CN111133240A - 膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种紧凑并能够进一步提高消音效果的膨胀阀。膨胀阀具有：阀主体，该阀主体具备入口通路、阀室、膨胀室以及出口通路，该入口通路导入高压制冷剂，该阀室与该入口通路连通，该膨胀室包含使导入该阀室内的制冷剂减压的孔，该出口通路设在该膨胀室的下游侧并将通过所述膨胀室的制冷剂导出；整流板，该整流板配置在所述阀主体并分隔所述膨胀室与所述出口通路；对所述孔进行开闭的阀部件；以及驱动该阀部件的阀部件驱动装置。所述整流板具有向所述出口通路侧突出的中空凸部以及形成在所述中空凸部的顶端侧的节流孔，在所述孔开放时进入所述膨胀室内的制冷剂通过所述节流孔后流向所述蒸发器。

Description

膨胀阀
技术领域
本发明涉及一种用于制冷循环的膨胀阀。
背景技术
在一般的车辆中，为了提供噪音少又舒适的车内环境，有例如降低汽车空调运行时的噪音的要求。虽然伴随汽车空调运行的噪音的产生原因各种各样，但用于制冷循环的膨胀阀作为噪音发生源而被关注。在这种膨胀阀中，高压制冷剂在孔被减压并流向蒸发器时产生独特的动作声音，特别是将膨胀阀设置于分隔发动机室和车室的隔壁的情况等，由于动作声音容易传到车内，所以会有要求降低噪音的情况。在膨胀阀使用了各种方法用来降低噪音。
在专利文献1中，公开了在朝向蒸发器的出口通路设有具有节流开口的整流板的膨胀阀。根据该膨胀阀，制冷剂在通过节流开口时其中的气泡被细分化，由此能够降低因气泡破裂引起的噪音。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-231571号公报
发明要解决的技术问题
另外，在因气泡破裂引起的噪音以外，也有因制冷剂的紊流引起噪音的情况，但通过设置整流板，也能够降低那样的噪音。更具体而言，通过膨胀阀的孔而被节流的制冷剂在到达出口通路之前一边膨胀一边将行进方向转变大致90度地流动，但在那时可能引发成为噪音的原因的紊流。因此，通过将膨胀的制冷剂在整流板的节流开口再次节流，能够防止紊流产生从而达到消音。将这称为所谓的“消音器效果”。
另外，为了充分发挥消音器效果，最好是尽力扩大从孔到整流板的制冷剂通过的空间的容积。另一方面，由于汽车空调等部件的小型化被重视，也希望将膨胀阀尽力小型化。然而，若使膨胀阀小型化，则从孔到整流板的空间的容积也会被限制，可能无法充分发挥消音器效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑并能够进一步提高消音效果的膨胀阀。
用于解决技术问题的技术手段
为了达到上述的目的，根据本发明的膨胀阀具有：阀主体，该阀主体具备入口通路、阀室、膨胀室以及出口通路，该入口通路导入高压制冷剂，该阀室与该入口通路连通，该膨胀室包含使导入该阀室内的制冷剂减压的孔，该出口通路设在该膨胀室的下游侧并将通过所述膨胀室的制冷剂导出；整流板，该整流板配置在所述阀主体并分隔所述膨胀室与所述出口通路；阀部件，该阀部件对所述孔进行开闭；以及阀部件驱动装置，该阀部件驱动装置驱动该阀部件，其中，所述整流板具有中空凸部以及节流孔，该中空凸部向所述出口通路侧突出，该节流孔形成在所述中空凸部的顶端侧。
优选的是，所述中空凸部为圆筒状且该中空凸部的外径比与所述出口通路连结的配管的内径小。
优选的是，所述中空凸部的至少一部分配置在所述配管的内侧。
优选的是，所述整流板通过对金属板进行冲压加工而形成。
发明效果
通过本发明，能够提供一种紧凑并能够进一步提高消音效果的膨胀阀。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式中的膨胀阀的整体结构的图。
图2是孔周边的区域AR的放大图。
图3是整流板的立体图。
图4是示意性地表示将本实施方式中的膨胀阀应用于制冷剂循环系统的例子的概略剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式中的膨胀阀1进行说明。另外，在以下的实施方式以及比较例的说明中，对于具有相同功能的部位、部件赋予相同的符号，并省略对于赋予相同符号的部位、部件的重复的说明。
(方向的定义)
在本说明书中，在附图所示的纸面上，将从阀芯3朝向动作棒5的方向定义为“上方向”、将从动作棒5朝向阀芯3的方向定义为“下方向”。
(膨胀阀的概要)
参照图1到图3对本实施方式中的膨胀阀1的概要进行说明。图1是表示将实施方式中的膨胀阀1的整体结构与连接到蒸发器的配管一同显示的示意图。另外，在图1中，与动力元件8对应的部分用侧视图表示，而其他部分用剖视图表示。图2是孔周边的区域AR的放大图，图2的(a)是本实施方式的放大图，图2的(b)、(c)是比较例中的相同部位的放大图。图3是整流板的立体图。
膨胀阀1具有具备阀室VS的铝制阀主体2、阀芯3、施力部件4、动作棒5以及环形弹簧6。
阀主体2除阀室VS以外，还具有第一流路21以及第二流路22。第一流路21是例如供给侧流路(也称为入口流路)，经由供给侧流路将流体供给到阀室VS。第二流路22是例如排出侧流路(也称为出口流路)，经由排出侧流路将阀室VS内的流体排出到膨胀阀外。在第二流路22连接有延伸到蒸发器(图1中未示出)而与蒸发器连结的配管H1。在配管H1的端部外周以与第二流路22的内壁抵接的方式配置有O型圈OR，从而防止制冷剂泄漏。
在阀主体2的第二流路22的入口附近配置有整流板30，该整流板30进入配管H1内。如图3所示，整流板30呈大致礼帽形状，具体而言，整流板30具有圆形板部31以及与圆形板部31一体设置的中空圆筒形状的中空凸部32，在中空凸部32的顶端形成有开口(也称为节流孔)33。另外，圆形板部31和中空凸部32相互偏心，但也可以同轴。
在本实施方式中，整流板30通过将SUS等板材冲压成形而形成，但也可以由树脂形成。另外，也可以将圆形板部31和中空凸部32作为分体，通过将它们接合来形成整流板。圆形板部31的外周通过铆接或压入等方法安装在第二流路22的内壁。
在图1中，在将中空凸部32的外径设为D2、配管H1的内径设为D1时，使D2≤D1成立。因此，如图1所示能够使中空凸部32进入配管H1的内部来组装整流板30。但是，考虑到与配管H1的组装误差，为了进行流畅的组装，优选D2＜D1。
阀芯3配置在阀室VS内。当阀芯3落座到阀主体2的阀座20时，第一流路21与第二流路22成为非连通状态。另一方面，当阀芯3从阀座20离开时，第一流路21和第二流路22成为连通状态。
施力部件4将阀芯3朝向阀座20施力。施力部件4是例如线圈弹簧。
动作棒5的下端与阀芯3接触。另外，动作棒5能够克服施力部件4的作用力而将阀芯3向开阀方向按压。当动作棒5向下方向移动时，阀芯3从阀座20离开，膨胀阀1成为开状态。
将从配置于阀座20的下游的小径的孔27到整流板30的开口33的空间称为膨胀室EX。即，整流板30将膨胀室EX和第二流路22分隔。相对于膨胀室EX隔着薄壁而形成有用于与其他部件紧固的螺栓孔25。
环形弹簧6是抑制动作棒5的振动的防振部件。该环形弹簧6配置在动作棒5的外周面55与阀主体2的内周面26a之间。但是，环形弹簧6不一定是必须的。
在阀主体2的上部形成有返回流路(也称为返回通路)23。在返回流路23连接有从蒸发器(图1中未示出)延伸的配管H2。在配管H2的端部外周以与返回流路23的内壁抵接的方式配置有O型圈OR，从而防止制冷剂泄漏。
接下来，通过与比较例进行比较对本实施方式的效果进行说明。首先，在图2的(b)所示的比较例1中，整流板30A仅由圆形板部31形成，圆形板部31具有开口33。将该开口33设为与整流板30的开口33相同形状。另外，膨胀室EX的容积与本实施方式中的相比较小。
在图2的(b)所示的比较例1中，通过所谓的消音器效果，也能够在一定程度上降低开阀时因通过阀座20与阀芯3之间以及孔27后的制冷剂发出的通过声。
与此相对，如图2的(c)所示的比较例2那样，即使使用相同的整流板30A，也能通过增大膨胀室EX的容积，提高所谓的消音器效果，从而能够期待更好的通过声降低效果。但是，例如若在阀主体2设置螺栓孔25等，则为了避免干涉限制了膨胀室EX的容积，从而难以获得比这更好的通过声降低效果。
因此，在本实施方式中，通过使用如图2的(a)所示那样具有中空凸部32的整流板30，能够进一步扩大包含孔的膨胀室EX的容积，从而能够进一步提高所谓的消音器效果，因此能够期待更好的通过声降低效果。特别地，通过将中空凸部32的一部分插入配管H1内，能够抑制膨胀室EX与配管H1的干涉，并且能够提高膨胀室EX的容积且维持阀主体2的紧凑的外形。在用于汽车空调等的膨胀阀中这样的效果尤其重要。另外，中空凸部32的直径以及长度，开口33的面积、形状等，能够根据产品的规格选择最合适的。另外，膨胀室EX的孔径(与中空凸部32的中心轴正交的方向上的直径)也不限于图2的(a)所示的大小，可以是任意直径。
(膨胀阀1的应用例)
参照图4对膨胀阀1的应用例进行说明。图4是示意性地表示上述实施方式中的膨胀阀1应用于制冷剂循环系统100的例子的概略剖视图。
在图4记载的例子中，膨胀阀1与压缩机101、冷凝器102以及蒸发器104流体连接。
另外，膨胀阀1在除了阀主体2、阀芯3、施力部件4、动作棒5、环形弹簧6、第一流路21以及第二流路22之外，还具有动力元件8与返回流路23。由阀芯3和阀座20构成阀部件，由动力元件8、施力部件4以及动作棒5构成阀部件驱动装置。
参照图4，在压缩机101被加压的制冷剂在冷凝器102被液化，并被送到膨胀阀1。另外，在膨胀阀1被绝热膨胀的制冷剂通过配管H1被送出到蒸发器104，并在蒸发器104与在蒸发器周围流动的空气进行热交换。从蒸发器104返回的制冷剂从配管H2通过膨胀阀1(更具体而言，返回流路23)返回到压缩机101侧。
在膨胀阀1供给有来自冷凝器102的高压制冷剂。更具体地，来自冷凝器102的高压制冷剂经由第一流路21被供给到阀室VS。在阀室VS内，阀芯3与阀座20相对配置。另外，阀芯3由阀芯支撑件29支承，阀芯支撑件29通过施力部件4(例如，线圈弹簧)而被向上施力。换言之，阀芯3被施力部件4向闭阀方向施力。施力部件4配置在阀芯支撑件29与施力部件接受部件24之间。在图4记载的例子中，施力部件接收部件24是通过安装于阀主体2而将阀室VS封闭的塞子。
当阀芯3落座到阀座20时(换言之，当膨胀阀1为闭状态时)，阀室VS的上游侧的第一流路21和阀室VS的下游侧的第二流路22处于非连通状态。另一方面，当阀芯3离开阀座20时(换言之，当膨胀阀1为开状态时)，供给到阀室VS的制冷剂通过第二流路22被送出到蒸发器104。这时，通过孔27后进入容积较大的膨胀室EX，之后通过整流板30的开口33，由此能够有效地降低通过声。另外，通过与动力元件8连接的动作棒5进行膨胀阀1的闭状态与开状态之间的切换。
在图4记载的例子中，动力元件8配置在膨胀阀1的上端部。动力元件8具有上盖部件81、在中央部具有开口的承受部件82、以及在上盖部件81和承受部件82之间配置的隔膜(未图示)。由上盖部件81和隔膜包围的第一空间中填充有工作气体。
隔膜的下表面经由隔膜支承部件与动作棒连接。因此，若第一空间内的工作气体被液化，则动作棒5向上移动，若液化的工作气体被气化，则动作棒5向下移动。这样，进行膨胀阀1的开状态和闭状态之间的切换。
隔膜与承受部件82之间的第二空间与返回流路23连通。因此，根据流过返回流路23的制冷剂的温度、压力，第一空间内的工作气体的相(气相、液相等)发生变化，从而驱动动作棒5。换言之，在图4记载的膨胀阀1中，根据从蒸发器104返回膨胀阀1的制冷剂的温度、压力，自动地调整从膨胀阀1向蒸发器104供给的制冷剂的量。另外，在图4记载的例子中，返回流路23与凹部26连通，凹部26配置在返回流路23的下方。
另外，本发明不限定于上述实施方式。在本发明的范围内，能够对上述实施方式的任意构成要素进行变形。另外，在上述实施方式中，能够追加或省略任意构成要素。
例如，整流板30的中空凸部代替中空圆柱形状，可以是中空的锥形形状(中空圆锥台形状)、中空方筒形状。
符号说明
1：膨胀阀
2：阀主体
3：阀芯
4：施力部件
5：动作棒
6：环形弹簧
8：动力元件
20：阀座
21：第一流路
22：第二流路
23：返回流路
24：施力部件接收部件
25：螺栓孔
26：凹部
27：孔
30：整流板
31：圆形板部
32：中空凸部
33：开口
100：制冷剂循环系统
101：压缩机
102：冷凝器
104：蒸发器
EX：膨胀室
H1、H2：配管
VS：阀室

Claims (4)

1.一种膨胀阀，具有：
阀主体，该阀主体具备入口通路、阀室、膨胀室以及出口通路，该入口通路导入高压制冷剂，该阀室与该入口通路连通，该膨胀室包含使导入该阀室内的制冷剂减压的孔，该出口通路设在该膨胀室的下游侧并将通过所述膨胀室的制冷剂导出；
整流板，该整流板配置在所述阀主体并分隔所述膨胀室与所述出口通路；
阀部件，该阀部件对所述孔进行开闭；以及
阀部件驱动装置，该阀部件驱动装置驱动该阀部件，
该膨胀阀的特征在于，
所述整流板具有中空凸部以及节流孔，该中空凸部向所述出口通路侧突出，该节流孔形成在所述中空凸部的顶端侧。
2.根据权利要求1所述的膨胀阀，其特征在于，
所述中空凸部为圆筒状且该中空凸部的外径比与所述出口通路连结的配管的内径小。
3.根据权利要求2所述的膨胀阀，其特征在于，
所述中空凸部的至少一部分配置在所述配管的内侧。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的膨胀阀，其特征在于，
所述整流板通过对金属板进行冲压加工而形成。
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