CN105588380B - 节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统。在节流装置中，能调整放出量，并且，即使万一阀体向使阀孔成为关闭状态的方向移动的情况下，也能避免阀体咬住阀座。在节流装置中，在针部件(20)的尖细部(20P)的外周部的与阀口(18P)的开口端部对应的位置，尖细部(20P)的外周部以相对于阀口(18P)的开口端部的周缘形成与衬垫部件(22)的厚度相应的规定的间隙的方式配置。

Description

节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统。

背景技术

在空调装置中的冷冻循环系统中，提出了代替作为节流装置的毛细管，具备差压式节流装置的方案。例如，专利文献1也所示的、差压式节流装置即使在为了根据外气温度使压缩机有效地进行动作而适当地控制冷凝器出口和蒸发器入口之间的制冷剂的压力，并且，能改变压缩机的转数的冷冻循化系统中，也基于省力化的观点，最适地控制根据压缩机的转数的制冷剂的压力。节流装置例如在导入制冷剂的一端接合于与冷凝器连接的一次侧配管，在排出制冷剂的另一端接合于与蒸发器连接的二次侧配管。

差压式的节流装置例如如专利文献1所示，具备固定在连接于制冷剂的通道的机身的内侧的筒状的外壳。该外壳具有制冷剂入口及制冷剂出口。外壳在制冷剂入口具有与阀孔及固定口连通的滤过器。固定口通过外壳的外周部和机身的内周部之间与制冷剂出口及机身的下游侧出口连通。由此，即使在后述的阀体落座到阀座上且阀孔为关闭状态的情况下，溶入制冷剂的压缩器用的润滑油也仅以对压缩器的动作必须的最小流量(放出量)从制冷剂入口流至机身的下游侧出口。

在外壳的缓冲室中能移动地配置与阀体连结的轴及活塞。轴及活塞被配置在活塞内且以使阀体的前端相对于阀座为关闭状态的方式加力的弹簧加力。弹簧的作用力通过拧入外壳的端部的调整螺栓进行调整。上述的阀体的前端面以相对于形成于阀孔的开口端周缘的阀座抵接的方式形成为大致圆锥面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-138812号公报

如专利文献1所示，放出量由上述的固定口设定的情况下，在所设定的放出量由于构成各节流装置的部件的制造误差而产生偏差时，为了将放出量调整为适当的量，还存在必须更换外壳的情况。另外，万一未被滤过器捕获的制冷剂中的异物堵塞固定口的情况下，除去该异物也不是容易的，必须更换外壳。另外，万一阀体向使阀孔成为关闭状态的方向移动的情况，也存在阀体的大致圆锥面咬住形成于阀孔的开口端周缘的阀座的情况。

发明内容

考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统，能调整放出量，并且，万一阀体向使阀孔成为关闭状态的方向移动的情况下，也能避免阀体相对于阀座的咬住。

为了实现上述目的，本发明的节流装置具备配设于供给制冷剂的配管且具有阀口的阀座、能相对于阀座的阀口接近或离开地配设且具有控制阀口的开口面积的尖细部的针部件、配设于配管的比阀座的位置靠下游侧且限制针部件的大径部相对于阀座的相对位置的位置限制部件以及对针部件向相对于阀座的阀口接近的方向加力的加力部件，以在阀口的周缘和针部件的尖细部之间形成间隙的方式，针部件的大径部与位置限制部件抵接。

另外，位置限制部件是配设于配管内，在配管的上游侧及下游侧分别具有与对置的配管内连通的开口端部的导向管，导向管具有阀座和与阀座邻接地形成且连通导向管的内周部和外周部的至少一个连通路径，针部件的大径部与导向管的开口端部抵接。

另外，本发明的节流装置还具备放出量调整部件，其配设于针部件的大径部及导向管的下游侧的开口端部中的至少一方，在大径部接近导向管的下游侧的开口端部时，在阀口的周缘和针部件的尖细部之间形成间隙。

针部件的与大径部连通的部分可以在导向管的内周部被引导。另外，形成于阀座的阀口的周缘的倒角部通过下述方式形成：通过比阀口的直径大的针部件的尖细部的一部分嵌合，使阀口的周缘变形。另外，形成于阀座的阀口的周缘的倒角部可以通过下述方式形成：通过比阀口的直径大的针部件的尖细部的模拟体的一部分嵌合，使阀口的周缘变形。阀座与位置限制部件一体地形成。

并且，本发明的冷冻循环系统的特征在于，具备蒸发器、压缩机及冷凝器，上述任一个节流装置均设于配置在冷凝器的出口和蒸发器的入口之间的配管。

本发明的效果如下。

根据本发明的节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统，能以在阀口的周缘和针部件的尖细部之间形成间隙的方式，针部件的大径部与位置限制部件抵接，因此，能调整放出量，并且，即使万一阀体向使阀孔成为关闭状态的方向移动的情况下，也能避免阀体咬住阀座的情况。

附图说明

图1是表示本发明的节流装置的第一实施例的结构的剖视图。

图2是概略地表示具备本发明的节流装置的第一实施例的冷冻循环系统的一例的结构的图。

图3是表示根据图1所示的例子中的节流部的差压的流量特性的特性图。

图4是局部放大地表示图1所示的主要部分的剖视图。

图5是表示本发明的节流装置的第二实施例的结构的剖视图。

图6是表示用于图5所示的例子的弹簧部件的立体图。

图7是表示本发明的节流装置的第三实施例的结构的剖视图。

图8是表示本发明的节流装置的第四实施例的结构的剖视图。

图9是沿图8的IX-IX线表示的剖视图。

符号说明：10—管主体，12、14—弹簧支承部，18—导向管，18V—阀座，18P—阀口，20—针部件，20B1—大径部。

具体实施方式

图2与冷冻循环系统一起概略地表示适用于冷冻循环系统的一例的本发明的节流装置的第一实施例的结构。

节流装置例如如图2所示，配置于冷冻循环系统的配管的冷凝器6的出口和蒸发器2的入口之间。节流装置在后述的管主体10的一端10E1与一次侧配管Du1接合，在排出制冷剂的管主体10的另一端10E2与二次侧配管Du2接合。一次侧配管Du1连接冷凝器6的出口与节流装置，二次侧配管Du2连接蒸发器2的入口与节流装置。如图2所示，在蒸发器2的出口和冷凝器6的入口之间，通过接合于蒸发器2的出口的配管Du3和接合于冷凝器6的入口的配管Du4连接压缩机4。压缩机4由省略图示的控制部驱动控制。由此，冷冻循环系统中的制冷剂例如沿图2所示的箭头循环。

节流装置如图1放大所示，作为主要的要素包括：接合于上述的冷冻循环系统的配管的管主体10；固定于管主体10的内周部的导向管18；一体地形成于导向管18的靠近一次侧配管Du1的端部且构成调整制冷剂的流量的流量调整部的阀座18V；以及针部件20；对针部件20向相对于阀座18V接近的方向加力的螺旋弹簧16；支撑螺旋弹簧16的一端部的弹簧支承部12；配设于导向管18的一端和后述的针部件20的大径部21B1之间的衬垫部件22。

具有规定的长度及直径的管主体10例如由黄铜制管或铜制管、或铝制管制成，在导入制冷剂的一端10E1接合于与冷凝器6连接的一次侧配管Du1，在排出制冷剂的另一端10E2接合于与蒸发器2连接的二次侧配管Du2。

在管主体10的内周部的距一端10E1规定距离的中间部固定导向管18的上游侧的外周部的一部分。导向管18通过将由利用铆接加工的管主体10的凹洼10CA1形成的突起咬住其外周部而固定。

作为位置限制部件的导向管18例如由铜制管、或铝制管或不锈钢管等制成，如图1放大所示，在靠近管主体10的一端10E1的端部具有阀座18V。阀座18V在内部中央部具有插入后述的针部件20的尖细部20P的阀口18P。阀口18P具有规定的直径，沿阀座18V的中心轴线向一端10E1形成为末端宽。在导向管18的与阀座18V邻接的位置形成使导向管18的内周部与管主体10的内周部和导向管18的外周部之间连通的多个连通孔18C。在阀口18P的开口端的周缘，如图4局部放大地表示，形成环状的台阶部18Vb。在台阶部18Vb和阀口18P的内周部相交的整周的角部实施具有规定的坡度的倒角18Va。微细的倒角18Va的坡度以倒角18Va的表面与后述的针部件20的尖细部20P的表面大致平行的方式设定。倒角18Va例如通过以规定的压力将所插入的针部件20的尖细部20P压入阀口18P而形成。另外，倒角18Va也可以代替针部件20的尖细部20P，通过利用规定的压力将作为针部件20的模拟体的夹具压入阀口18P而形成，或者，倒角18Va可以伴随阀口18P的加工而通过利用车床的机械加工而形成。

导向管18的开口端部的端面及阀座18V能够在制造导向管18时，不互相分离地进行机械加工，因此，能减小导向管18的开口端部的端面及阀座18V相互间距离的制造上的偏差。

管主体10在靠近另一端10E2的端部具有弹簧支承部12。弹簧支承部12通过将由利用铆接加工的管主体10的凹洼10CA2形成的突起咬住其外周部而固定。作为加力部件支撑部的弹簧支承部12在中央部具有贯通孔12a及供螺旋弹簧16的一端配合的弹簧导向件12b。

针部件20例如由黄铜或不锈钢制成，如图1所示，包括圆柱状的大径部20B1、形成于大径部20B1的与阀座18V对置的端部的小径部20B2、从小径部20B2向阀座18V延伸的尖细部20P以及形成于大径部20B1的与螺旋弹簧16的另一端对置的端部的突起状的弹簧导向部20D。

在针部件20的弹簧导向部20D配合有螺旋弹簧16的另一端部。尖细部20P的基部与导向管18的连通孔18C对置。

在具有比弹簧导向部20D的直径大的直径的大径部20B1和具有与弹簧导向部20D的直径大致相同的直径的小径部20B2之间的结合部分的周围形成根据其直径的差的环状的台阶部20BS。台阶部20BS利用螺旋弹簧16的作用力，隔着作为放出量调整部件的环状的衬垫部件22与导向管18的与管主体10的另一端10E2对置的端面抵接。

衬垫部件22例如利用不锈钢制、或磷青铜制、或黄铜制的薄板，以0.07～0.08mm的厚度制成环状。导向管18的与管主体10的另一端10E2对置的端面的环状的截面积与台阶部20BS的截面积相比，设定为稍大。

由此，台阶部20BS的抵接面的面积及导向管18的开口端面的面积能设定得比较大，因此，能减小台阶部20BS及导向管18的开口端面相互间的面压力。因此，抑制针部件20的大径部20B1的磨耗。另外，如后所述，尖细部20P的外周部以相对于阀口18P的开口端部的周缘形成与上述衬垫22的厚度相应的规定的间隙的方式配置，因此，能避免尖细部20P咬住阀口18P，从而能进行稳定的流量控制。

具有规定的锥角度(例如10°～20°)的圆锥台状的尖细部20P如图1所示，在离开阀口18P的位置具有基部，该基部具有比阀口18P的直径大的直径。在小径部20B2和尖细部20P的基部之间的边界部分实施倒角。由此，能根据差压(一端10E1侧的制冷剂的入口压力和另一端10E2侧的制冷剂的出口压力的差)增大阀开度，并且，由于流体的紊乱小，因此，在制冷剂通过时，能抑制产生的音压水准。

在针部件20的尖细部20P的外周部中的与阀口18P的开口端部对应的位置，如图4局部地放大所示，尖细部20P的外周部以相对于阀口18P的开口端部的周缘形成与上述的衬垫部件22的厚度相应的规定的间隙的方式配置。大径部20B1的台阶部20BS利用由螺旋弹簧16产生的闭阀方向的力和由与来自一次侧配管Du1的制冷剂的压力及二次侧配管Du2内的制冷剂的压力的压力差相应的开阀方向的力的差而产生的作用力与导线管18的一端面抵接。如上所述，在针部件20的尖细部20P的外周部与阀口18P的开口端部的周缘离开的情况下，在针部件20的尖细部20P和阀口18P的开口端部之间形成节流部。节流部是指从阀口18P的周缘向尖细部20P的母线的垂线和尖细部20P的母线的交点距阀口18P的边缘最近的部位(最窄部)。该垂线描绘的圆锥面的面积为节流部的开口面积。

由此，根据上述衬垫部件22的厚度，针部件20的尖细部20P的外周部相对于阀口18P的边缘沿其中心轴线离开，因此，设定通过节流部的规定的放出量。另外，避免不希望的压力作用在针部件20上，致使针部件20的尖细部20P咬住阀座18V的阀口18P的开口端的情况。

另外，针部件20的尖细部20P的外周部由于差压(一端10E1侧的制冷剂的入口压力和另一端10E2侧的制冷剂的出口压力的差)而相对于阀口18P的开口端部的周缘进一步开始离开的离开开始时机基于螺旋弹簧16的作用力设定。螺旋弹簧16的弹簧常数设定为规定的值。

因此，由于不需要进行螺旋弹簧16的弹簧长度的调整的调整螺栓等，因此，能调整与各制冷剂相应的开阀开始压力，并且，能使节流装置的结构简单化，降低制造成本。

在该结构中，如图2所示，在由制冷剂的压力产生的作用在针部件20上的力未超过螺旋弹簧16的作用力，制冷剂通过一次侧配管Du1沿箭头所示的方向供给的情况下，制冷剂的压力借助于制冷剂通过管主体10的一端10E1、上述的节流部而减压，之后，制冷剂在导向管18的内周部18a、连通孔18C、导向管18的外周部和管主体10的内周部10a之间通过弹簧支承部12的贯通孔12a，从另一端10E2以规定的放出量排出。

另外，在由制冷剂的压力产生的作用在针部件20上的力超过螺旋弹簧16的作用力的情况下，通过上述节流部流动的制冷剂向进一步离开阀口18P的周缘的方向按压针部件20。由此，制冷剂的流量Q如图3所示，随着上述差压DP增大，与放出量相比，流量Q逐渐成比例地增大，上述差压DP例如为规定的值PA(0.3Mpa)时，随着差压DP增大，流量成比例地急剧增大。差压DP为规定的值(0.3Mpa)时，流量Q为规定的值GA(2升)以上。另外，图3表示纵轴为上述节流部的流量Q，横轴为上述制冷剂的差压DP，一并表示与制冷剂的差压相应的变化的特性线La。

另外，在上述例子中，台阶部20BS利用螺旋弹簧16的作用力，隔着作为放出量调整部件的环状的衬垫部件22与导线管18的与管主体10的另一端10E2对置的端面抵接，但并未限定于该例子，例如，可以省略衬垫部件22。在这种情况下，以在台阶部20BS与导向管18的与管主体10的另一端10E2对置的端面抵接时，针部件20的尖细部20P的外周部相对于阀口18P的边缘沿其中心轴线离开的方式，预先改变从台阶部20BS到尖细部20P的前端的距离、或尖细部20P的锥角度的值。即使这种情况下，也能通过阀座18V与导向管18一体地形成，高精度地得到导向管18的端面和阀口18P的相互间距离的精度，因此，能得到规定的适当的放出量。

另外，在如此省略衬垫部件22的情况下，上述倒角18Va可以代替针部件20的尖细部20P，通过将作为与小径部20B2对应的部分以与衬垫部件22的厚度相应地长的模拟体的夹具以规定的压力被压入阀口18P而形成，或者，倒角18Va伴随阀口18P的加工通过利用车床的机械加工而形成。

图5表示本发明的节流装置的第二实施例的结构。

图5所示的节流装置例如与图2所示的例子相同，配置于冷冻循环系统的配置的冷凝器6的出口和蒸发器2的入口之间。

另外，在图5中，对与图1所示的例子的结构要素相同的结构要素标注相同的符号进行表示，省略其重复的说明。

节流装置作为主要要素包括：接合于上述冷冻循环系统的配管的管主体10；固定于管主体10的内周部的导向管18；一体地形成于导向管18的靠近一次侧配管Du1的端部且构成调整制冷剂的流量的流量调整部的阀座18V；以及针部件20；对针部件20向相对于阀座18V接近的方向加力的螺旋弹簧16；支撑螺栓弹簧16的一端部的弹簧支承部12；配置于导向管18的一端和针部件20的大径部20B1之间的衬垫部件22，除此之外，还包括使针部件20的移动速度减速的弹簧部件24。

设于针部件20的弹簧导向部20D的弹簧部件24如图6放大地表示，例如由薄板金属材料制成，具有与环状的固定片24A一体地形成的三个接触片24a、24b、24c。在固定片24A的孔24d中插入弹簧导向部20D。另外，固定片24A通过螺旋弹簧16的作用力，被按压在针部件20的弹簧导向部20D的周边。

三个接触片24a、24b、24c沿固定片24A的圆周方向以均等的角度离开地形成。由此，通过能弹性位移的接触片24a、24b、24c的前端以规定的负荷在管主体10的内周面滑动接触，使针部件20的移动速度减速。

在该结构中，如图2所示，在制冷剂通过一次侧配管Du1沿箭头所示的方向供给的情况下，制冷剂的压力借助于制冷剂通过管主体10的一端10E1、上述节流部而减压，之后，制冷剂在导向管18的内周部18a、连通孔18C、导向管18的外周部和管主体10的内周部10a之间通过弹簧支承部12的贯通孔12a，并从另一端10E2以规定的放出量排出。

在该例子中，节流装置为分别具备衬垫部件22及弹簧部件24的结构，但未必需要为这种结构，例如，如图7所示的第三实施例，可以省略衬垫部件22，作为放出量调整部件，规定厚度的弹簧部件24配置在大径部20B1的台阶部20BS。由此，能减少部件数量。

另外，在图7中，对与图5所示的例子中的结构要素相同的结构要素标注相同的符号进行表示，省略其重复的说明。

图8表示本发明的节流装置的第四实施例的结构。

图8所示的节流装置例如与图2所示的例子相同，配置在冷冻循环系统的配管的冷凝器6的出口和蒸发器2的入口之间。

在图7所示的例子中，弹簧支承部12具有贯通孔12a，但可以代替该结构，在图8所示的例子中，弹簧支承部14如图9所示，在管主体10的内周部10a和弹簧支承部14的外周部之间以形成排出通道10R的方式对置地具有平坦面14a，排出通道10R的与平坦面14a正交的方向的宽度以形成排出通道10R的各开口的平坦面14a的位置比螺旋弹簧16的外周靠内周部10a的方式设定。

因此，制冷剂通过从螺旋弹簧16的外周离开的位置并向另一端10E2排出，由流体的流动产生的力难以对螺旋弹簧16带来影响，抑制对节流装置的动作产生影响。另外，抑制由于流体通过螺旋弹簧16的线材间而产生的螺旋弹簧16的振动，防止噪音。

另外，在图8中，对与图7所示的例子的结构要素相同的结构要素标注相同的符号而表示，省略其重复的说明。

节流装置作为主要要素包括：接合于上述冷冻循环系统的配管的管主体10；固定于管主体10的内周部的导向管18；一体地形成于导向管18的靠近一次侧配管Du1的端部且构成调整制冷剂的流量的流量调整部的阀座18V；以及针部件20；对针部件20向相对于阀座18V接近的方向加力的螺旋弹簧16；支撑螺栓弹簧16的一端部的弹簧支承部14；配置于针部件20的大径部20B1的台阶部20BS且使针部件20的移动速度减速的弹簧部件24。

在该结构中，如图2所示，在制冷剂通过一次侧配管Du1沿箭头所示的方向供给的情况下，制冷剂的压力借助于制冷剂通过管主体10的一端10E1、上述节流部而减压，之后，制冷剂在导向管18的内周部18a、连通孔18C、导向管18的外周部和管主体10的内周部10a之间通过一对排出通道10从另一端10E2以规定的放出量排出。

Claims (8)

1.一种节流装置，其特征在于，

具备：

配设于供给制冷剂的配管且具有阀口的阀座；

能相对于上述阀座的阀口接近或离开地配设且具有控制该阀口的开口面积的尖细部的针部件；

配设于上述配管的比上述阀座的位置靠下游侧且在上述针部件相对于上述阀座的阀口接近了的情况下限制该针部件的大径部相对于上述阀座的相对位置的位置限制部件；以及

对上述针部件向相对于上述阀座的阀口接近的方向加力的加力部件，

上述针部件的大径部以在上述阀口的周缘和上述针部件的尖细部之间形成间隙的方式与上述位置限制部件抵接。

2.根据权利要求1所述的节流装置，其特征在于，

上述位置限制部件是配设于上述配管内，且在该配管的上游侧及下游侧分别具有对置地在该配管内连通的开口端部的导向管，

该导向管具有上述阀座和与该阀座邻接地形成且连通该导向管的内周部和外周部的至少一个连通路径，

上述针部件的大径部与上述导向管的开口端部抵接。

3.根据权利要求2所述的节流装置，其特征在于，

还具备放出量调整部件，其配设于上述针部件的大径部及上述导向管的下游侧的开口端部中的至少一方，在该大径部接近上述导向管的下游侧的开口端部时，在上述阀口的周缘和上述针部件的尖细部之间形成间隙。

4.根据权利要求2或3所述的节流装置，其特征在于，

上述针部件的与大径部连通的部分在上述导向管的内周部被引导。

5.根据权利要求1所述的节流装置，其特征在于，

形成于上述阀座的阀口的周缘的倒角部通过下述方式形成：通过比上述阀口的直径大的上述针部件的尖细部的一部分嵌合，使该阀口的周缘变形。

6.根据权利要求1所述的节流装置，其特征在于，

形成于上述阀座的阀口的周缘的倒角部通过下述方式形成：通过比上述阀口的直径大的上述针部件的尖细部的模拟体的一部分嵌合，使该阀口的周缘变形。

7.根据权利要求2所述的节流装置，其特征在于，

上述阀座与上述位置限制部件一体地形成。

8.一种冷冻循环系统，其特征在于，

具备蒸发器、压缩机及冷凝器，

权利要求1至权利要求7任一项所述的节流装置设于配置在上述冷凝器的出口和上述蒸发器的入口之间的配管。