專利名稱：四通切換閥用閥芯和四通切換閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制冷設備、空調機等利用可逆制冷循環(huán)的設備等所使用的四通切換閥 用閥芯和四通切換閥。
背景技術：
以往，在制冷循環(huán)的制冷劑通路中配置四通切換閥來對制冷劑通路進行切換，進行室 內(nèi)制冷和制熱的切換。作為這樣的四通切換閥，在專利文獻1 3等中提出了多種的方案。
作為上述四通切換閥之一，例如，圖12所記載的四通切換闊61，其在密閉中空的氣 缸狀的閥主體62上，設有與壓縮機63的排出管80連通的連接口 65，和與壓縮機63的吸 入管66連通的連接口 67，在夾著該連接口67的兩側，配置與通向熱交換機68、 69的導 管70、 71連通的2個連接口 72、 73，在閥座76上滑動自由地設置碗狀的閥芯74，使該 閥芯74滑動，有選擇地將中央的連接口67與兩側的連接口 72、 73之一連接。另外，壓 縮機63的排出管80的頂端部，通過導管64的臺階部64a被定位。
這里，構成上述四通切換閥61的閥芯74，能夠由金屬、合成樹脂或將金屬和樹脂皮 膜層組合的材料等形成，尤其通過采用合成樹脂形成閥芯整體，由于合成樹脂的滑動性好， 能夠確保穩(wěn)定的閥芯的活動，并且由于合成樹脂的導熱系數(shù)低，能夠防止制冷循環(huán)的熱效 率下降。
另一方面，關于上述四通切換閥61的閥芯74，需要留意由閥芯74的內(nèi)外壓差引起的 變形，尤其在閥芯74整體由合成樹脂形成的情況下，當在閥芯74的滑動面74a上產(chǎn)生微 小的變形時，制冷劑在閥芯74內(nèi)外的制冷劑氣體的壓差的作用下從該變形部分噴出，制 冷劑產(chǎn)生泄漏。因此，如圖13所示，也提出有如下的方案在合成樹脂制成的碗狀的主 體74c上，架設2根金屬制成的支桿75以橫穿主體74c的開口端面部74b。另外，支桿 75在兩端具有凸緣部75a，將該凸緣部75a壓入主體74c的內(nèi)壁上所形成的臺階部，從而 將支桿75安裝在主體74c上。
專利文獻1:日本特開平11-201297號公報
專利文獻2:日本特開2004-125238號公報專利文獻3:日本特開平7-151251號公報 發(fā)明要解決的課題
在上述以往的結構中，當使用高壓制冷劑(例如R410A等)時，閥芯74內(nèi)外的壓差 變大，因此閥芯74變形，產(chǎn)生切換動作不能順利進行或流體泄露等不良狀況。而且，也 可能由于逆壓引起閥芯74擴大，使加強支桿75脫落。
而且，如圖14所示，導管64的連接口65的周邊部與閥芯74的外周面74d之間的間 隙d狹窄，因此高壓制冷劑沿著該圖的箭頭方向流動時的壓力損失變大，會導致制冷劑流 量降低，引起制冷單元等的效率降低。
此外，如圖15所示，以往的四通切換閥61，由于閥芯74內(nèi)部狹窄，因此低壓制冷劑 沿著該圖的箭頭方向流動時的壓力損失變大，會導致制冷劑流量降低，引起制冷單元等的 效率降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述以往的四通切換閥的問題點而作成，目的在于提供一種能夠確保閥芯 內(nèi)部的順滑的流體的移動，并且能夠提高機械強度的四通切換閥用閥芯。
而且，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種能夠將流過閥主體內(nèi)部的高壓制冷劑等的壓 力損失抑制得較小的四通切換閥，此外，本發(fā)明的又一目的在于，提供一種能夠將流過閥 芯內(nèi)部的低壓制冷劑等的壓力損失抑制得較小的四通切換閥。
解決課題的手段
為了達到上述目的，本發(fā)明的閥芯，用于四通切換閥，該四通切換閥包括具有密閉 空間的閥主體；與該閥主體的一側部連結、并與所述密閉空間連通的第1導管；與所述閥 主體的另一側部連結、并與所述密閉空間連通的第2導管；夾著該第2導管分別相鄰配置 在其兩側、并與所述密閉空間連通的第3和第4導管；位于所述閥主體內(nèi)、并具有分別與 所述第2至第4導管連通的開口部的閥座；以及可滑動地配置于該閥座的閥芯，通過使該
閥芯向一個方向或另一個方向滑動，有選擇地對所述第1導管與所述第3導管之間、或所
述第1導管與所述第4導管之間的連通狀態(tài)進行切換，所述閥芯包括碗狀的閥芯主體； 靠近該閥芯主體的開口端面部地架設成橫穿該開口端面部的棒狀部件；以及在靠近所述閥 芯主體的所述開口端面部的位置上，與該閥芯主體一體形成的凸緣部，該凸緣部從該閥芯 主體的外表面，沿著所述棒狀部件的軸線方向，突出到靠近所述閥主體的內(nèi)壁面的位置。 采用本發(fā)明，在靠近所述閥芯主體的所述開口端面部的位置上，具有與該閥芯主體一體形成的凸緣部，該凸緣部從該閥芯主體的外表面，沿著所述棒狀部件的軸線方向，突出 到靠近所述閥主體的內(nèi)壁面的位置，因此能夠維持閥主體的尺寸不變而增強閥芯的機械強 度。而且，能夠將棒狀部件的外徑做得較小，并且能夠使棒狀部件靠近閥座地設置。由此， 棒狀部件不會進入閥芯的流體通路的內(nèi)部，能夠避免棒狀部件成為流體阻力。其結果是， 能夠維持四通切換閥用陶芯的機械強度，并確保該閥芯內(nèi)部的順滑的流體的移動。
在上述四通切換閥用閥芯中，可以將所述凸緣部的外周面構成為，具有與所述閥主體 的內(nèi)壁面的曲率半徑基本相等的曲率半徑。
而且，在上述四通切換閥用閥芯中，可以構成為，所述棒狀部件的中心線與所述凸緣 部的與所述閥座相反側的面相比，位于更靠近所述閥座側的位置。
在上述四通切換閥用閥芯中，具有2根所述棒狀部件，可以將該2根棒狀部件配置成，
互相平行，在所述第1導管與所述第3導管連通的狀態(tài)下，不與所述第2導管和所述第4 導管的開口面相對，并且在所述第1導管與所述第4導管連通的狀態(tài)下，不與所述第2導 管和所述第3導管的開口面相對。由此，能夠進一步提高閥芯的機械強度，并且能夠避免 2根棒狀部件成為流體阻力。另外，2根棒狀部件最好位于不與流路干涉的位置，盡量遠 離而配置。而且，也可以設有l(wèi)根所述棒狀部件，并且該棒狀部件在兩端具有與所述閥芯 接觸的矩形的凸緣部。
在采用上述任一所述閥芯的四通切換閥中，可以使所述閥主體的所述第1導管的連接 口的周邊部與所述閥芯的外周面之間的最小剖面積等于或大于與所述第1導管連接的管的 內(nèi)徑剖面積。由此，使第l導管的連接口的周邊部與所述閥芯的外周面之間的最小剖面積 等于或大于與第1導管連接的管的內(nèi)徑剖面積，因此，能夠使流過第l導管的連接口的周 邊部與閥芯的外周面之間的流體的壓力損失變小，當將該四通切換閥應用于制冷單元等 時，不會引起制冷劑流量降低，能夠避免制冷單元等的效率的降低。
在上述四通切換閥中，可以構成為，所述第1導管具有與所述第2導管相同的軸線， 并且具有比與該第l導管連接的管的外徑大的內(nèi)徑。由此，如上所述，能夠使第l導管的 連接口的周邊部與閥芯的外周面之間的最小剖面積等于或大于與所述第1導管連接的管的 內(nèi)徑剖面積。
而且，將該四通切換閥應用于對制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑通路進行切換，將與所述第1 導管連接的管作為該制冷循環(huán)所使用的壓縮機的排出管，可以通過突設在所述第1導管的 內(nèi)部的擋塊將該排出管卡止。采用這種結構，使得與壓縮機的排出管的配管連接結構簡單， 并且當應用于制冷單元等制冷循環(huán)系統(tǒng)時，不會引起制冷劑流量降低，能夠避免制冷單元等的效率的降低。
在采用上述任一所述的閥芯的四通切換閥中，可以使所述第2至第4導管具有相同的 內(nèi)徑，并且使所述閥芯的閥口徑大于等于該第2至第4導管的內(nèi)徑。由此，使閥芯的閥口 徑大于等于第2導管至第4導管的內(nèi)徑，因此，閥口及其附近的流體的流動變得順滑，能 夠將流過閥芯內(nèi)部的流體的壓力損失抑制得較小。其結果是，當將該四通切換閥應用于制 冷單元等時，不會引起制冷劑流量降低，能夠避免制冷單元等的效率的降低。
在上述四通切換閥中，將所述閥芯的內(nèi)部的流體通路沿著垂直于通過該流體通路的流 體的流線的面剖開的剖面積，可以大于等于閥口的內(nèi)徑剖面積。由此，能夠使流過閥芯內(nèi) 部的流體的壓力損失更小。
在上述四通切換閥中，可以使所述閥主體的所述第1導管的連接口的周邊部與所述閥 芯的外周面之間的最小剖面積等于或大于與所述第1導管連接的管的內(nèi)徑剖面積。由此， 能夠防止流過第1導管的連接口的周邊部的流體的壓力損失變大。
在上述四通切換閥中，可以將所述第1導管構成為，具有與所述第2導管相同的軸線， 并且具有比與該第l導管連接的管的外徑大的內(nèi)徑。由此，能夠使第l導管的連接口的周 邊部附近的空間形成得較大，即使擴大所述閥芯的內(nèi)部的流體通路的開口剖面積，也能充 分確保所述第1導管的連接口的周邊部與所述閥芯的外周面之間的最小剖面積。
而且，將該四通切換閥應用于對制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑通路進行切換，將與所述第1 導管連接的管作為該制冷循環(huán)所使用的壓縮機的排出管，可以通過突設在所述第l導管的 內(nèi)部的擋塊將該排出管卡止。采用這種結構，使得與壓縮機的排出管的配管連接結構簡單， 并且當應用于制冷單元等制冷循環(huán)系統(tǒng)時，不會引起制冷劑流量降低，能夠避免制冷單元 等的效率的降低。
發(fā)明的效果
如上所述，采用本發(fā)明，能夠提供一種四通切換閥用閥芯，該四通切換閥用闊芯能夠 確保閥芯內(nèi)部的順滑的流體的移動，并且能夠提高機械強度。
而且，采用本發(fā)明，能夠提供一種四通切換閥，該四通切換閥能夠使流過閥主體內(nèi)部 的高壓制冷劑等的壓力損失較小，當應用于制冷循環(huán)系統(tǒng)時，不會引起制冷劑流量的降低， 能夠避免制冷單元等的效率的降低。
此外，能夠提供一種四通切換閥，該四通切換閥能夠使流過閥芯內(nèi) 的低壓制冷劑的 壓力損失較小，當應用于制冷循環(huán)系統(tǒng)時，不會引起制冷劑流量的降低，能夠避免制冷單 元等的效率的降低。
圖1是表示采用本發(fā)明的閥芯的四通切換閥的第1實施形態(tài)的剖面圖。 圖2是表示圖1的閥芯的圖，(a)是主視剖面圖，(b)是仰視圖，(c)是側視剖面圖， (d)是(c)的局部放大圖。
圖3是表示圖2的閥芯和閥座之間的關系的圖，(a)是主視剖面圖，(b)是(a)的
B-B線剖面圖，(c)是(a)的A-A線剖面圖。
圖4是表示閥芯的其它的實施形態(tài)的圖，(a)是主視剖面圖，(b)是仰視圖。
圖5是表示采用本發(fā)明的閥芯的四通切換閥的第2實施形態(tài)的剖面圖。
圖6是用于說明圖5所示的四通切換閥的形狀與以往的四通切換閥的閥芯等的形狀的
區(qū)別的剖面圖。
圖7是表示四通切換閥的筒狀突出部的剖面積和壓力損失之間的關系的圖表。 圖8是表示采用本發(fā)明的闊芯的四通切換閥的第3實施形態(tài)的剖面圖。 圖9是用于說明圖8所示的四通切換閥的形狀與以往的四通切換閥的閥芯的形狀的區(qū) 別的剖面圖。
圖10是對圖8所示的四通切換閥和以往的四通切換閥的換算閥口徑進行比較的圖表。 圖11是表示四通切換閥的閥芯的閥中間剖面積和壓力損失之間的關系的圖表。 圖12是表示以往的四通切換閥的一例的剖面圖。
圖13是表示圖12的四通切換閥所使用的閥芯的一例的圖，(a)是主視剖面圖，(b) 是仰視圖，(c)是側視剖面圖。
圖14是用于對流過以往的四通切換閥的閥主體內(nèi)部的高壓制冷劑的壓力損失進行說 明的剖面圖。
圖15是用于對流過以往的四通切換閥的閥芯內(nèi)部的低壓制冷劑的壓力損失進行說明 的剖面圖。 符號說明 1閥芯
la連通用凹部 lb凸緣部 lc主體
ld支桿(棒狀構件)
8le板簧 If凸緣部 lg臺階部 lh突起 li凹部 lj開口端面部 lk突出部 2四通切換閥 3閥主體 3a栓體 3b栓體 3c內(nèi)壁面 4壓縮機 5排出管 6連接口 7吸入管 8連接口 9熱交換機 10熱交換機 11導管 12導管 13連接口 14連接口 16閥座 16a滑動面 17活塞 18活塞 19連結板 20高壓室 21動作室22動作室 23導管 24導管
25四通切換導閥
26導管
27導管
30四通切換閥
31閥芯
31m外周面
32導管
32a下部
32b上部
32c擋塊
33連接口
34排出管
40四通切換閥
41閥芯
具體實施例方式
參照圖1 圖4，對使用本發(fā)明的閥芯的四通切換閥的第1實施形態(tài)進行說明。在本 實施形態(tài)中，以將四通切換閥應用于空調機的情況為例進行說明。
如圖1所示，四通切換閥2大致包括圓筒狀的閥主體3;與壓縮機4的排出管5連 通的連接口6;與壓縮機4的吸入管7連通的連接口 8;在夾著該連接口8的兩側，與通 向熱交換機9、 lO的導管ll、 12連通的2個連接口 13， 14;以及具有這些連接口8、 13、 14、并滑動有碗狀的閥芯1的閥座16，閥芯1在閥座16上滑動，從而有選擇地將排出管 5與導管11或導管12之一連接。
閥主體3，形成為在兩端部固定有栓體3a、 3b的圓筒狀，在閥主體3的上側形成有連 接口6，在連接口6上連結有與壓縮機4連接的排出管5。在閥主體的下側連結有壓縮機4 的吸入管7和通向熱交換機9、 lO的導管ll、 12，在閥主體3的內(nèi)部的閥座16上，穿設 有這些導管等的連接口8、 13、 14。
10而且，在閥主體3的內(nèi)部，在閥座16和栓體3a之間設有活塞17,在閥座16和栓體 3b之間設有活塞18，在活塞17、 18之間形成有高壓室20。活塞17、 18通過連結板19可 移動地一體連結。而且，在活塞17和栓體3a之間所形成的動作室21，以及在活塞18和 栓體3b之間所形成的動作室22，通過導管23、 24與四通切換導閥25連結。四通切換導 閥25夾裝在動作室21、 22之間，從而構成為當動作室21、 22的任何一個通過導管26與 排出管5連通時，另一個動作室通過導管27與吸入管7連通。
在闊主體3的內(nèi)部的閥座16上，設有具有連通用凹部(流體通路)la和環(huán)狀的凸緣 部lb的碗狀的閥芯l。閥芯l平緩地嵌合在連結板19的孔19a內(nèi)。由此，閥芯l隨著活 塞17、 18沿圖1的左右方向的移動而在閥座16上滑動，使與壓縮機4連接的吸入管7的 低壓側的連接口 8與其兩側的熱交換機側的連接口 13、 14的任何一個連通，并使另一個 熱交換機側的開口部向高壓室20開放。
如圖2所示，閥芯1包括整體由合成樹脂注塑成型、具有在內(nèi)部的連通用凹部la 和環(huán)狀的凸緣部lb的碗狀主體lc;由金屬構成、在兩端一體具有矩形的凸緣部lf的支桿 (棒狀構件)ld;以及作為將主體lc壓接到閥座16上的推壓構件的板簧le。通過將兩端 的凸緣部lf壓入主體lc的臺階部lg,并且將從凸緣部lf的外側面突出的突起lh嵌入主 體lc的凹部li，使支桿ld接近開口端面部lj而架設成橫穿主體lc的開口端面部lj。 板簧le形成為俯視呈矩形的環(huán)狀，兩端部與主體lc的凸緣部lb的上表面接觸。板簧le 的兩端部內(nèi)側的部分隆起成臺形，達到其上表面與連結板19抵接而向下方彎曲的狀態(tài)， 將主體lc壓接在閥座16上。
而且，如圖2 (c)、 (d)所示，在閥芯1的凸緣部lb中，沿支桿ld的軸向突出的部 分(下面稱為"突出部")lk的外周面突出到與閥主體3的內(nèi)壁面3c靠近的位置，如圖2 (d)所示，其外周面具有與閥主體3的內(nèi)壁面3c的曲率半徑Rl大致相等的曲率半徑R2。 由此，突出部lk的下端與閥主體3的內(nèi)壁面3c之間的間隙a，和突出部lk的外周面與閥 主體3的內(nèi)壁面3c之間的間隙a'大致相等，即使閥芯l在流體的壓力的影響下向閥主體 3側移動，與內(nèi)壁面3c接觸的可能性也變小。而且，當在閥芯l上產(chǎn)生逆壓(流體從圖2 (d)的下方向上方流動)、閥芯1浮起時，閥芯l內(nèi)部的流體從凸緣部lb與閥座16之間 向閥芯l的上側逃脫，而由于a和a，大致相等、流體逃脫的通路的剖面積大致相等而不 變，因此能夠防止閥芯l的內(nèi)壓的上升。
此外，凸緣部lb的上表面很寬大，因此能夠穩(wěn)定地支撐將閥芯1壓接在閥座16上的 板簧le，能夠可靠地壓住閥芯l，防止流體從閥芯1和闊座16之間泄露。而且，使板簧表面的外周緣的內(nèi)側，因此即使闊芯1移動，板簧le的外 周緣也不會與閥主體3的內(nèi)壁面3c接觸，并且板簧le不易由于排出壓力而變形，因此對 于閥芯1的負載均勻，不易產(chǎn)生流體泄露，使閥芯1的滑動順滑。
而且，在本實施形態(tài)中，如圖2 (d)所示，將主體lc的凸緣部lb做高，使其上表面 位于支桿ld的中心線上方的距離b的位置。以往的產(chǎn)品，支桿ld的中心線位于凸緣部lb 的上表面的上方，與此相比，本發(fā)明的凸緣部lb的強度提高，并且當將支桿ld壓入主體 lc時，或在主體lc的內(nèi)外產(chǎn)生壓差時，主體lc不易擴大，因此支桿ld不易脫落。
如圖1所示，具有上述結構的四通切換閥2，應用于在空調機上將制冷劑的流動切換 為制冷和制暖的情況。這時，閥芯l從外部周圍受到高溫的制冷劑的壓力，以被按壓到閥 座16的狀態(tài)在閥座16上滑動。這時，如圖3所示，通過使突出部lk突出到與閥主體3 的內(nèi)壁面3c靠近的位置，提高閥芯1的主體lc的機械強度，因此能夠將2根支桿ld的 外徑做細，并且能夠使2根支桿ld位于靠近閥座16的位置并彼此接近。由此，在排出管 5與導管11連通的狀態(tài)下，各支桿ld不與吸入管7和導管12的開口面相對，并且在排出 管5與導管12連通的狀態(tài)下，各支桿ld不與吸入管7和導管11的開口面相對。由此， 支桿ld不會直接遮擋導管11、 12的流動，而且支桿ld離開閥座16的滑動面16a規(guī)定距 離以上且不會進入閥芯1的連通用凹部la的流體通路內(nèi)部，因此不易成為流體L3的阻力， 能夠確保順滑的流體移動。另外，如圖4所示，支桿ld也可以是1根。
另外，在上述實施形態(tài)中，使閥芯1的突出部lk的外周面具有與閥主體3的內(nèi)壁面 3c的曲率半徑Rl大致相等的曲率半徑R2，但突出部lk的形狀不限于此，在閥芯1的突 出部lk的外周面不與閥主體3的內(nèi)壁面3c抵接的范圍內(nèi)，可以做成各種形狀。
而且，在上述實施形態(tài)中，以將具有本發(fā)明的閥芯1的四通切換閥2應用于空調機的 情況為例進行了說明，但除了空調機以外，也能應用于制冷設備等其它利用可逆制冷循環(huán) 的設備，此外，除了利用制冷循環(huán)的機器以外，還能應用于需要對流體進行四通切換的設 備。
下面，參照圖5 圖7，對使用本發(fā)明的閥芯的四通切換閥的第2實施形態(tài)進行說明。 在這些圖中，對于與圖1 圖4相同的構成要素，標記同一符號，并適當省略其說明。下 面，以將四通切換闔應用于制冷循環(huán)的制冷劑通路的切換的情況為例進行說明。
圖5所示的四通切換閥30，具有與圖1所示的四通切換閥2相同的基本結構，在密閉 中空的氣缸狀的閥主體3中，設有與壓縮機(未圖示)的排出管34連結的導管32的連接 口33，和與壓縮機的吸入管7連通的連接口8，在夾著該連接口8的兩側，配置與通向熱交換機(未圖示)的導管ll、 12連通的2個連接口 13、 14，在閥座16上滑動自由地設有 碗狀的阓芯31，使該閥芯31滑動，有選擇地使中央的連接口8與兩側的連接口 13、 14之 一連接。
該四通切換閥30的與壓縮機的排出管34連結的導管32，與圖12所示的導管64不同， 其特征之一為下部32a的直徑比上部32b的直徑大，并且在上部32b上，向管內(nèi)突設有 用于對排出管34進行定位的擋塊32c，下部32a的內(nèi)徑也比排出管34的外徑大，由此， 如下所述，能夠使導管32的連接口33的周邊部的空間形成得較大，使高壓制冷劑的壓力 損失變小。
下面，參照圖6，對穿設在圖5所示的四通切換閥30的閥主體3上的導管32的連接 口 33的附近、閥芯31的外周面的形狀、與圖12所示的以往的四通切換閥61的導管64 的連接口65的附近、閥芯74的外周面的形狀的區(qū)別進行說明。該圖所表示的部分，相當 于圖14的用虛線包圍成橢圓形的部分B。在圖6中，為了使上述區(qū)別容易判斷，不打剖面 線地對各部件進行制圖。而且，用實線表示圖5的閥芯31等，用虛線表示以往的閥芯74 等。
如上所述，通過使導管32的下部32a的直徑大于上部32b的直徑，如圖6所示，使 得導管32的內(nèi)徑也比導管64的內(nèi)徑大。由此，使連接口33的開口也比連接口65的開口 大。
采用上述結構，能夠使四通切換閥30的間隙D比四通切換閥61的間隙d大，能夠使 導管32的連接口 33的周邊部和閥芯31的外周面31m之間的最小剖面積(筒狀突出部剖 面積)較大。更具體地說，四通切換閥30的特征在于，使該最小剖面積等于或大于排出 管34的內(nèi)徑剖面積。
下面，作為對使用上述閥芯31和閥芯74時的壓力損失進行比較的例子，在圖7中對 筒狀突出部剖面積和壓力損失之間的關系進行表示。該圖中的高壓管是指闔芯31、 74的 各自的導管32、 64，高壓壓力損失是指高壓制冷劑流過高壓管時的壓力損失。
如該圖所示，能夠看出，隨著筒狀突出部剖面積的增大，壓力損失降低，當像本實施 形態(tài)這樣筒狀突出部的剖面積與高壓管的內(nèi)徑剖面積相等時(表示為降低的產(chǎn)品)，與圖 14所示的四通切換閥61 (以往的產(chǎn)品)相比，壓力損失大致減半。其后，即使筒狀突出 部剖面積增大，壓力損失也微弱得逐漸減小，但這時閥主體的尺寸也逐漸增大。因此，從 閥主體的尺寸和壓力損失的降低兩方面來看，最好使筒狀突出部剖面積與高壓管的內(nèi)徑剖 面積(308咖2)相等。下面，參照圖8~圖11，對使用本發(fā)明的閥芯的四通切換閥的第3實施形態(tài)進行說明。 在這些圖中，對于與圖1 圖7相同的構成要素，標記同一符號，并適當省略其說明。下 面，以將四通切換閥應用于制冷循環(huán)的制冷劑通路的切換的情況為例進行說明。
圖8所示的四通切換閥40，具有與圖l所示的四通切換閥2相同的基本結構，在密閉 中空的氣缸狀的閥主體3中，設有與壓縮機(未圖示)的排出管34連結的導管32的連接 口33，和與壓縮機的吸入管7連通的連接口8，在夾著該連接口8的兩側，配置與通向熱 交換機(未圖示)的導管ll、 12連通的2個連接口 13、 14，在閥座16上滑動自由地設有 碗狀的閥芯41,使該閥芯41滑動，有選擇地使中央的連接口 8與兩側的連接口 13、 14之 一連接。
下面，參考圖9，對圖8所示的四通切換閥40的閥芯41和其附近的部件、與圖15所 示的以往的四通切換閥61的閥芯74和其附近的部件在尺寸和形狀上的區(qū)別進行說明。在 該圖中，為了使上述區(qū)別容易判斷，不打剖面線地對各部件進行制圖。而且，用實線表示 圖8的閥芯41，用虛線表示以往的閥芯74。
與閥芯74相比，閥芯41形成為閥口徑(該圖Sl所示位置的內(nèi)徑)等大、并整體向 外側膨脹突出的形狀。這種形狀和尺寸的差異如圖10所示。在圖9中，用實線表示圖8 的闊芯41，并用虛線表示以往的閥芯74，而且，圖中的換算閥口徑是指圖9的低壓流路 中的S0 S4的流路端面為圓形時的直徑。
如圖10所示，表示閥口徑和閥的內(nèi)部空間的大小的各尺寸，都是閥芯41較大，而且， 在閥芯41中，具有閥口徑比導管12的內(nèi)徑S0大的部分(參考S3)。由此，流體在閥口及 其附近的流動變得順滑，能夠將流過閥芯41的內(nèi)部的流體的壓力損失抑制得較小。另外， 吸入管7、導管11和導管12形成為同一形狀，具有相同的內(nèi)徑尺寸。而且，閥芯41和閥 芯74相對于中心線CL形成為左右對稱，圖9中的制冷劑的流入側和流出側的閥口徑等相 等。
如上所述，閥芯41與閥芯74相比，能夠整體向外側膨脹突出而形成是因為，如第2 實施形態(tài)的說明所述，在導管32的上部32b上向管內(nèi)突設有用于使排出管34卡止的擋塊 32c,并使下部32a具有比排出管34的外徑大的內(nèi)徑。艮P，如圖9所示，采用這樣的結構， 能夠使閥主體的連接口 33的周邊部與閥芯41的外周面之間的面積D(導管32的連接口 33 的周邊部與閥芯41的外周面之間的最小剖面積)較大，即使使闊芯41膨脹突出，也能避 免面積D減小所引起的高壓流體的壓力損失變大。
下面，作為對使用上述閥芯31和閥芯74時的壓力損失進行比較的例子，在圖11中對閥中間剖面積和壓力損失之間的關系進行表示。闊中間剖面積是指將閥芯的流體通路沿
包含圖9中的閥中間位置S3并垂直于制冷劑的流線的面(相對于閥座16的表面e為45 度的面)剖開的剖面的面積。
如圖11所示，隨著閥中間剖面積增大，壓力損失降低，但當闊中間剖面積達到523 mm2 (相當于閥口的剖面積的l.07倍)之后，即使閥中間剖面積增大，壓力損失也基本不 降低。因此，當從閥芯的尺寸和壓力損失的降低兩方面看時，最好將閥中間剖面積設定為 閥口的剖面積的1.07倍。
另外，在上述第2和第3實施形態(tài)中，對將四通切換閥應用于制冷循環(huán)的制冷劑通路 的切換的情況進行了舉例表示，但當然也能將四通切換閥應用于其它用途。
權利要求
1.一種四通切換閥用閥芯，用于四通切換閥，該四通切換閥包括具有密閉空間的閥主體；與該閥主體的一側部連結、并與所述密閉空間連通的第1導管；與所述閥主體的另一側部連結、并與所述密閉空間連通的第2導管；夾著該第2導管分別相鄰配置在其兩側、并與所述密閉空間連通的第3和第4導管；位于所述閥主體內(nèi)、并具有分別與所述第2至第4導管連通的開口部的閥座；以及可滑動地配置于該閥座的閥芯，通過使該閥芯向一個方向或另一個方向滑動，有選擇地對所述第1導管與所述第3導管之間、或所述第1導管與所述第4導管之間的連通狀態(tài)進行切換，所述閥芯的特征在于，包括碗狀的閥芯主體；靠近該閥芯主體的開口端面部地架設成橫穿該開口端面部的棒狀部件；以及靠近所述閥芯主體的所述開口端面部的位置上，與該閥芯主體一體形成的凸緣部，該凸緣部從該閥芯主體的外表面，沿著所述棒狀部件的軸線方向，突出到靠近所述閥主體的內(nèi)壁面的位置。
2. 如權利要求1所述的四通切換閥用閥芯，其特征在于，所述凸緣部的外周面，具 有與所述閥主體的內(nèi)壁面的曲率半徑基本相等的曲率半徑。
3. 如權利要求1或2所述的四通切換閥用閾芯，其特征在于，所述棒狀部件的中心線，與所述凸緣部的與所述閥座相反側的面相比，位于更靠近所述閥座側的位置。
4. 如權利要求l、 2或3所述的四通切換閥用閥芯，其特征在于，具有2根所述棒狀 部件，該2根棒狀部件被配置成，互相平行，并且在所述第1導管與所述第3導舎連通的 狀態(tài)下，不與所述第2導管和所述第4導管的開口面相對，在所述第1導管與所述第4導 管連通的狀態(tài)下，不與所述第2導管和所述第3導管的開口面相對。
5. 如權利要求l、 2或3所述的四通切換閥用閥芯，其特征在于，具有l(wèi)根所述棒狀 部件，該棒狀部件在兩端具有與所述閥芯接觸的矩形凸緣部。
6. —種四通切換閥，使用如權利要求1至5的任一項所述的閾芯，其特征在于，使 所述闊主體的所述第1導管的連接口的周邊部與所述閥芯的外周面之間的最小剖面積等于或大于與所述第1導管連接的管的內(nèi)徑剖面積。
7. 如權利要求6所述的四通切換閥，其特征在于，所述第1導管具有與所述第2導 管相同的軸線，并且具有比與該第1導管連接的管的外徑大的內(nèi)徑。
8. 如權利要求6或7所述的四通切換閥，其特征在于，該四通切換閥用于對制冷循 環(huán)系統(tǒng)的制冷劑通路進行切換，與所述第1導管連接的管為該制冷循環(huán)所使用的壓縮機的 排出管，通過突設在所述第1導管內(nèi)部的擋塊將該排出管卡止。
9. 一種四通切換閥，使用如權利要求1至5的任一項所述的閥芯，其特征在于，所 述第2至第4導管具有相同的內(nèi)徑，并且使所述閥芯的閥口徑大于等于該第2至第4導管 的內(nèi)徑。
10. 如權利要求9所述的四通切換閥，其特征在于，將所述閥芯內(nèi)部的流體通路沿著 與通過該流體通路的流體的流線垂直的面剖開的剖面積，大于等于閥口的內(nèi)徑剖面積。
11. 如權利要求9或10所述的四通切換閥，其特征在于，使所述閥主體的所述第1 導管的連接口的周邊部與所述閥芯的外周面之間的最小剖面積等于或大于與所述第1導管 連接的管的內(nèi)徑剖面積。
12. 如權利要求9、 10或11所述的四通切換閥，其特征在于，所述第l導管具有與 所述第2導管相同的軸線，并且具有比與該第1導管連接的管的外徑大的內(nèi)徑。
13. 如權利要求9至12的任一項所述的四通切換閥，其特征在于，該四通切換閥用 于對制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑通路進行切換，與所述第1導管連接的管為該制冷循環(huán)所使用 的壓縮機的排出管，通過突設在所述第1導管內(nèi)部的擋塊將該排出管卡止。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠確保閥芯內(nèi)部的順滑的流體的移動，并且能夠提高機械強度的四通切換閥用閥芯。四通切換閥(2)包括具有密閉空間的閥主體(3)；與該閥主體(3)的一側部連結的第1導管(5)；與閥主體(3)的另一側部連結的第2導管(7)；夾著第2導管(7)分別與其兩側相鄰而配置的第3和第4導管(11)、(12)；位于閥主體(3)內(nèi)、并具有與各導管連通的開口部的閥座(16)；以及可滑動地配置于閥座(16)的閥芯(1)，通過閥芯(1)的滑動，有選擇地對第1導管(5)與第3導管(11)之間、或第1導管(5)與第4導管(12)之間的連通狀態(tài)進行切換，閥芯(1)包括靠近碗狀的主體(1c)的開口端面部(1j)地架設成橫穿開口端面部(1j)的支桿(1d)；以及在靠近主體(1c)的開口端面部(1j)的位置上，與主體(1c)一體形成的凸緣部(突出部)(1k)，凸緣部(1k)從主體(1c)的外表面，沿著支桿(1d)的軸線方向，突出到靠近閥主體(3)的內(nèi)壁面(3c)的位置。
文檔編號F16K11/065GK101644347SQ20091016525
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權日2008年8月7日
發(fā)明者今井正幸, 森田紀幸, 樋口浩次, 津久井良輔 申請人:株式會社不二工機