特開 2022-149022 膨張弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022149022

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】膨張弁

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/335 20210101AFI20220929BHJP

   F24F 11/89 20180101ALN20220929BHJP

【ＦＩ】

F25B41/335 Z

F24F11/89

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021050942

(22)【出願日】2021-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】特許業務法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早川 潤哉

(72)【発明者】

【氏名】松田 亮

【テーマコード（参考）】

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L260HA10

(57)【要約】

【課題】二重配管を連結可能でありながら、適切な冷凍サイクルの制御を実現できる膨張弁を提供する。
【解決手段】内側配管内を低圧冷媒が通過し、前記内側配管の周囲に配置された外側配管と前記内側配管との間を高圧冷媒が通過する二重配管を接続可能な膨張弁は、前記低圧冷媒が流れる低圧流路と、前記高圧冷媒が流れる高圧流路とを備えた弁本体と、前記弁本体に取り付けられたパワーエレメントと、前記パワーエレメントと前記低圧流路内を流れる低圧冷媒との間の熱伝達を促進し、または前記パワーエレメントと前記外側配管内を流れる高圧冷媒との熱伝達を抑制する熱伝達制御部と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側配管内を低圧冷媒が通過し、前記内側配管の周囲に配置された外側配管と前記内側配管との間を高圧冷媒が通過する二重配管を接続可能な膨張弁であって、
前記低圧冷媒が流れる低圧流路と、前記高圧冷媒が流れる高圧流路とを備えた弁本体と、
前記弁本体に取り付けられたパワーエレメントと、
前記パワーエレメントと前記低圧流路内を流れる低圧冷媒との間の熱伝達を促進し、または前記パワーエレメントと前記外側配管内を流れる高圧冷媒との熱伝達を抑制する熱伝達制御部と、を有する、
ことを特徴とする膨張弁。

【請求項2】

前記熱伝達制御部は、前記低圧流路に配設された溝または壁である、
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。

【請求項3】

前記熱伝達制御部は、前記パワーエレメントと、前記弁本体に接続された前記二重配管との間において、前記弁本体に形成された穴または溝である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の膨張弁。

【請求項4】

前記弁本体は、前記内側配管が嵌合する前記低圧流路と略同軸の第１穴部と、前記第１穴部と略同軸であって前記外側配管と嵌合する第２穴部と、前記高圧流路に連通し、前記第１穴部と前記第２穴部に対して前記パワーエレメントから離間する側に偏心した第３穴部とを有する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項5】

前記内側配管の外周面の少なくとも一部は、前記第３穴部の内周面に当接している、
ことを特徴とする請求項４に記載の膨張弁。

【請求項6】

前記内側配管は、螺旋溝を外周面に形成した螺旋部を有し、前記螺旋部における前記螺旋溝以外の前記外周面は前記外側配管の内周面に当接している、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の膨張弁。

【請求項7】

前記パワーエレメント側における、前記第１穴部の端部位置と前記第３穴部の端部位置とが一致する、
ことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項8】

前記弁本体は、前記内側配管が嵌合する前記低圧流路と略同軸の第１穴部と、前記外側配管と嵌合する第２穴部とを有し、前記第２穴部は、前記第１穴部に対して前記パワーエレメントから離間する側に偏心している、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項9】

前記パワーエレメント側における、前記第１穴部の端部位置と前記第２穴部の端部位置とが一致する、
ことを特徴とする請求項８に記載の膨張弁。

【請求項10】

前記弁本体は、前記内側配管が嵌合する前記低圧流路と略同軸の第１穴部と、前記高圧流路に連通し、前記第１穴部と略同軸であって前記外側配管と嵌合する第２穴部とを有し、前記第２穴部内に断熱性を備えたリング部材が配置されている、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項11】

前記リング部材は切欠または開口を有し、前記高圧流路と前記第２穴部とは、前記切欠または前記開口を介して連通する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の膨張弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膨張弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルにおいては、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温式の膨張弁が使用されている。

【0003】

膨張弁には、圧力作動室を内包するパワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。弁室内に配設される弁体とパワーエレメントとが作動棒により連結されており、圧力作動室に封入されたガスの圧力変化により作動棒が駆動され、それに応じて弁体の開弁または閉弁動作を行うようになっている。圧力作動室内のガス圧は、パワーエレメント外部から伝達される熱と、冷媒に伝達される熱とのバランスに応じて変化するため、自律的に弁体の開閉動作が行われ、冷凍サイクルの自動制御が実現する。

【0004】

一般的な膨張弁に対しては、冷凍サイクルのコンデンサから冷媒が送出される高圧配管と、エバポレータから冷媒が送出される低圧配管とが、それぞれ別個に接続されている。これに対し、特許文献１に開示された膨張弁においては、低圧配管を内側配管とし、高圧配管を外側とした二重配管を、膨張弁に接続するシステムが開示されている。かかるシステムによれば、配管の取り回しの簡素化が図れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－９４７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示された膨張弁においては、コンデンサから送出される比較的温度の高い冷媒が外側配管と内側配管との間を流れることとなるが、外側配管はパワーエレメントの近傍に配設される。このため、パワーエレメントが大気から受ける熱に加えて、外側配管と内側配管との間を流れる冷媒から発出される熱もパワーエレメントに伝達され、それにより圧力作動室内のガス圧が高まり、開弁タイミングが早まるなどして、冷凍サイクルの制御が不適切となるおそれがある。

【0007】

そこで本発明は、二重配管を連結可能でありながら、適切な冷凍サイクルの制御を実現できる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】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、内側配管内を低圧冷媒が通過し、前記内側配管の周囲に配置された外側配管と前記内側配管との間を高圧冷媒が通過する二重配管を接続可能な膨張弁であって、
前記低圧冷媒が流れる低圧流路と、前記高圧冷媒が流れる高圧流路とを備えた弁本体と、
前記弁本体に取り付けられたパワーエレメントと、
前記パワーエレメントと前記低圧流路内を流れる低圧冷媒との間の熱伝達を促進し、または前記パワーエレメントと前記外側配管内を流れる高圧冷媒との熱伝達を抑制する熱伝達制御部と、を有する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、二重配管を連結可能でありながら、適切な冷凍サイクルの制御を実現できる膨張弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態における膨張弁を、冷媒循環システムに適用した例を模式的に示す概略断面図である。

【図2】図２は、本実施形態の弁本体を半割して示す斜視図である。

【図3】図３は、第２実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図4】図４は、第３実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図5】図５は、第４実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図6】図６は、第５実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図7】図７は、本実施形態の戻り流路を、図６の右方から側面視した図である。

【図8】図８は、第６実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図9】図９は、本実施形態の戻り流路を、図８の右方から側面視した図である。

【図10】図１０は、第７実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図11】図１１は、第８実施形態にかかる膨張弁の縦断面図である。

【図12】図１２は、本実施形態の弁本体を半割してリング部材とともに示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態について説明する。

【0012】

（方向の定義）
本明細書において、弁体３から作動棒５に向かう方向を「上方向」と定義し、作動棒５から弁体３に向かう方向を「下方向」と定義する。よって、本明細書では、膨張弁１の姿勢に関わらず、弁体３から作動棒５に向かう方向を「上方向」と呼ぶ。

【0013】

（第１実施形態）
図１、２を参照して、本実施形態における膨張弁１の概要について説明する。図１は、本実施形態における膨張弁１を、冷媒循環システム１００に適用した例を模式的に示す概略断面図である。図２は、本実施形態の弁本体２を半割して示す斜視図である。

【0014】

本実施形態では、膨張弁１は、コンプレッサ１０１と、コンデンサ１０２と、エバポレータ１０４とに流体接続されている。膨張弁１の軸線をＬとする。

【0015】

図１において、膨張弁１は、弁室ＶＳを備える弁本体２と、弁体３と、付勢装置４と、作動棒５と、パワーエレメント８を具備する。

【0016】

弁本体２は、弁室ＶＳに加え、第１流路（高圧流路ともいう）２１と、第２流路２２と、中間室２２１と、戻り流路２３とを備える。第１流路２１は供給側流路であり、弁室ＶＳには、供給側流路を介して冷媒（流体ともいう）が供給される。第２流路２２は排出側流路（出口側流路ともいう）であり、弁室ＶＳ内の流体は、弁通孔２７、中間室２２１及び排出側流路を介して膨張弁外に排出される。第２流路２２には、エバポレータ１０４の入口側に接続される配管（不図示）が連結される。

【0017】

戻り流路２３は、軸線Ｌに直交して弁本体２を貫通して延在する。戻り流路２３の軸線をＯとする。戻り流路２３は、エバポレータ１０４の出口側に接続される配管（不図示）が連結される入口路２３ａと、中間路（低圧流路ともいう）２３ｂと、中間路２３ｂより大径の第１拡径孔２３ｃと、第１拡径孔２３ｃより大径の第２拡径孔２３ｄと、第２拡径孔２３ｄより大径である第３拡径孔２３ｅとを同軸に連設してなる。詳細は後述するが、中間路２３ｂは、縦穴２ａを介してパワーエレメント８の下部空間ＬＳに連通している。

【0018】

本実施形態においては、中間路２３ｂの内周において、縦穴２ａと第１拡径孔２３ｃとの間に、複数（ここでは３本）の周溝２ｃが全周にわたって形成されている。周溝２ｃの底径は、第２拡径孔２３ｄの内径より小さいと好ましい。内側配管５１と周溝２ｃとは干渉していないことが望ましい。周溝２ｃが熱伝達制御部を構成する。

【0019】

戻り流路２３には、二重配管５０が連結される。二重配管５０は、中間路２３ｂに端部が嵌合する内側配管５１と、内側配管５１を内包し第２拡径孔２３ｄに端部が嵌合する外側配管５２とを有する。内側配管５１は、管の一部を膨径させて軸線方向に押しつぶすことで形成されたフランジ部５１ａを端部近傍に有している。内側配管５１の端部とフランジ部５１ａとの間には、フランジ部５１ａにより保持されたＯ－リングＯＲ１が配置され、これにより第１拡径孔２３ｃと内側配管５１の外周との間を封止して、冷媒漏れを阻止している。

【0020】

また、外側配管５２も、管の一部を膨径させて軸線方向に押しつぶすことで形成されたフランジ部５２ａを端部近傍に有している。外側配管５２の端部は、第２拡径孔２３ｄの段部に底付きしておらず、フランジ部５２ａは、弁本体２の側面に当接している。外側配管５２の端部とフランジ部５２ａとの間には、フランジ部５２ａにより保持されたＯ－リングＯＲ２が配置され、これにより第３拡径孔２３ｅと外側配管５２の外周との間を封止して、冷媒漏れを阻止している。

【0021】

内側配管５１は、コンプレッサ１０１の入口に連結され、外側配管５２と内側配管５１の間の環状空間は、コンデンサ１０２の出口に連結されている。

【0022】

第１流路２１は、軸線Ｌ及び軸線Ｏを含む面内に軸線を持ち、且つ軸線Ｌ及び軸線Ｏに対して傾斜しており、その上端は第２拡径孔２３ｄの内周にて開放し、その下端は弁座２０の下方において弁室ＶＳの内周にて開放している。すなわち、第２拡径孔２３ｄの内部と弁室ＶＳとは、第１流路２１を介して連通している。また、弁室ＶＳと中間室２２１とは、弁座２０及び弁通孔２７を介して連通している。

【0023】

中間室２２１の上方に形成された作動棒挿通孔２８は、作動棒５をガイドする機能を有し、作動棒挿通孔２８の上方に形成された環状凹部２９は、リングばね６を収容する機能を有する。リングばね６は、作動棒５の外周に複数のばね片を当接させて、所定の付勢力を付与するものである。

【0024】

弁体３は弁室ＶＳ内に配置される。弁体３が弁本体２の弁座２０に着座しているとき、弁通孔２７の冷媒の流れが制限される。この状態を非連通状態という。ただし、弁体３が弁座２０に着座した場合でも、制限された量の冷媒を流すこともある。一方、弁体３が弁座２０から離間しているとき、弁通孔２７を通過する冷媒の流れが増大する。この状態を連通状態という。

【0025】

作動棒５は、弁通孔２７に所定の隙間を持って挿通されている。作動棒５の下端は、弁体３の上面に接触している。作動棒５の上端は、ストッパ部材８４の下端の嵌合孔に嵌合している。

【0026】

作動棒５は、付勢装置４による付勢力に抗して弁体３を開弁方向に押圧することができる。作動棒５が下方向に移動するとき、弁体３は、弁座２０から離間し、膨張弁１が開状態となる。

【0027】

付勢装置４は、断面円形の線材を螺旋状に巻いたコイルばね４１と、弁体サポート４２と、ばね受け部材４３とを有する。

【0028】

弁体サポート４２は、コイルばね４１の上端に取り付けられており、その上面には球状の弁体３が溶接され、両者は一体となっている。

【0029】

コイルばね４１の下端を支持するばね受け部材４３は、弁本体２に対して螺合可能となっていて、弁室ＶＳを密封する機能と、コイルばね４１の付勢力を調整する機能とを有する。

【0030】

パワーエレメント８は、栓８１と、上蓋部材８２と、ダイアフラム８３と、受け部材８６と、ストッパ部材８４とを有する。

【0031】

略円錐形状の上蓋部材８２の頂部の開口は、栓８１により封止可能となっている。

【0032】

ダイアフラム８３は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い金属（たとえばＳＵＳ）製の板材からなり、上蓋部材８２及び受け部材８６の外径とほぼ同じ外径を有する。

【0033】

受け部材８６は、例えば金属製の板材をプレス成形することによって形成され、フランジ部と中空円筒部とを連結してなる。

【0034】

ストッパ部材８４は、上蓋部材８２と受け部材８６との間に配置され、その上面がダイアフラム８３の下面中央と接している。

【0035】

パワーエレメント８の組み立てにおいて、ダイアフラム８３と受け部材８６との間にストッパ部材８４を配置しつつ、上蓋部材８２と、ダイアフラム８３と、受け部材８６のそれぞれ外周部を重ね合わせ、当該外周部を例えばＴＩＧ溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により周溶接して一体化する。

【0036】

続いて、上蓋部材８２に形成された開口から、上蓋部材８２とダイアフラム８３とで囲われる空間（圧力作動室ＰＯという）内に作動ガスを封入した後、開口を栓８１で封止し、更にプロジェクション溶接等を用いて、栓８１を上蓋部材８２に固定する。

【0037】

以上のようにアッセンブリ化したパワーエレメント８を、弁本体２に組み付けるときは、受け部材８６の中空円筒部の下端外周の雄ねじ８６ａを、弁本体２の戻り流路２３に連通する縦穴２ａの内周に形成した雌ねじ２ｂに螺合させる。受け部材８６の雄ねじを雌ねじ２ｂに対して螺進させてゆくと、受け部材８６のフランジ部下面が弁本体２の上端面に当接する。これによりパワーエレメント８を弁本体２に固定できる。

【0038】

このとき、パワーエレメント８と弁本体２との間には、パッキンＰＫが介装され、弁本体２にパワーエレメント８を取り付けた際の冷媒のリークを防止する。かかる状態で、パワーエレメント８の下部空間ＬＳは、縦穴２ａを介して戻り流路２３と連通する。

【0039】

（膨張弁の動作）
図１を参照して、膨張弁１の動作例について説明する。コンプレッサ１０１で加圧された高圧冷媒は、コンデンサ１０２で液化され、膨張弁１に送られる。また、膨張弁１で断熱膨張された冷媒はエバポレータ１０４に送り出され、エバポレータ１０４で、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。エバポレータ１０４から戻る冷媒は、膨張弁１の戻り流路２３内に進入し、さらに二重配管５０の内側配管５１を通って、コンプレッサ１０１側へ戻される。このとき、冷媒がエバポレータ１０４を通過することで、戻り流路２３の流体圧は、第２流路２２内の流体圧より低くなる。エバポレータ１０４を通過した冷媒を、低圧冷媒という。

【0040】

膨張弁１からコンプレッサ１０１に低圧冷媒が送出されるとともに、コンデンサ１０２から膨張弁１に高圧冷媒が送出される。より具体的には、コンデンサ１０２からの高圧冷媒は、二重配管５０の外側配管５２と内側配管５１との間、及び第１流路２１を介して弁室ＶＳに供給される。

【0041】

弁体３が、弁座２０に着座しているとき（非連通状態のとき）には、弁室ＶＳから弁通孔２７、中間室２２１及び第２流路２２を通ってエバポレータ１０４へ送り出される冷媒の流量が制限される。他方、弁体３が、弁座２０から離間しているとき（連通状態のとき）には、弁室ＶＳから弁通孔２７、中間室２２１及び第２流路２２を通って、エバポレータ１０４へ送り出される冷媒の流量が増大する。膨張弁１の閉状態と開状態との間の切り換えは、ストッパ部材８４を介してパワーエレメント８に接続された作動棒５によって行われる。

【0042】

図１において、パワーエレメント８の内部には、ダイアフラム８３により仕切られた圧力作動室ＰＯと下部空間ＬＳとが設けられている。このため、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが液化されると、ダイアフラム８３とストッパ部材８４が上昇するため、コイルばね４１の付勢力に応じて作動棒５は上方向に移動する。一方、液化された作動ガスが気化されると、ダイアフラム８３とストッパ部材８４が下方に押圧されるため、作動棒５は下方向に移動する。こうして、膨張弁１の開状態と閉状態との間の切り換えが行われる。

【0043】

更に、パワーエレメント８の下部空間ＬＳは、縦穴２ａを介して戻り流路２３と連通している。このため、戻り流路２３を流れる冷媒の温度・圧力に応じて、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスの体積が変化し、作動棒５が駆動される。換言すれば、図１に記載の膨張弁１では、エバポレータ１０４から膨張弁１に戻る冷媒の温度・圧力に応じて、膨張弁１からエバポレータ１０４に向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。

【0044】

上述したように、大気温度より高い高圧冷媒が、二重配管５０の外側配管５２と内側配管５１との間を介して、第２拡径孔２３ｄに送出される。このとき、高圧冷媒の熱が、第２拡径孔２３ｄの内壁から弁本体２の内部を伝わってパワーエレメント８に伝達されると、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが影響を受け、パワーエレメント８が大気からの熱のみが伝達される場合とは異なる圧力が、圧力作動室ＰＯ内に創生されるおそれがある。

【0045】

これに対し本実施形態によれば、縦穴２ａと第２拡径孔２３ｄとの間における中間路２３ｂの内周に、周溝２ｃが形成されているため、中間路２３ｂに進入した比較的温度が低い冷媒が周溝２ｃ内に進入する。これにより、周溝２ｃの底壁及び側壁から冷媒への熱伝達を促進することができるため、第２拡径孔２３ｄからパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できる。すなわち周溝２ｃの配設によって中間路２３ｂにおける熱交換面積を拡大することにより、第２拡径孔２３ｄを通過する高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。

【0046】

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかる膨張弁１Ａの縦断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して弁本体２Ａの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0047】

本実施形態の弁本体２Ａは、中間路２３ｂ内において、周溝を配設する代わりに、径方向内側に突出した環状壁２Ａｃを有する。環状壁２Ａｃは、戻り流路２３Ａを両側から切削加工する際に、工具の追い込み量を調整することにより弁本体２Ａの一部を残すことで、弁本体２Ａと一体に形成できる。ただし、中間路２３ｂの内径に等しい外径を持つ環状壁２Ａｃを別部材にて形成し、さらに圧入などにより中間路２３ｂに嵌合固定してもよい。環状壁２Ａｃが熱伝達制御部を構成する。

【0048】

本実施形態によれば、戻り流路２３Ａ内に進入した冷媒の一部は、環状壁２Ａｃの内側を通過して内側配管５１内へと流れ、その際に環状壁２Ａｃの表面を介して冷媒への熱伝達を促進することができる。一方、冷媒の残りは、環状壁２Ａｃに当接して戻り、縦穴２ａに進入してストッパ部材８４からの熱伝達を促進する。すなわち、環状壁２Ａｃの配設によって中間路２３ｂにおける熱交換面積を拡大するとともに、冷媒の流れを変更することにより、第２拡径孔２３ｄからパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できるため、第２拡径孔２３ｄを通過する高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。

【0049】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態にかかる膨張弁１Ｂの縦断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して弁本体２Ｂの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0050】

本実施形態の弁本体２Ｂは、中間路２３ｂ内において、周溝を配設する代わりに、軸線Ｏに対して傾斜した袋孔２Ｂｃを有する。袋孔２Ｂｃの軸線は、戻り流路２３Ｂの内周と交差せず、入口路２３ａの軸線方向外側を通過するため、戻り流路２３Ｂに斜めに挿入したドリル等の工具を用いて、袋孔２Ｂｃを切削加工により形成できる。ただし、弁本体２Ｂの上面から中間路２３ｂまで穿孔加工を施し、さらに露出した孔の外方端をプラグ等で封止することにより、袋孔２Ｂｃを形成してもよい。袋孔２Ｂｃが熱伝達制御部を構成する。

【0051】

本実施形態によれば、袋孔２Ｂｃは、縦穴２ａと第２拡径孔２３ｄとの間において、中間路２３ｂの内周から、第２拡径孔２３ｄの径方向外側に向かって延在するように形成されている。このため、戻り流路２３Ｂ内で左方から右方に流れる冷媒の一部が、袋孔２Ｂｃに進入しやすくなっており、それにより袋孔２Ｂｃの内周壁面から冷媒への熱の伝達が促進される。すなわち、袋孔２Ｂｃの配設によって中間路２３ｂにおける熱交換面積を拡大することにより、第２拡径孔２３ｄからパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できるため、第２拡径孔２３ｄを通過する高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。

【0052】

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態にかかる膨張弁１Ｃの縦断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して弁本体２Ｃの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0053】

本実施形態の弁本体２Ｃは、中間路２３ｂ内において周溝が配設されていない。代わりに、縦穴２ａの周囲において、弁本体２Ｂの上端面に環状溝２Ｃｃが形成されている。環状溝２Ｃｃの一部は、第１拡径孔２３ｃの径方向外側に位置している。環状溝２Ｃｃが熱伝達制御部を構成する。

【0054】

本実施形態によれば、縦穴２ａと第２拡径孔２３ｄとの間における第１拡径孔２３ｃの径方向外側に、環状溝２Ｃｃが形成されているため、第２拡径孔２３ｄ内に進入した冷媒からパワーエレメント８に至るまでの熱伝達経路が狭くなり、それによりパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できる。したがって、第２拡径孔２３ｄを通過する高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。

【0055】

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態にかかる膨張弁１Ｄの縦断面図である。図７は、本実施形態の戻り流路２３Ｄを、図６の右方から側面視した図である。本実施形態は、第１実施形態に対して弁本体２Ｄの戻り流路２３Ｄの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0056】

本実施形態の弁本体２Ｄにおいては、第２拡径孔２３Ｄｄが、第１拡径孔（ここでは第１穴部）２３ｃ側の偏心孔（ここでは第３穴部）２３Ｄ１と、第３拡径孔２３ｅ側の同軸孔（ここでは第２穴部）２３Ｄ２とに分割されている。図６に示すように、第１拡径孔２３ｃより大径の偏心孔２３Ｄ１は、第１拡径孔２３ｃに対し下方に偏心しているが、偏心孔２３Ｄ１より大径の同軸孔２３Ｄ２は、第１拡径孔２３ｃと同軸となっている。第１拡径孔２３ｃの軸線をＯ１とし、偏心孔２３Ｄ１の軸線をＯ２とすると、軸線間距離はΔ１となる。第１拡径孔２３ｃの上端の位置と、偏心孔２３Ｄ１の上端の位置とが一致すると好ましく、偏心孔２３Ｄ１の下端の位置と、同軸孔２３Ｄ２の下端の位置とが一致していると好ましい。内側配管５１の端部は、中間路２３ｂに嵌合し、外側配管５２の端部は、同軸孔２３Ｄ２に嵌合している。偏心孔２３Ｄ１が熱伝達制御部を構成する。

【0057】

外側配管５２と内側配管５１との間に供給された冷媒は、偏心孔２３Ｄ１を通過してから第１流路２１へと向かう。本実施形態によれば、偏心孔２３Ｄ１がパワーエレメント８から離間する方向にシフトしているため、偏心孔２３Ｄ１内に進入した冷媒からパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できる。これにより、高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。
い。

【0058】

（第６実施形態）
図８は、第６実施形態にかかる膨張弁１Ｅの縦断面図である。図９は、本実施形態の戻り流路２３Ｅを、図８の右方から側面視した図である。本実施形態は、第１実施形態に対して弁本体２Ｅの戻り流路２３Ｅの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0059】

本実施形態の弁本体２Ｅにおいては、第２拡径孔（ここでは第２穴部）２３Ｅｄ及び第３拡径孔２３Ｅｅが、第１拡径孔（ここでは第１穴部）２３ｃに対して下方に偏心している。第１拡径孔２３ｃの軸線をＯ１とし、第２拡径孔２３Ｅｄ及び第３拡径孔２３Ｅｅの軸線をＯ３とすると、軸線間距離はΔ２となる。軸線間距離Δ２は、第５実施形態の軸線間距離Δ１より大きい。第１拡径孔２３ｃの上端の位置と、第２拡径孔２３Ｅｄの上端の位置とが一致すると好ましい。内側配管５１の端部は、中間路２３ｂに嵌合し、外側配管５２の端部は、第２拡径孔２３Ｅｄに嵌合している。したがって、二重配管５０の外側配管５２も、内側配管５１に対して下方に偏心している。第２拡径孔２３Ｅｄが熱伝達制御部を構成する。

【0060】

外側配管５２と内側配管５１との間に供給された冷媒は、第２拡径孔２３Ｅｄを通過してから第１流路２１へと向かう。本実施形態によれば、第２拡径孔２３Ｅｄがパワーエレメント８からさらに離間する方向にシフトしているため、第２拡径孔２３Ｅｄ内に進入した冷媒からパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できる。これにより、高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。

【0061】

（第７実施形態）
図１０は、第７実施形態にかかる膨張弁１Ｆの縦断面図である。本実施形態は、第５実施形態の弁本体２Ｄに、上述の実施形態とは異なる二重配管５０Ｆを組み合わせたものである。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0062】

二重配管５０Ｆは、内側配管５１Ｆと、外側配管５２Ｆとを有する。外側配管５２Ｆは、上述した実施の形態と同様の構成を有する。一方、内側配管５１Ｆは、円管部５１Ｆｂと、螺旋部５１Ｆｃとを連設してなる。螺旋部５１Ｆｃの外周には螺旋溝５１Ｆｄが形成されており、螺旋溝５１Ｆｄ以外の外周面は円筒面である。二重配管５０Ｆが熱伝達制御部を構成する。

【0063】

外側配管５２Ｆ内に内側配管５１Ｆを挿入したときに、螺旋部５１Ｆｃの外周面が外側配管５２Ｆの内周面に接することで、螺旋溝５１Ｆｄに沿って螺旋状の通路が形成される。この通路に沿って、高圧冷媒が流れることとなる。

【0064】

二重配管５０Ｆを弁本体２Ｄの戻り流路２３Ｄに取り付ける場合、外側配管５２Ｆの端部は、同軸孔２３Ｄ２に嵌合し、外側配管５２Ｆから突出した内側配管５１Ｆの端部は、中間路２３ｂに嵌合する。戻り流路２３Ｄの軸線Ｏ１に対して、螺旋部５１Ｆｃの軸線は一致するが、円管部５１Ｆｂの軸線は上方に偏心しており、したがって弁本体２Ｄに組付けた状態で、円管部５１Ｆｂの上部が偏心孔２３Ｄ１の内周面に接する。

【0065】

外側配管５２Ｆと内側配管５１Ｆとの間に供給された冷媒は、螺旋溝５１Ｆｄを通過して偏心孔２３Ｄ１の下方側に進入し第１流路２１へと向かう。その際に、螺旋溝５１Ｆｄ内を通過する高圧冷媒から、内側配管５１Ｆ内を通過する低圧冷媒へと熱伝達が行われるが、螺旋溝５１Ｆｄを配設することにより熱伝達面積が増大するため、螺旋溝５１Ｆｄ内を通過する間に高圧冷媒から低圧冷媒への熱伝達が促進される。加えて、内側配管５１Ｆの円管部５１ｂの上側外周面が偏心孔２３Ｄ１に当接しているため、内側配管５１Ｆ内を通過する冷媒により偏心孔２３Ｄ１の上部周囲が冷却される。以上の相乗効果によって、第２拡径孔２３Ｆｄを通過する高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。

【0066】

（第８実施形態）
図１１は、第８実施形態にかかる膨張弁１Ｇの縦断面図である。図１２は、本実施形態の弁本体２Ｇを半割してリング部材６０とともに示す斜視図である。本実施形態は、第１実施形態に対して、弁本体２Ｇの戻り流路２３Ｇに周溝を形成しておらず、またリング部材６０を配設した点のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0067】

本実施の形態において、第２拡径孔（ここでは第２穴部）２３ｄの内周に嵌合するようにして、樹脂製のリング部材６０が配設されている。リング部材６０の周方向の一部には、切欠６０ａが形成されている。リング部材６０は、切欠６０ａが第１流路（高圧流路）２１に整合するようにして、第２拡径孔２３ｄに配置される。これにより第１流路２１の入口全体が開放され、リング部材６０の径方向内側と、第１流路２１とを、切欠６０ａを介して連通させることができる。切欠６０ａの代わりに、リング部材６０の内外周を連通する開口を配設してもよい。

【0068】

リング部材６０の内周面は、内側配管５１のフランジ部５１ａの外周面に当接し、またリング部材６０の左端は、第１拡径孔２３ｃと第２拡径孔２３ｄとの間の段部に当接し、リング部材６０の右端は、外側配管５２の端部に当接している。リング部材６０の肉厚は、外側配管５２の肉厚に等しいと好ましい。リング部材６０が熱伝達制御部を構成する。

【0069】

外側配管５２と内側配管５１との間に供給された冷媒は、第２拡径孔２３ｄに進入した後に、切欠６０ａを通って第１流路２１へと向かう。本実施形態によれば、第２拡径孔２３ｄ内に進入した冷媒と、第２拡径孔２３ｄとの間に、断熱性を備えたリング部材６０が配置されているため、第２拡径孔２３Ｅｄ内に進入した冷媒からパワーエレメント８に伝達される熱の量を低減できる。これにより、高圧冷媒の熱による影響を抑制して、パワーエレメント８の適切な制御動作を実現できる。リング部材６０は、上述した実施形態と併用できる。

【0070】

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。

【符号の説明】

【0071】

１～１Ｇ ：膨張弁
２～２Ｅ ：弁本体
３ ：弁体
４ ：付勢装置
５ ：作動棒
６ ：リングばね
８ ：パワーエレメント
２０ ：弁座
２１ ：第１流路
２２ ：第２流路
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｇ：戻り流路
２７ ：弁通孔
４１ ：コイルばね
４２ ：弁体サポート
４３ ：ばね受け部材
５０、５０Ｆ：二重配管
６０ ：リング部材
１００ ：冷媒循環システム
１０１ ：コンプレッサ
１０２ ：コンデンサ
１０４ ：エバポレータ
ＶＳ ：弁室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2022-08-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側配管内を低圧冷媒が通過し、前記内側配管の周囲に配置された外側配管と前記内側配管との間を高圧冷媒が通過する二重配管を接続可能な膨張弁であって、
前記低圧冷媒が流れる低圧流路と、前記高圧冷媒が流れる高圧流路とを備えた弁本体と、
前記弁本体に取り付けられたパワーエレメントと、
前記弁本体に対して前記外側配管を前記内側配管よりも前記パワーエレメントから離間する方向に偏心して接続することにより、前記パワーエレメントと前記外側配管内を流れる高圧冷媒との熱伝達を抑制する熱伝達制御部と、を有する、
ことを特徴とする膨張弁。

【請求項2】

前記熱伝達制御部は、前記内側配管が嵌合する前記低圧流路と同軸の第１穴部と、前記第１穴部と同軸であって前記外側配管と嵌合する第２穴部と、前記高圧流路に連通し、前記第１穴部と前記第２穴部に対して前記パワーエレメントから離間する側に偏心した第３穴部とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。

【請求項3】

前記内側配管の外周面の少なくとも一部は、前記第３穴部の内周面に当接している、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項4】

前記内側配管は、螺旋溝を外周面に形成した螺旋部を有し、前記螺旋部における前記螺旋溝以外の前記外周面は前記外側配管の内周面に当接している、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の膨張弁。

【請求項5】

前記パワーエレメント側における、前記第１穴部の端部位置と前記第３穴部の端部位置とが一致する、
ことを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項6】

前記熱伝達制御部は、前記内側配管が嵌合する前記低圧流路と同軸の第１穴部と、前記外側配管と嵌合する第２穴部とを有し、前記第２穴部は、前記第１穴部に対して前記パワーエレメントから離間する側に偏心している、
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。

【請求項7】

前記パワーエレメント側における、前記第１穴部の端部位置と前記第２穴部の端部位置とが一致する、
ことを特徴とする請求項６に記載の膨張弁。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、内側配管内を低圧冷媒が通過し、前記内側配管の周囲に配置された外側配管と前記内側配管との間を高圧冷媒が通過する二重配管を接続可能な膨張弁であって、
前記低圧冷媒が流れる低圧流路と、前記高圧冷媒が流れる高圧流路とを備えた弁本体と、
前記弁本体に取り付けられたパワーエレメントと、
前記弁本体に対して前記外側配管を前記内側配管よりも前記パワーエレメントから離間する方向に偏心して接続することにより、前記パワーエレメントと前記外側配管内を流れる高圧冷媒との熱伝達を抑制する熱伝達制御部と、を有する、ことを特徴とする。