(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器に送り込まれる冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞って形成された絞り部に対向してその上流側に進退自在に弁体を配置し、上記絞り部より上流側の冷媒の過冷却度を検知して変位するダイアフラムにより上記弁体の位置を制御して、上記高圧冷媒を過冷却度が一定になる状態で断熱膨張させて上記蒸発器に向けて送り出すようにした過冷却度制御式膨張弁において、
上記弁体が上記進退方向にガタつきなく嵌合する弁体受けを形成して、上記弁体の上記弁体受けとの嵌合外周面に冷媒通過路を形成し、上記絞り部より上流側の高圧冷媒が上記ダイアフラム面近傍に導かれるようにしたことを特徴とする過冷却度制御式膨張弁。
【請求項２】
上記弁体受けが上記絞り部に隣接して設けられており、上記ダイアフラム面近傍を通過した高圧冷媒が、上記冷媒通過路を通って上記絞り部に導かれる請求項１記載の過冷却度制御式膨張弁。
【請求項３】
上記弁体の上記弁体受けから上流側に出た部分の外周が、細く括れた形状に形成されている請求項２記載の過冷却度制御式膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクル中に用いられる過冷却度制御式膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍サイクルに用いられる膨張弁として、蒸発器から出た低圧冷媒の温度と圧力に対応して、蒸発器に入る冷媒の流量を制御するいわゆる温度式膨張弁が広く用いられている。
【０００３】
それに対して、蒸発器に送り込まれる前の高圧冷媒の過冷却度を検知して蒸発器に入る冷媒の流量を制御する過冷却度制御式膨張弁は、蒸発器の入口側だけで全てを処理することができるので、装置を非常にコンパクトに構成することができるメリットがある。
【０００４】
図６は、そのような従来の過冷却度制御式膨張弁を示しており、蒸発器に送り込まれる冷媒が通る冷媒流路２，３の途中を細く絞って本体ブロック１に形成された絞り部４に対向して、その上流側から進退自在に弁体５が配置されている。
【０００５】
そして、絞り部４より上流側の冷媒の過冷却度を検知して変位するダイアフラム１１により弁体５の位置を制御し、過冷却度が一定になる状態で高圧冷媒を断熱膨張させて蒸発器に向けて送り出すようにしている。
【０００６】
ダイアフラム１１は、凝縮性ガスが封入されたパワーエレメント１０の壁面を構成しており、パワーエレメント１０の外壁面は外気と熱的に遮断されるように断熱材２０によって囲まれている。
【０００７】
弁体５の頭部には、ダイアフラム１１の裏面に当接するダイアフラム受け盤６が配置されていて、弁体５は、それと反対側から、細径ロッド９を介して圧縮コイルスプリング８によって付勢されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
弁体５は、絞り部４より上流側の冷媒流路２内の高圧冷媒の温度によって変動するパワーエレメント１０内の圧力と、冷媒流路２内の冷媒圧と、圧縮コイルスプリング８の付勢力とが釣り合う位置で静止するが、冷媒流によって振動しないように、本体ブロック１に形成された弁体受け７にガタつきなく嵌合させる必要がある。
【０００９】
そのため、弁体５と弁体受け７との狭い嵌合部を通過する高圧冷媒は極めて僅かであり、冷媒流路２内の冷媒温度は、主に弁体５を媒体とする熱伝導によってダイアフラム１１に伝達される。その結果、高圧冷媒の温度変化に対して弁体５の変位に遅れが発生する欠点があった。
【００１０】
そこで本発明は、高圧冷媒の温度変化に対する応答性のよい過冷却度制御式膨張弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の過冷却度制御式膨張弁は、蒸発器に送り込まれる冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞って形成された絞り部に対向してその上流側に進退自在に弁体を配置し、上記絞り部より上流側の冷媒の過冷却度を検知して変位するダイアフラムにより上記弁体の位置を制御して、上記高圧冷媒を過冷却度が一定になる状態で断熱膨張させて上記蒸発器に向けて送り出すようにした過冷却度制御式膨張弁において、上記弁体が上記進退方向にガタつきなく嵌合する弁体受けを形成して、上記弁体の上記弁体受けとの嵌合外周面に冷媒通過路を形成し、上記絞り部より上流側の高圧冷媒が上記ダイアフラム面近傍に導かれるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
なお、上記弁体受けが上記絞り部に隣接して設けられており、上記ダイアフラム面近傍を通過した高圧冷媒が、上記冷媒通過路を通って上記絞り部に導かれるようにしてもよい。
【００１３】
また、上記弁体の上記弁体受けから上流側に出た部分の外周が、細く括れた形状に形成されていてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の過冷却度制御式膨張弁を示しており、図示されていない蒸発器に送り込まれる冷媒を通すように本体ブロック１に形成された冷媒流路２，３の途中を細く絞って絞り部４が形成されている。２は、絞り部４より上流側の管路、３は下流側の管路である。
【００１５】
絞り部４に上流側から対向して、絞り部４の軸線と同方向に進退自在に弁体５が配置されている。弁体５は、絞り部４の上流側に隣接して本体ブロック１に形成された弁体受け７にガタつきのないように嵌合しており、絞り部４に対向する先端部分はテーパ面に形成されている。
【００１６】
ただし、Ａ−Ａ断面を示す図２に示されるように、弁体５の弁体受け７との嵌合外周面には、溝状に凹んだ断面形状の複数の冷媒通過路５ａが軸線と平行方向に形成されており、絞り部４より上流側の高圧冷媒が冷媒通過路５ａを通って絞り部４に導かれる。
【００１７】
図１に戻って、弁体５の他端側が当接するダイアフラム受け盤６は熱伝導性のよい金属材料によって盆状に薄く広く形成されており、そのダイアフラム受け盤６の反対側の面がパワーエレメント１０のダイアフラム１１の裏面に当接している。
【００１８】
パワーエレメント１０は、ダイアフラム受け盤６に当接する壁面が可撓性薄膜からなるダイアフラム１１によって形成され、それ以外の部分は、金属製のハウジング１２によって密閉状態に囲まれている。
【００１９】
そして、パワーエレメント１０の圧力室１３内には、冷媒流路２，３内を流れる冷媒と似た特性の凝縮性ガスと不活性の窒素ガスとが封止されており、ハウジング１２の外面は、外気と熱的に遮断されるように断熱材２０によって囲まれている。
【００２０】
弁体５は、絞り部４より下流側に配置された圧縮コイルスプリング８によって、絞り部４内に通された細径ロッド９を介してダイアフラム１１側に向けて付勢されており、ダイアフラム１１から受ける圧力室１３内の圧力と、絞り部４より上流側の冷媒流路２内の冷媒圧と、圧縮コイルスプリング８から受ける付勢力とが釣り合う位置で静止する。
【００２１】
圧縮コイルスプリング８の付勢力は、圧縮コイルスプリング８の他端側を受ける状態で本体ブロック１に螺合して設けられたねじ込み検体１９の締め込み量を変えることにより調整することができる。
【００２２】
本体ブロック１に対するパワーエレメント１０のハウジング１２の取り付け螺合部は、弁体５の外周面との間に十分な隙間ができる太さに形成されている。その結果、絞り部４より上流側の冷媒流路２内の高圧冷媒の一部は、相当量がダイアフラム受け盤６に直接触れてから冷媒通過路５ａを通過して絞り部４に達する。
【００２３】
したがって、ダイアフラム１１の裏面部分の空間の圧力は冷媒流路２内の高圧冷媒の圧力と常時同じになっている。また冷媒流路２内の冷媒の温度が薄いダイアフラム受け盤６を介して非常に短い時間でダイアフラム１１の裏面に伝わり、圧力室１３内の圧力がそれに対応して変化する。その結果、ダイアフラム１１が絞り部４より上流側の冷媒の過冷却度に対応して変位し、それによって弁体５の位置が制御される。
【００２４】
このようにして、冷媒流路２に送り込まれてくる高圧冷媒の温度変化に対して反応が遅れることなく冷媒の流量が敏速に制御され、絞り部４より上流側の冷媒流路２内の高圧冷媒の過冷却度が一定に保たれた状態で、絞り部４より下流側において冷媒が断熱膨張しながら蒸発器に送り出される。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば冷媒通過路５ａは、Ａ−Ａ断面を示す図３に示されるように、弁体５を多角形状の断面形状等にすることによっても形成することができる。
【００２６】
また、図４に示されるように、弁体５の中間部分（弁体受け７から上流側に出た冷媒流路２内にある部分）の外周を、細く括れた形状に形成すれば、冷媒流路２内において冷媒通過路５ａへ向かう冷媒の流れ及びダイアフラム受け盤６側に向かう冷媒の流れをより滑らかにすることができる。
【００２７】
また、図５に示されるように、弁体受け７が従来と同様に冷媒流路２とパワーエレメント１０との間に形成されている場合であっても、弁体５の外周嵌合面に冷媒通過路５ａを形成することにより、冷媒流路２内の高圧冷媒がダイアフラム受け盤６の裏面に直接触れるので、弁動作の反応遅れをある程度解消することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、弁体がガタつきなく嵌合する弁体受けと弁体との嵌合面に冷媒通過路を形成し、絞り部より上流側の高圧冷媒がダイアフラム面の近傍に導かれるようにしたことにより、ダイアフラムが高圧冷媒の温度変化に敏速に反応して変位し、高圧冷媒の過冷却度を一定にした状態の流量制御を速い応答性で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の過冷却度制御式膨張弁の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の過冷却度制御式膨張弁の縦断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の過冷却度制御式膨張弁の縦断面図である。
【図６】従来の過冷却度制御式膨張弁の縦断面図である。
【符号の説明】
２，３  冷媒流路
４  絞り部
５  弁体
５ａ  冷媒通過路
６  ダイアフラム受け盤
７  弁体受け
１０  パワーエレメント
１１  ダイアフラム
１３  圧力室
【図１】
0003782896.tif 000002
【図２】
0003782896.tif 000003
【図３】
0003782896.tif 000004
【図４】
0003782896.tif 000005
【図５】
0003782896.tif 000006
【図６】
0003782896.tif 000007