CN111141071A - 温度式膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于消除现有的温度式膨胀阀的构造的复杂度，而且提供具备耐候性、耐久性的小型轻量的温度式膨胀阀(10)。本发明的温度式膨胀阀(10)具备插装式的膨胀阀主体(100)和对其进行容纳的壳体(200)，膨胀阀主体(100)具备大致形成膨胀阀主体(100)的外壳的阀主体部(110)和感温部(120)，感温部(120)容纳感应蒸发器(20)的出口侧配管的温度而位移的膜片(124)，阀主体部(110)包括通过冲压加工作为一体地形成有固定感温部(120)的膜片(124)的下盖(111Aa)及针(141)可移动地接近/分离的阀座(111Ab)的金属制的冲压加工部(111A)、以及冲压加工部(111A)利用树脂镶嵌成形的树脂材料部(111B)。

Description

温度式膨胀阀

技术领域

本发明涉及在冷冻循环中使用的温度式膨胀阀。

背景技术

一直以来，已知如专利文献1、2所记载的那样的温度式膨胀阀，其感应制冷剂循环的蒸发器的出口侧配管的温度，调节流经膨胀阀的制冷剂等流体的节流量，使流体减压膨胀。

在专利文献1中公开了一种温度式膨胀阀，其将形成有制冷剂的流路的塑料制的壳体和包括插入到该壳体的管部件等且具有膨胀阀的功能的盒式单元作为单体而构成。在专利文献1所记载的温度式膨胀阀中，由于在塑料制的壳体形成流路，因此流路形成的自由度高，能够消除构造的复杂度。

另外，在专利文献2中公开了一种温度式膨胀阀，其能够向设有制冷剂的流路的膨胀阀主体仅从一方侧安装阀杆等功能部件，而且具备能够变更压缩盘簧的设定力的调整装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第4462813号公报

专利文献2：日本特开平08-152232号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的温度式膨胀阀中，由于插入到壳体的管部件为不锈钢等金属的深拉加工品，因此存在难以形成复杂的形状，重量重的问题。另外，由于使用塑料制的壳体，因此在强度、耐候性上存在问题。而且，塑料因长期的使用而使制冷剂透过，仍存在冷冻循环内的制冷剂逐渐减少的可能性。

另外，在专利文献2所记载的温度式膨胀阀中，在插入到膨胀阀主体的筒体，感温壳体通过铆接加工而固定，且整体由金属部件形成，存在与专利文献1相同地重量重，形状的自由度低，且构造复杂的课题。

因此，本发明的目的在于消除现有的温度式膨胀阀的结构的复杂度，进一步地提供具备耐候性、耐久性的一种小型轻量的温度式膨胀阀。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的温度式膨胀阀具备：阀壳体，其配管连接冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间；以及插装式的膨胀阀主体，其容纳于上述阀壳体，且感应蒸发器的出口侧配管的温度，调节该冷冻循环的流体的节流量，进行减压膨胀，上述温度式膨胀阀的特征在于，上述膨胀阀主体具备：阀主体部，其形成有容纳阀芯的阀室、使上述流体流入上述阀室的入口孔、以及使上述流体从上述阀室流出的出口孔；以及感温部，其固定于上述阀主体部，且容纳感应上述蒸发器的出口侧配管的温度而位移的膜片，上述阀主体部由通过冲压加工作为一体地形成有固定上述感温部的上述膜片的下盖及上述阀芯能够移动地接近/分离的阀座的金属制的冲压加工部、以及上述冲压加工部利用树脂材料镶嵌成形的树脂材料部构成。

另外，也可以是，上述冲压加工部的形成有上述阀座的面和形成有上述下盖的突缘部的面平行地形成。

另外，也可以是，在上述膨胀阀主体被容纳于上述壳体的状态下，上述阀主体部的上述树脂材料部不暴露于外部空气。

另外，也可以是，在上述膨胀阀主体被容纳于上述壳体的状态下，上述阀主体部的上述冲压加工部与上述树脂材料部的边界面不暴露于外部空气。

另外，也可以是，上述树脂材料部的材质使用拉伸强度为80MPa以上的树脂。

另外，也可以是，在上述树脂材料部的材质中含有玻璃纤维和/或碳纤维等增强材料。

另外，也可以是，在上述树脂材料部的材质中含有PTFE等滑动性材料。

另外，也可以是一种冷冻循环，其组装有上述温度式膨胀阀。

发明效果

根据本发明，能够消除现有的温度式膨胀阀的构造的复杂度，进一步地，能够提供具备耐候性、耐久性的小型轻量的温度式膨胀阀。

附图说明

图1是表示本发明的温度式膨胀阀的一例的立体图。

图2是图1所示的温度式膨胀阀的沿II-II线的纵剖视图，是详细表示壳体的图。

图3是图2所示的温度式膨胀阀的纵剖视图，是详细表示插装式的膨胀阀主体的图。

图4是图3所示的膨胀阀主体的主视图。

图5是图4所示的膨胀阀主体的立体图。

图6是应用本发明的温度式膨胀阀的冷冻循环的概略结构图。

图中：

1—冷冻循环，10—温度式膨胀阀，11、21、21A、21B、21C、21D—入口配管，20、20A、20B、20C、20D—蒸发器，20a、20Aa、20Ba、20Ca、20Da、30a、40a、201—入口端口，20b、20Ab、20Bb、20Cb、20Db、30b、40b、202、202A、202B、202C、202D—出口端口，22、22A、22B、22C、22D—出口配管，30—压缩机，40—冷凝器，100、100A、100B、100C、100D—膨胀阀主体，110—阀主体部，111A—冲压加工部，111Aa—下盖，111Ab—阀座，111Ac—开口部，111Ad—阀端口，111B—树脂材料部，111Ba—阀室，111Bb—入口孔，111Bc—出口孔，111Bd—均压孔，111Be—螺纹加工部，111Bf—止动件，120—感温部，121、121A、121B、121C、121D—毛细管，122、122A、122B、122C、122D—感温筒，123—上盖，124—膜片，125—膜片室，126—膜片下部空间，130—连动部，131—压板，132—盘簧，133—连结杆，140—阀芯部，141—针，141a—连通孔，142—调整弹簧，143—调整螺钉，200—壳体，203—止脱槽，204—防脱部件，205—安装孔。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对应用本发明的温度式膨胀阀的冷冻循环进行说明。

图6是应用本发明的温度式膨胀阀10的冷冻循环1的概略结构图。

在图6中，冷冻循环1具备温度式膨胀阀10、四台蒸发器20A、20B、20C、20D、压缩机30、以及冷凝器40。在此，温度式膨胀阀10使用配合四台蒸发器20A、20B、20C、20D的台数，如后述的图1所示，在壳体200容纳有四台插装式的膨胀阀主体100A、100B、100C、100D的四连式温度式膨胀阀10，但蒸发器20及膨胀阀主体100的台数不限于此。但是，通过这样配合多个蒸发器20A、20B、20C、20D的台数而配备相同台数的膨胀阀主体100，并将每个连接，能够结合每个蒸发器20A、20B、20C、20D的动作状态进行细致的控制。

温度式膨胀阀10的入口端口201经由温度式膨胀阀10的入口配管11与冷凝器40的输出端口40b连接。温度式膨胀阀10的四台膨胀阀主体100A、100B、100C、100D的出口端口202A、202B、202C、202D经由四根入口配管21A、21B、21C、21D分别与四台蒸发器20A、20B、20C、20D的入口端口20Aa、20Ba、20Ca、20Da连接。在四台蒸发器20A、20B、20C、20D的出口端口20Ab、20Bb、20Cb、20Db分别连接有四根出口配管22A、22B、22C、22D，它们的另一方的端部合成一根配管而连接于压缩机30的入口端口30a。压缩机30的出口端口30b与冷凝器40的入口端口40a连接。

另外，如图6所示，在四台蒸发器20A、20B、20C、20D的出口配管22A、22B、22C、22D固定有经由四根毛细管121A、121B、121C、121D与膨胀阀主体100A、100B、100C、100D分别连接的四根感温筒122A、122B、122C、122D，检测四台蒸发器20A、20B、20C、20D的出口配管22A、22B、22C、22D的温度。

如图6所示，被压缩机30压缩了的制冷剂等流体被冷凝器40冷凝液化，经由入口配管11输送至温度式膨胀阀10。输送到温度式膨胀阀10的四台膨胀阀主体100A、100B、100C、100D的制冷剂感应由四根感温筒122A、122B、122C、122D检测到的四台蒸发器20A、20B、20C、20D的出口配管22A、22B、22C、22D各自的温度，节流量被调整，并减压膨胀。进行了减压膨胀的制冷剂从四台膨胀阀主体100A、100B、100C、100D各自的出口端口202A、202B、202C、202D分别经由四根入口配管21A、21B、21C、21D输送到四台蒸发器20A、20B、20C、20D。被输送到四台蒸发器20A、20B、20C、20D的每一个的制冷剂蒸发气化，通过此时的气化热，冷却各蒸发器20A、20B、20C、20D的周围即室内等。蒸发气化后的制冷剂经由四台蒸发器20A、20B、20C、20D的出口配管22A、22B、22C、22D输送到压缩机30。由此，构成制冷剂等流体反复循环，通过蒸发器20A、20B、20C、20D的气化热持续进行室内等的冷却的冷冻循环1。

图1是表示本发明的温度式膨胀阀10的一例的立体图。

在图1中，温度式膨胀阀10为感应冷冻循环1的蒸发器20的出口配管22的温度，调整冷冻循环1的制冷剂等流体的节流量而进行减压膨胀的温度式膨胀阀。温度式膨胀阀10具备四台插装式的膨胀阀主体100A、100B、100C、100D和能够将它们作为一体容纳，且供四台膨胀阀主体100A、100B、100C、100D与冷冻循环1的蒸发器20及冷凝器40之间的制冷剂的流路形成的壳体200。

此外，在此，以具备四台插装式的膨胀阀主体100A、100B、100C、100D的四连式温度式膨胀阀10为例进行说明，但不限于此，膨胀阀主体100的台数可以是一台，也可以是四台以外的多台。另外，在以下的说明中，以1台膨胀阀主体100为例进行说明。另外，通过这样将插装式膨胀阀主体100和壳体200作为分体而构成，在膨胀阀主体100发生问题的情况等，易于修理更换。

图2是图1所示的温度式膨胀阀10的沿II-II线的纵剖视图，是详细地表示壳体200的图。

如图1及图2所示，在壳体200设有入口端口201、出口端口202、止脱槽203。作为壳体200的材质，使用铝等金属材料。通过这样使用金属材料，能够与使用树脂制的壳体的情况不同，强度、耐候性的问题减少，而且因长期使用而制冷剂透过，冷冻循环内的制冷剂逐渐减少的可能性也降低。而且，通过使用轻量的铝，能够提供轻量的温度式膨胀阀10。

此外，在本实施方式中，入口端口201形成于图2所示的下侧，且通过钎焊与图1所示的入口配管11固定，另外，出口端口202形成于图2所示的左侧，且通过钎焊与图6所示的蒸发器20的入口配管21固定，但不限于此。也就是，入口端口201及出口端口202的方向能够根据膨胀阀主体100的形状等而变更，而且入口配管11、21等的固定方法也不限于钎焊，根据壳体200及入口配管11、21的材质，也可以适当选择焊接、粘接、螺纹固定等其它固定方法。

止脱槽203是为了在插装式的膨胀阀主体100被收纳的状态下，从图2所示的上方将C型的防脱部件204等插入，使之嵌入固定于止脱槽203而设置。另外，将插装式的膨胀阀主体100固定于壳体200的方法不限于上述的固定方法，也可以设为通过利用粘接剂实现的固定、利用螺纹件实现的固定、利用铆接加工实现的固定等其它固定方法来固定。

图3是图2所示的温度式膨胀阀10的纵剖视图，是详细地表示插装式的膨胀阀主体100的图。另外，图4是图3所示的膨胀阀主体100的主视图。而且，图5是图4所示的膨胀阀主体100的立体图。

在图3～图5中，插装式的膨胀阀主体100具备：阀主体部110，其大致形成膨胀阀主体100的外壳；以及感温部120，其固定于阀主体部110，且包括膜片124，该膜片124根据感应蒸发器20的出口侧配管的温度而变化的感温筒122A内部的压力发生位移，阀主体部110具备：连动部130，其将膜片124的位移传递到阀芯部140；以及阀芯部140，其构成控制制冷剂的流量的阀芯。

感温部120具备毛细管121、感温筒122、上盖123、以及膜片124。

另外，阀主体部110是利用树脂(树脂材料部111B)对将固定感温部120的上盖123与膜片124的下盖111Aa和供后述的针141接近/分离的阀座111Ab一体冲压加工的金属制的冲压加工部111A进行镶嵌成形而形成。

膜片124为形成为薄型圆盘形状的不锈钢等金属材料的部件。膜片124被同样由不锈钢等金属材料形成的上盖123和后述的镶嵌部件111的冲压加工部111A的下盖111Aa夹着，且将其周围通过焊接等固定。上盖123具有向图3所示的上方突出的碗形状，且在与配置于其下方的薄型圆盘形状的膜片124之间形成有膜片室125。

在碗形状的上盖123的中央上部连接有毛细管121，而且，在毛细管121的前端连接有感温筒122。如图6所示，感温筒122固定于蒸发器20的出口配管22。膜片室125、毛细管121以及感温筒122以内部连通的方式连接，且在内部封入有与冷冻循环1的制冷剂相同的气体或其它感温流体等。

因此，如果蒸发器20的出口配管22的温度上升，则封入的流体膨胀，膜片室125的内压上升，相反，如果蒸发器20的出口配管22的温度下降，则封入的流体收缩，膜片室125的内压下降。这样，根据蒸发器20的出口附近的制冷剂的温度，膜片室125的内压变动，膜片124的轴向的位置上下移动。

另外，在膜片124与其下方的下盖111Aa及阀主体部110的树脂材料部111B之间形成有膜片下部空间126，且构成为，通过设于膜片下部空间126与阀主体部110的树脂材料部111B的出口孔111Bc之间的均压孔111Bd，膨胀阀出口侧制冷剂流入膜片下部空间126。

另外，如后述，膜片124的阀轴方向的位置的变动经由连动部130传递到阀芯部140。因此，膜片124构成为根据膜片室125的内压、膜片下部空间126的压力、以及后述的阀芯部140的调整弹簧142的作用力的平衡关系变动。

此外，在此示出了从温度式膨胀阀10的出口孔111Bc将冷冻循环1的制冷剂取入到膜片下部空间126，并检测其压力的内均式的膨胀阀，但不限于此，例如在蒸发器20的损失大的情况等下，从蒸发器20的出口端口20b取入制冷剂，并检测其压力的外均式的膨胀阀也可以应用本发明。

连动部130具备压板131、盘簧132、连结杆133。

压板131是为了挡住膜片124的变动而设于膜片下部空间126内的不锈钢等金属部件。在压板131的下方设有不锈钢等金属材料的连结杆133，膜片124的变动经由压板131、连结杆133传递到后述的针141。

另外，盘簧132以配置于压板131的下方的连结杆133的周围的方式设置。为了在膜片室125的压力过度上升的情况下抑制膜片124的过量的向下方的变动，在后述的树脂材料部111B设有与压板131的下表面抵接的止动件(位置限制部)111Bf。

阀芯部140具备针141、调整弹簧142、以及调整螺钉143。

针141可上下移动地配置于阀室111Ba的内部，且构成了在与阀主体部110的冲压加工部111A的阀座111Ab之间调整冷冻循环1的制冷剂等流体的节流量的阀芯。就针141而言，在此，由不锈钢等金属材料形成，与设于阀座111Ab的阀端口111Ad的流量控制部形成为圆锥形状，而且形成为通过上下移动调整节流量。此外，阀芯形状不限于此，也可以是球阀形状、设有切口的阀等。另外，在针141以使制冷剂在形成于其下方的入口孔111Bb与形成于阀座111Ab的上方的出口孔111Bc之间流动的方式设有连通孔141a。

调整弹簧142配置于针141的下方，为了对针141向上方施力而设置。另外，为了对调整弹簧142的作用力进行调整而在调整弹簧142的下方设有调整螺钉143。

如上所述，膜片124的变动经由连动部130传递到针141。因此，基于针141的上下移动而决定的制冷剂的节流量由取决于蒸发器20的出口端口20b附近的制冷剂的温度的膜片室125的内压、取决于温度式膨胀阀10的出口孔111Bc附近的制冷剂的压力的膜片下部空间126的压力、以及通过调整螺钉143调整后的调整弹簧142的作用力的平衡关系决定。

阀主体部110具备：在阀芯部140的外周与阀壳体200的内周之间密封入口孔111Bb附近的制冷剂的入口O型圈112；以及在阀主体部110的外周的冲压加工部111A和树脂材料部111B的边界部与壳体200的阀主体部110的安装孔205之间密封出口孔111Bc附近的制冷剂的出口O型圈113。

在冲压加工部111A，通过将不锈钢等金属材料冲压加工而作为一体地形成圆盘状的下盖111Aa、在下盖111Aa之下作为圆筒杯的底面而形成的阀座111Ab、设于该圆筒杯侧面的开口部111Ac、以及设于阀座111Ab的阀端口111Ad。

如图3所示，冲压加工部111A的形成有下盖111Aa的突缘部的面和形成有阀座111Ab的面在高度不同的位置呈台阶形状相互平行地形成。这样，通过彼此的面平行地形成，能够精密地形成相对于膜片124的阀座111Ab的高度，能够降低上述的对调整弹簧142的作用力进行调整的调整螺钉143的调整量。因此，不需要徒劳地延长后述的螺纹加工部111Be。而且，阀主体部110利用树脂对冲压加工部111A进行镶嵌成形，由此阀主体部100的加工精度提高，能够确保针141与阀座111Ab的阀端口111Ad的同心度。

另外，如图3所示，开口部111Ac设于与成为制冷剂的流路的出口孔111Bc等对应的位置。

在树脂材料部111B形成有位于阀芯部140的内部的阀室111Ba、使制冷剂流入阀室111Ba的入口孔111Bb、使制冷剂从阀室111Ba流出的出口孔111Bc、连通上述的膜片下部空间126和出口孔111Bc的均压孔111Bd、以及与上述的调整螺钉143螺纹结合的螺纹加工部111Be。

如图2及图3所示，在插装式的膨胀阀主体100被容纳于壳体200的状态下，入口孔111Bb配置于入口端口201侧，从入口端口201流入的制冷剂被入口O型圈112密封，同样地，出口孔111Bc配置于与出口端口202对应的位置，出口端口202侧的壳体200的膨胀阀主体100的安装孔205被出口O型圈113密封，确保密封性。此外，在本实施方式中，入口孔111Bb及出口孔111Bc分别各设于四个部位，但不限于此。

就树脂材料部111B的材质而言，能够使用拉伸强度为80MPa以上的树脂。例如，能够使用PPS(聚苯硫醚)、PA(聚酰胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PI(聚酰亚胺)、PAI(聚酰胺酰亚胺)等。这样，通过使用拉伸强度为80MPa以上的树脂材料，能够在镶嵌成形的冲压加工部111A与树脂材料部111B之间确保足够的强度，能够防止因振动等而破坏。

另外，就树脂材料部111B的材质而言，也可以使上述的树脂还含有玻璃纤维和/或碳纤维等增强材料。这样，通过含有强度高的材质，能够提高树脂材料部111B的耐压、强度，能够提供耐久性及强度优良的温度式膨胀阀10。

另外，就树脂材料部111B的材质而言，也可以使上述的树脂还含有PTFE(聚四氟乙烯)等滑动性材料。这样，通过进一步含有滑动性高的PTFE等材质，能够提高树脂材料部111B的滑动性，能够提供针对针141、调整螺钉143等滑动性优良的温度式膨胀阀10。

另外，如图2及图3所示，在插装式的膨胀阀主体100被容纳于壳体200的状态下，大致形成膨胀阀主体100的外壳的阀主体部110的树脂材料部111B不暴露于外部空气。这样，通过使树脂不暴露于外部空气，能够提供一种温度式膨胀阀10，其耐候性、耐久性优良，降低了因长期的使用而制冷剂透过使冷冻循环内的制冷剂逐渐减少的可能性。

而且，如图2及图3所示，在插装式的膨胀阀主体100被容纳于壳体200的状态下，通过镶嵌成形所形成的阀主体部110的冲压加工部111A与树脂材料部111B的边界部分由于被作为金属部件的下盖111A的下表面及壳体200的内周面密封，因此未暴露于外部空气。这样，通过镶嵌成形的边界部分被金属部件密封，由此能够进一步降低制冷剂从树脂部件及树脂部件和金属部件的边界面透过而使冷冻循环内的制冷剂逐渐减少的可能性。

如以上说明地，根据本发明的温度式膨胀阀，能够消除现有的温度式膨胀阀的构造的复杂度，而且提供具备耐候性、耐久性的小型轻量的温度式膨胀阀。

Claims (8)

1.一种温度式膨胀阀，具备：

阀壳体，其配管连接冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间；以及

插装式的膨胀阀主体，其容纳于上述阀壳体，且感应蒸发器的出口侧配管的温度，调节该冷冻循环的流体的节流量，进行减压膨胀，

上述温度式膨胀阀的特征在于，

上述膨胀阀主体具备：

阀主体部，其形成有容纳阀芯的阀室、使上述流体流入上述阀室的入口孔、以及使上述流体从上述阀室流出的出口孔；以及

感温部，其固定于上述阀主体部，且容纳感应上述蒸发器的出口侧配管的温度而位移的膜片，

上述阀主体部由通过冲压加工作为一体地形成有固定上述感温部的上述膜片的下盖及上述阀芯能够移动地接近/分离的阀座的金属制的冲压加工部、以及上述冲压加工部利用树脂材料镶嵌成形的树脂材料部构成。

2.根据权利要求1所述的温度式膨胀阀，其特征在于，

上述冲压加工部的形成有上述阀座的面和形成有上述下盖的突缘部的面平行地形成。

3.根据权利要求1所述的温度式膨胀阀，其特征在于，

在上述膨胀阀主体被容纳于上述壳体的状态下，上述阀主体部的上述树脂材料部不暴露于外部空气。

4.根据权利要求1所述的温度式膨胀阀，其特征在于，

在上述膨胀阀主体被容纳于上述壳体的状态下，上述阀主体部的上述冲压加工部与上述树脂材料部的边界面不暴露于外部空气。

5.根据权利要求1所述的温度式膨胀阀，其特征在于，

上述树脂材料部的材质使用拉伸强度为80MPa以上的树脂。

6.根据权利要求5所述的温度式膨胀阀，其特征在于，

在上述树脂材料部的材质中含有玻璃纤维和/或碳纤维等增强材料。

7.根据权利要求5所述的温度式膨胀阀，其特征在于，

在上述树脂材料部的材质中含有PTFE等滑动性材料。

8.一种冷冻循环，其特征在于，

组装有权利要求1～7中任一项所述的温度式膨胀阀。

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