JP3202781U - 電子膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】エアコン、冷蔵庫等の冷却システムに応用される電子膨張弁を提供する。【解決手段】電子膨張弁は、第一弁座１０と、第一端に主弁口２１が設置され、側壁に第一流路２２が設置される第二弁座２０と、弁座芯３０とを備える。また、弁座芯３０は、弁体孔３１と、横配管４０と、縦配管５０と、弁座芯３０の弁体孔３１に対応して設置される針弁６０と、ナット７０と、針弁６０の移動方向に沿って往復運動を行ってナット７０内に螺接され、針弁６０を駆動させて弁座芯３０の滑動方向に沿って移動させるスクリュー８０と、ナット７０に設置されると共に第二弁座２０のキャビティ部を第一弁座１０のキャビティ部に連通させる第二流路７１と、弁座芯３０により主弁口２１が開かれる際に主弁口２１を第一弁座１０のキャビティ部に連通させる第一流路２２と、第二弁座２０の第二端とナット７０の第一端との組み合わせにより形成され、弁座芯３０の第二弁座２０内での滑動位置を制限させる制限構造２３とを含む。【選択図】図１

Description

本考案は、エアコン、冷蔵庫等の冷却システムに応用される電子膨張弁に関する。

エアコンは、室内機と室外機との距離が遠いため、市場では一般的に２つの電子膨張弁を採用している。また、２つの電子膨張弁は別々に並列される一方向弁であり、エアコンシステムの動作効率を最大限高めている。

しかしながら、従来の電子膨張弁の動作過程では、冷却材が正方向に流動する場合、先に針弁が開かれ、その後弁座芯の流路を経て小弁座の主弁口から流出される。冷却材が反対方向に流動する場合、冷却材が一時的に弁座芯に衝突し、弁座芯を小弁座内で滑動させて針弁に衝突させ、針弁がスクリューとナットとの組み合わせに対して衝撃を与えて、スクリューが止まって動かない問題を引き起こした。

そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。

本考案は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本考案の目的は、電子膨張弁を提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係る電子膨張弁は、
第一弁座と、第一弁座の第一端部に固装され、且つそれの第一端部には主弁口が設置され、それの側壁には側壁を貫通させる第一流路が設けられる第二弁座と、第二弁座内に滑動可能に設置されると共に主弁口の開閉を行う弁座芯とを備え、また、前記弁座芯は、主弁口に連通される弁体孔と、第一弁座のキャビティ部に連通される横配管と、主弁口の出口位置に固装される縦配管と、弁座芯の弁体孔に対応して設置される針弁と、第一弁座に内設されるナットと、針弁の移動方向に沿って往復運動を行ってナット内に螺接され、針弁を駆動させて弁座芯の滑動方向に沿って移動させて弁体孔の開閉を行わせるスクリューと、ナット上に設置され、第二弁座のキャビティ部を第一弁座のキャビティ部に連通させる第二流路と、弁座芯により主弁口が開かれるさいに主弁口を第一弁座のキャビティ部に連通させる第一流路と、第二弁座の第二端及びナットの第一端が組み合わされて形成され、弁座芯の第二弁座内での滑動位置を制限させる制限構造とをさらに備える。

さらに、ナットの第一端は第二弁座の第二端に覆設される。

本考案の電子膨張弁によれば、本考案の第二弁座の第二端部とナットの第一端との間に制限構造が組み合わされて形成され、弁座芯の軸方向の運動に対して位置を制限させる。これにより、冷却材が反対方向に流動するさいに、制限構造により弁座芯が冷却材に衝突されたさいに発生する軸方向の運動の距離を制限させ、弁座芯が所定の距離しか移動しなくなり、針弁に対して過大な衝撃を与えない。これにより電子膨張弁全体を保護し、冷却材が反対方向に流動して弁座芯が針弁に衝突し、スクリューが止まって動かない問題を有効的に防止させる。

本考案の第１実施形態に係る電子膨張弁を説明する断面模式図である。 本考案の第２実施形態に係る電子膨張弁を説明する断面模式図である。 本考案の第３実施形態に係る電子膨張弁を説明する断面模式図である。 本考案の第４実施形態に係る電子膨張弁を説明する断面模式図である。 本考案の第５実施形態に係る電子膨張弁を説明する断面模式図である。 本考案の一実施形態に係る電子膨張弁の分解式第二弁座を説明する断面模式図である。

本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。

本考案の電子膨張弁は、第一弁座１０と、第二弁座２０と、弁座芯３０と、横配管４０と、縦配管５０と、針弁６０と、ナット７０と、スクリュー８０とを備える。第一弁座１０はキャビティ部を有し、他の部材は第一弁座１０に内設される。

第二弁座２０は第一弁座１０の第一端部に固装され、第二弁座２０の第一端部には主弁口２１が設置され、第二弁座２０の第二端には滑動流路が設置される。第二弁座２０の側壁には第二弁座２０の側壁を貫通させる第一流路２２が設置され、前記第一流路２２は第二弁座２０のキャビティ部を第一弁座１０のキャビティ部に連通させる。第二弁座２０の第二端部には開口が設けられる。

弁座芯３０は第二弁座２０の滑動流路内に滑動可能に設置されて主弁口２１の開閉を行い、弁座芯３０は主弁口２１に連通される弁体孔３１を備え、前記弁体孔３１は弁座芯３０の滑動方向に沿って延伸されると共に弁座芯３０全体を貫通させ、第二弁座２０のキャビティ部を主弁口２１に連通させる。弁座芯３０が主弁口２１を閉鎖させる位置に位置される場合、第一流路２２が塞がれ、主弁口２１と第一弁座１０のキャビティ部との間の流路が断絶され、第一弁座１０のキャビティ部は弁体孔３１と主弁口２１との間を通して連通されるのみとなる。弁座芯３０が主弁口２１を開かせる位置に位置される場合、第一流路２２により主弁口２１が第一弁座１０のキャビティ部に連通される。

横配管４０は第一弁座１０のキャビティ部に連通される。縦配管５０は主弁口２１の出口位置に固装されると共に主弁口２１により第二弁座２０のキャビティ部に連通される。

針弁６０及び弁座芯３０の弁体孔３１が対応して設置される。ナット７０は第一弁座１０に内設される。スクリュー８０は針弁６０の移動方向に沿って往復運動を行ってナット７０内に螺接され、針弁６０を駆動させて弁座芯３０の滑動方向に沿って移動させて弁体孔３１の開閉を行わせる。針弁６０と弁体孔３１との間の隙間を調整することで、流量の調整が可能である。

第二弁座２０の第二端及びナット７０の第一端の組み合わせにより制限構造２３が形成され、前記制限構造２３は弁座芯３０の滑動経路に設置され、弁座芯３０の軸方向の運動に対して位置を制限させる。本実施形態では、ナット７０の第一端は第二弁座２０の第二端に覆設され、制限構造２３は両者の結合位置に形成される。

電子膨張弁は第二流路７１をさらに備え、前記第二流路７１はナット７０に設置されると共に弁座芯３０が主弁口２１を閉鎖させるさいに、第二弁座２０のキャビティ部を第一弁座１０のキャビティ部に連通させる。

冷却材が正方向に流動する場合、横配管４０から第一弁座１０のキャビティ部に進入し、このさい、弁座芯３０は主弁口２１を閉鎖させる位置に位置され、第一流路２２が弁座芯３０により塞がれ、冷却材が第一弁座１０のキャビティ部から第一流路２２を経由して主弁口２１内に進入できなくなり、これにより、横配管４０は第一流路２２により縦配管５０との間に連通されなくなる。ただし、弁体孔３１が第一弁座１０のキャビティ部を主弁口２１に連通させると、冷却材はこのさいに第一弁座１０のキャビティ部から第二弁座２０の第二端の開口を経た後、弁体孔３１の箇所から主弁口２１に流動し、その後に縦配管５０に進入して横配管４０及び縦配管５０の連通を実現する。このさい、針弁６０の位置を調整することで弁体孔３１の開度を調整でき、冷却材の流量に対する調整を可能にする。

冷却材が反対方向に流動する場合、縦配管５０から主弁口２１内に進入し、このさい、冷却材の衝突作用により、弁座芯３０が主弁口２１から離れる方向に軸方向の運動を発生させ、第一流路２２が開かれ、冷却材が第一流路２２を経て第一弁座１０のキャビティ部に進入し、その後に横配管４０を経て流出する。弁座芯３０の軸方向の運動の過程では、一定の距離運動した後に制限構造２３の位置まで到達し、制限構造２３の阻止作用により、軸方向に沿った運動を継続できなくなる。このため、針弁６０に対して過大な衝撃を与えず、針弁６０が衝突された後にナット７０及びスクリュー８０の組み合わせ構造に対して衝撃を与えて、スクリュー８０が止まって動かない問題が回避される。

冷却材が反対方向に流動する場合、第二流路７１がナット７０に設置されて第二弁座２０のキャビティ部を第一弁座１０のキャビティ部に連通させ、弁座芯３０により主弁口２１が開かれると、第一弁座１０のキャビティ部が第二流路７１を経て弁座芯３０の背面の第二弁座２０のキャビティ部に連通され、弁座芯３０の背面の第二弁座２０のキャビティ部の圧力及び第一弁座１０のキャビティ部の圧力が一致するように保持される。これにより、弁座芯３０が受ける背面の圧力が解除され、弁座芯３０が極限位置まで移動し、弁座芯３０の振動ノイズが発生しない。

このほか、冷却材が反対方向に流動する場合、縦配管５０の一端の冷却材の圧力が大きくなり、第一流路２２を経た後に第一弁座１０のキャビティ部に進入し、このさい、第二流路７１がナット７０に設置されるため、弁座芯３０が第二流路７１の位置まで運動せず、第二流路７１を塞がない。このため、冷却材は第一弁座１０のキャビティ部から第二流路７１を経て第二弁座２０のキャビティ部に進入し、弁座芯３０の両端の冷却材の圧力が平衡し、冷却材の弁座芯３０に対する衝突作用力をさらに低減させ、冷却材の針弁６０に対する衝突作用力も低減させる。

好ましくは、電子膨張弁が逆方向に動作する場合、弁座芯３０により主弁口２１が開かれたさいに、針弁６０により弁体孔３１が開かれる。これにより、針弁６０により弁体孔３１が開かれるため、逆方向に流動する冷却材は針弁６０と弁座芯３０との間の隙間から流出し、逆方向に流動する冷却材の針弁６０に対する衝突作用力を大幅に低下させ、且つ弁座芯３０と針弁６０との間に緩衝を形成させて、弁座芯３０の針弁６０に対する衝突作用力を低下させる。

なお、針弁６０のナット７０及びスクリュー８０の組み合わせ構造に対する衝突作用をより低減させるために、好ましくは、針弁６０とスクリュー８０との間に緩衝構造がさらに設置され、前記緩衝構造は、例えばばねであり、針弁６０が衝突を受けた後、まず、ばねにより針弁６０に対する衝突作用が緩衝され、これにより針弁６０による衝撃をさらに低減させ、電子膨張弁の使用時の安全性及び信頼性を高める。

本考案の第１実施形態では、第二弁座２０は、台座２４及び台座２４に固装される第二スリーブ２５を備え（図１参照）、台座２４と第二スリーブ２５との間は一体成形構造になり、台座２４は第一弁座１０に固設され、弁座芯３０は第二スリーブ２５内に滑動可能に設置され、第一流路２２は第二スリーブ２５の径方向に沿って第二スリーブ２５の第一端に近接する側壁を貫通させる。ナット７０は第二スリーブ２５に覆設され、第二流路７１はナット７０の径方向に沿ってナット７０の第二弁座２０に近接する第一端に設置される。前記第一流路２２は円形孔でも他の形状の貫通孔でもよい。好ましくは、複数の第一流路２２が第二スリーブ２５の円周方向に沿って等間隔で設置される。

第二スリーブ２５の第二端部はナット７０の第一端部に当接され、ナット７０の第一端部には端部突起７６が設置され、端部突起７６とナット７０の第一端の端面との間には止め階段が形成され、端部突起７６の外径は第二スリーブ２５の内径より小さく、端部突起７６が第二スリーブ２５内に延入され、第二スリーブ２５に対して径方向の位置制限を形成させる。このさい、前記端部突起７６はナット７０と第二弁座２０との間に形成される制限構造２３となる。前記端部突起７６の外径が第二スリーブ２５の内径より小さいため、第二スリーブ２５内に覆設されると共に弁座芯３０の滑動経路に設置され、弁座芯３０の軸方向の滑動に対して位置を限定させる。これにより、弁座芯３０の運動中に針弁６０に対して大きな衝撃を与えてスクリューが止まって動かない問題を有効的に回避させる。

本考案の第２実施形態では、電子膨張弁の具体的な構造は第２実施形態と基本的に同じであり、差異は、本実施形態では、制限構造２３と第一流路２２との間の第二弁座２０の側壁に第三流路７５が設置され、第三流路７５は弁座芯３０により主弁口２１が閉鎖されると、第二弁座２０のキャビティ部を第一弁座１０のキャビティ部に連通させる点である（図２参照）。

冷却材が正方向に流動する場合、第一流路２２が閉鎖され、第三流路７５及び第二流路７１が開かれ、第一弁座１０内の冷却材が高速で第三流路７５及び第二流路７１を経て第二弁座２０内に流入し、その後主弁口２１の箇所から流出する。このさい、第三流路７５には補助流路が形成され、冷却材がより速くスムーズに第二弁座２０のキャビティ部まで流通する。冷却材が反対方向に流動する場合、第三流路７５が弁座芯３０により閉鎖され、第二流路７１及び第一流路２２が開かれ、このさい、第二流路７１の流通面積を調整することで弁座芯３０が受ける制動の大きさを調整できる。

なお、本考案の第３実施形態の第１実施形態との差異は、本実施形態によるナット７０の第一端はスリーブ構造であり、且つ前記スリーブ構造の外径が第二弁座２０の第二スリーブ２５の内径に等しいかより小さく、ナット７０の第一端が第二スリーブ２５内に覆設されると共に第二スリーブ２５内で延伸され、ナット７０の第二スリーブ２５内に挿入される第一端部には弁座芯３０を制限させる制限構造２３が形成される点である（図３参照）。

本実施形態では、ナット７０の外径全体が小さく、一部が第二スリーブ２５内に延入されて弁座芯３０の軸方向の運動の位置を制限させる制限構造２３になる。ナット７０に対して改造を行う必要がなく、ゆえに構造が簡単になり、加工しやすく、加工工程を減らせてコストを削減させ、加工効率を高める。

本考案の第４実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、差異は、本実施形態に係るナット７０の第一端部には階段孔を有し、第二弁座２０の第二スリーブ２５がナット７０の第一端部の大径穴７３内に覆設されると共にナット７０と同軸で設置され、これによりスクリュー８０、針弁６０及び弁体孔３１に対して精確に方向案内を行い、針弁６０の運動のスムーズさ及び信頼性を保証する点である（図４参照）。

本実施形態によると、第二弁座２０の第二スリーブ２５の端部はナット７０の階段孔の階段に当接され、ナット７０の小径穴７４の内径は第二スリーブ２５の内径より小さいため、第二スリーブ２５の内孔とナット７０の小径穴７４との間には階段孔が形成され、前記階段孔の小径穴はナット７０の小径穴７４となり、前記階段孔の大径穴は第二スリーブ２５の内径となる。制限構造２３は第二スリーブ２５とナット７０との間に形成される階段であり、前記階段が弁座芯３０の滑動経路に位置され、且つ前記階段の小径穴は弁座芯３０の外径より小さいため、弁座芯３０が前記階段孔の階段に到達した後に軸方向の運動を継続できなくなり、これにより弁座芯３０に対する軸方向の位置制限を形成させる。

本考案の第５実施形態は第４実施形態と基本的に同じであり、差異は、本実施形態の制限構造２３は第二弁座２０の第一端部とナット７０の階段孔の階段との間に止めリングが係合するように設置される点である。前記止めリングの第一面は第二弁座２０の第一端の端面に当接され、第二面は階段孔の階段面に当接されると共に第二弁座２０とナット７０との組み合わせにより圧接され、弁座芯３０は前記止めリングにより軸方向の位置を制限される（図５参照）。

好ましくは、ナット７０の第一端には弁座芯３０に向けて延伸される第一スリーブ７２が覆設され、針弁６０は第一スリーブ７２内に滑動可能に設置される。ナット７０内には第一スリーブ７２が覆設され、ナット７０自体の構造を簡易化させ、ナット７０の加工難度を低下させて、以後の交換やメンテナンスを行いやすくする。ナット７０の第一端に対して第一スリーブ７２を覆設させる構造については、第二弁座２０の第二端と第一スリーブ７２の第一端とが組み合わされて制限構造２３が形成されることで、弁座芯３０の第二弁座２０内での滑動位置を制限させる。第二弁座２０の第二端と第一スリーブ７２の第一端との組み合わせにより形成される制限構造２３と上述のナット７０と第二弁座２０との間に形成される制限構造２３の方式とは類似しており、本来のナット７０と第二弁座２０との間の直接連結関係を、ナット７０が第一スリーブ７２により第二弁座２０と連結される方式に代替させる。

さらに、本実施形態によれば、第二弁座２０は台座２４及び第二スリーブ２５を備え、ただし、台座２４及び第二スリーブ２５は別々に加工成形され、その後固装されて一体になる。台座２４と第二スリーブ２５との間が溶接されて一体になるか、ねじ山構造等により固装されて一体となってもよい（図６参照）。

以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１０ 第一弁座
２０ 第二弁座
３０ 弁座芯
４０ 横配管
５０ 縦配管
６０ 針弁
７０ ナット
８０ スクリュー
２１ 主弁口
２２ 第一流路
２３ 制限構造
２４ 台座
２５ 第二スリーブ
３１ 弁体孔
７１ 第二流路
７２ 第一スリーブ
７３ 大径穴
７４ 小径穴
７５ 第三流路
７６ 端部突起

Claims (10)

1. 電子膨張弁は、第一弁座と、第一弁座の第一端部に固装され、且つそれの第一端部には主弁口が設置され、それの側壁には側壁を貫通させる第一流路が設けられる第二弁座と、第二弁座内に滑動可能に設置されると共に主弁口の開閉を行う弁座芯とを備え、また、前記弁座芯は、主弁口に連通される弁体孔と、第一弁座のキャビティ部に連通される横配管と、主弁口の出口位置に固装される縦配管と、弁座芯の弁体孔に対応して設置される針弁と、第一弁座に内設されるナットと、針弁の移動方向に沿って往復運動を行ってナット内に螺接され、針弁を駆動させて弁座芯の滑動方向に沿って移動させて弁体孔の開閉を行わせるスクリューと、ナット上に設置され、第二弁座のキャビティ部を第一弁座のキャビティ部に連通させる第二流路と、弁座芯により主弁口が開かれるさいに主弁口を第一弁座のキャビティ部に連通させる第一流路と、第二弁座の第二端及びナットの第一端が組み合わされて形成され、弁座芯の第二弁座内での滑動位置を制限させる制限構造とをさらに備える。
2. 前記ナットの第一端は第二弁座の第二端に覆設される、請求項１記載の電子膨張弁。
3. 前記制限構造と第一流路との間の第二弁座の側壁に第三流路が設置され、前記第三流路は弁座芯により主弁口が閉鎖されると、前記第二弁座のキャビティ部を第一弁座のキャビティ部に連通させる点である、請求項１記載の電子膨張弁。
4. 前記第二弁座は、台座及び台座に固装される第二スリーブを備え、前記台座と第二スリーブとの間は一体成形構造になり、台座は第一弁座に固設され、弁座芯は第二スリーブ内に滑動可能に設置され、請求項１記載の電子膨張弁。
5. 前記ナットは第二スリーブに覆設され、第二流路はナットの径方向に沿ってナットの第二弁座に近接する第一端に設置される、請求項4記載の電子膨張弁。
6. 前記ナットの第一端部には端部突起が設置され、端部突起とナットの第一端の端面との間には止め階段が形成され、端部突起の外径は第二スリーブの内径より小さく、端部突起が第二スリーブ内に延入され、第二スリーブに対して径方向の位置制限を形成させる、このさい、前記端部突起はナットと第二弁座との間に形成される制限構造となる、請求項5記載の電子膨張弁。
7. 前記ナットの第一端が第二スリーブ内に覆設されると共に第二スリーブ内で延伸され、ナットの第二スリーブ内に挿入される第一端部には弁座芯を制限させる制限構造が形成される点である、請求項5記載の電子膨張弁。
8. 前記ナットの第一端部には階段孔を有し、第二弁座の第二スリーブがナットの第一端部の大径穴内、第二スリーブの内孔とナットの小径穴との間には階段孔が形成され、前記階段孔の小径穴はナットの小径穴となり、前記階段孔の大径穴は第二スリーブの内径となる、制限構造は第二スリーブとナットとの間に形成される階段であり、請求項5記載の電子膨張弁。
9. 前記ナットの第一端部には階段孔を有し、第二弁座の第二スリーブがナットの第一端部の大径穴内、前記制限構造は第二弁座の第一端部とナットの階段孔の階段との間に止めリングが係合するように設置される点である、請求項5記載の電子膨張弁。
10. 前記ナットの第一端には弁座芯に向けて延伸される第一スリーブが覆設され、針弁は第一スリーブ内に滑動可能に設置される、第二弁座の第二端と第一スリーブの第一端とが組み合わされて制限構造が形成されることで、弁座芯の第二弁座内での滑動位置を制限させる、請求項1ないし10記載の電子膨張弁。