JP2024516144A

JP2024516144A - 膨張弁

Info

Publication number: JP2024516144A
Application number: JP2023564224A
Authority: JP
Inventors: 忠波馮; 元陽林; 舟兪; 治国宋
Original assignee: Zhejiang Dunan Artificial Environment Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dunan Artificial Environment Co Ltd
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2022-05-06
Publication date: 2024-04-12
Also published as: CN215806313U; KR20240004879A; WO2022233322A1

Abstract

互いに連通された弁チャンバ（１１）と流れ通路（１２）とが内部に設けられ、弁チャンバ（１１）と流れ通路（１２）との接続部位に弁口（１３）が形成される弁座（１０）と、互いに接続された本体部（２１）と絞り部（２２）とを含み、本体部（２１）は弁チャンバ（１１）内に可動的に設けられ、絞り部（２２）は弁口（１３）に可動的に設けられるスピンドル（２０）と、を含む膨張弁。絞り部（２２）は、順に接続された複数の絞りセグメントを含み、各々の絞りセグメントはいずれも均一断面の柱体構造であり、隣り合う２つの絞りセグメントの間には接続段差が形成される。この膨張弁は、従来技術における、膨張弁が絞りを行う際に流れ面積が加工精度に大きく影響されるという技術課題を解決することができる。【選択図】図２

Description

本出願は、２０２１年５月７日に中国国家知識産権局に提出された、出願番号が２０２１２０９６６６２６．３であり、出願の名称が「膨張弁」である特許出願の優先権を主張する。

本出願は膨張弁の技術分野に関し、具体的には、膨張弁に関する。

現在、従来技術における膨張弁は、一般的に、弁座とスピンドルとを含み、スピンドルの絞り部はテーパ構造を採用するのが一般的であり、絞りを行う際に、流れ面積はバネや弁の前後の差圧の変化に伴って変化し続ける。これにより、流量精度がバネの製造精度やスピンドルのテーパ部の加工精度に完全に依存することになり、実用上、絞りを行う際に、流れ面積が精度の影響を受けて大きく変動するようになり、流量の安定性が悪くなるという問題も存在する。

本出願の主な目的は、従来技術における、膨張弁が絞りを行う際に流れ面積が加工精度に大きく影響されるという技術課題を解決するための膨張弁を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本出願は、互いに連通された弁チャンバと流れ通路とが内部に設けられ、弁チャンバと流れ通路との接続部位に弁口が形成される弁座と、互いに接続された本体部と絞り部とを含み、本体部は弁チャンバ内に可動的に設けられ、絞り部は弁口に可動的に設けられるスピンドルと、を含み、絞り部は、順に接続された複数の絞りセグメントを含み、各々の絞りセグメントはいずれも均一断面の柱体構造であり、隣り合う２つの絞りセグメントの間には接続段差が形成される、膨張弁を提供している。

更に、絞り部は、互いに接続された第１絞りセグメントと第２絞りセグメントとを含み、第１絞りセグメントは本体部に接続され、第２絞りセグメントは、第１絞りセグメントの本体部から離れた一端に設けられ、第１絞りセグメントの直径は第２絞りセグメントの直径よりも大きい。

更に、絞り部は第３絞りセグメントを更に含み、第３絞りセグメントは、第２絞りセグメントの第１絞りセグメントから離れた一端に設けられ、第２絞りセグメントの直径は第３絞りセグメントの直径よりも大きい。

更に、各々の絞りセグメントはいずれも円柱セグメント構造であり、弁口は円形口構造である。

更に、第１絞りセグメントの直径はＤ_１であり、第２絞りセグメントの直径はＤ_２であり、１．１＜Ｄ_１／Ｄ_２＜２である。

更に、第１絞りセグメントの直径はＤ_１であり、弁口の直径はＤ_３であり、０．５＜Ｄ_１／Ｄ_３＜０．９である。

更に、第２絞りセグメントの直径はＤ_２であり、弁口の直径はＤ_３であり、０．３＜Ｄ_２／Ｄ_３＜０．８である。

更に、膨張弁は、弁座に取り付けられ、且つ弁チャンバの流れ通路から離れた一端に位置するシーリングヘッドを更に含み、流れ通路の長さはＨ_１であり、シーリングヘッドの流れ通路に近接した一端と弁チャンバの流れ通路に近接した一端との距離はＨ_２であり、絞り部の長さはＬ_１であり、シーリングヘッドの流れ通路に近接した一端と本体部の流れ通路に近接した一端との距離はＬ_２であり、Ｌ_１＋Ｌ_２＞Ｈ_１＋Ｈ_２である。

更に、各々の絞りセグメントはいずれも円柱セグメント構造であり、弁口は多角形構造である。

本出願の技術態様を適用すると、順に接続された複数の絞りセグメントが設けられ、且つ各々の絞りセグメントがいずれも均一断面の柱体構造であることによって、各々の絞りセグメントにおける流量をいずれも一定値にすることができ、流量を調節する際には、対応する絞りセグメントが弁口に位置するように、絞り部を調節するだけでよく、各々の絞りセグメントがいずれも一定の長さを有するため、調節する際には、精密な調節を行う必要がなく、対応する絞りセグメントの長さの範囲内に絞り部を調節するだけでよいため、流れ面積がテーパに大きく影響されることも避けることができる。なお、隣り合う２つの絞りセグメントの間に接続段差が形成されるため、隣り合う２つの絞りセグメントの接続部位がテーパ構造とされることを避けることができ、これにより、絞り部を異なる絞り状態間で容易に切り替えられる。従って、本出願によって提供される技術態様を用いると、従来技術における、膨張弁が絞りを行う際に流れ面積が加工精度に大きく影響されるという技術課題を解決することができる。

本出願の一部を構成する明細書の図面は、本出願に対する更なる理解を提供するためのものであり、本出願の模式的な実施例及びその説明は、本出願を解釈するためのものであり、本出願を不適切に限定するものではない。

本出願の実施例によって提供される膨張弁の断面図を示す。本出願の実施例によって提供される絞り部が第１絞り状態にある場合の構成模式図を示す。本出願の実施例によって提供される絞り部が第２絞り状態にある場合の構成模式図を示す。本出願の実施例によって提供されるスピンドルの構成模式図を示す。本出願の実施例によって提供される弁座の底面図を示す。

ここで、上記の図面には以下の符号が含まれる。
１０弁座、１１弁チャンバ、１２流れ通路、１３弁口、２０スピンドル、２１本体部、２２絞り部、２２１第１絞りセグメント、２２２第２絞りセグメント、２２３第３絞りセグメント、３０シーリングヘッド、４０弁体、５０バネ。

説明すべきこととして、矛盾しない限り、本出願における実施例及び実施例における特徴は、互いに組み合わせることができる。以下、図面を参照して、実施例と併せて本出願を詳細に説明する。

図１から図５に示すように、本出願の実施例は、互いに連通された弁チャンバ１１と流れ通路１２とが内部に設けられ、弁チャンバ１１と流れ通路１２との接続部位に弁口１３が形成される弁座１０と、スピンドル２０と、を含む膨張弁を提供している。スピンドル２０は、互いに接続された本体部２１と絞り部２２とを含み、本体部２１は弁チャンバ１１内に可動的に設けられ、絞り部２２は弁口１３に可動的に設けられる。ここで、絞り部２２は、順に接続された複数の絞りセグメントを含み、各々の絞りセグメントはいずれも均一断面の柱体構造であり、隣り合う２つの絞りセグメントの間には接続段差が形成される。

本実施例によって提供される膨張弁を用いると、順に接続された複数の絞りセグメントが設けられ、且つ各々の絞りセグメントがいずれも均一断面の柱体構造であることによって、各々の絞りセグメントにおける流量をいずれも一定値にすることができ、流量を調節する際には、対応する絞りセグメントが弁口１３に位置するように、絞り部２２を調節するだけでよく、各々の絞りセグメントがいずれも一定の長さを有するため、調節する際には、精密な調節を行う必要がなく、対応する絞りセグメントの長さの範囲内に絞り部２２を調節するだけでよいため、流れ面積がテーパに大きく影響されることも避けることができる。なお、隣り合う２つの絞りセグメントの間に接続段差が形成されるため、隣り合う２つの絞りセグメントの接続部位がテーパ構造とされることを避けることができ、これにより、絞り部２２を異なる絞り状態間で容易に切り替えられる。従って、本実施例によって提供される膨張弁を用いると、従来技術における、膨張弁が絞りを行う際に流れ面積が加工精度に大きく影響されるという技術課題を解決することができる。

本実施例では、絞り部２２は、互いに接続された第１絞りセグメント２２１と第２絞りセグメント２２２とを含み、第１絞りセグメント２２１は本体部２１に接続され、第２絞りセグメント２２２は、第１絞りセグメント２２１の本体部２１から離れた一端に設けられ、第１絞りセグメント２２１の直径は第２絞りセグメント２２２の直径よりも大きい。このような構造設定を用いると、第１絞りセグメント２２１が弁口１３に移動してきた場合、絞り部２２は、第１絞り位置となり、第１絞り状態に対応し、第２絞りセグメント２２２が弁口１３に移動してきた場合、絞り部２２は、第２絞り位置となり、第２絞り状態に対応する。第１絞りセグメント２２１の直径が第２絞りセグメント２２２の直径よりも大きいため、絞り部２２が第１絞り位置に位置する場合の流量は、絞り部２２が第２絞り位置に位置する場合の流量よりも小さくなる。

本実施例では、第１絞りセグメント２２１と第２絞りセグメント２２２との接続部位に第１段差が形成される。このような構造設定を用いると、第１絞りセグメント２２１と第２絞りセグメント２２２との接続部位がテーパ構造とされることを避けることができ、これにより、絞り部２２を第１絞り状態から第２絞り状態に直接切り替えることができるか、あるいは、絞り部２２を第２絞り状態から第１絞り状態に直接切り替えることができ、絞り状態を切り替える精度が向上する。

具体的には、絞り部２２は第３絞りセグメント２２３を更に含み、第３絞りセグメント２２３は、第２絞りセグメント２２２の第１絞りセグメント２２１から離れた一端に設けられ、第２絞りセグメント２２２の直径は第３絞りセグメントの２２３直径よりも大きい。このような構造設定を用いると、第３絞りセグメント２２３が弁口１３に移動してきた場合、絞り部２２は、第３絞り位置となり、第３絞り状態に対応する。第２絞りセグメント２２２の直径が第３絞りセグメント２２３の直径よりも大きいため、絞り部２２が第２絞り位置に位置する場合の流量は、絞り部２２が第３絞り位置に位置する場合の流量よりも小さくなる。

本実施例では、第２絞りセグメント２２２と第３絞りセグメント２２３との接続部位に第２段差が形成される。このような構造設定を用いると、第２絞りセグメント２２２と第３絞りセグメント２２３との接続部位がテーパ構造とされることを避けることができ、これにより、絞り部２２を第２絞り状態から第３絞り状態に直接切り替えることができるか、あるいは、絞り部２２を第３絞り状態から第２絞り状態に直接切り替えることができ、絞り状態を切り替える精度が向上する。

具体的には、一実施例では、各々の絞りセグメントはいずれも円柱セグメント構造であり、弁口１３は円形口構造である。このような構造設定を用いると、絞りセグメントと弁口１３とがマッチする形状となり、第１絞りセグメント２２１を、液体が流れ通路１２から流れ出ないように、弁口１３に密着させて、弁口１３を閉塞するために用いることができる。

本実施例では、第１絞りセグメント２２１の直径はＤ_１であり、第２絞りセグメント２２２の直径はＤ_２であり、１．１＜Ｄ_１／Ｄ_２＜２である。このような構造設定を用いると、第１絞り部２２と第２絞り部２２との比例関係を最適化して、絞り部２２の外形構造を最適化することができ、ステップアップ式の絞り部２２の構造を形成しやすくなり、弁口１３における流量を適切に調節しやすくなる。

具体的には、本実施例における第１絞りセグメント２２１の直径はＤ_１であり、弁口１３の直径はＤ_３であり、０．５＜Ｄ_１／Ｄ_３＜０．９である。このような構造設定を用いると、第１絞り状態で、弁口１３における流量を適切に調節しやすくすることができ、第１絞りセグメント２２１と弁口１３との間に十分な移動空間も確保しやすくなる。

本実施例では、第２絞りセグメント２２２の直径はＤ_２であり、弁口１３の直径はＤ_３であり、０．３＜Ｄ_２／Ｄ_３＜０．８である。このような構造設定を用いると、第２絞り状態で、弁口１３における流量を適切に調節しやすくすることができ、第１絞りセグメント２２１と弁口１３との間に十分な移動空間も確保しやすくなる。

具体的には、本実施例における膨張弁は、弁座１０に取り付けられ、且つ弁チャンバ１１の流れ通路１２から離れた一端に位置するシーリングヘッド３０を更に含む。ここで、流れ通路１２の長さはＨ_１であり、シーリングヘッド３０の流れ通路１２に近接した一端と弁チャンバ１１の流れ通路１２に近接した一端との距離はＨ_２であり、絞り部２２の長さはＬ_１であり、シーリングヘッド３０の流れ通路１２に近接した一端と本体部２１の流れ通路１２に近接した一端との距離はＬ_２であり、Ｌ_１＋Ｌ_２＞Ｈ_１＋Ｈ_２である。このような構造設定を用いると、絞りセグメントのセグメント数が何個であっても、スピンドル２０の最先端は、常に、弁口１３から離脱することなく、弁口１３を安定して絞ることができる。

別の実施例では、各々の絞りセグメントはいずれも円柱セグメント構造であり、各々の絞りセグメントの対応する横断面積が異なることによって、各々の絞りセグメントが絞りを行う場合の絞り面積は異なり、弁口１３は多角形構造である。各々の絞りセグメントがいずれも円柱セグメント構造であるため、絞り部２２の第１絞りセグメント２２１が弁口１３を閉じる際に、弁口１３と第１絞りセグメント２２１との間には依然として流れ隙間があり、即ち、少量の液体が弁口１３から流れ出ることができる。

上記の全ての実施例では、膨張弁はいずれも弁体４０とバネ５０とを含み、弁体４０は冷却システムに接続され、弁座１０は弁体４０の内部に設けられ、弁座１０は弁口１３を有する。スピンドル２０の本体部２１は弁座１０の内部に設けられ、スピンドル２０の絞り部２２の一端は弁口１３に入り込み、スピンドル２０は弁チャンバ１１の軸方向に沿って移動して、弁口１３における流れ面積を調節し、スピンドル２０の絞り部２２は階段軸に類似した多段式構造を用いており、各直線セグメントが弁口１３に絞り効果を与える際に、流れ面積は一定である。本出願は、階段軸に類似した多段式構造のスピンドル２０を用いるため、各作業条件の差圧下で、弁口１３の流れ面積が一定となることが確保され、流量も自然とより安定する。

具体的には、スピンドル２０が多段式階段軸構造のスピンドル２０を用いるため、スピンドル２０が弁口１３に絞り効果を与える際に形成される流れ面積は、常に、スピンドル２０の横断部が常にスピンドル２０の直線セグメントに位置する部位に位置し、弁口１３の流れ面積に対するバネ５０の加工精度の影響を減少させると同時に、スピンドル２０のテーパの加工精度の影響を排除し、弁口１３の流れ面積に影響を与える要素を最低限に抑えて、流量の安定性を大幅に向上させる。

図２に示すように、作業条件１（第１絞り状態）では、スピンドル２０の第１絞りセグメント２２１（直径Ｄ_１）が弁口１３（直径Ｄ_３）に絞り効果を与えるが、この場合、弁口１３の流れ面積はＳ１＝π（Ｄ_３ ^２－Ｄ_１ ^２）／４である。そして、第１絞りセグメント２２１の長さの範囲を弁口１３に対応して設定すれば、弁口１３の流れ面積を常にＳ１と一定にすることができ、この場合の流量は弁の前後の差圧の影響しか受けなくなる。

図３に示すように、作業条件２（第２絞り状態）では、第１絞りセグメント２２１が弁口１３から完全に離れ、第２絞りセグメント２２２が弁口１３に絞り効果を与えるが、この場合、弁口１３の流れ面積はＳ１＝π（Ｄ_３ ^２－Ｄ_２ ^２）／４であり、弁口１３の流れ面積は常にＳ２と一定になり、この場合の流量は弁の前後の差圧の影響しか受けなくなり、Ｓ２＞Ｓ１が常に成立する。

本実施例における膨張弁を組み立てる際には、スピンドル２０を弁座１０に入れて、スピンドル２０の一端を弁口１３から突出させてから、バネ５０を弁座１０に入れ、シーリングヘッド３０のバネ５０のガイドセグメントをバネ５０の内孔に沿って弁座１０に入れてから、シーリングヘッド３０をかしめて、弁座１０部材を形成する。続いて、弁座１０部材を弁体４０に入れて、工具で位置決めし、ネッキングして、完成させる。

以上の説明から分かるように、本出願の上記の実施例は、以下のような技術効果を達成している。絞り部の加工精度を低減し、バネの製造精度を低減し、製造コストを削減し、弁口の流量面積を複数の作業条件（異なる絞り状態）下で一定に保たれるようにし、膨張弁の流量の安定性を大幅に向上させた。

ここで用いられる用語は、具体的な実施形態を説明するためのものにすぎず、本出願による例示的な実施形態を限定することを意図するものではないことに注意すべきである。ここで用いられるように、文脈上明確な指摘がなされていない限り、単数形式は複数形式を含むことも意図し、更に、本明細書において、「包含する」及び／又は「含む」という用語が用いられる場合、特徴、ステップ、操作、デバイス、アセンブリ及び／又はそれらの組み合わせが存在することを意味することも理解されるべきである。

特に具体的に説明しない限り、これらの実施例に記載された部材及びステップの相対的な配置、数式及び数値は、本出願の範囲を限定するものではない。同時に、説明の便宜上、図面に示す各部分の寸法は実際の比率関係で描かれたものではないことは理解されるべきである。当業者に既に知られている技術、方法及び機器については詳細な説明を省略する場合があるが、必要に応じて、当該技術、方法及び機器は、承認された明細書の一部としてみなされるべきである。ここで示し、且つ説明した全ての例では、いずれの具体的な値も例示的なものにすぎず、限定するためのものではないと解釈すべきである。従って、例示的な実施例の他の例は、異なる値を有してもよい。類似した符号及び文字は、以下の図面において類似したものを表すため、あるものが１つの図面において定義されると、その後の図面においては、それについて更に説明する必要がないことに注意すべきである。

本出願の説明において、「前、後、上、下、左、右」、「横方向、縦方向、垂直、水平」及び「頂、底」等のような方位用語で表される方位又は位置関係は、一般的に、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであるが、本出願の説明を容易にし、且つ簡潔にするためのものにすぎず、逆の説明がない場合、これらの方位用語は、示された装置又は素子が必ずしも特定の方位を有するか、あるいは、特定の方位で構成し操作されることを示し且つ暗示するものではないため、本出願の保護範囲を限定するものとして理解されるべきではなく、「内、外」という方位用語は、各部材自体の輪郭に対する内、外である。

説明の便宜上、ここでは「…の上に」、「…の上方に」、「…の上面に」、「上の」等のような空間相対用語を用いて、図に示すような１つのデバイス又は特徴と他のデバイス又は特徴との空間位置関係を説明することができる。空間相対用語は、デバイスの図に記載された方位以外の、使用又は操作中の異なる方位を包含することを意図するものであることは理解されるべきである。例えば、図面中のデバイスの上下が逆さまになると、「他のデバイス又は構造の上方に」又は「他のデバイス又は構造の上に」と説明されたデバイスは、その後「他のデバイス又は構造の下方に」又は「他のデバイス又は構造の下に」と位置付けられることになる。よって、例示的な用語「…の上方に」は、「…の上方に」及び「…の下方に」の２つの方位を含むことができる。このデバイスは、他の異なる方法で位置付けし（９０度回転又は他の方位に位置させ）、且つここで用いられる空間の相対的な説明について対応する解釈を行うこともできる。

更に、説明すべきこととして、「第１」、「第２」等の用語を用いて部品を限定することは、対応する部品を区別するためのものにすぎず、特に説明がない限り、上記用語は特別な意味を持たないため、本出願の保護範囲を限定するものとして理解されるべきではない。

上述したものは、本出願の好ましい実施例にすぎず、本出願を制限するためのものではなく、当業者にとって、本出願は様々な変更及び変化が可能である。本出願の精神及び原則の範囲内でなされたいかなる修正、同等の置換、改良等はいずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims

互いに連通された弁チャンバ（１１）と流れ通路（１２）とが内部に設けられ、前記弁チャンバ（１１）と前記流れ通路（１２）との接続部位に弁口（１３）が形成される弁座（１０）と、
互いに接続された本体部（２１）と絞り部（２２）とを含み、前記本体部（２１）は前記弁チャンバ（１１）内に可動的に設けられ、前記絞り部（２２）は前記弁口（１３）に可動的に設けられるスピンドル（２０）と、
を含み、
前記絞り部（２２）は、順に接続された複数の絞りセグメントを含み、各々の前記絞りセグメントはいずれも均一断面の柱体構造であり、隣り合う２つの前記絞りセグメントの間には接続段差が形成される、膨張弁。
前記絞り部（２２）は、互いに接続された第１絞りセグメント（２２１）と第２絞りセグメント（２２２）とを含み、前記第１絞りセグメント（２２１）は前記本体部（２１）に接続され、前記第２絞りセグメント（２２２）は、前記第１絞りセグメント（２２１）の前記本体部（２１）から離れた一端に設けられ、前記第１絞りセグメント（２２１）の直径は前記第２絞りセグメント（２２２）の直径よりも大きい、請求項１に記載の膨張弁。
前記絞り部（２２）は第３絞りセグメント（２２３）を更に含み、前記第３絞りセグメント（２２３）は、前記第２絞りセグメント（２２２）の前記第１絞りセグメント（２２１）から離れた一端に設けられ、前記第２絞りセグメント（２２２）の直径は前記第３絞りセグメント（２２３）の直径よりも大きい、請求項２に記載の膨張弁。
各々の前記絞りセグメントはいずれも円柱セグメント構造であり、前記弁口（１３）は円形口構造である、請求項１から３のいずれか一項に記載の膨張弁。
前記第１絞りセグメント（２２１）の直径はＤ_１であり、前記第２絞りセグメント（２２２）の直径はＤ_２であり、１．１＜Ｄ_１／Ｄ_２＜２である、請求項３に記載の膨張弁。
前記第１絞りセグメント（２２１）の直径はＤ_１であり、前記弁口（１３）の直径はＤ_３であり、０．５＜Ｄ_１／Ｄ_３＜０．９である、請求項３に記載の膨張弁。
前記第２絞りセグメント（２２２）の直径はＤ_２であり、前記弁口（１３）の直径はＤ_３であり、０．３＜Ｄ_２／Ｄ_３＜０．８である、請求項３に記載の膨張弁。
前記弁座（１０）に取り付けられ、且つ前記弁チャンバ（１１）の前記流れ通路（１２）から離れた一端に位置するシーリングヘッド（３０）を更に含み、
前記流れ通路（１２）の長さはＨ_１であり、前記シーリングヘッド（３０）の前記流れ通路（１２）に近接した一端と前記弁チャンバ（１１）の前記流れ通路（１２）に近接した一端との距離はＨ_２であり、前記絞り部（２２）の長さはＬ_１であり、前記シーリングヘッド（３０）の前記流れ通路（１２）に近接した一端と前記本体部（２１）の前記流れ通路（１２）に近接した一端との距離はＬ_２であり、Ｌ_１＋Ｌ_２＞Ｈ_１＋Ｈ_２である、請求項１に記載の膨張弁。
各々の前記絞りセグメントはいずれも円柱セグメント構造であり、前記弁口（１３）は多角形構造である、請求項１から３のいずれか一項に記載の膨張弁。