側の配管８には、膨張装置３を構成する感温筒９が取り付けられている。これら本体７と感温筒９とは、チューブ１０によりつながっている。
【００２０】
次に、本実施の形態の膨張装置の構成について詳細に説明する。図２は、膨張装置及びその周辺の構成を表す部分断面図である。
上述した内部熱交換器６の下流側端部には、膨張装置３の本体７を収容する収容部１１が外部に開口して設けられている。この収容部１１には、ガスクーラ２からエバポレータ４へつながる内部通路１２が横断するように連通している。本体７は、収容部１１に収容された後、その収容部１１の開口部を外方から覆うように配置された固定プレート１３を内部熱交換器６のボディにねじ接合することにより、内部熱交換器６に対して固定される。本体７と収容部１１との間の気密は、両者の間に介装されたＯリング１４，１５により保持されている。そして、内部熱交換器６の内部通路１２の上流側である高圧通路１６から本体７に導入された冷媒は、その本体７の内部に設けられた差圧弁１７にて絞り膨張されて減圧され、下流側の低圧通路１８からエバポレータ４側へ導出される。なお、膨張装置３の本体７の詳細構成については後述する。
【００２１】
感温筒９は、両端が縮管された円筒状の本体１９を備え、その一端にチューブ１０の一端が圧入され、他端には先端が閉塞した閉塞管２０が圧入されている。この本体１９は、その側壁が配管８の側壁に密着するように溶接等により取り付けられており、その内部には、熱膨張係数が予め設定した値以上の（つまり、体積膨張係数が大きい）液体材料（本実施の形態では、エチレングリコール等のアルコール）が封入されている。この液体材料は、本体１９の内部とチューブ１０介して連通した膨張装置３の後述する感温室にも充填されている。
【００２２】
図３は、膨張装置の本体の構成を表す拡大断面図である。なお、以下の説明においては、便宜上、図示の状態を基準に上下と表現することがある。
膨張装置３の本体７は、段付円筒状のボディ２１を備え、そのボディ２１の側部には、上流側から冷媒を導入する導入ポート２２と、下流側に冷媒を導出する導出ポート２３が形成されている。ボディ２１の上端開口部にはパワーエレメント２４が設けられ、ボディ２１の内部には上記差圧弁１７が配置されている。
【００２３】
パワーエレメント２４は、外周端にフランジ部を有するカップ状の蓋部材２５と、蓋部材２５の下部開口部を閉塞するように配置された可撓性のある金属薄板からなるダイヤフラム２６（「可撓性部材」に該当する）と、このダイヤフラム２６の外周部を蓋部材２５のフランジ部との間に挟むように配置されたリング状の固定部材２７とを備えている。このダイヤフラム２６を挟む蓋部材２５のフランジ部と固定部材２７との接合部には全周溶接がされており、蓋部材２５の内部に感温室２８が形成されている。パワーエレメント２４は、ボディ２１の上端開口部に装着された後、その開口端が内方に加締められることにより、ボディ２１の上端部に挟まれるようにして固定されている。
【００２４】
また、蓋部材２５の上端面中央には円孔２９が形成されており、そこにチューブ１０の他端が接合されている。これにより、感温室２８がチューブ１０の内部通路を介して感温筒９の内部に連通し、上述した液体材料が、感温筒９、チューブ１０及び感温室２８の内部に相互に行き来可能に充満している。
【００２５】
差圧弁１７は、有底円筒形状の弁体３１と段付円柱状の弁座形成部材３２とを備えている。弁体３１は、円筒状の本体３３の上端開口部に段付円柱状のディスク３４が圧入されてその底部が構成されている。ディスク３４は、その上端面（つまり、本体３３とは反対側の端面）にてダイヤフラム２６の下端面に接合しており、本体３３は、ボディ２１の中央部に設けられたガイド孔３５に沿って軸線方向に進退可能に支持されている。本体３３の下端は、その内径が下方に向って大きくなるテーパ形状をなし、その先端部が弁座形成部材３２に着脱する弁部３６を構成している。また、本体３３のディスク３４の下端部付近の側部には開口部３７が形成され、その内部冷媒通路と導入ポート２２とを連通している。
【００２６】
ディスク３４とボディ２１との間には、弁体３１をダイヤフラム２６側、つまり開弁方向に付勢するスプリング３８（「他の付勢手段」に該当する）が設けられている。
弁座形成部材３２は、ボディ２１の下部開口部の内壁に沿ってガイドされる本体３９を備え、弁体３１と軸線方向に対向配置されている。この本体３９の上半部はその外径がやや小さくなっており、その先端面にて高圧冷媒の圧力を受ける。また、その先端面の外周部は、外方にいくほど弁体３１側に傾斜したテーパ形状をなし、そのテーパ面により弁部３６が着脱する弁座部４０が形成されている。弁部３６と弁座部４０とが接離する部分は、導出ポート２３に露出しており、弁部３６と弁座部４０との間隙により導入ポート２２と導出ポート２３とを連通する絞り流路が形成される。
【００２７】
ボディ２１の下端部には、段付円筒状のスプリング受け４１が嵌入されている。弁座形成部材３２とスプリング受け４１との間には、弁座形成部材３２を弁体３１側、つまり開弁方向に付勢するスプリング４２（「付勢手段」に該当する）が介装されている。また、スプリング受け４１の中央部は、弁座形成部材３２側に突出しており、その先端が弁座形成部材３２を係止するための係止面４３を構成している。このため、弁座形成部材３２が開弁方向の大きな力を受けて軸線方向に移動しても、その開弁方向の変位がこの係止面４３によって規制される。係止面の中央には、弁座形成部材３２とスプリング受け４１とにより挟まれる圧力空間４４の内外を連通させる連通孔４５が形成されている。この圧力空間４４は、ボディ２１の下部と内部熱交換器６の収容部１１との間に形成された冷媒通路、及び連通孔４５を介して低圧通路１８に連通している。このため、弁座形成部材３２の下端面（弁体３１と反対側の面）には、膨張装置３によって減圧された低圧冷媒の圧力が導入される（図２参照）。
【００２８】
また、ボディ２１の上端部及び中央部近傍の側面には、上述したＯリング１４，１５をそれぞれ取り付けるためのシール用溝４６，４７がそれぞれ周設されている。
次に、図１及び図２に基づいて、膨張装置３の動作について説明する。
【００２９】
ガスクーラ２を出た高温・高圧のガス冷媒は、配管８を通って内部熱交換器６に導入される。そして、この内部熱交換器６にて熱交換された後、その高圧通路１６から膨張装置３の導入ポート２２に導入される。
【００３０】
このとき、膨張装置３では、導入された高圧冷媒の圧力により弁座形成部材３２がスプリング４２の付勢力に抗して開弁方向に押し下げられる一方、弁体３１がスプリング３８により開弁方向に付勢されているため、差圧弁１７は開弁状態となる。このとき、弁座形成部材３２は、上流側の高圧冷媒の圧力Ｐ１と下流側の低圧冷媒の圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）による開弁方向の力と、スプリング４２による閉弁方向の力とがバランスした位置に保持される。また、感温筒９が配管８を流れるガス冷媒の温度を感知しており、そのガス冷媒の温度が高いと、内部の液体材料が膨張してチューブ１０を介して感温室２８に変位し、ダイヤフラム２６が弁体３１側に変位する。このため、弁体３１が、スプリング３８の付勢力に抗して閉弁方向（つまり弁座形成部材３２側）へ動作する。一方、ガス冷媒の温度が低いと、内部の液体材料が収縮するため、ダイヤフラム２６が弁体３１と反対側に変位する。このため、弁体３１が、スプリング３８の付勢力によって開弁方向（つまり弁座形成部材３２と反対側）へ動作する。
【００３１】
つまり、差圧弁１７の弁開度（つまり絞り流路の断面積）は、その前後差圧とガスクーラ２の出口の冷媒温度に基づいた大きさに制御され、差圧が大きくなるにしたがって開弁方向に作用し、ガスクーラ２の出口の冷媒温度が高くなるにしたがって、閉弁方向に作用する。これにより、膨張装置３は、ガスクーラ２の出口の冷媒温度に対して効率が最大となるように高圧を制御することができる。このとき膨張装置３にて絞り膨張された冷媒は、所定の配管を通ってエバポレータ４へ導入される。
【００３２】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置３では、ガスクーラ２の出口に設置された感温筒９と、内部熱交換器６の下流側端部に設置された本体７とが互いに独立に配置され、チューブ１０により接続されている。そして、感温筒９で感知される上流側の冷媒の温度に基づいて内部の液体材料が膨張又は収縮し、チューブ１０を介して本体７の感温室２８に伝わり、ダイヤフラム２６が変位して差圧弁１７を閉弁又は開弁方向に作用させる。
【００３３】
このため、膨張装置３によれば、チューブ１０の長さや配置を調整することで、本体７が内部熱交換器６の下流端部に設けられていても、冷凍サイクルの配管形状や内部熱交換器６の内部通路の形状を特に制限することなく、ガスクーラ２の出口の温度を感知して冷媒を絞り膨張し、エバポレータ４へ供給することができる。
【００３４】
特に、感温室２８と感温筒９の封入材料が内部でつながった液体材料であるため、気体や気液混合材の場合よりも圧力による収縮率が小さく、熱膨張又は収縮の伝達性に優れている。このため、感温筒９で感知された温度変化を感温室２８へ迅速に伝えることができ、差圧弁１７の動作の応答性を良くすることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、感温筒９に封入する液体材料としてアルコールを用いたが、感温室２８に熱膨張を適切かつ迅速に伝えられるものであれば、それ以外の液体材料を用いることもできる。
【００３６】
また、本実施の形態では、可撓性部材として金属製のダイヤフラム２６を用いた例を示したが、金属以外の材質からなるダイヤフラムを用いることもできる。また、ダイヤフラムではなく、ベローズ等その他の可撓性部材を用いることもできる。
【００３７】
また、本実施の形態では、膨張装置３の本体７を内部熱交換器６の下流側端部に一体に設けた構成を示したが、本体７を内部熱交換器６の下流側、つまり、内部熱交換器６とエバポレータ４とを接続する配管の途中に設けるようにしてもよい。
【００３８】
さらに、本実施の形態では、本発明を二酸化炭素を冷媒とした超臨界冷凍サイクルに適用した例を示したが、二酸化炭素以外の冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することもできる。その場合、外部熱交換器としてガスクーラ２ではなく、コンデンサを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態に係る冷凍サイクルを表すシステム構成図である。
【図２】膨張装置及びその周辺の構成を表す部分断面図である。
【図３】膨張装置の本体の構成を表す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  コンプレッサ
２  ガスクーラ
３  膨張装置
４  エバポレータ
５  アキュムレータ
６  内部熱交換器
７  本体
８  配管
９  感温筒
１０  チューブ
１１  収容部
１６  高圧通路
１７  差圧弁
１８  低圧通路
２１  ボディ
２２  導入ポート
２３  導出ポート
２４  パワーエレメント
２６  ダイヤフラム
２８  感温室
３１  弁体
３２  弁座形成部材
３３  本体
３６  弁部
４０  弁座部
４５  連通孔
【図１】
2006292185.tif 000003
【図２】
2006292185.tif 000004
【図３】
2006292185.tif 000005