CN102759234A - 热力膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

本发明的热力膨胀阀能够用于大能力的冷冻循环中，以简单的构造保持压力平衡，过热度设定值的变动即便对进口压力的变动也较少。本发明的热力膨胀阀在阀体(15)上形成嵌入导向孔(14)的圆柱形的滚针部(15b)。使滚针部的外径尺寸与阀接口(13)的内径尺寸相同。在隔膜装置(2)的均压室(22a)，通过挡块(17)将滚针部的端部连结到隔膜(23)。在滚针部安装密封部件(6)。由圆盘状的密封件(61)和板簧(62)构成密封件(61)。在密封件的外周形成朝向阀接口侧折弯变形的轮缘部(61a)。利用板簧向导向孔的内周面侧挤压轮缘部。利用密封部件对均压室与第一接口(11)之间进行密封。

Description

热力膨胀阀
技术领域
本发明涉及用于在冷冻循环中感应蒸发器的出口侧温度而自动调节阀开度从而控制冷冻循环的过热度的热力膨胀阀。
背景技术
以往，作为热力膨胀阀，例如有日本特开平5-340479号公报(专利文献1)所公开的技术。该专利文献1的热力膨胀阀具备检测蒸发器的出口侧配管的温度的感温筒，将该感温筒的压力传给隔膜装置。在使来自该热力膨胀阀的冷凝器侧的一次侧配管的冷媒通过阀接口向二次侧配管流出时，利用阀体控制该阀接口的开度。
隔膜装置由隔膜而划分成受压室和均压室，并使感温筒与受压室连通。另外，用轴杆抵住总是向关闭方向受力的阀体，并将该轴杆通过挡块与隔膜连结。轴杆支撑于轴衬，为了防止进口压力对均压室的影响，利用受弹簧挤压的密封件来对轴衬与轴杆之间的间隙进行密封。
专利文献
专利文献1：日本特开平5-340479号公报
正如专利文献1，在利用密封件和弹簧对轴衬与轴杆之间的间隙进行密封的构造中，适用到用于中能力到大能力的冷冻循环中的热力膨胀阀是有改进的余地的。即，为了消除作用于轴杆上的进口压力的影响，有必要使轴杆的轴直径与阀接口直径相同，在中能力冷冻循环以上的情况下，阀接口直径变大，导致轴杆的轴直径也变大。因此，需要有能够克服进口压力与蒸发压力的差压的较大的负荷的弹簧(弹性件)，且弹簧线直径也变粗，从而有必要使阀壳大型化。因此，在中能力以上的冷冻循环中，要么为了避免阀壳的过度的大型化而做成易受进口压力的影响的构造，要么为了利用如上所述的现有的构造来消除进口压力的影响而另设均压流道等，从而构造变得复杂且成本变得很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够用于大能力的冷冻循环中，以简单的构造保持压力平衡，过热度设定值的变动即便对进口压力的变动也较少的热力膨胀阀。
第一方案的热力膨胀阀，配管连接于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，具备根据来自设置在上述蒸发器的出口侧配管上的感温筒的压力与上述蒸发器的蒸发压力的差压而控制使冷媒从上述冷凝器侧的一次配管向上述蒸发器侧的二次配管流动的阀接口的开度的隔膜装置，其特征是，具备：阀壳，夹着上述阀接口形成有与上述一次配管连接的第一接口和与上述二次配管连接的第二接口，形成有上述第一接口在侧部开口的、将上述阀接口侧作为一端并以该阀接口的中心轴为轴线的圆筒形的导向孔，并形成有与上述蒸发器的出口侧配管连通的均压道；阀体，沿上述轴线方向移动自如地容纳在上述导向孔内，具有相对于上述阀接口位于上述第二接口侧而开闭上述阀接口的阀部和嵌入上述导向孔内的圆柱形的滚针部，上述滚针部的与上述阀部相反的一侧与上述隔膜装置的隔膜连结；过热度设定部，对上述阀体向上述隔膜侧加力；以及密封部件，由设置于上述阀体的滚针部并与上述导向孔的内周面接触的板状的密封件和对该密封件向上述导向孔的内周面侧加力的板簧构成，上述隔膜装置具有安装于上述阀壳的上述导向孔的端部，并且通过上述均压道导入上述蒸发器的出口侧配管的上述蒸发压力的均压室，上述密封部件的上述密封件绕上述滚针部形成为环形，并且该密封件将其外周端形成为相对于轴线方向朝向上述阀接口侧折弯变形而成的轮缘部，通过利用上述板簧的弹性力向上述导向孔内周面挤压上述密封件的上述轮缘部，从而通过该密封部件对上述均压室与上述第一接口之间进行密封。
第二方案的热力膨胀阀是第一方案所述的热力膨胀阀，其特征是，上述滚针部的外径尺寸与上述阀接口的内径尺寸相同。
第三方案的热力膨胀阀是第一或第二方案所述的热力膨胀阀，其特征是，
上述密封部件的上述密封件为聚四氟乙烯(PTFE)原材料。
本发明的效果如下。
根据第一方案的热力膨胀阀，在做成在导向孔内嵌入与隔膜装置连结的阀体的滚针部的热力膨胀阀中，将其外周端形成为相对于轴线方向朝向阀接口侧折弯变形而成的轮缘部，并利用板簧的弹性力向导向孔内周面挤压该轮缘部，由此利用绕阀体的滚针部形成为环形的密封件对隔膜装置侧的均压室和进口压力侧的第一接口之间进行封装，从而能够以简单的构造保持压力平衡，过热度设定值的变动即便对进口压力的变动也较少。
根据第二方案的热力膨胀阀，在第一方案的效果的基础上，使阀体的滚针部的外径尺寸与阀接口的内径尺寸相同，因而能够降低进口压力的变动给阀体带来的影响。
根据第三方案的热力膨胀阀，在第一或第二方案的效果的基础上，以聚四氟乙烯(PTFE)原材料做成密封件，因而能够抑制进行过热度控制时的滞后。
附图说明
图1是本发明的实施方式的热力膨胀阀的纵向剖视图。
图2是本发明的实施方式的热力膨胀阀的主要部分放大剖视图。
图3是表示本发明的实施方式的热力膨胀阀的密封件和板簧的装配前的状态的图。
图4是表示本发明的实施方式的热力膨胀阀的密封件和板簧的装配状态的形状的图。
图5是表示适用了本发明的实施方式的热力膨胀阀的冷冻循环的主要部分的图。
符号说明
1-阀壳，11-第一接口，12-第二接口，13-阀接口，14-导向孔，15-阀体，15a-阀部，15b-滚针部，2-隔膜装置，21-上盖，21a-受压室，22-下盖，22a-均压室，3-过热度设定部，6-密封部件，61-密封件，61a-轮缘部，62-板簧，62a-凸齿形状部，7-按压部件，10-热力膨胀阀，10A-感温筒，20-压缩机，30-冷凝器，40-蒸发器。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式的热力膨胀阀。图1是实施方式的热力膨胀阀的纵向剖视图，图2是实施方式的热力膨胀阀的主要部分放大剖视图，图3是表示实施方式的热力膨胀阀的密封用密封件和板簧的装配前的状态的图，图4是表示实施方式的热力膨胀阀的密封用密封件和板簧的装配状态的形状的图，图5是表示适用了实施方式的热力膨胀阀的冷冻循环的主要部分的图。
在图5中，符号10是实施方式的热力膨胀阀，符号20是压缩机，符号30是冷凝器，符号40是蒸发器，这些通过用配管环形连接而构成冷冻循环。热力膨胀阀10的一次侧接头管1a与冷凝器30侧的一次配管a连接，二次侧接头管1b与蒸发器40侧的二次配管b连接，均压管1c与蒸发器40的出口侧配管c连接。压缩机20压缩冷媒，所压缩的冷媒在冷凝器30被冷凝液化，并流经一次侧接头管1a后流入热力膨胀阀10。热力膨胀阀10对所流入的冷媒进行减压(膨胀)后使冷媒从二次侧接头管1b流入蒸发器40。而且，蒸发器40使冷媒蒸发气化并向压缩机20循环。在蒸发器40的出口侧配管c上安装有热力膨胀阀10的感温筒10A。在该感温筒10A上封入有例如与冷冻循环的冷媒相同的气体(和液体)，该感温筒10A通过毛细管10B与热力膨胀阀10的隔膜装置2连结。
如图1所示，热力膨胀阀10具有金属制的阀壳1，在阀壳1上形成有与上述一次配管a连接的第一接口11和与上述二次配管b连接的第二接口12，在第一接口11与第二接口12之间形成有阀接口13。另外，在阀壳1上形成有第一接口11在侧部开口的导向孔14。该导向孔14将阀接口13侧作为一端并呈以阀接口13的中心轴为轴线L的圆筒形的形状，与阀接口13相反的一侧开口。另外，在阀壳1上形成有与蒸发器40的出口侧配管c连通的均压道22b。再有，在阀接口13的下部形成有以轴线L为轴的大致圆筒形的安装孔16。在第一接口11上安装有一次侧接头管1a，在第二接口12上安装有二次侧接头管1b，在均压道22b上安装有均压管1c。
在阀壳1的导向孔14内配设有阀体15。阀体15具有相对于阀接口13位于第二接口12侧的阀部15a和对于导向孔14的内周面具有间隙并嵌入导向孔14内的圆柱形滚针部15b。由此，阀体15沿轴线L方向移动自如地容纳在导向孔14内，通过轴线L方向上的移动，阀部15a开闭阀接口13。另外，在滚针部15b的与阀部15a相反的一侧的端部安装固定有挡块17，阀体15通过挡块17与隔膜装置2的隔膜23连结。
在阀接口13的下部的安装孔16中安装有过热度设定部3。该过热度设定部3具备：在外周具有外螺纹31a的调节主轴31；设置于调节主轴31的中孔内的调节弹簧32；以及配设于调节弹簧32的端部的挡片33。调节主轴31使外螺纹与形成于安装孔16的下部的内螺纹螺纹结合。另外，调节主轴31上安装有O形环，以保持阀接口13与安装孔16之间的气密性。挡片33与形成在阀部15a的下部的凸缘部15a1配合。而且，通过调节弹簧32的弹簧力，阀体15受向关闭阀接口13的关闭阀方向、即向隔膜23侧的作用力。另外，通过拧转调节主轴31可调节由调节弹簧32产生的对阀体15的作用力。另外，在安装孔16安装有防止调节主轴31脱落的挡圈25。
在安装孔16的下端部的开口周边形成有环形的凹部161，在比该凹部161还靠轴线L方向内侧的周围还形成有内螺纹162。在凹部161内配设有聚四氟乙烯(PTFE)制的环形的封装部件4，而且，盖部件5通过使其外螺纹与安装孔16的内螺纹螺纹结合而安装于安装孔16的下端部内。另外，作为安装前的零件，封装部件4的厚度形成为比凹部161的深度还厚，通过使盖部件5螺纹结合，封装部件4被稍微压扁而产生塑性变形，从而紧固在凹部161内。
在阀壳1的上部安装有隔膜装置2。隔膜装置2由上盖21和下盖22构成罩体，通过使下盖22的下部与阀壳1的上端螺纹结合，使该隔膜装置2安装到导向孔14的端部。另外，在上盖21与下盖22之间具备隔膜23，由上盖21和下盖22构成的罩体内部由该隔膜23划分成受压室21a和均压室22a。均压室22a通过阀壳1的上述均压道22b与蒸发器40的出口侧配管c接通，在该均压室22a中导入出口侧配管c的蒸发压力。
受压室21a通过毛细管10B与感温筒10A连接。由此，受压室21a的内压根据感温筒10A的检测温度变化。而且，隔膜23按照受压室21a与均压室22a的压力差而变位，该变位通过挡块17传递到阀体15上。
即，该热力膨胀阀10若蒸发器40的出口侧配管c的检测温变高，则以阀部15a打开阀接口13的方式作用，若出口侧配管c的检测温度变低，则以关闭阀接口13的方式作用。另外，若蒸发器40中的蒸发压力变低，则以阀部15a打开阀接口13的方式作用，若蒸发压力变高，则以阀部15a关闭阀接口13的方式作用。这样，根据感温筒10A的检测温度与蒸发压力的关系而控制使冷媒从冷凝器侧的一次配管a向蒸发器侧的二次配管b流动的阀接口13的开度，进行冷冻循环的过热度控制。
如图2所示，在阀体15的滚针部15b的端部分别形成有圆柱状的大直径凸缘部15b1、中直径凸缘部15b2、以及小直径凸缘部15b3。通过小直径凸缘部15b3与挡块17的中央孔17a配合，使挡块17安装固定在滚针部15b的端部。
在滚针部15b的中直径凸缘部15b2的周围设有密封部件6。密封部件6由聚四氟乙烯(PTFE)原材料的圆盘状(圈盘状)的密封件61和金属原材料的圆盘状(圈盘状)的板簧62构成，密封件61和板簧62使板簧62位于大直径凸缘部15b1侧而套入中直径凸缘部15b2。
如图3(A)所示，密封件61在装配前的零件的状态下呈平板状。另外，就板簧62而言，外周部呈凹凸齿形状，并且具有多个凸齿形状部62a。如图3(B)所示，该板簧62在装配前的零件的状态下处于凸齿形状部62a的部分稍微弯曲的状态。
在滚针部15b的中直径凸缘部15b2配合有按压部件7。在按压部件7的大直径凸缘部15b1侧的端面上形成有环形的突条7a。另外，在大直径凸缘部15b1的端面上，在与上述突条7a相对的位置形成有圆形凹部15b1-1。而且，在使按压部件7的突条7a与密封件61接触的状态下，将按压部件7的挡块17侧端部与滚针部15b的中直径凸缘部15b2的端部焊接在一起，从而按压部件7紧固在滚针部15b。这样，密封部件6的密封件61绕滚针部15b形成为环形。
如上所述，在将密封部件6安装到滚针部15b上的状态下，在将这些组件嵌入到导向孔14内而装配的状态下，如图4所示，密封件61将其外周端形成为相对于密封件61的轴线L方向朝向阀接口13侧折弯变形而成的轮缘部61a。另外，板簧62成为外周的凸齿形状部62a的部分在密封件61的轮缘部61a的内侧折弯的状态。而且，板簧62利用其凸齿形状部62a的弹性力向导向孔14的内周面挤压轮缘部61a。因此，虽然在滚针部15b与导向孔14的内周面之间有间隙，但均压室22a与一次侧接头管1a之间由密封部件6的密封件61而完全被封装。这样，通过密封部件6，对于导入均压管1c的蒸发压力与一次侧接头管1a的进口压力的差压，在均压室22a与一次侧接头管1a之间可得到高密封性。另外，即便进口压力变高，其压力也以向导向孔14的内周面侧挤压密封件61的轮缘部61a的方式作用，因而能够保持高密封性。
另外，由于在离开了密封件61的轮缘部61a的内侧的位置挤压板簧62的多个凸齿形状部62a，因而密封件61的厚度以0.3mm～0.5mm左右为宜，以防止轮缘部61a成为多边形形状。另外，以该厚度使用聚四氟乙烯原材料的密封件，因而即便最大差压为3.0MPa，也能将过热度控制时的滞后保持在2℃以下。
另外，在实施方式中，阀体15的滚针部15b的外径尺寸与阀接口13的内径尺寸大致相同，因而即便进口压力变动，由施加到阀体15上的压力而产生的力在阀部15a侧和滚针部15b侧相互抵消，因而进口压力的变动不会影响阀体15。这样，由于做成以密封部件6进行密封的简单的构造，因而即便在增大流经阀接口13的冷媒的流量的大能力的冷冻循环中，也能将滚针部15b的外径扩大到与阀接口13的内径相同。因此，对进口压力的变动，能够使过热度的设定值变动较少。
这样，通过使阀接口13的内径与滚针部15b的外径相同，从而能够应对大能力的冷冻循环，并且不需要现有技术中的大型弹簧，从而能够实现小型轻量化。
例如，过去将R22作为冷媒时，30kW左右的能力就是极限，但即便阀壳与过去相同(通用)也能应用到20kW～50kW的能力上。

Claims (3)

1.一种热力膨胀阀，配管连接于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，具备根据来自设置在上述蒸发器的出口侧配管上的感温筒的压力与上述蒸发器的蒸发压力的差压而控制使冷媒从上述冷凝器侧的一次配管向上述蒸发器侧的二次配管流动的阀接口的开度的隔膜装置，其特征在于，具备：
阀壳，夹着上述阀接口形成有与上述一次配管连接的第一接口和与上述二次配管连接的第二接口，形成有上述第一接口在侧部开口的、将上述阀接口侧作为一端并以该阀接口的中心轴为轴线的圆筒形的导向孔，并形成有与上述蒸发器的出口侧配管连通的均压道；
阀体，沿上述轴线方向移动自如地容纳在上述导向孔内，具有相对于上述阀接口位于上述第二接口侧而开闭上述阀接口的阀部和嵌入上述导向孔内的圆柱形的滚针部，上述滚针部的与上述阀部相反的一侧与上述隔膜装置的隔膜连结；
过热度设定部，对上述阀体向上述隔膜侧加力；以及
密封部件，由设置于上述阀体的滚针部并与上述导向孔的内周面接触的板状的密封件和对该密封件向上述导向孔的内周面侧加力的板簧构成，
上述隔膜装置具有安装于上述阀壳的上述导向孔的端部，并且通过上述均压道导入上述蒸发器的出口侧配管的上述蒸发压力的均压室，
上述密封部件的上述密封件绕上述滚针部形成为环形，并且该密封件将其外周端形成为相对于轴线方向朝向上述阀接口侧折弯变形而成的轮缘部，通过利用上述板簧的弹性力向上述导向孔内周面挤压上述密封件的上述轮缘部，从而通过该密封部件对上述均压室与上述第一接口之间进行密封。
2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，
上述滚针部的外径尺寸与上述阀接口的内径尺寸相同。
3.根据权利要求1或2所述的热力膨胀阀，其特征在于，
上述密封部件的上述密封件为聚四氟乙烯(PTFE)原材料。
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