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JP2002162133A - Freezing cycle - Google Patents

Freezing cycle

Info

Publication number
JP2002162133A
JP2002162133A JP2000353669A JP2000353669A JP2002162133A JP 2002162133 A JP2002162133 A JP 2002162133A JP 2000353669 A JP2000353669 A JP 2000353669A JP 2000353669 A JP2000353669 A JP 2000353669A JP 2002162133 A JP2002162133 A JP 2002162133A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
refrigerant
radiator
refrigeration cycle
bellows
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000353669A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Mukawa
大 務川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Thermal Systems Japan Corp
Original Assignee
Zexel Valeo Climate Control Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Valeo Climate Control Corp filed Critical Zexel Valeo Climate Control Corp
Priority to JP2000353669A priority Critical patent/JP2002162133A/en
Publication of JP2002162133A publication Critical patent/JP2002162133A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/063Feed forward expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/17Control issues by controlling the pressure of the condenser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide

Landscapes

  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a freezing cycle which need not be provided with a relief valve independently, in a freezing cycle which may get in the condition where the pressure of a high pressure line is over the critical pressure of a refrigerant. SOLUTION: A pressure controller, which depressurizes and expands a refrigerant cooled with a radiator has a housing which has a refrigerant flow inlet leading to the side of the radiator and a refrigerant flow outlet leading to the side of the radiator, a valve element 24 which changes the connection state between the inlet side of the refrigerant flow and the outlet side of the refrigerant flow, a first reply member 25 which couples with the valve element 24 within the housing and controls the quantity of lifting of the valve element 24 by sensing the refrigerant state on the side of the radiator an operating, a second reply means 26 which is provided with its operational direction in accord with the first reply member 25 and senses the refrigerant pressure on radiator side and operates and lifts the valve element compulsively in case that the pressure on the radiator side comes to specified pressure or over.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】この発明は、冷媒として二酸
化炭素(CO2 )等が用いられ、高圧ラインの圧力が冷
媒の臨界圧力を超える状態となり得る冷凍サイクルに関
する。
THE INVENTION Field of the Invention The present invention, carbon dioxide (CO 2) or the like is used as the refrigerant, relates to a refrigeration cycle which can be a state in which the pressure of the high pressure line exceeds a critical pressure of the refrigerant.

【0002】[0002]

【従来の技術】二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルに
おいては、サイクルが停止すると、高圧ラインの圧力と
低圧ラインの圧力とが徐々に近接し、平衡圧が8〜10
MPaにも及ぶことがあり、この状態からサイクルを起
動させると、コンプレッサの吐出開始時期と膨張装置の
作動時期とのタイムラグにより高圧ラインの圧力が突発
的に異常上昇し、15MPa以上にも達する不都合があ
る。このため、このような圧力の異常上昇時に対応する
ために、特開平11−248272号公報に示されるよ
うなリリーフ弁を設けることが考えられている。これ
は、圧縮機、放熱器、圧力制御弁、蒸発器を有する冷凍
サイクルにおいて、圧力制御弁を迂回して放熱器出口側
(高圧ライン)の冷媒を蒸発器側(低圧ライン)へ導く
バイパス通路を設け、このバイパス通路に高圧ラインの
冷媒圧力が所定圧以上となった場合に開となるリリーフ
弁を設けるようにしたものである。
2. Description of the Related Art In a refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant, when the cycle is stopped, the pressure in a high pressure line and the pressure in a low pressure line gradually approach each other, and an equilibrium pressure of 8 to 10 is reached.
When the cycle is started from this state, the pressure in the high pressure line suddenly rises abnormally due to a time lag between the discharge start timing of the compressor and the operation timing of the expansion device, and the inconvenience reaches 15 MPa or more. There is. Therefore, in order to cope with such an abnormal rise in the pressure, it has been considered to provide a relief valve as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-248272. In a refrigeration cycle having a compressor, a radiator, a pressure control valve, and an evaporator, this is a bypass passage that bypasses the pressure control valve and guides the refrigerant at the radiator outlet side (high pressure line) to the evaporator side (low pressure line). And a relief valve that opens when the refrigerant pressure in the high pressure line becomes equal to or higher than a predetermined pressure is provided in the bypass passage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成においては、圧力制御弁に対してリリーフ弁を並設
する必要があるので、それぞれの機能を有する弁体や弁
体の動きを制御する応動部材を別々に設けなければなら
ず、また、それぞれの弁体が配される経路を別々に設け
る必要がある(圧力制御弁を配する主経路のほかにリリ
ーフ弁を配するバイパス経路を確保する必要がある)な
ど、リリーフ弁を圧力制御弁とは別に設けることから、
ともすれば部品点数の増加、外形寸法の大型化を招く不
都合が懸念される。
However, in the above-mentioned structure, since the relief valve must be provided in parallel with the pressure control valve, a valve element having each function and a response control for controlling the movement of the valve element are required. It is necessary to provide members separately, and it is necessary to separately provide a path in which each valve element is disposed (secure a bypass path in which a relief valve is disposed in addition to a main path in which a pressure control valve is disposed). Need to provide a relief valve separately from the pressure control valve.
In other words, there is a concern that the number of parts may be increased and the external dimensions may be increased.

【0004】そこで、この発明においては、高圧ライン
の圧力が冷媒の臨界圧力を超える状態となり得る二酸化
炭素(CO2 )等を冷媒とする冷凍サイクルにおいて、
リリーフ弁を独立して設ける必要がない冷凍サイクルを
提供することを課題としている。
[0004] Therefore, in the present invention, in a refrigeration cycle using carbon dioxide (CO 2 ) or the like as a refrigerant, the pressure of a high-pressure line may exceed the critical pressure of the refrigerant.
An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle that does not require a separate relief valve.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明に係る冷凍サイクルは、冷媒を圧縮して運
転条件により圧縮された冷媒の圧力を臨界圧力よりも高
くする圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を
冷却する放熱器と、前記放熱器で冷却された冷媒を減圧
膨張する圧力制御装置と、前記圧力制御装置から流出す
る冷媒を蒸発させる蒸発器とを少なくとも有し、前記圧
力制御装置を、放熱器側に連通する冷媒流入口および蒸
発器側に連通する冷媒流出口を有するハウジングと、前
記冷媒流入口側と前記冷媒流出口側との間の連通状態を
変化させる弁体と、前記ハウジング内において前記弁体
と連結し、前記放熱器側の冷媒状態を感知して作動する
ことで前記弁体のリフト量を制御する第1の応動部材
と、前記第1の応動部材と作動方向を一致させて設けら
れ、前記放熱器側の冷媒圧力を感知して作動し、前記放
熱器側の圧力が所定圧以上となった場合に前記弁体を強
制的にリフトさせる第2の応動部材とを有して構成する
ようにしたことを特徴としている(請求項1)。
In order to achieve the above object, a refrigeration cycle according to the present invention comprises: a compressor for compressing a refrigerant to make the pressure of the compressed refrigerant higher than a critical pressure according to operating conditions; A radiator that cools the refrigerant compressed by the compressor, a pressure control device that decompresses and expands the refrigerant cooled by the radiator, and an evaporator that evaporates the refrigerant flowing out of the pressure control device. A housing having a refrigerant inlet communicating with the radiator side and a refrigerant outlet communicating with the evaporator side, and changing a communication state between the refrigerant inlet side and the refrigerant outlet side with the pressure control device. A first responsive member connected to the valve body in the housing and sensing and operating a refrigerant state on the radiator side to control a lift amount of the valve body; Response A material that is provided in the same operating direction as the material, operates by sensing the refrigerant pressure on the radiator side, and forcibly lifts the valve body when the pressure on the radiator side is equal to or higher than a predetermined pressure. And two response members (claim 1).

【0006】したがって、圧力制御装置に弁体の動きを
制御する第1の応動部材とは別に、放熱器側の圧力が所
定の圧力以上となった場合に弁体を強制的にリフトさせ
る第2の応動部材を設けるようにしたので、冷媒圧力が
所定の圧力よりも小さい場合には、第2の応動部材は作
動せず、放熱器側の冷媒状態に応じて第1の応動部材の
みが作動して弁体のリフト量が制御され、高圧ラインの
冷媒が減圧膨張させることとなる。これに対し、圧力が
所定の圧力以上に達した場合には、第2の応動部材が作
動して弁体が強制的に開かれ、これにより高圧ラインの
冷媒を蒸発器側へリリーフさせることができることとな
る。このため、圧力制御装置に冷媒を減圧膨張する機能
と高圧冷媒をリリーフさせる機能とを併せ持たせること
ができるようになり、サイクル起動時における圧力の異
常上昇をリリーフ弁を個別に設けなくても回避すること
ができるようになる。
Therefore, separately from the first responding member for controlling the movement of the valve body by the pressure control device, the second forcibly lifting the valve body when the pressure on the radiator side becomes a predetermined pressure or more. When the refrigerant pressure is lower than a predetermined pressure, the second response member does not operate, and only the first response member operates according to the state of the refrigerant on the radiator side. As a result, the lift amount of the valve body is controlled, and the refrigerant in the high-pressure line is decompressed and expanded. On the other hand, when the pressure reaches or exceeds the predetermined pressure, the second responsive member is operated to forcibly open the valve body, thereby relieving the refrigerant in the high pressure line to the evaporator side. You can do it. For this reason, the pressure control device can have both the function of decompressing and expanding the refrigerant and the function of relieving the high-pressure refrigerant, so that an abnormal increase in pressure at the time of starting the cycle can be performed without providing a relief valve individually. Can be avoided.

【0007】ここで、第2の応動部材としては、冷媒温
度の変化に対して作動圧力がほぼ一定となる特性を有す
る作動媒体を封入したベローズを第1の応動部材に直列
に連結することによって構成するようにしても(請求項
2)、放熱器側の冷媒圧力に連動して変化する冷媒温度
が前記所定圧に対応する温度以上となった場合に伸張す
る機構をハウジングに持たせ、このハウジングの伸縮に
伴って第1の応動部材を変位させることによって構成す
るようにしても(請求項3)、弁体の可動方向に第1の
応動部材と共に変位する可動体を設け、この可動体に放
熱器側の冷媒圧力を開弁方向に作用させ、この放熱器側
の圧力が所定圧以上となった場合に可動体を開弁方向へ
変位させることによって構成するようにしてもよい(請
求項4)。また、第1の応動部材は、冷媒又はこれと同
等の特性を有する作動媒体を封入したベローズやダイヤ
フラム等の感圧素子によって構成するようにしてもよい
(請求項7)。
Here, as the second responsive member, a bellows filled with a working medium having a characteristic that the operating pressure becomes substantially constant with respect to the change of the refrigerant temperature is connected in series to the first responsive member. Even if it is constituted (claim 2), the housing is provided with a mechanism for expanding when the refrigerant temperature that changes in conjunction with the refrigerant pressure on the radiator side becomes equal to or higher than the temperature corresponding to the predetermined pressure. Even when the first responsive member is displaced in accordance with the expansion and contraction of the housing (claim 3), a movable member displaced together with the first responsive member in the movable direction of the valve body is provided, and the movable member is provided. The refrigerant pressure on the radiator side acts on the valve in the valve opening direction, and the movable body is displaced in the valve opening direction when the pressure on the radiator side becomes equal to or higher than a predetermined pressure. Item 4). Further, the first response member may be constituted by a pressure-sensitive element such as a bellows or a diaphragm in which a refrigerant or a working medium having the same characteristics as the refrigerant is sealed (claim 7).

【0008】さらに、冷媒を圧縮して運転条件により圧
縮された冷媒の圧力を臨界圧力よりも高くする圧縮機
と、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を冷却する放熱
器と、前記放熱器で冷却された冷媒を減圧膨張する圧力
制御装置と、前記圧力制御装置から流出する冷媒を蒸発
させる蒸発器とを少なくとも有して構成される冷凍サイ
クルにおいて、前記圧力制御装置を、放熱器側に連通す
る冷媒流入口および蒸発器側に連通する冷媒流出口を有
するハウジングと、前記冷媒流入口側と前記冷媒流出口
側との間の連通状態を変化させる弁体と、前記ハウジン
グ内において前記弁体と連結し、第1の作動媒体が封入
された第1の密閉空間を備えると共にこの第1の密閉空
間の容積を前記放熱器側の冷媒状態に応じて変化させる
ことで前記弁体のリフト量を制御する第1の応動部材
と、前記第1の密閉空間内に配され、第2の作動媒体が
封入された第2の密閉空間を備えると共にこの第2の密
閉空間の容積を前記第1の密閉空間の圧力が所定圧以上
となった場合に小さくする第2の応動部材とを有して構
成し、前記第2の作動媒体の密度を前記第1の作動媒体
の密度よりも小さくするようにしてもよい(請求項
5)。
[0008] Further, a compressor for compressing the refrigerant to make the pressure of the compressed refrigerant higher than a critical pressure according to operating conditions, a radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and cooling by the radiator In a refrigeration cycle configured to include at least a pressure control device that decompresses and expands the compressed refrigerant and an evaporator that evaporates the refrigerant flowing out of the pressure control device, the pressure control device is connected to a radiator side. A housing having a refrigerant outlet communicating with the refrigerant inlet and the evaporator side, a valve body that changes a communication state between the refrigerant inlet side and the refrigerant outlet side, and the valve body in the housing. A first sealed space in which the first working medium is sealed, and a volume of the first sealed space is changed according to a state of the refrigerant on the radiator side, so that the valve body is refilled. A first responsive member for controlling the amount of gas, and a second closed space disposed in the first closed space and enclosing a second working medium, and having a capacity of the second closed space. A second responsive member configured to reduce the pressure when the pressure in the first closed space becomes equal to or higher than a predetermined pressure, wherein the density of the second working medium is higher than the density of the first working medium. You may make it small (claim 5).

【0009】このような構成によれば、第1の応動部材
の密閉空間内に、この密閉空間の圧力が所定圧以上とな
った場合に収縮する第2の応動部材が配され、しかも第
2の密閉空間に封入される第2の作動媒体の密度を第1
の密閉空間に封入される第1の作動媒体の密度よりも小
さくするようにしたので、冷媒圧力が所定圧力よりも小
さい場合には、第1の密閉空間に封入された第1の作動
媒体を介して伝播される圧力も所定圧力より小さいこと
から第2の応動部材の容積に変化はなく、放熱器側の冷
媒状態に応じて第1の応動部材のみが作動して弁体のリ
フト量が制御され、高圧ラインの冷媒が減圧膨張させる
こととなる。これに対し、冷媒圧力が所定の圧力以上に
達した場合には、第1の作動媒体を介して伝播される圧
力も所定圧以上となるので、第2の応動部材が収縮し、
しかも、第2の作動媒体の密度が第1の作動媒体の密度
よりも小さく設定されていることから、第1の応動部材
の収縮する容積よりも第2の応動部材の収縮する容積の
方が大きくなり、この収縮する容積差の分だけ第1の応
動部材をさらに収縮させて弁体を強制的にリフトさせ、
これにより高圧ラインの冷媒を蒸発器側へリリーフさせ
ることができることとなる。このため、圧力制御装置に
冷媒を減圧膨張する機能と高圧冷媒をリリーフさせる機
能とを併せ持たせることができるようになり、サイクル
起動時における圧力の異常上昇をリリーフ弁を個別に設
けなくても回避することができるようになる。
According to this structure, the second responsive member that contracts when the pressure in the closed space becomes equal to or higher than the predetermined pressure is disposed in the closed space of the first responsive member. The density of the second working medium enclosed in the enclosed space of the first
When the refrigerant pressure is lower than a predetermined pressure, the first working medium sealed in the first closed space is set to be smaller than the density of the first working medium sealed in the closed space. Since the pressure transmitted through the second responsive member is also smaller than the predetermined pressure, there is no change in the volume of the second responsive member, and only the first responsive member operates according to the state of the refrigerant on the radiator side, and the lift amount of the valve body is reduced. Under the control, the refrigerant in the high pressure line is decompressed and expanded. On the other hand, when the refrigerant pressure has reached the predetermined pressure or higher, the pressure transmitted via the first working medium also has the predetermined pressure or higher, so that the second responsive member contracts,
Moreover, since the density of the second working medium is set to be smaller than the density of the first working medium, the contracted volume of the second responsive member is larger than the contracted volume of the first responsive member. And the first responsive member is further contracted by the contracted volume difference to forcibly lift the valve body,
Thereby, the refrigerant in the high pressure line can be relieved to the evaporator side. For this reason, the pressure control device can have both the function of decompressing and expanding the refrigerant and the function of relieving the high-pressure refrigerant, so that an abnormal increase in pressure at the time of starting the cycle can be performed without providing a relief valve individually. Can be avoided.

【0010】ここで、第2の応動部材を、冷媒温度の変
化に対して作動圧力がほぼ一定となる特性を有する第2
の作動媒体を封入したベローズ又はダイヤフラムによっ
て構成し(請求項6)、また、第1の応動部材を、冷媒
又はこれと同等の特性を有する作動媒体を封入しベロー
ズ又はダイヤフラムによって構成するようにしてもよい
(請求項7)。
Here, the second responsive member is provided with a second characteristic having a characteristic that the operating pressure is substantially constant with respect to a change in the refrigerant temperature.
(Claim 6), and the first responsive member is constituted by a bellows or a diaphragm enclosing a refrigerant or a working medium having the same characteristics as the refrigerant. (Claim 7).

【0011】尚、上述した圧力制御装置は、高圧ライン
の圧力が冷媒の臨界圧力を超える状態となり得る蒸気圧
縮式冷凍サイクル、例えば、冷媒として二酸化炭素を用
いた冷凍サイクルに適したものとなる(請求項8)。
The above-described pressure control device is suitable for a vapor compression refrigeration cycle in which the pressure in the high pressure line can exceed the critical pressure of the refrigerant, for example, a refrigeration cycle using carbon dioxide as the refrigerant ( Claim 8).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の態様を図
面に基づいて説明する。図1において、冷凍サイクル1
は、臨界点の低い冷媒、例えば、二酸化炭素(CO2
を冷媒としているもので、冷媒を圧縮する圧縮機2、冷
媒を冷却する放熱器3、高圧ラインと低圧ラインとの冷
媒を熱交換する内部熱交換器4、冷媒を減圧膨張する圧
力制御装置5、冷媒を蒸発気化する蒸発器6、蒸発器6
から流出された冷媒を気液分離するアキュムレータ7を
有して構成されている。この冷凍サイクルにおいては、
圧縮機2の吐出側(D)が放熱器3を介して内部熱交換
器4の高圧通路4aに接続され、高圧通路4aの流出側
が圧力制御装置5に接続されており、圧縮機2の吐出側
から膨張装置5に至るまでの経路によって高圧ライン8
が形成されている。また、圧力制御装置5の流出側が蒸
発器6及びアキュムレータ7を介して内部熱交換器4の
低圧通路4bに接続され、低圧通路4bの流出側が圧縮
機2の吸入側(S)に接続されており、膨張装置5の流
出側から圧縮機2に至るまでの経路によって低圧ライン
9が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a refrigeration cycle 1
Is a refrigerant having a low critical point, for example, carbon dioxide (CO 2 )
, A compressor 2 for compressing the refrigerant, a radiator 3 for cooling the refrigerant, an internal heat exchanger 4 for exchanging heat between the high-pressure line and the low-pressure line, and a pressure control device 5 for decompressing and expanding the refrigerant. , Evaporator 6 for evaporating and evaporating the refrigerant, evaporator 6
It has an accumulator 7 that separates the refrigerant flowing out of the tank into gas and liquid. In this refrigeration cycle,
The discharge side (D) of the compressor 2 is connected to the high-pressure passage 4 a of the internal heat exchanger 4 via the radiator 3, and the discharge side of the high-pressure passage 4 a is connected to the pressure control device 5. High-pressure line 8 by the path from the side to expansion device 5
Are formed. The outlet side of the pressure control device 5 is connected to the low-pressure passage 4b of the internal heat exchanger 4 via the evaporator 6 and the accumulator 7, and the outlet side of the low-pressure passage 4b is connected to the suction side (S) of the compressor 2. A low-pressure line 9 is formed by a path from the outflow side of the expansion device 5 to the compressor 2.

【0013】図2及び図3において、圧力制御装置5の
第1の構成例が示され、この圧力制御装置5は、ハウジ
ング部材10a,10bを組み付けて構成されたハウジ
ング10内に第1及び第2の高圧空間11,12と低圧
空間13とを有して構成されている。この例において第
1及び第2の高圧空間11,12は、一方のハウジング
部材10aと他方のハウジング部材10bとに囲まれた
空間を仕切り壁14により区画することによって構成さ
れ、第1の高圧空間11と第2の高圧空間12とは、仕
切り壁14に形成された連通孔15を介して連通してい
る。また、低圧空間13は、一方のハウジング部材10
bに形成され、第1の高圧空間11とはハウジング部材
10bに設けられた隔壁16の連通孔17を介して連通
されている。
FIGS. 2 and 3 show a first configuration example of the pressure control device 5. The pressure control device 5 includes a first and a second pressure control device 5 in a housing 10 which is constructed by assembling housing members 10a and 10b. It has two high-pressure spaces 11 and 12 and a low-pressure space 13. In this example, the first and second high-pressure spaces 11 and 12 are configured by partitioning a space surrounded by one housing member 10a and the other housing member 10b by a partition wall 14, and a first high-pressure space. The 11 and the second high-pressure space 12 communicate with each other via a communication hole 15 formed in the partition wall 14. Further, the low-pressure space 13 is connected to one of the housing members 10.
b, and communicates with the first high-pressure space 11 through a communication hole 17 of a partition 16 provided in the housing member 10b.

【0014】そして、ハウジング部材10aの第1の高
圧空間11と臨む部位には、内部熱交換器4の高圧通路
4aに通じる(放熱器側に通じる)配管18が接続され
た冷媒流入口19が形成され、また、ハウジング部材1
0bの低圧空間13と臨む部位には、蒸発器6に通じる
配管20が接続された冷媒流出口21が形成されてい
る。
A refrigerant inlet 19 connected to a pipe 18 communicating with the high-pressure passage 4a of the internal heat exchanger 4 (communicating with the radiator) is provided at a portion of the housing member 10a facing the first high-pressure space 11. Formed and housing member 1
A refrigerant outlet 21 to which a pipe 20 communicating with the evaporator 6 is connected is formed in a portion facing the low-pressure space 13 of Ob.

【0015】第1の高圧空間11には減圧調節弁22が
収納され、この減圧調節弁22は、連通孔17の高圧空
間11と臨む開口周縁に形成された弁座23に着座する
弁体24と、この弁体24に接合された第1のベローズ
25とを有して構成されている。この第1のベローズ2
5は、下記する連結部材30に保持されて弁体24の可
動方向に伸縮可能に設けられているもので、内部には、
温度と圧力の関係が図4(a)に示される特性を有する
作動媒体、即ち、作動媒体の圧力が温度の上昇に伴って
増加する特性を有する例えば冷媒ガス、即ち、炭酸ガス
(CO2 )が所定の密度で封入されている。
The first high-pressure space 11 accommodates a pressure-reducing control valve 22. The pressure-reducing control valve 22 is seated on a valve seat 23 formed on a valve seat 23 formed on the periphery of the opening facing the high-pressure space 11 of the communication hole 17. And a first bellows 25 joined to the valve element 24. This first bellows 2
Numeral 5 is provided to be extendable and contractible in the movable direction of the valve body 24 while being held by a connecting member 30 described below.
FIG. 4A shows a working medium having a relationship between temperature and pressure, that is, a refrigerant gas having a property in which the pressure of the working medium increases with an increase in temperature, that is, a carbon dioxide gas (CO 2 ). Are sealed at a predetermined density.

【0016】したがって、第1のベローズ25は、第1
の高圧空間11内の冷媒状態、即ち、放熱器3側の冷媒
状態(冷媒圧力、冷媒温度)を感知して伸縮することで
弁体24のリフト量を制御するようになっており、これ
により、放熱器3から流出された冷媒を減圧膨張した上
で蒸発器へ導くことができるようにしている。つまり、
この第1のベローズ25によって圧力制御装置5を膨張
弁として機能させることができるようになっている。
Therefore, the first bellows 25 is
, The refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator 3 side is detected and expanded and contracted to control the lift amount of the valve body 24. The refrigerant discharged from the radiator 3 can be guided to the evaporator after being decompressed and expanded. That is,
The first bellows 25 allows the pressure control device 5 to function as an expansion valve.

【0017】第2の高圧空間12には、第1のベローズ
25と作動方向(伸縮方向)を一致させて設けられた第
2のベローズ26が収納されている。この第2のベロー
ズ26内には、温度と圧力の関係が図4(b)に示され
る特性を有する作動媒体、即ち、作動媒体の圧力が温度
の変化に拘わらずほぼ一定となる特性を有する例えば不
活性ガス(窒素など)が所定の密度で封入されている。
The second high-pressure space 12 accommodates a second bellows 26 provided in such a manner that the operation direction (expansion / contraction direction) of the first bellows 25 is the same as that of the first bellows 25. In the second bellows 26, there is a working medium having a relationship between temperature and pressure shown in FIG. 4B, that is, a property that the pressure of the working medium is substantially constant regardless of a change in temperature. For example, an inert gas (such as nitrogen) is sealed at a predetermined density.

【0018】したがって、第2のベローズ26は、第2
の高圧空間12の圧力、即ち、放熱器3側の圧力を感知
して作動し、放熱器側の圧力が所定圧(Pr)以上(例
えば、15MPa以上)となった場合に収縮する機能を
有している。そして、この第2のベローズ26は、一端
がハウジング部材10aの頂部に固定され、他端が連結
部材30に連結されている。
Therefore, the second bellows 26 is
Has the function of detecting the pressure of the high-pressure space 12, that is, the pressure on the radiator 3 side, and contracting when the pressure on the radiator side becomes a predetermined pressure (Pr) or more (for example, 15 MPa or more). are doing. The second bellows 26 has one end fixed to the top of the housing member 10 a and the other end connected to the connecting member 30.

【0019】連結部材30は、仕切り壁14を挿通する
連結ロッド30aと、この連結ロッド30aの一端に形
成されて前記第2のベローズ26の他端が接合された第
1のストッパ部30bと、連結ロッド30aの他端に形
成されて前記第1のベローズ25の弁体24が設けられ
た側と反対側の端部が固定された第2のストッパ部30
cと、この第2のストッパ部30cからベローズ25を
覆うように延設され、弁体24の基端部に対し弁体24
の側から係止可能に設けられた第3のストッパ部30d
とを有して構成されている。
The connecting member 30 includes a connecting rod 30a inserted through the partition wall 14, a first stopper portion 30b formed at one end of the connecting rod 30a and connected to the other end of the second bellows 26, A second stopper portion 30 formed at the other end of the connecting rod 30a and having an end opposite to the side on which the valve element 24 of the first bellows 25 is provided fixed.
c and a second stopper portion 30 c extending from the second stopper portion 30 c so as to cover the bellows 25.
Stopper portion 30d provided to be lockable from the side of
And is configured.

【0020】連結ロッド30aは仕切り壁14の厚みよ
りも長く形成されており、連結部材30を第1のストッ
パ部30bが仕切り壁14に当接する状態から第2のス
トッパ部30cが仕切り壁14に当接する状態に至るま
で弁体24の作動方向と同方向に変位できるようになっ
ている。換言すれば、連結部材30によって第1のベロ
ーズ25と第2のベローズ26との拡大方向への作動制
限が行われ、それぞれのベローズの機能を他方のベロー
ズによって阻害することがないようにすると共に、第1
のベローズ25及び弁体24を連結部材30と共に変位
させることができるようになっている。
The connecting rod 30a is formed to be longer than the thickness of the partition wall 14, and the connecting member 30 is moved from the state where the first stopper portion 30b is in contact with the partition wall 14 to the second stopper portion 30c which is connected to the partition wall 14. The valve body 24 can be displaced in the same direction as the operation direction until the contact state is reached. In other words, the operation of the first bellows 25 and the second bellows 26 in the expanding direction is restricted by the connecting member 30 so that the function of each bellows is not obstructed by the other bellows, and , First
The bellows 25 and the valve body 24 can be displaced together with the connecting member 30.

【0021】連結ロッド30aの長さは、第1のストッ
パ部30bが仕切り壁14に当接した状態において弁体
24が第3のストッパ部30dに妨げられることなく弁
座23に着座できるようにすると共に、第2のストッパ
部30cが仕切り壁14に当接した状態において、弁体
24が連通孔17を完全に開くことができる長さ形成さ
れており、連結部材30は、放熱器側の圧力が所定圧
(Pr)以上となるまでは、第2のベローズ26からの
付勢力により第1のストッパ部30bが仕切り壁14に
当接した状態となっている。
The length of the connecting rod 30a is set so that the valve body 24 can be seated on the valve seat 23 without being hindered by the third stopper portion 30d when the first stopper portion 30b is in contact with the partition wall 14. At the same time, when the second stopper portion 30c is in contact with the partition wall 14, the valve body 24 is formed to have a length capable of completely opening the communication hole 17, and the connecting member 30 is provided on the radiator side. Until the pressure becomes equal to or higher than the predetermined pressure (Pr), the first stopper portion 30b is in contact with the partition wall 14 by the urging force from the second bellows 26.

【0022】上述の構成において、圧縮機2で圧縮され
た冷媒(CO2 )は、高温高圧の冷媒として放熱器3に
入り、ここで放熱して冷却し、さらに、内部熱交換器4
において蒸発器6から流出する低温冷媒と熱交換して冷
やされ、液化されることなく圧力制御装置5へ送られ
る。この際、圧力制御装置5に至った冷媒の圧力が所定
の圧力(Pr)よりも低い場合であれば、図2に示され
る第1のストッパ部30bと仕切り壁14との当接状態
が維持されることとなるので、第1のベローズ25によ
り放熱器側の冷媒状態(冷媒圧力、冷媒温度)に応じて
弁体24のリフト量が調節され、これにより、放熱器3
から流出した冷媒が減圧膨張されて蒸発器6へ供給され
ることとなる。そして、蒸発器6へ供給された冷媒は、
この蒸発器6においてここを通過する空気と熱交換して
ガス状となり、しかる後に内部熱交換器4において高圧
ライン8の高温冷媒と熱交換した後に圧縮機2へ戻され
ることとなる。
In the above-described structure, the refrigerant (CO 2 ) compressed by the compressor 2 enters the radiator 3 as a high-temperature and high-pressure refrigerant, radiates and cools the refrigerant, and further cools the internal heat exchanger 4.
Is cooled by heat exchange with the low-temperature refrigerant flowing out of the evaporator 6, and sent to the pressure control device 5 without being liquefied. At this time, if the pressure of the refrigerant reaching the pressure control device 5 is lower than a predetermined pressure (Pr), the contact state between the first stopper portion 30b and the partition wall 14 shown in FIG. Therefore, the lift amount of the valve body 24 is adjusted by the first bellows 25 according to the refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator side.
Is expanded under reduced pressure and supplied to the evaporator 6. And the refrigerant supplied to the evaporator 6 is:
The evaporator 6 exchanges heat with air passing through the evaporator 6 to become gaseous, and then returns to the compressor 2 after exchanging heat with the high-temperature refrigerant in the high-pressure line 8 in the internal heat exchanger 4.

【0023】これに対して、圧力制御装置5に至った冷
媒圧力が所定の圧力(Pr)以上であれば、図3に示さ
れるように、第2のベローズ26が収縮することで連結
部材30が持ち上げられ、これにより第3のストッパ部
30cによって弁体24が強制的にリフトされ、弁体2
4と連通孔17との間に間隙が形成される。このため、
放熱器3から流出した冷媒を、第1の高圧空間11から
連通孔17を介して低圧空間13へリリーフさせ、蒸発
器6側へ導くことができるようになる。即ち、サイクル
起動時などにおいて高圧ライン8の圧力が異常に上昇し
ようとする場合には、その初期の段階で高圧冷媒を低圧
ライン9へリリーフさせることができるので、異常な圧
力上昇を回避することができるようになる。
On the other hand, if the refrigerant pressure reaching the pressure control device 5 is equal to or higher than a predetermined pressure (Pr), the second bellows 26 contracts as shown in FIG. Is lifted, whereby the valve body 24 is forcibly lifted by the third stopper portion 30c, and the valve body 2 is lifted.
A gap is formed between 4 and communication hole 17. For this reason,
The refrigerant flowing out of the radiator 3 is relieved from the first high-pressure space 11 to the low-pressure space 13 through the communication hole 17 and can be guided to the evaporator 6 side. That is, when the pressure of the high-pressure line 8 is going to rise abnormally at the start of a cycle or the like, the high-pressure refrigerant can be relieved to the low-pressure line 9 at the initial stage. Will be able to

【0024】したがって、上述した圧力制御装置5によ
れば、高圧ライン8の冷媒圧力が所定値(Pr)よりも
低ければ、第1のベローズ25の作動によって減圧調節
弁22が膨張弁として機能し、また、高圧ライン8の冷
媒圧力が所定圧(Pr)以上に達すれば、第2のベロー
ズ26の作動によって減圧調節弁22がリリーフ弁とし
て機能するので、図4(a)の特性と図4(b)の特性
を合成した図4(c)の実線で示すような特性を持たせ
ることができるようになり、このため、従来において別
部材として必要であったリリーフ弁を個別に設ける必要
がなくなる。
Therefore, according to the pressure control device 5 described above, when the refrigerant pressure in the high-pressure line 8 is lower than the predetermined value (Pr), the operation of the first bellows 25 causes the pressure reducing control valve 22 to function as an expansion valve. When the refrigerant pressure in the high-pressure line 8 reaches a predetermined pressure (Pr) or more, the operation of the second bellows 26 causes the pressure-reducing control valve 22 to function as a relief valve, so that the characteristics shown in FIG. It is possible to provide the characteristic shown by the solid line in FIG. 4C, which is a combination of the characteristic shown in FIG. 4B. Therefore, it is necessary to separately provide a relief valve which was conventionally required as a separate member. Disappears.

【0025】また、上述の構成によれば、高圧ライン8
の圧力が低い場合には、第2のベローズ26の伸張が第
1のストッパ部30bを仕切り壁14に当接させること
によって制限されるので、放熱器側の圧力が低下して膨
張弁として機能する場合に第1のベローズ25が必要以
上に閉弁方向へ付勢されることがなくなり、第2のベロ
ーズ26の過剰な膨張によって第1のベローズ25の作
動が妨害されることを防ぐことができるようになる。
According to the above configuration, the high-pressure line 8
Is low, the extension of the second bellows 26 is limited by bringing the first stopper portion 30b into contact with the partition wall 14, so that the pressure on the radiator side is reduced and the second bellows 26 functions as an expansion valve. In this case, the first bellows 25 is no longer biased more than necessary in the valve closing direction, and the operation of the first bellows 25 is prevented from being disturbed by the excessive expansion of the second bellows 26. become able to.

【0026】図5に圧力制御装置5の第2の構成例が示
され、この構成において圧力制御装置5は、ハウジング
部材31a,31bを組み付けて構成されたハウジング
31内に高圧空間32と低圧空間33とを有して構成さ
れている。この例において高圧空間32は、一方のハウ
ジング部材31aと他方のハウジング部材31bとに囲
まれた空間によって構成され、低圧空間33は、一方の
ハウジング部材31bに形成され、これら高圧空間32
と低圧空間33とは、ハウジング部材31bに設けられ
た隔壁34の連通孔35を介して連通されている。
FIG. 5 shows a second configuration example of the pressure control device 5. In this configuration, the pressure control device 5 includes a high-pressure space 32 and a low-pressure space in a housing 31 configured by assembling housing members 31a and 31b. 33. In this example, the high-pressure space 32 is constituted by a space surrounded by one housing member 31a and the other housing member 31b, and the low-pressure space 33 is formed in one housing member 31b.
The low pressure space 33 is communicated with the low pressure space 33 through a communication hole 35 of a partition wall 34 provided in the housing member 31b.

【0027】そして、ハウジング部材31aの高圧空間
32と臨む部位には、内部熱交換器4の高圧通路4aに
通じる(放熱器側に通じる)配管36が接続された冷媒
流入口37が形成され、また、ハウジング部材31bの
低圧空間33と臨む部位には、蒸発器6に通じる配管3
8が接続された冷媒流出口39が形成されている。
A refrigerant inlet 37 is formed in a portion of the housing member 31a facing the high-pressure space 32. The refrigerant inlet 37 is connected to a pipe 36 communicating with the high-pressure passage 4a of the internal heat exchanger 4 (communicating with the radiator). A pipe 3 leading to the evaporator 6 is provided at a portion of the housing member 31b facing the low-pressure space 33.
A refrigerant outlet 39 to which the refrigerant 8 is connected is formed.

【0028】高圧空間32には減圧調節弁40が収納さ
れ、この減圧調節弁40は、連通孔35の高圧空間32
と臨む開口周縁に形成された弁座41に着座する弁体4
2と、この弁体42に接合されたベローズ43とを有し
て構成されている。このベローズ43は、ハウジング部
材31aの頂部に固定されているもので、内部には、温
度と圧力の関係が図4(a)に示される特性を有する作
動媒体、即ち、作動媒体の圧力が温度の上昇に伴って増
加する特性を有する例えば冷媒ガス、即ち、炭酸ガス
(CO2 )が所定の密度で封入されている。
The high-pressure space 32 houses a pressure-reducing control valve 40. The pressure-reducing control valve 40 is connected to the high-pressure space 32 of the communication hole 35.
4 seated on valve seat 41 formed on the periphery of the opening facing
2 and a bellows 43 joined to the valve element 42. The bellows 43 is fixed to the top of the housing member 31a, and has a working medium having a characteristic of a relationship between temperature and pressure shown in FIG. For example, a refrigerant gas having a characteristic that increases as the pressure rises, that is, carbon dioxide (CO 2 ) is sealed at a predetermined density.

【0029】したがって、ベローズ43は、高圧空間3
2内の冷媒状態、即ち、放熱器3側の冷媒状態(冷媒圧
力、冷媒温度)を感知して伸縮することで弁体42のリ
フト量を制御するようになっており、このベローズ43
によって減圧調節弁40を膨張弁として機能させること
ができるようになっている。
Therefore, the bellows 43 is
The lift amount of the valve body 42 is controlled by sensing and expanding and contracting the refrigerant state in the radiator 3, that is, the refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator 3 side.
Thereby, the pressure reduction control valve 40 can be made to function as an expansion valve.

【0030】また、ハウジング部材31aには、放熱器
側の冷媒圧力に連動して変化する冷媒温度が所定の温度
以上となった場合に伸張する伸縮機構44が形成されて
いる。この伸縮機構44は、ハウジング部材31aの側
壁の一部を弁体42の可動方向に伸縮可能な蛇腹状に形
成し、この蛇腹状に形成した部分を、例えば、所定の温
度以上となった場合に伸張する形状記憶合金によって構
成するようにしたもので、ベローズ43をハウジング部
材31aの伸縮に伴って弁体42の可動方向に変位でき
るようになっている。ここで、伸縮機構44を伸張させ
る温度は、放熱器側の冷媒圧力とこれに連動して変化す
る冷媒温度との関係を示す前記図4(a)の特性線にお
いて、リリーフが要請される圧力Prに対応した温度T
rに設定されている。
The housing member 31a is provided with an expansion / contraction mechanism 44 that expands when the refrigerant temperature that changes in conjunction with the refrigerant pressure on the radiator side reaches a predetermined temperature or higher. The expansion / contraction mechanism 44 forms a part of the side wall of the housing member 31a in a bellows shape that can expand and contract in the movable direction of the valve body 42, and the part formed in the bellows shape becomes, for example, when a predetermined temperature or higher is reached. The bellows 43 can be displaced in the movable direction of the valve body 42 with the expansion and contraction of the housing member 31a. Here, the temperature at which the expansion and contraction mechanism 44 is expanded is determined by the pressure at which relief is required in the characteristic line of FIG. 4A showing the relationship between the refrigerant pressure on the radiator side and the refrigerant temperature that changes in conjunction with this. Temperature T corresponding to Pr
r.

【0031】よって、このような構成によれば、圧力制
御装置5に至った冷媒圧力がリリーフを要請する圧力P
rよりも低い場合であれば、図5(a)に示されるよう
に、ハウジング31に設けられた伸縮機構44は収縮し
た状態を維持することとなるので、ベローズ43によっ
て放熱器3側の冷媒状態(冷媒圧力、冷媒温度)に応じ
て弁体42のリフト量が調節され、これにより、放熱器
3から流出した冷媒が減圧膨張されて蒸発器6へ供給さ
れることとなる。
Therefore, according to such a configuration, the refrigerant pressure reaching the pressure control device 5 becomes the pressure P at which the relief is requested.
If the pressure is lower than r, as shown in FIG. 5A, the expansion and contraction mechanism 44 provided on the housing 31 maintains the contracted state, and the bellows 43 causes the refrigerant on the radiator 3 side to move. The lift amount of the valve body 42 is adjusted according to the state (refrigerant pressure, refrigerant temperature), whereby the refrigerant flowing out of the radiator 3 is decompressed and expanded and supplied to the evaporator 6.

【0032】これに対して、圧力制御装置5に至った冷
媒圧力がリリーフを要請する圧力Pr以上となった場合
には、図5(b)に示されるように、ハウジング31に
設けられた伸縮機構44が伸張してベローズ43が弁体
42と共にリフトし、弁体42が連通孔35から強制的
に離され、弁体42と連通孔35との間に間隙が形成さ
れる。このため、放熱器3から流出した高圧冷媒を、高
圧空間32から連通孔35を介して低圧空間33へリリ
ーフさせ、蒸発器6側へ導くことができるようになる。
即ち、サイクル起動時などにおいて高圧ライン8の圧力
が異常に上昇しようとする場合には、その初期の段階で
高圧冷媒を低圧ライン9へリリーフさせることができる
ので、異常な圧力上昇を回避することができるようにな
る。
On the other hand, when the pressure of the refrigerant reaching the pressure control device 5 becomes equal to or higher than the pressure Pr for requesting the relief, as shown in FIG. The mechanism 44 expands and the bellows 43 is lifted together with the valve body 42, and the valve body 42 is forcibly separated from the communication hole 35, so that a gap is formed between the valve body 42 and the communication hole 35. Therefore, the high-pressure refrigerant flowing out of the radiator 3 can be relieved from the high-pressure space 32 to the low-pressure space 33 through the communication hole 35 and guided to the evaporator 6 side.
That is, when the pressure of the high-pressure line 8 is going to rise abnormally at the start of a cycle or the like, the high-pressure refrigerant can be relieved to the low-pressure line 9 at the initial stage. Will be able to

【0033】したがって、上述した圧力制御装置5によ
れば、高圧ライン8の圧力が所定値Prよりも低けれ
ば、ベローズ43の通常の働きによって減圧調節弁40
を膨張弁として機能させ、また、高圧ライン8の圧力が
所定圧Pr以上であれば、ハウジング31に設けられた
伸縮機構44の働きによって減圧調節弁40をリリーフ
弁として機能させることができるので、前記構成例と同
様、図4(c)に示される特性を持たせることができる
ようになり、このため、従来において別部材として必要
であったリリーフ弁を個別に設ける必要がなくなる。
Therefore, according to the pressure control device 5 described above, if the pressure in the high pressure line 8 is lower than the predetermined value Pr, the pressure reducing valve 40 is operated by the normal operation of the bellows 43.
Can function as an expansion valve, and when the pressure of the high-pressure line 8 is equal to or higher than a predetermined pressure Pr, the pressure reducing control valve 40 can function as a relief valve by the action of the expansion and contraction mechanism 44 provided in the housing 31. As in the above configuration example, the characteristic shown in FIG. 4C can be provided, so that there is no need to separately provide a relief valve which was conventionally required as a separate member.

【0034】尚、図5においては、ハウジング31に設
けられた伸縮機構44の作動幅(伸縮幅)が誇張して書
かれているが、実施には、弁体42を数ミリ程度だけ強
制的にリフトさせればよく、また、伸縮機構44の作動
も瞬間的なものであってもよい。さらに、伸縮機構44
は、高圧冷媒のリリーフを要請する圧力Prよりも少し
低い圧力から作動させるようにしてもよい。
In FIG. 5, the operating width (expandable width) of the expandable mechanism 44 provided in the housing 31 is exaggerated, but in practice, the valve body 42 is forcibly moved by several millimeters. And the operation of the telescopic mechanism 44 may be instantaneous. Further, the extension mechanism 44
May be operated from a pressure slightly lower than the pressure Pr for requesting the relief of the high-pressure refrigerant.

【0035】図6に圧力制御装置5の第3の構成例が示
され、この構成において圧力制御装置5は、ハウジング
部材45a,45bを組み付けて構成されたハウジング
45内に高圧空間46と、この高圧空間46とは隔てら
れた封入空間47と、低圧空間48とを有して構成され
ている。高圧空間46と封入空間47とは、一方のハウ
ジング部材45aと他方のハウジング部材45bとによ
って囲まれた空間を可動体50によって区画することに
よって構成され、また、低圧空間48は、一方のハウジ
ング部材45bに形成され、高圧空間46と低圧空間4
8とはハウジング部材45bに設けられた隔壁51の連
通孔52を介して連通するようになっている。
FIG. 6 shows a third configuration example of the pressure control device 5. In this configuration, the pressure control device 5 includes a high-pressure space 46 in a housing 45 formed by assembling housing members 45a and 45b. It has a sealed space 47 separated from the high-pressure space 46 and a low-pressure space 48. The high-pressure space 46 and the enclosed space 47 are configured by partitioning a space surrounded by one housing member 45a and the other housing member 45b by a movable body 50, and the low-pressure space 48 is formed by one housing member. 45b, the high-pressure space 46 and the low-pressure space 4
8 is communicated through a communication hole 52 of a partition wall 51 provided in the housing member 45b.

【0036】そして、ハウジング部材45aの高圧空間
46と臨む部位には、内部熱交換器4の高圧通路4aに
通じる(放熱器側に通じる)配管53が接続された冷媒
流入口54が形成され、また、ハウジング部材45bの
低圧空間48と臨む部位には、蒸発器6に通じる配管5
5が接続された冷媒流出口56が形成されている。
A refrigerant inlet 54 is formed in a portion of the housing member 45a facing the high-pressure space 46. The refrigerant inlet 54 is connected to a pipe 53 communicating with the high-pressure passage 4a of the internal heat exchanger 4 (communicating with the radiator). A pipe 5 communicating with the evaporator 6 is provided at a portion of the housing member 45b facing the low-pressure space 48.
The refrigerant outlet 56 to which the cooling medium 5 is connected is formed.

【0037】前記可動体50は、ハウジング部材45a
の内周面を気密に摺接しながら下記する弁体57の可動
方向に変位できるようになっており、ハウジング部材4
5aに形成されたストッパ58によって高圧空間46を
小さくする方向への変位が制限されるようになってい
る。
The movable body 50 includes a housing member 45a.
The inner peripheral surface of the housing member 4 can be displaced in the movable direction of the valve body 57 described below while slidingly contacting the inner peripheral surface of the housing member 4.
The displacement of the high-pressure space 46 in the direction of reducing the size thereof is limited by the stopper 58 formed in 5a.

【0038】高圧空間46には減圧調節弁60が収納さ
れ、この減圧調節弁60は、連通孔52の高圧空間46
と臨む開口周縁に形成された弁座61に着座する弁体5
7と、この弁体57に接合されたベローズ63とを有し
て構成されている。このベローズ63は、可動体50に
固定されて可動体50と共に変位するようになってお
り、内部には、温度と圧力の関係が図4(a)に示され
る特性を有する作動媒体、即ち、作動媒体の圧力が温度
の上昇に伴って増加する特性を有する例えば冷媒ガス、
即ち、炭酸ガス(CO2 )が所定の密度で封入されてい
る。また、封入空間47には、温度と圧力との関係が図
4(b)に示される特性を有する作動媒体、即ち、作動
媒体の圧力が温度の変化に拘わらずほぼ一定となる特性
を有する例えば不活性ガス(窒素など)が所定の密度で
封入されている。
The high-pressure space 46 accommodates a pressure-reducing control valve 60.
5 seated on a valve seat 61 formed on the periphery of the opening facing the
7 and a bellows 63 joined to the valve body 57. The bellows 63 is fixed to the movable body 50 so as to be displaced together with the movable body 50, and has a working medium in which the relationship between temperature and pressure has a characteristic shown in FIG. For example, refrigerant gas having a characteristic that the pressure of the working medium increases with an increase in temperature,
That is, carbon dioxide (CO 2 ) is sealed at a predetermined density. Also, the enclosing space 47 has a working medium having a relationship between temperature and pressure having the characteristics shown in FIG. 4B, that is, a working medium having a characteristic in which the pressure of the working medium is substantially constant regardless of a change in temperature. An inert gas (such as nitrogen) is sealed at a predetermined density.

【0039】したがって、ベローズ63は、高圧空間4
6内の冷媒状態、即ち、放熱器3側の冷媒状態(冷媒圧
力、冷媒温度)を感知して伸縮することで弁体57のリ
フト量を制御するようになっており、このベローズ63
によって減圧調節弁60を膨張弁として機能させること
ができるようになっている。また、封入空間47に封入
された作動媒体に図4(b)で示すような特性を持たせ
ることで、高圧空間46の冷媒圧力がリリーフを要請す
る所定圧(Pr)以上となった場合に可動体50を封入
空間に封入された作動媒体に抗して開弁方向へ変位させ
ることができるようにしている。
Therefore, the bellows 63 is
6, the lift amount of the valve body 57 is controlled by detecting and expanding and contracting the refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator 3 side.
Thereby, the pressure reduction control valve 60 can be made to function as an expansion valve. Further, by providing the working medium sealed in the sealed space 47 with the characteristics shown in FIG. 4B, when the refrigerant pressure in the high-pressure space 46 becomes equal to or higher than a predetermined pressure (Pr) that requires relief. The movable body 50 can be displaced in the valve opening direction against the working medium sealed in the sealed space.

【0040】よって、このような構成によれば、圧力制
御装置5に至った冷媒圧力が所定圧力Prよりも低い場
合であれば、図6(a)に示されるように、可動部材5
0は動かされることがないので、ベローズ63によって
放熱器側の冷媒状態(冷媒圧力、冷媒温度)に応じて弁
体57のリフト量が調節され、これにより、放熱器3か
ら流出した冷媒が減圧膨張されて蒸発器6へ供給される
こととなる。
Therefore, according to such a configuration, if the refrigerant pressure reaching the pressure control device 5 is lower than the predetermined pressure Pr, as shown in FIG.
Since the zero is not moved, the lift amount of the valve body 57 is adjusted by the bellows 63 in accordance with the refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator side, whereby the refrigerant flowing out of the radiator 3 is depressurized. It is expanded and supplied to the evaporator 6.

【0041】これに対して、圧力制御装置5に至った冷
媒圧力が所定圧Pr以上となった場合には、図6(b)
に示されるように、高圧空間46と封入空間47の圧力
差によって可動体50が持ち上げられ、これに伴ってベ
ローズ63が持ち上げられて弁体57が連通孔から強制
的に離され、弁体57と連通孔52との間に間隙が形成
される。このため、放熱器3を流出した高圧冷媒を、高
圧空間46から連通孔52を介して低圧空間48へリリ
ーフさせ、蒸発器側へ導くことができるようになる。即
ち、サイクル起動時などにおいて高圧ライン8の圧力が
異常に上昇しようとする場合には、その初期の段階で高
圧冷媒を低圧ライン9へリリーフさせることができるの
で、異常な圧力上昇を回避することができるようにな
る。
On the other hand, when the refrigerant pressure reaching the pressure control device 5 becomes equal to or higher than the predetermined pressure Pr, FIG.
As shown in FIG. 7, the movable body 50 is lifted by the pressure difference between the high-pressure space 46 and the sealed space 47, and the bellows 63 is lifted, and the valve body 57 is forcibly separated from the communication hole. And a communication hole 52 is formed. Therefore, the high-pressure refrigerant flowing out of the radiator 3 can be relieved from the high-pressure space 46 to the low-pressure space 48 via the communication hole 52 and guided to the evaporator. That is, when the pressure of the high-pressure line 8 is going to rise abnormally at the start of a cycle or the like, the high-pressure refrigerant can be relieved to the low-pressure line 9 at the initial stage. Will be able to

【0042】したがって、上述した圧力制御装置5によ
れば、高圧ライン8の圧力が所定値Prよりも低けれ
ば、ベローズの作動によって減圧調節弁60を膨張弁と
して機能させ、また、高圧ラインの圧力が所定値Pr以
上であれば、可動部材50の作動によって減圧調節弁6
0をリリーフ弁として機能させることができるので、前
記構成例と同様、図4(c)に示される特性を持たせる
ことができるようになり、このため、従来において別部
材として必要であったリリーフ弁を個別に設ける必要が
なくなる。
Therefore, according to the pressure control device 5 described above, if the pressure in the high pressure line 8 is lower than the predetermined value Pr, the operation of the bellows causes the pressure reducing control valve 60 to function as an expansion valve. Is greater than or equal to the predetermined value Pr, the operation of the movable member 50 causes
0 can be made to function as a relief valve, so that the characteristic shown in FIG. 4C can be provided similarly to the above-described configuration example. There is no need to provide a separate valve.

【0043】また、この構成においては、高圧空間46
の圧力が低くなると、ストッパ58によって高圧空間4
6を小さくする方向への可動部材50の変位が制限され
ることとなるので、可動部材50が必要以上に変位して
第1のベローズ63の作動特性を変更してしまう不都合
を避けることができるようになる。
In this configuration, the high pressure space 46
When the pressure of the high pressure space 4 becomes low,
Since the displacement of the movable member 50 in the direction in which the diameter of the movable member 50 is reduced is limited, it is possible to avoid the disadvantage that the movable member 50 is displaced more than necessary and the operating characteristics of the first bellows 63 are changed. Become like

【0044】図7及び図8において、圧力制御装置5の
第4の構成例が示され、この構成において圧力制御装置
5は、ハウジング部材65a,65bを組み付けて構成
されたハウジング65内に高圧空間66と低圧空間67
とを設けて構成されている。この例において高圧空間6
6は、一方のハウジング部材65aと他方のハウジング
部材65bとに囲まれた空間によって形成され、また、
低圧空間67は、一方のハウジング部材65bに形成さ
れ、これら高圧空間66と低圧空間67とは、ハウジン
グ部材65bに設けられた隔壁68の連通孔69を介し
て連通されている。
FIGS. 7 and 8 show a fourth configuration example of the pressure control device 5. In this configuration, the pressure control device 5 includes a high-pressure space in a housing 65 configured by assembling housing members 65a and 65b. 66 and low pressure space 67
Are provided. In this example, the high pressure space 6
6 is formed by a space surrounded by one housing member 65a and the other housing member 65b,
The low-pressure space 67 is formed in one housing member 65b, and the high-pressure space 66 and the low-pressure space 67 are communicated via a communication hole 69 of a partition 68 provided in the housing member 65b.

【0045】そして、ハウジング部材65aの高圧空間
66と臨む部位には、内部熱交換器4の高圧通路4aに
通じる(放熱器側に通じる)配管70が接続された冷媒
流入口71が形成され、また、ハウジング部材65bの
低圧空間67と臨む部位には、蒸発器6に通じる配管7
2が接続された冷媒流出口73が形成されている。
At a portion of the housing member 65a facing the high-pressure space 66, a refrigerant inflow port 71 is formed to which a pipe 70 communicating with the high-pressure passage 4a of the internal heat exchanger 4 (communicating with the radiator side) is connected. A pipe 7 communicating with the evaporator 6 is provided at a portion of the housing member 65b facing the low-pressure space 67.
2 is formed with a refrigerant outlet 73.

【0046】高圧空間66には減圧調節弁74が収納さ
れ、この減圧調節弁74は、連通孔69の高圧空間66
と臨む開口周縁に形成された弁座75に着座する弁体7
6と、この弁体76に接合された第1のベローズ77と
を有して構成されている。この第1のベローズ77は、
ハウジング部材65aの頂部に固定されているもので、
内部の密閉空間には、温度と圧力の関係が図4(a)に
示される特性を有する作動媒体、即ち、作動媒体の圧力
が温度の上昇に伴って増加する特性を有する例えば冷媒
ガス、即ち、炭酸ガス(CO2 )が所定の密度で封入さ
れている。
The high-pressure space 66 accommodates a pressure-reducing control valve 74, which is connected to the high-pressure space 66 of the communication hole 69.
7 seated on valve seat 75 formed on the periphery of the opening facing
6 and a first bellows 77 joined to the valve body 76. This first bellows 77
Fixed to the top of the housing member 65a,
In the internal sealed space, a working medium having a characteristic of a relationship between temperature and pressure shown in FIG. 4A, that is, a refrigerant gas having a characteristic in which the pressure of the working medium increases with an increase in temperature, for example, a refrigerant gas, , Carbon dioxide (CO 2 ) is sealed at a predetermined density.

【0047】したがって、ベローズ77は、高圧空間6
6内の冷媒状態、即ち、放熱器3側の冷媒状態(冷媒圧
力、冷媒温度)を感知して伸縮することで弁体76のリ
フト量を制御するようになっており、このベローズ77
によって減圧調節弁74を膨張弁として機能させること
ができるようになっている。
Therefore, the bellows 77 is provided in the high-pressure space 6.
The lift amount of the valve body 76 is controlled by detecting and expanding and contracting the refrigerant state in the radiator 3, that is, the refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator 3 side.
Thereby, the pressure reducing control valve 74 can function as an expansion valve.

【0048】また、第1のベローズ77内には、このベ
ローズ内の圧力が所定の圧力(Pr)以上となった場合
に収縮する第2のベローズ78が収納されている。この
第2のベローズ78は、ハウジング部材65aの頂部に
固定された保持部材79によって保持されているもの
で、内部の密閉空間には、温度と圧力の関係が図4
(a)に示される特性を有する作動媒体、即ち、所定の
圧力(Pr)以上になると体積の減少する作動媒体が封
入されている。
In the first bellows 77, a second bellows 78 which contracts when the pressure in the bellows becomes equal to or higher than a predetermined pressure (Pr) is accommodated. The second bellows 78 is held by a holding member 79 fixed to the top of the housing member 65a. In the internal sealed space, the relationship between temperature and pressure is shown in FIG.
A working medium having the characteristics shown in FIG. 5A, that is, a working medium whose volume decreases when the pressure exceeds a predetermined pressure (Pr) is sealed.

【0049】そして、第2のベローズ78に封入された
封入ガスの密度を第1のベローズ77に封入された封入
ガスの密度よりも小さくし、第2のベローズ78の縮み
率を第1のベローズ77の縮み率よりも大きくするよう
にしている。
Then, the density of the gas filled in the second bellows 78 is made smaller than the density of the gas filled in the first bellows 77, and the contraction rate of the second bellows 78 is reduced by the first bellows. It is set to be larger than the contraction rate of 77.

【0050】したがって、このような構成においては、
圧力制御装置5に至った冷媒圧力が所定圧力Prよりも
低い場合であれば、第1のベローズ77に封入された作
動媒体を介して伝播される圧力もPrより小さいことか
ら第2のベローズ78に変化はなく、図7に示されるよ
うに、第2のベローズ78は縮まないので、第1のベロ
ーズ77によって放熱器側の冷媒状態(冷媒圧力、冷媒
温度)に応じて弁体のリフト量が調節され、これによ
り、放熱器3から流出した冷媒が減圧膨張されて蒸発器
6へ供給されることとなる。
Therefore, in such a configuration,
If the refrigerant pressure reaching the pressure control device 5 is lower than the predetermined pressure Pr, the pressure transmitted through the working medium sealed in the first bellows 77 is also lower than Pr. Since the second bellows 78 does not contract as shown in FIG. 7, the lift amount of the valve body is changed by the first bellows 77 according to the refrigerant state (refrigerant pressure, refrigerant temperature) on the radiator side. Is adjusted, whereby the refrigerant flowing out of the radiator 3 is decompressed and expanded and supplied to the evaporator 6.

【0051】これに対して、圧力制御装置5に至った冷
媒圧力が所定圧Pr以上となった場合には、第1のベロ
ーズ77に封入された作動媒体を介して伝播される圧力
もPr以上となるので、図8に示されるように、第2の
ベローズ78が縮み、しかも、第2のベローズ78に封
入された封入ガスの密度は第1のベローズ77に封入さ
れた封入ガスの密度よりも小さく設定されていることか
ら、第1のベローズ77の収縮する容積よりも第2のベ
ローズ78の収縮する容積の方が大きくなり、この収縮
する容積差の分だけ第1のベローズ77がベローズ内外
の圧力差を保とうとしてさらに収縮することとなる。
On the other hand, when the refrigerant pressure reaching the pressure control device 5 becomes equal to or higher than the predetermined pressure Pr, the pressure propagated through the working medium sealed in the first bellows 77 also becomes equal to or higher than Pr. Therefore, as shown in FIG. 8, the second bellows 78 shrinks, and the density of the sealed gas sealed in the second bellows 78 is smaller than the density of the sealed gas sealed in the first bellows 77. Is set to be smaller, the contracted volume of the second bellows 78 is larger than the contracted volume of the first bellows 77, and the first bellows 77 is attached to the bellows by the contracted volume difference. In order to maintain the pressure difference between the inside and outside, the contraction further occurs.

【0052】このため、第1のベローズ77の収縮によ
り弁体76が連通孔69から強制的に離されて、弁体7
6と連通孔69との間に間隙が形成されることとなり、
放熱器3を流出した高圧冷媒を、高圧空間66から連通
孔69を介して低圧空間67へリリーフさせ、蒸発器側
へ導くことができるようになる。即ち、サイクル起動時
などにおいて高圧ライン8の圧力が異常に上昇しようと
する場合には、その初期の段階で高圧冷媒を低圧ライン
9へリリーフさせることができるので、異常な圧力上昇
を回避することができるようになる。
Therefore, the valve body 76 is forcibly separated from the communication hole 69 by the contraction of the first bellows 77, and the valve body 7
6 and the communication hole 69 will form a gap,
The high-pressure refrigerant flowing out of the radiator 3 is relieved from the high-pressure space 66 to the low-pressure space 67 via the communication hole 69, and can be guided to the evaporator side. That is, when the pressure of the high-pressure line 8 is going to rise abnormally at the start of a cycle or the like, the high-pressure refrigerant can be relieved to the low-pressure line 9 at the initial stage. Will be able to

【0053】したがって、上述した圧力制御装置5によ
れば、高圧ライン8の圧力が所定値Prよりも低けれ
ば、第1のベローズ77の働きによって減圧調節弁74
を膨張弁として機能させ、また、高圧ライン8の圧力が
所定圧Pr以上であれば、第2のベローズ78の働きに
よって第1のベローズ77を大きく収縮させ、減圧調節
弁74をリリーフ弁として機能させることができるの
で、前記構成例と同様、図4(c)に示される特性を持
たせることができるようになり、このため、従来におい
て別部材として必要であったリリーフ弁を個別に設ける
必要がなくなる。
Therefore, according to the pressure control device 5 described above, when the pressure in the high pressure line 8 is lower than the predetermined value Pr, the pressure reducing valve 74 is operated by the operation of the first bellows 77.
If the pressure in the high pressure line 8 is equal to or higher than the predetermined pressure Pr, the second bellows 78 causes the first bellows 77 to largely contract, and the pressure reducing control valve 74 functions as a relief valve. 4C, it is possible to provide the characteristic shown in FIG. 4C, similarly to the above-described configuration example. For this reason, it is necessary to separately provide a relief valve conventionally required as a separate member. Disappears.

【0054】尚、上述の各構成においては、応動部材と
してベローズ25、26、43、63、77、78を利
用した例を示したが、ダイヤフラムに置き換えるように
同様の作用効果を得ることができる。
Although the bellows 25, 26, 43, 63, 77, and 78 are used as the responsive members in the above-described configurations, the same effect can be obtained by replacing the diaphragm with a diaphragm. .

【0055】[0055]

【発明の効果】以上述べたように、高圧ラインの圧力が
冷媒の臨界圧力を超える状態となり得る蒸気圧縮式冷凍
サイクルにおいて、このサイクルに用いられる圧力制御
装置を、放熱器側に連通する冷媒流入口および蒸発器側
に連通する冷媒流出口を有するハウジングと、冷媒流入
口側と冷媒流出口側との間の連通状態を変化させる弁体
と、ハウジング内において弁体と連結し、放熱器側の冷
媒状態を感知して作動することで弁体のリフト量を制御
する第1の応動部材と、第1の応動部材と作動方向を一
致させて設けられ、放熱器側の冷媒圧力を感知して作動
し、放熱器側の圧力が所定圧以上となった場合に弁体を
強制的にリフトさせる第2の応動部材とを有して構成す
るようにすれば、高圧ラインの圧力が所定の圧力に達す
るまでは、第2の応動部材は作動せず、放熱器側の冷媒
状態に応じて第1の応動部材のみが作動して弁体のリフ
ト量が制御され、高圧ラインの冷媒が減圧膨張させるこ
ととなり、高圧ラインの圧力が所定の圧力以上に達した
場合には、第2の応動部材が作動して弁体が強制的に開
かれ、高圧ラインの冷媒を蒸発器側へリリーフさせるこ
とができるので、圧力制御装置に冷媒を減圧膨張する機
能と高圧冷媒を蒸発器側へリリーフさせる機能とを併せ
持たせることができ、リリーフ弁を独立に設ける必要の
ない冷凍サイクルを提供することができるようになる。
As described above, in the vapor compression refrigeration cycle in which the pressure of the high pressure line can exceed the critical pressure of the refrigerant, the pressure control device used in this cycle is connected to the refrigerant flow communicating with the radiator side. A housing having a refrigerant outlet communicating with the inlet and the evaporator side, a valve body for changing a communication state between the refrigerant inlet side and the refrigerant outlet side, and a valve body connected to the valve body in the housing and a radiator side A first responsive member that controls the lift amount of the valve body by sensing and operating the refrigerant state of the first responsive member, and is provided in the same operating direction as the first responsive member, and senses the refrigerant pressure on the radiator side. And a second responsive member that forcibly lifts the valve element when the pressure on the radiator side is equal to or higher than a predetermined pressure, so that the pressure of the high-pressure line is equal to or higher than a predetermined value. Until pressure is reached, a second The moving member does not operate, only the first responding member operates according to the state of the refrigerant on the radiator side, the lift amount of the valve body is controlled, and the refrigerant in the high pressure line is decompressed and expanded, and the pressure in the high pressure line is reduced. When the pressure reaches a predetermined pressure or more, the second responsive member operates to forcibly open the valve body, and the refrigerant in the high pressure line can be relieved to the evaporator side. It is possible to provide both the function of decompressing and expanding the refrigerant and the function of relieving the high-pressure refrigerant to the evaporator side, and it is possible to provide a refrigeration cycle that does not require a separate relief valve.

【0056】ここで、第2の応動部材を、冷媒温度の変
化に対して作動圧力がほぼ一定となる特性を有する作動
媒体を封入したベローズを第1の応動部材に直列に連結
することによって構成すれば、高圧ラインが所定圧以上
に達した場合にベローズが収縮して弁体を強制的にリフ
トさせることができ、また、第2の応動部材を、放熱器
側の冷媒圧力に連動して変化する冷媒温度が前記所定圧
に対応する温度以上となった場合に伸張する伸縮機構を
ハウジングに持たせることによって構成し、第1の応動
部材をハウジングの伸縮に伴って変位させるようにすれ
ば、高圧ラインの圧力が所定値以上に達した場合にケー
スを伸張させて弁体を強制的にリフトさせることがで
き、高圧ラインの冷媒を強制的にリリーフさせる機能を
圧力制御装置に持たせることができるようになる。
Here, the second responsive member is constituted by connecting a bellows filled with a working medium having a characteristic that the operating pressure becomes substantially constant with respect to the change of the refrigerant temperature in series to the first responsive member. Then, when the high pressure line reaches a predetermined pressure or more, the bellows contracts and the valve body can be forcibly lifted, and the second responsive member is linked with the refrigerant pressure on the radiator side. If the housing is provided with an expansion and contraction mechanism that expands when the changing refrigerant temperature becomes equal to or higher than the temperature corresponding to the predetermined pressure, and the first response member is displaced as the housing expands and contracts. When the pressure in the high pressure line reaches a predetermined value or more, the case can be extended to forcibly lift the valve body, and the pressure control device has a function of forcibly relieving the refrigerant in the high pressure line. So that it is Rukoto.

【0057】さらに、第2応動部材を、弁体の可動方向
に第1の応動部材と共に変位する可動体を設け、この可
動体に放熱器側の冷媒圧力を開弁方向に作用させ、この
放熱器側の圧力が所定圧以上となった場合に可動体を開
弁方向へ変位させることによって構成すれば、高圧ライ
ンの圧力が所定値以上に達した場合に可動体が作動して
弁体を強制的にリフトさせることができ、高圧ラインの
冷媒を強制的にリリーフさせる機能を圧力制御装置に持
たせることができるようになる。
Further, a movable body is provided for displacing the second responsive member together with the first responsive member in the movable direction of the valve body, and the refrigerant pressure on the radiator acts on the movable body in the valve opening direction to release the heat. When the pressure of the high-pressure line reaches a predetermined value or more, the movable body is actuated and the valve body is displaced when the pressure of the high pressure line reaches a predetermined value or more. The pressure control device can be forcibly lifted, and can have a function of forcibly relieving the refrigerant in the high-pressure line.

【0058】また、高圧ラインの圧力が冷媒の臨界圧力
を超える状態となり得る蒸気圧縮式冷凍サイクルにおい
て、このサイクルに用いられる圧力制御装置を、放熱器
側に連通する冷媒流入口および蒸発器側に連通する冷媒
流出口を有するハウジングと、冷媒流入口側と冷媒流出
口側との間の連通状態を変化させる弁体と、ハウジング
内において弁体と連結し、第1の作動媒体が封入された
第1の密閉空間を備えると共にこの第1の密閉空間の容
積を放熱器側の冷媒状態に応じて変化させることで前記
弁体のリフト量を制御する第1の応動部材と、前記第1
の密閉空間内に配され、第2の作動媒体が封入された第
2の密閉空間を備えると共にこの第2の密閉空間の容積
を前記第1の密閉空間の圧力が所定圧以上となった場合
に小さくする第2の応動部材とを有して構成し、第2の
作動媒体の密度を第1の作動媒体の密度よりも小さく設
定するようにすれば、高圧ラインの圧力が所定の圧力に
達するまでは、第2の応動部材は作動せず、放熱器側の
冷媒状態に応じて第1の応動部材のみが作動して弁体の
リフト量が制御され、高圧ラインの冷媒が減圧膨張させ
ることとなり、高圧ラインの圧力が所定値以上に達した
場合には、第2の応動部材が収縮し、しかも、第2の応
動部材の収縮容積は第1の応動部材の収縮容積よりも大
きくなることから、この収縮容積の差によって第1の応
動部材をさらに収縮させて弁体を強制的にリフトさせ、
高圧ラインの冷媒をリリーフさせることができるように
なる。即ち、圧力制御装置に冷媒を減圧膨張する機能と
高圧冷媒を蒸発器側へリリーフさせる機能とを併せ持た
せることができ、リリーフ弁を独立に設ける必要のない
冷凍サイクルを提供することができるようになる。
In a vapor compression refrigeration cycle in which the pressure of the high pressure line can exceed the critical pressure of the refrigerant, a pressure control device used in this cycle is provided at the refrigerant inlet and evaporator side communicating with the radiator. A housing having a refrigerant outlet communicating therewith, a valve body for changing a communication state between the refrigerant inlet side and the refrigerant outlet side, and a first working medium sealed with the valve body in the housing; A first responding member having a first closed space and changing a volume of the first closed space in accordance with a refrigerant state on a radiator side to control a lift amount of the valve body;
Is provided in the closed space, and a second working medium is sealed therein. When the pressure of the first closed space is equal to or higher than a predetermined pressure, the volume of the second closed space is increased. If the second working medium is set to have a lower density than the first working medium, the pressure of the high-pressure line is reduced to a predetermined pressure. Until the second response member is reached, the second response member does not operate, only the first response member operates according to the state of the refrigerant on the radiator side, the lift amount of the valve body is controlled, and the refrigerant in the high pressure line is decompressed and expanded. That is, when the pressure of the high pressure line reaches a predetermined value or more, the second responsive member contracts, and the contracted volume of the second responsive member becomes larger than the contracted volume of the first responsive member. Therefore, the first response member is further accommodated by the difference in the contracted volumes. Is not forced to lift the valve body,
The refrigerant in the high pressure line can be relieved. That is, the pressure control device can have both the function of decompressing and expanding the refrigerant and the function of relieving the high-pressure refrigerant to the evaporator side, so that it is possible to provide a refrigeration cycle that does not require a separate relief valve. become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明に係る冷凍サイクルの構成例を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle according to the present invention.

【図2】図2は、図1に係る冷凍サイクルの圧力制御装
置の第1の構成例を示し、膨張弁として機能させる場合
の状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the pressure control device of the refrigeration cycle according to FIG. 1 and showing a state where the pressure control device functions as an expansion valve.

【図3】図3は、図1に係る冷凍サイクルの圧力制御装
置の第1の構成例を示し、リリーフ弁として機能させる
場合の状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a first configuration example of the pressure control device of the refrigeration cycle according to FIG. 1, and illustrating a state where the pressure control device functions as a relief valve.

【図4】図4は、圧力制御装置の特性を示す線図であ
り、図4(a)は、第1の応動部材の特性を示す線図、
図4(b)は、第2の応動部材の特性を示す線図、図4
(c)は、圧力制御装置全体としての特性を示す線図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of a pressure control device, and FIG. 4 (a) is a diagram showing characteristics of a first response member;
FIG. 4B is a diagram showing characteristics of the second response member, and FIG.
(C) is a diagram showing characteristics of the entire pressure control device.

【図5】図5は、図1に係る冷凍サイクルの圧力制御装
置の第2の構成例を示し、図5(a)は、膨張弁として
機能させる場合の状態を示す断面図であり、図5(b)
は、リリーフ弁として機能させる場合の状態を示す断面
図である。
5 shows a second configuration example of the pressure control device of the refrigeration cycle according to FIG. 1, and FIG. 5 (a) is a cross-sectional view showing a state where the pressure control device functions as an expansion valve; 5 (b)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which it functions as a relief valve.

【図6】図6は、図1に係る冷凍サイクルの圧力制御装
置の第3の構成例を示し、図6(a)は、膨張弁として
機能させる場合の状態を示す断面図であり、図6(b)
は、リリーフ弁として機能させる場合の状態を示す断面
図である。
6 shows a third configuration example of the pressure control device of the refrigeration cycle according to FIG. 1, and FIG. 6 (a) is a cross-sectional view showing a state in which the pressure control device functions as an expansion valve; 6 (b)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which it functions as a relief valve.

【図7】図7は、図1に係る冷凍サイクルの圧力制御装
置の第4の構成例を示し、膨張弁として機能させる場合
の状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a fourth configuration example of the pressure control device of the refrigeration cycle according to FIG. 1 and showing a state in which the pressure control device functions as an expansion valve.

【図8】図8は、図1に係る冷凍サイクルの圧力制御装
置の第4の構成例を示し、リリーフ弁として機能させる
場合の状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth configuration example of the pressure control device of the refrigeration cycle according to FIG. 1 and showing a state where the pressure control device functions as a relief valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷凍サイクル 2 圧縮機 3 放熱器 5 圧力制御装置 6 蒸発器 8 低圧ライン 9 高圧ライン 24、42、57、76 弁体 10、31、45、65 ハウジング 19、37、54、71 冷媒流入口 21、39、56、73 冷媒流出口 25、26、43、63、77、78 ベローズ 30 連結部材 44 伸縮機構 50 可動体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration cycle 2 Compressor 3 Radiator 5 Pressure control device 6 Evaporator 8 Low pressure line 9 High pressure line 24, 42, 57, 76 Valve body 10, 31, 45, 65 Housing 19, 37, 54, 71 Refrigerant inlet 21 , 39, 56, 73 Refrigerant outlet 25, 26, 43, 63, 77, 78 Bellows 30 Connecting member 44 Telescopic mechanism 50 Movable body

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷媒を圧縮して運転条件により圧縮され
た冷媒の圧力を臨界圧力よりも高くする圧縮機と、前記
圧縮機によって圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前
記放熱器で冷却された冷媒を減圧膨張する圧力制御装置
と、前記圧力制御装置から流出する冷媒を蒸発させる蒸
発器とを少なくとも有して構成される冷凍サイクルにお
いて、 前記圧力制御装置は、 放熱器側に連通する冷媒流入口および蒸発器側に連通す
る冷媒流出口を有するハウジングと、 前記冷媒流入口側と前記冷媒流出口側との間の連通状態
を変化させる弁体と、 前記ハウジング内において前記弁体と連結し、前記放熱
器側の冷媒状態を感知して作動することで前記弁体のリ
フト量を制御する第1の応動部材と、 前記第1の応動部材と作動方向を一致させて設けられ、
前記放熱器側の冷媒圧力を感知して作動し、前記放熱器
側の冷媒圧力が所定圧以上となった場合に前記弁体を強
制的にリフトさせる第2の応動部材とを有して構成され
ていることを特徴とする冷凍サイクル。
1. A compressor for compressing a refrigerant to increase the pressure of the compressed refrigerant according to operating conditions to a pressure higher than a critical pressure, a radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and cooling by the radiator. A refrigeration cycle including at least a pressure control device that decompresses and expands the compressed refrigerant and an evaporator that evaporates the refrigerant flowing out of the pressure control device, wherein the pressure control device communicates with a radiator side A housing having a refrigerant inflow port communicating with the refrigerant inflow port and the evaporator side; a valve element for changing a communication state between the refrigerant inflow side and the refrigerant outflow side; and the valve element in the housing. A first responsive member for controlling the lift amount of the valve body by sensing and operating the refrigerant state on the radiator side, and provided in the same operating direction as the first responsive member,
A second responsive member that operates by sensing the refrigerant pressure on the radiator side and forcibly lifts the valve body when the refrigerant pressure on the radiator side is equal to or higher than a predetermined pressure. A refrigeration cycle characterized by being performed.
【請求項2】 前記第2の応動部材は、冷媒温度の変化
に対して作動圧力がほぼ一定となる特性を有する作動媒
体を封入したベローズを前記第1の応動部材に直列に連
結することによって構成されていることを特徴とする請
求項1記載の冷凍サイクル。
2. The second responsive member is connected in series to the first responsive member with a bellows filled with a working medium having a characteristic that an operating pressure is substantially constant with respect to a change in refrigerant temperature. The refrigeration cycle according to claim 1, wherein the refrigeration cycle is configured.
【請求項3】 前記第2の応動部材は、前記放熱器側の
冷媒圧力に連動して変化する冷媒温度が前記所定圧に対
応する温度以上となった場合に伸張する機構を前記ハウ
ジングに持たせ、このハウジングの伸縮に伴って前記第
1の応動部材を変位させることによって構成されている
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル。
3. The housing according to claim 2, wherein the second responsive member has a mechanism in the housing for extending when the refrigerant temperature that changes in conjunction with the refrigerant pressure on the radiator side is equal to or higher than the temperature corresponding to the predetermined pressure. 2. The refrigeration cycle according to claim 1, wherein the first response member is displaced in accordance with expansion and contraction of the housing.
【請求項4】 前記第2の応動部材は、前記弁体の可動
方向に前記第1の応動部材と共に変位する可動体を設
け、この可動体に前記放熱器側の冷媒圧力を開弁方向に
作用させ、前記放熱器側の圧力が所定圧以上となった場
合に前記可動体を開弁方向へ変位させることによって構
成されていることを特徴とする請求項1記載の冷凍サイ
クル。
4. The second responsive member is provided with a movable body that is displaced together with the first responsive member in a movable direction of the valve body, and the movable body is provided with a refrigerant pressure on the radiator side in a valve opening direction. The refrigeration cycle according to claim 1, wherein the movable body is displaced in a valve opening direction when the pressure on the radiator side is equal to or higher than a predetermined pressure.
【請求項5】 冷媒を圧縮して運転条件により圧縮され
た冷媒の圧力を臨界圧力よりも高くする圧縮機と、前記
圧縮機によって圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前
記放熱器で冷却された冷媒を減圧膨張する圧力制御装置
と、前記圧力制御装置から流出する冷媒を蒸発させる蒸
発器とを少なくとも有して構成される冷凍サイクルにお
いて、 前記圧力制御装置は、 放熱器側に連通する冷媒流入口および蒸発器側に連通す
る冷媒流出口を有するハウジングと、 前記冷媒流入口側と前記冷媒流出口側との間の連通状態
を変化させる弁体と、 前記ハウジング内において前記弁体と連結し、第1の作
動媒体が封入された第1の密閉空間を備えると共にこの
第1の密閉空間の容積を前記放熱器側の冷媒状態に応じ
て変化させることで前記弁体のリフト量を制御する第1
の応動部材と、 前記第1の密閉空間内に配され、第2の作動媒体が封入
された第2の密閉空間を備えると共にこの第2の密閉空
間の容積を前記第1の密閉空間の圧力が所定圧以上とな
った場合に小さくする第2の応動部材とを有し、 前記第2の作動媒体の密度を前記第1の作動媒体の密度
よりも小さくすることによって構成されていることを特
徴とする冷凍サイクル。
5. A compressor for compressing the refrigerant to increase the pressure of the compressed refrigerant according to operating conditions above a critical pressure, a radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and cooling by the radiator. A refrigeration cycle including at least a pressure control device that decompresses and expands the compressed refrigerant and an evaporator that evaporates the refrigerant flowing out of the pressure control device, wherein the pressure control device communicates with a radiator side A housing having a refrigerant inflow port communicating with the refrigerant inflow port and the evaporator side; a valve element for changing a communication state between the refrigerant inflow side and the refrigerant outflow side; and the valve element in the housing. A first closed space in which the first working medium is sealed, and a volume of the first closed space is changed in accordance with a refrigerant state on the radiator side to lift the valve body. The controls one
And a second closed space, which is disposed in the first closed space and in which a second working medium is sealed, and has a capacity of the second closed space that is equal to the pressure of the first closed space. And a second responsive member that reduces when the pressure is equal to or higher than a predetermined pressure, wherein the density of the second working medium is made smaller than the density of the first working medium. Characterized refrigeration cycle.
【請求項6】 前記第2の応動部材は、冷媒温度の変化
に対して作動圧力がほぼ一定となる特性を有する前記第
2の作動媒体を封入したベローズ又はダイヤフラムによ
って構成されていることを特徴とする請求項5記載の冷
凍サイクル。
6. The second responsive member is constituted by a bellows or a diaphragm enclosing the second working medium having a characteristic that an operating pressure is substantially constant with respect to a change in refrigerant temperature. The refrigeration cycle according to claim 5, wherein
【請求項7】 前記第1の応動部材は、前記冷媒又はこ
れと同等の特性を有する作動媒体を封入したベローズ又
はダイヤフラムによって構成されていることを特徴とす
る請求項1又は5記載の冷凍サイクル。
7. The refrigeration cycle according to claim 1, wherein the first response member is constituted by a bellows or a diaphragm in which the refrigerant or a working medium having characteristics equivalent to the refrigerant is sealed. .
【請求項8】 前記冷媒は、二酸化炭素である請求項1
又は5記載の冷凍サイクル。
8. The method according to claim 1, wherein the refrigerant is carbon dioxide.
Or the refrigeration cycle of 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008064816A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Otto Egelhof Gmbh & Co. Kg Thermostatic expansion valve for refrigeration cycles or heat pump cycles, featuring a mechanically controlled safety function
US7607315B2 (en) 2004-06-09 2009-10-27 Denso Corporation Pressure control valve and vapor-compression refrigerant cycle system using the same
US20100300126A1 (en) * 2007-10-10 2010-12-02 Carrier Corporation Refrigerating system and method for controlling the same

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