JP2006316852A

JP2006316852A - Pilot operated solenoid valve and heat exchange system using the same

Info

Publication number: JP2006316852A
Application number: JP2005138621A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sugano; 治菅野; Kazuhiro Sekine; 一廣関根; Akinori Kogori; 昭則古郡; Hideki Sekiguchi; 英樹関口; Hideki Minamizawa; 英樹南澤; Yosuke Sugiyama; 洋介杉山; Masahiko Yoshida; 雅彦吉田
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pilot operated solenoid valve which is considered so that the valve opening operation of a valve element is performed to be relatively slow during opening a valve, avoiding problems with the durability and reliability of a conventional pilot operated solenoid valve. <P>SOLUTION: The pilot operated solenoid valve comprises the valve element 36 stored in a valve body 21 for partitioning a first valve chest 22a from a second valve chest 22b and for abutting a valve seat 26 facing the first valve chest 22a, a piston 23 for partitioning the second valve chest 22b from a tank chamber 22c, a compression spring 42 for energizing the piston 23 to be spaced wider from the valve element 36, a first restricting passage 37 formed in the valve element 36 for communicating the first valve chest 22a with the second valve chest 22b, a second restricting passage 41 formed in the piston 23 for communicating the second valve chest 22b with the tank chamber 22c, a stepped part 24 for restricting a gap to be formed between the valve element 36 and the piston 23 in the state that the valve element 36 abuts on the valve seat 26, a bellows 38 for energizing the piston 23 toward the stepped part 24, and a pilot valve 31 for opening/closing a pilot flow path 30 communicated with an outlet port 27 and the second valve chest 22b. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、弁体の開弁動作を比較的緩慢に行い得るパイロット作動式電磁弁およびこれを組み込んだ熱交換システムに関する。 The present invention relates to a pilot-operated solenoid valve capable of performing a valve opening operation of a valve body relatively slowly and a heat exchange system incorporating the same.

冷凍サイクルを有する熱交換システムとして、例えば冷蔵庫などにおいては気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を冷却して液化させる凝縮器と、液化した冷媒の圧力を低下させる膨張弁と、液状の低温冷媒を気化させて圧縮機に戻す蒸発器とが冷媒の循環経路内に組み込まれている。このような冷凍サイクルにおいては、圧縮機が停止状態にある時、冷媒は高温高圧の凝縮器側から膨張弁を介して温度および圧力の低い蒸発器側に流入して凝縮液化し、これが再起動した圧縮機内に引き込まれるため、圧縮機が損傷を受けてしまう問題がある。このため、圧縮機の運転停止中に冷媒が凝縮器側から膨張弁を介して蒸発器側に流入しないように、冷媒の循環系路を閉鎖し得る電磁弁を凝縮器と膨張弁との間の循環経路内に組み込んだものが一般的となっている。この場合、冷却対象領域が目標設定温度よりも低下した時、電磁弁を駆動して循環系路を塞ぎ、この状態のまま圧縮機を作動させて蒸発器内の冷媒を凝縮器に回収し、蒸発器内の冷媒の圧力が所定圧力まで低下した時点で圧縮機の運転を停止させるようにしている。また、冷却対象領域が目標設定温度よりも上昇すると、電磁弁が開弁状態に切り換わって蒸発器への冷媒の供給が行われ、これに伴って蒸発器内の冷媒の圧力が上昇するため、圧縮機が起動して冷媒が循環系路内を循環するようになっている。 As a heat exchange system having a refrigeration cycle, for example, in a refrigerator, a compressor that compresses refrigerant in a gas phase, a condenser that cools and liquefies the compressed refrigerant, and an expansion valve that reduces the pressure of the liquefied refrigerant And an evaporator that vaporizes the liquid low-temperature refrigerant and returns it to the compressor is incorporated in the refrigerant circulation path. In such a refrigeration cycle, when the compressor is stopped, the refrigerant flows from the high-temperature and high-pressure condenser side through the expansion valve to the low-temperature and low-pressure evaporator side to condense and liquefy, which is restarted. Since it is drawn into the compressor, there is a problem that the compressor is damaged. For this reason, an electromagnetic valve that can close the refrigerant circulation system is provided between the condenser and the expansion valve so that the refrigerant does not flow from the condenser side to the evaporator side through the expansion valve while the compressor is stopped. Incorporated in the circulation path of the common is common. In this case, when the region to be cooled is lower than the target set temperature, the solenoid valve is driven to block the circulation path, the compressor is operated in this state, and the refrigerant in the evaporator is recovered in the condenser. The operation of the compressor is stopped when the pressure of the refrigerant in the evaporator decreases to a predetermined pressure. In addition, when the cooling target area rises above the target set temperature, the solenoid valve is switched to the open state and the refrigerant is supplied to the evaporator, and the pressure of the refrigerant in the evaporator increases accordingly. The compressor is activated and the refrigerant circulates in the circulation system.

冷却対象領域の温度に応じて冷媒の循環経路を開閉する電磁弁を組み込んだ熱交換システムにおいては、電磁弁が閉弁状態から開弁状態に切り換わった時に高圧の冷媒が膨張弁側に供給される。この結果、膨張弁に衝撃的な圧力が作用していわゆる水撃現象により膨張弁が破損してしまう可能性がある。そこで、特許文献１や特許文献２に示すような電磁弁が提案されている。 In a heat exchange system that incorporates an electromagnetic valve that opens and closes the refrigerant circulation path according to the temperature of the area to be cooled, high-pressure refrigerant is supplied to the expansion valve when the solenoid valve switches from the closed state to the open state. Is done. As a result, shock pressure may act on the expansion valve, and the expansion valve may be damaged by a so-called water hammer phenomenon. Therefore, electromagnetic valves as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.

特開平１０−３１８４２５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-318425 特開平１１−３４４１４５号公報JP-A-11-344145

特許文献１に開示されたパイロット式電磁弁は、リップシール構造を取っているためにリップシール部分の漏れが経時的に大きくなり、その耐久性に問題があった。また、このパイロット式電磁弁はピストンと弁体とが一体となっているため、パイロット弁を駆動してから、実際に弁体が開き始めるまでに時間が掛かり、その応答性に改善すべき点があった。 Since the pilot type solenoid valve disclosed in Patent Document 1 has a lip seal structure, leakage at the lip seal portion increases with time, and there is a problem in durability. In addition, since this pilot type solenoid valve has an integrated piston and valve body, it takes time until the valve body actually starts to open after the pilot valve is driven. was there.

特許文献２に開示されたパイロット電磁弁も、特許文献１のパイロット式電磁弁と同様に、冷凍サイクルにおける電磁弁の急激な開閉で発生するリキッドハンマー現象による膨張弁の破損を回避するための構造を採用しているものの、全閉状態から全開状態まで弁体を変位させるのに要する時間が比較的短く、膨張弁に対する衝撃緩和能力がそれほど優れているものとは言えなかった。 Similar to the pilot solenoid valve disclosed in Patent Document 2, the pilot solenoid valve disclosed in Patent Document 2 also has a structure for avoiding damage to the expansion valve due to a liquid hammer phenomenon that occurs when the solenoid valve is suddenly opened and closed in the refrigeration cycle. However, the time required for displacing the valve element from the fully closed state to the fully open state is relatively short, and the impact mitigation ability for the expansion valve was not so excellent.

本発明の目的は、開弁時に弁体の開弁動作が比較的緩慢に行われるように配慮したパイロット作動式電磁弁およびこれを用いた熱交換システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pilot-actuated electromagnetic valve and a heat exchange system using the same, in consideration that valve opening operation of the valve body is performed relatively slowly when the valve is opened.

本発明の第１の形態は、入口ポートおよび出口ポートが形成され、さらにこれら入口ポートおよび出口ポートに連通するキャビティが内側に形成された弁本体と、前記キャビティ内に往復動可能に収容されて前記キャビティを前記入口ポートおよび出口ポートが連通する第１弁室と第２弁室側とに仕切り、前記第１弁室に臨むように前記出口ポートに形成された弁座に当接し得る弁体と、この弁体に形成されて前記第１弁室と前記第２弁室とを連通する第１の絞り通路と、前記弁体との対向方向に沿って往復動可能に前記第２弁室側に取り付けられ、この第２弁室側を第２弁室とタンク室とに仕切るピストンと、このピストンと前記弁体との間に介装されてこれらの間隔が拡がるように付勢する第１のばね部材と、前記ピストンに形成されて前記第２弁室と前記タンク室とを連通する第２の絞り通路と、前記キャビティに形成され、前記弁体が前記弁座に当接した状態においてこの弁体と前記ピストンとの間に形成される隙間を規定するストッパと、このストッパに向けて前記ピストンを付勢する第２のばね部材と、前記弁本体に形成されて前記出口ポートと前記第２弁室とを連通するパイロット流路と、前記パイロット流路を開閉するためのパイロット弁とを具えたことを特徴とするパイロット作動式電磁弁にある。 According to a first aspect of the present invention, an inlet port and an outlet port are formed, and a valve body having a cavity communicating with the inlet port and the outlet port formed therein is accommodated in the cavity so as to be reciprocally movable. A valve body that partitions the cavity into a first valve chamber and a second valve chamber side in which the inlet port and the outlet port communicate with each other, and can come into contact with a valve seat formed in the outlet port so as to face the first valve chamber And the second valve chamber formed in the valve body so as to reciprocate along a direction opposite to the valve body, and a first throttle passage communicating the first valve chamber and the second valve chamber. And a piston that partitions the second valve chamber side into a second valve chamber and a tank chamber, and is interposed between the piston and the valve body and urges the piston so that the distance between them is increased. 1 spring member and formed on the piston A second throttle passage communicating the second valve chamber and the tank chamber, and formed in the cavity, formed between the valve body and the piston in a state where the valve body is in contact with the valve seat. A stopper that defines a gap to be formed, a second spring member that biases the piston toward the stopper, and a pilot flow path that is formed in the valve body and communicates the outlet port and the second valve chamber And a pilot valve for opening and closing the pilot flow path.

本発明のパイロット作動式電磁弁において、パイロット弁がパイロット流路を塞いだ状態では、第１のばね部材のばね力によって弁体が弁座に当接して入口ポートと出口ポートとが非連通状態となる。この状態においては、第２のばね部材のばね力によりピストンがストッパに当接し、弁体とピストンとの間に隙間が形成される。 In the pilot operated solenoid valve of the present invention, when the pilot valve closes the pilot flow path, the valve body abuts on the valve seat by the spring force of the first spring member, and the inlet port and the outlet port are not in communication. It becomes. In this state, the piston comes into contact with the stopper by the spring force of the second spring member, and a gap is formed between the valve body and the piston.

この状態からパイロット弁を駆動してパイロット流路を開くと、第２弁室内の流体がパイロット流路から出口ポートに流出するため、第１弁室内の流体の圧力が第１のばね部材のばね力に打ち勝って弁体がピストンに当接するまで変位する。この結果、弁座と弁体との間に形成される僅かな隙間を介して流体が入口ポートから出口ポートへと流れ始める。さらに、第１弁室内の流体と第２弁室内の流体との差圧により、タンク室内の流体が第２の絞り通路から第２弁室内に押し出され、ここからパイロット流路を通って出口ポートに流出するため、ピストンも弁座から離れる方向に弁体と共に比較的緩慢に移動する。この結果、弁座から弁体が離れるに従って出口ポートから流出する流体の量が次第に増大することとなる。 When the pilot valve is driven from this state to open the pilot flow path, the fluid in the second valve chamber flows out from the pilot flow path to the outlet port, so that the pressure of the fluid in the first valve chamber is the spring of the first spring member. The valve body is displaced until it overcomes the force and comes into contact with the piston. As a result, fluid begins to flow from the inlet port to the outlet port through a slight gap formed between the valve seat and the valve body. Further, due to the differential pressure between the fluid in the first valve chamber and the fluid in the second valve chamber, the fluid in the tank chamber is pushed out from the second throttle passage into the second valve chamber, and from there, passes through the pilot flow path to the outlet port. Therefore, the piston also moves relatively slowly with the valve body in the direction away from the valve seat. As a result, the amount of fluid flowing out from the outlet port gradually increases as the valve body moves away from the valve seat.

この状態から再びパイロット弁を駆動してパイロット流路を塞ぐと、第１弁室から第１の絞り通路を通って第２弁室内に流体が充填され始め、第１のばね部材のばね力によってまず弁体が弁座に当接し、入口ポートと出口ポートとが再び非連通状態となる。次いでタンク室内および第２弁室内の圧力が等しくなるため、第２のばね部材のばね力によって、ピストンがストッパに当接するまで第２弁室内の流体が第２の絞り通路を介してタンク室内に押し込まれる。 When the pilot valve is driven again from this state to close the pilot flow path, the fluid begins to fill the second valve chamber from the first valve chamber through the first throttle passage, and the spring force of the first spring member causes First, the valve body comes into contact with the valve seat, and the inlet port and the outlet port are again disconnected. Next, since the pressure in the tank chamber and the second valve chamber becomes equal, the fluid in the second valve chamber is caused to enter the tank chamber via the second throttle passage until the piston contacts the stopper by the spring force of the second spring member. Pushed in.

本発明の第１の形態のパイロット作動式電磁弁において、弁本体に装着されてピストンとの間にタンク室を画成するカバーをさらに具えることができる。 The pilot actuated solenoid valve according to the first aspect of the present invention may further include a cover that is mounted on the valve body and defines a tank chamber between the piston and the piston.

第２のばね部材は、一端側がピストンに接合されると共に他端側が弁本体に接合されたベローズであってよい。この場合、ストッパから離れる方向へのピストンの移動を規制する第２のストッパをさらに具えることができる。ベローズとピストンおよび弁本体との接合は、レーザー溶接やリングプロジェクション溶接あるいははんだ付けなど、流体に対して確実にシール可能な接合方法であればよい。 The second spring member may be a bellows having one end joined to the piston and the other end joined to the valve body. In this case, it is possible to further include a second stopper that restricts the movement of the piston in the direction away from the stopper. The bellows, the piston, and the valve main body may be joined by any joining method that can reliably seal against a fluid, such as laser welding, ring projection welding, or soldering.

ピストンを流体透過性の多孔質材、例えば金属製の金網を積層したものや連続発泡金属にて形成し、この多孔質材自体の流体透過性を第２の絞り通路として利用することも可能である。同様な観点から、弁体に形成される第１の絞り通路を多孔質材にて形成するようにしてもよい。 It is also possible to form the piston with a fluid-permeable porous material, for example, a metal wire mesh laminated or continuous foamed metal, and use the fluid permeability of the porous material itself as the second throttle passage. is there. From the same viewpoint, the first throttle passage formed in the valve body may be formed of a porous material.

弁体の往復動方向とパイロット流路を開閉するパイロット弁の弁体の往復動方向とを交差させることができる。 The reciprocating direction of the valve body can intersect the reciprocating direction of the valve body of the pilot valve that opens and closes the pilot flow path.

本発明の第２の形態は、気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機によって圧縮された気相状態の冷媒を液化させる凝縮器と、この凝縮器によって液化した冷媒の圧力を低下させる膨張弁と、この膨張弁を通過した液相の冷媒を気化させる蒸発器と、これら圧縮機，凝縮器，膨張弁，蒸発器を順に通る冷媒の循環通路と、凝縮器と前記膨張弁とをつなぐ前記循環通路の途中に組み込まれる本発明の第１の形態によるパイロット作動式電磁弁とを具え、このパイロット作動式電磁弁の入口ポートが前記凝縮器側の前記循環通路に連通すると共に出口ポートが前記膨張弁に続く前記循環通路に連通していることを特徴とする熱交換システムにある。 According to a second aspect of the present invention, a compressor that compresses a refrigerant in a gas phase state, a condenser that liquefies the refrigerant in a gas phase state compressed by the compressor, and a pressure of the refrigerant liquefied by the condenser are obtained. An expansion valve for lowering, an evaporator for vaporizing the liquid-phase refrigerant that has passed through the expansion valve, a refrigerant circulation passage that sequentially passes through the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator, the condenser, and the expansion valve And a pilot-operated solenoid valve according to the first embodiment of the present invention incorporated in the middle of the circulation passage, and an inlet port of the pilot-actuated solenoid valve communicates with the circulation passage on the condenser side. The heat exchange system is characterized in that an outlet port communicates with the circulation passage following the expansion valve.

本発明においては、圧縮機によって気相状態の冷媒が圧縮され、この圧縮された冷媒が凝縮器によって液化され、ここで第１の熱交換が外部との間でなされる。液相となった冷媒はその圧力が膨張弁によって下げられ、蒸発器によって再び気化され、ここで第２の熱交換が外部との間でなされる。パイロット作動式電磁弁のパイロット弁がそのパイロット流路を塞いだ状態では、凝縮器と膨張弁との間の循環通路が塞がれた状態となっており、この状態からパイロット弁がそのパイロット流路を開くと、弁体が最初に僅かに移動して入口ポートから出口ポートへと高圧の冷媒が膨張弁側へ少しずつ流れ、その後、弁体が弁座から完全に離れて入口ポートと出口ポートとが最大の連通状態となる。 In the present invention, the refrigerant in the gas phase state is compressed by the compressor, and the compressed refrigerant is liquefied by the condenser, where the first heat exchange is performed with the outside. The refrigerant in the liquid phase is lowered in pressure by the expansion valve and vaporized again by the evaporator, where the second heat exchange is performed with the outside. When the pilot valve of the pilot operated solenoid valve closes the pilot flow path, the circulation path between the condenser and the expansion valve is blocked. From this state, the pilot valve When the passage is opened, the valve body first moves slightly and high-pressure refrigerant gradually flows from the inlet port to the outlet port toward the expansion valve, and then the valve body is completely separated from the valve seat to enter the inlet port and the outlet port. The port is in maximum communication.

本発明のパイロット作動式電磁弁によると、入口ポートおよび出口ポートが形成され、さらにこれら入口ポートおよび出口ポートに連通するキャビティが内側に形成された弁本体と、キャビティ内に往復動可能に収容されてキャビティを入口ポートおよび出口ポートが連通する第１弁室と第２弁室側とに仕切り、第１弁室に臨むように出口ポートに形成された弁座に当接し得る弁体と、この弁体に形成されて第１弁室と第２弁室とを連通する第１の絞り通路と、弁体との対向方向に沿って往復動可能に第２弁室側に取り付けられ、この第２弁室側を第２弁室とタンク室とに仕切るピストンと、このピストンと弁体との間に介装されてこれらの間隔が拡がるように付勢する第１のばね部材と、ピストンに形成されて第２弁室とタンク室とを連通する第２の絞り通路と、キャビティに形成され、弁体が弁座に当接した状態においてこの弁体とピストンとの間に形成される隙間を規定するストッパと、このストッパに向けてピストンを付勢する第２のばね部材と、弁本体に形成されて出口ポートと第２弁室とを連通するパイロット流路と、パイロット流路を開閉するためのパイロット弁とを具えているので、このパイロット弁によってパイロット流路を開放した場合、弁体がピストンに当接して弁座から弁体が僅かに離れた後、タンク室内の流体が第２の絞り通路を介して第２弁室からパイロット流路を通って出口ポート側に排出されながら弁体がピストンと共に弁座から離れる方向に移動することとなるため、流体を比較的緩慢に出口ポートから流出させることができる。この結果、弁体の開弁動作による出口ポート側の流体の圧力上昇が２段階にて比較的緩慢に起こるため、出口ポートの下流側に接続する流体機器の損傷を未然に防止することができる。 According to the pilot-operated solenoid valve of the present invention, an inlet port and an outlet port are formed, and a valve main body formed on the inside with a cavity communicating with the inlet port and the outlet port is reciprocally accommodated in the cavity. A valve body that partitions the cavity into a first valve chamber and a second valve chamber side in which the inlet port and the outlet port communicate with each other, and can contact a valve seat formed at the outlet port so as to face the first valve chamber, A first throttle passage formed in the valve body and communicating between the first valve chamber and the second valve chamber, and attached to the second valve chamber side so as to be capable of reciprocating along the opposing direction of the valve body. A piston that divides the two-valve chamber side into a second valve chamber and a tank chamber; a first spring member that is interposed between the piston and the valve body and energizes the pistons so as to widen them; and Formed to communicate between the second valve chamber and the tank chamber A second throttle passage, a stopper formed in the cavity and defining a gap formed between the valve body and the piston in a state where the valve body is in contact with the valve seat, and the piston toward the stopper Since it comprises a second spring member to be urged, a pilot passage formed in the valve body and communicating the outlet port and the second valve chamber, and a pilot valve for opening and closing the pilot passage, When the pilot flow path is opened by the pilot valve, after the valve body abuts on the piston and the valve body is slightly separated from the valve seat, the fluid in the tank chamber is piloted from the second valve chamber through the second throttle passage. Since the valve body moves in a direction away from the valve seat together with the piston while being discharged to the outlet port side through the flow path, the fluid can flow out from the outlet port relatively slowly. As a result, the pressure increase of the fluid on the outlet port side due to the valve opening operation of the valve body occurs relatively slowly in two stages, so that damage to the fluid device connected to the downstream side of the outlet port can be prevented in advance. .

ピストンとの間にタンク室を画成するカバーを弁本体に装着した場合、大きさの異なるカバーを使用することによってタンク室の内容積を変更することができ、ピストンに形成される第２の絞り通路の寸法形状を変更することと相俟って、弁体の開弁移動速度を任意に設定することが可能である。徐動時間の必要のない場合は削除してしまうことも可能である。 When a cover that defines a tank chamber between the piston and the piston is mounted on the valve body, the internal volume of the tank chamber can be changed by using a cover having a different size. In combination with changing the dimensional shape of the throttle passage, it is possible to arbitrarily set the valve opening moving speed of the valve body. If the slowdown time is not required, it can be deleted.

一端側がピストンに接合されると共に他端側が弁本体に接合されたベローズを第２のばね部材として用いた場合、ピストンと弁本体との間のシール機構と第２のばね部材とを兼用させることができるため、その部品点数を削減することが可能である。特に、ストッパから離れる方向へのピストンの移動を規制する第２のストッパをさらに具えた場合、圧縮変形に伴うベローズの破損を未然に防止することができる。 When a bellows having one end joined to the piston and the other end joined to the valve body is used as the second spring member, the seal mechanism between the piston and the valve body is used as the second spring member. Therefore, the number of parts can be reduced. In particular, when a second stopper that restricts the movement of the piston in the direction away from the stopper is further provided, it is possible to prevent the bellows from being damaged due to compression deformation.

ピストンを流体透過性の多孔質材にて形成し、この多孔質材自体の流体透過性を第２の絞り通路として利用した場合、第２の絞り通路を機械加工する必要がなくなり、加工工数を削減させることができる。 When the piston is formed of a fluid-permeable porous material and the fluid permeability of the porous material itself is used as the second throttle passage, it is not necessary to machine the second throttle passage, reducing the number of processing steps. Can be reduced.

弁体の往復動方向とパイロット流路を開閉するパイロット弁の弁体の往復動方向とを交差させた場合、パイロット弁とタンク室との干渉を避けることができるため、タンクの容積や形状を任意に設定することが可能となり、弁体の開弁移動速度をより自由に設定することができる。 When the reciprocating direction of the valve body and the reciprocating direction of the valve body of the pilot valve that opens and closes the pilot flow path intersect, the interference between the pilot valve and the tank chamber can be avoided. It becomes possible to set arbitrarily, and the valve opening moving speed of the valve body can be set more freely.

本発明の第２の形態の熱交換システムによると、気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機によって圧縮された気相状態の冷媒を液化させる凝縮器と、この凝縮器によって液化した冷媒の圧力を低下させる膨張弁と、この膨張弁を通過した液相の冷媒を気化させる蒸発器と、これら圧縮機，凝縮器，膨張弁，蒸発器を順に通る冷媒の循環通路と、凝縮器と膨張弁とをつなぐ循環通路の途中に組み込まれる本発明の第１の形態によるパイロット作動式電磁弁とを具え、このパイロット作動式電磁弁の入口ポートを凝縮器側の循環通路に連通させると共に出口ポートを膨張弁に続く循環通路に連通させたので、パイロット作動式電磁弁の開弁動作に伴って発生する冷媒の圧力変化を緩慢に行うことができ、冷媒圧力の衝撃的な変化に伴って発生し得るパイロット作動式電磁弁の下流側に配された膨張弁の損傷を未然に防止することかできる。 According to the heat exchange system of the second aspect of the present invention, the compressor that compresses the gas-phase refrigerant, the condenser that liquefies the gas-phase refrigerant compressed by the compressor, and the liquefaction by the condenser. An expansion valve that lowers the pressure of the refrigerant, an evaporator that vaporizes the liquid-phase refrigerant that has passed through the expansion valve, a refrigerant circulation passage that sequentially passes through the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator, and the condensation And a pilot-operated solenoid valve according to the first embodiment of the present invention incorporated in the middle of a circulation passage connecting the condenser and the expansion valve, and the inlet port of this pilot-actuated solenoid valve is communicated with the circulation passage on the condenser side At the same time, the outlet port communicates with the circulation passage that follows the expansion valve, so that the refrigerant pressure change that occurs when the pilot-operated solenoid valve is opened can be performed slowly, resulting in shocking changes in the refrigerant pressure. Accompanied by Damage arranged inflation valve downstream of the pilot operated solenoid valve can be made can either be prevented.

本発明による熱交換システムを空気調和装置に応用した一実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。 An embodiment in which the heat exchange system according to the present invention is applied to an air conditioner will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the claims Any change or modification included in the concept of the present invention described in the above is possible, and can naturally be applied to any other technique belonging to the spirit of the present invention.

本実施形態における空気調和装置の概念を図１に示す。本実施形態における空気調和装置１０は、気相の冷媒を高圧に圧縮する圧縮機１１と、この圧縮機１１に冷媒供給管１２を介して連通する室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３に冷媒循環配管１４を介して連通し、さらに冷媒戻し管１５を介して圧縮機１１に連通する室内熱交換器１６と、室内熱交換器１６と室外熱交換器１３とを接続する冷媒循環配管１４の途中に組み込まれる膨張弁１７と、この膨張弁１７と室外熱交換器１３との間の冷媒循環配管１４の途中に組み込まれるパイロット作動式電磁弁１８とを具えている。また、本発明における凝縮器としての室外熱交換器１３には、高温となった冷媒を冷却するための冷却ファン１９が付設され、本発明における蒸発器としての室内熱交換器１６には、室内の空気をこの室内熱交換器１６に導いて再び室内に送り出すための循環送風ファン２０が付設されている。さらに、図示しない温度センサや圧力スイッチからの検出信号や操作スイッチからの指令に基づき、これら圧縮機１１，室外熱交換器１３，室内熱交換器１６，膨張弁１７，パイロット作動式電磁弁１８の作動を制御する図示しない制御装置なども具えている。 The concept of the air conditioner in this embodiment is shown in FIG. The air conditioner 10 in this embodiment includes a compressor 11 that compresses a gas-phase refrigerant to a high pressure, an outdoor heat exchanger 13 that communicates with the compressor 11 via a refrigerant supply pipe 12, and an outdoor heat exchanger 13. The indoor heat exchanger 16 that communicates with the compressor 11 via the refrigerant return pipe 15 and the refrigerant heat return pipe 15 connects the indoor heat exchanger 16 and the outdoor heat exchanger 13. 14 is provided with an expansion valve 17 incorporated in the middle of 14 and a pilot-operated electromagnetic valve 18 incorporated in the middle of the refrigerant circulation pipe 14 between the expansion valve 17 and the outdoor heat exchanger 13. In addition, the outdoor heat exchanger 13 as a condenser in the present invention is provided with a cooling fan 19 for cooling the refrigerant having a high temperature, and the indoor heat exchanger 16 as an evaporator in the present invention has an indoor A circulation fan 20 is provided for guiding the air to the indoor heat exchanger 16 and sending it out into the room again. Further, based on detection signals from temperature sensors and pressure switches (not shown) and commands from the operation switches, the compressor 11, the outdoor heat exchanger 13, the indoor heat exchanger 16, the expansion valve 17, and the pilot operated solenoid valve 18 are controlled. A control device (not shown) for controlling the operation is also provided.

圧縮機１１は、室内熱交換器１６が配される室内温度に基づいて駆動および停止が制御されるが、直接的には室内熱交換器１６内の冷媒の圧力に応じて駆動および停止するようになっている。 The compressor 11 is controlled to be driven and stopped based on the indoor temperature at which the indoor heat exchanger 16 is disposed. However, the compressor 11 is driven and stopped directly according to the refrigerant pressure in the indoor heat exchanger 16. It has become.

膨張弁１７は、ここを通過する冷媒の相変化をもたらすことなく断熱膨張させて低温低圧の状態に変える弁開度可変位置と、冷媒に対して何ら作用せずにこれを単に通過させるだけの開弁位置とを有する。 The expansion valve 17 is a valve opening variable position that adiabatically expands and changes to a low-temperature and low-pressure state without causing a phase change of the refrigerant passing through the expansion valve 17 and simply allows the refrigerant to pass therethrough without acting on the refrigerant. And an open position.

パイロット作動式電磁弁１８は、室内温度が予め設定された温度よりも低下した場合、閉弁状態となって冷媒循環配管１４を閉塞し、室外熱交換器１３から膨張弁１７を介して室内熱交換器１６側への冷媒の流動を阻止する。この状態において圧縮機１１は運転を継続し、室内熱交換器１６内の冷媒を室外熱交換器１３に回収し、このようにして室内熱交換器１６内の圧力が所定圧力まで低下した場合に圧縮機１１が停止するようになっている。一方、室内温度が予め設定された温度よりも上昇した場合、パイロット作動式電磁弁１８が開弁状態となって室外熱交換器１３から室内熱交換器１６への冷媒の循環供給が行われ、これによって室内熱交換器１６内の圧力が上昇する結果、圧縮機１１が起動して図１中、矢印方向に冷媒が循環し、室内熱交換器１６を通過する低温低圧の冷媒と室内空気との間で熱交換が行われ、室内を冷房するようになっている。 When the indoor temperature falls below a preset temperature, the pilot-operated solenoid valve 18 is closed to close the refrigerant circulation pipe 14, and the indoor heat from the outdoor heat exchanger 13 through the expansion valve 17. The refrigerant is prevented from flowing to the exchanger 16 side. In this state, the compressor 11 continues to operate, collects the refrigerant in the indoor heat exchanger 16 in the outdoor heat exchanger 13, and thus the pressure in the indoor heat exchanger 16 has dropped to a predetermined pressure. The compressor 11 is stopped. On the other hand, when the room temperature rises higher than a preset temperature, the pilot-operated solenoid valve 18 is opened and the refrigerant is circulated from the outdoor heat exchanger 13 to the indoor heat exchanger 16, As a result, the pressure in the indoor heat exchanger 16 rises. As a result, the compressor 11 is activated and the refrigerant circulates in the direction of the arrow in FIG. 1, and the low-temperature and low-pressure refrigerant passing through the indoor heat exchanger 16 and the room air. Heat is exchanged between the two, and the room is cooled.

このように、圧縮機１１が停止状態の場合には、パイロット作動式電磁弁１８が閉弁状態となって冷媒は温度および圧力の低い室内熱交換器１６側へは流入せず、冷媒が室内熱交換器１６にて凝縮液化し、圧縮機１１がその再起動時に損傷を受けるような不具合を防止することができる。また、本実施形態においてはパイロット作動式電磁弁１８の開弁動作に伴って、このパイロット作動式電磁弁１８よりも上流側に介在する高圧冷媒が膨張弁１７に対して衝撃圧となって作用しないように、パイロット作動式電磁弁１８の開弁動作が比較的緩慢に行われる。 Thus, when the compressor 11 is in a stopped state, the pilot operated solenoid valve 18 is closed and the refrigerant does not flow into the indoor heat exchanger 16 having a low temperature and pressure. It is possible to prevent such a problem that the heat exchanger 16 condenses and liquefies, and the compressor 11 is damaged when restarted. Further, in the present embodiment, as the pilot operated solenoid valve 18 is opened, the high pressure refrigerant interposed upstream of the pilot operated solenoid valve 18 acts as an impact pressure on the expansion valve 17. In order to avoid this, the opening operation of the pilot operated solenoid valve 18 is performed relatively slowly.

このような本実施形態におけるパイロット作動式電磁弁１８の断面構造を図２に示し、その主要部を抽出拡大して図３〜図５にそれぞれ示す。すなわち、本実施形態におけるパイロット作動式電磁弁１８は、非通電時に閉弁状態となる、いわゆるノーマルクローズタイプの電磁駆動式のものであり、その筒状をなす弁本体２１には、第１弁室２２ａ，第２弁室２２ｂ，タンク室２２ｃを第１の方向（図２中、上下方向）に沿って画成するためのキャビティがその内側に形成されている。本実施形態におけるキャビティは、第１の方向に沿って延在して第１弁室２２ａの周側壁を画成する小径部分と、第１の方向に沿って延在して後述するピストン２３を収容するための大径部分と、これらの間に画成される段差部２４とを有する。 FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the pilot operated solenoid valve 18 in this embodiment, and FIG. 3 to FIG. That is, the pilot operated solenoid valve 18 in the present embodiment is a so-called normally closed electromagnetic drive type that is closed when not energized, and the tubular valve body 21 includes a first valve. A cavity for defining the chamber 22a, the second valve chamber 22b, and the tank chamber 22c along the first direction (vertical direction in FIG. 2) is formed inside thereof. The cavity in the present embodiment includes a small-diameter portion that extends along the first direction and defines the peripheral side wall of the first valve chamber 22a, and a piston 23 that extends along the first direction and will be described later. It has a large-diameter portion for accommodating and a step portion 24 defined between them.

また、この弁本体２１には、第１の方向と交差する第２の方向（図２中、左右方向）に延在して第１弁室２２ａに連通する入口ポート２５と、第１の方向に延在し、第１弁室２２ａに臨む弁座２６を有する出口ポート２７とが形成されている。これら入口および出口ポート２５，２７には、上述した冷媒循環配管１４に連結される配管継手２８，２９がそれぞれ嵌着され、入口ポート２５が室外熱交換器１３側に連通し、出口ポート２７が膨張弁１７側に連通した状態となっている。 The valve body 21 includes an inlet port 25 that extends in a second direction (left-right direction in FIG. 2) intersecting the first direction and communicates with the first valve chamber 22a, and a first direction. And an outlet port 27 having a valve seat 26 facing the first valve chamber 22a. The inlet and outlet ports 25 and 27 are fitted with pipe joints 28 and 29 connected to the refrigerant circulation pipe 14, respectively. The inlet port 25 communicates with the outdoor heat exchanger 13 and the outlet port 27 is connected to the outlet and outlet ports 25 and 27. It is in a state of communicating with the expansion valve 17 side.

段差部２４の一部に一端が開口し、他端が出口ポート２７に開口するようにキャビティの小径部分に沿って弁本体２１に形成されたパイロット流路３０は、弁本体２１の出口ポート２７の側方に取り付けられたパイロット弁３１によってその開閉が制御されるようになっている。本実施形態におけるパイロット弁３１はノーマルクローズタイプの電磁弁であり、電流がオン／オフされるコイル３２と、パイロット流路３０を開閉するためのボール３３を先端に装着したプランジャ３４と、このプランジャ３４のボール３３がパイロット流路３０を塞ぐように、プランジャ３４をパイロット流路３０側に付勢する圧縮ばね３５とを有する。従って、パイロット弁３１のコイル３２に通電することにより、圧縮ばね３５のばね力に抗してボール３３がパイロット流路３０から離れるようにプランジャ３４が励磁され、これによりパイロット流路３０が開放状態となる。 The pilot flow path 30 formed in the valve body 21 along the small diameter portion of the cavity so that one end is opened at a part of the stepped portion 24 and the other end is opened at the outlet port 27 is an outlet port 27 of the valve body 21. Opening and closing of the valve is controlled by a pilot valve 31 attached to the side of the valve. The pilot valve 31 in the present embodiment is a normally closed type electromagnetic valve, and includes a coil 32 for turning on / off current, a plunger 34 having a ball 33 for opening and closing the pilot flow path 30 at the tip, and this plunger. A compression spring 35 that biases the plunger 34 toward the pilot flow path 30 is provided so that the balls 33 of the 34 close the pilot flow path 30. Accordingly, when the coil 32 of the pilot valve 31 is energized, the plunger 34 is excited so that the ball 33 is separated from the pilot flow path 30 against the spring force of the compression spring 35, and the pilot flow path 30 is thereby opened. It becomes.

パイロット流路３０を開閉するパイロット弁３１の構成に関しては、本実施形態以外の任意のものを適宜採用することが可能である。 As for the configuration of the pilot valve 31 that opens and closes the pilot flow path 30, any one other than the present embodiment can be adopted as appropriate.

キャビティの小径部分には、出口ポート２７の弁座２６に当接し得る先端部を有する弁体３６が第１の方向に沿って摺動自在に嵌合され、このキャビティの小径部分を第１弁室２２ａと第２弁室２２ｂ側とを仕切っている。先端部がキャビティの小径部分よりも小径となった本実施形態における弁体３６には、弁座２６と反対側に突出してキャビティの小径部分に対して摺接する円筒部３６ａと、弁体３６の先端部を半径方向に横切るように形成されて両端が第１弁室２２ａに開口する連通路３６ｂと、一端がこの連通路３６ｂに開口すると共に他端が円筒部３６ａの内側、つまり第２弁室２２ｂ側に開口する第１の絞り通路３７とが形成されている。この弁体３６の先端部が弁座２６を完全に閉止した図２に示す状態において、円筒部３６ａの先端と段差部２４との間には所定間隔の隙間が形成されるように、円筒部３６ａの突出長が設定されている。この所定間隔の隙間は、弁体３６の第１段目のリフト量に対応する。 A valve body 36 having a tip that can contact the valve seat 26 of the outlet port 27 is slidably fitted along the first direction in the small-diameter portion of the cavity, and the small-diameter portion of the cavity is connected to the first valve. The chamber 22a is partitioned from the second valve chamber 22b side. The valve body 36 in the present embodiment whose tip is smaller in diameter than the small-diameter portion of the cavity includes a cylindrical portion 36a that protrudes on the opposite side of the valve seat 26 and is in sliding contact with the small-diameter portion of the cavity. A communication passage 36b formed so as to cross the distal end in the radial direction and having both ends open to the first valve chamber 22a, and one end opening to the communication passage 36b and the other end inside the cylindrical portion 36a, that is, the second valve A first throttle passage 37 that opens to the chamber 22b side is formed. In the state shown in FIG. 2 in which the distal end portion of the valve body 36 completely closes the valve seat 26, the cylindrical portion is formed such that a gap is formed between the distal end of the cylindrical portion 36a and the step portion 24. A projecting length of 36a is set. The gap of the predetermined interval corresponds to the first stage lift amount of the valve body 36.

第１の方向に沿って往復動自在にキャビティの大径部分に収容されるピストン２３には、第１の方向に沿って延在するベローズ３８の一方の開口端部がろう付けなどにより接合され、円筒状をなすこのベローズ３８の他方の開口端部も同様に、出口ポート２７と反対側の弁本体２１の端部に装着された環状の案内ブラケット３９の外縁部にろう付けなどにより接合されている。この案内ブラケット３９は、キャビティの大径部分の開口端を塞ぐカップ形断面のカバー４０と共に出口ポート２７と反対側の弁本体２１の端部にろう付けなどにより一体的に接合されている。従って、ピストン２３およびベローズ３８は、弁体３６との間に第２弁室２２ｂを画成すると共にカバー４０との間にタンク室２２ｃを画成し、これら第２弁室２２ｂとタンク室２２ｃとを連通する第２の絞り通路４１がピストン２３の中央部に形成されている。本実施形態におけるベローズ３８は、第１の方向に沿って伸縮可能であり、ピストン２３をキャビティの段差部２４、つまり本発明におけるストッパに押し当てるような付勢力を有する本発明の第２のばね部材としても機能する。案内ブラケット３９には、キャビティの大径部分の周側壁との間にベローズ３８を挟み込むようにピストン２３側に突出する円筒状の第２ストッパ３９ａが形成されており、段差部２４からピストン２３が離れる方向、つまりベローズ３８が収縮する方向へのピストン２３の変位を規制し得るようになっている。これにより、ピストン２３は段差部２４と第２ストッパ３９ａとの間を変位し、このピストン２３のストロークが弁体３６の第２段階のリフト量に対応する。 One open end of a bellows 38 extending along the first direction is joined to the piston 23 accommodated in the large-diameter portion of the cavity so as to be reciprocating along the first direction by brazing or the like. Similarly, the other open end of the cylindrical bellows 38 is joined to the outer edge of an annular guide bracket 39 attached to the end of the valve body 21 opposite to the outlet port 27 by brazing or the like. ing. The guide bracket 39 is integrally joined to the end of the valve body 21 opposite to the outlet port 27 by brazing or the like, together with a cover 40 having a cup-shaped cross section that closes the open end of the large-diameter portion of the cavity. Therefore, the piston 23 and the bellows 38 define a second valve chamber 22b between the piston body 36 and the valve body 36, and a tank chamber 22c between the cover 40 and the second valve chamber 22b and the tank chamber 22c. Is formed in the central portion of the piston 23. The bellows 38 in the present embodiment is extendable in the first direction, and the second spring of the present invention has an urging force that presses the piston 23 against the stepped portion 24 of the cavity, that is, the stopper in the present invention. It also functions as a member. The guide bracket 39 is formed with a cylindrical second stopper 39a that protrudes toward the piston 23 so that the bellows 38 is sandwiched between the peripheral wall of the large-diameter portion of the cavity. The displacement of the piston 23 in the direction of separating, that is, the direction in which the bellows 38 contracts can be regulated. As a result, the piston 23 is displaced between the stepped portion 24 and the second stopper 39a, and the stroke of the piston 23 corresponds to the second stage lift amount of the valve body 36.

本実施形態では、ベローズ３８を用いてピストン２３と弁本体２１のキャビティの大径部分とをシールするようにしたが、ピストン２３の外周面を摺動自在にキャビティの大径部分の周側壁に嵌合させ、このピストン２３と案内ブラケット３９との間に圧縮ばねを組み込むようにしてもよい。 In the present embodiment, the bellows 38 is used to seal the piston 23 and the large-diameter portion of the cavity of the valve body 21, but the outer peripheral surface of the piston 23 is slidably attached to the peripheral side wall of the large-diameter portion of the cavity. A compression spring may be incorporated between the piston 23 and the guide bracket 39.

前記弁体３６とピストン２３との間には、これらの間隔が拡がるように付勢する圧縮ばね４２が本発明における第１のばね部材として介装され、この圧縮ばね４２は円筒部３６ａの内側に収容された状態となっている。また、キャビティの段差部２４には、パイロット流路３０の一端から径方向内側に延在してキャビティの小径部分に連通する連通溝２４ａが形成され、ピストン２３が段差部２４に当接した状態においてもパイロット流路３０が第２弁室２２ｂ内に連通するようになっている。同様に、弁体３６の円筒部３６ａの先端がピストン２３に当接した状態において、この連通溝２４ａを介してパイロット流路３０と弁体３６の円筒部３６ａ内の第２弁室２２ｂとが連通するように、弁体３６の円筒部３６ａの先端部分には放射状の切欠４３が形成され、さらに外周面側に面取りを施してキャビティの小径部分の周側壁との間に環状の隙間を形成している。 A compression spring 42 is provided between the valve body 36 and the piston 23 as a first spring member in the present invention so as to increase the distance between the valve body 36 and the piston 23. The compression spring 42 is disposed inside the cylindrical portion 36a. It is in a state of being accommodated in. The cavity step portion 24 is formed with a communication groove 24 a extending radially inward from one end of the pilot flow path 30 and communicating with the small diameter portion of the cavity, and the piston 23 is in contact with the step portion 24. In this case, the pilot flow path 30 communicates with the second valve chamber 22b. Similarly, when the tip of the cylindrical portion 36a of the valve body 36 is in contact with the piston 23, the pilot flow path 30 and the second valve chamber 22b in the cylindrical portion 36a of the valve body 36 are connected via the communication groove 24a. A radial notch 43 is formed at the tip of the cylindrical portion 36a of the valve body 36 so as to communicate with each other, and an annular gap is formed between the peripheral wall of the small diameter portion of the cavity by chamfering the outer peripheral surface side. is doing.

このような構成となっているため、パイロット弁３１のコイル３２が非通電状態の場合、プランジャ３４のボール３３は圧縮ばね３５のばね力によってパイロット流路３０を閉鎖した状態となる。このため、入口ポート２５から第１弁室２２ａ内に流入する冷媒は、連通路３６ｂから第１の絞り通路３７を介して第２弁室２２ｂ側にも供給され、最終的に第１弁室２２ａ，第２弁室２２ｂ，タンク室２２ｃ内の冷媒の圧力が等しくなる。この結果、弁体３６の先端部が圧縮ばね４２のばね力により弁座２６に押し当たって出口ポート２７が塞がれ、ピストン２３がベローズ３８のばね力によって段差部２４に押し当たる図２に示すような状態に保持される。この状態では、入口ポート２５側から出口ポート２７側への冷媒の流れが遮断され、室外熱交換器１３と膨張弁１７との間の冷媒循環配管１４が閉鎖されている。 Due to such a configuration, when the coil 32 of the pilot valve 31 is in a non-energized state, the ball 33 of the plunger 34 is in a state of closing the pilot flow path 30 by the spring force of the compression spring 35. For this reason, the refrigerant flowing into the first valve chamber 22a from the inlet port 25 is also supplied from the communication passage 36b to the second valve chamber 22b via the first throttle passage 37, and finally the first valve chamber 22b. The refrigerant pressures in 22a, the second valve chamber 22b, and the tank chamber 22c become equal. As a result, the tip of the valve body 36 is pressed against the valve seat 26 by the spring force of the compression spring 42 to close the outlet port 27, and the piston 23 is pressed against the stepped portion 24 by the spring force of the bellows 38 in FIG. As shown. In this state, the flow of the refrigerant from the inlet port 25 side to the outlet port 27 side is blocked, and the refrigerant circulation pipe 14 between the outdoor heat exchanger 13 and the expansion valve 17 is closed.

この状態からパイロット弁３１のコイル３２に通電すると、パイロット流路３０からボール３３が離れるようにプランジャ３４が励磁され、パイロット流路３０が開放されて第２弁室２２ｂ内の圧力を連通溝２４ａからパイロット流路３０を介して出口ポート２７側に逃がすことが可能となる。このため、第１弁室２２ａ内の冷媒の圧力が圧縮ばね４２のばね力に打ち勝って弁体３６の円筒部３６ａの先端がピストン２３に当接する第１段階まで弁体３６がリフトし、第２弁室２２ｂ内の冷媒の一部が円筒部３６ａの先端の切欠４３および連通溝２４ａを介してパイロット流路３０から出口ポート２７へと流出する。これによって、弁座２６と弁体３６の先端部との間に僅かな隙間が形成され、ここから冷媒が出口ポート２７へと流れ出す図３に示すような状態に切り換わる。 When the coil 32 of the pilot valve 31 is energized from this state, the plunger 34 is excited so that the ball 33 is separated from the pilot flow path 30, the pilot flow path 30 is opened, and the pressure in the second valve chamber 22b is adjusted to the communication groove 24a. It is possible to escape to the outlet port 27 side through the pilot flow path 30. For this reason, the pressure of the refrigerant in the first valve chamber 22a overcomes the spring force of the compression spring 42, and the valve body 36 is lifted to the first stage where the tip of the cylindrical portion 36a of the valve body 36 contacts the piston 23. A part of the refrigerant in the two-valve chamber 22b flows out from the pilot flow path 30 to the outlet port 27 through the cutout 43 at the tip of the cylindrical portion 36a and the communication groove 24a. As a result, a slight gap is formed between the valve seat 26 and the tip of the valve body 36, and the state is switched to the state shown in FIG.

タンク室２２ｃは第２の絞り通路４１を介して第２弁室２２ｂに連通しているため、上述した図３に示す状態においては、タンク室２２ｃ内の冷媒の圧力も次第に低下する。そして、タンク室２２ｃ内の圧力が第２弁室２２ｂの圧力とほぼ等しくなると、第１弁室２２ａの圧力が圧縮ばね４２およびベローズ３８のばね力に打ち勝ってピストン２３が第２ストッパ３９ａに当接する第２段階まで弁体３６がピストン２３と共にリフトする。これにより、タンク室２２ｃ内の冷媒の一部が円筒部３６ａの先端の切欠４３および連通溝２４ａを介してパイロット流路３０から出口ポート２７へと流出する結果、弁座２６と弁体３６の先端部との間に大きな隙間が形成され、ここから冷媒が出口ポート２７へと大量に流れ出す図４に示すような状態となる。この場合、弁体３６の移動速度は、タンク室２２ｃ内から第２弁室２２ｂへと押し出される冷媒の流出速度にほぼ依存した緩慢な状態となり、このパイロット作動式電磁弁１８の開弁操作により弁体３６が弁座２６から離脱し始めてから比較的穏やかに冷媒が膨張弁１７へと流れ込むこととなる。この結果、膨張弁１７に作用する冷媒の圧力の上昇割合が緩慢となり、パイロット作動式電磁弁１８の開弁操作に伴う膨張弁１７の損傷事故などを未然に防止することができる。 Since the tank chamber 22c communicates with the second valve chamber 22b via the second throttle passage 41, the pressure of the refrigerant in the tank chamber 22c gradually decreases in the state shown in FIG. When the pressure in the tank chamber 22c becomes substantially equal to the pressure in the second valve chamber 22b, the pressure in the first valve chamber 22a overcomes the spring force of the compression spring 42 and bellows 38, and the piston 23 contacts the second stopper 39a. The valve body 36 is lifted together with the piston 23 until the second stage of contact. As a result, a part of the refrigerant in the tank chamber 22c flows out from the pilot flow path 30 to the outlet port 27 through the notch 43 and the communication groove 24a of the cylindrical portion 36a. A large gap is formed between the leading end and the state as shown in FIG. 4 from which a large amount of refrigerant flows to the outlet port 27. In this case, the moving speed of the valve body 36 is in a slow state almost dependent on the outflow speed of the refrigerant pushed out from the tank chamber 22c to the second valve chamber 22b, and the pilot operated solenoid valve 18 is opened. The refrigerant flows into the expansion valve 17 relatively gently after the valve body 36 starts to be detached from the valve seat 26. As a result, the rate of increase in the pressure of the refrigerant acting on the expansion valve 17 becomes slow, and damage to the expansion valve 17 due to the opening operation of the pilot operated solenoid valve 18 can be prevented.

この状態からパイロット弁３１のコイル３２を非通電状態に戻した場合、プランジャ３４のボール３３が圧縮ばね３５のばね力によってパイロット流路３０を閉鎖した状態となり、第１弁室２２ａ内の冷媒が連通路３６ｂから第１の絞り通路３７を介して第２の弁室内に供給され始める。そして、第２弁室２２ｂ内の圧力が第１弁室２２ａ内の圧力とほぼ等しくなると、圧縮ばね３５のばね力によって弁体３６が弁座２６側に押し戻され、弁座２６に弁体３６の先端部が押し当たって出口ポート２７が再び塞がれた図５に示す状態となる。さらに、この状態から第２弁室２２ｂ内の冷媒が第２の絞り通路４１を通ってタンク室２２ｃに供給され、最終的にベローズ３８のばね力によってピストン２３が段差部２４に押し当てられ、図２に示す状態に戻る。 When the coil 32 of the pilot valve 31 is returned to the non-energized state from this state, the ball 33 of the plunger 34 is closed by the spring force of the compression spring 35, and the refrigerant in the first valve chamber 22a is discharged. Supply from the communication passage 36b through the first throttle passage 37 into the second valve chamber begins. When the pressure in the second valve chamber 22b becomes substantially equal to the pressure in the first valve chamber 22a, the valve body 36 is pushed back toward the valve seat 26 by the spring force of the compression spring 35, and the valve body 36 is returned to the valve seat 26. 5 is brought into a state shown in FIG. Further, from this state, the refrigerant in the second valve chamber 22b is supplied to the tank chamber 22c through the second throttle passage 41, and finally the piston 23 is pressed against the step portion 24 by the spring force of the bellows 38, Returning to the state shown in FIG.

上述したパイロット作動式電磁弁１８の開弁操作に伴う弁体３６のリフト量の経時的変化を図６に模式的に示す。弁体３６が第１段階のリフトに要する時間Ｔ₁は、主として第１の絞り通路３７の通路断面積に依存する。また、弁体３６が第１段階のリフトを行ってから第２段階のリフトが始まるまでの時間(Ｔ₂−Ｔ₁)および弁体３６が第２段階のリフトに要する時間(Ｔ₃−Ｔ₂)は、タンク室２２ｃの容量および／または第２の絞り通路４１の通路断面積に依存する。本実施形態では、弁体３６およびピストン２３の往復動方向をパイロット弁３１のプランジャ３４の往復動方向に対して直交する第１の方向に沿って行うようにしているため、パイロット弁３１のコイル３２とカバー４０との機械的干渉を完全に回避することができるため、任意の容積を持つカバー４０を弁本体２１に接合することが可能である。これにより、タンク室２２ｃの容量、つまりカバー４０の大きさを自由に変更することが可能であり、第２の絞り通路４１の内径の変更と相俟って開弁時における弁体３６の開弁速度を任意に調整することができる。タンク室２２ｃの容量と図４に示す弁体３６の全開状態までに要する開弁時間との関係を模式的に図７に示すが、これは第２の絞り通路４１の内径を０.５mmに設定した場合であり、タンク室２２ｃの容量を大きくするほど、その開弁時間を長く設定できることが理解されよう。 FIG. 6 schematically shows a change over time in the lift amount of the valve element 36 accompanying the opening operation of the pilot operated solenoid valve 18 described above. The time T ₁ required for the valve body 36 to lift in the first stage mainly depends on the passage sectional area of the first throttle passage 37. Further, the time from when the valve body 36 performs the first stage lift to the start of the second stage lift (T ₂ −T ₁ ) and the time required for the valve body 36 to perform the second stage lift (T ₃ −T). ₂ ) depends on the capacity of the tank chamber 22 c and / or the passage sectional area of the second throttle passage 41. In this embodiment, since the reciprocating direction of the valve body 36 and the piston 23 is performed along the first direction orthogonal to the reciprocating direction of the plunger 34 of the pilot valve 31, the coil of the pilot valve 31 is used. Since mechanical interference between the cover 32 and the cover 40 can be completely avoided, the cover 40 having an arbitrary volume can be joined to the valve body 21. Thus, the capacity of the tank chamber 22c, that is, the size of the cover 40 can be freely changed. In combination with the change of the inner diameter of the second throttle passage 41, the opening of the valve body 36 at the time of valve opening is possible. The valve speed can be adjusted arbitrarily. FIG. 7 schematically shows the relationship between the capacity of the tank chamber 22c and the valve opening time required until the valve element 36 shown in FIG. 4 is fully opened. This is because the inner diameter of the second throttle passage 41 is 0.5 mm. It will be understood that the valve opening time can be set longer as the capacity of the tank chamber 22c is increased.

本発明による熱交換システムを空気調和装置に応用した一実施形態の概念図である。It is a conceptual diagram of one Embodiment which applied the heat exchange system by this invention to the air conditioning apparatus. 図１に示した空気調和装置に組み込まれる本発明によるパイロット作動式電磁弁の一実施形態の構造を表す縦断面図であり、パイロット弁がパイロット流路を塞いでいる状態を示している。It is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of one Embodiment of the pilot actuated solenoid valve by this invention integrated in the air conditioning apparatus shown in FIG. 1, and has shown the state which the pilot valve has blocked the pilot flow path. 図２に示したパイロット作動式電磁弁の主要部の拡大断面図であり、図２の状態からパイロット弁がパイロット流路を開いた直後の状態を示している。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the pilot operated solenoid valve shown in FIG. 2, showing a state immediately after the pilot valve opens the pilot flow path from the state of FIG. 2. 図２に示したパイロット作動式電磁弁の主要部の拡大断面図であり、図３の状態からさらに弁体およびピストンが移動した状態を示している。It is an expanded sectional view of the principal part of the pilot actuated solenoid valve shown in FIG. 2, and shows a state in which the valve body and the piston are further moved from the state of FIG. 図２に示したパイロット作動式電磁弁の主要部の拡大断面図であり、図４の状態からパイロット弁がパイロット流路を塞いだ直後の状態を示している。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the pilot operated solenoid valve shown in FIG. 2, showing a state immediately after the pilot valve blocks the pilot flow path from the state of FIG. 4. 図２の状態からパイロット弁がパイロット流路を開いて図４の状態へと移行する際の弁体のリフト量の経時的変化を模式的に表すグラフである。FIG. 5 is a graph schematically showing a change with time of the lift amount of the valve body when the pilot valve opens the pilot flow path from the state of FIG. 2 and shifts to the state of FIG. 4. 図２に示すパイロット作動式電磁弁のタンク室の容量を変更した場合における図２の全閉状態から図４の全開状態に至る開弁時間の変化を模式的に表すグラフである。5 is a graph schematically showing a change in valve opening time from the fully closed state of FIG. 2 to the fully opened state of FIG. 4 when the capacity of the tank chamber of the pilot operated solenoid valve shown in FIG. 2 is changed.

符号の説明Explanation of symbols

１０空気調和装置
１１圧縮機
１２冷媒供給管
１３室外熱交換器
１４冷媒循環配管
１５冷媒戻し管
１６室内熱交換器
１７膨張弁
１８パイロット作動式電磁弁
１９冷却ファン
２０循環送風ファン
２１弁本体
２２ａ第１弁室
２２ｂ第２弁室
２２ｃタンク室
２３ピストン
２４段差部
２４ａ連通溝
２５入口ポート
２６弁座
２７出口ポート
２８，２９配管継手
３０パイロット流路
３１パイロット弁
３２コイル
３３ボール
３４プランジャ
３５圧縮ばね
３６弁体
３６ａ円筒部
３６ｂ連通路
３７第１の絞り通路
３８ベローズ
３９案内ブラケット
３９ａ第２ストッパ
４０カバー
４１第２の絞り通路
４２圧縮ばね
４３切欠
Ｔ₁ 第１段階のリフトの終了時間
Ｔ₂ 第２段階のリフトの開始時間
Ｔ₃ 第２段階のリフトの終了時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Air conditioning apparatus 11 Compressor 12 Refrigerant supply pipe 13 Outdoor heat exchanger 14 Refrigerant circulation pipe 15 Refrigerant return pipe 16 Indoor heat exchanger 17 Expansion valve 18 Pilot actuated solenoid valve 19 Cooling fan 20 Circulating fan 21 Valve body 22a First 1 Valve chamber 22b Second valve chamber 22c Tank chamber 23 Piston 24 Stepped portion 24a Communication groove 25 Inlet port 26 Valve seat 27 Outlet port 28, 29 Piping joint 30 Pilot flow path 31 Pilot valve 32 Coil 33 Ball 34 Plunger 35 Compression spring 36 Valve body 36a Cylindrical portion 36b Communication passage 37 First throttle passage 38 Bellows 39 Guide bracket 39a Second stopper 40 Cover 41 Second throttle passage 42 Compression spring 43 Notch T ₁ First stage lift end time T ₂ Second stage of the start time T ₃ the second stage of the riff of lift End time of

Claims

入口ポートおよび出口ポートが形成され、さらにこれら入口ポートおよび出口ポートに連通するキャビティが内側に形成された弁本体と、
前記キャビティ内に往復動可能に収容されて前記キャビティを前記入口ポートおよび出口ポートが連通する第１弁室と第２弁室側とに仕切り、前記第１弁室に臨むように前記出口ポートに形成された弁座に当接し得る弁体と、
この弁体に形成されて前記第１弁室と前記第２弁室とを連通する第１の絞り通路と、
前記弁体との対向方向に沿って往復動可能に前記第２弁室側に取り付けられ、この第２弁室側を第２弁室とタンク室とに仕切るピストンと、
このピストンと前記弁体との間に介装されてこれらの間隔が拡がるように付勢する第１のばね部材と、
前記ピストンに形成されて前記第２弁室と前記タンク室とを連通する第２の絞り通路と、
前記キャビティに形成され、前記弁体が前記弁座に当接した状態においてこの弁体と前記ピストンとの間に形成される隙間を規定するストッパと、
このストッパに向けて前記ピストンを付勢する第２のばね部材と、
前記弁本体に形成されて前記出口ポートと前記第２弁室とを連通するパイロット流路と、
前記パイロット流路を開閉するためのパイロット弁と
を具えたことを特徴とするパイロット作動式電磁弁。 A valve body in which an inlet port and an outlet port are formed, and a cavity communicating with the inlet port and the outlet port is formed inside;
The cavity is accommodated in a reciprocating manner so that the cavity is divided into a first valve chamber and a second valve chamber side in which the inlet port and the outlet port communicate with each other, and the outlet port is provided so as to face the first valve chamber. A valve body capable of contacting the formed valve seat;
A first throttle passage formed in the valve body and communicating the first valve chamber and the second valve chamber;
A piston which is attached to the second valve chamber side so as to be capable of reciprocating along the direction facing the valve body, and which partitions the second valve chamber side into a second valve chamber and a tank chamber;
A first spring member that is interposed between the piston and the valve body and biases the gap between them,
A second throttle passage formed in the piston and communicating the second valve chamber and the tank chamber;
A stopper that defines a gap formed between the valve body and the piston when the valve body is in contact with the valve seat, and formed in the cavity.
A second spring member that biases the piston toward the stopper;
A pilot passage formed in the valve body and communicating the outlet port and the second valve chamber;
A pilot operated solenoid valve, comprising: a pilot valve for opening and closing the pilot flow path.

前記弁本体に装着されて前記ピストンとの間に前記タンク室を画成するカバーをさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載のパイロット作動式電磁弁。 The pilot operated solenoid valve according to claim 1, further comprising a cover mounted on the valve body and defining the tank chamber with the piston.

前記第２のばね部材は、一端側が前記ピストンに接合されると共に他端側が前記弁本体に接合されたベローズであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイロット作動式電磁弁。 The pilot-operated solenoid valve according to claim 1 or 2, wherein the second spring member is a bellows having one end joined to the piston and the other end joined to the valve body. .

前記ストッパから離れる方向への前記ピストンの移動を規制する第２のストッパをさらに具えたことを特徴とする請求項３に記載のパイロット作動式電磁弁。 The pilot operated solenoid valve according to claim 3, further comprising a second stopper for restricting movement of the piston in a direction away from the stopper.

前記ピストンが流体透過性の多孔質材にて形成され、前記第２の絞り通路がこの多孔質材自体の流体透過性を利用していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のパイロット作動式電磁弁。 5. The method according to claim 1, wherein the piston is formed of a fluid-permeable porous material, and the second throttle passage uses the fluid permeability of the porous material itself. A pilot operated solenoid valve according to claim 1.

前記弁体の往復動方向と前記パイロット流路を開閉する前記パイロット弁の弁体の往復動方向とが交差していることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のパイロット作動式電磁弁。 The pilot according to any one of claims 1 to 5, wherein a reciprocating direction of the valve body intersects a reciprocating direction of a valve body of the pilot valve that opens and closes the pilot flow path. Actuated solenoid valve.

気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機によって圧縮された気相状態の冷媒を液化させる凝縮器と、
この凝縮器によって液化した冷媒の圧力を低下させる膨張弁と、
この膨張弁を通過した液相の冷媒を気化させる蒸発器と、
これら圧縮機，凝縮器，膨張弁，蒸発器を順に通る冷媒の循環通路と、
凝縮器と前記膨張弁とをつなぐ前記循環通路の途中に組み込まれる請求項１から請求項６の何れかに記載のパイロット作動式電磁弁と
を具え、このパイロット作動式電磁弁の入口ポートが前記凝縮器側の前記循環通路に連通すると共に出口ポートが前記膨張弁に続く前記循環通路に連通していることを特徴とする熱交換システム。 A compressor for compressing a refrigerant in a gas phase;
A condenser for liquefying the gas-phase refrigerant compressed by the compressor;
An expansion valve that reduces the pressure of the refrigerant liquefied by the condenser;
An evaporator that vaporizes the liquid-phase refrigerant that has passed through the expansion valve;
A refrigerant circulation path that passes through the compressor, condenser, expansion valve, and evaporator in sequence,
The pilot operated solenoid valve according to any one of claims 1 to 6, wherein the pilot operated solenoid valve is incorporated in the middle of the circulation passage connecting the condenser and the expansion valve. A heat exchange system, wherein the heat exchanger system communicates with the circulation passage on the condenser side, and an outlet port communicates with the circulation passage following the expansion valve.