JP4476757B2 - Valve device and refrigeration cycle device - Google Patents

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Description

この発明は、弁装置および冷凍サイクル装置に関し、特に、冷凍サイクル装置の冷媒回路など、液相と気相が混在した2相流を含む流体回路で用いられる弁装置および空気調和装置や冷凍・冷蔵庫等の冷凍サイクル装置に関するものである。   The present invention relates to a valve device and a refrigeration cycle device, and more particularly to a valve device, an air conditioner, and a refrigeration / refrigerator used in a fluid circuit including a two-phase flow in which a liquid phase and a gas phase are mixed, such as a refrigerant circuit of a refrigeration cycle device. It is related with refrigeration cycle apparatuses, such as.

冷凍サイクル装置の電動膨張弁等として用いられる弁装置として、弁ハウジングに弁室と前記弁室に開口した第1の入出口ポートおよび第2の入出口ポートを有し、弁体が前記弁室内に配置され、ステッピングモータ駆動の送りねじ機構によって前記弁体を軸線方向に移動させ、当該弁体の軸線方向移動によって前記弁ハウジングに設けられている弁ポートの実効開口面積を増減し、流体の通過量を調節する電動式の弁装置がある(例えば、特許文献1)。   As a valve device used as an electric expansion valve or the like of a refrigeration cycle apparatus, a valve housing has a valve chamber and a first inlet / outlet port and a second inlet / outlet port opened to the valve chamber, and a valve body is in the valve chamber The valve body is moved in the axial direction by a feed screw mechanism driven by a stepping motor, and the effective opening area of the valve port provided in the valve housing is increased or decreased by the movement of the valve body in the axial direction. There is an electric valve device that adjusts the amount of passage (for example, Patent Document 1).

冷凍サイクル装置の凝縮器から膨張弁へ送られる冷媒は、完全な液冷媒でなく、液相と気相が混在した2相冷媒であり、膨張弁を気液2相流が流れる。このような場合、液相と気相が弁ポートを不規則に通過することになり、このことによって弁室内の圧力変動が発生しやすく、流体通過時の騒音(流体流動音)の発生の原因となる。特に、液相中の気相(気泡)が大きく、大きい気泡が弁ポートを断続的に不規則に通過するほど、気液2相流が通過する際の弁ポートの圧力変動が大きくなり、流体流動音の発生レベルが大きくなる。   The refrigerant sent from the condenser of the refrigeration cycle apparatus to the expansion valve is not a complete liquid refrigerant but a two-phase refrigerant in which a liquid phase and a gas phase are mixed, and a gas-liquid two-phase flow flows through the expansion valve. In such a case, the liquid phase and the gas phase irregularly pass through the valve port, which tends to cause pressure fluctuations in the valve chamber, and causes the generation of noise (fluid flow sound) during fluid passage. It becomes. In particular, the larger the gas phase (bubbles) in the liquid phase and the larger bubbles intermittently and irregularly pass through the valve port, the greater the pressure fluctuation of the valve port when the gas-liquid two-phase flow passes, The generation level of flowing sound increases.

また、弁ポートに流れ込む流体の状態が不均一であると、弁室内の圧力が変動し、この圧力変動が弁ハウジングや継手などに伝わると、音を発生し、騒音となる。弁ハウジングの底部中央にある弁ポートに対して弁ハウジングの側部に入出口ポートの継手がある構成であると、弁ポートの方向に対し、流体が流れ込む量や相が異なるために、流体の状態に不均一を生じ、流体流動音の増大を招く。   Further, if the state of the fluid flowing into the valve port is not uniform, the pressure in the valve chamber fluctuates, and when this pressure fluctuation is transmitted to the valve housing, the joint, etc., a noise is generated and noise is generated. If the valve port in the center of the bottom of the valve housing has a joint with an inlet / outlet port on the side of the valve housing, the amount and phase of fluid flowing in the direction of the valve port will be different. The state becomes non-uniform and the fluid flow noise increases.

この種の流体流動音の低減策として、弁座面に形成した接線方向溝や傾斜貫通孔等によって弁ポートを通過する流体の流れを旋回流とすることにより、整流効果を得て圧力変動を緩和することが提案されている(例えば、特許文献2、3)。   As a measure to reduce this kind of fluid flow noise, the flow of fluid passing through the valve port is swirled by a tangential groove or inclined through hole formed on the valve seat surface, thereby obtaining a rectifying effect and reducing pressure fluctuation. It has been proposed to relax (for example, Patent Documents 2 and 3).

また、整流筒を配置し、気液2相流が整流筒に穿けられた貫通孔を通過して弁室内に入るようにして弁室内の圧力変動を抑制するものがある(例えば、特許文献4)。   In addition, there is a type in which a flow straightening cylinder is arranged so that a gas-liquid two-phase flow passes through a through hole formed in the flow straightening cylinder and enters the valve chamber to suppress pressure fluctuation in the valve chamber (for example, Patent Document 4). ).

しかし、上述したような従来のものは、充分な流体流動音低減効果を得ることが難しい、必要部品点数が増え、構造が複雑になる、弁装置側のポート位置の制約から配管に細工を施さなくてはならない等の不具合、問題がある。   However, it is difficult to obtain a sufficient fluid flow noise reduction effect as described above, the number of necessary parts increases, the structure becomes complicated, and the piping is crafted due to the restriction of the port position on the valve device side. There are problems and problems that must be solved.

また、第1の入出口ポートと第2の入出口ポートのどちらから流れてきた流体でも、弁体と弁ポートによる絞り部のみで導入側(1次側)の圧力から排出側(2次側)の圧力までの減圧を行っているため、急激な圧力低下が生じ、弁ポートを通過する時の流速が非常に早く、キャビテーションの発生や、弁体の振動現象が発生し、この点も騒音の原因となっている。   In addition, the fluid flowing from either the first inlet / outlet port or the second inlet / outlet port can be discharged from the pressure on the inlet side (primary side) to the outlet side (secondary side) only by the throttle portion of the valve body and the valve port. ), The pressure drops rapidly, the flow velocity when passing through the valve port is very fast, and cavitation and vibration of the valve body occur. Cause.

弁装置におけるキャビテーションは、弁室内に導入された流体が弁ポートを通過する際に、弁ポート前後の圧力差によって加速されることで、弁ポートの下流側の圧力より低い圧力まで急激に減圧するため、液流中に気泡を発生する。そして、流体が弁ポートを抜けて再び広い空間に出ることで、流速が下がり、圧力は弁ポートの下流側の圧力まで上昇することで、弁ポートで発生した気泡が崩壊する現象を生じる。この気泡が崩壊する瞬間に生じる衝撃波が流路内にダメージを与えたり、騒音を発生させる。   Cavitation in the valve device is rapidly reduced to a pressure lower than the pressure on the downstream side of the valve port by being accelerated by the pressure difference before and after the valve port when the fluid introduced into the valve chamber passes through the valve port. Therefore, bubbles are generated in the liquid flow. Then, when the fluid exits the valve port and returns to the wide space again, the flow velocity decreases, and the pressure rises to the pressure on the downstream side of the valve port, thereby causing the phenomenon that the bubbles generated at the valve port collapse. A shock wave generated at the moment when the bubble collapses damages the flow path or generates noise.

特に圧力差の大きい状態で弁ポートに流体を通すと、高い流速となり、流体の圧力は低下し、この時の圧力が飽和蒸気圧力を下回ると、液流中の気泡の発生がより顕著になる。この状態はフラッシング流れと呼ばれ、流体音の原因の一つとなっている。更に、排出側圧力が飽和蒸気圧力以上である場合には、気泡が崩壊し、衝撃波やマイクロジェットが発生する。この状態がキャビテーション流れと呼ばれ、フラッシング流れ以上に深刻な流体音及び配管へのダメージの原因となる。   In particular, when fluid is passed through the valve port with a large pressure difference, the flow rate becomes high and the pressure of the fluid decreases. When the pressure at this time falls below the saturated vapor pressure, the generation of bubbles in the liquid flow becomes more prominent. . This state is called flushing flow and is one of the causes of fluid sound. Furthermore, when the discharge side pressure is equal to or higher than the saturated vapor pressure, the bubbles collapse, and shock waves and microjets are generated. This state is called a cavitation flow, which causes more serious fluid noise and damage to piping than the flushing flow.

キャビテーション流れの発生を防止するために、弁室内に間欠溝付きの円板を積み重ねて所要数の直角の曲がりを有する流路を形成したものがある(例えば、特許文献5)。
特許第2615021号公報 特開平10−61805号公報 特開2004−108764号公報 特許第3380395号公報 特開平10−153275号公報
In order to prevent the occurrence of a cavitation flow, there is one in which flow paths having a required number of right-angle bends are formed by stacking discs with intermittent grooves in the valve chamber (for example, Patent Document 5).
Japanese Patent No. 2615021 Japanese Patent Laid-Open No. 10-61805 JP 2004-108764 A Japanese Patent No. 3380395 Japanese Patent Laid-Open No. 10-153275

この発明が解決しようとする課題は、必要部品点数の増加を招くことなく、キャビテーション流れ、フラッシング流れの発生を防止し、弁装置における流体流動音を充分に低減することである。   The problem to be solved by the present invention is to prevent the occurrence of cavitation flow and flushing flow without increasing the number of necessary parts, and to sufficiently reduce the fluid flow noise in the valve device.

この発明による弁装置は、弁ハウジングに弁室と第1の入出口ポートおよび第2の入出口ポートを有し、前記弁室内に弁体が配置され、当該弁体によって前記弁ハウジングに設けられている弁ポートの実効開口面積を増減し、前記第1の入出口ポートと前記第2の入出口ポートとの間の流体の通過量を調節する弁装置において、前記弁室内における前記第1の入出口ポートと前記弁ポートとの間の流路長を増大する仕切壁が前記弁室内に設けられ、前記弁室は円筒状空間をなし、当該弁室の底部中央に前記弁ポートがあり、当該弁ポートより径方向外方に離れた位置に前記第1の入出口ポートがあり、前記仕切壁は、前記弁ポートと同心の渦巻き状をなし、渦巻き状の流路を画定している。 The valve device according to the present invention has a valve chamber, a first inlet / outlet port, and a second inlet / outlet port in a valve housing, a valve body is disposed in the valve chamber, and is provided in the valve housing by the valve body. A valve device for adjusting an amount of fluid passing between the first inlet / outlet port and the second inlet / outlet port by increasing / decreasing an effective opening area of the valve port of the first valve port; A partition wall that increases the flow path length between the inlet / outlet port and the valve port is provided in the valve chamber, the valve chamber forms a cylindrical space, and the valve port is in the center of the bottom of the valve chamber, The first inlet / outlet port is located at a position radially outward from the valve port, and the partition wall has a spiral shape concentric with the valve port and defines a spiral flow path .

この発明による弁装置は、更に、前記流路の少なくとも一部に整流消音部材が設けられている。   In the valve device according to the present invention, a rectifying and silencing member is further provided in at least a part of the flow path.

この発明による弁装置は、前記弁体は、前記弁ハウジングに取り付けられた弁軸ガイド部材より軸線方向に移動可能に支持され、軸線方向移動によって前記弁ポートの実効開口面積を増減し、更に、電動モータと、前記電動モータによって回転駆動され回転運動を軸線方向の運動に変換する送りねじ機構とを有し、前記送りねじ機構によって前記弁体が軸線方向に駆動される電動式コントロールバルブである。   In the valve device according to the present invention, the valve body is supported so as to be movable in the axial direction from a valve shaft guide member attached to the valve housing, and the effective opening area of the valve port is increased or decreased by moving in the axial direction. An electric control valve having an electric motor and a feed screw mechanism that is rotationally driven by the electric motor and converts rotational motion into motion in an axial direction, and the valve element is driven in the axial direction by the feed screw mechanism. .

この発明による弁装置は、弁ハウジングに弁室と第1の入出口ポートおよび第2の入出口ポートを有し、前記弁室内に弁体が配置され、当該弁体によって前記弁ハウジングに設けられている弁ポートの実効開口面積を増減し、前記第1の入出口ポートと前記第2の入出口ポートとの間の流体の通過量を調節する弁装置において、前記第1の入出口ポートと前記弁ポートとの間に、少なくとも一つの絞り通路と当該絞り通路の前後に膨張室を有し、前記弁体を駆動する電動モータを有する電動式の弁装置であり、前記弁ハウジングに気密に接続されたロータケースを有し、前記ロータケースが画定するロータ室が前記膨張室の一つをなしている。 The valve device according to the present invention has a valve chamber, a first inlet / outlet port, and a second inlet / outlet port in a valve housing, a valve body is disposed in the valve chamber, and is provided in the valve housing by the valve body. A valve device for adjusting an amount of fluid passing between the first inlet / outlet port and the second inlet / outlet port by increasing / decreasing an effective opening area of the valve port, between said valve port, a motorized valve system having an electric motor have a expansion chamber before or after the at least one throttle passage and the throttle passage, and drives the valve body hermetically to said valve housing It has connected the rotor casing, a rotor chamber in which the rotor casing defines the that have no one of said expansion chamber.

この発明による弁装置は、更に、前記絞り通路に整流消音部材が設けられている。   In the valve device according to the present invention, a rectifying and silencing member is further provided in the throttle passage.

この発明による冷凍サイクル装置は、上述の発明による弁装置を冷媒回路中に有する。   The refrigeration cycle apparatus according to the present invention has the valve device according to the above-described invention in the refrigerant circuit.

この発明による弁装置によれば、前記弁室内に設けられた仕切壁によって第1の入出口ポートと弁ポートとの間の流路長が増大し、第1の入出口ポートと弁ポートとの間を流体を直進する場合に比して、この間の流路が長くなり、この流路長に応じて第1の入出口ポートと弁ポートとの間に流路長に応じた緩やかな圧力勾配ができる。これにより、1次側と2次側との間の圧力差が大きくても、弁ポート前後の圧力差は小さくなり、キャビテーション流れやフラッシング流れが発生することが抑制され、これらに起因する流体流動音が低減する。   According to the valve device of the present invention, the flow path length between the first inlet / outlet port and the valve port is increased by the partition wall provided in the valve chamber, and the first inlet / outlet port and the valve port are Compared to the case where the fluid moves straight between, the flow path between them becomes longer, and a gentle pressure gradient according to the flow path length is formed between the first inlet / outlet port and the valve port according to the flow path length. Can do. As a result, even if the pressure difference between the primary side and the secondary side is large, the pressure difference before and after the valve port becomes small, and the occurrence of cavitation flow and flushing flow is suppressed, and fluid flow resulting from these Sound is reduced.

この発明による弁装置を電動式コントロールバルブとして適用した一つの実施形態を、図1を参照して説明する。   One embodiment in which the valve device according to the present invention is applied as an electric control valve will be described with reference to FIG.

この実施形態の電動式コントロールバルブは、全体を符号10で示している。電動式コントロールバルブ10は金属製の弁ハウジング11を有する。弁ハウジング11は、上方開口のカップ形状をなしており、円筒状空間をなす弁室12と、弁ポート15と、第1の継手ポート19(第1の入出口ポート)と、第2の継手ポート14(第2の入出口ポート)とを有する。   The electric control valve of this embodiment is indicated by reference numeral 10 as a whole. The electric control valve 10 has a metal valve housing 11. The valve housing 11 has a cup shape with an upper opening, a valve chamber 12 forming a cylindrical space, a valve port 15, a first joint port 19 (first inlet / outlet port), and a second joint. Port 14 (second entry / exit port).

第1の継手ポート19は弁ハウジング11の側周壁部11Bの弁室12に位置する部分(弁室の側周部)に開口しており、第1の継手ポート19には管継手(横継手)16が取り付けられていて、弁室12内に突出する管継手16の一端が入出口ポート13を構成している。弁ポート15は、弁ハウジング11の底壁部11Cの弁室12に位置する部分(弁室の底部)の中央に開口しており、弁室12の外側にて第2の継手ポート14と直接連通している。第2の継手ポート14にはもう一つの管継手(下継手)17が取り付けられている。このポート配置により、第1の継手ポート19は、弁ハウジング11の底壁部11Cの弁室12に位置する部分(弁室の底部)の中央に開口している弁ポート15より弁ハウジング11の半径相当、径方向外方に離れた位置にある。   The first joint port 19 opens to a portion (side circumferential portion of the valve chamber) located in the valve chamber 12 of the side peripheral wall portion 11B of the valve housing 11, and the first joint port 19 includes a pipe joint (lateral joint). ) 16 is attached, and one end of the pipe joint 16 protruding into the valve chamber 12 constitutes the inlet / outlet port 13. The valve port 15 opens at the center of the portion (bottom portion of the valve chamber) located in the valve chamber 12 of the bottom wall portion 11 </ b> C of the valve housing 11, and directly with the second joint port 14 outside the valve chamber 12. Communicate. Another pipe joint (lower joint) 17 is attached to the second joint port 14. With this port arrangement, the first joint port 19 is connected to the valve housing 11 from the valve port 15 that is open at the center of the portion of the bottom wall portion 11C of the valve housing 11 that is located in the valve chamber 12 (the bottom portion of the valve chamber). It is at a position corresponding to the radius and away radially outward.

弁ハウジング11の上方開口部11Aは弁軸ガイド部材20によって閉じられている。弁軸ガイド部材20は、フランジ部21に金属製の取付板22をインサート成形された樹脂成形品であり、フランジ部21が弁ハウジング11の上方開口部11Aに嵌合し、取付板22によって溶接等により弁ハウジング11に固着されている。   An upper opening 11 </ b> A of the valve housing 11 is closed by a valve shaft guide member 20. The valve shaft guide member 20 is a resin molded product in which a metal mounting plate 22 is insert-molded on a flange portion 21, and the flange portion 21 is fitted into the upper opening portion 11 </ b> A of the valve housing 11 and welded by the mounting plate 22. Etc., and is fixed to the valve housing 11.

これにより、弁室12は、弁ハウジング11の円筒状の側周壁部11Bと底壁部11Cと弁軸ガイド部材20のフランジ部21とで円筒状空間を画定され、フランジ部21が弁室12の天井部をなしている。   Accordingly, the valve chamber 12 is defined by the cylindrical side peripheral wall portion 11 </ b> B and the bottom wall portion 11 </ b> C of the valve housing 11 and the flange portion 21 of the valve shaft guide member 20, and the flange portion 21 is defined by the valve chamber 12. The ceiling part is made.

弁軸ガイド部材20は、フランジ部21の下底部中央より弁室12内に垂下した円筒部23を有する。円筒部23は、フランジ部21と一体成形され、弁室12の中心部において軸線方向(上下方向)に延在している。円筒部23は、弁ポート15と同心で、弁ポート15の真上位置にある。   The valve shaft guide member 20 has a cylindrical portion 23 that hangs into the valve chamber 12 from the center of the lower bottom portion of the flange portion 21. The cylindrical portion 23 is integrally formed with the flange portion 21 and extends in the axial direction (vertical direction) at the central portion of the valve chamber 12. The cylindrical portion 23 is concentric with the valve port 15 and is located immediately above the valve port 15.

円筒部23は軸受孔23Aを有し、軸受孔23Aには弁室12内に配置された弁体(ニ一ドル弁)30の弁軸31が軸線方向に移動可能に嵌合している。これにより、弁体30は、弁軸ガイド部材20により軸線方向に移動可能に支持され、軸線方向移動によって弁ポート15の実効開口面積を増減し、軸線方向位置に応じて流体の通過量(流量)を調節する。   The cylindrical portion 23 has a bearing hole 23A, and a valve shaft 31 of a valve body (a single valve) 30 disposed in the valve chamber 12 is fitted in the bearing hole 23A so as to be movable in the axial direction. Accordingly, the valve body 30 is supported by the valve shaft guide member 20 so as to be movable in the axial direction, the effective opening area of the valve port 15 is increased or decreased by the axial movement, and the amount of fluid passing (flow rate) according to the position in the axial direction. ).

弁ハウジング11の上部にはステッピングモータ90が取り付けられている。ステッピングモータ90は、弁ハウジング11の上方開口部11Aに溶接等により気密に固着されて内側にロータ室91を画定するキャン状のロータケース92と、ロータ室91に回転可能に配置された多極着磁の永久磁石を外周部93Aに有するロータ93と、ロータケース92の外周部に固定装着された円環状のステータコイルユニット94とを有する。ステータコイルユニット94は、詳細図示を省略しているが、ステータコイル部や磁極歯等を有する一般的構造のものである。   A stepping motor 90 is attached to the upper portion of the valve housing 11. The stepping motor 90 is airtightly fixed to the upper opening portion 11A of the valve housing 11 by welding or the like, and has a can-like rotor case 92 that defines the rotor chamber 91 inside, and a multi-pole that is rotatably disposed in the rotor chamber 91. The rotor 93 has a magnetized permanent magnet on the outer peripheral portion 93 </ b> A, and an annular stator coil unit 94 fixedly mounted on the outer peripheral portion of the rotor case 92. Although not shown in detail, the stator coil unit 94 has a general structure having a stator coil portion and magnetic pole teeth.

ステッピングモータ90は、ステータコイルユニット94のステータコイル部(図示省略)に対するパルス通電により、パルス数に応じて回転角をもってロータ93を回転させる。   The stepping motor 90 rotates the rotor 93 with a rotation angle according to the number of pulses by applying a pulse to a stator coil portion (not shown) of the stator coil unit 94.

弁軸ガイド部材20には、フランジ部21の上部中央より立設されてロータ室91内に位置する雌ねじ筒部24が一体成形されている。雌ねじ筒部24の内筒部は軸受孔23Aと同心連通しており、この内筒部には雌ねじ25が形成されている。   The valve shaft guide member 20 is integrally formed with an internally threaded cylinder portion 24 that is erected from the center of the upper portion of the flange portion 21 and located in the rotor chamber 91. The inner cylinder portion of the female screw cylinder portion 24 is concentrically connected to the bearing hole 23A, and a female screw 25 is formed in the inner cylinder portion.

弁軸31は上部延長軸として雄ねじ軸32を一体に有する。雄ねじ軸32の外周部には雄ねじ33が形成されている。雄ねじ33は、雌ねじ25とねじ係合し、雌ねじ25と共働して回転運動を軸線方向の運動に変換する送りねじ機構をなす。雄ねじ軸32は、ステッピングモータ90のロータ93と連結され、ロータ軸を兼ねている。   The valve shaft 31 integrally has a male screw shaft 32 as an upper extension shaft. A male screw 33 is formed on the outer periphery of the male screw shaft 32. The male screw 33 is screw-engaged with the female screw 25 and forms a feed screw mechanism that cooperates with the female screw 25 to convert rotational motion into motion in the axial direction. The male screw shaft 32 is connected to the rotor 93 of the stepping motor 90 and serves also as the rotor shaft.

以上の構造は、電動式コントロールバルブ10としての一般的構造である。   The above structure is a general structure as the electric control valve 10.

この実施形態の電動式コントロールバルブ10では、弁軸ガイド部材20に、これのフランジ部21より垂下する形態で弁室12内に位置する渦巻き状仕切壁51が一体成形されている。渦巻き状仕切壁51は、図2に示されているように、弁ポート15を中心として形成され、弁室12の外周側より弁ポート15に至る渦巻き状流路52を画定している。 In the electric control valve 10 of this embodiment, a spiral partition wall 51 located in the valve chamber 12 is integrally formed on the valve shaft guide member 20 so as to hang from the flange portion 21 thereof. As shown in FIG. 2, the spiral partition wall 51 is formed around the valve port 15, and defines a spiral flow path 52 from the outer peripheral side of the valve chamber 12 to the valve port 15.

なお、渦巻き状仕切壁51は、図1に示されているように、先端51Aが弁ハウジング11の底壁部11Cに当接又は接近し、図2に示されているように、巻内端51Bが弁軸ガイド部材20の円筒部23に接続されている As shown in FIG. 1, the spiral partition wall 51 has a tip 51A that contacts or approaches the bottom wall portion 11C of the valve housing 11, and as shown in FIG. 51 </ b> B is connected to the cylindrical portion 23 of the valve shaft guide member 20 .

つぎに、上述の構成による電動式コントロールバルブ10の作用について説明する。ステータコイルユニット94のステータコイル部(図示省略)に対してパルス通電が行われることにより、パルス数に応じて回転角をもってロータ93が回転する。このロータ93の回転によって雄ねじ軸32が回転し、雄ねじ33と固定配置の雌ねじ25とのねじ係合によって回転運動が軸線方向の運動に変換され、弁体30が軸線方向に移動する。   Next, the operation of the electric control valve 10 configured as described above will be described. By applying a pulse current to a stator coil portion (not shown) of the stator coil unit 94, the rotor 93 rotates with a rotation angle according to the number of pulses. The rotation of the rotor 93 causes the male screw shaft 32 to rotate, and the screw engagement between the male screw 33 and the fixedly arranged female screw 25 converts the rotational motion into motion in the axial direction, and the valve body 30 moves in the axial direction.

これにより、弁体30の軸線方向位置が変更され、弁ポート15の実効開口面積が増減し、弁体30の軸線方向位置に応じて、第1の継手ポート19の管継手16より弁室12を経て第2の継手ポート14の管継手17へ流れる流体の通過量(流量)が調節される。   Thereby, the axial position of the valve body 30 is changed, the effective opening area of the valve port 15 is increased or decreased, and the valve chamber 12 is connected to the valve joint 12 of the first joint port 19 according to the axial position of the valve body 30. The passage amount (flow rate) of the fluid flowing through the pipe joint 17 of the second joint port 14 via the above is adjusted.

この実施形態では、第1の継手ポート19の管継手16より弁室12に流入した流体は、渦巻き状仕切壁51による渦巻き状流路52を流れて弁ポート15に到達する。   In this embodiment, the fluid that has flowed into the valve chamber 12 from the pipe joint 16 of the first joint port 19 flows through the spiral flow path 52 formed by the spiral partition wall 51 and reaches the valve port 15.

これにより、弁室12内に仕切壁がなく、入出口ポート13より弁ポート15へ流体が直進する場合に比して、入出口ポート13と弁ポート15との間の流路が長くなり、この流路長に応じて入出口ポート13と弁ポート15との間に、流路長に応じた緩やかな圧力勾配ができる。   Thereby, there is no partition wall in the valve chamber 12, and the flow path between the inlet / outlet port 13 and the valve port 15 becomes longer than when the fluid goes straight from the inlet / outlet port 13 to the valve port 15, A gentle pressure gradient according to the flow path length can be formed between the inlet / outlet port 13 and the valve port 15 according to the flow path length.

これにより、弁室12内の弁ポート15側が減圧され、管継手16側(1次側)と管継手17側(2次側)との間の圧力差が大きくても、弁ポート15前後の圧力差は小さくなり、キャビテーション流れやフラッシング流れが発生することが抑制される。この結果、キャビテーション流れやフラッシング流れに起因する流体流動音が低減する。   Thereby, the valve port 15 side in the valve chamber 12 is depressurized, and even if the pressure difference between the pipe joint 16 side (primary side) and the pipe joint 17 side (secondary side) is large, A pressure difference becomes small and generation | occurrence | production of a cavitation flow and a flushing flow is suppressed. As a result, fluid flow noise caused by cavitation flow or flushing flow is reduced.

この流路長増大による減圧効果は、管継手17側より管継手16側へ流体が流れる場合も同様に得ることができ、双方向性を示す。   The pressure reduction effect due to the increase in the flow path length can be obtained in the same manner when fluid flows from the pipe joint 17 side to the pipe joint 16 side, and exhibits bidirectionality.

渦巻き状流路52は、比較的狭い流路をなすから、弁室12に流入する流体が、液相と気相が混在した気液2相流であっても、液相中の気相(気泡)が細分化される現象が生じる。このことにより、弁室12内や弁ポート15の圧力変動が小さくなり、これに応じて流体流動音が低減する。また、旋回流となるため、スムーズに弁ポート15に流入し、流体流動音が低減する。   Since the spiral channel 52 is a relatively narrow channel, even if the fluid flowing into the valve chamber 12 is a gas-liquid two-phase flow in which a liquid phase and a gas phase are mixed, the gas phase ( A phenomenon occurs in which bubbles are subdivided. As a result, pressure fluctuations in the valve chamber 12 and the valve port 15 are reduced, and the fluid flow noise is reduced accordingly. Moreover, since it becomes a swirl | vortex flow, it flows in into the valve port 15 smoothly and a fluid flow sound reduces.

この実施形態では、上述の効果を奏する渦巻き状仕切壁51は、樹脂成形品として弁軸ガイド部材20に一体成形されているから、必要部品点数の増加を招くことがない。   In this embodiment, the spiral partition wall 51 having the above-described effects is integrally formed with the valve shaft guide member 20 as a resin molded product, and therefore the number of necessary parts is not increased.

また、図3、図4に示されているように、渦巻き状流路52の一部に、多孔質材である発泡金属、積層メッシュのストレーナ、焼結金属、MIM、発泡高分子材料等による整流消音部材53が嵌め込まれていてもよい。この場合も、流路長増大による圧力降下効果と
共に、流体が整流消音部材を通過することにより、整流消音効果も得られる。
Also, as shown in FIGS. 3 and 4 , a part of the spiral flow path 52 is made of foam metal, which is a porous material, strainer of laminated mesh, sintered metal, MIM, foam polymer material, or the like. A rectifying and silencing member 53 may be fitted. Also in this case, a rectifying and silencing effect can be obtained by the fluid passing through the rectifying and silencing member together with a pressure drop effect due to an increase in the flow path length.

つぎに、この発明による弁装置を電動式コントロールバルブとして適用した他の実施形態を、図5、図6を参照して説明する。なお、図9、図10においても、図1及び図2に対応する部分は、図1及び図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, another embodiment of applying the valve device according to the invention as electric control valve 5 will be described with reference to FIG. Incidentally, FIG. 9, also in FIG. 10, parts corresponding to Figures 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, description thereof is omitted.

図5に示されているように、この実施形態では、弁ポート15は、弁ハウジング11に固定装着された弁座部材18に形成され、弁ハウジング11の底壁部11Cの中央に開口している。第1の継手ポート19は、この実施形態でも、弁ハウジング11の側周壁部11Bに開口している。 As shown in FIG. 5 , in this embodiment, the valve port 15 is formed in the valve seat member 18 fixedly attached to the valve housing 11 and opens to the center of the bottom wall portion 11 </ b> C of the valve housing 11. Yes. The first joint port 19 also opens in the side peripheral wall portion 11B of the valve housing 11 in this embodiment.

弁軸ガイド部材20にはフランジ部21より弁室12内に垂下された円筒仕切壁61が一体成形されている。円筒仕切壁61は、先端部が弁ハウジング11の底壁部11Cに当接又は接近し、弁室12内を、入出口ポート13を含む外側膨張室62と、弁ポート15を含む内側膨張室63とに区分している。   The valve shaft guide member 20 is integrally formed with a cylindrical partition wall 61 suspended from the flange portion 21 into the valve chamber 12. The cylindrical partition wall 61 abuts or approaches the bottom wall portion 11 </ b> C of the valve housing 11, and the inside of the valve chamber 12 has an outer expansion chamber 62 including the inlet / outlet port 13 and an inner expansion chamber including the valve port 15. 63.

弁軸ガイド部材20の弁室12とは反対側にはロータケース92によって画定されたロータ室91がある。弁軸ガイド部材20には外側膨張室62ともう一つの膨張室をなすロータ室91とを連通する第1の絞り通路64が貫通形成されている。   On the opposite side of the valve shaft guide member 20 from the valve chamber 12, there is a rotor chamber 91 defined by a rotor case 92. The valve shaft guide member 20 is formed with a first throttle passage 64 through which the outer expansion chamber 62 communicates with the rotor chamber 91 forming another expansion chamber.

また、弁軸ガイド部材20にはフランジ部21より立設されてロータ室91内に位置する外側筒体65が一体成形されている。外側筒体65は、雌ねじ筒部24の外側に同心配置され、雌ねじ筒部24との間に円筒状空間66を画定している。弁軸ガイド部材20には円筒状空間66の底部を貫通して円筒状空間66を介してロータ室91と内側膨張室63とを連通する第2の絞り通路67が形成されている。   Further, the valve shaft guide member 20 is integrally formed with an outer cylindrical body 65 that stands up from the flange portion 21 and is located in the rotor chamber 91. The outer cylindrical body 65 is concentrically disposed on the outer side of the female screw cylinder portion 24, and defines a cylindrical space 66 between the outer cylinder body 24 and the female screw cylinder portion 24. The valve shaft guide member 20 is formed with a second throttle passage 67 that penetrates the bottom of the cylindrical space 66 and communicates the rotor chamber 91 and the inner expansion chamber 63 via the cylindrical space 66.

この実施形態では、第1の継手ポート19の管継手16より弁室12に流入した流体は、外側膨張室62→第1の絞り通路64→ロータ室91→第2の絞り通路67→内側膨張室63を流れて弁ポート15に到達する。   In this embodiment, the fluid that has flowed into the valve chamber 12 from the pipe joint 16 of the first joint port 19 flows from the outer expansion chamber 62 → the first throttle passage 64 → the rotor chamber 91 → the second throttle passage 67 → the inner expansion. It flows through the chamber 63 and reaches the valve port 15.

これにより、流体が入出口ポート13より弁ポート15に至る間に、第1の絞り通路64と第2の絞り通路67により、2回段階的に減圧され、管継手16側(1次側)と管継手17側(2次側)との間の圧力差が大きくても、弁ポート15前後の圧力差は小さくなり、キャビテーション流れやフラッシング流れが発生することが抑制される。この結果、キャビテーション流れやフラッシング流れに起因する流体流動音が低減する。   As a result, while the fluid reaches the valve port 15 from the inlet / outlet port 13, the pressure is reduced in two steps by the first throttle passage 64 and the second throttle passage 67, and the pipe joint 16 side (primary side) And the pipe joint 17 side (secondary side) is large, the pressure difference between the front and rear of the valve port 15 is small, and the occurrence of cavitation flow and flushing flow is suppressed. As a result, fluid flow noise caused by cavitation flow or flushing flow is reduced.

この多段絞りによる弁室12内の圧力状態を、図7を参照して説明する。図7において、P1は入出口ポート13の圧力を、P2は第1の絞り通路64の圧力を、P3は第2の絞り通路67の圧力を、P4は弁ポート15の圧力を、P5は第2の継手ポート14の圧力を各々示している。そして、実線がこの実施形態の特性を、破線が多段絞りでない従来のものの特性を示している。 The pressure state in the valve chamber 12 by this multistage throttle will be described with reference to FIG . In Fig. 7, the pressure P1 is inlet and outlet port 13, the the P2 pressure of the first throttle passage 64, P3 is the pressure of the second throttle passage 67, P4 is the pressure in the valve port 15, P5 Indicates the pressure of the second joint port 14, respectively. The solid line indicates the characteristic of this embodiment, and the broken line indicates the characteristic of the conventional one that is not a multistage aperture.

このグラフからも、多段絞りにより、弁ポート15前後の圧力差が小さくなることが分かる。   This graph also shows that the pressure difference before and after the valve port 15 is reduced by the multistage throttle.

なお、この多段絞りによる減圧効果は、管継手17側より管継手16側へ流体が流れる場合も同様に得ることができ、双方向性を示す。   In addition, the pressure reduction effect by this multistage throttle can be obtained similarly when fluid flows from the pipe joint 17 side to the pipe joint 16 side, and exhibits bidirectionality.

第1の絞り通路64と第2の絞り通路67や円筒状空間66は、比較的狭い流路をなすから、弁室12に流入する流体が、液相と気相が混在した気液2相流であっても、液相中の気相(気泡)が細分化される現象が生じる。このことにより、弁室12内や弁ポート15の圧力変動が小さくなり、これに応じて流体流動音が低減する。   Since the first throttle passage 64, the second throttle passage 67, and the cylindrical space 66 form a relatively narrow flow path, the fluid flowing into the valve chamber 12 is a gas-liquid two phase in which a liquid phase and a gas phase are mixed. Even in the case of a flow, a phenomenon occurs in which the gas phase (bubbles) in the liquid phase is subdivided. As a result, pressure fluctuations in the valve chamber 12 and the valve port 15 are reduced, and the fluid flow noise is reduced accordingly.

この実施形態では、円筒仕切壁61は、樹脂成形品として弁軸ガイド部材20に一体成形されているから、必要部品点数の増加を招くことがない。   In this embodiment, since the cylindrical partition wall 61 is integrally formed with the valve shaft guide member 20 as a resin molded product, the number of necessary parts is not increased.

また、図8に示されているように、円筒状空間66や、円筒部23と円筒仕切壁61との間の円筒状空間68に、多孔質材である発泡金属、積層メッシュのストレーナ、焼結金属、MIM、発泡高分子材料等による整流消音部材69、70が嵌め込まれていてもよい。この場合も、多段絞りによる圧力降下効果と共に、流体が整流消音部材を通過することにより、整流消音効果も得られる。 Further, as shown in FIG. 8, in the cylindrical space 66 or in the cylindrical space 68 between the cylindrical portion 23 and the cylindrical partition wall 61, a foam metal, which is a porous material, a strainer of a laminated mesh, The rectifying and silencing members 69 and 70 made of a bonded metal, MIM, foamed polymer material or the like may be fitted. Also in this case, a rectifying and silencing effect can be obtained by the fluid passing through the rectifying and silencing member together with the pressure drop effect by the multistage throttle.

次に、この発明による冷凍サイクル装置の一つの実施形態を、図9を参照して説明する。 Next, one embodiment of the refrigeration cycle apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG .

この実施形態による冷凍サイクル装置は、圧縮機101と、凝縮器(室外熱交換器)102と、膨張弁103と、蒸発器(室内熱交換器)104と、これらをループ接続する冷媒通路105〜108とを有する。   The refrigeration cycle apparatus according to this embodiment includes a compressor 101, a condenser (outdoor heat exchanger) 102, an expansion valve 103, an evaporator (indoor heat exchanger) 104, and refrigerant passages 105 to 105 that connect these in a loop. 108.

この冷凍サイクル装置は、空気調和装置(冷房)や冷凍・冷蔵庫等で使用される。   This refrigeration cycle apparatus is used in air conditioners (cooling), refrigeration / refrigerators, and the like.

膨張弁103としては、上述したこの発明による電動式コントロールバルブ10が用いられる。   As the expansion valve 103, the above-described electric control valve 10 according to the present invention is used.

なお、上述したこの電動式コントロールバルブが適用される冷凍サイクル装置は、図9に示されているような基本的な冷凍サイクル装置に限られることはなく、四方弁の組み込みにより、冷媒回路における冷媒流れ方向を逆転できる冷房・暖房用の空気調和装置や、室内機に二つの熱交換器が直列接続され、その二つの熱交換器間に追加の膨張弁を有する冷暖房・除湿可能な空気調和装置等、あらゆる冷凍サイクル装置にも適用可能である。 The above-described refrigeration cycle apparatus to which the electric control valve is applied is not limited to the basic refrigeration cycle apparatus as shown in FIG. 9, and the refrigerant in the refrigerant circuit can be obtained by incorporating a four-way valve. Air conditioning equipment for cooling and heating that can reverse the flow direction, and air conditioning equipment that can be used for air conditioning and dehumidification, with two heat exchangers connected in series to the indoor unit and an additional expansion valve between the two heat exchangers It can be applied to any refrigeration cycle apparatus.

この発明による弁装置を電動式コントロールバルブとして適用した一つの実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal sectional view showing one embodiment of applying the valve device as an electric control valve according to the present invention. 図5の線A−Aに沿った断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 . この発明による弁装置を電動式コントロールバルブとして適用した他の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows other embodiment which applied the valve apparatus by this invention as an electrically driven control valve. 図3の線B−Bに沿った断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3 . この発明による弁装置を電動式コントロールバルブとして適用した他の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal sectional view showing another implementation configuration of applying the valve device as an electric control valve according to the present invention. この実施形態による弁装置に用いられる弁軸ガイド部材の斜視図である。It is a perspective view of the valve-shaft guide member used for the valve apparatus by this embodiment . 弁室の圧力状態を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure state of a valve chamber . 他の実施形態による弁装置に用いられる弁軸ガイド部材の斜視図である。It is a perspective view of the valve-shaft guide member used for the valve apparatus by other embodiment . この発明による冷凍サイクル装置の一つの実施形態を示す冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure showing one embodiment of the refrigerating cycle device by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 電動式コントロールバルブ
11 弁ハウジング
11A 上方開口部
11B 側周壁部
11C 底壁部
12 弁室
13 入出口ポート
14 第2の継手ポート
15 弁ポート
16、17 管継手
18 弁座部材
19 第1の継手ポート
20 弁軸ガイド部材
21 フランジ部
22 取付板
23 円筒部
23A 軸受孔
24 雌ねじ筒部
25 雌ねじ
30 弁体
31 弁軸
32 雄ねじ軸
33 雄ね
3、69、70 整流消音部材
51 渦巻き状仕切壁
52 渦巻き状流路
61 円筒仕切壁
62 外側膨張室
63 内側膨張室
64 第1の絞り通路
65 外側筒体
66、68 円筒状空間
67 第2の絞り通路
90 ステッピングモータ
91 ロータ室
92 ロータケース
93 ロータ
93A 外周部
94 ステータコイルユニット
101 圧縮機
102 凝縮器
103 膨張弁
104 蒸発器
105〜108 冷媒通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric control valve 11 Valve housing 11A Upper opening part 11B Side peripheral wall part 11C Bottom wall part 12 Valve chamber 13 Inlet / outlet port 14 Second joint port 15 Valve port 16, 17 Pipe joint 18 Valve seat member 19 First joint port 20 valve shaft guide member 21 flange portion 22 the mounting plate 23 a cylindrical portion 23A bearing hole 24 internally threaded tubular portion 25 the internal thread 30 valve body 31 valve stem 32 externally threaded shaft 33 Flip ne male
5 3, 69, 70 Rectification silencer member 51 Spiral partition wall 52 Spiral flow channel 61 Cylindrical partition wall 62 Outer expansion chamber 63 Inner expansion chamber 64 First throttle passage 65 Outer cylindrical body 66, 68 Cylindrical space 67 Second Throttle passage 90 stepping motor 91 rotor chamber 92 rotor case 93 rotor 93A outer peripheral portion 94 stator coil unit 101 compressor 102 condenser 103 expansion valve 104 evaporator 105 to 108 refrigerant passage

Claims (6)

弁ハウジングに弁室と第1の入出口ポートおよび第2の入出口ポートを有し、前記弁室内に弁体が配置され、当該弁体によって前記弁ハウジングに設けられている弁ポートの実効開口面積を増減し、前記第1の入出口ポートと前記第2の入出口ポートとの間の流体の通過量を調節する弁装置において、
前記弁室内における前記第1の入出口ポートと前記弁ポートとの間の流路長を増大する仕切壁が前記弁室内に設けられ
前記弁室は円筒状空間をなし、当該弁室の底部中央に前記弁ポートがあり、当該弁ポートより径方向外方に離れた位置に前記第1の入出口ポートがあり、
前記仕切壁は、前記弁ポートと同心の渦巻き状をなし、渦巻き状の流路を画定している弁装置。
The valve housing has a valve chamber, a first inlet / outlet port, and a second inlet / outlet port, a valve body is disposed in the valve chamber, and an effective opening of the valve port provided in the valve housing by the valve body In the valve device for adjusting the amount of fluid passing between the first inlet / outlet port and the second inlet / outlet port by increasing / decreasing the area,
A partition wall for increasing a flow path length between the first inlet / outlet port and the valve port in the valve chamber is provided in the valve chamber ;
The valve chamber has a cylindrical space, the valve port is in the center of the bottom of the valve chamber, and the first inlet / outlet port is at a position radially outward from the valve port,
The partition device is a valve device having a spiral shape concentric with the valve port and defining a spiral flow path .
前記流路の少なくとも一部に整流消音部材が設けられている請求項1記載の弁装置。 It said flow path at least in part on the rectifying silencing member is provided with which claim 1 Symbol mounting of the valve device. 前記弁体は、前記弁ハウジングに取り付けられた弁軸ガイド部材より軸線方向に移動可能に支持され、軸線方向移動によって前記弁ポートの実効開口面積を増減し、
更に、電動モータと、前記電動モータによって回転駆動され回転運動を軸線方向の運動に変換する送りねじ機構とを有し、前記送りねじ機構によって前記弁体が軸線方向に駆動される電動式コントロールバルブである請求項1又は2記載の弁装置。
The valve body is supported so as to be movable in the axial direction from a valve shaft guide member attached to the valve housing, and the effective opening area of the valve port is increased or decreased by moving in the axial direction.
The electric control valve further includes an electric motor and a feed screw mechanism that is rotationally driven by the electric motor and converts rotational motion into axial motion, and the valve element is driven in the axial direction by the feed screw mechanism. The valve device according to claim 1 or 2 .
弁ハウジングに弁室と第1の入出口ポートおよび第2の入出口ポートを有し、前記弁室内に弁体が配置され、当該弁体によって前記弁ハウジングに設けられている弁ポートの実効開口面積を増減し、前記第1の入出口ポートと前記第2の入出口ポートとの間の流体の通過量を調節する弁装置において、
前記第1の入出口ポートと前記弁ポートとの間に、少なくとも一つの絞り通路と当該絞り通路の前後に膨張室を有し、
前記弁体を駆動する電動モータを有する電動式の弁装置であり、前記弁ハウジングに気密に接続されたロータケースを有し、前記ロータケースが画定するロータ室が前記膨張室の一つをなしている弁装置。
The valve housing has a valve chamber, a first inlet / outlet port, and a second inlet / outlet port, a valve body is disposed in the valve chamber, and an effective opening of the valve port provided in the valve housing by the valve body In the valve device for adjusting the amount of fluid passing between the first inlet / outlet port and the second inlet / outlet port by increasing / decreasing the area,
Between the first inlet and outlet port and said valve port, have a expansion chamber before or after the at least one throttle passage and the throttle passage,
An electric valve device having an electric motor for driving the valve body, having a rotor case hermetically connected to the valve housing, and a rotor chamber defined by the rotor case forms one of the expansion chambers Tei Ru valve device.
前記絞り通路に整流消音部材が設けられている請求項4記載の弁装置。 The diaphragm rectifying silencing member according to claim 4 Symbol mounting of the valve device is provided in the passage. 請求項1〜5の何れか1項記載の弁装置を冷媒回路中に有する冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus having the valve device according to any one of claims 1 to 5 in a refrigerant circuit.
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