CN113969993A - 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，能够降低对阀座部件进行硬钎焊固定时钎料附着于阀座面的可能性，确保阀抗泄漏性能。电动阀具备构成阀室(10)的阀壳(1)和具有开口面积由针阀(6)增减的阀口(20)的阀座部件(2)。阀壳(1)具有阀座部件(2)嵌合的嵌合孔(14)、以及从嵌合孔(14)朝向阀室(10)以曲面状扩径的锥形面部(16)。阀座部件(2)一体地具有嵌合于嵌合孔(14)的圆筒状的被嵌合部(21)和从被嵌合部(21)朝向阀室(10)延伸且外径比被嵌合部(21)小的作为小径部的锥形筒部(22)，并设为锥形筒部(22)的至少一部分位于锥形面部(16)的径向内方。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及电动阀以及冷冻循环系统。

背景技术

以往，作为设于空调机的冷冻循环的电动阀，已知有具备从阀壳的侧面侧向阀室连通的一次接头管(第一接头管)、以及从阀壳的下部的端部经由阀座部件的阀口而与阀室连通的二次接头管(第二接头管)的电动阀(例如，参照专利文献1)。专利文献1记载的电动阀中，在冷冻循环系统的例如制冷运转时，制冷剂从一次接头管向阀室流入，且制冷剂从阀室经由针阀与阀口的间隙向二次接头管流出。另一方面，在制热运转时，制冷剂从二次接头管经由针阀与阀口的间隙向阀室流入，且制冷剂从阀室向一次接头管流出。另外，专利文献1记载的电动阀具备从阀主体向二次接头管侧突出的圆筒状的筒体部、以及硬钎焊固定于作为该筒体部的内周面的装配孔的阀座部件。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-98471号公报

然而，在专利文献1所记载的那样的现有的电动阀中，阀座部件的外周面为圆柱状，与装配孔的内周面的间隙狭窄，因此硬钎焊时熔融的钎料容易因毛细管现象而向阀座部件的阀座面侧流出。若钎料向阀座面侧流出，则有钎料附着阀座面的担忧，存在阀芯无法正常地落座于阀座面而导致阀泄漏的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动阀以及冷冻循环系统，能够降低对阀座部件进行硬钎焊固定时钎料附着于阀座面的可能性，确保阀抗泄漏性能。

本发明的电动阀在构成阀室的阀主体的侧部连通有第一接头管，并且在相对于该阀主体而与上述第一接头管交叉的方向上连通有第二接头管，上述第二接头管与上述阀室能够经由开口面积由阀部件增减的阀口而连通，在上述阀室与上述第二接头管之间具备具有上述阀口的阀座部件，上述电动阀的特征在于，上述阀主体具有至少上述阀座部件的一部分嵌合的嵌合孔、以及从上述嵌合孔朝向上述阀室以曲面状扩径的锥形面部，上述阀座部件一体地具有嵌合于上述嵌合孔的圆筒状的被嵌合部、以及从上述被嵌合部朝向上述阀室延伸且外径比上述被嵌合部小的小径部，并设为上述小径部的至少一部分位于上述锥形面部的径向内方。

根据这样的本发明，阀座部件具有被嵌合部和小径部，小径部的至少一部分设为位于阀主体的锥形面部的径向内方，由此在锥形面部与小径部之间形成有空间，能够在该空间积存钎料。因此，在阀座部件的硬钎焊固定时，即使钎料从嵌合孔与被嵌合部的间隙向阀室侧流出，流出的钎料也积存在空间，从而能够降低向阀座面附着的可能性，由此能够确保阀抗泄漏性能。

此时，优选上述小径部是形成为直径比上述被嵌合部小的圆筒状的小径圆筒部，或者是从上述被嵌合部朝向上述阀室而外径逐渐变小的锥形筒部。根据该结构，通过由小径圆筒部或者锥形筒部的任一个构成小径部，从而能够在与阀主体的锥形面部之间形成适当的大小的空间。

并且，优选上述阀座部件还具有从上述被嵌合部向上述第二接头管内突出的长条圆筒状的整流管部。根据该结构，阀座部件的整流管部成为向第二接头管内突出的长条圆筒状，该整流管部通过直径比第二接头管的内径小的流路而与阀口连通，从第二接头管流向阀口与阀部件的间隙的制冷剂的流动被整流，因此能够使从该阀口与阀部件的间隙向阀室流入的制冷剂的通过音降低。

另外，优选上述阀座部件的上述被嵌合部的外径与上述第二接头管的端部的直径大致相同，上述被嵌合部和上述第二接头管的端部嵌合于上述嵌合孔内，上述被嵌合部的上述整流管部侧的抵接面与上述第二接头管的端部的抵接面相互抵接，从而上述被嵌合部与上述第二接头管连接。根据该结构，阀座部件和第二接头管以抵接面彼此相互抵接的状态嵌合于嵌合孔内，由此阀座部件和第二接头管能够以沿轴向准确定位的状态固定。

本发明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，使用上述任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。

本发明的效果如下。

根据本发明的电动阀以及冷冻循环系统，能够降低对阀座部件进行硬钎焊固定时钎料附着于阀座面的可能性，确保阀抗泄漏性能。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的电动阀的剖视图。

图2是放大表示上述电动阀的主要部分的放大剖视图。

图3是表示上述电动阀中的阀座部件的固定顺序的剖视图。

图4是表示上述电动阀的变形例的放大剖视图。

图5是表示本发明的冷冻循环系统的图。

图中：1—阀壳(阀主体)，2—阀座部件，6—针阀(阀部件)，10—阀室，11—第一接头管，12—第二接头管，12c—端面(抵接面)，14—嵌合孔，16—锥形面部，20—阀口，21—被嵌合部，21a—台阶面(抵接面)，22—锥形筒部(小径部)，23—整流管部，24—小径圆筒部(小径部)，100—电动阀(膨胀阀)，200—室外换热器(冷凝器或者蒸发器)，300—室内换热器(蒸发器或者冷凝器)，400—流路切换阀，500—压缩机。

具体实施方式

参照图1～图5对本发明的电动阀以及冷冻循环系统的实施方式进行说明。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。该电动阀100具备作为“阀主体”的阀壳1、阀座部件2、支撑部件3、密闭外壳4、阀架5、作为“阀部件”的针阀6、以及步进马达7。

阀壳1例如由黄铜、不锈钢等形成为大致圆筒形状，在其内侧构成阀室10。在阀壳1的外周单侧连接有与阀室10导通的第一接头管11。另外，在阀壳1的下端形成有从阀室10向下方延伸的筒状部13，在该筒状部13的内侧的圆柱状的嵌合孔14内嵌合有阀座部件2和第二接头管12。阀座部件2具有以轴线L为中心的阀口20，通过从第二接头管12的阀室10侧的端部插通来一体地组装于第二接头管12。第二接头管12具有嵌合于阀壳1的筒状部13内的缩径部12a和直径比该缩径部12a大的扩径部12b。并且，第二接头管12经由阀座部件2的阀口20而与阀室10连通。此外，第一接头管11、第二接头管12以及阀座部件2通过硬钎焊紧固于阀壳1。

在阀壳1的上端的开口部安装有支撑部件3。支撑部件3具有中央的支架部31、该支架部31的外周的厚壁的基部32、以及固定零件33，固定零件33通过镶嵌成形而与支架部31以及基部32一起设为一体。并且，支撑部件3经由固定零件33而利用焊接固定于阀壳1的上端部。在支架部31的中心形成有与轴线L同轴的内螺纹部31a和圆筒形状的导向孔31b。

密闭外壳4形成为上端部被封闭的大致圆筒形状，通过焊接而气密地固定于阀壳1的上端。在密闭外壳4内的上部设有导向件41，并且在导向件41的外周设有旋转限位机构42。

阀架5为圆筒状的部件，插通在支撑部件3的导向孔31b内并配设为能够沿轴线L方向被引导。并且，在阀架5的下端部紧固有针阀6。在阀架5内，能够沿轴线L方向移动地设有弹簧座51，在弹簧座51与针阀6之间，以给与预定的载荷的状态安装有压缩螺旋弹簧52。

步进马达7由转子轴71、能够旋转地配置在密闭外壳4的内部的磁性转子72、与磁性转子72对置配置在密闭外壳4的外周的定子线圈(未图示)、以及未图示的轭部、外装部件等构成。转子轴71安装于磁性转子72的中心，该转子轴71向支撑部件3侧延伸设置。在转子轴71的支撑部件3侧的外周形成有外螺纹部71a，该外螺纹部71a与支撑部件3的内螺纹部31a螺纹结合。并且，在支撑部件3的导向孔31b内，阀架5的上端部与转子轴71的下端部卡合，阀架5及针阀6以能够旋转地悬吊的状态由转子轴71支撑。另外，转子轴71的上端部转动自如地嵌入密闭外壳4内的导向件41内。

根据以上的结构，电动阀100通过步进马达7的驱动，其磁性转子72以及转子轴71旋转，利用转子轴71的外螺纹部71a和支撑部件3的内螺纹部31a的螺纹进给机构，转子轴71沿轴线L方向移动。并且，针阀6沿轴线L方向移动并相对于阀座部件2接近或者离开。由此，通过针阀6抵接于阀座部件2来堵塞阀口20、或者利用阀口20与针阀6的间隙来控制从第一接头管11流向第二接头管12、或者从第二接头管12流向第一接头管11的制冷剂的流量。此外，磁性转子72的上下的旋转位置由旋转限位机构42限制。

如图2所示，阀座部件2通过金属的切削加工等而形成，构成为一体地具有：嵌合于阀壳1的嵌合孔14的圆筒状的被嵌合部21；从被嵌合部21朝向阀室10延伸且外径比被嵌合部21小的作为小径部的锥形筒部22；以及从被嵌合部21向第二接头管12内突出的长条圆筒状的整流管部23。被嵌合部21的外径与第二接头管12的缩径部12a的外径大致相同，分别嵌合于阀壳1的筒状部13的嵌合孔14并且硬钎焊固定。图2的符号R表示向阀室10侧流出的固化后的钎料(钎料的熔融固化层)。此外，如后文所述，在嵌合孔14的内周面与第二接头管的缩径部12a的外周面之间、以及嵌合孔14的内周面与被嵌合部21的外周面之间分别具有间隙，固化后的钎料(钎料的熔融固化层)也存在于这些间隙中。

整流管部23成为在与第二接头管12的内径之间具有间隙的程度的外径，成为与第二接头管12的缩径部12a的内径大致匹配的外径。另外，被嵌合部21的整流管部23侧的台阶面21a与第二接头管12的缩径部12a的端面12c分别成为与轴线L正交的“抵接面”，使该台阶面21a与端面12c抵接，从而被嵌合部21与缩径部12a连接。整流管部23的从被嵌合部21的台阶面21a至第二接头管23内的端部为止的长度比整流管部23的外径的大小更长。并且，阀座部件2的阀口20形成为从锥形筒部22的阀室10侧的端部至整流管部23的第二接头管12内的端部为止以轴线L为中心而贯通，该阀口20成为长条的圆柱形状。

阀壳1的筒状部13通过去飞翅加工而弯曲成形，并设为从底部15向下方突出，在底部15与筒状部13交叉的部分的内表面，形成有从嵌合孔14朝向阀室10以曲面状扩径的锥形面部16。另一方面，阀座部件2的锥形筒部22具有从被嵌合部21朝向阀室10内部而外径逐渐变小的锥形面，锥形筒部22的前端(上端)设为比阀壳1的底部15内表面更向阀室10侧突出。锥形筒部22设为其至少一部分位于锥形面部16的径向内方，由此，在锥形面部16与锥形筒部22之间，形成有向阀室10侧敞开的空间S。此外，在本实施方式中，阀座部件2以锥形筒部22与被嵌合部21的边界位置、和锥形面部16与筒状部13的边界位置大致匹配的方式固定于阀壳1。因此，空间S形成为其下端成为角且向上方敞开的剖面大致三角形状。此外，锥形筒部22与被嵌合部21的边界位置也可以处于比锥形面部16与筒状部13的边界位置更靠阀室10侧。由此，能够充分地确保阀座部件2相对于阀壳1嵌合的高度。

参照图3，对将阀座部件2以及第二接头管12硬钎焊固定于阀壳1的顺序进行说明。首先，相对于筒状部13的嵌合孔14，使阀座部件2从阀室10侧嵌合，使第二接头管12的缩径部12a从筒状部13的前端侧嵌合，并使台阶面21a与端面12c抵接来连接被嵌合部21和缩径部12a。接着，通过使设置在筒状部13的前端的钎料R1在高温环境下熔融，来使熔融的钎料R1利用毛细管现象浸入嵌合孔14与缩径部12a以及被嵌合部21的间隙。若熔融的钎料R1从嵌合孔14与被嵌合部21的间隙向阀室10侧流出，则该钎料R1积存在锥形面部16与锥形筒部22之间的空间S，通过视觉确认该钎料R(图2)，能够确认适当地进行了硬钎焊。

此外，电动阀100的阀座部件2并不限定于具有作为小径部的锥形筒部22，也可以如图4所示，形成为具有小径圆筒部24，该小径圆筒部24形成为直径比被嵌合部21更小的圆筒状。小径圆筒部24形成为直径与整流管部23大致相同，并设为其至少一部分位于锥形面部16的径向内方，由此，在锥形面部16与小径圆筒部24之间形成有向阀室10侧敞开的空间S。另外，阀座部件2以小径圆筒部24与被嵌合部21的边界位置、和锥形面部16与筒状部13的边界位置大致匹配的方式固定于阀壳1。因此，空间S形成为向上方敞开的大致矩形形状。此外，小径圆筒部24与被嵌合部21的边界位置也可以处于比锥形面部16与筒状部13的边界位置更靠阀室10侧。由此，能够充分地确保阀座部件2相对于阀壳1嵌合的高度。

根据以上的本实施方式，阀座部件2中的作为小径部的锥形筒部22或者小径圆筒部24设为位于阀主体1的锥形面部16的径向内方，在锥形面部16与锥形筒部22或者小径圆筒部24之间形成有空间S，由此能够在该空间S积存钎料R。因此，在阀座部件2的硬钎焊固定时，即使钎料R1从嵌合孔14与被嵌合部21的间隙向阀室10侧流出，流出的钎料R1也积存在空间S，从而能够降低钎料R1向阀座面(阀座部件2的阀室10侧的端面)的附着的可能性，由此能够确保阀抗泄漏性能。

另外，阀座部件2构成为一体地具有：与第二接头管12的缩径部12a的端部连接的被嵌合部21；以及从该被嵌合部21向第二接头管12内突出的长条圆筒状的整流管部23。即，整流管部23是比第二接头管12更细的构造，其中央的阀口20的内径比第二接头管12的内径小。因此，从第二接头管12向阀室10流入的制冷剂在通过整流管部23的中央的细长的阀口20期间被整流，该整流后的制冷剂从阀口20与针阀6的间隙向阀室10流出时的制冷剂通过音被降低。

另外，阀座部件2的被嵌合部21的外径与第二接头管12的缩径部12a大致相同，被嵌合部21和第二接头管12的缩径部12a嵌合于阀壳1的筒状部13的嵌合孔14内。并且，阀座部件2的被嵌合部21与整流管部23侧的台阶面21a和第二接头管12的缩径部12a的端面12c成为与轴线L正交的抵接面，该抵接面相互抵接从而被嵌合部21与第二接头管12连接。因此，阀座部件2与第二接头管12能够保持为相对于轴线L正确地定位。此外，阀座部件2的台阶面21a与第二接头管12的缩径部12a的端面12c不限于相互与轴线L正交，只要是抵接面彼此能够抵接，则也可以相对于轴线L倾斜。

接着，基于图5对本发明的冷冻循环系统进行说明。在图中，符号100是构成膨胀阀的本发明的实施方式的电动阀，200是搭载于室外单元的室外换热器，300是搭载于室内单元的室内换热器，400是构成四通阀的流路切换阀，500是压缩机。电动阀100、室外换热器200、室内换热器300、流路切换阀400、以及压缩机500分别通过导管而如图示那样连接，构成热泵式的冷冻循环。此外，储能器、压力传感器、温度传感器等省略了图示。

冷冻循环的流路由流路切换阀400切换为制冷运转时的流路和制热运转时的流路这两条。在制冷运转时，如图中实线的箭头所示，由压缩机500压缩后的制冷剂从流路切换阀400向室外换热器200流入，该室外换热器200作为冷凝器发挥功能，从室外换热器200流出的制冷剂经由电动阀100向室内换热器300流入，该室内换热器300作为蒸发器发挥功能。

另一方面，在制热运转时，如图中虚线的箭头所示，由压缩机500压缩后的制冷剂从流路切换阀400按照室内换热器300、电动阀100、室外换热器200、流路切换阀400、以及压缩机500的顺序循环，室内换热器300作为冷凝器发挥功能，室外换热器200作为蒸发器发挥功能。电动阀100对制冷运转时从室外换热器200流入的制冷剂、或者制热运转时从室内换热器300流入的制冷剂分别进行减压使其膨胀，并且对该制冷剂的流量进行控制。

此外，在图5的方式中，对电动阀100的第一接头管11与室外换热器200连接、第二接头管12与室内换热器300连接的情况进行了说明，但并限于此，也可以将电动阀100的第一接头管11连接于室内换热器300、将第二接头管12连接于室外换热器200。

此外，以上所说明的实施方式、变形例不过是表示本发明的代表性的方式，本发明并不限定于此。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变形并实施。只要通过该变形仍然具备本发明的电动阀的结构，当然也包含在本发明的范畴。

例如，在上述的实施方式、变形例中，例示了业务用空调器等空调机所使用的电动阀100，但电动阀并不限于业务用空调器，也可以用于家庭用空调器，并不限于空调机，也能够应用于各种冷冻机、冰箱等。另外，在以上各种各样的冷冻循环系统中，电动阀100并不限定于膨胀阀，能够作为各种各样的冷冻循环中的各种各样的场所的流量控制用来应用。

另外，在上述实施方式中，阀座部件2的小径部是锥形筒部22、小径圆筒部24，但并不限于此，作为小径部，既可以形成为在径向上具有凸的曲面、凹的曲面，也可以朝向阀室而以多级形成为小径的带台阶状。另外，阀座部件2并不限于具有整流管部23，也可以构成为被嵌合部21的底面平坦地形成，第二接头管12的端部抵接于该底面。另外，作为使阀座部件2的被嵌合部21嵌合于嵌合孔14的形态，也可以采用将在外周设有螺旋槽的被嵌合部21压入嵌合孔14的形态。该情况下，熔融的钎料从嵌合孔14的内周面与螺旋槽之间的间隙向阀室侧10侧流出，积存在空间S并固化。

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，在构成阀室的阀主体的侧部连通有第一接头管，并且在相对于该阀主体而与上述第一接头管交叉的方向上连通有第二接头管，上述第二接头管和上述阀室能够经由开口面积由阀部件增减的阀口而连通，在上述阀室与上述第二接头管之间具备具有上述阀口的阀座部件，上述电动阀的特征在于，

上述阀主体具有至少上述阀座部件的一部分嵌合的嵌合孔和从上述嵌合孔朝向上述阀室以曲面状扩径的锥形面部，

上述阀座部件一体地具有嵌合于上述嵌合孔的圆筒状的被嵌合部和从上述被嵌合部朝向上述阀室延伸且外径比上述被嵌合部小的小径部，并设为上述小径部的至少一部分位于上述锥形面部的径向内方。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述小径部是形成为直径比上述被嵌合部小的圆筒状的小径圆筒部，或者是外径从上述被嵌合部朝向上述阀室而逐渐变小的锥形筒部。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述阀座部件还具有从上述被嵌合部向上述第二接头管内突出的长条圆筒状的整流管部。

4.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于，

上述阀座部件的上述被嵌合部的外径与上述第二接头管的端部的直径大致相同，上述被嵌合部和上述第二接头管的端部嵌合于上述嵌合孔内，

上述被嵌合部的上述整流管部侧的抵接面与上述第二接头管的端部的抵接面相互抵接，从而上述被嵌合部与上述第二接头管连接。

5.一种冷冻循环系统，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，

使用权利要求1～4中任一项所述的电动阀作为上述膨胀阀。

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