JP5172276B2 - 四方切換弁及びこれを用いた冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
圧縮機と第一の熱交換器と減圧手段と第二の熱交換器とを、冷媒が充填された冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成し、かつ、前記冷媒配管には、前記第一の熱交換器が放熱器となり前記第二の熱交換器が蒸発器となる運転と、前記第二の熱交換器が放熱器となり前記第一の熱交換器が蒸発器となる運転とを、相互に切換えるための四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記四方切換弁は、円筒状の両端を密閉した弁本体と、圧縮機の吐出口に連通する高圧側接続配管と、前記圧縮機の吸込口に連通する低圧側接続配管と、前記低圧側接続配管の一方の側に隣接して配置された前記第一の熱交換器に連通する第一の接続配管と、前記低圧側接続配管の他方の側に隣接して配置された前記第二の熱交換器に連通する第二の接続配管と、前記弁本体内の内側に設置され、前記第一の接続配管と前記低圧側接続配管と前記第二の接続配管との、開口部が順に配置される平面状の弁シート面を有する略蒲鉾状の弁台座と、前記弁シート面を摺動することにより、前記第一の接続配管の接続口と前記第二の接続配管の接続口のうちの一方の接続口が、前記低圧側接続配管の接続口と連通状態となり、他方の接続口が前記高圧側接続配管の接続口と連通状態となるように切換える弁体と、前記弁シート面上に位置し、前記弁シート面を構成する素材よりも熱伝導率の低い素材と、を備え、前記熱伝導率の低い素材は、二つ又は三つの穴を有し、少なくとも、前記第一の接続配管の接続口の周辺の内で前記低圧側接続配管側とは反対の側に位置する前記弁シート面を覆うとともに、前記第二の接続配管の接続口の周辺の内で前記低圧側接続配管側とは反対の側に位置する前記弁シート面を覆い、冷房又は暖房運転時、前記弁シート面に形成される、前記第一の接続配管の接続口及び前記第二の接続配管の接続口の開口部は、前記弁シート面上に位置する前記熱伝導率の低い素材に形成された前記二つ又は三つの穴と重なる四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。
本発明の第一の実施形態に係る四方切換弁について、図1〜図6および図13と図14を参照しながら以下詳細に説明する。本実施形態では冷凍サイクル装置として空気調和機を想定した場合を示す。
本発明の第二の実施形態に係る四方切換弁について、図7を参照しながら以下説明する。図7は本発明の第二の実施形態に係る四方切換弁を示す図である。本実施形態の四方切換弁は、弁本体1の中に弁台座12と、弁体10と、弁台座12の弁シート面13を覆う熱伝導率の低い樹脂製の板材23と、から成り立っている。
次に、本発明の第三の実施形態に係る四方切換弁について、図8と図9を参照しながら以下説明する。図8は第一の実施形態に係る四方切換弁との対比で、弁体10のフランジ部の穴14aと14bの径を縮小したものである。そのため、弁体10のフランジ部10aは、弁台座の内部に設けられた接続口の弁シート面13に開口した開口部の椀状部10bに近い側の一部分を覆っている(フランジ部の穴がその径を縮小しているので、開口部を形成する接続口の一部分を覆っている)。
次に、本発明の第四の実施形態に係る四方切換弁について、図10と図11を参照しながら以下説明する。図10は本発明の第四の実施形態に係る四方切換弁における弁体とピストンとの関係を示す斜視図である。図11は図10に示すC−C線における断面図である。
次に、本発明の第五の実施形態に係る四方切換弁及びこれを備えた冷凍サイクル装置について、図12を参照しながら以下説明する。図12は本発明の第五の実施形態に係る四方切換弁とこれを用いた冷凍サイクル装置の構成を示す図である。本実施形態では冷凍サイクル装置としてヒートポンプ式の給湯器を想定した場合を示す。
2 圧縮機
3 室内側熱交換器(第二の熱交換器)
4 室外側熱交換器(第一の熱交換器)
5 膨張弁
6 高圧側接続口
7 低圧側接続口
8 室内側接続口(第二の接続口)
9 室外側接続口(第一の接続口)
10 弁体
10a 弁体のフランジ部
10b 弁体の椀状部
11 環状溝
12 弁台座
13 弁シート面
14 フランジ部の穴
15 部材
16 栓体
17 ピストン
18 パイロット弁
19 連結板
20 ピン
21 貯水槽
22 ポンプ
23 板材
Claims (13)
- 圧縮機と第一の熱交換器と減圧手段と第二の熱交換器とを、冷媒が充填された冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成し、かつ、前記冷媒配管には、前記第一の熱交換器が放熱器となり前記第二の熱交換器が蒸発器となる運転と、前記第二の熱交換器が放熱器となり前記第一の熱交換器が蒸発器となる運転とを、相互に切換えるための四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記四方切換弁は、円筒状の両端を密閉した弁本体と、圧縮機の吐出口に連通する高圧側接続配管と、前記圧縮機の吸込口に連通する低圧側接続配管と、前記低圧側接続配管の一方の側に隣接して配置された前記第一の熱交換器に連通する第一の接続配管と、前記低圧側接続配管の他方の側に隣接して配置された前記第二の熱交換器に連通する第二の接続配管と、前記弁本体内の内側に設置され、前記第一の接続配管と前記低圧側接続配管と前記第二の接続配管との、開口部が順に配置される平面状の弁シート面を有する略蒲鉾状の弁台座と、前記弁シート面を摺動することにより、前記第一の接続配管の接続口と前記第二の接続配管の接続口のうちの一方の接続口が、前記低圧側接続配管の接続口と連通状態となり、他方の接続口が前記高圧側接続配管の接続口と連通状態となるように切換える弁体と、前記弁シート面上に位置し、前記弁シート面を構成する素材よりも熱伝導率の低い素材と、を備え、
前記熱伝導率の低い素材は、二つ又は三つの穴を有し、少なくとも、前記第一の接続配管の接続口の周辺の内で前記低圧側接続配管側とは反対の側に位置する前記弁シート面を覆うとともに、前記第二の接続配管の接続口の周辺の内で前記低圧側接続配管側とは反対の側に位置する前記弁シート面を覆い、
冷房又は暖房運転時、前記弁シート面に形成される、前記第一の接続配管の接続口及び前記第二の接続配管の接続口の開口部は、前記弁シート面上に位置する前記熱伝導率の低い素材に形成された前記二つ又は三つの穴と重なる
ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項1において、
前記弁シート面上に位置する熱伝導率の低い素材は、前記弁体の一部で構成され、
前記弁体は椀状部とフランジ部とを有し、前記フランジ部は前記椀状部の両側に高温冷媒の流路となる二つの穴が設けられて前記弁シート面を摺動する
ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項1において、
前記弁シート面上に位置する熱伝導率の低い素材は、前記低圧側接続配管の接続口と前記第一の接続配管の接続口と前記第二の接続配管の接続口とを開口させる3つの穴を有するシート状部材で構成され、前記シート状部材を前記弁シート面に設置し、
前記弁体は前記シート状部材の上を摺動する
ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項2において、
前記弁シート面上に位置する熱伝導率の低い素材は、前記弁体の椀状部に覆われている内部に配置されるとともに前記弁体に固定された部材からなり、
前記部材は、前記弁シート面を覆う側の面が平面形状であり、その反対側の面が凸形状である
ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項4において、
前記部材は、前記弁体にピンで固定されて前記弁体と一体的に移動することを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項2または4において、
前記四方切換弁は、前記弁本体を三つの空間に隔て、中央の空間が高圧室であってその両側の空間の圧力を可変とする二つのピストンを備え、
前記弁体を前記ピストンに固定し、前記ピストンを可動させることに連動して前記弁体が前記弁シート面上を摺動する
ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項2または4において、
前記弁体のフランジ部に設けられた穴の開口部は、前記高圧側接続配管の接続口に向かって徐々に径が拡大していることを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項2または3において、
前記弁台座の弁シート面には、前記弁台座内部に設けられた前記第一の接続配管の接続口と前記第二の接続配管の接続口と前記低圧側接続配管の接続口とをそれぞれ囲む、弁シート面に開口した環状の溝を設けており、
前記熱伝導率の低い素材は前記環状の溝の開口部を覆っている
ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項1,2または3において、
前記弁体は、その中央部に前記高圧側接続配管の接続口に向かって凸形状をなす椀状部と、前記椀状部の両側に設けたフランジ部とからなり、
前記弁体を前記高圧側接続配管の接続口から見たとき、前記椀状部の頂点を含むその周辺における、前記弁体の短辺方向の断面形状が、前記弁体の底面と平行又は凹形状である ことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項9において、
前記弁体の前記短辺方向の断面形状が前記弁体の底面と平行又は凹形状である部分の幅が、前記高圧側接続配管の接続口の内径よりも長いことを特徴とする四方切換弁を備えた冷凍サイクル装置。 - 冷媒を充填した冷媒配管で接続された、圧縮機、第一の熱交換器、減圧手段、第二の熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に用いられる四方切換弁であって、
前記四方切換弁は、前記第一の熱交換器が放熱器となり前記第二の熱交換器が蒸発器となる運転と、前記第二の熱交換器が放熱器となり前記第一の熱交換器が蒸発器となる運転とを、相互に切換える機能を有し、
前記四方切換弁は、円筒状の両端を密閉した弁本体と、圧縮機の吐出口に連通する高圧側接続配管と、前記圧縮機の吸込口に連通する低圧側接続配管と、前記低圧側接続配管の一方の側に隣接して配置された前記第一の熱交換器に連通する第一の接続配管と、前記低圧側接続配管の他方の側に隣接して配置された前記第二の熱交換器に連通する第二の接続配管と、前記弁本体内の内側に設置され、前記第一の接続配管と前記低圧側接続配管と前記第二の接続配管との、開口部が順に配置される平面状の弁シート面を有する略蒲鉾状の弁台座と、前記弁シート面を摺動することにより、前記第一の接続配管の接続口と前記第二の接続配管の接続口のうちの一方の接続口が、前記低圧側接続配管の接続口と連通状態となり、他方の接続口が前記高圧側接続配管の接続口と連通状態となるように切換える弁体と、前記弁シート面上に位置し、前記弁シート面を構成する素材よりも熱伝導率の低い素材と、を備え、
前記熱伝導率の低い素材は、二つ又は三つの穴を有し、少なくとも、前記第一の接続配管の接続口の周辺の内で前記低圧側接続配管側とは反対の側に位置する前記弁シート面を覆うとともに、前記第二の接続配管の接続口の周辺の内で前記低圧側接続配管側とは反対の側に位置する前記弁シート面を覆い、
冷房又は暖房運転時、前記弁シート面に形成される、前記第一の接続配管の接続口及び前記第二の接続配管の接続口の開口部は、前記弁シート面上に位置する前記熱伝導率の低い素材に形成された前記二つ又は三つの穴と重なる
ことを特徴とする四方切換弁。 - 請求項11において、
前記弁シート面上に位置する熱伝導率の低い素材は、前記弁体の一部で構成され、
前記弁体は椀状部とフランジ部とを有し、前記フランジ部は前記椀状部の両側に高温冷媒の流路となる二つの穴が設けられて前記弁シート面を摺動する
ことを特徴とする四方切換弁。 - 請求項11において、
前記弁シート面上に位置する熱伝導率の低い素材は、前記低圧側接続配管の接続口と前記第一の接続配管の接続口と前記第二の接続配管の接続口とを開口させる3つの穴を有するシート状部材で構成され、前記シート状部材を前記弁シート面に設置し、
前記弁体は前記シート状部材の上を摺動する
ことを特徴とする四方切換弁。
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