專利名稱：針閥及具有此針閥的制冷循環(huán)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制冷循環(huán)裝置等使用的、內側有冷媒等流體通過的針閥以及具 有此針閥的制冷循環(huán)裝置。
背景技術：
制冷循環(huán)裝置等使流體循環(huán)的各種裝置中，使用了各種針閥(例如
參照專利文獻1)。專利文獻1所示的針閥具有內側形成冷媒等流體 通過的流路的閥箱，與閥箱的閥座自由接離的針狀閥體，使上述閥體與 上述閥座接離的驅動部。
在上述專利文獻l所示的針閥中，對驅動部的定子線圈等施加電流， 通過旋轉該驅動部的轉子，使閥體與設置在閥座上的閥口接離，改變開 度，以適當改變上述流體的流量。特開2006-97947號公報
在上述專利文獻1所示的針閥中，形成在閥箱內的流路中流動的流 體流，在閥口靠近閥箱的端部內緣分離，從該內緣產生氣穴，產生的氣 穴通過閥口內部，被導入該針閥的下游，然后大多在排出閥箱后消減。 以往的針閥中，由于氣穴在排出針閥后消減，所以消減時的噪音傳到針 閥下游，導致制冷循環(huán)裝置自身發(fā)生的噪音有變大的趨勢。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制用于制冷循環(huán)裝置等時產生 的噪音的針閥及具有此針閥的制冷循環(huán)裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的針閥，具有閥箱和閥體，上述閥 箱具有容納由輸入口供給的流體的閥室和將上述流體導向輸出口并且在長度 方向形成一定內徑的閥口 ，上述閥體與上述閥口自由接離且形成為越靠近該閥 口越尖的針狀、并且通過與上述閥口接離來改變開度，具其特征在于，
上述閥口比上述iir入口的內面更向上述閥室內側突出，并且，
在通過上述閥體軸心的剖面中，若設該閥體頂端部構成的角度為e、上述
閥口的內徑為D、上述閥口軸心方向的全長為L,貝ij
上述角度6大于0度且在40度以下時，L/D在3.0以上6.5以下，并且， 上述角度6大于40度且在80度以下時，L/D在1.5以上4.5以下。 本發(fā)明第二方面的針閥的特征在于，在第一方面的針閥中，上述閥口形成
為圓筒狀，且從上述閥室的內面向該閥室內側突出。
本發(fā)明第三方面的針閥的特征在于，在第二方面的針閥中，上述閥口的外
周面沿著使該閥口隨著從上述閥室的內面朝向該閥室內側逐漸變細的方向形成。
本發(fā)明第四方面的針閥的特征在于，在第三方面的針閥中，上述閥口的外 周面形成為單葉雙曲面。
本發(fā)明第五方面的制冷循環(huán)裝置的特征在于，冷:煤回路中具有第一方面至 第四方面中的任 一 個針閥。
本發(fā)明第一方面的針閥，使閥口比輸入口的內面更向閥室內側突出，閥口 內徑D與閥口全長L的關系為閥體頂端部構成的角度6大于0度且在40 度以下時，L/D為3.0以上6.5以下，并且，角度6大于40度小于80度時， L/D為1.5以上4.5以下。即，以使在閥口的靠近閥室的端部內緣產生的氣穴 能夠在該閥口內消減的程度，使閥口從閥室的內面向該閥室內側突出，使閥 口的全長L相對于閥口內徑D足夠長。
所以，閥室內產生的氣穴在閥口內幾乎全部消減，能夠防止在閥口外消減。 因此能夠防止氣穴消減時的噪音傳到針閥下游，用于制冷循環(huán)裝置等時，能 夠抑制該制冷循環(huán)裝置自身產生的噪音。
本發(fā)明第二方面的針閥，閥口形成為圓筒狀，從閥室的內面向該閥室內側
突出，所以通過輸入口導入閥室內的流體，沖擊閥室的內面后，通過閥口導 向輸出口。因此，流入閥口內的流體的流速降低，能夠防止該閥口內產生氣 穴。因此，自然能夠防止氣穴在閥口外消減，從而能夠切實地抑制噪聲。
本發(fā)明第三方面的針閥，閥口外周面沿著使該閥口隨著朝向閥室內側逐漸 變細的方向傾斜。所以，通過輸入口進入閥室內、沖擊閥室的內面的流體， 沿著閥口外周面流動，被迅速導入閥室內側，然后導入該閥口內。因此，能
夠防止閥口內流體流動的紊亂，更加能夠抑制噪音。
本發(fā)明第四方面的針閥，閥口外周面形成為單葉雙曲面，即隨著朝向閥室 內側閥口逐漸變細的流暢曲面，所以沖擊閥室的內面的流體，沿著閥口外周 面流動，被迅速導入閥室內側，順利導入該閥口內。因此，能夠防止閥口內 流體流動的紊亂，更加能夠抑制噪音。
本發(fā)明第五方面的制冷循環(huán)裝置，具有上述針閥，所以能夠防止氣穴在針 閥下游消減，從而能夠抑制該制冷循環(huán)裝置自身產生的噪聲。


圖l是本發(fā)明一實施方式的針閥的剖面圖。
圖2是將圖1所示的針閥的主要部分擴大后顯示的剖面圖。
圖3是表示圖2所示的針閥的主要部分作用的剖面圖。
圖4是圖2所示的針閥的變形例的主要部分的剖面圖。
圖5是圖2所示的針閥的其他變形例的主要部分的剖面圖。
圖6是圖2所示的針閥的其他變形例的主要部分的剖面圖。
圖7是圖2所示的針閥的其他變形例的主要部分的剖面圖。
圖8是圖2所示的針閥的其他變形例的主要部分的剖面圖。
圖9是具有圖1所示的針閥的制冷循環(huán)裝置的冷媒回路圖。
圖10是表示改變L/D時的噪音等級變化的測量結果的圖表。
圖11是表示改變L/D時的噪音等級變化的其他測量結果的圖表。
符號說明
1針閥
10閥箱
11閥室
12閥口
14輸入口
16輸出口
30閥體
e角度
L全長D內徑
具體實施例方式
下面參照圖1至圖3說明本發(fā)明一實施方式的針閥。
圖l所示的針閥l,是作為例如用于制冷循環(huán)裝置、改變作為流體的冷媒 的流量的、被稱為安全閥來使用的。
針閥1,如圖1所示，具有杯狀的金屬制或合成樹脂制的閥箱10。岡箱 IO具有閥室11， >(人與閥室11的后述閥體30相對的閥座22直立設置的圓 筒狀閥口 12,與橫接頭13連接并與閥室11直接連通的輸入口 14,與下接頭 15連接并經由閥口 12與閥室11連通的輸出口 16。
即，在閥箱IO的內側，經過輸入口 14、閥室11、閥口 12、輸出口 16, 形成上述冷々某流動的流路，當然，岡室11內容納由輸入口 14供給的流體。 閥口 12將上述閥室11內的流體導向輸出口 16。圖示例中，在針閥1中，液 體的流體從輸入口 14流到輸出口 16，輸入口 14及橫接頭13的內面，與閥室 11的內面大致設置在同一面上。另外，閥箱IO的圖1中的上端部內，安裝了 圓筒狀的閥導向部件34。
閥口 12,形成為從閥座22、即閥室11的內面向閥箱IO的內側直立設置、 并且從該閥座22向閥箱IO的外側直立設置的圓筒狀。即，閥口12比輸入口 14的內面更向閥室11內側、即輸入口 14及對黃接頭13的軸心突出。閥口 12 的內徑D在其長度方向的全長上形成為一定，其內側流動作為流體的冷媒。
閥箱10的圖1中的上部，同軸地安裝了圓筒狀蓋部件28,在此蓋部件28 的圖l中的上部，由安裝板17固定了固定支持部件(內螺紋部件)18。固定 支持部件18上形成導孔19。導孔19與閥口 12在同心的位置上，在導孔19 中，以能夠在軸心方向(上下方向)、即閥開閉方向上滑動的方式嵌入了圓 筒狀的閥支架20。由此，閥支架20能夠在固定支持部件18內、在軸心方向 上移動。
閥支架20,圖1中的下端內周安裝了環(huán)狀的下側法蘭部件21，其圖1中 的上端內周， 一體形成了環(huán)狀的上側法蘭片23。下側法蘭部件21的圖1中的 上表面，形成圓環(huán)臺階狀的向上的制動器面部25。并且，閥支架20上形成有
均壓孔110。
安裝在閥支架20上的下側法蘭部件21上，以能夠在軸心方向上移動的方 式安裝了金屬制或合成樹脂制的閥體30。閥體30形成為圓柱狀的針狀，與形 成在下側法蘭部件21內側的開口 26松配合，即，以具有規(guī)定的徑向間隙的 狀態(tài)穿過，使得能夠相對于閥支架20在徑向移動，并且通過從圖l中的上端 部設置為凸狀的環(huán)臺階部(肩部)32的下底面與下側法蘭部件21的上面卡合， 能夠旋轉地被閥支架20懸掛支持。
閥體30通過閥導向部件34內，可沿其軸心自由移動地被該閥導向部件 34支持。閥體30，在圖1中的下側且與閥座22即閥口 12相對的頂端部形成 圓錐形的流量調整部33，流量調整部33，比下側法蘭部件21內側的開口 26 更向閥口12突出。由此，閥體30在軸心方向自由移動，與閥口12自由接離 地設置，其流量調整部33形成為越接近閥口 12越尖。
閥體30，根據(jù)流量調整部33相對閥口 12的進入度(軸心方向位置)， 進行冷媒的定量的流量控制，流量調整部33抵接到閥口 12周圍的閥座22時， 成為閥口 12關閉(閉塞)的全閉狀態(tài)。
閥支架20上，作為后述的步進電機70轉子軸的外螺紋軸73的下端部74, 以松配合的狀態(tài)，貫穿閥支架20的上側法蘭片23內側的開口 27。此松配合 狀態(tài)是指，閥支架20與外螺紋軸73可以相對地在徑向移動。
外螺紋軸73的下端部74、即外螺紋軸73與閥體30之間，設置了護圈部 件35。護圈部件35形成為圓柱狀，當然容納在閥支架20內，其圖1中的上 端，兼彈簧護圈的凸狀懸掛卡合部75在其全周上一體形成為凸狀。懸掛卡合 部75，是在圖1中的上面?zhèn)韧扛卜鷺渲雀呋运芰隙纬?，或夾著高滑性 塑料構成的墊圏29、 31，與閥支架20的上側法蘭片23可旋轉地卡合。由該 卡合，閥支架20被外螺紋軸73可旋轉地懸掛支持。
護圈部件35上設置的懸掛卡合部75與閥體30的環(huán)狀臺階部(肩部)32 之間，以被給予規(guī)定預壓的狀態(tài)安裝了內側通過護圈部件35的壓縮盤簧36。 外螺紋軸73的外周面形成外螺紋部37。外螺紋部37與形成在固定支持 部件18上的內螺紋部(內螺紋孔)38螺合。由該螺合，外螺紋軸73,伴隨 著旋轉在軸心方向、即閥開閉方向上移動。由該外螺紋部37與內螺紋部38的螺合，構成進給螺旋機構，進給螺旋機構將外螺紋軸73的旋轉運動轉換為 閥開閉方向的直線運動。
蓋部件28的圖1中的上部上，步進電機70的筒狀轉子機盒71由焊接等 氣密地固定。轉子機盒71內，可旋轉地設置了將外周面部72A多極磁化后的 轉子72。轉子72上固定連接了兼轉子軸的外螺紋軸73的圖1中的中央部。
轉子機盒71外側，插入安裝了定子線圈單元77。定子線圏單元77，具體 未圖示，用于步進電機時，是內部具有磁極齒、繞組部、電布線部的公知的 氣密模制結構。
轉子機盒71內具有由轉子機盒71頂部懸掛固定的導向支持筒78，安 裝在導向支持筒78外周部的螺旋導向線體79,形成在導向支持筒78上端部 的固定制動器部80,與螺旋導向線體79螺合的可動制動器部件81，與可動 制動器部件81卡合后使之旋轉的轉子72的突起部82,由此，構成開閥或閉 閥的制動器。另外，導向支持筒78，內側通過外螺紋軸73的圖1中的上端部 76，自由旋轉地支持該外螺紋軸73。
在步進電機70中，由轉子72旋轉驅動外螺紋軸73，伴隨旋轉的外螺紋 軸73在軸心方向的移動，使閥支架20和閥體30在閥開閉方向直線移動。由 此，閥體30的流量調整部33相對閥口 12的軸心方向位置(閥開閉方向的直 線移動位置)變化，與其軸心方向位置對應，閥口 12的有效開口面積增減， 進行冷媒的定量的流量控制。這樣，閥體30通過與閥口 12接離，改變冷媒 流量即針閥1的開度。
由閥體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，與之對應，流過閥口 12的流體流量也逐漸降低。閥體30在 閥開閉方向下降移動規(guī)定量時，閥體30的流量調整部33與閥座22抵接，由 此閥口 12變成關閉的全閉狀態(tài)。
本實施方式的針閥1中，如圖2所示，在通過閥體30的軸心的剖面中， 若設該閥體30的流量調整部33即頂端部外周面之間構成的角度為6 、閥口 12的內徑為D、閥口 12軸心方向的全長為L，則角度大于O度且在40度以 下時，L/D為3.0以上6.5以下。圖示例中，角度6約為35度，L/D約為3.0。
上述結構的針閥l，設置在圖9所示的制冷循環(huán)裝置的冷媒回路中，作為該制冷循環(huán)裝置的安全閥作用。
該制冷循環(huán)裝置，如圖9所示，具有壓縮機IOI、冷凝器(室外換熱器) 102、作為安全閥使用的上述針閥1、蒸發(fā)器(室內換熱器)104、環(huán)形連接上 述部件的冷々某通路105~108。
該制冷循環(huán)裝置用于空調裝置(制冷)和冷凍/冷藏箱等。并且，使用上 述針閥1的制冷循環(huán)裝置，不限于圖9所示的基本制冷循環(huán)裝置，通過加入 四通閥后能夠調換冷媒電路中冷媒流動方向的制冷/制熱用空調裝置，室內機 內串聯(lián)了 2個換熱器、這2個換熱器間有追加的安全閥的制冷/制熱/除濕的空 調裝置等，即所有的制冷循環(huán)裝置中都可以使用。另外，使用了針閥1的制 冷循環(huán)裝置還可以用于，1個室外機并列連接了多個室內機、各室內機具有安 全閥的制冷/制熱空調機等。
根據(jù)本實施方式，閥口 12比輸入口 14的內面更向閥室11內側突出，閥 口 12的內徑D與閥口 12的全長L的關系為，閥體30的頂端部構成的角度6 大于0度且在40度以下時，L/D為3.0以上6.5以下。即，以使閥口 12靠近 閥室11的端部內緣產生的氣穴能夠在該閥口 12內消減的程度，閥口 12從閥 室11的內面向該閥室11內側突出，相對閥口 12的內徑D,閥口 12的全長L 足夠長。
所以，閥室11內產生的氣穴，在閥口 12內幾乎消減完，能夠防止在閥口 12外即針閥1下游側消減。因此，能夠防止氣穴消減時的噪音傳到針閥1的 下游，用于制冷循環(huán)裝置等時，能夠抑制該制冷循環(huán)裝置自身產生的噪音。
另外，閥口 12形成為圓筒狀，從閥室11的內面向該閥室11的內側突出， 所以通過輸入口 14導入閥室11內的流體，如圖3中的箭頭所示，沖擊到閥 室11的內面后，通過閥口 12導入輸出口 16。因此，流入閥口 12內的流體的 流速降低，能夠防止該閥口 12內產生氣穴。因此，自然能夠防止氣穴在閥口 12外消減，從而能夠切實地抑制噪音。
并且，具有上述針閥1,所以能夠防止氣穴在針閥1下游消減，能夠抑制 該制冷循環(huán)裝置自身產生的噪音。
上述實施方式中，角度6大于0度且在40度以下時，L/D為3.0以上6.5 以下。但是，本發(fā)明中，如圖8所示，上述角度e大于45度且小于60度時，
L/D可以是1.5以上4.5以下。并且圖8所示的例中，角度e約為50度，L/D 約為2.5。圖8中，與上述實施方式相同的部分使用相同符號，省略說明。這 時也與上述實施方式一樣，以使閥口 12靠近閥室11的端部內緣產生的氣穴 能夠在該閥口 12內消減的程度，閥口 12從閥室11的內面向該閥室11內側 突出，相對于閥口 12的內徑D,閥口 12的全長L足夠長。
所以，閥室ll內產生的氣穴，在閥口 12內幾乎消減完，能夠防止在閥口 12外即針閥1下游側消減。因此，能夠防止氣穴消減時的噪音傳到針閥1的 下游，用于制冷循環(huán)裝置等時，能夠抑制該制冷循環(huán)裝置自身產生的噪音。
另外，本發(fā)明中，如圖4所示，設置有閥口 12的閥座22可以與閥箱10 分開形成。圖4中，與上述實施方式相同的部分用相同的符號表示，省略說 明。
本發(fā)明中，如圖5所示，閥口 12可以不形成為圓筒狀。圖5中，與上述 實施方式相同的部分使用相同的符號，省略說明。如圖5所示的情況為，橫 接頭13的內面與輸入口 14的內面大致為同一面，設置比該輸入口 M的內面 更向閥室11內側即輸入口 14及橫接頭13的軸心突出的臺階90，在該臺階 90設置內徑D在長度方向上一定的圓孔，構成閥口 12。總之，本發(fā)明中，只 要閥口 12從閥室11的內面向閥室11內側突出，且比輸入口 14的內面更向 閥室11內側突出即可。
圖4及圖5所示的情況，與上述實施方式一樣，閥室11內產生的氣穴， 在閥口12內幾乎消減完，能夠防止在閥口 12外即針閥1下游側消減。因此， 能夠防止氣穴消減時的噪音傳到針閥1的下游，用于制冷循環(huán)裝置等時，能 夠抑制該制冷循環(huán)裝置自身產生的噪音。
圖5所示的情況中，通過形成上述臺階90來構成閥口 12，所以能夠減少 制造耗費的功夫，能夠實現(xiàn)低成本化。
本發(fā)明中，如圖6及圖7所示，可以使閥口 12的外周面沿著使閥口 12從 靠近輸出口 16的沖艮部即閥室11的內面朝向閥室11內側即輸入口 14的軸心 逐漸變細的方向形成。圖6及圖7中，與上述實施方式相同的部分使用相同 符號，省略說明。
圖6所示的情況中，閥口12的外周面，在包含該閥口 12軸心的剖面中，
為直線狀且相對閥體30軸心傾斜。
圖7所示的情況中，閥口 12的外周面，在包含該閥口 12軸心的剖面中， 閥口 12長度方向的中央部形成為凹字的順暢曲線。即，閥口 12的外周面形 成為所謂二次曲面的單葉雙曲面。
上述情況中，閥口 12的外周面沿著使該閥口 12隨著朝向閥口 U內側逐 漸變細的方向傾斜，所以通過輸入口 14流入閥室11內、沿著圖6及圖7中 的箭頭、沖擊閥室11的內面的液體，沿著閥口 12外周面流動，快速導入閥 室ll內側，然后導入該閥口 12內。因此流體沿著閥口 12外周面流動，所以 能夠防止閥口 12內流體流動的紊亂，更加能夠抑制噪音。
圖7所示的情況中，閥口 12的外周面形成為單葉雙曲面，即隨著朝向閥 室11內側、閥口 12逐漸變細的順暢曲面，所以沖擊閥室11的內面的液體， 沿著閥口 12的外周面流動，快速導入閥室11內側后，順利導入該閥口 12內。 因此，能夠防止閥口 12內的流體的流動紊亂，更加能夠抑制噪音。
接著，本發(fā)明的發(fā)明者們制造了 L/D不同的多個針閥1,確認了本發(fā)明的 效果。結果如圖10及圖11所示。圖10表示，使用角度6為20度、30度、 40度的閥體30、對于L/D不同的針閥1使用上述閥體30、并使冷媒流動時的 噪聲強度的測量結果。圖10中的實線表示使用角度e為20度的閥體30的情 況，圖10中的虛線表示使用角度6為30度的閥體30的情況，圖10中的點 劃線表示使用角度6為40度的閥體30的情況。
圖11表示使用角度6為45度、60度、80度的閥體30、對L/D不同的針 閥l使用上述閥體30、并使冷媒流動時的噪聲強度的測量結果。圖11中的實
線表示使用角度e為45度的閥體3o的情況，圖ii中的虛線表示使用角度e 為60度的閥體30的情況，圖11中的點劃線表示使用角度e為^度的閥體
30的情況。
圖IO及圖11中的橫軸表示L/D，圖IO及圖11中的縱軸表示在距離安裝 了針閥1的單元30cm的位置測量的噪音等級(dB)。該噪音等級(dB)表 示聲音引起的空氣壓力的變動幅度，該噪音等級(dB)在約44dB以下時，表 示幾乎不會對人產生不適的等級的噪音。
根據(jù)圖IO可知，在上述角度6大于0度且在40度以下時，通過使L/D在3.0以上6.5以下，能夠使噪音等級在43.5dB以下，明顯能夠抑制噪音。
根據(jù)圖11,在上述角度6大于40度且在80度以下時，通過使L/D在1.5 以上4.5以下，能夠使噪音等級在44.0dB以下，從而能夠抑制噪音。
上述實施方式只是表示本發(fā)明的具有代表性的方式，本發(fā)明并不限定于實 施方式。即，只要在不脫離本發(fā)明的思想的范圍內，可以有各種變形。例如， 上述實施方式中，表示作為構成制冷循環(huán)裝置的安全閥的針閥1。
但是，本發(fā)明的針閥l,可以用于構成制冷循環(huán)裝置以外的裝置的各種用 途。總之，本發(fā)明的針閥1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6、內徑D和全長L滿足上述關系，可以適當改變各部分的尺寸。
權利要求
1.一種針閥，具有閥箱和閥體，上述閥箱具有容納由輸入口供給的流體的閥室和將上述流體導向輸出口并且在長度方向形成一定內徑的閥口，上述閥體與上述閥口自由接離且形成為越靠近該閥口越尖的針狀、并且通過與上述閥口接離來改變開度，具其特征在于，上述閥口比上述輸入口的內面更向上述閥室內側突出，并且，在通過上述閥體軸心的剖面中，若設該閥體頂端部構成的角度為θ、上述閥口的內徑為D、上述閥口軸心方向的全長為L，則上述角度θ大于0度且在40度以下時，L/D在3.0以上6.5以下，并且，上述角度θ大于40度且在80度以下時，L/D在1.5以上4.5以下。
2. 根據(jù)權利要求1所述的針閥，其特征在于，上述閥口形成為圓筒狀， 且從上述閥室的內面向該閥室內側突出。
3. 根據(jù)權利要求2所述的針閥，其特征在于，上述閥口的外周面沿著使 該閥口隨著從上述閥室的內面朝向該閥室內側逐漸變細的方向形成。
4. 根據(jù)權利要求3所述的針閥，其特征在于，上述閥口的外周面形成為 單葉雙曲面。
5. —種制冷循環(huán)裝置，其特征在于，冷媒回路中具有權利要求1至4中 任一項所述的針閥。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠抑制用于制冷循環(huán)裝置等時產生的噪音的針閥及具有此針閥的制冷循環(huán)裝置。針閥(1)具有閥箱(10)和閥體(30)。閥箱(10)內形成閥室(11)，并且，從其閥座(22)向閥室(11內設置閥口(12)。閥體(30)與閥口(12)接離，改變開度。閥體(30)的流量調整部(33)形成為錐狀。在通過閥體(30)的軸心的剖面中，若設流量調整部(33)構成的角度為θ、閥口(12)的內徑為D、閥口(12)軸心方向的全長為L，則角度θ大于0度且在40度以下時，L/D在3.0以上6.5以下。
文檔編號F16K1/32GK101358656SQ200810131319
公開日2009年2月4日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權日2007年8月2日
發(fā)明者中川大樹, 中野誠一, 古牧久司, 平川尚, 本藤壯英, 金子裕 申請人:株式會社鷺宮制作所