自動制御機器①

用途別の膨張弁･付加構成

• 乾式蒸発器
  • 温度自動膨張弁
  • 電子膨張弁
• 満液式蒸発器:フロート弁
• 蒸発温度の保持
  • 定圧自動膨張弁
  • 蒸発圧力膨張弁
• 小容量冷凍装置:キャピラリチューブ

温度自動膨張弁

• 機能
  下記に因り効率を向上
  • 高圧冷媒を絞り膨張に伴い放出
  • 冷凍負荷に応じ冷媒流量を調節
  • 蒸発器出口の冷媒過熱度を3～8[K]に保持

• 具有要項
  • 弁オリフィス通過に際する減圧に因り冷媒流体フラッシュガスを生成
  • 自力制御弁、蒸発器出口の冷媒過熱度に因り冷媒流量を変更
  • 蒸発器の熱負荷に対する弁容量を選定に因り過熱度制御特性を確保
  • 一定熱負荷運用に際しては運用条件の変化に対する温度･圧力･応答速度を確保

• 付設要項
  下記に因り安定過熱度を保持
  • 弁は蒸発器入口に付設
  • 感温筒は蒸発器出口に付設

• 検出部位の形式
  • ダイアフラム形における弁頭部構造
    • ダイアフラム上面
      キャピラリチューブに因り感温筒に接続、圧力を検出
    • ダイアフラム下面
      • 蒸発器の過熱度の確保･調整
      • ダイアフラムへの薄膜変形に伴う連結棒経由の
        コイルバネへの作用に因り冷媒流量を調整
  • ベローズ形
    • 燐青銅･ステンレス鋼製に因り圧力を検出
    • 下記に因り弁頭部が大形
      • 低耐圧強度
      • 高摩擦抵抗

• 感温筒の流体チャージ方式
  • 液チャージ方式
    一般に採択冷媒を充填
  • ガスチャージ方式
    • 少量の採択冷媒を充填
    • 応答速度が多少高速
    • 付設要項
      • 感温筒に対し弁の低温時、弁に冷媒が滞留
      • 感温筒に対し弁は常時高温を保持可能となる付設
  • クロスチャージ方式
    • 冷却用採択冷媒に対し異なる冷媒を充填
    • 冷却用採択冷媒、充填冷媒飽和曲線が交差
    • 低温用冷凍装置に適性
  • 吸着チャージ方式
    • 封入物質
      • 運用温度において気体状態を保持可能な炭酸ガス等
      • 吸着剤としての活性炭等
    • 温度検出の方法
      温度変化に伴う気体の吸着量に因り温度を検出

• 均圧形式
  • 内部均圧形
    • 蒸発器入口因り圧力を検出
    • 冷媒流量の増加に対する追随検出が不可能
  • 外部均圧形
    • 蒸発器出口、付設感温筒以降因り圧力を検出

• 膨張弁の容量
  • 性能は弁オリフィス口径に依存
  • 構造
    • オリフィス固定形:弁に対しオリフィス･ニードルが一体構造
    • オリフィス交換(別:容量可変)形:弁に対しオリフィス･ニードルが分割構造

• 付設要項
  • 弁･感温筒間の距離
    • キャピラリチューブに因る距離制限
    • 距離の増加に際しハンチングを誘引
  • ガスチャージ方式の場合、感温筒に対し弁の高温保持に
    因り充填冷媒の弁滞留を防止
  • 均圧管の接続位置
    • 感温筒下流に接続
    • 振動の受動を防止

定圧自動膨張弁

• 検出対象
  圧力に因り冷媒供給量を制御

電子膨張弁

• 制御方法
  ステッピングモータに因り流量を変更、過熱度を制御
• 検出対象
  下記の差分に応じ弁開閉量を制御
  • 蒸発温度
  • 蒸発器出口の過熱蒸気温度

キャピラリチューブ

• 用途
  熱負荷変動が小容量となる下記冷凍装置
  • 家庭用電気冷蔵庫
  • ルームエアコンディショナ

• 特徴
  • 低価格
  • 低故障率
  • 冷媒充填量の削減が可能
  • 運転停止に際する高･低圧部位の平衡に因り
    始動時の電動機負荷が低減