JP2017194168A - Flow rate control valve - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow rate control valve which reduces flow rate fluctuation caused by fluctuation of a valve dimension or a valve opening point and is capable of controlling a minute flow rate, improving flow rate controllability and improving energy saving of a refrigerator and an air conditioner.SOLUTION: A flow rate control valve 10 is configured to control a flow rate by adjusting a clearance amount between a diameter of a valve element 36 and a diameter of a valve port 22 and has a flow rate property that a rate of flow rate change is kept constant by a shape of a control part 36c of the valve element 36. At a position of a valve lift of 100% or less, a relationship between a valve port area S1 of the valve port 22 and a valve opening area S2 formed by an outer periphery of the valve element 36 and a shortest distance M of the valve port 22 is set to be valve port area S1≤valve opening area S2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、例えば、エアコン、冷凍機などの空気調和機の冷媒循環回路などに用いられる流量制御弁に関する。   The present invention relates to a flow control valve used in a refrigerant circulation circuit of an air conditioner such as an air conditioner or a refrigerator.

従来、流量制御弁は、電磁弁などの直動式や、電動弁などのギヤ式などの駆動方式があるが、いずれの駆動方式の流量制御弁においても、弁体であるニードル弁が弁座に対して離接することによって、弁座に設けられた弁ポート(オリフィス)を開閉することにより、ニードル弁の先端部の径と弁ポートの径との間の隙間量(弁開度)を調整することによって、流量を制御するように構成されている。   Conventionally, the flow control valve has a drive system such as a direct acting type such as an electromagnetic valve, or a gear type such as an electric valve. However, in any type of flow control valve, a needle valve as a valve body is a valve seat. By opening and closing the valve port (orifice) provided in the valve seat, the amount of clearance (valve opening) between the diameter of the needle valve tip and the valve port is adjusted. By doing so, it is configured to control the flow rate.

このように、弁体の先端がくさび形状のニードル弁と、弁ポートを構成する弁座を備えた流量制御弁においては、さまざまなニードル弁と弁座の形状が採用されている。   As described above, various needle valves and valve seat shapes are employed in the flow rate control valve including the needle valve having the wedge-shaped tip of the valve body and the valve seat constituting the valve port.

図4は、このような従来の流量制御弁の一例を示す縦断面図である。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of such a conventional flow control valve.

図4に示したように、流量制御弁10は、電動弁であって、弁本体12を備えており、弁本体12内には弁室14が形成されている。そして、この弁室14に連通するように、第1の配管部材16と、第2の配管部材18とが装着されている。   As shown in FIG. 4, the flow control valve 10 is an electric valve and includes a valve body 12, and a valve chamber 14 is formed in the valve body 12. A first piping member 16 and a second piping member 18 are attached so as to communicate with the valve chamber 14.

また、第1の配管部材16の上部には、弁本体12に弁座20が固定されており、この弁座20に弁ポート22が設けられている。   In addition, a valve seat 20 is fixed to the valve main body 12 at the upper portion of the first piping member 16, and a valve port 22 is provided in the valve seat 20.

さらに、メネジ部材24は、ガイド部材40を備えており、このガイド部材40の下端には、弁座20に嵌着する嵌合部24bが形成されており、ガイド部材40の嵌合部24bを弁座20に嵌着することにより、メネジ部材24が弁座20に固定されている。これにより、弁本体12内に、メネジ部材24が固定されている。   Further, the female screw member 24 includes a guide member 40, and a fitting portion 24 b that fits to the valve seat 20 is formed at the lower end of the guide member 40, and the fitting portion 24 b of the guide member 40 is provided with the fitting portion 24 b. The female screw member 24 is fixed to the valve seat 20 by being fitted to the valve seat 20. Thereby, the female screw member 24 is fixed in the valve body 12.

また、ガイド部材40の嵌合部24bの上方に一定間隔離間して、弁室14とローター室28を隔てる隔壁26が形成されており、この隔壁26の端部30が弁本体12の内壁に嵌合することにより、弁本体12内にガイド部材40が固定されている。   Further, a partition wall 26 is formed above the fitting portion 24 b of the guide member 40 so as to be spaced apart from each other by a certain distance, and the end portion 30 of the partition wall 26 is formed on the inner wall of the valve body 12. The guide member 40 is fixed in the valve main body 12 by fitting.

さらに、弁本体12の上端部に、固定金具32を嵌合することにより、ガイド部材40が弁本体12に固定されている。   Further, the guide member 40 is fixed to the valve body 12 by fitting the fixing bracket 32 to the upper end portion of the valve body 12.

一方、このガイド部材40の嵌合部24bと隔壁26との間に、主流路34が形成されており、隔壁26には、ニードル弁36が挿通される挿通孔38が形成されている。   On the other hand, a main flow path 34 is formed between the fitting portion 24 b of the guide member 40 and the partition wall 26, and an insertion hole 38 through which the needle valve 36 is inserted is formed in the partition wall 26.

また、この隔壁26の上部には、略筒状のガイド部40aが延設されており、ガイド部材40のガイド部40aには、内周に雌ネジ40bが形成されている。この雌ネジ40bに噛合するように、ローター軸52の下端に形成された雄ネジ部54の雄ネジ54aが螺着されている。   In addition, a substantially cylindrical guide portion 40 a is extended above the partition wall 26, and a female screw 40 b is formed on the inner periphery of the guide portion 40 a of the guide member 40. A male screw 54a of a male screw portion 54 formed at the lower end of the rotor shaft 52 is screwed so as to mesh with the female screw 40b.

このローター軸52に形成されたニードル弁挿通孔56に、ニードル弁36が挿通され、ニードル弁36の基端部に形成された拡径部36aにより、ニードル弁36の抜け落ちが防止されるようになっている。   The needle valve 36 is inserted into the needle valve insertion hole 56 formed in the rotor shaft 52, and the needle valve 36 is prevented from falling off by the enlarged diameter portion 36 a formed at the proximal end portion of the needle valve 36. It has become.

また、ローター軸52の上端の外周には、永久磁石からなる略円筒形のローターマグネット58が、嵌合部58aにより嵌着されている。このローターマグネット58の下端には、弁開ストッパー60が内周方向に突設され、ガイド部材40のガイド部40aの上端に外周方向に突設された弁開ストッパー62に、このローターマグネット58の弁開ストッパー60が、弁全開時に当接することにより、ストッパーの機能をするように構成されている。   A substantially cylindrical rotor magnet 58 made of a permanent magnet is fitted on the outer periphery of the upper end of the rotor shaft 52 by a fitting portion 58a. A valve opening stopper 60 projects from the lower end of the rotor magnet 58 in the inner circumferential direction, and a valve opening stopper 62 projecting in the outer circumferential direction from the upper end of the guide portion 40a of the guide member 40 is connected to the rotor magnet 58. The valve opening stopper 60 is configured to function as a stopper by abutting when the valve is fully opened.

同様に、ローター軸52の上端に外周方向に突設された弁閉ストッパー64に、ガイド部材40のガイド部40a上端に形成された弁閉ストッパー66が、弁閉時に当接することにより、ストッパーの機能をするように構成されている。   Similarly, the valve closing stopper 66 formed at the upper end of the guide portion 40a of the guide member 40 abuts on the valve closing stopper 64 projecting in the outer peripheral direction on the upper end of the rotor shaft 52, thereby contacting the stopper. It is configured to function.

また、ローター軸52の上部には、バネ受け金具68が、ローター軸52の上端に嵌合されているとともに、ニードル弁36の基端部に形成された拡径部36aの上方に、バネ受け70が装着されている。そして、これらのバネ受け金具68とバネ受け70との間に圧縮状態のコイルバネ72が介装され、ニードル弁36を弁座20の方向に突出するように付勢するよう構成されている。   A spring receiving metal fitting 68 is fitted to the upper end of the rotor shaft 52 at the upper portion of the rotor shaft 52, and above the enlarged diameter portion 36a formed at the proximal end portion of the needle valve 36. 70 is attached. A coil spring 72 in a compressed state is interposed between the spring support fitting 68 and the spring support 70 and is configured to urge the needle valve 36 so as to protrude in the direction of the valve seat 20.

さらに、弁本体12の上部には、有底筒形状のケース74が溶着などによって固定されており、このケース74の内部に、これらのローターマグネット58などからなる駆動部76が収容されるとともに、ケース74の内部にローター室28が形成されている。   Furthermore, a bottomed cylindrical case 74 is fixed to the upper portion of the valve body 12 by welding or the like, and inside this case 74 is housed a drive unit 76 composed of these rotor magnets 58, etc. A rotor chamber 28 is formed inside the case 74.

また、ケース74の外周に、図4に示したように、コイル78が装着されている。   Further, as shown in FIG. 4, a coil 78 is attached to the outer periphery of the case 74.

このように構成される流量制御弁10は、弁開状態においては、コイル78により送りパルスを発生させることによって、ローターマグネット58が回転し、このローターマグネット58とともに、ローター軸52、ニードル弁36が一体的に回転して、ローター軸52の雄ネジ部54の雄ネジ54aと、ガイド部材40のガイド部40aの雌ネジ40bとが噛合して案内され、ニードル弁36が上方に移動する。これにより、ニードル弁36の下端が、弁座20の弁ポート22から離間して、弁開状態となるように構成されている。   When the flow control valve 10 configured as described above is in a valve open state, the rotor magnet 58 is rotated by generating a feed pulse by the coil 78, and the rotor shaft 52 and the needle valve 36 are rotated together with the rotor magnet 58. Rotating integrally, the male screw 54a of the male screw portion 54 of the rotor shaft 52 and the female screw 40b of the guide portion 40a of the guide member 40 are engaged and guided, and the needle valve 36 moves upward. Thereby, the lower end of the needle valve 36 is separated from the valve port 22 of the valve seat 20 so as to be in the valve open state.

この際、ローターマグネット58の回転にともなって、ガイド部材40のガイド部40aの上端に外周方向に突設された弁開ストッパー62に、ローターマグネット58の弁開ストッパー60が、弁開時に当接することにより、上方位置が規制されるようになっている。   At this time, as the rotor magnet 58 rotates, the valve opening stopper 60 of the rotor magnet 58 comes into contact with the valve opening stopper 62 projecting outward from the upper end of the guide portion 40a of the guide member 40. As a result, the upper position is regulated.

そして、この状態から、コイル78により逆の送りパルスを発生させることによって、ローターマグネット58が逆方向に回転し、このローターマグネット58とともに、ローター軸52、ニードル弁36が一体的に回転して、ローター軸52の雄ネジ部54の雄ネジ54aと、ガイド部材40のガイド部40aの雌ネジ40bとが噛合して案内され、ニードル弁36が下方に移動する。これにより、ニードル弁36の下端が、弁座20の弁ポート22に当接して、図4に示したような弁閉状態となるように構成されている。   From this state, by generating a reverse feed pulse by the coil 78, the rotor magnet 58 rotates in the reverse direction, and together with the rotor magnet 58, the rotor shaft 52 and the needle valve 36 rotate integrally, The male screw 54a of the male screw portion 54 of the rotor shaft 52 and the female screw 40b of the guide portion 40a of the guide member 40 are engaged and guided, and the needle valve 36 moves downward. Thereby, the lower end of the needle valve 36 is in contact with the valve port 22 of the valve seat 20 so that the valve is closed as shown in FIG.

特開平6−174129号公報JP-A-6-174129

ところで、このような流量制御弁10において、その基本特性として、弁開度と流量との関係を表す固有流量特性が用いられている。このような固有流量特性として、従来から、JIS規格にも規定されており、図5のグラフに示したように、
(1)リニア特性
(2)イコールパーセント特性
(3)クイックオープン特性
の3種類の固有流量特性が用いられている。
By the way, in such a flow control valve 10, the intrinsic | native flow characteristic showing the relationship between a valve opening degree and a flow volume is used as the basic characteristic. As such a characteristic flow rate characteristic, it has been conventionally defined in the JIS standard, and as shown in the graph of FIG.
Three types of intrinsic flow characteristics are used: (1) linear characteristics, (2) equal percent characteristics, and (3) quick open characteristics.

このうち、(1)のリニア特性は、例えば、特許文献1(特開平6−174129号公報)にも開示されているように、流量(%)(Cv値)が弁開度に対して比例的に変化する固有流量特性である。このようなリニア特性を有する流量制御弁は、その特性を生かして、例えば、流量制御弁の差圧が一定の場合などに用いられている。   Among these, the linear characteristic (1) is such that the flow rate (%) (Cv value) is proportional to the valve opening, as disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-174129). It is a characteristic flow rate characteristic that changes with time. A flow control valve having such a linear characteristic is used, for example, when the differential pressure of the flow control valve is constant, taking advantage of the characteristic.

また、(3)のクイックオープン特性は、弁が開き始めると、流量(%)(Cv値)が急激に増加する固有流量特性である。このようなクイックオープン特性を有する流量制御弁は、例えば、遮断弁、開放弁などのオンオフ的な流量制御弁に用いられる。   The quick open characteristic (3) is an intrinsic flow characteristic in which the flow rate (%) (Cv value) increases rapidly when the valve starts to open. Such a flow control valve having a quick open characteristic is used, for example, as an on / off flow control valve such as a shutoff valve or an open valve.

ところで、近年、冷凍機、空調機の省エネ性の向上のため、圧縮機などの回転数の制御性や、熱交換器の熱交換率の向上が課題となっている。また、冷凍サイクルの効率向上のためには、流量制御弁などの省エネ性向上も求められている。   By the way, in recent years, in order to improve the energy saving performance of refrigerators and air conditioners, controllability of the rotational speed of a compressor and the like and improvement of the heat exchange rate of the heat exchanger have become issues. Further, in order to improve the efficiency of the refrigeration cycle, improvement in energy saving performance such as a flow control valve is also required.

従って、従来の流量制御弁に対して、流量の制御を向上させることで、省エネ性が確保できると考えられている。このため、流量の制御性を高めるために微小流量の制御が可能な流量制御弁の開発が求められている。   Therefore, it is considered that energy saving can be ensured by improving the flow rate control over the conventional flow rate control valve. For this reason, in order to improve the controllability of the flow rate, development of a flow rate control valve capable of controlling a minute flow rate is required.

しかしながら、流量制御弁10では、ニードル弁36の径のバラツキ、弁ポート22の径のバラツキ、ローター軸52の雄ネジ54aとガイド部材40の雌ネジ40bなどからなるネジ送り機構のガタツキ、ガイド部材40の弁開ストッパー62とローターマグネット58の弁開ストッパー60とのストッパー位置のガタツキなどの影響(以下、単に「弁寸法や弁開点のバラツキ」と言う)により流量のバラツキが発生する。   However, in the flow control valve 10, the diameter of the needle valve 36, the diameter of the valve port 22, the backlash of the screw feed mechanism including the male screw 54 a of the rotor shaft 52 and the female screw 40 b of the guide member 40, etc. Variations in the flow rate occur due to the influence of the rattling of the stopper positions of the valve opening stopper 62 of 40 and the valve opening stopper 60 of the rotor magnet 58 (hereinafter simply referred to as “variation of valve dimensions and valve opening points”).

このような流量のバラツキは、(1)のリニア特性を有する流量制御弁では、図6に示したように、弁リフト100%(全開状態)(以下、単に「弁リフト100%」と言う)における流量のバラツキb2と、例えば、弁リフト50%の流量のバラツキb1とは同じであって、微小流量域から全開流量域まで、流量のバラツキが大きい。   As shown in FIG. 6, in the flow rate control valve having the linear characteristic (1), such a flow rate variation is 100% valve lift (fully opened) (hereinafter simply referred to as “valve lift 100%”). The flow rate variation b2 in FIG. 5 is the same as the flow rate variation b1 of the valve lift 50%, for example, and the flow rate variation is large from the minute flow rate range to the fully open flow rate range.

従って、このような(1)のリニア特性を有する流量制御弁は、流量の制御性を高めるために微小流量の制御域で使用するには、流量のバラツキが大きく、正確に流量を制御すすることができず不向きである。   Therefore, the flow rate control valve having such a linear characteristic (1) has a large flow rate variation and is used to control the flow rate accurately when used in a control range of a minute flow rate in order to improve the controllability of the flow rate. Unable to do so.

その結果、細かな流量制御ができず、微小流量の制御が可能な流量制御弁を提供することができない。   As a result, it is impossible to provide a flow rate control valve that cannot perform fine flow rate control and that can control minute flow rates.

これに対して、(2)のイコールパーセント特性を有する流量制御弁では、制御面から省エネ性向上を考えた場合、制御弁としては流量変化率を一定に保つ特性を有しており、図7に示したように、微小流量の制御域での流量のバラツキが小さく好ましいものである。   On the other hand, the flow rate control valve having the equal percentage characteristic (2) has a characteristic that keeps the flow rate change rate constant as the control valve when energy saving is improved from the control aspect. As shown in FIG. 5, the variation in flow rate in the control region of minute flow rate is small and preferable.

なお、(2)のイコールパーセント特性とは、相対トラベル(弁開度)の等量増分が相対容量係数(Cv値=流量)の等比率の増分を生じる固有流量特性を言う。下記の式で示される。

Figure 2017194168
Note that the equal percent characteristic in (2) refers to a characteristic flow characteristic in which an equal increment in relative travel (valve opening) causes an equal ratio increment in a relative capacity coefficient (Cv value = flow rate). It is shown by the following formula.
Figure 2017194168

ここで、Фは、相対容量係数(Cv値=流量)、Ф0は、h=0の時の相対容量係数(Cv値=流量)、hは、相対トラベル(弁開度)、nは、hに対してlogФをプロットするときの固有イコールパーセント特性の傾きである。 Here, Ф is a relative capacity coefficient (Cv value = flow rate), Ф 0 is a relative capacity coefficient (Cv value = flow rate) when h = 0, h is a relative travel (valve opening), and n is This is the slope of the characteristic equal percent characteristic when plotting log e against h.

しかしながら、このような(2)のイコールパーセント特性を有する流量制御弁では、図7の弁開度と流量の関係を示すグラフに示したように、弁リフトが上昇するにしたがって、弁寸法や弁開点のバラツキなどの影響により流量のバラツキが大きく、流量制御弁として、流量のバラツキを極力抑えるようにすることが望まれる。   However, in the flow rate control valve having the equal percentage characteristic of (2), as shown in the graph showing the relationship between the valve opening degree and the flow rate in FIG. As the flow rate control valve has a large flow rate variation due to the influence of the open point variation or the like, it is desired to suppress the flow rate variation as much as possible.

ところで、流量のバラツキが最も顕著に現れるのは、弁開度の変化に対する流量変化量が最も大きくなる弁リフト100%の状態(位置)である。   By the way, the most noticeable variation in the flow rate is the state (position) of the valve lift 100% where the flow rate change amount with respect to the change in the valve opening is the largest.

すなわち、弁リフト100%の付近は、流量変化量が大きいので、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが大きくなる。   That is, since the flow rate change amount is large in the vicinity of the valve lift of 100%, the variation in the flow rate due to the variation in the valve dimensions and the valve opening points increases.

この弁リフト100%の状態での流量のバラツキが大きい場合、流量過多、流量不足(弁能力不適)の要因となってしまう。   If there is a large variation in the flow rate in a state where the valve lift is 100%, the flow rate is excessive and the flow rate is insufficient (the valve performance is inappropriate).

また、流量のバラツキを考慮した場合に、全開状態での流量を確保するためには、弁口径を拡大する必要があるが、弁口径の拡大は弁作動に対し、高い推力が必要となってしまう。   In addition, when considering variations in flow rate, it is necessary to increase the valve diameter in order to ensure the flow rate in the fully open state. However, increasing the valve diameter requires high thrust for valve operation. End up.

すなわち、図7、図8の実線で示した状態は、弁寸法や弁開点のバラツキがない状態(流量中心)を示している。なお、図8は、図4の弁リフト100%(全開状態)の状態を説明する図4のA部分の部分拡大断面図である。   That is, the state shown by the solid lines in FIGS. 7 and 8 shows a state where there is no variation in valve dimensions and valve opening points (flow rate center). 8 is a partially enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 4 for explaining the state of the valve lift 100% (fully opened state) in FIG.

また、図7、図8の一点鎖線で示した状態は、弁リフト100%において、弁寸法や弁開点のバラツキによって、全開流量が最も大きい状態(全開流量上限)を示している。すなわち、弁リフト100%において、ニードル弁36が、最も上方の位置に位置しており、弁ポート22から最も離間している状態を示している。   Moreover, the state shown with the dashed-dotted line of FIG. 7, FIG. 8 has shown the state (full open flow upper limit) with the largest fully open flow rate by valve dimension and the variation of a valve open point in 100% of valve lifts. That is, in the valve lift of 100%, the needle valve 36 is located at the uppermost position and is farthest from the valve port 22.

さらに、図7、図8の二点鎖線で示した状態は、弁リフト100%において、弁寸法や弁開点のバラツキによって、全開流量が最も小さい状態(全開流量下限)を示している。すなわち、弁リフト100%において、ニードル弁36が、最も下方の位置に位置しており、弁ポート22から最も近接している状態を示している。   Further, the state shown by the two-dot chain line in FIGS. 7 and 8 shows a state in which the fully open flow rate is the smallest (the fully open flow rate lower limit) due to variations in valve dimensions and valve open points when the valve lift is 100%. That is, in the valve lift 100%, the needle valve 36 is located at the lowest position and is closest to the valve port 22.

このように、図7に示したように、例えば、弁リフト50%の状態において、弁リフト50%の流量のバラツキB1よりも、弁リフト100%の状態において、弁リフト100%の流量のバラツキB2が大きくなってしまう。   Thus, as shown in FIG. 7, for example, in the state where the valve lift is 50%, the variation in the flow rate of the valve lift 100% in the state of the valve lift 100% rather than the variation B1 in the flow rate of the valve lift 50%. B2 becomes large.

なお、図7、図8において、弁リフト100%の状態は、流量制御弁10の使用上の全開状態(ニードル弁36の作動範囲の上限位置)にあることを意味している。すなわち、実際には、ガイド部材40の弁開ストッパー62とローターマグネット58の弁開ストッパー60とが当接した状態である機械的な全開状態は、図7のグラフのより右側の弁開口度が大きい点に位置している。   7 and 8, the valve lift of 100% means that the flow control valve 10 is in a fully opened state (the upper limit position of the operating range of the needle valve 36). That is, in reality, in the mechanical fully open state in which the valve opening stopper 62 of the guide member 40 and the valve opening stopper 60 of the rotor magnet 58 are in contact with each other, the valve opening degree on the right side of the graph of FIG. Located at a large point.

ところで、図8において、ハッチングで示したように、弁リフト100%の状態において、弁ポート22の弁ポート面積S1と、ニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係は、弁ポート面積S1>弁開口面積S2である。   By the way, as shown by hatching in FIG. 8, the valve port area S1 of the valve port 22 and the shortest distance M between the outer periphery of the control part 36c of the needle valve 36 and the valve port 22 in the state of 100% valve lift. The relationship with the valve opening area S2 is valve port area S1> valve opening area S2.

なお、図8のハッチングでは、模式的に示しているが、図9に示したように、ニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mのなす弁開口面積S2は、上面から見た断面視で円環状である。   Although the hatching in FIG. 8 schematically shows, as shown in FIG. 9, the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the control part 36c of the needle valve 36 and the shortest distance M between the valve port 22 is the upper surface. It is an annular shape in a cross-sectional view as seen from above.

この状態では、流量のバラツキは、弁開口面積S2に依存するため、弁寸法や弁開点のバラツキの影響を受けて、流量のバラツキが大きくなってしまう。   In this state, the variation in the flow rate depends on the valve opening area S2, and therefore the variation in the flow rate is increased due to the influence of the variation in the valve dimensions and the valve opening points.

なお、弁ポート22の弁ポート面積S1と、ニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mの弁開口面積S2とが等しくなる点を、以下、「流量飽和点」と言う)。   The point where the valve port area S1 of the valve port 22 is equal to the valve opening area S2 of the shortest distance M between the outer periphery of the control unit 36c of the needle valve 36 and the valve port 22 is hereinafter referred to as "flow rate saturation point". ).

本発明は、このような現状に鑑み、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することを目的とする。   In view of such a current situation, the present invention has a small flow rate variation due to variations in valve dimensions and valve opening points, can control a minute flow rate, and can improve the controllability of the flow rate. It aims at providing the flow control valve which can aim at improvement in energy-saving property.

また、本発明は、流量過多、流量不足(弁能力不適)をきたすことがなく、しかも、全開状態での流量を確保するために、弁口径を拡大する必要がなく、弁作動に対し、高い推力も不要で、コンパクトな流量制御弁を提供することを目的とする。   In addition, the present invention does not cause excessive flow rate or insufficient flow rate (unsuitable valve performance), and it is not necessary to enlarge the valve diameter in order to secure the flow rate in the fully opened state, which is high for valve operation. An object is to provide a compact flow control valve that does not require thrust.

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の流量制御弁は、
弁体の径と弁ポートの径との間の隙間量を調整することによって、流量を制御するように構成するとともに、
前記弁体の制御部の形状により、流量変化率を一定に保つ流量特性を有する流量制御弁であって、
弁リフト100%以下の位置において、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の制御部の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定したことを特徴とする。
The present invention has been invented in order to achieve the problems and objects in the prior art as described above, and the flow control valve of the present invention comprises:
The flow rate is controlled by adjusting the gap amount between the diameter of the valve body and the diameter of the valve port, and
According to the shape of the control part of the valve body, a flow rate control valve having a flow rate characteristic of maintaining a constant flow rate change rate,
At a position where the valve lift is 100% or less, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the control part of the valve body and the shortest distance M of the valve port is:
The valve port area S1 is set to satisfy the valve opening area S2.

このように構成することによって、弁リフト100%において、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2であるので、弁体が弁座(弁ポート)に対して流量飽和点以上に位置することになる。   With this configuration, when the valve lift is 100%, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the valve body and the shortest distance M of the valve port is: Since it is valve opening area S2, a valve body will be located more than a flow rate saturation point with respect to a valve seat (valve port).

従って、この状態では、流量のバラツキは、弁ポート面積S1に依存する。すなわち、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポートの径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   Therefore, in this state, the variation in the flow rate depends on the valve port area S1. That is, the variation in the flow rate when the valve lift is 100% in the fully opened state is affected only by the diameter of the valve port, and the variation in the flow rate can be reduced.

その結果、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。   As a result, there is little variation in flow rate due to variations in valve dimensions and valve opening points, control of minute flow rates is possible, flow rate controllability can be improved, and energy saving performance of refrigerators and air conditioners can be improved. A flow control valve that can be provided can be provided.

また、流量過多、流量不足(弁能力不適)をきたすことがなく、しかも、全開状態での流量を確保するために、弁口径を拡大する必要がなく、弁作動に対し、高い推力も不要で、コンパクトな流量制御弁を提供することができる。
また、本発明の流量制御弁は、前記流量制御弁の弁体の先端に、円錐形状の先端部分を備えることを特徴とする。
In addition, there is no excessive flow rate or insufficient flow rate (inadequate valve capacity), and it is not necessary to enlarge the valve diameter to secure the flow rate in the fully open state, and high thrust is not required for valve operation. A compact flow control valve can be provided.
The flow control valve of the present invention is characterized in that a conical tip portion is provided at the tip of the valve body of the flow control valve.

また、本発明の流量制御弁は、前記流量制御弁において、弁リフト30%〜100%の位置で、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定したことを特徴とする。
The flow control valve according to the present invention is a valve formed by the valve port area S1 of the valve port and the shortest distance M between the outer periphery of the valve body and the valve port at the position of the valve lift of 30% to 100%. The relationship with the opening area S2 is
The valve port area S1 is set to satisfy the valve opening area S2.

このような範囲において、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2であれば、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポートの径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   In such a range, if the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2, the variation in the flow rate when the valve lift is 100% in the fully opened state is affected only by the diameter of the valve port, and the variation in the flow rate. Can be reduced.

これにより、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。   As a result, the variation in flow rate due to variations in valve dimensions and valve opening points is small, the minute flow rate can be controlled, the flow rate controllability can be improved, and the energy saving performance of the refrigerator and air conditioner can be improved. A flow control valve that can be provided can be provided.

また、本発明の流量制御弁は、前記流量制御弁において、弁リフト50%〜90%の位置で、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定したことを特徴とする。
The flow control valve according to the present invention is a valve formed by the valve port area S1 of the valve port and the shortest distance M between the outer periphery of the valve body and the valve port at the position of the valve lift of 50% to 90%. The relationship with the opening area S2 is
The valve port area S1 is set to satisfy the valve opening area S2.

このような範囲において、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2であれば、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポートの径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   In such a range, if the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2, the variation in the flow rate when the valve lift is 100% in the fully opened state is affected only by the diameter of the valve port, and the variation in the flow rate. Can be reduced.

これにより、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。
また、本発明の流量制御弁は、
前記流量制御弁において、弁リフト50%〜90%の位置で、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定するとともに、
前記流量制御弁の弁体の制御部の長さLを、弁リフトが100%である全弁リフトの場合の制御部の長さLに対して、40%〜70%の範囲となるように設定したことを特徴とする。
As a result, the variation in flow rate due to variations in valve dimensions and valve opening points is small, the minute flow rate can be controlled, the flow rate controllability can be improved, and the energy saving performance of the refrigerator and air conditioner can be improved. A flow control valve that can be provided can be provided.
The flow control valve of the present invention is
In the flow control valve, at the position of 50% to 90% of the valve lift, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the valve body and the shortest distance M of the valve port is:
While setting so that valve port area S1 ≦ valve opening area S2,
The length L of the control part of the valve body of the flow rate control valve is in a range of 40% to 70% with respect to the length L of the control part in the case of all valve lifts where the valve lift is 100%. It is characterized by setting.

また、本発明の流量制御弁は、前記弁リフト100%が、流量制御弁の使用上の全開状態であることを特徴とする。   Further, the flow control valve of the present invention is characterized in that the valve lift 100% is in a fully opened state when the flow control valve is used.

このように構成することによって、流量制御弁の使用上の全開状態において、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポートの径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   With this configuration, when the flow rate control valve is in the fully open state, the flow rate variation at the fully opened valve lift 100% is affected only by the diameter of the valve port, and the flow rate variation. Can be reduced.

これにより、流量制御弁の使用上の全開状態において、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。   Thereby, in the fully open state in use of the flow rate control valve, the flow rate variation due to variations in valve dimensions and valve open points is small, a minute flow rate can be controlled, and the flow rate controllability can be improved. It is possible to provide a flow control valve capable of improving the energy saving performance of the air conditioner.

また、本発明の流量制御弁は、前記弁リフト100%が、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態であることを特徴とする。   The flow control valve of the present invention is characterized in that the valve lift 100% is in a mechanical full open state in which the valve open stopper is in contact.

このように構成することによって、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態において、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポートの径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   With this configuration, in the mechanical fully open state where the valve opening stopper is in contact, the flow rate variation at 100% of the fully opened valve lift is affected only by the diameter of the valve port. Thus, the flow rate variation can be reduced.

これにより、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態において、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。   As a result, in the mechanical full open state where the valve opening stopper is in contact, the flow rate variation due to variations in valve dimensions and valve open points is small, minute flow rate control is possible, and flow rate controllability is improved. Therefore, it is possible to provide a flow control valve capable of improving the energy saving performance of the refrigerator and the air conditioner.

本発明によれば、弁リフト100%以下の位置において、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2であるので、弁体が弁座(弁ポート)に対して流量飽和点以上に位置することになる。   According to the present invention, at a position where the valve lift is 100% or less, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the valve body and the shortest distance M of the valve port is the valve port area S1. Since the valve opening area S <b> 2, the valve body is positioned at a flow rate saturation point or higher with respect to the valve seat (valve port).

従って、この状態では、流量のバラツキは、弁ポート面積S1に依存する。すなわち、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポートの径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   Therefore, in this state, the variation in the flow rate depends on the valve port area S1. That is, the variation in the flow rate when the valve lift is 100% in the fully opened state is affected only by the diameter of the valve port, and the variation in the flow rate can be reduced.

その結果、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。   As a result, there is little variation in flow rate due to variations in valve dimensions and valve opening points, control of minute flow rates is possible, flow rate controllability can be improved, and energy saving performance of refrigerators and air conditioners can be improved. A flow control valve that can be provided can be provided.

また、流量過多、流量不足(弁能力不適)をきたすことがなく、しかも、全開状態での流量を確保するために、弁口径を拡大する必要がなく、弁作動に対し、高い推力も不要で、コンパクトな流量制御弁を提供することができる。   In addition, there is no excessive flow rate or insufficient flow rate (inadequate valve capacity), and it is not necessary to enlarge the valve diameter to secure the flow rate in the fully open state, and high thrust is not required for valve operation. A compact flow control valve can be provided.

図1は、弁開度と流量の関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the valve opening and the flow rate. 弁リフト100%(全開状態)の状態を説明する部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view explaining the state of valve lift 100% (fully opened state). 図3は、ニードル弁36の形状を示す部分拡大概略図である。FIG. 3 is a partially enlarged schematic view showing the shape of the needle valve 36. 図4は、従来の流量制御弁の縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional flow control valve. 図5は、種類の固有流量特性を示す弁開度と流量の関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the valve opening degree and the flow rate indicating the characteristic flow characteristics of the types. 図6は、リニア特性を有する流量制御弁の弁開度と流量の関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the valve opening degree and flow rate of a flow control valve having linear characteristics. 図7は、イコールパーセント特性を有する流量制御弁の弁開度と流量の関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the valve opening degree and the flow rate of the flow rate control valve having equal percent characteristics. 図8は、図4の弁リフト100%(全開状態)の状態を説明する図1のA部分の部分拡大断面図である。8 is a partially enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 1 for explaining the state of the valve lift 100% (fully opened state) in FIG. 図9は、ニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mのなす弁開口面積S2を示す上面から見た断面視である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the valve opening area S2 formed by the shortest distance M between the outer periphery of the control unit 36c of the needle valve 36 and the valve port 22 as viewed from above.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図1は、弁開度と流量の関係を示すグラフ、図2は、弁リフト100%(全開状態)の状態を説明する部分拡大断面図である。   FIG. 1 is a graph showing the relationship between the valve opening and the flow rate, and FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the state of the valve lift 100% (fully opened state).

この実施例の流量制御弁10は、図4に示した従来の流量制御弁10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。   The flow control valve 10 of this embodiment has basically the same configuration as that of the conventional flow control valve 10 shown in FIG. 4, and the same components are denoted by the same reference numerals and the details thereof are described. The detailed explanation is omitted.

なお、第1の配管部材16を入口継手とし、第2の配管部材18を出口継手とすることも、また、逆に、第1の配管部材16を出口継手とし、第2の配管部材18を入口継手とすることも可能である。   The first piping member 16 may be an inlet joint and the second piping member 18 may be an outlet joint. Conversely, the first piping member 16 may be an outlet joint and the second piping member 18 may be It can also be an inlet joint.

この実施例の流量制御弁10は、イコールパーセント特性の固有流量特性を有する流量制御弁である。すなわち、イコールパーセント特性を有する流量制御弁10では、制御面から省エネ性向上を考えた場合、制御弁としては流量変化率を一定に保つ特性を有しており、図7に示したように、微小流量の制御域での流量のバラツキが小さくなっている。   The flow control valve 10 of this embodiment is a flow control valve having an inherent flow characteristic of equal percent characteristics. That is, the flow control valve 10 having the equal percentage characteristic has a characteristic that keeps the flow rate change rate constant as a control valve when considering energy saving improvement from the control aspect, as shown in FIG. The variation in flow rate in the minute flow rate control range is small.

そして、この実施例の流量制御弁10では、図1において、実線で示した状態は、弁寸法や弁開点のバラツキがない状態(流量中心)を示している。   In the flow control valve 10 of this embodiment, the state indicated by the solid line in FIG. 1 indicates a state where the valve dimensions and the valve opening points are not varied (flow rate center).

この実施例の流量制御弁10では、この流量中心の状態において、図1において、実線で示したように、弁リフト100%以下の位置、この実施例の場合には、弁リフト90%の位置において、
弁ポート22の弁ポート面積S1と、ニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定している。
In the flow rate control valve 10 of this embodiment, in the state of the flow rate center, as shown by the solid line in FIG. 1, the position of the valve lift of 100% or less, in this embodiment, the position of the valve lift 90%. In
The relationship between the valve port area S1 of the valve port 22 and the valve opening area S2 formed by the shortest distance M between the outer periphery of the control unit 36c of the needle valve 36 and the valve port 22 is as follows.
The valve port area S1 is set to satisfy the valve opening area S2.

この弁リフト90%の状態において、図1において、一点鎖線で示した状態は、弁寸法や弁開点のバラツキによって、全開流量が最も大きい状態(全開流量上限)を示している。この状態においては、弁ポート面積S1<弁開口面積S2の状態となっている。   In the state where the valve lift is 90%, the state indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 1 indicates the state where the full open flow rate is the largest (full open flow upper limit) due to variations in valve dimensions and valve open points. In this state, the valve port area S1 <the valve opening area S2.

一方、弁リフト90%の状態において、図1において、二点鎖線で示した状態は、弁寸法や弁開点のバラツキによって、全開流量が最も小さい状態(全開流量下限)を示している。この状態においては、弁ポート面積S1>弁開口面積S2の状態となっている。   On the other hand, in the state where the valve lift is 90%, the state indicated by a two-dot chain line in FIG. 1 indicates a state where the full open flow rate is the smallest (full open flow lower limit) due to variations in valve dimensions and valve open points. In this state, the valve port area S1> the valve opening area S2.

そして、弁リフト100%の状態では、図1、図2に示したように、二点鎖線で示した全開流量が最も小さい状態(全開流量下限)においても、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2の状態となっている。   In the state where the valve lift is 100%, as shown in FIGS. 1 and 2, the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2 even in the state where the full open flow rate indicated by the two-dot chain line is the smallest (full open flow lower limit). It is in the state of.

従って、弁リフト100%の状態において、流量中心の状態、全開流量上限の状態、全開流量下限の状態のいずれの状態でも、弁ポート22の弁ポート面積S1と、弁体であるニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2である。   Therefore, in the state where the valve lift is 100%, the valve port area S1 of the valve port 22 and the needle valve 36 which is the valve body of the valve port 22 are in any state of the flow rate center state, the fully open flow rate upper limit state and the fully open flow rate lower limit state. The relationship between the outer periphery of the control unit 36c and the valve opening area S2 formed by the shortest distance M between the valve port 22 is valve port area S1 ≦ valve opening area S2.

これにより、弁体であるニードル弁36が弁座20(弁ポート22)に対して流量飽和点以上に位置することになる。   Thereby, the needle valve 36 which is a valve body is located above the flow rate saturation point with respect to the valve seat 20 (valve port 22).

従って、この状態では、流量のバラツキは、弁ポート面積S1に依存する。すなわち、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポート22の径にのみ影響を受けることになり、図1のグラフに示したように、弁リフト100%での流量のバラツキB3を小さくすることができる。   Therefore, in this state, the variation in the flow rate depends on the valve port area S1. That is, the variation in flow rate when the valve lift is 100% in the fully open state is affected only by the diameter of the valve port 22, and as shown in the graph of FIG. 1, the variation in flow rate when the valve lift is 100%. B3 can be reduced.

その結果、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁10を提供することができる。   As a result, there is little variation in flow rate due to variations in valve dimensions and valve opening points, control of minute flow rates is possible, flow rate controllability can be improved, and energy saving performance of refrigerators and air conditioners can be improved. A possible flow control valve 10 can be provided.

また、流量過多、流量不足(弁能力不適)をきたすことがなく、しかも、全開状態での流量を確保するために、弁口径を拡大する必要がなく、弁作動に対し、高い推力も不要で、コンパクトな流量制御弁を提供することができる。   In addition, there is no excessive flow rate or insufficient flow rate (inadequate valve capacity), and it is not necessary to enlarge the valve diameter to secure the flow rate in the fully open state, and high thrust is not required for valve operation. A compact flow control valve can be provided.

この場合、弁リフト100%以下の位置としては、上記実施例では、弁リフト90%の位置で設定したが、何ら限定されるものではないが、好ましくは、弁リフト30%〜100%以下の位置、より好ましくは、弁リフト50%〜90%以下の位置とするのが望ましい。
すなわち、この範囲以下であれば、流量制御弁10の制御の分解能が小さく、実用上不向きであり、この範囲以上であれば、流量のバラツキの影響が大きくなってしまうからである。
In this case, the position of the valve lift of 100% or less is set at the position of the valve lift of 90% in the above embodiment, but is not limited in any way, but preferably the valve lift is 30% to 100% or less. It is desirable to set the valve lift at a position of 50% to 90% or less.
That is, if it is below this range, the control resolution of the flow rate control valve 10 is small and unsuitable for practical use, and if it is above this range, the influence of the variation in the flow rate becomes large.

このような範囲において、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2であれば、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポート22の径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   In such a range, if the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2, the variation in the flow rate when the valve lift is 100% in the fully opened state is affected only by the diameter of the valve port 22, and the flow rate Variations can be reduced.

これにより、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁10を提供することができる。   As a result, the variation in flow rate due to variations in valve dimensions and valve opening points is small, the minute flow rate can be controlled, the flow rate controllability can be improved, and the energy saving performance of the refrigerator and air conditioner can be improved. A possible flow control valve 10 can be provided.

また、この場合、弁リフト100%は、流量制御弁10の使用上の全開状態(ニードル弁36の作動範囲の上限位置)にあることを意味している。   Further, in this case, the valve lift of 100% means that the flow control valve 10 is in a fully opened state (the upper limit position of the operating range of the needle valve 36).

すなわち、実際には、ガイド部材40の弁開ストッパー62とローターマグネット58の弁開ストッパー60とが当接した状態である機械的な全開状態は、図1のグラフのより右側の弁開口度が大きい点に位置している。   That is, in actuality, the mechanical opening state where the valve opening stopper 62 of the guide member 40 and the valve opening stopper 60 of the rotor magnet 58 are in contact with each other has a valve opening degree on the right side of the graph of FIG. Located at a large point.

このように構成することによって、流量制御弁の使用上の全開状態において、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポート22の径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   With this configuration, when the flow control valve is used in a fully open state, the variation in the flow rate when the valve lift is 100% in the fully open state is affected only by the diameter of the valve port 22, and the flow rate Variations can be reduced.

これにより、流量制御弁の使用上の全開状態において、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁10を提供することができる。   Thereby, in the fully open state in use of the flow rate control valve, the flow rate variation due to variations in valve dimensions and valve open points is small, a minute flow rate can be controlled, and the flow rate controllability can be improved. It is possible to provide the flow control valve 10 that can improve the energy saving performance of the air conditioner.

また、本発明の流量制御弁においては、弁リフト100%が、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態であっても構わない。   In the flow control valve of the present invention, the valve lift 100% may be in a mechanical full open state in which the valve open stopper is in contact.

このように構成することによって、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態において、全開状態である弁リフト100%での流量のバラツキが、弁ポート22の径にのみ影響を受けることになり、流量のバラツキを小さくすることができる。   With this configuration, in the mechanical fully open state where the valve opening stopper is in contact, the flow rate variation at the fully opened valve lift 100% is affected only by the diameter of the valve port 22. As a result, the variation in flow rate can be reduced.

これにより、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態において、弁寸法や弁開点のバラツキによる流量のバラツキが小さく、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。   As a result, in the mechanical full open state where the valve opening stopper is in contact, the flow rate variation due to variations in valve dimensions and valve open points is small, minute flow rate control is possible, and flow rate controllability is improved. Therefore, it is possible to provide a flow control valve capable of improving the energy saving performance of the refrigerator and the air conditioner.

なお、弁リフト100%以下の位置において、弁ポート22の弁ポート面積S1と、ニードル弁36の制御部36cの外周と弁ポート22の最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定する方法としては、ニードル弁36の形状を変更するなど特に限定されるものではない。   It should be noted that at a position where the valve lift is 100% or less, the relationship between the valve port area S1 of the valve port 22 and the valve opening area S2 formed by the shortest distance M between the outer periphery of the control unit 36c of the needle valve 36 and the valve port 22 is A method for setting the port area S1 ≦ the valve opening area S2 is not particularly limited, such as changing the shape of the needle valve 36.

例えば、弁リフトが50〜90%以下で、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2とする場合、図3のハッチング部分で示したように、流量制御弁10のニードル弁36の先端の曲線形状の制御部36cの長さLを、弁リフトが100%である全弁リフト(弁ポート面積S1≦弁開口面積S2の範囲)の場合の制御部36cの長さLに対して、40%〜70%の範囲となるように設定すればよい。   For example, when the valve lift is 50 to 90% or less and the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2, the curved shape at the tip of the needle valve 36 of the flow control valve 10 is shown as the hatched portion in FIG. The length L of the control unit 36c is set to 40% to 70% with respect to the length L of the control unit 36c in the case of all valve lifts (valve port area S1 ≦ valve opening area S2) where the valve lift is 100%. What is necessary is just to set so that it may become the range of%.

すなわち、弁リフトが50〜90%以下で、弁ポート面積S1≦弁開口面積S2とする場合、制御部36cの長さLは、開口面積Mの円錐の高さ(図2の開口面積Mのハッチング部分)の高さの分だけ、弁リフトが100%である全弁リフト(弁ポート面積S1≦弁開口面積S2の範囲)の場合の制御部36cの長さLよりも短くなる。そのため、弁リフトが100%である全弁リフトの場合の制御部36cの長さLに対して、40%〜70%の範囲となる。   That is, when the valve lift is 50 to 90% or less and the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2, the length L of the controller 36c is the height of the cone of the opening area M (the opening area M of FIG. The height of the hatched portion) is shorter than the length L of the control unit 36c in the case of all valve lifts (valve port area S1 ≦ valve opening area S2) where the valve lift is 100%. Therefore, it is in the range of 40% to 70% with respect to the length L of the control unit 36c in the case of all valve lifts where the valve lift is 100%.

すなわち、流量制御弁10のニードル弁36の制御部36cの部分が、実際に流量制御弁10の流量特性に影響を及ぼす部分であって、この曲線形状によって流量制御弁10イコールパーセント特性にする部分であるからである。   That is, the part of the control part 36c of the needle valve 36 of the flow control valve 10 is the part that actually affects the flow characteristic of the flow control valve 10, and the part that makes the flow control valve 10 equal percent characteristic by this curved shape. Because.

また、図3に示したように、流量制御弁10のニードル弁36の先端部分36dは、流量制御弁10の流量特性に影響を及ぼさない部分である。すなわち、弁ポート22の開口面積に対して小径であるため、流量制御弁10の流量特性に影響を及ぼさない部分であるからである。   As shown in FIG. 3, the tip portion 36 d of the needle valve 36 of the flow control valve 10 is a portion that does not affect the flow characteristics of the flow control valve 10. That is, since the diameter is smaller than the opening area of the valve port 22, it is a portion that does not affect the flow characteristics of the flow control valve 10.

なお、このニードル弁36の先端部分36dは、第1の配管部材16を入口継手とし、第2の配管部材18を出口継手とした場合に、流体が直接制御部36cに当接するのを防止する機能も有する。   The tip portion 36d of the needle valve 36 prevents the fluid from directly contacting the control unit 36c when the first piping member 16 is an inlet joint and the second piping member 18 is an outlet joint. It also has a function.

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、弁体がニードル弁の形状の流量制御弁について、適用したが、弁体の形状は適宜変更可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, the valve body is applied to a flow control valve in the shape of a needle valve. The shape of the valve body can be changed as appropriate.

また、上記実施例では、電動弁に適用した流量制御弁について説明したが、電磁弁などその他のアクチュエーターによって駆動する流量制御弁に適用することも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   In the above embodiment, the flow control valve applied to the motor-operated valve has been described. However, the flow control valve can be applied to a flow control valve driven by another actuator such as an electromagnetic valve. Various changes are possible.

本発明は、例えば、エアコン、冷凍機などの空気調和機の冷媒循環回路などに用いられ、微小流量の制御が可能な流量制御弁に適用することができる。   The present invention can be applied to, for example, a flow rate control valve that can be used for a refrigerant circulation circuit of an air conditioner such as an air conditioner or a refrigerator and that can control a minute flow rate.

10 流量制御弁
12 弁本体
14 弁室
16 第1の配管部材
18 第2の配管部材
20 弁座
22 弁ポート
24 メネジ部材
24b 嵌合部
26 隔壁
28 ローター室
30 端部
32 固定金具
34 主流路
36 ニードル弁
36a 拡径部
36c 制御部
36d 先端部分
38 挿通孔
40 ガイド部材
40a ガイド部
40b 雌ネジ
52 ローター軸
54 雄ネジ部
54a 雄ネジ
56 ニードル弁挿通孔
58 ローターマグネット
58a 嵌合部
60 弁開ストッパー
62 弁開ストッパー
64 弁閉ストッパー
66 弁閉ストッパー
68 金具
72 コイルバネ
74 ケース
76 駆動部
78 コイル
B1 流量のバラツキ
b1 流量のバラツキ
b2 流量のバラツキ
B2 流量のバラツキ
B3 流量のバラツキ
M 最短距離
S1 弁ポート面積
S2 弁開口面積
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow control valve 12 Valve main body 14 Valve chamber 16 1st piping member 18 2nd piping member 20 Valve seat 22 Valve port 24 Female thread member 24b Fitting part 26 Partition 28 Rotor chamber 30 End part 32 Fixing metal fitting 34 Main flow path 36 Needle valve 36a Expanding portion 36c Control portion 36d Tip portion 38 Insertion hole 40 Guide member 40a Guide portion 40b Female screw 52 Rotor shaft 54 Male screw portion 54a Male screw 56 Needle valve insertion hole 58 Rotor magnet 58a Fitting portion 60 Valve opening stopper 62 Valve open stopper 64 Valve close stopper 66 Valve close stopper 68 Metal fitting 72 Coil spring 74 Case 76 Drive section 78 Coil B1 Flow rate variation b1 Flow rate variation b2 Flow rate variation B2 Flow rate variation B3 Flow rate variation M Shortest distance S1 Valve port area S2 Valve opening area

Claims (7)

弁体の径と弁ポートの径との間の隙間量を調整することによって、流量を制御するように構成するとともに、The flow rate is controlled by adjusting the gap amount between the diameter of the valve body and the diameter of the valve port, and
前記弁体の制御部の形状により、流量変化率を一定に保つ流量特性を有する流量制御弁であって、According to the shape of the control part of the valve body, a flow rate control valve having a flow rate characteristic of maintaining a constant flow rate change rate,
弁リフト100%以下の位置において、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の制御部の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、At a position where the valve lift is 100% or less, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the control part of the valve body and the shortest distance M of the valve port is:
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定したことを特徴とする流量制御弁。A flow rate control valve set so that the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2.
前記流量制御弁の弁体の先端に、円錐形状の先端部分を備えることを特徴とする請求項1に記載の流量制御弁。 The flow control valve according to claim 1, further comprising a conical tip portion at a tip of the valve body of the flow control valve. 前記流量制御弁において、弁リフト30%〜100%の位置で、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定したことを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の流量制御弁。
In the flow control valve, at the position of the valve lift of 30% to 100%, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the valve body and the shortest distance M of the valve port is:
3. The flow rate control valve according to claim 1, wherein the flow rate control valve is set so that the valve port area S1 ≦ the valve opening area S2.
前記流量制御弁において、弁リフト50%〜90%の位置で、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定したことを特徴とする請求項3に記載の流量制御弁。
In the flow control valve, at the position of 50% to 90% of the valve lift, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the valve body and the shortest distance M of the valve port is:
4. The flow rate control valve according to claim 3, wherein the valve port area S1 is set to satisfy the valve opening area S2.
前記流量制御弁において、弁リフト50%〜90%の位置で、弁ポートの弁ポート面積S1と、弁体の外周と弁ポートの最短距離Mのなす弁開口面積S2との関係が、
弁ポート面積S1≦弁開口面積S2となるように設定するとともに、
前記流量制御弁の弁体の制御部の長さLを、弁リフトが100%である全弁リフトの場合の制御部の長さLに対して、40%〜70%の範囲となるように設定したことを特徴とする請求項3に記載の流量制御弁。
In the flow control valve, at the position of 50% to 90% of the valve lift, the relationship between the valve port area S1 of the valve port and the valve opening area S2 formed by the outer periphery of the valve body and the shortest distance M of the valve port is:
While setting so that valve port area S1 ≦ valve opening area S2,
The length L of the control part of the valve body of the flow rate control valve is in a range of 40% to 70% with respect to the length L of the control part in the case of all valve lifts where the valve lift is 100%. The flow control valve according to claim 3, wherein the flow control valve is set.
前記弁リフト100%が、流量制御弁の使用上の全開状態であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の流量制御弁。   The flow rate control valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the valve lift 100% is in a fully opened state when the flow rate control valve is used. 前記弁リフト100%が、弁開ストッパーが当接した状態である機械的な全開状態であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の流量制御弁。   The flow rate control valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the valve lift 100% is a mechanically fully opened state in which a valve opening stopper is in contact.
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