[发明专利]膜片式流体控制阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节流体的流量或压力的具有阀芯驱动用膜片的膜片式流体控制阀，尤其涉及一种作为车用空调等热泵式制冷制热系统所使用的膨胀阀较为合适的膜片式流体控制阀。

背景技术

作为热泵式制冷制热系统使用的膨胀阀，在下述专利文献1也能看到，已知有一种这样的膜片式流体控制阀，其具有：阀芯，该阀芯用于调节流体(制冷剂)的流量或压力；阀主体，该阀主体设有流入口及流出口，并在流入口与流出口之间形成有由所述阀芯进行开闭的阀口(小孔)；以及膜片装置，该膜片装置向所述阀口开闭方向驱动所述阀芯。

在该膜片式流体控制阀中，所述膜片装置通常具有膜片和膜片保持部件，该膜片保持部件将该膜片的外周部夹持而进行密封固定，并划分在其上表面侧作为密闭空间的膜片上表面侧压力室(也称为感温室、膜片室等)，在所述膜片的下表面通过限位件而连接有作动杆，以将所述膜片的变位(挠曲)传递给所述阀芯。

所述压力室(感温室)通常以规定的压力封入有规定的气体(例如R134a)。

另外，所述膜片在由所述膜片保持部件密封固定的外周部和与大径圆板状部抵接的内周部之间形成有波纹部，该波纹部在截面上看具有N个〔N是正的整数(1、2、3、……)〕向上凸或向下凸的山部、俯视看呈同心圆环状。

在这种结构的膜片式流体控制阀中，膜片(的内周部相对于其外周部)通常构成为：根据所述压力室(感温室)的压力(以下称为膜片上表面侧压力)与作用于膜片下表面的压力(以下称为膜片下表面侧压力)的压力差而上下变位(挠曲)，该变位通过限位件及作动杆传递给阀芯，阀芯向阀口开闭方向(上下方向)运动而调节阀开度(＝升程量＝阀口的有效开口面积)得到调节，由此，控制从流入口向流出口的流体(制冷剂)的压力(流量)。

在如前所述的以往技术的膜片式流体控制阀中，存在如下所述的应解决的课题。

即，由于在膜片的内周部与外周部之间形成有在截面上看向上凸或向下凸的山部，因此，虽然相比于不形成山部的平的膜片而言容易向上下方向变位，但在膜片的上表面侧压力与下表面侧压力的压力差较小的区域(极低温区域)，与压力差的变化对应地升程量的变化不充分，所以，存在着制冷剂的流量也不太变化、难以确保所需的流量和进行稳定的流量控制的问题。

另外，当缩小膜片直径以削减零件材料费等时，同样也存在着升程量变化小、难以进行稳定的流量控制的问题。

另外，为使升程量相对于差压的变化有较大变化，考虑了将膜片的板厚做薄的方案、加大膜片直径的方案等，但是，将膜片的板厚做薄时，则有强度不足而容易破损、耐久性下降的问题，此外，还有可能使膜片容易挠曲过度而使流量控制的稳定性下降。另外，加大膜片直径时，则可能会出现控制阀整体变大，难以配设到应配设的场所的情况。

因此，本发明的申请人先前提出了一种如专利文献2所记载的膜片式流体控制阀，其特点是在驱动阀芯的膜片的外周部与内周部之间形成有波纹部，该波纹部形成有在截面上看具有[N个+(0.25～0.75)个]向上凸或向下凸且N为正的整数(1、2、3、……)的山部、俯视看呈同心圆环状。

下面，参照图3来说明这种技术方案的膜片式流体控制阀的一例子。图3表示具有上述结构的膜片的膜片式流体控制阀5，该膜片式控制阀5除了具有图3中省略了(参照专利文献2的图6)的用于调节流体的流量或压力的阀芯、以及设有流入口及流出口并在他们之间设有由所述阀芯进行开闭的阀口的阀主体外，还具有膜片装置30G，该膜片装置30G用于向所述阀口开闭方向驱动所述阀芯。

膜片装置30G具有膜片35(在后详述)和膜片保持部件32，该膜片保持部件32将该膜片35的外周部夹持地予以密封固定，并划分在其上表面侧作为密闭空间的上表面侧压力室33。另外，图3表示膜片35未向上下变位的中立状态(自然状态)。

所述上表面侧压力室33的内部以规定压力封入有规定气体(例如R134a)并用塞子39密封。在膜片35的下表面侧形成有下表面侧压力室12。