电动阀以及冷冻循环的制作方法

本发明涉及对空调机、冷冻机等的冷冻回路的制冷剂等流体的流量进行控制的电动阀以及冷冻循环。

背景技术：

以往，作为电动阀，例如具有日本特开2013－234726号公报(专利文献1)所公开的电动阀。该电动阀是用针阀对阀口进行开闭来对制冷剂的流量进行控制的电动阀，是使阀口的制冷剂的流动稳定化、抑制二次接头管的振动等而降低噪音的装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－234726号公报

技术实现要素：

在电动阀中，利用阀口与针阀之间的节流部来发挥对制冷剂节流的作用，但通过了该节流部后的制冷剂产生气蚀，针阀因该气蚀的破裂而微振动，存在该振动传递到转子轴等并产生杂音的情况。另外，针阀因该微振动而与阀口反复碰撞，存在阀口(阀座部件)磨损的情况。这种针阀的振动也因制冷剂的流动而产生。

本发明的课题是提供一种电动阀以及冷冻循环，其能够抑制针阀的振动，防止针阀与阀口反复碰撞或产生杂音。

方案1的电动阀相对于以与阀室连通的方式形成于阀座部件的阀口，从上述阀室侧插通利用电动部进退的阀芯的针阀，利用该阀口与该针阀的间隙对通过该阀口的流体的流量进行流量控制，上述电动阀的特征在于，上述阀芯的至少一部分位于比上述阀口与该阀芯的节流部更靠与上述阀室相反侧，具备利用从上述阀口流动的流体的力对该阀芯向该阀口的轴线的一侧施力的施力机构。

方案2的电动阀根据方案1所述的电动阀，其特征在于，上述施力机构由上述阀芯的绕上述轴线非旋转对称的非对称形状部构成。

方案3的电动阀根据方案1所述的电动阀，其特征在于，上述施力机构由形成于阀座部件的绕上述轴线非旋转对称的非对称形状部构成，该阀座部件形成上述阀口。

方案4的电动阀根据方案1所述的电动阀，其特征在于，上述施力机构由环状部件构成，该环状部件配置于上述阀口的与上述阀室相反侧，具有绕上述轴线非旋转对称的非对称形状部。

方案5的电动阀根据方案2所述的电动阀，其特征在于，上述非对称形状部是形成于上述针阀的前端的切口部。

方案6的电动阀根据方案3所述的电动阀，其特征在于，上述非对称形状部是沉孔部，该沉孔部在上述阀口的与上述阀室相反侧形成于相对于上述轴线偏靠一侧的位置。

方案7的电动阀根据方案3所述的电动阀，其特征在于，上述非对称形状部是形成于上述阀座部件的上述阀口侧的放泄槽。

方案8的冷冻循环的特征在于，具备：对作为流体的制冷剂进行压缩的压缩机、室内换热器、室外换热器、流路切换阀、以及在上述室外换热器与上述室内换热器之间使制冷剂膨胀而减压的方案1～7任一项中所述的电动阀。

发明的效果如下。

根据方案1的电动阀，由于施力机构使通过阀口后的流体的流动产生的力相对于阀芯(以及针阀)非对称地作用于阀口的轴线的两侧，因此阀芯向与阀口的轴线交叉的方向施力，能够抑制阀芯的振动。其结果，能够防止针阀与阀口(或者阀座)反复碰撞，不会产生杂音(碰撞音)，得到静音性。另外，能够防止阀口而导致流量特性变化。

根据方案2、5的电动阀，通过设定阀芯的形状，从而得到与方案1相同的效果。

根据方案3、6、7的电动阀，通过设定阀座部件的形状，从而得到与方案1相同的效果。

根据方案4的电动阀，通过配置环状部件，从而得到与方案1相同的效果。

根据方案8的冷冻循环系统，得到与方案1～7相同的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电动阀的纵剖视图。

图2是第一实施方式中的阀芯的放大图。

图3是表示第一实施方式中的阀芯的变形例的放大侧视图以及仰视图。

图4是本发明的第二实施方式的电动阀的纵剖视图。

图5是表示第二实施方式中的阀座部的放大剖视图以及仰视图。

图6是本发明的第三实施方式的电动阀的纵剖视图。

图7是表示第三实施方式中的环状部件的放大剖视图以及俯视图。

图8是本发明的第四实施方式的电动阀的纵剖视图。

图9是表示第四实施方式中的阀座部的放大剖视图。

图10是本发明的实施方式的冷冻循环的概要结构图。

图中：1—阀壳，1A—阀室，21—第一接头管，22—第二接头管，11—阀座部件，111—沉孔部(施力机构)，112—放泄槽(施力机构)，12—阀口，13—锥形面，3—支撑部件，4—阀架，5—阀芯，51—针阀，511—切口部(施力机构)，52—针阀，53—圆柱部，54—凸起部(施力机构)，541—D形切割面，55—针阀，6—步进马达(电动部)，7—环状部件(施力机构)，71—开口，72—壁部，10—电动阀，20—室内换热器，30—室外换热器，40—压缩机，50—流路切换阀，100—冷冻循环，L—轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的电动阀的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的电动阀的纵剖视图。此外，以下的说明中的“上下”的概念与图1的图面中的上下相对应。

该电动阀具有由不锈钢等形成为圆筒形状的阀壳1，阀壳1在其内侧形成有阀室1A。在阀壳1的外周一侧连接有与阀室1A导通的第一接头管21。另外，在阀壳1的从下端向下方延伸的筒状部1a连接有第二接头管22，并且在该第二接头管22的阀室1A侧嵌合例如不锈钢制的阀座部件11。

在阀座部件11形成有在其内侧与阀室1A连通的阀口12、和从该阀口12扩径至第二接头管22而延伸的锥形面13。阀口12是以轴线L为中心的剖面形状为圆形的形状，阀室1A和第二接头管22经由该阀口12以及锥形面13而能够导通。此外，第一接头管21、第二接头管22以及阀座部件11通过硬钎焊等而紧固于阀壳1。

在阀壳1的与筒状部1a相反侧的上部安装有支撑部件3。支撑部件3具有：合成树脂制的大致圆柱状的架部31；以及通过嵌入成形而一体地设于该架部31的偏靠阀壳1的端部的不锈钢制的固定金属零件32。支撑部件3通过固定金属零件32而紧固于阀壳1的上端。

在支撑部件3形成有在轴线L方向上较长的导向孔3a，圆筒状的阀架4以能够沿轴线L方向滑动的方式嵌合于该导向孔3a。阀架4设为与阀室1A同轴，在该阀架4的下端部紧固有阀芯5，该阀芯5在端部具有针阀51。另外，在阀架4内，以能够沿轴线L方向移动的方式设有弹簧支架41，在弹簧支架41和阀芯5之间，以赋予预定的载荷的状态安装有压缩螺旋弹簧42。

在阀壳1的上端，设有作为“电动部”的步进马达6。步进马达6具有圆筒形的外壳61，该外壳61通过焊接等而气密地固定于阀壳1。在外壳61内，以能够旋转的方式设于将外周部磁化为多极的磁性转子62，在该磁性转子62紧固有转子轴63。转子轴63的上端部以能够旋转的方式嵌合于从外壳61的顶部垂下的圆筒状的导向件64内。

另外，在外壳61的外周配设有定子线圈65，通过向该定子线圈65施加脉冲信号，从而磁性转子62与该脉冲数相应地旋转。并且，通过该磁性转子62的旋转，与磁性转子62一体的转子轴63旋转。此外，在导向件64的外周，设有针对磁性转子62的旋转限位机构66。

阀架4的上端部与步进马达6的转子轴63的下端部卡合，阀架4以通过转子轴63而能够旋转地悬挂的状态被支撑。另外，在转子轴63形成有外螺纹部63a，该外螺纹部63a与形成于支撑部件3的内螺纹部3b螺纹结合。

通过以上的结构，转子轴63伴随磁性转子62的旋转而沿轴线L方向移动。通过伴随该旋转的转子轴63的轴线L方向移动，阀芯5与阀架4一起沿轴线L方向移动。并且，阀芯5在针阀51的部分增加阀口12的开口面积，对从第一接头管21流向第二接头管22、或者从第二接头管22流向第一接头管21的制冷剂的流量进行控制。这样，阀口12和针阀51的间隙构成对制冷剂节流的“节流部”。并且，阀芯5的至少一部分位于比该阀口12和阀芯5的节流部更靠与阀室1A相反侧。

如图2所示，在阀芯5的针阀51的前端形成有切口部511。该切口部511仅形成于轴线L的一侧。即、阀芯5的具有该切口部511的针阀51成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，在制冷剂从第一接头管21流向第二接头管22时，通过了阀口12的制冷剂的流动产生的力相对于阀芯5(针阀51)非对称地作用于阀口12的轴线L的两侧(在图1中为左右侧)。这样，针阀51的前端的切口部511构成“施力机构”。

在该第一实施方式中，在制冷剂从第一接头管21流向第二接头管22时，通过切口部511侧的制冷剂的流量变多，因此在阀芯5的成为非对称的部分的左右方向使流体压力产生压力差，相对于阀芯5向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够抑制阀芯5以及阀架4的振动。其结果，能够防止针阀51与阀座部件11反复碰撞，不会产生杂音，得到静音性。另外，能够防止阀口12磨损而导致流量特性发生变化。

图3是表示阀芯的变形例的放大侧视图(图3(A))以及仰视图(图3(B))。该阀芯5具有：角度比第一实施方式的针阀51敞开的针阀52；形成于针阀52的端部的圆柱部53；以及形成于圆柱部53的端部的凸起部54。阀口12和针阀52的间隙构成对制冷剂进行节流的“节流部”。并且，阀芯5的至少作为其一部分的凸起部54位于比该阀口12和阀芯5的节流部更靠与阀室1A相反侧。

在凸起部54的一部分形成有以与轴线L平行的面切断而成的D形切割面541。即、阀芯5的该D形切割面541的部分成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，在制冷剂从第一接头管21流向第二接头管22时，通过了阀口12的制冷剂的流动产生的力相对于阀芯5非对称地作用于阀口12的轴线L的两侧(在图3(A)中为左右侧)。这样，凸起部54构成“施力机构”。在该变形例中，凸起部54的D形切割面541侧的制冷剂的流量变多，因此在凸起部54的产生非对称的部分的左右方向使流体压力产生压力差，力相对于阀芯5作用于一方侧(与轴线L交叉的方向)。由此，与第一实施方式相同地能够抑制阀芯5以及阀架4的振动，得到与第一实施方式相同的效果。

图4是第二实施方式的电动阀的纵剖视图，图5是第二实施方式中的阀座部件的放大剖视图(图5(A))以及仰视图(图5(B))。在该第二实施方式中，与第一实施方式较大的不同在于阀芯5和阀座部件11的结构。以下，在第二至第四实施方式中，对于与第一实施方式相同的要素以及对应的要素标注相同符号并省略重复的说明。

首先，阀芯5是没有第一实施方式中的针阀51的切口部511的形状，具有通常的形状的针阀55。该第二实施方式中的阀座部件11在锥形面13的一侧形成有以局部圆柱状穿过的沉孔部111。即、阀座部件11的沉孔部111在阀口12的与阀室1A相反侧形成于相对于轴线L偏向一侧的位置。并且，该沉孔部111成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。

由此，制冷剂从第一接头管21流向第二接头管22时，通过了阀口12的制冷剂的流动产生的力相对于阀芯5非对称地作用于阀口12的轴线L的两侧(在图4中为左右侧)。这样，沉孔部111构成“施力机构”。并且，在该第四实施方式中，由于通过沉孔部111侧的制冷剂的流量变多，因此在阀座部件11的成为非对称的部分的左右方向使流体压力产生压力差，力相对于阀芯5(针阀55)作用于一方侧(与轴线L交叉的方向)。由此，能够抑制阀芯5以及阀架4的振动，得到与第一实施方式相同的效果。

图6是第三实施方式的电动阀的纵剖视图，图7是表示第三实施方式中的环状部件的图。图7(A)是环状部件的剖视图，图7(B)是环状部件的俯视图。此外，在图7(A)中用点划线图示阀座部件11以及阀芯5。在该第三实施方式中，与第一实施方式较大的不同方面在于，在阀座部件11和第二接头管22之间具备环状部件7。阀座部件11仅高度与第一实施方式不同，在具有阀口12和锥形面13方面与第一实施方式相同。另外，阀芯5与第二实施方式相同。

如图7所示，环状部件7具有直径比阀座部件11的锥形面13的最大直径小的开口71。开口71呈马蹄形的形状，在与该马蹄形的直线对应的部分具有向轴线L侧鼓出的壁部72。该环状部件7的壁部72在阀口12的与阀室1A相反侧形成于相对于轴线L偏靠一侧的位置，环状部件7成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。

由此，在制冷剂从第一接头管21流向第二接头管22时，通过阀口12后的制冷剂的流动产生的力相对于阀芯5非对称地作用于阀口12的轴线L的两侧(在图6中为左右侧)。这样，环状部件7构成“施力机构”。并且，在该第三实施方式中，通过环状部件7的开口71的制冷剂的流量在与壁部72相反侧变多，在环状部件7的成为非对称的部分的左右方向使流体压力产生压力差，力相对于阀芯5作用于一方侧(与轴线L交叉的方向)。由此，能够抑制阀芯5以及阀架4的振动，得到与第一实施方式相同的效果。

图8是第四实施方式的电动阀的纵剖视图，图9是第四实施方式中的阀座部件的放大剖视图。此外，在图9中用点划线图示阀芯5。在该第四实施方式中，与第一实施方式的较大不同是阀座部件11的形状，该第四实施方式中的阀芯5与第二实施方式相同。

如图9所示，在阀座部件11，且在阀口12的一个部位形成有放泄槽112。即、在该第四实施方式中，阀座部件11的放泄槽112成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，在制冷剂从第一接头管21流向第二接头管22时，通过了阀口12的制冷剂的流动产生的力相对于阀芯5非对称地作用于阀口12的轴线L的两侧(在图8中为左右侧)。这样，放泄槽112构成“施力机构”。并且，在该第四实施方式中，由于通过放泄槽112侧的制冷剂的流量变多，因此在阀口12的成为非对称的部分的左右方向使流体压力产生压力差，力相对于阀芯5作用于一方侧(与轴线L交叉的方向)。由此，能够抑制阀芯5以及阀架4的振动，得到与第一实施方式相同的效果。

图10是实施方式的冷冻循环的概要结构图。该冷冻循环100用于室内空气调节器等空调机。在图10中，符号10是作为各实施方式的节流装置的电动阀，符号20是室内换热器，符号30是室外换热器，符号40是压缩机，符号50是流路切换阀。此外，室内换热器20设于室内单元内，电动阀10、室外换热器30、压缩机40、以及流路切换阀50设于室外单元内。

冷冻循环100的流路通过流路切换阀50切换为“制冷模式”以及“制热模式”这两条流路。在制冷模式中，如图10中实线箭头所示，由压缩机40压缩的制冷剂从流路切换阀50流入室外换热器30，并流入电动阀10。并且，制冷剂在电动阀10膨胀，流入室内换热器20。流入到该室内换热器20的制冷剂经由流路切换阀50而流入压缩机40。在该制冷模式中，室外换热器30作为冷凝器发挥功能，室内换热器20作为蒸发器发挥功能，进行室内的制冷。

另一方面，在制热模式中，如图10中虚线箭头所示，由压缩机40压缩的制冷剂从流路切换阀50流入室内换热器20，并流入电动阀10。并且，制冷剂在电动阀10膨胀，以室外换热器30、流路切换阀50、压缩机40的顺序循环。在该制热模式中，室外换热器30作为蒸发器发挥功能，室内换热器20作为冷凝器发挥功能，进行室内的制热。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体的结构并不限于这些实施方式，不脱离本发明的主旨的范围的设计的变更等均包含于本发明。