節流裝置以及冷凍循環的制作方法

本發明涉及設于冷凍循環的冷凝器與蒸發器之間且將由上述冷凝器冷凝后的制冷劑減壓并送出至上述蒸發器的節流裝置以及使用了該節流裝置的冷凍循環。

背景技術：

以往，作為這種節流裝置，例如有日本特開2008－138812號公報(專利文獻1)所公開的裝置。該以往的節流裝置是閥開度根據冷凝器側(一次側)的制冷劑的壓力與蒸發器側(二次側)的制冷劑的壓力的差壓而變化的裝置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008－138812號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

一般地，這種節流裝置的閥芯根據一次側的制冷劑的壓力與二次側的制冷劑的壓力的差壓而移動。因此，在從閉閥狀態開始打開閥時，由于一次側的壓力急劇減少，從而閥芯向閉閥方向位移，但若閥芯向閉閥方向位移，則下次作用于閥芯的一次側的壓力增加，閥芯在此向開閥方向位移。這樣，在開始打開閥時，閥芯追隨差壓的變化而反復進行開閉動作，因此產生閥芯的振動即跳動。因此，為了抑制該閥芯追隨差壓的變動，還考慮在閥芯與對該閥芯進行導向的部分之間給予滑動阻力。但是，該滑動阻力會使差壓－流量特性產生遲滯，滑動阻力越大(越要抑制跳動)，該遲滯就越大。

本發明的課題是，在設于冷凍循環的冷凝器與蒸發器之間，且對利用上述冷凝器冷凝后的制冷劑進行減壓并向上述蒸發器送出的節流裝置中，抑制閥芯的跳動，并且使差壓－流量特性減小遲滯。

用于解決課題的方案

方案1的節流裝置是設置在冷凍循環的冷凝器與蒸發器之間，且對利用上述冷凝器冷凝后的制冷劑進行減壓并向上述蒸發器送出的節流裝置，其特征在于，具備：主體殼體，其構成與上述冷凝器連接的一次室和與上述蒸發器連接的二次室；閥座部件，其形成有閥口，且在上述主體殼體內配設在上述一次室與上述二次室之間；閥芯，其通過沿上述閥口的軸線進行移動而能夠改變上述閥口的開度；導向面，其為與上述閥口的軸線平行的導向面，相對于上述閥座部件配置在上述二次室側；彈簧部件，其對上述閥芯向上述閥口側施力；以及導入路，其為上述閥芯的側面與上述導向面的縫隙，供上述制冷劑從上述閥口側流向上述閥芯的背壓室，設置有葉片部件，該葉片部件是設置在上述閥芯和上述導向面的一方或另一方的葉片部件，使在從上述閥口側流向上述背壓室的制冷劑的流動的下游側具有端部的葉片與上述閥芯和上述導向面的另一方或一方抵接，從而對上述閥芯和上述導向面的另一方或一方與上述葉片之間給予滑動阻力。

方案2的節流裝置根據方案1所述的節流裝置，其特征在于，上述葉片部件設于上述閥芯，通過使上述葉片與上述導向面抵接，來向上述導向面與上述葉片之間給予滑動阻力。

方案3的節流裝置根據方案1所述的節流裝置，其特征在于，上述葉片部件設于上述導向面，通過使上述葉片與上述閥芯的側面抵接，來向上述閥芯與上述葉片之間給予滑動阻力。

方案4的節流裝置根據方案1～3任一項中所述的節流裝置，其特征在于，在上述葉片的端部具備曲面部，該曲面部與該葉片所抵接的對象點接觸或者線接觸。

方案5是一種冷凍循環，其特征在于，在冷凝器與蒸發器之間設置有方案1～4任一項中所述的節流裝置。

發明的效果

根據方案1、2、3、5的發明，利用葉片部件的葉片的滑動阻力，能夠在閥開始打開的低壓區域抑制閥芯的跳動。另外，針對通過導入路而流向背壓室的制冷劑的流動，葉片部件的葉片的端部處于下游側，該葉片承受制冷劑的流體壓力，因此在閥開始打開后的高壓區域，葉片因制冷劑的流體壓力而位移，滑動阻力變小，因此閥芯的動作靈敏地追隨壓力變化，差壓－流量特性的遲滯變小。

根據方案4的發明，除了方案1的效果以外，在葉片的端部具備與葉片所抵接的對象點接觸或者線接觸的曲面部，因此在高壓區域，能夠減小葉片所抵接的對象側與曲面部之間的滑動阻力，從而能夠進一步減小差壓－流量特性的遲滯。

附圖說明

圖1是本發明的第一實施方式的節流裝置的縱剖視圖、底剖視圖以及剖視圖。

圖2是圖1的主要部分放大圖以及主要部分剖視圖。

圖3是本發明的第一實施方式的葉片部件的側視圖、仰視圖以及立體圖。

圖4是本發明的實施方式的冷凍循環的簡略結構圖。

圖5是表示本發明的實施方式的差壓－流量特性的一例的圖。

圖6是本發明的第二實施方式的節流裝置的縱剖視圖。

圖7是本發明的第二實施方式的節流裝置的主要部分放大圖。

圖8是表示本發明的實施方式的葉片部件的變形例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的節流裝置的實施方式進行說明。圖1是第一實施方式的節流裝置的縱剖視圖(圖1(a))，圖2是圖1的主要部分放大圖以及主要部分剖視圖，圖3是第一實施方式中的葉片部件的側視圖、仰視圖以及立體圖，圖4是實施方式的冷凍循環的簡略結構圖。此外，圖1(b)是圖1(a)中的a－a向視圖，圖1(c)是圖1(a)中的b－b剖視圖。另外，圖2(b)是圖2(a)的c－c向視圖，省略螺旋彈簧的圖示。

首先，對圖4的冷凍循環進行說明。該冷凍循環構成例如空調機，具有壓縮機100、冷凝器110、實施方式的節流裝置10、粗濾器20、以及蒸發器120。由壓縮機100壓縮后的制冷劑供給至冷凝器110，由該冷凝器110冷凝后的制冷劑經由粗濾器20而被送到節流裝置10。粗濾器20用于除去在冷凍循環中流動的制冷劑所含的異物，例如是80網眼～100網眼左右的過濾器。節流裝置10如后文所述那樣地使制冷劑膨脹、減壓并送至蒸發器120。并且，在將冷凍循環作為空調機而構成的情況下，室內被該蒸發器120冷卻，得到制冷的功能。由蒸發器120蒸發的制冷劑在壓縮機100循環。

如圖1所示，節流裝置10具備由金屬管構成的主體殼體1、金屬制的閥座部件2、導向部件3、作為“閥芯”的針閥4、葉片部件5、彈簧座6、作為“彈簧部件”的螺旋彈簧7、以及限位部件8。此外，閥座部件2和導向部件3通過金屬件的切削等而形成為一體。

主體殼體1是以軸線l為中心的圓筒狀的形狀，構成經由上述粗濾器20而與冷凝器110連接的一次室11和與上述蒸發器120連接的二次室12。閥座部件2一體地構成與主體殼體1的內表面匹配的大致圓柱形狀的閥座部2a、和從閥座部2a下方向延伸的圓筒部2b。在閥座部2a的外周面的整周(繞軸線l的整周)形成有鉚接槽2a1，通過在該鉚接槽2a1的位置對主體殼體1進行鉚接，從而閥座部件2(以及導向部件3)被固定于主體殼體1內。由此，閥座部件2配設在一次室11與二次室12之間。另外，在閥座部件2形成有以軸線l為中心的呈圓柱孔的閥口21，并且形成有從該閥口21至圓筒部2b內導通的直徑較大的導通室22。

導向部件3是圓筒狀的形狀，從閥座部件2豎立設置在二次室12內，該導向部件3與主體殼體1的縫隙成為主體側流路13。導向部件3具有以軸線l為中心的圓柱狀的導向孔31，并且在與閥座部件2相鄰的位置形成有將導向孔31與外部(二次室12)導通的敞開孔32。并且，在導向部件3的上方，形成有將導向孔31與外部(二次室12)導通的敞開孔33。并且，導向孔31的內周面成為圓筒狀導向面31a。該圓筒狀導向面31a與軸線l平行。

針閥4具有：前端部41a的端面大致平坦的圓錐狀的針部41；在導向部件3的導向孔31內插通的插通部42；以及形成于插通部42的端部的凸起部43。如圖1(c)所示，插通部42的與軸線l正交的面的剖面形狀呈大致六棱柱的形狀，該插通部42的六棱柱相鄰的側面彼此之間的寬度窄的面成為導向部42a。并且，通過導向部42a沿導向孔31的圓筒狀導向面31a進行滑動，從而以沿軸線l進行移動的方式對針閥4進行導向。另外，由插通部42的六棱柱的側面和導向孔31的圓筒狀導向面31a包圍的縫隙成為從閥口21側的空間通往針閥4的背后的背壓室44的導入路45。

如圖2以及圖3所示，葉片部件5是將具有嵌合孔51a的圓環狀的固定座51和從固定座51的外周豎立設置的三枚葉片52形成為一體的構件。在葉片52的前端部形成有向外側鼓出的作為“曲面部”的半球狀接觸部52a。葉片部件5通過將固定座51的嵌合孔51a填入針閥4的凸起部43并且被螺旋彈簧7按壓而固定于針閥4。并且，葉片部件5的葉片52利用其彈性力來將半球狀接觸部52a按壓于導向孔31的圓筒狀導向面31a并與之滑動接觸。在該例中，半球狀接觸部52a與圓筒條導向面31a點接觸。由此，對圓筒狀導向面31a與葉片52之間給予滑動阻力。

彈簧座6為大致圓柱狀的形狀，在其外周面的整周(繞軸線l的整周)形成有鉚接槽6a。并且，通過在該鉚接槽6a的位置對導向部件3進行鉚接，從而彈簧座6固定于導向部件3內。螺旋彈簧7在導向孔31內經由葉片部件5而以壓縮的狀態配設在針閥4與彈簧座6之間。

限位部件8為大致圓柱狀的形狀，如圖1(b)所示，在該限位部件8且在圓柱狀部件的側面形成有d形切割面81，一次室11經由該d形切割面81與圓筒部2b的縫隙而與閥座部件2的導通室22導通。另外，在限位部件8的d形切割面81以外的外周面(繞軸線l)形成有鉚接槽8a。并且，通過在該鉚接槽8a的位置對閥座部件2的圓筒部2b進行鉚接，由此限位部件8固定于閥座部件4。

在圖1的狀態下，針閥4的針部41的前端部41a從閥口21向一次室11側突出。該針部41的前端部41a的端面與限位部件8抵接。此外，通過限位部件8相對于閥座部2a的軸線l方向的位置的設定，從而即使在針部41的前端部41a的端面與限位部件8抵接的狀態下，也可以在該針部41與閥口21之間形成縫隙即“節流孔”。

根據以上的結構，若來自冷凝器110的高壓制冷劑流入一次室11，則一次室11的制冷劑從限位部件8與圓筒部2b的縫隙通過閥口21與針部41的縫隙(節流孔)而向導向孔31內流出。向該導向孔31流出的制冷劑被分流，一方的流動的制冷劑從導向部件3的敞開孔32流向主體側流路13，另一方的流動的制冷劑通過導入路45而流入背壓室44。主體側流路13的制冷劑保持原狀地流入二次室12，背壓室44的制冷劑經由導向部件3的上方的敞開孔33而向二次室12流出。

由針閥4和圓筒狀導向面31a包圍的導入路45由于其截面面積較大，因此能夠使制冷劑的流量較多。因此，混入制冷劑的異物被引導至該導入路45并流動。即、導入路45的間隙設定為比上述冷凍循環的粗濾器20的間隙(開孔)大。因此，能夠盡量減小異物夾在針閥4的側面的導向部42a與導向部件3的圓筒狀導向面31a之間(間隙)的可能性。因此，沒有針閥4被異物鎖住的情況。

另外，針對通過導入路45而流向背壓室44的制冷劑的流動，葉片部件5配置為，使葉片52的固定座51側的根基部分處于上游側，并使半球狀接觸部52a側朝向下游側延伸。由此，葉片52承受制冷劑的流體壓力。在此，在作為閥的開始打開壓力的低壓區域，由于閥開度小，因此制冷劑的流量也少，葉片52承受的流體壓力小。因此，半球狀接觸部52a利用葉片52的彈性力向圓筒狀導向面31a施加的力也足夠，能夠增大該半球狀接觸部52a與圓筒狀導向面31a之間的滑動阻力。因此，在作為低壓區域的閥的開始打開時，能夠利用滑動阻力來抑制針閥4的跳動。

另一方面，在閥開始打開后的高壓區域，閥開度較大，制冷劑的流量也變多，葉片52承受的流體壓力較大。該流體壓力作用于使葉片52(半球狀接觸部52a)遠離圓筒狀導向面31a的方向，因此使半球狀接觸部52a向筒狀導向面31施加的力減少，該半球狀接觸部52a與圓筒狀導向面31a之間的滑動阻力變小。由此，在高壓區域，針閥4的動作靈敏地追隨壓力變化。因此，差壓－流量特性的遲滯變小。另外，在該實施方式中，由于半球狀接觸部52a與圓筒狀導向面31a點接觸，因此滑動阻力較小，差壓－流量特性的遲滯能夠進一步變小。此外，也可以代替半球狀接觸部52a而為縱長的圓頂狀的“曲面部”，并使該曲面部與圓筒狀導向面31a抵接。該情況下，也可以使縱長的圓頂狀的曲面部與圓筒狀導向面31a線接觸。

圖5是表示實施方式中的差壓－流量特性的一個例子的圖，實線表示一次側的壓力上升的升壓時的流量，虛線表示一次側的壓力下降的降壓時的流量。如圖所示，在低壓區域(差壓小的區域)，滑動阻力較大，因此存在某種程度的遲滯，但在高壓區域(差壓大的區域)幾乎不存在遲滯。由此，在高壓區域，與壓力相應的流量的控制變得良好，能夠確保穩定的過熱度。

圖6是第二實施方式的節流裝置的縱剖視圖，圖7是第二實施方式的節流裝置的主要部分放大圖，對于與第一實施方式相同的要素，標注與圖1至圖3相同的符號并適當省略重復的說明。另外，第二實施方式的節流裝置10也設于圖4的冷凍循環，也與第一實施方式相同。

該第二實施方式的節流裝置10代替第一實施方式1的導向部件3而利用主體殼體1對針閥4進行導向。如圖6所示，該第二實施方式的節流裝置10具備由金屬管構成的主體殼體1、金屬制的閥座部件2、作為“閥芯”的針閥4、調整螺釘81、作為“彈簧部件”的螺旋彈簧7、以及限位部件82。

主體殼體1是以軸線l為中心的圓筒狀的形狀，構成經由上述粗濾器2而與冷凝器110連接的一次室11和與上述蒸發器120連接的二次室12。并且，主體殼體1的內周面成為圓筒狀導向面1a。該圓筒狀導向面1a與軸線l平行。

閥座部件2呈與主體殼體1的內表面匹配的大致圓柱形狀的形狀。在閥座部件2的外周面的整周(繞軸線l的整周)形成有鉚接槽2a1，通過在該鉚接槽2a1的位置對主體殼體1進行，從而閥座部件2固定于主體殼體1內。由此，閥座部件2配設在一次室11與二次室12之間。

另外，在閥座部件2形成有以軸線l為中心的呈圓柱孔的閥口21，并且形成有與閥座部件2同軸地從閥口21向一次室11側開口的螺紋孔23。在螺紋孔23的內周形成有內螺紋部23a。限位部件82為圓柱狀的形狀，在其外周形成有外螺紋部82a。另外，在限位部件82，繞軸l形成有三個導通孔82b。并且，限位部件82通過使其外周的外螺紋部82a與閥座部件2的螺紋孔23的內螺紋部23a螺紋結合，從而安裝于閥座部件2。

在主體殼體1的內部上方，配設有在內側具有內螺紋部83a的內螺紋部件83。在內螺紋部件83的外周面的整周(繞軸線l的整周)形成有鉚接槽2a1，通過在該鉚接槽2a1的位置對主體殼體1進行鉚接，從而內螺紋部件83固定于主體殼體1內。調整螺釘81在其外周形成有外螺紋部81a，并且在二次室12側的端部形成有供一字螺絲刀嵌合的狹縫81b。另外，在調整螺釘81的中心貫通地形成有貫穿孔81c。螺旋彈簧7在主體殼體1內經由葉片部件9以壓縮的狀態配設在針閥4與調整螺釘81之間。并且，調整螺釘81通過使其外周的外螺紋部81a與內螺紋部件83的內螺紋部83a螺紋結合，從而安裝于內螺紋部件83。由此，螺旋彈簧7對針閥4向一次室11側施力，通過調整螺釘81相對于內螺紋部件83的旋入量來調整對該針閥4施加的作用力。

該第二實施方式中的針閥4具有與第一實施方式相同的圓錐狀的針部41、在主體殼體1的圓筒狀導向面1a內插通的插通部48、以及形成于插通部48的端部的凸起部43。該插通部48為d形切割圓柱體的側面四個部位后得到的形狀，d形切割面之間的面成為導向部48a。并且，通過導向部48a沿主體殼體1的圓筒狀導向面1a進行滑動，從而以沿軸線l進行移動的方式對針閥4進行導向。另外，由插通部48的四棱柱的側面和圓筒狀導向面1a包圍的空間成為從閥口21側的空間通往背壓室44的導入路45。

此外，在該第二實施方式中，針部41的前端部41a的位置(閥芯的一次室側端部的位置)由限位部件82定位。另外，能夠通過限位部件82相對于閥座部件2的旋入量來調整在該節流孔流動的制冷劑的流量、即放泄流量。這樣，由于能夠通過旋入量來調整，因此能夠極為高精度地調整放泄流量。在調整了限位部件82的位置后，限位部件82通過例如粘接、硬釬焊、鉚接等固定于閥座部件2。

葉片部件9是將具有嵌合孔91a的圓環狀的固定座91、和從固定座91的外周豎立設置的四枚葉片92形成為一體的構件。在葉片92的前端部形成有向外側鼓出的作為“曲面部”的半球狀接觸部92a。葉片部件9通過將固定座91的嵌合孔91a填入針閥4的凸起部43并且被螺旋彈簧7按壓而固定于針閥4。并且，葉片部件9的葉片92利用其彈性力來將半球狀接觸部92a按壓于主體殼體1的圓筒狀導向面1a并與之滑動接觸。

在該第二實施方式中，針對通過導入路45而流向背壓室44的制冷劑的流動，葉片部件9也配置為，使葉片92的固定座91側的根基部分處于上游側，并使半球狀接觸部92a側朝向下游側延伸。由此，葉片92承受制冷劑的流體壓力。并且，與第一實施方式相同，在作為閥的開始打開壓力的低壓區域，由于閥開度小，因此制冷劑的流量也少，葉片92承受的流體壓力小。因此，半球狀接觸部92a利用葉片92的彈性力向圓筒狀導向面1a施力的力也足夠，能夠增大該半球狀接觸部92a與圓筒狀導向面1a之間的滑動阻力。因此，在作為低壓區域的閥的開始打開時，能夠利用滑動阻力來抑制針閥4的跳動。

另一方面，在閥開始打開后的高壓區域，閥開度較大，制冷劑的流量也變多，葉片92承受的流體壓力較大。該流體壓力作用于使葉片92(半球狀接觸部92a)遠離圓筒狀導向面1a的方向，因此使半球狀接觸部92a向筒狀導向面1a施加的力減少，該半球狀接觸部92a與圓筒狀導向面1a之間的滑動阻力變小。由此，在高壓區域，針閥4的動作靈敏地追隨壓力變化。因此，差壓－流量特性的遲滯變小。

圖8是葉片部件的變形例。圖8(b)是圖8(a)的d－d向視圖，省略了螺旋彈簧的圖示。葉片部件9′是將具有嵌合孔91a′的圓環狀的固定座91′、和從固定座91′的外周豎立設置的四枚葉片92′形成為一體的構件。在該變形例中，在葉片92′的前端部形成有向外側彎曲的作為“曲面部”的彎曲部92a′。葉片部件9′通過將固定座91′的嵌合孔91a′填入針閥4的凸起部43′并且利用螺旋彈簧7按壓而固定于針閥4。此外，在該變形例中，相比第一實施方式，凸起部43′的直徑變小。這是因為，相比第一實施方式，將葉片92′的根基配置在更靠內側。并且，葉片部件9′的葉片92′利用其彈性力將彎曲部92a′按壓到導向部件3的圓筒狀導向面31a并與之滑動接觸。彎曲部92a′與圓筒狀導向面31a以兩點進行點接觸。在該變形例中，也與第一實施方式以及第二實施方式相同，能夠防止針閥4的跳動，并且能夠減小差壓－流量特性的遲滯。

以上的實施方式以及變形例的節流裝置是閥口21的直徑為φ1mm～φ2.5mm左右的節流裝置。另外，在針閥4插通到導向部件3內的第一實施方式以及變形例中，就導入路45的制冷劑的流動而言，流量比導向部件3與主體殼體1的縫隙的主體側流路13少，不會因流體的流動而葉片部件5、9′的葉片52、92′自身振動而成為噪音。另外，在第一實施方式以及變形例中，針閥4的插通部42為六棱柱的形狀，導入路45的間隙(導向部件3與插通部42的間隙)為0.15mm左右。雖然也能夠使該插通部42為四棱柱的形狀，但該情況的導入路的間隙為0.35mm左右。與此相對，葉片52、92′的厚度為0.05mm～0.1mm左右。這樣，由于葉片52、92′的厚度比導入路45的間隙薄，因此即使導入路45中的流量少，葉片52、92′也對流動靈敏地反應，可以容易地改變差壓－流量特性的遲滯。

在以上的實施方式以及變形例中，對葉片部件固定于針閥4側的情況進行了說明，但也可以將相同的葉片部件設置在圓筒狀導向面(導向面)側。該情況下，也將葉片的根基配置于流體的上游側、將葉片的端部配置于流體的下游側，承受流向背壓室的制冷劑相對于針閥的流體壓力。另外，使葉片的端部按壓到針閥(閥芯)的側面并與之滑動接觸。由此，在作為閥的開始打開壓力的低壓區域，在葉片承受的流體壓力較小的狀態下，利用葉片的彈性力增大針閥與葉片之間的滑動阻力，抑制針閥的跳動。另外，在高壓區域，利用葉片承受流量較多的制冷劑的流體壓力，使葉片的端部遠離針閥的側面，減小葉片的端部與針閥之間的滑動阻力。由此，在高壓區域，針閥的動作靈敏地追隨壓力變化，從而能夠減小差壓－流量特性的遲滯。

以上，參照附圖對本發明的實施方式進行了詳細敘述，但具體的結構并不限于這些實施方式，不脫離本發明的主旨的范圍的設計的變更等均包含在本發明中。對引導針閥的導向面為圓筒狀的例子進行了說明，但也可以是例如導向面為與軸線平行的棱柱形狀，在其內側插通針部的圓柱狀的插通部，利用棱柱形狀的導向面在該插通部的外周進行導向。

符號的說明

1—主體殼體，11—一次室，12—二次室，2—閥座部件，3—導向部件，31a—圓筒狀導向面，4—針閥(閥芯)，41—針部，42—插通部，42a—導向部，44—背壓室，45—導入路，5—葉片部件，51—固定座，52—葉片，52a—半球狀接觸部，48—插通部，48a—導向部，7—螺旋彈簧(彈簧部件)，8—限位部件。