專利名稱：針閥以及具有該針閥的冷凍循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于冷凍循環(huán)裝置等，使制冷劑等的流體通過內(nèi)側(cè)的 針閥以及具有該針閥的冷凍循環(huán)裝置。
技術(shù)背景在使冷凍循環(huán)裝置等的流體循環(huán)的各種裝置中，使用各種的針閥 (例如參照專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1所示的針閥具有閥箱、針狀的閥塞和驅(qū)動部，該閥箱在內(nèi)側(cè)形成有使制冷劑等的流體通過的流路；該 閥塞可自由接觸離開地設(shè)置在閥箱的閥座上；該驅(qū)動部使上述閥塞接 觸離開上述閥座。上述的專利文獻(xiàn)l所示的針閥通過向驅(qū)動部的定子的線圏等施加 電流，來使該驅(qū)動部的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而使閥塞接觸離開設(shè)置在閥座上 的閥口，變更開度，并適宜地變更上述的流體的流量。[專利文獻(xiàn)1]日本特開2006-97947號公凈艮上述的專利文獻(xiàn)1所示的針閥使在形成于閥箱的流路內(nèi)流動的流 體的流動在閥口的內(nèi)緣剝離，從閥口的內(nèi)面以剝離的狀態(tài)，即，以所 謂擾流的狀態(tài)，通過閥口內(nèi)，導(dǎo)入該針閥的下游。象這樣，在以往的 針閥中，由于流體以所謂擾流的狀態(tài)在閥口口內(nèi)流動，所以，特別是 在開度小，即，閥口和閥塞接近的狀態(tài)下，流體在閥箱內(nèi)流動時，會 產(chǎn)生lkHz到20kHz的可聽波段的高頻的音，即高音。因此，本發(fā)明的目的是提供一種特別可以防止產(chǎn)生可聽波段的高 頻的噪音的針閥以及具有該針閥的冷凍循環(huán)裝置。 發(fā)明內(nèi)容為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一發(fā)明的針閥具有閥端口和閥塞， 該閥端口使流體通過內(nèi)側(cè)，并且設(shè)有在長度方向內(nèi)徑被形成為一定的 閥口；該閥塞在上述閥端口上可自由接觸離開地^皮設(shè)置，并且^皮形成為隨著接近該閥端口而尖細(xì)的針狀，同時，通過接觸離開上述閥端口， 可變更開度，其特征在于，在貫通上述閥塞的軸芯的截面中，若使該
閥塞的前端部形成的角度為6 ，上述閥口的內(nèi)徑為D，上述閥口的軸 芯方向的全長為L1，則在上述角度0超過O度，并且小于等于45度 的情況下，Ll/D大于等于3.5，并且小于等于5.0，同時，在上述角度 0超過45度，不足60度的情況下，Ll/D大于等于2.0,并且小于等 于4.0。
本發(fā)明的第二發(fā)明的針閥是在第一發(fā)明所述的針閥中，其特征在 于，在上述閥端口的上述閥口開口并且與上述針閥相對的閥座上，設(shè) 置圓環(huán)狀部，該圓環(huán)狀部^皮形成為從該閥座凸出，并且內(nèi)徑比上述閥 口大，同時，與該閥口同軸狀。
本發(fā)明的第三發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，在制冷劑回路 中，有第一發(fā)明或第二發(fā)明所述的針閥。 發(fā)明效果
本發(fā)明的第一發(fā)明的針閥，在閥口的內(nèi)徑D和閥口的全長L1的 關(guān)系為閥塞的前端部形成的角度0超過0度，并且小于等于45度的情 況下，是L1/D大于等于3.5，并且小于等于5.0的關(guān)系，并且，在角 度0超過45度，不足60度的情況下，是L1/D大于等于2.0，并且小 于等于4.0的關(guān)系。即，相對于閥口的內(nèi)徑D，閥口的全長L1形成得 足夠長，在閥口的內(nèi)緣剝離的流體的流動再次被附著在閥口的內(nèi)面。 即，將在閥口內(nèi)的流體的流動保持為層流。
因此，由于是將在閥口內(nèi)的流體的流動保持為層流，所以，可以 防止因閥口內(nèi)的流體的流動的擾亂而產(chǎn)生的噪音，同時，可以防止將 流體以擾流的狀態(tài)導(dǎo)入到下游。據(jù)此，特別是可以防止在開度小，即， 閥口和閥塞接近的狀態(tài)下，流體流動時，產(chǎn)生的lkHz到20kHz的可 聽波段的高頻的音，即，可以防止產(chǎn)生高音。
本發(fā)明的第二發(fā)明的針閥，由于是在閥座上設(shè)置與閥口同軸，并 且內(nèi)徑比閥口大的圓環(huán)狀部，所以，凈皮導(dǎo)入到閥口內(nèi)的流體在被導(dǎo)入 圓環(huán)狀部內(nèi)時，其流量一度^f皮限制。因此，凈皮導(dǎo)入閥口內(nèi)的流體的流量當(dāng)然也被限制。
再有，在閥口的內(nèi)緣流動剝離之前，流體在圓環(huán)狀部的內(nèi)緣，其 流動被剝離。因此，在閥口的內(nèi)緣剝離的流體的流動的擾亂比直接在 閥口的內(nèi)緣剝離的情況要小。
因此，由于被導(dǎo)入到閥口內(nèi)的流體的流量受到限制，同時，在閥 口的內(nèi)緣產(chǎn)生的流體的流動的擾亂變小，所以，可以切實地使一旦成
為擾流的流體的流動再次附著在閥口的內(nèi)面，可以將閥口內(nèi)的流體的
流動切實地保持為層流。據(jù)此，特別是可以防止在開度小，即，閥口
和閥塞接近的狀態(tài)下，流體流動時，產(chǎn)生的lkHz到20kHz的可聽波 段的高頻的音，即，可以切實地防止產(chǎn)生高音。
本發(fā)明的第三發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置，由于具有上述的針閥，所以， 特別是可以防止在針閥的開度小，即，閥口和閥塞接近的狀態(tài)下，流 體流動時，產(chǎn)生的lkHz到20kHz的可聽波段的高頻的音，即，可以 防止產(chǎn)生高音。


圖l是本發(fā)明的一個實施方式的針閥的剖視圖。
圖2是放大圖l所示的針閥的主要部位來表示的剖視圖。
圖3是圖2所示的針閥的變形例的主要部位的剖視圖。
圖4是圖2所示的針閥的其他的變形例的主要部位的剖視圖。
圖5是圖2所示的針閥的另外的其他變形例的主要部位的剖視圖。
圖6是具有圖l所示的針閥的冷凍循環(huán)裝置的制冷劑回路圖。
符號說明
1 針閥
12 閥口
22 閥座
24 閥端口
30 閥塞
33 流量調(diào)整部(前端部) 39 圓環(huán)狀部0 角度
Ll全長 D 內(nèi)徑
具體實施例方式
下面，參照圖1以及圖2，說明有關(guān)本發(fā)明的一個實施方式的針閥。
圖1所示的針閥1例如用于冷凍循環(huán)裝置，作為所謂膨脹閥來使 用，該膨脹閥使作為流體的制冷劑的流量變化。
針閥l如圖l所示，具有杯狀的金屬屑制或合成樹脂制的閥箱10。 閥箱IO具有閥室11、在與閥室11的后述的閥塞30相對的閥座22上 開口形成的圓孔形狀的閥口 12、連接橫接頭13，與閥室ll直接連通 的入口端口 14、連接下接頭15，并經(jīng)由閥口 12與閥室ll連通的出口 端口 16。即，閥箱IO在其內(nèi)側(cè)遍及入口端口 14、閥室11、閥口 12 和出口端口 16，形成使上述的制冷劑流動的流路。另外，在閥箱10 的圖l中的上端部內(nèi)，安裝著圓筒狀的閥引導(dǎo)部件34。
閥口 12是截面圓形直線狀延伸的孔，同時，其內(nèi)徑D遍及其長 度方向的全長形成為一定，在其內(nèi)側(cè)流動作為流體的制冷劑。另外， 包含閥箱10的上述閥座22以及閥口 12，并且與閥塞30隔開間隔相 對的部分成為權(quán)利要求書中記載的閥端口 24。即，針閥l具有形成著 閥口 12的閥端口 24。
在閥箱10的圖1中的上部，同軸地安裝著圓筒狀的蓋部件28， 在該蓋部件28的圖1中的上部，通過安裝板17固定著固定支撐部件 (陰螺紋部件)18。在固定支撐部件18上形成引導(dǎo)孔19。引導(dǎo)孔19 與閥口 12在同心位置，在引導(dǎo)孔19上，圓筒狀的閥托20在軸芯方向 (上下方向)，即閥開閉方向可滑動地嵌合。據(jù)此，閥托20在閥箱10 內(nèi)可在軸芯方向移動。
閥托20其在圖1中的下端的內(nèi)周，安裝著圓環(huán)狀的下側(cè)唇部件 21，圓環(huán)狀的上側(cè)唇片23—體形成在該圖l中的上端的內(nèi)周。下側(cè)唇 部件21的圖l中的上面成為被形成為圓環(huán)階梯差狀的向上的制動面部25。另外，在閥托20上形成均壓孔105。
在安裝于閥托20的下側(cè)唇部件21上，可在軸芯方向位移地安裝 著金屬制或者合成樹脂制的閥塞30。閥塞30形成圓柱狀的針狀，與 形成在下側(cè)唇部件21的內(nèi)側(cè)的開口 26游離嵌合，即，為了能夠相對 于閥托20在徑向位移，而在有規(guī)定的徑向間隙的狀態(tài)下通過，然后， 使從圖1中的上端部凸出地設(shè)置的環(huán)階梯差部(肩部)32的下底面與 下側(cè)唇部件21的上面卡合，據(jù)此，通過閥托20可旋轉(zhuǎn)地被吊下支撐。
再有，閥塞30通過閥引導(dǎo)部件34內(nèi)，沿其軸芯可自由移動地被 支撐在該閥引導(dǎo)部件34上。閥塞30形成流量調(diào)整部33，該流量調(diào)整 部33位于圖1中的下側(cè)，并且與閥座22，即，與閥端口24相對的前 端部成為圓錐形，流量調(diào)整部33從下側(cè)唇部件21的內(nèi)側(cè)的開口 26 向閥口12突出。象這樣，閥塞30被形成為，通過在軸芯方向自由移 動，可自由接觸離開地被設(shè)置在閥端口 24上，隨著該流量調(diào)整部33 接近閥端口24，而成為尖細(xì)的。
閥塞30根據(jù)流量調(diào)整部33相對于閥口 12的進(jìn)入度(軸芯方向位 置)，進(jìn)行制冷劑的定量的流量控制，通過使流量調(diào)整部33與閥口 12 的周圍的閥座22接觸下座，而成為關(guān)閉(閉塞)閥口 12的全閉狀態(tài)。
在閥托20上，成為后述的步進(jìn)馬達(dá)70的轉(zhuǎn)子軸的陽螺紋軸73 的下端部74以游離嵌合狀態(tài)，貫通閥托20的上側(cè)唇片23的內(nèi)側(cè)的開 口 27。該游離嵌合狀態(tài)是指閥托20和陽螺紋軸73可以相對地在徑向 位移。
在陽螺紋軸73的下端部74，即，陽螺紋軸73和閥塞30之間， 配置擋圏部件35。擋圏部件35形成圓柱狀，當(dāng)然，被收容在閥托20 內(nèi)，在該圖1中的上端，兼作彈簧擋圏的凸緣狀的吊下卡合部75遍及 其全周凸出地一體形成。吊下卡合部75在圖1中的上面?zhèn)?，夾著涂層 有氟樹脂等的高滑性塑料的部件，或者由高滑性塑料構(gòu)成的墊片29、 31，可旋轉(zhuǎn)地與閥托20的上側(cè)唇片23卡合。通過該卡合，閥托20 通過陽螺紋軸73可旋轉(zhuǎn)地被吊下支撐。
在設(shè)置于擋圏部件35上的吊下卡合部75和閥塞30的環(huán)階梯差部(肩部)32之間，通過了擋圏部件35的壓縮線圏彈簧36以施加規(guī)定 的預(yù)備栽荷的狀態(tài)被安裝在內(nèi)側(cè)。
在陽螺紋軸73的外周面上形成陽螺紋部37。陽螺紋部37與形成 在固定支撐部件18上的陰螺紋部(陰螺紋孔)38進(jìn)行螺鄉(xiāng)丈卡合。通 過該螺紋卡合，陽螺紋軸73伴隨著旋轉(zhuǎn)，向軸芯方向，即，閥開閉方 向移動。通過該陽螺紋部37和陰螺紋部38的螺紋卡合，構(gòu)成進(jìn)給螺 紋機構(gòu)，進(jìn)給螺紋機構(gòu)使陽螺紋軸73的旋轉(zhuǎn)運動變換為閥開閉方向的 直線運動。
在蓋部件28的圖1中的上部，步進(jìn)馬達(dá)70的罐狀的轉(zhuǎn)子箱71 通過焊接等被氣密地固定。在轉(zhuǎn)子箱71內(nèi)，可在外周面部72A，旋轉(zhuǎn) 地設(shè)置被多板前磁的軛鐵72。在軛鐵72上固定連結(jié)著兼作軛鐵軸的 陽螺紋軸73的圖1中的中央部。
在轉(zhuǎn)子箱71的外側(cè)，插入安裝著定子線圏單元77。定子線圏單 元77雖然未圖示出其細(xì)節(jié)，但作為步進(jìn)馬達(dá)用的部件，是在內(nèi)部具有 磁極齒、繞組部、電配線部的公知的氣密鑄模構(gòu)造的部件。
在轉(zhuǎn)子箱71內(nèi)，具有從轉(zhuǎn)子箱71的箱頂部垂下固定的引導(dǎo)支撐 筒78、安裝在引導(dǎo)支撐筒78的外周部的螺旋引導(dǎo)線體79、形成在引 導(dǎo)支撐筒78的上端部的固定制動部80、與螺旋引導(dǎo)線體79旋合的可 動制動部件81、與可動制動部件81卡合，沖破環(huán)繞它的輒鐵72的突 起部82，通過它們，構(gòu)成閥開或閥閉的制動件。另外，引導(dǎo)支撐筒78 使陽螺紋軸73的圖1中的上端部76貫穿內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)自由地支撐該陽 螺紋軸73。
步進(jìn)馬達(dá)70通過轉(zhuǎn)子72,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動陽螺紋軸73，通過與旋轉(zhuǎn)相 伴的陽螺紋軸73的軸芯方向移動，使閥塞30與閥托20 —起在閥開閉 方向直線移動。據(jù)此，閥塞30的流量調(diào)整部33相對于閥口 12的軸芯 方向位置(閥開閉方向的直線移動位置)變化，與其軸芯方向位置相 應(yīng)，閥口 12的有效開口面積增減，進(jìn)行制冷劑的定量的流量控制。象 這樣，閥塞30通過與設(shè)置有閥口 12的閥端口 24接觸離開，來變更制 冷劑的流量，即，變更針閥l的開度。通過閥塞30向閥開閉方向的圖1中的下方的下降移動，閥口 12 的有效開口面積逐漸降低，與此相應(yīng)，在閥口 12流動的流體的流量逐 漸減少。若閥塞30在閥開閉方向下降移動規(guī)定量，則閥塞30的流量 調(diào)整部33接觸下座在閥座22上，據(jù)此，成為閥口 12被閉塞的全開狀 態(tài)。另外，在本實施方式的針閥l中，如圖2所示，若在貫穿閥塞30 的軸芯的截面上，使該閥塞30的流量調(diào)整部33，即，前端部的外周 面彼此形成的角度為0，閥口12的內(nèi)徑為D,閥口12的軸芯方向的 全長為Ll，則在角度超過0度并且小于等于45度的情況下，Ll/D大 于等于3.5，并且小于等于5.0。在圖示的例中，角度0大約為35度， Ll/D為3.5。上述那樣構(gòu)成的針閥l被設(shè)置在圖6所示的冷凍循環(huán)裝置的制冷 劑回路中，作為該冷凍循環(huán)裝置的膨脹閥發(fā)揮功能。該冷凍循環(huán)裝置如圖6所示，具有壓縮機101、冷凝器(室外熱 交換器)102、作為膨脹閥使用的上述的針閥1、蒸發(fā)器(室內(nèi)熱交換 器)104以及將它們環(huán)連接的制冷劑通路105-108。該冷凍循環(huán)裝置用于空調(diào)裝置(制冷)、冷凍.冰箱等。另外，應(yīng) 用了上述那樣的該針閥l的冷凍循環(huán)裝置不限于圖6所示的基本的冷 凍循環(huán)裝置，也能夠應(yīng)用在通過組裝四通閥，使制冷劑回路的制冷劑 流動方向逆轉(zhuǎn)的制冷、制熱用的空調(diào)裝置、將兩個熱交換器串聯(lián)連接 在室內(nèi)機，在這兩個熱交換器之間具有追加的膨脹閥的可制冷、制 熱*除濕的空調(diào)裝置等所有的冷凍循環(huán)裝置中。才艮據(jù)本實施方式，在閥口 12的內(nèi)徑D和閥口 12的全長L1的關(guān) 系是閥塞30的前端形成的角度0超過0度，并且小于等于45度的情 況下，為Ll/D大于等于3.5，并且小于等于5.0的關(guān)系。即，相對于 閥口 12的內(nèi)徑D,閥口 12的全長L1形成得足夠長，在閥口 12的內(nèi) 緣剝離的作為流體的制冷劑的流動再次被附著在閥口 12的內(nèi)面。即， 將在閥口 12內(nèi)的流體的流動保持為層流。因此，由于是將在閥口 12內(nèi)的作為流體的制冷劑的流動保持為層流，所以，可以防止因作為閥口 12內(nèi)的流體的制冷劑的流動的擾亂而 產(chǎn)生的噪音，同時，可以防止將作為流體的制冷劑以擾流的狀態(tài)導(dǎo)入 到下游。據(jù)此，特別是可以防止在開度小，即，閥口12和閥塞30接 近的狀態(tài)下，作為流體的制冷劑流動時，產(chǎn)生的lkHz到20kHz的可 聽波段的高頻的音，即，可以防止產(chǎn)生高音。在上述的實施方式中，在角度0超過O度，并且小于等于45度的 情況下，Ll/D大于等于3.5，并且小于等于5.0。但是，在本發(fā)明中， 如圖5所示，也可以是在上述角度^超過45度，不足60度的情況下， Ll/D大于等于2.0，并且小于等于4.0。另外，在圖5所示的例子中， 角度0約為45度，Ll/D為2.5。在該情況下，也與上述的實施方式相 同，相對于閥口 12的內(nèi)徑D，閥口 12的全長Ll形成得足夠長，作 為在閥口 12的內(nèi)緣剝離的流體的制冷劑的流動再次被附著在閥口 12 的內(nèi)面，特別是可以防止產(chǎn)生高的噪音。另外，在本發(fā)明中，如圖3以及圖4所示，也可以在閥箱IO的閥 端口 24上一體設(shè)置圓環(huán)狀部39。另外，在圖3以及圖4中，對與上 述實施方式相同的部分，標(biāo)注相同符號，省略說明。圓環(huán)狀部39形成 為其內(nèi)徑比閥口 12的內(nèi)徑D大的圓環(huán)狀，并且，從閥座22向閥塞30 凸出地形成，同時，與閥口 12同軸配置。另外，在圖3中，表示閥塞 30的外徑比圓環(huán)狀部39的內(nèi)徑大的情況，圖4表示閥塞30的外徑比 圓環(huán)狀部39的內(nèi)徑小的情況。在這些情況下，由于是在閥座22上設(shè)置與閥口 12同軸并且內(nèi)徑 比閥口 12大的圓環(huán)狀部39，所以，在作為-皮導(dǎo)入閥口 12內(nèi)的流體的 制冷劑被導(dǎo)入圓環(huán)狀部39內(nèi)時，其流量一度也被限制。因此，作為被 導(dǎo)入閥口 12內(nèi)的流體的制冷劑的流量當(dāng)然也被限制。再有，在閥口 12的內(nèi)緣流動被剝離之前，作為流體的制冷劑在圓 環(huán)狀部39的內(nèi)緣，其流動被剝離。因此，在閥口12的內(nèi)緣作為剝離 的流體的制冷劑的流動的擾亂比直接在閥口 12的內(nèi)緣剝離的情況要 小。據(jù)此，由于作為導(dǎo)入閥口 12內(nèi)的流體的制冷劑的流量被限制，同時，在閥口 12的內(nèi)緣產(chǎn)生的作為流體的制冷劑的流動的擾亂變小，所 以，可以切實地使作為 一旦成為擾流的流體的制冷劑的流動再次附著 在閥口 12的內(nèi)面，可以將在閥口 12內(nèi)的作為流體的制冷劑的流動切 實地保持為層流。據(jù)此，特別是可以防止在開度小，即，閥口 12和閥 塞30接近的狀態(tài)下，作為流體的制冷劑流動時，產(chǎn)生的1 kHz到20kHz 的可聽波段的高頻的音，即，可以切實地防止產(chǎn)生高音。另外，上述的實施方式只不過是表示了本發(fā)明的代表的方式，本 發(fā)明并不限定于實施方式。即，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi) 實施各種變形。例如，在上述的實施方式中，表示了形成構(gòu)成冷凍循 環(huán)裝置的膨脹閥的針閥1。但是，本發(fā)明的針閥1也可以用于構(gòu)成冷凍循環(huán)裝置以外的裝置 的各種用途。總而言之，本發(fā)明的針閥1也可以控制各種流體的流量。 另外，本發(fā)明的針閥1只要角度0和內(nèi)徑D及全長L1滿足上述的關(guān) 系，當(dāng)然也可以適宜地變更各部的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種針閥，所述針閥具有閥端口和閥塞，該閥端口使流體通過內(nèi)側(cè)，并且設(shè)有在長度方向內(nèi)徑被形成為一定的閥口；該閥塞在上述閥端口上可自由接觸離開地被設(shè)置，并且被形成為隨著接近該閥端口而尖細(xì)的針狀，同時，通過接觸離開上述閥端口，可變更開度，其特征在于，在貫通上述閥塞的軸芯的截面中，若使該閥塞的前端部形成的角度為θ，上述閥口的內(nèi)徑為D，上述閥口的軸芯方向的全長為L1，則在上述角度θ超過0度，并且小于等于45度的情況下，L1/D大于等于3.5，并且小于等于5.0，同時，在上述角度θ超過45度，不足60度的情況下，L1/D大于等于2.0，并且小于等于4.0。
2. 如權(quán)利要求l所述的針閥，其特征在于，在上述閥端口的上述 閥口開口并且與上述針閥相對的閥座上，設(shè)置圓環(huán)狀部，該圓環(huán)狀部被形成為從該閥座凸出并且內(nèi)徑比上述閥口大，同時，與該閥口為同 軸狀。
3. —種冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，在制冷劑回路中，具有權(quán)利 要求1或2所述的針閥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以防止產(chǎn)生可聽波段的高頻的噪音的針閥。本發(fā)明中，針閥(1)具有閥箱(10)和閥塞(30)。在閥箱(10)上設(shè)置形成有閥口(12)的閥端口(24)。閥塞(30)與閥端口(24)接觸離開，變更開度。閥塞(30)的流量調(diào)整部(33)形成為尖細(xì)。在貫通閥塞(30)的軸芯的截面中，若使流量調(diào)整部(33)所形成的角度為θ，閥口(12)的內(nèi)徑為D，閥口(12)的軸芯方向的全長為L1，則在角度θ超過0度，并且在小于等于45度的情況下，L1/D大于等于3.5，并且小于等于5.0。
文檔編號F16K47/00GK101270817SQ20081008069
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者中川大樹, 中野誠一, 富岡總一郎, 平川尚, 金子裕 申請人:株式會社鷺宮制作所