CN112576763A - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

在构成为针状部不会落座于阀口的周围的阀座的电动阀中，降低例如两级式电动阀的尤其小流量控制区域内的节流部的制冷剂通过声。由针阀(4)变更副阀口(33a)的开度而成为小流量控制区域。主阀芯(3)使主阀口(13a)成为全开状态而成为大流量控制区域，设置两级流量控制区域。形成作为第二节流部的槽(6)，该槽与在小流量控制区域内发挥作用的副阀座(33)及针阀(4)的针状部(42)的第一节流部(缝隙)连续。在阀口(33a)的靠副阀室(3R)侧的开口缘形成六个槽(6)。槽(6)绕轴线(L)形成于等间隔(每隔60°)且相对于轴线(L)旋转对称的位置。利用槽(6)来减少由副阀座和针状部构成的节流部的前后的差压。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及在冷冻循环系统等中使用的电动阀以及冷冻循环系统。

背景技术

现今，作为在空调机的冷冻循环中设置的电动阀，有在小流量控制区域和大流量控制区域中进行流量控制的电动阀。这样的电动阀有搭载于室内机的用途(例如除湿阀)，例如在日本特开2019-132347号公报(专利文献1)中公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-132347号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，在商业用及家庭用的空调机中，要求极高的静音性。小流量控制区域例如进行除湿运转，尤其在该小流量控制区域内，要求降低通过副阀口与针阀之间的节流部的制冷剂通过声。

本发明的课题在于，在构成为针状部不落座于阀口的周围的阀座的电动阀中，降低第一节流部的制冷剂通过声。

用于解决课题的方案

本发明的电动阀使阀室的流体经由阀口向下游侧流出，并且使通过驱动部的转子的旋转而旋转的针状部沿阀口的轴线方向进退来对流经该阀口的流体的流量进行控制，上述电动阀构成为，上述针状部不会落座于上述阀口的周围的阀座，上述电动阀的特征在于，具备由上述针状部与上述阀口之间的缝隙构成的第一节流部、以及设置在上述阀室与上述下游侧之间的第二节流部。

此时，优选以下电动阀，其特征在于，具备开闭主阀座的主阀口的主阀芯、设于上述主阀芯的作为上述阀座的副阀座、作为上述阀口的副阀口、以及变更上述副阀口的开度的作为上述针状部的副阀芯，并且具有小流量控制区域和大流量控制区域这两级流量控制区域，其中，上述小流量控制区域是在上述主阀芯关闭了上述主阀口的状态下，上述副阀芯变更上述副阀口的开度的区域，上述大流量控制区域是上述主阀芯使上述主阀口成为全开状态并从上述主阀口流过大流量的流体的区域。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述副阀座或上述副阀芯形成有上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述主阀座或上述主阀芯形成有上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述副阀座的上述副阀口的靠副阀室侧的开口缘形成有多个上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述主阀座的上述主阀口的靠主阀室侧的开口缘形成有多个上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述副阀芯的与上述副阀口对置的部位，绕上述轴线形成有多个上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述主阀芯的与上述主阀口对置的部位，绕上述轴线形成有多个上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，在上述副阀座或上述副阀芯的副阀侧、以及上述主阀座或上述主阀芯的主阀侧中的至少一方形成有上述第二节流部。

并且，优选以下电动阀，其特征在于，上述第二节流部由槽或孔构成。

本发明的冷冻循环系统包括压缩机、室内换热器、室外换热器、设置在上述室内换热器与上述室外换热器之间的电子膨胀阀、以及设于上述室内换热器的除湿阀，上述冷冻循环系统的特征在于，使用上述电动阀作为上述除湿阀。

发明的效果如下。

根据本发明的电动阀以及冷冻循环系统，在构成为针状部不会落座于阀口的周围的阀座的电动阀中，能够降低例如具有两级流量控制区域的电动阀的尤其小流量控制区域内的第一节流部的制冷剂通过声。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电动阀的小流量控制区域状态的纵剖视图。

图2是第一实施方式的电动阀的主阀芯的全开状态下的运转停止时或制冷运转时的纵剖视图。

图3是第一实施方式的电动阀的副阀座及副阀口的放大纵剖视图及放大俯视剖视图。

图4是第一实施方式的电动阀的小流量控制区域状态下的针状部和副阀口的放大图。

图5是示出第一实施方式的变形例1的图。

图6是示出第一实施方式的变形例2的图。

图7是示出本发明的第二实施方式的图。

图8是示出本发明的实施方式的冷冻循环系统的图。

图中：

1—阀壳，1R—主阀室，11—第一接头管，12—第二接头管，13—主阀座，13a—第二接头管，13—主阀座，13a—主阀口，14—壳体，L—轴线，2—导向部件，3—主阀芯，3a—主阀弹簧，3R—副阀室，31—主阀部，32—保持部，32a—针阀导向孔，32b—导通孔，33—副阀座，33a—副阀口，4—针阀，42—针状部(副阀芯)，42a—平直部，43—垫圈，44—导向用凸起部，5—驱动部，6—槽(切口部)，7—槽(切口部)，7'—槽(切口部)，91—第一室内侧换热器，92—第二室内侧换热器，93—电子膨胀阀，94—室外侧换热器，95—压缩机，96—四通阀，100—电动阀。

具体实施方式

接下来，参照附图来说明本发明的电动阀以及冷冻循环系统的实施方式。图1是第一实施方式的电动阀的小流量控制区域状态的纵剖视图，图2是第一实施方式的电动阀的主阀芯的全开状态下的运转停止时或制冷运转时的纵剖视图，图3是第一实施方式的电动阀的副阀座及副阀口的放大纵剖视图(图3的(A))及放大俯视剖视图(图3的(B))，图4是第一实施方式的电动阀的小流量控制区域状态下的针状部和副阀口的放大图。此外，以下说明中的“上下”的概念与图1及图2的附图中的上下对应。并且，图1及图2中省略了副阀座及副阀口的详细构造。该电动阀100具备阀壳1、导向部件2、主阀芯3、针阀4以及驱动部5。

阀壳1例如由黄铜、不锈钢等形成并大致形成为圆筒形状，并且在其内侧具有主阀室1R。在阀壳1的外周单侧连接有与主阀室1R导通的第一接头管11，并且在从下端向下方延伸的筒状部连接有第二接头管12。并且，在阀壳1的第二接头管12的主阀室1R侧形成有圆筒状的主阀座13，该主阀座13的内侧成为主阀口13a，第二接头管12经由主阀口13a而与主阀室1R导通。主阀口13a是以轴线L为中心的圆柱形状的通孔(贯通的孔)。此外，第一接头管11及第二接头管12通过硬钎焊等固定于阀壳1。

在阀壳1的上端的开口部安装有导向部件2。导向部件2具有被压入到阀壳1的内周面内的压入部21、直径比压入部21的直径小且位于压入部21的上下的大致圆柱状的导向部22、23、延伸设置于上侧的导向部22的上部的支架部24、以及设置于压入部21的外周的环状的凸缘部25。压入部21、导向部22、23、支架部24构成为树脂制的一体件。并且，凸缘部25例如是黄铜、不锈钢等金属板，并且该凸缘部25通过镶嵌成形来与树脂制的压入部21设为一体。

导向部件2通过压入部21组装于阀壳1，经由凸缘部25并通过焊接而固定于阀壳1的上端部。并且，在导向部件2中，在压入部21及上下的导向部22、23的内侧形成有与轴线L同轴的圆筒形状的导向孔2A，并且在支架部24的中心形成有与导向孔2A同轴的内螺纹部24a及其螺纹孔。而且，在下侧的导向部23的内侧且在导向孔2A内配设有主阀芯3。

主阀芯3具有相对于主阀座13落座及离座的主阀部31、具有圆柱状的针阀导向孔32a的保持部32、构成针阀导向孔32a的底部的副阀座33、以及设于保持部32的端部的止动器34。此外，针阀导向孔32a的下侧一部分成为副阀室3R。在保持部32的针阀导向孔32a内插通有安装于下述的转子轴51的垫圈43和与转子轴51一体形成的导向用凸起部44，并且环状的止动器34通过嵌合固定或焊接等固定于保持部32的上端。

并且，在止动器34与导向孔2A的上端部之间配设有主阀弹簧3a，由该主阀弹簧3a向主阀座13的方向(关闭方向)对主阀体3进行施力。在副阀座33的中心形成有以轴线L为中心的圆筒形状的副阀口33a。并且，在保持部32的侧面的至少一处形成有使副阀室3R与主阀室1R导通的导通孔32b，在作为副阀芯的针阀4使副阀口33a成为打开状态时，主阀室1R、副阀室3R、副阀口33a以及主阀口13a导通。

针阀4以一体形成的方式具备圆锥台状的作为“副阀芯”的针状部42，该针状部42与下述的转子轴51一体地形成于该转子轴51的下端部并与转子轴51侧相连，并且直径朝向前端逐渐变小。并且，针阀4具有安装于转子轴51并由润滑性树脂构成的圆环状的垫圈43、以及与转子轴51一体形成的导向用凸起部44。而且，垫圈43和导向用凸起部44能够滑动地插通在针阀导向孔32a内。

通过焊接等在阀壳1的上端气密地固定有壳体14，在该壳体14的内外构成有驱动部5。驱动部5具备步进马达5A、通过步进马达5A的旋转来使针阀4进退的螺纹进给机构5B、以及限制步进马达5A的旋转的限位机构5C。

而且，步进马达5A由转子轴51、能够旋转地配设于壳体14的内部的磁性转子52、与磁性转子52对置地配置于壳体14的外周的定子线圈53、以及其它未图示的轭部、外装部件等构成。转子轴51经由套筒而安装于磁性转子52的中心，并在该转子轴51的靠导向部件2侧的外周形成有外螺纹部51a。该外螺纹部51a与导向部件2的内螺纹部24a螺纹结合，由此导向部件2在轴线L上支撑转子轴51。而且，导向部件2的内螺纹部24a和转子轴51的外螺纹部51a构成螺纹进给机构5B。

根据以上的结构，若驱动步进马达5A，则磁性转子52及转子轴51旋转，通过转子轴51的外螺纹部51a和导向部件2的内螺纹部24a的螺纹进给机构5B，转子轴51与磁性转子52一起沿轴线L方向移动。而且，针阀4沿轴线L方向进退移动，从而针阀4相对于副阀口33a接近或分离。并且，若针阀4上升，则垫圈43与主阀芯3的止动器34卡合，主阀芯3与针阀4一起移动而从主阀座13离开。此外，在磁性转子52形成有突起部52a，突起部52a伴随磁性转子52的旋转使止转机构5C工作，来限制转子轴51(及磁性转子52)的最下端位置及最上端位置。

在图1的小流量控制区域状态下，在主阀芯3落座于主阀座13的状态下，主阀口13a闭阀，由针阀4控制副阀口33a的开度，进行小流量的控制。并且，例如在冷冻循环系统的压缩机停止而流体(制冷剂)停止的状态下，若针阀4和主阀芯3上升，则如图2所示，主阀口13a成为全开状态。由此，在制冷运转时，大流量的流体(制冷剂)从第一接头管11流向第二接头管12，并且在制热运转时，大流量的流体(制冷剂)从第二接头管12流向第一接头管11。

如图3所示，在副阀口33a的靠副阀室3R侧的开口缘形成有多个(该例中为六个)作为“第二节流部”的槽6。该槽6绕轴线L形成于等间隔(每隔60°)且相对于轴线L旋转对称的位置。另外，槽6在轴线L方向上的长度形成为比副阀口33a在轴线L方向上的长度短，并且，槽6的水平截面积形成为从槽6的流动方向上游侧的副阀室3R朝向轴线L方向的第二接头管侧逐渐减少。并且，如图4所示，针状部42由平直部42a和锥形部42b构成，其中，平直部42a由以轴线L为中心线的圆柱构成，锥形部42b朝向前端侧缩径。另外，平直部42a的外径比副阀口33a的内径小，并在平直部42a与副阀口33a之间形成有第一节流部(缝隙)。而且，通过使一定流量的制冷剂在该第一节流部流动来进行小流量控制。再者，在该小流量控制时，流入平直部42a与副阀口33a之间的节流部的制冷剂的压力由形成于副阀口33a的副阀室3R侧的槽6(第二节流部)绕轴线L分散，从而由副阀座33和针状部42构成的第一节流部的前后的差压减少，能够降低该第一节流部处的制冷剂通过声。

这样，在第一实施方式的电动阀100中，在副阀座33形成有槽6(第二节流部)，该槽6与在小流量控制区域内发挥作用的副阀座33及针阀4(副阀芯的针状部42)的供制冷剂流动的第一节流部连续。因此，能够降低通过副阀口33a与针状部42之间的第一节流部的制冷剂通过声。

图5至图7是示出第一实施方式的电动阀的变形例以及第二实施方式的图，在各变形例以及第二实施方式中，电动阀的整体结构的除图5至图7部位以外的部位与图1及图2相同。

在图5的变形例1中，在针状部42形成有作为“第二节流部”的槽7。槽7从针状部42的靠上述导向用凸起部44侧的根部42c形成直至平直部42a的中部。并且，该槽7形成有多个(该例中为六个)，该槽7绕轴线L形成于等间隔(每隔60°)且相对于轴线L旋转对称的位置。另外，槽7的水平截面的面积随着在轴线L方向上接近副阀口33a而变小。在该变形例1中，槽7仅形成直至平直部42a的中部，因此平直部42a与副阀口33a之间的节流部的开口面积与实施方式同样为恒定，能够将小流量控制时的流量保持为恒定。

而且，在该变形例1中，同样，在小流量控制时，流入平直部42a与副阀口33a之间的节流部的制冷剂的压力由形成于针状部42的槽7绕轴线L分散，从而由副阀座33和针状部42构成的节流部的前后的差压减少，能够降低该节流部处的制冷剂通过声。

在图6的变形例2中，在针状部42形成有作为“第二节流部”的槽7'。槽7'形成为从针状部42的平直部42a的中部至锥形部42b为止。并且，该槽7'形成有多个(该例中为六个)，该槽7'绕轴线L形成于等间隔(每隔60°)且相对于轴线L旋转对称的位置。在该变形例2中，同样，在小流量控制时，流入平直部42a与副阀口33a之间的节流部的制冷剂的压力由形成于针状部42的槽7'绕轴线L分散，从而由副阀座33和针状部42构成的节流部的前后的差压减少，能够降低该节流部处的制冷剂通过声。

图7的第二实施方式的特征在于图1及图2的第一实施方式中的主阀座13、主阀口13a。在图7的(A)的第二实施方式的变形例1中，在主阀座13且在主阀口13a的开口缘形成有多个(在该例中为六个)作为“第二节流部”的槽8。与第一实施方式相同，槽8也绕轴线L形成于等间隔(每隔60°)且相对于轴线L旋转对称的位置。槽8起到以下作用：在由副阀口33a与针状部42的平直部42a之间的节流部进行小流量控制时，也利用该槽8使制冷剂从主阀室1R流向主阀口13a。因此，副阀口33a与针状部42之间的节流部的前后的差压减少，能够降低该节流部处的制冷剂通过声。在图7的(B)的第二实施方式的变形例2中，在主阀芯3的主阀部31形成有多个(在该例中为六个)作为“第二节流部”的槽8'。与第一实施方式相同，槽8'也绕轴线L形成于等间隔(每隔60°)且相对于轴线L旋转对称的位置。槽8'起到以下作用：在由副阀口33a与针状部42的平直部42a之间的节流部进行小流量控制时，也利用该槽8'使制冷剂从主阀室1R流向主阀口13a。因此，副阀口33a与针状部42之间的节流部的前后的差压减少，能够降低该节流部处的制冷剂通过声。

接下来，基于图8来说明本发明的冷冻循环系统。冷冻循环系统例如用于家庭用空调器等空调机。上述实施方式的电动阀100设置在空调机的第一室内侧换热器91(作为除湿时冷却器工作)与第二室内侧换热器92(作为除湿时加热器工作)之间，与压缩机95、四通阀96、室外侧换热器94以及电子膨胀阀93一起构成热泵式冷冻循环。第一室内侧换热器91、第二室内侧换热器92以及电动阀100设置在室内，压缩机95、四通阀96、室外侧换热器94以及电子膨胀阀93设置在室外，从而构成制冷制热装置。

在作为除湿阀的实施方式的电动阀100中，在除湿时以外的制冷时或制热时，主阀芯成为全开状态，第一室内换热器91和第二室内换热器92成为一个室内换热器。而且，该一体的室内换热器和室外换热器94作为“蒸发器”及“冷凝器”而择一地发挥功能。即，作为电子膨胀阀的电动阀93设置在蒸发器与冷凝器之间。

此外，本发明不限定于上述实施方式，本发明包括能够实现本发明的目的的其它结构等，并且也包括以下所示的变形等。例如，在上述实施方式中，示出了在家庭用空调器等空调机中使用的电动阀100的例子，但本发明的电动阀不限于家庭用空调器，也可以是商用空调器，并且不限定于空调机，还能够应用于各种冷冻机等。

并且，实施方式中的作为“第二节流部”的槽6、7、7'、8、8'的截面呈三角形，但也可以是截面呈方形的槽或截面呈圆形的槽。再者，在上述各实施方式中，记载为作为“第二节流部”的槽等间隔设置，但不限于等间隔，为了应对流体从第一接头管11向第二接头管12的且从旁边向下的流动带来的影响等，也可以形成非等间隔的多个槽。而且，在上述各实施方式中，示出槽为六个的例子，但并不限定于六处，可以为一处，并且也可以为六处以外的多处(两处以上)。

此外，在第一实施方式中，设为在相对于副阀芯的副阀座形成有槽，在第二实施方式中，设为在主阀座形成有槽，关于主阀座和副阀座，举出了分别形成槽的例子，但也可以将第一实施方式和第二实施方式组合，设为在副阀座形成有槽并且在主阀座形成有槽的结构的实施方式。并且，作为变形例，也可以是在副阀座形成有槽并在主阀芯形成有槽的结构的实施方式。另外，也可以是在副阀芯形成有槽并在主阀芯形成有槽的结构的实施方式。再者，也可以是在副阀芯形成有槽并在主阀座形成有槽的结构的实施方式。并且，在第二实施方式中，记载为在主阀芯或主阀座形成槽的结构，但并不限定于槽，也可以是由孔等形成的“第二节流部”。

以上，参照附图，详细说明了本发明的实施方式，也详细说明了其它实施方式，但具体的结构不限定于上述实施方式，本发明还包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。

Claims (11)

1.一种电动阀，使阀室的流体经由阀口向下游侧流出，并且使通过驱动部的转子的旋转而旋转的针状部沿阀口的轴线方向进退来对流经该阀口的流体的流量进行控制，上述电动阀构成为，上述针状部不会落座于上述阀口的周围的阀座，

上述电动阀的特征在于，

具备由上述针状部与上述阀口之间的缝隙构成的第一节流部、以及设置在上述阀室与上述下游侧之间的第二节流部。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

具备开闭主阀座的主阀口的主阀芯、设于上述主阀芯的作为上述阀座的副阀座、作为上述阀口的副阀口、以及变更上述副阀口的开度的作为上述针状部的副阀芯，

并且具有小流量控制区域和大流量控制区域这两级流量控制区域，其中，上述小流量控制区域是在上述主阀芯关闭了上述主阀口的状态下，上述副阀芯变更上述副阀口的开度的区域，上述大流量控制区域是上述主阀芯使上述主阀口成为全开状态并从上述主阀口流过大流量的流体的区域。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

在上述副阀座或上述副阀芯形成有上述第二节流部。

4.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

在上述主阀座或上述主阀芯形成有上述第二节流部。

5.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于，

在上述副阀座的上述副阀口的靠副阀室侧的开口缘形成有多个上述第二节流部。

6.根据权利要求4所述的电动阀，其特征在于，

在上述主阀座的上述主阀口的靠主阀室侧的开口缘形成有多个上述第二节流部。

7.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于，

在上述副阀芯的与上述副阀口对置的部位，绕上述轴线形成有多个上述第二节流部。

8.根据权利要求4所述的电动阀，其特征在于，

在上述主阀芯的与上述主阀口对置的部位，绕上述轴线形成有多个上述第二节流部。

9.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

在上述副阀座或上述副阀芯的副阀侧、以及上述主阀座或上述主阀芯的主阀侧中的至少一方形成有上述第二节流部。

10.根据权利要求3至9任一项中所述的电动阀，其特征在于，

上述第二节流部由槽或孔构成。

11.一种冷冻循环系统，包括压缩机、室内换热器、室外换热器、设置在上述室内换热器与上述室外换热器之间的电子膨胀阀、以及设于上述室内换热器的除湿阀，

上述冷冻循环系统的特征在于，

使用权利要求1至10任一项中所述的电动阀作为上述除湿阀。

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