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JP2017172846A - Expansion valve - Google Patents

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JP2017172846A
JP2017172846A JP2016057915A JP2016057915A JP2017172846A JP 2017172846 A JP2017172846 A JP 2017172846A JP 2016057915 A JP2016057915 A JP 2016057915A JP 2016057915 A JP2016057915 A JP 2016057915A JP 2017172846 A JP2017172846 A JP 2017172846A
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refrigerant
refrigerant passage
power element
evaporator
passage
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毅 金子
Takeshi Kaneko
毅 金子
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TGK Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a driving property of a power element by rapidly discharging an unnecessary objects from an inside of the power element.SOLUTION: An expansion valve of the present invention includes: a first refrigerant passage through which a refrigerant flowed via a condenser passes toward an evaporator; and a second refrigerant passage through which a refrigerant returned from the evaporator passes toward a compressor. A power element 120 generates a driving force according to a pressure and temperature of the refrigerant which passes the second refrigerant passage. A shaft penetrates a partition wall of the first and second refrigerant passage, and displaces by the driving force. The first refrigerant passage opens and closes by the valve by the displacement of the shaft. A connection path 138 connecting the second refrigerant passage and the power element 120 has a tapered face 152 in which an opening on the side of the power element 120 is made larger.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は膨張弁に関し、特にパワーエレメントの接続部分の構造に関する。   The present invention relates to an expansion valve, and more particularly to the structure of a connecting portion of a power element.

自動車用空調装置(カーエアコン)は、代替フロンなどの冷媒の気化と液化を繰り返すことで熱交換を行う。具体的には、蒸発器で冷媒を蒸発(気化)させることで環境から熱を奪い、気化した冷媒を凝縮器で液体に戻すことで冷媒から放熱させる。   Automobile air conditioners (car air conditioners) exchange heat by repeatedly evaporating and liquefying refrigerants such as alternative chlorofluorocarbons. Specifically, heat is removed from the environment by evaporating (vaporizing) the refrigerant with an evaporator, and heat is released from the refrigerant by returning the vaporized refrigerant to a liquid with a condenser.

気体は高圧下で液化しやすくなるため、蒸発器から回収された冷媒は圧縮機により圧縮された上で凝縮器に送られる。凝縮器から送り出された冷媒は、レシーバによって気液分離された後、膨張弁による絞り膨張によりその圧力を下げられる。これは、冷媒の圧力を下げることで冷媒を蒸発させやすくするためである。   Since the gas is liable to be liquefied under high pressure, the refrigerant recovered from the evaporator is compressed by the compressor and then sent to the condenser. After the refrigerant sent out from the condenser is gas-liquid separated by the receiver, its pressure is lowered by expansion of the expansion valve. This is to make it easier to evaporate the refrigerant by lowering the pressure of the refrigerant.

膨張弁(温度式膨張弁)は、蒸発器から導出される冷媒の温度(以下、「蒸発温度」とよぶ)が高いときには、凝縮器から蒸発器に供給される冷媒の量を増加させる。蒸発温度が低いときには、凝縮器から蒸発器に供給する冷媒の量を減少させることで、冷媒の過熱度をコントロールする。   The expansion valve (temperature expansion valve) increases the amount of refrigerant supplied from the condenser to the evaporator when the temperature of the refrigerant derived from the evaporator (hereinafter referred to as “evaporation temperature”) is high. When the evaporation temperature is low, the degree of refrigerant superheat is controlled by reducing the amount of refrigerant supplied from the condenser to the evaporator.

膨張弁は、凝縮器から蒸発器に供給される冷媒を通過させる第1の冷媒通路と、蒸発器から圧縮機に供給される冷媒を通過させる第2の冷媒通路を有する。第2の冷媒通路の上部にはパワーエレメントとばれるアクチュエータ(駆動部)が設置される。パワーエレメントは第2の冷媒通路を通過する冷媒の圧力と蒸発温度に応じて、シャフトを変位させる。シャフトは、その変位により、第1の冷媒通路の弁体の開度を変化させる(特許文献1参照)。   The expansion valve has a first refrigerant passage that allows the refrigerant supplied from the condenser to the evaporator to pass therethrough, and a second refrigerant passage that allows the refrigerant supplied from the evaporator to the compressor to pass therethrough. An actuator (drive unit) called a power element is installed in the upper part of the second refrigerant passage. The power element displaces the shaft in accordance with the pressure of the refrigerant passing through the second refrigerant passage and the evaporation temperature. The shaft changes the opening of the valve body of the first refrigerant passage by the displacement (see Patent Document 1).

特開2013−242129号公報JP2013-242129A

膨張弁のボディ上部の開口にパワーエレメントを嵌めこむことで、第2の冷媒通路とパワーエレメントは連通する。第2の冷媒通路を流れる冷媒の一部は開口からパワーエレメント内部に流れ込む。パワーエレメントは流れ込んできた冷媒の温度と圧力に応じて駆動力を発生させる。   By fitting the power element into the opening in the upper part of the body of the expansion valve, the second refrigerant passage and the power element communicate with each other. A part of the refrigerant flowing through the second refrigerant passage flows into the power element from the opening. The power element generates a driving force according to the temperature and pressure of the refrigerant that has flowed in.

パワーエレメントには、気相の冷媒だけでなく、液相の冷媒や冷媒に含まれるオイル(潤滑油)もパワーエレメントに入り込む。液相の冷媒やオイルは、気相の冷媒に比べて熱伝達の時定数が小さいため、パワーエレメント内に滞留すると、弁部が頻繁に開閉作動するハンチングを生じさせる可能性がある。このため、液相冷媒やオイルがパワーエレメント付近に滞留するのを防ぐ必要がある。   In the power element, not only gas-phase refrigerant but also liquid-phase refrigerant and oil (lubricating oil) contained in the refrigerant enter the power element. Since liquid phase refrigerant and oil have a smaller time constant for heat transfer than gas phase refrigerant, if they stay in the power element, there is a possibility of causing hunting in which the valve section frequently opens and closes. For this reason, it is necessary to prevent liquid phase refrigerant and oil from staying in the vicinity of the power element.

本発明は、本発明者らによる上記課題認識にもとづいて完成された発明であり、その主たる目的は、膨張弁のパワーエレメントの駆動性を向上させること、特に、パワーエレメント内部から不要物を速やかに排出させることにある。   The present invention has been completed on the basis of recognition of the above problems by the present inventors, and its main purpose is to improve the drivability of the power element of the expansion valve, in particular, to quickly remove unwanted materials from the inside of the power element. It is to be discharged.

本発明の膨張弁は、熱交換器を経て流入した冷媒を蒸発器に向けて通過させる第1の冷媒通路と、蒸発器から戻ってくる冷媒を圧縮機に向けて通過させる第2の冷媒通路と、を有するボディと、第2の冷媒通路を通過する冷媒の圧力および温度に応じて駆動力を発生させる駆動部と、第1および第2の冷媒通路の隔壁を貫通し、駆動力により変位する作動ロッドと、第1の冷媒通路に設置され、作動ロッドの変位に応じて第1の冷媒通路を開閉させる弁体と、を備える。
第2の冷媒通路と駆動部をつなぐ連結路は、駆動部側の開口が拡大される傾斜部を有する。
The expansion valve of the present invention includes a first refrigerant passage that allows the refrigerant that has flowed in through the heat exchanger to pass toward the evaporator, and a second refrigerant passage that allows the refrigerant returning from the evaporator to pass toward the compressor. And a body that includes a body, a drive unit that generates a driving force according to the pressure and temperature of the refrigerant that passes through the second refrigerant passage, and a partition that passes through the partition walls of the first and second refrigerant passages, and is displaced by the driving force. And a valve body that is installed in the first refrigerant passage and opens and closes the first refrigerant passage according to the displacement of the operation rod.
The connecting path that connects the second refrigerant passage and the drive unit has an inclined part in which the opening on the drive unit side is enlarged.

連結路の内壁面をテーパー形状とすることにより、連結路に液体冷媒やオイルなどの不要物が滞留しにくくなる。このような構成により、ハンチングを抑制させやすくなる。   By making the inner wall surface of the connection path into a tapered shape, it becomes difficult for unwanted substances such as liquid refrigerant and oil to stay in the connection path. Such a configuration makes it easy to suppress hunting.

本発明によれば、膨張弁におけるパワーエレメントの駆動力を安定させやすくなる。   According to the present invention, it becomes easy to stabilize the driving force of the power element in the expansion valve.

第1実施形態における膨張弁の断面図である。It is sectional drawing of the expansion valve in 1st Embodiment. 第1実施形態において、図1の領域Aの拡大図である。In 1st Embodiment, it is an enlarged view of the area | region A of FIG. 比較例において、領域Aの拡大図である。In a comparative example, it is an enlarged view of area A. 第1実施形態において、図1の領域Aの拡大図(変形例)である。In 1st Embodiment, it is an enlarged view (modified example) of the area | region A of FIG. 第2実施形態における膨張弁の断面図である。It is sectional drawing of the expansion valve in 2nd Embodiment. 第2実施形態において、図4の領域Aの拡大図である。In 2nd Embodiment, it is an enlarged view of the area | region A of FIG.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for the sake of convenience, the positional relationship between the structures may be expressed based on the illustrated state. In the following embodiments and modifications thereof, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted as appropriate.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る膨張弁100の断面図である。
本実施形態における膨張弁100は、カーエアコン110において使用される。
カーエアコン110には、代替フロンのような低温でも蒸発しやすい冷媒が封入され、冷媒は圧縮機106、外部熱交換器として機能する凝縮器102、レシーバ108および蒸発器104を循環する。蒸発器104は、冷媒を気化させることで外部の熱を冷媒に取り込む(冷房機能)。圧縮機106は、気体冷媒に圧力を加えて冷媒を液化しやすくする。凝縮器102は、圧縮機106によって圧力を高められた冷媒を液体に戻す。このとき、冷媒から外部に排熱される。レシーバ108は、冷媒を気液分離する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an expansion valve 100 according to the first embodiment.
The expansion valve 100 in this embodiment is used in the car air conditioner 110.
The car air conditioner 110 is filled with a refrigerant that easily evaporates even at a low temperature, such as alternative chlorofluorocarbon, and the refrigerant circulates through the compressor 106, the condenser 102 that functions as an external heat exchanger, the receiver 108, and the evaporator 104. The evaporator 104 takes in external heat into the refrigerant by vaporizing the refrigerant (cooling function). The compressor 106 applies pressure to the gaseous refrigerant to facilitate liquefaction of the refrigerant. The condenser 102 returns the refrigerant whose pressure has been increased by the compressor 106 to a liquid. At this time, heat is exhausted from the refrigerant to the outside. The receiver 108 gas-liquid separates the refrigerant.

膨張弁100は、凝縮器102から蒸発器104への冷媒の流れを調整する。また、蒸発器104から圧縮機106への冷媒の通り道ともなる。
膨張弁100のボディ116は、アルミニウム合金からなる素材を押出成形したあと、所定の機械加工を施すことで得た部材である。ボディ116には、圧縮機106,凝縮器102,レシーバ108から供給される冷媒を蒸発器104に送る第1冷媒通路112と、蒸発器104から供給される冷媒を圧縮機106に戻す第2冷媒通路114が形成される。
ボディ116の上部には、パワーエレメント120がネジ等により固定される。パワーエレメント120とボディ116との間には、冷媒の漏洩を防止するためのOリング166が介装されている。ボディ116の側面には、配管取り付け用のねじ穴126が形成される。
The expansion valve 100 adjusts the flow of refrigerant from the condenser 102 to the evaporator 104. Further, it also serves as a refrigerant path from the evaporator 104 to the compressor 106.
The body 116 of the expansion valve 100 is a member obtained by extruding a material made of an aluminum alloy and performing predetermined machining. The body 116 includes a first refrigerant passage 112 that sends the refrigerant supplied from the compressor 106, the condenser 102, and the receiver 108 to the evaporator 104, and a second refrigerant that returns the refrigerant supplied from the evaporator 104 to the compressor 106. A passage 114 is formed.
The power element 120 is fixed to the upper part of the body 116 with screws or the like. An O-ring 166 is interposed between the power element 120 and the body 116 to prevent refrigerant leakage. A screw hole 126 for pipe attachment is formed on the side surface of the body 116.

第1冷媒通路112の中間には、開度調整のためにボール状の弁体118が設けられる。膨張弁100のボディ116には棒状のシャフト122が挿通している。シャフト122は、凝縮器102から蒸発器104に供給される冷媒の量をコントロールする「作動ロッド」として機能する。シャフト122の下端は弁体118に接触し、上端はパワーエレメント120が内蔵するディスク124と接触する。弁体118と弁孔168の隙間を冷媒が通過する。弁体118が図1の下方向(開弁方向)に移動すると、弁体118と弁孔168の隙間(開度)が大きくなる。弁孔168、弁体118および弁体118を支持する弁体受142により、第1冷媒通路112の「弁」が形成される。   A ball-shaped valve body 118 is provided in the middle of the first refrigerant passage 112 to adjust the opening. A rod-shaped shaft 122 is inserted through the body 116 of the expansion valve 100. The shaft 122 functions as an “operating rod” that controls the amount of refrigerant supplied from the condenser 102 to the evaporator 104. The lower end of the shaft 122 is in contact with the valve body 118, and the upper end is in contact with the disk 124 built in the power element 120. The refrigerant passes through the gap between the valve body 118 and the valve hole 168. When the valve body 118 moves downward (opening direction) in FIG. 1, the gap (opening) between the valve body 118 and the valve hole 168 increases. A “valve” of the first refrigerant passage 112 is formed by the valve hole 168, the valve body 118, and the valve body receiver 142 that supports the valve body 118.

パワーエレメント120(駆動部)は、温度に応じて駆動力を発生させるアクチュエータとして機能する。パワーエレメント120には、ダイアフラム128(金属薄板)を挟んでその上下にアッパーハウジング130とロウアーハウジング132が配置されており、これらの外周縁部は溶接されている。アッパーハウジング130とダイアフラム128により形成される上部の密閉空間134には、冷媒に似た温度特性を有するガスが封入されている。ロウアーハウジング132が形成する感温室136には、ディスク124が収容される。感温室136の下部は開口し、第2冷媒通路114と感温室136は、ボディ116に開口部として形成される連結路138により連通する。このため、蒸発器104から第2冷媒通路114を通って圧縮機106に流れる冷媒の一部は感温室136にも流れ込む。ディスク124を介して、冷媒の蒸発温度が密閉空間134に伝わる。
なお、連結路138の径を調整することで、第2冷媒通路114から感温室136へ流れ込む冷媒の量を制御し、時定数を調整している。
The power element 120 (driving unit) functions as an actuator that generates a driving force according to temperature. In the power element 120, an upper housing 130 and a lower housing 132 are disposed above and below a diaphragm 128 (metal thin plate), and the outer peripheral edge portions thereof are welded. A gas having a temperature characteristic similar to that of a refrigerant is sealed in an upper sealed space 134 formed by the upper housing 130 and the diaphragm 128. A disk 124 is accommodated in the temperature sensitive room 136 formed by the lower housing 132. The lower part of the temperature-sensitive greenhouse 136 is opened, and the second refrigerant passage 114 and the temperature-sensitive room 136 communicate with each other through a connection path 138 formed as an opening in the body 116. For this reason, a part of the refrigerant flowing from the evaporator 104 through the second refrigerant passage 114 to the compressor 106 also flows into the sensitive room 136. The refrigerant evaporating temperature is transmitted to the sealed space 134 via the disk 124.
In addition, by adjusting the diameter of the connecting path 138, the amount of refrigerant flowing from the second refrigerant passage 114 into the sensitive room 136 is controlled, and the time constant is adjusted.

密閉空間134は、ガスの飽和圧力に応じて内圧が変化する。蒸発温度が高いときには飽和圧力が大きくなり、ダイアフラム128とディスク124を介してシャフト122は図1下方向(開弁方向)に押し出される。弁体118は弁体受142を介してスプリング140により図1上方向に付勢されているが、シャフト122を押し下げる力が強くなると、弁体118も押し下げられる。シャフト122の下方への変位量が大きいほど、いいかえれば、蒸発温度が高いほど、第1冷媒通路112の弁開度は大きくなり、第1冷媒通路112を流れる冷媒の量は大きくなる。   The internal pressure of the sealed space 134 changes according to the gas saturation pressure. When the evaporation temperature is high, the saturation pressure increases, and the shaft 122 is pushed downward in FIG. 1 (the valve opening direction) through the diaphragm 128 and the disk 124. The valve body 118 is urged upward in FIG. 1 by the spring 140 via the valve body receiver 142, but when the force to push down the shaft 122 becomes strong, the valve body 118 is also pushed down. The greater the amount of downward displacement of the shaft 122, in other words, the higher the evaporation temperature, the greater the valve opening of the first refrigerant passage 112 and the greater the amount of refrigerant flowing through the first refrigerant passage 112.

逆に、蒸発温度が低いときには密閉空間134における飽和圧力は小さくなり、スプリング140の付勢力によって弁体118は押し上げられ、第1冷媒通路112は閉弁する。弁(弁体118,弁孔168)により第1冷媒通路112を通過する冷媒は絞り膨張されて霧状となる。   On the contrary, when the evaporation temperature is low, the saturation pressure in the sealed space 134 becomes small, the valve body 118 is pushed up by the biasing force of the spring 140, and the first refrigerant passage 112 is closed. The refrigerant passing through the first refrigerant passage 112 by the valves (the valve body 118 and the valve hole 168) is squeezed and expanded to form a mist.

シャフト122は、ボディ116に形成される貫通路144に挿入される。シャフト122は、弁体118に接触する。また、ディスク124はシャフト122に接触する。弁体118とディスク124,シャフト122は互いに一体接合する必要はない。第2冷媒通路114と第1冷媒通路112の間で冷媒が漏れないようにするために、シャフト122の外側面と貫通路144の内側面の隙間(クリアランス)はできるだけ小さくすることが望ましい。   The shaft 122 is inserted into a through passage 144 formed in the body 116. The shaft 122 contacts the valve body 118. Further, the disk 124 contacts the shaft 122. The valve body 118, the disk 124, and the shaft 122 need not be integrally joined to each other. In order to prevent the refrigerant from leaking between the second refrigerant passage 114 and the first refrigerant passage 112, it is desirable to make the gap (clearance) between the outer surface of the shaft 122 and the inner surface of the through passage 144 as small as possible.

まとめると、以上の構成によれば、蒸発器104から膨張弁100に流れこむ冷媒の過熱度(Super Heat)が高いときには、弁体118が押し下げられて第1冷媒通路112の弁開度が大きくなり、第1冷媒通路112を通過する冷媒の量が多くなり、冷媒の過熱度は低下させられる。過熱度が低いときには、弁体118が押し上げられて第1冷媒通路112の弁開度が小さくなり、第1冷媒通路112を通過する冷媒の量が少なくなり過熱度は高くなる。冷媒の流量を自動調整することで、過熱度を設定値付近に調整する。
スプリング140の下部は、アジャストネジ146が取り付けられる。アジャストネジ146の螺入量により、スプリング140の付勢力により定まる上記設定値を調整できる。
In summary, according to the above configuration, when the degree of superheat of the refrigerant flowing from the evaporator 104 to the expansion valve 100 is high, the valve body 118 is pushed down and the valve opening degree of the first refrigerant passage 112 is increased. Thus, the amount of refrigerant passing through the first refrigerant passage 112 increases, and the degree of superheat of the refrigerant is reduced. When the degree of superheat is low, the valve body 118 is pushed up, the valve opening degree of the first refrigerant passage 112 is reduced, the amount of refrigerant passing through the first refrigerant passage 112 is reduced, and the degree of superheat is increased. By automatically adjusting the flow rate of the refrigerant, the degree of superheat is adjusted around the set value.
An adjustment screw 146 is attached to the lower part of the spring 140. The set value determined by the urging force of the spring 140 can be adjusted by the screwing amount of the adjustment screw 146.

シャフト122には、更に、防振ばね148が当接する。防振ばね148は特許文献1に示す形状の板バネである。具体的には、防振ばね148は、平坦な側壁を有する断面三角形状の筒状体であり、その3つの側壁にそれぞれ一体にばね部分が形成される。シャフト122が防振ばね148から横荷重を受けることにより、冷媒圧力の変動によるシャフト122や弁体118の振動が抑制される。   Further, a vibration-proof spring 148 abuts on the shaft 122. The anti-vibration spring 148 is a leaf spring having the shape shown in Patent Document 1. Specifically, the anti-vibration spring 148 is a cylindrical body having a triangular cross section having flat side walls, and spring portions are integrally formed on the three side walls. When the shaft 122 receives a lateral load from the anti-vibration spring 148, vibration of the shaft 122 and the valve body 118 due to fluctuations in the refrigerant pressure is suppressed.

図2は、図1の領域Aの拡大図である。図3は、比較例における領域Aの拡大図である。
図1に示したように、ボディ116の上面には開口が形成されており、この開口にパワーエレメント120を固定する。パワーエレメント120の下部も開口しているため、感温室136は連結路138を介して第2冷媒通路114と連通する。蒸発器104から送出された冷媒の一部は感温室136に入り、ディスク124の温度を変化させる。
FIG. 2 is an enlarged view of region A in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of region A in the comparative example.
As shown in FIG. 1, an opening is formed in the upper surface of the body 116, and the power element 120 is fixed to this opening. Since the lower part of the power element 120 is also opened, the sensitive room 136 communicates with the second refrigerant passage 114 via the connection path 138. A part of the refrigerant sent from the evaporator 104 enters the sensitive room 136 and changes the temperature of the disk 124.

第2冷媒通路114を通過する冷媒には、過熱度が低い運転領域では、気相冷媒だけでなく液相冷媒も含まれる。また、冷媒に含まれる微量の潤滑油もパワーエレメント120(感温室136)に入り込むことがある。液相冷媒や潤滑油(以下、まとめて「液体」とよぶ)は、気相冷媒に比べて熱伝達の時定数が小さいため、パワーエレメント120の感温機能を不安定化させる。   The refrigerant passing through the second refrigerant passage 114 includes not only a gas phase refrigerant but also a liquid phase refrigerant in an operation region where the degree of superheat is low. In addition, a small amount of lubricating oil contained in the refrigerant may also enter the power element 120 (the sensitive room 136). Liquid phase refrigerant and lubricating oil (hereinafter collectively referred to as “liquid”) have a smaller heat transfer time constant than gas phase refrigerant, and thus destabilize the temperature-sensitive function of the power element 120.

比較例における連結路138は円筒形状を有する(図3参照)。パワーエレメント120(ロウアーハウジング132)側の開口部分には水平方向に平坦な段差面150が形成されるため、ここに液体が滞留しやすい。一方、第1実施形態における連結路138は、パワーエレメント120側の開口部にテーパー面152(傾斜面)が形成される(図2参照)。連結路138の内側面のすべてがテーパー面152として形成されてもよいし、図2に示すようにパワーエレメント120側の一部(上部)だけにテーパー面152が形成されてもよい。図2においては、比較例のような段差面150(シャフト122の軸方向に垂直な面:軸垂直面)が形成されないため、感温室136に液体が入り込んでもそこで滞留することなく、液体が第2冷媒通路114に排出されやすくなる。テーパー面152は液体の重力落下を促す。
テーパー面152の軸垂直面に対する傾斜角aは、5度以上は必要であり、15度以上であることが望ましい。なお、本実施形態における軸垂直面は水平面である。
The connection path 138 in the comparative example has a cylindrical shape (see FIG. 3). Since a flat step surface 150 is formed in the opening portion on the power element 120 (lower housing 132) side in the horizontal direction, the liquid tends to stay here. On the other hand, the connecting path 138 in the first embodiment has a tapered surface 152 (inclined surface) formed in the opening on the power element 120 side (see FIG. 2). All of the inner surface of the connection path 138 may be formed as a tapered surface 152, or the tapered surface 152 may be formed only in a part (upper part) on the power element 120 side as shown in FIG. In FIG. 2, since the step surface 150 (surface perpendicular to the axial direction of the shaft 122: the axis vertical surface) as in the comparative example is not formed, even if the liquid enters the sensitive room 136, it does not stay there and the liquid does not stay there. 2 It becomes easy to be discharged into the refrigerant passage 114. The tapered surface 152 promotes the gravity drop of the liquid.
The inclination angle a of the tapered surface 152 with respect to the axis-perpendicular surface needs to be 5 degrees or more, and is preferably 15 degrees or more. In the present embodiment, the axis vertical plane is a horizontal plane.

パワーエレメント120の開口は円形である。図2においては、連結路138のパワーエレメント120側(上面側)の開口直径D2は、いいかえれば、連結路138の上部側の開口直径D2は、パワーエレメント120の開口直径(内径)D1よりも大きい(D2>D1)。すなわち、連結路138の上部側の開口面積は、パワーエレメント120の開口面積(下部開口面積)よりも大きい。ディスク124の下面よりも連結路138の上部開口面積が大きいため、ディスク124の下面全域に冷媒が触れやすく、感温室136の蒸発温度がディスク124に伝わりやすくなる。   The opening of the power element 120 is circular. In FIG. 2, the opening diameter D2 on the power element 120 side (upper surface side) of the connecting path 138 is, in other words, the opening diameter D2 on the upper side of the connecting path 138 is larger than the opening diameter (inner diameter) D1 of the power element 120. Large (D2> D1). That is, the opening area on the upper side of the connection path 138 is larger than the opening area (lower opening area) of the power element 120. Since the upper opening area of the connection path 138 is larger than the lower surface of the disk 124, the refrigerant can easily touch the entire lower surface of the disk 124, and the evaporation temperature of the sensitive room 136 is easily transmitted to the disk 124.

第2冷媒通路114から見ると、連結路138は入口が狭く、出口(パワーエレメント120側開口)が大きくなっている。入口が広いと冷媒が感温室136に過度に流れ込み、密閉空間134の温度変化が大きくなりすぎる懸念がある。一方、出口は広い方が、ディスク124の下面全体の温度および圧力を均一化させやすくなる。
図2に示す構造は、連結路138の入口は過度に大きくせず、出口はなるべく大きくし、かつ、液体は滞留させない、という3つの設計要求に対応している。
When viewed from the second refrigerant passage 114, the connection passage 138 has a narrow inlet and a large outlet (power element 120 side opening). If the entrance is wide, there is a concern that the refrigerant flows excessively into the sensation greenhouse 136 and the temperature change of the sealed space 134 becomes too large. On the other hand, the wider the outlet, the easier it is to make the temperature and pressure of the entire lower surface of the disk 124 uniform.
The structure shown in FIG. 2 meets the three design requirements that the inlet of the connecting path 138 should not be excessively large, the outlet should be as large as possible, and liquid should not stay.

図4は、第1実施形態の変形例における領域Aの拡大図である。
図4においても連結路138の上部にテーパー面152が形成されるが、テーパー面152の上端部には段差面150が形成される。図4においても、連結路138の上部開口直径D2は、ロウアーハウジング132の開口内径D1よりも大きい。連結路138の上部側の開口面積は、パワーエレメント120の開口面積(下部開口面積)よりも大きいため、段差面150に液体が滞留しても、液体の温度がディスク124に伝わりにくい構造となっている。
FIG. 4 is an enlarged view of a region A in a modification of the first embodiment.
In FIG. 4, the tapered surface 152 is formed on the upper portion of the connecting path 138, but the step surface 150 is formed on the upper end portion of the tapered surface 152. Also in FIG. 4, the upper opening diameter D <b> 2 of the connection path 138 is larger than the opening inner diameter D <b> 1 of the lower housing 132. Since the opening area on the upper side of the connection path 138 is larger than the opening area (lower opening area) of the power element 120, the liquid temperature is difficult to be transmitted to the disk 124 even if the liquid stays on the stepped surface 150. ing.

テーパー面152は、なめらかな傾斜面であることが望ましいが、少なくとも、連結路138は、液体の重力落下を促すことが可能な傾斜部を含んでいればよい。   The tapered surface 152 is desirably a smooth inclined surface, but at least the connection path 138 only needs to include an inclined portion capable of promoting the liquid gravity drop.

[第2実施形態]
図5は、第2実施形態における膨張弁100の断面図である。図6は、図5の領域Aの拡大図である。
第1実施形態と第2実施形態の違いは、パワーエレメント120に収容されるディスク124の形状にある。第2実施形態におけるディスク124は、その下面の一部が連結路138の内部まで突出している。このため、第2冷媒通路114を通過する冷媒とディスク124との接触面積が大きくなる。図5に示すように、ディスク124は、軸垂直面に平行な水平面168a,168bのほか、側面170でも冷媒と接触する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the expansion valve 100 in the second embodiment. FIG. 6 is an enlarged view of region A in FIG.
The difference between the first embodiment and the second embodiment is the shape of the disk 124 accommodated in the power element 120. A part of the lower surface of the disk 124 in the second embodiment protrudes to the inside of the connection path 138. For this reason, the contact area between the refrigerant passing through the second refrigerant passage 114 and the disk 124 increases. As shown in FIG. 5, the disk 124 is in contact with the refrigerant on the side surface 170 in addition to the horizontal surfaces 168a and 168b parallel to the axial vertical surface.

特に、パワーエレメント120が小径化すると、パワーエレメント120の駆動力が小さくなる。その原因の一つは、パワーエレメント120の小径化にともなってディスク124の感温面(水平面168)の直径D3が小さくなってしまい、ディスク124の冷媒との接触面積が小さくなることである。そこで、第2実施形態のように、ディスク124の一部を感温室136から連結路138まで突出させることで冷媒と水平面168だけでなく側面170とも接触させることで、蒸発温度を密閉空間ガス室134に伝えやすくしている。   In particular, when the diameter of the power element 120 is reduced, the driving force of the power element 120 is reduced. One of the causes is that, as the diameter of the power element 120 is reduced, the diameter D3 of the temperature sensing surface (horizontal plane 168) of the disk 124 is reduced, and the contact area of the disk 124 with the refrigerant is reduced. Therefore, as in the second embodiment, a part of the disk 124 is protruded from the temperature-sensitive room 136 to the connection path 138 to bring the refrigerant into contact with not only the horizontal surface 168 but also the side surface 170, thereby controlling the evaporation temperature in the sealed space gas chamber. It is easy to convey to 134.

以上、実施の形態に基づいて、膨張弁100、特に、ボディ116に形成される連結路138の形状を中心として説明した。
本実施形態によれば、連結路138から感温室136に進入した液体冷媒やオイルなどの液体成分が感温室136に滞留しにくくなるため、パワーエレメント120を安定的に駆動させやすくなる。
In the above, based on embodiment, it demonstrated centering on the shape of the expansion valve 100, especially the connection path 138 formed in the body 116. FIG.
According to the present embodiment, liquid components such as liquid refrigerant and oil that have entered the sensation greenhouse 136 from the connection path 138 are less likely to stay in the sensation greenhouse 136, so that the power element 120 can be driven stably.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態および変形例において一部の構成要素を組み合わせてもよいし、各実施形態および変形例から一部の構成要素を削除してもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Nor. For example, some components may be combined in the above-described embodiment and modification, or some components may be deleted from each embodiment and modification.

上記実施形態では述べなかったが、図1に示されるシャフト122とシャフト122との間にOリング等のシール部材を設け、第1冷媒通路112から第2冷媒通路114への冷媒の漏洩を防止または抑制するようにしてもよい。   Although not described in the above embodiment, a seal member such as an O-ring is provided between the shaft 122 and the shaft 122 shown in FIG. 1 to prevent leakage of the refrigerant from the first refrigerant passage 112 to the second refrigerant passage 114. Or you may make it suppress.

上記実施形態の膨張弁は、冷媒として代替フロンなどを使用する冷凍サイクルに好適に適用されるが、本発明の膨張弁は、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することも可能である。その場合には、冷凍サイクルに凝縮器に代わってガスクーラなどの外部熱交換器が配置される。その際、パワーエレメント120を構成するダイアフラム128の強度を補うために、例えば金属製の皿ばね等を重ねて配置してもよい。あるいは、ダイアフラム128に置き換えて皿ばね等を配置してもよい。   The expansion valve of the above embodiment is preferably applied to a refrigeration cycle that uses an alternative chlorofluorocarbon as a refrigerant, but the expansion valve of the present invention is applied to a refrigeration cycle that uses a refrigerant having a high operating pressure such as carbon dioxide. It is also possible. In that case, an external heat exchanger such as a gas cooler is arranged in the refrigeration cycle instead of the condenser. At this time, in order to supplement the strength of the diaphragm 128 that constitutes the power element 120, for example, a metal disc spring or the like may be arranged in an overlapping manner. Alternatively, a disc spring or the like may be arranged in place of the diaphragm 128.

100 膨張弁、102 凝縮器、104 蒸発器、106 圧縮機、108 レシーバ、110 カーエアコン、112 第1冷媒通路、114 第2冷媒通路、116 ボディ、118 弁体、120 パワーエレメント、122 シャフト、124 ディスク、126 ねじ穴、128 ダイアフラム、130 アッパーハウジング、132 ロウアーハウジング、134 密閉空間、136 感温室、138 連結路、140 スプリング、142 弁体受、144 貫通路、146 アジャストネジ、148 防振ばね、150 段差面、152 テーパー面、166 Oリング。   100 Expansion Valve, 102 Condenser, 104 Evaporator, 106 Compressor, 108 Receiver, 110 Car Air Conditioner, 112 First Refrigerant Passage, 114 Second Refrigerant Passage, 116 Body, 118 Valve Body, 120 Power Element, 122 Shaft, 124 Disc, 126 Screw hole, 128 Diaphragm, 130 Upper housing, 132 Lower housing, 134 Sealed space, 136 Sensitive greenhouse, 138 Connection path, 140 Spring, 142 Valve body receiver, 144 Through path, 146 Adjust screw, 148 Anti-vibration spring, 150 step surface, 152 taper surface, 166 O-ring.

Claims (2)

熱交換器を経て流入した冷媒を蒸発器に向けて通過させる第1の冷媒通路と、前記蒸発器から戻ってくる冷媒を圧縮機に向けて通過させる第2の冷媒通路と、を有するボディと、
前記第2の冷媒通路を通過する冷媒の圧力および温度に応じて駆動力を発生させる駆動部と、
前記第1および第2の冷媒通路の隔壁を貫通し、前記駆動力により変位する作動ロッドと、
前記第1の冷媒通路に設置され、前記作動ロッドの変位に応じて前記第1の冷媒通路を開閉させる弁体と、を備え、
前記第2の冷媒通路と前記駆動部をつなぐ連結路は、前記駆動部側の開口が拡大される傾斜部を有することを特徴とする膨張弁。
A body having a first refrigerant passage through which the refrigerant flowing in through the heat exchanger passes toward the evaporator, and a second refrigerant passage through which the refrigerant returning from the evaporator passes toward the compressor; ,
A driving unit that generates a driving force in accordance with the pressure and temperature of the refrigerant passing through the second refrigerant passage;
An operating rod penetrating the partition walls of the first and second refrigerant passages and being displaced by the driving force;
A valve body that is installed in the first refrigerant passage and opens and closes the first refrigerant passage according to displacement of the operating rod;
An expansion valve characterized in that a connecting path connecting the second refrigerant passage and the driving portion has an inclined portion in which an opening on the driving portion side is enlarged.
前記駆動部は、その膨張と収縮により前記作動ロッドに駆動力を伝えるガスが封入される密閉空間と、冷媒の温度を前記密閉空間に伝えるディスクを収容し、前記連結路側において開口する感温室と、を有し、
前記感温室の開口面積よりも、前記連結路の前記駆動部側の開口面積が大きいことを特徴とする請求項1に記載の膨張弁。
The drive unit includes a sealed space in which a gas that transmits a driving force to the operating rod is sealed by expansion and contraction, a disk that stores a disk that transmits a temperature of a refrigerant to the sealed space, and is opened on the connection path side. Have
The expansion valve according to claim 1, wherein an opening area on the drive unit side of the connection path is larger than an opening area of the temperature sensitive room.
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