空心提升閥的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及在從提升閥的傘部朝向軸部形成的空心部中裝填有冷卻材料的空心提升閥，特別涉及閥傘部的大徑空心部與閥軸部的小徑空心部連通的空心提升閥。
【背景技術】
[0002]在下述專利文獻1、2等中，記載有從在軸端部一體地形成有傘部的提升閥的傘部到軸部形成有空心部、將熱傳導率比閥的母材高的冷卻材料(例如金屬鈉，熔點約98°C )與惰性氣體一起裝填在空心部中的空心提升閥。
[0003]閥的空心部從傘部內延伸到軸部內，由于相應地能夠將許多量的冷卻材裝填到空心部中，所以能夠提高閥的熱傳導性(以下稱作閥的熱散逸效果)。
[0004]S卩，燃燒室通過發動機的驅動成為高溫，但如果燃燒室的溫度過高，則會發生爆燃而不能得到規定的發動機輸出，帶來燃耗的惡化(發動機的性能的下降)。所以，為了降低燃燒室的溫度，作為使在燃燒室中產生的熱經由閥積極地熱傳導的方法(提高閥的熱散逸效果的方法)，提出了將冷卻材料與惰性氣體一起裝填到空心部中的各種空心閥。
[0005]專利文獻1:W02010/041337
[0006]專利文獻2:日本特開2011 — 179328
【發明內容】
[0007]在以往的裝有冷媒的空心提升閥中，傘部內的圓盤狀大徑空心部和軸部內的直線狀小徑空心部間的連通部由平滑的曲線區域(內徑逐漸變化的過渡區域)構成，但由于該連通部是平滑地連續的形狀，在閥的開閉動作(閥的向軸向的往復動作)時，冷卻材料(液體)能夠與封入氣體一起在大徑空心部與小徑空心部間順暢地移動，可以想到閥的熱散逸效果會提尚。
[0008]然而，在現有技術中，由于冷卻材料(液體)能夠配合閥的開閉動作在大徑空心部與小徑空心部間順暢地移動，所以空心部內的冷卻材料(液體)的上層部、中層部、下層部不被攪拌，在相互保持著上下關系不變的狀態下在軸向上移動。
[0009]因此可知，距熱源較近側的冷卻材料下層部的熱沒有被積極地向冷卻材料中層部、上層部傳遞，沒有充分發揮熱散逸效果(熱傳導性)。
[0010]所以，發明人想到，利用在閥的開閉動作(軸向的往復動作)時作用于冷卻材料的慣性力，在大徑空心部內的冷卻材料中形成水平方向的回旋流(以下將水平方向的回旋流稱作渦流)。
[0011]S卩，可以想到，在閥的開閉動作(軸向的往復動作)時，空心部內的冷卻材料通過慣性力在上下方向上移動，但例如如果在大徑空心部的底面上設置具備渦流形成用的傾斜面(在周向上對被慣性力向下方推壓的冷卻材料進行引導的傾斜面)的凸部，則隨著閥的開閉動作、特別是開閥動作，大徑空心部內的冷卻材料被向渦流形成用的傾斜面推壓，沿著該傾斜面發生朝向周向的流動，在冷卻材料的下層部形成渦流，冷卻材料被攪拌，熱散逸效果提尚。
[0012]本發明是鑒于上述現有技術的問題及發明人的認識而做出的，其目的是提供一種通過隨著閥的開閉動作而在閥傘部內的大徑空心部的冷卻材料中形成的渦流將空心部內的冷卻材料攪拌而改善熱散逸效果的空心提升閥。
[0013]為了達到上述目的，在有關本發明(技術方案I)的空心提升閥中，一種從在軸部的一端側一體地形成了傘部的提升閥的傘部到軸部形成有空心部，在上述空心部中，與惰性氣體一起裝填有冷卻材料的空心提升閥，構成為，
[0014]上述空心部具備上述閥傘部內的大徑空心部、和連通到該大徑空心部的中央部的上述閥軸部內的直線狀的小徑空心部；
[0015]在上述大徑空心部的底面或頂面上，在周向上大致等間隔地設有具備朝向周向傾斜的傾斜面的渦流形成用的凸部，隨著上述閥的開閉動作，在上述大徑空心部內的冷卻材料中繞上述閥的中心軸線形成渦流。
[0016](作用)通過隨著閥的開閉動作(軸向的往復動作)而在空心部內的冷卻材料上作用慣性力，冷卻材料在空心部內沿軸向移動。并且，當閥從閉閥狀態向開閥狀態轉變時(閥下降時)，如圖4(a)所示，在空心部內的冷卻材料(液體)作用朝上的慣性力，冷卻材料(液體)朝向大徑空心部的頂面移動，在大徑空心部的頂面上設有渦流形成用的凸部的情況下，如圖3所示，通過冷卻材料被該凸部的傾斜面推壓而發生沿著該傾斜面的流動(朝向作為傾斜面傾斜的方向的周向的流動)F32，在大徑空心部內的冷卻材料的上層部形成渦流 F30o
[0017]另一方面，當閥從開閥狀態向閉閥狀態轉變時(閥上升時)，如圖4(b)所示，在空心部內的冷卻材料(液體)作用朝下的慣性力，冷卻材料(液體)朝向大徑空心部的底面移動，在大徑空心部的底面上設有渦流形成用的凸部的情況下，如圖3所示，通過冷卻材料被該凸部的傾斜面推壓而發生沿著該傾斜面的流動(朝向作為傾斜面傾斜的方向的周向的流動)F22，在大徑空心部內的冷卻材料的下層部形成渦流F20。
[0018]這樣，隨著閥的開閉動作(軸向的往復動作)，在大徑空心部內的冷卻材料的上層部或下層部形成渦流，對大徑空心部內的冷卻材料的至少上層部或下層部進行積極地攪拌，利用大徑空心部內的冷卻材料進行的熱傳遞變得活躍。
[0019]詳細地講，如果重復閥的開閉動作(軸向的往復動作)，則空心部內的冷卻材料成為與惰性氣體的混合狀態，在大徑空心部內，通過隨著閥的開閉動作形成的渦流而在周向上旋轉，在小徑空心部內也如被大徑空心部內的冷卻材料牽引那樣在向同向旋轉。并且，由于作用于大徑空心部內的冷卻材料的離心力比作用于小徑空心部內的冷卻材料的離心力大，所以如圖2所示，小徑空心部內的冷卻材料與惰性氣體一起一邊朝向壓力相對較低的大徑空心部形成漩渦F40 —邊被吸入。
[0020]結果，第I，冷卻材料從小徑空心部向大徑空心部流入，促進空心部內的冷卻材料的攪拌。
[0021]第2，小徑空心部內的冷卻材料的液面水平(最高點)相對地上升，冷卻材料與小徑空心部形成壁的接觸面積增加，提高了閥軸部的熱傳遞效率。
[0022]在技術方案2中，在技術方案I所記載的空心提升閥中，構成為，在上述大徑空心部的底面及頂面上，分別設有上述渦流形成用的凸部，并且構成為，使上述底面側的凸部的傾斜面的傾斜方向和上述頂面側的凸部的傾斜面的傾斜方向在周向上為相同朝向。
[0023](作用)大徑空心部內的冷卻材料通過隨著閥的開閉動作形成的渦流在周向上旋轉，但由于在閥下降時在冷卻材料的上層部形成的渦流與在閥上升時在冷卻材料的下層部形成的渦流的周向的朝向分別相同，所以隨著閥的開閉動作(軸向的往復動作)，將大徑空心部內的冷卻材料整體向同方向積極地攪拌，利用大徑空心部內的冷卻材料進行的熱傳遞變得更加活躍。
[0024]詳細地講，大徑空心部內的冷卻材料通過由閥的下降動作形成的渦流在周向上旋轉，通過由閥的上升動作形成的渦流而向周向的旋轉被加速，即，在空心部內的冷卻材料存在旋轉的趨勢，所以小徑空心部內的冷卻材料與惰性氣體一起一邊朝向壓力相對較低的大徑空心部形成漩渦一邊被可靠地吸入。
[0025]因此，第1，冷卻材料從小徑空心部向大徑空心部可靠地流入，空心部內的冷卻材料的攪拌被進一步促進。
[0026]第2，小徑空心部內的冷卻材料的液面水平(最上點)相對地進一步上升，冷卻材料與小徑空心部形成壁的接觸面積進一步增加，閥軸部的熱傳遞效率進一步提高。
[0027]在技術方案3中，在技術方案I或2所記載的空心提升閥中，構成為，上述渦流形成用的凸部從上述大徑空心部的外周面離開規定距離地設置，在該渦流形成用的凸部的外周形成沿著大徑空心部的外周面的圓環狀的流路，并且上述凸部的傾斜面朝向上述流路傾斜。
[0028](作用)隨著閥的開閉動作(軸向的往復動作)發生的、沿著渦流形成用的凸部的傾斜面的流動(朝向作為傾斜面傾斜的方向的周向的流動)不會與在周向上相鄰的渦流形成用的凸部干渉，而是被沿著大徑空心部的外周面的圓環狀的流路引導，在大徑空心部內的冷卻材料的下層部或上層部順暢地形成異能者大徑空心部的外周面的渦流。
[0029]另外，大徑空心部的底面通常由接合在劃分成大徑空心部的頂面及外周面的傘部外殼的凹部(的開口側內周面)上的圓盤形狀的帽構成，但容易通過鍛造、切削、熔接等將渦流形成用的凸部一體化到與傘部外殼分體的帽上。
[0030]在技術方案4中，在技術方案I?3中任一項所記載的空心提升閥中，構成為，上述大徑空心部構成為具備大致仿形于上述閥傘部的外形的錐形狀的外周面的圓錐臺形狀，并且設在上述閥軸部內的小徑空心部以與上述圓錐臺形狀的大徑空心部的頂面大致正交的方式連通，隨著上述閥的開閉動作，至少在上述大徑空心部內的冷卻材料中繞上述閥的中心軸線形成滾流。
[0031](作用)空心部內的冷卻材料隨著閥的開閉動作(軸向的往復動作)而通過慣性力在空心部內沿軸向移動，但通過將大徑空心部形成為大致圓錐臺形狀，通過冷卻材料的移動在大徑空心部內發生壓力差，在大徑空心部內的冷卻材料中形成滾流。
[0032]詳細地講，當閥從閉閥狀態向開閥狀態轉變時(閥下降時)，如圖4(a)所示，在直線狀的小徑空心部內，冷卻材料整體通過慣性力順暢地向上方移動，而由于在與大徑空心部的連通部形成有房檐狀的環狀臺階部15，所以在連通部的附近發生紊流F4(參照圖5(a)) ο另一方面，在大徑空心部內中，如圖4(