CN110056675B - 滑动式切换阀及具备该滑动式切换阀的冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑动式切换阀以及具备该滑动式切换阀的冷冻循环系统。在具备滑动阀的滑动式切换阀中，即使在滑动阀的外周部为高温高压的空调等的冷冻系统异常的运转状态下，也具有充分的耐压性能且能够抑制流量降低，能够避免滑动式切换阀的大型化以及系统的效率降低。以滑动阀(40)中的加强销(42)跨越一对第一壁部(40W1)的方式，加强销(42)的端部被压入第一壁部(40W1)的内周部的中央部中的下端部附近的槽(40G)而被固定，并且，壁厚的加强部(40HWT)形成于各第一壁部(40W1)中的槽(40G)的周缘。

Description

滑动式切换阀及具备该滑动式切换阀的冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及具备滑动阀的滑动式切换阀及具备该滑动式切换阀的冷冻循环系统。

背景技术

在具备制冷剂回路的空调中，将用于切换制冷运转以及制热运转中的制冷剂的流动的滑动式切换阀提供于实用。滑动式切换阀如专利文献1所示为四方切换阀，在阀主体内具备滑动阀。滑动阀一般地由耐热性以及耐压性高的树脂材料形成，其中央部为圆顶部，其圆顶部的缘部为平板状的滑动部。圆顶部的开口端面椭圆形地形成，在其内侧从一下部侧面至另一下部侧面搭设由金属材料构成的加强用棒部件。该加强用棒部件从一端至另一端具有相同的直径，在圆顶部的中央部上沿短径方向延伸，其两端嵌入圆顶部内侧的安装槽(孔)(参照专利文献1的图2)。另外，在专利文件1中，表示为了防止加强用棒部件的端面中的应力集中以相比于安装部以外的部分壁厚大的方式形成加强用棒部件的安装部的示例(参照专利文献1的图12)。

而且，在滑动阀中为了提高与阀薄板部的密封性，如专利文献2所示提出了滑动阀的开口部为与形成于阀薄板部的流路的截面形状对应的形状且设置O型圈的方案(参照专利文献2中的图2以及图3)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-304438号公报

专利文献2：日本特开平10-122395号公报

在空调中，在万一浮动阀等的安全装置发生故障的情况下，存在成为异常的运转状态的可能性，在上述专利文献1中所示的四方切换阀中，滑动阀的外周温度为高温，有时为正常的运转状态下的压力以上的高压。

这样的高温高压制冷剂作用于滑动阀的外周部的情况下，若在形成于滑动阀的开口端面附近的加强销的安装孔周缘存在薄壁部，则存在因高温高压的制冷金而导致的热变形而不能充分地确保滑动阀的耐压性能的情况。作为这样的情况下的对策，如在引用文献1中所提议，考虑以壁厚比出安装部以外的部分大地形成加强用棒部件的安装部的方式将滑动阀的加强销安装部的一部分作为壁厚，但即使在该情况下也存在耐压性还未必充分的情况。因此，也考虑使滑动阀的圆顶部整体的壁厚更厚。

可是，使圆顶部整体的壁厚更厚若朝向滑动阀的外侧变厚，则与其他部件的配置关系而引起存在边界且导致四方切换阀的大型化，另外，若向滑动阀的圆顶部的内侧变厚而堵塞低压侧的端口或滑动阀的连通路的横截面积变小，则低压侧流量降低而导致系统的效率降低而不能说是有效的对策。

发明内容

考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供一种滑动式切换阀以及具备该滑动式切换阀的冷冻循环系统，即使在滑动阀的外周部为高温高压的空调等的冷冻系统的异常的运转状态下，也能具有充分的耐压性能且能抑制流量降低，能够避免滑动式切换阀的大型化以及系统的效率降低。

为了实现上述目的，本发明的滑动式切换阀的特征为，具备：阀主体部，该阀主体部具备配置有一列连接各配管的多个端口的阀座、在内侧具有通过开口部连通该阀座中的流体出入用端口的连通路且能移动地配置于该阀座的密封面的滑动阀以及驱动该滑动阀的活塞部件；对上述阀主体部中的活塞部件进行驱动控制的控制阀部，滑动阀具备形成连通路的一部分的一对第一壁部、跨越第一壁部的下部而配置的加强销，一对第一壁部的内周部具有分别固定加强销的两端部的槽、形成于槽的周缘以及开口部的周缘的壁厚加强部，加强部设置于在滑动阀停止时加强部的周缘不向流体出入用端口的开口端突出的位置。

加强部中的形成连通路的一部分的部分可以是具有弯曲面的结构，还可以以从第一壁部的内周部的槽的变宽并到达阀座中的流体出入用端口附近的方式构成。加强部中的形成上述连通路的一部分的部分可以以从第一壁部的内周部的槽的周缘变宽并到达连通路的上部附近的方式构成。另外，在滑动阀移动时，加强部可以是至少横切流体流入用端口的结构。滑动阀的上述连通部的截面积可以比与阀座中的滑动阀的连通路连通的端口的截面积大地设定。

而且，本发明的冷冻循环系统的特征为：具备压缩机、蒸发器以及冷凝器，通过上述滑动式切换阀选择性地切换，向冷凝器供给来自压缩机的制冷剂。

本发明的效果如下。

根据本发明的滑动式切换阀及具备该滑动式切换阀的冷冻循环系统，滑动阀具备形成连通路的一部分的一对第一壁部、跨越第一壁部的下部而配置的加强销，一对第一壁部的内周部具有分别固定加强销的两端的槽、形成于槽的周缘以及开口部的周缘的壁厚的加强部，由于加强部设置于在滑动阀停止时加强部的周缘不向流体出入用端口的开口端突出的位置，因此即使滑动阀的外周部为高温高压的空调等的冷冻循环的异常的运转状态下，也具备充分的耐压性能且能够抑制流量降低，能够避免滑动式切换阀的大型化以及系统的效率降低。

附图说明

图1是表示使用于本发明的滑动式切换阀的一例的滑动阀的立体图。

图2(A)是沿图1中的II-II线表示的剖视图，(B)是沿(A)所示的剖视图中的IIB-IIB线表示的剖视图。

图3是图1所示的滑动阀的仰视图。

图4是表示具备本发明的滑动式切换阀的一例的冷冻循环系统的结构的图。

图5是表示使用于图4所示的滑动式切换阀的阀主体部的剖视图。

图6是使用于本发明的滑动式切换阀的一例的滑动阀的另一示例的仰视图。

图7是使用于本发明的滑动式切换阀的一例的滑动阀的又一示例的仰视图。

图中：10—阀主体部，12—控制阀部，30—阀座，40、50、60—滑动阀，40G、50G、60G—槽，40HWT、50HWT、60HWT—加强部，42—加强销。

具体实施方式

图4是概略地表示具备本发明的滑动式切换阀的一例的冷冻循环系统的结构。

图4所示的示例是作为切换空调的冷却剂流动的四方阀而利用滑动式切换阀(以下，也称为切换阀)的示例。切换阀例如是以在制冷运转时经过压缩机14、室外热交换器16、膨胀阀18以及室内热交换器20使制冷剂向压缩机14中回流、或在制热运转时经过压缩机14、室内热交换器20、膨胀阀18以及室外热交换器16使制冷剂向压缩机14中回流的方式使制冷剂的回流方向反转的结构。另外，切换阀具备阀主体部10、控制阀部12而构成。

切换阀的阀主体部10作为整体具备筒状的外壳10CA、自由滑动地设置于该外壳10CA内部的滑动阀40。在设置于外壳10CA的外周部的多个开口部10P1、10P2、10P3以及10P4上，通过钎焊分别固定向外壳10CA的径向突出的多个接头22、24、26以及28。

外壳10CA作为内部被封闭的缸体具备将其轴向的两端部堵塞的栓体10D1以及栓体10D2、固定于外壳10CA的内部的阀座30而构成。在栓体10D1以及栓体10D2上分别连接控制阀部12的切换接头管12P1、12P2。在分别与上述开口部10P1、10P2、10P3对应的阀座30的各连接部上设置有插入接头22、24、26的前端且构成端口30P1、30P2以及30P3的开口。阀座30中的面向滑动阀40的内面为对滑动阀40进行滑动导向的滑动接触面。

外壳10CA的开口部10P4是使来自压缩机14的高压制冷剂向阀主体部10流入的流入端口，通过作为高压导管的接头(D接头)28连接于压缩机14的排出口。阀座30中的端口30P2是使制冷剂向压缩机14中回流的流出侧的端口30P2，通过作为低压导管的接头(S接头)24连接于压缩机14的吸入口。阀座30中的端口30P3是通过接头(E接头)26连接于室内热交换器20的室内侧的端口30P3。端口30P1是通过接头(C接头)22连接于室外热交换器16的室外侧的端口30P1。

在外壳10CA内具备沿外壳10CA轴向延伸且连结在外壳10CA内周面滑动接触的左右一对的活塞部件10R以及活塞部件10L的连结部件32和被连结部件32支撑的圆顶状的滑动阀40。外壳10CA的内部空间由形成于一对活塞部件10R以及10L相互之间且上述开口部10P4连通的高压室10B、形成于一个活塞部件10L与栓体10D2之间的第一动作室10A、形成于另一活塞部件10R与栓体10D1之间的第二动作室10C构成。另外，在圆顶状的滑动阀40内部形成有连通空间(以下也称为连通路)40PA。连通空间40PA根据滑动阀40的位置将阀座30中的流出侧的端口30P2与室内侧的端口30P3连通(参照图3)、或将流出侧端口30P2与室外侧的端口30P1连通。

控制阀部12具备连接于电磁切换部12V的高压接头管12P4、低压接头管12P3、两个切换接头管12P1、12P2、驱动配置于电磁切换部12V的内部的控制滑动阀(未图示)的电磁线圈部12B、对电磁线圈部12B通电的导线12b。控制阀部12的高压接头管12P4与阀主体部10的接头28连接。低压接头管12P3与阀主体部10的接头24连接。切换接头管12P2连接于阀主体部10的第一动作室10A，切换接头管12P1连接于切换阀的第二动作室10C。

这样的切换阀10通过利用从控制阀部12向阀主体部10的第二动作室10C流入的高压制冷剂的压力使滑动阀40向一方向(在图3中为左侧方向)滑动而成为冷冻循环系统中的制冷模式。在该制冷模式的情况下，通过滑动阀40的连通空间40PA连通流出侧的端口30P2和室内侧的端口30P3，并且，通过阀主体部10的高压室10B连通开口部10P4和阀座30中的室外侧的端口30P1。

另一方面，切换阀10利用通过从控制阀部12向第一动作室10A流入的高压制冷剂的压力，滑动阀40向另一方向(在图3中为右侧方向)滑动，成为冷冻循环系统中的制热模式。在该制热模式的情况下，通过滑动阀的连通空间40PA连通流出侧的端口30P2和室外侧的端口30P1，并且，通过高压室10B连通开口部10P4和室内侧的端口30P3。并且，在冷冻循环系统的运转中，高压制冷剂作用在滑动阀40的外周部，低压制冷剂作用在滑动阀40的内周部。

滑动阀40例如由具有耐热性以及耐压性的尼龙、聚苯硫醚(PPS)等的树脂材料成形。滑动阀40如图1所示，在下端部的开口部40H的周缘具备与上述阀座30的密封面30a滑动接触的滑动接触面40a。开口部40H的两端具备与阀座30的端口30P2以及端口30P3的圆形截面对应的半圆形状。与其两端连接的开口部40H的中央部分随着靠近后述的槽40G而比两端部分狭窄。

该开口部40H与形成于滑动阀的40内部并具有圆顶状的横截面的连通路40PA(参照图2(A)以及(B))连通。连通路40PA为将阀座30的端口30P1与端口30P2连通、或将阀座30的端口30P2与端口30P3连通的结构。并且，图4以及图5表示处于将阀座30P2与端口30P3连通的状态的滑动阀40的位置。

连通路40PA通过滑动阀40中的沿X坐标轴面对的长边的一对壁部(以下，也称为第一壁部40W1)、滑动阀40中的沿Y坐标轴面对的短边的一对壁部(以下，也称为第二壁部40W2)、将一对第一壁部40W1和一对第二壁部40W2连结的上壁部包围而形成。

各第一壁部40W1的下端部如图1所示具有沿Y坐标轴向外侧突出的突出部40T。各第二壁部40W2的下端部具备沿X坐标轴向外侧突出的突出部40K。

在一对第一壁部40W1的内周部，在该壁部的中央部的下端附近设置有槽40G。如图3所示，以后述的加强销42跨过一对第一壁部40W1的方式，通过压入而固定其端部。各第一壁部40W1中的设置于槽40G的周缘的弯曲面以第一壁部40W1的厚度随着从开口部40H的两端侧靠近槽40G而渐渐增大的方式形成。因此，如图3所示，在各第一壁部40W1中，槽40G的周缘的厚度tb比开口部40H两端附近的厚度ta大。由此，在各第一壁部40W1中，由于在槽40G的周缘形成壁厚的加强部40HWT，因此槽40G的周缘的强度提高。另外，由于加强部40HWT的内周面由弯曲面形成，能够抑制连通路40PA内的压力损失，因此能使连通路40PA中的流量降低变小。

作为中实轴的加强销42从一端至另一端具有相同的直径。加强销42的直径根据作用于滑动阀40的大小以及滑动阀40的外周部的制冷剂压力而设定为大约1mm以上且20mm以下的范围。另外，加强销42以在加强销42的外周面与滑动接触面40a之间具有超过零的预定间隙的方式配置。

在这样的结构中，通过利用控制阀部12使滑动阀40移动至预定位置而切换为制冷运转状态、或制热运转状态。在制冷运转状态的情况下，如图4所示，来自压缩机14的高压的制冷剂向作为冷凝器而发挥功能的室外热交换器16供给。另一方面，在制热运转状态的情况下，来自压缩机14的高压制冷剂向作为冷凝器而发挥功能的室内热交换器20供给。

用于本发明的滑动式切换阀的一例的图1所示的滑动阀40的位置在图4以及图5所示的制冷运转状态的情况下、即滑动阀40的连通路40PA将端口30P2与端口30P3连通的位置上，滑动阀40位于加强部40HWT的内周缘不向端口30P2与端口30P3的开口端突出的位置。并且，连通路40PA的截面积如图2(B)所示比端口30P2以及端口30P3的任一个截面积都大。

由此，在制冷运转时能抑制滑动阀40中的低压侧的流量减少，能够避免冷冻循环系统的效率降低。

在冷冻循环系统从上述制冷运转状态向制热运转状态切换的情况下，滑动阀40从图4所示的状态向右方向滑动。在其移动途中，在加强部40HWT的内周面横切端口40P2之后，在连通路40PA将端口30P2与端口30P1连通的位置，滑动阀40停止。由此，在冷冻循环系统为制热运转状态时，滑动阀40位于加强部40HWT的内周缘不向端口30P2与端口30P1的开口端突出的位置。并且，连通路40PA的截面积如图2(B)所示为比端口30P2以及端口30P1的任意的截面积都大的面积。

由此，在制热运转时能抑制滑动阀40中的低压侧的流量减少，能够避免冷冻循环系统的效率降低。

图6表示在本发明的滑动式切换阀的一例中所使用的滑动阀的另一示例。并且，在图6中，关于与图1所示的示例中的构成元件相同的构成元件标注相同的符号表示，省略其重复说明。

滑动阀50例如由具有耐热性以及耐压性的尼龙、聚苯硫醚(PPS)等的树脂材料而成形。滑动阀50在下端部的开口部50H的周缘具有与上述阀座30的密封面30a滑动接触的滑动接触面50a。开口部50H的两端分别具有与阀座30的端口30P2以及端口30P3的圆形截面对应的半圆形状。与其两端连接的开口部50H的中央部分，后述的槽50G周缘附近的一部分比两端部分狭窄

其开口部50H与形成于滑动阀50的内部并具有圆顶状的横截面的连通路50PA连通。连通路50PA为将阀座30的端口30P1与端口30P2连通、或将阀座30的端口30P2与端口30P3连通的结构。

连通路50PA被滑动阀50中的沿X坐标轴而面对的长边的一对壁部(以下，也称为第一壁部50W1)、滑动阀50中的沿Y坐标轴而面对的短边的一对壁部(以下，也称为第二壁部)、将一对第一壁部50W1与一对第二壁部连结的上壁部包围而形成。

各第一壁部50W1的下端部具有沿Y坐标轴向外侧突出的突出部50T。各第二壁部的下端部具有沿X坐标轴向外侧突出的突出部50K。

在一对第一壁部50W1的内周部，在中央部的下端部附近设置有槽50G。以加强销42跨过一对第一壁部50W1的方式将其端部通过压入固定于槽50G。在各第一壁部50W1中的槽50G的周缘设置具有矩形状截面的两个突起部。通过这两个突起部，槽50G的周缘厚度相比于两端附近的厚度局部变大地形成。由此，在第一壁部50W1上，在槽50G的周缘形成有壁厚的加强部50HWT。

图7表示在本发明的滑动式切换阀的一例中使用的滑动阀的又一示例。并且，在图7中关于与图1所示的示例中的构成元件相同的构成元件标注相同符号表示，省略其重复说明。

滑动阀60例如由具有耐热性以及耐压性的尼龙、聚苯硫醚(PPS)等的树脂材料而成形。滑动阀60在下端部的开口部60H的周缘上具有与上述阀座30的密封面30a滑动接触的滑动接触面60a。开口部60H的两端分别具有与阀座30的端口30P2以及端口30P3的圆形截面对应的大致半圆形状。关于与其两端连接的开口部60H的中央部分，后述的槽60G周缘附近相比于两端部分狭窄。开口部60H的中央部分中的两端的周缘分别与形成开口部6H的一部分的圆弧60Ha以及圆弧60Hb交叉。圆弧60Ha以及圆弧60Hb分别具有预定的中心角(180度+2α)。并且，角度α例如设定为0度＜α≤45度的范围内。

该开口部60H与形成于滑动阀60的内部且具有圆顶状的横截面的连通路60PA。连通路60PA为将阀座30的端口30P1与端口30P2连通、或将阀座30的端口30P2与端口30P3连通的结构。

连通路60PA被滑动阀60中的沿X坐标轴而面对的长边的一对壁部(以下，也称为第一壁部60W1)、滑动阀60中的沿Y坐标轴而面对的短边的一对壁部(以下，也称为第二壁部)、将一对第一壁部60W1与一对第二壁部连结的上壁部包围而形成。

各第一壁部60W1的下端部具有沿Y坐标轴向外侧突出的突出部60T。各第二壁部的下端部具有沿X坐标轴向外侧突出的突出部60K。

在一对第一壁部60W1的内周部，在其中央部中的下端部附近设置有槽60G。以加强销42跨过一对第一壁部60W1的方式将其端部通过压入而固定于槽60G。在各第一壁部60W1中的槽60G的周缘，第一壁部60W1的厚度从圆弧60Ha以及60Hb的各端至槽60G局部变大地形成，该圆弧60Ha以及60Hb从上述开口部60H中的与阀座30的端口30P2、30P3对应的半圆向槽60G侧进一步在圆周方向上以角度α延伸。由此，在各第一壁部60W1上，以从开口部60H中的一个半圆的各端延伸至另一半圆的各端的方式在槽60G的周缘形成壁厚的加强部60HWT。因此，加强部60HWT的强度相比于图3以及图6所示的示例有所提高。

并且，即使在图6以及图7所示的实施例中，在滑动阀50或滑动阀60停止时，加强部50HWT、加强部60HWT的内周缘位于不向端口30P1与端口30P2、或端口30P2与端口30P3的开口端突出的位置。并且，连通路50PA或连通路60PA的截面积为比端口30P1、端口30P2以及端口30P3中任一截面积都大的值。

举例说明了使用于本发明的滑动式切换阀的一例的空调的示例，但不限于此，也可使用于其他的冷冻系统。

Claims (7)

1.一种滑动式切换阀，其特征在于，具备：

阀主体部，该阀主体部具备配置有一列连接各配管的多个端口的阀座、在内侧具有通过开口部连通该阀座中的流体出入用端口的连通路且能移动地配置于该阀座的密封面的滑动阀以及驱动该滑动阀的活塞部件；以及

对上述阀主体部中的上述活塞部件进行驱动控制的控制阀部，

上述滑动阀具备形成上述连通路的一部分的一对第一壁部和跨越该第一壁部的下部而配置的加强销，

上述一对第一壁部的内周部具有分别固定该加强销的两端部的槽和形成于该槽的周缘以及上述开口部的周缘的壁厚的加强部，

该加强部设置于在上述滑动阀停止时，该加强部的周缘不向上述流体出入用端口的开口端突出的位置。

2.根据权利要求1所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述加强部中的形成上述连通路的一部分的部分具有弯曲面。

3.根据权利要求1所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述加强部中的形成上述连通路的一部分的部分从第一壁部的内周部的槽的周缘变宽并到达上述阀座中的流体出入用端口附近。

4.根据权利要求1所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述加强部中的形成上述连通路的一部分的部分从第一壁部的内周部的槽的周缘变宽并到达上述连通路的上部附近。

5.根据权利要求1所述的滑动式切换阀，其特征在于，

在上述滑动阀移动时，上述加强部至少横切流体流入用端口。

6.根据权利要求1～5任一项所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述滑动阀的上述连通路的截面积被设定为比阀座中的与上述滑动阀的连通路连通的端口的截面积大。

7.一种冷冻循环系统，其特征在于，

具备压缩机、蒸发器以及冷凝器，通过选择性地切换权利要求1至权利要求6中任一项所述的滑动式切换阀，向上述冷凝器供给来自上述压缩机的制冷剂。

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