(57)【要約】【課題】  空調機をコンパクトにすることができ、かつ冷媒の流量を作動条件に応じて制御することができる冷凍サイクル、特に自動車用の冷凍サイクルを提供する。【解決手段】  冷媒FRとともに作動する冷凍サイクルに組み込まれる安全弁装置を、ポンチ部134の制御下に冷媒が通過しうる本体と、この安全弁装置における冷媒の流路に配置され、所定の周囲の条件下に、制御圧力に応じてポンチ部134に作用しうる弾性膜33に対して、その制御圧力を作用させる制御流体が充填されている栓体200とを具備するものとする。【選択図】  図２ａ
2004354042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒(FR)とともに作動する冷凍サイクルに組み込まれる安全弁装置であって、
ポンチ部(134)の制御下に冷媒が通過しうる本体と、
この安全弁装置における冷媒の流路に配置され、所定の周囲の条件下に、制御圧力に応じてポンチ部(134)に作用しうる弾性膜(33)に対して、前記制御圧力を作用させる制御流体が充填されている栓体(200)を具備する安全弁装置。
【請求項２】
前記制御流体は、制御圧力として、所与の温度下で、冷媒の飽和蒸気圧と等しいか、またはこれよりも高い飽和蒸気圧を作用させるようになっている請求項１記載の安全弁装置。
【請求項３】
前記冷媒(FR)と制御流体(FC)の飽和蒸気圧の差は、１０〜７０℃の温度領域において、ほぼ一定であることを特徴とする請求項２記載の安全弁装置。
【請求項４】
前記制御流体は、R218冷媒であることを特徴とする請求項２または３記載の安全弁装置。
【請求項５】
前記制御流体は、R134a冷媒であることを特徴とする請求項２または３記載の安全弁装置。
【請求項６】
前記本体は、連結管を介してコンデンサに連結しうる、冷媒を流入させるための入口(121)と、もう１つの連結管を介してエバポレータに連結しうる、冷媒を送り出すための出口(123)とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の安全弁装置。
【請求項７】
前記本体は、前記入口(121)が設けられている第１の室と、前記出口(123)が設けられている第２の室とを備え、前記冷媒は、前記ポンチ部(134)によって調整される冷媒の通路となる開口部を通じて、前記第１の室から第２の室へ送り出されることを特徴とする請求項６記載の安全弁装置。
【請求項８】
前記栓体は、前記第１の室に設けられていることを特徴とする請求項７記載の安全弁装置。
【請求項９】
前記ポンチ部(134)は、第１の室において、前記栓体(200)の下方に位置し、かつ制御流体が弾性膜に作用する圧力に応じて移動しうるように、前記弾性膜に機械的に連結された制御棒を含むことを特徴とする請求項８記載の安全弁装置。
【請求項１０】
コンプレッサ(14)、コンデンサ(11)、安全弁装置(12)、およびエバポレータ(13)を備え、冷媒とともに作動する冷凍サイクルであって、前記安全弁装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の安全弁装置であり、この安全弁装置の入口は、コンデンサ(11)に接続され、また同じく出口は、エバポレータ(13)に接続されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１１】
前記エバポレータの出口と前記コンプレッサの入口との間に、アキュムレータを備えていることを特徴とする請求項１０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、冷凍サイクル、例えば自動車用の冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
最初に、公知の冷凍サイクルについて、図１ａおよび図１ｂを参照して説明する。公知の冷凍サイクルは、冷媒の流れに沿って、コンプレッサ、コンデンサ、安全弁装置、およびエバポレータを備えている。
【０００３】
冷媒は、コンプレッサにより、気相状態で圧縮され、高圧にされる。ついで、冷媒は、コンデンサにおいて液相に変化し、圧力が低下した状態で、安全弁装置を通過する。液相の冷媒は、一部が安全弁装置内で蒸発して、冷房効果を発揮する。安全弁装置の出口においては、冷媒は、気液二相状態にあり、圧力は低下している。その後、冷媒は、エバポレータに送られ、すべてが気相に変化する。
【０００４】
図１ａは、サーモスタット式安全弁装置12'を含む公知の冷凍サイクルを示す。安全弁装置12'は、エバポレータ13への出口において、冷媒の流路に設けられる栓体により、冷媒の流量を制御する。
【０００５】
安全弁装置12'は、コンデンサ11から、入口E1を経て、冷媒が流入する第１の部分P1を含む。この冷媒は、第１の部分P1から、冷媒流路の一部が変形しうるようになっている開口部を通じ、出口S1を介して、エバポレータ13まで送り出される。
【０００６】
さらに、安全弁装置12'は、エバポレータ13の出口から、入口E2を経て、冷媒が流入する第２の部分P2を有する。冷媒は、第２の部分P2から、出口S2を介して、コンプレッサ14までを送り出される。この第２の部分P2は、エバポレータ13の出口から流入した冷媒が過っていく栓体を備えている。
【０００７】
栓体は、過熱条件のときに、圧力が加わるようにされた膜に接続されている。この膜は、第２の部分P2と第１の部分P1との間に位置する開口部における冷媒流路の一部を変形させるために、変位することができる。このような安全弁装置の構造は、エバポレータ13との間に特別な接続を必要とするため、製造コストが高くなる。
【０００８】
図１ａのサーモスタット式安全装置は、冷媒の逆流を防ぐためのものである。このような安全装置は、エバポレータの出口において、最適な方法で所望の過熱を与え、冷凍サイクルを循環する冷媒の流量を、熱量に適応させることができる。
【０００９】
しかし、このような安全弁装置を、冷凍サイクルの他の要素に接続するには費用がかかる。実際、この安全弁装置は、４つの連結点を含んでいる。このうち、２つの連結点は、安全弁装置12'を、２つの連結管を介してエバポレータ13の入口と出口にそれぞれ接続させるためのもので、安全弁装置12'の１つの側面に位置している。また、他の２つの連結点は、安全弁装置12'を、コンデンサ11（またはアキュムレータ）の出口とコンプレッサ14の入口に連結するためのもので、前述の２つの連結点とは別の側面に位置している。
【００１０】
さらに、互いに接続している２つの連結点と２つの連結管とを固定するために、少なくとも２つのクランプが必要である。同一側面側に位置する２つの連結管の中心線間の距離は、一定に保たれなければならない。特に、安全弁装置をエバポレータの入口と出口にそれぞれ接続させるために用いられる２つの連結管は、この接続を実現させるために、特別の複雑な形状を有しなければならないため、安全弁装置全体の製造コストが増大する。
【００１１】
他の態様として、安全弁装置を、ゲージ型オリフィスの形態とすることができる。このような安全弁装置は、構造が単純であるため、冷凍サイクルの他の部分に対して、容易に連結することができる。しかし、このようなゲージ型オリフィスは、サーモスタット式安全弁装置と比較すると、熱量条件の違いにより、冷媒流量の制御能力が劣る。
【００１２】
そこで、安全弁装置として、ゲージ型オリフィスを備える冷凍サイクルにおいては、冷媒の流量が、エバポレータにおいて過大となり、液相のままコンプレッサに到達するのを防止するため、エバポレータの出口にアキュムレータを継ぎ足すことが行われている。このアキュムレータは、冷媒のうち、循環しない分を貯蔵しておく領域に相当する。アキュムレータにおける冷媒の貯蔵量は、冷凍サイクルの作動条件に従って増減する。したがって、アキュムレータは、特に大型でなければならず、これは、空調機全体の大型化につながる。
【００１３】
図１ｂは、安全弁装置としてのゲージ型オリフィス12''を含む公知の冷凍サイクルを示す。ゲージ型オリフィス12''を用いると、冷凍サイクルは、他の要素との間で複雑な接続を必要としない簡単な構造となる。
【００１４】
しかし、この冷凍サイクルは、作動条件に従って、冷媒の流量を制御することはできない。さらに、冷媒がコンプレッサ14に衝撃を与えるのを防止する機能が十分ではないため、エバポレータ13の出口に、大型のアキュムレータ40が追加されており、冷凍サイクルの大型化が避けられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされてもので、空調機をコンパクトにすることができ、かつ冷媒の流量を作動条件に応じて制御することができる冷凍サイクル、特に自動車用の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】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するため、冷媒とともに作動する冷凍サイクルに組み込まれる安全弁装置であって、ポンチ部の制御下に冷媒が通過しうる本体と、この安全弁装置における冷媒の流路に配置され、所定の周囲の条件下に、制御圧力に応じてポンチ部に作用しうる弾性膜に対して、前記制御圧力を作用させる制御流体が充填されている栓体を具備する安全弁装置を提供するものである。
【００１７】
前記制御流体は、制御圧力として、所与の温度下で、冷媒の飽和蒸気圧と等しいか、またはこれよりも高い飽和蒸気圧を作用させるのが好ましい。
【００１８】
前記冷媒と制御流体の飽和蒸気圧の差は、１０〜７０℃の温度領域において、ほぼ一定であるのが好ましい。
【００１９】
前記制御流体は、R218冷媒であるのが好ましい。
【００２０】
前記制御流体は、R134a冷媒であるのが好ましい。
【００２１】
前記本体は、連結管を介してコンデンサに連結しうる、冷媒を流入させるための入口(121)と、もう１つの連結管を介してエバポレータに連結しうる、冷媒を送り出すための出口とを有するのが好ましい。
【００２２】
前記本体は、前記入口が設けられている第１の室と、前記出口が設けられている第２の室とを備え、前記冷媒は、前記ポンチ部によって調整される冷媒の通路となる開口部を通じて、前記第１の室から第２の室へ送り出されるのが好ましい。
【００２３】
前記栓体は、前記第１の室に設けられているのが好ましい。
【００２４】
前記ポンチ部は、第１の室において、前記栓体の下方に位置し、かつ制御流体が弾性膜に作用する圧力に応じて移動しうるように、前記弾性膜に機械的に連結された制御棒を含む前記栓体の上部に位置する第１の室に設けられ、かつ弾性膜に機械的に連結されて、制御流体により弾性膜に作用する圧力に応じて移動しうる制御棒を含むのが好ましい。
【００２５】
本発明はまた、コンプレッサ、コンデンサ、請求項１〜９のいずれかに記載の安全弁装置、およびエバポレータを備え、冷媒とともに作動する冷凍サイクルであって、前記安全弁装置の入口は前記コンデンサに接続され、またその出口は前記エバポレータに接続されている冷凍サイクルを提供する。
【００２６】
前記冷凍サイクルは、前記エバポレータの出口と前記コンプレッサの入口との間に、アキュムレータを備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、空調機をコンパクトにすることができ、かつ冷媒の流量を作動条件に応じて制御することができる冷凍サイクル、特に自動車用の冷凍サイクルが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の他の特徴と利点は、添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から明らかになると思う。
【００２９】
添付の図面においては、本質的な要素のみを示す。したがって、これら添付の図面は、本発明の説明を分かりやすくするだけでなく、必要な場合には、本発明の説明に係る用語を定義する上でも役立つ。
【００３０】
図２ａは、本発明に係る安全弁装置12を示す。この安全弁装置12は、空調機に組み込まれる。
【００３１】
安全弁装置12は、例えばアルミニウム製で、概ね平行六面体形状をしている本体120を含む。本体120は、高圧の冷媒FRが流入しうる入口121を有している。この入口121は、連結管22を介して、コンデンサに接続されている。当然のことながら、この連結管22を介した安全弁装置とコンデンサの間の連結は、冷凍サイクルの他の要素、例えば内部熱交換器が、コンデンサやエバポレータとの間に介在するときには、この他の要素を介する間接的なものとなる。
【００３２】
以下の説明は、単なる例示として、冷凍サイクルにおけるコンデンサと安全弁装置の間に、他の要素が介在しない空調機を取り上げて行う。
【００３３】
安全弁装置の本体120は、冷媒FRが、低圧状態で流出する際に通過する出口123を有している。この出口は、連結管24を介して、エバポレータ13に接続されている。
【００３４】
安全弁装置の入口121と出口123は、本体120の同一側面に設けるのが好ましい。図示の安全弁装置は、この側面が、コンデンサの側に位置するようにして、冷凍サイクルに設置されている。
【００３５】
入口121は、本体120の一方の側を区画する第１の室125と連通している。入口121に到達した冷媒は、この第１の室125に流入する。
【００３６】
出口123は、本体120の他方の側を区画する第２の室126と連通している。第２の室126に存在する冷媒は、出口123を介して、安全弁装置から流出する。
【００３７】
第１の室125は、上部1250と下部1251を有する。上部1250と下部1251とは、少なくとも１つの開口部30（または32）を有する壁体25によって分け隔てられている。図示の実施形態においては、壁体25には、２つの開孔30と32が設けられている。以下の説明は、この２つの開孔を有する態様に即して行う。壁体25は、栓体200のための中間支持体を構成している。
【００３８】
入口121を介して上部1250に到達した冷媒は、開孔30,32を通過して、下部1251から流出する。
【００３９】
第２の室は、ゲージ型開口部34を有する他の壁体21によって、第１の室から分け隔てられている。ゲージ型開口部34は、栓体のポンチ部134の変位によって制御しうる冷媒の通路となっている。
【００４０】
第１の室の下部1251には、冷媒の通路となる孔を有する壁体23が設けられている。この壁体23は、ポンチ部134を支持するため、ポンチ部134の両側に配置されている。
【００４１】
ポンチ部134は、ほぼ垂直な制御棒からなっている。この制御棒は、一般には入口121および出口123の各軸方向とそれぞれ直交する方向、特に垂直方向に移動する。ポンチ部の端部の形状は、開口部34の口径に合わせて定められる。
【００４２】
壁体21は、ポンチ部を第１の室内に保持するため、開口部34の箇所においては漏斗形状となっている。
【００４３】
さらに、この安全弁装置は、制御流体FCが充填された小室を有する栓体200を具備している。制御流体FCは、主として冷媒からなる。小室は、壁体25と関連づけられた剛質の貝殻形状をなしている。栓体の下部は、ポンチ部134と接続している弾性膜33からなっている。
【００４４】
制御流体FCの飽和蒸気圧と温度との間には、特別な関係がある。制御流体FCは、飽和蒸気圧と温度との関係を示すグラフにおいて、その飽和蒸気圧曲線が、冷媒FRの飽和蒸気圧曲線の上方に位置することとなるようなものが選択される。冷媒と制御流体の組み合わせの中では、R134a冷媒とR218冷媒の組み合わせが、特に好適である。なお、R134a冷媒と、制御流体としてのR134a冷媒の組み合わせも可能である。
【００４５】
以下の説明においては、例示的な意味で、制御流体として、R218冷媒を用いるものとする。
【００４６】
栓体は、弾性膜33が壁体25と当接するようにして、第１の室に配置される。栓体は、冷媒FRが第１の室125に流入したときには、冷媒FRに浸漬する。
【００４７】
制御流体は、弾性膜33に圧力を加える。このため、弾性膜33は、その圧力を受けて、垂直方向に変位する。
【００４８】
栓体中の制御流体FCの温度は、安全弁装置に流入する冷媒FRの温度に依存する。冷媒FRの温度は、コンデンサの出口温度（内部熱交換器が装填されているときには、この内部熱交換器の温度）に相当する。
【００４９】
R134a冷媒とR218冷媒の組み合わせを用いる実施形態においては、開口部34の開放を容易にするため、補助的にばねシステムを用いることができる。例えば、図２ｄにおいては、弾性膜は、壁体25の一部250に連結された第１のコイルばね350と、壁体25の他の一部251に連結された第２のコイルばね351とを含むばねシステムと連結されている。この壁体25の一部250と他の一部251は、それぞれポンチ部の左側と右側の近傍に位置している。このばねシステムは、開口部34の開放を容易にするため、ポンチ部を上方に向けて押圧しうるように配置されている。
【００５０】
制御流体FCが弾性膜に作用する力に対抗するもう一つのばねシステムを用いることもできる。この場合、ばねの剛性は、外部の温度が低いとき、すなわち冷凍サイクルにおける熱量が少ないときに、開口部が開放されたままとならないよう、十分に弱いものが選択される。
【００５１】
図３は、車室の空調を行うために自動車に搭載される冷凍サイクル20を示す。冷凍サイクル20は、コンプレッサ14、コンデンサ11、本発明に係る安全弁装置12、およびエバポレータ13を、この順序で具備し、例えばR134a冷媒のような冷媒が循環する。冷媒FRは、コンプレッサ14によって気相状態で圧縮され、高圧HPとなる。ついで、冷媒は、コンデンサ11によって液相に変化し、圧力が低下した状態で、安全弁装置12を通過する。液相の冷媒は、一部が安全弁装置12内で蒸発して、冷房効果を発揮する。安全弁装置12の出口においては、冷媒は、気液二相状態にあり、低圧BPの状態にある。その後、冷媒は、エバポレータ13に送られ、ここで気相に変化する。
【００５２】
コンデンサ11は、空気流に晒されるが、この空気流は、コンデンサと接触したときに過熱状態となる。他方、エバポレータに晒される空気は、冷却されて、車室の空調に利用される。
【００５３】
本発明に係る安全弁装置12は、簡単な方法で、コンデンサ11とエバポレータ13に接続することができる。なぜならば、この安全弁装置12には、入口121と出口123が、それぞれ１つしかないからである。
【００５４】
コンデンサ11においては、冷媒FRは、一定の圧力となるように冷却され、ついで凝縮させられる。さらに、冷媒FRは、１００％液体となって安全弁装置に送られるよう、過冷却される。したがって、過冷却状態下にある冷媒のエントロピーΔＳは、冷媒FRの飽和温度Ｔsatと、安全弁装置の入口における温度Ｔinの差に基づいて、以下の関係式に従って決定される。
ΔＳ＝Ｔsat(Ｐin)−Ｔin
ここで、冷媒FRの飽和温度Ｔsatは、安全弁装置の入口における冷媒の圧力Ｐinに依存する。
【００５５】
冷凍サイクルの熱量が大きいときは、１０℃のオーダーの過冷却状態におけるエントロピーΔＳが、冷凍サイクルを正しく作動させ、より優れた効果を発揮させる。
【００５６】
すでに述べたように、栓体200内での制御流体FCの圧力は、コンデンサから流入する冷媒FRの温度特性、したがって過冷却状態の冷媒のエントロピーΔＳに依存する。その結果、弾性膜に作用する制御流体FCの制御圧力Ｐcは、過冷却状態の冷媒のエントロピーΔＳに関連する値となる。
【００５７】
この制御流体FCの制御圧力Ｐcが変動すると、開口部34における冷媒流路の断面積は変化する。
【００５８】
したがって、本発明に係る安全弁装置は、コンデンサの出口における過冷却状態の冷媒のエントロピーΔＳに応じて、冷媒の流量を制御することができる。
【００５９】
図２ａに示すポンチ部134の上下動は、入口121を介して安全弁装置に流入する冷媒FRの温度によって制御される。栓体200の内部における制御流体FCは、第１の室125に流入する冷媒FRとの熱交換に晒される。制御流体FCは、冷媒の温度と等しいか、またはこれより高い温度と関連する飽和蒸気圧特性を有する。その結果、制御流体FCは、そのような温度において、冷媒FRとは異なる飽和蒸気圧を有する。
【００６０】
図５ａは、弾性膜33に作用する種々の力を示す模式図である。安全弁装置の作動は、次の力によって制御される。
−弾性膜に作用する栓体の制御圧力Ｐcに起因する力Fb
−冷媒FRの弾性膜33に作用する圧力によって生じる力FFR
【００６１】
図５ｂは、図２ｄに示すばねシステム350,351を具備する安全弁装置において、弾性膜33に作用する種々の力を示す模式図である。この安全弁装置における弾性膜33には、次の力が作用する。
−弾性膜に作用する栓体の制御圧力Ｐcに起因する力Fb
−冷媒FRの弾性膜33に作用する圧力によって生じる力FFR
−ばねシステム350,351の押圧力FR
【００６２】
力Ｆ1＝FFR＋FR（ばねシステムが存在しないときは、FR＝０である）は、ポンチ部を押し上げる際に作用し、力Ｆ2＝Fbは、ポンチ部を押し下げる際に作用する。
【００６３】
上記３つの力が平衡している限り、冷媒の通路は、開放状態を保つ。図２ａは、この平衡状態を示している。
【００６４】
力Ｆ1が力Ｆ2よりも大きい場合には、図２ｂと図２ｄに示すように、ポンチ部134は、開口部34を開放する方向に移動する。逆に、力Ｆ1が力Ｆ2よりも小さい場合には、図２ｃに示すように、ポンチ部134は、開口部34を閉鎖する方向に移動する。
【００６５】
安全弁装置12を用いれば、コンデンサ１1の出口において、過冷却を実現することができる。
【００６６】
冷媒の過冷却状態におけるエントロピーΔＳは、非常に重要なパラメータで、気体の分子が、コンデンサにおいて、きわめて迅速に凝縮することを示す。この場合、栓体の制御圧力が、きわめて小さいため、開口部34は開放され、高圧の冷媒が、エバポレータの入口に向けて流出する。
【００６７】
他方、冷媒の過冷却状態におけるエントロピーΔＳがきわめて小さい場合には、安全弁装置に１００％液相の冷媒を供給することはできない。この場合には、栓体の制御圧力が大きいため、開口部34は閉鎖され、低圧の冷媒が、エバポレータの入口に向けて流出する。冷媒の力が大きいため、コンプレッサ14は、液相の冷媒による衝撃を受ける。
【００６８】
本発明に係る安全弁装置は、開口部34の開放を、冷媒の過冷却状態におけるエントロピーΔＳと関連付けるものである。したがって、冷媒の過冷却状態を保つために、この安全弁装置の特性を利用することができる。
【００６９】
図２ｂにおいては、第１の室125に流入する冷媒FRは、コンデンサで過冷却に晒されており、低温で、ほぼ１００％液相状態にある。したがって、栓体200の外方に向かって作用する圧力と関連する制御流体FCの圧力は、きわめて小さい。その結果、力Ｆ2(＝Fb)は、力Ｆ1(＝FFR＋FR)よりも小さくなる。したがって、弾性膜は、栓体の内側に向かって変形し、ポンチ部を上方に移動させる。その結果、開口部34は開放し、安全弁装置の出口123における冷媒FRの流量は、大きなものになる。通路が開放すると、過冷却状態は緩和される。
【００７０】
逆に、一定の作動条件下では、過冷却の促進が求められる。図２ｃにおいては、第１の室125に流入した冷媒FRは、コンデンサ11において過冷却されていないため、冷媒の温度は、高いままである。栓体中の制御流体FCは、この高い温度に応答して若干膨張する。その結果、栓体の圧力は、栓体200の周囲における圧力と等しいか、またはこれより高くなる。したがって、Ｆ2(＝Fb)は、Ｆ1(＝FFR＋FR)と等しいか、またはこれよりも大きくなる。その結果、弾性膜33は、外側に変形し、ポンチ部134を押し下げる。よって、コンデンサ11では、過冷却が行われるようになる。
【００７１】
したがって、通常の作動時には、コンデンサにおける過冷却を制御するのは、安全弁装置である。
【００７２】
本発明が上記の効果を十分に発揮しうるよう、制御流体FCは、図４に示す飽和蒸気圧と温度の関係を示すグラフにおいて、その飽和蒸気圧曲線が、冷媒FRの飽和蒸気圧曲線の上方に位置するようなものが選択される。過冷却は、熱量の大きい条件下で、ほぼ一定とされている。
【００７３】
図４において、上方の飽和曲線は、制御流体としてのR218冷媒のものであり、下方の飽和曲線は、R134a冷媒のものである。過冷却状態におけるエントロピーΔＳは、所与の圧力における、下方の飽和蒸気圧曲線上の圧力に対応する温度と、上方の飽和蒸気圧曲線上の圧力に対応する温度との差に相当する。
【００７４】
図４によれば、上方と下方の各飽和蒸気圧曲線は、１０℃と７０℃の間においてほぼ平行である。冷媒と制御流体の各飽和蒸気圧に対応する温度の差、従って過冷却状態におけるエントロピーは、この温度領域においては、ほぼ一定である。この特性は、冷媒FR（R134a冷媒）と制御流体FC（R218冷媒）の組み合わせによるものである。
【００７５】
適当な操作条件を設定する際には、例えばコンデンサの出口温度を１０℃とする過冷却を選択して、冷凍サイクルの作動を最適にすることができる。
【００７６】
例えば、制御流体FCの温度を測定するために、栓体にプローブを備え付け、また冷媒FRの温度を測定するために、第１の室に他のプローブを備え付けることができる。こうすれば、所定の圧力下で測定された２つの温度の差を計算し、過冷却状態におけるエントロピーΔＳの値を求めることができる。過冷却状態におけるエントロピーΔＳの値が大きすぎるときは、通路の開度を増大させるため、過冷却制御用のねじを調整する。
【００７７】
さらに、冷凍サイクルは、エバポレータの出口、またはコンプレッサの入口において、液相の冷媒が流れることのないよう、アキュムレータ45を備えることができる。このアキュムレータ45は、本発明に係る冷凍サイクルを作動させる上では不可欠のものでなく、安全対策として補完的な役割を果たす。本発明においては、このアキュムレータは、冷媒の循環しない分を貯蔵しておく必要がないため、小型にすることができる。冷媒は、コンデンサの過冷却領域において、余分な冷媒を生じないように処理されるからである。
【００７８】
本発明に係る安全弁装置は、冷凍サイクルの作動を良好に保つために、過冷却を維持することにより、その入口121と出口123の間で、冷媒の圧力を低下させることができる。
【００７９】
さらに、本発明に係る安全弁装置は、コンデンサから放出される熱量に応じて、冷媒の流量を制御することができる。熱量は作動条件に応じて異なる。
【００８０】
本発明に係る安全弁装置は、連結構造が簡単であるため、冷凍サイクルに組み付ける際にコストが安価ですむ。
【００８１】
特に、冷凍サイクルの他の要素との連結を、例えばねじによって支持され、かつただ１つのクランプが付属している１本のチューブによって行うことができる。このような連結構造は、ゲージ型オリフィスの形態をとる安全弁装置にも適用しうる。
【００８２】
本発明に係る安全弁装置による冷媒流量制御の効果は、大型のアキュムレータを必要としない程度のものである。よって、本発明に係る安全弁装置は、製造コストの節減と、冷凍サイクルの大型化を避けるのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１ａ】公知のサーモスタット式安全弁装置を含む冷凍サイクルの模式図である。
【図１ｂ】公知のゲージ型オリフィスを含む冷凍サイクルの模式図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態に係る安全弁装置の１つの作動状態における断面図である。
【図２ｂ】同じく、他の作動状態における断面図である。
【図２ｃ】同じく、さらに他の作動状態における断面図である。
【図２ｄ】本発明の他の実施形態に係る安全弁装置の１つの作動状態における断面図である。
【図３】本発明に係る安全弁装置を含む冷凍サイクルの模式図である。
【図４】本発明に係る安全弁装置に利用しうる冷媒の飽和蒸気圧と温度の理想的な特性を表すグラフである。
【図５ａ】本発明に係る安全弁装置において、バルブの膜に作用する種々の圧力を示す模式図である。
【図５ｂ】図２ｄに示す安全弁装置において、バルブの膜に作用する種々の圧力を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
11  コンデンサ
12  安全弁装置
13  エバポレータ
14  コンプレッサ
20  冷凍サイクル
21,23  壁体
22  連結管
25  壁体
30,32  開孔
33  弾性膜
34  ゲージ型開口部
45  アキュムレータ
120  本体
121  入口
123  出口
125  第１の室
126  第２の室
134  ポンチ部
200  栓体
350,351  コイルばね
FC  制御流体
FR  冷媒
【図１ａ】
2004354042.tif 000003
【図１ｂ】
2004354042.tif 000004
【図２ａ】
2004354042.tif 000005
【図２ｂ】
2004354042.tif 000006
【図２ｃ】
2004354042.tif 000007
【図２ｄ】
2004354042.tif 000008
【図３】
2004354042.tif 000009
【図４】
2004354042.tif 000010
【図５ａ】
2004354042.tif 000011
【図５ｂ】
2004354042.tif 000012