CN103946651A - 电子膨胀阀和空调机 - Google Patents
电子膨胀阀和空调机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103946651A CN103946651A CN201280056240.2A CN201280056240A CN103946651A CN 103946651 A CN103946651 A CN 103946651A CN 201280056240 A CN201280056240 A CN 201280056240A CN 103946651 A CN103946651 A CN 103946651A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- aperture
- valve portion
- region
- area
- 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.)
- Granted
Links
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 51
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 13
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 206010000060 Abdominal distension Diseases 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 208000024330 bloating Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
- F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
- F25B41/35—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by rotary motors, e.g. by stepping motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/36—Valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/041—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves
- F16K31/042—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves with electric means, e.g. for controlling the motor or a clutch between the valve and the motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
电子膨胀阀具备阀芯、阀座以及步进马达。在阀芯的前端形成有阀部。通过阀芯沿着轴向移动,在阀座与阀部之间形成可变节流部。步进马达根据脉冲数而使阀部移动。阀部的侧面的至少一部分形成为开度比固定的形状。
Description
技术领域
本发明涉及设置于空调机的制冷剂回路的电子膨胀阀和空调机。
背景技术
作为电子膨胀阀,已知有专利文献1所述的技术。根据该技术,为了提高在小流量范围的制冷剂流量的控制性,在阀芯形成有与制冷剂通路大致平行的面。
在空调机的动作处于稳定期时,需要对制冷剂流量进行微小的调整。但是,若开口面积的增大相对于阀芯的最小移动幅度大,则难以使制冷剂流量增大或减少微小量。在制冷剂流量超过控制上的允许范围而变动时,为了对开度进行微调整,阀芯反复进退。
根据以往的电子膨胀阀,能够利用上述结构对小流量范围的制冷剂流量进行控制。但是,由于阀主体的基部与制冷剂通路的侧面在规定距离的范围平行,因此,即使在该范围内阀芯移动,开口面积也几乎不发生变化。即,制冷剂流量几乎不根据阀芯的移动场所而发生变化,无法对制冷剂流量进行微调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-148420号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于,提供能够对制冷剂流量进行微调整的电子膨胀阀和空调机。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,根据本发明的第一方面,提供一种电子膨胀阀,所述电子膨胀阀具备:阀芯,其前端形成有阀部;阀座,通过所述阀芯沿着轴向移动,从而所述阀座与阀部之间形成可变节流部;以及步进马达,其根据脉冲数而使阀芯移动。以在阀部与阀座之间形成的间隙的与轴向正交的截面的面积为开口面积、以脉冲数增减前的开口面积与脉冲数增减后的开口面积之间的面积比为开度比时,阀部的侧面的至少一部分具有开度比固定的形状。
根据该结构,阀部的侧面的至少一部分形成为开度比固定。因此,在使阀芯移动时,开口面积按固定比增大。因而,制冷剂流量的变化比固定。因此,能够对制冷剂流量进行微调整。另外,“开度比固定”包括“实质上固定”。即,除了包括开度比固定的曲面形状以外,还包括含有多个面且在曲面上配置有各面的交界线的面,此外,还包括与该曲面近似的近似曲面。
在上述的电子膨胀阀中,优选阀部的侧面在轴向上被划分成三个以上区域,各区域的交界线设置在开度比固定的假想曲面上。
根据该结构,各区域的侧面设置在开度比固定的假想曲面上。因此,阀部的侧面与假想曲面近似。由此,在阀部的移动范围内制冷剂流量的变化比大致固定。因此,能够对制冷剂流量进行微调整。
在上述的电子膨胀阀中,在以各区域的轴向的长度为区间长时,优选各区域的区间长朝向阀部的前端部而依次变小。
根据该结构,各区域的侧面设置在开度比固定的假想曲面上。此外,各区域的区间长朝向阀部的前端部而依次变小。因此,开度越大,相对于阀部移动量的开度的变化量变得越大,此外,开度越小,相对于阀部移动量的开度的变化量变得越小。由此,在小开度区域中,与大开度区域相比,能够以更高的精度对制冷剂流量进行调整。另一方面,在大开度区域中,由于无需以高精度对制冷剂流量进行调整,因此上述结构能够有助于电子膨胀阀动作的稳定化。
在上述的电子膨胀阀中,在以开口面积的最大值为最大开口面积、并且以开口面积相对于最大开口面积的比例为开度的情况下,优选阀部的侧面被划分成:与开度为0%以上且低于25%的部分对应的第一区域、与开度为25%以上且低于50%的部分对应的第二区域、与开度为50%以上且低于75%的部分对应的第三区域、以及与开度为75%以上且100%以下的部分对应的第四区域,各区域的侧面为圆锥台的侧面,各区域的交界线设置在开度比固定的假想曲面上。
根据该结构,每当阀部移动而开度增大25%,则阀部的侧面形态发生变化。此外,各交界线设置在开度比固定的假想曲面上。因此,与阀部的侧面是曲面的情况相比,能够容易地形成阀部。此外,还能够在阀部的移动范围内使流量变化比大致固定。
在上述的电子膨胀阀中,在以开口面积的最大值为最大开口面积、并且以开口面积相对于最大开口面积的比例为开度的情况下,优选阀部的侧面被划分成:与开度为0%以上且低于20%的部分对应的第一区域、与开度为20%以上且低于40%的部分对应的第二区域、与开度为40%以上且低于60%的部分对应的第三区域、与开度为60%以上且低于80%的部分对应的第四区域、以及与开度为80%以上且100%以下的部分对应的第五区域,各区域的侧面为圆锥台的侧面,各区域的侧面交界线设置在开度比固定的假想曲面上。
根据该结构,每当阀部移动而开度增大20%,则阀部的侧面形态发生变化。此外,各交界线设置在开度比固定的假想曲面上。因此,与阀部的侧面是曲面的情况相比,能够容易地形成阀部。此外,还能够在阀部的移动范围内使流量变化比大致固定。
在上述的电子膨胀阀中,优选阀部的包括阀轴在内的截面的外形线满足通过以下两个算式表示的关系,
Xmax=B·βxmax
(其中,x是在阀部的轴向上从阀座的基部至与半径r对应的部分的长度,xmax是从阀部的基部至前端的长度,β是开度比,Smax是最大开口面积,r是阀部的从阀轴至侧面的长度(半径))。
根据该结构,阀部的侧面是曲面,并且在阀部的移动范围内开度比是β。因此,能够在阀部的移动范围内使制冷剂的流量变化大致固定。
为了达成上述目的,根据本发明的第二方面,提供一种电子膨胀阀,所述电子膨胀阀具备:阀芯,其前端形成有阀部;阀座,通过阀芯沿着轴向移动,在所述阀座与阀部之间形成可变节流部;以及步进马达,其根据脉冲数而使阀芯移动。阀部的侧面中从基部至前端为止的至少从基部至1/5的区域相对于阀部的阀轴的角度θ满足下式:
0<tanθ<0.2。
根据该结构,阀部的基部附近且从基部至前端的至少1/5的区域具有满足上述算式的侧面形状。在该情况下,能够相对于阀部的移动而微小地增减开口面积。因此,在小开度区域中,能够对制冷剂流量进行微调整。
为了达成上述目的,根据本发明的第三方面,提供一种空调机,其具备上述的电子膨胀阀。
根据该结构,由于能够对制冷剂流量进行微调整,因此空调机的空调性能稳定。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的空调机的整体结构的示意图。
图2是示出电子膨胀阀的截面结构的局部剖视图。
图3的(a)是电子膨胀阀全闭时的阀芯附近的剖视图,(b)是电子膨胀阀处于节流状态时的阀芯附近的剖视图。
图4是沿着图3(b)中的4-4线的剖视图。
图5的(a)是示出脉冲累计值与开度之间的关系的图,(b)是示出脉冲累计值与开度比之间的关系的图。
图6是将电子膨胀阀的阀部放大示出的局部侧视图。
图7是示出变形例的阀部的局部侧视图。
图8是示出变形例的阀部的局部侧视图。
图9是用于电子膨胀阀的控制的控制图。
具体实施方式
下面,参照图1至图6对本发明的一个实施方式的空调机进行说明。
如图1所示,空调机1具备:对制冷剂进行压缩的压缩机10;设置在室外的室外热交换器20;使制冷剂膨胀的电子膨胀阀30;设置在室内的室内热交换器50;四路切换阀60;以及对各装置进行管理和控制的控制装置70。
如图2所示,电子膨胀阀30具备:形成制冷剂的出入口的第一配管31、第二配管32、杆状的阀芯40、阀座33、具有阀孔34的圆筒状部件35、以及沿着轴向对阀芯40进行驱动的步进马达36。
第一配管31构成电子膨胀阀30的一个出入口。第二配管32构成电子膨胀阀30的另一个出入口。第二配管32与第一配管31垂直地交叉。圆筒状部件35将第一配管31和阀室37连接起来。在阀孔34的阀室37附近形成有锥部。锥部构成阀座33。
如图3(a)和图3(b)所示,阀芯40由阀杆41、锥部42和阀部43构成,阀部43隔着锥部42而形成于阀杆41的前端。阀杆41固定于步进马达36的旋转轴。
锥部42与阀座33抵接,从而使电子膨胀阀30全闭。阀部43被插入于阀孔34中。阀部43的外径小于阀孔34的内径,并且直径朝向前端而变小。通过阀部43沿着轴向移动,在阀部43与阀座33之间形成可变节流部。阀芯40与步进马达36的旋转轴经螺纹或齿轮等旋转变换机构而被连接。旋转变换机构将步进马达36的旋转轴的旋转运动变换成阀芯40的直线运动。
步进马达36根据从控制装置70输出的脉冲信号进行驱动。脉冲数与旋转角相关。步进马达36的旋转轴的旋转角与输入至步进马达36的脉冲数成比例地变大。阀芯40沿着轴向移动。阀芯40的移动量与步进马达36的旋转角成比例。阀芯40的移动量、即阀部43的移动量与从控制装置70输出到步进马达36的脉冲数成比例。
如图1所示,温度传感器71和压力传感器72与控制装置70连接。温度传感器71检测制冷剂的温度(下面,称为制冷剂温度),并将与制冷剂温度对应的制冷剂温度信号输出至控制装置70。压力传感器72检测制冷剂的压力(下面,称为制冷剂压力),并将与制冷剂压力对应的制冷剂压力信号输出至控制装置70。
控制装置70对向步进马达36输出的脉冲数进行计数。此外,控制装置70将所计数的脉冲数累计而计算脉冲累计值,并且存储脉冲累计值。脉冲数赋有正负符号。在步进马达36的旋转轴向阀部43插入阀孔34的方向(下面,称为进入方向)进行负旋转时,脉冲数是负值。另一方面,当步进马达36的旋转轴向阀部43从阀孔34中退出的方向(下面,称为退出方向)进行正旋转时,脉冲数是正值。即,当步进马达36的旋转轴进行正旋转而阀部43向退出方向移动时,脉冲累计值增大。另一方面,当步进马达36的旋转轴进行负旋转而阀部43向进入方向移动时,脉冲累计值减少。
如图3(a)所示,阀芯40的锥部42与阀座33接触时的阀部43的位置被设定为基准位置。在阀部43处于基准位置时,控制装置70的脉冲累计值被清零,脉冲累计值成为“0”。如图3(b)所示,在阀部43从基准位置离开时,在阀部43与阀座33的最小径部分之间形成有间隙。阀部43的位置等于阀部43从基准位置的移动距离。因此,根据与脉冲累计值的关系特定阀部43的位置。阀部43从基准位置的移动量对应于在从基准位置移动到规定位置期间计数的脉冲数的总和。阀部43的位置与脉冲累计值对应。
开口面积是阀座33的最小径部分与阀部43之间的间隙的面积。具体而言,开口面积是阀座33的最小径部分的面积SA与阀部43的沿着包含阀座33的最小径部分在内的面的截面积SB之差。面积SA和截面积SB均相当于与轴向正交的截面的面积。
在整个阀部43从第一配管31中退出时,开口面积与阀座33的最小径部分的面积SA一致,与最大开口面积Smax对应。开度是阀部43处于规定位置时的开口面积与最大开口面积Smax之比(%)。在阀部43的锥部42与阀座33接触而全闭的情况下,开度是0%。在阀部43从第一配管31中完全退出的情况下,开度是100%。
开度近似地与制冷剂流量处于比例关系。在对制冷剂流量进行控制时,开度被调整。采用脉冲累计值来进行开度调整。开度也根据脉冲累计值的增大而增大。另一方面,与脉冲累计值相伴的开度的增大形态取决于阀部43的侧面结构。因此,控制装置70进行开度调整时采用将开度与脉冲累计值之间的关系示出的图。
例如,在采用容易形成的形状的圆锥状的阀部43的情况下,采用相对于脉冲累计值Xa而将开度作为C-D·(E-Xa)2函数来表示的图。在该情况下,当在小开度区域进行开度调整时,Xa2对于开度的贡献大。即,由于脉冲累计值Xa微小变化时的开度的变化量大,因此开度的微调整困难,流量微调整困难。因此,在本实施方式中,以高精度地对开度进行控制作为目的而设想了能够容易地进行开度调整的图。此外,申请人设计出了基于该图的阀结构。
如图5(a)中的图所示,开度相对于与脉冲累计值Xa对应的阀部43的位置而以指数函数的方式变大。开度满足下面的(1)式。
Y(X)=A·βX…(1)
·Y:开度
·A:常数
·X:脉冲累计值
·β:X=最大脉冲累计值Xmax时Y=100的值。
·Xmax:脉冲累计值的最大值。即,与最远离基准位置的阀部43的位置对应的脉冲累计值。
在X=0时、即脉冲累计值为0时,实际上开度成为0%。但是,为了简略计算,设X=0时开度取规定值。
根据开度Y(X),在仅脉冲累计值X的规定值δ(脉冲数的规定增减值)不同的两点中,下面的关系成立。
在设规定值δ为1(1脉冲)的情况下,脉冲累计值X相差1的两点的开度比(Y(X+1)/Y(X))成为“β”。开度比与脉冲累计值X无关,是固定的。若增大规定值δ,则开度比(Y(X+δ)/Y(X))也变大,但开度比相对于脉冲累计值X是固定的。
总之,满足(1)式和满足(2)式相同。若采用满足(1)式的图,则相对于与脉冲累计值对应的阀部43的位置,开度比是固定的。若在整个脉冲累计值的范围内开度比固定,则制冷剂流量相对于脉冲累计值的变化比也固定。因此,容易对制冷剂流量进行控制。特别是,由于在小开度区域的开度按照微小量增大,因此能够对制冷剂流量进行微调整。
开度比固定表示开度相对于脉冲累计值的增量按照规定值增大。例如,当开度比为1.05、并且开度的初始值为1%时,相对于脉冲累计值每增大1,开度顺次地增大为1.0%、1.05%、1.1025%、1.15763%······。
根据这种图,制冷剂流量与脉冲累计值的增大一同以指数函数方式增大。即,在脉冲累计值小时,制冷剂流量小、并且与脉冲累计值的增大相伴的制冷剂流量的增量也小。另一方面,在脉冲累计值大时,制冷剂流量大、并且与脉冲累计值的增大相伴的制冷剂流量的增量也大。
参照图6对满足(1)式的阀部43的外形线的形状进行说明。阀部43的包括阀轴在内的截面的外形线满足下面的算式。
Smax=B·βxmax…(4)
·x:在阀部43中从基部44至与半径r对应的部分的长度。
·xmax:在阀部43中从基部44至前端的长度。
·β:开度比。
·Smax:最大开口面积。
·r:从阀部43的阀轴至侧面的长度(半径)。
·B:常数。
在以每1脉冲阀部43沿着轴向移动的距离为单位距离的情况下,Xmax与单位距离和最大脉冲累计值Xmax的积对应。此外,将锥部42的宽度视作是微小的,基部44的截面积与最大开口面积Smax一致。
满足以上算式的阀部43通过脉冲驱动满足(1)式和(2)式。根据(3)式,(5)式成立。
B·βX=Smax-πr2…(5)
(5)式表示阀部43从基准位置离开直至距离为x的位置时的距离x与r的关系。(5)式表示开口面积。(5)式表示阀部43的规定位置处的开度。根据(5)式,最大开口面积Smax与阀部43的沿着包括阀座33的最小径部分在内的面的截面积(π·r2)之差作为阀部位置的指数函数来表示。式(5)与(1)式相同。根据(4)式,开度比与阀部43的位置无关,是固定的。
参照图7对阀部43的另一例进行说明。本例的阀部43的侧面被划分成五个区域。第一区域RA与开度为0%以上且低于20%的部分对应。第二区域RB与开度为20%以上且低于40%的部分对应。第三区域RC与开度为40%以上且低于60%的部分对应。第四区域RD与开度为60%以上且低于80%的部分对应。第五区域RE与开度为80%以上且100%以下的部分对应。
各区域的侧面为圆锥台的侧面。各区域的侧面交界线LS设置在开度比固定的假想曲面V上。具体而言,假想曲面V是满足(3)式和(4)式的曲面。阀部43的侧面与假想曲面V近似。在该情况下,各区域的轴向的长度即区间长L朝向阀部43的前端部而顺次地变小。此外,相对于阀部43的阀轴,第一区域RA的侧面的角度θ满足0<tanθ<0.2的关系。
参照图8对阀部43的另一例进行说明。本例的阀部43的侧面被划分成四个区域。第一区域RA与开度为0%以上且低于25%的部分对应。第二区域RB与开度为25%以上至且低于50%的部分对应。第三区域RC与开度为50%以上且低于75%的部分对应。第四区域RD与开度为75%以上且100%以下的部分对应。
各区域的侧面为圆锥台的侧面。各区域的侧面交界线LS设置在开度比固定的假想曲面V上。具体而言,假想曲面V是满足(3)式和(4)式的曲面。阀部43的侧面与假想曲面V近似。在该情况下,各区域的轴向的长度即区间长L朝向阀部43的前端部而顺次地变小。此外,相对于阀部43的阀轴,第一区域RA的侧面的角度θ满足0<tanθ<0.2的关系。
下面,对制冷剂流量控制进行说明。在空调机1中,根据制冷剂压力、制冷剂温度等来调整制冷剂流量。通过电子膨胀阀30的开度调整来进行制冷剂流量的调整。根据制冷剂压力、制冷剂温度等通过控制装置70计算出要求开度。并且,电子膨胀阀30的开度被调整成与要求开度对应。通过PID控制逐步更新并随时调整要求开度。
在确定要求开度后,控制装置70进行调整,使得电子膨胀阀30的开度与要求开度一致。具体而言,控制装置70采用控制图来确定满足要求开度的脉冲累计值即校正脉冲值。然后,控制装置70读取在指示要求开度时的脉冲累计值即实际脉冲值,并且计算出校正脉冲值与实际脉冲值之差。并且,控制装置70将与该差对应的脉冲信号输出至步进马达36来驱动阀部43。这样,控制装置70使电子膨胀阀30的开度与要求开度一致。
接下来,参照图9对控制图进行说明。图9所示的控制图与图5(a)所示的图实质上相同。在控制图中,开度比与脉冲累计值的大小无关,是固定的。其中,横轴是要求开度,纵轴是脉冲累计值。
接着,与以往结构的电子膨胀阀比较着对本实施方式的电子膨胀阀30的控制图进行说明。图9的虚线表示以往结构的电子膨胀阀的控制图。以往结构的电子膨胀阀具有圆锥状或圆锥台状的阀部。在这种阀部的情况下,在与脉冲累计值对应地、阀部向从阀孔中退出的方向移动时,开度与阀部的移动量的平方成比例地变大。因此,在要求开度小时,很难按照微小量对要求开度进行变更。如图9所示,与要求开度为0~10%以下的小开度区域对应的脉冲累计值是最大脉冲累计值的1/10以下。
另一方面,根据本实施方式的电子膨胀阀30,构成为开度以指数函数方式增大。因此,如图9所示,与小开度区域对应的脉冲累计值占最大脉冲累计值的大约1/2。因此,在小开度区域中,与以往结构相比,能够采用更多的脉冲数对阀部43进行控制,并能够对开度进行微调整。由此,能够对制冷剂流量进行精密的控制。
下面,根据本实施方式能够起到如下的效果。
(1)当在阀部43的侧面与阀座33之间形成间隙时开度比是固定的。根据该结构,由于阀部43的侧面如上述那样地形成,因此在移动阀部43时开口面积按固定比增大。因此,制冷剂流量的变化比固定。因此,能够对制冷剂流量进行微调整。
(2)阀部43的侧面在轴向上被划分成三个以上区域。此外,各区域的边界线设置在开度比固定的假想曲面V上。根据该结构,沿着假想曲面V上分别形成有各区域的侧面。即,阀部43的侧面与假想曲面V近似。由此,在阀部43的移动范围内制冷剂流量的变化比大致固定。因此,能够对制冷剂流量进行微调整。
(3)在图7所示的变形例中,阀部侧面的各区域的区间长L朝向阀部43的前端部而顺次地变小。根据该结构,开度越大,相对于阀部43的移动量的变化量越大,开度越小,相对于阀部43的移动量的变化量越小。即,在小开度区域中,与大开度区域相比,能够以更高精度对制冷剂流量进行调整。此外,与各区域的区间长L未朝向阀部43的前端部而顺次地变小的结构相比,还能够缩短阀部43。
(4)阀部43的包括阀轴在内的截面的外形线满足(3)式和(4)式所示的关系。根据该结构,侧面由曲面形成,并且在阀部43的移动范围中开度比是β。因此,在阀部43的移动范围内能够使制冷剂的流量变化大致固定。
(5)在图8所示的变形例中,每当阀部43移动而开度增大25%,阀部43的侧面形态就发生变化。此外,各边界线设置在开度比固定的假想曲面V上。因此,与阀部43的侧面为曲面的情况相比,能够容易地形成阀部43。此外,还能够在阀部43的移动范围内使流量变化比大致固定。
(6)在图8所示的变形例中,每当阀部43移动而开度增大20%,阀部43的侧面形态就发生变化。此外,各边界线设置在开度比固定的假想曲面V上。因此,与阀部43的侧面为曲面的情况相比,能够容易地形成阀部43。此外,还能够在阀部43的移动范围内使流量变化比大致固定。
(7)相对于阀部43的阀轴,第一区域的侧面的角度θ满足0<tanθ<0.2的关系。在该情况下,能够相对于阀部43的移动而微小地增减开口面积。因此,在小开度区域中,能够对制冷剂流量进行微调整。
(8)空调机1具备电子膨胀阀30。根据该结构,能够对制冷剂流量进行微调整,因此空调机1的空调性能稳定。
另外,也可以如下面所示那样地变更本实施方式。
·在本实施方式中,阀部43的整个侧面满足(3)式和(4)式,但也可以仅侧面的一部分满足(3)式和(4)式。在该情况下,阀部43的侧面中至少一部分的开口比固定。因此,在阀部43的侧面中满足(3)式和(4)式的部分中能够高精度地对制冷剂流量进行控制。
例如,在从阀部43的基部44至前端部的长度为100、基部的位置为0的情况下,也可以在1~25的范围内满足(3)式和(4)式。当在位置0处流量几乎为0、并且不进行在极小开度区域的开度控制的情况下、此外当在位置25~100的范围内很少对开度进行微调整的情况下,仅规定区域开度比为固定具有技术意义。
·在本实施方式中,如在(1)式的图中实现的那样最优化了阀部43的侧面形状,但也可以代替阀部43的侧面形状而最优化阀座的形状。此外,也可以如在(1)式的图中实现的那样最优化阀部43和阀座33两方的形状。
·在图7和图8所示的各变形例中,利用五个或四个面划分了阀部43的侧面,但也可以通过六个以上的面进行划分,此外,也可以用三个面来划分。在任一情况下,由各区域的面构成的多面体均形成为,阀部43的整个侧面相对于由阀部43的底面和前端部构成的假想圆锥形状而鼓出。
Claims (8)
1.一种电子膨胀阀,所述电子膨胀阀具备:阀芯,其前端形成有阀部;阀座,通过所述阀芯沿着轴向移动,在所述阀座与所述阀部之间形成可变节流部;以及步进马达,其根据脉冲数而使所述阀芯移动,所述电子膨胀阀的特征在于,
以在所述阀部与所述阀座之间形成的间隙的与所述轴向正交的截面的面积为开口面积、以所述脉冲数增减前的所述开口面积与所述脉冲数增减后的所述开口面积之间的面积比为开度比时,所述阀部的侧面的至少一部分具有所述开度比固定的形状。
2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀,其特征在于,
所述阀部的侧面在所述轴向上被划分成三个以上区域,各所述区域的交界线设置在所述开度比固定的假想曲面上。
3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀,其特征在于,
在以各所述区域的所述轴向的长度为区间长时,各所述区域的区间长朝向所述阀部的前端部而依次变小。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子膨胀阀,其特征在于,
在以所述开口面积的最大值为最大开口面积、并且以所述开口面积相对于所述最大开口面积的比例为开度的情况下,所述阀部的侧面被划分成:
与所述开度为0%以上且低于25%的部分对应的第一区域、
与所述开度为25%以上且低于50%的部分对应的第二区域、
与所述开度为50%以上且低于75%的部分对应的第三区域、以及
与所述开度为75%以上且100%以下的部分对应的第四区域,
各所述区域的侧面为圆锥台的侧面,各所述区域的交界线设置在所述开度比固定的假想曲面上。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子膨胀阀,其特征在于,
在以所述开口面积的最大值为最大开口面积、并且以所述开口面积相对于所述最大开口面积的比例为开度的情况下,所述阀部的侧面被划分成:
与所述开度为0%以上且低于20%的部分对应的第一区域、
与所述开度为20%以上且低于40%的部分对应的第二区域、
与所述开度为40%以上且低于60%的部分对应的第三区域、
与所述开度为60%以上且低于80%的部分对应的第四区域、以及
与所述开度为80%以上且100%以下的部分对应的第五区域,
各所述区域的侧面为圆锥台的侧面,各所述区域的侧面交界线设置在所述开度比固定的假想曲面上。
6.根据权利要求1所述的电子膨胀阀,其特征在于,
所述阀部的包括阀轴在内的截面的外形线满足通过以下两个算式表示的关系,
Smax=B·βxmax
其中,x是在所述阀部的所述轴向上从阀座的基部至与半径r对应的部分的长度,xmax是所述阀部的从基部至前端的长度,β是开度比,Smax是最大开口面积,r是所述阀部的从所述阀轴至侧面的长度(半径)。
7.一种电子膨胀阀,所述电子膨胀阀具备:阀芯,其前端形成有阀部;阀座,通过所述阀芯沿着轴向移动,在所述阀座与所述阀部之间形成可变节流部;以及步进马达,其根据脉冲数而使所述阀芯移动,所述电子膨胀阀的特征在于,
所述阀部的侧面中从基部至前端为止的至少从基部至1/5的区域相对于所述阀部的阀轴的角度θ满足下式:
0<tanθ<0.2。
8.一种空调机,其具备权利要求1至7中的任一项所述的电子膨胀阀。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-252738 | 2011-11-18 | ||
JP2011252738A JP2013108647A (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 電子膨張弁および空気調和機 |
PCT/JP2012/079417 WO2013073531A1 (ja) | 2011-11-18 | 2012-11-13 | 電子膨張弁および空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103946651A true CN103946651A (zh) | 2014-07-23 |
CN103946651B CN103946651B (zh) | 2017-07-28 |
Family
ID=48429588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280056240.2A Active CN103946651B (zh) | 2011-11-18 | 2012-11-13 | 电子膨胀阀和空调机 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9513040B2 (zh) |
EP (1) | EP2781859B1 (zh) |
JP (1) | JP2013108647A (zh) |
KR (1) | KR101653893B1 (zh) |
CN (1) | CN103946651B (zh) |
AU (1) | AU2012337824B2 (zh) |
ES (1) | ES2658187T3 (zh) |
IN (1) | IN2014KN01080A (zh) |
WO (1) | WO2013073531A1 (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105972233A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 膨胀阀、冷媒循环系统和空调器 |
CN106369893A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-02-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调器及其电子膨胀阀 |
CN108361393A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
CN108884946A (zh) * | 2017-01-31 | 2018-11-23 | 株式会社富士金 | 分流阀 |
CN110397759A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 杭州三花研究院有限公司 | 节流装置 |
CN112303967A (zh) * | 2019-07-26 | 2021-02-02 | 株式会社鹭宫制作所 | 膨胀阀以及冷冻循环系统 |
US11261974B2 (en) | 2017-01-26 | 2022-03-01 | Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co., Ltd. | Electronic expansion valve |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20130583A1 (it) * | 2013-04-11 | 2014-10-12 | Frascold S P A | Compressore per un impianto frigorifero e impianto frigorifero comprendente detto compressore |
JP6143651B2 (ja) * | 2013-11-14 | 2017-06-07 | 愛三工業株式会社 | 排気還流バルブ |
US10295064B2 (en) | 2014-03-19 | 2019-05-21 | Zhejiang Sanhua Co., Ltd | Electronic expansion valve |
CN103940159B (zh) * | 2014-03-25 | 2017-08-29 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
JP6325681B2 (ja) * | 2014-10-08 | 2018-05-16 | 三菱電機株式会社 | 膨張弁、および、膨張弁を用いる冷凍サイクル装置 |
JP6566693B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2019-08-28 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
JP6639876B2 (ja) | 2015-11-17 | 2020-02-05 | 株式会社不二工機 | 流量調整弁 |
CN106151643B (zh) * | 2016-08-18 | 2018-07-06 | 深圳市共济科技股份有限公司 | 一种电动球阀开度控制方法和系统 |
US20190178545A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | Dunan Microstaq, Inc. | Heating, ventilating, air conditioning, and refrigeration system with mass flow stabilization |
KR101879154B1 (ko) * | 2018-02-08 | 2018-07-17 | 장상훈 | 선박의 수밀과 기밀을 위한 관리 시스템 |
KR102597661B1 (ko) * | 2019-06-28 | 2023-11-03 | 쯔지앙 산화 인텔리전트 컨트롤스 씨오., 엘티디. | 전자식 팽창밸브 |
WO2021050767A1 (en) | 2019-09-12 | 2021-03-18 | Relievant Medsystems, Inc. | Systems and methods for tissue modulation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10160034A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-16 | Nok Corp | ニードルバルブ |
CN1223716A (zh) * | 1996-04-26 | 1999-07-21 | 罗基研究公司 | 以脉冲状态工作的控制阀 |
JP2002122258A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-26 | Matsushita Refrig Co Ltd | 電動式コントロールバルブ及びその組み立て方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2863473A (en) * | 1955-02-28 | 1958-12-09 | Vincent W Eckel | Balanced valve |
JPH0471008A (ja) | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Noritz Corp | 流量調整器及びその使用方法 |
JPH0683946U (ja) | 1993-05-17 | 1994-12-02 | エヌオーケー株式会社 | ニードルバルブ |
JP2898906B2 (ja) * | 1995-06-29 | 1999-06-02 | 株式会社不二工機 | 電動流量制御弁 |
JPH10148420A (ja) * | 1996-11-18 | 1998-06-02 | Toshiba Corp | 空気調和機 |
JP2000193101A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Fuji Koki Corp | 流量制御弁 |
JP4247386B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2009-04-02 | 旭有機材工業株式会社 | 流量調節弁 |
JP4615930B2 (ja) * | 2004-08-13 | 2011-01-19 | 株式会社鷺宮製作所 | 回転式流量制御弁および冷凍サイクル装置 |
JP4749784B2 (ja) | 2005-07-19 | 2011-08-17 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
JP5249634B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2013-07-31 | 株式会社不二工機 | 流量制御弁 |
JP2011252738A (ja) | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Shimadzu Corp | パルス計測用信号処理装置 |
-
2011
- 2011-11-18 JP JP2011252738A patent/JP2013108647A/ja active Pending
-
2012
- 2012-11-13 IN IN1080KON2014 patent/IN2014KN01080A/en unknown
- 2012-11-13 KR KR1020147011159A patent/KR101653893B1/ko active IP Right Grant
- 2012-11-13 WO PCT/JP2012/079417 patent/WO2013073531A1/ja active Application Filing
- 2012-11-13 CN CN201280056240.2A patent/CN103946651B/zh active Active
- 2012-11-13 EP EP12849516.5A patent/EP2781859B1/en active Active
- 2012-11-13 AU AU2012337824A patent/AU2012337824B2/en active Active
- 2012-11-13 US US14/352,759 patent/US9513040B2/en active Active
- 2012-11-13 ES ES12849516.5T patent/ES2658187T3/es active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1223716A (zh) * | 1996-04-26 | 1999-07-21 | 罗基研究公司 | 以脉冲状态工作的控制阀 |
JPH10160034A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-16 | Nok Corp | ニードルバルブ |
JP2002122258A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-26 | Matsushita Refrig Co Ltd | 電動式コントロールバルブ及びその組み立て方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105972233A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 膨胀阀、冷媒循环系统和空调器 |
CN106369893A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-02-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调器及其电子膨胀阀 |
CN108361393A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
CN108361393B (zh) * | 2017-01-26 | 2021-08-27 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
US11261974B2 (en) | 2017-01-26 | 2022-03-01 | Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co., Ltd. | Electronic expansion valve |
CN108884946A (zh) * | 2017-01-31 | 2018-11-23 | 株式会社富士金 | 分流阀 |
CN108884946B (zh) * | 2017-01-31 | 2020-09-25 | 株式会社富士金 | 分流阀 |
CN110397759A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 杭州三花研究院有限公司 | 节流装置 |
CN112303967A (zh) * | 2019-07-26 | 2021-02-02 | 株式会社鹭宫制作所 | 膨胀阀以及冷冻循环系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2012337824A1 (en) | 2014-04-24 |
AU2012337824B2 (en) | 2015-11-26 |
KR101653893B1 (ko) | 2016-09-02 |
CN103946651B (zh) | 2017-07-28 |
IN2014KN01080A (zh) | 2015-10-09 |
KR20140082744A (ko) | 2014-07-02 |
US20140283546A1 (en) | 2014-09-25 |
EP2781859A4 (en) | 2015-05-27 |
EP2781859A1 (en) | 2014-09-24 |
JP2013108647A (ja) | 2013-06-06 |
WO2013073531A1 (ja) | 2013-05-23 |
ES2658187T3 (es) | 2018-03-08 |
US9513040B2 (en) | 2016-12-06 |
EP2781859B1 (en) | 2018-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103946651A (zh) | 电子膨胀阀和空调机 | |
EP3026373B1 (en) | Motor operated valve | |
JP6845817B2 (ja) | 電動弁及び冷凍サイクルシステム | |
JP5218694B1 (ja) | 電子膨張弁および電子膨張弁を備えた空気調和機 | |
CN104048548B (zh) | 可调节的制冷剂分配装置和具有它的换热器 | |
US20160290525A1 (en) | Electric expansion valve | |
US20140353391A1 (en) | Electronic Expansion Valve | |
CN105889531A (zh) | 电动阀 | |
CN103940159A (zh) | 一种电子膨胀阀 | |
JP2019132393A (ja) | 電動弁及び冷凍サイクルシステム | |
SE531780C2 (sv) | Anordning för distribution av en expanderande vätska | |
CN106164552B (zh) | 节流装置以及具备该节流装置的冷冻循环系统 | |
CN103032581A (zh) | 连续可调音速喷嘴 | |
EP2683995B1 (en) | An expansion valve for a vapour compression system with reversible fluid flow | |
CN206175674U (zh) | 流量调节阀及热泵系统 | |
CN204371677U (zh) | 压缩机 | |
KR102036899B1 (ko) | 전자식 팽창밸브 | |
CN109425153A (zh) | 节流装置及冷冻循环系统 | |
CN100570525C (zh) | 直线性流量调节装置 | |
JP2014047853A (ja) | バルブ用アクチュエータの制御方法とそのアクチュエータ付きボールバルブ | |
CN102635717A (zh) | 智能化自动控制滑块式无级调节燃气阀 | |
US11359854B2 (en) | Air damper with stepper motor | |
CN110686093A (zh) | 一种可流量微调的球阀 | |
CN108799533B (zh) | 阀装置 | |
JP7357939B2 (ja) | 弁本体アセンブリ、ステーターユニット、電動弁および空気調和機、ならびに、弁本体アセンブリの製造方法およびステーターユニットの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |