CN108571596B - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供能恰当地维持静音性的电动阀以及使用该电动阀的冷冻循环系统。电动阀利用外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合将收纳在外壳的内周的转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动使收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，其具备装配于上述阀主体的侧面的第一管接头、具有上述阀芯能够接近或分离的阀口的阀座部件、以及经由上述阀口而与上述第一管接头连通的第二管接头，上述阀座部件的顶面的在上述轴向上的位置位于比上述第一管接头的中心轴更靠上述转子侧，上述阀主体内的阀室包括在上述轴向上形成为比上述第一管接头更靠上述转子侧的第一空间、和在上述轴向上形成为比上述第一管接头更靠上述第二管接头侧的第二空间。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。

背景技术

一直以来，公知具有图5所示的构造的电动阀(例如参照专利文献1)。即，若步进电机驱动而转子103旋转，则阀芯114通过内螺纹131a与外螺纹121a的螺纹进给作用而沿中心轴L方向移动。由此，进行阀口130b的开度调整，控制从管接头111流入之后从管接头112流出的流体的流量、或者从管接头112流入之后从管接头111流出的流体的流量。

此处，当进行各种流体的流量控制时，有产生流体通过音这一问题，从而要求静音化。并且，在使用了制冷剂的家庭用空调机、业务用空调机的冷冻循环的室内机中，在利用电动阀100对制冷剂流量进行控制的情况下，在紧接通过阀口130b后，液体制冷剂成为气液混合二相流，从而尤其在多样的制冷剂状态、运转状况下也要求发挥静音性。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2016-089870号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述的电动阀100经由管接头111、管接头112而固定于未图示的流体配管，阀芯114和阀座130的阀口130b在流路内露出。因此，在电动阀100中，当在阀口130b的入口侧与出口侧之间产生了较高的压力差的情况下等，尤其是在从管接头111向管接头112流动的情况下，如图6所示，从管接头111流入了的制冷剂等流体碰触到阀芯114，阀芯114有时因该碰撞力而沿径向(C)振动。若因该振动而产生声音，则有无法维持电动阀100的静音性的情况。

此处，如图7所示，考虑通过提高阀座130的顶面130a的位置来使从管接头111向阀室121流入的流体不会直接碰触到阀芯114的构造。但是，在该情况下，碰触到阀芯114后的流体大多数朝向上方流动，从而对阀芯114施加朝向上方的力，进而阀芯114沿上下方向(E)振动。因此，在该情况下，也难以维持静音性。

本发明的目的在于提供能够恰当地维持静音性的电动阀、以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。

本发明的电动阀利用外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合将收纳在外壳的内周的转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动使收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，上述电动阀的特征在于，具备：

第一管接头，其装配于上述阀主体的侧面；

阀座部件，其具有上述阀芯能够接近或者分离的阀口；以及

第二管接头，其经由上述阀口而与上述第一管接头连通，

上述阀座部件的顶面的在上述轴向上的位置位于比上述第一管接头的中心轴更靠上述转子侧，

上述阀主体内的阀室包括在上述轴向上形成于比上述第一管接头更靠上述转子侧的第一空间、和在上述轴向上形成于比上述第一管接头更靠上述第二管接头侧的第二空间。

据此，通过提高阀座部件的顶面的位置，能够不使从第一管接头流入后的流体直接碰撞到阀芯，从而能够抑制阀芯的径向振动。并且，通过在阀主体内除了设置第一空间之外还设置第二空间，能够抑制从第一管接头流入后的流体全部向上方流动而对阀芯施加朝向上方的力从而阀芯沿轴向振动的情况。这样，通过减少针对阀芯的负荷，能够减少阀芯的径向、轴向振动，从而能够恰当地维持电动阀的静音性。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀主体的内径比上述第一管接头的内径大。

由此，能够恰当地确保流体的释放空间。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述第一管接头的外径最下端配置为比上述阀主体的内部底面更靠上述转子侧。

由此，能够更加恰当地抑制从第一管接头流入后的流体向上方的流动。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀座部件的顶面的在上述轴向上的位置不超过上述第一管接头的内径的在上述轴向上的最上端。

由此，能够恰当地上下分配从第一管接头流入后的流体，并向第一空间、第二空间引导。

并且，本发明的冷冻循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，上述冷冻循环系统的特征在于，使用上述的电动阀作为上述膨胀阀。

发明的效果如下。

根据本发明的发明，可提供能够恰当地维持静音性的电动阀、以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。

附图说明

图1是实施方式的电动阀的简要剖视图。

图2是实施方式的电动阀的主要部分放大图。

图3是实施方式的电动阀的主要部分的侧视图。

图4是示出从与实施方式的电动阀连接的第一管接头的内部观察确认的阀座部件的顶面的图。

图5是现有的电动阀的简要剖视图。

图6是现有的电动阀的主要部分放大图。

图7是作为比较例的电动阀的主要部分放大图。

图中：

2—电动阀，6d—内螺纹，11—阀室，11a—第一空间，11b—第二空间，11c—第三空间，12—第一管接头，15—第二管接头，16—阀座部件，16a—阀口，16b—顶面，17—阀芯，18—阀导向件，30—阀主体，30a—底面，41a—外螺纹，M—电动阀2的轴，N—第一管接头12的中心轴，X1—第一管接头12的外径的最上端，X2—第一管接头12的外径的最下端，Y—阀主体30的内径。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的电动阀进行说明。图1是示出实施方式的电动阀2的简要剖视图。此外，本说明书中，“上”或者“下”是在图1的状态下规定的。即，转子4位于比阀芯17更靠上方。

在该电动阀2中，在由金属形成为筒状的杯形状的外壳60的开口侧的下方，通过焊接等一体地连接有阀主体30。

此处，阀主体30例如由不锈钢等金属构成，并在内部具有阀室11。并且，在阀主体30固定装配有与阀室11直接连通的例如不锈钢制、铜制的第一管接头12。另外，在阀主体30的底面组装有形成有截面呈圆形的阀口16a的阀座部件16。在阀座部件16，固定装配有经由阀口16a、阀室11而与第一管接头12连通的例如不锈钢制、铜制的第二管接头15。

在外壳60的内周收纳有能够旋转的转子4，并在转子4的轴芯部分，经由衬套部件33配置有阀轴41。此外，转子4由含有磁性粉的树脂材料、铁氧体磁铁等具有磁性的材料形成。衬套部件33和阀轴41均例如由不锈钢等金属形成，利用衬套部件33而结合的阀轴41和转子4边旋转边一体地沿上下方向移动。此外，在该阀轴41的中间部附近的外周面形成有外螺纹41a。在本实施方式中，阀轴41作为外螺纹部件发挥功能。并且，阀芯17能够相对于阀口16a接近或者分离。

在外壳60的外周，配置有由未图示的轭部、线轴、以及线圈等构成的定子，并由转子4和定子构成步进电机。

在阀轴41的比衬套部件33更靠下方的位置，以相对于阀主体30无法相对旋转的方式固定有阀轴支架6，该阀轴支架6如在下文中说明那样在与阀轴41之间构成螺纹进给机构A，并且具有抑制阀轴41的倾斜的功能。

该阀轴支架6由上部侧的筒状小径部6a、下部侧的筒状大径部6b、收纳在阀主体30的内周部侧的嵌合部6c、以及环状的凸缘部6f构成。而且，阀轴支架6的凸缘部6f通过焊接等固定于阀主体30的上端。并且，在阀轴支架6的内部，形成有对后述的阀导向件18进行收纳的收纳室6h。此外，阀轴支架6的金属的凸缘部6f以外的部分由树脂材料形成。

并且，从该阀轴支架6的筒状小径部6a的上部开口部6g朝向下方直至规定深度形成有内螺纹6d。因此，在本实施方式中，阀轴支架6作为内螺纹部件发挥功能。而且，由形成于阀轴41的外周的外螺纹41a、和形成于阀轴支架6的筒状小径部6a的内周的内螺纹6d构成螺纹进给机构A。

另外，在阀轴支架6的筒状大径部6b的侧面贯穿设有均压孔51，利用该均压孔51来连通筒状大径部6b内的阀轴支架室83与转子收纳室67(第二背压室)之间。通过像这样设置均压孔51，来连通对外壳60的转子4进行收纳的空间与阀轴支架6内的空间，由此能够顺畅地进行阀芯17的移动动作。

并且，在阀轴41的下方，以能够相对于阀轴支架6的收纳室6h滑动的方式配置有筒状的阀导向件18。该阀导向件18的顶面部21侧通过冲压成形而大致折弯成直角。而且，在该顶面部21形成有贯通孔18a。并且，在阀轴41的下方还形成有凸边部41b。

此处，阀轴41以能够相对于阀导向件18旋转且能够沿径向位移的方式以松动贯穿的状态插入至阀导向件18的贯通孔18a，凸边部41b以能够相对于阀导向件18旋转且能够沿径向位移的方式配置在阀导向件18内。并且，阀轴41插通贯通孔18a，凸边部41b的上表面配置为与阀导向件18的顶面部21对置。此外，凸边部41b的直径比阀导向件18的贯通孔18a的直径大，由此实现阀轴41的防脱。

阀轴41和阀导向件18能够相互沿径向移动，由此关于阀轴支架6以及阀轴41的配置位置，不需求非常高的同轴安装精度就能够获得与阀导向件18以及阀芯17的同轴度。

在阀导向件18的顶面部21与阀轴41的凸边部41b之间设置有在中央部形成有贯通孔的垫圈70。

接下来，对实施方式的电动阀2的主要部分进行说明。图2是将实施方式的电动阀2的主要部分放大的图。如图2所示，在阀主体30形成有阀室11。在本实施方式中，该阀室11三等分为在下文中说明的三个空间。即，阀室11包括在轴M方向上形成于比第一管接头12更靠上侧(转子4侧)的位置的第一空间11a、形成于比第一管接头12更靠下侧(第二管接头15侧)的位置的第二空间11b、以及形成于与第一管接头12相同水平的位置的第三空间11c。此处，更具体而言，比第一管接头12更靠上侧是指比第一管接头12的外径的最上端X1更靠上侧。同样，比第一管接头12更靠下侧是指比第一管接头12的外径的最下端X2更靠下侧。

并且，第一空间11a是大致呈圆筒状的空间，其上部与阀轴支架6的下部、阀芯17相接。

并且，第二空间11b是大致呈圆环状的空间，形成于阀座部件16的周围。该第二空间11b通过将第一管接头12的外径最下端X2安装于比阀主体30的底面30a更靠上侧的位置来形成。更优选为，第一管接头12以使第二空间11b的深度(L)比第一管接头的内径的半径(D/2)深的方式安装(L＞D/2)。

并且，在实施方式的电动阀2中使用了高度较高的阀座部件16。具体而言，作为阀座部件16，使用在固定装配于第二管接头15的状态下顶面16b的在轴M方向上的位置位于比第一管接头12的中心轴N的位置更靠上侧的阀座部件。

并且，如图3所示，顶面16b优选位于在从图2的(B)箭头方向观察第一管接头12内的情况下能够观察确认的高度。即，优选在顶面16b在轴M方向上不超过第一管接头12的内径的最上端的位置配置阀座部件16。在该情况下，如图4所示，若以第一管接头12的内径的最下端作为上下的基准，则顶面16b的位置(H)位于比第一管接头12的中心轴N的位置(D/2)更靠上侧，并且位于比第一管接头12的内径的最上端(D)更靠下侧(D/2＜H＜D)。

此处，如图2所示，从第一管接头12向阀室11内流入的流体的速度在中心最快，且随着趋近第一管接头12的内周而变慢。因此，假设在使顶面16b位于比第一管接头12的中心轴N更靠下侧的情况下，速度较快的流体直接碰触到阀芯17，对阀芯17赋予较大的径向的负荷，从而使阀芯17沿径向振动。

与此相对，如实施方式的电动阀2那样，在顶面16b位于使用图4而说明的位置(D/2＜H＜D)的情况下，如图2所示，流体的最快的部分一碰撞到阀座部件16的外周就使速度降低，并在上下方向上分支。向上方分支出的流体向第一空间11a导入，并且向下方分支出的流体向第二空间11b导入。

此处，在实施方式的电动阀2中，由于顶面16b的高度只不过位于上侧，所以由向上侧分支出的流体朝向上方对阀芯17施加的力(参照图7)也减少。

另外，由于在阀室11的下侧设有第二空间11b，所以确保向下方分支出的流体的释放路径。由此，抑制向下方分支出的流体失去释放空间向上侧流入而对阀芯17施加朝向上方的力。

并且，在实施方式的电动阀2中，阀主体30的内径Y(参照图2)形成为比第一管接头12的内径(D)大(Y＞D)。因此，能够恰当地确保流入至阀室11内的流体的释放空间。

根据该实施方式的电动阀2，通过提高阀座部件16的顶面16b的位置，能够使从第一管接头12流入后的流体不会直接碰撞到阀芯17，从而能够抑制阀芯17的径向振动。并且，通过在阀主体30内除了设置第一空间11a之外还设置第二空间11b，能够抑制从第一管接头12流入后的流体全部向上方流动而对阀芯17施加朝向上方的力从而阀芯17沿轴M方向振动的情况。这样，通过减少针对阀芯17的负荷，能够使阀芯17的径向、轴向振动减少，从而在各种流体控制中，在冷冻循环中的多样的制冷剂状态、运转状况下也能够恰当地维持电动阀2的静音性。

并且，仅提高阀座部件16的顶面16b的位置就能够维持电动阀2的静音性，从而也不会使电动阀2的构造变得复杂，另外也不使用吸音部件、消音装置等，因此能够低成本地维持电动阀2的静音性。

并且，上述的实施方式的电动阀2例如在由压缩机、冷凝器、膨胀阀、以及蒸发器等构成的冷冻循环系统中，作为设于冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀来使用。

Claims (4)

1.一种电动阀，利用外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合将收纳在外壳的内周的转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动使收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，上述电动阀的特征在于，具备：

第一管接头，其装配于上述阀主体的侧面；

阀座部件，其具有上述阀芯能够接近或者分离的阀口；以及

第二管接头，其经由上述阀口而与上述第一管接头连通，

上述阀座部件的开设有上述阀口的顶面的在上述轴向上的位置位于比上述第一管接头的中心轴更靠上述转子侧，

上述阀座部件的上述顶面的在上述轴向上的位置不超过上述第一管接头的内径的在上述轴向上的最上端，

上述阀主体内的阀室包括在上述轴向上形成于比上述第一管接头更靠上述转子侧的第一空间、和在上述轴向上形成于比上述第一管接头更靠上述第二管接头侧的第二空间。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述阀主体的内径比上述第一管接头的内径大。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述第一管接头的外径最下端配置为比上述阀主体的内部底面更靠上述转子侧。

4.一种冷冻循环系统，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，上述冷冻循环系统的特征在于，

使用权利要求1～3任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。

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