制冷剂切换阀以及具备制冷剂切换阀的设备的制造方法_5

文档序号:8251654阅读:来源:国知局
[0281] 焊接时,必须同轴精度良好地焊接阀壳体66和阀座板67。阀壳体66通过深拉深 加工等一体成形,从而从直径D1的圆筒形状凸缘状地扩大的扩大部的内周的棱线部成为 带有与阀壳体66的板厚相等或比板厚稍大的弯曲R的剖面形状。
[0282] 因此,将第一阀座板部67a的图示上表面与第H阀座板部67c的图示上表面之间 的阶梯H设为比阀壳体66的弯曲R大,即H > R。换言之,在阶梯H的高度尺寸内存在由弯 曲R形成的扩大部。由此,在从第一阀座板部67a的图示上表面开始化-R)的范围、即扩大 部的上部位置,阀壳体66的内周和第一阀座板部67a的外周在直径D1的圆筒部处相互嵌 合,从而能够同轴精度良好地定位阀壳体66的内周和第一阀座板部67a的外周,焊接后也 能够确保较高的同轴度,从而是适宜的。
[0283] <作用、效果>
[0284] 1.巧Ij冷剂切换阀60通过切换阀芯80,来提高制冷剂的切换性能。
[0285] 如图14?图16所示,第一实施方式的制冷剂切换阀60通过切换阀芯80,能够切 换如下四个状态:图16(1)所示的流入管68(流入口 A)与连通管69b(连通口 B)、连通管 69c (连通口 C)及连通管69d (连通口 D)中任一个均不连通、并且连通管69b (连通口 B) 和连通管69c(连通口 C)相互连通且连通管69d(连通口 D)关闭的第一状态(制冷剂回收 模式);图16(2)所示的流入管68(流入口 A)和连通管69d(连通口 D)连通、并且连通管 69b(连通口 B)和连通管69c(连通口 C)关闭的第二状态(停止模式);图16(3)所示的 流入管68 (流入口 A)和连通管69c (连通口 C)连通、并且连通管69b (连通口 B)和连通管 69d(连通口 D)关闭的第H状态(旁通模式);图16(4)所示的流入管68 (流入口 A)和连 通管69b (连通口 B)连通、并且连通管69c (连通口 C)和连通管69d (连通口 D)相互连通 的第四状态(防止结露模式)。
[0286] 由此,能够提供提高了制冷剂的切换性能的制冷剂切换阀60。另外,能够进行符合 具备制冷剂切换阀60的设备(冰箱1)的实际使用状态的制冷剂的切换。
[0287] 2.利用制冷剂切换阀60能够切换设备的冰箱1的模式。
[028引如通过图5?图8 W及图14?图16所说明那样,具备第一实施方式的制冷剂切 换阀60的设备(冰箱1)能够通过一个制冷剂切换阀60的动作来切换如下四个制冷剂路 径(制冷剂回路)的模式:向防止结露配管17供给温度比外部空气的温度高的制冷剂而防 止结露的第一模式(参照图5、图16(4));减少来自防止结露配管17的热泄漏的第二模式 (参照图6、图16(3));在停止压缩机51时W低温维持冷却器7内的制冷剂的温度的第H 模式(参照图7、图16(2));减少防止结露配管17内的制冷剂量的第四模式(参照图8、图 16(1))。
[0289] 由此,设于设备(冰箱1)的制冷剂路径(制冷剂回路)的阀仅是制冷剂切换阀 60,能够不追加其它的阀而构成冷冻循环,所W能够廉价地构成。另外,制冷剂切换阀60的 切换控制、配置不复杂,从而能够提高具备制冷剂切换阀60的设备(冰箱1)的可靠性。
[0290] 或者,也可W不具备减少防止结露配管17内的制冷剂量的第四模式,而够构成为 仅具备防止结露的第一模式(参照图5、图16 (4))、减少来自防止结露配管17的热泄漏的 第二模式(参照图6、图16(3))、在停止压缩机51时W低温维持冷却器7内的制冷剂的温 度的第H模式(参照图7、图16(2))。
[0291] 3.能进行防止结露模式和旁通模式(不向防止结露配管17流动制冷剂的模式) 的切换。
[0292] 具备制冷剂切换阀60的设备(冰箱1)与图2所示的外部空气湿度传感器43、外 部空气温度传感器42的测定结果对应地,在外部空气是高温高湿且存在结露的可能性的 情况下,能够将制冷剂路径(制冷剂回路)切换为第一模式(防止结露模式)(参照图5、 图16 (4)),在外部空气是低湿且没有结露的可能性的情况下,能够将制冷剂路径(制冷剂 回路)切换为第二模式(旁通模式)(参照图6、图16(3))。此外,如上所述,该模式的切换 能够通过制冷剂切换阀60的动作来切换。
[029引 由此,在存在结露的可能性的情况下,使高温的制冷剂通过防止结露配管17,使储 藏室(3、4、5)的开口前面周缘部1肥的温度比储藏室温度高而提高露点从而能够防止结 露。另外,在没有结露的可能性的情况下,使防止结露配管17的制冷剂的通过停止,能够抑 制来自防止结露配管17的热向储藏室内部泄漏而增加耗能。因而,具有节能效果,从而能 够减少运转成本。
[0294] 4.能够实现模式的切换的高速化。
[0295] 第一模式(防止结露模式)(参照图5、图16(4))和第二模式(旁通模式)(参照 图6、图16(3))通过使阀芯80的旋转角度相互旋转90°能够进行切换。因此,经由防止结 露配管17的第一模式和不经由防止结露配管17的第二模式之间的切换能够W极短的时间 来进行。
[0296] 5.具有防止节流运转的效果。
[0297] 此处,对下述结构的问题点进行说明,即,在切换经由防止结露配管17的第一模 式(防止结露模式)(参照图5、图16(4))和不经由防止结露配管17的第二模式(旁通模 式)(参照图6、图16 (3))时,暂且经由停止压缩机51的第H模式(停止模式)(参照图7、 图16(2))或减少防止结露配管17内的制冷剂量的第四模式(制冷剂回收模式)(参照图 8、图16(1))后进行切换。
[029引第H模式(停止模式)和第四模式(制冷剂回收模式)中,与压缩机51的高压侧 排出口 510连通的流入口 A和与压缩机51的低压侧吸入口 51i连通的连通口 C均不连通, 制冷剂回路均关闭。因此,若在该状态下使压缩机51运转,则高压侧排出口 510的压力上 升,低压侧吸入口 51i的压力降低,但由于制冷剂不流动,所W压缩机51成为仅空转的所谓 节流状态。该样的状态下使压缩机51运转会产生过大的压力上升,从而不推荐。
[0299] 因此,在构成为在切换经由防止结露配管17的第一模式(防止结露模式)(参照 图5、图16 (4))和绕开防止结露配管17的第二模式(旁通模式)(参照图6、图16 (3))时暂 且经由第H模式(停止模式)(参照图7、图16(2))或第四模式(制冷剂回收模式)(参照 图8、图16(1))的情况下,此时优选停止压缩机51,但每当切换第一模式(防止结露模式) 和第二模式(旁通模式)时,需要压缩机51的停止和再起动的工序,从而有模式的切换动 作花费时间的问题。
[0300] 另一方面,若保持压缩机51运转不变地切换第一模式和第二模式,则在切换动作 期间变成保持压缩机51运转不变地经由第H模式(停止模式)或第四模式(制冷剂回收 模式),从而成为节流状态下的运转,而对于压缩机51而言有不推荐的问题。
[0301] 根据第一实施方式,在切换经由防止结露配管17的第一模式(防止结露模式)和 不经由防止结露配管17的第二模式(旁通模式)时不经由其它的模式。因此,即使保持压 缩机51运转不变地进行切换动作,也不会在节流的状态下进行运转,能够在短时间内进行 切换动作,并且不会产生压缩机51的过大的压力上升,从而能够提高具备制冷剂切换阀60 的设备(冰箱1)的可靠性。
[0302] 此外,该第一实施方式中,如图14?图16所示,举例表示了依次在图示顺时针方 向上90°地配置连通口 B、连通口 C W及连通口 D的情况,但即使在相反地与图示相反的逆 时针方向上每90°地配置的情况下,若将阀芯滑动接触面81的形状和旋转动作方向设为 与图示左右对称的镜像,则能够进行与图15、图16所示的相同的连通口 B、C、D的切换和制 冷剂回路的切换动作。
[0303] 6.能够实现配管的简化。
[0304] W往,在为了切换经由防止结露配管17的防止结露模式(第一模式)和绕开防止 结露配管17的旁通模式(第二模式)而设有制冷剂切换阀和制冷剂逆流防止阀的结构的 情况下,作为四通阀的制冷剂切换阀具备一根流入管和H根连通管,制冷剂逆流防止阀具 备一根流入管和一根出口管,从而为了与制冷剂回路连接至少需要通过硬针焊连接六个位 置。
[0305] 与此相对,第一实施方式(本发明)的制冷剂切换阀60中,如图9、图10所示,串U 冷剂切换阀60具备一根流入管68和H根连通管69 (69a、69b、69c)共计四根管,除此之外 不需要制冷剂逆流防止阀,从而为了将制冷剂切换阀60连接于制冷剂回路,对四个位置进 行硬针焊即可,能够减少硬针焊部位进而实现低成本化。
[0306] 并且,在W往的具备制冷剂切换阀和制冷剂逆流防止阀的结构的情况下,为了将 制冷剂配管的一部分连接于制冷剂逆流防止阀的一端和另一端,与没有制冷剂逆流防止阀 的情况比较,制冷剂配管的长度较长。第一实施方式(本发明)中,由于未设置制冷剂逆流 防止阀,所W不需要增长制冷剂配管的长度,从而节约制冷剂配管的材料而对于资源保护 也有效果。
[0307] 此外,上述的说明中,对W往的具备制冷剂切换阀和制冷剂逆流防止阀的结构、和 第一实施方式进行比较而进行了说明,但不限定于与设置有制冷剂逆流防止阀的结构的比 较,与W往的具备2式的作为电磁阀的制冷剂切换阀的结构比较,该第一实施方式也能够 减少硬针焊部位,并且不需要增长制冷剂配管的长度,从而可知能够节约制冷剂配管的材 料而在资源保护也具有效果。
[030引 7.利用制冷剂的压力来提高紧贴性。
[0309] 第一实施方式的制冷剂切换阀60中,来自压缩机51的高压的制冷剂经由第一制 冷剂配管55 (参照图5)、流入管68 (参照图11)、流入口 A(参照图10)向阀壳体66内的空 间流入。
[0310] 因此,制冷剂的压力作为将阀芯80向阀座板67按压的方向的力而施加于图11所 示的阀壳体66内的阀芯80。由此,提高阀芯80的阀芯滑动接触面81与阀座板67之间的 紧贴性,而能够减少制冷剂的泄漏。
[0311] 8.能够实现制冷剂切换阀60 (的投影面积)的小型化。
[0312] 如图11所示,第一实施方式的制冷剂切换阀60中,与转子70 W及转子驱动部74 一体旋转的转子小齿轮75在阀芯80上重叠,转子小齿轮75和阀芯80配置为能够同轴地 绕作为共同的旋转轴的阀芯轴71自由旋转。另外,绕与阀芯轴71分开设置的空转轴78配 置有空转齿轮79,该空转齿轮79 -体地设有空转大齿轮79b和空转小齿轮79a。
[0313] 而且,使转子小齿轮75和空转大齿轮79b晒合而减速,并且使空转小齿轮79a和 阀芯齿轮83晒合而进一步减速。由此,转子小齿轮75、空转齿轮79、阀芯齿轮83该H个齿 轮能够绕阀芯轴71和空转轴78该两根轴配置。
[0314] 因此,能够在两个齿轮的投影面积上配置H个齿轮,从而能够使制冷剂切换阀60 小型化。
[0315] 9.能够增加阀芯80的转矩。
[031引 由于从转子小齿轮75至阀芯齿轮83进行两个阶段的减速,所W减速比变大,从而 能够增大向阀芯80传递的转矩。因此,能够可靠地进行阀芯80的切换动作。
[0317] 另外,即使阀芯80与阀座(第二阀座板部67b)的摩擦增加,转矩也不会不足(转 矩较大),从而阀芯80不需要使用特别的低摩擦材料。另外,即使是转矩低的定子和转子的 组合,也能够增大转矩而进行动作,从而能够使制冷剂切换阀60廉价。
[031引 10.能够确保阀芯80对第二阀座板部67b的适度的按压力。
[0319] 如图11所示,制冷剂切换阀60中,转子70(转子驱动部74、转子小齿轮75)和阀 芯80 W共同的阀芯轴71同轴配置,转子70(转子驱动部74、转子小齿轮75)载置于阀芯 80上,而W板黃86对转子70 (转子驱动部74、转子小齿轮75)进行施力。
[0320] 由此,利用板黃86的作用力和转子70 (转子驱动部74、转子小齿轮75)的自重,相 对于阀座(第二阀座板部67b)对阀芯80施力,所适度的按压力将阀芯滑动接触面81 按压于阀座(第二阀座板部67b),从而能够得到可靠地关闭制冷剂的按压力。
[0321] 11.能够将阀芯轴71设为简易的双支承构造。
[0322] 如图11所示,制冷剂切换阀60中,支承阀芯80的阀芯轴71是如下双支承构造, 目P,被压入而支承于在通过阀芯滑动接触面81而与阀芯80相接的阀座的第二阀座板部67b 上设置的有底的转子轴孔72,并且通过设于阀壳体66的上端的作为凹部的转子轴承73来 支承两端。
[0323] 因此,容易得到阀芯80的支承刚性、精度,在阀芯滑动接触面81中能够可靠地关 闭制冷剂。除此之外,由于是转子70 (转子驱动部74、转子小齿轮75)绕阀芯轴71旋转的 结构,所W不需要在转子轴孔72、转子轴承73设置高精度的轴承,从而能够使制冷剂切换 阀60廉价。
[0324] 另外,设置需要绕阀芯轴71旋转精度的转子70和阀芯80,转子70和阀芯80构成 为绕相同的轴转动,从而容易得到同轴度且旋转精度较高。
[0325] 12.由于空转轴78是息臂构造,所W提高制冷剂切换阀60的组装性。
[0326] 如图11所示,第一实施方式的制冷剂切换阀60中,空转轴78成为息臂构造,从而 提高制冷剂切换阀60的组装性。此外,即使在空转齿轮79向上方移动的情况下,由于空转 大齿轮79b与转子驱动部74抵接,所W能够防止空转齿轮79的脱落。
[0327] 此外,如上所述,优选通过在转子驱动部74形成突起部74s,并在空转齿轮79形成 突起部79s,来缩小转子驱动部74与空转大齿轮79b的接触面积。由此,能够避免额外的摩 擦力的增加。
[032引13.使阀座板67成为一体,将连通管69设于最厚部。
[0329] 对第一阀座板部67a和第二阀座板部6化独立地相互通过硬针焊接合的情况的问 题点进行说明,该焊剂会从接合部向第二阀座板部6化的表面即与阀芯80滑动的滑动面渗 出,在该样的情况下有阀芯滑动接触面81无法密闭地密封连通口 B、C、D的课题。
[0330] 另一方面,本实施方式中,由于第一阀座板部67a和第二阀座板部6化是一体的, 所W防止焊剂向阀座板67表面渗出,从而有能够可靠地密封制冷剂的效果。
[0331] 并且,当将阀芯滑动接触面81的直径设为d时,通过在从外周开始比产生研磨塌 边的范围充分靠内周设置直径d的范围,来消除研磨所引起的塌边的影响,能够W较高的 精度无缝隙地使阀芯滑动接触面81和阀座板67滑动接触,从而有提高密封性而减少制冷 剂的泄漏、能够提高阀的切换精度的效果。
[0332] 另外,如图11或图17所示,第一实施方式的制冷剂切换阀60中,在阀座板67的 中央部的厚度最大的第二阀座板部6化设有连通管69。通过在阀座板67的最厚部设置连 通管孔87,能够确保连通管69插入连通管孔87的插入深度。
[0333] 14.将转子轴压入有底的转子轴孔72来提高精度。
[0334] 设于第二阀座板部6化的中央的转子轴孔72是有底孔,无缝隙地压入固定阀芯轴 71。
[0335] 当将第二阀座板部67b的厚度设为to、将有底的转子轴孔72的深度设为tl、将连 通管69b、连通管69c、连通管69d所嵌合的深度设为t2时,若满足to > (tl+t2)的关系, 则转子轴孔72和连通管孔87干涉而不打开孔。因此,在对连通管69进行硬针焊时,焊剂 不向转子轴孔72流入,所W是适宜的。另外,由于相对于转子轴孔72无缝隙地压入固定阀 芯轴71,所W阀芯轴71相对于第二阀座板部6化容易确保垂直度,从而得到高精度。
[0336] 15.阀座板67的外周部最薄,设有连通管的中央部最厚,外周部与中央部之间为 中间厚度,且同也圆状地构成,从而能够防止焊接时的阀芯的热变形。
[0337] 通过将为了与阀壳体66焊接而被加热的外周部(第H阀座板部67c)设为最薄, 从而减少焊接所需要的热量,通过将设有插入连通管69而用于硬针焊的连通管孔87的中 央部(第二阀座板部67b)设为最厚,从而可靠地进行连通管69的固定,并且在有底的转子 轴孔72压入支承阀芯轴71,通过将外周部与中央部之间(第一阀座板部67a)设为中间的 厚度,从而难W向处于中央部的阀芯80传递焊接时的热,能够防止阀芯80的热变形,因此 高精度地维持阀芯80的阀芯滑动接触面81,而能够提高与阀座板67之间的紧贴性,从而能 够减少制冷剂的泄漏。
[033引 16.由于将流入管设于中间厚度部所W组装性良好。
[0339] 由于将流入管孔89设于阀座板67中具备中间的厚度t4的第一阀座板部67a,所 W焊剂能够可靠地向流入管68与流入管孔89的缝隙
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