JP4831808B2 - 膨張弁および空気調和機 - Google Patents
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Description
かかる課題において、従来の膨張弁には、特許文献1に記載される技術が知られている。従来の膨張弁は、高圧側の液冷媒を減圧膨張させる絞り通路穴の開口面積を調整するように変位する弁体と、絞り通路穴を通過した低圧側2相冷媒を蒸発器に送り込む低圧側2層冷媒通路とを備える膨張弁において、低圧側2相冷媒通路は、絞り通路穴側に位置する第1通路と、第1通路の冷媒流れ下流側に位置し、第1通路よりも通路断面積が大きい第2通路とを有しており、第1通路に、第2通路に向かって突出する突出部材を備えることを特徴とする。
本発明の第一実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
図1は、この実施形態にかかる膨張弁を示す断面図である。図2〜図4は、図1に記載した膨張弁の絞り部を示す部分拡大図である。図5は、図1に記載した膨張弁の適用例を示すシステム構成図である。
弁体部33が外部から膨張弁本体2内に摺動可能に挿入されると共に、弁通室R4を貫通し、先端部34が絞り部R3内に挿入されるように配置されている。
この弁体3は、例えば、ステッピングモータ(図示省略)により駆動されて軸方向に変位できる。
貫通孔24の内周面は、先端部34と対向する先端対向面25を構成している。
貫通孔24の径を膨張弁1の口径と称する。ここでは、口径として、例えば、1.8mmとされている。なお、口径はこれに限らず、例えば、2.4mm、3.0mm等種々の大きさがある。
膨張弁1では、絞り部R3の最狭部(流路断面積が最も狭くなる部分)が膨張弁本体2のシート面21、弁体3の先端部34のテーパ面(側面)31およびショルダー部35の周面であるショルダー面32により構成される(図2参照)。そして、弁体3が軸方向に変位すると、シート面21とテーパ面31、シート面21とショルダー面32との隙間が変化して流体の流路断面積が調整される。
図4(b)に示したように、この膨張弁1の全閉制御時には、シート面21と弁体3のショルダー面32とが接触して絞り部R3が封止される。このため、かかるショルダー面32は、弁体3の軸方向断面視にて、軸方向に対する傾斜角φがシート面21の傾斜角θに対して略等しく成るように構成されることが好ましい。
なお、この膨張弁1では、弁体3の径方向断面積S1(=πd2/4)と弁通室R4の径方向断面積S2(=πD2/4)との比S1/S2がS1/S2≧0.40であることが好ましい。これにより、弁通室R4内における流体の渦の成長が抑制されるので、絞り部R3にて発生する騒音がより効果的に低減される利点がある。
上記の膨張弁1(1A,1B)は、例えば、空気調和機10における冷媒(流体)の絞り機構として用いられる(図5参照)。
次に、本発明の第二実施形態について、図6を用いて説明する。
本実施形態にかかる膨張弁1は、弁体3の先端部34の構成が前述した第一実施形態のものと異なり、その他については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここでは相違する先端部34について説明し、その他については重複した説明を省略する。
なお、前述した第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
膨張弁(1A、1B)は、例えば、第一実施形態に示される空気調和機10における冷媒(流体)の絞り機構として用いられる(図5参照)。
図6は、この実施形態にかかる膨張弁1を示す断面図である。図7は、図6に記載した膨張弁の弁体3の先端部34を示す部分拡大図である。
溝4のピッチPは、少なくとも最大リフト時の半径方向の隙間よりも小さくなるように設定される。ここでは略0.5mmとされている。なお、ピッチPは、小さければ小さいほど良い。
また、溝4の深さはピッチPと略同程度とされている。
溝4におけるスパイラルの傾斜角θは、1周してピッチP分だけずれるように設定されている。なお、傾斜角θは、これに限らず適宜に設定すればよい。
したがって、通路R1から絞り部R3に流入する流体は、この凸部と凹部とに交互に作用されて絞り部R3に流入することとなる。
これにより、絞り部R3に流入する渦の大きさを小さくできるので、絞り部R3にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
このように、渦の発生段階でその大きさを小さくしているので、前述の第一実施形態との相乗効果により、絞り部R3にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
例えば、図8に示されるように、スパイラル状ではなく、それぞれが軸線方向に交差する方向に延在し、テーパ面31を囲繞する複数の溝4を、相互に略平行になるように設けてもよい。
また、断面形状についても、図9に示す半円形、図10に示す四角形等適宜な形状を用いることができる。
さらに、図11に示すように、先端部34を、先端に向かうほど径が小さくなる複数の円筒体が積み重なった状態、すなわち、階段状としてもよい。
すなわち、先端対向面25の略全面(図6に示す場所A)に、弁体3の軸線方向に交差する方向に延在する溝4を設ける。
このように構成することにより、絞り部R3に流入する流体は一層細かく分解されるので、発生する渦の大きさを一層低減させることができる。このため、絞り部にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
このように構成することにより、絞り部を通過した渦を分解し、強制的に小さくすることができるので、絞り部にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
2 膨張弁本体
21 シート面
23 本体対向面
25 先端部対向面
3 弁体
31 テーパ面
32 ショルダー面
34 先端部
4 溝
10 空気調和機
R1 高圧側通路
R2 低圧側通路
R3 絞り部
R4 弁通室
Claims (7)
- 膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、
前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法aおよび径方向の面取り寸法bが0.1mm以下であり、且つ、前記シート面の軸方向の面取り寸法aと径方向の面取り寸法bとの比a/bがa/b<1であることを特徴とする膨張弁。 - 弁の全閉時にて前記シート面と前記弁体のショルダー面とが接触して流体の絞り部が封止される構成において、
前記弁体の軸方向断面視にて、軸方向に対する前記ショルダー面の傾斜角φが前記シート面の傾斜角θに対して略等しく成るように構成される請求項1に記載の膨張弁。 - 前記弁体が挿通する弁通室が前記膨張弁本体内に形成されており、絞り部を通過した流体が前記弁通室内にて膨張する構成において、
前記弁体の径方向断面積S1と前記弁通室の径方向断面積S2との比S1/S2がS1/S2≧0.40である請求項1または2に記載の膨張弁。 - 前記弁体が挿通する弁通室が前記膨張弁本体内に形成されており、絞り部を通過した流体が前記弁通室内にて膨張する構成において、
前記弁体の曲げ固有値が可聴周波数領域以上である請求項1〜3のいずれか一つに記載の膨張弁。 - 前記弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の膨張弁。
- 前記弁体の本体側面、前記膨張弁本体の前記弁体の先端部に対向する先端対向面および前記膨張弁本体の前記弁体の本体側面に対抗する本体対向面の少なくとも1面に、前記弁体の軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の膨張弁。
- 請求項1〜6のいずれか一つに記載の膨張弁により作動冷媒の絞り機構が構成されることを特徴とする空気調和機。
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