节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统的制作方法

本发明涉及节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统。

背景技术：

在空调装置中的冷冻循环系统中，提出了代替作为节流装置的毛细管而具备差压式的节流装置。差压式的节流装置为了使压缩机根据外界温度而效率良好地动作，最佳地控制冷凝器出口与蒸发器入口之间的制冷剂的压力，并且在能够改变压缩机的转速的冷冻循环系统中，也从节能化的观点出发，最佳地控制与压缩机的转速对应的制冷剂的压力。节流装置例如在导入制冷剂的一端接合于与冷凝器连接的一次侧配管，在排出制冷剂的另一端接合于与蒸发器连接的二次侧配管。

例如，如专利文献1所述，差压式的节流装置具备在与制冷剂的通路连接的阀体的内侧固定的筒状的外壳。该外壳具有制冷剂入口及制冷剂出口。外壳在制冷剂入口具有与阀孔及固定节流孔连通的过滤器。固定节流孔经由外壳的外周部与阀体的内周部之间而与制冷剂出口及阀体的下游侧出口连通。由此，即使在后述的阀芯落座于阀座而阀孔为闭合状态的情况下，融入制冷剂的压缩机用润滑油也以压缩机动作所需的最小的流量(排泄量)从制冷剂入口流到阀体的下游侧出口。

在外壳的阻尼室能够移动地配置有与阀芯连结的轴及活塞。轴及活塞受弹簧施力，弹簧配置于活塞内，以使阀芯的前端相对于阀座形成闭合状态的方式施力。弹簧的作用力通过旋入外壳的端部的调整螺钉调整。上述的阀芯的前端面形成为大致圆锥面，以与形成于阀孔的开口端周缘的阀座抵接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－138812号公报

技术实现要素：

如专利文献1所示，在通过上述的固定节流孔设定排泄量的情况下，设定好的排泄量在因各构成节流装置的零件的制造误差而产生了偏差时，存在为了将排泄量调整为合适的量而必须更换外壳的情况。另外，在万一未被过滤器捕捉到的制冷剂中的异物堵住固定节流孔的情况下，也不容易去除该异物，必须更换外壳。而且，在万一阀芯向使阀孔成为闭合状态的方向移动的情况下，阀芯的大致圆锥面存在咬住在阀孔的开口端周缘形成的阀座的问题。

考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统，该节流装置能够调整排泄量，而且，即使在万一阀芯向使阀孔成为闭合状态的方向移动的情况下，也能够避免咬住阀芯的阀座。

为了实现上述的目的，本发明的节流装置的特征在于，具备：管主体，其接合于冷冻循环系统的配管，具有形成于比制冷剂流量调整部靠上游侧且导入制冷剂的一次室和形成于比制冷剂流量调整部靠下游侧且排出该制冷剂的二次室；阀座，其具有阀口，并划分一次室和二次室，且构成制冷剂流量调整部的一部分；针部件，其配置为能够与阀座的阀口接近或分离，具有对阀口的开口面积进行控制的尖细部，且构成制冷剂流量调整部的一部分；施力部件，其配置于在二次室内配置的施力部件支撑部与针部件之间，向接近阀座的阀口的方向对针部件施力；以及限位部件，其配置于管主体的一次室内，以在制冷剂的压力对针部件作用的力不超过施力部件的作用力的情况下，阀口的开口面积成为预定的值的方式，对所抵接的针部件的尖细部的前端部进行支撑，针部件的尖细部的前端部具有比针部件的尖细部的最小径部分的直径大的大径部。

限位部件也可以固定于朝向一次室侧延伸而与阀座形成为一体的圆筒部。

另外，本发明的节流装置的特征在于，具备：导管，其配置于供给制冷剂的配管，在两端具有与该配管内连通的开口端部；阀座，其形成于导管，且具有阀口；至少一个连通路，其与导管的阀座相邻地形成，使该导管的内周部和外周部连通；针部件，其配置为能够与阀座的阀口接近或分离，具有对该阀口的开口面积进行控制的尖细部；施力部件，其配置于针部件与导管的一方的开口端部之间，向接近阀座的阀口的方向对针部件施力；以及限位部件，其配置于针部件与导管的另一方的开口端部之间，以在制冷剂的压力对针部件作用的力不超过施力部件的作用力的情况下，在被施力部件施力的针部件的尖细部与阀口的周缘之间产生间隙的方式，对所抵接的针部件的尖细部的前端部进行支撑，针部件的尖细部的前端部具有比针部件的尖细部的最小径部分的直径大的大径部。限位部件也可以一部分或者全部由多孔材料形成，另外，导管也可以隔开预定间隔而配置在具有比导管的外径大的内径的管主体的内周部。

而且，本发明的冷冻循环系统的特征在于，具备蒸发器、压缩机以及冷凝器，上述的任一节流装置设置于在冷凝器的出口与蒸发器的入口之间配置的配管。

根据本发明的节流装置及具备该节流装置的冷冻循环系统，具备限位部件，其配置于管主体的一次室内，以在制冷剂的压力对针部件作用的力不超过施力部件的作用力的情况下，阀口的开口面积成为预定的值的方式，对所抵接的针部件的尖细部的前端部进行支撑，针部件的尖细部的前端部具有比阀口的内径小且比针部件的尖细部的最小径部分的直径大的大径部，因此能够调整排泄量，而且，即使在万一阀芯向使阀孔成为闭阀状态的方向移动的情况下，也能够避免阀芯咬住阀座。

附图说明

图1是局部放大表示本发明的节流装置的一例的主要部分的局部剖视图。

图2是概要性表示具备本发明的节流装置的一例的冷冻循环系统的一例的结构的图。

图3是表示在图2所示的例中使用的弹簧部件的立体图。

图4是局部放大表示本发明的节流装置的一例的主要部分的局部剖视图。

图5是表示图1所示的例中的节流部的与差压相对应的流量特性的特性图。

图6是表示图1所示的例中的限位部件的另一例的局部剖视图。

图7是表示本发明的节流装置的另一例的结构的剖视图。

图8是图7所示的例的用于动作说明的剖视图。

具体实施方式

图2表示应用于冷冻循环系统的一例的本发明的节流装置的一例的结构。

如图2所示，节流装置例如配置于冷冻循环系统的配管中的冷凝器6的出口与蒸发器2的入口之间。节流装置在后述的管主体10的一端10e1接合于一次侧配管du1，在排出制冷剂的管主体10的另一端10e2接合于二次侧配管du2。一次侧配管du1连接冷凝器6的出口和节流装置，二次侧配管du2连接蒸发器2的入口和节流装置。如图2所示，在蒸发器2的出口与冷凝器6的入口之间，通过接合于蒸发器2的出口的配管du3和接合于冷凝器6的入口的配管du4连接有压缩机4。压缩机4受省略图示的控制部驱动控制。由此，冷冻循环系统中的制冷剂例如沿着图2所示的箭头循环。

节流装置构成为，作为主要的单元，含有：与上述的冷冻循环系统的配管接合的管主体10；固定于管主体10的内周部的导管18；与导管18的靠近一次侧配管du1的端部形成为一体且构成对制冷剂的流量进行调整的制冷剂流量调整部的阀座18v及针部件20；对针部件20向接近阀座18v的方向施力的盘簧16；支撑盘簧16的一端部的弹簧座部12；以及挡住后述的针部件20的大径部20ps的限位部件22。

具有预定的长度及直径的管主体10由例如铜制管或铝制管制作，在导入制冷剂的一端10e1接合于与冷凝器6连接的一次侧配管du1，在排出制冷剂的另一端10e2接合于与蒸发器2连接的二次侧配管du2。

在管主体10的内周部的与一端10e1分离预定距离的中间部固定有导管18的外周部。由利用铆接加工而得到的管主体10的下凹10ca1形成的突起陷入导管18的外周部，从而固定导管18。

导管18例如由铜制管、黄铜制管、或者铝制管、或者不锈钢管等制作，且在靠近管主体10的另一端10e2的端部具有弹簧座部12，在靠近管主体10的一端10e1的端部，在内周部具有限位部件22。由利用铆接加工而得到的导管18的下凹18ca1形成的突起陷入弹簧座部12的外周部，从而固定弹簧座部12。作为施力部件支撑部的弹簧座部12具有卡合盘簧16的一端的弹簧导向件12b。

另外，由利用铆接加工而得到的导管18的下凹18ca2形成的突起陷入限位部件22的外周部，从而限位部件22固定于内周部18a。限位部件22例如由使制冷剂能够通过的金属制的多孔材料或烧结金属作成圆柱状。限位部件22的两端面具有大致平坦的表面。在限位部件22的两端面中的一个端面抵接有后述的针部件20的大径部20ps。由此，混入制冷剂中的异物也被限位部件22捕捉。因此，无需在冷冻循环系统的配管设置过滤器等。

限位部件22不限于该例，例如，也可以入图6所示地，限位部件26包括由不锈钢等制作的圆柱体的芯部件26b和包围芯部件26b的外周部的圆筒部件26a。圆筒部件26a例如由金属制的多孔材料或烧结金属制作。此外，在图6中，对与图4所示的例中的结构单元相同的结构单元标注相同的符号来表示，省略其重复说明。

如图2所示，在弹簧座部12与限位部件22之间形成有使导管18的内周部与管主体10的内周部和导管18的外周部之间连通的第一连通孔18b、第二连通孔18c。第二连通孔18c的直径设定为比第一连通孔18b的直径大。

形成于导管18中的限位部件22与第二连通孔18c之间的阀座18v在内部中央部具有供后述的针部件20的尖细部20p插入的阀口18p。阀口18p具有预定的直径φd1，沿着阀座18v的中心轴线朝向一端10e1以逐渐扩展的方式形成。

针部件20例如由黄铜或不锈钢制作，包括：圆柱状的主体部20b；在主体部20b的面向阀座18v的端部形成的尖细部20p；以及在主体部20b的面向盘簧16的另一端的端部形成的突起状的弹簧导向部20d。

主体部20b与尖细部20p的结合部分面向第二连通孔18c。在针部件20的弹簧导向部20d卡合有盘簧16的另一端部。另外，在盘簧16的一端部卡合有弹簧导向部12b。在针部件20的弹簧导向部20d设有使针部件20的移动速度减速的弹簧部件24。如图3放大所示，弹簧部件24例如由薄板金属材料制作，具有与环状的固定片24a形成为一体的三张接触片24a、24b、24c。弹簧导向部20d插入固定片24a的孔24d。

三张接触片24a、24b、24c形成为沿着固定片24a的圆周方向以均匀的角度分离。由此，能够弹性位移的接触片24a、24b、24c的前端与导管18的内周面以预定的载荷滑接，从而对针部件20的移动速度进行减速。

如图1所示，具有预定的锥角的圆锥台状的尖细部20p在与阀口18p分离的位置具有底部，底部具有比阀口18p的直径φd1大的直径。在主体部20b与尖细部20p的底部之间的边界部分进行随着朝向尖细部20p的前端而外径变小的锥形加工。如上所述地，该锥形与第二连通孔18c相面对，进行倒角，以使通过了后述的节流部的流体容易流入第二连通孔18c。在尖细部20p的成为最小径的端部形成有预定长度的具有相同的直径的圆柱部。尖细部20p的从与阀口18p的开口端部对应的位置到上述圆柱部的长度设定为预定的长度l。由此，能够根据差压(一端10e1侧的制冷剂的入口压力与另一端10e2侧的制冷剂的出口压力的差)增大阀开度，而且，流体的流动紊乱小，因此，能够抑制在制冷剂通过时产生的声压级。

在朝向限位部件22延伸的尖细部20p的最前端部形成有大径部20ps，该大径部20ps具有比尖细部20p的圆柱部附近的直径大且比直径φd1稍小的直径φd2。大径部20ps的厚度设定为预定的值t。

在针部件20的尖细部20p的外周部的与阀口18p的开口端部对应的位置，配置成尖细部20p的外周部相对于阀口18p的开口端部的周缘形成预定的间隙。大径部20ps受与盘簧16的作用力和来自一次侧配管du1的制冷剂的压力的差对应的预定的压力而抵接于限位部件22的平坦面。如上所述，在针部件20的尖细部20p的外周部与阀口18v的开口端部的周缘分离的情况下，在针部件20的尖细部20p与阀口18v的开口端部之间形成节流部。节流部是指从阀口18v的周缘朝向尖细部20p的母线的垂线与尖细部20p的母线的交点距离阀口18v的边缘最近的部位(最窄部)。该垂线描绘的圆锥面的面积为节流部的开口面积。

由此，设定通过节流部的预定的排泄量。另外，针部件20的尖细部20p的大径部20ps抵接于限位部件22的平坦面，因此避免以下情况，即，对针部件20作用不期望的压力而针部件20的尖细部20p咬住阀座18v的阀口18p的开口端。

另外，基于盘簧16的作用力，设定针部件20的尖细部20p的外周部因差压(一端10e1侧的制冷剂的入口压力与另一端10e2侧的制冷剂的出口压力的差)而相对于阀口18v的开口端部的周缘进一步分离的分离开始时刻。盘簧16的弹簧常数设定为预定的值。

限位部件22的平坦面上的大径部20ps的接触面积以使面压减小的方式成为比尖细部20p的端部的截面积大，因此抑制针部件20的大径部20ps的磨损，难以引起排泄流量的经时变化。另外，在大径部20ps抵接于限位部22时，虽然在限位部22与大径部20ps的抵接面作用盘簧16的闭阀方向的作用力，但是因来自一次侧配管du1的制冷剂的压力与来自二次侧配管du2的制冷剂的压力的压力差，在尖细部20p也作用开阀方向的力，因此，由此也抑制针部件20的大径部20ps的磨损，由此也难以引起排泄流量的经年变化。

盘簧16的作用力的调整，即、与各制冷剂相应的盘簧16的基准高度(组装长度)的调整例如按照以下的顺序进行。其基准高度是指以成为与各制冷剂相应的针部件20的尖细部20p的上述预定的分离时刻的方式所设定的盘簧16的高度。

首先，在限位部件22固定于导管18的情况下，先将针部件20插入导管18的内周部。然后，使用盘簧等成为将针部件20推压至阀座18v的状态，之后，在将插入了限位部件22的导管18配置于例如以空气为流体的排泄流量测量装置/铆接装置(未图示)的状态下，以成为与目标排泄流量相等的空气流量的方式调整限位部件22相对于导管18的位置，然后将限位部件22铆接固定于导管18，从而排泄流量的调整完成。

然后，在弹簧座部12固定的情况下，在固定有限位部件22的导管18配置于例如以空气为流体的预定的性能测定/铆接装置(未图示)的情况下，基于施加预先规定的压力的状态下的空气流量的检测，调整弹簧座部12相对于导管18的位置，然后铆接固定弹簧座部12，从而盘簧16的弹簧长度的调整完成。

因此，由于无需进行调整盘簧16的弹簧长度的调整螺钉等，因此能够调整与各制冷剂相应的开阀开始压力，而且，能够简化节流装置的构造，降低制造成本。

如图2所示，在该结构中，在制冷剂的压力对针部件20作用的力超过盘簧16的作用力的情况下，在制冷剂通过一次侧配管du1而沿着箭头所示的方向供给的情况下，制冷剂的压力在管主体10的一端10e1、导管18的内周部18a、限位部件22、上述的节流部通过，从而减压，然后，制冷剂在第二连通孔18c、导管18的内周部18a与管主体10的内周部10a之间通过，从另一端10e2以预定的排泄量排出。

进一步地，在制冷剂的压力对针部件20作用的力超过盘簧16的作用力的情况下，通过限位部件22、上述的节流部而流动的制冷剂向从阀口18v的周缘进一步分离的方向按压针部件20。由此，如图5所示，制冷剂的流量q随着上述的差压dp增大，而与排泄量相比根据特性线la逐渐增加，例如在上述的差压dp成为预定的值pa(0.3mpa)、流量q成为预定的值ga(2升)以上时，随着差压dp增加，流量根据特性线la急剧增大。此外，图5表达与制冷剂的差压相对应的变化的特性线la，纵轴为上述的节流部的流量q，横轴为上述的制冷剂的差压dp。另外，虽然省略图示，但是特性线la存在因配管的压力损失等的影响而成为向下呈凸状的缓和的曲线的情况。

另外，图7表示应用于冷冻循环系统的一例的本发明的节流装置的另一例的结构。此外，在图7中，对与图2所示的例中的结构单元相同的结构单元标注相同的符号，省略其重复说明。

与图2所示的例同样地，节流装置配置于冷冻循环系统的配管中的冷凝器的出口与蒸发器的入口之间。节流装置在后述的管主体10′的一端10′e1接合于一次侧配管，在排出制冷剂的管主体10′的另一端10′e2接合于二次侧配管。

节流装置构成为，作为主要单元，含有：接合于上述的冷冻循环系统的配管的管主体10′；设于管主体10′的靠近一次侧配管的端部10′e1的内周部，且构成对制冷剂的流量进行调整的制冷剂流量调整部的阀座38及针部件20；对针部件20向接近阀座38的方向施力的盘簧28；支撑盘簧28的一端部，并且调整盘簧28的作用力的作用力调整用螺钉机构33；以及连结于阀座38而挡住针部件20的大径部20ps的限位部件32。

具有预定的长度及直径的管主体10′例如由铜制管或铝制管制作，在导入制冷剂的一端10′e1接合于与冷凝器连接的一次侧配管，在排出制冷剂的另一端10′e2接合于与蒸发器连接的二次侧配管。

如图7所示，在管主体10′的内周部中的与一端10′e1分离预定距离的中间部固定有阀座38的外周部。由利用铆接加工而形成的管主体10′的下凹10′ca1形成的突起咬住阀座38的外周部，从而固定阀座38。在管主体10′的比阀座38靠上游侧形成有对所插入的一次侧配管进行定位的下凹10′ca3。

阀座38在内部中央部具有供针部件20的尖细部20p插入的阀口38p。阀口38p具有预定的直径，沿着阀座38的中心轴线朝向一端10′e1以逐渐扩展的方式形成。在作为使形成阀座38的阀口38p的内周面延伸的圆筒部的圆筒状部的内螺纹部，限位部件32的外螺纹部旋入内螺纹部。圆柱状的限位部件32例如由不锈钢等制作，在共通的圆周上隔开预定的间隔地具有贯通孔32a。贯通孔32a沿着限位部件32的中心轴线而贯通。限位部件32的两端面具有大致平坦的表面。在限位部件32的两端面中的一端面抵接有针部件20的大径部20ps。

此外，限位部件32不限于该例，例如，也可以由复合体构成，该复合体包括由不锈钢等制作的圆柱体的芯部件和包围芯部件的外周部的圆筒部件。该圆筒部件例如也可以由金属制的多孔材料或烧结金属制作。由此，混入到制冷剂的异物也被限位部件32捕捉。因此，无需在冷冻循环系统的配管中设置过滤器等。

作用力调整用螺钉机构33构成为含有：固定于管主体10′的内周部且具有内螺纹部的调整螺钉支撑部31；以及卡合于盘簧28的另一端部的调整螺钉30。

调整螺钉30在外周部具有外螺纹部，在内侧中央部具有贯通孔30a。该外螺纹部嵌合于在管主体10′的内周部固定的调整螺钉支撑部31的内螺纹。调整螺钉支撑支持部31通过被由利用铆接加工而形成的管主体10′的下凹10′ca2形成的突起咬住而固定。在调整螺钉30的管主体10′的另一端10′e2侧的端部形成有卡合螺丝刀的前端的槽。由此，利用螺丝刀的前端转动调整螺钉30而进行输送，从而调整盘簧28的变形量，因此调整与制冷剂的设计压力相对应的盘簧28的作用力。即，将盘簧28的作用力调整成，在预定的差压(一端10′e1侧的制冷剂的入口压力与另一端10′e2侧的制冷剂的出口压力的差)时，针部件20的尖细部20p的位置成为针部件20的预定提升量的位置。

如上所述，在针部件20的尖细部20p的外周部与阀口38p的开口端部的周缘分离的情况下，在针部件20的尖细部20p与阀口38p的开口端部之间形成节流部。节流部是指从阀口38p的周缘朝向尖细部20p的母线的垂线与尖细部20p的母线的交点距离阀口38p的边缘最近的部位(最窄部)。该垂线描绘的圆锥面的面积为节流部的开口面积。

由此设定通过节流部的预定的排泄量。另外，针部件20的尖细部20p的大径部20ps抵接于限位部件32的平坦面，因此避免以下情况，即，向针部件20作用不希望的压力而针部件20的尖细部20p咬住阀座38的阀口38p的开口端。

另外，针部件20的尖细部20p的外周部因差压(一端10′e1侧的制冷剂的入口压力与另一端10′e2侧的制冷剂的出口压力的差)而相对于阀口38p的开口端部的周缘进一步开始分离的分离开始时刻基于盘簧28的作用力而设定。盘簧28的弹簧常数设定为预定的值。

限位部件32的平坦面的大径部20ps的接触面积以使面压减小的方式成为比尖细部20p的端部的截面积大，因此抑制针部件20的大径部20ps的磨损，难以引起排泄流量的经年变化。另外，在大径部20ps抵接于限位部32时，虽然在限位部32与大径部20ps的抵接面作用盘簧16的闭阀方向的作用力，但是因来自一次侧配管du1的制冷剂的压力与来自二次侧配管du2的制冷剂的压力的压力差，在尖细部20p也作用开阀方向的力，由此也抑制针部件20的大径部20ps的磨损，据此也难以引起排泄流量的经年变化。

如图7所示，在该结构中，在制冷剂的压力对针部件20作用的力不超过盘簧28的作用力的情况下，在制冷剂通过一次侧配管而沿着箭头所示的方向供给的情况下，制冷剂的压力在管主体10′的一端10′e1、限位部件32的贯通孔32a、上述的节流部通过，从而减压，然后制冷剂在弹簧24的接触片24a、24b、24c彼此间、管主体10′的内周部10′a、贯通孔30a通过，从另一端10′e2以预定的排泄量排出。

进一步地，在制冷剂的压力对针部件20作用的力超过盘簧28的作用力的情况下，如图8所示，通过限位部件22、上述的节流部而流动的制冷剂抵抗盘簧28的作用力，向从阀口38p的周缘进一步分离的方向按压针部件20。由此，如图5所示，制冷剂的流量q随着上述的差压dp增大，而与排泄量相比沿着特性线la逐渐增加，例如在上述的差压dp成为预定的值pa(0.3mpa)、流量q成为预定的值ga(2升)以上时，随着差压dp增加，流量沿着特性线la急剧增大。

因此，在该例中，也能够调整排泄量，而且，即使在万一阀芯向使阀孔形成闭合状态的方向移动的情况下，也能够避免阀芯咬住阀座。

在上述的图2、图6以及图7所示的例中，在朝向限位部件22、26及32延伸的尖细部20p的最前端部，大径部20ps与尖细部20p形成为一体，该大径部20ps具有比尖细部20p的圆柱部附近的直径大且比阀口的内径稍小的直径φd2，但不限于该例，例如，也可以在将大径部和尖细部20p独立地形成后，通过螺钉机构或接合而将大径部和尖细部20p形成一体。在这种情况下，能够将其大径部的直径设定为比阀口的内径大。而且，在上述的图2及图7所示的例中，大径部形成于尖细部20p的最前端，但不限于该例，例如，在限位部件的端面形成供针部件的最前端插入的凹部的情况下，针部件的大径部也可以在针部件的比最前端靠基部侧的位置以凸缘的方式形成。