CN110230721B - 电动阀以及冷冻循环*** - Google Patents

Abstract

本发明提供能恰当地维持静音性的电动阀及使用该电动阀的冷冻循环***。在阀芯部最接近阀座部的状态下，上述阀芯部的最大外径在比阀轴支架的下端靠上述阀座部侧成为最大直径，且上述阀芯部的最大外径比形成于上述阀座部的顶面的环状的阀座平面部的外径大，而且上述阀座平面部在阀中心轴方向上的位置位于比第一阀口的内径的成为离转子最远的位置的最下端更靠上述转子侧。

Description

电动阀以及冷冻循环***

技术领域

本发明涉及电动阀以及使用该电动阀的冷冻循环***。

背景技术

一直以来，公知一种具有图8所示的构造的电动阀(例如参照专利文献1)。即，若步进马达驱动而转子103旋转，则因内螺纹131a与外螺纹121a的螺纹进给作用，阀芯114在作为阀芯114的中心轴的阀中心轴L方向上移动。由此进行阀口130b的开度调整，从而控制从管接头111流入并从管接头112流出的流体的流量、或者从管接头112流入并从管接头111流出的流体的流量。

此处，当进行各种流体的流量控制时，有产生流体通过声音的问题，从而要求静音化。并且，在使用制冷剂的家庭用空调机、商用空调机的冷冻循环的室内机中，在由电动阀100控制制冷剂流量的情况下，在通过阀口130b的前后，液体制冷剂成为气液混合二相流，从而尤其在多样的制冷剂状态、运转状况下也要求发挥静音性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-089870号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述的电动阀100经由管接头111、管接头112固定于未图示的流体配管，并且阀芯部120和阀座130的阀口130b在流路内露出。此处，阀芯部120是指在阀导向件118的下端具备阀芯114的构件。此外，阀导向件118在下端保持阀芯114并且与阀芯114一起在阀中心轴L方向上移动。

因此，在电动阀100中，当在阀口130b的入口侧与出口侧之间产生了较高的压力差的情况等下，尤其在从管接头111向管接头112流动的情况下，如图9所示，从管接头111流入的制冷剂等流体碰撞到阀芯部120，阀芯部120有时因其碰撞力在径向(C)上振动。若因该振动而产生声音，则有时无法维持电动阀100的静音性。

因此，考虑如下构造：如图10所示，通过提高阀座130的顶面130a的位置，来使从管接头111向阀室121流入的流体不会直接碰撞到阀芯部120。但是，在该情况下，因从管接头111流入的流体碰撞到阀座130而产生的上升流向限制阀芯部120的倾斜、移动的导向部132侵入，使阀芯部120振动，从而有时产生噪声。因此，在该情况下，也难以维持静音性。

本发明的目的在于提供能够恰当地维持静音性的电动阀以及使用该电动阀的冷冻循环***。

用于解决课题的方案

[1]本发明的电动阀利用外螺纹部件和内螺纹部件的螺纹进给机构将收纳在外壳的内周的转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动，使收纳在阀主体内的阀芯部在作为上述阀芯部的中心轴的阀中心轴方向上移动，

上述电动阀的特征在于，具备：

阀室，其是形成于上述阀主体内的空间；

第一阀口，其设于上述阀主体的侧面，且成为上述阀室侧的出入口；

第二阀口，其在与上述阀主体同轴方向上设于上述阀芯部的正下方，且上述阀芯部能够接近或者分离；

筒状的阀座部，其在上述转子侧形成有上述第二阀口；以及

阀轴支架，其在上述阀中心轴方向上引导上述阀芯部，

在上述阀芯部最接近上述阀座部的状态下，

在比上述阀轴支架的下端靠上述阀座部侧成为最大直径的上述阀芯部的最大外径比形成于上述阀座部的顶面的环状的阀座平面部的外径大，而且，

上述阀座平面部在上述阀中心轴方向上的位置位于比上述第一阀口的内径的成为离上述转子最远的位置的最下端更靠上述转子侧。

这样，通过使阀芯部的最大外径形成为比阀座平面部的外径大，来由阀芯部阻碍流体，防止流体向阀芯部与收纳阀芯部的收纳室之间的间隙流入，从而能够缓和阀芯部振动而产生的噪声，进而能够恰当地维持静音性。

[2]并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀芯部包括：

阀芯，其对通过上述第二阀口的流体的流量进行调整；以及

阀导向件，其将上述阀芯保持于上述阀座部侧，且配置为能够相对于上述阀轴支架滑动，

上述阀芯固定于上述阀导向件。

这样，通过将阀芯固定于阀导向件，能够使阀芯不会因流体而在阀导向件中振动，从而能够维持静音性。

[3]并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀芯具备：

针状部，其是最接近上述第二阀口的部分；以及

环状的平面部，其位于上述针状部的基端的外周。

由此，由碰撞到平面部的流体向上方对阀芯部进行施力，能够恒定地保持螺纹进给机构中的外螺纹与内螺纹的螺纹牙的接触面，从而能够抑制产生螺纹松动。因此，能够恰当地维持电动阀的静音性。

[4]并且，本发明的电动阀的特征在于，

具备肩部，该肩部形成上述阀芯部的最大外径的下端缘，

在上述阀芯部最接近上述阀座部的状态下，上述肩部在上述阀中心轴方向上的位置位于比上述第一阀口的内径的形成离上述转子最近的位置的最上端更靠上述转子侧。

由此，在流体从第一阀口流入的情况下，即使在阀芯部最接近上述阀座部的状态下，也能够减少流体碰撞到阀芯部的情况，并且通过由肩部阻碍上升流，能够防止该上升流向阀芯部与收纳阀芯部的收纳室之间的间隙流入。

[5]并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀座部具有外径朝向上述转子侧变小的锥形部。

由于利用该锥形部向比阀芯部的最大外径靠内侧的位置引导流体，所以能够进一步恰当地避免流体向阀芯部与收纳阀芯部的收纳室之间的间隙流入，从而维持电动阀的静音性。

[6]并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述第一阀口的上述最下端位于比上述阀主体内的内部底面更靠上述转子侧。

由此，能够使未上升的流体向阀主体内的内部底面附近的下方空间流动，从而能够防止流体向阀芯部与收纳阀芯部的收纳室之间的间隙流入。

[7]并且，本发明的冷冻循环***包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，其特征在于，

使用上述的电动阀作为上述膨胀阀。

发明的效果如下。

根据本发明，可提供能够恰当地维持静音性的电动阀以及使用该电动阀的冷冻循环***。

附图说明

图1是实施方式的电动阀的简要剖视图。

图2是实施方式的电动阀的主要部分放大图。

图3是在实施方式的电动阀中阀芯部位于最接近阀座部的状态下的主要部分放大图。

图4是其它实施方式的在阀座部设有锥形部的电动阀的主要部分放大图。

图5是其它实施方式的阀座部与阀主体一体的电动阀的主要部分放大图。

图6是其它实施方式的第一阀口形成于阀主体的侧面的电动阀的主要部分放大图。

图7是其它实施方式的在阀芯部的针状部未形成平面部的电动阀的主要部分放大图。

图8是现有的电动阀的简要剖视图。

图9是现有的电动阀的主要部分放大图。

图10是作为比较例的电动阀的主要部分放大图。

图中：

2—电动阀，4—转子，6—阀轴支架，6a—筒状小径部，6b—筒状大径部，6c—嵌合部，6d—内螺纹，6f—凸缘部，6g—上部开口部，6h—收纳室，6k—阀轴支架的下端，11—阀室，11a—下方空间，12—第一管接头，12a—第一阀口，15—第二管接头，16—阀座部，16a—第二阀口，16b—阀座平面部，16c—锥形部，17—阀芯，17a—固定部，17b—盖部，17c—针状部，17c′—针状部的基端，17d—平面部，17e—肩部，18—阀导向件，18a—贯通孔，20—阀芯部，21—顶部，22—间隙，27—阀簧，30—阀主体，30a—内部底面，33—衬套部件，41—阀轴，41a—外螺纹，41b—凸缘部，41c—突出部，51—均压孔，60—外壳，67—转子收纳室，70—垫圈，100—电动阀，103—转子，111—管接头，112—管接头，114—阀芯，118—阀导向件，120—阀芯部，121—阀室，121a—外螺纹，130—阀座，130a—顶面，130b—阀口，131a—内螺纹，L—阀中心轴，M—阀中心轴，O—锥形边界部，P—第一阀口的内径的最下端，Q—第一阀口的内径的最上端，R—肩部的轴向位置，X—阀芯部的最大外径，Y—阀座平面部的外径。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的电动阀进行说明。图1是示出实施方式的电动阀2的简要剖视图。此外，本说明书中，“上”或者“下”是在图1的状态下规定的。即，转子4位于比阀芯17靠上方。

在该电动阀2中，在由金属形成筒状的杯形状的外壳60的开口侧的下方，通过焊接等一体地连接有阀主体30。

此处，阀主体30例如由不锈钢等金属构成，并具有作为形成于内部的空间的阀室11。并且，在阀主体30的侧面，固定装配有与阀室11直接连通的例如不锈钢制、铜制的第一管接头12。在该第一管接头12的阀室11侧，形成有成为流体的出入口的截面呈圆形的第一阀口12a。另外，在阀主体30的内部底面30a，以从内部底面30a突出的方式组装有阀座部16，并且在阀座部16的上方形成有截面呈圆形的第二阀口16a。此外，第二阀口16a与阀芯17同轴方向地设于阀芯17的正下方。在阀座部16，固定装配有经由第二阀口16a、阀室11而与第一管接头12连通的例如不锈钢制、铜制的第二管接头15。

在外壳60的内周收纳有能够旋转的转子4，并在转子4的轴芯部分经由衬套部件33配置有阀轴41。此外，转子4由含有磁性粉的树脂材料、铁氧体磁铁等具有磁性的材料形成。衬套部件33和阀轴41例如均由不锈钢等金属形成，通过衬套部件33而结合的阀轴41与转子4一边旋转一边一体地在上下方向上移动。此外，在该阀轴41的中间部附近的外周面形成有外螺纹41a。在本实施方式中，阀轴41作为外螺纹部件发挥功能。并且，阀芯17能够相对于第二阀口16a接近或者分离。

在外壳60的外周配置有由未图示的轭部、线轴、以及线圈等构成的定子，由转子4和定子构成步进马达。

在阀轴41的比衬套部件33靠下方的位置，以相对于阀主体30无法相对旋转的方式固定有阀轴支架6，阀轴支架6如在下文中说明那样在与阀轴41之间构成螺纹进给机构A，并且具有抑制阀轴41的倾斜的功能。

该阀轴支架6由上部侧的筒状小径部6a、下部侧的筒状大径部6b、收纳在阀主体30的内周部侧的嵌合部6c、以及环状的凸缘部6f构成。而且，阀轴支架6的凸缘部6f通过焊接等固定于阀主体30的上端。并且，在阀轴支架6的内部形成有收纳后述的阀导向件18的收纳室6h。此外，阀轴支架6的除金属的凸缘部6f以外的部分由树脂材料形成。

并且，从该阀轴支架6的筒状小径部6a的上部开口部6g朝向下方至预定深度为止的位置形成有内螺纹6d。因此，在本实施方式中，阀轴支架6作为内螺纹部件发挥功能。而且，由形成于阀轴41的外周的外螺纹41a和形成于阀轴支架6的筒状小径部6a的内周的内螺纹6d来构成螺纹进给机构A。

另外，在阀轴支架6的筒状大径部6b的侧面贯穿设有均压孔51，筒状大径部6b内的收纳室6h与转子收纳室67(第二背压室)之间通过该均压孔51连通。通过像这样设置均压孔51，来连通外壳60的收纳转子4的空间与阀轴支架6内的空间，由此能够顺畅地进行阀芯17的移动动作。

并且，在阀轴41的下方，能够相对于阀轴支架6的收纳室6h滑动地配置有筒状的阀芯部20。该阀芯部20具备在收纳室6h内滑动的筒状的阀导向件18、以及对通过第二阀口16a的流体的流量进行调整的阀芯17。此外，阀芯17固定于阀导向件18的下方，并且由阀导向件18保持。并且，在阀导向件18内收纳有压缩的阀簧27和弹簧座35。弹簧座35的上端部与阀轴41的突出部41c点接触。

通过冲压成形，阀导向件18的顶部21侧大致呈直角地折弯。而且，在该顶部21形成有贯通孔18a。并且，在阀轴41的下方还形成有凸边部41b。

此处，阀轴41以能够相对于阀导向件18旋转且能够在径向上位移的方式以松动装配的状态***在阀导向件18的贯通孔18a内，并且凸边部41b以能够相对于阀导向件18旋转且能够在径向上位移的方式配置在阀导向件18内。并且，阀轴41插通在贯通孔18a内，并且配置为凸边部41b的上表面与阀导向件18的顶部21对置。此外，凸边部41b的直径比阀导向件18的贯通孔18a的直径大，由此实现阀轴41的防脱。

阀轴41与阀导向件18能够相互在径向上移动，由此关于阀轴支架6和阀轴41的配置位置，不需要相当高的同心安装精度，就能够获得与阀导向件18以及阀芯17的同心度。

在阀导向件18的顶部21与阀轴41的凸边部41b之间设置有在中央部形成有贯通孔的垫圈70。

接下来，对实施方式的电动阀2的主要部分进行说明。图2是将实施方式的电动阀2的主要部分放大的图。如图2所示，阀芯17具有固定于阀导向件18的内周的圆柱状的固定部17a、封堵阀导向件18的下端的大致呈圆盘状的盖部17b、以及大致具有圆锥台状的形状且具有对通过第二阀口16a的流体的流量进行调整的功能的针状部17c。此外，针状部17c位于阀芯17的最下方。

而且，在盖部17b具备作为环状平面的平面部17d，该平面部17d位于向盖部17b的下方突出的针状部17c的基端17c′的外周。另外，在平面部17d的外周形成有肩部17e，该肩部17e形成构成阀芯部20的最大外径X(后述)的部分的下端缘。并且，在阀芯部20的外周与阀轴支架6的收纳室6h的内周之间形成有间隙22。

此外，阀芯部20的最大外径X是在阀芯部20最接近阀座部16的状态下在比阀轴支架6的下端6k靠下侧的范围(参照图3的符号S)内成为最大直径的部分。并且，在阀座部16的顶面形成有作为环状平面的阀座平面部16b。

此处，阀芯部20的最大外径X形成为比阀座平面部16b的外径Y大(X＞Y)。并且，固定装配于第二管接头15的阀座平面部16b的位置在作为阀芯17以及阀芯部20的中心轴的阀中心轴M方向上位于比第一阀口12a的内径的最下端P更靠上侧(转子4侧)。此外，最下端P是在第一阀口12a的内径中离转子4最远的位置。并且，最下端P位于比阀主体30内的内部底面30a更靠上侧，并且在阀主体30内的内部底面30a的附近形成有包围阀座部16的下方空间11a。

在从第一管接头12经由第一阀口12a向阀室11内流入了流体的情况下，流体碰撞到阀座部16，由此产生朝向阀中心轴M方向的上方的上升流和朝向阀中心轴M方向的下方的下降流。上升流分流，其一部分在碰撞到平面部17d、肩部17e后向下方折回，另一部分从肩部17e向阀主体30内部侧面流动，从而避免向阀芯部20与收纳室6h之间的间隙22流入。并且，上升流碰撞到平面部17d，由此向上方对阀芯部20进行施力。另一方面，下降流向下方空间11a流入。

并且，如图3所示，在阀芯部20最接近阀座部16的状态下，肩部17e在阀中心轴M方向上的位置R位于比第一阀口12a的内径的最上端Q靠上侧(转子4侧)。此外，最上端Q是在第一阀口12a的内径中最接近转子4的位置。由此，即使在阀芯部20最接近阀座部16的状态下，也能够减少经由第一阀口12a流入阀室11内的流体碰撞到阀芯部20的情况，并且因流体碰撞到阀座部16所产生的上升流被肩部17e阻碍，由此防止该上升流向间隙22流入。

根据该实施方式的电动阀2，阀座部16从阀主体30内的内部底面30a突出，在阀座平面部16b的位置在阀中心轴M方向上位于比第一阀口12a的内径的最下端P靠上侧的情况下，通过使阀芯部20的最大外径X形成为比阀座平面部16b的外径Y大(X＞Y)，来由阀芯部20阻碍上升流，防止该上升流向间隙22流入。另外，由碰撞到平面部17d的上升流向上方对阀芯部20进行施力，能够恒定地保持外螺纹41a与内螺纹6d的螺纹牙的接触面，从而能够抑制产生螺纹松动。因此，能够缓和阀芯部20振动而产生的噪声，从而能够可靠地维持静音性。

并且，在阀芯部20最接近阀座部16的状态下，肩部17e在阀中心轴M方向上的位置R位于比第一阀口12a的内径的最上端Q靠上侧，从而即使在该状态下，也能够可靠地防止从第一阀口12a流入的流体向间隙22流入，从而能够更可靠地抑制阀芯部20振动而产生的噪声。

并且，由于阀芯17固定于阀导向件18，所以阀芯17不会因流体而在阀导向件18中振动，从而能够维持电动阀2的静音性。并且，由于在阀主体30内的内部底面30a附近形成有下方空间11a，所以能够使从第一阀口12a流入并分支到下方的流体向下方空间11a流动，从而能够防止流体向间隙22流入。

并且，在上述的实施方式中，如图4所示，阀座部16也可以具有外径朝向上方变小的锥形部16c。在该情况下，上升流由锥形部16c引导至比阀芯部20的最大外径X靠内侧的位置。因此，能够进一步可靠地避免上升流向间隙22流入，从而能够维持电动阀2的静音性。此外，若作为阀座部16的外周开始倾斜的部分的锥形部16c的锥形边界部O位于比第一阀口12a的内径的最下端P靠下侧(阀室内部底面30a侧)，则格外优选。在该情况下，能够进一步恰当地避免上升流向间隙22流入。

并且，在上述的实施方式中，以在阀主体30的内部底面30a组装有作为相独立的构件的阀座部16的情况为例进行了说明，但也可以如图5所示，阀座部16从阀主体30的内部底面30a突出，并且阀主体30与阀座部16作为一体的构件来形成。在该情况下，第一阀口12a也可以是与第一管接头12相独立的构件。例如，也可以如图6所示，在阀主体30的侧面形成有第一阀口12a。

并且，在上述的实施方式中，对流体经由第一阀口12a向阀室11内流入的正向的情况进行了说明，但流体也可以经由第二管接头15、阀座部16以及第二阀口16a逆向地向阀室11内流入。在这种情况下，流体也在碰撞到平面部17d、肩部17e后向下方折回，或者从肩部17e向阀主体30内部侧面流动，从而避免向阀芯部20与收纳室6h之间的间隙22流入。而且，流体碰撞到平面部17d，由此向上方对阀芯部20进行施力。

并且，在上述的实施方式中，也可以不在盖部17b形成平面部17d。例如，也可以如图7所示，在针状部17c与盖部17b的外周面之间的边界形成肩部17e。该肩部17e形成向盖部17b的下方突出的针状部17c的基端的外周的边缘。在该情况下，针状部17c的外周面的面积较大，并且外周面相对于阀中心轴M的倾斜角度较大，由此向阀主体30内部侧面的方向引导流体，防止流体向间隙22流入。

并且，在上述的实施方式中，假定平面部17d是平面的情况，但也可以有凹凸。并且，平面部17d也可以不是与阀中心轴M正交的平面，并且也可以相对于与阀中心轴M正交的平面倾斜。

并且，上述的实施方式中，针状部17c的形状也可以是前端尖细的大致圆锥形状。

并且，例如在由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器等构成的冷冻循环***中，使用上述的实施方式的电动阀2作为设于冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀。

Claims (7)

1.一种电动阀，利用外螺纹部件和内螺纹部件的螺纹进给机构将收纳在外壳的内周的转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动，使收纳在阀主体内的阀芯部在作为上述阀芯部的中心轴的阀中心轴方向上移动，

上述电动阀的特征在于，具备：

阀室，其是形成于上述阀主体内的空间；

第一阀口，其设于上述阀主体的侧面，且成为上述阀室侧的出入口；

第二阀口，其在与上述阀主体同轴方向上设于上述阀芯部的正下方，且上述阀芯部能够接近或者分离；

筒状的阀座部，其在上述转子侧形成有上述第二阀口；以及

阀轴支架，其在上述阀中心轴方向上引导上述阀芯部，

在上述阀芯部最接近上述阀座部的状态下，

在比上述阀轴支架的下端靠上述阀座部侧成为最大直径的上述阀芯部的最大外径比形成于上述阀座部的顶面的环状的阀座平面部的外径大，而且，

上述阀座平面部在上述阀中心轴方向上的位置位于比上述第一阀口的内径的成为离上述转子最远的位置的最下端更靠上述转子侧，

上述阀座部的外周开始倾斜的部分的锥形边界部位于比上述第一阀口的内径的最下端靠上述阀室的内部底面侧，

上述阀座部具有外径朝向上述转子侧变小的锥形部。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述阀芯部包括：

阀芯，其对通过上述第二阀口的流体的流量进行调整；以及

阀导向件，其将上述阀芯保持于上述阀座部侧，且配置为能够相对于上述阀轴支架滑动，

上述阀芯固定于上述阀导向件。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

上述阀芯具备：

针状部，其是最接近上述第二阀口的部分；以及

环状的平面部，其位于上述针状部的基端的外周。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，

具备肩部，该肩部形成上述阀芯部的最大外径的下端缘，

在上述阀芯部最接近上述阀座部的状态下，上述肩部在上述阀中心轴方向上的位置位于比上述第一阀口的内径的成为离上述转子最近的位置的最上端更靠上述转子侧。

5.根据权利要求1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，

上述第一阀口的上述最下端位于比上述阀主体内的内部底面更靠上述转子侧。

6.根据权利要求4所述的电动阀，其特征在于，

上述第一阀口的上述最下端位于比上述阀主体内的内部底面更靠上述转子侧。

7.一种冷冻循环***，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，其特征在于，

使用权利要求1～6任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。

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