CN110388500A - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀及使用该电动阀的冷冻循环系统，能够可靠地维持静音性的。该电动阀通过外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹输送机构将收纳于壳体的内周的转子的旋转运动变换为直线运动并基于该直线运动使收纳于阀主体内的阀体在上述阀体中心轴即阀中心轴方向上移动，阀轴支架的收纳室的内周面的内周面下端位于比假想线靠上述阀中心轴方向侧，该假想线通过第二阀口的上述转子侧的端部的内径和在比上述内周面下端更向上述第二阀口侧突出的上述阀体部中作为外径最大的部分的上述第二阀口侧的端部。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及电动阀及使用该电动阀的冷冻循环系统。

背景技术

一直以来，已知具备如图8所示的结构的电动阀(例如，参照专利文献1)。即，若步进电机进行驱动而转子旋转，则通过内螺纹131a与外螺纹121a的螺纹输送作用，阀体114在作为阀体114的中心轴的阀中心轴L方向上移动。由此，进行阀口130b的开度调整，控制从管接头111流入并向管接头112流出的流体的流量、或从管接头112流入并向管接头111流出的流体的流量。

在此，在进行各种流体的流量控制时，由于存在产生流体通过音的问题，因此要求静音化。另外，在使用制冷剂的家庭用空调、商业用空调的冷冻循环的室内机中，在利用电动阀100控制制冷剂流量的情况下，由于在阀口130b通过前后液态制冷剂为气液混合二相流，因此尤其要求即使在多种制冷剂状态、运转状况中都发挥静音性。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2016-089870号公报

可是，上述电动阀100具有通过管接头111、管接头112固定于未图示的流体配管中，且管接头111的中心线与管接头112的中心线垂直交叉的角型结构。在这样的角型电动阀100中，流体从双向流动。即，具备流体从管接头111通过阀室121、阀口130b向管接头112正向流动的情况、从管接头112通过阀口130b、阀室121向管接头111反向流动的情况。

在此，如图9所示，在流体反向流动的情况下，流体在通过阀口130b之后，沿阀体114、阀导向件118向上方流动，流入阀导向件118与内螺纹部件131之间的间隔133的下端开口部133a(参照圆T内)。在该情况下，流入间隔133的下端开口部133a的流体使阀体部120振动。若产生由该振动导致的声响，则难以维持电动阀100的静音性。

发明内容

本发明的目的在于提供能够可靠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。

[1]本发明的电动阀通过外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹输送机构将收纳于壳体的内周的转子的旋转运动变换为直线运动，基于该直线运动使收纳于阀主体内的阀体在上述阀体的中心轴即阀中心轴方向上移动，该电动阀的特征在于，

具备：

形成于上述阀主体内的空间即阀室；

设置于上述阀主体的侧面且作为上述阀室侧的出入口的第一阀口；

第二阀口，其在上述阀体的正下方与上述阀主体设置于同轴的方向，且上述阀体能接近或离开；

阀体部，其由阀导向件及上述阀体构成，该阀导向件在上述第二阀口侧固定上述阀体，并且能滑动地配置于上述阀中心轴方向；

阀轴支架，其在内部形成有上述阀体部在上述阀中心轴方向滑动的筒状的收纳室，

上述收纳室的内周面的上述第二阀口侧端部即内周面下端位于比假想线靠上述阀中心轴方向侧，该假想线通过上述第二阀口的上述转子侧端部的内径和在比上述内周面下端向上述第二阀口侧突出的上述阀体部中外径最大的部分的上述第二阀口侧的端部。

如此，通过阀轴支架的收纳室的内周面下端位于假想线的内侧，在流体从第二阀口向阀室内反向流动的情况下，能够使碰到阀体部的流体的流动方向从形成于阀导向件与阀轴支架之间的间隔的下端开口部偏离。因此，能抑制流体流入间隙的下端开口部中，能够降低因流入间隔的下端开口部中的流体而导致的阀导向件的振动。另外，通过将阀体固定于阀导向件，能够抑制阀体因流体在阀导向中振动的情况。因此，能够缓和阀导向件振动而产生的噪音，能够可靠地维持静音性。

[2]另外，本发明的电动阀的特征在于，

即使在上述阀体位于上述阀体为可动的任一位置，上述收纳室的内周面下端也位于比上述假想线靠上述阀中心轴方向侧。

由此，在流体反向流动的情况下，在作为阀体与第二阀口之间的打开情况的全部的阀开度中，能够使在阀室内上升而碰到阀体部的流体流动的方向从间隔的下端开口部偏离。因此，能更可靠地抑制流体流入间隔的下端开口部中的情况。

[3]另外，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀体具备形成外周直径向上述转子侧变大的圆锥的倾斜外周部，

上述阀轴支架具备在上述第二阀口侧延伸设置且形成外周直径向上述转子侧变大的圆锥的延伸设置部，

上述延伸设置部的上述第二阀口侧的下端部在上述阀轴支架中形成为外径最小，

上述倾斜外周部的圆锥角度比上述延伸设置部的圆锥角度大，且比0°大并比180°小。

如此，通过在阀轴支架、阀体上设置圆锥，在流体从第二阀口向阀室内反向流动的情况下，能够以使流体向外侧流动并从间隔的下端开口部偏离的方式进行引导。另外，通过使倾斜外周部的圆锥角度大于延伸设置部的圆锥角度，在上升中碰到倾斜外周部的流体的流动变化为从间隔向外侧离开的方向，而且，该流动相比于延伸设置部的外周面向外侧被引导。另外，通过以阀轴支架的下端部外径为最小的方式形成阀轴支架，能够抑制流体流入间隔的下端开口部中的情况。

[4]另外，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀体具备：

与上述第二阀口接近的部分即针部；以及

位于上述针部的基端的外周的环状的环状平面部。

由此，通过碰撞于环状平面部的流体向上方对阀体加力，能够恒定地保持螺纹输送机构中的外螺纹与内螺纹的螺纹牙的接触面而抑制产生螺纹间隙。而且，通过流体碰到环状平面部，使流动在环状平面部的外径方向上变化，由于能够抑制流体流入间隔的下端开口部而产生噪音，能够可靠地维持电动阀的静音性。

[5]另外，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，该冷冻循环系统的特征在于，作为上述膨胀阀使用上述电动阀。

发明效果

根据本发明能够提供一种能够可靠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。

附图说明

图1是实施方式的电动阀的概略剖视图。

图2是实施方式的电动阀的主要部分放大图。

图3是表示在实施方式的电动阀中阀体部最接近阀座部的状态的假想线的图。

图4是表示在实施方式的电动阀中阀体部距离阀座部最远的状态的假想线的图。

图5是表示在实施方式的电动阀中阀体部最接近阀座部的状态的假想圆锥的图。

图6是表示在实施方式的电动阀中阀体部距离阀座部最远的状态的假想圆锥的图。

图7是表示在实施方式的电动阀中形成于阀轴支架的延伸设置部的外周的圆锥、及形成于阀体的倾斜外周部的圆锥角度的图。

图8是现有的电动阀的概略剖视图。

图9是现有的电动阀的主要部分放大图。

图中：2—电动阀，4—转子，6—阀轴支架，6a—筒状小径部，6b—筒状大径部，6c—嵌合部，6d—内螺纹，6f—凸缘部，6g—上部开口部，6h—收纳室，6k—延伸设置部，6m—内周面下端，11—阀室，12—第一管接头，12a—第一阀口，15—第二管接头，16—阀座部，16a—第二阀口，16a'—上端内径，17—阀体，17a—固定部，17b—盖部，17c—针部，17c'—基端，17d—环状平面部，17e—倾斜外周部，17g—环状部，18—阀导向件，18a—贯通孔，18b—下端外周，20—阀体部，21—顶板部，22—间隔，22a—下端开口部，27—阀弹簧，30—阀主体，30a—内部底面，33—衬套部件，41—阀轴，41a—外螺纹，41b—锷部，41c—突出部，51—均压孔，60—壳体，67—转子收纳室，70—垫圈，100—电动阀，103—转子，111—第一管接头，112—第二管接头，114—阀体，118—阀导向件，120—阀体部，121—阀室，121a—外螺纹，130b—阀口，131—内螺纹部件，131a—内螺纹，133—间隔，133a—下端开口部，L—阀中心轴，M—阀中心轴，N—延长线，P—假想线，Q—假想圆锥，R—延长线，θ1—倾斜外周部17e的圆锥角度，θ2—延伸设置部6k的外周的圆锥角度。

具体实施方式

以下，参照附图，关于本发明的实施方式的电动阀进行说明。图1是表示实施方式的电动阀2的概略剖视图。并且，在本说明书中，所谓“上”或“下”是以图1的状态规定的方向。即，转子4位于比阀体17靠上方。

在该电动阀2中，在由金属形成筒状的杯状的壳体60的开口侧下方，通过焊接等一体地连接阀主体30。

在此，阀主体30例如由不锈钢等的金属构成，具有作为形成于内部的空间的阀室11。另外，在阀主体30的侧面固定安装直接连通于阀室11的例如不锈钢制、铜制的第一管接头12。在该第一管接头12的阀室11侧形成有作为流体的出入口的截面为圆形的第一阀口12a。而且，在阀主体30的内部底面30a上组装截面为圆形的第二阀口16a形成于上方的阀座部16。并且，第二阀口16a在阀体17的正下方设置于与阀体17同轴方向。在阀座部16上通过第二阀口16a、阀室11固定安装连通于第一管接头12的例如不锈钢制、铜制的第二管接头15。

在壳体60的内周收纳能旋转的转子4，在转子4的轴芯部分上通过衬套部件33配置阀轴41。并且，转子4由含有磁性粉的树脂材料、磁铁石等具有磁性的元件形成。衬套部件33与阀轴41均例如由不锈钢等的金属形成，利用衬套33结合的阀轴41与转子4一边旋转一边在上下方向上一体地移动。并且，在该阀轴41的中间部附近的外周面上形成有外螺纹41a。在本实施方式中，阀轴41作为外螺纹部件而发挥作用。另外，阀体17a相对于第二阀口16a能接近或离开。

在壳体60的外周配置由未图示的磁轭、线轴以及线圈等形成的定子，由转子4与定子构成步进电机。

在阀轴41的相比于衬套部件33靠下方，相对于阀主体30不能相对旋转地固定如后述在与阀轴41之间构成螺纹输送机构A且具有抑制阀轴41的倾斜的功能的阀轴支架6。

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、被收纳于阀主体30的内周部侧的嵌合部6c、环状的凸缘部6f、在嵌合部6c下方(第二阀口16a侧)延伸设置的延伸设置部6k构成。并且，阀轴支架6的凸缘部6f利用焊接等固定于阀主体30的上端。在延伸设置部6k的外周上形成有朝向上方(转子4侧)变大的锥部，延伸设置部6k的下端部在阀轴支架6中外径最小。另外，在阀轴支架6的内部形成有收纳后述的阀导向件18的收纳室6h。并且，阀轴支架6除金属的凸缘部6f以外由树脂材料形成。

另外，从该阀轴支架6的筒状小径部6a的上部开口部6g向下方至预定的深度形成有内螺纹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。并且，通过形成于阀轴41的外周的外螺纹41a、形成于阀轴支架6的筒状小径部6a的内周的内螺纹6d，构成螺纹输送机构A。

而且，在阀轴支架6的筒状大径部6b的侧面贯穿设置有均压孔51，通过该均压孔51使筒状大径部6b内的收纳室6h、转子收纳室67(第二背压室)之间连通。如此，通过设置均压孔51，能通过将壳体60的收纳转子4的空间、阀轴支架6内的空间连通，顺畅地进行阀体17的移动动作。

另外，在阀轴41的下方相对于阀轴支架6的收纳室6h能滑动地配置筒状的阀体部20。该阀体部20具备在收纳室6h内滑动的筒状的阀导向件18、及调整通过第二阀口16a的调整流体的流量的阀体17。并且，阀体17被固定于阀导向件18的下方，被阀导向件18保持。另外，在阀导向件18内收纳被压缩的阀弹簧27、弹簧支撑件35。弹簧支撑件35的上端部与阀轴41的突出部41c点接触。

阀导向件18的顶板部21侧通过冲压成形大致直角地被折弯。并且，在该顶板部21上形成贯通孔18a。另外，在阀轴41的下方还形成锷部41b。

在此，阀轴41以相对于阀导向件18能旋转、且在径向上能位移的方式在松动状态下插入阀导向件18的贯通孔18a，锷部41b以相对于阀导向件18能旋转、且在径向上能位移的方式配置在阀导向件18内。另外，阀轴41插通贯通孔18a，锷部41b的上面以与阀导向件18的顶板部21对置的方式配置。并且，通过锷部41b比阀导向件18的贯通孔18a直径大，防止阀轴41脱落。

通过阀轴41与阀导向件18在径向上能相互移动，关于阀轴支架6以及阀轴41的配置位置，不要求较高的同心安装精度，能得到阀导向件18以及阀体17的同心性。

在阀导向件18的顶板部21与阀轴41的锷部41b之间设置在中央部形成有贯通孔的垫圈70。

其次，关于实施方式的电动阀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，阀体17具备被固定于阀导向件18的内周的圆柱状的固定部17a、封闭阀导向件18的下端的大致圆盘状的盖部17b、及具有大致圆锥台状的形状并具有调整通过第二阀口16a的流体的流量的功能的针部17c。并且，针部17c位于阀体17的最下方，向盖部17b的下方突出。

并且，如图3所示，盖部17b具备位于针部17c的基端17c'外周的作为环状平面的环状平面部17d。而且，在环状平面部17d的外周上形成有形成外周径向上方(转子4侧)变大的圆锥的倾斜外周部17e。另外，在盖部17b的上端形成有与阀导向件18的下端接触且成为阀体17的最大外径的环状部17g。另外，在阀导向件18的外周与阀轴支架6的收纳室6h的内周之间形成有间隔22。

另外，收纳室6h的内周面下端6m(第二阀口16a侧的下端)位于通过第二阀口16a的上端内径16a'(转子4侧的端部的内径)与阀导向件18的下端外周18b的假想线P的内侧(阀中心轴M方向侧)。在此，图3表示阀体17最接近阀座部16的状态，图4表示阀体17距离阀座部16最远的状态。

另外，如图3、4所示，收纳室6h的内周面下端6m即使阀体17位于阀体17为可动的任一位置上也位于假想线P的内侧。由此，在流体从第二阀口16a向阀室11内逆向流动的情况下，能够使碰到阀体部20时的流体流动方向从间隔22的下端开口部22a偏离。因此，能抑制流体向间隔22的下端开口部22a流入。

另外，如图5、6所示，本实施方式的电动阀2在假定了使形成于阀轴支架6的延伸设置部6k的外周的圆锥向下方延长的假想圆锥Q的情况下，以阀体部20的一部分向假想圆锥Q的外侧突出的方式形成。如图5所示，在阀体17最接近阀座部16的状态下，阀导向件18、固定部17a、盖部17b、针部17c向假想圆锥Q的外侧突出。另外，如图6所示，在阀体17距离阀座部16最远的状态下，阀导向件18的下端外周18b、倾斜外周部17e、及环状部17g向假想圆锥Q的外侧突出(参照圆W内)。如此，通过阀体部20的一部分总是向假想圆锥Q的外侧突出，从第二阀口16a向阀室11内上升的流体中的碰到阀体部20的流体向外侧偏离，未向间隔22的下端开口部22a直接进入。

另外，如图7所示，形成于阀体17的盖部17b的倾斜外周部17e的圆锥角度θ1以比延伸设置部6k的外周的圆锥角度θ2大的方式形成(θ1＞θ2)。而且，圆锥角度θ1设定在比0°大且比180°小的范围内(0°＜θ1＜180°)。在此，圆锥角度θ1是指在图7所示的电动阀2的剖视图中从两侧的倾斜外周部17e延伸的延长线N在阀中心轴M交叉的情况下的两条延长线N之间的角度。另外，圆锥角度θ2也相同，是指在从两侧的延伸设置部6k的外周延伸的延长线R在阀中心轴M交叉的情况下的两条延长线R之间的角度。

如此，通过在延伸设置部6k、盖部17b上设置圆锥，能够以使上升的流体向外侧流动并从间隔22逃逸的方式引导。另外，通过使倾斜外周部17e的圆锥角度θ1大于延伸设置部6k的圆锥角度θ2，上升中碰到倾斜外周部17e的流体的流动变化为从间隔22的下端开口部22a向外侧离开的方向，而且，该流相比于延伸部6k的外周面被向外侧引导。

其次，关于电动阀2中的流体的流动进行说明。如图2所示，流体在阀室11内从第二管接头15向阀座部16的第二阀口16a向反方向流动的情况下，流体一边沿改变圆锥角度的同时且越向上方外周直径越大的针部17c的外周，向阀体17的外侧流动一边上升。上升的流体以通过外周直径向上方变大的倾斜外周部17e大量地流向阀体17的外侧的方式被引导，能防止流入间隔22的下端开口部22a。

并且，如图3、4所示，由于收纳室6h的内周面下端6m位于假想线P的内侧且延伸设置部6k的下端部的外径在阀轴支架6中外径形成为最小，因此上升的流体的确以不流入间隔22的下端开口部22a的方式被引导。上升的流体的一部分通过第一阀口12a向第一管接头12排出，另外一部分还继续上升。

还在阀室11内上升的流体以通过形成于阀轴支架6的延伸设置部6k的外周的圆锥再次向外侧流动的方式被引导。因此，如图9所示，能防止碰撞于阀轴支架(内螺纹部件131)的下端面131a的流体的一部分流入间隔133的下端开口部133a。流体沿形成于阀轴支架6的延伸设置部6k的外周的圆锥继续上升，在碰到阀轴支架6的嵌合部6c的下端面并折回后，向第一管接头12排出。

根据该实施方式的电动阀2，通过防止流体流入间隔22的下端开口部22a，能够抑制流入间隔22的流体使阀体部20振动的情况。因此，能够缓和阀体部20振动而产生的噪音，能够可靠地维持静音性。

另外，通过在上升的途中碰到环状平面部17d的流体向上方对阀体17加力，能够恒定地保持螺纹输送机构A中的外螺纹41a与内螺纹6d的螺纹牙的接触面而抑制螺栓间隙的产生。另外，通过流体碰到环状平面部17d，使流动在环状平面部17d的外径方向上，能抑制流体流入上述间隔22的下端开口部22而产生噪音。因此，能够可靠地维持电动阀2的静音性。

另外，由于阀体17被固定于阀导向件18，阀体17不会由于流体而在阀导向件18中振动，能够维持电动阀2的静音性。

另外，在上述实施方式中，举例说明阀导向件18的下端外周18b的外径为阀体部20的最大外径的情况，但也假设下端外周18b的外径未必为阀体部20的最大外径的情况。该情况下，可以将通过作为阀体部20的最大外径的部分的下侧端部与第二阀口16a的上端内径16a'的线作为假想线P。可是，该情况下的阀体部20是在阀体部20中的相比于阀轴支架6的收纳室6h的内周面下端6m向下侧突出的部分。

另外，在上述实施方式中，环状平面部17d以及倾斜外周面17e假想为平面的情况，但也可以具有凹凸。另外，环状平面部17d未必是与阀中心轴M正交的平面，也可以相对于与阀中心轴M正交的平面倾斜。

另外，上述实施方式的电动阀2在例如由压缩机、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置于冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀使用。

Claims (5)

1.一种电动阀，其通过外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹输送机构将收纳于壳体的内周的转子的旋转运动变换为直线运动，基于该直线运动使收纳于阀主体内的阀体在上述阀体的中心轴即阀中心轴方向上移动，该电动阀的特征在于，

具备：

形成于上述阀主体内的空间即阀室；

设置于上述阀主体的侧面且作为上述阀室侧的出入口的第一阀口；

第二阀口，其在上述阀体的正下方设置于与上述阀主体同轴的方向，上述阀体能接近或离开；

阀体部，其由阀导向件以及上述阀体构成，该阀导向件在上述第二阀口侧固定上述阀体，且能滑动地配置于上述阀中心轴方向；以及

在内部形成有上述阀体部在上述阀中心轴方向上滑动的筒状的收纳室的阀轴支架，

上述收纳室的内周面的上述第二阀口侧端部即内周面下端位于比假想线靠上述阀中心轴方向侧，该假想线通过上述第二阀口的上述转子侧端部的内径和在比上述内周面下端更向上述第二阀口侧突出的上述阀体部中作为外径最大的部分的上述第二阀口侧的端部。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

即使上述阀体位于上述阀体为可动的任一位置，上述收纳室的内周面下端均位于比上述假想线靠上述阀中心轴方向侧。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述阀体具备形成外周直径向上述转子侧变大的圆锥的倾斜外周部，

上述阀轴支架具备在上述第二阀口侧延伸设置且形成外周直径向上述转子侧变大的圆锥的延伸设置部，

上述延伸设置部的上述第二阀口侧的下端部形成为在上述阀轴支架中外径最小，

上述倾斜外周部的圆锥角度比上述延伸设置部的圆锥角度大，且比0°大、比180°小。

4.根据权利要求1～3任一项所述的电动阀，其特征在于，

上述阀体具备：

与上述第二阀口接近的部分即针部；以及

位于上述针部的基端的外周的环状的环状平面部。

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

作为上述膨胀阀使用权利要求1～4任一项所述的电动阀。