JP2022089422A - ストレーナ及び弁装置並びに冷凍サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】流体を流す管内にストレーナを配設する構造として、別部品を要せず脱落の可能性がない抜け止め構造を提供する。【解決手段】一次側継手３１の内部に設置されて管内を流れる流体中の異物を捕捉するフィルタ部１Ａを備えたストレーナ１を構成する。フィルタ部１Ａを、一次側継手３１の軸線方向に延びる円筒部１１と、円筒部１１の一端側を塞ぐドーム部１２とで形成する。円筒部１１における軸線Ｘ方向の少なくとも一部に径方向内側に変形した小径部１１ａと、径方向外に変形した大径部１１ｂとを設ける。ストレーナ１の自然状態において、大径部１１ｂの径を一次側継手３１の内径より大きくする。【選択図】図２

Description

本発明は、流路を流れる流体中の異物を捕捉するストレーナ及び弁装置並びに冷凍サイクルシステムに関する。

従来、冷凍サイクルなどにおいて管内を流れる流体中の異物を捕捉するストレーナとして、筒状に成形した金網を用いたものが一般に用いられており、このストレーナが管から抜け出すことを防止するための構造が提案されている（特許文献１）。そして、このストレーナの抜け止め構造として、特許文献１の図１及び図２には、円筒状の金網からなる濾体（２）の端部にコ字形の銅製ストッパ（３）を半田付けし、ストッパの先端を管の内面に当接させることで、ストッパと管との摩擦力によって濾体の抜け止めを図る構造が開示されている。また、文献１の図３乃至図６には、フランジ部（７ａ，７ｂ）を有する２個の濾片（２ａ，２ｂ）を最中状に重ね合わせ、フランジ部同士を樹脂接着することで濾体（２）とし、フランジ部によりひれ（６）を形成し、径方向に突出したひれを管の内面に当接させることで、濾体の抜け止めを図る構造が開示されている。

実公昭５４－１０５８８号広報

特許文献１のように、ストッパ等の別部品を金網に固定した構造では、別部品を製作したり固定したりする工程が煩雑になり、製造コストが増加するとともに、高圧流体によって別部品が破損したり、脱落してしまうと、弁等の他の機器に障害が及ぶ可能性がある。一方、フランジ部同士を接着してひれを形成した構造では、高圧流体によって接着が剥がれる可能性があり、高圧流体を用いるシステムに利用することが困難である。

本発明は、流体を流す管内にストレーナを配設する構造として、別部品を要せず脱落の可能性がない抜け止め構造を提供することを課題とする。

本発明のストレーナは、管の内部に設置されて管内を流れる流体中の異物を捕捉するフィルタ部（濾体）を備えたストレーナであって、前記フィルタ部は、前記管の軸線方向に延びる円筒部と、前記円筒部の一端側を塞ぐ底部と、を有して形成され、前記円筒部における前記軸線方向の少なくとも一部には、当該円筒部の直径よりも径方向内側に変形した小径部と、当該円筒部の直径よりも径方向外側に変形した大径部と、が設けられていることを特徴とする。

この際、前記小径部は、径方向外側から前記円筒部の一部を内方に押圧形成されたものであり、前記大径部の外径は、前記管の内径よりも大きく形成されていることを特徴とするストレーナが好ましい。

また、前記小径部は、径方向に対向する２箇所に設けられ、前記大径部は、径方向に対向する２箇所に設けられていることを特徴とするストレーナが好ましい。

また、前記フィルタ部の前記底部は、前記軸線方向に突出したドーム状に形成されるとともに、前記円筒部に固定されていることを特徴とするストレーナが好ましい。

また、前記フィルタ部の前記底部は、前記円筒部の一端部が折り畳まれて形成されていることを特徴とするストレーナが好ましい。

また、前記フィルタ部を構成する金網の接合部は、スポット溶接により接合されていることを特徴とするストレーナが好ましい。

本発明の弁装置は、前記ストレーナを備えたことを特徴とする。

本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、前記弁装置が、電動弁、膨張弁、電磁弁、調整弁、逆止弁の少なくとも一つとして用いられていることを特徴とする。

本発明のストレーナ及び弁装置並びに冷凍サイクルシステムによれば、ストレーナの円筒部の一部に小径部と大径部とが設けられているので、別部品を用いなくても大径部を管の内面に当接させることで抜け止め構造を構成することができ、別部品に要する製造コストを抑制することができるとともに、脱落の可能性がないことから障害の発生を防止することができる。また、小径部や大径部は円筒部の一部が変形して形成されているので、接着の剥がれなどの懸念がなく、高圧流体を用いるシステムに利用することができる。

本発明の第１実施形態のストレーナを備えた弁装置の縦断面図である。 第１実施形態のストレーナの一部断面側面図である。 第１実施形態のストレーナの正面図である。 第１実施形態のストレーナの上面図である。 本発明の第２実施形態のストレーナを備えた弁装置の縦断面図である。 第２実施形態のストレーナの一部断面側面図である。 第２実施形態のストレーナの正面図である。 本発明の冷凍サイクルシステムの実施形態を示す図である。

次に、本発明のストレーナ及び弁装置並びに冷凍サイクルシステムの実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態のストレーナを備えた弁装置１０の縦断面図、図２は第１実施形態のストレーナの一部断面側面図、図３は第１実施形態のストレーナの正面図、図４は第１実施形態のストレーナの上面図である。

この実施形態の弁装置１０はパイロット式電磁弁であり、後述する第１実施形態のストレーナ１、弁ハウジング３、シリンダケース４、ピストン弁５及び電磁駆動部６を備えている。弁ハウジング３は金属製であり、この弁ハウジング３には流体（冷媒）が流入する一次側継手３１と流体が流出する二次側継手３２とが形成されている。一次側継手３１と二次側継手３２との間には隔壁３３が形成され、隔壁３３の上端側には主弁座３４が形成されている。主弁座３４には円形開口をなす主弁ポート３４ａが形成されている。弁ハウジング３にはシリンダケース４が螺合することにより固着されている。

シリンダケース４の内側は円筒状のピストン室４１となっており、このピストン室４１内に略円柱形状のピストン弁５が内挿されている。ピストン弁５は、金属製のピストン部５１とその下端に配設された樹脂製のシール部５２とを有している。ピストン部５１の外周にはピストンリング５３が取り付けられている。そして、ピストンリング５３はピストン室４１の内壁４１ａに摺接される。ピストン弁５の中心にはパイロットポート５ａと導通路５ｂが形成されており、パイロットポート５ａは導通路５ｂを介して二次側継手３２に導通される。

電磁駆動部６はプランジャチューブ６１の端部に吸引子６２を固着するとともに、プランジャチューブ６１内にプランジャ６３と、パイロット弁体７を内挿しており、プランジャ６３とパイロット弁体７は、プランジャ６３のボス部６３ａをパイロット弁体の嵌合溝７ａに遊嵌することにより軸線Ｌ方向に僅かに遊びをもって連結されている。そして、プランジャ６３とパイロット弁体７は、プランジャチューブ６１内で軸線Ｌ方向（上下方向）に摺動可能になっている。パイロット弁体７とピストン弁５との間にはパイロット弁ばね７１が圧縮して介在されている。また、プランジャ６３と吸引子６２との間にはプランジャばね６３ｂが圧縮して介在されている。

電磁駆動部６の電磁コイル６４へ通電がなされていないときは、パイロット弁体７のニードル部７ｂがパイロットポート５ａを弁閉状態とする。電磁コイル６４に通電がなされると、プランジャ６３が上昇し、プランジャ６３のボス部６３ａがパイロット弁体７の上端に当接して係合する。これにより、プランジャ６３とパイロット弁体７が共に上昇する。その後、プランジャ６３が吸引子６２に当接してプランジャ６３が停止し、パイロット弁体７はパイロット弁ばね７１のばね力によりさらに上昇する。

そして、プランジャ６３に当接し、パイロット弁体７が停止してパイロットポート５ａが全開となると、ピストン弁５上部のピストン背空間（ピストン室４１）の流体がパイロットポート５ａと導通路５ｂを介して二次側継手３２側に流出し、ピストン弁５上部のピストン背空間の圧力が低下する。これにより、ピストン背空間の圧力とピストン弁５の下部の圧力（一次側継手３１の圧力）との圧力差により、ピストン弁５が上昇し、主弁ポート３４ａが全開となり、一次側継手３１から二次側継手３２に流体が流れる。

一次側継手３１内には第１実施形態のストレーナ１が配設されている。このストレーナ１１は、一次側継手３１内を流れる流体中の異物を捕捉するフィルタ部１Ａと、フィルタ部１Ａが取り付けられた固定金具１Ｂと、金属パッキン１Ｃとで構成されている。フィルタ部１Ａは、一次側継手３１の軸線Ｘ方向に延びる円筒部１１と、円筒部１１の一端側を塞ぐ「底部」としてのドーム部１２とを有して形成されている。円筒部１１及びドーム部１２は、金網を整形したものであり、円筒部１１における軸線Ｘ方向の少なくとも一部には、後述の押圧成形加工により円筒部１１の直径よりも径方向内側に変形した小径部１１ａと、円筒部１１の直径よりも径方向外側に変形した大径部１１ｂと、が設けられている。なお、円筒部１１の「円筒」の表現は、内部が中空であるこを示し、軸線Ｘを中心とする金網までの長さ（径）に大小があるものも「円筒」と表現している。

図４に示すように、小径部１１ａは、押圧治具２０により径方向外側から円筒部１１の一部を内方に押圧成形されたものである。また、図２及び図３に示すように、ストレーナ１を一次側継手３１に取り付ける前の自然状態において、大径部１１ｂの外径［Ｈ］は、一次側継手３１の内径よりも大きく形成されている。ここで、この大径部１１ｂの外径の大きさは、一次側継手３１の内径に対し、０．５～２０％大きくすると良い。さらに、好ましくは、一次側継手３１の内径に対し、１～８％大きくすると良い。この程度の寸法に大きくすることで、一次側継手３１の内径に挿入（圧入）し易すくなるとともに、一次側継手３１と別の配管との接続前の状態において、ストレーナ１が一次側継手３１から抜け落ちてなくなってしまうこと等を防ぐことができる。

また、図３及び図４に示すように、小径部１１ａは、径方向に対向する２箇所に設けられ、大径部１１ｂは、径方向に対向する２箇所に設けられている。なお、小径部１１ａ及び大径部１１ｂは、押圧成形前の円筒部１１と網ピッチが略同一となるように、小径部１１ａ及び大径部１１ｂの軸線Ｘの回りの全周長を保ったまま押圧成形されている。また、小径部１１ａ及び大径部１１ｂは、径方向外側に向かって凸な曲率を有するか、または、図３に直線状の破線で示すように平坦に形成されている。

ドーム部１２（底部）は、軸線Ｘ方向に突出したドーム状に形成されるとともに、円筒部１１に固定されている。円筒部１１は平金網を円筒状に丸めてその接合部分の複数の箇所をスポット溶接（抵抗溶接）により固着されている。なお、本実施形態及び第２実施形態において図面の「×」の部分はスポット溶接部である。ドーム部１２は円盤状の平金網をプレス加工することによりドーム状に形成されている。そして、円筒部１１とドーム部１２との接合部はスポット溶接（抵抗溶接）により複数の箇所で固着されている。したがって、金網の接合が溶接による接合のため、高圧流体でも接合部が外れる懸念がない。

以上のように、ストレーナ１の自然状態において、大径部１１ｂの外径の大きさが一次側継手３１の内径より大きくされ、この大径部１１ｂを一次側継手３１に取り付けるとき、軽く圧入しているので、大径部１１ｂを一次側継手３１の内面に当接させることができ、抜け止めとして機能している。抜け止めとは、図１の様にストレーナ１を挿入して装着した状態において、かつ、図示していないフレアナットで図示していない相手接続配管を固定していない状態での電磁弁１０単体の姿勢を変えた時の抜け防止のことである。したがって、この第１実施形態では、ストレーナ装着済の電磁弁１０単体を、相手システム配管に対する取付け前や取り外し後に、電磁弁本体を傾けたりすること等で ストレーナが外れて落下し、なくなってしまったり、落下によりストレーナの固定金具部のシール部テーパ面を変形させたり、傷をつけてしまい、システム配管への取付け固定後に、洩れてしまうこと等を回避できる。

図５は本発明の第２実施形態のストレーナを備えた弁装置１０′の縦断面図、図６は第２実施形態のストレーナの一部断面側面図、図７は第２実施形態のストレーナの正面図である。なお、以下の第２実施形態において、第１実施形態と同様な部材、同様な要素には同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。この第２実施形態で第１実施形態と異なる点は、弁ハウジング３′における一次側継手３１′と二次側継手３２′の径、及びストレーナ２の構成である。

弁ハウジング３′は金属製であり、この弁ハウジング３′には流体（冷媒）が流入する一次側継手３１′と流体が流出する二次側継手３２′とが形成されている。この第２実施形態における一次側継手３１′と二次側継手３２′は第１実施形態における一次側継手３１と二次側継手３２よりも径が小さくなっている。そして、第１実施形態と同様にピストン弁５が上昇すると、主弁ポート３４ａが全開となり、一次側継手３１′から二次側継手３２′に流体が流れる。

一次側継手３１′内には第２実施形態のストレーナ２が配設されている。このストレーナ２は、一次側継手３１内を流れる流体中の異物を捕捉するフィルタ部２Ａと、フィルタ部２Ａが取り付けられた固定金具２Ｂと、金属パッキン２Ｃとでで構成されている。フィルタ部２Ａは、一次側継手３１′の軸線Ｘ方向に延びる円筒部２１と、円筒部２１の一端側を塞ぐ「底部」としての平板部２２とを有して形成されている。円筒部２１及び平板部２２は、金網を整形したものであり、円筒部２１における軸線Ｘ方向の少なくとも一部には、後述の押圧成形加工により円筒部２１の直径よりも径方向内側に変形した小径部２１ａと、円筒部２１の直径よりも径方向外側に変形した大径部２１ｂと、が設けられている。なお、平板部２２は、円筒部２１の一端部が内側に折り畳まれることにより形成されている。

小径部２１ａは、第１実施形態と同様に径方向外側から円筒部２１の一部を内方に押圧成形されたものである。また、図６及び図７に示すように、ストレーナ２を一次側継手３１′に取り付ける前の自然状態において、大径部２１ｂの外径［Ｈ′］は、一次側継手３１′の内径よりも大きく形成されている。また、大径部２１ｂの外径の大きさは、一次側継手３１′の内径に対し、０．５～２０％大きくすると良い。さらに、好ましくは、一次側継手３１′の内径に対し、１～８％大きくすると良い。この程度の寸法に大きくすることで、一次側継手３１′の内径に挿入（圧入）し易すくなるとともに、一次側継手３１′と別の配管との接続前の状態において、ストレーナ２が一次側継手３１′から抜け落ちてなくなってしまうこと等を防ぐことができる。

また、図７に示すように、小径部２１ａは、径方向に対向する２箇所に設けられ、大径部２１ｂは、径方向に対向する２箇所に設けられている。なお、小径部２１ａ及び大径部２１ｂは、押圧成形前の円筒部２１と網ピッチが略同一となるように、小径部２１ａ及び大径部２１ｂの軸線Ｘの回りの全周長を保ったまま押圧成形されている。また、小径部２１ａ及び大径部２１ｂは、径方向外側に向かって凸な曲率を有するか、または、図７に直線状の破線で示すように平坦に形成されている。なお、円筒部２１は平金網を円筒状に丸めてその接合部分の複数の箇所をスポット溶接（抵抗溶接）により固着されている。そして、「底部」としての平板部２２は、円筒部２１の一端部が内側に折り畳まれ、この折り畳まれた重なり部の接合部分はスポット溶接（抵抗溶接）により固着されている。

以上のように、ストレーナ２の自然状態において、大径部２１ｂの外径の大きさが一次側継手３１′の内径より大きくされ、この大径部２１ｂを一次側継手３１′に取り付けるとき、軽く圧入しているので、大径部２１ｂを一次側継手３１′の内面に当接させることができ、抜け止めとして機能している。

以上の第１実施形態及び第２実施形態の弁装置１０，１０′は、開閉弁であるが、ストレーナ１及びストレーナ２は、別の弁装置に設けることもできる。例えば、冷凍サイクルシステムを構成する、電動弁、膨張弁（温度式膨張弁）、調整弁、逆止弁等に本発明のストレーナを用いることができる。

図８は実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。図において、符号１００は本発明のストレーナを備えた膨張弁を構成する電動弁、２００は室外ユニットに搭載された室外熱交換器、３００は室内ユニットに搭載された室内熱交換器、４００は四方弁を構成する流路切換弁、５００は圧縮機である。電動弁１００、室外熱交換器２００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、及び圧縮機５００は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。なお、アキュムレータ、圧力センサ、温度センサ等は図示を省略してある。

冷凍サイクルの流路は、流路切換弁４００により冷房運転時の流路と暖房運転時の流路の２通りに切換えられる。冷房運転時には、図に実線の矢印で示したように、圧縮機５００で圧縮された冷媒は流路切換弁４００から室外熱交換器２００に流入され、この室外熱交換器２００は凝縮器として機能し、室外熱交換器２００から流出された液冷媒は電動弁１００を介して室内熱交換器３００に流入され、この室内熱交換器３００は蒸発器として機能する。

一方、暖房運転時には、図に破線の矢印で示したように、圧縮機５００で圧縮された冷媒は流路切換弁４００から室内熱交換器３００、電動弁１００、室外熱交換器２００、流路切換弁４００、そして、圧縮機５００の順に循環され、室内熱交換器３００が凝縮器として機能し、室外熱交換器２００が蒸発器として機能する。電動弁１００は、冷房運転時に室外熱交換器２００から流入する液冷媒、または暖房運転時に室内熱交換器３００から流入する液冷媒を、それぞれ減圧膨張し、さらにその冷媒の流量を制御する。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１０ 弁装置
１ ストレーナ
１Ａ フィルタ部
１Ｂ 固定金具
１Ｃ 金属パッキン
１１ 円筒部
１１ａ 小径部
１１ｂ 大径部
１２ ドーム部（底部）
３ 弁ハウジング
３１ 一次側継手
３２ 二次側継手
３３ 隔壁
３４ 主弁座
３４ａ 主弁ポート
４ シリンダケース
４１ ピストン室
４１ａ 内壁
５ ピストン弁
５ａ パイロットポート
５ｂ 導通路
５１ ピストン部
５２ シール部
５３ ピストンリング
６ 電磁駆動部
６１ プランジャチューブ
６２ 吸引子
６３ プランジャ
６３ａ ボス部
６３ｂ プランジャばね
６４ 電磁コイル
７ パイロット弁体
７ａ 嵌合溝
７ｂ ニードル部
７１ パイロット弁ばね
Ｘ 軸線
Ｌ 軸線
２０ 押圧治具
２ ストレーナ
２Ａ フィルタ部
２Ｂ 固定金具
２Ｃ 金属パッキン
２１ 円筒部
２１ａ 小径部
２１ｂ 大径部
２２ 平板部（底部）
３′ 弁ハウジング
３１′ 一次側継手
３２′ 二次側継手
１００ 電動弁
２００ 室外熱交換器
３００ 室内熱交換器
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機

Claims (8)

1. 管の内部に設置されて管内を流れる流体中の異物を捕捉するフィルタ部を備えたストレーナであって、
   前記フィルタ部は、前記管の軸線方向に延びる円筒部と、前記円筒部の一端側を塞ぐ底部と、を有して形成され、
   前記円筒部における前記軸線方向の少なくとも一部には、当該円筒部の直径よりも径方向内側に変形した小径部と、当該円筒部の直径よりも径方向外側に変形した大径部と、が設けられていることを特徴とするストレーナ。
2. 前記小径部は、径方向外側から前記円筒部の一部を内方に押圧形成されたものであり、前記大径部の外径は、前記管の内径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のストレーナ。
3. 前記小径部は、径方向に対向する２箇所に設けられ、前記大径部は、径方向に対向する２箇所に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のストレーナ。
4. 前記フィルタ部の前記底部は、前記軸線方向に突出したドーム状に形成されるとともに、前記円筒部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のストレーナ。
5. 前記フィルタ部の前記底部は、前記円筒部の一端部が折り畳まれて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のストレーナ。
6. 前記フィルタ部を構成する金網の接合部は、スポット溶接により接合されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のストレーナ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のストレーナを備えたことを特徴とする弁装置。
8. 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項７に記載の弁装置が、電動弁、膨張弁、、電磁弁、調整弁、逆止弁の少なくとも一つとして用いられていることを特徴とする冷凍サイクルシステム。

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