CN107208818B - 节流装置以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

在对冷冻循环的由冷凝器冷凝后的制冷剂进行减压并向蒸发器送出的节流装置(10)中，防止因异物而引起针阀(4)的锁定。在构成与冷凝器连接的一次室(11)和与蒸发器连接的二次室(12)的圆筒状的主体外壳(1)内，设置形成有阀口(21)的阀座部件(2)和与该阀座部件(2)一体的圆筒状的导向部件(3)。在导向部件(3)内设置针阀(4)和向阀口(21)侧施力的螺旋弹簧(6)。在针阀(4)的插通部(42)设置导向部(42a)。使导向部(42a)与导向部件(3)的圆筒状导向面(31a)线接触来引导针阀(4)。设置多个该线接触的滑动接触部(S)，将相邻的滑动接触部(S)之间的部分作为导入路(45)来供异物流动。

Description

节流装置以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及设于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间且对由上述冷凝器冷凝后的制冷剂进行减压并向上述蒸发器送出的节流装置、以及使用了该节流装置的冷冻循环。

背景技术

现今，作为这种节流装置，例如在日本特开2008－138812号公报(专利文献1)中公开。该现有的节流装置的阀开度根据冷凝器侧(一次侧)的制冷剂的压力与蒸发器侧(二次侧)的制冷剂的压力的差压而变化。而且，现有的节流装置设有过滤器(粗滤器)来将从一次侧流入的制冷剂中的异物除去。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－138812号公报

发明内容

发明所要解决的课题

一般地，在冷冻循环的系统内安装80目～100目左右的过滤器(粗滤器)，0.15～0.2mm左右的大小的异物通过过滤器，同制冷剂一起流动。因此，在对针阀进行导向的导向面与该针阀的间隙为0.02～0.1mm的情况下，异物无法在该间隙流动。因此，异物堵塞在导向面与针阀之间的滑动部，从而有时导致针阀锁定。

本发明的课题在于，在设于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间且对由上述冷凝器冷凝后的制冷剂进行减压并向上述蒸发器送出的节流装置中，防止针阀因磨损等导致在系统内产生的异物而锁定。

用于解决课题的方案

方案1的节流装置是一种节流装置，其设于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，对由上述冷凝器冷凝的制冷剂进行减压并向上述蒸发器送出，其特征在于，具备：主体外壳，其构成与上述冷凝器连接的一次室、和与上述蒸发器连接的二次室；阀座部件，其形成有阀口，且在上述主体外壳内配设在上述一次室与上述二次室之间；阀芯，其通过沿上述阀口的轴线移动来使上述阀口的开度可变；导向面，其是与上述阀口的轴线平行的导向面，相对于上述阀座部件而配置于上述二次室侧；以及弹簧部件，其向上述阀口侧对上述阀芯进行施力，绕上述轴线设有多个作为上述阀芯的侧面与上述导向面的点接触或者线接触的部分的滑动接触部，并且以相邻的该滑动接触部之间的上述阀芯的侧面与上述导向面的间隔比上述滑动接触部处的上述阀芯的侧面与上述导向面的间隔更大的方式设有供上述制冷剂流动的导入路。此外，方案以及说明书中“点接触、线接触”的“点、线”是指接触部分是有限的面积、有限的宽度且其面积以及宽度微小，实际上是包括点或者线的概念。

方案2的节流装置在方案1所记载的节流装置的基础上，其特征在于，上述导向面是圆筒形状的圆筒状导向面。

方案3的节流装置在方案2所记载的节流装置的基础上，其特征在于，具备圆筒状的导向部件，该导向部件与上述阀口同轴地配置于上述主体外壳内的上述二次室侧，并且供上述阀芯插通，在该导向部件的内侧形成有上述圆筒状导向面。

方案4的节流装置在方案3所记载的节流装置的基础上，其特征在于，在上述导向部件形成有从上述阀芯的背后的背压室向上述二次室侧释放制冷剂的释放孔，上述导入路的与上述轴线正交的面的截面的合计面积比上述释放孔的面积小。

方案5的节流装置在方案2所记载的节流装置的基础上，其特征在于，将上述主体外壳的内周面作为上述圆筒状导向面。

方案6的冷冻循环的特征在于，在冷凝器与蒸发器之间设有方案1至5任一项中所记载的节流装置。

发明的效果如下。

根据方案1、2、5、6的发明，由于绕轴线在多个滑动接触部处，阀芯的侧面与导向面点接触、或者线接触来对阀芯进行导向，并且设有将相邻的滑动接触部之间的阀芯的侧面与导向面的间隔扩大了的导入路，所以混入制冷剂的异物被该导入路引导而流动，因此能够防止阀芯的锁定。

根据方案3的发明，除方案1的效果之外，还能够将导向部件与主体外壳的缝隙作为供制冷剂流动的流路。

根据方案4的发明，除方案3的效果之外，还获得以下的效果。通过使导入路的截面的合计面积比从阀芯的背后的背压室向二次室侧释放制冷剂的释放孔的面积小，能够相对于从导入路流入背压室的制冷剂的流量，增多从释放孔排出的制冷剂的流量，从而能够降低背压室的压力而增大作用于阀芯的差压。因此，能够增大阀芯的提升量(节流装置的最大开度)，即便异物被夹在阀芯与阀口之间，若以使节流装置的开度最大的方式进行冷冻循环的控制，则能够利用从一次室向二次室流出的制冷剂的流动来将异物向二次室侧除去，从而能够防止成为异物堵塞不变的状态。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的节流装置的纵剖视图、底部剖视图以及剖视图。

图2是本发明的实施方式的冷冻循环的简要结构图。

图3是示出本发明的实施方式中的针阀的插通部的变形例的图。

图4是本发明的第二实施方式的节流装置的纵剖视图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的节流装置的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的节流装置的纵剖视图(图1(A))，图2是实施方式的冷冻循环的简要结构图。此外，图1(B)是图1(A)的A－A向视图，图1(C)是图1(A)的B－B剖视图。

首先，对图2的冷冻循环进行说明。该冷冻循环例如构成空调机，具有压缩机100、冷凝器110、实施方式的节流装置10、粗滤器20、以及蒸发器120。向冷凝器110供给由压缩机100压缩后的制冷剂，并经由粗滤器20向节流装置10输送由该冷凝器110冷凝后的制冷剂。粗滤器20将流过冷冻循环的制冷剂所含有的异物除去，例如是80目～100目左右的过滤器。节流装置10如在下文中说明那样使制冷剂膨胀来使之减压并向蒸发器120输送。而且，在将冷冻循环作为空调机来构成的情况下，利用该蒸发器120来对室内进行冷却，从而获得制冷的功能。由蒸发器120蒸发后的制冷剂向压缩机100循环。

如图1所示，节流装置10具备由金属管构成的主体外壳1、金属制的阀座部件2、导向部件3、作为“阀芯”的针阀4、弹簧座5、作为“弹簧部件”的螺旋弹簧6、以及限位部件7。此外，阀座部件2和导向部件3通过金属材料的切削等而形成为一体。

主体外壳1是以轴线L为中心的圆筒状的形状，构成经由上述粗滤器20而与冷凝器110连接的一次室11、和与上述蒸发器120连接的二次室12。阀座部件2一体地构成与主体外壳1的内表面匹配的大致圆柱形状的阀座部2a、和从阀座部2a向下方伸出的圆筒部2b。在阀座部2a的外周面的整周(绕轴线L的整周)形成有铆接槽2a1，通过在该铆接槽2a1的位置处铆接主体外壳1，来将阀座部件2(以及导向部件3)固定于主体外壳1内。由此，将阀座部件2配设于一次室11与二次室12之间。并且，在阀座部件2形成有呈以轴线L为中心的圆柱孔的阀口21，并且形成有从该阀口21导通至圆筒部2b内的直径较大的导通室22。

导向部件3呈圆筒状的形状且从阀座部件2竖立设置在二次室12内，该导向部件3与主体外壳1的缝隙成为主体侧流路13。导向部件3具有以轴线L为中心的圆柱状的导向孔31，并且，在与阀座部件2相邻的位置形成有将导向孔31与外部(二次室12)导通的释放孔32。另外，在导向部件3的上方形成有将导向孔31与外部(二次室12)导通的释放孔33。而且，导向孔31的内周面成为圆筒状导向面31a。该圆筒状导向面31a与轴线L平行。

针阀4具有使前端部41a的端面大致平坦而成的圆锥状的针状部41、被插通在导向部件3的导向孔31内的插通部42、以及形成于插通部42的端部的凸起部43。如图1(C)所示，插通部42的与轴线L正交的面的截面形状大致呈六棱柱的形状，该插通部42的六棱柱的相邻的侧面彼此之间的宽度的狭窄的面成为导向部42a。而且，通过使导向部42a沿导向孔31的圆筒状导向面31a滑动，来进行导向使针阀4沿轴线L移动。即，导向部42a通过与轴线L平行的线而与圆筒状导向面31a线接触，该导向部42a与圆筒状导向面31a的线接触的部分成为滑动接触部S。并且，该滑动接触部S绕轴线L设有多个(该例子中为六个)。

并且，由插通部42的六棱柱的侧面和导向孔31的圆筒状导向面31a围起的缝隙成为从阀口21侧的空间通向针阀4的背后的背压室44的导入路45。即设有导入路45，该导入路45构成为相邻的滑动接触部S之间的插通部42的侧面与圆筒状导向面31a的间隔比滑动接触部S处的插通部42的侧面(针阀4的侧面)与圆筒状导向面31a的间隔更大。此外，在凸起部43，埋设有使翼片与导向孔31的圆筒状导向面31a滑动接触的叶片43a。

弹簧座5是大致圆柱状的形状，在其外周面的整周(绕轴线L的整周)形成有铆接槽5a。而且，通过在该铆接槽5a的位置处铆接导向部件3，来将弹簧座5固定于导向部件3内。螺旋弹簧6在导向孔31内经由叶片43a而以压缩的状态配设在针阀4与弹簧座5之间。

限位部件7是大致圆柱状的形状，如图1(B)所示，在该限位部件7且在圆柱状部件的侧面形成有D切割面71，一次室11经由该D切割面71与圆筒部2b的间隙而与阀座部件2的导通室22导通。此外，该限位部件7的D切割面71与圆筒部2b间隙的大小设定为足够的大小，以便从一次室11流入的制冷剂的流动不会产生压力损失。并且，在限位部件7的除D切割面71以外的外周面(绕轴线L)形成有铆接槽7a。而且，通过在该铆接槽7a的位置处铆接阀座部件2的圆筒部2b，来将限位部件7固定于阀座部件4。此外，限位部件7也可以由粗滤器构成，作为具备粗滤器的节流装置。

图1的状态下，针阀4的针状部41的前端部41a从阀口21向一次室11侧突出。该针状部41的前端部41a的端面抵接于限位部件7。此外，因限位部件7相对于阀座部2a的在轴线L方向上的位置设定，即使在针状部41的前端部41a的端面抵接于限位部件7的状态，也可以在该针状部41与阀口21之间形成缝隙、即“节流孔”。

根据以上的结构，若来自冷凝器110的高压制冷剂向一次室11流入，则一次室11的制冷剂从限位部件7与圆筒部2a的缝隙流过阀口21与针状部41的缝隙(节流孔)而向导向孔31内流出。流出该导向孔31后的制冷剂分流，一侧的流动的制冷剂从导向部件3的释放孔32向主体侧流路13流动，另一侧的流动的制冷剂流过导入路45而向背压室44流入。主体侧流路13的制冷剂保持原样地向二次室12流入，但背压室44的制冷剂经由导向部件3的上方的释放孔33而向二次室12流出。

由于由针阀4和圆筒状导向面31a围起的导入路45的截面积较大，所以能够增多制冷剂的流量。因此，混入制冷剂的异物被引导而向该导入路45流动。即，导入路45处的间隙设定为比上述冷冻循环的粗滤器20处的间隙(张开)大。因此，能够使异物被夹在针阀4的侧面的导向部42a与导向部件3的圆筒状导向面31a之间(间隙)的可能性极小。因此，针阀4不会因异物而锁定。

如上所述，实施方式中，在具有多个导向部42a的针阀4中，利用该导向部42a和圆筒状导向面31a而绕轴线L设有多个滑动接触部S。而且，在该滑动接触部S处，导向部42a与圆筒状导向面31a线接触。并且，相邻的滑动接触部S之间的插通部42的侧面与圆筒状导向面31a的间隔成为比滑动接触部S处的插通部42的侧面(阀针阀4的侧面)与圆筒状导向面31a的间隔更大的导入路45。而且，设于针阀4的侧面(插通部42的侧面)的导入路45的与轴线L正交的面的截面的合计面积比释放孔33的面积小。因此，导入路45的合计面积比释放孔33的面积小，流过阀口21的制冷剂被针状部41的侧面节流，从而能够使从释放孔33排出的制冷剂的流量比向背压室44流入的制冷剂的流量更多。因此，能够降低背压室44的压力，从而能够增加作用于针阀4的差压，进而能够增大针阀4的提升量(节流装置10的最大开度)。因此，即便在针状部41与阀口21之间夹有异物，若增加压缩机100的转速等，以使节流装置10的开度最大的方式进行冷冻循环的控制，则能够利用从一次室11向二次室12流出的制冷剂的流动来将被夹在针状部41与阀口21之间的异物向二次室侧除去。由此，能够防止成为异物堵塞在针状部41与阀口21之间不变的状态。

此外，能够利用叶片43a与圆筒状导向面31a的滑动阻力来防止针阀4的跳动(针阀4的轴线L方向上的振动)。即，若阀开始打开，则一次侧的压力急剧地减少。因此，针阀4向闭阀方向位移，但若针阀4向闭阀方向位移，则此次作用于针阀4的一次压增加，针阀4再次向开阀方向位移。该反复是跳动，但利用叶片43a所产生的滑动阻力能够抑制针阀4追随差压的变动而变动，从而能够防止上述跳动。此外，当阀开度较大时，导向孔31内的制冷剂的流量也较大，从而该制冷剂的制冷剂压力在使叶片43a远离圆筒状导向面31a的方向上作用，因此上述滑动阻力也变小，能够减小差压－开度特性的迟滞。

图3是示出针阀4的插通部42的变形例的图，与图1的B－B剖视图(图1的(C))对应。此外，对与图1对应的要素标注与图1相同的符号。图3(A)的针阀4的插通部46是呈四棱柱的形状的例子，四棱柱的角成为沿圆筒导向面31a滑动的导向部46a。而且，导向部46a通过与轴线L平行的线而与圆筒状导向面31a线接触，该导向部46a与圆筒状导向面31a的线接触的部分成为滑动接触部S。并且，该滑动接触部S绕轴线L设有多个(该例子中为四个)。并且，相邻的滑动接触部S之间的插通部46的侧面与圆筒状导向面31a的间隔成为比滑动接触部S处的插通部46的侧面(阀针阀4的侧面)与圆筒状导向面31a的间隔更大的导入路45。而且，该例子中，与图1的六棱柱的情况相比，导入路45的截面积更大。由此，流经导入路45的制冷剂的流量进一步变多，从而能够进一步减小异物被夹在导向部46a与圆筒状导向面31a之间的可能性。

图3(B)的针阀4的插通部47在侧面形成有三个圆弧凸条部，该圆弧凸条部的突端成为沿圆筒导向面31a滑动的导向部47a。该例子中，导向部47a也通过与轴线L平行的线而与圆筒状导向面31a线接触，该导向部47a与圆筒状导向面31a的线接触的部分成为滑动接触部S。并且，该滑动接触部S绕轴线L设有多个(该例子中为三个)。并且，相邻的滑动接触部S之间的插通部47的侧面与圆筒状导向面31a的间隔成为比滑动接触部S处的插通部47的侧面(阀针阀4的侧面)与圆筒状导向面31a的间隔更大的导入路45。该例子中，也能够利用流经导入路45的制冷剂的流量而进一步减少异物被夹在导向部47a与圆筒状导向面31a之间的可能性。

图4是第二实施方式的节流装置的纵剖视图，对与第一实施方式相同的要素标注与图1至图3相同的符号，并适当地省略重复的说明。并且，第二实施方式的节流装置10也设于图2的冷冻循环，与第一实施方式相同。

该第二实施方式的节流装置10利用主体外壳1对针阀4进行导向来代替第一实施方式1的导向部件3。如图4所示，该第二实施方式的节流装置10具备由金属管构成的主体外壳1、金属制的阀座部件2、作为“阀芯”的针阀4、调整螺纹件81、作为“弹簧部件”的螺旋弹簧6、以及限位部件82。

主体外壳1是以轴线L为中心的圆筒状的形状，构成经由上述粗滤器20而与冷凝器110连接的一次室11、和与上述蒸发器120连接的二次室12。而且，主体外壳1的内周面成为圆筒状导向面1a。该圆筒状导向面1a与轴线L平行。

阀座部件2呈与主体外壳1的内表面匹配的大致圆柱形状的形状。在阀座部件2的外周面的整周(绕轴线L的整周)形成有铆接槽2a1，通过在该铆接槽2a1的位置处铆接主体外壳1，来将阀座部件2固定于主体外壳1内。由此，阀座部件2配设于一次室11与二次室12之间。

并且，在阀座部件2形成有呈以轴线L为中心的圆柱孔的阀口21，并且形成有与阀座部件2同轴且从阀口21向一次室11侧开口的螺纹孔23。在螺纹孔23的内周形成有内螺纹件部23a。限位部件82呈圆柱状的形状，且在其外周形成有外螺纹件部82a。并且，在限位部件82绕轴L形成有三个导通孔82b。而且，限位部件82通过将其外周的外螺纹件部82a螺纹结合于阀座部件2的螺纹孔23的内螺纹件部23a，来安装于阀座部件2。

在主体外壳1的内部上方，配设有内侧具有内螺纹件部83a的内螺纹件部件83。在内螺纹件部件83的外周面的整周(绕轴线L的整周)形成有铆接槽2a1，通过在该铆接槽2a1的位置处铆接主体外壳1，来将内螺纹件部件83固定于主体外壳1内。在调整螺纹件81的外周形成有外螺纹件部81a，并且在二次室12侧的端部形成有供平头螺丝刀嵌合的狭缝81b。并且，在调整螺纹件81且在其中心贯通形成有贯通孔81c。螺旋弹簧6在主体外壳1内经由叶片43a而以压缩的状态配设在针阀4与调整螺纹件81之间。而且，调整螺纹件81通过其外周的外螺纹件部81a螺纹结合于内螺纹件部件83的内螺纹件部83a，来安装于内螺纹件部件83。由此，螺旋弹簧6向一次室11侧对针阀4进行施力，对该针阀4施加的作用力通过调整螺纹件81相对于内螺纹件部件83的螺入量来调整。

该第二实施方式的针阀4具有与第一实施方式相同的圆锥状的针状部41、插通于主体外壳1的圆筒状导向面1a内的插通部48、以及形成于插通部48的端部的凸起部43。该插通部48与上述的图3(A)的插通部相同地呈四棱柱的形状，该插通部48的四棱柱的相邻的侧面彼此之间的宽度狭小的面成为导向部48a。

而且，通过使导向部48a沿主体外壳1的圆筒状导向面1a滑动，来进行导向使针阀4沿轴线L移动。即，导向部48a与圆筒状导向面1a线接触，该线接触的部分成为“滑动接触部”。并且，由插通部48的四棱柱的侧面和圆筒状导向面1a围起的空间成为从阀口21侧的空间通向背压室44的导入路45。该第二实施方式中也相同，由于导入路45的截面积较大，所以流过导入路45的制冷剂的流量进一步变多，从而能够进一步减小异物被夹在导向部48a与圆筒状导向面1a之间的可能性。

此外，该第二实施方式中，针状部41的前端部41a的位置(阀芯的一次室侧端部的位置)由限位部件82来定位。流过该节流孔的制冷剂的流量、即释放流量通过限位部件82相对于阀座部件2的螺入量来调整。这样，由于能够通过旋入量来进行调整，所以能够极高精度地调整释放流量。在进行了限位部件82的位置调整之后，限位部件82例如利用粘合、硬钎焊、铆接等而固定于阀座部件2。

以上的实施方式中，对针阀侧的导向部与圆筒状导向面在滑动接触部S处在与轴线L平行的方向上线接触的情况进行了说明，但本发明也能够应用于在轴线L方向上分割出的区域内点接触那样的情况。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不限定于这些实施方式，本发明也包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。对引导针阀的导向面呈圆筒状的例子进行了说明，但例如导向面也可以是与轴线平行的棱柱形状，在其内侧插通针状部的圆柱状的插通部，并利用棱柱形状的导向面对该插通部的外周进行导向。

符号的说明

1—主体外壳，11—一次室，12—二次室，2—阀座部件，3—导向部件，31a—圆筒状导向面，33—释放孔，4—针阀(阀芯)，41—针状部，42—插通部，42a—导向部，44—背压室，45—导入路，46—插通部，46a—导向部，47—插通部，47a—导向部，48—插通部，48a—导向部，6—螺旋弹簧(弹簧部件)，7—限位部件，S—滑动接触部。

Claims (3)

1.一种节流装置，其设于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，对由上述冷凝器冷凝的制冷剂进行减压并向上述蒸发器送出，其特征在于，具备：

主体外壳，其构成与上述冷凝器连接的一次室、和与上述蒸发器连接的二次室；

阀座部件，其形成有阀口，且在上述主体外壳内配设在上述一次室与上述二次室之间；

阀芯，其通过沿上述阀口的轴线移动来使上述阀口的开度可变；

弹簧部件，其向上述阀口侧对上述阀芯进行施力；以及

圆筒状的导向部件，该导向部件与上述阀口同轴地配置于上述主体外壳内的上述二次室侧，并且供上述阀芯插通，在内侧形成有与上述轴线平行的圆筒状导向面，

绕上述轴线设有多个作为上述阀芯的侧面与上述圆筒状导向面的点接触或者线接触的部分的滑动接触部，并且以相邻的该滑动接触部之间的上述阀芯的侧面与上述圆筒状导向面的间隔比上述滑动接触部处的上述阀芯的侧面与上述圆筒状导向面的间隔更大的方式作为供上述制冷剂流动的导入路而设置，并且，具备形成在上述导入路与上述阀座部件之间，将上述导向部件的内侧与外侧导通的释放孔。

2.根据权利要求1所述的节流装置，其特征在于，

在上述导向部件形成有从上述阀芯的背后的背压室向上述二次室侧释放制冷剂的第2释放孔，上述导入路的与上述轴线正交的面的截面的合计面积比上述第2释放孔的面积小。

3.一种冷冻循环系统，其特征在于，

在冷凝器与蒸发器之间设有权利要求1或2所述的节流装置。