CN102444739A

CN102444739A - 电动阀

Info

Publication number: CN102444739A
Application number: CN2011102509807A
Authority: CN
Inventors: 中川大树; 中野诚一; 石黑元康
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-08-23
Also published as: JP2012082896A; JP5395775B2; CN102444739B

Abstract

本发明涉及电动阀。在用针阀开闭阀口来控制制冷剂的流量的电动阀中，使在阀口的制冷剂的流动稳定化以降低噪音。在阀座部(1)形成截面圆形状且内径D1的第一阀口(11)和内径D2的第二阀口(12)。针对二次接头管(42)的内径D3，做成D1＜D2＜D3。在第一阀口和第二阀口之间设置锥形部(13)。将锥形部的内侧面所成的角度(α1)设定在5°≤α1≤30°的范围。针对锥形部，将第二阀口的内侧面做成直的圆柱形状。通过与针阀(51)的间隙的制冷剂经由锥形部到达二次接头管之前，在第二阀口内使流速降低。并且通过设置直的第二阀口，抑制在二次接头管侧在制冷剂上产生自由剪切面，在制冷剂到达二次接头管之前使流动稳定化。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及在空调机等中控制制冷剂的流量的针阀型的电动阀，尤其涉及改良阀座对针阀的阀口形状的电动阀。

背景技术

一直以来，在冷冻循环中，从控制制冷剂的流量的电动阀发生的、伴随流体通过的噪音经常成为问题。作为实施这种噪音对策的电动阀，有例如日本特开2008-232290号公报(专利文献1)所公开的技术。

另外，作为现有的电动阀有例如图9所示的电动阀。该电动阀具有形成阀室4A的阀壳4，在阀壳4的侧部安装有一次接头管41，并且在阀室4A的轴线L方向的单侧端部安装有二次接头管42。另外，在阀壳4内配设有阀座部9，在该阀座部9上形成有将阀室4A和二次接头管42连通的阀口91。

在支撑部件43的导向孔43a内可滑动地嵌合有阀架44。在该阀架44的下端部紧固有阀体5，该阀体5在端部具有针阀51，并且阀架44与步进马达6的转子轴63的下端部配合。另外，在转子轴63上形成有外螺纹部63a，该外螺纹部63a与形成于支撑部件43上的内螺纹部43b螺纹连接。并且，通过步进马达6的驱动，磁转子62旋转，转子轴63及阀体5在轴线L方向移动，通过针阀51的部分增减阀口9的开口面积，控制从一次接头管41流向二次接头管42的流体的流量。

专利文献1：日本特开2008-232290号公报

在上述图9所示的现有的电动阀中，形成于阀座部9的阀口91如图10所示，从阀口91的入口开口部直到二次接头管42侧的出口开口部，由内径逐渐变大的锥形面形成。因此，针对二次接头管42，从针阀51和阀口91的间隙流动的制冷剂处于以下状态。

从针阀51和阀口91的间隙流出的制冷剂在从阀口91的入口开口部到达通往二次接头管42的出口开口部之前，在该阀口91中被加速。即、制冷剂被加速的长度较长，制冷剂的压力减少的幅度变大。另外，从阀口91流出的制冷剂如图中虚线所示，在二次接头管42内且在阀口91的锥形面的延长线上产生明显的自由剪切面S。并且，在该自由剪切面S的内侧，制冷剂的流动成为直线的流动，在自由剪切面S的外侧产生涡流。因该直线的流动和涡流的影响而产生噪音。另外，即使在专利文献1的电动阀中，阀口的形状也与上述图10同样，同样地产生噪音。

发明内容

本发明就是为了消除如上所述的问题点而提出的技术方案，其目的在于提供一种改良阀座部的阀口并降低噪音的电动阀。

方案一的电动阀具备：具备：形成与一次接头管连通的阀室的阀壳；形成有将上述阀室和二次接头管连通的截面形状为圆形的阀口的阀座部；以及与上述阀口同轴地配设的针阀；通过使上述针阀在轴线方向移动来开闭上述阀口，从而控制使制冷剂从上述一次接头管向上述阀室流入并通过上述阀口向上述二次接头管流出的制冷剂的流量，该电动阀的特征是，

上述阀座部的上述阀口包括位于上述阀室侧的内径D1的第一阀口、位于上述二次接头管侧的内径D2的第二阀口、以及连接上述第一阀口和上述第二阀口的锥形部，

以如下方式构成上述阀座部：使第一阀口的内径D1、第二阀口的内径D2和上述二次接头管的内径D3的关系为D1＜D2＜D3，并且上述第二阀口从上述锥形部至上述二次接头管侧成为直的圆筒形状。还有，内径D1、D2、D3在连接第一阀口、第二阀口及二次接头管的内侧的通路内表面实质上是能够有台阶差的值。

方案二的电动阀在方案一所记载的电动阀中，其特征是，上述锥形部的侧面所成的角度α1在5°≤α1≤30°...(1)的范围。

本发明的效果如下。

根据方案一的电动阀，从第一阀口和针阀的间隙流动的制冷剂流出到内径比第一阀口大的第二阀口内，在到达二次接头管之前的阀座部的第二阀口内使流速降低，因此能够使制冷剂的流动稳定化。再有，在锥形部和二次接头管之间具有直的圆筒形状的第二阀口，因此能够抑制在二次接头管侧制冷剂产生自由剪切面，能够使制冷剂在到达二次接头管之前的流动稳定化。因此，能够降低由于液体通过声引起的噪音。

根据方案二的电动阀，锥形部的侧面所成的角度在适当的范围，能够有效地降低噪音。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电动阀的纵剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的电动阀中的阀座部附近的主要部分的放大纵剖视图。

图3是说明本发明的第一实施方式的电动阀中的阀座部的作用的图。

图4是本发明的第二实施方式的电动阀的纵剖视图。

图5是本发明的第三实施方式的电动阀的纵剖视图。

图6是表示使用了实施方式的电动阀的空调机的一个例子的图。

图7是表示实施方式的电动阀的锥形角度与噪音降低值的实测例的图。

图8是表示实施方式的电动阀的D1和D2的尺寸比与噪音降低值的实测例的图。

图9是表示现有技术的电动阀的一个例子的图。

图10是说明现有技术的电动阀的问题点的图。

图中：

1-阀座部，11-第一阀口，12-第二阀口，2-阀座部，21-第一阀口，22-第二阀口，23-锥形部，3-阀座部，31-第一阀口，32-第二阀口，33-锥形部，4-阀壳，4A-阀室，41-一次接头管，42-二次接头管，5-阀体，51-针阀，10-电动阀，L-轴线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的电动阀的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的电动阀的纵剖视图，图2是第一实施方式的电动阀中的阀座部附近的主要部分的放大纵剖视图，图3是说明第一实施方式的电动阀中的阀座部的作用的图，图4是第二实施方式的电动阀的纵剖视图，图5是第三实施方式的电动阀的纵剖视图，图6是表示使用了实施方式的电动阀的空调机的一个例子的图。还有，在第二实施方式及第三实施方式中，对于与第一实施方式相同及对应的要素标注相同符号而省略重复详细的说明。

首先，基于图6对实施方式的空调机进行说明。在图6中，符号10是本发明的各实施方式的电动阀。另外，符号20是搭载于室外单元100上的室外换热器，符号30是搭载于室内单元200上的室内换热器，符号40是构成四通阀的流道转换阀，符号50是压缩机。还有，电动阀10、流道转换阀40及压缩机50搭载于室外单元100上。电动阀10、室外换热器20、室内换热器30、流道转换阀40、以及压缩机50分别由导管如图示那样连接，构成热泵式冷冻循环。还有，储能器、压力传感器、温度传感器等省略图示。

冷冻循环的流道由流道转换阀40在制热模式及制冷模式这两条流道中进行转换。在制热模式中，如图6中的实线箭头所示，由压缩机50压缩的制冷剂从流道转换阀40流入到室内单元200的室内换热器30，从室内换热器30流出的制冷剂通过管道a流入到室外单元100的电动阀10中。并且，制冷剂通过该电动阀10而膨胀，按照室外换热器20、流道转换阀40、压缩机50的顺序进行循环。在制冷模式中，如图6中的虚线箭头所示，由压缩机50压缩的制冷剂从流道转换阀40流入到室外换热器20中，从室外换热器20流出的制冷剂通过电动阀10而膨胀，流经管道a并流入到室内换热器30中。流入到室内换热器30的制冷剂通过流道转换阀40流入到压缩机50中。

电动阀10作为控制制冷剂的流量的节流装置而工作，在制热模式中，室外换热器20作为蒸发器起作用，室内换热器30作为冷凝器起作用，进行室内的制热。另外，在制冷模式中，室外换热器20作为冷凝器起作用，室内换热器30作为蒸发器起作用，进行室内的制冷。

这里，在制热模式中，就管道a而言，流入到电动阀10的一次接头管41的制冷剂有时液状化，管道a内充满液状制冷剂。因此，由于电动阀10的制冷剂通过等而发生振动，该振动通过管道a传递到室内单元200侧，在室内单元200发生噪音。因此，如后文所述，各实施方式的电动阀10通过对阀口进行改良，从而降低在制热模式中制冷剂从一次接头管41流入到电动阀10主体，再从二次接头管42流出制冷剂的状态的制冷剂通过声等。

其次，基于图1及图2对第一实施方式的电动阀10进行说明。该电动阀10具有阀壳4，在阀壳4上形成有圆筒缸状的阀室4A。另外，在阀壳4上安装有从侧面侧与阀室4A连通的一次接头管41，并且在阀室4A的轴线L方向的单侧端部安装有二次接头管42。再有，在阀壳4上，在二次接头管42的阀室4A侧配设有阀座部1。并且，在阀座部1上，形成有将阀室4A和二次接头管42连通的截面形状为圆形的第一阀口11和第二阀口12。另外，在第一阀口11和第二阀口12之间形成有锥形部13。

在阀壳4的上部安装有支撑部件43。在支撑部件43上形成有在轴线L方向较长的导向孔43a，圆筒状的阀架44在轴线L方向可滑动地嵌合在该导向孔43a中。阀架44与阀室4A同轴地安装，在该阀架44的下端部固定有阀体5，该阀体5在端部具有针阀51。另外，在阀架44内设有弹簧支架45，该弹簧支架45可在轴线L方向移动，在弹簧支架45和阀体5之间，以施加规定负荷的状态安装有压缩螺旋弹簧46。

在阀壳4的上端，通过焊接等气密地固定有步进马达6的外壳61。在外壳61内，可旋转地设置有使外周部多极磁化的磁转子(マグネツトロ一タ)62，在该磁转子62上固定有转子轴63。转子轴63的上端部可旋转地嵌合在从外壳61的顶板部垂下的圆筒状的导向件64内。另外，在外壳61的外周配设有定子线圈65，通过对该定子线圈65给与脉冲信号，从而磁转子62根据其脉冲数进行旋转。并且，通过该磁转子62的旋转，与磁转子62一体的转子轴63进行旋转。还有，在导向件64的外周设有相对于磁转子62的旋转制动机构66。

阀架44的上端部与步进马达6的转子轴63的下端部配合，阀架44通过转子轴63可旋转地以悬挂状态支撑。另外，在转子轴63上形成有外螺纹部63a，该外螺纹部63a与形成于支撑部件43上的内螺纹部43b螺纹连接。

利用以上的结构，转子轴63伴随步进马达6的磁转子62的旋转而在轴线L方向移动。通过伴随该旋转的转子轴63在轴线L方向的移动，阀体5与阀架44一起在轴线L方向移动。并且，阀体5通过针阀51的部分增减第一阀口11的开口面积，控制从一次接头管41流向二次接头管42的制冷剂的流量。

阀座部1的第一阀口11及第二阀口12是圆筒形状，如图2所示，第一阀口11的内径D1是与针阀51的外周一致的尺寸。另外，第二阀口12的内径D2是比第一阀口11的内径D1大的尺寸，而且是比二次接头管42的内径D3小的尺寸。再有，第二阀口12的长度L2是比第一阀口11的长度L1大的尺寸。锥形部13的内侧面成为从第一阀口11至第二阀口12内径扩大的圆锥台形状。并且，该锥形部13的内侧面所成的锥形角度α1设定在

5°≤α1≤30°...(1)

的范围。另外设定成，在针阀51关闭了第一阀口11的状态下，该针阀51的前端处于锥形部13的大致中央位置。

图3是说明第一实施方式中的针阀51、第一阀口11、第二阀口12及锥形部13的作用的图。通过了针阀51和第一阀口11的间隙的制冷剂通过锥形部13和第二阀口12后流向二次接头管42。此时，受针阀51的特别是前端的影响，存在不稳定的流动的情况。但是，由于针阀51的前端位于锥形部13的大致中央部，因此在到达第二阀口12前能够通过该锥形部13使流速减速。即、通过制冷剂到达二次接头管42之前的阀座部1的部分，能够使制冷剂的流动稳定化，能够抑制二次接头管42的振动并降低噪音。

再有，在锥形部13和二次接头管42之间还具有直的圆筒形状的第二阀口12，利用该第二阀口12对从锥形部13流动的制冷剂加以使流动弯曲的动作。由此，能够抑制在二次接头管42侧的制冷剂产生自由剪切面。因此，在制冷剂到达二次接头管42之前能够使流动稳定化。

图4的第二实施方式及图5的第三实施方式与第一实施方式的较大的不同点在于，在该第二实施方式及第三实施方式的电动阀10中，阀室4A通过切削阀壳4而形成，并且阀座部2(或3)与阀壳4一体地形成。

在图4的第二实施方式的电动阀10中，阀座部2形成于二次接头管42的阀室4A侧。在该阀座部2上，形成有将阀室4A和二次接头管42连通的截面形状为圆形的第一阀口21和第二阀口22，并且，在该第一阀口21和第二阀口22之间形成有锥形部23。并且，与第一实施方式相同，转子轴63通过步进马达6的旋转而在轴线L方向移动，阀体5的针阀51增减第一阀口21的开口面积，控制从一次接头管41流向二次接头管42的制冷剂的流量。

阀座部2的第一阀口21及第二阀口22是圆筒形状，其尺寸为第二阀口22的内径比第一阀口21的内径大，而比二次接头管42的内径小。另外设定成，在针阀51关闭了第一阀口21的状态下，该针阀51的前端处于锥形部23的大致中央位置。并且设定成，锥形部23的锥形角度也处于上述(1)的条件范围。该第二实施方式中的第一阀口21、第二阀口22及锥形部23的作用与在上述图3中说明的第一实施方式同样，能够降低制冷剂的通过声。

图5的第三实施方式与上述第一及第二实施方式的较大的不同点在于，在该第三实施方式的电动阀10中，在阀壳4的步进马达6侧安装有外壳47，在该外壳47上安装有支撑部件43。另外，阀体5形成为比第一及第二实施方式更长，该阀体5安装在阀壳4上，通过导向部件48使针阀51向阀室4A内突出。由此，成为阀架44等不会直接接触阀室4A内的制冷剂的结构。

阀座部3形成于二次接头管42的阀室4A侧。在该阀座部3形成有将阀室4A和二次接头管42连通的截面形状为圆形的第一阀口31和第二阀口32，并且在该第一阀口31和第二阀口32之间形成有锥形部33。并且，与第一实施方式同样，转子轴63通过步进马达6的旋转而在轴线L方向移动，阀体5的针阀51增减第一阀口31的开口面积，控制从一次接头管41流向二次接头管42的制冷剂的流量。

阀座部3的第一阀口31及第二阀口32是圆筒形状，其尺寸为第二阀口32的内径比第一阀口31的内径大，而比二次接头管42的内径小。另外设定成，在针阀51关闭了第一阀口31的状态下，该针阀51的前端处于锥形部33的大致中央位置。并且设定成，锥形部33的锥形角度也处于上述(1)的条件范围。该第三实施方式中的第一阀口31、第二阀口32及锥形部33的作用与在上述图3中说明的第一实施方式相同，能够降低制冷剂的通过声。

其次，基于图7及图8对实施方式的电动阀10的噪音的降低值的实测例进行说明。还有，第二实施方式的阀座部2及第三实施方式的阀座部3中的各部分的尺寸及角度也以与图2所示的第一实施方式的D1、D2、D3、L1、L2、α1相同的标记来表示。另外，就图7及图8的实测例的运转条件而言，一次接头管41和二次接头管42的压力差为1.0(MPa：兆帕)、一次接头管41内的压力为2.5～3.0(MPa)。制冷剂的流动是从一次接头管41至二次接头管42的方向。L1＝0.5mm、L2＝0.6mm。还有，优选设定在L1＝0.2～1.0mm、L2＝0.4～1.2mm的范围。

图7是关于实施方式的电动阀10的锥形角度α1和噪音降低值的实测例。关于针对D2＝2.9mm，D1＝1.6mm的情况，和针对D2＝4.3mm，D1＝3.2mm的情况，表示使锥形角度α1在0°～40°变化时的噪音降低值。从该图7可知，尤其是在满足了5°≤α1≤30°的范围，噪音变低。还有，就D2而言，锥形角度α1＝0°时，D2＝D1。

实施方式中的第一阀口11、21、31的内径D1，第二阀口12、22、32的内径D2及二次接头管42的内径D3的关系设定成满足以下条件。

√[(D2)²-(D1)²]＞2.3mm...(2)

图8是关于实施方式的电动阀10的D1与D2的尺寸比和噪音降低值的实测例。关于针对D3＝4.95mm，D1＝1.6mm的情况，和D1＝3.2mm的情况，表示α1＝20°、使D2变化了时的对条件式(2)的√[(D²)2-(D1)²]的值的噪音降低值。从该图可知，尤其是在满足了条件式(2)的范围(比2.3mm大的范围)，噪音变低。还有，√[(D2)²-(D1)²]＝0是D2＝D1，锥形角度为0的情况。

Claims

1.一种电动阀，具备：形成与一次接头管连通的阀室的阀壳；形成有将上述阀室和二次接头管连通的截面形状为圆形的阀口的阀座部；以及与上述阀口同轴地配设的针阀；通过使上述针阀在轴线方向移动来开闭上述阀口，从而控制使制冷剂从上述一次接头管向上述阀室流入并通过上述阀口向上述二次接头管流出的制冷剂的流量，该电动阀的特征在于，

以如下方式构成上述阀座部：使第一阀口的内径D1、第二阀口的内径D2和上述二次接头管的内径D3的关系为D1＜D2＜D3，并且上述第二阀口从上述锥形部至上述二次接头管侧成为直的圆筒形状。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述锥形部的内侧面所成的角度α1在由式(1)规定的范围内。

5°≤α1≤30°...(1)。