CN106763894B - 切换阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切换阀，其缩短外壳主体(11)的全长而能够缩短硬钎焊时间，而且能够良好地确保活塞滑动的滑动面的面粗糙度。由不同部件构成圆筒状的外壳主体(11)、和具有滑动面(12a)的杯状的盖套筒(12、12)。使外壳主体(11)为黄铜制，使盖套筒(12、12)为不锈钢制。消除硬钎焊等对活塞(3、3)滑动的盖套筒(12)的滑动面(12a)的影响。在外壳主体(11)的套筒嵌合面(14b)内压入盖套筒(12)的套筒部(12A)。以盖套筒(12)的滑动面(12a)的至少一部分处于比外壳主体(11)靠外侧的位置的方式，使盖套筒(12)从外壳主体(11)突出。

Description

切换阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及与热泵式的冷冻循环系统的压缩机等连接且对制冷剂的流路进行切换的切换阀以及冷冻循环系统。

背景技术

以往，作为切换阀，例如有日本专利第4077705号公报(专利文献1)所公开的切换阀。该切换阀利用栓体对圆筒状的外壳主体(阀主体)的两端进行密封而构成阀壳，该阀壳内由两个活塞分隔，构成高压室及其两侧的工作室。另外，由连结活塞的连结板保持阀芯，利用高压室与工作室的差压来驱动阀芯。即、该以往的切换阀是滑动式的四通切换阀。

另外，在这种切换阀中，相对于外壳主体安装接头，但外壳主体与接头例如通过硬钎焊等而紧固。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4077705号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在以往的切换阀中，将外壳主体的内表面作为活塞滑动的滑动面。因此，外壳主体需要供活塞滑动接触的范围的长度，外壳主体变长。另一方面，在冷冻循环中，高压制冷剂在外壳主体的内侧流动，特别是若使用导热率高的黄铜作为外壳主体，则制冷剂的热的吸收量变多相当于该外壳主体长的部分的量(大的部分)。因此，成为冷冻循环中的热损失的原因。另外，存在硬钎焊时的加热所需时间相当于外壳主体长的部分的量的问题。

另外，在以往的切换阀中，在其生产工序上，外壳主体需要进行燃烧器、炉中的硬钎焊以及酸洗。因此，在外壳主体的滑动面容易产生损伤或皲裂，另外，钎料、焊剂容易在滑动面流动，滑动面的面粗糙度恶化。因此，有在滑动面在外壳内从高压侧向低压侧泄漏制冷剂的担忧。

本发明的课题是提供一种切换阀，其将外壳主体小型化而能够缩短硬钎焊时间，而且能够良好地确保活塞滑动的滑动面的面粗糙度。

用于解决课题的方案

方案1的切换阀在筒状的阀壳内容纳有活塞，并且上述阀壳内由上述活塞划分为高压室和低压室，利用该高压室与该低压室的差压来使上述活塞移动，并使与该活塞连结的阀芯移动，从而对在与阀壳连接的配管中流动的流体的流路进行切换，上述切换阀的特征在于，上述阀壳由圆筒状的外壳主体、和对该外壳主体的上述阀芯的移动方向侧的两端分别进行密封的盖套筒构成，上述盖套筒的圆筒状的内周面成为上述活塞的滑动面，并且以该滑动面的至少一部分位于比上述外壳主体靠外侧的方式，将上述盖套筒设置成向上述外壳主体的两侧突出。

方案2的切换阀根据方案1所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒为不锈钢制。

方案3的切换阀根据方案2所述的切换阀，其特征在于，

上述外壳主体为黄铜制。

方案4的切换阀根据方案1～3任一项中所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒被压入到上述外壳主体的端部的内侧。

方案5的切换阀根据方案4所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒和上述外壳主体通过钎料而紧固。

方案6的切换阀根据方案4所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒和上述外壳主体通过焊接熔融层而紧固。

方案7的冷冻循环具备权利要求1～6任一项中所述的切换阀，

上述冷冻循环的特征在于，

与压缩机的排出侧连接的D接头、与该压缩机的吸入侧连接的S接头、与一方的换热器连接的E接头、以及与另一方的换热器连接的C接头相对于上述阀壳分别导通，通过上述阀芯，相对于上述S接头择一地切换导通E接头或者C接头，并且经由上述阀壳内使相对于S接头处于非导通的C接头或者E接头与上述D接头导通。

发明的效果如下。

根据方案1的切换阀，由于能够缩短外壳主体的全长，因此实现相对于外壳主体对接头等进行硬钎焊时的硬钎焊时间的缩短。另外，与外壳主体的全长较短相应地，例如在进行炉中硬钎焊时，使向炉中的投放数量增加。并且，改善活塞组装时的作业性。另外，在与外壳主体不同的部件的盖套筒具备活塞滑动的滑动面。因此，外壳主体在进行接头等的硬钎焊时，通过燃烧器、炉中而暴露于热中，钎料、焊剂易于流动，但不同部件的盖套筒不会受到这些影响，能够良好地确保滑动面的面粗糙度。

根据方案2的切换阀，作为不同部件的盖套筒为不锈钢制，成为导热率低的部件。因此，除了方案1的效果以外，能够抑制阀壳(外壳主体和盖套筒)整体引起的相对于高压制冷剂的浪费的热吸收，结果实现冷冻循环中的热损失的降低。

根据方案3的切换阀，外壳主体为黄铜制，成为导热率高的部件。因此，除了方案2的效果以外，能够实现生产工序中的接头等的硬钎焊的时间缩短。

根据方案4的切换阀，除了方案1至3的效果以外，由于盖套筒相对于外壳主体被压入，因此提高外壳主体和盖套筒相对于活塞的移动方向的轴的同轴度。

根据方案5或方案6的切换阀，可得到与方案4相同的效果。

根据方案7的冷冻循环，可得到与方案1至6相同的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的切换阀的剖视图。

图2是说明第一实施方式的切换阀的第一组装工序的图。

图3是说明第一实施方式的切换阀的第二组装工序的图。

图4是说明第一实施方式的切换阀的第三组装工序的图。

图5是表示应用了实施方式的切换阀的冷冻循环的图。

图6是本发明的第二实施方式的切换阀的剖视图。

图7是本发明的第三实施方式的切换阀的剖视图。

图8是实施方式的切换阀中的活塞以及连结板的变形例的组装前的立体图以及组装后的剖视图。

图9是实施方式的切换阀中的活塞以及连结板的变形例的组装中途的立体图以及侧视图。

图10是实施方式的切换阀中的活塞以及连结板的变形例的组装后的立体图以及侧视图。

图中：

1-阀壳，11-外壳主体，11a-主阀室壁面，11b-套筒嵌合面，11c-濡湿面，12-盖套筒，12A-套筒部，12B-盖部，12a-滑动面，13-外壳主体，13a-主阀室壁面，13b-套筒嵌合面，14-外壳主体，14a-主阀室壁面，14b-套筒嵌合面，14c-濡湿面，2-阀座，3-活塞，4-连结板，5-滑阀(阀芯)，10-切换阀，20-先导阀，30-压缩机，40-室内换热器(一方的换热器)，50-室外换热器(另一方的换热器)，60-膨胀阀(膨胀机构)，100-冷冻循环。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的切换阀的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的切换阀的剖视图，图2是说明该切换阀的第一组装工序的图，图3是说明该切换阀的第二组装工序的图，图4是说明该切换阀的第三组装工序的图。此外，上述第一至第三组装工序是全部制造工序的一部分。

该实施方式的切换阀10是四通切换阀，在阀壳1内具备阀座2、一对活塞3、3、连结板4、作为阀芯的滑阀5。阀壳1由黄铜制且圆筒形状的外壳主体11、和不锈钢制的盖套筒12、12构成。盖套筒12、12相对于外壳主体11的圆筒的作为中心轴的轴线L同轴地安装于外壳主体11的端部。并且，盖套筒12、12分别安装成对外壳主体11的两端进行密封。

如图2所示，外壳主体11的内周面由形成于轴线L方向的中央的主阀室壁面11a、形成于主阀室壁面11a的轴线L方向的外侧的套筒嵌合面11b、以及形成于套筒嵌合面11b的外侧的钎料濡湿面11c构成。套筒嵌合面11b的直径比主阀室壁面11a的直径稍大，钎料濡湿面11c的直径比套筒嵌合面11b的直径稍大。

如图1所示，盖套筒12、12构成为杯状的形状，该杯状的形状是将圆筒形状的套筒部12A、盘状的盖部12B、以及盖部12B的中心的连接管部12C形成为一体而成的形状，例如通过拉深加工而形成。套筒部12A的内周面成为活塞3滑动的滑动面12a。另外，套筒部12A的外径在组装前的状态下比外壳主体11的套筒嵌合面11b的内径稍大，通过在套筒嵌合面11b内将该套筒部12A压入至主阀室壁面11a的端部，从而盖套筒12、12安装于外壳主体11。并且，通过在外壳主体11的端部与盖套筒12的外周的位置进行硬钎焊，从而由该外壳主体11和盖套筒12、12构成的阀壳1被密闭。此外，在该实施方式中，由于盖套筒12相对于外壳主体11的压入量较长，因此能够防止钎料、焊剂向外壳主体11内的流入。另外，由于具有濡湿面11c，因此牢固地进行外壳主体11和盖套筒12、12的固定，也能够进一步提高气密性。

在外壳主体11的侧部的一个部位安装有向阀外壳主体11内开口的D接头10D，该D接头10D通过硬钎焊、焊接等紧固于外壳主体11。

阀座2将阀座面与外壳主体11的轴线L平行地配设在外壳主体11内的中间部(主阀室壁面11a内)。在该阀座2，沿外壳主体11的轴线L方向在一条直线上并排地形成有S口21、E口22、以及C口23。并且，在阀座2以及外壳主体11，安装有与S口21、E口22、C口23分别对应的S接头10S、E接头10E、C接头10C。此外，阀座2、S接头10S、E接头10E以及C接头10C通过硬钎焊、焊接等紧固于外壳主体11。

一对活塞3、3相互对置配置，分别通过第一加强板31和第二加强板32而与板簧33夹持衬垫34，这些第一加强板31、第二加强板32、板簧33以及衬垫34利用铆钉35铆接固定。并且，活塞3、3能够一边向盖套筒12的滑动面12a押压衬垫34一边往复移动。由此，阀壳1的内部由两个活塞3、3分割成中央部的主阀室1A和主阀室1A的两侧的两个副阀室1B、1B。

连结板4为不锈钢等金属制，在与活塞3抵接的端部具有相互不同地折弯而成的立板41。并且，活塞3通过固定螺纹件N固定于连结板4的立板41。由此，连结板4以配置于阀壳1的轴线L上的方式架设于活塞3、3之间。另外，在连结板4的中央形成有阀芯嵌合孔4a，在其两侧形成有透孔4b、4c。在阀芯嵌合孔4a内嵌入滑阀5，该滑阀5相对于连结板4在轴线L方向上稍微具有间隙地保持。并且，若活塞3、3移动，则滑阀5与连结板4连动而在阀座2上滑动，在预先规定的左右的位置停止。

在滑阀5形成有凹部51。并且，滑阀5在图1的左侧的端部位置通过凹部51导通S口21和E口22。此时，C口23在主阀室1A内主要经由连结板4的透孔4c而与D接头10D导通。另外，滑阀5在图1的右侧的端部位置通过凹部51导通S口21和C口23。此时，E口22在主阀室1A内主要经由连结板4的透孔4b而与D接头10D导通。

该实施方式的切换阀10如下组装。如图2所示，相对于外壳主体11组装阀座2、D接头10D、S接头10S、E接头10E以及C接头10C，并通过硬钎焊或者焊接等紧固。接着，如图3所示，在一方的活塞3组装于连结板4的一端的状态下，将它们插入外壳主体11内。并且，使连结板4的另一方的端部从外壳主体11的端部露出，在该端部组装另一方的活塞3。在相对于该连结板4组装活塞3、3时，分别利用螺纹件N进行螺纹固定，但在组装上述另一方的活塞3时，能够使连结板4的另一端从外壳主体11的端部露出，因此在组装该另一方的活塞3时，也能够容易地进行利用了螺纹件N的螺纹固定作业，从而改善组装时的作业性。能够这样使连结板4的端部从外壳主体11露出，是因为在外壳主体11没有滑动面，能够缩短外壳主体11的全长。

其次，在将活塞3、3以及连结板4组装于外壳主体11之后，如图4所示，将盖套筒12、12压入外壳主体11的套筒嵌合面11b内。并且，在盖套筒12、12的外周，例如将环状的钎料嵌入至外壳主体11的端部的位置，来进行硬钎焊。然后，连接后述的先导阀、铜管等。

这样，根据该实施方式的切换阀，能够缩短外壳主体11的全长，因此实现相对于外壳主体11对接头等进行硬钎焊时的硬钎焊时间的缩短。另外，与外壳主体11的全长较短相应地，例如在进行炉中硬钎焊时，使向炉中的投放数量增加。并且，由于能够使连结板4的端部从外壳主体11的端部露出，因此改善活塞3、3的组装时的作业性。

另外，在与外壳主体11不同的部件的盖套筒12具备活塞3、3滑动的滑动面12a。因此，外壳主体11在进行接头等的硬钎焊时，通过燃烧器、炉中而暴露于热中，钎料、焊剂容易在内部流动，但其他部件的盖套筒12不会受到这些影响，能够良好地确保滑动面12a的面粗糙度。另外，在该实施方式中，盖套筒12为不锈钢制，成为导热率低的部件。因此，能够抑制阀壳1整体引起的相对于高压制冷剂的浪费的热吸收，结果，可实现冷冻循环中的热损失的降低。并且，在该实施方式中，外壳主体11为黄铜制，成为导热率高的部件。因此，能够实现生产工序中的接头等的硬钎焊的时间缩短。

图5是实施方式的冷冻循环的概略结构图。此外，在该图中，省略切换阀10的详细的符号。该冷冻循环100用于室内空气调节器等空调机，具备：对制冷剂进行压缩的压缩机30；在制冷模式时作为蒸发器发挥功能的室内换热器40；在制冷模式时作为冷凝器发挥功能的室外换热器50；使制冷剂在室内换热器40与室外内换热器50之间膨胀来进行减压的作为膨胀机构的膨胀阀60；上述实施方式的切换阀10；以及先导阀20，它们通过制冷剂配管而连结。此外，作为膨胀机构，不限于膨胀阀60，也可以是毛细管。

先导阀20通过导管201～204而与切换阀10连接。先导阀20例如是与切换阀10相同的构造，通过电磁驱动器220使主体210内的滑阀移动来切换流路。并且，该先导阀20在主体210内通过与切换阀10的左侧的副阀室1B连通的导管203、和与右侧的副阀室1B连通的导管204来切换与S接头10S连通的导管202的连接对象，与此同时，通过导管204和导管203来切换与D接头10D连通的导管201的连接对象。

即、相对于切换阀10的左右的副阀室1B、1B，在两副阀室1B、1B间切换使一方减压并且使另一方处于高压的状态。由此，活塞3、3、连结板4以及滑阀5移动，并切换该滑阀5的位置来切换冷冻循环的流路。此外，在压缩机30压缩了的高压的制冷剂从D接头10D流入主阀室1A内，在制冷运转的状态下，高压制冷剂从C接头10C流入室外换热器50。另外，在制热运转的状态下，高压制冷剂从E接头10E流入室内换热器40。

图6是本发明的第二实施方式的切换阀的剖视图。在该第二实施方式中，与第一实施方式的较大的不同是外壳主体和盖套筒的安装构造。此外，在以下的第二至第三实施方式以及变形例中，对于与第一实施方式相同的要素以及对应的要素标注相同符号并适当省略重复的说明。

在该第二实施方式中，外壳主体13为不锈钢制且呈圆筒形状。另外，外壳主体13没有第一实施方式的濡湿面11c，将从该外壳主体13的两端部至阀座2的两端的内表面作为套筒嵌合面13b、13b。此外，套筒嵌合面13b、13b之间的内表面与第一实施方式相同地成为主阀室壁面13a。此外，在该第二实施方式中，套筒嵌合面13b与主阀室壁面13a的内径相同，但盖套筒12、12与第一实施方式相同。另外，盖套筒2的套筒部12A的外径在组装前的状态下比外壳主体13的套筒嵌合面13b的内径稍大。

套筒部12A在套筒嵌合面13b内压入至与阀座2的端部抵接，盖套筒12安装于外壳主体13。并且，在盖套筒12的内侧端部的位置，通过从外壳主体13的外侧进行焊接，从而形成焊接熔融层P，将外壳主体13和盖套筒12、12紧固。此外，盖套筒12的套筒部12A的内周面成为活塞3滑动的滑动面12a与第一实施方式相同。

即使在该第二实施方式中，滑动面12a的至少一部分、即、从外壳主体13的端部至滑动面12a的外侧端部的部分位于比外壳主体13靠外侧。并且，盖套筒12、12设置成向外壳主体13的两侧突出。因此，能够缩短外壳主体13的全长。由此，与第一实施方式相同，实现硬钎焊时的硬钎焊时间的缩短，与外壳主体13的全长较短相同地，使向炉中的投放数量增加。并且，也改善活塞组装时的作业性。

图7是本发明的第三实施方式的切换阀的剖视图。在该第三实施方式中，外壳主体14为黄铜制且呈圆筒形状，在其内部一体形成有阀座6。外壳主体14的内表面成为与第一实施方式的主阀室壁面11a、套筒嵌合面11b、11b、濡湿面11c、11c相同的主阀室壁面14a、套筒嵌合面14b、14b、濡湿面14c、14c。盖套筒12、12与第一实施方式相同，套筒部12A的内周面成为活塞3滑动的滑动面12a。另外，套筒部12A的外径在组装前的状态下比外壳主体14的套筒嵌合面14b的内径稍大，通过将套筒部12A在套筒嵌合面14b内压入至主阀室壁面14a的端部，从而盖套筒12安装于外壳主体14。并且，在外壳主体14的端部和盖套筒12的外周的位置进行硬钎焊，从而将外壳主体14和盖套筒12、12紧固。另外，与第一实施方式相同，由于盖套筒12相对于外壳主体14的压入量较长，因此能够防止钎料、焊剂向外壳主体14内的流入。另外，由于具有濡湿面14c，因此牢固地进行外壳主体14和盖套筒12、12的固定，也能够进一步提高气密性。

在阀座6，且沿外壳主体14的轴线L方向在一条直线上并排形成有S口61、E口62、以及C口63。并且，在阀座6，安装有与S口61、E口62、C口63分别对应的S接头10S、E接头10E、C接头10C。此外，外壳主体14、S接头10S、E接头10E以及C接头10C通过硬钎焊、焊接等而紧固。

即使在该第三实施方式中，滑动面12a的至少一部分、即、从外壳主体14的端部至滑动面12a的外侧端部的部分位于比外壳主体14靠外侧。并且，盖套筒12、12设置成向外壳主体14的两侧突出。因此，能够缩短外壳主体14的全长，可得到与第一实施方式以及第二实施方式相同的效果。

图8至图10是表示活塞以及连结板的变形例的图，图8是活塞和连结板的组装前的立体图(图8(A))以及组装后的剖视图(图8(B))，图9是活塞和连结板的组装中途的立体图(图9(A))以及侧视图(图9(B))，图10是活塞和连结板的组装后的立体图(图10(A))以及侧视图(图10(B))。

该变形例的活塞3′在第二加强板32形成有通过冲压加工而切起的臂32a，在该臂32a的中央形成有孔32b。另外，连结板4′具有在端部折弯而成一个立板42，在该立板42形成有突起42a。并且，如图9所示，使活塞3′滑动，以使活塞3′的第二加强板32与立板42接触，立板42嵌入臂32a的内侧。并且，立板42的突起42a以与臂32a的孔32b嵌合的方式嵌入。由此，如图10所示，活塞3′安装于连结板4′。

这样，根据变形例的活塞3′以及连结板4′，组装作业变得极为容易。并且，该组装作业是使活塞3′相对于连结板4′沿与轴线L交叉的方向移动的作业，适合于上述各实施方式。即、在上述各实施方式中，由于外壳主体11、13、14的全长变短，因此在相对于连结板4组装另一方的活塞3时，能够使连结板4的另一端从外壳主体11、13、14的端部露出，因此即使在该各实施方式中，也能够应用上述变形例的活塞3′和连结板4′、以及其组装作业。

在以上的实施方式中，盖套筒12成为一体成形套筒部12A和盖部12B的结构，但盖套筒也可以分开构成套筒部和盖部。

另外，图5的冷冻循环以第一实施方式的切换阀10为例进行了图示，并对此进行了说明，但对于使用了第二实施方式、第三实施方式以及变形例的切换阀，也能够构成图5相同的冷冻循环。

另外，在实施方式中，作为切换阀，以四通切换阀为例进行了说明，但本发明的切换阀能够根据滑阀的滑动动作而作为对阀座的口进行开闭的二通阀、三通切换阀、以及进行五个以上的口的切换的切换阀而构成。

以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体的结构并不限于这些实施方式，不脱离本发明的主旨的范围的设计的变更等也包含于本发明。

Claims (6)

1.一种切换阀，在筒状的阀壳内容纳有活塞，并且上述阀壳内由上述活塞划分为高压室和低压室，利用该高压室与该低压室的差压来使上述活塞移动，并使与该活塞连结的阀芯移动，从而对在与阀壳连接的配管中流动的流体的流路进行切换，上述切换阀的特征在于，

上述阀壳具备：圆筒状的外壳主体；以及盖套筒，其对该外壳主体的上述阀芯的移动方向侧的两端分别进行密封，

上述盖套筒的圆筒状的内周面成为上述活塞的滑动面，并且以该滑动面的至少一部分位于比上述外壳主体靠外侧的方式，将上述盖套筒设置成向上述外壳主体的两侧突出，

上述盖套筒的圆筒状的套筒部的外周面的一部分与上述外壳主体的内周面的一部分相互接触，上述套筒部与上述外壳主体重叠，

上述外壳主体的内周面由主阀室壁面、套筒嵌合面、以及钎料濡湿面构成，其中套筒嵌合面的直径比主阀室壁面的直径大，钎料濡湿面的直径比套筒嵌合面的直径大。

2.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒为不锈钢制。

3.根据权利要求2所述的切换阀，其特征在于，

上述外壳主体为黄铜制。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒被压入到上述外壳主体的端部的内侧。

5.根据权利要求4所述的切换阀，其特征在于，

上述盖套筒和上述外壳主体通过钎料而紧固。

6.一种冷冻循环系统，具备权利要求1～5任一项中所述的切换阀，

上述冷冻循环的特征在于，

与压缩机的排出侧连接的D接头、与该压缩机的吸入侧连接的S接头、与一方的换热器连接的E接头、以及与另一方的换热器连接的C接头相对于上述阀壳分别导通，通过上述阀芯，相对于上述S接头择一地切换导通E接头或者C接头，并且经由上述阀壳内使相对于S接头处于非导通的C接头或者E接头与上述D接头导通。