JP2009014056A - 電動弁及び冷暖房システム - Google Patents

電動弁及び冷暖房システム Download PDF

Info

Publication number
JP2009014056A
JP2009014056A JP2007174783A JP2007174783A JP2009014056A JP 2009014056 A JP2009014056 A JP 2009014056A JP 2007174783 A JP2007174783 A JP 2007174783A JP 2007174783 A JP2007174783 A JP 2007174783A JP 2009014056 A JP2009014056 A JP 2009014056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
motor
opening
flow rate
operated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007174783A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5022120B2 (ja
Inventor
Hideki Sotozono
英樹 外園
Takao Harada
貴雄 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikoki Corp
Original Assignee
Fujikoki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikoki Corp filed Critical Fujikoki Corp
Priority to JP2007174783A priority Critical patent/JP5022120B2/ja
Priority to US12/145,781 priority patent/US20090020716A1/en
Priority to CN2008101318779A priority patent/CN101338835B/zh
Publication of JP2009014056A publication Critical patent/JP2009014056A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5022120B2 publication Critical patent/JP5022120B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/047Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

【課題】逆止弁を別個並列に配管接続する必要がなく、逆止弁を内蔵する必要のない電動弁等を提供する。
【解決手段】電動モータのロータ15が回転することにより直線的に移動する弁体7を備え、弁体7の弁座6に対する弁開度を制御する電動弁1であって、第1の弁開度範囲において、弁開度と流体流量とが所定の相関関係を有し、第2の弁開度範囲において、第1の弁開度範囲で制御可能な最大流体流量の4倍以上の流量を通過可能とした電動弁1。電動弁1を冷暖房システムに用い、第1の弁開度範囲において冷房時の冷媒流量を制御し、第2の弁開度範囲において、暖房時に大量の冷媒を通過させることができ、電子膨張弁1台にて従来の性能を満足させることが可能となる。
【選択図】図1

Description

本発明は、冷暖房システムにおいて、逆止弁機能を備えた電子膨張弁として使用することのできる電動弁及び該電動弁を用いた冷暖房システムに関する。
従来、冷暖房システム(ヒートポンプサイクル)の一例として、図5に示すようなシステムが用いられている。この冷暖房システム51は、圧縮機52と、冷房又は暖房運転を切り替えるため、冷媒流路を切り替える切替弁53と、室外熱交換器54と、暖房時に冷媒が通過するデストリビュータ55及び温度式熱膨張弁56と、冷房時に冷媒が通過する逆止弁57と、冷房時及び暖房時に冷媒が通過する逆止弁付温度式熱膨張弁58と、室内熱交換器59等で構成され、冷房時には実線矢印方向に、暖房時には破線矢印方向に冷媒が流れる。
上記冷暖房システム51は、冷房時には、圧縮機52で圧縮された冷媒ガスが、切替弁53を介して室外熱交換器54に流入し、外気と熱交換して凝縮し、逆止弁57を介して逆止弁付温度式熱膨張弁58に流入し、断熱膨張した後、室内熱交換器59で室内の空気と熱交換して蒸発し、室内を冷房する。
一方、暖房時には、圧縮機52で圧縮された冷媒ガスは、切替弁53を介して室内熱交換器59に流入し、室内空気と熱交換して凝縮し、室内を暖房した後、逆止弁付温度式熱膨張弁58を介して温度式熱膨張弁56に流入して減圧され、デストリビュータ55を介して室外熱交換器54で蒸発し、圧縮機52に戻る。
上記冷暖房システム51に用いられる逆止弁付温度式熱膨張弁58は、逆止弁を内蔵し、正流れのとき(冷房時)には、膨張弁部分によって流量を制御し、逆流れのとき(暖房時)には、逆止弁部分を冷媒が通過する。ここで、逆止弁部分の冷媒流量は、正流れに対して大流量であり、ほとんど圧力損失を生じないように、接続配管と同等の流量を流す必要がある。
ところで、冷凍サイクルシステムにおける冷媒等の流体の流量を制御するにあたって、従来、図6に示すような電動弁70が使用されている。この電動弁70は、弁室71に連通する第1流路72及び第2流路73を有する弁本体75と、弁本体75の弁座76に接離する弁体77と、円筒状の密閉ケース79と、密閉ケース79の外側に配置されるステータコイル80と、密閉ケース79の内側にステータコイル80の通電励磁によって回転して弁開閉方向に移動可能なロータ84と、ロータ84の回転に伴う弁軸ホルダ82とのねじ送り作用で、弁軸74を介して弁体77を弁座76に対して開閉動作させる雄ねじ管81及び弁軸ホルダ82等を備える。ロータ84は、永久磁石83と、この永久磁石83に止環86を介して固定された弁軸ホルダ82とで構成される。
上記構成を有する電動弁70は、弁の開閉にあたり、ステータコイル80に通電励磁してロータ84を回転させ、弁軸ホルダ82を回転させる。弁軸ホルダ82の回転運動は、弁軸74の上下運動に変換され、弁軸74が下降して弁体77が弁座76に当接したときには、流路を閉鎖し、弁軸74が上昇して弁体77が弁座76から離間したときには、流路を開放する。
図5に示した従来の冷暖房システムにおいては、逆止弁を内蔵した温度式膨張弁、あるいは温度式膨張弁と逆止弁を並列に配管接続したものを用いているが、この逆止弁部分は、圧損を小さくするために、膨張弁の開口直径に比べて大口径であるため、逆止弁内蔵式では、温度式膨張弁自体の構造が複雑化し、サイズが大きくなるとともに、コストアップするという問題があった。また、温度式膨張弁と逆止弁を並列接続したものにおいては、余分な接続配管や接合作業を要するため、サイズとコストがアップするという問題があった。そして、省エネルギー効率を向上させるため、電子膨張弁を上記温度式膨張弁の代替として利用した場合においても同様の問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の冷暖房システムにおける問題点に鑑みてなされたものであって、逆止弁を別個並列に配管接続する必要がなく、また、逆止弁を内蔵することなく、上記従来の性能を満足させることのできる電動弁及び該電動弁を用いた冷暖房システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、電動モータのロータが回転することにより直線的に移動する弁体を備え、該弁体の弁座に対する弁開度を制御する電動弁であって、第1の弁開度範囲において、前記弁開度と流体流量とが所定の相関関係を有し、第2の弁開度範囲において、前記第1の弁開度範囲で制御可能な最大流体流量の4倍以上の流量を通過可能としたことを特徴とする。
そして、本発明によれば、第1の弁開度範囲において流体流量を制御し、第2の弁開度範囲において、大量の流体を流すことができるため、例えば、この電動弁を、冷暖房システムに用い、第1の弁開度範囲において冷房時の冷媒流量を制御し、第2の弁開度範囲において、暖房時に大量の冷媒を通過させることができる。これによって、逆止弁を別個並列に配管に接続することを回避でき、また、逆止弁を内蔵した弁を使用した場合に弁自体の構造が複雑化してコストアップし、かつ寸法が大きくなるという問題も解消することができ、1台の電動弁にて従来の性能を満足させることができ、かつコストダウン及び小形化を図ることが可能となる。
前記電動弁において、前記電動モータの駆動コイルに駆動パルスを供給して前記弁開度を制御し、中間パルスを印加したときの前記弁座の開口面積に対する、全パルスを印加したときの該弁座の開口面積の比を4以上とすることができる。
また、前記電動弁において、前記電動モータの駆動コイルに駆動パルスを供給して前記弁開度を制御し、前記第1の弁開度範囲における流体流量の制御に必要な理論上の弁座開口面積の3倍以上の面積を有する弁座開口面積を有し、前記第1の弁開度範囲における流体流量を、全パルスの1/4以上、2/3以下のパルス幅の範囲の駆動パルスを用いて制御するとともに、全パルス時の駆動パルスを用いて前記弁開度を全開に制御することができる。
さらに、前記電動弁において、前記弁開度の全開時に、前記第1の弁開度範囲における流体の流れとは反対に流体が流れるようにすることができ、上述のように、冷暖房運転時の冷媒の流れの切り替えを行うことができる。
また、前記電動弁において、該電動弁を備えたシステム内の最小配管内径断面積に対する、該電動弁の弁座の開口面積の比を、0.2以上とすることができる。これによって、該電動弁を備えたシステム内の圧力損失を低く抑えることができる。
前記電動弁において、前記ロータの回転運動を前記弁体の直線運動に変換する駆動ねじを設け、前記弁座の開口面積に対する、該駆動ねじの呼び径の比を、1.3以下とすることができる。駆動ねじの呼び径を小さくすることによって、有効ねじ部で発生する摩擦力を小さくすることができ、弁座の開口面積が従来に比較して大きくなって増加した負荷(弁座を挟む2つの流体流路の差圧と前記弁座の開口面積の積)の影響を低く抑えることができる。
前記電動弁において、前記弁体と前記ロータとの間に、該弁体を前記弁座側に付勢するばねを配置し、該弁の全閉時における前記弁座を挟む2つの流体流路の差圧と前記弁座の開口面積の積に対する、 前記ばねの閉弁時圧縮荷重の比を、1/2以下とすることができる。これによって、ロータの回転時における駆動ねじ部等における摩擦損失を低減することができる。
前記電動弁において、前記駆動ねじの呼び径に対する、前記駆動ねじの有効ねじ部の長さの比を、0.75以上とすることができる。駆動ねじの呼び径をできるだけ小さくすることによって、上述のように、有効ねじ部で発生する摩擦力が小さくなり、弁座の開口面積の増加に伴う負荷の影響を低く抑えることができる。
また、前記電動弁において、前記弁体の先端部が先端側に向かって縮径した円錐台状に形成するとともに、該円錐台状の部分の側面と、前記弁座の開口の内周面との間で流体流量を制御するにように構成し、前記円錐台状の部分の側面と前記弁体の軸線とがなす角度が15°以下であり、かつ前記弁体の全パルス移動量に対し、前記側面における前記軸線方向の長さの比が0.7以下とすることができる。
さらに、前記電動弁において、前記弁座の開口の直径を3mm以上とすることができる。
また、本発明は、冷暖房システムであって、電動モータのロータが回転することにより直線的に移動する弁体を備え、該弁体の弁座に対する弁開度を制御する電動弁であって、第1の弁開度範囲において冷房時の冷媒流量の制御を行うとともに、第2の弁開度範囲において、暖房時に、前記冷房時に制御可能な冷媒の最大流量の4倍以上の流量の冷媒を通過可能な電動弁を備えることを特徴とする。本発明によれば、上述のように、逆止弁を別個並列に配管に接続することを回避することができるとともに、逆止弁を内蔵した弁を使用した場合に、弁自体の構造が複雑化してコストアップするとともに、寸法が大きくなるという問題も解消することができ、1台の電動弁にて従来の性能を満足させることが可能となる。
以上のように、本発明によれば、逆止弁を別個並列に配管接続する必要がなく、また、逆止弁を内蔵することなく、1台で上記従来の性能を満足させることができ、かつコストダウン及び小形化を図ることができる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明にかかる電動弁の一実施の形態を示し、この電動弁1は、大別して、弁室2に連通する第1流路3及び第2流路4を有する弁本体5と、弁本体5の弁座6に接離する弁体7と、円筒状の密閉ケース9と、密閉ケース9の外側に配置されるステータコイル(駆動コイル)10と、密閉ケース9の内側にステータコイル10の通電励磁によって回転して弁開閉方向に移動可能で、筒状の弁軸ホルダ12に止環13で固定された筒状の永久磁石14等を有するロータ15と、ロータ15の回転によるねじ送り作用で弁体7を弁座6に対して開閉動作させる雄ねじ管11及び弁軸ホルダ12等を備える。ロータ15は、永久磁石14と、この永久磁石14に止環13を介して固定された弁軸ホルダ12とで構成される。また、永久磁石14(ロータ15)と、ステータ20によりステッピングモータを構成している。
弁本体5は、黄銅等の金属で形成され、内部に弁室2を備え、弁室2には、第1流路3及び第2流路4が連通する。弁室2の第2流路4側への流路に弁座6が形成される。弁本体5の上部には、鍔状板22を介して密閉ケース9が溶接等により固着される。また、弁本体5の右側面には、ステータ20を固定するための止管34が立設される。
弁体7は、黄銅製の弁軸24の下端部に形成される。弁体7は、上部が大径の円柱状に形成され、下部及び中間部が下方に向かって縮径する円錐台状に形成される。この弁体7の形状が本発明の特徴部分の一つであり、この形状によって所望の流量特性が得られる。
弁体7を弁座6に接離させるため、雄ねじ管11と、弁軸ホルダ12等が用いられる。筒状に形成された雄ねじ管11は、下部が弁本体5に固定され、ロータ15の方向に延設される。雄ねじ管11の中間部外表面には雄ねじ部(駆動ねじ)25が螺設され、弁軸ホルダ12の雄ねじ部25に螺合する。
弁軸ホルダ12は、雄ねじ管11の外側に位置し、下方に開口する円筒状に形成され、下部内面に雌ねじ部27が螺設される。弁軸ホルダ12の内部に弁軸24の上部縮径部が嵌合し、プッシュナット28により連結されている。
弁軸24は、弁体7を下端部に備え、弁軸ホルダ12に上下動可能に嵌挿され、弁軸ホルダ12内に縮装された圧縮コイルばね29によって常時下方に付勢されている。
密閉ケース9は、ステンレス等の非磁性の金属で、天井面を有する円筒状に形成され、弁本体5の上部の鍔状板22に溶接等により固着され、内部は気密状態に保たれている。
ステータ20は、磁性材より構成されるヨーク23と、このヨーク23に巻回されるステータコイル10とで構成され、密閉ケース9に外嵌される。このステータ20は、下面に設けられた回り止め部材20aにより、止管34を介して弁本体5に固定される。
復帰ばね30は、圧縮コイルばねからなり、弁軸24の上端に圧入固定されたプッシュナット28の外周に取り付けられる。この復帰ばね30は、雄ねじ管11の雄ねじ部25と、弁軸ホルダ12の雌ねじ部27との螺合が外れたときに、密閉ケース9の内面に当接し、雄ねじ部25と雌ねじ部27との螺合を復帰させるように付勢する。復帰ばね30は、プッシュナット28の外周に緩く嵌合して載置した状態で取り付けてもよく、プッシュナット28の外周に弾接するように取り付けてもよい。
弁軸ホルダ12と永久磁石14とは、止環13を介して結合され、止環13は、永久磁石14の成形時にインサートされた黄銅製の金属リングで構成されている。止環13の内周孔部に弁軸ホルダ12の上部突部が嵌合され、この突部の外周をかしめ固定して永久磁石14、止環13及び弁軸ホルダ12が一体的に結合される。
雄ねじ管11には、ストッパ機構の一方を構成する下ストッパ体(固定ストッパ)33が固着される。下ストッパ体33は、合成樹脂によりリング状に形成され、上方に板状の下ストッパ片33aが突設されている。一方、弁軸ホルダ12には、ストッパ機構の他方を構成する上ストッパ体(移動ストッパ)32が固着され、この上ストッパ体32も、合成樹脂によりリング状に形成され、下方に向けて板状の上ストッパ片32aが突設される。上ストッパ体32の上ストッパ片32aと、下ストッパ体33の下ストッパ片33aとは、互いに当接可能に構成される。
次に、上記構成を有する電動弁1の動作について説明する。
ステータコイル10に一方向の通電を行い励磁すると、永久磁石14を含むロータ15が回転し、これに伴い、弁軸ホルダ12が雄ねじ管11に対して相対的に回転する。ここで、雄ねじ管11の下部が弁本体5に固定されているため、雄ねじ管11の雄ねじ部25と、弁軸ホルダ12の雄ねじ部33とのねじ送り機構により、例えば、弁軸ホルダ12が下方に移動し、弁体7が弁座6に着座圧接して弁口が閉じられる。
弁口が閉じられた時点では、上ストッパ体32は、まだ下ストッパ体33に当接しておらず、弁体7が弁口を閉じた状態で、弁軸ホルダ12は、さらに回転下降する。これに伴い、圧縮コイルばね29が圧縮され、弁軸ホルダ12の下降力が吸収される。その後、ロータ15がさらに回転して弁軸ホルダ12が下降すると、上ストッパ体32のストッパ片32aが下ストッパ体33のストッパ片33aに当接し、ステータコイル10に対する通電が続行されても弁軸ホルダ12の下降は強制的に停止される。
次に、ステータコイル10に他方向の通電を行い励磁すると、弁本体5に固着された雄ねじ管11に対し、ロータ15が前記と逆方向に相対的に回転し、前記ねじ送り機構により、弁軸ホルダ12が上昇し、弁軸24の下端の弁体7が弁座6から離れて弁口が開かれる。上記動作において、ねじ部の摩擦損失、あるいはばね部の摩擦損失又はねじり損失が発生する。
次に、上記電動弁1の流量特性について図2を中心に参照しながら説明する。
上述のように、電動弁1の弁体7は、図6に示した電動弁70の弁体77に比較して、下部の円錐台状部分の高さが低いこと、及び全体的に大径に構成されていることが特徴であり、これに伴い、弁座6の開口面積についても、電動弁70の弁座76に比較して大きく構成される。
上記構成により、ステッピングモータのステータコイル10に0〜600の駆動パルスを供給して前記弁開度を制御すると、図2の※1で示す第1の弁開度範囲(約50〜400パルス)では、流体流量は、弁開度に略々比例して変化する。次に、約400〜550パルスの間で第1の弁開度範囲よりさらに大きな傾きを持って、流体流量が弁開度に略々比例して変化し、※2で示す第2の弁開度範囲(約550〜600パルス)では、一定の流量となる。これにより、第1の弁開度範囲(※1)で制御可能な最大流体流量Aに対し、第2の弁開度範囲(※2)では、その略々6倍の流量Bが流れることとなる。
次に、上記電動弁1の使用例として、この電動弁1を図5に示した冷暖房システム51の逆止弁付温度式熱膨張弁58の代わりに用いた場合について、図1乃至図3を中心に参照しながら説明する。
背景技術の欄で説明したように、図5に示した冷暖房システム51は、冷房時には、冷媒が逆止弁57を介して逆止弁付温度式熱膨張弁58に流入し、断熱膨張した後、室内熱交換器59に流入する。一方、暖房時には、冷媒は、室内熱交換器59から逆止弁付温度式熱膨張弁58に流入し、減圧された後、デストリビュータ55に流入する。ここで、冷房時には、逆止弁付温度式熱膨張弁58の膨張弁部分によって流量を制御し、暖房時には、大流量の冷媒を流す必要がある。
そこで、図5のフローにおいて、逆止弁付温度式熱膨張弁58に代えて電動弁1を設置し、冷房時には、図3(a)に示すように、第1流路3から第2流路4に向けて冷媒を流すとともに、弁座6と弁体7の下部との間の微少隙間を利用し、図2の第1の弁開度範囲(※1)において流量を制御する。これにより、50〜400パルスの範囲で冷房時の冷媒流量の制御が可能となる。
一方、暖房時には、図3(b)に示すように、第2流路4から第1流路3に向けてへ冷媒を流すとともに、弁座6に対して弁体7の下部を大きく離間させ、図2の第2の弁開度範囲(※2)で流体を通過させる。これにより、550〜600パルスの範囲で暖房時に大流量の冷媒を流すことができる。
尚、上記実施の形態においては、第1の弁開度範囲(※1)で制御可能な最大流体流量Aに対し、第2の弁開度範囲(※2)でその略々6倍の流量Bを流すように構成したが、流量Aに対する流量Bの比は、適宜変更可能であり、流量B/流量Aを4以上とすることにより、冷暖房システムにおいて好適な電動弁を構成することができる。
ここで、上記のような電動弁を構成するにあたって、中間パルス(300パルス程度)を印加したときの弁座6の開口面積(弁座6と弁体7との間の開口面積)に対し、全パルス(600パルス)を印加したときの弁座6の上記開口面積の比を4以上とすることができる。また、図2の第1の弁開度範囲(※1)における流体流量の制御に必要な理論上の弁座開口面積(オリフィス部の開口面積)の3倍以上の面積を有する弁座開口面積(オリフィス部の開口面積)を有するように構成することができる。
また、電動弁1を上記冷暖房システム51に用いた場合、電動弁1において大流量の冷媒を通過させても、ほとんど圧力損失を生じないようにすることが好ましい。そこで、冷暖房システム51において使用されている配管の最小内径断面積に対し、電動弁1の弁座開口面積(オリフィス部の開口面積)の比を0.2以上とすることが好ましい。
さらに、電動弁1は、弁座6の開口面積が従来に比較して大きいため、弁座6を挟む2つの流体流路3、4の差圧と、弁座6の開口面積の積によって算出される負荷が大きくなる。そこで、この負荷の影響を低く抑えるため、雄ねじ部25を小径に構成し、例えば、弁座6の開口面積に対する雄ねじ部25の呼び径の比を、1.3以下とすることが好ましい。また、ロータ15の開弁動作において、ロータ15と圧縮コイルばね29との間に発生する摩擦損失を低減するため、電動弁1の全閉時における弁座6を挟む2つの流体流路3、4の差圧と、弁座6の開口面積の積に対する、 圧縮コイルばね29の開弁時圧縮荷重の比を、1/2以下とすることが好ましい。負荷の増大に対して、ねじ部の面圧を適正に保ち、かつ上述の制御特性を満足させるには、雄ねじ部25の呼び径に対する、雄ねじ部25の有効ねじ部の長さの比を、0.75以上とすることが好ましい。また、図4に示すように、弁体7の下部の円錐台状の部分の側面7aと、弁体7の軸線とがなす角度αが15°以下であり、かつ弁体7の全パルス移動量に対する側面7aにおける軸線方向の長さLの比を0.7以下とすることが好ましい。また、弁座6の開口の直径は、3mm以上であるのが好ましい。
尚、上記実施の形態においては、電動弁1を、図5に示した冷暖房システム51の逆止弁付温度式熱膨張弁58の代替として用いた場合について説明したが、温度式熱膨張弁56及び逆止弁57の代替とすることもでき、さらに、冷暖房システム51以外にも、図2に示すような流量特性を利用することができる他のシステムに適用することもできる。
本発明にかかる電動弁の一実施の形態を示す断面図である。 図1の電動弁の流量特性を示すグラフである。 図1の電動弁の冷暖房システムにおける使用例を示す図であって、(a)は冷房時、(b)は暖房時を示す。 図1の電動弁の弁体及びその近傍を示す正面図である。 従来の冷暖房システムの一例を示すフローチャートである。 従来の電動弁の一例を示す断面図である。
符号の説明
1 電動弁
2 弁室
3 第1流路
4 第2流路
5 弁本体
6 弁座
7 弁体
11 雄ねじ管
12 弁軸ホルダ
13 止環
14 永久磁石
15 ロータ
20 ステータ
20a 回り止め部材
22 鍔状板
23 ヨーク
24 弁軸
25 雄ねじ部
27 雌ねじ部
28 プッシュナット
29 圧縮コイルばね
30 復帰ばね
32 上ストッパ体
32a 上ストッパ片
33 下ストッパ体
33a 下ストッパ片

Claims (11)

  1. 電動モータのロータが回転することにより直線的に移動する弁体を備え、該弁体の弁座に対する弁開度を制御する電動弁であって、
    第1の弁開度範囲において、前記弁開度と流体流量とが所定の相関関係を有し、第2の弁開度範囲において、前記第1の弁開度範囲で制御可能な最大流体流量の4倍以上の流量を通過可能としたことを特徴とする電動弁。
  2. 前記電動モータの駆動コイルに駆動パルスを供給して前記弁開度を制御し、中間パルスを印加したときの前記弁座の開口面積に対する、全パルスを印加したときの該弁座の開口面積の比を4以上としたことを特徴とする請求項1に記載の電動弁。
  3. 前記電動モータの駆動コイルに駆動パルスを供給して前記弁開度を制御し、前記第1の弁開度範囲における流体流量の制御に必要な理論上の弁座開口面積の3倍以上の面積を有する弁座開口面積を有し、前記第1の弁開度範囲における流体流量を、全パルスの1/4以上、2/3以下のパルス幅の範囲の駆動パルスを用いて制御するとともに、全パルス時の駆動パルスを用いて前記弁開度を全開に制御することを特徴とする請求項1に記載の電動弁。
  4. 前記弁開度の全開時に、前記第1の弁開度範囲における流体の流れとは反対に流体が流れることを特徴とする請求項3に記載の電動弁。
  5. 該電動弁を備えたシステム内の最小配管内径断面積に対する、該電動弁の弁座の開口面積の比が、0.2以上であることを特徴とする請求項2、3又は4に記載の電動弁。
  6. 前記ロータの回転運動を前記弁体の直線運動に変換する駆動ねじを備え、前記弁座の開口の直径に対する、該駆動ねじの呼び径の比が、1.3以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電動弁。
  7. 前記弁体と前記ロータとの間に配置され、該弁体を前記弁座側に付勢するばねを備え、該弁の全閉時における前記弁座を挟む2つの流体流路の差圧と前記弁座の開口面積の積に対する、 前記ばねの閉弁時圧縮荷重の比が、1/2以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電動弁。
  8. 前記駆動ねじの呼び径に対する、前記駆動ねじの有効ねじ部の長さの比が、0.75以上であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電動弁。
  9. 前記弁体の先端部が先端側に向かって縮径した円錐台状に形成されるとともに、該円錐台状の部分の側面と、前記弁座の開口の内周面との間で流体流量を制御するにように構成され、前記円錐台状の部分の側面と前記弁体の軸線とがなす角度が15°以下であり、かつ前記弁体の全パルス移動量に対し、前記側面における前記軸線方向の長さの比が0.7以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電動弁。
  10. 前記弁座の開口の直径が3mm以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電動弁。
  11. 電動モータのロータが回転することにより直線的に移動する弁体を備え、該弁体の弁座に対する弁開度を制御する電動弁であって、第1の弁開度範囲において冷房時の冷媒流量の制御を行うとともに、第2の弁開度範囲において、暖房時に、前記冷房時に制御可能な冷媒の最大流量の4倍以上の流量の冷媒を通過可能な電動弁を備えることを特徴とする冷暖房システム。
JP2007174783A 2007-07-03 2007-07-03 冷暖房システム用の電動弁 Active JP5022120B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007174783A JP5022120B2 (ja) 2007-07-03 2007-07-03 冷暖房システム用の電動弁
US12/145,781 US20090020716A1 (en) 2007-07-03 2008-06-25 Motor driven valve and cooling/heating system
CN2008101318779A CN101338835B (zh) 2007-07-03 2008-07-03 用于冷暖***的电动阀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007174783A JP5022120B2 (ja) 2007-07-03 2007-07-03 冷暖房システム用の電動弁

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009014056A true JP2009014056A (ja) 2009-01-22
JP5022120B2 JP5022120B2 (ja) 2012-09-12

Family

ID=40212969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007174783A Active JP5022120B2 (ja) 2007-07-03 2007-07-03 冷暖房システム用の電動弁

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090020716A1 (ja)
JP (1) JP5022120B2 (ja)
CN (1) CN101338835B (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011075272A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Hamilton Sundstrand Corp バルブアッセンブリおよびバルブアッセンブリを通して流体を流す方法
CN102472403A (zh) * 2009-07-01 2012-05-23 麦克西索尔公司 具有消隙装置的调节阀组件
JP2012172836A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Fuji Koki Corp 電動弁
JP2012241877A (ja) * 2011-05-24 2012-12-10 Fuji Koki Corp バルブ装置
JP2014081046A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 Saginomiya Seisakusho Inc 流量制御弁
US8763419B2 (en) 2009-04-16 2014-07-01 Fujikoki Corporation Motor-operated valve and refrigeration cycle using the same
US9121522B2 (en) 2012-05-18 2015-09-01 Fujikoki Corporation Electrically operated valve
JP2017194168A (ja) * 2017-07-14 2017-10-26 株式会社鷺宮製作所 流量制御弁
JP2017194167A (ja) * 2017-07-14 2017-10-26 株式会社鷺宮製作所 流量制御弁
CN112648391A (zh) * 2019-10-11 2021-04-13 株式会社鹭宫制作所 电动阀及冷冻循环***
JP2023511556A (ja) * 2020-05-11 2023-03-20 浙江三花智能控制股▲分▼有限公司 電子膨張弁

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010065804A2 (en) 2008-12-06 2010-06-10 Microstaq, Inc. Fluid flow control assembly
CN101995121B (zh) * 2009-08-10 2012-08-15 海尔集团公司 一种空调器
WO2011022267A2 (en) 2009-08-17 2011-02-24 Microstaq, Inc. Micromachined device and control method
JP2011196428A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Fuji Electric Co Ltd 電子膨張弁
JP5756606B2 (ja) * 2010-06-25 2015-07-29 株式会社不二工機 雌ねじ部材、それを用いた電動弁及び電動弁用雌ねじ部材の製造方法
JP5395775B2 (ja) * 2010-10-12 2014-01-22 株式会社鷺宮製作所 電動弁
CN102589205B (zh) * 2011-01-11 2015-09-02 浙江三花股份有限公司 一种电子膨胀阀
JP5601217B2 (ja) * 2011-01-24 2014-10-08 株式会社デンソー 膨張弁装置
CN102620024A (zh) * 2011-01-31 2012-08-01 浙江三花股份有限公司 一种阀座组件制造方法
JP5786225B2 (ja) * 2011-03-14 2015-09-30 株式会社テージーケー 膨張弁
US20120279236A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-08 Trane International Inc. Reversible Flow Electronic Expansion Vavle
JP5445548B2 (ja) * 2011-09-24 2014-03-19 株式会社デンソー 膨張弁装置
US9810460B2 (en) * 2011-10-19 2017-11-07 Trane International Inc. Reversible flow electric expansion valve
JP5400122B2 (ja) * 2011-10-27 2014-01-29 株式会社鷺宮製作所 電動弁
JP5218694B1 (ja) 2012-01-04 2013-06-26 ダイキン工業株式会社 電子膨張弁および電子膨張弁を備えた空気調和機
JP5677349B2 (ja) * 2012-03-27 2015-02-25 株式会社鷺宮製作所 電動弁
CN103512288B (zh) * 2012-06-20 2016-07-06 浙江三花股份有限公司 一种电子膨胀阀
CN103968620B (zh) * 2013-01-28 2016-03-23 珠海格力电器股份有限公司 电子膨胀阀及具有其的制冷装置
CN104236180A (zh) * 2013-06-17 2014-12-24 珠海格力电器股份有限公司 一种空调及其电子膨胀阀
US9188375B2 (en) 2013-12-04 2015-11-17 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Control element and check valve assembly
US20170067674A1 (en) * 2014-03-17 2017-03-09 Mitsubishi Electric Corporation Expansion device and refrigeration cycle apparatus
KR101921523B1 (ko) * 2014-03-19 2018-11-23 쯔지앙 산화 인텔리전트 컨트롤스 씨오., 엘티디. 전자 팽창 밸브
CN104930242A (zh) * 2014-03-20 2015-09-23 浙江三花股份有限公司 一种电子膨胀阀
KR101550550B1 (ko) * 2014-08-14 2015-09-04 엘지전자 주식회사 공기 조화기
CN104482274B (zh) * 2014-10-28 2016-09-14 珠海格力电器股份有限公司 电子膨胀阀
JP6370269B2 (ja) * 2015-07-17 2018-08-08 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び冷凍サイクル
JP6209231B2 (ja) * 2016-02-18 2017-10-04 株式会社鷺宮製作所 電動弁
DE112016007320T5 (de) * 2016-10-07 2019-07-04 lchimaru Giken Co., Ltd. Kolbenventil-Dichtstruktur und Kolbenventil-Fluidsteuerverfahren
US9958083B1 (en) * 2016-10-27 2018-05-01 National Enviornmental Products, Ltd. Force limited valve actuator and method therefor
JP6909376B2 (ja) * 2017-06-15 2021-07-28 株式会社鷺宮製作所 流量制御弁及び冷凍サイクルシステム
EP3712472A4 (en) * 2017-11-13 2021-08-04 Emerson Climate Technologies (Suzhou) Co., Ltd. ELECTRONIC EXPANSION VALVE
JP6684837B2 (ja) * 2018-01-29 2020-04-22 株式会社不二工機 電動弁
JP6909740B2 (ja) * 2018-01-31 2021-07-28 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び冷凍サイクルシステム
CN110474126B (zh) * 2018-05-09 2021-02-09 浙江三花汽车零部件有限公司 一种集成组件
JP6978391B2 (ja) * 2018-08-31 2021-12-08 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7176752B2 (ja) * 2019-10-29 2022-11-22 株式会社不二工機 電動弁
CN112361671A (zh) * 2020-12-04 2021-02-12 上海克来机电自动化工程股份有限公司 一种带有硬密封结构的电磁阀

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243581A (ja) * 1987-03-27 1988-10-11 Saginomiya Seisakusho Inc 電動膨張弁
JPH0683946U (ja) * 1993-05-17 1994-12-02 エヌオーケー株式会社 ニードルバルブ
JPH0821554A (ja) * 1995-06-29 1996-01-23 Fuji Koki Seisakusho:Kk 電動流量制御弁
JPH09296868A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Fuji Koki:Kk 電動弁
JP2000249233A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Kitz Corp 流量調整式ニードル弁
JP2004257722A (ja) * 2003-02-03 2004-09-16 Fuji Koki Corp 電動弁
JP2005351605A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Daikin Ind Ltd 膨張弁及び冷凍装置
JP2006266663A (ja) * 2005-02-25 2006-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 膨張弁および空気調和機

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5977179A (ja) * 1982-10-27 1984-05-02 Syst Hoomuzu:Kk 電子膨張弁
DE3507091A1 (de) * 1985-02-28 1986-08-28 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Armatur zum absperren einer stroemung
GB9104097D0 (en) * 1991-02-27 1991-04-17 Univ Hospital London Dev Corp Computer controlled positive displacement pump for physiological flow stimulation
US5311748A (en) * 1992-08-12 1994-05-17 Copeland Corporation Control system for heat pump having decoupled sensor arrangement
US5364066A (en) * 1993-07-15 1994-11-15 Sporlan Valve Company Dual port valve with stepper motor actuator
US6250602B1 (en) * 1999-01-18 2001-06-26 Jansen's Aircraft Systems Controls, Inc. Positive shut-off metering valve with axial thread drive
CN1320301C (zh) * 2002-06-26 2007-06-06 千代田空调机器株式会社 一种电动阀
JP2004353721A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Fuji Koki Corp 電動流量制御弁
JP2005069389A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Saginomiya Seisakusho Inc 弁装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243581A (ja) * 1987-03-27 1988-10-11 Saginomiya Seisakusho Inc 電動膨張弁
JPH0683946U (ja) * 1993-05-17 1994-12-02 エヌオーケー株式会社 ニードルバルブ
JPH0821554A (ja) * 1995-06-29 1996-01-23 Fuji Koki Seisakusho:Kk 電動流量制御弁
JPH09296868A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Fuji Koki:Kk 電動弁
JP2000249233A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Kitz Corp 流量調整式ニードル弁
JP2004257722A (ja) * 2003-02-03 2004-09-16 Fuji Koki Corp 電動弁
JP2005351605A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Daikin Ind Ltd 膨張弁及び冷凍装置
JP2006266663A (ja) * 2005-02-25 2006-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 膨張弁および空気調和機

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8763419B2 (en) 2009-04-16 2014-07-01 Fujikoki Corporation Motor-operated valve and refrigeration cycle using the same
CN102472403A (zh) * 2009-07-01 2012-05-23 麦克西索尔公司 具有消隙装置的调节阀组件
JP2011075272A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Hamilton Sundstrand Corp バルブアッセンブリおよびバルブアッセンブリを通して流体を流す方法
JP2012172836A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Fuji Koki Corp 電動弁
JP2012241877A (ja) * 2011-05-24 2012-12-10 Fuji Koki Corp バルブ装置
US9121522B2 (en) 2012-05-18 2015-09-01 Fujikoki Corporation Electrically operated valve
JP2014081046A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 Saginomiya Seisakusho Inc 流量制御弁
JP2017194168A (ja) * 2017-07-14 2017-10-26 株式会社鷺宮製作所 流量制御弁
JP2017194167A (ja) * 2017-07-14 2017-10-26 株式会社鷺宮製作所 流量制御弁
CN112648391A (zh) * 2019-10-11 2021-04-13 株式会社鹭宫制作所 电动阀及冷冻循环***
CN112648391B (zh) * 2019-10-11 2022-07-15 株式会社鹭宫制作所 电动阀及冷冻循环***
JP2023511556A (ja) * 2020-05-11 2023-03-20 浙江三花智能控制股▲分▼有限公司 電子膨張弁

Also Published As

Publication number Publication date
US20090020716A1 (en) 2009-01-22
JP5022120B2 (ja) 2012-09-12
CN101338835A (zh) 2009-01-07
CN101338835B (zh) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5022120B2 (ja) 冷暖房システム用の電動弁
JP6194157B2 (ja) 電動弁
JP5696093B2 (ja) 電動弁
US9803770B2 (en) Motor operated valve
EP2889553B1 (en) Flow control valve, refrigerating system and method for controlling the same
JP3145048U (ja) 電動膨張弁及び冷凍サイクル
JP6209231B2 (ja) 電動弁
JP5390181B2 (ja) 膨張弁、ヒートポンプ式冷凍サイクル及び空気調和機
JP5480753B2 (ja) 電動弁
JP5572330B2 (ja) 電動弁
US8763419B2 (en) Motor-operated valve and refrigeration cycle using the same
JP6370269B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクル
EP2700853B1 (en) Control valve
KR102139095B1 (ko) 냉난방 시스템용 전자식 팽창밸브
JP2008064301A (ja) パイロット型制御弁
JP4570484B2 (ja) 複合弁およびヒートポンプ式空気調和装置およびその制御方法
JP2011190897A (ja) 流路切換弁
EP2685143B1 (en) Control valve
JP2006125751A (ja) 電動式コントロールバルブおよび冷凍サイクル装置
JP2010249247A (ja) 電動弁及びそれが用いられた冷凍サイクル
JP2004069152A (ja) 冷凍サイクルに用いる弁装置
JP5715772B2 (ja) 電動弁及び四方切換弁
JP6442424B2 (ja) ヒートポンプ装置
JP2017044347A (ja) 電動弁
JP2002130507A (ja) 流体制御弁

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120521

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120615

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5022120

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150622

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250