CN101424458A - 四通转换阀及使用了它的冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及四通转换阀及使用它的冷冻循环装置。在四通转换阀内高温制冷剂和低温制冷剂的流路邻接，通过构成部件而产生热移动，所以成为热损失的原因。构成为用导热率比构成阀片面(13)的材料低的材料覆盖在作为四通转换阀(1)的阀底座(12)下表面的阀片面上形成的低压侧连接口(7)、第一连接口(9)、第二连接口(8)的各个开口部的周围。而且，覆盖该阀片面的导热率低的材料由阀体(10)的一部分(10a)构成，阀体具有碗状部(10b)和凸缘部(10a)，凸缘部是在碗状部两侧设有成为高温制冷剂的流路的两个孔且在阀片面上滑动的构成。此外，用导热率低的材料覆盖阀底座的阀片面，且使阀体的碗状部的顶点周边为平面或凹状。

Description

四通转换阀及使用了它的冷冻循环装置

技术领域

本发明涉及在冷冻循环中使用的四通转换阀和具备它的冷冻循环装置，特别涉及适用于控制从高温制冷剂向低温制冷剂的热移动的四通转换阀。

背景技术

以往已知有使用在冷冻循环内设置的四通转换阀来切换制冷剂流路的冷冻循环装置即图13所示构造的装置。图13是表示与现有技术相关的空调机和它所具备的四通转换阀的构成图。

图13所示的四通转换阀1成为在圆筒状的阀主体1的一个侧面配置高压侧连接口6，且在与之相反一侧的侧面邻接配置低压侧连接口7、与第二换热器3相连的连接口8、与第一换热器4相连的连接口9的构成，通过使碗状部10b和凸缘部10a所构成的阀体10在阀底座12上滑动，而可在与第二换热器3相连的连接口8和与第一换热器4相连的连接口9之间任意选择与低压侧连接口7连通的连接口。这样，能可逆地切换制冷剂的流动而进行制冷运转和制热运转。由于在四通转换阀内将高温的排出制冷剂和低温的吸入制冷剂的流路接近地配置，所以在高温的排出制冷剂和低温的吸入制冷剂之间发生换热。这样，产生例如制冷能力下降等不良情况。

作为对于上述问题的解决方法，在例如专利文献1中公开了在高温制冷剂的流路的入口设置挡板的技术、在阀体10的碗状部10b内部设置整流板的技术、以及在阀底座12上设置槽的技术。根据专利文献1，记载了通过在高温制冷剂的流路的入口设置挡板，来抑制流路宽度的变化大的高温制冷剂出口附近的阀片面13上的湍流，并抑制热传导的主要内容。此外，记载了通过在流动的方向变化较大的阀体10的碗状部10b内部设置整流板来将湍流整流，并可抑制热传导的主要内容。此外，记载了通过在金属制的阀底座的阀片面上设置环状的槽，而可抑制阀底座的热传导的主要内容。

专利文献1：特开2006-194338号公报

一般来讲，在四通转换阀内，存在通过构成部件而从高温制冷剂到低温制冷剂的热移动，成为热损失的原因。向四通转换阀流入的高温制冷剂首先向阀底座或阀主体中任一个传导热。向阀底座传导的热向低温制冷剂传导热。此外，向阀主体传导的热传导到阀底座，该热还从阀底座向低温制冷剂传导。为减小四通转换阀的热损失，需要抑制从高温制冷剂向阀底座的热移动和向阀主体的热移动。

从高温制冷剂向阀底座的热移动通过高温制冷剂从高压侧连接口流入且直接接触阀底座的阀片面(阀底座的片状上面)而产生。接触阀片面的高温制冷剂在成为高温制冷剂的出口的连接口附近缩流且流动紊乱并成为促进导热的状态。因此，在成为高温制冷剂的出口的连接口附近的阀片面和与该连接口相连的配管中易于产生热移动。

向阀片面和与该高温制冷剂的出口相连的配管移动的热通过导热率高的金属性的阀底座而使热向邻接的低温制冷剂移动。此外，即使在由阀体形成的低温制冷剂的流路中，由于流动的方向的变化大，所以流动也紊乱，成为低温制冷剂的出口的连接口附近和与该连接口相连的配管中易于产生热移动。因此，成为低温制冷剂的出口的连接口周围成为易于吸收通过阀底座而移动的高温制冷剂的热的构成。此外，从高温制冷剂向阀主体的热移动通过高温制冷剂相对于阀主体成为碰撞流而产生。通过与阀体的碰撞而使高温制冷剂的流动方向扩散，制冷剂流的一部分向阀主体的壁面流动，且热从高温制冷剂向阀主体移动。

对于该热移动，例如，在上述专利文献1中公开的现有技术中，公开了为抑制从高温制冷剂向阀底座的热移动而在高温制冷剂入口设置挡板的实例和为抑制向阀底座传导的热向低温制冷剂移动而在阀体的碗状部内部设置整流板的实例。通过此类构成，在高温制冷剂的流路中，抑制向四通阀内流入的高温制冷剂直接接触阀底座，且抑制高温制冷剂的流速在高温制冷剂出口及其周围的阀底座的阀片面增加所致的促进导热。此外，抑制低温制冷剂的流路中在阀体的碗状部内部流动的低温制冷剂的湍流，并抑制从阀底座向低温制冷剂的导热促进。但是，在如上述专利文献1中公开的现有技术那样在高温制冷剂的流路入口设置挡板的情况下，碰撞到挡板后的高温制冷剂改变流动的方向并向位于附近的阀主体流动。因此，设置挡板存在促进从高温制冷剂向阀主体导热的可能性。

此外，通过在上述专利文献1中公开的现有技术中在流路内设置挡板和整流板，而具有抑制阀主体内的制冷剂的流动的紊乱，并抑制制冷剂的导热的效果。但是，高温制冷剂和低温制冷剂在制冷剂出口的连接口(在制冷运转时低压侧连接口和室外侧连接口)附近，由于流路的宽度狭窄，所以使制冷剂缩流。因此，在成为制冷剂出口的连接口附近的底座的阀片面中制冷剂的流动紊乱，由于流速提高，所以存在促进热传导的可能性。

此外，在上述专利文献1中公开的现有技术中，公开了为抑制向阀底座传导的热向低温制冷剂移动而在阀底座的阀片面上以分别包围在阀底座上设置的连接口的方式设置环状的槽的实例。通过该构成，由于环状的槽相对于金属制的阀底座成为热阻体，所以抑制阀底座整体的导热率。但是，为抑制通过阀底座而发生的高温制冷剂和低温制冷剂的热移动，所以在以分别包围在阀底座上设置的连接口的方式设置环状的槽的情况下，成为制冷剂总是在该环状的槽中流动的构成。因此，具有在高温制冷剂的流路和低温制冷剂的流路邻接的地点(在制冷运转时低压侧连接口和第一连接口之间)高温制冷剂和低温制冷剂的流路将接近(在第一连接口设置的环状槽的阀主体中心轴侧的内侧槽和低压侧连接口的距离接近)，反而促进从高温制冷剂向低温制冷剂的导热的可能性。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供可有效地抑制高温制冷剂和低温制冷剂的热移动的四通转换阀及使用了它的冷冻循环装置。

为解决上述问题，在本发明中主要采用以下的构成。

一种冷冻循环装置，将压缩机和第一换热器与减压构件和第二换热器分别用填充有制冷剂的制冷剂配管连接而形成冷冻循环，而且，在上述制冷剂配管中，具备四通转换阀，该四通转换阀用于相互切换上述第一换热器成为放热器且上述第二换热器成为蒸发器的运转、和上述第二换热器成为放热器且上述第一换热器成为蒸发器的运转，其特征在于，上述四通转换阀具备：将圆筒状的两端密闭的阀主体；与压缩机的排出口连通的高压侧连接配管；与上述压缩机的吸入口连通的低压侧连接配管；与在上述低压侧连接配管的一侧邻接配置的上述第一换热器连通的第一连接配管；与在上述低压侧连接口端部的另一侧邻接配置的上述第二换热器连通的第二连接配管；配置在上述阀主体的内侧且具有将上述第一连接配管和上述低压侧连接配管及上述第二连接配管的开口部依次配置的平面状的阀片面的大体半圆柱状(略蒲鉾状)的阀底座；以通过在上述阀片面滑动而使上述第一连接口和上述第二连接口中的一个连接口成为与上述低压侧连接口连通的状态且另一连接口成为与上述高压侧连接口连通的状态的方式切换的阀体，构成为，将在上述阀片面形成的低压侧连接口、第一连接口、第二连接口的各自的开口部的周围用导热率比构成上述阀片面的材料低的材料覆盖。

此外，在具备上述四通转换阀的冷冻循环装置中，上述四通转换阀其覆盖上述阀片面的导热率低的材料由上述阀体的一部分构成，上述阀体具有碗状部和凸缘部，上述凸缘部在上述碗状部的两侧设有成为高温制冷剂的流路的两个孔并在上述阀片面上滑动。

此外，在具备上述四通转换阀的冷冻循环装置中，覆盖上述阀片面的导热率低的材料由具有使上述低压侧连接口、上述第一连接口、上述第二连接口开口的三个孔的片状部件构成，将上述片状部件设置在上述阀片面上，上述阀体在上述片状部件上滑动。

此外，在具备上述四通转换阀的冷冻循环装置中，构成为，上述阀体的碗状部的顶点周围的阀体短边方向的截面形状为与阀体的底面平行或凹形状。这样，通过用导热率低的材料覆盖阀底座的阀片面并使阀体的碗状部外周围的顶点周边为平面或凹状，可抑制四通转换阀内的从高温制冷剂到低温制冷剂的热移动，且可减小热损失。

根据本发明，由于可有效地抑制四通转换阀的从高温制冷剂到低温制冷剂的热移动，所以可提高使用了该四通转换阀的冷冻循环装置的效率，且可提高节能性。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的四通转换阀和使用了它的冷冻循环装置的制冷运转时的构成的图。

图2是表示本发明第一实施方式的四通转换阀和使用了它的冷冻循环装置的制热运转时的构成的图。

图3是表示本发明第一实施方式的四通转换阀的阀体和阀底座及在阀底座内部设置的连接口的立体图。

图4是表示在本发明第一实施方式的阀底座12上设置的阀片面13上形成开口部的环状槽的俯视图。

图5是表示本发明第一实施方式的四通转换阀的图1中A-A线的剖视图。

图6是表示本发明第一实施方式的四通转换阀的阀体和阀体碗状部内部设置的部件之间关系的图。

图7是表示本发明第二实施方式的四通转换阀的剖视图。

图8是表示本发明第三实施方式的四通转换阀的剖视图。

图9是表示本发明第三实施方式的四通转换阀的剖视图。

图10是表示本发明第四实施方式的四通转换阀的阀体和活塞之间关系的立体图。

图11是表示本发明第四实施方式的四通转换阀的图10中C-C线的剖视图。

图12是表示本发明第五实施方式的四通转换阀和使用了它的冷冻循环装置的构成的图。

图13是表示与现有技术相关的四通转换阀和使用了它的冷冻循环装置的构成的图。

图14是从表示与现有技术相关的四通转换阀的图13的B-B线观察的剖视图。

图中：

1-阀主体；2-压缩机；3-室内侧换热器(第二换热器)；4-室外侧换热器(第一换热器)；5-膨胀阀；6-高压侧连接口；7-低压侧连接口；8-室内侧连接口(第二连接口)；9-室外侧连接口(第一连接口)；10-阀体；10a-阀体的凸缘部；10b-阀体的碗状部；11-环状槽；12-阀底座；13-阀片面；14-凸缘部的孔；15-部件；16-栓体；17-活塞；18-先导阀；19-连接板；20-销；21-储水槽；22-泵；23-板材。

具体实施方式

下面参照图1～图14来详细说明本发明的第一～第五实施方式的四通转换阀。虽然使用图1～图6来对本发明的第一实施方式进行说明，使用图7来对本发明的第二实施方式进行说明，使用图8和图9来对本发明的第三实施方式进行说明，使用图10和图11来对本发明的第四实施方式进行说明，使用图12来对本发明的第五实施方式进行说明，但第二实施方式以后的实施方式适于使用第一实施方式的构造。

第一实施方式

下面参照图1～图6及图13和图14来详细说明本发明的第一实施方式的四通转换阀。在本实施方式中，表示将空调机假定为冷冻循环装置的情况。

图1是表示本发明实施方式的四通转换阀和使用了它的空调机的制冷运转时的构成的图。图2是表示本实施方式的四通转换阀和使用了它的空调机的制热运转时的构成的图。图3是表示本实施方式的阀体10和阀底座12及在阀底座12内部设置的连接口的立体图。图4是表示本实施方式的阀底座12和阀体10的剖视图，且是表示在阀片面13形成开口部的阀底座12上设置的环状槽的俯视图。图5表示图1中A-A线的剖视图。图6是从阀片面13的方向观察本实施方式的四通转换阀的阀体10和在阀体碗状部10b的内侧设置的部件15的图。

此外，图13是表示与用于与本实施方式对比而说明的现有技术相关的四通转换阀和使用了它的冷冻循环装置的制冷运转时的构成的图。图14表示图13的B-B线的剖视图。

如图1所示，在制冷运转时，由压缩机2压缩的制冷剂(未图示)从高压侧连接口6向阀主体1流入，从室外连接口9流出。然后，通过由室外换热器4向室外空气放热而凝结、液化，并由膨胀阀5减压。被减压而成为低温、低压的制冷剂向室内侧换热器3流动，从室内空气夺走热，并蒸发、气化，所以此时室内空气可被冷却并进行制冷运转。然后，低温、低压的制冷剂从室内连接口8流入阀主体1。在流入后通过碗状的阀体10的内侧，通过低压侧连接口7而向压缩机2的吸入一侧返回，并被再次压缩。

为了与本实施方式对比，说明图13所示的现有技术。图13中表示现有技术的四通转换阀和使用了它的冷冻装置的制冷运转时的构成。图13所示的现有的四通转换阀的阀体10由碗状部10b和凸缘部10a构成。在该四通转换阀中，从高压侧连接口6流入的高温制冷剂向阀主体1流入，然后向室外侧连接口9流出。室外侧连接口9的流路与阀主体1的内侧流路相比截面面积小，所以高温制冷剂在室外侧连接口9的入口附近被缩流。因此，高温制冷剂的表面流速在室外侧连接口9附近的阀片面13增加，且温度边界层变薄，所以成为易于从高温制冷剂向阀底座12传导热的导热路径。

与之相对，如图1所示，在本实施方式中，成为用阀体10的凸缘部10a覆盖阀片面13的整体的构成(参照图3)。阀体10由比阀底座12的材料导热率低的材料构成，在本实施方式中假设为树脂。该阀体10由碗状部10b和具有在该碗状部10b的两侧配置的两个孔14a及14b的凸缘部10a构成。该凸缘部10a的孔14a和14b成为使制冷剂从阀主体1向与室内换热器3或室外换热器4相连的连接口流动用的流路。由于图1是制冷运转时，所以凸缘部的孔14b配置成与室外侧连接口9的开口部重叠。

通过成为本发明第一实施方式的构成，向阀主体1内流入的高压制冷剂通过阀体10的凸缘部的孔14b而流向室外侧连接口9。此时，室外侧连接口9附近的阀片面13(阀底座12的上表面)由凸缘部10a覆盖，所以抑制高温制冷剂与阀片面13直接接触的面积。此外，由于凸缘部10a是导热率低的树脂制，所以抑制从缩流且促进热传导的高温制冷剂向阀片面13传导热。

再有，在本实施方式中，凸缘部的孔14a及孔14b的开口部的直径成为在制冷剂流入一侧(朝向高压连接口)直径逐渐扩大的R形状。通过该形状，本实施方式的阀体10可在成为制冷剂的出口的连接口周围抑制制冷剂的湍流。这样，由于在连接口附近的阀片面13没有促进热传导，所以在通过开口于阀片面13上的连接口后，即使在与阀底座连接的连接配管中也可抑制导热。

此外，本实施方式的四通转换阀在阀体10的碗状部10b内侧设有树脂制的部件15(参照图6)。该树脂制的部件15其与阀底座10相接的底面部分成为平面，并覆盖位于阀体10的碗状部10b内部的阀片面13(在图1所示的制冷运转时的实例中，覆盖低压侧连接口7和室内侧连接口8之间的阀底座12的阀片面)。此外，部件15的上面的形状成为朝向阀体10的碗状部10b的凹形状而光滑的凸形状。该树脂制的部件15在阀体10的碗状部10b的开口端面部接合，成为与阀体10一体化的构成。

在图13所示的现有的四通转换阀中，在低温制冷剂和阀片面接触的部分，从室内侧连接口8流入的低温制冷剂成为沿阀体10的碗状部10b内侧的凹部U转向的流动，所以流动紊乱且促进低温制冷剂的导热。因此，阀体10的碗状部10b内部的阀片面13和低温制冷剂接触的部分成为易于导热的导热路径。

与之相对，本实施方式的四通转换阀，由于位于阀体10的碗状部10b内侧的阀片面13由部件15的底面部分覆盖，所以抑制了低温制冷剂和阀片面13的接触面积。从而，抑制从阀底座12向低温制冷剂的热移动。

再有，在本实施方式中，部件15的上表面的形状为朝向阀体10的碗状部10b的凹形状而光滑的凸形状。通过该凸形状，部件15抑制沿阀体10的碗状U转向的低温制冷剂的流动在碗状部10b内部剥离而紊乱，所以可抑制低温制冷剂的热传递。这样，低温制冷剂在通过阀体10的碗状部10b后的通往换热器的配管内也抑制热传递，所以即使对于抑制通过阀底座12的高温制冷剂和低温制冷剂的热移动也有效。

此外，在本实施方式中，部件15中具备金属制的销20。该金属制的销20的两端部架在阀体10的碗状部10b的开口端面部(参照图6)。通过在开口端面部设置的槽中压入该金属销20而将该部件15与阀体10一体化安装。在本实施方式中，该金属制的销20假设为不锈钢。部件15是树脂制，所以与销20相比较软，且具有柔软性。因此，通过具备本实施方式的销20的部件15将销压入阀体10的碗状部10b的开口端面部的槽中，可使部件15和阀体10容易地一体化。此外，通过在部件15内设置金属制的销20，具有部件15的强度增加、可预防变形的优点。

此外，在本实施方式中，为抑制阀底座12内的热移动，在阀底座12内部设置的低压侧连接口7、室内侧连接口8、室外侧连接口9的周围分别以在阀底座12的阀片面13开口的形状设置环状的槽11a～11c。图4表示本实施方式的阀底座12和在该阀片面13上设置的环状的槽11a～11c的俯视图。在表示图4的阀体10和部件15及阀底座12的剖视图中表示的槽11a～11c是将在阀底座设置的三个连接口的每个包围的环状的槽。

其次，对于上述环状的槽11a～11c抑制阀底座12的热移动进行说明。由于在阀底座12内部设置的各连接口7、8、9的截面面积比阀主体1内部的流路截面面积小，所以制冷剂在阀底座12设置的连接口附近缩流且表面流速加快，所以促进热传导。因此，通过在导热率高的金属性的阀底座12的上面一侧设置槽11a～11c，而使这些槽11a～11c成为热阻体。

但是，在阀片面13在阀主体1内或阀体10的碗状部10b内部开口的情况下，这些槽11a～11c将在制冷剂流中开口。因此，在包围高温制冷剂和低温制冷剂的流路邻接的室外侧连接口9和低压侧连接口7的环状槽11c和11b中，环状的槽11b将总是出入低温制冷剂，环状的槽11c将总是出入高温制冷剂，高温制冷剂和低温制冷剂的流路将接近。

通过阀底座的高温制冷剂和低温制冷剂的热传导通过在导热率高的阀底座中高温制冷剂和低温制冷剂的流路邻接设置而产生。因此，如上所述，设置环状的槽11a～11c并成为热阻体的效果通过以高温制冷剂和低温制冷剂的流路接近来促进热移动而存在变弱的可能性。

于是，在本实施方式中，成为由阀体10的凸缘部10a来分别封住环状的槽11a～11c的开口部的构成。通过成为该构成，制冷剂不能总是出入环状的槽11a～11c中，所以没有成为制冷剂的流路。通过如此般成为本实施方式的构成，在阀底座12上设置的环状的槽11a～11c不会缩短高温制冷剂和低温制冷剂的距离，且在阀底座的内部成为热阻体，所以可抑制阀底座12的导热性，并可抑制邻接的高温制冷剂流路和低温制冷剂的热移动。

此外，在本实施方式中，成为在阀体10的碗状部10b的外表面的顶点周围设置凹状部的构造(参照图5所示的四通转换阀的剖视图)。图5是图1的A-A线的剖视图。阀体10的碗状部10b外表面的顶点周围在阀体10的短边方向上成为凹形状(也可以是与阀体的底面平行的平面)。该凹状部的宽度d2成为比高压侧连接口的直径d1长的构成。

为说明本实施方式的上述阀体碗状部10b的顶点周围凹状部的功能及作用，在图14中表示现有的四通转换阀的剖视图来作为对比。图14是图13的B-B剖视图。高压制冷剂从高压侧连接口6流入时首先碰撞到阀体10的碗状部10b。此时，在如图14所示的现有技术的四通转换阀那样碗状部10b的顶点周围是凸状的情况下，碰撞的高温制冷剂其流动的方向扩散，且如图中箭头所示那样其一部分朝向阀主体1的方向。因此，产生从高温制冷剂到阀主体的热移动。

与之相对，本实施方式的四通转换阀的碗状部10b的外表面的凹状部的宽度d2成为比高压侧连接口6的直径d1大的凹形状。因此，从高压侧连接口6向阀主体1流入的高温制冷剂，在碰撞阀体10的碗状部10b时，通过阀体10的碗状部10b的凹状部，而被导向凸缘部的孔14a、14b，并抑制高温制冷剂流向阀主体1的方向。这样，本实施方式的四通转换阀可抑制从高温制冷剂向阀主体1的热移动。

在将空调机的运转从制冷运转向制热运转切换的情况下，使阀体10向图2所示的位置移动，阀体10的碗状部10b将室外侧连接口9和低压侧连接口7连通。

在阀主体1内存在活塞17a和活塞17b，从而阀主体1的内部形成三个被隔开的空间。三个空间是在栓体16a和活塞17a之间形成的空间R3，在栓体16b和活塞17b之间形成的空间R2，在活塞17a和活塞17b之间形成的空间R1。由于空间R1装满从高压侧连接口6流入的高温制冷剂，因而总是高压。通过先导阀18而使高压制冷剂流入空间R2或空间R3之一，成为高压。此时，另一空间减压而成为低压。因此，在R2和R3产生压力差。由于活塞17a和17b通过连接板19而一体化，所以在R2和R3产生压力差时活塞17a和17b、连接板19在低压的空间的方向上移动。在连接板19在中央开有椭圆的孔，阀体10的碗状部10b的外表面组装到该孔中，将连接板19和阀体10连接。因此，如果通过先导阀在R2和R3产生压力差，则阀体10也与连接板19一同向低压的空间的方向移动，并配置在图2所示的位置上，所以可进行制冷运转和制热运转的切换。

通过使阀体10向图2的位置移动，从压缩机2排出的高温制冷剂从高压侧连接口6流入阀主体1，从室内连接口8流出，将向室内侧换热器3流动，所以可通过向室内空气放热来进行制热运转。然后，由膨胀阀5减压的制冷剂通过在室外换热器4中与室外空气的换热而蒸发、气化，从室外连接口9流入阀主体1中。而且，在通过碗状的阀体10的内侧后，再次吸入到压缩机2中。

即使在制热运转时，从高压侧连接口6流入的高温制冷剂也通过阀体10的碗状部10b的外表面的凹状部而不使流动的方向向阀主体1的方向扩散地朝室内侧连接口8流动。这样，由于抑制了高温制冷剂向阀主体1碰撞，所以可抑制从高温制冷剂向阀主体1的热移动。而此时，凸缘部的孔14a配置成与室外侧连接口8的开口部同轴配置。这样，从高温制冷剂到阀底座12的导热路径由阀体10的凸缘部10a阻断。另外，由于部件15固定在阀体10的碗状部10b内侧，所以与阀体10同时移动，并覆盖位于阀体10的碗状部10b内侧的阀底座12的阀片面13。这样，由部件15抑制从低温制冷剂到阀底座12的热移动。再有，在阀底座12的内侧设置的环状的槽11a～11c的开口部由阀体10的凸缘部10a完全封闭，所以高温制冷剂和低温制冷剂的流路没有接近地在阀底座的内部成为热阻体，所以可抑制阀底座12的热传导。这样，可抑制通过阀底座12从高温制冷剂到低温制冷剂的热移动。

如上所述，通过成为本实施方式的构成，四通转换阀可抑制从高温制冷剂到阀底座的热传导、从阀底座到低温制冷剂的热传导、通过阀底座的高温制冷剂和低温制冷剂的热传导、从高温制冷剂到阀主体的热传导。

第二实施方式

下面参照图7来对本发明的第二实施方式的四通转换阀进行说明。图7是表示本发明第二实施方式的四通转换阀的图。本实施方式的四通转换阀在阀主体1中由阀底座12、阀体10、覆盖阀底座12的阀片面13的导热率低的树脂制的板材23构成。

本实施方式的阀体10的凸缘部10a为与图13的现有技术同样的构造，较第一实施方式短。此外，阀体10的碗状部10b使用与第一实施方式同样的碗状部，其形状为在阀体10的短边方向上在外表面上具备凹状部(与图5所示的凹部相同的构造)的形状。该凹状部的宽度是d2，成为比高压侧连接口的直径d1长的构成。阀体10在从制冷运转向制热运转切换时在覆盖阀片面13的树脂制的板材23上滑动。

在第二实施方式中，通过设置覆盖阀片面13的树脂制的板材23，与现有技术(参照图13)相比可抑制阀底座12和制冷剂的接触面积，所以本实施方式的四通转换阀可抑制通过阀底座12的从高温制冷剂向低温制冷剂的热移动。

但是，在第一实施方式中，阀体10通过将碗状部10b的外周围组装到在连接板19上设置的孔中而连接，且在连接板19上设置的孔和碗状部10b的外周围之间存在一些间隙。因此，即使为了制冷运转和制热运转的切换而通过先导阀18来使活塞17a、17b和与之连接的连接板19移动，也由于该间隙而存在阀体10没有配置在目的位置上的可能性。于是，在图1所示的构成中，在阀体10的凸缘部10a上设置的孔14a和14b没有与连接口的开口部同轴配置，且形成不能抑制阀片面13和高温制冷剂的接触的部分。

与之相对，在本实施方式中，通过分为阀体10和覆盖阀片面13的树脂制的板材23，即使将阀体10配置在偏移的位置处，也能可靠地用导热率低的树脂覆盖阀片面。这样，能可靠地抑制从高温制冷剂向阀底座12的热移动。

第三实施方式

其次，参照图8和图9来对本发明的第三实施方式的四通转换阀进行说明。图8是与第一实施方式的四通转换阀的对比，且是将阀体10的凸缘部的孔14a和14b的直径缩小的图。因此，阀体10的凸缘部10a覆盖与在阀底座的内部设置的连接口的阀片面13上开口的开口部的碗状部10b接近一侧的一部分(由于凸缘部的孔使其直径缩小，所以覆盖形成开口部的连接口的一部分)。

制冷运转和制热运转的切换通过如上述那样在阀主体1的内部用活塞控制高压室R1及其两端的空间R2和R3的压力来进行。先导阀18使高压制冷剂向低压室R2或R3中任一个流动，并通过加压而成为高压室，另一个空间减压而成为低压室。通过先导阀18而在空间R2和R3产生压力差，且活塞17a和17b及与之连接的连接板向低压一侧移动。此时，位于连接板19的中央的椭圆孔中接合阀体10的碗状部10b。因此，阀体10随着连接板的移动而在阀片面上滑动，并可切换制冷运转和制热运转。

但是，在不能可靠地进行该切换的情况下，如图9所示，阀体10存在停止于阀体10的长边方向的中心和阀底座的长边方向的中心重叠的既不是制热运转也不是制冷运转的位置处的可能性。此时，凸缘部的孔14a和14b的直径如在第一实施方式中所示那样，在与阀底座12的内侧设置的连接口的开口部相同直径的大小的情况下，从高温侧连接口6流入的高温制冷剂同时向室外侧连接口9和室内侧连接口8流入。这样，由于在阀主体1的内部不能分别构成高温制冷剂和低温制冷剂的流路，所以冷冻循环不会成立，压缩机2存在发生故障的可能性。

为防范此类事态，在第三实施方式中，使阀体10的凸缘部的孔14a和14b的直径比连接口的开口部的直径缩小，凸缘部覆盖与在阀片面13开口的开口部的阀体10的碗状部10b接近一侧的一部分。通过使阀体10的凸缘部10a的孔径缩小，并如图8所示那样成为室外侧连接口9和室内侧连接口8没有连通的形状，即使阀体10在阀体10的长边方向的中心和阀底座的长边方向的中心重叠的位置处停止，高温制冷剂也不会向室外侧连接口9和室内侧连接口8两者流入，且可防止压缩机2的故障。

第四实施方式

其次，参照图10和图11来对本发明的第四实施方式的四通转换阀进行说明。图10是表示本发明第四实施方式的四通转换阀的阀体和活塞之间关系的立体图。图11是图10中C-C线的剖视图。

本实施方式的四通转换阀，阀体10由具有两个孔的凸缘部10a、碗状部10b、与使阀主体形成为高压室和低压室的活塞的连接部10c构成。在凸缘部10a上设置的两个孔成为使制冷剂从阀主体向与室内换热器3或室外换热器4相连的连接口8、9流动的流路。阀体10的碗状部10b配置在设置于凸缘部10a上的两个孔之间。碗状部10b的内侧成为低温制冷剂的流路，所以成为空腔并相对于阀片面开口。阀体10和活塞17a及17b的连接部10c设置在凸缘部10a的长边方向的两端，阀体10成为直接固定在活塞17a及17b上的构成。接合部10c的形状成为将凸缘部10b的长边方向的两端部分割为两个，并分别相对于凸缘部10b对称地使肋部立起的形状。此外，凸缘部的短边方向的两端部分别朝向高压侧连接口6而具备凸状的肋。

在图13的现有技术所示的四通转换阀中，阀体10的碗状部10b和凸缘部10a的接合部的外周围由连接板19覆盖。连接板19在覆盖阀体10和凸缘部10a的接合部的椭圆孔的两侧具备分别与室内侧连接口8和室外侧连接口9同轴配置的孔。连接板19的两端成为将连接板19的长边方向的两端部分割为两个，并分别相对于连接板19对称地使肋部立起的形状。该肋的一个成为连接部(与图10的10c对应)，并成为与活塞连接的构成。此外，连接板19的凸缘部10a的短边方向的两端部分别朝向高压侧连接口6而具备凸状的肋(图14中所示的标记19)。

在本实施方式中，将阀体10直接与活塞17a和17b连接，具有可通过取消连接板19，而减少部件数量的优点(将阀体和活塞不借助于连接板地直接连接)。此外，在本实施方式中，由于阀体10是树脂制，所以与金属制的连接板19相比，易于进行复杂形状的成型。图11是表示图10的C-C截面的图。如图11所示，阀体10的凸缘部10a能以沿阀主体1的长度方向的方式将端部翘起。通过成为该形状，可抑制高温制冷剂与阀主体1接触的面积，并可抑制从高温制冷剂到阀主体1的热传导。

此外，该阀体10可在中心配置金属制的芯材，并通过在其周围用树脂涂敷而形成。于是，可形成兼顾作为树脂的优点的易于成型复杂形状和作为金属的优点的增强强度的阀体。

第五实施方式

其次，下面参照图12来对本发明的第五实施方式的四通转换阀及具备它的冷冻循环装置进行说明。图12是表示本发明第五实施方式的四通转换阀和使用了它的冷冻循环装置的构成的图。在本实施方式中，表示将热泵式供水器假定为冷冻循环装置的情况。

如图12所示，由压缩机压缩的制冷剂(未图示)从高压侧连接口6向阀主体1流入，并从第一连接口9流出。然后，通过由第一换热器4放热而凝结、液化，并由膨胀阀5减压。减压而成为低温、低压的制冷剂向第二换热器3流动，从周围空气夺取热，并蒸发、气化。然后，低温、低压的制冷剂从第二连接口8流入阀主体1。从那里通过阀体的碗状部10b的内侧，并通过低压侧连接口7而返回到压缩机2的吸入一侧，且再次被压缩。

在该过程中，在因周围的气温和湿度的关系而在第一换热器4上结霜时，以通过四通转换阀来使第一换热器4和第二换热器3的功能颠倒过来的方式切换制冷剂的循环路径，并进行除霜运转。在除霜结束时再次切换制冷剂的循环路径，而返回到原循环路径。

另一方面，在水回路中，在储水槽21中储存的水由泵22向第一换热器4送入。第一换热器4是由储水槽21和泵22及水换热器所构成的水回路的一部分，第一换热器4通过吸收在制冷剂凝结时产生的热而向送入这里的水放热。另一方面，吸收热的水成为沸水，并再次返回到储水槽21。在储水槽21中储存的沸水根据需要而向浴池和厨房等处供给。

由于在四通转换阀内高温制冷剂和低温制冷剂邻接，所以产生热移动。由于热泵式供水器有时需要储存高温的沸水，所以高温制冷剂的温度高。例如，在制冷剂为CO₂的情况下，从压缩机2排出的高温制冷剂的温度在温度高时为100℃以上。从此时的第二换热器3向四通转换阀流入的低温制冷剂的温度约为0℃。如上所述，在本实施方式中，与第一实施方式的空调机的情况相比较，高温制冷剂和低温制冷剂的温度差变大。高温制冷剂和低温制冷剂的温度差越大则四通转换阀内的热移动越多。

在本实施方式中，为抑制四通转换阀内的从高温制冷剂到低温制冷剂的热移动，将与第一实施方式的四通转换阀同样的阀用于热泵式供水器的制冷剂的循环路径的切换。通过成为该构成，从高压侧连接口6流入的高温制冷剂由于阀体10的碗状部10b的外周部的形状而没有使流动的方向向阀主体1的方向扩散地向第一换热器4流动。这样，由于抑制高温制冷剂向阀主体1碰撞，所以可抑制从高温制冷剂向阀主体的热移动。而此时，凸缘部的孔14b配置成与第一连接口9的开口部同轴配置。这样，从高温制冷剂向阀底座12的热移动由阀体10的凸缘部10a抑制。

此外，部件15覆盖位于碗状部10b内侧的阀底座12的阀片面13。这样，由部件15抑制从低温制冷剂向阀底座12的导热路径。再有，由于在阀底座12的内侧设置的环状的槽11a～11c的开口部由阀体10的凸缘部10a完全封闭，所以高温制冷剂和低温制冷剂的流路不会接近且在阀底座的内部成为热阻体，所以可抑制阀底座12的导热性。如上所述，使用第五实施方式的四通转换阀的热泵式供水器可起到抑制从高温制冷剂向低温制冷剂的热移动的效果。

Claims (13)

1.一种冷冻循环装置，将压缩机和第一换热器与减压构件和第二换热器用填充有制冷剂的制冷剂配管连接而形成冷冻循环，而且，在上述制冷剂配管中具备四通转换阀，该四通转换阀用于相互切换上述第一换热器成为放热器且上述第二换热器成为蒸发器的运转、和上述第二换热器成为放热器且上述第一换热器成为蒸发器的运转，其特征在于，

上述四通转换阀具备：将圆筒状的两端密闭的阀主体；与压缩机的排出口连通的高压侧连接配管；与上述压缩机的吸入口连通的低压侧连接配管；与在上述低压侧连接配管的一侧邻接配置的上述第一换热器连通的第一连接配管；与在上述低压侧连接口端部的另一侧邻接配置的上述第二换热器连通的第二连接配管；配置在上述阀主体内的内侧且具有将上述第一连接配管和上述低压侧连接配管及上述第二连接配管的开口部依次配置的平面状的阀片面的大致半圆柱状的阀底座；以及，以通过在上述阀片面滑动而使上述第一连接口和上述第二连接口中的一个连接口成为与上述低压侧连接口连通的状态且另一连接口成为与上述高压侧连接口连通的状态的方式切换的阀体，

构成为，将在上述阀片面形成的上述低压侧连接口、上述第一连接口、上述第二连接口的各自的开口部的周围用导热率比构成上述阀片面的材料还低的材料覆盖。

2.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述四通转换阀其覆盖上述阀片面的导热率低的材料由上述阀体的一部分构成，

上述阀体具有碗状部和凸缘部，上述凸缘部在上述碗状部的两侧设有成为高温制冷剂的流路的两个孔并在上述阀片面上滑动。

3.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

覆盖上述阀片面的导热率低的材料由具有使上述低压侧连接口、上述第一连接口、上述第二连接口开口的三个孔的片状部件构成，将上述片状部件设置在上述阀片面上，

上述阀体在上述片状部件上滑动。

4.根据权利要求2所述的冷冻循环装置，其特征在于，

覆盖上述阀片面的导热率低的材料由配置在被上述阀体的碗状部覆盖的内部并且固定在上述阀体上的部件构成，

上述部件其覆盖上述阀片面的一侧的面是平面形状，其相反一侧的面是凸形状。

5.根据权利要求4所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述部件由销固定在上述阀体上并与上述阀体一体移动。

6.根据权利要求2或4所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述四通转换阀将上述阀主体分隔为三个空间，中央的空间为高压室，且具备使其两侧空间的压力为可变的两个活塞，

将上述阀体固定在上述活塞上，通过使上述活塞运动上述阀体与之连动而在上述阀片面上滑动。

7.根据权利要求2或4所述的冷冻循环装置，其特征在于，

在上述阀体的凸缘部设置的孔的开口部其直径朝向上述高压侧连接口逐渐扩大。

8.根据权利要求2或3所述的冷冻循环装置，其特征在于，

在上述阀底座的阀片面上，设有分别包围在上述阀底座内部设置的上述第一连接口和上述第二连接口及上述低压侧连接口的在阀片面上开口的环状的槽，

上述导热率低的材料覆盖上述环状的槽的开口部。

9.根据权利要求1、2或3所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述阀体由在其中央部朝向上述高压侧连接口成为凸形状的碗状部和在上述碗状部的两侧设置的凸缘部构成，

包含上述碗状部的顶点的其周边的上述阀体的短边方向的截面形状为与上述阀体的底面平行或凹形状。

10.根据权利要求9所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述阀体的短边方向的截面形状为与上述阀体的底面平行或凹形状的部分的宽度比上述高压侧连接口的内径长。

11.一种四通转换阀，用于具备由填充了制冷剂的制冷剂配管连接的压缩机、第一换热器、减压构件、第二换热器的冷冻循环装置，其特征在于，

上述四通转换阀具有相互切换上述第一换热器成为放热器且上述第二换热器成为蒸发器的运转、和上述第二换热器成为放热器且上述第一换热器成为蒸发器的运转的功能，其特征在于，

上述四通转换阀具备：将圆筒状的两端密闭的阀主体；与压缩机的排出口连通的高压侧连接配管；与上述压缩机的吸入口连通的低压侧连接配管；与在上述低压侧连接配管的一侧邻接配置的上述第一换热器连通的第一连接配管；与在上述低压侧连接口端部的另一侧邻接配置的上述第二换热器连通的第二连接配管；配置在上述阀主体的内侧且具有将上述第一连接配管和上述低压侧连接配管及上述第二连接配管的开口部依次配置的平面状的阀片面的大致半圆柱状的阀底座；以及，以通过在上述阀片面滑动而使上述第一连接口和上述第二连接口中的一个连接口成为与上述低压侧连接口连通的状态且另一连接口成为与上述高压侧连接口连通的状态的方式切换的阀体，

构成为，将在上述阀片面形成的低压侧连接口、第一连接口、第二连接口的各自的开口部的周围用导热率比构成上述阀片面的材料低的材料覆盖。

12.根据权利要求11所述的四通转换阀，其特征在于，

上述四通转换阀其覆盖上述阀片面的导热率低的材料由上述阀体的一部分构成，

上述阀体具有碗状部和凸缘部，上述凸缘部在上述碗状部的两侧设有成为高温制冷剂的流路的两个孔并在上述阀片面上滑动。

13.根据权利要求11所述的四通转换阀，其特征在于，

覆盖上述阀片面的导热率低的材料由具有使上述低压侧连接口、上述第一连接口、上述第二连接口开口的三个孔的片状部件构成，将上述片状部件设置在上述阀片面上，

上述阀体在上述片状部件上滑动。

Images