节流装置以及冷冻循环的制作方法

本发明涉及设于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间且将由上述冷凝器冷凝后的制冷剂减压并送出至上述蒸发器的节流装置以及使用了该节流装置的冷冻循环。

背景技术：

以往，作为这种节流装置，例如有日本特开2008－138812号公报(专利文献1)所公开的装置。该以往的节流装置是阀开度根据冷凝器侧(一次侧)的制冷剂的压力与蒸发器侧(二次侧)的制冷剂的压力的差压而变化的装置。

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：

发明所要解决的课题

一般地，这种节流装置的阀芯根据一次侧的制冷剂的压力与二次侧的制冷剂的压力的差压而移动。因此，在从闭阀状态开始打开阀时，由于一次侧的压力急剧减少，从而阀芯向闭阀方向位移，但若阀芯向闭阀方向位移，则下次作用于阀芯的一次侧的压力增加，阀芯在此向开阀方向位移。这样，在开始打开阀时，阀芯追随差压的变化而反复进行开闭动作，因此产生阀芯的振动即跳动。因此，为了抑制该阀芯追随差压的变动，还考虑在阀芯与对该阀芯进行导向的部分之间给予滑动阻力。但是，该滑动阻力会使差压－流量特性产生迟滞，滑动阻力越大(越要抑制跳动)，该迟滞就越大。

本发明的课题是，在设于冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，且对利用上述冷凝器冷凝后的制冷剂进行减压并向上述蒸发器送出的节流装置中，抑制阀芯的跳动，并且使差压－流量特性减小迟滞。

用于解决课题的方案

方案1的节流装置是设置在冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，且对利用上述冷凝器冷凝后的制冷剂进行减压并向上述蒸发器送出的节流装置，其特征在于，具备：主体壳体，其构成与上述冷凝器连接的一次室和与上述蒸发器连接的二次室；阀座部件，其形成有阀口，且在上述主体壳体内配设在上述一次室与上述二次室之间；阀芯，其通过沿上述阀口的轴线进行移动而能够改变上述阀口的开度；导向面，其为与上述阀口的轴线平行的导向面，相对于上述阀座部件配置在上述二次室侧；弹簧部件，其对上述阀芯向上述阀口侧施力；以及导入路，其为上述阀芯的侧面与上述导向面的缝隙，供上述制冷剂从上述阀口侧流向上述阀芯的背压室，设置有叶片部件，该叶片部件是设置在上述阀芯和上述导向面的一方或另一方的叶片部件，使在从上述阀口侧流向上述背压室的制冷剂的流动的下游侧具有端部的叶片与上述阀芯和上述导向面的另一方或一方抵接，从而对上述阀芯和上述导向面的另一方或一方与上述叶片之间给予滑动阻力。

方案2的节流装置根据方案1所述的节流装置，其特征在于，上述叶片部件设于上述阀芯，通过使上述叶片与上述导向面抵接，来向上述导向面与上述叶片之间给予滑动阻力。

方案3的节流装置根据方案1所述的节流装置，其特征在于，上述叶片部件设于上述导向面，通过使上述叶片与上述阀芯的侧面抵接，来向上述阀芯与上述叶片之间给予滑动阻力。

方案4的节流装置根据方案1～3任一项中所述的节流装置，其特征在于，在上述叶片的端部具备曲面部，该曲面部与该叶片所抵接的对象点接触或者线接触。

方案5是一种冷冻循环，其特征在于，在冷凝器与蒸发器之间设置有方案1～4任一项中所述的节流装置。

发明的效果

根据方案1、2、3、5的发明，利用叶片部件的叶片的滑动阻力，能够在阀开始打开的低压区域抑制阀芯的跳动。另外，针对通过导入路而流向背压室的制冷剂的流动，叶片部件的叶片的端部处于下游侧，该叶片承受制冷剂的流体压力，因此在阀开始打开后的高压区域，叶片因制冷剂的流体压力而位移，滑动阻力变小，因此阀芯的动作灵敏地追随压力变化，差压－流量特性的迟滞变小。

根据方案4的发明，除了方案1的效果以外，在叶片的端部具备与叶片所抵接的对象点接触或者线接触的曲面部，因此在高压区域，能够减小叶片所抵接的对象侧与曲面部之间的滑动阻力，从而能够进一步减小差压－流量特性的迟滞。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的节流装置的纵剖视图、底剖视图以及剖视图。

图2是图1的主要部分放大图以及主要部分剖视图。

图3是本发明的第一实施方式的叶片部件的侧视图、仰视图以及立体图。

图4是本发明的实施方式的冷冻循环的简略结构图。

图5是表示本发明的实施方式的差压－流量特性的一例的图。

图6是本发明的第二实施方式的节流装置的纵剖视图。

图7是本发明的第二实施方式的节流装置的主要部分放大图。

图8是表示本发明的实施方式的叶片部件的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的节流装置的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的节流装置的纵剖视图(图1(a))，图2是图1的主要部分放大图以及主要部分剖视图，图3是第一实施方式中的叶片部件的侧视图、仰视图以及立体图，图4是实施方式的冷冻循环的简略结构图。此外，图1(b)是图1(a)中的a－a向视图，图1(c)是图1(a)中的b－b剖视图。另外，图2(b)是图2(a)的c－c向视图，省略螺旋弹簧的图示。

首先，对图4的冷冻循环进行说明。该冷冻循环构成例如空调机，具有压缩机100、冷凝器110、实施方式的节流装置10、粗滤器20、以及蒸发器120。由压缩机100压缩后的制冷剂供给至冷凝器110，由该冷凝器110冷凝后的制冷剂经由粗滤器20而被送到节流装置10。粗滤器20用于除去在冷冻循环中流动的制冷剂所含的异物，例如是80网眼～100网眼左右的过滤器。节流装置10如后文所述那样地使制冷剂膨胀、减压并送至蒸发器120。并且，在将冷冻循环作为空调机而构成的情况下，室内被该蒸发器120冷却，得到制冷的功能。由蒸发器120蒸发的制冷剂在压缩机100循环。

如图1所示，节流装置10具备由金属管构成的主体壳体1、金属制的阀座部件2、导向部件3、作为“阀芯”的针阀4、叶片部件5、弹簧座6、作为“弹簧部件”的螺旋弹簧7、以及限位部件8。此外，阀座部件2和导向部件3通过金属件的切削等而形成为一体。

主体壳体1是以轴线l为中心的圆筒状的形状，构成经由上述粗滤器20而与冷凝器110连接的一次室11和与上述蒸发器120连接的二次室12。阀座部件2一体地构成与主体壳体1的内表面匹配的大致圆柱形状的阀座部2a、和从阀座部2a下方向延伸的圆筒部2b。在阀座部2a的外周面的整周(绕轴线l的整周)形成有铆接槽2a1，通过在该铆接槽2a1的位置对主体壳体1进行铆接，从而阀座部件2(以及导向部件3)被固定于主体壳体1内。由此，阀座部件2配设在一次室11与二次室12之间。另外，在阀座部件2形成有以轴线l为中心的呈圆柱孔的阀口21，并且形成有从该阀口21至圆筒部2b内导通的直径较大的导通室22。

导向部件3是圆筒状的形状，从阀座部件2竖立设置在二次室12内，该导向部件3与主体壳体1的缝隙成为主体侧流路13。导向部件3具有以轴线l为中心的圆柱状的导向孔31，并且在与阀座部件2相邻的位置形成有将导向孔31与外部(二次室12)导通的敞开孔32。并且，在导向部件3的上方，形成有将导向孔31与外部(二次室12)导通的敞开孔33。并且，导向孔31的内周面成为圆筒状导向面31a。该圆筒状导向面31a与轴线l平行。

针阀4具有：前端部41a的端面大致平坦的圆锥状的针部41；在导向部件3的导向孔31内插通的插通部42；以及形成于插通部42的端部的凸起部43。如图1(c)所示，插通部42的与轴线l正交的面的剖面形状呈大致六棱柱的形状，该插通部42的六棱柱相邻的侧面彼此之间的宽度窄的面成为导向部42a。并且，通过导向部42a沿导向孔31的圆筒状导向面31a进行滑动，从而以沿轴线l进行移动的方式对针阀4进行导向。另外，由插通部42的六棱柱的侧面和导向孔31的圆筒状导向面31a包围的缝隙成为从阀口21侧的空间通往针阀4的背后的背压室44的导入路45。

如图2以及图3所示，叶片部件5是将具有嵌合孔51a的圆环状的固定座51和从固定座51的外周竖立设置的三枚叶片52形成为一体的构件。在叶片52的前端部形成有向外侧鼓出的作为“曲面部”的半球状接触部52a。叶片部件5通过将固定座51的嵌合孔51a填入针阀4的凸起部43并且被螺旋弹簧7按压而固定于针阀4。并且，叶片部件5的叶片52利用其弹性力来将半球状接触部52a按压于导向孔31的圆筒状导向面31a并与之滑动接触。在该例中，半球状接触部52a与圆筒条导向面31a点接触。由此，对圆筒状导向面31a与叶片52之间给予滑动阻力。

弹簧座6为大致圆柱状的形状，在其外周面的整周(绕轴线l的整周)形成有铆接槽6a。并且，通过在该铆接槽6a的位置对导向部件3进行铆接，从而弹簧座6固定于导向部件3内。螺旋弹簧7在导向孔31内经由叶片部件5而以压缩的状态配设在针阀4与弹簧座6之间。

限位部件8为大致圆柱状的形状，如图1(b)所示，在该限位部件8且在圆柱状部件的侧面形成有d形切割面81，一次室11经由该d形切割面81与圆筒部2b的缝隙而与阀座部件2的导通室22导通。另外，在限位部件8的d形切割面81以外的外周面(绕轴线l)形成有铆接槽8a。并且，通过在该铆接槽8a的位置对阀座部件2的圆筒部2b进行铆接，由此限位部件8固定于阀座部件4。

在图1的状态下，针阀4的针部41的前端部41a从阀口21向一次室11侧突出。该针部41的前端部41a的端面与限位部件8抵接。此外，通过限位部件8相对于阀座部2a的轴线l方向的位置的设定，从而即使在针部41的前端部41a的端面与限位部件8抵接的状态下，也可以在该针部41与阀口21之间形成缝隙即“节流孔”。

根据以上的结构，若来自冷凝器110的高压制冷剂流入一次室11，则一次室11的制冷剂从限位部件8与圆筒部2b的缝隙通过阀口21与针部41的缝隙(节流孔)而向导向孔31内流出。向该导向孔31流出的制冷剂被分流，一方的流动的制冷剂从导向部件3的敞开孔32流向主体侧流路13，另一方的流动的制冷剂通过导入路45而流入背压室44。主体侧流路13的制冷剂保持原状地流入二次室12，背压室44的制冷剂经由导向部件3的上方的敞开孔33而向二次室12流出。

由针阀4和圆筒状导向面31a包围的导入路45由于其截面面积较大，因此能够使制冷剂的流量较多。因此，混入制冷剂的异物被引导至该导入路45并流动。即、导入路45的间隙设定为比上述冷冻循环的粗滤器20的间隙(开孔)大。因此，能够尽量减小异物夹在针阀4的侧面的导向部42a与导向部件3的圆筒状导向面31a之间(间隙)的可能性。因此，没有针阀4被异物锁住的情况。

另外，针对通过导入路45而流向背压室44的制冷剂的流动，叶片部件5配置为，使叶片52的固定座51侧的根基部分处于上游侧，并使半球状接触部52a侧朝向下游侧延伸。由此，叶片52承受制冷剂的流体压力。在此，在作为阀的开始打开压力的低压区域，由于阀开度小，因此制冷剂的流量也少，叶片52承受的流体压力小。因此，半球状接触部52a利用叶片52的弹性力向圆筒状导向面31a施加的力也足够，能够增大该半球状接触部52a与圆筒状导向面31a之间的滑动阻力。因此，在作为低压区域的阀的开始打开时，能够利用滑动阻力来抑制针阀4的跳动。

另一方面，在阀开始打开后的高压区域，阀开度较大，制冷剂的流量也变多，叶片52承受的流体压力较大。该流体压力作用于使叶片52(半球状接触部52a)远离圆筒状导向面31a的方向，因此使半球状接触部52a向筒状导向面31施加的力减少，该半球状接触部52a与圆筒状导向面31a之间的滑动阻力变小。由此，在高压区域，针阀4的动作灵敏地追随压力变化。因此，差压－流量特性的迟滞变小。另外，在该实施方式中，由于半球状接触部52a与圆筒状导向面31a点接触，因此滑动阻力较小，差压－流量特性的迟滞能够进一步变小。此外，也可以代替半球状接触部52a而为纵长的圆顶状的“曲面部”，并使该曲面部与圆筒状导向面31a抵接。该情况下，也可以使纵长的圆顶状的曲面部与圆筒状导向面31a线接触。

图5是表示实施方式中的差压－流量特性的一个例子的图，实线表示一次侧的压力上升的升压时的流量，虚线表示一次侧的压力下降的降压时的流量。如图所示，在低压区域(差压小的区域)，滑动阻力较大，因此存在某种程度的迟滞，但在高压区域(差压大的区域)几乎不存在迟滞。由此，在高压区域，与压力相应的流量的控制变得良好，能够确保稳定的过热度。

图6是第二实施方式的节流装置的纵剖视图，图7是第二实施方式的节流装置的主要部分放大图，对于与第一实施方式相同的要素，标注与图1至图3相同的符号并适当省略重复的说明。另外，第二实施方式的节流装置10也设于图4的冷冻循环，也与第一实施方式相同。

该第二实施方式的节流装置10代替第一实施方式1的导向部件3而利用主体壳体1对针阀4进行导向。如图6所示，该第二实施方式的节流装置10具备由金属管构成的主体壳体1、金属制的阀座部件2、作为“阀芯”的针阀4、调整螺钉81、作为“弹簧部件”的螺旋弹簧7、以及限位部件82。

主体壳体1是以轴线l为中心的圆筒状的形状，构成经由上述粗滤器2而与冷凝器110连接的一次室11和与上述蒸发器120连接的二次室12。并且，主体壳体1的内周面成为圆筒状导向面1a。该圆筒状导向面1a与轴线l平行。

阀座部件2呈与主体壳体1的内表面匹配的大致圆柱形状的形状。在阀座部件2的外周面的整周(绕轴线l的整周)形成有铆接槽2a1，通过在该铆接槽2a1的位置对主体壳体1进行，从而阀座部件2固定于主体壳体1内。由此，阀座部件2配设在一次室11与二次室12之间。

另外，在阀座部件2形成有以轴线l为中心的呈圆柱孔的阀口21，并且形成有与阀座部件2同轴地从阀口21向一次室11侧开口的螺纹孔23。在螺纹孔23的内周形成有内螺纹部23a。限位部件82为圆柱状的形状，在其外周形成有外螺纹部82a。另外，在限位部件82，绕轴l形成有三个导通孔82b。并且，限位部件82通过使其外周的外螺纹部82a与阀座部件2的螺纹孔23的内螺纹部23a螺纹结合，从而安装于阀座部件2。

在主体壳体1的内部上方，配设有在内侧具有内螺纹部83a的内螺纹部件83。在内螺纹部件83的外周面的整周(绕轴线l的整周)形成有铆接槽2a1，通过在该铆接槽2a1的位置对主体壳体1进行铆接，从而内螺纹部件83固定于主体壳体1内。调整螺钉81在其外周形成有外螺纹部81a，并且在二次室12侧的端部形成有供一字螺丝刀嵌合的狭缝81b。另外，在调整螺钉81的中心贯通地形成有贯穿孔81c。螺旋弹簧7在主体壳体1内经由叶片部件9以压缩的状态配设在针阀4与调整螺钉81之间。并且，调整螺钉81通过使其外周的外螺纹部81a与内螺纹部件83的内螺纹部83a螺纹结合，从而安装于内螺纹部件83。由此，螺旋弹簧7对针阀4向一次室11侧施力，通过调整螺钉81相对于内螺纹部件83的旋入量来调整对该针阀4施加的作用力。

该第二实施方式中的针阀4具有与第一实施方式相同的圆锥状的针部41、在主体壳体1的圆筒状导向面1a内插通的插通部48、以及形成于插通部48的端部的凸起部43。该插通部48为d形切割圆柱体的侧面四个部位后得到的形状，d形切割面之间的面成为导向部48a。并且，通过导向部48a沿主体壳体1的圆筒状导向面1a进行滑动，从而以沿轴线l进行移动的方式对针阀4进行导向。另外，由插通部48的四棱柱的侧面和圆筒状导向面1a包围的空间成为从阀口21侧的空间通往背压室44的导入路45。

此外，在该第二实施方式中，针部41的前端部41a的位置(阀芯的一次室侧端部的位置)由限位部件82定位。另外，能够通过限位部件82相对于阀座部件2的旋入量来调整在该节流孔流动的制冷剂的流量、即放泄流量。这样，由于能够通过旋入量来调整，因此能够极为高精度地调整放泄流量。在调整了限位部件82的位置后，限位部件82通过例如粘接、硬钎焊、铆接等固定于阀座部件2。

叶片部件9是将具有嵌合孔91a的圆环状的固定座91、和从固定座91的外周竖立设置的四枚叶片92形成为一体的构件。在叶片92的前端部形成有向外侧鼓出的作为“曲面部”的半球状接触部92a。叶片部件9通过将固定座91的嵌合孔91a填入针阀4的凸起部43并且被螺旋弹簧7按压而固定于针阀4。并且，叶片部件9的叶片92利用其弹性力来将半球状接触部92a按压于主体壳体1的圆筒状导向面1a并与之滑动接触。

在该第二实施方式中，针对通过导入路45而流向背压室44的制冷剂的流动，叶片部件9也配置为，使叶片92的固定座91侧的根基部分处于上游侧，并使半球状接触部92a侧朝向下游侧延伸。由此，叶片92承受制冷剂的流体压力。并且，与第一实施方式相同，在作为阀的开始打开压力的低压区域，由于阀开度小，因此制冷剂的流量也少，叶片92承受的流体压力小。因此，半球状接触部92a利用叶片92的弹性力向圆筒状导向面1a施力的力也足够，能够增大该半球状接触部92a与圆筒状导向面1a之间的滑动阻力。因此，在作为低压区域的阀的开始打开时，能够利用滑动阻力来抑制针阀4的跳动。

另一方面，在阀开始打开后的高压区域，阀开度较大，制冷剂的流量也变多，叶片92承受的流体压力较大。该流体压力作用于使叶片92(半球状接触部92a)远离圆筒状导向面1a的方向，因此使半球状接触部92a向筒状导向面1a施加的力减少，该半球状接触部92a与圆筒状导向面1a之间的滑动阻力变小。由此，在高压区域，针阀4的动作灵敏地追随压力变化。因此，差压－流量特性的迟滞变小。

图8是叶片部件的变形例。图8(b)是图8(a)的d－d向视图，省略了螺旋弹簧的图示。叶片部件9′是将具有嵌合孔91a′的圆环状的固定座91′、和从固定座91′的外周竖立设置的四枚叶片92′形成为一体的构件。在该变形例中，在叶片92′的前端部形成有向外侧弯曲的作为“曲面部”的弯曲部92a′。叶片部件9′通过将固定座91′的嵌合孔91a′填入针阀4的凸起部43′并且利用螺旋弹簧7按压而固定于针阀4。此外，在该变形例中，相比第一实施方式，凸起部43′的直径变小。这是因为，相比第一实施方式，将叶片92′的根基配置在更靠内侧。并且，叶片部件9′的叶片92′利用其弹性力将弯曲部92a′按压到导向部件3的圆筒状导向面31a并与之滑动接触。弯曲部92a′与圆筒状导向面31a以两点进行点接触。在该变形例中，也与第一实施方式以及第二实施方式相同，能够防止针阀4的跳动，并且能够减小差压－流量特性的迟滞。

以上的实施方式以及变形例的节流装置是阀口21的直径为φ1mm～φ2.5mm左右的节流装置。另外，在针阀4插通到导向部件3内的第一实施方式以及变形例中，就导入路45的制冷剂的流动而言，流量比导向部件3与主体壳体1的缝隙的主体侧流路13少，不会因流体的流动而叶片部件5、9′的叶片52、92′自身振动而成为噪音。另外，在第一实施方式以及变形例中，针阀4的插通部42为六棱柱的形状，导入路45的间隙(导向部件3与插通部42的间隙)为0.15mm左右。虽然也能够使该插通部42为四棱柱的形状，但该情况的导入路的间隙为0.35mm左右。与此相对，叶片52、92′的厚度为0.05mm～0.1mm左右。这样，由于叶片52、92′的厚度比导入路45的间隙薄，因此即使导入路45中的流量少，叶片52、92′也对流动灵敏地反应，可以容易地改变差压－流量特性的迟滞。

在以上的实施方式以及变形例中，对叶片部件固定于针阀4侧的情况进行了说明，但也可以将相同的叶片部件设置在圆筒状导向面(导向面)侧。该情况下，也将叶片的根基配置于流体的上游侧、将叶片的端部配置于流体的下游侧，承受流向背压室的制冷剂相对于针阀的流体压力。另外，使叶片的端部按压到针阀(阀芯)的侧面并与之滑动接触。由此，在作为阀的开始打开压力的低压区域，在叶片承受的流体压力较小的状态下，利用叶片的弹性力增大针阀与叶片之间的滑动阻力，抑制针阀的跳动。另外，在高压区域，利用叶片承受流量较多的制冷剂的流体压力，使叶片的端部远离针阀的侧面，减小叶片的端部与针阀之间的滑动阻力。由此，在高压区域，针阀的动作灵敏地追随压力变化，从而能够减小差压－流量特性的迟滞。

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在本发明中。对引导针阀的导向面为圆筒状的例子进行了说明，但也可以是例如导向面为与轴线平行的棱柱形状，在其内侧插通针部的圆柱状的插通部，利用棱柱形状的导向面在该插通部的外周进行导向。

符号的说明

1—主体壳体，11—一次室，12—二次室，2—阀座部件，3—导向部件，31a—圆筒状导向面，4—针阀(阀芯)，41—针部，42—插通部，42a—导向部，44—背压室，45—导入路，5—叶片部件，51—固定座，52—叶片，52a—半球状接触部，48—插通部，48a—导向部，7—螺旋弹簧(弹簧部件)，8—限位部件。