JP2013100916A

JP2013100916A - 流路開閉制御装置

Info

Publication number: JP2013100916A
Application number: JP2013025823A
Authority: JP
Inventors: Bin Chen; チェン，ビン
Original assignee: Zhejiang Sanhua Climate and Appliance Controls Group Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sanhua Climate and Appliance Controls Group Co Ltd
Priority date: 2009-11-01
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-05-23
Also published as: EP2317234B1; JP2011094788A; EP2317234A2; US20110100487A1; EP2317234A3; CN102052468A

Abstract

【課題】流体の流通面積をゆっくり増大することにより、弁体前後の圧力差を次第に増加させ、弁の開き動作を緩やかにし、強い衝突と振動が生じず、高圧差動作の瞬間に強く振動と騒音が生じる問題を避ける。
【解決手段】流体入り口101と、流体出口102と、流体入り口101と流体出口102との間に設置されている弁装置103と、流体の流通面積を変化させることにより、弁装置103における流体入り口101と流体出口102との間の流路を開閉する圧力平衡制御回路104とを含む流路開閉制御装置であって、圧力平衡制御回路104において、流体の流通面積の大きさを変えることにより、流路開閉制御装置の開閉時に圧力平衡制御回路104を通る流体圧力変化を緩めるための調節装置105が、弁装置103と別体に設置されており、弁装置103と調節装置105との間が連接管108により連通され、調節装置105と流体出口102との間が連接管109により連通されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体制御分野に関し、特に冷暖房空調設備、冷凍などの制御システムに用いられる開閉装置に関し、具体的に大容量で高圧に適用する流路開閉制御装置に関するものである。

冷暖房空調設備、冷凍などは、温度制御に関し、調節のシステムにおいて常に電磁スイッチを用いられる、その主な原理は、コイルの通電による電磁力を利用してプランジャの上下運動を制御することによって、空調システムにおいて電磁弁を開弁または閉弁させる、それにより、管路システムにおける媒質の連通、切断を制御していることである。個人居住面積が増大するに伴って、および大型デパートなど建築が増えることにより、大容量の空調ユニットの需要が次第に増えてきて、このような大容量の空調ユニットにおいて、電磁スイッチに対しても大容量で、大口径であることが要求される。普通の直動式電磁弁は弁口径の制限のため、このような動作環境に満足できなくなってしまう。その代わりに、パイロット式電磁スイッチが多く採用されている。しかしながら、パイロット弁を開弁する瞬間に、ピストン上部の圧力は瞬間に出口端の圧力まで下がるため、このようにピストンの上、下の間で比較的に大きい差圧を形成することにより、ピストンの運動が推進され、ピストンの止め部品と強く衝突が生じる、差圧が大きければ大きいほど、弁径が大きい弁による衝突が強くなり、よって、従来技術の大容量のパイロット式電磁弁は、起動する時に不安定であるという問題が存在している。

そこで、出願人は２００６年１月２５日に開示された特許文献１に大口径のパイロット式電磁スイッチが開示され、図４を参照して、スリーブ３の上、下両端に接続されたコイル１と、主弁体７と、スリーブ３に内装された栓体２と、主弁体７に設けられたパイロット弁口８とそれに連通する主弁体口１４という二つの弁口を含む。パイロット弁口８の上にスリーブ３、栓体２、バネ５、プランジャ４により包まれるパイロット弁チャンバー体１６が形成されており、プランジャ４にボール６を有す。主弁体口１４の傍らに主弁体チャンバー体１３が形成されており、この主弁体チャンバー体１３内にピストン１０を有し、ピストン１０を主弁体端部に固定されているエンドカバーと組み合わせて、ピストン１０とエンドカバー１１との間に復帰ばね１２を有し、ピストン１０とプランジャ４との軸線は相互に垂直し、ピストン１０に高分子材料により製造された密封栓９を有し、主弁体口側に位置する密封栓の表面は平面であり、主弁体チャンバー体１３とパイロット弁チャンバー体１６が貫通穴１５を介して連通されている。ピストン１０の内部に凸台が設けられず、エンドカバー１１に凸台が設置されている。

前記電磁弁の構造において、ピストン１０の端面をエンドカバー１１との直接衝突を減少するために、エンドカバー１１またはピストン１０の内部に凸台が設置されており、このような構造は、弁が起動する時に、ピストン１０の前後瞬間に差圧の変化が存在するため、衝突の問題を根本から解決できなく、従って弁の使用寿命とシステム運行の安定性に影響を及ぼす。

ＣＮ２７５３９２６Ｙ号特許

本発明が解決しようとする技術的問題は、冷凍システムにおける従来技術の大口径の電磁スイッチ構造を改善することにより、弁装置を通る流体圧力の変化を制御したり、緩めたり、開弁において圧力平衡制御回路における流体の流通面積をゆっくり増大することにより、弁体前後の圧力差を次第に増加させ、弁の開き動作が緩やかになり、従って強く衝突と振動が生じず、電磁スイッチは高圧差動作の瞬間に強く振動と騒音が生じる問題を避けることができ、これにより本発明は以下の方案を採用する。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．
流体入り口（１０１）と、流体出口（１０２）と、前記流体入り口（１０１）と前記流体出口（１０２）との間に設置されている弁装置（１０３）と、流体の流通面積を変化させることにより、前記弁装置（１０３）における前記流体入り口（１０１）と前記流体出口（１０２）との間の流路を開閉する圧力平衡制御回路（１０４）とを含む流路開閉制御装置であって、
前記圧力平衡制御回路（１０４）において、流体の流通面積の大きさを変えることにより、前記流路開閉制御装置の開閉時に前記圧力平衡制御回路（１０４）を通る流体圧力変化を緩めるための調節装置（１０５）が、前記弁装置（１０３）と別体に設置されており、
前記弁装置（１０３）と前記調節装置（１０５）との間が連接管（１０８）により連通され、前記調節装置（１０５）と前記流体出口（１０２）との間が連接管（１０９）により連通されていることを特徴とする流路開閉制御装置。

２．
前記調整装置（１０５）は、パルス信号により駆動される磁気ローター（１５２）と、該磁気ローター（１５２）の回転によって直線的に変位移動する調節レバー（１５１）と、該調節レバー（１５１）の先端が入り込む第二弁口（１６４）とを含み、前記調節レバー（１５１）と前記第二弁口（１６４）との間の流体の流通面積の大きさを変えることにより、前記流路開閉制御装置の開閉時に前記圧力平衡制御回路（１０４）を通る流体圧力変化を緩めることを特徴とする前記１記載の流路開閉制御装置。

３．
前記圧力平衡制御回路（１０４）において、圧力平衡穴（１３４）がさらに設置されていることを特徴とする前記１又は２記載の流路開閉制御装置。

４．
前記圧力平衡穴（１３４）は二つ以上有することを特徴とする前記３記載の流路開閉制御装置。

５．
前記圧力平衡穴（１３４）の穴径は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの間であることを特徴とする前記４記載の流路開閉制御装置。

６．
前記圧力平衡穴（１３４）の穴径は０．５ｍｍ〜１ｍｍの間であることを特徴とする前記５記載の流路開閉制御装置。

本発明の流路開閉制御装置は、平衡制御回路において調節装置が設置されており、外部のパルス信号により前記調節装置をトリガー駆動することで、平衡制御回路における流体の流通面積を変えて、平衡制御回路における流体の圧力を次第に解放する。当該流路開閉制御装置は全閉区域で流路を閉じる。流量変化区域に流量をゆっくり増大するように主弁体を開弁して、逆の場合にはゆっくり減少するように主弁体を閉弁し、全開区域に主弁体を安定に開弁することが保持できる。このように開弁と閉弁において安定になるため、電磁スイッチは高圧差動作の瞬間に強く振動と騒音が生じる問題を避けることができた。

本発明に提供された好ましい流路開閉制御装置の具体的な構造図本発明に提供された他の好ましい流路開閉制御装置の具体的な構造図前記流路開閉制御装置を用いる流路における開弁特性の模式図従来技術に用いられる代表的な流路開閉制御装置の構造図

当業者に本発明の技術構想をさらに理解させるために、以下、図面と実施例を参照しながら、流路開閉制御装置の開弁過程をさらに詳しく説明する。

図１は本発明に提供された具体的な流路開閉制御装置の構造図である。

図１に示すように、流路開閉制御装置１００は、金属材料により一体に成形されるケージ１０６を含み、弁装置１０３と調節装置１０５がこのケージ１０６に密閉的に取付けられ、ケージ１０６に入り口チャンバー室１１１と出口チャンバー室１２１がさらに形成されて、入り口取付け管１１２と入り口チャンバー室１１１が密閉的に溶接することにより連通され、出口取付け管１２２と出口チャンバー室１２１が密閉的に溶接するにより連通され、このように、流体入り口１０１――入り口チャンバー室１１１――弁装置１０３――出口チャンバー室１２１――流体出口１０２により主弁体回路が構成される。流路開閉制御装置１００において圧力平衡制御回路１０４がさらに設置されており、調節装置１０５が制御回路に設置され、流体の流通面積を変えることにより、この圧力平衡制御回路１０４を通る圧力の変化を調節したり、緩めたりすることができる。

弁装置１０３の全体がケージ１０６における第一収納チャンバー室１６１内に設置され、主に弁体１３１と支持部品１３２とからなり、弁体１３１は第一収納チャンバー室１６１内にスライドでき、かつ第一収納チャンバー室１６１から密閉な平衡チャンバー１３７を隔離する、支持部品１３２がケージ１０６に溶接されて、かつ第一収納チャンバー室１６１を密閉して、第一収納チャンバー室１６１は弁体１３１に加工された圧力平衡穴１３４を介して、入り口チャンバー室に連通され、平衡穴の穴径は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの間であり、前記平衡穴の穴径が０．５ｍｍ〜１ｍｍの間であるのは好ましい。平衡穴１３４の内穴の面積は平衡穴１３４の流通面積Ｓ３として設定することができる。本実施例において、弁体１３１に一つの平衡穴１３４が加工され、当然、弁体に二つの平衡穴が対称に加工されてもよい。弁体１３１の前端に非金属材料の密閉部品１３５が取り付けられており、弁体１３１と支持部品１３２との間にバネ１３３が設置されて、バネ１３３は弁体１３１の密閉部品１３５をケージ１０６の第一弁口１６３へ当接させる。弁体１３１の密閉部品１３５とゲージ１０６の第一弁口１６３との間の流体の流通面積をＳ１に設定してもよい、密閉部品１３５と第一弁口１６３が閉合すると、入り口チャンバー室１１１と出口チャンバー室１２１との間の流路を切断する。

調節装置１０５が密閉的に溶接することによりケージ１０６の第二収納チャンバー室１６２に取り付けられて、主に調節レバー１５１と、磁気ローター１５２と、コイル１５３と、信号リード線１０７とからなる。調節レバー１５１と磁気ローター１５２との間にナット１５４とスクリューレバー１５５とからなる伝動対を介して接続され、調節レバー１５１が第二収納チャンバー室１６２内に入り込むようになる。このように弁装置１０３と調節装置１０５との間に、第一収納チャンバー室１６１――圧力平衡穴１３４――平衡チャンバー１３７――接続通路１４１――第二収納チャンバー室１６２により、圧力平衡制御回路１０４が構成され、調節レバー１５１と第二弁口１６４との間の流体の流通面積を圧力平衡制御回路１０４の流通面積Ｓ２として設定することができる。

信号リード線１０７は一定量のパルス信号を得ると、コイル１５３の作用により、磁気ローター１５２が一定の角度を回って、ナット１５４とスクリューレバー１５５とからなる伝動対を介して駆動することにより、調節レバー１５１を第二収納チャンバー室１６２内に上下に一定の変位を移動させて、圧力平衡制御回路１０４の流通面積Ｓ２を変えるように、流体の圧力変化を制御する。

前記流路開閉制御装置の流路における開弁特性は図３に示す。入り口チャンバー室１１１の圧力をＦ１、平衡チャンバー１３７の圧力をＦ２、バネ１３３が弁体１３１に当接する圧力をＦ３とすると、△Ｆ＝Ｆ１−Ｆ２に設定してもよい。

流路開閉制御装置１００が閉合状態になる時（Ａ０位置）に、圧力平衡制御回路１０４が閉じられて、入り口チャンバー室１１１と平衡チャンバー１３７が圧力平衡状態になり、即ち：△Ｆ＝Ｆ１−Ｆ２＝０、弁体１３１がバネ１３３の付勢力により、第一弁口１６３に当接する。

流路開閉制御装置は閉合から開弁する時に、一定のパルス信号を入力することにより、調節レバー１５１を弁体１０６の第二弁口１６４からゆっくり離して、かつ圧力平衡制御回路１０４の流体の流通面積Ｓ２をゆっくり増大させ、Ａ１位置まで続くと、Ｓ２は圧力穴１３４の流通面積Ｓ３に等しくなり、Ｓ２＞Ｓ３すると、圧力平衡制御回路１０４内の圧力Ｆ２が低下し始め（即ちＦ１＞Ｆ２）、従って入り口チャンバー室１１１と平衡チャンバー１３７との間に差圧が発生し始め、Ａ２位置まで続くと、Ｆ１＝Ｆ２＋Ｆ３となり、Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆ３の力になると、弁体１３１が第一弁口１６３からゆっくり離しながら、弁装置１０３を開いて、完全に開いた安定な状態（即ちＡ３状態）に至るまで開く、その後に弁装置の流量を安定に保つ（即ちＡ４状態）。前記過程の動作が安定で、弁体１３１による激しい動作と支持部品１３２との衝突が発生することを避ける。

図２は本発明に提供された他の好ましい流路開閉制御装置の具体的な構造図である。図２に示すように、第一実施例との区別として、当該流路開閉制御装置１００’は、金属材料により一体に成形されるケージ１３６を含むことであり、ケージ１０６に入り口チャンバー室１１１と出口チャンバー室１２１がさらに加工されており、入り口取付け管１１２と入り口チャンバー室１１１が密閉的に溶接することにより連通され、出口取付け管１２２と出口チャンバー室１２１が密閉に溶接することにより連通され、このように、流体入り口１０１――入り口チャンバー室１１１――弁装置１０３――出口チャンバー室１２１――流体出口１０２により主弁体回路が構成される。流路開閉制御装置１００’において圧力平衡制御回路１０４がさらに設置されており、調節装置１０５が制御回路に設置され、この圧力平衡制御回路１０４を通る圧力の変化を調節したり、緩めたりすることができる。

弁装置１０３の全体が弁装置のケージ１３６の第一収納チャンバー室１６１内に設置され、主に弁体１３１と支持部品１３２とからなり、弁体１３１は第一収納チャンバー室１６１内にスライドでき、かつ第一収納チャンバー室１６１から密閉な平衡チャンバー１３７を隔離する。支持部品１３２がケージ１３６に溶接されて、かつ第一収納チャンバー室１６１を密閉して、弁体１３１に加工された圧力平衡穴１３４を介して、入り口チャンバー室に連通される。弁体１３１の前端に密閉部品１３５が取り付けられており、弁体１３１と支持部品１３２との間にバネ１３３が設置されて、バネ１３３は弁体１３１の密閉部品１３５を弁装置のケージ１３６の第一弁口１６３へ当接させることにより、入り口チャンバー室１１１と出口チャンバー室１２１との間の流路を切断する。

調節装置１０５は連接管１０８・１０９を介して、弁装置ケージ１３６と出口取付け管１２２とそれぞれ接続され、調節装置１０５は主に調節レバー１５１と、磁気ローター１５２と、コイル１５３と、信号リード線１０７とからなる。調節レバー１５１と磁気ローター１５２との間にナット１５４とスクリューレバー１５５とからなる伝動対を介して接続され、調節レバー１５１が第二収納チャンバー室１６２内に入り込むようになる。信号リード線１０７は一定量のパルス信号を得た後、コイル１５３の作用により、磁気ローター１５２が一定の角度を回って、ナット１５４とスクリューレバー１５５とからなる伝動対を介して駆動することにより、調節レバー１５１を第二収納チャンバー室１６２内に上下に一定の変位を移動させて、このように調節レバー１５１と第二弁口１６４と共同に作用して、必要に応じて圧力平衡制御回路１０４における流通面積を変えるように、流体の圧力変化を制御することができる。

前記流路開閉制御装置の流路における開弁特性と第一実施例とは基本的に同様であり、ここで贅言しない。

以上の説明は、ただ本発明の技術方案をさらに詳説するために、具体的に流路開閉制御装置の開き過程における具体的な実施の形態、作用効果を説明するものであり、同様に、この構造では流路開閉制御装置の閉合過程においても同様な作用と効果を有する。指摘すべきなのは、当業者にとって、本発明の原理から逸脱しない範囲で、若干改善と変更をすることもでき、これら全ての改善や変更も本発明の特許請求の保護範囲に属することである。

１：コイル
２：栓体
３：スリーブ
４：プランジャ
５：バネ
６：ボール
７：主弁体
８：パイロットバルブ口
９：密封栓
１０：ピストン
１１：エンドカバー
１２：復帰ばね
１３：主弁体チャンバー体
１４：主弁体口
１５：貫通穴
１６：パイロット弁チャンバー体
１００／１００’：流路開閉制御装置
１０１：流体入り口
１１１：入り口チャンバー室
１１２：入り口取付け管
１０２：流体出口
１２１：出口チャンバー室
１２２：出口取付け管
１０３：弁装置
１３１：弁体
１３２：支持部品
１３３：バネ
１３４：圧力平衡穴
１３５：密閉部品
１３６：弁装置のケージ（ケージ）
１３７：平衡チャンバー
１０４：圧力平衡制御回路
１４１：接続通路
１０５：調節装置
１５１：調節レバー
１５２：磁気ローター
１５３：コイル
１５４：ナット
１５５：スクリューレバー
１５６：調節装置ハウジング
１０６：ケージ
１６１：第一収納チャンバー室
１６２：第二収納チャンバー室
１６３：第一弁口
１６４：第二弁口
１０７：信号リード線
１０８、１０９：連接管

Claims

流体入り口（１０１）と、流体出口（１０２）と、前記流体入り口（１０１）と前記流体出口（１０２）との間に設置されている弁装置（１０３）と、流体の流通面積を変化させることにより、前記弁装置（１０３）における前記流体入り口（１０１）と前記流体出口（１０２）との間の流路を開閉する圧力平衡制御回路（１０４）とを含む流路開閉制御装置であって、
前記圧力平衡制御回路（１０４）において、流体の流通面積の大きさを変えることにより、前記流路開閉制御装置の開閉時に前記圧力平衡制御回路（１０４）を通る流体圧力変化を緩めるための調節装置（１０５）が、前記弁装置（１０３）と別体に設置されており、
前記弁装置（１０３）と前記調節装置（１０５）との間が連接管（１０８）により連通され、前記調節装置（１０５）と前記流体出口（１０２）との間が連接管（１０９）により連通されていることを特徴とする流路開閉制御装置。
前記調整装置（１０５）は、パルス信号により駆動される磁気ローター（１５２）と、該磁気ローター（１５２）の回転によって直線的に変位移動する調節レバー（１５１）と、該調節レバー（１５１）の先端が入り込む第二弁口（１６４）とを含み、前記調節レバー（１５１）と前記第二弁口（１６４）との間の流体の流通面積の大きさを変えることにより、前記流路開閉制御装置の開閉時に前記圧力平衡制御回路（１０４）を通る流体圧力変化を緩めることを特徴とする請求項１記載の流路開閉制御装置。
前記圧力平衡制御回路（１０４）において、圧力平衡穴（１３４）がさらに設置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の流路開閉制御装置。
前記圧力平衡穴（１３４）は二つ以上有することを特徴とする請求項３記載の流路開閉制御装置。
前記圧力平衡穴（１３４）の穴径は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの間であることを特徴とする請求項４記載の流路開閉制御装置。
前記圧力平衡穴（１３４）の穴径は０．５ｍｍ〜１ｍｍの間であることを特徴とする請求項５記載の流路開閉制御装置。