专利名称：电动阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及在空调机等中控制制冷剂的流量的针阀型电动阀，具体涉及改良阀座相对针阀的阀口形状的电动阀。
背景技术：
以往，在制冷循环中，从控制制冷剂流量的电动阀产生的、与流体通过相伴的噪音经常成为问题。作为采取此类噪音对策的电动阀例如公开在日本特开2008-232290号公报 (专利文献1)中的电动阀。此外，作为现有的电动阀例如有图10中所示的结构。该电动阀具有形成阀室3A 的阀壳3，在阀壳3的侧部安装一次接头管(一次継手管)31，并且在阀室3A的轴线L方向的单侧端部安装二次接头管(二次継手管)32。另外，在阀壳3内设置阀座部件9，在该阀座部件9上形成有将阀室3A和二次接头管32连通的截面形状为圆形的阀口 91。在支承部件33的导引孔33a内可滑动地嵌合阀支架34。在该阀支架34的下端部固定有在端部具有针阀41的阀芯4，且阀支架34与步进电动机5的转子轴53的下端部配合。此外，在转子轴53上形成外螺纹部53a，该外螺纹部53a与在支承部件33上形成的内螺纹部3 螺纹结合。而且，通过步进电动机5的驱动，磁转子52旋转，转子轴53和阀芯4在轴线L方向上移动，利用针阀41的部分使阀口 9的开口面积增减，抑制从一次接头管31向二次接头管32流动的流体的流量。专利文献1 日本特开2008-232^0号公报在上述图10所示的现有的电动阀中，在阀座部件9上形成的阀口 91如图11所示， 做成从阀口 91的入口开口部到二次接头管32侧的出口开口部为一定直径的一个圆筒状的形状。因此，相对于二次接头管32从针阀41和阀口 91的间隙流动的制冷剂成为以下状态 从针阀41和阀口 91的间隙流出的制冷剂在从阀口 91的入口开口部向二次接头管32并到达出口开口部之前在该阀口 91中加速。即，制冷剂被加速的长度增长，制冷剂的压力减小的幅度增大。此外，由于阀口 91内产生的较大的涡流的影响，保持几乎不减速的状态高速流出到二次接头管32内，产生的空穴现象在到达二次接头管32内深处之后消失，所以冲击易于传递到二次接头管32，在电动阀自身产生大的噪音。此外，即使在专利文献1的电动阀中阀口的形状也与上述图11同样，同样产生噪音。
发明内容
本发明为消除上述问题而作出，其目的是提供改良阀座部件的阀口以减小噪音的电动阀。方案一的电动阀，形成有与一次接头管连通的阀室的阀壳；形成有将所述阀室和二次接头管连通的截面形状为圆形的阀口的阀座部件；以及与所述阀口同轴设置的针阀， 通过使所述针阀在轴线方向上移动来开闭所述阀口，从而控制制冷剂的流量，该制冷剂从所述一次接头管流入所述阀室并经过所述阀口向所述二次接头管流出，其特征在于由位于所述阀室侧的内径Dl的第一阀口和位于所述二次接头管侧的内径D2的第二阀口构成所述阀座部件的所述阀口，以如下方式构成所述阀座部件，即第一阀口的内径D1、第二阀口的内径D2、和所述二次接头管的内径D3的关系为Dl < D2 < D3。再有，这些内径Dl、D2、 D3是能在将第一阀口、第二阀口和二次接头管连接的内侧的通路内面实质地形成阶梯差的值。方案二的电动阀是根据方案一所述的电动阀，其特征在于在所述阀座部件上形成有将所述第一阀口和所述第二阀口连接的锥形部。方案三的电动阀是根据方案一或二所述的电动阀，其特征在于以如下方式构成所述阀座部件，即在所述针阀将所述第一阀口关闭时所述针阀的前端位于所述第二阀口的中间位置。发明的效果根据方案一的电动阀，从第一阀口和针阀的间隙流出的制冷剂流出到比第一阀口内径大的第二阀口内，在到达二次接头管前的阀座部件的第二阀口内使流速减小，因此能够使制冷剂的流动稳定，能够抑制二次接头管的振动等从而减小噪音。根据方案二的电动阀，除了方案一的效果外，由于从第一阀口和针阀的间隙流出的制冷剂模仿锥形部而流到第二阀口，且锥形部和针阀之间向第二阀口侧扩展，所以制冷剂难以附着在锥形部，可减小制冷剂的通过声音。根据方案三的电动阀，除了方案一或二的效果外，由于针阀的前端位于第二阀口的大体中央部，所以能够在到达第二阀口的出口之前在该第二阀口 12进一步使流速减小， 能够进一步使制冷剂的流动稳定，且能够抑制二次接头管的振动从而减小噪音。
图1是本发明第一实施方式的电动阀的纵向剖视图。图2是本发明第一实施方式的电动阀的阀座部件附近的重要部分放大纵向剖视图。图3是说明本发明第一实施方式的电动阀的阀座部件的作用的图。图4是本发明第二实施方式的电动阀的纵向剖视图。图5是本发明第二实施方式的电动阀的阀座部件附近的重要部分放大纵向剖视图。图6是说明本发明第二实施方式的电动阀的阀座部件的作用的图。图7是表示使用实施方式的电动阀的空调机的一个实例的图。图8是表示关于本发明第一实施方式的电动阀的Dl和D2的尺寸比和噪音减小值的实测例。图9是本发明第二实施方式的电动阀的锥形部的角度α 3的变化和噪音减小值的实测例。图10是表示现有的电动阀的一个实例的图。图11是说明现有的电动阀的问题的图。附图标记说明1-阀座部件，11-第一阀口，12-第二阀口，2-阀座部件，21-第一阀口，22-第二阀口，23-锥形部，3-阀壳，3A-阀室，31- —次接头管，32- 二次接头管，4-阀芯，41-针阀，6-阀杆，61-针阀，10-电动阀，L-轴线。
具体实施例方式其次，参照附图来说明本发明的电动阀的实施方式。图1是第一实施方式的电动阀的纵向剖视图，图2是第一实施方式的电动阀的阀座部件附近的重要部分放大纵向剖视图，图3是说明第一实施方式的电动阀的阀座部件的作用的图，图4是第二实施方式的电动阀的纵向剖视图，图5是第二实施方式的电动阀的阀座部件附近的重要部分放大纵向剖视图，图6是说明第二实施方式的电动阀的阀座部件的作用的图，图7是表示使用实施方式的电动阀的空调机的一个实例的图。再有，在第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的要素和相应的要素标以相同标记以省略重复的详细说明。首先，根据图7对实施方式涉及的空调机进行说明。在图7中，标记10是本发明第一实施方式或第二实施方式的电动阀。此外，标记20是装载在室外单元100中的室外换热器，标记30是装载在室内单元200中的室内换热器，标记40是构成四通阀的流路切换阀， 标记50是压缩机。再有，电动阀10、流路切换阀40和压缩机50装载在室外单元100中。 电动阀10、室外换热器20、室内换热器30、流路切换阀40和压缩机50分别由导管如图所示地连接，构成热泵式制冷循环。再有，蓄热器、压力传感器、温度传感器等省略图示。制冷循环的流路由流路切换阀40切换为暖风模式和冷风模式的二通流路。在暖风模式中，如图7中实线的箭头所示，被压缩机50压缩后的制冷剂从流路切换阀40流入室内单元200的室内换热器30，从室内换热器30流出的制冷剂通过管路a流入室外单元100 的电动阀10中。而且，制冷剂在该电动阀中膨胀，以室外换热器20、流路切换阀40、压缩机 50的顺序循环。在冷风模式中，如图7中虚线的箭头所示，被压缩机50压缩后的制冷剂从流路切换阀40流入室外换热器20，从室外换热器20流出的制冷剂在电动阀10中膨胀，在管路a中流动而流入室内换热器30中。流入该室内换热器30的制冷剂经由流路切换阀40 流入压缩机50。电动阀10作为控制制冷剂流量的节流装置进行工作，在暖风模式中，室外换热器 20作为蒸发器发挥功能，室内换热器30作为冷凝器发挥功能，进行室内的采暖。此外，在冷风模式中，室外换热器20作为冷凝器发挥功能，室内换热器30作为蒸发器发挥功能，进行室内的冷却。这里，在暖风模式中，在管路a中流入电动阀10的一次接头管31的制冷剂液化， 液态制冷剂充满管路a内。因此，由于电动阀10的制冷剂通过等产生振动，该振动经管路a 传递到室内单元200侧，在室内单元200中产生噪音。于是，如后所述，各实施方式的电动阀10通过改良阀口，从而减小在暖风模式中制冷剂从一次接头管31流入电动阀10主体再从二次接头管32流出制冷剂状态下的制冷剂通过声音等。其次，根据图1及图2对第一实施方式的电动阀10进行说明。该电动阀10具有阀壳3，在阀壳3中形成圆筒圆柱状(円筒* 'J >夕·状)的阀室3A。此外，在阀壳3上安装有从侧面侧与阀室3A连通的一次接头管(一次継手管)31，并且在阀室3A的轴线L方向的单侧端部安装有二次接头管(二次継手管)32。再有，在阀壳3上并在二次接头管32的阀室3A侧配置有阀座部件1。而且，在阀座部件1上形成有将阀室3A和二次接头管32连通的截面形状为圆形的第一阀口 11和第二阀口 12。在阀壳3的上部安装有支承部件33。在支承部件33上形成有在轴线L方向上长的导引孔33a，在该导引孔33a上在轴线L方向上可滑动地嵌合有圆筒状的阀支架34。阀支架34与阀室3A同轴地安装，在该阀支架34的下端部固定有在端部具有针阀41的阀芯 4。此外，在阀支架34内可在轴线L方向上移动地设有弹簧支架35，在弹簧支架35和阀芯 4之间以施加规定载荷的状态安装有压缩螺旋弹簧36。在阀壳3的上端通过焊接等气密固定有步进电动机5的外壳51。在外壳51内可旋转地设有将外周部磁化为多极的磁转子52，在该磁转子52上固定有转子轴53。转子轴 53的上端部可旋转地嵌合在从外壳51的顶部垂下的圆筒状的导引部M内。此外，在外壳 51的外周配置有定子线圈55，通过对该定子线圈55给与脉冲信号，从而磁转子52与该脉冲数对应地旋转。而且，与磁转子52—体的转子轴53由于该磁转子52的旋转而旋转。再有，在导引部M的外周设有对磁转子52的旋转限动机构56.阀支架34的上端部与步进电动机5的转子轴53的下端部配合，阀支架34在由转子轴53可旋转地悬下的状态下被支承。此外，在转子轴53上形成有外螺纹部53a，该雄螺纹部53a与形成于支承部件33的内螺纹部3 螺纹结合。通过以上结构，转子轴53随着磁转子52的旋转在轴线L方向上移动。通过与该旋转相伴的转子轴53的轴线L方向移动从而使阀芯4与阀支架34 —同在轴线L方向上移动。而且，阀芯4利用针阀41的部分来增减第一阀口 11的开口面积，控制从一次接头管31 向二次接头管32流动的流体的流量。阀座部件1的第一阀口 11和第二阀口 12为圆筒形状，如图2所示，第一阀口 11 的内径Dl是与针阀41的外周一致的尺寸。此外，第二阀口 12的内径D2是比第一阀口 11 的内径Dl大的尺寸，并且成为比二次接头管32的内径D3小的尺寸。再有，第二阀口 12的长度L2成为比第一阀口 11的长度Ll大的尺寸，并以如下方式设定该第二阀口 12的长度 L2，即在针阀41将第一阀口 11关闭的状态下该针阀41的前端位于第二阀口 12的大体中央位置。还可适当设定针阀41的角度α 2。再有，对于这些尺寸的条件，与第二实施方式一同在后面叙述。图3是说明第一实施方式的针阀41、第一阀口 11和第二阀口 12的作用的图。通过针阀41和第一阀口 11的间隙的制冷剂通过第二阀口 12流向二次接头管32。此时，存在受到针阀41的特别是前端的影响而成为不稳定液流的情况。但是，由于针阀41的前端位于第二阀口 12的大体中央部，所以能够在到达第二阀口 12的出口之前在该第二阀口 12使流速减小。即，在制冷剂到达二次接头管32前的阀座部件1的部分能够使制冷剂的流动稳定，能够抑制二次接头管32的振动以减小噪音。在图4所示的第二实施方式的电动阀10中，与第一实施方式的针阀41对应的针阀61位于阀杆6的前端，该阀杆6相对于转子轴53在轴线L方向上可移动。此外，支承部件33形成有与阀室3Α连通的连通路331、332。而且，在阀壳3内配置的阀座部件2安装在支承部件33的下端部，在该阀座部件2上形成有将阀室3Α和二次接头管32连通的截面形状为圆形的第一阀口 21和第二阀口 22，且在该第一阀口 21和第二阀口 22之间形成锥形部 23。在支承部件33的中心形成有内螺纹3 和其螺纹孔，并且形成有圆筒状的滑动孔33c。而且，在该内螺纹33b的螺纹孔和滑动孔33c中配置转子轴53，转子轴53的外螺纹 53a与支承部件33的内螺纹3 螺纹结合。在转子轴53上形成有下部纵向孔531和上部纵向孔532，以贯穿下部纵向孔531 的方式配置阀杆6。该阀杆6在其下端具备针阀61。在上部纵向孔532内配置螺旋弹簧71， 在上部纵向孔532的上端部分配置有配件72。配件72由凸缘部7 和插入部7 构成，插入部72b的周围形成滚花。而且，将插入部72b压入上部纵向孔532中，由凸缘部7 和转子轴53的凸缘部533夹持磁转子52。这样，将磁转子52和转子轴53互相嵌合固定，且利用螺旋弹簧71的作用力将阀杆6向阀座部件2侧加力。通过以上构成，转子轴53伴随磁转子52的旋转在轴线L方向移动。阀杆6由于与该旋转伴随的转子轴53的轴线L方向移动在轴线L方向移动，用针阀61的部分增减第一阀口 21的开口面积，控制从一次接头管31流向二次接头管32的流体的流量。阀座部件2的第一阀口 21和第二阀口 22是圆筒形状，如图5所示，第一阀口 21 的内径Dl是与针阀61的外周一致的尺寸。此外，第二阀口 22的内径D2是比第一阀口 21 的内径Dl大的尺寸，并且，成为比二次接头管32的内径D3小的尺寸。再有，第二阀口 22 的长度L2成为比第一阀口 21的长度Ll大的尺寸，并以如下方式设定该第二阀口 22的长度L2，即在针阀61将第一阀口 21关闭的状态下该针阀61的前端位于第二阀口 22的大体中央位置。再有，还适当地设定锥形部23的开口角度α 3、针阀61的角度α 2、针阀61和锥形部23所成的角度α 1。图6是说明第二实施方式的针阀61、第一阀口 21、第二阀口 22和锥形部23的作用的图。如图6(A)所示，通过针阀61和第一阀口 21的间隙的制冷剂通过锥形部幻和第二阀口 22流向二次接头管32。此时，存在受到针阀61的特别是前端的影响而成为不稳定液流的情况。但是，由于针阀61的前端位于第二阀口 22的大体中央部，所以能够在到达第二阀口 22的出口之前在该第二阀口 22使流速减小。即，在制冷剂到达二次接头管32前的阀座部件2的部分能够使制冷剂的流动稳定，能够抑制二次接头管32的振动以减小噪音。 此外，从第一阀口 21和针阀61的间隙流动的制冷剂模仿锥形部23在第二阀口 22中流动。 再有，锥形部23和针阀61的间隙在第二阀口 22侧马上扩展，所以制冷剂难以附着在锥形部23上，能够减小制冷剂的通过声音。这样，虽然第二阀口 22成为针阀61的前端位于第二阀口 22的大体中央部的长度，但是，如图6(B)所示的阀座部件2’，如果第二阀口 22’的内径与二次接头管32的内径相同，该第二阀口 22’的长度较短，针阀61的前端位于接近二次接头管32的位置则产生问题。即，在该针阀61的前端易于产生压力下降部分，该前端的影响所产生的不稳定的流动原样地流入二次接头管32。因此，容易产生二次接头管32的振动等。该情况能够在第二实施方式(及第一实施方式)中避免。这里，第一实施方式和第二实施方式涉及的电动阀10适用于制冷剂的压力为以下条件的制冷循环。一次接头管31内的压力是2. 8 3. 4 (MPa 兆帕)，二次接头管32内的压力是1. 2 1. S(MPa)。而且，对于此类条件，第一实施方式的阀座部件1和第二实施方式的阀座部件2的各部分的尺寸设定为满足以下的条件，这样，可得到上述的噪音减小的效果。锥形部23的角度α 3设定为90°彡α 3彡150°…(1)的范围。再有，第一实施方式的场合，该锥形部的角度是180°。针阀41、61的角度α 2设定为4°彡α 2彡20° ... (2)的范围。第一阀口 11、21的内径Dl设定为Imm彡Dl彡2. 6mm…(3)的范围。第一阀口 11、21的长度Ll设定为Omm < Ll < 0. 8mm…的范围。第二阀口 12、22的内径D2和第一阀口 11、12的内径Dl设定成如下1.0mm含 ^/[(￡)2)2-(Z)I)2]芟3.8mm…(5)。第二阀口 12、22的长度L2和第一阀口 11、21的长度Ll设定成如下。8 ( L2/L1 ( 18... (6)。第一实施方式的二次接头管32的内径D3设定为D3 = 5. Omm…(7)。第二实施方式的二次接头管32的内径D3设定为D3 = 6. 3mm…⑶。图8是表示关于第一实施方式的电动阀的Dl和D2的尺寸比和噪音减小值的实测例。运转条件为一次接头管31内的压力是2. 8 3. 4(MPa)、二次接头管32内的压力是 1.2 1.8 (MPa)。制冷剂的流向是从一次接头管31向二次接头管32的方向。Ll = 0. 5mm。 相对于 D3 = 5. Omm 而使 Dl = 1. 0mm, Dl = 1. 8mm,相对于 D3 = 6. 3mm 而使 Dl = 2. 6mm,表
示相对于这些值、相对于使D2变化时的条件式(5) m^[(D2f -(Dl)2]的噪音减小值。从图
中可知，在满足条件式(5)的范围(1. Omm 3. 8mm)中噪音变低。再有，^[(1>2)2-(Dl)2] =0 是Dl =D2的情况。图9是第二实施方式的电动阀的锥形部23的角度α 3的变化和噪音减小值的实测例。运转条件为一次接头管31内的压力是2. 8 3. 4(MPa)、二次接头管32内的压力是 1.2 1.8(MPa)。制冷剂的流向是从一次接头管31向二次接头管32的方向。Ll = 0. 5mm。
相对于D3 = 5. Omm使Dl = 1. 8mm，相对于该Dl，设定使条件式(5) ^/[(￡) 2 -(Dl)2]的值为 1. 0mm、2. 4mm、3. 6mm的D2，表示相对于锥形角度α 3的噪音减小值。从图中可知，在锥形角度α 3满足条件式(1)的范围(90° 150° )中噪音变低。再有，α3 = 180°是第一实施方式的情况。
权利要求
1.一种电动阀，具备形成有与一次接头管连通的阀室的阀壳；形成有将所述阀室和二次接头管连通的截面形状为圆形的阀口的阀座部件；以及与所述阀口同轴设置的针阀， 通过使所述针阀在轴线方向上移动来开闭所述阀口，从而控制制冷剂的流量，该制冷剂从所述一次接头管流入所述阀室并经过所述阀口向所述二次接头管流出，其特征在于由位于所述阀室侧的内径Dl的第一阀口和位于所述二次接头管侧的内径D2的第二阀口构成所述阀座部件的所述阀口，以如下方式构成所述阀座部件，即第一阀口的内径D1、第二阀口的内径D2、和所述二次接头管的内径D3的关系为Dl <D2 <D3。
2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于在所述阀座部件上形成有将所述第一阀口和所述第二阀口连接的锥形部。
3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于以如下方式构成所述阀座部件，即在所述针阀将所述第一阀口关闭时所述针阀的前端位于所述第二阀口的中间位置。
全文摘要
本发明涉及电动阀，在用针阀开闭阀口以控制制冷剂的流量的电动阀中，使在阀口处的制冷剂的流动稳定，以抑制二次接头管的振动等从而减小噪音。在阀座部件(1)以截面圆形状形成内径D1的第一阀口(11)和内径D2的第二阀口(12)。相对于二次接头管(32)的内径D3，使D1＜D2＜D3。使通过第一阀口(11)和针阀(41)的间隙的制冷剂通过第二阀口(12)向二次接头管(32)流动。由于使针阀(41)的前端位于第二阀口(12)的大体中央部，因而在到达第二阀口(12)的出口之前在第二阀口(12)使流速减小，在制冷剂到达二次接头管(32)之前在阀座部件(1)的部分使流动稳定。
文档编号F16K27/00GK102384311SQ20111019371
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月5日 优先权日2010年8月25日
发明者中岛聪宏, 中川大树, 中野诚一 申请人:株式会社鹭宫制作所