阅读说明：本技术 温度膨胀阀以及冷冻循环系统 (Temperature expansion valve and refrigeration cycle system ) 是由 关谷到 大河原一郎 桥本和树 于 2020-03-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种温度膨胀阀、以及具备该温度膨胀阀的冷冻循环系统,即使水分在配置有密封部件的部分冻结也能够维持密封性。该温度膨胀阀配管连接在冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间,在阀壳的安装孔内具备调整螺纹件,该调整螺纹件调整对阀芯向闭阀方向施力的施力弹簧的作用力来调整过热度设定,在上述调整螺纹件中,形成有配置环状的密封部件的配置部,在上述配置部配置有沿上述阀芯的移动方向对上述密封部件施力的弹性部件。(The invention provides a temperature expansion valve and a refrigeration cycle system with the temperature expansion valve, which can maintain the sealing performance even if the moisture is frozen at the part where a sealing component is arranged. The temperature expansion valve pipe is connected between a condenser and an evaporator of a refrigeration cycle, and an adjustment screw for adjusting the superheat setting by adjusting the biasing force of a biasing spring that biases a valve element in a valve closing direction is provided in a mounting hole of a valve housing.)

温度膨胀阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及感应蒸发器的出口侧温度来调整阀开度，并控制冷冻循环的过热度的温度膨胀阀、以及具备该温度膨胀阀的冷冻循环系统。

背景技术

一直以来，在冷冻循环中，例如使用图7所示那样的温度膨胀阀102例如(专利文献1)。该温度膨胀阀102通过根据由感温筒104感温到的蒸发器的出口侧的配管温度来控制阀芯108的阀开度从而将冷冻循环的过热度保持在恒定的范围内。另外，该温度膨胀阀102在阀主体110的下方具备对阀芯108向闭阀方向施力的施力弹簧112、和用于调节该施力弹簧112相对于阀芯108的作用力的调整螺纹件114。通过转动调整螺纹件114调节施力弹簧112的作用力来进行过热度设定的调整。另外，在调整螺纹件114的下方设有密封盖116，对容纳调整螺纹件114的阀主体110的下部进行封固。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－281337号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在此，温度膨胀阀102中，为了使从入口接头122流入的制冷剂减压并从出口接头124流出，有阀主体110被冷却至0℃以下的低温的情况。在冷却变得迅速的情况下，空气中的水分冻结而在阀主体110产生结霜。此外，例如若阀主体110的温度因除霜器等而上升，则在阀主体110产生的结霜融化而成为水分。

然而，在进行冷冻循环的调整运转(评价试验)的情况等下，在静止过热度的调整频度较高的情况等下，有时会忘记关闭密封盖116。若密封盖116脱落，则密封盖116对阀主体110的下部的封固被解除。

在阀主体110的下部的封固被解除的情况下，有时结霜等引起的水分如图8中箭头所示那样侵入阀主体110的内部，并到达安装于调整螺纹件114的O型圈120。并且，若水分在配置有O型圈120的槽部126冻结，则如图9所示，水分冻结而成为冰130，体积膨胀。该情况下，有O型圈120被局部地抬起、或者遍及O型圈120整体产生不规则的变形等而导致O型圈120的密封性下降的担忧。

这样，在O型圈120的密封性下降的情况下，产生制冷剂向阀主体110的外部漏出的担忧。此外，若制冷剂从O型圈120的位置的部分漏出，则阀主体110进一步低温化，存在O型圈120自身也固化的可能性。该情况下，会产生密封性下降的恶性循环。

本发明的目的在于提供一种即使水分在配置有密封部件的部分冻结也能够维持密封性的温度膨胀阀、以及具备该温度膨胀阀的冷冻循环系统。

用于解决课题的方案

本发明的温度膨胀阀配管连接在冷冻循环的冷凝器与蒸发器之间，在阀壳的安装孔内具备调整螺纹件，该调整螺纹件调整对阀芯向闭阀方向施力的施力弹簧的作用力来调整过热度设定，上述温度膨胀阀的特征在于，

在上述调整螺纹件形成有配置环状的密封部件的配置部，

在上述配置部配置有沿上述阀芯的移动方向对上述密封部件施力的弹性部件。

这样，通过在配置部配置弹性部件，从而即使水分在配置有密封部件的部分冻结也能够维持密封部件的密封性。例如，即使在水分在配置部冻结成为冰而体积膨胀的情况下，密封部件被冰局部地抬起、或者密封部件冻结而遍及密封部件整体地产生不规则的变形，弹性部件也能够按压密封部件，防止在配置有密封部件的部分局部地产生间隙。

另外，本发明的温度膨胀阀的特征在于，

上述配置部具备：

保持部，其在位于上述阀芯的闭阀动作方向侧的上述配置部的端部向外径侧突出，将上述密封部件以及上述弹性部件保持在上述配置部内；

壁面，其使外周径比***到上述安装孔内的上述调整螺纹件的其它外周部分直径小；以及

底面，其在位于上述阀芯的开阀动作方向侧的上述配置部的端部的外周，在上述壁面与上述其它外周部分之间形成阶梯差，来支撑上述密封部件。

这样，配置部具备向外径侧突出的保持部、使外周为小径的壁面、以及支撑密封部件的底面，由此在调整螺纹件形成有环状的空间。通过在该环状的空间配置密封部件、弹性部件，从而能够使密封部件、弹性部件的外周面与其它外周部分大致平齐地装配置于调整螺纹件。另外，通过在上端形成向外径侧突出的保持部，从而密封部件、弹性部件以不会从配置部脱落的方式保持在配置部内。

另外，本发明的温度膨胀阀的特征在于，

上述保持部是将上述调整螺纹件的上述阀芯侧的端部向外径侧折弯成为的爪部。

这样，通过形成爪部，从而由爪部保持弹性部件。

另外，本发明的温度膨胀阀的特征在于，

在上述配置部，在上述密封部件与上述弹性部件之间配置有承受上述弹性部件的弹性力而按压上述密封部件的按压部件。

这样，通过在密封部件与弹性部件之间配置按压部件，从而能够以均匀的弹性力按压密封部件。

另外，本发明的温度膨胀阀的特征在于，

上述按压部件具有剖面L字形状，并具备：

侧壁，其具有在上述安装孔内滑动的外周面；以及

底部，其在位于上述阀芯的开阀动作方向侧的上述侧壁的端部向内径侧突出，来支撑上述弹性部件。

这样，通过使弹性部件支撑于剖面L字形状的按压部件的底部，而且配置在侧壁的内周侧，从而能够防止按压部件沿轴线方向移动时的倾斜。

另外，本发明的温度膨胀阀的特征在于，

上述弹性部件是板簧或者螺旋压缩弹簧。

这样，弹性部件优选使用弹簧。

另外，本发明的温度膨胀阀的特征在于，

上述密封部件是O型圈。

这样，密封部件优选使用O型圈。

另外，本发明的冷冻循环系统是包括压缩机、冷凝器以及蒸发器的冷冻循环系统，其特征在于，使用本发明的温度膨胀阀。

这种温度膨胀阀能够根据蒸发器的出口侧的配管温度来控制阀芯的阀开度，并控制流量，因此适合用于冷冻循环系统。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种即使水分在配置有密封部件的部分冻结也能够维持密封性的温度膨胀阀、以及具备该温度膨胀阀的冷冻循环系统。

附图说明

图1是表示实施方式的冷冻循环系统的制冷剂回路的图。

图2是实施方式的温度膨胀阀的概略剖视图。

图3是表示实施方式的温度膨胀阀的主要部分的局部放大图。

图4是实施方式的温度膨胀阀的局部放大图。

图5是实施方式的温度膨胀阀中的水分冻结时的主要部分的局部放大图。

图6是其它实施方式的温度膨胀阀的局部放大图。

图7是现有的温度膨胀阀的概略剖视图。

图8是表示现有的温度膨胀阀的主要部分的局部放大图。

图9是表示现有的温度膨胀阀的配置有O型圈的部分的局部放大图。

图中：

2—冷冻循环系统，4—温度膨胀阀，6—压缩机，8—冷凝器，10—蒸发器，12—第一管接头，14—第二管接头，16—均压管，18—感温筒，20—毛细管，22—膜片装置，24—阀主体，26—第一端口，28—第二端口，30—阀端口，32—均压路，34—导向孔，36—安装孔，38—阀芯，38a—针状部，38b—阀芯部，38c—突起部，39a—大径部，39b—中径部，39c—小径部，40—压板，40a—贯通孔，42—膜片，44—调整螺纹件，46—施力弹簧，48—止动器，50—密封部件，52—配置部，52a—爪部，52b—壁面，52c—底面，54—按压部件，54a—侧壁，54b—底部，56—弹性部件，58—环，60—封固部件，62—阶梯差部，64—密封盖，66—上盖，68—下盖，70—受压室，72—均压室，74—密封部件，74a—衬垫，74b—板簧，76—按压部件，90—冰，92—凸缘，102—温度膨胀阀，104—感温筒，108—阀芯，110—阀主体，116—密封盖，120—O型圈，122—入口接头，124—出口接头，126—槽部，130—冰，201—第一配管，202—第二配管，203—出口侧配管，L—轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示实施方式的冷冻循环系统的制冷剂回路的图。如图1所示，冷冻循环系统2分别用配管将实施方式的温度膨胀阀4、压缩机6、冷凝器8、以及蒸发器10连接成环状而构成。

在该冷冻循环系统2中，就实施方式的温度膨胀阀4而言，第一管接头12与冷凝器8侧的第一配管201连接，第二管接头14与蒸发器10侧的第二配管202连接，并且均压管16与蒸发器10的出口侧配管203连接。

该制冷剂回路中，由压缩机6压缩的制冷剂由冷凝器8冷凝液化，经由第一管接头12向温度膨胀阀4流入。流入到温度膨胀阀4的制冷剂在温度膨胀阀4内减压而膨胀，从第二管接头14向蒸发器10流入而蒸发气化，再次向压缩机6流入。

另外，在出口侧配管203的蒸发器10侧安装有感温筒18，该感温筒18封入有例如与在制冷剂回路循环的制冷剂相同种类的气体制冷剂、液体制冷剂。感温筒18配备于温度膨胀阀4，经由毛细管20而与膜片装置22连接。

图2是实施方式的温度膨胀阀4的概略剖视图。此外，在本说明书中，“上”或者“下”是以图2的状态规定的上下。即，阀芯38位于比调整螺纹件44靠上方。如图2所示，温度膨胀阀4例如具备由黄铜等金属形成的阀主体24。在该阀主体24形成有与第一管接头12连接的第一端口26、与第二管接头14连接的第二端口28、以及位于第一端口26与第二端口28之间的阀端口30。另外，在阀主体24形成有与均压管16连接的均压路32，在阀主体24的内部分别形成有以阀端口30的中心轴为轴线L且具有圆筒形状的导向孔34、安装孔36。在导向孔34的侧面开口有第一端口26，安装孔36位于阀端口30的下方。

另外，在导向孔34配置有阀芯38。阀芯38具备位于导向孔34内的圆柱状的针状部38a、以及直径比针状部38a大且位于第二端口28侧的阀芯部38b。该阀芯38以能够沿轴线L方向自由移动的方式容纳在导向孔34内，通过阀芯部38b沿轴线L方向移动来开闭阀端口30。此外，阀芯38经由装配在与针状部38a的阀芯部38b相反侧的端部的压板40而与膜片装置22的膜片42连接。

在安装孔36具备：在外周具有外螺纹44a的调整螺纹件44；配置在调整螺纹件44的中孔内的施力弹簧46；以及配置在施力弹簧46的端部的止动器48。在此，调整螺纹件44通过使外螺纹44a与形成于安装孔36的内周面的内螺纹36a螺纹结合来安装于阀主体24。另外，止动器48与向阀芯部38b的下方突出的突起部38c嵌合。阀芯38通过施力弹簧46的弹性力来向封闭阀端口30的闭阀方向即膜片42侧施力。此外，通过使调整螺纹件44转动，来调整施力弹簧46相对于阀芯38的作用力，从而能够调整过热度设定。

图3是由图2的圆A围出的部分的局部放大图。如图3所示，在调整螺纹件44的阀芯38的闭阀动作方向侧的外周形成有配置环状的密封部件50的配置部52。配置部52具有环状的空间，该环状的空间通过使外周径比形成***到安装孔36内的调整螺纹件44的其它外周部分直径小而形成。环状的空间由配置部52所具备的爪部52a、壁面52b、以及底面52c包围，在配置部52内、即环状的空间内，除了密封部件50以外还配置有按压部件54和弹性部件56。

爪部52a在形成有配置部52的调整螺纹件44的上端(阀芯38的闭阀动作方向侧的端部)向外径侧突出，将调整螺纹件44的筒状的端部铆接加工于外径侧。该爪部52a作为将密封部件50、按压部件54、以及弹性部件56保持在配置部52内的保持部而发挥功能，以免从配置部52脱落。

壁面52b是使外周径比***到安装孔36内的调整螺纹件44的其它外周部分直径小的部分的外壁面，与密封部件50的内周面贴紧。另外，底面52c在配置部52的下端(阀芯38的开阀动作方向侧的端部)的外周处，在与壁面52b的其它外周部分之间形成阶梯差。密封部件50着底于该底面52c。

这样，通过配置部52具备爪52a、壁面52b、以及底面52c，从而在调整螺纹件44形成由爪部52a、壁面52b、以及底面52c包围的环状的空间。通过在该环状的空间配置密封部件50、按压部件54、以及弹性部件56，从而能够能够使密封部件50、按压部件54、以及弹性部件56各自的外周面与调整螺纹件44的其它外周部分大致平齐地装配在调整螺纹件44。

作为密封部件50，例如使用由NBR(丁腈橡胶)、H－NBR(氢化丁腈橡胶)等构成的O型圈。另外，密封部件50在与轴线L方向正交的方向上夹装在调整螺纹件44与阀主体24之间，密封部件50的外周面与阀主体24的内周面贴紧。另外，密封部件50的内周面与配置部52的壁面52b也贴紧。即，安装孔36内由密封部件50分割为阀端口30的下游侧的区域即低压侧的空间和大气侧的空间(比密封部件50的外周面与阀主体24的内周面贴紧的部分以及密封部件50的内周面与配置部52的壁面52b贴紧的部分更向阀芯38的开阀动作方向侧扩展的空间)。由此，阀主体24外的大气与通过阀端口30而减压的制冷剂气密地分离。

按压部件54是按压密封部件50的剖面L字形状的部件，例如由不锈钢、黄铜等金属形成。该按压部件54具有：具有在安装孔36内滑动的外周面的侧壁54a；以及在侧壁54a的下端(阀芯38的开阀动作方向侧的端部)向内径侧突出且供弹性部件56着底的底部54b。另外，弹性部件56配置于在按压部件54的底部54b上形成于侧壁54a的内周侧的空间。作为弹性部件56，例如使用板簧等。

这样，通过在密封部件50与弹性部件56之间配置按压部件54，从而能够经由按压部件54以均匀的弹性力向下方按压密封部件50。由此，密封部件50以着底于底面52c的状态保持在配置部52内。另外，通过使弹性部件56着底于剖面L字形状的按压部件54的底部54b，而且配置在侧壁54a的内周侧，从而能够防止按压部件54沿轴线L方向移动时的倾斜。

另外，安装孔36安装有防止调整螺纹件44的脱落的C字状的环58。并且，在安装孔36的下端部的开口形成有配置环状的封固部件60的阶梯差部62。此外，封固部件60由聚四氟乙烯(PTFE)形成。

并且，在安装孔36的下端部，以能够装卸的方式安装有封固安装孔36的密封盖64。具体而言，密封盖64使形成于密封盖64的外周的外螺纹64a与形成于安装孔36的下端部的内周的内螺纹36b螺纹结合来安装。此外，安装前的封固部件60形成为比阶梯差部62的深度厚。因此，若在阶梯差部62安装封固部件60之后螺纹结合密封盖64，则封固部件60稍微被压瘪而塑性变形，封固安装孔36。

另外，在阀主体24的上方装配有膜片装置22。膜片装置22具有箱体构造，该箱体构造例如由以不锈钢等金属形成的上盖66和下盖68构成，使下盖68的下部与阀主体24的上端螺纹结合而装配于导向孔34。另外，在上盖66与下盖68之间设有将箱体的内部划分为均压室72和受压室70的膜片42。

在此，均压室72经由均压路32以及均压管16而与蒸发器10的出口侧配管203连通，出口侧配管203的蒸发压力经由均压管16、均压路32而导入到均压室72。另一方面，受压室70经由毛细管20而与感温筒18连接，受压室70的内压根据感温筒18的感知温度而变化。受压室70与均压室72的压力差使膜片42位移，膜片42的位移经由压板40而传递至阀芯38。

因此，若感温筒18的出口侧配管203的感知温度上升，则阀芯部38b向敞开阀端口30的方向移动，若感温筒18的出口侧配管203的感知温度下降，则阀芯部38b向封闭阀端口30的方向移动。另外，若蒸发器10的蒸发压力下降，则阀芯部38b向敞开阀端口30的方向移动，若蒸发压力上升，则阀芯部38b向封闭阀端口30的方向移动。即，使制冷剂从冷凝器8侧的第一配管201通过蒸发器10侧的第二配管202的阀端口30的阀开度根据感温筒18的感知温度和蒸发压力来控制，执行制冷剂回路的过热度控制。

图4是由图2的圆B包围的部分的局部放大图。如图4所示，阀芯38的针状部38a的上端部以越接近膜片装置22则直径越小的方式，从图4的下方朝向上方形成有大径部39a、中径部39b以及小径部39c。在此，在针状部38a的端部，以使小径部39c嵌合于贯通孔40a的方式装配有压板40。

在针状部38a的中径部39b的外周配置有密封部件74、以及用于将密封部件74按压至预定的位置的按压部件76。密封部件74由均具有环形盘形状的聚四氟乙烯(PTFE)制的衬垫74a和金属制的板簧74b构成，衬垫74a和板簧74b以使板簧74b处于大径部39a侧的方式嵌入中径部39b。根据以上结构，针对导入到均压管16的蒸发压力与第一端口26的一次压力的差压，能够在均压室72与第一端口26间实现较高的密封性。

以下，对上述的实施方式的温度膨胀阀4的作用进行具体说明。首先，在冷冻循环的调整运转等时，密封盖64被卸下来而忘记关闭，密封盖64对阀主体24的下部的封固会被解除。该情况下，附着于阀主体24的下部的结霜等引起的水分根据毛细管现象而沿安装孔36与调整螺纹件44的螺纹结合部分被引导至阀芯38的闭阀动作方向侧。由此，如图5中箭头所示，水分侵入阀主体24的内部，并到达至密封部件50的位置。

在此，侵入到配置部52内的水分在原样冻结的情况下，生成冰90而使体积膨胀。此外，在形成为环状的配置部52，在冰90的厚度未均匀地形成的情况下，密封部件50被冰90局部地向阀芯38侧抬起。然而，由于密封部件50通过弹性部件56经由按压部件54而均匀地向下方被按压，因此密封部件50的局部的变形被抑制为最小限度，可防止在密封部件50与配置部52或者阀主体24之间局部地产生间隙。由此，可维持密封部件50的密封性。

另外，通过在配置部52内配置弹性部件56，即使密封部件50被抬起的情况下，也防止保持部(爪部52a)被过度按压。具体而言，即使水分的体积膨胀并生成冰90而抬起密封部件50，按压部件54也与之连动地被抬起。此时，由保持部(爪部52a)保持的弹性部件56收缩，可防止保持部(爪部52a)被过度按压，因此即使在侵入到配置部52内的水分原样冻结的情况下，也能够维持温度膨胀阀4的密封性。

此外，若冰90再次融化，则通过弹性部件56的按压力，密封部件50经由按压部件54向下方移动。若冰90完全融化而成为水分，则密封部件50着底于配置部52，水分从配置部52排出。

根据该实施方式的温度膨胀阀4，通过在配置部52内配置弹性部件56，即使在结霜等引起的水分在配置部52内冻结而体积膨胀的情况下，也能够维持密封部件50的密封性。

此外，也存在密封部件50冻结而遍及密封部件50整体地产生不规则的变形的情况。即使在该情况下，通过利用弹性部件56经由按压部件54来均匀地向下方按压密封部件50，也可抑制密封部件50的不规则的变形，并防止在密封部件50与配置部52或者阀主体24之间局部地产生间隙，从而维持密封部件50的密封性。

另外，在上述的实施方式的温度膨胀阀4中，密封部件50除了O型圈以外还考虑采用复合密封部件等，该复合密封部件组合O型圈和由PTFE等氟系树脂材料构成的具有剖面C字状的环状部件而成。

另外，在上述的实施方式的温度膨胀阀4中，弹性部件56也可以使用螺旋压缩弹簧来代替板簧。螺旋压缩弹簧以及板簧例如由不锈钢等金属形成。另外，除弹簧以外也可以使用橡胶等的弹性体。即使在该情况下，在结霜等引起的水分在配置部52内冻结而体积膨胀的情况下，也能够维持密封部件50的密封性。

另外，在上述的实施方式的温度膨胀阀4中，爪部52a也可以不必形成为保持部。例如，如图6所示，也可以在调整螺纹件44的阀芯38侧的端部形成向外径侧突出的凸缘92来作为保持部。该情况下，成为在凸缘92与按压部件54的底部54b之间夹有密封部件50、按压部件54、弹性部件56的形状。此外，凸缘92焊接固定于调整螺纹件44。

另外，在上述的实施方式的温度膨胀阀4中，密封部件50也可以不必直接着底于配置部52的底面52c。例如，密封部件50也可以经由保护圈等部件来支撑于底面52c。在按压部件54中也同样，弹性部件56也可以不直接着底于底部54b，也可以经由保护圈等部件来支撑于底部54b。