CN102537420A - 一种空调器及其四通阀 - Google Patents

Abstract

一种空调器及其四通阀，包括压缩机、室内换热器和室外换热器构成的空调器主体，空调器主体通过管道与四通阀相连，四通阀包括阀体及阀芯，阀芯为哑铃状的双曲线旋转体，阀芯上的曲面与阀体之间形成两个互不连通的空腔；阀芯与阀体为同轴设置，阀体呈中空的筒体状，阀体上开设有一个以上的通孔，相邻的通孔呈90°对称设置。本发明中的制冷状态与制热状态之间的切换，只需要步进电机驱动阀芯与阀体转动配合，在运行过程中，通过短时间通电便可进行模式切换，并且在断电之后依然能维持原有模式继续进行；同时阀芯与阀体的内表面密封连接，提高四通阀的密封性，防止串气现象的发生；改变传统四通阀结构复杂、制造困难和可靠性差等不足之处。

Description

一种空调器及其四通阀

技术领域

本发明涉及一种空调器及其四通阀。

背景技术

传统的制冷或者热泵系统在进行制冷到制热模式切换时，需要对先导阀进行持续供电，通过先导阀内部滑块的移动导通阀体上下端的导流管，从而将高压冷媒和低压冷媒引入四通阀主阀的两端，建立压差完成冷媒流动换向。这种四通阀内部结构复杂，制造工艺难度大，毛细管路焊接易堵，内部活塞容易烧损变形；运行可靠性较差，经常会出现内部结构卡死现象，压力差不足而导致阀体不工作。

在冬季室内外工况下，通常情况下空调或者热泵系统都是长时间运行制热模式，也就意味着需要对四通阀一直供电来保证制热的稳定运行，这种模式首先是通电能耗存在，不利于节能减排，其次传统的四通阀需要对阀体持续供电，一旦断电，则转入默认模式，对电路和控制部分可靠性要求高。因此，有必要作进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、可靠性高、使用寿命长和生产效率高的空调器及其四通阀，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的空调器及其四通阀，包括压缩机、室内换热器和室外换热器构成的空调器主体，空调器主体通过管道与四通阀相连，四通阀包括阀体及阀芯，其结构特征是所述阀芯为哑铃状的双曲线旋转体，阀芯上的曲面与阀体之间形成两个互不连通的空腔；阀芯与阀体为同轴设置，阀体呈中空的筒体状，阀体上开设有一个以上的通孔，相邻的通孔呈90°对称设置。

所述通孔环绕设置于阀体的外壁，阀体上还设置有步进电机；阀芯对应步进电机的电机轴设置有阀芯轴，该阀芯轴与步进电机传动连接，步进电机驱动阀芯在阀体内做角位移量为90°*[2n+1]的转动，其中n为非负整数，阀芯转动配合于阀体内，且与阀体的内表面密封连接。

所述通孔包括第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔；四个通孔分为两组，第一通孔与第二通孔为一组，构成第一制热空腔，第三通孔和第四通孔为一组，构成第二制热空腔；或者第二通孔和第三通孔为一组，构成第一制冷空腔，第一通孔与第四通孔为一组，构成第二制冷空腔。

所述压缩机的一端与第二通孔相连，压缩机的另一端与第四通孔相连；室内换热器的一端与第一通孔相连，室内换热器的另一端与室外换热器之间设置有节流部件，节流部件的两端分别与室内换热器及室外换热器相连，室外换热器与第三通孔相连。

所述阀体和阀芯由安全、高效的铜材料和/或钢材料制成。

本发明中的制冷状态与制热状态之间的切换，只需要步进电机驱动阀芯与阀体转动配合，在运行过程中，通过短时间通电便可进行模式切换，并且在断电之后依然能维持原有模式继续进行，不需要持续对阀体通电，提高稳定性及可靠性；并且减少活塞传动机构的增设，阀体卡死和失效的现象大大降低，节约了材料成本，从而满足节能减排的目的；同时阀芯与阀体的内表面密封连接，提高四通阀的密封性，防止串气现象的发生；改变传统四通阀结构复杂、制造困难和可靠性差等不足之处，其具有结构简单合理、能效比高、控制精高、成本低廉和启闭时间短的特点，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的一实施例中制热模式的工作示意图。

图2为图1的制冷模式的工作示意图。

图3-图4为阀体和阀芯的装配示意图。

图5为阀体和步进电机组装后的主视结构示意图。

图6为阀芯的立体结构示意图。

图中：1为压缩机，2为第一通孔，3为第二通孔，4为四通阀，4.1为阀体，4.2为阀芯，4.3为阀芯轴，4.4为步进电机，5为第三通孔，6为第四通孔，7为室内换热器，8为节流部件，9为室外换热器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图6，本空调器及其四通阀，包括压缩机1、室内换热器7和室外换热器9构成的空调器主体，室内换热器7与室外换热器9之间设置有节流部件8，节流部件8的两端分别与室内换热器7及室外换热器9相连。空调器主体通过管道与四通阀4相连，四通阀4包括阀体4.1及阀芯4.2，阀体4.1和阀芯4.2由安全、高效的铜材料和/或钢材料制成。

阀体4.1呈中空的筒体状，阀体4.1的外壁环绕设有四个通孔，该通孔分别为第一通孔2、第二通孔3、第三通孔5和第四通孔6，相邻的通孔呈90°对称设置。四个通孔分为两组。阀芯4.2为哑铃状的双曲线旋转体，见图6，阀芯4.2上的曲面与阀体4.1之间形成空腔；阀芯4.2与阀体4.1为同轴设置。

第一通孔2与第二通孔3为一组，构成第一制热空腔，第三通孔5和第四通孔6为一组，构成第二制热空腔，第二制热空腔与第一制热空腔互不连通，见图3。或者第二通孔3和第三通孔5为一组，构成第一制冷空腔，第一通孔2与第四通孔6为一组，构成第二制冷空腔，第一制冷空腔与第二制冷空腔互不连通，见图4。压缩机1的一端与第二通孔3相连，压缩机1的另一端与第四通孔6相连；室内换热器7的一端与第一通孔2相连，室外换热器9与第三通孔5相连。以实现在运行过程中，不需要维持阀体4.1通电状态，稳定性高，没有复杂的活塞传动机构，阀体4.1卡死和失效的可能性大大降低，让整个结构简单，运行可靠。

阀体4.1上还设置有步进电机4.4，见图5，阀芯4.2对应步进电机4.4的电机轴设置有阀芯轴4.3，该阀芯轴4.3与步进电机4.4传动连接，步进电机4.4驱动阀芯4.2在阀体内做角位移量为90°*(2n+1)的转动，其中n为非负整数，即n＝0，1，2，3……，步进电机4.4的特性保证了可以它可以做非连续的定值运动，以实现阀芯4.2转动配合于阀体4.1内，各个空腔的换向依靠步进电机4.4带动阀芯4.2转动来实现，有效避免卡死现象，简化制造工艺。由于阀体4.1的内表面密封连接，提高四通阀4的密封性，防止串气现象的发生。同时有效避免现有技术中四通阀4持续供电来维持模式进行，或者复杂的内部结构和精细的毛细管焊接。

本发明的工作原理为：

开启制热时，第一制热空腔分别连通阀体上的第一通孔2和第二通孔3，第二制热空腔分别连通阀体上的第三通孔5和第四通孔6。此时，高温高压的冷媒从压缩机1排出后依次流经第二通孔3、第一通孔2、室内换热器7、节流部件8和室外换热器9，再由第三通孔5、第四通孔6回到压缩机1，实现制热循环，见图1。阀体4.1断电后，系统维持制热状态不变，直至步进电机4.4的信号输入。

当需要切换制冷模式时，步进电机4.4的信号输入，阀芯4.2转动90°*[2n+1]的位移量，此时，第一制冷空腔分别与第二通孔3和第三通孔5相连通，第二制冷空腔分别与第一通孔2和第四通孔6相连通。高温高压的冷媒从压缩机1排出后依次流经第二通孔3、第三通孔5、室外换热器9、节流部件8和室内换热器7，再由第一通孔2及第四通孔6回到压缩机1，实现制冷循环。阀体4.1断电后，系统维持制冷状态不变，因此四通换向不需持续供电，系统运行可靠性高。节约了材料成本，从而满足节能减排的目的，提高能效比。

Claims (5)

1.一种空调器及其四通阀，包括压缩机(1)、室内换热器(7)和室外换热器(9)构成的空调器主体，空调器主体通过管道与四通阀(4)相连，四通阀(4)包括阀体(4.1)及阀芯(4.2)，其特征是所述阀芯(4.2)为哑铃状的双曲线旋转体，阀芯(4.2)上的曲面与阀体(4.1)之间形成两个互不连通的空腔；阀芯(4.2)与阀体(4.1)为同轴设置，阀体(4.1)呈中空的筒体状，阀体(4.1)上开设有一个以上的通孔，相邻的通孔呈90°对称设置。

2.根据权利要求1所述的空调器及其四通阀，其特征是所述通孔环绕设置于阀体(4.1)的外壁，阀体(4.1)上还设置有步进电机(4.4)；阀芯(4.2)对应步进电机(4.4)的电机轴设置有阀芯轴(4.3)，该阀芯轴(4.3)与步进电机(4.4)传动连接，步进电机(4.4)驱动阀芯(4.2)在阀体内做角位移量为90°*[2n+1]的转动，其中n为非负整数，阀芯(4.2)转动配合于阀体(4.1)内，且与阀体(4.1)的内表面密封连接。

3.根据权利要求1或2所述的空调器及其四通阀，其特征是所述通孔包括第一通孔(2)、第二通孔(3)、第三通孔(5)和第四通孔(6)；四个通孔分为两组，第一通孔(2)与第二通孔(3)为一组，构成第一制热空腔，第三通孔(5)和第四通孔(6)为一组，构成第二制热空腔；或者第二通孔(3)和第三通孔(5)为一组，构成第一制冷空腔，第一通孔(2)与第四通孔(6)为一组，构成第二制冷空腔。

4.根据权利要求3所述的空调器及其四通阀，其特征是所述压缩机(1)的一端与第二通孔(3)相连，压缩机(1)的另一端与第四通孔(6)相连；室内换热器(7)的一端与第一通孔(2)相连，室内换热器(7)的另一端与室外换热器(9)之间设置有节流部件(8)，节流部件(8)的两端分别与室内换热器(7)及室外换热器(9)相连，室外换热器(9)与第三通孔(5)相连。

5.根据权利要求4所述的空调器及其四通阀，其特征是所述阀体(4.1)和阀芯(4.2)由安全、高效的铜材料和/或钢材料制成。

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