JPH049983B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、四方弁により冷媒の流通方向を変化
せしめて冷房運転および暖房運転を選択的に行な
うようにしたヒートポンプ式空気調和機に係り、
特に、除霜運転を暖房運転と並行し得るようにし
たヒートポンプ式空気調和機に関する。

〔発明の技術的背景〕

前述したヒートポンプ式空気調和機において、
熱交換器への着霜を除去するための除霜運転とし
ては、四方弁により冷媒の流通方向を変化せしめ
るいわゆるリバースサイクルのほか第１図に示す
ようなホツトガスバイパスサイクルがある。

この第１図のものは、室内側熱交換器１、膨張
弁２および室外側熱交換器３を含む管路４と、圧
縮機５を含む管路６とを四方弁７を介して接続
し、さらに、前記膨張弁２および室外側熱交換器
３間の管路４ａと、圧縮機５の下流側管路６ａと
を二方弁８を備えたバイパス管路９により接続し
たものである。前記膨張弁２は、その弁体がモー
タの駆動により弁座と弁体との距離を可変とした
比例制御弁とされており、外気状態に応じ、冷媒
の膨張状態を自由に制御し得るようになつてい
る。なお、四方弁７内の実線は冷房運転時の冷媒
の流れを、また破線は暖房運転時の冷媒の流れを
それぞれ示している。

前述した構成によれば、四方弁７の切換えによ
り、圧縮機５から室外側熱交換器３、膨張弁２、
室内側熱交換器１の順に冷媒が流れて冷房運転が
行なわれ、また、圧縮機５から室内側熱交換器
１、膨張弁２、室外側熱交換器３の順に冷媒が流
れて暖房運転が行なわれる。さらに、暖房運転時
に除霜運転を行なうには、バイパス管路９に介装
されている二方弁８を開くと、このバイパス管路
９を介して圧縮機５からの高温の冷媒が直接室外
側熱交換器３に導入され、室外側熱交換器３の着
霜は除去される。また、このとき、室内側熱交換
器１および膨張弁２を介しても少量の冷媒が流れ
るので、暖房運転も断続して行なわれる。

〔背景技術の問題点〕

ところで、前記膨張弁２内のロータ（図示せ
ず）は軸受に支持されて回転するが、膨張弁２内
で冷媒は低温化するため、潤滑油がこの低温のた
めその粘性を増してロータの回転に悪影響を与え
るおそれがある。また膨張弁２および二方弁８が
別個に設けられているため、両者を合わせたコス
トが高いし、またろう付け箇所も多くなる。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した従来のものにおける欠点を
除去し、電気的駆動手段が安定的に作動し、しか
も接続作業を簡単に行なえ安価に製造できるヒー
トポンプ式空気調和機を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

本発明は、室内側および室外側の両熱交換器間
の管路に、弁座との離接により両熱交換器からの
管路を開閉する第１弁体と、弁座との離接により
圧縮機の下流側管路からバイパスするバイパス管
路および前記室外側熱交換器からの管路を開閉す
る第２弁体とを備えた三方制御弁を介装し、前記
第１弁体は電気的駆動手段により弁座から離間し
て両熱交換器間を通過する冷媒を膨張せしめると
ともに、弁座からの離間距離が大きくなると前記
第２弁体をその弁座から離間せしめるように押動
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明す
る。なお、前述した従来のものと同一の構成につ
いては、図面中に同一の符号を示し、その説明は
省略する。

第２図は本発明に係るヒートポンプ式空気調和
機の冷凍サイクルの全体を示すものであり、室内
側熱交換器１および室外側熱交換器３間の管路４
には第３図に詳示する三方制御弁１０が介装され
ている。また、この三方制御弁１０には、圧縮機
５の下流側管路６ａと接続されたバイパス管路９
が接続されている。

前記三方制御弁１０は、第３図に示すように、
円筒形のケーシング１１を有しており、このケー
シング１１の下部周壁１２には、前記バイバス管
路９および室外側熱交換器３からの管路４ａが、
バイパス管路９が上方に位置するようにろう付け
により接続されている。また、前記ケーシング１
１の低壁１３には室内側熱交換器１からの管路４
ｂがろう付けにより接続されている。前記各管路
４ａ，４ｂ，９は前記ケーシング１１内の内部空
所１４と連通しており、このうち管路４ｂの近傍
の内部空所１４の周壁には弁座１５が形成され、
また管路９，４ｂ間の内部空所１４の周壁には他
の弁座１６が形成されている。

前記ケーシング１１の上部には可逆回転モータ
１７が配設されており、このモータ１７のステー
タ１８がケーシング１１の薄肉周壁１２ａの外側
に取付けられている。一方、前記ケーシング１１
内には、ケーシング１１の上端部から下端部にま
で達するシヤフト２０が配設されており、このシ
ヤフト２０には前記ステータ１８に対向するよう
にロータ２１が嵌着されている。また、前記シヤ
フト２０の上端部には雄ねじ２２が形成されてお
り、この雄ねじ２２は、前記ケーシング１１の頂
壁２３に垂設された雄ねじ筒２４内に螺合してい
る。したがつて、ロータ２１の回転によりシヤフ
ト２０はケーシング１１内を昇降することにな
る。前記シヤフト２０の下端には第１弁体２５が
突設されており、この第１弁体２５はシヤフト２
０の昇降に伴なつて弁座１５に対し継続する。

前記ロータ２１および第１弁体２５間のシヤフ
ト２０にはカツプ状の第２弁体２６が摺動自在に
挿通されており、この第２弁体２６は前記弁座１
６上に着座し得るようになつている。また、この
第２弁体２６の上端にはフランジ２７が周設され
ており、このフランジ２７とケーシング１１の内
周面との間には微小間隙が形成されている。した
がつて、バイパス管路９から中部空所１４内に導
入された高圧ガスがこの微小間隙を介して第２弁
体２６より上方の内部空所１４内に達し、この第
２弁体２６を弁座１６に圧接するように押圧す
る。

なお、前記モータ１７の駆動は室温などに対応
するように図示しない制御部で制御されるように
なつている。

つぎに、前述した実施例の作用について説明す
る。

第３図に示す状態においては、第１弁体２５が
弁座１５上に着座しており、室外側熱交換器３か
らの管路４ａと室内側熱交換器１からの管路４ｂ
は連通しておらず、冷房運転、暖房運転とも行な
うことはできない。そこで、冷暖房運転を行なう
場合は、モータ１７を駆動してロータ２１を回転
せしめ、シヤフト２０をその雄ねじ２２と雌ねじ
筒２４との螺合により上昇して第１弁体２５を弁
座１５から離間せしめる。すると、前記両管路４
ａ，４ｂが連通して両熱交換器３，１間に冷媒が
流れるが、第１弁体２５が弁座１５から離間して
形成された連通口は両管路４ａ，４ｂの口径より
小さい断面積なので、冷媒は絞られることにな
り、低温、低圧の液冷媒になる。なお、両管路４
ａ，４ｂ間を流れる冷媒の流量は、第４図に破線
で示すように、第１弁体２５のストロークに正比
例する。

つぎに、除霜運転を行なう場合は、さらにモー
タ１７を駆動して第１弁体２５をさらに上昇せし
め、この第１弁体２５の上端を第２弁体２６の下
端に当接せしめて第２弁体２６を冷媒のガス圧に
抗して上方に押動する。すると、前記両管路４
ａ，４ｂにバイパス管路９が連通し、冷房運転、
暖房運転によつて異なるが、圧縮機５の下流側の
高温冷媒ガスがバイパス管路９から管路４ｂまた
は４ａに流入し、室内側熱交換器１または室外側
熱交換器３を暖めて除霜する。このバイパス管路
９からの冷媒の流量は、第４図に実線で示すよう
に、第２弁体２６が弁座１６から離間すると一度
に大量の流量が得られる。

なお、暖房時に除霜運転に切換えた場合、圧縮
機５から吐出された冷媒のごく一部は四方弁７か
ら室内側熱交換器１に流れるのでわずかながら暖
房運転される。

前述した実施例によれば、比例制御タイプの膨
張弁と開閉弁の機能を備えた三方制御弁１０を有
しているので暖房運転と除霜運転を並行できる
し、また、モータ１７内にはバイパス管路９から
の高温の冷媒が導入されるので潤滑油の粘性が増
すおそれもない。さらに、前記三方制御弁１０は
従来の膨張弁２と二方弁８とを組合せたものなの
で、配管のろう付箇所が従来の４個所から３個所
と減少するし、弁としてのコストも安価になる。

なお、電気的駆動手段としては、パルスモータ
電磁コイル、バイメタルヒータ、形状記憶合金な
ど種々のものが考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るヒートポン
プ式空気調和機は、室内側および室外側の両熱交
換器の管路に、弁座との離接により両熱交換器か
らの管路を開閉する第１弁体と、弁座との離接に
より圧縮機の下流側管路からバイパスするバイパ
ス管路および室外熱交換器からの管路を開閉する
第２弁体とを備えた三方制御弁を介装し、前記第
１弁体は電気的駆動手段により弁座から離間して
両熱交換器を通過する冷媒を膨張せしめるととも
に、弁座からの離間距離が大きくなると前記第２
弁体をその弁座から離間せしめるように押動する
ように構成されているので、電気的駆動手段が安
定的に作動すると、弁の接続作業も簡単に行なえ
るし、さらには安価に製造できるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式空気調和機を示
す管路図、第２図は本発明に係るヒートポンプ式
空気調和機の実施例を示す管路図、第３図は第２
図の三方制御弁の断面図、第４図は第３図の三方
制御弁における冷媒の流量特性を示すグラフであ
る。 １……室内側熱交換器、２……膨張弁、３……
室外側熱交換器、５……圧縮機、７……四方弁、
８……二方弁、９……バイパス管路、１０……三
方制御弁、１１……ケーシング、１４……内部空
所、１５，１６……弁座、１７……モータ、１８
……ステータ、２０……シヤフト、２１……ロー
タ、２４……雌ねじ筒、２５……第１弁体、２６
……第２弁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室内側熱交換器および室外側熱交換器を含む
   管路と、圧縮機を含む管路とを四方弁を介して接
   続した空気調和機において、前記両熱交換器間の
   管路に、弁座との離接により両熱交換器からの管
   路を開閉する第１弁体と、弁座との離接により前
   記圧縮機の下流側管路からバイパスするバイパス
   管路および前記室外側熱交換器からの管路を開閉
   する第２弁体とを備えた三方制御弁を介装し、前
   記第１弁体は電気的駆動手段により弁座から離間
   して両熱交換器間を通過する冷媒を膨脹せしめる
   とともに、弁座からの離間距離が大きくなると前
   記第２弁体をその弁座から離間せしめるように押
   動することを特徴とするヒートポンプ式空気調和
   機。