JP2021038802A - Electric valve and refrigeration cycle system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルシステムなどに使用する電動弁及び冷凍サイクルシステムに関する。 The present invention relates to an electric valve and a refrigeration cycle system used in a refrigeration cycle system or the like.
従来、空気調和機の冷凍サイクルに設けられる電動弁として、例えば特開2005−98471号公報(特許文献1)に開示されたものがある。この特許文献1の電動弁は、弁ハウジングの側面側から弁室に連通する一次継手管(第1継手管)と、弁ハウジングの下部の端部から弁座部材の弁ポートを介して弁室に連通する二次継手管(第2継手管)とを有している。そして、冷凍サイクルシステムの例えば暖房運転時には一次継手管から弁室に冷媒が流入し、弁室からニードル弁と弁ポートとの間隙を介して二次継手管に冷媒が流出される。一方、冷房運転時には、二次継手管からニードル弁と弁ポートとの間隙を介して弁室に冷媒が流入し、弁室から一次継手管に冷媒が流出される。
Conventionally, as an electric valve provided in a refrigeration cycle of an air conditioner, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-98471 (Patent Document 1). The electric valve of
特許文献1の電動弁では、二次継手管からニードル弁と弁ポートとの間隙を介して弁室に冷媒が流入する、逆方向の冷媒通過音等に対しては考慮されておらず、騒音対策として改良の余地がある。例えば、二次継手管側から冷媒を流す逆方向の場合、その冷媒は内径の大きな二次継手管から弁座部材の内径の小さな弁ポートに流れ込んで、すぐに弁ポートとニードル弁との隙間から弁室に流出する。このため、二次継手管内から弁ポートとニードル弁との隙間までの間での流速が大きいため、騒音が発生し易くなる。
The electric valve of
本発明は、冷媒を第2継手管から弁部材と弁ポートとの間隙を介して弁室に冷媒を流入させる際の冷媒通過音等の騒音を低減した電動弁を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an electric valve that reduces noise such as refrigerant passing noise when the refrigerant flows into the valve chamber from the second joint pipe through the gap between the valve member and the valve port. ..
本発明の電動弁は、弁室を構成する弁本体の側部に第1継手管が連通されるとともに該弁本体に対して前記第1継手管と交差する方向に第2継手管が連通され、弁部材により開口面積が増減される弁ポートを介して前記第2継手管と前記弁室とが連通可能であって、前記弁室と前記第2継手管との間に前記弁ポートを有する弁座部材を備えた電動弁において、前記弁本体は少なくとも前記弁座部の一部が嵌合される嵌合孔を有し、前記弁座部材は、前記第2継手管の端部に接続される弁座部と、前記弁座部から前記第2継手管内に突出する長尺円筒状の整流管部とを、一体に有して構成されていることを特徴とする。 In the electric valve of the present invention, the first joint pipe is communicated with the side portion of the valve body constituting the valve chamber, and the second joint pipe is communicated with the valve body in a direction intersecting with the first joint pipe. The second joint pipe and the valve chamber can be communicated with each other through a valve port whose opening area is increased or decreased by a valve member, and the valve port is provided between the valve chamber and the second joint pipe. In an electric valve provided with a valve seat member, the valve body has a fitting hole into which at least a part of the valve seat portion is fitted, and the valve seat member is connected to an end portion of the second joint pipe. It is characterized in that the valve seat portion to be formed and the long cylindrical rectifying tube portion protruding from the valve seat portion into the second joint pipe are integrally provided.
この際、前記弁座部材の前記弁座部の外径は、前記第2継手管の前記端部と略同径であり、前記弁座部と前記第2継手管の前記端部とが、前記弁本体の前記嵌合孔内に嵌合されていることを特徴とする電動弁が好ましい。 At this time, the outer diameter of the valve seat portion of the valve seat member is substantially the same as the end portion of the second joint pipe, and the valve seat portion and the end portion of the second joint pipe are An electric valve characterized in that it is fitted in the fitting hole of the valve body is preferable.
また、前記弁座部材の前記弁座部の前記整流管部側の当接面と、前記第2継手管の前記弁座部側の前記端部の当接面とが、相互に当接して、前記弁座部と前記第2継手管とが接続されていることを特徴とする電動弁が好ましい。 Further, the contact surface of the valve seat member on the rectifying tube side and the contact surface of the end of the second joint pipe on the valve seat side are in contact with each other. , The electric valve characterized in that the valve seat portion and the second joint pipe are connected is preferable.
また、前記第2継手管は、前記弁座部材の前記弁座部が接続される縮径部と、該縮径部より径の大きな拡径部とを有して構成されていることを特徴とする電動弁が好ましい。 Further, the second joint pipe is characterized by having a reduced diameter portion to which the valve seat portion of the valve seat member is connected and an enlarged diameter portion having a diameter larger than the reduced diameter portion. The electric valve is preferable.
本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、前記電動弁が、前記膨張弁として用いられていることを特徴とする。 The refrigeration cycle system of the present invention is a refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, wherein the electric valve is used as the expansion valve. To do.
本発明の電動弁によれば、弁座部材の整流管部は第2継手管内に突出する長尺円筒状となっており、この整流管部は第2継手管の内径より径の小さな流路により弁ポートに連通している。したがって、第2継手管から、弁ポートと弁部材との隙間へ流れる冷媒の流れが整流されるので、この弁ポートと弁部材との隙間から弁室へ流入される冷媒の通過音が低減される。 According to the electric valve of the present invention, the rectifying pipe portion of the valve seat member has a long cylindrical shape protruding into the second joint pipe, and this rectifying pipe portion has a flow path having a diameter smaller than the inner diameter of the second joint pipe. Communicates with the valve port. Therefore, since the flow of the refrigerant flowing from the second joint pipe to the gap between the valve port and the valve member is rectified, the passing noise of the refrigerant flowing into the valve chamber from the gap between the valve port and the valve member is reduced. To.
また、本発明の冷凍サイクルシステムによれば、前記電動弁と同様に、弁ポートと弁部材との隙間から弁室へ流入される冷媒の通過音が低減される。 Further, according to the refrigeration cycle system of the present invention, similarly to the electric valve, the passing noise of the refrigerant flowing into the valve chamber through the gap between the valve port and the valve member is reduced.
次に、本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムの実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態における電動弁の要部縦断面図、図2は同電動弁の要部拡大図、図3は実施形態の電動弁の全体縦断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図1の図面における上下に対応する。この電動弁100は、「弁本体」としての弁ハウジング1と、弁座部材2と、支持部材3と、密閉ケース4と、弁ホルダ5と、「弁部材」としてのニードル弁6と、ステッピングモータ7と、を備えている。
Next, an embodiment of the electric valve and the refrigeration cycle system of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of a main part of the electric valve according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the electric valve, and FIG. 3 is an overall vertical sectional view of the electric valve according to the embodiment. The concept of "upper and lower" in the following description corresponds to the upper and lower parts in the drawing of FIG. The
弁ハウジング1は、例えば黄銅、ステンレス等で略円筒形状に形成されており、その内側に弁室1Rを構成している。弁ハウジング1の外周片側には弁室1Rに導通される第1継手管11が接続されている。また、弁ハウジング1の下端には、弁室1Rから下方に延びる筒状部1aが形成されており、この筒状部1aの内側の円柱状の嵌合孔1a1内に、弁座部材2と第2継手管12とが嵌合されている。弁座部材2は軸線Lを中心とする弁ポート2aを有し、第2継手管12の弁室1R側の端部から挿通することで第2継手管12に対して一体に組付けられている。第2継手管12は弁ハウジング1の筒状部1a内に嵌合される縮径部12aと、この縮径部12aより径の大きな拡径部12bとを有している。そして、第2継手管12は弁座部材2の弁ポート2aを介して弁室1Rに導通される。なお、第1継手管11、第2継手管12及び弁座部材2は、弁ハウジング1に対してろう付け等により固着されている。
The
弁ハウジング1の上端の開口部には、支持部材3が取り付けられている。支持部材3は、中央のホルダ部31と、このホルダ部31の外周の厚手の基部32と、固定金具33とを有しており、固定金具33はインサート成形によりホルダ部31及び基部32と共に一体に設けられている。そして、支持部材3は固定金具33を介して弁ハウジング1の上端部に溶接により固定されている。ホルダ部31の中心には、軸線Lと同軸の雌ねじ部31aとそのねじ孔が形成されるとともに円筒形状のガイド孔31bが形成されている。
A
密閉ケース4は、上端部が塞がれた略円筒形状に形成されており、弁ハウジング1の上端に溶接によって気密に固定されている。密閉ケース4内の上部には、ガイド41が設けられるとともに、ガイド41の外周には回転ストッパ機構42が設けられている。
The airtight case 4 is formed in a substantially cylindrical shape with the upper end closed, and is airtightly fixed to the upper end of the
弁ホルダ5は円筒状の部材であり、支持部材3のガイド孔31b内に嵌合されて軸線L方向に摺動可能に配設されている。そして、弁ホルダ5の下端部にニードル弁6が固着されている。弁ホルダ5内には、バネ受け51が軸線L方向に移動可能に設けられ、バネ受け51とニードル弁6との間に圧縮コイルバネ52が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。
The
ステッピングモータ7は、ロータ軸71と、密閉ケース4の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ72と、密閉ケース4の外周においてマグネットロータ72に対して対向配置されたステータコイル73と、その他、図示しないヨークや外装部材等により構成されている。なお、図3ではステータコイル73の図示を省略してある。ロータ軸71はマグネットロータ72の中心に取り付けられ、このロータ軸71は支持部材3側に延設されている。ロータ軸71の支持部材3側の外周には雄ねじ部61aが形成されており、この雄ねじ部71aが支持部材3の雌ねじ部31aに螺合されている。そして、支持部材3のガイド孔31b内で、弁ホルダ5の上端部がロータ軸71の下端部に係合され、弁ホルダ5及びニードル弁6はロータ軸71によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。また、ロータ軸71は上端部が密閉ケース4内のガイド41内に回動自在に嵌め込まれている。
The
以上の構成により、ステッピングモータ7の駆動により、マグネットロータ72及びロータ軸71が回転し、ロータ軸71の雄ねじ部71aと支持部材3の雌ねじ部31aとのねじ送り機構により、ロータ軸71が軸線L方向に移動する。そして、ニードル弁6が軸線L方向に移動して弁座部材2に対して近接又は離間する。これにより、弁ポート2aが開閉され、第1継手管11から第2継手管12へ、あるいは第2継手管12から第1継手管11へ流れる冷媒の流量が制御される。なお、マグネットロータ72の上下の回転位置は回転ストッパ機構72により規制される。
With the above configuration, the
図2に示すように、弁座部材2は、金属の切削加工等により形成され、第2継手管12の縮径部12aの外径と略同径の弁座部21と、弁座部21から第2継手管12内に突出する長尺円筒状の整流管部22とを、一体に有して構成されている。弁座部21の外径と縮径部12aの外径は略同径であり、それぞれが、弁ハウジング1の筒状部1aの嵌合孔1a1に嵌合されている。
As shown in FIG. 2, the
また、整流管部22は第2継手管12の縮径部12aの内径に整合する外径を有している。また、弁座部21の整流管部22側の段差面211と、第2継手管12の縮径部12aの端面12a1とは、それぞれが軸線Lと直交する「当接面」となっており、この段差面211と端面12a1とを当接させて、弁座部21と縮径部12aとが接続されている。そして、弁座部材2の弁ポート2aは、弁座部21の弁室1R側の端部から整流管部22の第2継手管12内の端部まで軸線Lを中心として貫通して形成され、この弁ポート2aは長尺の円柱形状となっている。なお、整流管部22の長さ「B」と外径「A」との関係は、A<Bの関係にある。さらに、2A<Bの関係にあるのがより好ましい。
Further, the rectifying
以上のように、弁座部材2は、第2継手管12の縮径部12aの端部に接続される弁座部21と、この弁座部21から第2継手管12内に突出する長尺円筒状の整流管部22とを、一体に有して構成されている。すなわち、整流管部22は第2継手管12より細い構造であり、その中央の弁ポート2aの内径も第2継手管12の内径より小さくなっている。したがって、第2継手管12からこの整流管部22に流入する冷媒は細長い弁ポート2aを通過する間に整流され、この整流された冷媒が弁ポート2aとニードル弁6との隙間から弁室1Rに流出するときの、冷媒通過音が低減される。
As described above, the
また、この実施形態では、弁座部材2の弁座部21の外径は、第2継手管12の縮径部12a(端部)と略同径であり、弁座部21と第2継手管12の縮径部12aとが、弁ハウジング1(本体)の筒状部1aの嵌合孔1a1内に嵌合されている。さらに、また、弁座部材2の弁座部21と整流管部22側の段差面211と、第2継手管12の縮径部12aの端面12a1とは、軸線Lと直交する当接面となっており、この当接面が相互に当接して弁座部21と第2継手管12とが接続されている。したがって、弁座部材2と第2継手管12とが、軸線Lに対して正確に位置決めして保持できる。
Further, in this embodiment, the outer diameter of the
また、実施形態では、第2継手管12は、弁座部材2の弁座部21が接続される縮径部12aとこの縮径部12aより径の大きな拡径部12bとを有して構成されている。したがって、この拡径部12bにより、弁座部材2の整流管部22と第2継手管12との間に空間が形成され、第2継手管12内で整流管部22を流入する冷媒の流速が低減され、整流管部22での整流効果が高まり、さらに冷媒通過音が低減される。
Further, in the embodiment, the second
また、図3に示すように、第2継手管12の拡径部12bは、弁座部材2の整流管部22の先端より先の部分から第1継手管11と平行となる方向(軸線Lと直角となる方向)に曲げられている。このように、第2継手管12は、整流管部22に対して横に曲げられていることにより、この整流管部22に達する冷媒の流速が低減し、騒音が低減される。さらに、拡径部12bの縮径部12a側の端部から曲げ部までのストレート部12b1の長さ「C」は、拡径部12bの外径「D」よりも短く、すなわちC<Dとなっている。これにより、第2継手管12から弁ポート2aと弁部材6との隙間に冷媒が流れる方向の流し方向の際に、整流管部22に達する直前での冷媒の流速が増大することを抑制でき、より騒音が低減される。また、整流管部22の第2継手管12内の端部から、ストレート部12b1における、第2継手管12の曲げ部側の端部までの長さ「E」も、拡径部12bの外径「D」よりも短くなっており、整流管部22に達する直前で冷媒の流速が増大することをよりいっそう抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
図4は実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。図において、符号100は膨張弁を構成する本発明の実施形態の電動弁、200は室外ユニットに搭載された室外熱交換器、300は室内ユニットに搭載された室内熱交換器、400は四方弁を構成する流路切換弁、500は圧縮機である。電動弁100、室外熱交換器200、室内熱交換器300、流路切換弁400、及び圧縮機500は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。なお、アキュムレータ、圧力センサ、温度センサ等は図示を省略してある。
FIG. 4 is a diagram showing a refrigeration cycle system of the embodiment. In the figure,
冷凍サイクルの流路は、流路切換弁400により冷房運転時の流路と暖房運転時の流路の2通りに切換えられる。冷房運転時には、図に実線の矢印で示したように、圧縮機500で圧縮された冷媒は流路切換弁400から室外熱交換器200に流入され、この室外熱交換器200は凝縮器として機能し、室外熱交換器200から流出された液冷媒は電動弁100を介して室内熱交換器300に流入され、この室内熱交換器300は蒸発器として機能する。
The flow path of the refrigeration cycle is switched between the flow path during the cooling operation and the flow path during the heating operation by the flow
一方、暖房運転時には、図に破線の矢印で示したように、圧縮機500で圧縮された冷媒は流路切換弁400から室内熱交換器300、電動弁100、室外熱交換器200、流路切換弁400、そして、圧縮機500の順に循環され、室内熱交換器300が凝縮器として機能し、室外熱交換器200が蒸発器として機能する。電動弁100は、冷房運転時に室外熱交換器200から流入する液冷媒、または暖房運転時に室内熱交換器300から流入する液冷媒を、それぞれ減圧膨張し、さらにその冷媒の流量を制御する。
On the other hand, during the heating operation, as shown by the broken arrow in the figure, the refrigerant compressed by the
なお、図4の実施の形態においては、電動弁100の第1継手管11が室外熱交換器200に接続され、第2継手管12が室内熱交換器300に接続される場合を説明したが、これに限らず、電動弁100の第1継手管11を室内熱交換器300に接続し、第2継手管12を室外熱交換器200に接続してもよい。
In the embodiment of FIG. 4, the case where the first
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design changes, etc. within the range not deviating from the gist of the present invention, etc. Even if there is, it is included in the present invention.
1 弁ハウジング(弁本体)
1R 弁室
1a 筒状部
1a1 嵌合孔
11 第1継手管
12 第2継手管
12a 縮径部
12b 拡径部
2 弁座部材
2a 弁ポート
21 弁座部
22 整流管部
3 支持部材
4 密閉ケース
5 弁ホルダ
6 ニードル弁(弁部材)
7 ステッピングモータ
100 電動弁
200 室外熱交換器
300 室内熱交換器
400 流路切換弁
500 圧縮機
1 Valve housing (valve body)
7 Stepping
Claims (5)
前記弁本体は少なくとも前記弁座部の一部が嵌合される嵌合孔を有し、
前記弁座部材は、前記第2継手管の端部に接続される弁座部と、前記弁座部から前記第2継手管内に突出する長尺円筒状の整流管部とを、一体に有して構成されていることを特徴とする電動弁。 The first joint pipe is communicated with the side portion of the valve body constituting the valve chamber, and the second joint pipe is communicated with the valve body in the direction intersecting with the first joint pipe, and the opening area is increased by the valve member. The second joint pipe and the valve chamber can be communicated with each other through the valve port to be increased or decreased, and an electric motor having a valve seat member having the valve port between the valve chamber and the second joint pipe. In the valve
The valve body has a fitting hole into which at least a part of the valve seat portion is fitted.
The valve seat member integrally includes a valve seat portion connected to the end portion of the second joint pipe and a long cylindrical rectifying pipe portion protruding from the valve seat portion into the second joint pipe. An electric valve characterized by being configured in the above.
ことを特徴とする冷凍サイクルシステム。 A refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, wherein the electric valve according to any one of claims 1 to 4 is used as the expansion valve. A refrigeration cycle system characterized by that.
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