JP4925638B2 - 電動弁 - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒サイクル等に使用されて冷媒の流量を全閉から全開まで連続的に制御する電動弁に関する。
冷媒の流量を制御する電動弁にあっては、冷媒が弁室を通過する際に流動音を発生させる。弁体が装備されている弁室内に流入する冷媒は、液相冷媒中に気相冷媒が混入される２相流状態が起こる。気相冷媒中に大きな気泡が存在すると、弁室内を通過する際に衝突音を発生し、騒音の原因となる。このような冷媒通過音を低減するために、従来より種々の工夫と提案がなされている（例えば、特許文献１〜３）。
特開２００１−２８９５３８号公報
特開２００３−０９７７５４号公報
特開２００５−０５５１１９号公報
しかし、従来の公知構造のものは、構成が複雑化してコストアップを招来していた。また、冷媒は正方向にも逆方向に流される場合があるが、従来の公知構造のものでは、冷媒が正逆いずれに流れる場合であっても冷媒通過音を効果的に低減することができるものではなかった。
本発明の目的は、冷媒が正逆いずれに流れる場合であっても冷媒通過音を効果的に低減することができる電動弁を低コストで提供することにある。
本発明の目的は、冷媒が正逆いずれに流れる場合であっても冷媒通過音を効果的に低減することができる電動弁を低コストで提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の電動弁は、弁室と該弁室の軸線方向に形成されるオリフィスとを有する本体と、前記弁室に移動可能に前記オリフィスと対向して配設される弁体と、前記弁体を前記オリフィスに対して離接する電動手段と、前記本体に横方向に取り付けられる横パイプと、前記オリフィスの先で前記本体に縦方向に取り付けられる縦パイプとを備える電動弁であって、前記オリフィス及び前記弁体に対して上流側と下流側の両方に、所定の開口率を有する絞り手段を配置し、前記絞り手段の一方は、前記横パイプを取り付ける前記本体の取付部に形成された前記弁室と前記横パイプ内の通路を連通する絞り穴であり、前記絞り手段の他方は、前記縦パイプに取り付けられる孔つき薄板部材であり、前記孔つき薄板部材は、前記孔を有する有底円筒状部とその端部に延設されるフランジ部とを備えており、かつ該フランジ部を前記縦パイプの端部と弁本体との間に挟んだ状態で固定され、前記絞り手段の開口面積は、前記オリフィスの開口面積の１．２〜２．４倍に設定される。
絞り手段の開口率は、更に好ましくは、パイプの内径面積に対して１０〜３５％に設定される。
孔つき薄板部材としては、パンチングプレス加工により孔を形成したパンチングメタルが好適である。
絞り手段の開口率は、更に好ましくは、パイプの内径面積に対して１０〜３５％に設定される。
孔つき薄板部材としては、パンチングプレス加工により孔を形成したパンチングメタルが好適である。
本発明は以上の構成を備えることにより、冷媒が正逆いずれに流れる場合であっても気泡に起因する冷媒通過音を効果的に低減可能な電動弁を低コストで提供できる。
図１に示す第１実施例の電動弁は、円筒形状の本体１０を有し、弁室２０が設けられる。弁室２０には、本体１０の軸線上に設けられる冷媒の第１の通路３０と、本体１０の半径方向に設けられる冷媒の第２の通路４０とが互いに直交する方向に設けられる。そして、本体１０の第１の通路３０及び第２の通路４０に通ずる開口部１１，１２には、配管接続用の縦パイプ５０と横パイプ５２の先端が挿入され、ろう付け等の接合手段Ｗ１により固着される。
第１の通路３０は、オリフィス３２を介して弁室２０に連通し、オリフィス３２の弁室２０側には弁座３４が形成される。第２の通路４０も穴４２を介して弁室２０に連通する。穴４２の径寸法は電動弁の容量に応じて決定される。
弁室２０に挿入される弁体８０は、弁軸６０に連結され、弁軸６０は、図示しないモータ、歯車減速装置、ねじ機構等により上下方向に駆動される。
弁体８０の上下動により、先端のニードル部８２と弁座３４との間の流路面積が変化し、通過する冷媒の流量が制御される。
弁軸６０の外側にはベローズ７０が取り付けてあり、モータ側への冷媒の侵入を防止している。
弁室２０に挿入される弁体８０は、弁軸６０に連結され、弁軸６０は、図示しないモータ、歯車減速装置、ねじ機構等により上下方向に駆動される。
弁体８０の上下動により、先端のニードル部８２と弁座３４との間の流路面積が変化し、通過する冷媒の流量が制御される。
弁軸６０の外側にはベローズ７０が取り付けてあり、モータ側への冷媒の侵入を防止している。
電動弁に流入する冷媒は、液相冷媒中に気相冷媒が泡沫として混入することがある。この気液混合冷媒が電動弁を通過する際に騒音の原因となる。騒音の主な要因は、気相冷媒の泡沫の存在であることが判明しており、特に大きな泡沫の存在が問題となる。
本発明の電動弁にあっては、冷媒が正逆いずれに流れる場合であっても気泡に起因する冷媒通過音を効果的に低減することができるように、オリフィス３２及びこれと対向接離する弁体８０に対して上流側と下流側の両方において、パイプ５０、５２の本体８０に対する取付部位置において、所定の開口率を有する絞り手段Ｓ１、Ｓ２が配置してある。
絞り手段Ｓ１を構成する孔つき薄板部材（パンチングプレート）１００は、絞り・パンチングプレス加工により形成されてなるものであって、この実施例においては、円筒部１２０と底部１３０を有するカップ形状（筒状）に形成され、円筒部１２０の上端にはフランジ部１１０が形成される。このフランジ部１１０をパイプ５０の先端部と本体１０の開口部１１の間で挟み込み、パイプ５０を固着することで孔つき薄板部材１００は取り付けられる。薄板部材１００の底部１３０には、冷媒の絞り通路となる複数の小孔１５０がパンチングプレス加工により設けられる。小孔１５０を備えた薄板部材１００は、かかる構成によって、これを通過する冷媒の整流機能及び絞り機能並びに二相流状態の冷媒中の気泡を細分化する機能を兼ね備える。
もう一つの絞り手段Ｓ２は、横パイプ５２の取付部に設けられる。すなわち、パイプ５２の内径側に侵入する延伸部４１が本体１０と一体に形成され、この延伸部４１によって絞り作用をなす穴４２が区画形成されている。該絞り手段Ｓ２つまり絞り穴４２は、これを通過する冷媒の絞り機能と二相流状態の冷媒中の気泡を細分化する機能を兼ね備える。
絞り手段Ｓ１、Ｓ２は、冷媒が正逆いずれの方向に流れるときでも、つまり冷媒がパイプ５０側から流入するときも、反対にパイプ５２側から流入するときも、いずれも効果的に冷媒通過音を低減できるようにするために、その開口率はパイプ内径面積に対し１０〜３５％が適切である。
また、絞り手段Ｓ１、Ｓ２は、冷媒が正逆いずれの方向に流れるときでも、つまり冷媒がパイプ５０側から流入するときも、反対にパイプ５２側から流入するときも、いずれも効果的に冷媒通過音を低減できるようにするためには、その開口率は、オリフィス３２に対して１．２〜２．４倍の範囲が好適である。
上記第１実施例における孔つき薄板部材１００は、絞り加工をともなったカップ形状（筒状）に形成されているが、絞り加工をすることなく単純な平板状であっても同等の作用効果を奏する。
図２（ａ）〜（ｆ）は、絞り手段Ｓ１たる孔つき薄板部材の種々の形態を示す。
薄板部材１００ａは、多数の小孔１５０ａを均等分散するように配置した例である。
薄板部材１００ｂは、放射状のスリットからなる単一孔１５０ｂとした例である。
薄板部材１００ｃは、中心に位置する大径の孔１５０ｃ１とその回りに同心円上に配置した多数の小径の孔１５０ｃ２とを組み合わせた例である。
薄板部材１００ｄは、外周部の近くに複数の半円状の孔１５０ｄを同心円状に配置した例である。
薄板部材１００ｅは、３個の中程度の孔１５０ｅを等中心角をもって配置した例である。
薄板部材１００ｆは、２個の孔１５０ｆを対向的に配置した例である。
薄板部材１００ａは、多数の小孔１５０ａを均等分散するように配置した例である。
薄板部材１００ｂは、放射状のスリットからなる単一孔１５０ｂとした例である。
薄板部材１００ｃは、中心に位置する大径の孔１５０ｃ１とその回りに同心円上に配置した多数の小径の孔１５０ｃ２とを組み合わせた例である。
薄板部材１００ｄは、外周部の近くに複数の半円状の孔１５０ｄを同心円状に配置した例である。
薄板部材１００ｅは、３個の中程度の孔１５０ｅを等中心角をもって配置した例である。
薄板部材１００ｆは、２個の孔１５０ｆを対向的に配置した例である。
絞り手段Ｓ１たる薄板部材における孔の大きさ・個数・形状は、電動弁が使用される運転条件や使用環境に対応して、上記した開口率の条件の範囲で適宜に設定される。
以上のような構成を有する本発明に係わる電動弁によれば、冷媒がパイプ５０からパイプ５２へ流れるときは絞り手段Ｓ１が、逆に冷媒パイプ５２からパイプ５０へ流れるときは絞り手段Ｓ２が、二相流状態で通過する冷媒の整流機能、絞り機能、二相流状態の冷媒中の気泡を細分化する機能を発揮し、簡素な構成を追加するだけで、冷媒が正逆いずれの方向に流れるときでも気泡に起因する冷媒通過音を効果的に低減させることができる。
１０ 本体
２０ 弁室
３２ オリフィス
４１ 延伸部
４２ 絞り穴
５０ パイプ
５２ パイプ
８０ 弁体
１００ 孔つき薄板部材
１５０、１５０ａ〜１５０ｆ 孔
２０ 弁室
３２ オリフィス
４１ 延伸部
４２ 絞り穴
５０ パイプ
５２ パイプ
８０ 弁体
１００ 孔つき薄板部材
１５０、１５０ａ〜１５０ｆ 孔
Claims (3)
- 弁室と該弁室の軸線方向に形成されるオリフィスとを有する本体と、前記弁室に移動可能に前記オリフィスと対向して配設される弁体と、前記弁体を前記オリフィスに対して離接する電動手段と、前記本体に横方向に取り付けられる横パイプと、前記オリフィスの先で前記本体に縦方向に取り付けられる縦パイプとを備える電動弁であって、
前記オリフィス及び前記弁体に対して上流側と下流側の両方に、所定の開口率を有する絞り手段を配置し、
前記絞り手段の一方は、前記横パイプを取り付ける前記本体の取付部に形成された前記弁室と前記横パイプ内の通路を連通する絞り穴であり、
前記絞り手段の他方は、前記縦パイプに取り付けられる孔つき薄板部材であり、
前記孔つき薄板部材は、前記孔を有する有底円筒状部とその端部に延設されるフランジ部とを備えており、かつ該フランジ部を前記縦パイプの端部と弁本体との間に挟んだ状態で固定され、
前記絞り手段の開口面積は、前記オリフィスの開口面積の１．２〜２．４倍に設定される
ことを特徴とする電動弁。 - 前記絞り手段の開口率は、パイプの内径面積に対して１０〜３５％に設定される請求項１記載の電動弁。
- 前記孔つき薄板部材は、パンチングプレス加工により小孔を形成したパンチングメタルである請求項１又２記載の電動弁。
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