CN109296805A - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀以及冷冻循环系统。在利用针阀(6)开闭阀口(11)来控制制冷剂等流体的流量的电动阀中，降低流体的流动产生的噪音。在阀壳(1)形成阀口(11)、锥形部(12)、以及平直部(13)。由锥形部(12)和平直部(13)构成扩大空间(1B)。在二次接头(31)的阀壳(1)侧的端部设置管嘴部(2)。使管嘴部(2)的筒部(22)向扩大空间(1B)内突出，在筒部(22)与平直部(13)之间形成滞留空间(1C)。通过使流体滞留在滞留空间(1C)内来提高流体的压力的损失系数。管嘴部(2)也可以是与二次接头(31)分体的部件。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及在空调机等中对制冷剂的流量进行控制的电动阀，尤其是涉及对阀口的周围的形状进行改良的电动阀以及冷冻循环系统。

背景技术

以往，在冷冻循环系统中，由控制制冷剂的流量的电动阀产生的、伴随制冷剂通过的噪音经常成为问题。作为实施了这种噪音对策的电动阀，例如有在日本特开2012－82896号公报(专利文献1)以及日本特开2007－107847号公报(专利文献2)中公开的电动阀。

专利文献1的电动阀使制冷剂向内径比第一阀口大的第二阀口内流出，在到达二次接头管之前的第二阀口(扩大空间)内使流速减速，来降低噪音。另外，专利文献2的电动阀使二次接头管(出口接头管)的形状变形，对其固有频率进行改良，实现噪音降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－82896号公报

专利文献2：日本特开2007－107847号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的电动阀中，在相对于第一口成为扩大空间的第二口内的制冷剂的流速较快，为了降低噪音尚有改良的余地。此外，在专利文献2的电动阀中，对应噪音来设定二次接头管的固有频率极为困难。

本发明的课题是提供一种电动阀，其使制冷剂等流体从一次接头管向阀室流入，并使流体从针阀与阀口之间向扩大空间流入，并且使向二次接头管流出的流体的速度进一步减速，针对流体的流动进一步降低流体通过音等噪音。

用于解决课题的方案

方案1的电动阀是经由利用针阀使开口面积增减的阀口而能够将一次接头管所连通的阀室与二次接头管连通的电动阀，在上述阀口的上述二次接头管侧具有直径比该阀口扩大的扩大空间，上述电动阀的特征在于，具备管嘴部，该管嘴部将上述扩大空间与上述二次接头管的管路连通，并且向上述扩大空间内突出而在与该扩大空间的内壁之间形成供流体滞留的滞留空间。

方案2的电动阀是方案1所述的电动阀，其特征在于，上述管嘴部的内径比上述阀口的内径大。

方案3的电动阀是方案1或2所述的电动阀，其特征在于，上述扩大空间由上述阀口侧的圆锥台侧面形状的锥形部、和从该锥形部向上述二次接头管侧延伸的圆柱侧面形状的平直部形成。

方案4的电动阀是方案1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，上述管嘴部与上述二次接头管的端部一体形成。

方案5的冷冻循环系统是包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器的冷冻循环系统，其特征在于，使用方案1～4任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。

发明的效果如下。

根据方案1至4的电动阀，从阀口与针阀的间隙流动的流体流出到扩大空间时，流体滞留在扩大空间内由管嘴部形成的滞留空间，能够提高从该管嘴部流向二次接头管的流体的压力的损失系数而抑制流速，并能够降低噪音。

根据方案2的电动阀，管嘴部的内径比阀口的内径大，因此能够确保阀口全开时流动于二次接头管的流量。

根据方案3的电动阀，由锥形部和平直部形成扩大空间，因此能够利用锥形部确保滞留空间。

根据方案4的电动阀，管嘴部与二次接头管的端部一体形成，因此电动阀的组装变得容易，并且能够减少部件件数。

根据方案5的冷冻循环系统，得到与方案1至4相同的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动阀的纵向剖视图。

图2是本发明的实施方式的电动阀的阀口附近的主要部分放大纵向剖视图。

图3是说明本发明的实施方式的电动阀的阀口的作用的图。

图4是表示使用了本发明的实施方式的电动阀的空调机的一个例子的图。

图5(A)至(C)是表示本发明的实施方式的第一变形例至第三变形例的图。

图中：

1—阀壳，1A—阀室，11—阀口，12—锥形部，13—平直部，1B—扩大空间，1C—滞留空间，2—管嘴部，21—连接管部，22—筒部，23—连通路，22′—筒部，22″—筒部，23′—连通路，24—筒部，31—一次接头管，32—二次接头管，32a—管路，4—支撑部件，4a—内螺纹部，4b—滑动孔，5—阀架，6—针阀，6a—针状部，7—步进马达，71—磁性转子，72—转子轴，72a—外螺纹部，73—定子线圈，X—轴线，10—电动阀，20—室外换热器，30—室内换热器，40—流路切换阀，50—压缩机，100—室外单元，200—室内单元。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的电动阀的实施方式进行说明。图1是实施方式的电动阀的纵向剖视图，图2是实施方式的电动阀的阀口附近的主要部分放大纵向剖视图，图3是说明实施方式的电动阀的阀口的作用的图，图4是表示使用了实施方式的电动阀的空调机的一个例子的图。此外，以下的说明中的“上下”的概念与图1的附图中的上下对应。

首先，基于图4对实施方式的空调机进行说明。空调机具有作为膨胀阀的实施方式的电动阀10、搭载于室外单元100的室外换热器20、搭载于室内单元200的室内换热器30、流路切换阀40、以及压缩机50，这些各要素分别通过导管而如图示那样连接，构成热泵式的冷冻循环系统。该冷冻循环系统是应用本发明的电动阀的冷冻循环系统的一个例子，本发明的电动阀也能够应用于大型建筑物用的多联空调器等室内机侧的节流装置等其它系统。

冷冻循环系统的流路通过流路切换阀40而切换为制热模式以及制冷模式这两种流路，在制热模式中，如实线箭头所示，由压缩机50压缩的作为流体的制冷剂从流路切换阀40向室内换热器30流入，从室内换热器30流出的制冷剂通过管路60向电动阀10流入。并且，制冷剂在该电动阀10膨胀，以室外换热器20、流路切换阀40、压缩机50的顺序循环。在制冷模式中，如虚线箭头所示，由压缩机50压缩的制冷剂从流路切换阀40向室外换热器20流入，从室外换热器20流出的制冷剂在电动阀10膨胀，流经管路60而向室内换热器30流入。流入到该室内换热器30的制冷剂经由流路切换阀40向压缩机50流入。此外，在该图4所示的例子中，在制热模式时，成为使制冷剂从电动阀10的一次接头管31流向二次接头管32的结构，但也可以使配管的连接相反，在制热模式时，成为使制冷剂从二次接头管32流向一次接头管31的结构。

电动阀10作为控制制冷剂的流量的膨胀阀(节流装置)而工作，在制热模式中，室外换热器20作为蒸发器发挥功能，室内换热器30作为冷凝器发挥功能，进行室内的制热。另外，在制冷模式中，室外换热器20作为冷凝器发挥功能，室内换热器30作为蒸发器发挥功能，进行室内的制冷。

接着，基于图1以及图2对实施方式的电动阀10进行说明。该电动阀10具有利用不锈钢、黄铜等金属部件的切削加工等形成的阀壳1，在阀壳1形成有阀室1A。另外，在阀壳1形成有向阀室1A开口的阀口11、锥形部12、以及平直部13。阀口11、锥形部12以及平直部13以轴线X为中心轴，阀口11成为薄型圆柱形状，锥形部12成为圆锥台侧面形状，平直部13成为圆柱形状。

另外，在阀壳1安装有从侧面侧连通至阀室1A的一次接头管31，并且在平直部13的轴线X方向的单侧端部安装有二次接头管32。锥形部12从阀口11的下端连接到平直部13的上端，平直部13向二次接头管32侧延伸。并且，阀室1A与二次接头管32经由阀口11、锥形部12以及平直部13而能够导通。

并且，在阀壳1，利用压入以及铆接以从上部向阀室1A内插通的方式安装有阀导向部件33，在该阀导向部件33的中心形成有阀导向孔33a。另外，在该阀壳1的上端部，以包围阀导向部件33的上端外周部的方式形成有边缘1a，在阀壳1，以嵌合于边缘1a的外周的方式组装有圆筒状的壳体34。该壳体34通过对边缘1a进行铆接并且对底部外周进行硬钎焊而紧固于阀壳1。并且，在壳体34的上端开口部，经由固定金属件41而安装有支撑部件4。

在支撑部件4的中心形成有与阀口11的轴线X同轴的内螺纹部4a及其螺纹孔，并且形成有直径比内螺纹部4a的螺纹孔的外周大的圆筒状的滑动孔4b。并且，在内螺纹部4a的螺纹孔与滑动孔4a中配设有后述的圆柱棒状的转子轴72。另外，在滑动孔4b，能够沿轴线X方向滑动地嵌合有阀架5，该阀架5将上部与转子轴72连结，并且在下部保持针阀6。

阀架5在筒状的圆筒部51的下端紧固有凸起部52，并且在圆筒部51内具备弹簧支架53、压缩螺旋弹簧54、垫圈55以及衬垫56。针阀6利用不锈钢、黄铜等金属部件形成，具有下侧前端的大致椭圆体状的针状部6a、圆柱棒状的杆部6b、以及上端的凸缘部6c。并且，针阀6在阀架5的凸起部52的插通孔52a内插通，并且使凸缘部6c与凸起部52抵接从而安装于阀架5。另外，针阀6的杆部6b在阀导向部件33的阀导向孔33a内插通。

在阀架5，压缩螺旋弹簧54以施加预定的负载的状态安装于弹簧支架53与针阀6的凸缘部6c之间，阀架5将弹簧支架53抵接于衬垫56的下端部，并且在圆筒部51的上端部经由垫圈55按压衬垫56上端部。并且，转子轴72的凸缘部72b卡合于垫圈55与衬垫56之间，利用垫圈55进行防脱。由此，针阀6经由阀架5而与转子轴72连结，并且被杆部6b引导而能够沿轴线X方向移动。

在壳体34的上端，通过焊接等气密地固定有密闭壳体35。在密闭壳体35内设有使外周部磁化为多极的磁性转子71、和紧固于磁性转子71的中心的上述转子轴72。转子轴72的上端部能够旋转地嵌合于设置在密闭壳体35的顶板部的圆筒状的导向件36内。另外，在转子轴72形成有外螺纹部72a，该外螺纹部72a与形成于支撑部件4的内螺纹部4a螺纹结合。在密闭壳体35的外周配设有定子线圈73，磁性转子71、转子轴72以及定子线圈73构成步进马达7。并且，通过对定子线圈73赋予脉冲信号，从而磁性转子71根据脉冲数而旋转并且转子轴72旋转。此外，在导向件36的外周设有针对磁性转子71的旋转限位机构37。

根据以上的结构，实施方式的电动阀如以下那样进行动作。首先，在图1的状态下，通过步进马达7的驱动，磁性转子71以及转子轴72旋转，转子轴72利用转子轴72的外螺纹部72a与支撑部件4的内螺纹部4a的螺纹进给机构而沿轴线X方向移动。针阀6通过伴随该旋转的转子轴72沿轴线X方向的移动而与阀架5一起沿轴线X方向移动。并且，针阀6利用针状部6a的部分增减阀口11的开口面积，控制从一次接头管31流向二次接头管32、或者从二次接头管32流向一次接头管31的流体(制冷剂)的流量。

在二次接头管32的阀壳1侧的端部，形成有由与阀壳1嵌合的厚壁的连接管部21、和圆筒状的筒部22构成的管嘴部2，在该管嘴部2形成有贯通连接管部21和筒部22的连通路23。在此，阀壳1侧的锥形部12和平直部13构成直径比阀口11扩大的扩大空间1B，管嘴部2利用连通路23将扩大空间1B与二次接头管32的管路32a连通。另外，管嘴部2的筒部22以向阀口11侧突出的方式配置于扩大空间1B内(平直部13内)，在该筒部22的外周面与扩大空间1B的内壁(平直部13的内壁)之间形成有圆环状的空间亦即滞留空间1C。并且，从阀口11流出的流体的一部分滞留在该滞留空间1C。

实施方式中的各部的尺寸设定为满足以下的条件。如图2所示，阀口11的内径是与针状部6a的外周匹配的尺寸。另外，管嘴部2的连通路23的内径是比阀口11的内径大的尺寸。相对于阀口11、锥形部12以及平直部13的全长L1，针状部6a的长度L2(使阀口11全闭时的针状部的阀座内的长度)具有(L2)≤(L1)/2的关系。

另外，针状部6a的长度L2与筒部22的长度L3具有(L2)＞(L3)＞(L2)/5的关系。

另外，筒部22的半径方向的宽度W1与滞留空间1C的半径方向的宽度W2具有W2＞W1的关系。此外，这些尺寸以及角度并不限定于图2中图示的尺寸以及角度。

根据以上的结构，如图3所示，当流体从一次接头管31流入阀室1A，并且流体向二次接头管32侧流动时，通过了针状部6a和阀口11的间隙的流体经由锥形部12、平直部13以及管嘴部2的连通路23而流向二次接头管32。此时，针状部6a与阀口11的间隙是最狭窄的部位，流速在此变得最大，阀口11的长度尽可能变短，通过了该间隙的流体的流动顺着锥形部12流动。由锥形部12和平直部13构成的扩大空间1B比阀口11的内径大，因此使压力在锥形部12急剧恢复。并且，流体的一部分流入滞留空间1C，流体滞留在该滞留空间1C内。因此，在管嘴部2的连通路23流动的流体的流速被减速，能够抑制气蚀、流动抵接于二次接头管32，从而能够使流体的流动安定化而降低噪音。即、通过使圆筒状的筒部22在流体的流路中突出来形成滞留空间1C，从而能够提高流体的压力的损失系数而抑制流速，并能够降低噪音。

图5是表示管嘴部2的第一至第三变形例的图。在以下的变形例中，对于与实施方式相同的要素标注与图1至图3相同的符号而适当地省略重复的说明。图5(A)的第一变形例在连接管部21形成有圆筒状的筒部22′，该筒部22′的端部向外侧扩径。另外，图5(B)的第二变形例在连接管部21形成有圆筒状的筒部22″，该筒部22″的端部向内侧缩径。但是，该缩径部的内径比阀口内径大。在第一变形例中，流体难以流入滞留空间1C内的量相当于筒部22′的端部扩径的量，反之，在第二变形例中，流体容易流入滞留空间1C内的量相当于筒部22″的端部扩径的量。即，如该第一变形例以及第二变形例那样，能够利用筒部的端部的形状来调整滞留在滞留空间1C内的流体的量。

图5(C)的第三变形例的管嘴部2在连接管部21形成有圆锥台侧面形状的筒部24，在该管嘴部2形成有将连接管部21和筒部24贯通的圆锥台状(锥形状)的连通路23′。但是，该圆锥台状的上表面的内径比阀口内径大。在该第三变形例中，在二次接头管32的管路32a流动的流体在连通路23′内也恢复压力，流体的流速被减速。

在以上的实施方式以及变形例中，对管嘴部2与二次接头管32一体形成的情况进行了说明，但管嘴部也可以由与二次接头管分体的部件构成，并安装于二次接头管与阀壳之间。另外，在实施方式以及变形例中，由锥形部12和平直部13构成扩大空间1B，但也可以仅由锥形部12、或者仅由平直部13构成扩大空间。并且，也可以是将锥形部和平直部设成多级的结构。

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在本发明中。

Claims (5)

1.一种电动阀，是经由利用针阀使开口面积增减的阀口而能够将一次接头管所连通的阀室与二次接头管连通的电动阀，在上述阀口的上述二次接头管侧具有直径比该阀口扩大的扩大空间，上述电动阀的特征在于，

具备管嘴部，该管嘴部将上述扩大空间与上述二次接头管的管路连通，并且向上述扩大空间内突出而在与该扩大空间的内壁之间形成供流体滞留的滞留空间。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述管嘴部的内径比上述阀口的内径大。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述扩大空间由上述阀口侧的圆锥台侧面形状的锥形部、和从该锥形部向上述二次接头管侧延伸的圆柱侧面形状的平直部形成。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，

上述管嘴部与上述二次接头管的端部一体形成。

5.一种冷冻循环系统，是包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器的冷冻循环系统，其特征在于，

使用权利要求1～4任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。