熱膨張弁は、蒸発器出口におけるガス冷媒の過熱度を利用して膨張弁の開度を制御するため、非満液蒸発器に広く使用されています。バランス方式の違いにより、熱膨張弁は内部バランス型と外部バランス型に分けられます。熱膨張弁の温度感知システムには、液体充填、ガス充填、クロス充填、混合充填、吸着充填など、さまざまな物質と充填方法があります。

 

1. 熱膨張弁の調整技術とタブー

熱膨張弁が一定の動作条件下で自動調節機能を発揮するためには、冷凍システムの試運転時に調整を行う必要があります。これにより、システム稼働中に熱膨張弁が正しく自動調節機能を発揮できるようになります。膨張弁の調整は調整ロッドを介して行われます。調整ロッドの締め付けまたは締め付け解除は、本質的にスプリングの押し込みまたは緩め、つまり、冷凍条件のニーズに合わせて熱膨張弁の静的アセンブリ過熱を調整することです。一般的に、時計回りの回転は前進を意味し、逆回転は後退を意味します。蒸発圧力を調整するときは、キャップを外し、レンチで調整ロッドを時計回りに回してスプリングの圧縮力を高め、ダイヤフラムを強制的に上昇させてバルブを閉じ、蒸発圧力を徐々に下げます。同様に、調整ロッドを逆回転させるとバルブが開き、蒸発圧力が上昇します。

熱膨張弁を調整する際は、圧縮機の吸入止弁に低圧計を設置し、蒸発圧力の変化を観察する必要があります。正常な蒸発圧力は、吸入管への霜や結露（中低温機器の霜、空調機器の結露）です。吸入止弁、あるいは圧縮機の半分に霜や結露が発生した場合は、バルブが大きすぎるため、バルブを下げてください。蒸発器の出口にのみ霜や結露が発生した場合、または出口に霜や結露が発生しない場合は、バルブが小さすぎるため、バルブを上げてください。

熱膨張弁の試運転は、一般的に2段階で行います。最初は粗調整で、1回転程度回転させます。機器が運転状態に近づいたら、1/4～1/2回転ずつ微調整を行います。調整後は、システムを数分間以上運転し、低圧計の変化を観察してから次の調整時期を決定します。膨張弁の試運転が終了したら、冷媒漏れを防ぐため、キャップをねじ込み、レンチで締め付けます。熱膨張弁の調整は細心の注意を要する作業です。調整中は焦らずに作業を進めてください。冷蔵庫の運転条件が変更されない限り、調整済みの熱膨張弁は他の理由で調整しないでください。通常、工場出荷時の熱膨張弁は出荷前に調整されており、現地試運転では調整されません。

 

 

2. 熱膨張弁のメンテナンス作業

熱膨張弁の一般的な故障には、詰まり、温度感知バッグの作動媒体の漏れなどがあります。弁穴の詰まりには、氷の詰まりと油の詰まりがあります。

冷凍システム内に水分が存在すると、冷媒に溶解します。その溶解量は冷媒の温度に関係し、温度が高いほど溶解量は大きく、温度が低いほど溶解量は少なくなります。凝縮温度が約30℃の冷媒液が膨張弁の絞り口に流入すると、蒸発圧力によってすぐに飽和温度（蒸発温度）まで冷却され、一部の水分が分離されます。蒸発温度が0℃以下の場合、弁口に付着した部分に氷層が形成されます。氷層が増加すると、弁口が閉塞します。

冷凍機油と冷媒も互いに溶解しますが、溶解量は温度にも関係します。溶解量は高温では多く、低温では少なくなります。液体が膨張弁の穴に入り、絞り後に温度が急激に下がると、冷凍機油の一部が分離して弁穴の周りに付着します。蒸発温度が冷凍機油の凝固点よりも低い場合、冷凍機油はペースト状に凝縮します。油が徐々に増加すると、蒸発温度が低いほど水と油が分離しやすいため、弁穴が詰まります。そのため、蒸発温度が低い低温冷凍装置では、氷詰まりや油詰まりが発生しやすくなります。

バルブ穴の氷詰まりまたは油詰まりの判断：冷凍機が正常に運転し始めてからしばらくすると、吸入圧力が急速に負圧（真空）まで低下し、庫内（チャンバー）の温度が上昇し、霜層が溶け（まず吸入管の霜層が溶ける）、膨張弁の流動音が耳に聞こえなくなります。このとき、バルブ穴が氷または油で詰まっていると判断できます。バルブ穴が詰まっていることをさらに確認するために、膨張弁本体をアルコールランプで加熱することができます（シャットダウンなし）。1～2分間加熱した後、気流の音が聞こえ、次にきしみ音が聞こえ、吸入圧力も上昇し、膨張弁の出口が再び白くなり始めると、バルブ穴が氷または油で詰まっていることがわかります。