JP5991802B2 - Valve device - Google Patents
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Description
本発明は、オリフィスを流れる流体の流量を制御可能な弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device capable of controlling the flow rate of fluid flowing through an orifice.
従来より、自動車の空気調和装置等の冷凍サイクルに膨張弁が使用されている。膨張弁は、エバポレータに送り込まれる高圧の液相冷媒が通る高圧冷媒通路の途中を細く絞って形成されたオリフィスに対して上流側から対向するように弁体を配置した構造を有しており、エバポレータから送り出される低圧の気相冷媒の温度と圧力に対応して弁体を開閉動作させることで、オリフィスを通過する冷媒流量を制御するようになっている。 Conventionally, an expansion valve has been used in a refrigeration cycle of an automobile air conditioner or the like. The expansion valve has a structure in which a valve body is disposed so as to face the orifice formed by narrowing the middle of the high-pressure refrigerant passage through which the high-pressure liquid phase refrigerant sent to the evaporator passes, from the upstream side, The flow rate of the refrigerant passing through the orifice is controlled by opening and closing the valve body in accordance with the temperature and pressure of the low-pressure gas-phase refrigerant sent from the evaporator.
図7は、従来の膨張弁の一例を示す縦断面図である。膨張弁5は、エンジンにより駆動されるコンプレッサ2と、該コンプレッサ2の吐出側に接続されるコンデンサ(凝縮器)3と、コンデンサ3に接続されるレシーバ4と、レシーバ4に接続されるエバポレータ(蒸発器)6とから構成される冷凍サイクル1内に組み込まれており、レシーバ4からの液相冷媒を断熱膨張させるために用いられている。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional expansion valve. The
図7に示す膨張弁5では、弁本体30は、基本的にはエバポレータ6に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧側流路32bと低圧側流路32cとの間に形成されたオリフィス32aと、オリフィス32aに冷媒の上流側から対向するように配置された球状の弁体8と、弁体8を上流側からオリフィス32aに向けて付勢するための付勢手段としての圧縮コイルばね8cと、弁体8を支持し且つ圧縮コイルばね8cの付勢力を弁体8に伝えるための弁支持体8aと、エバポレータ6から送り出される低圧冷媒の温度に対応して動作するパワーエレメント部36と、このパワーエレメント部36と弁体8との間に配置され、感温棒と作動棒とが一体に形成されるとともにオリフィス32aを貫通する感温駆動部318とを備えており、パワーエレメント部36の動作に応じて弁体8をオリフィス32aに対して接離させることにより、オリフィス32aを通過する冷媒流量を制御する。
In the
パワーエレメント部36は、可撓性のある金属製薄板であるステンレス製のダイアフラム36aと、このダイアフラム36aを挟んで互いに密着して設けられ、ダイアフラム36aを一壁面として、その上下に区画された二つの圧力室としての上部圧力作動室36b及び下部圧力作動室36cをそれぞれ構成するステンレス製の上カバー36d及び下カバー36hと、上部圧力作動室36bにダイアフラム駆動媒体となる所定冷媒を封入するための孔を塞ぐ栓体36iとを備えている。下部圧力作動室36cは、均圧孔36eを通じてエバポレータ6からの低圧冷媒が流れる第2の通路34に連通されている。下カバー36hには筒状の取付座362が形成されおり、パワーエレメント部36は、取付座362がねじ孔361に螺着されることにより、弁本体30に固定されている。
The
感温駆動部318は、例えばステンレス製の細径のロッド部316として構成されている。ロッド部316と別体に構成されている受け部36kは、ダイアフラム36aの下面に当接される端部が径方向に拡大されたストッパ部312と、中央部に突起部315を形成して下部圧力作動室36c内に摺動自在に挿入される摺動部314とからなっている。さらに、ロッド部316の上端は大径部314の突起部315の内部に嵌合し、その下端は弁体8に当接している。
The temperature
感温棒を構成するロッド部316は、弁本体30における低圧側流路32cと第2の通路34との間に形成された貫通孔を貫通しているので、この貫通孔との間のクリアランスを通じて冷媒が流れるのを防止するため、ロッド部316の外周に密着するOリング40及びストッパ部材41を、貫通孔の大径の孔38内に配置している。また、弁室35は、オリフィス32aと同軸に形成される有底の室であり、弁本体30と螺合する調整ねじ8bと弁本体30との間に配設されるOリング8dにより、気密が保持されて密閉されている。弁室35は、高圧側通路32bに連通し、また、オリフィス32aを通じて低圧側流路32cに連通する。
Since the
さらに、弁室35内には、弁体8を支持する機能を有する弁支持体8aを介して弁体8を閉弁方向に付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね8cが配置されており、圧縮コイルばね8cの上端は弁支持体8aの鍔状の係止部分8a1に係止され、その下端は調整ねじ8bに支持されている。
Further, in the
冷凍サイクル1においては、上流側で発生した圧力変動が高圧の液冷媒を媒体として膨張弁5に伝達されることに起因して、弁体8の動作が不安定になり、冷媒の流量制御が正確に行われなくなる、或いは弁体8の振動により騒音が発生する、というような不具合が生じる。こうした不具合に対処するため、弁支持体8aに取り付けられるとともに弁室35の側面に弾性的に当接する防振ばね8fを設けて、弁体8の動作の安定化と振動防止とを図っている。防振ばね8fは、圧縮コイルばね8cを係止するために弁支持体8aに一体に形成された係止部分8a1と圧縮コイルばね8cの上端との間に、防振ばね8fの円板部8f1を、その中央の穴8f3に弁支持体8aの本体部分を挿入した状態で挟持することで、弁支持体8aに取り付けられている。防振ばね8fは、円板部8f1と一体にその外周に複数個(例えば、8本)のばね腕部8f2が形成されており、ばね腕部8f2の先端部分が弁室35の側面に弾性的に当接している。
In the refrigeration cycle 1, the pressure fluctuation generated on the upstream side is transmitted to the
上記のような構造の膨張弁では、弁支持体8aが冷媒のオリフィス32aに向かう流れに対して抵抗となっており、圧力損失を招くとともに、冷媒が弁支持体8aの周りを通過する際に騒音を発生することがある。
In the expansion valve having the above-described structure, the
本発明の目的は、オリフィスを開閉する弁体を支持する弁支持体を備えた弁装置において、弁室に流入してオリフィスに向かう流体の流れに対する抵抗を低減することにより、流体の圧力損失を少なくするとともに、流体が弁支持体の周辺を通過する際に生じる騒音を低減することにある。 An object of the present invention is to reduce a pressure loss of a fluid in a valve device including a valve support that supports a valve body that opens and closes an orifice, by reducing resistance to a flow of fluid that flows into the valve chamber and toward the orifice. The object is to reduce the noise generated when the fluid passes around the valve support.
上記の課題を解決するため、本発明による弁装置は、オリフィス及び該オリフィスに連なる弁室を有する弁本体と、前記弁室内に配置されるとともに前記オリフィスに接離して前記オリフィスを流れる流体の量を調節する弁体と、該弁体を支持する弁支持体とを備えた弁装置であって、前記弁装置は、凝縮器で凝縮して前記弁室内に導入される高圧の液相冷媒を前記オリフィスで減圧するとともに、蒸発器で蒸発した低圧の気相冷媒の温度に基いて前記弁体を開閉制御する温度式の膨張弁であり、前記弁室には、前記液相冷媒を導入する高圧側流路のポートが、前記オリフィスと前記弁体との接離する方向と交差する方向から接続されており、前記弁支持体に流体を通過させる孔又は切欠きを設けるとともに、前記弁支持体が前記弁室内で前記高圧側流路のポートに対して前記オリフィス側に配置されることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a valve device according to the present invention includes a valve body having an orifice and a valve chamber connected to the orifice, and an amount of fluid that is disposed in the valve chamber and flows through the orifice in contact with and away from the orifice. The valve device includes a valve body that adjusts the valve body and a valve support that supports the valve body, and the valve device condenses a high-pressure liquid-phase refrigerant that is condensed in a condenser and introduced into the valve chamber. A temperature-type expansion valve that decompresses the orifice and controls the opening and closing of the valve body based on the temperature of the low-pressure gas-phase refrigerant evaporated by the evaporator, and introduces the liquid-phase refrigerant into the valve chamber. port of the high pressure side flow path, the orifice and is connected from the direction toward and away from intersecting the direction of said valve body, said valve support body-out hole or notch for passing the fluid is provided to Rutotomoni, the valve Support in front of the valve chamber It is characterized by being disposed on the orifice side to the port of the high-pressure channel.
本発明による弁装置は、弁支持体に流体を通過させる孔又は切欠きを設けているので、弁室に流入した流体は、その一部が弁支持体に流れを遮られることなく、孔又は切欠きを通じてオリフィスに向かって流れることができる。したがって、流体の圧力損失が少なくなるとともに、流体が弁支持体を通過する際に生じる騒音も低減することができる。 The valve device according to the present invention is provided with a hole or a notch for allowing fluid to pass through the valve support, so that a part of the fluid flowing into the valve chamber is not blocked by the valve support. It can flow toward the orifice through the notch. Therefore, the pressure loss of the fluid is reduced, and the noise generated when the fluid passes through the valve support can be reduced.
以下、添付した図面に基づいて、本発明による弁装置の実施例を説明する。図1は、本発明による弁装置に用いられる弁体、当該弁体を支持する弁支持体及び弁体の振動を防止する防振ばねを一体化した弁体ユニットの一例を示す斜視図である。本実施例において、弁体ユニット以外の構造は図7に示す膨張弁と同じであるので、再度の説明を省略する。また、図1においては、簡素化のため、一部の符号については対象を限って付す。 Hereinafter, embodiments of a valve device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a valve body unit that integrates a valve body used in a valve device according to the present invention, a valve support body that supports the valve body, and a vibration-proof spring that prevents vibration of the valve body. . In this embodiment, the structure other than the valve body unit is the same as that of the expansion valve shown in FIG. Moreover, in FIG. 1, for simplification, a part of the reference numerals are limited.
図1に示す弁体ユニット50は、弁体58と当該弁体58を支持する弁支持体51とを備えている。弁支持体51は、弁体58を上面中央部分に支持する円盤状の弁支持部51aと、弁体58の振動を防止する防振ばね51bとが一体に形成されている。防振ばね51bは、弁支持部51aの外周縁51cの複数箇所(この例では、弁支持部51aの中心の周りに等角度毎の4箇所)においてそれぞれ形成された折曲げ部分53を介して一体に接続された複数のばね腕部52から成っている。弁支持部51a及び防振ばね51bは金属板をプレス加工することによって形成することができる。
The
弁支持部51aは、その上面中央部分に凹部59を形成し、当該凹部59に安定的に着座した弁体58を溶接等で当該凹部59に固定することで弁体58を支持している。防振ばね51bの各ばね腕部52は、弁支持部51aの面に対して直角に折れ曲がって下方に垂下した略L形に形成されている。各ばね腕部52において、折曲げ部分53に繋がる上腕部分54は、平らな部分又は円筒の一部であって僅かに湾曲している部分である。また、上腕部分54に肘部分57を介して繋がる下腕部分55は横方向に延びているため、先端に向かうほど、弁支持部51aを横断断面形状とする仮想の円筒面から次第に外側に離れていき、先端の滑らかな突起部分56が弁室35(図5参照)の内壁に弾性を以て当接している。図示の例では、下腕部分55は真っ直ぐに横方向に延びている。
The
各ばね腕部52は、上記の仮想の円筒面において、横方向に張り出しているので、従来の防振ばねのばね片が縦方向に延びるのに対して、上下寸法の縮小を図ることができる。また、各ばね腕部52は、弁体58を支持する弁支持部51aと一体に形成されているので、従来の弁支持体と防振ばねとの組合せと比べて、部品点数や組立工数を低減することができるのみならず、製造コストの低減をも図ることができる。
Since each
弁支持部51aには、弁体58を支持する中央部分の周囲において、複数の冷媒通過用の孔72(一部にのみ符号を付す)が周方向に適宜の間隔を置いて形成されている。孔72の間隔は、弁体58の周囲における冷媒の流れの均一性の観点から、等間隔に形成されているのが好ましい。孔72は、従来、弁室35から弁支持体51の周りを経てオリフィス32aへ向かって流れるのみであった冷媒に対して、弁支持体51を貫通してオリフィス32aへ向かう比較的スムーズな流れを許容するので、冷媒の流れ抵抗(圧損)が低減するとともに、冷媒が弁支持体51の周りを通過する際に生じやすい騒音が低減される。また、冷媒が整流されるとともに冷媒中に含まれる気泡が孔72によって細分化されるので、気泡の破裂に伴う騒音も低減する。
In the
図5は図1に示す弁体ユニット50を組み込んだ弁装置の一部を破断して示す斜視図であり、図6は図5に示す図の一部を拡大して示す斜視図である。弁体ユニット50は、弁室35内に収容されており、弁本体30の下端にねじ込まれる調整ねじ8bと弁体ユニット50との間には付勢手段としての圧縮コイルばね8cが介装されているので、弁体58は圧縮コイルばね8cによってオリフィス32aを閉じる方向に付勢されている。圧縮コイルばね8cの上端部は、弁支持体51の弁支持部51aに対して下側から当接するとともに、その周囲が複数のばね腕部52によって取り囲まれている。
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the valve device in which the
高圧側流路32bから弁室35内に流入した冷媒は、一部が弁支持部51aに形成されている複数の孔72を通じて、オリフィス32aに向かって比較的スムーズに流れ易くなっている。弁体ユニット50の防振ばね51bにおいては、ばね腕部52が弁支持体51の横方向に延びているので、弁支持体51は、弁室35において高圧側流路32bが繋がるポート32b1よりも上方に配置することができ、したがって、ばね腕部52の突起部分56は、弁室35のポート32b1よりも上方の内壁面35aに当接する。ばね腕部52は、ポート32b1から弁室35に流入する冷媒の流れに対して抵抗とならないので、高圧冷媒の圧損を一層低減させることができるとともに、騒音についても更に低減することができる。
The refrigerant that has flowed into the
図2は、本発明による弁装置に用いられる弁体ユニットの別の例を示す斜視図である。図2に示す弁体ユニット80は、弁支持部81aと防振ばね81bとを一体に形成して成る弁支持体81において、弁支持部81aに冷媒通過用の切欠き83を複数個、適宜の間隔を置いて形成したものである。切欠き83は、弁支持部81aの外周側から好ましくは等間隔に、隣り合う折曲げ部分53,53間で、弁体58を支持する中央部分に向かって切り込むことで形成されている。切欠き83は、図1に示す弁体ユニット50において、弁支持部51aに形成されている複数の孔72の場合と同様に、高圧側流路32bから弁室35内に流入した冷媒が弁支持体81を通過する際に、オリフィス32aに向かってスムーズに流れ易くしているので、冷媒の流れに対する抵抗を低減するとともに、騒音を低減させている。
FIG. 2 is a perspective view showing another example of a valve body unit used in the valve device according to the present invention. A
図3は、本発明による弁装置に用いられる弁体ユニットの更に別の例を示す斜視図である。図3に示す弁体ユニット90は、弁体98を弁支持体91と一体に成形したものである。弁体98に関する構成以外については図1に示す例と同等であるので、同じ部位には同じ符号を付すことで再度の詳細な説明を省略する。本例では、弁体98は、弁支持体91の弁支持部91aの中央部分において弁支持部91aと一体に上方に膨出したドーム状に成形されている。弁体98の形状はドーム状に限ることはなく、半球状の膨出部や、或いは円錐台、角錐台等のプレス成形に適したものであれば適宜の形状に形成することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing still another example of the valve body unit used in the valve device according to the present invention. A
弁支持体91の弁支持部91aには、図1に示す例と同様に、周方向に適宜間隔を置いて、複数の冷媒通過用の孔72が形成されている。また、防振ばね部91bのばね腕部52は、図1、図2に示す例で形成されている略L形のばね腕部と同等である。弁体98を弁支持体91と一体に成形することにより、従来のように別体で製作した球状の弁体を溶接等で弁載置部に固定する工程を省略することができる。この例においても、孔72に代えて、図2に示すような切欠き83を形成することができる。
In the
図4は、本発明による弁装置に用いられる弁体ユニットの更に別の例を示す斜視図である。図4に示す弁体ユニット100は、弁体108を別体に製作した球状の弁体ではなく、図3に示す例の場合と同様に、弁支持体101と一体に成形されている。具体的には、弁体108は弁支持体101の弁支持部101aの中央部分において弁支持部101aと一体に上方に膨出したドーム状に成形されている。弁支持部101aには、周方向に適宜間隔を置いて、複数の冷媒通過用の孔72が形成されている。この例においても、孔72に代えて、図2に示すような切欠き83を形成することができるのは勿論である。
FIG. 4 is a perspective view showing still another example of the valve body unit used in the valve device according to the present invention. The
防振ばね101bは、弁支持部101aの外周から一体に延びる円筒形状の筒状部103を備えている。弁支持部101aと防振ばね101bを有する筒状部103とは、金属板のプレス成形によって製作することができる。ばね腕部102は、筒状部103の複数箇所(この例では、弁支持部101aの中心からみて等角度毎の4箇所)において、横方向に切り起こして形成されている。ばね腕部102の先端部分には突起部分106が形成されており、突起部分106は弁室35の内壁とばね作用を以て当接する。弁体108を弁支持体101と一体に成形することにより、従来のように別体で製作した球状の弁体を溶接等で弁載置部に固定する工程を省略することができる。
The
本発明による弁装置として、膨張弁を例に取って説明したが、本発明はこれに限らず、オリフィスを通過する流体の流量を制御する弁体と弁体を支持する弁支持体を備えたものであれば、どのような弁装置にも適用できることは明らかである。 The expansion valve has been described as an example of the valve device according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and includes a valve body that controls the flow rate of fluid passing through the orifice and a valve support body that supports the valve body. Obviously, it can be applied to any valve device.
1 冷凍サイクル
2 コンプレッサ
3 コンデンサ(凝縮器)
4 レシーバ
5 膨張弁
6 エバポレータ(蒸発器)
8c 圧縮コイルばね
30 弁本体
32a オリフィス
35 弁室
51,81,91,101 弁支持体
51a,81a,91a,101a 弁支持部
51b,81b,91b,101b 防振ばね
52,102 ばね腕部
58,98,108 弁体
103 筒状部
72 孔
83 切欠き
1
4
8c
Claims (8)
前記弁装置は、凝縮器で凝縮して前記弁室内に導入される高圧の液相冷媒を前記オリフィスで減圧するとともに、蒸発器で蒸発した低圧の気相冷媒の温度に基いて前記弁体を開閉制御する温度式の膨張弁であり、
前記弁室には、前記液相冷媒を導入する高圧側流路のポートが、前記オリフィスと前記弁体との接離する方向と交差する方向から接続されており、
前記弁支持体に流体を通過させる孔又は切欠きを設けるとともに、前記弁支持体が前記弁室内で前記高圧側流路のポートに対して前記オリフィス側に配置されることを特徴とする弁装置。 A valve body having an orifice and a valve chamber connected to the orifice; a valve body that is disposed in the valve chamber and that adjusts the amount of fluid flowing through the orifice while contacting and leaving the orifice; and a valve support that supports the valve body A valve device comprising a body,
The valve device depressurizes the high-pressure liquid-phase refrigerant condensed in the condenser and introduced into the valve chamber by the orifice, and the valve element based on the temperature of the low-pressure gas-phase refrigerant evaporated by the evaporator. It is a temperature type expansion valve that controls opening and closing,
The valve chamber is connected to a port of a high-pressure side flow channel for introducing the liquid-phase refrigerant from a direction intersecting with a direction in which the orifice and the valve body are in contact with and separated from each other.
Hole or a cutout provided Rutotomoni passing fluid into the valve support, the valve, characterized in that disposed on the orifice side the valve support to the port of the high-pressure flow path in said valve chamber apparatus.
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