(57)【要約】【課題】絞り通路を含む冷媒通路において逆向きに冷媒を流した場合でも減圧特性の乖離が少ない膨張弁を提供する。【解決手段】膨張弁１は、第１、第２冷媒回路のいずれにおいても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用するように、冷媒の流れを規定するＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。すなわち、膨張弁１では、冷媒が第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから流入した場合においても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２）、第１熱交換器（３）、第２熱交換器（４）を有し、冷媒を前記第１熱交換器、前記第２熱交換器の順に流す第１冷媒回路と、冷媒を前記第２熱交換器、前記第１熱交換器の順に流す第２冷媒回路とを切り替え可能な蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の一方の熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させて他方の熱交換器に流出させるための膨張弁であって、
第１開口部（１ａａ）および第２開口部（１ａｂ）が形成され、前記第１開口部もしくは前記第２開口部から流入した冷媒を減圧させる絞り通路（１ａｇ）を含む冷媒通路（１ａｚ）が形成されたボデー部（１ａ）と、
前記ボデー部の内部に配置されて、前記絞り通路の流路断面積を調整する弁体（１ｃ）と、
前記第１冷媒回路において前記第１開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＡ押圧力とし、前記第２冷媒回路において前記第２開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＢ押圧力としたとき、
前記Ａ押圧力および前記Ｂ押圧力がいずれも、前記弁体の閉弁方向に作用するように、前記冷媒通路における冷媒の流れを規定する規定部材（１ｚａ〜１ｚｄ）と、を備える膨張弁。
【請求項２】
前記圧縮機に吸入される冷媒の温度および圧力に応じて前記弁体を変位させるエレメント部（５３）を備える請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
前記冷媒通路が、
前記弁体が収容される空間であり、前記絞り通路に連通する弁室（１ａｈ）と、
前記第１開口部および前記絞り通路に連通するＡ空間（１ａｃ）と、
前記第１開口部および前記弁室に連通するＢ空間（１ａｄ）と、
前記第２開口部および前記絞り通路に連通するＣ空間（１ａｅ）と、
前記第２開口部および前記弁室に連通するＤ空間（１ａｆ）と、
を含み、
前記規定部材は、
前記Ａ空間に配置され、前記第１開口部から前記絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止するＡ逆止弁（１ｚａ）と、
前記Ｂ空間に配置され、前記弁室から前記第１開口部へ向かう逆方向への冷媒の流れを防止するＢ逆止弁（１ｚｂ）と、
前記Ｃ空間に配置され、前記第２開口部から前記絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止するＣ逆止弁（１ｚｃ）と、
前記Ｄ空間に配置され、前記弁室から前記第２開口部へ向かう冷媒の流れを防止するＤ逆止弁（１ｚｄ）と、を備える請求項１または２に記載の膨張弁。
【請求項４】
前記冷媒通路は第１冷媒通路であり、
前記ボデー部には、前記第１冷媒通路とは別に、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒を流すための第２冷媒通路（１ａｙ）が形成され、
前記エレメント部が、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間（２０）を有すると共に、該封入空間の内圧と、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出して前記第２冷媒通路を流れる冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材（５３ｂ）を有し、該圧力応動部材の変位に応じて前記弁体を変位させる構成とされている請求項２または３に記載の膨張弁。
【請求項５】
第１冷媒回路と第２冷媒回路とに切り替え可能な蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、
第１開口部（１ａａ）および第２開口部（１ａｂ）が形成され、冷媒を減圧膨張させる膨張弁（１）と、
Ａ開口部（２ａ）およびＢ開口部（２ｂ）が形成され、吸入した冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、
前記第１冷媒回路において冷媒を冷却して放熱させる放熱器として機能すると共に、前記第２冷媒回路において冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器として機能する第１熱交換器（３）と、
前記第１冷媒回路において前記冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器として機能すると共に、前記第２冷媒回路において前記冷媒を冷却して放熱させる放熱器として機能する第２熱交換器（４）と、
前記圧縮機の前記Ａ開口部に接続されて冷媒配管として機能するＡ接続部（２３４）と、
前記圧縮機の前記Ｂ開口部に接続されて冷媒配管として機能するＢ接続部（２４３）と、
前記第１熱交換器に接続されて冷媒配管として機能するＣ接続部（３２４）と、
前記第２熱交換器に接続されて冷媒配管として機能するＤ接続部（４２３）と、
前記第１熱交換器と前記第１開口部とを接続して冷媒配管として機能するＥ接続部（１３）と、
前記第２開口部と前記第２熱交換器とを接続して冷媒配管として機能するＦ接続部（１４）と、
前記第１冷媒回路においては、前記Ａ接続部と前記Ｃ接続部との間、および前記Ｄ接続部と前記Ｂ接続部との間を同時に接続し、前記第２冷媒回路においては、前記Ｂ接続部と前記Ｃ接続部との間、および前記Ａ接続部と前記Ｄ接続部との間を同時に接続する四方弁（５）と、を備え、
前記膨張弁は、
前記第１開口部もしくは前記第２開口部から流入した冷媒を減圧させる絞り通路（１ａｇ）を含む冷媒通路（１ａｚ）が形成されたボデー部（１ａ）と、
前記ボデー部の内部に配置されて、前記絞り通路の流路断面積を調整する弁体（１ｃ）と、
前記第１冷媒回路において前記第１開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＡ押圧力とし、前記第２冷媒回路において前記第２開口部から流入して前記絞り通路を通過する冷媒によって前記弁体に作用する押圧力をＢ押圧力としたとき、
前記Ａ押圧力および前記Ｂ押圧力がいずれも、前記弁体の閉弁方向に作用するように、前記冷媒通路における冷媒の流れを規定する規定部材（１ｚａ〜１ｚｄ）と、を備え、
前記第１冷媒回路においては、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁の前記第１開口部、前記絞り通路、前記膨張弁の前記第２開口部、前記第２熱交換器、前記圧縮機の順に前記冷媒が流れると共に、
前記第２冷媒回路においては、前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記膨張弁の前記第２開口部、前記絞り通路、前記膨張弁の前記第１開口部、前記第１熱交換器、前記圧縮機の順に前記冷媒が流れる構成とされている冷凍サイクル。
【請求項６】
前記エレメント部が、前記Ｂ接続部における冷媒の温度および圧力に応じて前記弁体を変位させる構成とされている請求項５に記載の冷凍サイクル。
【請求項７】
前記第２冷媒通路が前記Ｂ接続部の一部として形成されており、
前記エレメント部が、前記第２冷媒通路を通過する冷媒の温度および圧力に応じて前記弁体を変位させる構成とされている請求項５に記載の冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、凝縮器から流出した高圧冷媒を減圧膨張する機械式の膨張弁が知られている。この種の膨張弁としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
この種の膨張弁は、一般的に、単一の金属ブロック等で構成されるボデー部の内部において、高圧冷媒を導入して減圧膨張させる絞り通路を含む冷媒通路、および蒸発器から流出した低圧冷媒を流通させる冷媒通路等が形成されている。より具体的には、絞り通路を含む冷媒通路はボデーに形成された２つの開口部の間において冷媒を通過させる通路である。この通路内において、高圧冷媒が、２つの開口部の一方、絞り通路、２つの開口部の他方の順に流れる。
【０００４】
また、この種の膨張弁は、蒸発器から流出した低圧冷媒の温度および圧力に応じて変位作動するエレメント部を備え、該エレメント部により弁体を変位させることで、高圧冷媒を減圧膨張させる絞り通路の流路断面積を調整している。より具体的には、エレメント部は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間の内圧と、蒸発器から流出した低圧冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材としてのダイヤフラムを有している。そして、このダイヤフラムの変位が、蒸発器から流出した低圧冷媒の温度を感温媒体に伝達する感温棒等を介して弁体に伝えられ、弁体を変位させる。
【０００５】
これにより、この種の膨張弁では、封入空間内の感温媒体の圧力を蒸発器から流出した低圧冷媒の温度に応じた圧力とし、封入空間内の内圧と蒸発器から流出した低圧冷媒の圧力との圧力差によってダイヤフラムを変位させている。つまり、蒸発器から流出した低圧冷媒の温度および圧力に応じてダイヤフラムを変位させて弁体を変位させることで、絞り通路の開度を調整している。
【０００６】
こうして、この種の膨張弁では、蒸発器から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、絞り通路の流路断面積を調整する弁体を変位させて該絞り通路の通路開度を調整することで、蒸発器から流出した低圧冷媒の過熱度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１７０７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の膨張弁のような機械式の膨張弁においては、絞り通路の流路断面積を調整する弁体が、絞り通路を通過する高圧冷媒によって押圧されることで変位する。従って、この種の機械式の膨張弁は、２つの開口部のうち一方から流入して絞り通路を通過する高圧冷媒による弁体の変位量が加味されて、所望の減圧特性となるように構成される。
【０００９】
ここで、上記特許文献１に記載の膨張弁は、２つの開口部のうち一方から流入して絞り通路を含む冷媒通路において通過する冷媒の押圧力が、弁体の閉弁方向、すなわち弁体が閉じる方向に作用する構成とされている。また、この膨張弁では、仮に、冷媒が２つの開口部のうち他方から流入した場合には、絞り通路を含む冷媒通路において通過する冷媒の押圧力が、弁体の開弁方向、すなわち弁体が開く方向に作用する。つまり、この膨張弁では、２つの開口部のうち一方から流入した場合と他方から流入した場合とで、絞り通路を含む冷媒通路において通過する冷媒の押圧力が互いに逆向きに作用する。このため、２つの開口部のうち一方から流入した場合と他方から流入した場合とで、弁体の変位量が大きく異なる。従って、この膨張弁では、絞り通路を含む冷媒通路において互いに逆向きに冷媒を流した２つの場合の間で、膨張弁の減圧特性が乖離してしまう。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、絞り通路を含む冷媒通路において逆向きに冷媒を流した場合でも減圧特性の乖離が少ない膨張弁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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１〜４に記載の発明では、第１冷媒回路と第２冷媒回路とを切り換え可能な蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１００）に適用される膨張弁（１）において以下の構成とする。すなわち、膨張弁において、Ａ押圧力およびＢ押圧力がいずれも弁体の閉弁方向に作用するように、冷媒通路における冷媒の流れを規定する規定部材（１ｚａ〜１ｚｄ）を設ける。なお、Ａ押圧力は、第１冷媒回路において第１開口部（１ａａ）から流入して絞り通路（１ａｇ）を通過する冷媒によって弁体に作用する押圧力である。また、Ｂ押圧力は、第２冷媒回路において第２開口部（１ａｂ）から流入して絞り通路を通過する冷媒によって弁体に作用する押圧力である。
【００１２】
この膨張弁を冷凍サイクルに適用すれば、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれの膨張弁の減圧特性の乖離を少なくすることできる。すなわち、冷凍サイクルにおいて、絞り通路を含む第１冷媒通路（１ａｚ）において逆向きに冷媒を流した場合でも、膨張弁の減圧特性の乖離を少なくすることができる。
【００１３】
また、請求項５〜７に記載の発明では、膨張弁（１）を適用した冷凍サイクルの具体例として、以下のような四方弁（５）を設けた冷凍サイクル（１００）としている。すなわち、四方弁は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部（２３４）とＣ接続部（３２４）との間、およびＤ接続部（４２３）とＢ接続部（２４３）との間を同時に接続する。また、四方弁は、第２冷媒回路においては、Ｂ接続部とＣ接続部との間、およびＡ接続部とＤ接続部との間を同時に接続する。このような四方弁が設けられることで、第１冷媒回路においては、圧縮機（２）、第１熱交換器（３）、膨張弁の第１開口部、絞り通路、膨張弁の第２開口部、第２熱交換器（４）、圧縮機の順に冷媒が流れる。また、第２冷媒回路においては、圧縮機、第２熱交換器、膨張弁の第２開口部、絞り通路、膨張弁の第１開口部、第１熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。
【００１４】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクルにおいて第１冷媒回路としたときの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクルにおいて第２冷媒回路としたときの全体構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る膨張弁の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る膨張弁１について図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、この膨張弁１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル１００に適用され、後述の第１熱交換器３および第２熱交換器４の一方の熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張して他方の熱交換器に流出させる、いわゆる内部均圧式の機械式膨張弁である。本実施形態では、自動車などの車両に搭載される車両用空調装置の冷凍サイクル１００に膨張弁１を適用している。なお、図１、図２中の矢印は、冷凍サイクル１００における冷媒の流れを模式的に示している。
【００１８】
まず、冷凍サイクル１００について説明する。図１、図２に示すように、冷凍サイクル１００は、膨張弁１と、圧縮機２と、第１熱交換器３と、第２熱交換器４と、四方弁５と、制御部６とを有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。冷凍サイクル１００は、ヒートポンプとして機能するものであり、図１に示す第１冷媒回路と図２に示す第２冷媒回路とに切り替え可能に構成されている。なお、第１冷媒回路は、冷房運転モードの冷媒回路に相当し、第２冷媒回路は、暖房運転モードの冷媒回路に相当する。
【００１９】
この冷凍サイクル１００では、ここでは冷媒としてフロン系冷媒が採用されているが、冷媒の種類はこれに限られない。
【００２０】
膨張弁１は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち放熱器として機能する熱交換器から流入した冷媒を減圧膨張させるものである。膨張弁１は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の温度および圧力に基づいて、該冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、図３に示す弁体１ｃの弁開度を変化させる。これにより、膨張弁１は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出する冷媒の流量を調整する。なお、膨張弁１の詳細については後述する。
【００２１】
圧縮機２は、冷媒を吸入して圧縮するものである。本実施形態では、圧縮機２は、図示しない車両走行用エンジンから電磁クラッチ等を介して駆動力を得る場合や電気的に駆動力を得て、冷媒を吸入して圧縮を行う。図１、図２に示すように、圧縮機２は、Ａ開口部２ａおよびＢ開口部２ｂを有し、Ａ開口部２ａもしくはＢ開口部２ｂから吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機２としては、例えば、インバータ制御方式の電動圧縮機が採用され得る。
【００２２】
圧縮機２のＡ開口部２ａには、冷媒配管として機能するＡ接続部２３４が接続され、圧縮機２のＢ開口部２ｂには、冷媒配管として機能するＢ接続部２４３が接続されている。ここでは、図３に示すように、Ｂ接続部２４３は、その一部として後述の膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙを含む。
【００２３】
第１熱交換器３は、周囲の熱交換媒体と冷媒とで熱交換させる熱交換器である。本実施形態における第１熱交換器３は、車室外に設置され、図示しないファンにより送風された車室外空気と冷媒とで熱交換させる。第１熱交換器３は、Ｃ開口部３ａおよびＤ開口部３ｂを有する。
【００２４】
第１熱交換器３は、第１冷媒回路において車室外空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第２冷媒回路において車室外空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を蒸発させることにより吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能する。ここでは、冷媒としてフロン系冷媒を用いているため、第１熱交換器３は、第１冷媒回路において車室外空気と気相冷媒とで熱交換させることで気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器として機能する。
【００２５】
なお、図１、図２に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクル１００は、第１熱交換器３が、第１熱交換部３１、受液器３２、第２熱交換部３３を備える。
【００２６】
第１熱交換部３１は、第１冷媒回路において凝縮器として機能する部分であり、第２熱交換部３３は、第１冷媒回路において第１熱交換部３１から流出した冷媒を過冷却する機能を果たす部分である。
【００２７】
受液器３２は、第１熱交換器３の内部の冷媒流路の途中に設けられ、少なくとも第１冷媒回路において、凝縮器として機能する第１熱交換部３１から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離してサイクル内の余剰液相冷媒を溜める機能を果たす。
【００２８】
第１熱交換器３のＣ開口部３ａには、冷媒配管として機能するＣ接続部３２４が接続されている。また、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂには、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂと膨張弁１の第１開口部１ａａを接続して冷媒配管として機能するＥ接続部１３が接続されている。
【００２９】
第２熱交換器４は、周囲の熱交換媒体と冷媒とで熱交換させる熱交換器である。本実施形態における第２熱交換器４は、車室内に設置され、図示しないファンにより送風された車室内空気と冷媒とを熱交換させる。第２熱交換器４は、Ｅ開口部４ａおよびＦ開口部４ｂを有する。
【００３０】
第２熱交換器４は、第１冷媒回路において車室内空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を蒸発させることにより吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、第２冷媒回路において車室内空気と冷媒とで熱交換させて冷媒を放熱させる放熱器として機能する。ここでは、冷媒としてフロン系冷媒を用いているため、第２熱交換器４は、第２冷媒回路において車室内空気と気相冷媒とで熱交換させて気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器として機能する。
【００３１】
第２熱交換器４のＦ開口部４ｂには、冷媒配管として機能するＤ接続部４２３が接続されている。また、第２熱交換器４のＥ開口部４ａには、膨張弁１の第２開口部１ａｂと第２熱交換器４のＥ開口部４ａを接続して冷媒配管として機能するＦ接続部１４が接続されている。
【００３２】
なお、Ａ接続部２３４、Ｂ接続部２４３、Ｃ接続部３２４、Ｄ接続部４２３、Ｅ接続部１３、およびＦ接続部１４はいずれも、冷媒が流通する流路として機能する部材であれば、その構成が特に限定されない。従って、例えば、Ａ接続部２３４、Ｂ接続部２４３、Ｃ接続部３２４、Ｄ接続部４２３、Ｅ接続部１３、およびＦ接続部１４はいずれも、冷媒配管から別の冷媒配管へ向かう流路途中に気液分離器が介在する構成であっても良い。
【００３３】
四方弁５は、制御部６の制御によって、冷凍サイクル１００における冷媒回路を切り替える弁である。具体的には、四方弁５は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＣ接続部３２４との間、およびＢ接続部２４３とＤ接続部４２３との間を同時に接続するように冷凍サイクル１００の冷媒回路の切り換えを行う。また、四方弁５は、第２冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＤ接続部４２３との間、およびＢ接続部２４３とＣ接続部３２４との間を同時に接続する。
【００３４】
制御部６は、ＥＣＵすなわち電子制御装置であり、四方弁５などを制御する装置である。
【００３５】
次に、本実施形態に係る膨張弁１の詳細について説明する。図３に示すように、膨張弁１は、ボデー部１ａ、エレメント部５３と、弁体１ｃと、逆止弁１ｚａ、逆止弁１ｚｂ、逆止弁１ｚｃ、および逆止弁１ｚｄを備える。ボデー部１ａには、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚが形成されている。なお、以下において、逆止弁１ｚａをＡ逆止弁１ｚａと称し、逆止弁１ｚｂをＢ逆止弁１ｚｂと称し、逆止弁１ｚｃをＣ逆止弁１ｚｃと称し、逆止弁１ｚｄをＤ逆止弁１ｚｄと称する。また、便宜上、図３ではＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを模式的に示している。
【００３６】
図３に示すように、ボデー部１ａは、膨張弁１の外殻および膨張弁１内の第１冷媒通路１ａｚ等が形成された部分である。ボデー部１ａは、例えば円筒状あるいは角筒状の金属ブロックに穴開け加工等を施して形成される。ボデー部１ａには、第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂが形成され、第１開口部１ａａと第２開口部１ａｂとの間において冷媒を流す通路として第１冷媒通路１ａｚが形成されている。また、ボデー部１ａには、弁体１ｃに対応する弁座として機能する弁座部１ａｋが形成されている。
【００３７】
第１開口部１ａａは、第１冷媒回路において、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂから流出した冷媒を第１冷媒通路１ａｚに流入させる部分であり、第２冷媒回路において、第１冷媒通路１ａｚを通過した冷媒を第１熱交換器３のＤ開口部３ｂへ流出させる部分である。
【００３８】
第２開口部１ａｂは、第１冷媒回路において、第１冷媒通路１ａｚを通過した冷媒を第２熱交換器４のＥ開口部４ａへ流出させる部分であり、第２冷媒回路において、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから流出した冷媒を第１冷媒通路１ａｚに流入させる部分である。
【００３９】
図３に示すように、本実施形態に係るボデー部１ａは、具体的には、第１冷媒通路１ａｚが、空間１ａｃ、空間１ａｄ、空間１ａｅ、空間１ａｆ、絞り通路１ａｇ、弁室１ａｈを含む。なお、以下において、空間１ａｃをＡ空間１ａｃと称し、空間１ａｄをＢ空間１ａｄと称し、空間１ａｅをＣ空間１ａｅと称し、空間１ａｆをＤ空間１ａｆと称する。
【００４０】
絞り通路１ａｇは、第１開口部１ａａもしくは第２開口部１ａｂから流入した冷媒を減圧膨張させる通路である。具体的には、絞り通路１ａｇは、弁座部１ａｋと弁体１ｃによって囲まれた空間である絞り部を含む。絞り通路１ａｇは、弁座部１ａｋに対する弁体１ｃの位置が変位して絞り部の流路断面積が変化することで、その流路断面積が変化する。すなわち、絞り通路１ａｇの流路断面積は、この絞り部の流路断面積である。そして、本実施形態に係る冷凍サイクル１００では、この絞り通路１ａｇが形成されることにより、冷凍サイクル１００における絞り通路１ａｇよりも冷媒流れ上流側が高圧、冷媒流れ上流側が低圧となる。
【００４１】
弁室１ａｈは、弁体１ｃが収容される空間である。図３に示すように、弁室１ａｈは、絞り通路１ａｇに連通している。弁室１ａｈは、第１冷媒回路において、第１開口部１ａａからボデー部１ａの内部に流入してＢ空間１ａｄに流れた冷媒を絞り通路１ａｇに導く通路として機能する。また、弁室１ａｈは、第２冷媒回路において、第２開口部１ａｂからボデー部１ａの内部に流入してＤ空間１ａｆに流れた冷媒を絞り通路１ａｇに導く通路として機能する。
【００４２】
Ａ空間１ａｃは、ボデー部１ａの内部において、第１開口部１ａａおよび絞り通路１ａｇに連通するように形成された空間である。Ｂ空間１ａｄは、ボデー部１ａの内部において、第１開口部１ａａおよび弁室１ａｈに連通するように形成された空間である。Ｃ空間１ａｅは、ボデー部１ａの内部において、第２開口部１ａｂおよび絞り通路１ａｇに連通するように形成された空間である。Ｄ空間１ａｆは、ボデー部１ａの内部において、第２開口部１ａｂおよび弁室１ａｈに連通するように形成された空間である。
【００４３】
なお、図３に示すように、Ｄ空間１ａｆはＢ空間１ａｄを挟んで第１開口部１ａａの反対側に位置するように配置されている。また、Ｂ空間１ａｄはＤ空間１ａｆを挟んで第２開口部１ａｂの反対側に位置するように配置されている。Ｃ空間１ａｅは、Ａ空間１ａｃを挟んで第１開口部１ａａの反対側に位置するように配置されている。また、Ａ空間１ａｃはＣ空間１ａｅを挟んで第２開口部１ａｂの反対側に位置するように配置されている。
【００４４】
エレメント部５３は、圧縮機２に吸入される冷媒の温度および圧力に応じて、変位作動することにより弁体１ｃを変位させる。
【００４５】
図３に示すように、エレメント部５３は、ダイヤフラム５３ｂに溶接、接着等の接合手段によって連結された略円筒状の感温棒５２ｂ、および感温棒５２ｂに同軸状に圧入等の手段によって連結されて弁体１ｃに当接する略円筒状の作動棒５２ｃを有する。エレメント部５３は、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出して第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の温度および圧力に応じて、感温棒５２ｂおよび作動棒５２ｃが変位作動し、この変位作動に連動して弁体１ｃを変位させる。
【００４６】
感温棒５２ｂは、第２冷媒通路１ａｙを貫通するように延びており、その外周面の少なくとも一部が、第２冷媒通路１ａｙを流通する低圧冷媒に晒されるように配置されている。これにより、感温棒５２ｂは、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出して第２冷媒通路１ａｙを流通する低圧冷媒の温度をエレメント部５３側へ伝達することができる。感温棒５２ｂとしては、熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましい。また、本実施形態では、感温棒５２ｂをステンレスにて形成している。
【００４７】
エレメント部５３は、さらに、エレメントハウジング５３ａ、圧力応動部材であるダイヤフラム５３ｂ、エレメントカバー５３ｃ、封止プラグ５３ｅによって構成される。なお、エレメントハウジング５３ａは、取付穴５１ｊにネジ止め等の固定手段によって取り付けられる。取付穴５１ｊは、ボデー部１ａの上部に形成された穴である。また、エレメントカバー５３ｃは、エレメントハウジング５３ａとともにダイヤフラム５３ｂの外縁部を狭持してエレメント部５３の外殻を形成する部材である。封止プラグ５３ｅについては後述する。
【００４８】
エレメントハウジング５３ａおよびエレメントカバー５３ｃは、ステンレス等の金属で構成され、ダイヤフラム５３ｂの外縁部を狭持した状態で、その外周端部同士が溶接、ろう付け等の接合手段によって一体に接合されている。従って、エレメントハウジング５３ａおよびエレメントカバー５３ｃによって形成されるエレメント部５３の内部空間は、ダイヤフラム５３ｂによって２つの空間に区画される。
【００４９】
この２つの空間のうち、エレメントカバー５３ｃとダイヤフラム５３ｂによって形成される空間は、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した低圧冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間２０である。
【００５０】
一方、エレメントハウジング５３ａとダイヤフラム５３ｂとによって形成される空間は、第２冷媒通路１ａｙと連通して、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒を導入させる導入空間３０である。従って、封入空間２０に封入された感温媒体には、感温棒５２ｂを介して、第２冷媒通路１ａｙを流通する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の温度が伝達される。また、この感温媒体には、ダイヤフラム５３ｂを介して、導入空間３０に導入された第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の温度も伝達される。
【００５１】
従って、封入空間２０の内圧は、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の温度に応じた圧力となる。そして、ダイヤフラム５３ｂは、封入空間２０の内圧と導入空間３０へ流入した第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の圧力との差圧に応じて変位する。
【００５２】
例えば、封入空間２０の内圧の低下に伴ってダイヤフラム５３ｂが上方側へ変位し、封入空間２０の内圧が増大に伴ってダイヤフラム５３ｂが下方側へ変位する。
【００５３】
このため、ダイヤフラム５３ｂは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス等の金属薄板にて形成される。
【００５４】
また、図３に示すように、エレメントカバー５３ｃには、封入空間２０に感温媒体を充填するための充填穴５３ｄが形成されており、この充填穴５３ｄは、感温媒体の充填後に、その先端が封止プラグ５３ｅによって閉塞される。さらに、本実施形態の封入空間２０には、気相状態の冷媒および不活性ガスを混合した混合ガスが感温媒体として封入されている。
【００５５】
本実施形態では、封入空間２０に封入する冷媒として、冷凍サイクル１００を循環する冷媒と同一組成の冷媒を採用している。不活性ガスとして、膨張弁１の使用温度範囲、例えば−３０℃〜６０℃において、理想気体と同様の温度−圧力特性を示すヘリウムや窒素等を採用している。
【００５６】
弁体１ｃは、ボデー部１ａの内部に配置されて、絞り通路１ａｇの流路断面積を調整する弁である。本実施形態では、弁体１ｃは、感温棒５２ｂおよび作動棒５２ｃの変位作動に連動して変位する。
【００５７】
上記したように、本実施形態に係る膨張弁１は、Ａ逆止弁１ｚａ、Ｂ逆止弁１ｚｂ、Ｃ逆止弁１ｚｃ、およびＤ逆止弁１ｚｄを備える。Ａ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄは、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定する規定部材として機能する。具体的には、この規定部材は、第１冷媒回路において弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力、および第２冷媒回路において弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用するように、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定する。
【００５８】
図３に示すように、Ａ逆止弁１ｚａは、Ａ空間１ａｃに配置され、第１開口部１ａａからＡ空間１ａｃを通って絞り通路１ａｇへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ａ逆止弁１ｚａは、絞り通路１ａｇからＡ空間１ａｃを通って第１開口部１ａａへ向かう方向には冷媒を流す。Ｂ逆止弁１ｚｂは、Ｂ空間１ａｄに配置され、弁室１ａｈからＢ空間１ａｄを通って第１開口部１ａａへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｂ逆止弁１ｚｂは、第１開口部１ａａからＢ空間１ａｄを通って弁室１ａｈへ向かう方向には冷媒を流す。Ｃ逆止弁１ｚｃは、Ｃ空間１ａｅに配置され、第２開口部１ａｂからＣ空間１ａｅを通って絞り通路１ａｇへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｃ逆止弁１ｚｃは、絞り通路１ａｇからＣ空間１ａｅを通って第２開口部１ａｂへ向かう方向には冷媒を流す。Ｄ逆止弁１ｚｄは、Ｄ空間１ａｆに配置され、弁室１ａｈからＤ空間１ａｆを通って第２開口部１ａｂへ向かう方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｄ逆止弁１ｚｄは、第２開口部１ａｂからＤ空間１ａｆを通って弁室１ａｈへ向かう方向には冷媒を流す。
【００５９】
このように、本実施形態に係る膨張弁１では、規定部材としてのＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。このため、第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから冷媒が流入した場合においても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用し易くなる。すなわち、本実施形態に係る膨張弁１では、Ａ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備えることで、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれにおいても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用し易くなる。
【００６０】
なお、上記でも説明したように、本実施形態では、第２冷媒通路１ａｙは、Ｂ接続部２４３の一部として構成されている。
【００６１】
また、ボデー部１ａには、第３開口部１ａｉおよび第４開口部１ａｊが形成され、第３開口部１ａｉと第４開口部１ａｊとの間において冷媒を流す通路として、第１冷媒通路１ａｚとは別の第２冷媒通路１ａｙが形成されている。
【００６２】
第１冷媒通路１ａｚは、第１冷媒回路において、放熱器として機能する第１熱交換器３から流出した高圧冷媒が流れると共に、第２冷媒回路において、放熱器として機能する第２熱交換器４から流出した高圧冷媒が流れる高圧冷媒通路である。第２冷媒通路１ａｙは、第１冷媒回路において、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒が流れると共に、第２冷媒回路において、蒸発器として機能する第１熱交換器３から流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路である。
【００６３】
また、弁室５１ｇには、コイルバネ５４が収容されている。このコイルバネ５４は、支持部材５４ａを介して、弁体１ｃに対して絞り通路１ａｇを閉弁させる側に付勢する荷重をかけている。さらに、本実施形態に係る膨張弁１では、コイルバネ５４による荷重が、調整ネジ５４ｂによって調整可能になっている。
【００６４】
次に、本実施形態に係る冷凍サイクル１００の作動について説明する。
【００６５】
まず、第１冷媒回路、すなわち冷房運転モードの冷媒回路の場合について説明する。第１冷媒回路においては、制御部６は、Ａ接続部２３４とＣ接続部３２４との間、およびＤ接続部４２３とＢ接続部２４３との間を同時に接続するように四方弁５を制御する。
【００６６】
そして、圧縮機２が車両エンジンの駆動力や電気的な駆動力により回転駆動されると、圧縮機２から冷媒が流出され、流出した高温高圧冷媒は、Ａ接続部２３４、四方弁５、Ｃ接続部３２４の順に流れ、放熱器として機能する第１熱交換器３に流入する。詳細には、高温高圧冷媒は、圧縮機２のＡ開口部２ａから流出し、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから第１熱交換器３の内部に流入する。
【００６７】
そして、第１熱交換器３に流入した高温高圧冷媒は、ファンにより送風された車室外空気と熱交換することで放熱して凝縮した後、第１熱交換器３から流出する。詳細には、高温高圧冷媒は、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから第１熱交換器３の内部に流入し、第１熱交換部３１において凝縮し、受液器３２にて気液分離され、第２熱交換部３３で過冷却されて、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂから流出する。
【００６８】
そして、第１熱交換器３から流出した高圧冷媒は、Ｅ接続部１３を通過して、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。詳細には、第１熱交換器３から流出した高圧冷媒は、膨張弁１の第１開口部１ａａから膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。
【００６９】
そして、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、第１冷媒通路１ａｚにおいて、第１開口部１ａａ、Ｂ空間１ａｄ、弁室１ａｈ、絞り通路１ａｇの順に流れ、絞り通路１ａｇにて減圧膨張される。ここで、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように流路断面積を調整された絞り通路１ａｇにおいて、流量を調整される。その後、絞り通路１ａｇにより減圧された低圧冷媒は、Ｃ空間１ａｅ、第２開口部１ａｂの順に流れ、第２開口部１ａｂから流出する。
【００７０】
ここで、本実施形態では、第１開口部１ａａから第１冷媒通路１ａｚに流入した低圧冷媒は、Ａ空間１ａｃにＡ逆止弁１ｚａが設けられていることにより、Ａ空間１ａｃへ流れることなく、Ｂ空間１ａｄ、弁室１ａｈの順に流れる。そして、弁室１ａｈへと流れた低圧冷媒は、Ｄ空間１ａｆにＤ逆止弁１ｚｄが設けられていることにより、Ｄ空間１ａｆへ流れることなく、絞り通路１ａｇへ流れる。絞り通路１ａｇへ流れた冷媒は、Ａ空間１ａｃが高圧となっていることにより、Ａ空間１ａｃへ流れることなく、Ｃ空間１ａｅへ流れ、第２開口部１ａｂへ流れる。
【００７１】
このように、本実施形態では、規定部材であるＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄが配置されたことで、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなる。このため、本実施形態では、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。
【００７２】
そして、膨張弁１から流出した低圧冷媒は、Ｆ接続部１４を通過して、蒸発器として機能する第２熱交換器４に流入する。詳細には、膨張弁１から流出した低圧冷媒は、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから第２熱交換器４の内部に流入する。
【００７３】
そして、第２熱交換器４に流入した低圧冷媒は、ファンにより送風された車室内空気と冷媒とで熱交換して、蒸発させられて吸熱作用を発揮した後、第２熱交換器４から流出する。詳細には、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから流入した低圧冷媒は、第２熱交換器４のＦ開口部４ｂから流出する。
【００７４】
そして、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒は、Ｄ接続部４２３、四方弁５を通過して、Ｂ接続部２４３に流入し、Ｂ接続部２４３の一部である膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。詳細には、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒は、膨張弁１の第３開口部１ａｉから膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。
【００７５】
そして、膨張弁１に流入した低圧冷媒は、第２冷媒通路１ａｙにおいて、第３開口部１ａｉから第４開口部１ａｊへ流れ、第４開口部１ａｊから流出する。ここで、本実施形態では、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出して第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の温度および圧力に応じて、エレメント部５３が変位作動することにより、弁体１ｃが変位する。例えば、本実施形態では、第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の過熱度が上昇した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が上昇する。これにより、封入空間２０の内圧から、第２冷媒通路１ａｙと連通した空間である導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が大きくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを閉弁させる方向へ変位する。
【００７６】
逆に、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が低下した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が低下して、封入空間２０の内圧から導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が小さくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを閉弁させる方向へ変位する。
【００７７】
このように、本実施形態では、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度に応じてエレメント部５３が弁体１ｃを変位させることで、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、絞り通路１ａｇの流路断面積が調整される。
【００７８】
そして、膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、Ｂ接続部２４３から流出して、圧縮機２に流入する。詳細には、膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、圧縮機２のＢ接続部２４３に流入する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る第１冷媒回路においては、冷媒が、圧縮機２、第１熱交換器３、膨張弁１、第２熱交換器４、圧縮機２の順に循環して流れる。
【００８０】
次に、第２冷媒回路、すなわち暖房運転モードの冷媒回路の場合について説明する。第２冷媒回路においては、制御部６は、Ｂ接続部２４３とＣ接続部３２４との間、およびＡ接続部２３４とＤ接続部４２３との間を同時に接続するように四方弁５を制御する。
【００８１】
そして、圧縮機２が車両エンジンの駆動力や電気的な駆動力により回転駆動されると、圧縮機２から冷媒が流出され、流出した高温高圧冷媒は、Ａ接続部２３４、四方弁５、Ｄ接続部４２３の順に流れ、放熱器として機能する第２熱交換器４に流入する。詳細には、高温高圧冷媒は、圧縮機２のＡ開口部２ａから流出し、第２熱交換器４のＦ開口部４ｂから第２熱交換器４の内部に流入する。
【００８２】
そして、第２熱交換器４に流入した高温高圧冷媒は、ファンにより送風された車室内空気と熱交換することで放熱して凝縮された後、第２熱交換器４から流出する。詳細には、高温高圧冷媒は、第２熱交換器４のＦ開口部４ｂから第２熱交換器４の内部に流入し、第２熱交換器４において凝縮されて、第２熱交換器４のＥ開口部４ａから流出する。
【００８３】
そして、第２熱交換器４から流出した高圧冷媒は、Ｆ接続部１４を通過して、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。詳細には、第２熱交換器４から流出した高圧冷媒は、膨張弁１の第２開口部１ａｂから膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入する。
【００８４】
そして、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、第１冷媒通路１ａｚにおいて、第２開口部１ａｂ、Ｄ空間１ａｆ、弁室１ａｈ、絞り通路１ａｇの順に流れ、絞り通路１ａｇにて減圧膨張される。ここで、膨張弁１の第１冷媒通路１ａｚに流入した高圧冷媒は、蒸発器として機能する第１熱交換器３から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように流路断面積を調整された絞り通路１ａｇにおいて、流量を調整される。その後、絞り通路１ａｇにより減圧された低圧冷媒は、Ａ空間１ａｃ、第１開口部１ａａの順に流れ、第１開口部１ａａから流出する。
【００８５】
ここで、本実施形態では、第２開口部１ａｂから第１冷媒通路１ａｚに流入した低圧冷媒は、Ｃ空間１ａｅにＣ逆止弁１ｚｃが設けられていることにより、Ｃ空間１ａｅへ流れることなく、Ｄ空間１ａｆ、弁室１ａｈの順に流れる。そして、弁室１ａｈへと流れた低圧冷媒は、Ｂ空間１ａｄにＢ逆止弁１ｚｂが設けられていることにより、Ｂ空間１ａｄへ流れることなく、絞り通路１ａｇへ流れる。絞り通路１ａｇへ流れた冷媒は、Ｃ空間１ａｅが高圧となっていることにより、Ｃ空間１ａｅへ流れることなく、Ａ空間１ａｃへ流れ、第１開口部１ａａへ流れる。
【００８６】
このように、本実施形態では、規定部材であるＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄが配置されたことで、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなる。このため、本実施形態では、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。すなわち、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、コイルバネ５４の付勢による荷重の方向すなわち反力とは反対側の方向に作用する。
【００８７】
以上のように、本膨張弁１は、圧力応動部材であるダイヤフラム５３ｂの変位に応じて弁体１ｃを変位させる構成とされている。
【００８８】
上記で説明したように、本実施形態では、規定部材であるＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄが配置されたことで、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれの場合も、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなる。これにより、本実施形態では、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれの場合も、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。すなわち、第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから冷媒が流入した場合においても、弁室１ａｈから絞り通路１ａｇへ向かう冷媒の流れとなり、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。
【００８９】
このため、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれの膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることできる。このように、膨張弁１によれば、冷凍サイクル１００において、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚにおいて逆向きに冷媒を流した場合でも、膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることができる。よって、膨張弁１によれば、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚにおいて逆向きに冷媒を流した場合でも、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の過熱度を適切に制御することができる。
【００９０】
また、本膨張弁１では、膨張弁１の内部にＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。ここで、冷凍サイクル１００における膨張弁１の外部において逆止弁などの規定部材を設けた場合には、追加で冷媒配管を設けるなど構成が複雑になる。しかしながら、本膨張弁１を適用した場合には、構成が複雑になることなく、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定できる。
【００９１】
引き続き第２冷媒回路について説明する。膨張弁１から流出した低圧冷媒は、Ｅ接続部１３を通過して、蒸発器として機能する第１熱交換器３に流入する。詳細には、膨張弁１から流出した低圧冷媒は、第１熱交換器３のＤ開口部３ｂから第１熱交換器３の内部に流入する。
【００９２】
そして、第１熱交換器３に流入した低圧冷媒は、ファンにより送風された車室外空気と冷媒とで熱交換して、蒸発させられて吸熱作用を発揮した後、第１熱交換器３から流出する。詳細には、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから流入した低圧冷媒は、第１熱交換器３のＣ開口部３ａから流出する。
【００９３】
そして、第１熱交換器３から流出した低圧冷媒は、Ｃ接続部３２４、四方弁５を通過して、Ｂ接続部２４３に流入し、Ｂ接続部２４３の一部である膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。詳細には、第１熱交換器３から流出した低圧冷媒は、膨張弁１の第３開口部１ａｉから膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入する。
【００９４】
そして、膨張弁１に流入した低圧冷媒は、第２冷媒通路１ａｙにおいて、第３開口部１ａｉから第４開口部１ａｊへ流れ、第４開口部１ａｊから流出する。ここで、本実施形態では、第１冷媒回路の場合と同様、蒸発器として機能する第１熱交換器３から流出して第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の温度および圧力に応じて、エレメント部５３が変位作動することにより、弁体１ｃが変位する。従って第１冷媒回路の場合と同様、例えば、本実施形態では、第２冷媒通路１ａｙを通る冷媒の過熱度が上昇した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が上昇する。
【００９５】
これにより、封入空間２０の内圧から、第２冷媒通路１ａｙと連通した空間である導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が大きくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを閉弁させる方向へ変位する。
【００９６】
逆に、蒸発器として機能する第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が低下した場合、封入空間２０に封入された感温媒体の圧力が低下して、封入空間２０の内圧から導入空間３０の圧力を差し引いた差圧が小さくなる。よって、この場合は、ダイヤフラム５３ｂは、弁体１ｃが絞り通路１ａｇを閉弁させる方向へ変位する。
【００９７】
このように、本実施形態では、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度に応じてエレメント部５３が弁体１ｃを変位させることで、第２熱交換器４から流出した低圧冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、絞り通路１ａｇの流路断面積が調整される。
【００９８】
引き続き第２冷媒回路について説明する。膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、Ｂ接続部２４３から流出して、圧縮機２に流入する。詳細には、膨張弁１の第４開口部１ａｊから流出した低圧冷媒は、圧縮機２のＢ接続部２４３に流入する。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態に係る第２冷媒回路においては、冷媒が、圧縮機２、第２熱交換器４、膨張弁１、第１熱交換器３、圧縮機２の順に循環して流れる。従来、冷房運転モードの冷媒回路および暖房運転モードの冷媒回路に切り換え可能である冷凍サイクルとしては、通常は、例えば特開２００３−５６９３０号公報に記載の冷凍サイクルのように、３つ以上の熱交換器が必要となる。また、２つの熱交換器で冷房運転モードの冷媒回路および暖房運転モードの冷媒回路に切り換え可能である冷凍サイクルを実現するには、膨張弁の外部に逆止弁を設けるか、追加の冷媒配管を設けるなどの構成とせざるをなかった。しかしながら、膨張弁１を適用した本冷凍サイクル１００によれば、追加の冷媒配管などを設けずとも、２つの熱交換器すなわち第１、第２熱交換器３、４によって冷房運転モードの冷媒回路および暖房運転モードの冷媒回路に切り換え可能とすることができる。
【０１００】
上記で説明したように、膨張弁１は、第１、第２冷媒回路のいずれにおいても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用するように、冷媒の流れを規定するＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える。すなわち、膨張弁１では、冷媒が第１開口部１ａａおよび第２開口部１ａｂのいずれから流入した場合においても、弁室１ａｈを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向に作用する。
【０１０１】
このため、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれの膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることできる。すなわち、膨張弁１によれば、冷凍サイクル１００において、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚに逆向きに冷媒を流した場合でも、膨張弁１の減圧特性の乖離を少なくすることができる。
【０１０２】
また、本実施形態に係る膨張弁１では、エレメント部５３は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間２０を有する。なお、具体例として、エレメント部５３は、封入空間２０の内圧と、第１、第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出して第２冷媒通路１ａｙを流れる冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材としてのダイヤフラム５３ｂを有する。そして、エレメント部５３は、ダイヤフラム５３ｂの変位に応じて弁体１ｃを変位させる。
【０１０３】
このため、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、絞り通路１ａｇを含む第１冷媒通路１ａｚにおいて逆向きに冷媒を流した場合でも、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の過熱度を適切に制御することができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、規定部材の具体例として、Ａ空間１ａｃに配置されたＡ逆止弁１ｚａ、Ｂ空間１ａｄに配置されたＢ逆止弁１ｚｂ、Ｃ空間１ａｅに配置されたＣ逆止弁１ｚｃ、Ｄ空間１ａｆに配置されたＤ逆止弁１ｚｄを備える。また、ボデー部１ａには、前記第１冷媒通路とは別に、第１熱交換器３および第２熱交換器４のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒を流すための第２冷媒通路１ａｙが形成されている。
【０１０５】
また、膨張弁１を冷凍サイクル１００に適用すれば、膨張弁１の内部にＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える構成とされていることで、追加で冷媒配管を設けるなど構成が複雑にすることなく、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定できる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、冷凍サイクル１００の具体例として、四方弁５によって冷凍サイクル１００における冷媒回路を切り替える構成とされている。四方弁５は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＣ接続部３２４との間、およびＢ接続部２４３とＤ接続部４２３との間を同時に接続するように、制御部６によって制御される。また、四方弁５は、第２冷媒回路においては、Ａ接続部２３４とＤ接続部４２３との間、およびＢ接続部２４３とＣ接続部３２４との間を同時に接続するように、制御部６によって制御される。
【０１０７】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１０８】
例えば、上記第１実施形態に係る冷凍サイクル１００では、第３開口部１ａｉから冷媒が膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入して第４開口部１ａｊから流出する構成としていた。しかしながら、第１実施形態に係る冷凍サイクル１００において、第４開口部１ａｊから冷媒が膨張弁１の第２冷媒通路１ａｙに流入して第３開口部１ａｉから流出する構成としても良い。
【０１０９】
また、上記第１実施形態および上記の他の実施形態において、Ａ逆止弁１ｚａ、Ｂ逆止弁１ｚｂ、Ｃ逆止弁１ｚｃ、およびＤ逆止弁１ｚｄ以外の規定部材を採用しても良い。ここでいう規定部材とは、上記実施形態の場合と同様、第１冷媒回路において第１冷媒通路１ａｚを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力、および第２冷媒回路において第１冷媒通路１ａｚを通過する冷媒によって弁体１ｃに作用する押圧力が、弁体１ｃの閉弁方向作用するように、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定する部材である。
（まとめ）
第１の観点では、膨張弁において、第１冷媒回路と第２冷媒回路のいずれにおいても、絞り通路を通過する冷媒によって弁体に作用する押圧力が、弁体の閉弁方向に作用するように、冷媒の流れを規定する規定部材を備える。
【０１１０】
第２の観点では、本開示の第１の観点に係る膨張弁の具体例として、圧縮機に吸入される冷媒の温度および圧力に応じて弁体を変位させるエレメント部を備える。
【０１１１】
このため、この膨張弁を冷凍サイクルに適用すれば、絞り通路を含む第１冷媒通路において逆向きに冷媒を流した場合でも、第１熱交換器および第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒の過熱度を適切に制御することができる。
【０１１２】
第３の観点では、本開示の第１、第２の観点に係る膨張弁の具体例として、Ａ逆止弁、Ｂ逆止弁、Ｃ逆止弁、Ｄ逆止弁を備える。Ａ逆止弁は、Ａ空間に配置され、第１開口部から絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止する弁である。Ｂ逆止弁は、Ｂ空間に配置され、弁室から第１開口部へ向かう逆方向への冷媒の流れを防止する弁である。Ｃ逆止弁は、Ｃ空間に配置され、第２開口部から絞り通路へ向かう冷媒の流れを防止する弁である。Ｄ逆止弁は、Ｄ空間に配置され、弁室から第２開口部へ向かう冷媒の流れを防止する弁である。これにより、第１の観点の場合と同様の効果が得られる。
【０１１３】
このため、この膨張弁を冷凍サイクルに適用すれば、膨張弁の内部にＡ逆止弁１ｚａ、・・・、Ｄ逆止弁１ｚｄを備える構成とされていることで、追加で冷媒配管を設けるなど構成が複雑にすることなく、第１冷媒通路１ａｚにおける冷媒の流れを規定できる。
【０１１４】
第４の観点では、本開示の第２、第３の観点に係る膨張弁の具体例として、ボデー部には、第１冷媒通路とは別に、第１熱交換器３および第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出した冷媒を流すための第２冷媒通路が形成される。エレメント部は、温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入された封入空間を有する。また、エレメント部は、該封入空間の内圧と、第１熱交換器および第２熱交換器のうち蒸発器として機能する熱交換器から流出して第２冷媒通路を流れる冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材を有し、該圧力応動部材の変位に応じて弁体を変位させる。これにより、第１の観点の場合と同様の効果が得られる。
【０１１５】
第５の観点では、本開示の第１〜第４の観点に係る膨張弁を適用した冷凍サイクルの具体例として、以下のような四方弁を設けた冷凍サイクルとしている。すなわち、四方弁は、第１冷媒回路においては、Ａ接続部とＣ接続部との間、およびＤ接続部とＢ接続部との間を同時に接続する。また、四方弁は、第２冷媒回路においては、Ｂ接続部とＣ接続部との間、およびＡ接続部とＤ接続部との間を同時に接続する。このような四方弁が設けられることで、第１冷媒回路においては、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁の第１開口部、絞り通路、膨張弁の第２開口部、第２熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。また、第２冷媒回路においては、圧縮機、第２熱交換器、膨張弁の第２開口部、絞り通路、膨張弁の第１開口部、第１熱交換器、圧縮機の順に冷媒が流れる。
【０１１６】
第６の観点では、本開示の第５の観点に係る冷凍サイクルの具体例として、エレメント部が、Ｂ接続部における冷媒の温度および圧力に応じて弁体を変位させる。
【０１１７】
第７の観点では、本開示の第５の観点に係る冷凍サイクルの具体例として、第２冷媒通路がＢ接続部の一部として形成されており、エレメント部が、第２冷媒通路を通過する冷媒の温度および圧力に応じて弁体を変位させる。
【符号の説明】
【０１１８】
１      膨張弁
１ａｇ  絞り流路
１ｃ    弁体
１ｚａ  Ａ逆止弁
１ｚｂ  Ｂ逆止弁
１ｚｃ  Ｃ逆止弁
１ｚｄ  Ｄ逆止弁
１００  冷凍サイクル
【図１】
2019066047.tif 000003
【図２】
2019066047.tif 000004
【図３】
2019066047.tif 000005