JP2004036879A - 双安定電磁バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】冷却回路用の、機能不良を起こしにくい電磁バルブを提供する。
【解決手段】２つの磁極片間に画定されたバルブチャンバ７と、２つの端部位置の間を移動可能で少なくとも１つの永久磁石及び少なくとも１つの制御コイルに対する磁気アーマチュアとして構成されたバルブボディとを備え、冷却回路用の既知のバルブと比較して機能不良を起こしにくい双安定電磁バルブが提供される。この目的はバルブ１に汚染物フィルタ１８、１９を設置することによって実現される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
本発明は請求項１の前提部分に基づく双安定電磁バルブに関するものである。
このタイプは、公報ＤＥ３７　１８　４９０或いはＥＰ１０　５４　２００に記載の冷却回路の類に使用される。
このようなバルブにおいては、バルブハウジングの外側、バルブチャンバの隣、或いは磁極片の隣に永久磁石を配置することにより、双安定状態が実現される。その結果、バルブボディが磁極片に対して２つの端部位置を有することになり、永久磁石によってその位置に保持される。
【０００２】
この類のバルブにおいては、密閉性と長期安定性が必要とされる。製造施設での製造後、バルブは通常他の施設で冷却回路内に設置されるので、機能不良の原因を特定するのが困難である。
よって本発明の目的は、具体的には冷却回路用の、機能不良の起こりにくいバルブを提供することである。
【０００３】
この目的は、その特徴部分を有する請求項１の前提部分に基づくバルブによって達成される。
下位請求項に規定された態様によって、本発明の有利な実施例と展開が可能となる。
【０００４】
本発明は汚染物フィルタを有するという点を特徴とする。
本発明は、バルブの冷却回路への設置後、機能不良は多くの場合、汚染物の侵入によって引き起こされるという認識に基づいている。本発明によると、汚染物フィルタはこの汚染物がバルブの重要部分、すなわちバルブボディ及びそのシールシートの部分へ侵入するのを阻止する。
【０００５】
汚染物フィルタは、バルブハウジング内のバルブチャンバの流入側に配置されることが好ましい。このようにすれば、濾過された流体のみがバルブチャンバ内に流入するため、流体循環後は、重要部分すなわちバルブボディ及びバルブシート、或いはバルブボディを有するバルブチャンバ全体に汚染物が侵入することが確実に阻止される。
【０００６】
この目的から、汚染物フィルタは磁極片に極めて近接した箇所に配置されることが好ましい。この位置は、汚染物フィルタからバルブチャンバへの距離が最短となる位置であり、これにより、流体回路の起動時にバルブチャンバに流入する流体の大部分が濾過される。
【０００７】
本発明に基づく汚染物フィルタは、バルブケーシング内に恒久的に配置されたものであってもよい。すなわち、該フィルタの性能を流体を一回濾過するのに十分なものとした場合、フィルタを交換するにはバルブ全体を交換することとし、そうでなければフィルタの交換ができないようにする。
【０００８】
流体回路内のフィルタは、長期にわたると目詰まりをおこすため、通常交換可能或いは洗浄可能なように構成される。しかし本発明は、このタイプのバルブは、バルブの寿命が続く限り通常閉回路になっている回路にのみ使用されるので、汚染物フィルタはバルブ内に恒久的に配置してもよいという別の認識に基づいている。しかし、該フィルタは回路内の流体全部を一回濾過するのに十分なフィルタ性能を備えていなくてはならない。
【０００９】
一回濾過を終えるとそれ以上の汚染物はフィルタに堆積しないので、目詰まりは避けられ、フィルタの交換や洗浄は必要なくなる。
本発明の更なる展開においては、磁気汚染物フィルタが備えられている。磁気汚染物フィルタは、冷却回路の管の内壁から流出する磁性体或いは磁化可能な汚染粒子、或いは流体回路のはんだ付けなどの組立工程中に回路内に侵入する磁性体或いは磁化可能な汚染粒子を保持することが可能である。該磁性体或いは磁化可能な汚染粒子は機能不良に対して特に致命的で、該汚染粒子は前に濾過するものがなければ、双安定配置に必要な永久磁石があるため、バルブチャンバ内に残留し、バルブの磨耗を促進すると同時に、バルブの密閉性を損なう。
【００１０】
磁気汚染物フィルタは流体に直接接触している場合、特に有効である。このことから、本発明の特に有利な実施例においては、永久磁石がバルブハウジング内、或いはその接続ライン内に配置される。
本実施例の更なる展開においては、環状磁石が汚染物フィルタとして配置される。環状磁石は、冷媒などの流体を高流量で流れさせるのに十分な断面を有する環状管内に設置可能で、安価で、汚染粒子が付着するのに十分な大きさの表面を有する。
【００１１】
本発明の他の実施例においては、機械的フィルタが単体或いは磁気フィルタとの組み合わせで配置される。機械的フィルタは磁性体或いは磁化可能な粒子以外のものも濾過可能なことから、冷媒のより徹底的な濾過に使用される。
機械的フィルタに対して上流側に配置された磁気フィルタを機械的フィルタに組み合わせることは特に有利である。磁性体或いは磁化可能な汚染粒子をあらかじめ濾過することで機械的フィルタへの負荷が小さくなり、機械的フィルタをより小型化することが可能となるからである。
【００１２】
有利な実施例において、磁気フィルタは同時に機械的フィルタの取り付け台としても使用される。そうすることによって、磁気フィルタの位置に別の取り付け台を用いる必要がなくなる。
具体的には、機械的フィルタを環状磁石と組み合わせる場合は、機械的フィルタを管状こし器として構成することが望ましい。このような管状こし器は、例えば、環状磁石に取付けることが可能である。該環状磁石は、バルブチャンバにつながる流入ラインの内壁に強固に当接させる。このようにすれば、管状こし器が所定の位置に保持される一方、管状こし器の外側の流入断面が環状磁石を介して密閉される。その結果、流体は管状こし器へのみ流入が可能となる。
【００１３】
具体的には、前述の特性と組み合わせる場合は、管状こし器の内部スペースは冷媒などの流体の流入ラインに接続され、管状こし器の外部スペースはバルブチャンバに接続される。濾過された汚染粒子は管状こし器内部に堆積する。上述のとおり、磁性体或いは磁化可能な粒子はすでに永久磁石で濾過されている。
【００１４】
このような機械的フィルタのこし器の穴は、例えば直径５０μｍ〜８０μｍのものとして構成されている。冷却回路内でのバルブの性能試験において、このような磁気フィルタの配置は、良好なフィルタ特性と十分な流れの点において、特に有効な構成であることが明らかになった。
【００１５】
管状こし器を機械的フィルタとして使用することによって、上述のバルブチャンバの前面の（流れの方向から見た）配置が可能になり、更に管状こし器の軸方向に適宜な長さを持たせてフィルタ性能を調節することが可能になる。
更に、管状こし器のフィルタ性能は、適切な断面形状を持つよう構成することによって、具体的には、断面積を拡大することによって、改善が可能である。例えば、このような管状こし器は、波型或いは折り返し断面を有するように構成することが可能である。
【００１６】
特に有利な実施例として、星型の断面を有する管状こし器が挙げられるが、これは適度な表面の拡大を伴いつつ、均一で全体に行き渡った流れが形成されるためである。
本発明の模範的な実施例は図示されており、以下で図面に基づいた詳細が記載されている。
【００１７】
図１に基づくバルブ１は、制御コイル３と管状バルブハウジング２とを有する。ここでは、アダプタ部４はバルブハウジング２に適切に嵌合され、同時に、磁極片５、６及びバルブチャンバ７を通過する向上された磁束を誘導するフロー誘導部としても構成されている。バルブチャンバ７内に配置されているのは球状バルブボディ８である。図示の通りバルブボディ８は磁極片６の球面状シート９上に配置されており、稼動中には貫通孔１０を密閉する。貫通孔１０はバルブ１の流出ライン１１内への排出を行う。
【００１８】
環状磁石１２、１３はバルブハウジング２の外側に配置され、バルブの双安定の動きを確保する。環状磁石１２、１３はスペーサリング１４によってアダプタ部４の間に固定されている。
磁極片５の外周は凹部分或いは平滑面を有し、この部分がバルブチャンバ７内に接続する流路１５を磁極片５とバルブハウジング２との間に形成する。該流路は、磁極片５の穴によっても形成が可能である。この場合、磁極片５の穴の流入側の開口部は、管状こし器１８とバルブハウジング２の外壁との間の環状部分に配置される。磁極片５は、球面状シート１６を有し、該球状シート１６は第２端部位置（図示なし）におけるバルブボディ８の末端位置を規定する。
【００１９】
磁極片５は段階部１７を管状こし器１８が挿入される位置に有する。反対側の末端部では、管状こし器１８は、環状磁石として構成された磁気フィルタ１９内に配置される。管状こし器１８及び磁気フィルタ１９が配置されたバルブハウジング２の管状部分は、対応する流体、具体的には冷媒の流入ライン２０として機能する。
【００２０】
流入する流体（矢印Ｐ参照）は環状磁石として構成され流体に直接接触する磁気フィルタ１９の領域に最初に流入する。その結果、磁性体或いは磁化可能な汚染粒子は磁気フィルタ１９に恒久的に付着し、バルブチャンバ７からは隔離される。
【００２１】
流体はその後、反対側の前端部が磁極片５或いはその段階部１７によって密閉されている管状こし器１８内に流入する。流体は、管状こし器１８内では、半径方向外向きに流れる。その際、こし器開口部２１より大きい汚染粒子は管状こし器１８内に留められる。その結果、濾過された流体のみが管状こし器１８とバルブハウジング２との間の外部スペース２２に流入する。そこから流体は流路１５及びバルブチャンバ７内を通過する。
【００２２】
当然のことながら流体はバルブが開いている状態、すなわちバルブボディ８が球面状シート１６上にあり、貫通孔１０が開いている切換設定においてのみ流れる。
本発明に基づくバルブ１は、流体回路内、例えば冷却回路内に容易に設置することが可能であるが、このような回路には、生産過程で発生し、従来の冷媒バルブには不適で機能不良の原因となり得る汚染粒子が含まれている。
【００２３】
バルブ１の使用は、生産後バルブ１の寿命の続く限り密閉状態が保たれる流体閉回路に適している。管状フィルタ１８及び磁気フィルタ１９を備えたフィルタシステムのフィルタ性能は、目詰まりを起こすことなく回路内の流体の完全な濾過が１回できるものに構成されなければならない。
【００２４】
バルブハウジング２の流入ライン２０内に配置されるフィルタ１８、１９を使用すること、具体的には、フィルタ１８、１９をバルブチャンバ７の直ぐ隣に配置することによって、汚染粒子がバルブチャンバ７内へ侵入するのを阻止する。このことがバルブ１の長期的な密閉性と低摩耗性を確かなものにする。
【００２５】
図２は上記の模範的な実施例に本質的に対応する。相違点は、第２管状流出ライン２３がバルブケース２内に磁極片５に至るまで挿入されており、そこで対応する穴２４に密閉状態で保持されているという点である。バルブハウジング２及び流出ライン２３は、シーリング箇所２５において、例えばプレス成形やはんだ付けなどで、相互に密閉状態となるよう固着される。
【００２６】
これによって流出ライン２３とバルブハウジング２との間に、流入ライン２７が接続する中間スペース２６が形成される。流入ライン２７は、バルブハウジングの対応する穴に、はんだ付けなどで固定される。
本実施例において、磁極片５は、バルブチャンバ７を流路１５を経由して中間スペース２６に接続する貫通孔２８も有する。
【００２７】
流体或いは冷媒は矢印Ｐの方向に流れて中間スペース２６へ流入し、そこから磁気フィルタ１９を通過し、管状こし器１８と流出ライン２３との間の環状内部スペースへ流入する。そして流体は半径方向外向きに流れて管状こし器１８とバルブハウジング２との間の外部スペース２２へ流れ、そこから流路１５を経由してバルブチャンバ７へ流入する。
【００２８】
バルブボディ８の切換設定によって、流体は流出ライン２３或いは流出ライン１１を経由して排出される。図示された切換設定においては、磁極片５の貫通孔２８は開いた状態なので、流体は流出ライン２３を経由して排出される。
制御コイル３のコントロールパルスが制御コイル３に送られると、バルブボディ８が反対側の球面状シート１６へ移動する。よって貫通孔２８は密閉され、貫通孔１０が開いた状態となる。この切換設定において流体は流出ライン１１を経由して排出される。このことについては記載はされているが、図示はされていない。
【００２９】
制御コイル３の内部に円錐状流出面を有するアダプタ部４の代わりに、制御コイル内の磁束を誘導し、バルブハウジング２と制御コイル３との間の中間スペースを完全に充填する、スリーブ型のフロー誘導プレート２９が配置されている。フロー誘導プレート２９はカバープレート３０に接続しており、カバープレート３０は、いわゆるヨークラミネーションに接合され、或いはヨークラミネーションに対して延びている（詳しく図示はしないが）。フロー誘導プレート２９は、カバープレート３０及びヨークラミネーション全体の構成と共に、単体の扁平な材料からの型押し及び曲げ、或いは屈曲によって形成され得る（詳しく図示はしないが）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく２／２ウェイバルブの横断面図である。
【図２】本発明に基づく３／２ウェイバルブの横断面図である。
【符号の説明】
１…バルブ、２…バルブハウジング、３…星型コイル、４…アダプタ部、５…磁極片、６…磁極片、７…バルブチャンバ、８…バルブボディ、９…球面状シート、１０…貫通孔、１１…流出ライン、１２…環状磁石、１３…環状磁石、１４…スペーサリング、１５…流路、１６…球面状シート、１７…平滑面、１８…管状こし器、１９…磁気フィルタ、２０…流入ライン、２１…こし器開口部、２２…外部スペース、２３…流出ライン、２４…穴、２５…密閉位置、２６…中間スペース、２７…流入ライン、２８…貫通孔、２９…フロー誘導プレート、３０…カバープレート

Claims (18)

1. 双安定電磁バルブであって、バルブチャンバを２片の磁極片の間に有し、バルブボディが２つの端部位置の間で移動可能であって、該バルブボディが少なくとも１つの永久磁石と少なくとも１つの制御コイルに対する磁気アーマチュアとして構成され、バルブ（１）が汚染物フィルタ（１８、１９）を有することを特徴とする双安定電磁バルブ。
2. 汚染物フィルタ（１８、１９）がバルブハウジング（２）内のバルブチャンバ（７）の流入側（２０）に配置されたことを特徴とする請求項１記載のバルブ。
3. 汚染物フィルタ（１８、１９）が磁極片（５）の直ぐ隣に配置されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
4. 汚染物フィルタ（１８、１９）がバルブハウジング（２）内に恒久的に設置されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
5. 磁気汚染物フィルタ（１９）が設けられたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
6. 磁気汚染物フィルタ（１９）が流体にじか接触している永久磁石として構成されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
7. 磁気汚染物フィルタ（１９）が環状磁石として構成されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
8. 機械的フィルタ（１８）が設けられたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
9. 機械的フィルタ（１８）及び磁気フィルタ（１９）が設けられたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
10. 磁気フィルタ（１９）が機械的フィルタ（１８）の取り付け台として構成されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
11. 機械的フィルタ（１８）が管状こし器として構成されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
12. 管状こし器（１８）の内部スペースが流入ライン（２０）に接続しており、外部スペース（２２）がバルブチャンバ（７）に接続していることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
13. こし器開口部（２１）の直径の範囲が５０μｍ〜８０μｍであることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
14. 管状こし器（１８）が波型或いは折り返し断面を有することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
15. 管状こし器（１８）が星型の断面を有することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
16. 磁気フィルタ（１９）が機械的こし器（１８）よりも流入側に配置されたことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のバルブ。
17. 冷却システムの冷却回路であって、複数の冷却コンパートメントを有すると共に、コンプレッサと、コンデンサと、複数のエバポレータとを有していて、これらのそれぞれが冷却コンパートメントのうちの１つに配置されており、あらかじめ定められたオペレーションモードに基づいてコンデンサを１つ以上のエバポレータに接続させるための少なくとも１つの電気制御バルブを備え、該制御バルブ（１）が前記請求項のいずれかに記載のバルブとして構成されたことを特徴とする冷却回路。
18. 冷却回路を有し、該冷却回路が請求項１〜１６の内のいずれかに基づいたバルブを有することを特徴とする、家庭電化機器、具体的には冷蔵庫或いは冷凍庫。

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