JP2002090003A - 冷凍サイクル用四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特にインバーター搭載の空調機においてインバ
ーターの特質を利用し冷媒流音の発生がなくかつ運転中
に冷、暖房の切り換えを行い小形化、低コスト化高品質
の冷凍サイクル用四方弁を得るものである。 【構成】市場における空調機の空調を保証する最低周波
数時の高低圧差と市場における圧縮機の一時的な運転を
保証する最低周波数時の高低圧差との圧力差を利用して
冷暖房の切り換えを行うために、弁本体内に回転体、カ
ラー、スプリングとシール部材を内蔵する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔産業上の利用分野〕この発明は、ヒート
ポンプ形空調機とくにインバーターを搭載する機種にお
いて冷房、暖房の切り換えに用いる冷凍サイクル用四方
弁に関するものである。

【０００２】〔従来の技術〕冷凍サイクル用四方弁の重
要な機能は、運転中の冷媒漏れの保証と冷、暖房の切り
換え動作の確保である。従来の技術では駆動体の平面視
全面積に高圧ガスを加圧させ冷媒漏れを保証しているが
構造が複雑になり組立性を阻書していた、また切り換え
動作はパイロットバルブ、毛細管などを採用することに
より大形になりコスト高となっていることに問題があっ
た。

【０００３】従来の空調機は、冷、暖房の運転中の最低
の高低圧差は１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２である。従来の技術は
これに対応するために、運転中この１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２
以上において冷媒漏れを保証しているし、また切り換え
動作も１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧力差を利用して動作
していた。インバーター搭載の空調機は、インバーター
による運転中の最低周波数時の高低圧差は例として４Ｋ
ｇｆ／ｃｍ^２（以下４Ｋｇｆ／ｃｍ^２とする）である。
従来の技術でインバーター搭載の空調機に採用すると４
Ｋｇｆ／ｃｍ^２から１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲での冷媒
漏れの保証と、切り換え動作の確保が難しいことに問題
があった。

【０００４】冷、暖房の切り換えは、一般的には夏中、
冬中には無く、初夏にまた初冬に切り換えが行われる。
この時は空調機は停止中である。従来の技術では停止中
に切り換えると、初夏の場合は暖房を行いながら高低圧
差１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上に昇圧させ冷房に切り換えら
れる。このロスをなくし、停止中において冷、暖房の切
り換えを可能にすることが望ましい。

【０００５】空調機の運転中に冷、暖房の切り換えを行
う時は、四季の移り変わりに急激な温度変化が起きた
時、また冬期霜取り時などである、四季の移り変わり時
はインバーターによる周波数変換、４Ｋｇｆ／ｃｍ^２か
ら１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２付近で運転しているし、霜取り時
暖房しながら霜取りを行う時も４Ｋｇｆ／ｃｍ^２から１
０Ｋｇｆ／ｃｍ^２付近である。従来の技術では、冷、暖
房の切り換えを行う時は、上記の高低圧差から１０Ｋｇ
ｆ／ｃｍ^２まで昇圧させ切り換え後上記の高低圧差まで
降圧させている、このロスを少なくすることが望まし
い。ただし特例として１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上での運転
において冷、暖房の切り換えの場合昇、降圧はなく、従
来の技術はこの特例には合致するがインバーター搭載機
種には対応できていない面が多い。

【０００６】また、インバーター制御による運転中は、
冷、暖房の切り換えに関係なく、常時冷媒漏れの保証が
難しい。よってインバーター搭載の空調機へ採用するた
めには、冷媒漏れの保証が必要である。

【０００７】従来の技術では、高圧域を急激に低圧域に
するために騒音に問題があった。

【０００８】〔発明が解決しようとする課題〕インバー
ター搭載の空調機に採用すためには、まず運転中の最低
周波数時の高低圧差４Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上での冷媒漏れ
を保証することである。

【０００９】冷、暖房の切り換え時の多くは空調機は停
止中であり、この状態での切り換え動作を確保すること
である。

【００１０】運転中における、冷、暖房の切り換え動作
は、インバーターの特質を利用して高低圧差４Ｋｇｆ／
ｃｍ^２時において確保することである。

【００１１】パイロットバルブ、毛細管などを割愛し、
構成を簡素化し組立性、品質の向上、小形化、低コスト
化を計ることである。

【００１２】〔課題を解決するための手段〕近年、イン
バーター搭載機種が急成長している。この発明はこのイ
ンバーターの特徴を利用するものである。

【００１３】この発明の特徴は、非常に小さい高低圧差
で冷媒洩れの保証をすることである。

【００１４】例えば図１に示す弁本体に、第２導管口
（５）か第３導管口（６）のどちらかをを閉鎖し、第１
導管口（４）より１Ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を加圧したと
き冷媒洩れを保証できることを前提にしたものである。

【００１５】手段として部品点数を少なくし、組立でも
力を加えず調整もなく、部品の精度のみで図１、図２に
示す所定の隙間αとβを得ることである。

【００１６】図１に示す所定の隙間αは最低周波数時の
所定の高低圧差より１Ｋｇｆ／ｃｍ^２降圧したとき上記
隙間αを得て、かつ１Ｋｇｆ／ｃｍ^２昇圧されたとき冷
媒洩れを保証する隙間である

【００１７】上記の確保には、さらにシール部の部材の
選定をすることも必要である

【００１８】選定された部材は空調機が保証する最高の
高低圧差での保証をするため、また冷媒洩れの保証の精
度向上のため図１に示す所定の隙間をβとする

【００１９】上記所定の隙間βは、弁本体に加圧される
圧力が１Ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えた所定の加圧力で天蓋
（１）とカラー（１０）が当接するものである。

【００２０】上記選定された部材は、ゴミなどによる問
題が発生しかねない。

【００２１】空調機の稼動中は、天蓋（１）、カラー
（１０）、と回転体（８）、でシール部のみの密閉空間
を構成することにより周囲よりのゴミの飛散を避けるこ
とができる。

【００２２】さらに回転体（８）の異形の通路（１９）
より密閉された空間（Ｃ）に導入される高温高圧冷媒は
フィルターにより除鹿されている。またこの冷媒は直接
シール部に導入されない。

【００２３】シール部は、密閉された空間の上部に設け
たことによりさらに問題を小さくしている

【００２４】一般的に最低の周波数時所定の高低圧差、
例えば５または６Ｋｇｆ／ｃｍ^２で圧縮機を停止しても
圧力バランスに時間がかかり市場で問題になることも想
定され圧縮機の停止して冷暖房の切り換えには難色をも
つものである。

【００２５】しかし上記の如く、所定の高低圧差で圧縮
機を停止させ１Ｋｇｆ／ｃｍ^２だけ高低圧差が降圧した
とき上記隙間αを得ることが出来る。この１Ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２の降圧に要する時間は短く市場では問題が起きな
い。

【００２６】一般的には節電の時代には市場での空調機
の空調を保証する最低周波数と市場での一時的に圧縮機
の運転を保証する最低周波数には差がありそれぞれの高
低圧差には圧力差があるものである。

【００２７】上記高低圧差の圧力差が１Ｋｇｆ／ｃｍ^２
以上のときは、空調機が空調を保証する高低圧差では当
然冷媒洩れを保証しなくてはならない。このとき冷暖房
の切り換えを行うために圧縮機の運転を保証する最低周
波数に変換するだけで上記隙間αを得ることが出来る。
よって運転中でも冷、暖房の切り換えが確保できる。

【００２８】よって、いかなる条件で空調していても、
冷、暖房切り換えを行う場合は、市場において圧縮機の
運転を保証する最低周波数に周波数を変換して冷、暖房
の切り換えを行い前条件に復旧させる。従って運転中に
作動するため冷媒流音は発生しない。

【００２９】図８に示すボールを採用することにより回
動駆動装置の駆動力の軽減が出来る。

【００３０】〔作用〕冷暖房の切り換えは、停止中は無
論のこと、最低周波数時の所定の高低圧差のとき、圧縮
機を停止して短時間に冷、暖房の切り換えが完了する。

【００３１】また、市場における空調機の空調を保証す
る最低周波数時の所定の高低圧差と市場において圧縮機
が一時的にな運転を保証する最低周波数時の所定の高低
圧差との圧力差を利用し、空調機の運転中に冷、暖房の
切り換えを行うことが出来る。

【００３２】〔実施例〕この発明の一実施例を説明す
る。図１に示す如く、回動駆動装置（２０）は別とし
て、部品では、シール部材、スプリング（９）以外はす
べて簡単な機械加工である。

【００３３】部品の機械加工の、所定の精度は確保し易
いよって図１に示すαは保証し易い。

【００３４】低い圧力差で冷媒洩れを保証するために
は、シール部材と共に回転体（８）の回動ごとに天蓋
（１）と回転体（８）との間に傾きを発生しにくくする
ことである。このため軸受け（１３）はシール部に近く
すると共にカラー（１０）と天蓋（１）との隙間βによ
り回転体（８）の傾きを制御することである。

【００３５】シール部周辺でのゴミの飛散を避けるため
フィルターによる除鹿は無論のこと図７に示すＣの如く
シール部のみの密閉空間を構成すると共に図７に示す通
路（１９）を異形にするとよい。

【００３６】組立正は部品の機械加工による所定の精度
が確保していれば調整もなく、外力も加わらず組立が出
来、品質確保が出来る。

【００３７】冷媒洩れの保証は、中間段階で品質確保が
出来る。

【００３８】〔発明の効果〕インバーターの特質を利用
し、空調機の停止中、最低周波数時の所定の高低圧差で
空調機を停止させ短時間に冷、暖房の切り換えを確保し
た。また上記の如く、圧力差を利用して運転中に冷暖房
の切り換えを確保した。

【００３９】部品点数も少なく、機械加工が簡単で容易
に所定の精度が確保出来、かつ外力を加えず組立性もよ
く、組立段階で品質確保が出来た。また高信頼性の冷凍
サイクル用四方弁が提案できた。

【００４０】冷、暖房時の騒音の低下が得られた、とく
に

【請求項４】の場合は騒音は発生しない。

【００４１】 傾向として弁本体は外径が大きく、高さ
が低いため、アキュームレーターを利用するのに適して
いる。

【００４２】小形化、低コスト化が実現できた。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による一実施例の冷凍サイクル用四方
弁の断面図である。

【図２】図１のＡの詳細な断面図である。

【図３】天蓋（１）のシール部側の平面図である。

【図４】底蓋（２）の弁本体内側のの平面図である。

【図５】回転体（８）のシール部側の平面図である。

【図６】回動駆動装置（２０）の断面図である。

【図７】アキュームレーター搭載の冷凍サイクル四方弁
の断面図である。

【図８】ボールの詳細な説明図である。

【００４２】

【符号の説明】

１、天蓋 ２、底蓋 ３、側管 ４、第１導管口 ５、
第２導管口 ６、第３導管口 ７、第４導管口 ８、回
転体 ９、スプリング １０、カラー １１、ストッパ
ー兼支持棒 １２、ストッパー １３、軸受け １４、
軸 １５、シール部材 １６、連通路 １７、シール部
１８、スプリング受け １９、通路 ２０、回動駆動装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天蓋（１）と底蓋（２）と側管（３）また
   は図７に示すアキュームレーター上蓋を機密的に閉鎖し
   た弁本体とこの弁本体内に第１導管口（４）、第２導管
   口（５）、第３導管口（６）と第４導管口（７）を開口
   し、第２導管口（５）または第３導管口（６）と第４導
   管口（７）に通ずるＵ字状連通路（１６）にシール部
   を、かつ第４導管口（７）に通ずるシール部を中心に１
   ８０°側の等間隔に図６に示す突起（１７）を設け前記
   シール部と同一の模擬シール部を備えた回転体（８）を
   内蔵し、支軸（１４）を中心に正逆方向に所定角度回動
   する回動駆動装備（２０）を具備した冷凍サイクル用西
   方弁において、底蓋（２）に設けたストッパー兼用の支
   持棒（１１）に前記回転体（８）を載せ、この回転体
   （８）にカラー（１０）およびスプリング（９）を載
   せ、図１、図２に示す所定隙間αおよびβを図１に示す
   Ｂの如く側管（３）に切り欠きを設けて確保し、最低の
   周波数時の所定の高低圧差で冷媒洩れの保証と冷暖房時
   の切り換えを確保することを特徴とするサイクル用四方
   弁。
2. 【請求項２】図７に示す如く空調機の運転中、天蓋
   （１）、カラー（１０）と回転体（８）によりシール部
   のみの密閉された空間を構成し通路（１９）を開口した
   ことを特徴とする冷凍サイクル用四方弁。
3. 【請求項３】最低周波数時の所定の高低圧差で空調機を
   停止させたとき、短時間で冷暖房の切り換えを得る事を
   特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル用四方弁。
4. 【請求項４】市場において空調機が空調を保証す最低周
   波数時の高低圧差と、市場で圧縮機が運転することを保
   証する最低周波数時の所定の高低圧差との圧力差を利用
   し運転中に冷暖房の切り換えを得ると共に冷媒流音が発
   生しないことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイク
   ル用四方弁。