温度膨胀阀以及冷冻循环的制作方法

本发明涉及在热泵式的冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间进行连接的温度膨胀阀以及冷冻循环。

背景技术：

以往，作为温度膨胀阀，例如存在日本特开平11-270929号公报(专利文献1)所公开的温度膨胀阀。该温度膨胀阀在空调等空气调和机的冷冻循环中设于冷凝器与蒸发器之间。并且，该温度膨胀阀具备感知蒸发器的出口温度的感温筒，根据由该感温筒感知到的温度来使膜片位移。而且，该膜片的移动经由动作轴向阀部件传递，而由阀部件对阀口的开度进行控制。由此，根据蒸发器的出口温度而对循环于冷冻循环的制冷剂(流体)的流量进行控制。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平11-270929号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

温度膨胀阀中，由阀口与阀部件之间的节流部起到对制冷剂进行节流的作用，但通过该节流部后的制冷剂产生气蚀，因该气蚀的破裂而阀部件产生微振动，该振动有时传递至动作轴等从而产生异音。并且，尤其在阀部件是针阀的情况下，因该微振动，而针阀与阀口反复碰撞，从而有时阀口(阀座)磨损。这样的阀部件的振动也因制冷剂的流动而产生。

本发明的课题在于提供能够抑制阀部件的振动、而能够防止阀部件与阀口反复碰撞或产生异音的温度膨胀阀以及冷冻循环。

方案1的温度膨胀阀是感应冷冻循环的蒸发器的出口侧配管的温度而对该冷冻循环的流体的循环流量进行控制的温度膨胀阀，其特征在于，对供上述流体流通的阀口进行开闭的阀部件的至少一部分位于比该阀口与该阀部件的节流部更靠下游侧，并且具备施力机构，该施力机构利用从上述阀口流动的流体的力对该阀部件向该阀口的轴线的一侧施力。

方案2的温度膨胀阀根据方案1所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述施力机构由上述阀部件的绕上述轴线非旋转对称的非对称形状部构成。

方案3的温度膨胀阀根据方案1所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述施力机构由形成于上述阀口的周围的阀座的、绕上述轴线非旋转对称的非对称形状部构成。

方案4的温度膨胀阀根据方案2所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述阀部件具有：针状部，其与上述阀口对置且从上述下游侧朝向上游侧缩径；以及凸缘部，其在该针状部的下游侧在与上述轴线交叉的面方向上扩展，上述非对称形状部形成于上述凸缘部。

方案5的温度膨胀阀根据方案2所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述阀部件由针状部和板部件构成，该针状部与上述阀口对置且从上述下游侧朝向上游侧缩径，该板部件是与上述针状部不同的部件，且在该针状部的下游侧在与上述轴线交叉的面方向上扩展，上述非对称形状部形成于上述板部件。

方案6的温度膨胀阀根据方案3所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述非对称形状部是形成于上述阀口的上述下游侧的放泄槽。

方案7的温度膨胀阀根据方案3所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述非对称形状部是在上述阀口的上述下游侧形成于偏靠上述轴线的一侧的位置的纵壁部和切口部。

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；冷凝器；蒸发器；以及使制冷剂在上述冷凝器与上述蒸发器之间膨胀来进行减压的方案1至7任一项中所述的温度膨胀阀。

发明的效果如下。

根据方案1的温度膨胀阀，由于施力机构使通过阀口后的流体的流动所产生的力相对于阀部件而在阀口的轴线的两侧非对称地作用，所以在与阀口的轴线交叉的方向上对阀部件进行施力，从而能够抑制阀部件的振动。其结果，能够防止阀部件与阀口(或者阀座)反复碰撞，从而能够不产生异音(碰撞音)而得到静音性。并且，能够防止阀口磨损而流量特性变化。

根据方案2、4、5的温度膨胀阀，通过设定阀部座的形状，得到与方案1相同的效果。

根据方案3、6、7的温度膨胀阀，通过设定阀座的形状，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至7相同的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的温度膨胀阀的纵剖视图。

图2是表示第一实施方式中的阀部件的图。

图3是表示第一实施方式中的阀部件的变形例1的俯视图以及剖视图。

图4是表示第一实施方式中的阀部件的变形例2的俯视图以及剖视图。

图5是本发明的第二实施方式的温度膨胀阀的纵剖视图。

图6是表示第二实施方式中的阀部件的图。

图7是本发明的第三实施方式的温度膨胀阀的纵剖视图。

图8是第三实施方式的温度膨胀阀的主要部分放大剖视图。

图9是本发明的第四实施方式的温度膨胀阀的主要部分放大剖视图以及阀座部的仰视图。

图10是本发明的实施方式的冷冻循环的简要结构图。

图中：

1—阀主体，11—配管连接孔，12—配管连接孔，13—阀口，13a—阀座，13a1—放泄槽(施力机构)，13a2—纵壁部(施力机构)，13a3—切口部(施力机构)，14—阀室，15—导向孔，16—轴承孔，17—螺纹孔，2—阀部件，21—针状部，22—凸缘部(施力机构)，221—D形切割面，23—凸起部，24—凸缘部(施力机构)，25—凸缘部(施力机构)，251—孔，3—阀弹簧，4—动作轴，5—轴承部，6—膜片装置，6A—毛细管，6B—感温筒，61—上盖，62—下盖，63—膜片，64—膜片室，65—均压室，66—压板，7—阀部件，7A—阀芯，7B—板部件(施力机构)，71—针状部，72—凸缘部，73—凸起部，741—D形切割部，75—嵌合孔，10—温度膨胀阀，20—室内换热器(蒸发器)，20a—出口侧配管，30—室外换热器(冷凝器)，40—压缩机，100—冷冻循环，L—轴线。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的温度膨胀阀的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的温度膨胀阀的纵剖视图，图2是表示第一实施方式中的阀部件的图。图2(A)是阀部件的俯视图，图2(B)是阀部件的纵剖视图。

该实施方式的温度膨胀阀10具有金属制的阀主体1。在阀主体1，形成有配管连接孔11、配管连接孔12、阀口13、阀室14、导向孔15、轴承孔16以及螺纹孔17。在配管连接孔11安装有供流体如箭头所示那样流入的一次侧接头11a，并在配管连接孔12安装有供流体如箭头所示那样流出的二次侧接头12a。一次侧接头11a与阀室14连通，而二次侧接头12a经由阀口13与阀室14连通。此外，一次侧接头11a和二次侧接头12a通过硬钎焊等与阀主体1组装成一体。

阀口13的周围成为阀座13a，在阀座13a的内部，配设有与阀口13对置的阀部件2。阀部件2由针状部21、凸缘部22以及凸起部23构成。针状部21与阀口13对置且形成为从下游侧朝向上游侧缩径的形状。而且，阀部件2的针状部21通过后述的膜片装置6的作用而在阀口13内进退，根据阀口13的轴线L方向的位置而对流过阀口13的作为“流体”的制冷剂的流量进行控制。这样，阀口13与针状部21之间的缝隙构成对制冷剂进行节流的“节流部”。而且，阀部件2的至少一部分位于比该阀口13与阀部件2的节流部更靠下游侧。

在二次侧接头12a内配设有环状的限位管12b，并在该限位管12b与阀部件2之间以压缩的方式配设有阀弹簧3。由此，以使阀部件2落座于阀座13a的方式进行施力。此外，限位管12b在中央具有导通路12b1并且在外周具有铆接槽12b2，通过在铆接槽12b2的部分处对二次接头12a进行铆接，来将限位管12b固定在二次侧接头12a内。

在阀部件2的针状部21的中央形成有固定孔21a，并且阀部件2通过固定孔21a而固定于动作轴4的下端部。动作轴4贯通阀口13和导向孔15，并且由设于轴承孔16和螺纹孔17内的轴承部5支撑。而且，该动作轴4将膜片装置6的动作传递至阀部件2。

轴承部5由以氟树脂(例如PTFE)等形成的衬垫51、螺旋弹簧52、以及弹簧座53构成。衬垫51在下端具有锥形面51a，并且在中心具有供动作轴4穿通的插通孔51b。轴承孔16的底部成为研钵状的锥形面16a，并且衬垫51的锥形面51a的角度与轴承孔16的锥形面16a的开角相比角度较小。并且，螺旋弹簧52以压缩的方式配设于衬垫51与弹簧座53之间，弹簧座53旋入螺纹孔17而固定。

由此，衬垫51被推压于轴承孔16的锥形面16a，因该锥形面16a的倾斜，衬垫51的锥形面51a的前端以沿径向缩径的方式被施力。由此，能够气密地分离阀室14和均压室65。并且，在衬垫51与动作轴4之间产生适当的滑动阻力，从而能够防止阀部件2的振荡(阀部件2的轴线L方向的振动)。

在阀主体1的上部安装有膜片装置6。膜片装置6利用薄型圆盘状的上盖61和下盖62构成壳体，该壳体通过下盖62的安装孔62a而嵌合于阀主体1的上部的圆环状肋部1a，并通过实施硬钎焊，而固定于阀主体1。并且，在上盖61与下盖62之间具备膜片63，利用该膜片63来划分出膜片室64和均压室65。在下盖62内配设有压板66，并且动作轴4抵接于该压板66。在动作轴4与导向孔15以及轴承部5的各部件之间设有间隙。均压室65通过未图示的接头而与后述的均压导管6C连通，并经由该均压导管6C而与室内换热器20的出口侧配管20a连通。由此，均压室65的压力成为蒸发器出口的制冷剂的压力。

膜片室64通过毛细管6A而与感温筒6B连通连接。在感温筒6B例如封入有与冷冻循环的制冷剂相同的气体(以及液体)，如将在下文中说明那样安装于冷冻循环中的室内换热器(蒸发器)的出口侧配管。并且，一次侧接头11a与冷冻循环的冷凝器的出口侧配管连接，且二次侧接头12a与蒸发器的入口侧配管连接。

由此，膜片室64的内压与感温筒6B所感应的蒸发器的出口侧配管的感应温度对应地变化。并且，均压室65施加蒸发器的出口压力。而且，阀部件2根据与感温筒6B的感应温度对应地位移的膜片63及压板66的开阀方向的力、阀弹簧3的闭阀力、以及均压室65的压力的平衡关系，而沿图1中的上下方向移动，从而增减阀口13的有效开口面积(阀开度)。由此，温度膨胀阀10对朝蒸发器供给的制冷剂的流量进行控制。

在阀部件2的凸缘部22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221。即，阀部件2的该D形切割面221的部分形成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，使通过阀口13后的制冷剂的流动所产生的力相对于阀部件2在阀口13的轴线L的两侧(图1中左右侧)非对称地作用。这样，凸缘部22构成“施力机构”。

该实施方式中，在D形切割面221侧通过的制冷剂的流量变多，在阀部件2的成为非对称的部分处的左右方向上流体压力产生压力差，从而相对于阀部件2而向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够抑制阀部件2的振动。其结果，能够防止阀部件2与阀座13a反复碰撞，从而不会产生异音而得到静音性。并且，也能够防止阀口13磨损而流量特性产生变化。

图3是表示阀部件2的变形例1的图，图3(A)是阀部件的俯视图，图3(B)是阀部件的纵剖视图。该变形例1的阀部件2具有如图3(A)所示俯视的形状呈圆形的凸缘部24，并如图3(B)的截面所示，该凸缘部24的轴线L的两侧的厚度不同。即，阀部件2的凸缘部24形成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。

由此，使通过阀口13后的制冷剂的流动所产生的力相对于阀部件2在阀口13的轴线L的两侧(图3(B)中左右侧)非对称地作用。这样，凸缘部24构成“施力机构”。该变形例1中，由于凸缘部24的厚度较薄的一方的制冷剂的流量变多，所以在阀部件2的成为非对称的部分处的左右方向上流体压力产生压力差，从而相对于阀部件2向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够与第一实施方式相同地抑制阀部件2的振动，而能够得到与第一实施方式相同的效果。

图4是表示阀部件2的变形例2的图，图4(A)是阀部件的俯视图，图4(B)是阀部件的纵剖视图。该变形例2的阀部件2具有如图4(A)所示俯视的形状呈圆形的凸缘部25，并在该凸缘部25的一部分形成有孔251。即，阀部件2的凸缘部25形成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。

由此，使通过阀口13后的制冷剂的流动所产生的力相对于阀部件2在阀口13的轴线L的两侧(图4(B)中左右侧)非对称地作用。这样，凸缘部25构成“施力机构”。该变形例2中，由于凸缘部25的具有孔251的一侧的制冷剂的流量变多，所以在阀部件2的成为非对称的部分处的左右方向上流体压力产生压力差，从而相对于阀部件2向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够与第一实施方式相同地抑制阀部件2的振动，而能够得到与第一实施方式相同的效果。

图5是第二实施方式的温度膨胀阀的纵剖视图，图6是表示第二实施方式中的阀部件的图。图6(A)是构成阀部件的阀芯的俯视图，图6(B)是该阀芯的纵剖视图，图6(C)是构成阀部件的板部件的俯视图，图6(D)是该板部件的纵剖视图，图6(E)是阀部件的纵剖视图。该第二实施方式中与第一实施方式较大的不同在于阀部件的结构。以下，第二至第四实施方式中，对与第一实施方式相同的要素以及对应的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。

该第二实施方式的阀部件7由与第一实施方式的阀部件2大致相同形状的阀芯7A、以及板部件7B构成。阀芯7A由针状部71、凸缘部72以及凸起部73构成。并且，在针状部71形成有用于将其固定于动作轴4的下端部的固定孔71a。板部件7B是薄板的冲压部件且形成为碟形的形状，在其一部分形成有以与轴线L平行的面切断而成的D形切割部741，另外在中央形成有嵌合孔75。而且，通过在嵌合孔75内插入阀芯7A的凸起部73，来一体地组装阀芯7A和板部件7B。

该第二实施方式中，阀部件7的针状部71也通过动作轴4的作用而在阀口13内进退，根据阀口13的轴线L方向的位置而对流过阀口13的制冷剂的流量进行控制。并且，阀口13与针状部71之间的缝隙构成对制冷剂进行节流的“节流部”。而且，阀部件7的至少一部分位于比该节流部更靠下游侧。

该第二实施方式中，如图6(C)所示，阀部件7的板部件7B的D形切割部741的部分形成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，使通过阀口13后的制冷剂的流动所产生的力相对于阀部件7在阀口13的轴线L的两侧(图5中左右侧)非对称地作用。这样，板部件7B构成“施力机构”。而且，由于在D形切割部741侧通过的制冷剂的流量变多，所以在阀部件7的成为非对称的部分处的左右方向上流体压力产生压力差，从而相对于阀部件7而向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够抑制阀部件7的振动，而得到与第一实施方式相同的效果。并且，该第二实施方式的板部件7B是薄板的冲压部件，也能够抑制阀部件、阀座等的加工费。

图7是第三实施方式的温度膨胀阀的纵剖视图，图8是第三实施方式的温度膨胀阀的主要部分放大剖视图。该第三实施方式中与第一实施方式较大的不同在于阀座13a的形状，该第三实施方式中的阀部件2是图4的变形例2中的凸缘部25的不设置孔251的形状。

如图8所示，在阀座13a，且在阀口13的二次接头12a侧的端部的一个位置形成有放泄槽13a1。即，该第三实施方式中，阀口13与针状部21之间的缝隙以及放泄槽13a构成对制冷剂进行节流的“节流部”。而且，阀部件2的至少一部分位于比该节流部更靠下游侧。

该第三实施方式中，阀座13a的放泄槽13a1的部分形成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，使通过阀口13后的制冷剂的流动所产生的力相对于阀部件2在阀口13的轴线L的两侧(图7中左右侧)非对称地作用。这样，放泄槽13a1构成“施力机构”。而且，该第三实施方式中，由于在放泄槽13a1侧通过的制冷剂的流量变多，所以在阀部件2的成为非对称的部分处的左右方向上流体压力产生压力差，从而相对于阀部件2向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够抑制阀部件2的振动，而能够得到与第一实施方式相同的效果。

图9是第四实施方式的温度膨胀阀的主要部分放大剖视图(图9(A))以及阀座部的仰视图(图9(B))。该第四实施方式中与第一实施方式较大的不同在于阀座13a的形状，该第四实施方式中的阀部件2与第三实施方式相同。在阀座13a，形成有在阀口13的周围向二次接头12a侧(下游侧)延伸的圆弧状的纵壁部13a2、以及降低该纵壁部13a2的一部分而成的切口部13a3。即，纵壁部13a2和切口部13a3在阀口13的下游侧形成于相对于轴线L分别偏靠一侧的位置。

该第四实施方式中，纵壁部13a2和切口部13a3形成为绕轴线L非旋转对称的非对称形状部。由此，使通过阀口13后的制冷剂的流动所产生的力相对于阀部件2在阀口13的轴线L的两侧(图9(A))中左右侧)非对称地作用。这样，纵壁部13a2和切口部13a3构成“施力机构”。而且，该第四实施方式中，由于在切口部13a3侧通过的制冷剂的流量变多，所以在阀部件2的成为非对称的部分处的左右方向上流体压力产生压力差，从而相对于阀部件2而向一方侧(与轴线L交叉的方向)作用力。由此，能够抑制阀部件2的振动，而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简要结构图。该冷冻循环100用于室内空调等空气调和机。图10中，10是各实施方式的温度膨胀阀，20是作为蒸发器的室内换热器，30是作为冷凝器的室外换热器，40是压缩机。由压缩机40压缩后的制冷剂向室外换热器30流入，由温度膨胀阀10节流，而经由室内换热器20向压缩机40依次循环。而且，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，从而实施室内等的制冷。

在室内换热器20(蒸发器)的出口侧配管20a，经由从温度膨胀阀10延伸的毛细管6A而安装有感温筒6B。而且，感温筒6A感知出口配管20a的温度，将与该温度对应的压力施加于上述膜片装置6，从而如上述那样使温度膨胀阀10的阀开度变化。

此外，温度式膨胀阀存在内部均压式和外部均压式，根据蒸发器内部的压力损失的大小来区分使用。在压力损失恒定或较小的情况下使用内部均压式，并在压力损失较大的情况下使用外部均压式。实施方式中，对将蒸发器的出口压力导入均压室65内的外部均压式的例子进行了说明，但本发明也能够应用于不具备均压导管而是将阀室的压力导入均压室的内部均压式。

另外，以上的说明中，对使从一次侧接头11a流入的制冷剂膨胀而使之从二次侧接头12a流出的情况进行了说明，但实施方式的温度膨胀阀10也能够应用于使从二次侧接头12a流入的制冷剂膨胀而使之从一次侧接头11a流出的情况。例如，通过已在图10中说明的冷冻循环中设置流路切换阀，对制冷剂的流路进行切换，从而在切换制冷模式和制热模式那样的情况下也能够应用实施方式的温度膨胀阀10。该情况下的制热模式中，室内换热器20作为冷凝器发挥功能，室外换热器30作为蒸发器发挥功能，从而例如将感温筒6B和均压导管6C安装于压缩机40的吸入侧与流路切换阀之间来使用温度膨胀阀10。以上，参照附图详细地对本发明的实施方式进行了说明，但具体的结构并不限定于这些实施方式，不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等均包含于本发明。