滑阀
阅读：913发布：2020-05-11
专利汇可以提供滑阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种滑 阀 ，能够抑制因 阀座 的端口与阀芯内的流路的壁面的偏离而产生的 流体 的压 力 损失。 滑阀 (1)具有：阀座(20)，该阀座具有设有多个端口的阀座面(21)；以及阀芯(30)，该阀芯可滑动地设于阀座面(21)上。阀芯(30)构成以根据停止 位置 将多个端口中的两个(E)端口(23)和(S)端口(22)连通的方式弯曲的流路。并且，在停止位置，阀芯(30)被配置为，从上游侧的(E)端口(23)到流路(31)的壁面(32)的最外周部分(32a)为止的阀座面(21)上的距离D1比从下游侧的S端口(22)到流路(31)的壁面(32)的最外周部分(32a)为止的阀座面(21)上的距离D2大。，下面是滑阀专利的具体信息内容。
滑阀
技术领域
背景技术
[0002] 滑阀例如在空调机所使用的制冷循环系统中被用于进行制冷剂流路的切换。
[0003] 专利文献1公开了以往的滑阀的一例。该滑阀具有气缸状的阀主体。在阀主体设有与阀主体的内部连通的第一导管。并且，在阀主体的内部设有具有阀座面的阀座，该阀座面开口有三个端口。设有通过阀座面的各端口而与阀主体的内部连通的第二导管、第三导管以及第四导管。滑阀具有能够在阀座面上滑动的阀芯。阀芯构成U字形地弯曲的流路，由该流路通过阀座面的端口将各导管连通。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本特开2013－227989号公报
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 当将各导管连通时，以使流路的壁面与下游侧的端口的内周面无阶梯地连续的方式配置阀芯，从而能够使沿壁面流动的流体顺利地流动。然而，为了使以公差内的最小尺寸制作的阀芯不被端口覆盖，将流路设置为向外侧稍稍扩展。因此，在流路的壁面从下游侧的端口的内周面向外侧较大程度地偏离的情况下，在流路的壁面与下游侧的端口的内周面之间产生较大的台阶，从而阀座面在流路内露出。由此，存在如下问题：沿壁面流动的流体撞到阀座面而阀座面较大程度地进入流体的主流，从而主流紊乱而产生压力损失。
发明内容
[0009] 本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于，提供一种滑阀，能够抑制因阀座的端口与阀芯内的流路的壁面的偏离而产生的流体的压力损失。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 为了解决上述问题，本发明的滑阀具有：阀座，该阀座具有阀座面，该阀座面设有多个端口；以及阀芯，该阀芯可滑动地设于所述阀座面上，所述阀芯构成以根据停止位置而将所述多个端口中的两个端口连通的方式弯曲的流路，在所述停止位置，所述阀芯被配置为，从所述两个端口中的上游侧的端口到所述流路的壁面的最外周部分为止的所述阀座面上的距离比从所述两个端口中的下游侧的端口到所述流路的壁面的最外周部分为止的所述阀座面上的距离大。
[0012] 本发明中，优选的是，在所述停止位置，所述阀芯被配置为，从所述两个端口中的下游侧的端口到所述流路的壁面的最外周部分为止的所述阀座面上的距离为0。
[0013] 发明的效果
[0014] 由阀芯构成的流路以将设于阀座面的多个端口中的两个端口连通的方式弯曲。并且，在流路的壁面的最外周部分从下游侧的端口向外侧较大程度地偏离的情况下，沿流路的壁面流动的流体撞到阀座面，从而流体的主流紊乱。另一方面，在流路的壁面的最外周部分从上游侧的端口向外侧较大程度地偏离的情况下，由于流路宽度向外侧扩展而通过上游侧端口的流体产生乱流，但是对流体的主流产生的影响较小。并且，根据本发明，在停止位置，阀芯被配置为，从彼此连通的两个端口中的上游侧的端口到流路的壁面的最外周部分为止的阀座面上的距离比从两个端口中的下游侧的端口到流路的壁面的最外周部分为止的阀座面上的距离大。这样一来，通过使流路的壁面的最外周部分从上游侧的端口向外侧较大程度地偏离，能够使流路的壁面的最外周部分与下游侧的端口的偏离变小。因此，在下游侧的端口附近，能够抑制因沿流路的壁面流动的流体撞到阀座面而产生的主流的紊乱。因此，能够有效地抑制流体的压力损失。
附图说明
附图说明
[0015] 图1是对本发明的第一实施例的滑阀进行说明的图。
[0016] 图2是图1的滑阀的阀芯附近的放大剖视图。
[0017] 图3是图1的滑阀的阀座面的放大图。
[0018] 图4是示意性表示图1的滑阀中的流体的流动的图。
[0019] 图5是示意性表示以往的滑阀中的流体的流动的图。
[0020] 图6是本发明的第二实施例的滑阀的立体图。
[0021] 图7是图6的滑阀的纵剖视图。
[0022] 图8是沿着图7的A-A线观察的剖视图。
[0023] 图9是沿着图8的B-B线观察的放大剖视图。
[0024] 符号说明
[0025] (第一实施例)
[0026] 1…滑阀
[0027] 10…阀主体
[0028] 11…周壁部
[0029] 12…开口部
[0030] 13、14…端盖
[0031] 20…阀座
[0032] 21…阀座面
[0033] 22…S端口
[0034] 23…E端口
[0035] 24…C端口
[0036] 30…阀芯
[0037] 31…流路
[0038] 32…壁面
[0039] 32a…最外周部分
[0040] 40…活塞部
[0041] 41…第一活塞
[0042] 42…第二活塞
[0043] 43…连结部材
[0044] 45、46…工作室
[0045] 50…先导部
[0046] 61…第一导管
[0047] 62…第二导管
[0048] 63…第三导管
[0049] 64…第四导管
[0050] D1…当阀芯位于第一停止位置时的从E端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0051] D2…当阀芯位于第一停止位置时的从S端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0052] D3…当阀芯位于第二停止位置时的从C端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0053] D4…当阀芯位于第二停止位置时的从S端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0054] (第二实施例)
[0055] 2…滑阀
[0056] 110…阀主体
[0057] 120…阀座
[0058] 121…阀座面
[0059] 122…S端口
[0060] 123…E端口
[0061] 124…C端口
[0062] 125…D端口
[0063] 130…阀芯
[0064] 131…流路
[0065] 132…壁面
[0066] 132a…最外周部分
[0067] 140…阀芯驱动部
[0068] 161…第一导管
[0069] 162…第二导管
[0070] 163…第三导管
[0071] 164…第四导管
[0072] D5…当阀芯位于第一停止位置时的从E端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0073] D6…当阀芯位于第一停止位置时的从S端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0074] D7…当阀芯位于第二停止位置时的从C端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
[0075] D8…当阀芯位于第二停止位置时的从S端口到流路的壁面的最外周部分的阀座面上的距离
具体实施方式
[0076] (第一实施例)
[0077] 以下，参照图1～图5对本发明的第一实施例的滑阀进行说明。作为一例，本实施例的滑阀被用于在空调机所使用的制冷循环系统中进行制冷剂流路的切换。当然，该滑阀的用途不限定于制冷剂流路的切换，能够用于各种流体的流路的切换。第二实施例也一样。
[0078] 图1是对本发明的第一实施例的滑阀进行说明的图，将一部分用剖视图表示。图2是图1的滑阀的阀芯附近的放大剖视图。图2中，用单点划线表示的箭头示意性地表示流体(制冷剂)的流动方向。图3是图1的滑阀的阀座面的放大图。图3中，线L通过各端口的中心。图4是示意性地表示图1的滑阀中的流体的流动的图。图4(a)表示上游侧的端口附近，图4(b)表示下游侧的端口附近。图5是示意性地表示以往的滑阀中的流体的流动的图。图5(a)表示上游侧的端口附近，图5(b)表示下游侧的端口附近。在图4和图5中，用实线表示的箭头示意性地表示流体的流动。本实施例的说明中，“上下”与图1、图2、图4和图5的上下方向一致。
[0079] 本实施例的滑阀1是阀芯直线地滑动的四通切换阀。如图1～图3所示，滑阀1具有阀主体10、阀座20、阀芯30、活塞部40、以及先导部50。
[0080] 阀主体10具有圆筒形状。在阀主体10的周壁部11设有开口部12。在开口部12嵌有第一导管61，第一导管61与阀主体10的内部连通。第一导管61与未图示的压缩机的排出部连接，供高温高压的制冷剂流动。
[0081] 阀座20配置于阀主体10的内部。阀座20具有朝向开口部12侧的阀座面21。在阀座面21设有作为圆形的开口部的S端口22、E端口23以及C端口24。S端口22、E端口23以及C端口24与贯通阀主体10的周壁部11的第二导管62、第三导管63以及第四导管64连通。第二导管
62与未图示的压缩机的吸入部连接。第三导管63与未图示的热交换器连接。第四导管64与未图示的热交换器连接。
62与未图示的压缩机的吸入部连接。第三导管63与未图示的热交换器连接。第四导管64与未图示的热交换器连接。
[0082] 阀芯30具有半圆形状，以能够在图1的左右方向滑动的方式设于阀座面21上。
[0083] 阀芯30的内侧的壁面32与阀座面21一同构成U字形地弯曲的流路31。流路31整体的与流动方向正交的截面的形状为大致半圆形或者大致半椭圆形。另外，也可以将管状的流路设于阀芯30的内侧，仅由阀芯30构成流路。阀芯30的内侧的壁面32也是流路31的壁面32。
[0084] 阀芯30具有图1～图4所示的第一停止位置(例如，制冷运转时的停止位置)以及未图示的第二停止位置(例如，制热运转时的停止位置)。阀芯30在阀座面21上滑动，并被定位于第一停止位置和第二停止位置。流路31根据停止位置将在阀座面开口的多个端口中的两个端口连通。
[0085] 阀芯30在第一停止位置由流路31将E端口23和S端口22这两个端口连通。阀芯30在第二停止位置由流路31将C端口24和S端口22这两个端口连通。
[0086] 活塞部40具有第一活塞41、第二活塞42、以及将它们连结的连结部材43。第一活塞41配置于在阀主体10的一方的端部(图1的左端部)设置的端盖13和阀芯30之间，在第一活塞41与端盖13之间形成工作室45。第二活塞42配置于在阀主体10的另一方的端部(图1的右端部)设置的端盖14和阀芯30之间，在第二活塞42与端盖14之间形成工作室46。连结部材43以与阀芯30一起移动的方式连接于阀芯30。
[0087] 先导部50对工作室45及工作室46与第一导管61及第二导管62的连接进行切换，对工作室45和工作室46内的制冷剂压力进行控制。由此，根据工作室45和工作室46内的制冷剂压力的差而使活塞部40向任意一侧移动。伴随活塞部40的移动，与连结部材43连接的阀芯30在阀座面21上滑动，并被定位于第一停止位置或者第二停止位置。
[0088] 当阀芯30位于第一停止位置时，从压缩机的排出部排出的制冷剂从第一导管61流入阀主体10内，通过阀芯30的外部从C端口24向第四导管64流入。接着，制冷剂从第四导管64通过热交换器向第三导管63流动，依次通过E端口23、流路31以及S端口22向第二导管62流入，返回至压缩机的吸入部。
[0089] 当阀芯30位于第二停止位置时，从压缩机的排出部排出的制冷剂从第一导管61流入阀主体10内，通过阀芯30的外部从E端口23向第三导管63流入。接着，制冷剂从第三导管63通过热交换器向第四导管64流动，依次通过C端口24、流路31以及S端口22向第二导管62流入，返回至压缩机的吸入部。
[0090] 在第一停止位置，阀芯30被配置为，从上游侧的E端口23到流路31的壁面32的最外周部分32a为止的阀座面21上的距离D1比从下游侧的S端口22到流路31的壁面32的最外周部分32a为止的阀座面21上的距离D2大。另外，流路31的壁面32的最外周部分32a是指，构成U字形地弯曲的流路31的壁面32中的最外侧的部分。
[0091] 同样地，在未图示的第二停止位置，阀芯30被配置为，从上游侧的C端口24到流路31的壁面32的最外周部分32a为止的阀座面21上的距离D3比从下游侧的S端口22到流路31的壁面32的最外周部分32a为止的阀座面21上的距离D4大。距离D2和距离D4优选为0。
[0092] 接着，参照图4和图5对上述的距离D1、D2的大小关系与制冷剂的主流的紊乱之间的关系进行说明。
[0093] 如图4(a)、(b)所示，在第一停止位置，在以使上述的距离D1比距离D2大的方式配置阀芯30的情况下，上游侧的E端口23与壁面32的最外周部分32a的偏离较大，流路31在E端口23附近向外侧扩展。由此，乱流产生于通过E端口23后的制冷剂，但是不产生进入制冷剂的主流那样的流动(图4(a)中由单点划线包围的部位)。并且，下游侧的S端口22与壁面32的最外周部分32a的偏离较小，能够使沿壁面32流动的制冷剂顺利地流动。由此，能够抑制制冷剂的压力损失。
[0094] 另一方面，如图5(a)、5(b)所示，在第一停止位置，在以使上述的距离D1比距离D2小的方式配置阀芯30的情况下，上游侧的E端口23与壁面32的最外周部分32a的偏离较小，能够使从E端口23向流路31流动的制冷剂顺利地流动。但是，下游侧的S端口22与壁面32的最外周部分32a的偏离较大，阀座面21在流路31内较大地露出。因此，沿壁面32流动的制冷剂撞到阀座面21而较大程度地进入制冷剂的主流，扰乱制冷剂的主流(图5(b)中由单点划线包围的部位)。由此，产生制冷剂的压力损失。
[0095] 综上，根据本实施例的滑阀1，阀芯30在第一停止位置配置为，从彼此连通的两个端口(E端口23和S端口22)中的上游侧的E端口23到流路31的壁面32的最外周部分32a为止的阀座面21上的距离D1比从下游侧的S端口22到流路31的壁面32的最外周部分32a为止的阀座面21上的距离D2大。这样一来，通过使流路31的壁面32的最外周部分32a从上游侧的E端口23向外侧较大程度地偏离，能够使流路31的壁面32的最外周部分32a与下游侧的S端口22的偏离变小。因此，在下游侧的S端口22附近，能够抑制因沿流路31的壁面32流动的制冷剂撞到阀座面21而产生的主流的紊乱。因此，能够有效地抑制制冷剂的压力损失。在第二停止位置，对于C端口24和S端口22与流路31的距离D3、D4也一样。
[0096] (第二实施例)以下，参照图6～图9对本发明的第二实施例的滑阀进行说明。
[0097] 图6是本发明的第二实施例的滑阀的立体图。图7是图6的滑阀的纵剖视图。图8是沿图7的A-A线的剖视图。图8(a)表示阀芯在第二实施例的滑阀中位于第一停止位置的状态，图8(b)表示阀芯位于第二停止位置的状态。图9是沿图8的B-B线的放大剖视图，表示图6的滑阀的阀芯附近。图9中，用单点划线表示的箭头示意性地表示流体(制冷剂)的流动方向。在本实施例的说明中，“上下”与图6、图7和图9的上下方向一致。
[0098] 本实施例的滑阀2是俯视大致扇形的阀芯沿圆弧方向滑动的旋转式的流路切换阀。如图6和图7所示，滑阀2具有阀主体110、阀座120、阀芯130、以及阀芯驱动部140。
[0099] 阀主体110具有圆筒形状。以封闭阀主体110的上端开口的方式设有阀芯驱动部140。阀芯驱动部140的驱动轴141安装于相当于阀芯130的扇形的扇轴(枢轴)的部位。以封闭阀主体110的下端开口的方式设有阀座120。阀座120具有朝向上侧的阀座面121。如图8所示，在阀座面121设有作为圆形的开口部的D端口125、S端口122、E端口123以及C端口124。
[0100] D端口125、S端口122、E端口123以及C端口124与第一导管161、第二导管162、第三导管163以及第四导管164连通。第一导管161与未图示的压缩机的排出部连接，供高温高压的制冷剂流动。第二导管162与未图示的压缩机的吸入部连接。第三导管163与未图示的热交换器连接。第四导管164与未图示的热交换器连接。
[0101] 阀芯130具有俯视大致扇形的柱形，以能够将相当于扇形状的扇轴(枢轴)的部位作为旋转轴O在圆弧方向滑动的方式设于阀座面121上。
[0102] 阀芯130的内侧的壁面132与阀座面121一同构成U字形地弯曲的流路131(图9)。流路131整体的与流动方向正交的截面的形状为大致半圆形或者大致半椭圆形。另外，也可以将管状的流路设于阀芯130的内侧，仅由阀芯130构成流路。阀芯130的内侧的壁面132也是流路131的壁面132。
[0103] 阀芯130具有图8(a)和图9所示的第一停止位置(例如，制冷运转时的停止位置)和图8(b)所示的第二停止位置(例如，制热运转时的停止位置)。阀芯130被阀芯驱动部140旋转，在阀座面121上滑动，并被定位于第一停止位置混入第二停止位置。流路131根据停止位置将在阀座面121开口的多个端口中的两个端口连通。
[0104] 在第一停止位置，阀芯130由流路131将E端口123和S端口122这两个端口连通。在第二停止位置，阀芯130由流路131将C端口124和S端口122这两个端口连通。
[0105] 当阀芯130位于第一停止位置和第二停止位置时的制冷剂的流动与第一实施例相同。
[0106] 在第一停止位置，阀芯130被配置为，从上游侧的E端口123到流路131的壁面132的最外周部分132a为止的阀座面121上的距离D5比从下游侧的S端口122到流路131的壁面132的最外周部分132a为止的阀座面121上的距离D6大。另外，流路131的壁面132的最外周部分132a是指，构成U字形地弯曲的流路131的壁面132的最外侧的部分。另外，在图9中，距离D5和距离D6表示从图8的B-B线的箭头方向观察的状态。
[0107] 同样地，在第二停止位置，阀芯130被配置为，从上游侧的C端口124到流路131的壁面132的最外周部分132a为止的阀座面21上的距离D7比从下游侧的S端口122到流路131的壁面132的最外周部分132a为止的阀座面121上的距离D8大。距离D6和距离D8优选为0。
[0108] 上述的距离D5、D6和距离D7、D8的大小关系与制冷剂的主流的紊乱之间的关系与在第一实施例中进行说明的距离D1、D2的大小关系与制冷剂的主流的紊乱的关系相同。
[0109] 即，在第一停止位置，在以使上述的距离D5比距离D6大的方式配置阀芯130的情况下，上游侧的E端口123和壁面132的最外周部分132a的偏离较大，流路131在E端口123附近向外侧扩展。由此，乱流产生于通过E端口123后的制冷剂，但是不产生进入制冷剂的主流那样的流动。并且，下游侧的S端口122和壁面132的最外周部分132a偏离较小，能够使沿壁面132流动的制冷剂顺利地流动。由此，能够抑制制冷剂的压力损失。在第二停止位置，对于C端口124和S端口122与流路131的距离D7、D8也一样。
[0110] 第二实施例也达到与第一实施例相同的效果。
[0111] 在上述第一实施例和第二实施例中，对将本发明应用于四通切换阀的结构进行了说明，但是不限定于此。只要不背离本发明的目的，也能够应用于六向切换阀等各种滑阀。
[0112] 如上所述地对本发明的实施例进行了说明，但是本发明不限定于这些例子。本领域技术人员可以对所述的实施例适当地进行结构要素的追加、删除、设计变更，或者将实施例的特征进行适当组合，只要不脱离本发明的主旨，都包含于本发明的保护范围。
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