空心提升阀的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在从提升阀的伞部朝向轴部形成的空心部中装填有冷却材料的空心提升阀，特别涉及阀伞部的大径空心部与阀轴部的小径空心部连通的空心提升阀。
【背景技术】
[0002]在下述专利文献1、2等中，记载有从在轴端部一体地形成有伞部的提升阀的伞部到轴部形成有空心部、将热传导率比阀的母材高的冷却材料(例如金属钠，熔点约98°C )与惰性气体一起装填在空心部中的空心提升阀。
[0003]阀的空心部从伞部内延伸到轴部内，由于相应地能够将许多量的冷却材装填到空心部中，所以能够提高阀的热传导性(以下称作阀的热散逸效果)。
[0004]S卩，燃烧室通过发动机的驱动成为高温，但如果燃烧室的温度过高，则会发生爆燃而不能得到规定的发动机输出，带来燃耗的恶化(发动机的性能的下降)。所以，为了降低燃烧室的温度，作为使在燃烧室中产生的热经由阀积极地热传导的方法(提高阀的热散逸效果的方法)，提出了将冷却材料与惰性气体一起装填到空心部中的各种空心阀。
[0005]专利文献1:W02010/041337
[0006]专利文献2:日本特开2011 — 179328
【发明内容】
[0007]在以往的装有冷媒的空心提升阀中，伞部内的圆盘状大径空心部和轴部内的直线状小径空心部间的连通部由平滑的曲线区域(内径逐渐变化的过渡区域)构成，但由于该连通部是平滑地连续的形状，在阀的开闭动作(阀的向轴向的往复动作)时，冷却材料(液体)能够与封入气体一起在大径空心部与小径空心部间顺畅地移动，可以想到阀的热散逸效果会提尚。
[0008]然而，在现有技术中，由于冷却材料(液体)能够配合阀的开闭动作在大径空心部与小径空心部间顺畅地移动，所以空心部内的冷却材料(液体)的上层部、中层部、下层部不被搅拌，在相互保持着上下关系不变的状态下在轴向上移动。
[0009]因此可知，距热源较近侧的冷却材料下层部的热没有被积极地向冷却材料中层部、上层部传递，没有充分发挥热散逸效果(热传导性)。
[0010]所以，发明人想到，利用在阀的开闭动作(轴向的往复动作)时作用于冷却材料的惯性力，在大径空心部内的冷却材料中形成水平方向的回旋流(以下将水平方向的回旋流称作涡流)。
[0011]S卩，可以想到，在阀的开闭动作(轴向的往复动作)时，空心部内的冷却材料通过惯性力在上下方向上移动，但例如如果在大径空心部的底面上设置具备涡流形成用的倾斜面(在周向上对被惯性力向下方推压的冷却材料进行引导的倾斜面)的凸部，则随着阀的开闭动作、特别是开阀动作，大径空心部内的冷却材料被向涡流形成用的倾斜面推压，沿着该倾斜面发生朝向周向的流动，在冷却材料的下层部形成涡流，冷却材料被搅拌，热散逸效果提尚。
[0012]本发明是鉴于上述现有技术的问题及发明人的认识而做出的，其目的是提供一种通过随着阀的开闭动作而在阀伞部内的大径空心部的冷却材料中形成的涡流将空心部内的冷却材料搅拌而改善热散逸效果的空心提升阀。
[0013]为了达到上述目的，在有关本发明(技术方案I)的空心提升阀中，一种从在轴部的一端侧一体地形成了伞部的提升阀的伞部到轴部形成有空心部，在上述空心部中，与惰性气体一起装填有冷却材料的空心提升阀，构成为，
[0014]上述空心部具备上述阀伞部内的大径空心部、和连通到该大径空心部的中央部的上述阀轴部内的直线状的小径空心部；
[0015]在上述大径空心部的底面或顶面上，在周向上大致等间隔地设有具备朝向周向倾斜的倾斜面的涡流形成用的凸部，随着上述阀的开闭动作，在上述大径空心部内的冷却材料中绕上述阀的中心轴线形成涡流。
[0016](作用)通过随着阀的开闭动作(轴向的往复动作)而在空心部内的冷却材料上作用惯性力，冷却材料在空心部内沿轴向移动。并且，当阀从闭阀状态向开阀状态转变时(阀下降时)，如图4(a)所示，在空心部内的冷却材料(液体)作用朝上的惯性力，冷却材料(液体)朝向大径空心部的顶面移动，在大径空心部的顶面上设有涡流形成用的凸部的情况下，如图3所示，通过冷却材料被该凸部的倾斜面推压而发生沿着该倾斜面的流动(朝向作为倾斜面倾斜的方向的周向的流动)F32，在大径空心部内的冷却材料的上层部形成涡流 F30o
[0017]另一方面，当阀从开阀状态向闭阀状态转变时(阀上升时)，如图4(b)所示，在空心部内的冷却材料(液体)作用朝下的惯性力，冷却材料(液体)朝向大径空心部的底面移动，在大径空心部的底面上设有涡流形成用的凸部的情况下，如图3所示，通过冷却材料被该凸部的倾斜面推压而发生沿着该倾斜面的流动(朝向作为倾斜面倾斜的方向的周向的流动)F22，在大径空心部内的冷却材料的下层部形成涡流F20。
[0018]这样，随着阀的开闭动作(轴向的往复动作)，在大径空心部内的冷却材料的上层部或下层部形成涡流，对大径空心部内的冷却材料的至少上层部或下层部进行积极地搅拌，利用大径空心部内的冷却材料进行的热传递变得活跃。
[0019]详细地讲，如果重复阀的开闭动作(轴向的往复动作)，则空心部内的冷却材料成为与惰性气体的混合状态，在大径空心部内，通过随着阀的开闭动作形成的涡流而在周向上旋转，在小径空心部内也如被大径空心部内的冷却材料牵引那样在向同向旋转。并且，由于作用于大径空心部内的冷却材料的离心力比作用于小径空心部内的冷却材料的离心力大，所以如图2所示，小径空心部内的冷却材料与惰性气体一起一边朝向压力相对较低的大径空心部形成漩涡F40 —边被吸入。
[0020]结果，第I，冷却材料从小径空心部向大径空心部流入，促进空心部内的冷却材料的搅拌。
[0021]第2，小径空心部内的冷却材料的液面水平(最高点)相对地上升，冷却材料与小径空心部形成壁的接触面积增加，提高了阀轴部的热传递效率。
[0022]在技术方案2中，在技术方案I所记载的空心提升阀中，构成为，在上述大径空心部的底面及顶面上，分别设有上述涡流形成用的凸部，并且构成为，使上述底面侧的凸部的倾斜面的倾斜方向和上述顶面侧的凸部的倾斜面的倾斜方向在周向上为相同朝向。
[0023](作用)大径空心部内的冷却材料通过随着阀的开闭动作形成的涡流在周向上旋转，但由于在阀下降时在冷却材料的上层部形成的涡流与在阀上升时在冷却材料的下层部形成的涡流的周向的朝向分别相同，所以随着阀的开闭动作(轴向的往复动作)，将大径空心部内的冷却材料整体向同方向积极地搅拌，利用大径空心部内的冷却材料进行的热传递变得更加活跃。
[0024]详细地讲，大径空心部内的冷却材料通过由阀的下降动作形成的涡流在周向上旋转，通过由阀的上升动作形成的涡流而向周向的旋转被加速，即，在空心部内的冷却材料存在旋转的趋势，所以小径空心部内的冷却材料与惰性气体一起一边朝向压力相对较低的大径空心部形成漩涡一边被可靠地吸入。
[0025]因此，第1，冷却材料从小径空心部向大径空心部可靠地流入，空心部内的冷却材料的搅拌被进一步促进。
[0026]第2，小径空心部内的冷却材料的液面水平(最上点)相对地进一步上升，冷却材料与小径空心部形成壁的接触面积进一步增加，阀轴部的热传递效率进一步提高。
[0027]在技术方案3中，在技术方案I或2所记载的空心提升阀中，构成为，上述涡流形成用的凸部从上述大径空心部的外周面离开规定距离地设置，在该涡流形成用的凸部的外周形成沿着大径空心部的外周面的圆环状的流路，并且上述凸部的倾斜面朝向上述流路倾斜。
[0028](作用)随着阀的开闭动作(轴向的往复动作)发生的、沿着涡流形成用的凸部的倾斜面的流动(朝向作为倾斜面倾斜的方向的周向的流动)不会与在周向上相邻的涡流形成用的凸部干渉，而是被沿着大径空心部的外周面的圆环状的流路引导，在大径空心部内的冷却材料的下层部或上层部顺畅地形成异能者大径空心部的外周面的涡流。
[0029]另外，大径空心部的底面通常由接合在划分成大径空心部的顶面及外周面的伞部外壳的凹部(的开口侧内周面)上的圆盘形状的帽构成，但容易通过锻造、切削、熔接等将涡流形成用的凸部一体化到与伞部外壳分体的帽上。
[0030]在技术方案4中，在技术方案I?3中任一项所记载的空心提升阀中，构成为，上述大径空心部构成为具备大致仿形于上述阀伞部的外形的锥形状的外周面的圆锥台形状，并且设在上述阀轴部内的小径空心部以与上述圆锥台形状的大径空心部的顶面大致正交的方式连通，随着上述阀的开闭动作，至少在上述大径空心部内的冷却材料中绕上述阀的中心轴线形成滚流。
[0031](作用)空心部内的冷却材料随着阀的开闭动作(轴向的往复动作)而通过惯性力在空心部内沿轴向移动，但通过将大径空心部形成为大致圆锥台形状，通过冷却材料的移动在大径空心部内发生压力差，在大径空心部内的冷却材料中形成滚流。
[0032]详细地讲，当阀从闭阀状态向开阀状态转变时(阀下降时)，如图4(a)所示，在直线状的小径空心部内，冷却材料整体通过惯性力顺畅地向上方移动，而由于在与大径空心部的连通部形成有房檐状的环状台阶部15，所以在连通部的附近发生紊流F4(参照图5(a)) ο另一方面，在大径空心部内中，如图4(