CN109139941A - 流量控制阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供流量控制阀，抑制因阀座的腐蚀破坏而产生的阀泄漏。流量控制阀具备：阀座；以及相对于上述阀座分离或者抵接来在与上述阀座之间的间隙形成或者关闭流路的阀芯，根据上述阀芯相对于上述阀座的分离距离，流过上述流路的流体的流量产生变化，并且在上述流路中最大程度地限制上述流量的最小节流部的位置从上述流路中的第一位置向第二位置移动。

Description

流量控制阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及流量控制阀以及冷冻循环系统。

背景技术

公知一种多级电动膨胀阀，其不需要复杂的构造、控制就能够使制冷剂减压量任意地可变，从而减少了气液二相状态的制冷剂的流过声音(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-69644号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，在冷冻设备中，伴随CO2制冷剂、新制冷剂的采用，制冷剂压力变高。若在高压制冷剂中使用专利文献1所公开的发明的设有落座部和辅助节流部的多级电动膨胀阀，则有以下的问题。即，在以高压制冷剂作为流体的情况下，该多级电动膨胀阀是作为制冷剂的流体流过节流通路的前后的减压量因阀芯的升程而变大的构造。因此，在节流通路的下游区域产生的气蚀变多，推进阀座的腐蚀破坏，从而有产生阀泄漏的担忧。

(1)根据本发明的第一方案，流量控制阀具备：阀座，在该阀座延伸有第一阀座面、与上述第一阀座面相连的第二阀座面、以及与上述第二阀座面相连的第三阀座面，并且在上述第一阀座面与上述第二阀座面之间的边界形成有第一凸部，在上述第二阀座面与上述第三阀座面之间的边界形成有第二凸部；以及阀芯，其具有第一锥面、与上述第一锥面相连的第二锥面、以及上述第一锥面与上述第二锥面之间的边界的折曲部，通过上述第一锥面相对于上述阀座的上述第一凸部分离或者抵接而在与上述阀座之间的间隙形成或者关闭供流体流过的流路，上述阀芯的中心轴与上述第一阀座面相互所成的第一角度比上述阀芯的中心轴与上述第一锥面相互所成的第二角度大，上述第二角度比上述阀芯的中心轴与上述第二阀座面相互所成的第三角度大，上述第三角度比上述阀芯的中心轴与上述第二锥面相互所成的第四角度大，当上述第一锥面抵接于上述第一凸部来关闭上述流路时，上述折曲部的折曲位置在与上述阀芯的中心轴平行的方向以及与上述阀芯的中心轴垂直的方向上均位于上述第一凸部的位置与上述第二凸部的位置之间。

(2)根据本发明的第二方案，流量控制阀具备：阀座；以及阀芯，其通过相对于上述阀座分离或者抵接而在与上述阀座之间的间隙形成或者关闭流路，根据上述阀芯相对于上述阀座的分离距离，流过上述流路的流体的流量产生变化，并且在上述流路中最大程度地限制上述流量的最小节流部的位置从上述流路中的第一位置向第二位置移动。

(3)根据本发明的第三方案，冷冻循环系统具备：作为第一或者第二方案的流量控制阀的膨胀阀；使上述流体气化的蒸发器；对气化后的上述流体进行压缩的压缩机；以及使压缩后的上述流体液化的冷凝器。

发明的效果如下。

本发明的流量控制阀的最小节流部向在闭阀时阀芯抵接于阀座的部位不同的位置移动，从而能够抑制在当闭阀时阀芯抵接于阀座的部位产生气蚀。因此，能够抑制因阀座的腐蚀破坏而产生的阀泄漏。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的流量控制阀的结构概要的图。

图2是将在本实施方式的流量控制阀的闭阀状态下在阀芯抵接于阀座的位置所存在的第一凸部A以及其周边的截面放大来示出的图。

图3是示出阀座的第一阀座面、第二阀座面、第三阀座面、第一凸部及第二凸部与阀芯的第一锥面、第二锥面及折曲部的位置关系、以及节流位置的剖视图和说明阀芯与阀座之间的间隙的大小的说明图。

图4是示出阀座的第一阀座面、第二阀座面、第三阀座面、第一凸部及第二凸部与阀芯的第一锥面、第二锥面及折曲部的位置关系的剖视图。

图5是示出将阀芯通过向与其中心轴平行的开阀方向移动来从阀座分离的状况分为阶段I至V来示出的放大剖视图中的阶段I至III的图。

图6是示出将阀芯通过向与其中心轴平行的开阀方向移动来从阀座分离的状况分为阶段I至V来示出的放大剖视图中的阶段IV至V的图。

图7是示出在流体从横接头流入并向下接头流出的情况下，随着阀芯相对于阀座的分离距离增加而向下接头流出的流体的流量如何增加的流量变化的示意图。

图8是示例出将本实施方式的流量控制阀作为膨胀阀的冷冻循环系统的制冷剂回路的图。

图中：

1—流量控制阀，2—横接头，3—下接头，4—蒸发器(室内换热器)，5—压缩机，6—冷凝器(室外换热器)，10—阀芯，15—中心轴，16—开阀方向，20—阀座，21—阀座面，30—阀轴，31—外螺纹，35—螺纹进给机构，40—阀轴支架，41—内螺纹，45—阀导向件收纳室，50—阀簧，51—弹簧座，55—阀部件，60—阀导向件，70—转子，71—定子，80—壳体，90—阀主体，111—第一锥面，112—第二锥面，211—第一阀座面，212—第二阀座面，213—第三阀座面，500—冷冻循环系统，501、502、503、504—制冷剂通路。

具体实施方式

使用图1至图8对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是示出本发明的一个实施方式的流量控制阀1的结构概要的图。流量控制阀1具有：阀主体90，其具有阀座20且收纳阀部件55和阀芯10；阀轴30，其沿轴向驱动阀芯10；阀轴支架40，其抑制阀轴30的倾斜；以及转子70，其使阀轴30沿阀轴30的延伸方向(图1的上下方向)移动。

阀部件55具有阀簧50、弹簧座51、以及在端部焊接有阀芯10的阀导向件60。在阀轴30的位于两端部的中间的周面的至少一部分区域形成有外螺纹31。在阀轴支架40的与阀轴30的周面对置的表面的至少一部分区域形成有内螺纹41。在阀轴支架40的内部形成有收纳阀导向件60的阀导向件收纳室45。由阀轴30的外螺纹31和阀轴支架40的内螺纹41来形成螺纹进给机构35。

阀部件55、阀芯10、阀轴30、阀轴支架40、以及转子70被收纳在壳体80以及阀主体90内。阀导向件60经由阀簧50而同阀轴30一起被引导至阀轴支架40的阀导向件收纳室45。阀导向件收纳室45作为阀芯10沿上述的阀轴30的延伸方向移动时的导向件发挥功能。

在图1的流量控制阀1中，由转子70和设于壳体80的外侧的定子71来构成步进马达。若该步进马达被驱动，则伴随转子70的旋转而阀轴30沿其延伸方向移动，并且阀芯10通过该移动而与阀导向件60一起沿阀轴30的延伸方向移动。该阀芯10的移动方向包括阀芯10与阀座20的分离距离增加的第一移动方向(图1的上方向)、和阀芯10与阀座20的分离距离减少的第二移动方向(图1的下方向)。

将阀芯10抵接于阀座20的状态称作闭阀状态。在闭阀状态下，流路关闭，不从阀主体90流出流体。此时，阀芯10与阀座20的分离距离为零或者大致为零。通过使闭阀状态下的阀芯10向上述的第一移动方向移动，来成为阀芯10从阀座20分离的状态。将该状态称作开阀状态，并将第一移动方向称作开阀方向。若成为开阀状态，则在阀芯10与阀座20之间产生间隙而形成流路。若形成流路，则从阀主体90流出流体。在阀主体90连接有横接头2和下接头3。在开阀状态下，流体从横接头2以及下接头3中的一个接头流入并向另一个接头流出。

若因开阀状态下的阀芯10向上述的第二移动方向移动，而阀芯10与阀座20的分离距离减少，则流路变窄。若阀芯10最终抵接于阀座20而成为闭阀状态，则流路关闭，不从阀主体90流出流体。因此，将第二移动方向称作闭阀方向。

图2是将在本实施方式的流量控制阀1的闭阀状态下在阀芯10抵接于阀座20的位置所存在的第一凸部A以及其周边的截面放大来示出的图。如图2所示，图1所示的阀座20的阀座面21包括第一阀座面211、与第一阀座面211相连的第二阀座面212、以及与第二阀座面212相连的第三阀座面213。第一阀座面211从阀座面21上的第一凸部A向图1所示的横接头2侧延伸。第二阀座面212与第一阀座面211相连，从第一凸部A向图1所示的下接头3侧、而且从阀座面21上的第二凸部B向图1所示的横接头2侧延伸。第三阀座面213与第二阀座面212相连，从第二凸部B向图1所示的下接头3侧延伸。即，第一阀座面211、第二阀座面212以及第三阀座面213中，第一阀座面211配置于离图1所示的横接头2最近的位置，第三阀座面213配置于离图1所示的下接头3最近的位置。第一凸部A形成于第一阀座面211与第二阀座面212之间的边界，并且第二凸部B形成于第二阀座面212与第三阀座面213之间的边界。第一凸部A位于比第二凸部B更靠图1所示的横接头2侧的位置，并且第二凸部B位于比第一凸部A更靠图1所示的下接头3侧的位置。

对于在第一凸部A处抵接于阀座20的阀芯10而言，若因向开阀方向16移动而从阀座20分离，则成为上述的开阀状态。此时，在阀芯10与阀座20之间形成间隙，从横接头2以及下接头3中的一方接头侧流入的流体在该间隙流过并向另一方接头侧流出。形成于阀芯10与阀座20之间的间隙、亦即阀座20的第一凸部A与阀芯10之间的间隙以及阀座20的第二凸部B与阀芯10之间的间隙分别作为对在该间隙流过的流体的流量进行限制的第一节流部以及第二节流部发挥作用。在流体从横接头2流入并向下接头3流出的情况下，流体依次流过第一节流部的位置、第二节流部的位置。在流体从下接头3流入并向横接头2流出的情况下，流体依次流过第二节流部的位置、第一节流部的位置。

此外，第一阀座面211、第二阀座面212以及第三阀座面213这三个阀座面的截面形状均不限定于图2所示的直线状，也可以至少一个阀座面的截面形状具有预定量的曲率。

图2中，以点划线示出图1的说明中的上述的阀轴30的延伸方向、即与阀芯10的移动方向(开阀方向16以及闭阀方向)平行的阀芯10的中心轴15(以下简单称作中心轴15)。在阀芯10的外周面具有第一锥面111和与第一锥面111相连的第二锥面112，并且第一锥面111以及第二锥面112之间的边界形成为凹陷的折曲部C。第一锥面111是阀芯10的外周面中的相对于中心轴15倾斜且在闭阀时与第一凸部A抵接的面。第二锥面112是阀芯10的外周面中的与第一锥面111的图1所示的下接头3侧相连的周面。第一锥面111位于比第二锥面112更靠图1所示的横接头2侧，并且第二锥面112位于比第一锥面111更靠图1所示的下接头3侧。此外，第一锥面111以及第二锥面112这两个锥面的截面形状均不限定于图2所示的直线状，也可以至少一个锥面的截面形状具有预定量的曲率。

在图2中，阀芯10的中心轴15与第一阀座面211相互所成的第一角度θ1小于90度，并且大于中心轴15与第一锥面111相互所成的第二角度θ2。该第二角度θ2大于中心轴15与第二阀座面212相互所成的第三角度θ3。该第三角度θ3大于中心轴15与第二锥面112相互所成的第四角度θ4。第四角度θ4大于0度。第三阀座面213在图2中沿与中心轴15平行的方向延伸，但并不限定于此，中心轴15与第三阀座面213所成的角度可以大于0度，并且也可以是小于或等于第四角度θ4的角度。

图3是示出阀座20的第一阀座面211、第二阀座面212、第三阀座面213、第一凸部A及第二凸部B与阀芯10的第一锥面111、第二锥面112及折曲部C的位置关系的图和说明阀芯与阀座之间的间隙的大小的说明图。图3的(a)是将示出流量控制阀1的闭阀状态的图2放大的图，通过使阀芯10的第一锥面111抵接于阀座20的第一凸部A，来关闭使用图1而说明的阀芯10与阀座20之间的流路。因此，第一锥面111与第一凸部A之间的间隙、即第一间隙的大小Ga为零。阀芯10的第二锥面112与阀座20的第二凸部B之间的间隙未闭合，设有并非零的第二间隙的大小Gb。

例如，在流体从图1所示的横接头2流入的情况下，形成于第一锥面111与第一阀座面211之间的间隙的流路、亦即至第一节流部的位置为止的区间的流路的压力处于高压状态。并且，流体从图1所示的下接头3流入的情况也相同，形成于第二锥面112及第一锥面111与第三阀座面213及第二阀座面212之间的间隙的流路、亦即至第一节流部的位置为止的区间的流路的压力处于高压状态。

在图3的(a)中，将与阀芯10的中心轴15平行的方向作为XY坐标系的Y方向，并将与阀芯10的中心轴15垂直的方向作为XY坐标系的X方向。在XY坐标系的Y方向上，阀芯10的折曲部C的折曲位置Yc位于阀座20的第一凸部A的位置Ya与第二凸部B的位置Yb之间。位置Ya、Yb、Yc是XY坐标系的Y坐标。并且，在XY坐标系的X方向上，阀芯10的折曲部C的折曲位置Xc位于阀座20的第一凸部A的位置Xa与第二凸部B的位置Xb之间。位置Xa、Xb、Xc是XY坐标系的X坐标。阀芯10的开阀方向16是与阀芯10的中心轴15平行的方向。

通过这样配置第一凸部A、第二凸部B、以及折曲部C的位置(X坐标以及Y坐标)，从而如在下文中说明那样，根据阀芯10相对于阀座20的在开阀方向16上的分离距离，在形成于阀芯10与阀座20之间的流路流过的流体的流量产生变化。在该流路中，阀芯10与阀座20之间的间隙中的开口面积最小的间隙成为最大程度地限制流体的流量的最小节流部。因此，最小节流部决定能够在该流路流过的流体的流量。

该最小节流部的位置根据阀芯10的在开阀方向16上的分离距离而如下那样转变。即，在开阀时，最小节流部形成于在流路中在阀芯10的第一锥面111与阀座20的第一凸部A之间对流过流路的流体的流量进行限制的第一节流部的位置。若阀芯10的在开阀方向16上的分离距离增加，则在流路中，最小节流部的位置从第一节流部的位置向在阀芯10的第二锥面112与阀座20第二凸部B之间对流过流路的流体的流量进行限制的第二节流部的位置移动。以下，对在形成于阀芯10与阀座20之间的流路流过的流体的流量变化的状况进行说明。

对于开阀时的第一锥面111与第一凸部A之间的第一间隙的大小Ga、以及第二锥面112与第二凸部B之间的第二间隙的大小Gb，使用剖视图的图3的(b)及图3的(c)、作为说明上述间隙的大小的说明图的图3的(d)及图3的(e)进行说明。

图3的(b)所示的第一锥面111与第一凸部A之间的第一间隙的大小Ga、以及图3的(c)所示的第二锥面112与第二凸部B之间的第二间隙的大小Gb分别如以下使用图3的(d)以及图3的(e)而说明那样在几何学上求出。具体而言，在剖视图的图3的(b)中，通过使从第一凸部A引出至第一锥面111的垂线ha绕图2所示的中心轴15旋转，来如图3的(d)所示地形成具有半径R1a的圆形的上表面和半径R2a(＞R1a)的圆形的下表面的圆锥台Fa的侧面。半径R1a等于引出至第一锥面111的垂线ha的垂足的位置与中心轴15之间的距离。半径R2a等于作为垂线ha的起点的第一凸部A与中心轴15之间的距离。第一间隙的大小Ga等于该圆锥台Fa的侧面的面积Sa＝π·ha·(R1a+R2a)。

同样，在剖视图的图3的(c)中，通过使从第二凸部B引出至第二锥面112的垂线hb绕图2所示的中心轴15旋转，来如图3的(e)所示地形成具有半径R1b的圆形的上表面和半径R2b(＞R1b)的圆形的下表面的圆锥台Fb的侧面。半径R1b等于引出至第二锥面112的垂线hb的垂足的位置与中心轴15之间的距离。半径R2b等于作为垂线hb的起点的第二凸部B与中心轴15之间的距离。第二间隙的大小Gb等于该圆锥台Fb的侧面的面积Sb＝π·hb·(R1b+R2b)。

图4是示出阀座的第一阀座面、第二阀座面、第三阀座面、第一凸部及第二凸部与阀芯的第一锥面、第二锥面及折曲部的位置关系的剖视图。使用图4的(a)以及图4的(b)对在开阀时最大程度地限制流过流路的流量的最小节流部的位置的移动进行说明。

图4的(a)是示出流量控制阀1的开阀紧后的状态、即阀芯10相对于阀座20的在开阀方向16上的分离距离较小的状态的图。与图3的(a)所示的闭阀状态相比，阀芯10相对于阀座20稍微向开阀方向16移动，由此第一锥面111从第一凸部A分离，极微小地形成第一锥面111与第一凸部A之间的第一间隙的大小Ga。这样，在阀芯10与阀座20之间形成在形成该第一间隙的大小Ga的位置具有第一节流部的流路。并且，在形成第二锥面112与第二凸部B之间的第二间隙的大小Gb的位置形成第二节流部。

在形成流路的紧后，在流体从图1所示的横接头2流入并向下接头3流出的情况下，形成于第一锥面111与第一阀座面211之间的间隙的流路、亦即至第一节流部的位置为止的区间的流路的压力依然处于高压状态。流体流过第一节流部的位置，并向形成于第一锥面111及第二锥面112与第二阀座面212之间的间隙的流路、亦即至第二节流部的位置为止的区间的流路流入。该区间的流路在第二节流部的位置处形成为前端缩小的形状。因此，从第一节流部的位置至第二节流部的位置为止的区间的流路的压力成为低于上述的高压状态且高于后述的低压状态的中压状态。流体流过第二节流部的位置，并且流向其前方的下接头3的区间的流路的压力处于低压状态。

在流体从图1所示的下接头3流入并向横接头2流出的情况下，形成于第二锥面112及第一锥面111与第三阀座面213及第二阀座面212之间的间隙的、至第一节流部的位置为止的区间的流路的压力依然处于高压状态。流体流过第一节流部的位置，并且流向其前方的横接头2的区间的流路的压力处于低压状态。

在该阶段中，第一锥面111与第一凸部A之间的第一间隙的大小Ga小于第二锥面112与第二凸部B之间的第二间隙的大小Gb。因此，形成决定能够流过流路的流体的流量的最小节流部的位置是形成第一间隙的大小Ga的第一节流部的位置。

图4的(b)是示出在流量控制阀1的开阀后阀芯10向从阀座20分离的开阀方向16进一步移动后的状态的图。与图4的(a)相比，第一锥面111从第一凸部A进一步分离，从而在图4的(b)中，第一锥面111与第一凸部A之间的第一间隙的大小Ga大于第二锥面112与第二凸部B之间的第二间隙的大小Gb。因此，决定能够流过流路的流体的流量的最小节流部的位置是形成第二间隙的大小Gb的第二节流部的位置。即，根据阀芯10的从阀座20分离的在开阀方向16上的分离距离，最小节流部的位置从形成于阀芯10的第一锥面111与阀座20的第一凸部A之间的第一节流部的位置向形成于阀芯10的第二锥面112与阀座20第二凸部B之间的第二节流部的位置移动。

在该状态下，在流体从图1所示的横接头2流入并向下接头3流出的情况下，从形成第二阀座面212与第一锥面111及第二锥面112之间的间隙的位置至第二节流部的位置为止的区间的流路的压力处于高压状态。流体流过第二节流部的位置，并且流向其前方的下接头3的区间的流路的压力处于低压状态。

在流体从图1所示的下接头3流入并向横接头2流出的情况下，形成于第二锥面112与第三阀座面213之间的间隙的、至第二节流部的位置为止的区间的流路的压力处于高压状态。流体流过第二节流部的位置，并向形成于第二锥面112及第一锥面111与第二阀座面212之间的间隙的流路、亦即至第一节流部的位置为止的区间的流路流入。该区间的流路在第一节流部的位置处形成为前端缩小的形状。因此，从第二节流部的位置至第一节流部的位置为止的区间的流路的压力成为低于上述的高压状态且高于后述的低压状态的中压状态。流体流过第一节流部的位置，并且流向其前方的横接头2的区间的流路的压力处于低压状态。

图5以及图6是示出将阀芯10通过向与其中心轴15平行的开阀方向16移动来从阀座20分离的状况分为阶段I至V来示出的放大剖视图。图5的(a)所示的阶段I是与图3的(a)相同的流量控制阀1的闭阀状态，在阀座20的第一凸部A的位置处，形成于阀芯10与阀座20之间的间隙的流路关闭。如上所述，阀芯10的第一锥面111与阀座20的第一凸部A之间的第一间隙的大小Ga为零，并且在阀芯10的第二锥面112与阀座20的第二凸部B之间设有并非零的第二间隙的大小Gb。

图5的(b)所示的阶段II是与图4的(a)相同的流量控制阀1的开阀之后的状态，在阀芯10与阀座20之间的间隙形成有流路。如上所述，第一间隙的大小Ga小于第二间隙的大小Gb，从而最小节流部的位置是形成于阀芯10的第一锥面111与阀座20的第一凸部A之间的第一节流部的位置。

在图5的(c)所示的阶段III中，阀芯10相对于阀座20的在开阀方向16上的分离距离增加，流路的流量增加。将此时的阀芯10的分离距离作为预定量Q。如上所述，阀芯10的中心轴15与开阀方向16平行，并且中心轴15与第一锥面111相互所成的第二角度θ2大于中心轴15与第二锥面112相互所成的第四角度θ4，从而相对于阀芯10的分离距离的增加，第一间隙的大小Ga的增量大于第二间隙的大小Gb的增量。即，图5的(c)示出在阶段II中小于第二间隙的大小Gb的第一间隙的大小Ga在阶段III中与第二间隙的大小Gb相等的状况。

图6的(a)所示的阶段IV是与图4的(b)相同的状态，即是阀芯10相对于阀座20的在开阀方向16上的分离距离进一步增加了的状态。阀芯10的分离距离进一步增加，由此流路的开口面积增加，流路的流量逐渐增加。如上所述，第一间隙的大小Ga大于第二间隙的大小Gb，从而最小节流部的位置从形成于阀芯10的第一锥面111与阀座20的第一凸部A之间的第一节流部的位置向形成于阀芯10的第二锥面112与阀座20的第二凸部B之间的第二节流部的位置移动。即，当阀芯10相对于阀座20的分离距离小于上述的预定量Q时，最小节流部的位置是第一节流部的位置，但当该分离距离大于该预定量Q时，最小节流部的位置是第二节流部的位置。

在图6的(b)所示的阶段V中，阀芯10相对于阀座20的在开阀方向16上的分离距离持续增加的结果，阀芯10的第一锥面111较大地远离阀座20的第一凸部A。因此，在第一凸部A与第一锥面111之间，流路扩大，从而形成有第一节流部的该位置处的节流效果消失。

在流体从图1所示的横接头2流入并向下接头3流出的情况下，形成于第一锥面111及第二锥面112与第一阀座面211及第二阀座面212之间的间隙的流路在第一锥面111与第一凸部A之间具有足够的开口面积，并且形成于该位置的第一节流部的节流效果消失。因此，形成于该间隙的流路的至第二节流部的位置为止的区间成为高压状态的区间，并且不存在中压状态的区间。最小节流部的位置是形成于阀芯10的第二锥面112与阀座20的第二凸部B之间的第二节流部的位置。流体流过第二节流部的位置，并且流向其前方的下接头3的区间的流路的压力处于低压状态。

在流体从图1所示的下接头3流入并向横接头2流出的情况下，形成于第二锥面112与第三阀座面213之间的间隙的、至第二节流部的位置为止的区间的流路的压力处于高压状态。流体流过第二节流部的位置，并且流向其前方的横接头2的区间的流路的压力处于低压状态。

图7是示出在流体从横接头2流入并向下接头3流出的情况下，随着如图5以及图6所示地阀芯10相对于阀座20的分离距离增加而向下接头3流出的流体的流量如何增加的流量变化的示意图。图7的符号I～V示出与图5以及图6的符号I～V相同的阶段。在图7所示的阶段I中，流量控制阀1是闭阀状态，从而在阶段I中，在形成于上述的阀芯10与阀座20之间的间隙的流路流动的流体的流量为零。

图7所示的阶段II是流量控制阀1的开阀之后的状态，流体的流量开始增加。此外，由于图7是示意图，所以与阀芯10相对于阀座20的分离距离对应的流体流量的增加趋势由直线来简单地示出，但并不限定于呈直线状地增加。

在图7中示出的阶段III中，阀芯10相对于阀座20的分离距离达到了预定量Q。在隔着该阶段III而从阶段II向阶段IV过渡时，最小节流部的位置从第一节流部的位置向第二节流部的位置移动。

图7所示的阶段IV是阀芯10相对于阀座20的分离距离进一步增加的状态，在阶段IV中流量继续增加。

在图7所示的阶段V中，流路不存在中压状态的区间，流量处于进一步增加的趋势。

此外，如上所述，图7中，作为示出流体从横接头2流入并向下接头3流出的情况下的流量变化的示意图进行了说明，但流体从下接头3流入并向横接头2流出的情况下的流量变化也与图7相同地示出。

图8是示例出将本实施方式的流量控制阀1作为膨胀阀的冷冻循环系统500的制冷剂回路的图。图8所示的冷冻循环系统500具有作为膨胀阀的流量控制阀1、蒸发器(室内换热器)4、压缩机5、以及冷凝器(室外换热器)6，制冷剂通路501、502、503以及504依次连接上述装置。从流量控制阀1向制冷剂通路501流出后的作为流体的制冷剂因蒸发器4而气化。若从蒸发器4排出气化后的制冷剂，则气化后的制冷剂在制冷剂通路502流动，被压缩机5压缩。若从压缩机5排出压缩后的制冷剂，则压缩后的制冷剂在制冷剂通路503流动，通过冷凝器6而液化。液化后的制冷剂从冷凝器6向制冷剂通路504流出，并再次返回并流入流量控制阀1。即，冷冻循环系统500的制冷剂回路由流量控制阀1、蒸发器4、压缩机5、冷凝器6、以及环状连接上述装置的制冷剂通路501～504构成。

该冷冻循环系统500在空气调节装置(制冷)、冰柜、冰箱等中使用。此外，应用该流量控制阀1作为膨胀阀的冷冻循环系统的结构不限定于图8所示的基本的冷冻循环系统500的结构。通过四通阀的组装，也可在能够使制冷剂回路的制冷剂流动方向反转的制冷、制热用的空气调节装置中使用。

以下，对上述的本发明的一个实施方式的流量控制阀1的作用效果进行说明。

(1)流量控制阀1包括阀座20和阀芯10。在阀座20延伸设置第一阀座面211、与第一阀座面211相连的第二阀座面212、以及与第二阀座面212相连的第三阀座面213。在第一阀座面211与第二阀座面212之间的边界形成有第一凸部A，并在第二阀座面212与第三阀座面213之间的边界形成有第二凸部B。阀芯10具有第一锥面111、与第一锥面111相连的第二锥面112、以及第一锥面111与第二锥面112之间的边界的折曲部C。对于阀芯10而言，通过使第一锥面111相对于阀座20的第一凸部A分离或者抵接，来形成或者关闭流路。阀芯10的中心轴15与第一阀座面211相互所成的第一角度θ1大于阀芯10的中心轴15与第一锥面111相互所成的第二角度θ2。第二角度θ2大于阀芯10的中心轴15与第二阀座面212相互所成的第三角度θ3。第三角度θ3大于阀芯10的中心轴15与第二锥面112相互所成的第四角度θ4。通过使第一锥面111抵接于第一凸部A来关闭流路，此时，折曲部C的折曲位置在与阀芯10的中心轴15平行的方向以及与中心轴15垂直的方向上均位于第一凸部A的位置与第二凸部B的位置之间。

通过这样构成流量控制阀1，从而形成于阀芯10与阀座20之间的间隙的流路中的最小节流部的位置在阀芯10相对于阀座20的分离距离增加时移动。因近年来的制冷剂压高压化的趋势，在阀座面21中，容易在流体流过流路的最小节流部之后的区域产生成为腐蚀破坏的原因的气蚀。根据本实施方式中的流量控制阀1，由于最小节流部的位置移动，所以能够抑制最小节流部周边的位置处的阀座20的迅速的腐蚀破坏的推进。尤其是，第一凸部A的位置也是闭阀时的流路关闭位置，从而能够抑制因该其位置周边的腐蚀破坏而产生的阀泄漏。

(2)第一角度θ1小于90度。即，流路并未折弯成直角，而是平缓地弯曲。因此，在阀芯10相对于阀座20的分离距离小于预定量Q的情况下，在与阀芯10之间形成最小节流部的第一凸部A的位置的正下游的区域内，能够抑制产生成为腐蚀破坏的原因的气蚀。

(3)第三阀座面213沿与开阀方向16平行、即与阀芯10的中心轴15平行的方向延伸，并且第四角度θ4大于0度。因此，在阀芯10的升程量大于预定量Q的情况下，形成于第二凸部B的位置与阀芯10之间的间隙的位置成为最小节流部的位置。期间，能够抑制第一凸部A的位置周边处的阀座20的腐蚀破坏的推进，因此能够抑制阀泄漏的产生。

(4)流量控制阀1包括阀座20和阀芯10。阀芯10通过相对于阀座20分离或者抵接，来在与阀座20之间的间隙形成或者关闭流路。根据阀芯10相对于阀座20的分离距离，流过流路的流体的流量产生变化，并且在流路中最大程度地限制流过的流体的流量的最小节流部的位置从流路中的第一节流部的位置向第二节流部的位置移动。因此，能够抑制最小节流部周边的位置处的阀座20的迅速的腐蚀破坏的推进。尤其是，第一凸部A的位置也是闭阀时的流路关闭位置，从而能够抑制因该位置周边的腐蚀破坏而产生的阀泄漏。

(5)阀座20具有第一凸部A和第二凸部B。阀芯10具有在闭阀时与第一凸部A抵接的第一锥面111、和与第一锥面111相连的第二锥面112。第一节流部在第一锥面111与第一凸部A之间限制流体的流量。第二节流部在第二锥面112与第二凸部B之间限制流体的流量。流体从横接头2以及下接头3中的一方接头向流路流入并向另一方接头流出。第一凸部A的位置以及第一锥面111的位置分别位于比第二凸部B的位置以及第二锥面112的位置更靠横接头2侧。通过使第一凸部A与第一锥面111抵接，来关闭流路。当阀芯10相对于阀座20的分离距离小于预定量Q时，最小节流部的位置是形成于第一凸部A与第一锥面111之间的第一节流部的位置。当阀芯10相对于阀座20的分离距离大于预定量Q时，最小节流部的位置是形成于第二凸部B与第二锥面112之间的第二节流部的位置。当在第二凸部B与第二锥面112之间形成有流路的最小节流部的期间，能够抑制第一凸部A的位置周边处的阀座20的腐蚀破坏的推进，因此能够抑制阀泄漏的产生。

(6)冷冻循环系统500具有作为本实施方式的流量控制阀1的膨胀阀、使流体气化的蒸发器4、对气化后的流体进行压缩的压缩机5、以及使压缩后的流体液化的冷凝器6。该冷冻循环系统500使用如上所述地抑制了因阀座的腐蚀破坏而产生的阀泄漏的流量控制阀1作为膨胀阀，从而能够长时间维持较高的制冷、冷冻、冷藏效果。

在上述内容中，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。本发明的范围内也包括在本发明的技术思想的范围内考虑的其它方式。

Claims (6)

1.一种流量控制阀，其特征在于，具备：

阀座，在该阀座延伸有第一阀座面、与上述第一阀座面相连的第二阀座面、以及与上述第二阀座面相连的第三阀座面，并且在上述第一阀座面与上述第二阀座面之间的边界形成有第一凸部，在上述第二阀座面与上述第三阀座面之间的边界形成有第二凸部；以及

阀芯，其具有第一锥面、与上述第一锥面相连的第二锥面、以及上述第一锥面与上述第二锥面之间的边界的折曲部，通过上述第一锥面相对于上述阀座的上述第一凸部分离或者抵接而在与上述阀座之间的间隙形成或者关闭供流体流过的流路，

上述阀芯的中心轴与上述第一阀座面相互所成的第一角度比上述阀芯的中心轴与上述第一锥面相互所成的第二角度大，

上述第二角度比上述阀芯的中心轴与上述第二阀座面相互所成的第三角度大，

上述第三角度比上述阀芯的中心轴与上述第二锥面相互所成的第四角度大，

当上述第一锥面抵接于上述第一凸部来关闭上述流路时，上述折曲部的折曲位置在与上述阀芯的中心轴平行的方向以及与上述阀芯的中心轴垂直的方向上均位于上述第一凸部的位置与上述第二凸部的位置之间。

2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，

上述第一角度大于90度。

3.根据权利要求1或2所述的流量控制阀，其特征在于，

上述第三阀座面沿与上述中心轴平行的方向延伸，

上述第四角度大于0度。

4.一种流量控制阀，其特征在于，具备：

阀座；以及

阀芯，其通过相对于上述阀座分离或者抵接而在与上述阀座之间的间隙形成或者关闭流路，

根据上述阀芯相对于上述阀座的分离距离，流过上述流路的流体的流量产生变化，并且在上述流路中最大程度地限制上述流量的最小节流部的位置从上述流路中的第一位置向第二位置移动。

5.根据权利要求4所述的流量控制阀，其特征在于，

上述阀座具有第一凸部和第二凸部，

上述阀芯具有在闭阀时与上述第一凸部抵接的第一锥面、和与上述第一锥面相连的第二锥面，

上述第一位置是在上述第一锥面与上述第一凸部之间限制上述流量的第一节流部的位置，

上述第二位置是在上述第二锥面与上述第二凸部之间限制上述流量的第二节流部的位置，

上述流体从第一接头向上述流路流入并向第二接头流出，

上述第一凸部的位置以及上述第一锥面的位置分别位于比上述第二凸部的位置以及上述第二锥面的位置更靠上述第一接头以及上述第二接头中的一方接头侧，

通过上述第一凸部与上述第一锥面抵接来关闭上述流路，

当上述分离距离比预定量小时，上述最小节流部的位置是上述第一位置，

当上述分离距离比上述预定量大时，上述最小节流部的位置是上述第二位置。

6.一种冷冻循环系统，其特征在于，具备：

作为权利要求1～5任一项中所述的流量控制阀的膨胀阀；

使上述流体气化的蒸发器；

对气化后的上述流体进行压缩的压缩机；以及

使压缩后的上述流体液化的冷凝器。