JP2019100666A - Relief valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルに設けられるリリーフバルブに関するものである。 The present invention relates to a relief valve provided in a refrigeration cycle.
従来、冷凍サイクルを循環する冷媒の圧力が異常高圧となる場合、冷凍サイクルから冷媒を大気に放出することで、冷凍サイクルを構成する各機器の破損等を防止するリリーフバルブが知られている。 Conventionally, when the pressure of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle becomes an abnormally high pressure, a relief valve is known which discharges the refrigerant from the refrigeration cycle to the atmosphere to prevent damage or the like of each device constituting the refrigeration cycle.
特許文献1に記載のリリーフバルブは、筒状のバルブケースと、そのバルブケースの内側に収容された弁体を備えている。弁体は、バルブケース内側の流路の内壁に設けられた弁座に対して着座および離座可能に設けられている。この弁体には、弁座に当接する部位に、ゴムパッキンが固定されている。リリーフバルブは、そのゴムパッキンにより、弁座と弁体との間の密封性を確保している。
The relief valve described in
また、特許文献1に記載のリリーフバルブは、バルブケースの外側にOリングを備えている。バルブケースは、そのOリングを介して冷凍サイクルの高圧側の構成部材に固定されている。このリリーフバルブは、そのOリングにより、冷凍サイクル高圧側の構成部材とバルブケースとの間の密封性を確保している。
Further, the relief valve described in
一方、特許文献2に記載のリリーフバルブは、弁座を有する弁座部材と、その弁座に着座および離座する球状の弁体が、いずれも金属のみで形成された構成である。
On the other hand, the relief valve described in
発明者は、上述した特許文献1および2に記載のリリーフバルブに関し、新たな課題を見出した。すなわち、特許文献1に記載のリリーフバルブは、弁体に固定されたゴムパッキンの肉厚が厚いので、ゴムパッキンが弾性変形すると、弁体を弁座側に付勢するスプリングの付勢力(すなわち、ばね力)が変化する。そのため、このリリーフバルブは、弁体の開弁圧(すなわち、開弁セット荷重)を長期使用に亘り一定に維持できないといった課題がある。
The inventor has found a new problem with the relief valve described in
一方、特許文献2に記載のリリーフバルブは、弁座と弁体が金属のみで形成されている。そのため、弁座と弁体との僅かな隙間から冷媒が大気に漏洩するといった課題がある。
On the other hand, in the relief valve described in
ところで、近年、環境保護の観点から、二酸化炭素(以下、CO2と表記する)を冷媒に使用した冷凍サイクルの開発が進められている。このCO2冷媒を使用した冷凍サイクルの作動圧は、HFC−134a等のフロン系冷媒を使用した冷凍サイクルの作動圧に比べて4〜7倍となる。そのため、リリーフバルブの弁体を弁座側に付勢するスプリングの付勢力を大きく設定し、弁体の開弁圧を高く設定しなければならない。一般に、弁体の開弁圧は、冷凍サイクルの作動圧の1.2倍以上に設定される。そのようなCO2冷媒を使用した冷凍サイクルに対し、特許文献1に記載のリリーフバルブを適用した場合、弁体に固定されたゴムパッキンの弾性変形と共に、弁体の開弁圧の変動がさらに大きくなる。
By the way, in recent years, from the viewpoint of environmental protection, development of a refrigeration cycle using carbon dioxide (hereinafter referred to as CO 2 ) as a refrigerant has been advanced. The operating pressure of the refrigeration cycle using this CO 2 refrigerant is 4 to 7 times that of the refrigeration cycle using a fluorocarbon refrigerant such as HFC-134a. Therefore, the biasing force of the spring that biases the valve body of the relief valve toward the valve seat must be set large, and the valve opening pressure of the valve body must be set high. Generally, the valve opening pressure of the valve body is set to 1.2 times or more of the operating pressure of the refrigeration cycle. When the relief valve described in
また、CO2冷媒を使用した冷凍サイクルに特許文献1に記載のリリーフバルブを適用した場合、CO2冷媒は分子量が小さいので、弁体に固定されたゴムパッキンや、バルブケースの外側に設けられたOリングを透過し、大気に漏洩するといった課題が生じる。
Also, the case of applying the relief valve according to a refrigeration cycle using CO 2 refrigerant in
さらに、上述したようにCO2冷媒を使用した冷凍サイクルの作動圧は、フロン系冷媒を使用した冷凍サイクルの作動圧より高いので、それと共に冷凍サイクルの高圧側を流れるCO2冷媒の温度が高くなる。そのため、CO2冷媒を使用した冷凍サイクルに特許文献1に記載のリリーフバルブを適用した場合、弁体に固定されたゴムパッキンや、バルブケースの外側に設けられたOリングが熱劣化し、CO2冷媒が大気に漏洩するといった課題も生じる。
Furthermore, as described above, since the operating pressure of the refrigeration cycle using the CO 2 refrigerant is higher than the operating pressure of the refrigeration cycle using the fluorocarbon refrigerant, the temperature of the CO 2 refrigerant flowing along the high pressure side of the refrigeration cycle is high. Become. Therefore, when the relief valve described in
なお、リリーフバルブの弁座と弁体との密封性を高めるため、弁座または弁体のいずれか一方を樹脂のみで形成することが考えられる。しかし、その場合、CO2冷媒を使用した冷凍サイクルに適用されるリリーフバルブは、高温かつ高荷重の環境下で使用されるため、樹脂がクリープ変形すると、弁座と弁体との密封性が維持できず、また、弁体の開弁圧が変化するといった問題が生じる。 In addition, in order to improve the sealing property of the valve seat of a relief valve, and a valve body, it is possible to form either a valve seat or a valve body only with resin. However, in that case, the relief valve applied to the refrigeration cycle using a CO 2 refrigerant is used under a high temperature and heavy load environment, so when the resin is creep-deformed, the sealability between the valve seat and the valve body is It can not be maintained, and the valve opening pressure of the valve body may change.
さらに、リリーフバルブの弁座と弁体との密封性を高めるため、弁座の表面または弁体の表面のいずれか一方に軟質の錫めっきを施す技術も知られている(特開2005−214396号公報)。しかし、その場合、リリーフバルブが工場出荷時の検査などで一旦開弁すると、弁座または弁体から錫めっきが剥がれ、その後の密封性が悪化すると共に、弁体の開弁圧が変化するおそれがある。このように、上述したいずれの構成によっても、リリーフバルブの長期使用に亘り冷媒の密封性を維持し、且つ、弁体の開弁圧を一定に維持することは困難である。 Furthermore, in order to improve the sealability between the valve seat of the relief valve and the valve body, there is also known a technique of applying soft tin plating to either the surface of the valve seat or the surface of the valve body (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-214396) Issue). However, in this case, if the relief valve is opened once by inspection at the factory, etc., the tin plating may peel off from the valve seat or the valve body, and the sealing performance may deteriorate and the valve opening pressure of the valve body may change. There is. Thus, with any of the above-described configurations, it is difficult to maintain the hermeticity of the refrigerant over the long-term use of the relief valve and to keep the valve opening pressure constant.
本発明は上記点に鑑みて、長期使用に亘り冷媒の密封性を維持し、且つ、弁体の開弁圧を一定に維持することの可能なリリーフバルブを提供することを目的とする。 An object of the present invention is, in view of the above-mentioned point, to provide a relief valve capable of maintaining the sealing property of the refrigerant for long-term use and maintaining the valve opening pressure of the valve body constant.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、冷凍サイクル(1)の冷媒圧力が異常高圧になると冷凍サイクルから冷媒を放出するリリーフバルブにおいて、
冷凍サイクルの高圧側の構成部材に設けられた取付穴(22)に取り付けられ、冷媒を流すための流路(111、121)、およびその流路の途中に設けられる弁座(122)を有する金属製のバルブケース(11、12、100)と、
バルブケースの流路に収容され、弁座に着座および離座可能に設けられる弁体(13)と、
弁体を所定の付勢力で弁座側に付勢する付勢部材(14)と、
冷凍サイクルの高圧冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂により形成され、弁座の表面または弁体の表面の少なくとも一方に設けられる樹脂コーティング(17、19)と、を備える。
In order to achieve the above object, the invention according to
It has a flow passage (111, 121) attached to a mounting hole (22) provided in a component on the high pressure side of the refrigeration cycle, and a valve seat (122) provided in the middle of the flow passage Metal valve cases (11, 12, 100),
A valve body (13) accommodated in the flow path of the valve case and provided so as to be able to sit and leave the valve seat;
An urging member (14) for urging the valve body toward the valve seat with a predetermined urging force;
And a resin coating (17, 19) formed of a resin having a commonly used heat resistant temperature higher than the temperature of the high pressure refrigerant of the refrigeration cycle and provided on at least one of the surface of the valve seat or the surface of the valve body.
これによれば、金属製のバルブケースが有する弁座の表面または弁体の表面に対し、膜厚の薄い樹脂コーティングを施すことで、高圧冷媒と付勢部材の高荷重に対し弁座と弁体との設定位置を長期使用に亘り一定に保つことが可能である。そのため、付勢部材による付勢力が一定に保たれる。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り弁体の開弁圧を一定に維持することができる。 According to this, by applying a thin resin coating to the surface of the valve seat or the surface of the valve body of the metal valve case, the valve seat and the valve are protected against the high load of the high pressure refrigerant and the biasing member. It is possible to keep the setting position with the body constant over long-term use. Therefore, the biasing force by the biasing member is kept constant. Therefore, this relief valve can maintain the valve opening pressure of the valve body constant over long-term use.
また、弁座の表面または弁体の表面に施すコーティングに樹脂を使用することで、例えば、低分子量のCO2冷媒を使用した場合でも、そのコーティングをCO2冷媒が透過することを防ぐことが可能である。さらに、冷凍サイクルの高圧冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂をコーティングに使用することで、例えば、作動圧の高いCO2冷媒を使用した場合でも、コーティングの熱劣化を防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。 Also, by using a resin for the coating applied to the surface of the valve seat or the surface of the valve body, for example, even when a low molecular weight CO 2 refrigerant is used, it is possible to prevent the CO 2 refrigerant from permeating the coating. It is possible. Furthermore, by using a resin having a commonly used heat-resistant temperature higher than the temperature of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle for coating, for example, even when using a CO 2 refrigerant having a high operating pressure, thermal degradation of the coating can be prevented. is there. Therefore, this relief valve can maintain the hermeticity of the refrigerant over long-term use.
なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said structure shows an example of the correspondence with the specific structure described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts identical or equivalent to each other are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
(第1実施形態)
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態のリリーフバルブは、車両用空調装置を構成する冷凍サイクルに適用される。リリーフバルブは、冷凍サイクルを循環する冷媒の圧力が異常高圧となる場合、冷凍サイクルから冷媒を大気に放出することで、冷凍サイクルを構成する各機器の破損等を防止するものである。
First Embodiment
A first embodiment will be described with reference to the drawings. The relief valve of the present embodiment is applied to a refrigeration cycle that constitutes a vehicle air conditioner. The relief valve discharges the refrigerant from the refrigeration cycle to the atmosphere when the pressure of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle becomes an abnormally high pressure, thereby preventing damage or the like of each device constituting the refrigeration cycle.
まず、本実施形態のリリーフバルブが適用される冷凍サイクルの構成について説明する。図3に示すように、冷凍サイクル1は、圧縮機2、放熱器3、膨張弁4、蒸発器5などが冷媒配管6によって環状に接続されて構成されている。本実施形態の冷凍サイクル1は、冷媒として二酸化炭素(以下、CO2と表記する)を採用している。そして、この冷凍サイクル1は、CO2冷媒を臨界点以上の圧力にして使用する超臨界冷凍サイクルである。
First, the configuration of a refrigeration cycle to which the relief valve of the present embodiment is applied will be described. As shown in FIG. 3, the
圧縮機2は、車両のエンジン7からベルト8等を介して動力が伝達されて駆動する。圧縮機2は、蒸発器5側の冷媒配管6から吸入した冷媒を高圧にして吐出する。圧縮機2は、CO2冷媒を臨界点以上の圧力に圧縮することが可能である。圧縮機2で圧縮されたCO2冷媒の作動圧は、HFC−134a等のフロン系冷媒を使用した冷凍サイクル1の作動圧に比べて4〜7倍となり、それと共に、高圧側の冷媒温度も高くなる。
The
放熱器3は、圧縮機2から吐出された冷媒を放熱させる。膨張弁4は、放熱器3から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器5は、膨張弁4により減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる。図示していない車両用空調ユニットは、車室内に送風する空気を、蒸発器5で蒸発する冷媒の気化熱により冷却する。蒸発器5で蒸発した冷媒は、圧縮機2に吸入される。
The
図1〜図3に示すように、本実施形態のリリーフバルブ10は、圧縮機2のハウジング21に取り付けられている。リリーフバルブ10は、冷凍サイクル1を循環する冷媒圧力が異常高圧となる場合、冷凍サイクル1を構成する各機器の耐圧圧力以下で、冷凍サイクル1から冷媒を大気に放出するものである。これにより、リリーフバルブ10は、冷凍サイクル1を構成する各機器の破損等を防止することが可能である。なお、圧縮機2のハウジング21は、冷凍サイクル1の高圧側の構成部材の一例に相当するものである。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
次に、本実施形態のリリーフバルブ10の構成について、図1および図2を参照して説明する。圧縮機2のハウジング21には、リリーフバルブ10を取り付けるための取付穴22が設けられている。この取付穴22は、圧縮機2で圧縮された高温高圧の冷媒が流れる図示していない吐出室に対し、連通路23を介して連通している。取付穴22の内壁の側面には、雌ねじ24が形成されている。
Next, the configuration of the
リリーフバルブ10は、バルブケース100、弁体13、付勢部材としてのスプリング14、リテーナ15、およびストッパ16などを備えている。
The
バルブケース100は、バルブケース本体11および弁座部材12を備えている。バルブケース本体11は、筒状に形成され、内側に冷媒を流すための流路111を有している。バルブケース本体11の径方向外側には、雄ねじ112が形成されている。圧縮機2のハウジング21の取付穴22に設けられた雌ねじ24に対し、バルブケース本体11の雄ねじ112を螺合することで、バルブケース本体11は、ハウジング21の取付穴22に固定される。
The
バルブケース本体11のうち、取付穴22の底面221側には、凹部113が設けられている。バルブケース本体11が有する流路111の内径より、凹部113の内径の方が大きい。そのため、バルブケース本体11が有する流路111と凹部113との境界には、段差面114が形成されている。
A
バルブケース本体11の凹部113の内側に、弁座部材12が固定されている。弁座部材12は、バルブケース本体11の段差面114に当接している。これにより、バルブケース本体11と弁座部材12とが位置決めされる。その状態で、バルブケース本体11と弁座部材12とは、カシメ、熱カシメまたは圧入等により固定される。
Inside the
弁座部材12は、筒状に形成され、内側に冷媒を流すための流路121を有している。バルブケース本体11が有する流路111と、弁座部材12が有する流路121とは弁体13が開弁する際に連通する。弁座部材12は、冷媒を流すための流路121の途中に、弁座122を有している。弁座122は、取付穴22の底面221側からスプリング14側に向かって内径が次第に大きくなるテーパ状に形成されている。
The valve seat member 12 is formed in a tubular shape, and has a flow passage 121 for flowing the refrigerant inside. The
また、弁座部材12は、弁座122とは反対側の面に、取付穴22の底面221に向けて環状に突出する環状突起123を有している。環状突起123は、弁座部材12の流路121の開口部を囲うように設けられている。
In addition, the valve seat member 12 has an
図2に示すように、弁座部材12には、弁座122側の面に樹脂コーティング17が施され、環状突起123側の面にも樹脂コーティング18が施されている。樹脂コーティング17、18は、弁座部材12のうち、弁座122の表面全体と、環状突起123を含む取付穴22の底側の表面全体に設けられている。ただし、弁座122側の面に施される樹脂コーティング17は、少なくとも、弁座122のうち弁体13が当接する部位の表面に施されていればよい。また、環状突起123側の面に施される樹脂コーティング18は、少なくとも、環状突起123のうち取付穴22の底面221に当接する部位の表面に施されていればよい。なお、本実施形態では、樹脂コーティングは、弁体13に設けられていない。
As shown in FIG. 2, the valve seat member 12 is coated with a
樹脂コーティング17、18は、冷凍サイクル1の高圧冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂により形成されている。樹脂コーティング17、18として、例えば、ポリアミド(PA)等のエンジニアリングプラスチック、または、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等のスーパーエンジニアリングプラスチックを採用することが可能である。なお、樹脂コーティング17、18の曲げ弾性率の最適範囲と、その膜厚の最適範囲については後述する。
The
バルブケース本体11と弁座部材12とは、同種の金属により形成されている。これにより、バルブケース本体11と弁座部材12の線膨張係数が同一となる。そのため、圧縮機2から吐き出される高温高圧のCO2冷媒により、バルブケース本体11と弁座部材12とが共に高温高圧の環境下で使用される場合でも、弁座122の微小変形または歪みが抑制される。なお、バルブケース本体11と弁座部材12を形成する金属として、アルミニウムまたは銅などが例示される。
The valve case body 11 and the valve seat member 12 are made of the same kind of metal. Thereby, the linear expansion coefficients of the valve case main body 11 and the valve seat member 12 become the same. Therefore, even if both the valve case main body 11 and the valve seat member 12 are used in a high temperature and high pressure environment, minute deformation or distortion of the
バルブケース本体11の凹部113に弁座部材12が固定された状態で、バルブケース本体11は、ハウジング21の取付穴22に取り付けられる。その際、バルブケース本体11の雄ねじ112をハウジング21の取付穴22の雌ねじ24に締め付ける軸力により、弁座部材12の環状突起123は樹脂コーティング18を介して取付穴22の底面221に押し付けられる。これにより、取付穴22の底面221と弁座部材12との間からCO2冷媒が大気に漏洩することが防がれる。
The valve case body 11 is attached to the mounting hole 22 of the housing 21 in a state in which the valve seat member 12 is fixed to the
弁体13は、バルブケース100の流路111、121内に収容されている。弁体13は、例えば球体弁であり、弁座部材12が有する弁座122に着座および離座可能に設けられている。弁体13は、例えば金属またはセラミック等の硬質材料から形成されている。
The
弁体13のうち、弁座122とは反対側の面は、リテーナ15によって保持されている。リテーナ15の径方向外側の面は、バルブケース本体11の流路111の内壁に摺接している。そのため、リテーナ15は、バルブケース本体11に対し、摺動可能である。なお、リテーナ15の外壁の一部には、図示していない流路が設けられている。
The surface of the
バルブケース本体11のうち、弁座部材12とは反対側の端部には、ストッパ16が設けられている。ストッパ16は、バルブケース本体11の内壁に固定されている。ストッパ16には、バルブケース本体11の流路111から大気に冷媒を放出するための流路161が設けられている。
A
リテーナ15とストッパ16との間には、付勢部材としてのスプリング14が設けられている。スプリング14は、圧縮コイルスプリングであり、その一端がリテーナ15のうちストッパ16側の面に当接し、他端がストッパ16のうちリテーナ15側の面に当接している。スプリング14は、所定の付勢力により、リテーナ15を介して弁体13を弁座122に付勢している。これにより、弁体13は樹脂コーティング17を介して弁座122に押し付けられる。したがって、弁体13と弁座122との間からCO2冷媒が大気に漏洩することが防がれる。スプリング14の付勢力は、冷媒圧力が異常高圧となる場合、冷凍サイクル1を構成する各機器の耐圧圧力以下で、弁体13が弁座122から離座するように設定される。具体的には、スプリング14の付勢力は、CO2冷媒の常用最高圧の1.2倍以上に設定される。
A
次に、上述した樹脂コーティング17、18の曲げ弾性率と膜厚の最適範囲について、図4および図5を参照して説明する。
Next, optimum ranges of the flexural modulus and the film thickness of the above-described
図4は、樹脂コーティング17、18の曲げ弾性率(以下、単に「弾性率」という)の最適範囲を示すグラフである。図4では、横軸に樹脂コーティング17、18の弾性率を示し、一方の縦軸に、樹脂コーティング17、18による気密圧力(即ち、シール性)を示し、他方の縦軸に、樹脂コーティング17、18の破断強さ(即ち、耐弁荷重)を示している。
FIG. 4 is a graph showing the optimum range of the bending elastic modulus (hereinafter simply referred to as “elastic modulus”) of the
図4の実線Aは、樹脂コーティング17、18の破断強さと弾性率との関係を示している。この実線Aに示すように、樹脂コーティング17、18の破断強さは、弾性率が3500MPa以上の場合、許容強さ以上となる。すなわち、樹脂コーティング17、18の弾性率を3500MPa以上とした場合、スプリング14の付勢力によって樹脂コーティング17が破断することなく、弁座122と弁体13との設定位置が一定に保たれ、スプリング14による付勢力が一定に保たれる。また、バルブケース本体11の雄ねじ112を取付穴22の雌ねじ24に締め付ける軸力によって樹脂コーティング18が破断することが防がれる。したがって、リリーフバルブ10は、長期使用に亘り、弁体13の開弁圧を一定に維持することができる。
The solid line A in FIG. 4 shows the relationship between the breaking strength and the elastic modulus of the
また、図4の実線Bは、樹脂コーティング17、18による気密圧力と弾性率との関係を示している。この実線Bに示すように、樹脂コーティング17、18による気密圧力は、弾性率が5000MPa以下の場合、必要気密圧力以上となる。すなわち、樹脂コーティング17、18の弾性率を5000MPa以下とした場合、スプリング14の付勢力によって樹脂コーティング17が弁体13の開弁圧に影響のない程度に微小変形するので、弁座122と弁体13とのシール性が保たれる。また、バルブケース本体11の雄ねじ112を取付穴22の雌ねじ24に締め付ける軸力によって樹脂コーティング18が微小変形するので、環状突起123と取付穴22の底面221とのシール性が保たれる。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。
The solid line B in FIG. 4 indicates the relationship between the airtight pressure and the elastic modulus by the
一方、図5は、樹脂コーティング17、18の膜厚の最適範囲を示すグラフである。図5では、横軸に樹脂コーティング17、18の膜厚を示し、一方の縦軸に、樹脂コーティング17、18による気密圧力(即ち、シール性)を示し、他方の縦軸に、樹脂コーティング17、18のクリープ変位量を示している。
On the other hand, FIG. 5 is a graph showing the optimum range of the film thickness of the
図5の実線Cは、樹脂コーティング17、18による気密圧力と膜厚との関係を示している。この実線Cに示すように、樹脂コーティング17、18による気密圧力は、膜厚が20μm以上の場合、必要気密圧力以上となる。すなわち、樹脂コーティング17、18の膜厚を20μm以上とした場合、スプリング14の付勢力によって樹脂コーティング17が弁体13の開弁圧に影響のない程度に微小変形するので、弁座122と弁体13とのシール性が保たれる。また、バルブケース本体11の雄ねじ112を取付穴22の雌ねじ24に締め付ける軸力によって樹脂コーティング18が微小変形するので、環状突起123と取付穴22の底面221とのシール性が保たれる。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。
The solid line C in FIG. 5 indicates the relationship between the airtight pressure and the film thickness of the
また、図5の実線Dは、樹脂コーティング17、18によるクリープ変位量と膜厚との関係を示している。この実線Dに示すように、樹脂コーティング17、18は、膜厚が120μm以下の場合、スプリング14の付勢力(即ち、ばね力)の設定値のずれ量が許容値以下となる。すなわち、樹脂コーティング17、18の膜厚を120μm以下とした場合、スプリング14の付勢力によって樹脂コーティング17が僅かにクリープ変形しても、それによる弁座122と弁体13との設定位置の変化は極めて小さいものとなる。そのため、スプリング14の付勢力の設定値のずれ量は、許容値を超えることがない。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、弁体13の開弁圧を一定に維持することができる。
The solid line D in FIG. 5 indicates the relationship between the creep displacement amount and the film thickness due to the
以上説明した第1実施形態のリリーフバルブ10は、次の作用効果を奏するものである。
(1)第1実施形態では、金属製の弁座部材12が有する弁座122の表面に、樹脂コーティング17を施している。この樹脂コーティング17は、高圧側のCO2冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂により形成されている。これによれば、CO2冷媒の高圧とスプリング14の高荷重に対し、弁座122と弁体13との設定位置を長期に亘り保つことが可能である。そのため、スプリング14による付勢力が一定に保たれる。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、弁体13の開弁圧を一定に維持することができる。
The
(1) In the first embodiment, the
また、弁座122の表面に施すコーティング17に樹脂を使用することで、その樹脂コーティング17を低分子量のCO2冷媒が透過することを防ぐことが可能である。さらに、高圧側のCO2冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂をコーティングに使用することで、樹脂コーティング17の熱劣化を防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、CO2冷媒の密封性を維持することができる。
Further, by using a resin for the
(2)第1実施形態では、樹脂コーティング18は、弁座部材12が有する環状突起123の表面にも設けられている。これによれば、環状突起123の表面に施すコーティング18に樹脂を使用することで、その樹脂コーティング18を低分子量のCO2冷媒が透過することを防ぐことが可能である。さらに、高圧側のCO2冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂をコーティングに使用することで、樹脂コーティング18の熱劣化を防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。
(2) In the first embodiment, the
(3)第1実施形態では、バルブケース本体11と弁座部材12とは、同種の金属により形成されている。これによれば、バルブケース本体11と弁座部材12の線膨張係数が同一となる。そのため、バルブケース本体11と弁座部材12とが共に高温高圧の環境下で使用される場合でも、弁座122の微小変形または歪みを抑制することが可能である。なお、仮に、バルブケース本体11と弁座部材12を樹脂で形成した場合、高温高圧の環境下で長期間使用すると、バルブケース本体11と弁座部材12がクリープ変形し、弁体13の開弁圧の変化や密封性の低下が生じることがある。これに対し、バルブケース本体11と弁座部材12を金属で形成し、そこに樹脂コーティング17を施すことで、高温高圧の環境下で長期間使用した場合でも、樹脂のクリープ変形による弁体13の開弁圧の変化や密封性の低下を防ぐことができる。
(3) In the first embodiment, the valve case body 11 and the valve seat member 12 are formed of the same type of metal. According to this, the linear expansion coefficients of the valve case main body 11 and the valve seat member 12 become the same. Therefore, even when both the valve case main body 11 and the valve seat member 12 are used in a high temperature and high pressure environment, it is possible to suppress micro deformation or distortion of the
(4)第1実施形態では、樹脂コーティング17、18は、弁体13に設けられることなく、弁座部材12が有する弁座122の表面、および、環状突起123の表面に設けられている。これによれば、弁座122と環状突起123はいずれも弁座部材12に設けられているので、樹脂コーティング17、18を施す工程を簡素にすることが可能である。また、金属製の弁座部材12が有する環状突起123の表面に対し、膜厚の薄い樹脂コーティング18を施すことで、長期使用に亘り、取付穴22の底面221と弁座部材12とバルブケース本体11との設定位置を一定に保つことが可能である。そのため、スプリング14による付勢力が一定に保たれるので、弁体13の開弁圧が一定に保たれる。したがって、このリリーフバルブ1は、長期使用に亘り、弁体13の開弁圧を一定に維持することができる。
(4) In the first embodiment, the
(5)第1実施形態では、樹脂コーティング17、18は、曲げ弾性率が3500〜5000MPaである。これによれば、樹脂コーティング17、18の曲げ弾性率を3500MPa以上とすることで、スプリング14の付勢力等に対する樹脂コーティング17の破断強さが許容強さ以上となり、弁座122と弁体13との設定位置が一定に保たれる。したがって、リリーフバルブ10は、長期使用に亘り、スプリング14による付勢力が一定に保たれるので、弁体13の開弁圧を一定に維持することができる。また、樹脂コーティング17、18の曲げ弾性率を5000MPa以下とすることで、スプリング14の付勢力によって樹脂コーティング17が弁体13の開弁圧に影響のない程度に微小変形するので、弁座122と弁体13との間に隙間が生じることを防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。
(5) In the first embodiment, the
(6)第1実施形態では、樹脂コーティング17、18は、膜厚が20〜120μmである。これによれば、樹脂コーティング17、18の膜厚を20μm以上とすることで、スプリング14の付勢力により樹脂コーティング17が弁体13の開弁圧に影響のない程度に微小変形するので、弁座122と弁体13との間に隙間が生じることを防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。また、樹脂コーティング17、18の膜厚を120μm以下とすることで、スプリング14の付勢力や冷媒圧力によって樹脂コーティング17が僅かにクリープ変形した場合でも、弁座122と弁体13との設定位置の変化は極めて小さいものとなる。そのため、スプリング14の付勢力の変化が許容値以下となる。したがって、このリリーフバルブ10は、長期使用に亘り、弁体13の開弁圧を一定に維持することができる。
(6) In the first embodiment, the
(7)第1実施形態では、樹脂コーティング17、18は、エンジニアリングプラスチックまたはスーパーエンジニアリングプラスチックである。これによれば、樹脂コーティング17、18の常用耐熱温度をサイクルの高圧冷媒の温度より高いものとし、且つ、樹脂コーティング17、18の曲げ弾性率を3500〜5000MPaとすることが可能である。
(7) In the first embodiment, the
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対してリリーフバルブ10の構成の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Second Embodiment
The second embodiment will be described. In the second embodiment, a part of the configuration of the
図6および図7に示すように、第2実施形態のリリーフバルブ10が備えるバルブケース100は、第1実施形態で説明したバルブケース本体11と弁座部材12とが一体に形成されたものである。バルブケース100は、筒状に形成され、内側に冷媒を流すための流路111と、その流路111の途中に設けられる弁座122を有している。また、バルブケース100は、取付穴22の底面221に向けて環状に突出する環状突起123を有している。環状突起123は、バルブケース100が有する流路111の開口部を囲うように設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
バルブケース100が有する弁座122の表面、および、環状突起123の表面には、樹脂コーティング17、18が施されている。詳細には、樹脂コーティング17、18は、弁座部材12のうち、弁座122を含む弁座122側の面と、環状突起123を含む環状突起123側の面に設けられている。樹脂コーティング17、18の材質、曲げ弾性率および膜厚は、第1実施形態で説明したものと同じである。
以上説明した第2実施形態のリリーフバルブ10は、第1実施形態で説明したバルブケース本体11と弁座部材12とを一体に形成することで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。その他、第2実施形態のリリーフバルブ10は、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
The
(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第2実施形態に対して樹脂コーティングの構成を変更したものであり、その他については第2実施形態と同様であるため、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Third Embodiment
A third embodiment will be described. The third embodiment is the same as the second embodiment except that the configuration of the resin coating is changed with respect to the second embodiment, and therefore, only the parts different from the second embodiment will be described.
図8および図9に示すように、第3実施形態では、樹脂コーティング18、19は、弁体13の表面と、バルブケース100が有する環状突起123の表面に設けられている。詳細には、樹脂コーティング18、19は、弁体13の表面全体と、バルブケース100のうち環状突起123を含む取付穴22の底側の表面全体に設けられている。なお、第3実施形態では、樹脂コーティングは、弁座122の表面には設けられていない。すなわち、樹脂コーティングは、弁体13の表面と弁座122の表面のうち、いずれか一方に設けられていればよい。樹脂コーティング18、19の材質、曲げ弾性率および膜厚は、第1実施形態で説明したものと同じである。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the third embodiment, the
以上説明した第3実施形態も、上述した第1および第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。第3実施形態では、例えばバルブケース100の流路111の深部に形成された弁座122に対して樹脂コーティングを施すことが困難な場合、その弁座122の表面に対する樹脂コーティングを省略することが可能である。なお、第3実施形態でも、第1実施形態のように、バルブケース100は、バルブケース本体11と弁座部材12とを別部材で構成してもよい。
The third embodiment described above can also achieve the same effects as the first and second embodiments described above. In the third embodiment, for example, when it is difficult to apply a resin coating to the
(第4実施形態)
第4実施形態について説明する。第4実施形態は、第1実施形態に対してリリーフバルブ10の構成の一部と樹脂コーティングの構成の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Fourth Embodiment
A fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a part of the configuration of the
図10および図11に示すように、第4実施形態では、圧縮機2のハウジング21が有する取付穴22の底面221と、弁座部材12との間に、環状のワッシャ部材31が設けられている。ワッシャ部材31は、例えば銅などの金属により形成されている。バルブケース本体11の雄ねじ112をハウジング21の取付穴22の雌ねじ24に締め付ける軸力により、ワッシャ部材31は、取付穴22の底面221と弁座部材12に密着する。これにより、ワッシャ部材31は、シール部材として機能する。したがって、ワッシャ部材31により、取付穴22の底面221と弁座部材12との間からCO2冷媒が漏洩することが防がれる。
As shown in FIGS. 10 and 11, in the fourth embodiment, an
また、第4実施形態では、樹脂コーティング17は、弁座部材12が有する弁座122の表面に設けられている。詳細には、樹脂コーティング17は、弁座部材12のうち弁座122側の表面全体に設けられている。なお、第4実施形態では、樹脂コーティングは、弁座部材12のうち、取付穴22の底面221側の面には設けられていない。樹脂コーティング17の材質、曲げ弾性率および膜厚は、第1実施形態で説明したものと同じである。
In the fourth embodiment, the
以上説明した第4実施形態のリリーフバルブ10は、取付穴22の底面221と弁座部材12との間にワッシャ部材31を設けることで、上述の第1〜3実施形態で説明した環状突起123とそこに施される樹脂コーティングを廃止することが可能である。そのため、第4実施形態では、弁座部材12に対して樹脂コーティング17を施すための工程を簡素にすることができる。また、その他、第4実施形態のリリーフバルブ10も、第1〜第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
The
(第5実施形態)
第5実施形態について説明する。第5実施形態は、第4実施形態で説明したワッシャ部材31に代えて、ガスケット32を備えるものであり、その他については第4実施形態と同様であるため、第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Fifth Embodiment
A fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is provided with a
図12および図13に示すように、第5実施形態では、圧縮機2のハウジング21が有する取付穴22の底面221と、弁座部材12との間に、板状のガスケット32が設けられている。ガスケット32は、例えば金属板、または、金属板に対して樹脂コーティングを施したものにより形成されている。バルブケース本体11の雄ねじ112をハウジング21の取付穴22の雌ねじ24に締め付ける軸力により、ガスケット32は、取付穴22の底面221と弁座部材12に密着する。これにより、ガスケット32は、シール部材として機能する。したがって、ガスケット32により、取付穴22の底面221と弁座部材12との間からCO2冷媒が漏洩することが防がれる。
As shown in FIGS. 12 and 13, in the fifth embodiment, a plate-
以上説明した第5実施形態のリリーフバルブ10は、取付穴22の底面221と弁座部材12との間にガスケット32を配置することで、上述の第1〜3実施形態で説明した環状突起123とそこに施される樹脂コーティングを廃止することが可能である。第5実施形態のリリーフバルブ10も、上述の第1〜4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
The
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made within the scope of the claims. Moreover, said each embodiment is not mutually irrelevant and can be combined suitably, unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above-described embodiments, it is needless to say that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when clearly indicated as being essential and when it is considered to be obviously essential in principle. Yes. Further, in the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly indicated that they are particularly essential and clearly limited to a specific number in principle. It is not limited to the specific number except when it is done. Further, in the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component etc., unless otherwise specified or in principle when limited to a specific shape, positional relationship, etc., the shape, etc. It is not limited to the positional relationship and the like.
(1)上記各実施形態では、リリーフバルブ10は、CO2冷媒を用いた冷凍サイクル1に設けられるものとして説明したが、これに限らない。リリーフバルブ10は、HFC−134aまたはHFO−1234yf等のフロン系冷媒を使用した冷凍サイクル1に設けられるものであってもよい。
(1) In the above embodiments, the
(2)上記各実施形態では、リリーフバルブ10は、圧縮機2のハウジング21に取り付けられるものとして説明したが、これに限らない。リリーフバルブ10は、冷凍サイクル1の高圧側の構成部材として、圧縮機2の吐出側と膨張弁4の吸入側との間に配置される構成部材に取り付けられるものであってもよい。
(2) Although the
(3)上記各実施形態では、冷凍サイクル1を構成する圧縮機2は、車両のエンジン7からベルト8等を介して動力が伝達されて駆動するものとして説明したが、これに限らない。圧縮機2は、例えば電動機によって駆動するものであってもよい。
(3) In each of the above embodiments, the
(4)上記各実施形態では、弁体13は球体弁として説明したが、これに限らない。弁体13の形状は、例えば円錐状、板状、ニードル状など、種々の形状を採用することができる。
(4) In each said embodiment, although the
(5)上記各実施形態では、リリーフバルブ10が備えるバルブケース100、バルブケース本体11、弁座部材12などは、金属材料により形成されるものとして説明したが、これに限らない。リリーフバルブ10が備える各構成は、セラミックなどの硬質材料により形成してもよい。
(5) In the above embodiments, the
(6)上記各実施形態では、リリーフバルブ10は、車両用空調装置を構成する冷凍サイクル1に適用されるものとして説明したが、これに限らない。リリーフバルブ10は、例えば建造物用の空調装置または給湯機を構成する冷凍サイクルに適用してもよい。
(6) In each of the above-described embodiments, the
(まとめ)
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、リリーフバルブは、冷凍サイクルの冷媒圧力が異常高圧になると冷凍サイクルから冷媒を放出する機能を有するものである。リリーフバルブは、バルブケース、弁体、付勢部材および樹脂コーティングを備える。バルブケースは、冷凍サイクルの高圧側の構成部材に設けられた取付穴に取り付けられ、冷媒を流すための流路、およびその流路の途中に設けられる弁座を有する。バルブケースは、金属製である。弁体は、バルブケースの流路に収容され、弁座に着座および離座可能に設けられる。付勢部材は、弁体を所定の付勢力で弁座側に付勢する。樹脂コーティングは、冷凍サイクルの高圧冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂により形成され、弁座の表面または弁体の表面の少なくとも一方に設けられる。
(Summary)
According to the first aspect of the present invention described in part or all of the above-described embodiments, the relief valve has a function of releasing the refrigerant from the refrigeration cycle when the refrigerant pressure in the refrigeration cycle becomes an abnormally high pressure. The relief valve comprises a valve case, a valve body, a biasing member and a resin coating. The valve case is attached to a mounting hole provided in a component on the high pressure side of the refrigeration cycle, and has a flow path for flowing the refrigerant and a valve seat provided in the middle of the flow path. The valve case is made of metal. The valve body is accommodated in the flow path of the valve case, and is provided so as to be able to be seated and separated from the valve seat. The biasing member biases the valve body toward the valve seat with a predetermined biasing force. The resin coating is formed of a resin having a commonly used heat resistant temperature higher than the temperature of the high pressure refrigerant of the refrigeration cycle, and is provided on at least one of the surface of the valve seat or the surface of the valve body.
第2の観点によれば、バルブケースは、取付穴の底面に向けて環状に突出し、バルブケースの流路の開口部を囲うように設けられる環状突起をさらに有している。樹脂コーティングは、環状突起の表面にも設けられている。環状突起の表面に施すコーティングに樹脂を使用することで、例えば、低分子量のCO2冷媒を使用した場合でも、その樹脂コーティングをCO2冷媒が透過することを防ぐことが可能である。また、冷凍サイクルの高圧冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂をコーティングに使用することで、例えば、作動圧の高いCO2冷媒を使用した場合でも、樹脂コーティングの熱劣化を防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。 According to the second aspect, the valve case further includes an annular protrusion that protrudes annularly toward the bottom surface of the mounting hole and is provided to surround the opening of the flow passage of the valve case. The resin coating is also provided on the surface of the annular protrusion. By using a resin for the coating applied to the surface of the annular protrusion, for example, even when a low molecular weight CO 2 refrigerant is used, it is possible to prevent the CO 2 refrigerant from permeating the resin coating. In addition, by using a resin having a commonly used heat-resistant temperature higher than the temperature of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle for the coating, for example, even when using a CO 2 refrigerant having a high operating pressure, it is possible to prevent thermal degradation of the resin coating. It is. Therefore, this relief valve can maintain the hermeticity of the refrigerant over long-term use.
第3の観点によれば、バルブケースは、バルブケース本体と弁座部材とを備えている。バルブケース本体は、冷凍サイクルの高圧側の構成部材に設けられた取付穴に固定され、冷媒を流すための流路を有する。弁座部材は、バルブケース本体に固定され、冷媒を流すための流路、およびその流路の途中に設けられる弁座を有する。そのバルブケース本体と弁座部材とは、同種の金属により形成されている。これによれば、バルブケース本体と弁座部材の線膨張係数が同一となる。そのため、バルブケース本体と弁座部材とが共に高温高圧の環境下で使用される場合でも、弁座の微小変形または歪みを抑制することが可能である。なお、仮に、バルブケース本体と弁座部材を樹脂で形成した場合、高温高圧の環境下で長期間使用すると、バルブケース本体と弁座部材がクリープ変形し、弁体の開弁圧の変化や密封性の低下が生じることがある。これに対し、バルブケース本体と弁座部材を金属で形成し、そこに樹脂コーティングを施すことで、高温高圧の環境下で長期間使用した場合でも、樹脂のクリープ変形による弁体の開弁圧の変化や密封性の低下を防ぐことができる。 According to the third aspect, the valve case includes a valve case main body and a valve seat member. The valve case main body is fixed to a mounting hole provided in a component on the high pressure side of the refrigeration cycle, and has a flow path for flowing the refrigerant. The valve seat member is fixed to the valve case main body and has a flow path for flowing the refrigerant and a valve seat provided in the middle of the flow path. The valve case body and the valve seat member are formed of the same kind of metal. According to this, the linear expansion coefficients of the valve case main body and the valve seat member become the same. Therefore, even when both the valve case main body and the valve seat member are used in a high temperature and high pressure environment, it is possible to suppress minute deformation or distortion of the valve seat. If the valve case main body and the valve seat member are formed of resin, the valve case main body and the valve seat member creep and deform when used for a long time in a high temperature and high pressure environment, and the valve opening pressure changes or Sealing deterioration may occur. On the other hand, the valve case main body and the valve seat member are formed of metal, and the resin coating is applied thereto, so that the valve opening pressure of the valve body due to the creep deformation of the resin even when used for a long time under high temperature and high pressure environment Change and sealing can be prevented.
第4の観点によれば、環状突起は、弁座部材に設けられている。樹脂コーティングは、弁体に設けられることなく、弁座部材が有する弁座の表面、および、弁座部材が有する環状突起の表面に設けられている。これによれば、弁座と環状突起はいずれも弁座部材に設けられているので、樹脂コーティングを施す工程を簡素にすることが可能である。また、金属製の弁座部材が有する環状突起の表面に対し、膜厚の薄い樹脂コーティングを施すことで、長期使用に亘り、取付穴の底面と弁座部材とバルブケース本体との設定位置を一定に保つことが可能である。そのため、付勢部材による付勢力が一定に保たれる。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り、弁体の開弁圧を一定に維持することができる。 According to a fourth aspect, the annular projection is provided on the valve seat member. The resin coating is provided on the surface of the valve seat of the valve seat member and the surface of the annular projection of the valve seat member without being provided on the valve body. According to this, since both the valve seat and the annular projection are provided on the valve seat member, it is possible to simplify the process of applying the resin coating. In addition, by applying a thin resin coating to the surface of the annular projection of the metal valve seat member, the set positions of the bottom surface of the mounting hole, the valve seat member and the valve case main body can be used for long-term use. It is possible to keep constant. Therefore, the biasing force by the biasing member is kept constant. Therefore, this relief valve can maintain the valve opening pressure of the valve body constant over long-term use.
第5の観点によれば、樹脂コーティングは、曲げ弾性率が3500〜5000MPaである。これによれば、樹脂コーティングの曲げ弾性率を3500MPa以上とすることで、付勢部材の付勢力等に対する樹脂コーティングの破断強さが許容強さ以上となり、弁座と弁体との設定位置が一定に保たれる。したがって、リリーフバルブは、長期使用に亘り、付勢部材よる付勢力が一定に保たれるので、弁体の開弁圧を一定に維持することができる。また、樹脂コーティングの曲げ弾性率を5000MPa以下とすることで、付勢部材の付勢力によって樹脂コーティングが弁体の開弁圧に影響のない程度に微小変形するので、弁座と弁体との間に隙間が生じることを防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。 According to a fifth aspect, the resin coating has a flexural modulus of 3500 to 5000 MPa. According to this, by setting the bending elastic modulus of the resin coating to 3500 MPa or more, the breaking strength of the resin coating with respect to the biasing force of the biasing member becomes greater than the allowable strength, and the setting positions of the valve seat and the valve body Be kept constant. Therefore, since the biasing force by the biasing member is maintained constant over a long period of use, the relief valve can maintain the valve opening pressure of the valve disc constant. Further, by setting the bending elastic modulus of the resin coating to 5000 MPa or less, the resin coating is slightly deformed by the biasing force of the biasing member to such an extent that the valve opening pressure of the valve body is not affected. It is possible to prevent a gap from occurring. Therefore, this relief valve can maintain the hermeticity of the refrigerant over long-term use.
第6の観点によれば、樹脂コーティングは、膜厚が20〜120μmである。これによれば、樹脂コーティングの膜厚を20μm以上とすることで、付勢部材の付勢力により樹脂コーティングが弁体の開弁圧に影響のない程度に微小変形するので、弁座と弁体との間に隙間が生じることを防ぐことが可能である。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り、冷媒の密封性を維持することができる。また、樹脂コーティングの膜厚を120μm以下とすることで、高圧の冷媒と付勢部材の高荷重により仮に樹脂コーティングがクリープ変形した場合でも、弁座と弁体との設定位置の変化は極めて小さいものとなる。そのため、付勢部材の付勢力の変化が許容値以下となる。したがって、このリリーフバルブは、長期使用に亘り、弁体の開弁圧を一定に維持することができる。 According to a sixth aspect, the resin coating has a thickness of 20 to 120 μm. According to this, by setting the film thickness of the resin coating to 20 μm or more, the resin coating is slightly deformed by the biasing force of the biasing member to such an extent that the valve opening pressure of the valve body is not affected. It is possible to prevent a gap from occurring between the Therefore, this relief valve can maintain the hermeticity of the refrigerant over long-term use. Further, by setting the film thickness of the resin coating to 120 μm or less, even if the resin coating is creep-deformed temporarily due to the high load of the high pressure refrigerant and the biasing member, the change in the setting position of the valve seat and the valve body is extremely small. It becomes a thing. Therefore, the change of the biasing force of the biasing member becomes less than the allowable value. Therefore, this relief valve can maintain the valve opening pressure of the valve body constant over long-term use.
第7の観点によれば、冷凍サイクルを循環する冷媒は二酸化炭素である。これによれば、CO2冷媒を使用した冷凍サイクルの作動圧は、HFC−134a等のフロン系冷媒を使用した冷凍サイクルの作動圧に比べて4〜7倍となり、それと共に高圧側の冷媒温度が高くなる。そのため、CO2冷媒を使用する冷凍サイクルに適用されるリリーフバルブは、冷媒の常用最高圧力に対し1.2倍以上の圧力で開弁すると共に、複数回の再現性が求められる。さらに、リリーフバルブは、冷凍サイクルの稼働時に確実に閉弁すると共に、高い密封性が求められる。このような要求に対し、このリリーフバルブは、金属製の弁座の表面または弁体の表面に対し、樹脂コーティングを施すことで、長期使用に亘り、弁体の開弁圧と冷媒の密封性を維持することができる。 According to the seventh aspect, the refrigerant circulating in the refrigeration cycle is carbon dioxide. According to this, the operating pressure of the refrigeration cycle using the CO 2 refrigerant is 4 to 7 times the operating pressure of the refrigeration cycle using the fluorocarbon refrigerant such as HFC-134a, and at the same time the refrigerant temperature on the high pressure side Becomes higher. Therefore, a relief valve applied to a refrigeration cycle using a CO 2 refrigerant is required to open at a pressure 1.2 times or more the maximum working pressure of the refrigerant and to be required to be reproduced several times. Furthermore, the relief valve is required to close reliably during operation of the refrigeration cycle and to have high sealing performance. To meet such requirements, this relief valve applies a resin coating to the surface of the metal valve seat or the surface of the valve disc, so that the valve disc opening pressure and the refrigerant sealing property can be used over a long period of use. Can be maintained.
第8の観点によれば、冷凍サイクルは、冷媒としての二酸化炭素を臨界点以上の圧力にして使用する超臨界冷凍サイクルである。これによれば、リリーフバルブは、冷媒の作動圧が高圧となる超臨界冷凍サイクルに適用した場合でも、長期使用に亘り、弁体の開弁圧と冷媒の密封性を維持することができる。 According to an eighth aspect, the refrigeration cycle is a supercritical refrigeration cycle that uses carbon dioxide as a refrigerant at a pressure above the critical point. According to this, even when the relief valve is applied to a supercritical refrigeration cycle in which the working pressure of the refrigerant is high, it is possible to maintain the valve opening pressure of the valve and the sealing performance of the refrigerant over long-term use.
1 冷凍サイクル
10 リリーフバルブ
11 バルブケース本体
12 弁座部材
13 弁体
14 スプリング
17、18、19 樹脂コーティング
22 取付穴
100 バルブケース
122 弁座
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記冷凍サイクルの高圧側の構成部材に設けられた取付穴(22)に取り付けられ、冷媒を流すための流路(111、121)、およびその流路の途中に設けられる弁座(122)を有する金属製のバルブケース(11、12、100)と、
前記バルブケースの流路に収容され、前記弁座に着座および離座可能に設けられる弁体(13)と、
前記弁体を所定の付勢力で前記弁座側に付勢する付勢部材(14)と、
前記冷凍サイクルの高圧冷媒の温度よりも常用耐熱温度の高い樹脂により形成され、前記弁座の表面または前記弁体の表面の少なくとも一方に設けられる樹脂コーティング(17、19)と、を備えるリリーフバルブ。 In the relief valve that releases the refrigerant from the refrigeration cycle when the refrigerant pressure of the refrigeration cycle (1) becomes abnormally high pressure,
The flow path (111, 121) for flowing the refrigerant, and the valve seat (122) provided in the middle of the flow path, attached to the mounting hole (22) provided in the high-pressure component of the refrigeration cycle With metal valve cases (11, 12, 100),
A valve body (13) accommodated in the flow passage of the valve case and provided so as to be able to be seated on or away from the valve seat;
An urging member (14) for urging the valve body toward the valve seat with a predetermined urging force;
A relief valve comprising a resin coating (17, 19) formed of a resin having a commonly used heat resistant temperature higher than the temperature of the high pressure refrigerant of the refrigeration cycle and provided on the surface of the valve seat or the surface of the valve body .
前記樹脂コーティング(18)は、前記環状突起の表面にも設けられている、請求項1に記載のリリーフバルブ。 The valve case further has an annular protrusion (123) projecting annularly toward the bottom surface (221) of the mounting hole and provided to surround the opening of the flow passage of the valve case,
The relief valve according to claim 1, wherein the resin coating (18) is also provided on the surface of the annular protrusion.
前記冷凍サイクルの高圧側の構成部材に設けられた取付穴(22)に固定され、冷媒を流すための流路(111)を有するバルブケース本体(11)と、
前記バルブケース本体に固定され、冷媒を流すための流路(121)、およびその流路の途中に設けられる前記弁座(122)を有する弁座部材(12)と、を備えており、
前記バルブケース本体と前記弁座部材とは、同種の金属により形成されている、請求項1または2に記載のリリーフバルブ。 The valve case is
A valve case body (11) fixed to a mounting hole (22) provided in a component on the high pressure side of the refrigeration cycle and having a flow path (111) for flowing a refrigerant;
And a valve seat member (12) fixed to the valve case main body and having a flow path (121) for flowing the refrigerant, and the valve seat (122) provided in the middle of the flow path.
The relief valve according to claim 1, wherein the valve case body and the valve seat member are formed of the same kind of metal.
前記樹脂コーティング(17、18)は、前記弁座部材が有する前記弁座の表面、および、前記弁座部材が有する前記環状突起の表面に設けられている、請求項3に記載のリリーフバルブ。 The annular projection is provided on the valve seat member,
The relief valve according to claim 3, wherein the resin coating (17, 18) is provided on the surface of the valve seat of the valve seat member and the surface of the annular projection of the valve seat member.
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