CN107152862A - 热泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热泵装置，其能够以缩短对于毛细管而言较为困难的从运转开始到负载变小的时间的方式进行控制，而且能够进行以下调整，即在负载大时，制冷剂流得多，另一方面在负载小时，制冷剂流得少，有利于降低成本，无需对连接作业费心。该热泵装置将冷凝器(42)、蒸发器(41)、设于冷凝器(42)与蒸发器(41)之间的减压装置、以及对制冷剂进行压缩的压缩机(43)连接为环状而构成，该热泵装置的特征在于，具备一个入口侧端口(2a)和开口面积不同的两个出口侧端口(8、9)的滑阀(1)构成为减压装置，开口面积大的出口侧端口(8)形成负载大的运转开始时的膨胀单元，开口面积小的出口侧端口(9)形成负载变动少时的膨胀单元。

Description

热泵装置

技术领域

本发明涉及热泵装置，详细而言，涉及适用于全自动洗衣机的干燥单元等的热泵装置。

背景技术

对于全自动洗衣机的干燥单元，作为使用了利用热泵的系统之一的热泵式干燥系统的例，已知图6所示的全自动洗衣机的干燥系统40(专利文献1)。

该干燥系统40构成为具有与全自动洗衣机的干燥室52(或洗衣槽)连接的循环风路30，在该循环风路30内以环状连接作为对循环风路30内的空气进行加热的热交换器的冷凝器42、作为对循环风路30内的空气进行除湿的热交换器的蒸发器41、设于冷凝器42与蒸发器41之间的减压装置44、以及设于循环风路30外且供给制冷剂的压缩机43。

而且，在该干燥系统40中，通过电磁阀48进行压缩机停止中的制冷剂的阻断。

在该热泵式干燥系统40中，减压装置44由毛细管状的毛细管44A构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－204883号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，对于如上述的热泵式干燥系统40那样地采用毛细管44A作为膨胀单元的热泵装置，存在类似于以下的问题。

即，

1)毛细管44A不能进行以下调整，即，在如开始运转热泵装置时那样负载大时，制冷剂流得多，另一方面，在负载小时，制冷剂流得少。因此，不能控制从干燥的运转开始到负载变得比较小的时间。

2)毛细管44A为特殊规格，因此，作为热泵装置，为了提供最佳的产品，必须重复进行设定，其结果，热泵装置变得昂贵。

3)在将毛细管44A装入例如全自动洗衣机的干燥系统40的情况下，需要在狭小的场所进行焊接作业或者钎焊作业，因此该连接作业需要较多的工时。

4)在毛细管44A的连接部需要进行配管的缩径或扩径，因此在它们的连接部分需要高价的配管部件。

另一方面，考虑上述1)的问题，为了控制从系统的运转开始到负载变得比较小的时间，也可以考虑取代毛细管状的毛细管，而采用电子膨胀阀，通过该电子膨胀阀的步进马达的转速来调整流路的阀开度，但是，该情况下，根据流量、温度条件等来进行复杂的控制的控制器是必须的，存在系统整体的价格大幅上升的问题。

本发明鉴于这种实际情况，目的在于提供一种热泵装置，其能够以缩短对于毛细管而言较为困难的从运转开始到负载变小的时间的方式进行控制，而且能够进行以下调整，即，在如运转开始时那样负载大时，制冷剂流得多，另一方面在负载小时，制冷剂流得少，而且，与使用毛细管的情况相比，能够有利于降低成本，另外，无需对连接作业费心，而且尤其是不需要高价的配管部件。

用于解决课题的方案

用于实现上述目的的本发明的热泵装置将冷凝器、蒸发器、设于冷凝器与蒸发器之间的减压装置、以及对制冷剂进行压缩的压缩机连接为环状而构成，上述热泵装置的特征在于，

具备一个入口侧端口A和开口面积不同的两个出口侧端口B、C的滑阀1构成为上述减压装置，

上述滑阀1的两个出口侧端口B、C中，开口面积大的出口侧端口B作为负载大的运转开始时的膨胀单元而与上述入口侧端口A连通，开口面积小的出口侧端口C作为负载变动少时的膨胀单元而与上述入口侧端口A连通。

根据这种热泵装置，能够不使用毛细管，通过选择开口面积不同的两个出口侧端口B、C来调整制冷剂流量。

发明效果

根据本发明的热泵装置，因为未使用毛细管，所以不会发生在使用毛细管的情况下的相关问题。另外，根据本发明，使用具备开口面积不同的两个出口侧端口的滑阀能够对流量以变大或变小的方式进行调整。另外，因为未使用毛细管，所以成本降低，而且能够使热泵装置自体紧凑。

另外，根据本发明的热泵装置，能够选择性地进行制冷剂的大流量和小流量的调整，因此能够如运转开始时那样为大负载的情况下，使制冷剂流得多，在从运转开始经过预定时间后等、小负载的情况下，使制冷剂流得少。

而且，在本发明中，能够仅通过开/关信号来进行制冷剂流量的控制，因此，无需复杂的控制器，有利于降低成本。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的滑阀的剖视图。

图2是图1所示的滑阀的阀芯组件的立体图。

图3是图2所示的阀芯组件的剖视图。

图4(a)是图1所示的滑阀的阀芯的俯视图，图4(b)是该阀芯的主视剖视图，图4(c)是该阀芯的仰视图，图4(d)是表示该阀芯与板簧的关系的侧视图。

图5是本发明的一实施例的热泵装置的示意图。

图6是以往的搭载于全自动洗衣机的干燥系统的示意图。

图中：

1—滑阀，2—入口侧接头，2a—入口侧端口，3—出口侧接头，8—出口侧端口，9—出口侧端口，30—循环风路，41—蒸发器，42—冷凝器，43—压缩机，44—减压装置，52—干燥室，70干燥系统。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明优选的实施方式(实施例)的热泵装置进行说明。

首先，参照图1～图4对滑阀1进行说明。

该滑阀应用于作为本实施例的热泵装置的干燥系统，如后述，作为热泵装置的膨胀单元而应用。另外，图2是表示装入图1的滑阀1的阀芯组件的图。

本实施例的滑阀1例如为装入全自动洗衣机的干燥系统的二通阀，阀芯11被电磁铁驱动。

该滑阀1具有在图1、图2中沿上下方向垂直地延伸的中心轴O－O，且大致具备阀主体5、阀芯组件10、螺线管18。

构成滑阀1的阀主体5划分有阀室6，阀室6经由入口侧端口2a而连结于与上游侧流路连通的入口侧接头2，且经由出口侧端口8及出口侧端口9而连结于与下游侧流路连通的出口侧接头3。在阀室6内设有插入有出口侧接头3的开口端部的阀座7，在阀座7的阀座面7a以开口的方式形成有与出口侧接头3连通的出口侧端口8及出口侧端口9。此外，入口侧接头2、出口侧接头3虽不受限定，但是优选配置为各自的轴与滑阀1的中心轴O－O正交，且阀座7的阀座面7a与中心轴O－O平行地配置。

在本实施例中，如图2及图3所示，构成滑阀1的阀芯组件10大致具备阀芯11、板簧13、连结杆12以及柱塞15。另外，如图2及图3所示，滑阀1的中心轴O－O通过连结杆12及柱塞15的中心。

构成阀芯组件10的柱塞15为以下部件，即，在图1中，在电流经由导线25流向螺线管18时，抵抗盘簧16的作用力而移动，使阀芯11滑动。在图1中，当阀芯11向上方滑动时，出口侧端口8打开，出口侧端口9关闭，从而切换流路。

如图1～图3所示，在柱塞15沿着中心轴O－O而形成有上下贯通的中心孔15a。该中心孔15a的剖面为圆形，且在中间从上开始具备第一台阶部15b及第二台阶部15c而使直径变化。在第一台阶部15b，通过使直径变小，从而保持盘簧16的一端部。此外，盘簧16的另一端部保持于吸引子17。在第二台阶部15c，通过使直径变大，从而收纳连结杆12的基端部12b。而且，在柱塞15的中心孔15a的下端部以闭合中心孔15a的方式形成开口缘15d，使开口缘15d变形而铆接固定在中心孔15a内所收纳的连结杆12的基端部12b，从而将连结杆12装配于柱塞15。

构成阀芯组件10的连结杆12为保持阀芯11的扁平的板状部件，且具备基端部12b及末端部12c。在连结杆12的末端部12c形成剖面为长圆形的贯通孔12a，将阀芯11保持于该贯通孔12a。贯通孔12a以在作为滑阀1组装含有连结杆12的阀芯组件10时，阀芯11的中心轴A－A与滑阀1的中心轴O－O形成直角的方式形成于连结杆12的末端部12c。贯通孔12a的剖面形状与阀芯11的基部11a的剖面形状大致相同，在本实施例中，贯通孔12a的剖面形状为长圆形。贯通孔12a的大小只要至少在期望的尺寸公差的范围内设定为能够供阀芯11的基部11a(在图3中在左右方向上)出入的大小即可。此外，在本实施例中，贯通孔12a的长度(在图3中，贯通孔12a的上下方向的长度)以相对于阀芯11的长度(图4(a)中，基部11a的左右的长度)存在稍微的间隙的方式形成为比阀芯11的长度大。从而，当将贯通孔12a的长度形成为比阀芯11的长度稍大时，在图1中，在与柱塞15形成为一体的连结杆12在上下方向上移动时，能够构成为，连结杆12先移动，然后阀芯11移动。因此，顺滑地进行阀芯11的移动(滑动)。

构成阀芯组件10的板簧13具备基端部13a及末端部13b，且在基端部13a通过固定金属零件14而固定于连结杆12，在末端部13b经由突起13c而按压阀芯11的槽部11e的底面11f。在本实施例中，突起13c的剖面形状为圆弧状。板簧13在基端部13a与末端部13b之间形成有作为弹性变形部的倾斜部13e。

构成阀芯组件10的阀芯11为以下部件，即，密封面11c一边与阀座7的阀座面7a面接触一边滑动，对出口侧端口8及出口侧端口9进行开闭而切换通路。阀芯11具有中心轴A－A，且如上所述，保持于连结杆12。如图4(a)～(d)所示，本实施例的阀芯11具备剖面长圆形的基部11a、剖面大致正方形的突出部11b。阀芯11的基部11a在平坦的背面11d形成相对于该背面11d形成台阶部的槽部11e。另外，阀芯11的突出部11b从基部11a向上方突出，其上表面与基部11a的背面11d对置，且作为平坦的密封面11c而形成。

如图1所示，阀芯11在作为滑阀1而组装时，以阀芯11的中心轴A－A与滑阀1的中心轴O－O、即与阀座面7a形成直角的方式保持于连结杆12。在作为形成于阀芯11的基部11a的背面11d的台阶部的槽部11e的底面11f抵接圆弧状的突起13c，该突起13c形成在板簧13的末端部13b。由此，阀芯11的密封面11c按压阀座7的阀座面7a。从而，阀芯11对出口侧端口8及出口侧端口9的任一个端口进行开闭并进行密封。此外，在图1中，使出口侧端口8关闭，使出口侧端口9打开。

此外，在将本实施例的滑阀1如图5所示地应用于用于使全自动洗衣机的干燥室52干燥的干燥系统70的情况下，如图1所示，优选将使出口侧端口9打开的模式设定为从运转开始经过预定时间后等的负载变动少的运转时，将使出口侧端口8打开的模式设定为运转开始时。

此外，在本实施例中，如图4(c)所示，形成于阀芯11的背面11d的槽部11e以沿左右方向横切背面11d而延伸的方式形成，但不限定与此。例如，在图4(c)中，槽部11e也可以形成为左右两端被基部11a堵塞的状态，即作为剖面矩形状的凹部而形成。该凹部相对于背面11d形成台阶部。在本实施例中，在以凹部的方式形成台阶部时，凹部的长度(图4(c)中凹部的左右方向的长度)设定为比贯通孔12a的长度与阀芯11的长度之间的差(形成于贯通孔12a与阀芯11之间的间隙的长度)更大。这样设定的理由如下。即，在本实施例中，如上所述，板簧13与连结杆12成为一体，另外，连结杆12与柱塞15也同样地成为一体。从而，在柱塞15开始移动的瞬间，阀芯11保持停止状态，仅连结杆12先移动贯通孔12a与阀芯11之间的间隙的量。同样地，与连结杆12一体的板簧13的突起13c在形成于仍停止的阀芯11的背面11d的凹部的底面上移动。通过这样地构成贯通孔12a与阀芯11的关系，能够顺滑地进行阀芯11的移动。

另外，在本实施例中，板簧13的末端部13b构成为，形成于该末端部13b的突起13c与阀芯11的槽部11e的底面11f抵接。另外，优选板簧13的除了突起13c以外的平坦的末端部13b配置成覆盖阀芯11的背面11d的至少一部分。通过这样配置，例如，在阀芯11由于反向压力而从如图1所示地关闭的出口侧端口8浮起时，阀芯11的背面11d与覆盖该背面11d的板簧13的平坦的末端部13b抵接。由此，防止阀芯11的旋转，抑制阀芯11相对于中心轴A－A倾斜、阀芯11错位的程度。因此，在反向压力消失时，阀芯11不会锁定为倾斜状态，能够迅速地返回初始位置，即关闭出口侧端口8且将其密封的位置。

最后，构成滑阀1的螺线管18以在中心具备能够收纳阀芯组件10的柱塞15的空间18a的方式在外壳19内由电绝缘性的合成树脂模制成形。在本实施例中，吸引子17插入柱塞管20且通过焊接而固定，外壳19通过紧固螺钉21而固定于吸引子17。此时，在柱塞管20内嵌入有阀芯组件10的柱塞15，柱塞15在图1中能够在柱塞管20内沿上下方向移动。另外，如上所述，在吸引子17与柱塞15之间装配盘簧16。通过该盘簧16，对吸引子17和柱塞15向彼此分离的方向施力。

在本实施例中，如根据上述所理解地，吸引子17、柱塞管20、盘簧16、阀芯组件10、阀主体5以及入口侧接头2、出口侧接头3预先形成为一体。向螺线管18的空间18a内插入该一体化的阀部件(吸引子17、柱塞15)，从而能够容易地组装滑阀1。

以下，对本发明的主要部分进行说明。

本实施例的滑阀1在将入口侧接头2的入口侧端口2a的开口面积设为A、将出口侧接头3的出口侧端口8的开口面积设为B、且将出口侧端口9的开口面积设为C时，设定为A＞B＞C。

即，出口侧接头3的出口侧端口8的开口面积B和出口侧端口9的开口面积C设定为比入口侧端口2a的开口面积A小，而且，出口侧端口9的开口面积C设定为比出口侧端口8的开口面积B小。

这样地设定好开口面积的滑阀1能够优选地用作图5所示的全自动洗衣机的干燥系统70的膨胀单元。该情况下，使用的流体为制冷剂。

滑阀1从图1所示的入口侧接头2导入制冷剂，制冷剂通过出口侧端口8及出口侧端口9中的未被阀芯11封闭的一个出口侧端口，从而高温、高压的液制冷剂减压成容易蒸发的状态，变成低温、低压且气体、液体混合状态的制冷剂而从出口侧接头3排出。

此外，在图5所示的干燥系统70中，对与图6的干燥系统40相同的单元标注相同的符号，并省略详细的说明。

在干燥系统70中，制冷剂经由压缩机43而向冷凝器42送出，从该冷凝器42所送出的高温、高压的液制冷剂供给至滑阀1的入口侧接头2，且从该入口侧接头2选择性地向出口侧接头3送出。向出口侧端口8、出口侧端口9中哪一个送出的选择是通过滑阀1的控制开关的开、关来进行的。

此外，在本发明中，作为驱动滑阀1的阀芯11的单元，优选采用磁闩锁线圈(Magnetlatch coil)。只要是这种结构，就能够低价地控制阀芯。

在装有这种滑阀1的干燥系统70中，当自动洗衣机的干燥室52内的温度上升至预定的温度时，该状态被温度传感器检测到，控制滑阀1的未图示的切换开关变成关(图1的状态)。

此时，电流不流向螺线管18，柱塞15受盘簧16施力而位于下方。即，阀芯11关闭开口面积大的出口侧端口8，打开开口面积小的出口侧端口9，因此，小流量的制冷剂从入口侧接头2流向出口侧端口9。因此，适于从运转开始经过预定时间后等、热交换量比较少的结束时(负载变小时)。

另一方面，在如运转开始时那样对干燥的负载大的情况下，首先，未图示的温度传感器检测到干燥室52内的温度低，基于该检测信号，滑阀1的切换开关变成开。然后，电流经由导线25而流向螺线管18。当电流流向螺线管18时，吸引子17吸引柱塞15，柱塞15被驱动而向上方移动。由此，与柱塞15一体化的阀芯11在图1中在阀座面7a上向上方滑动，进而出口侧端口8打开而出口侧端口9关闭。该情况下，开口面积大的出口侧端口8打开，因此大流量的制冷剂从入口侧接头2流向出口侧端口8。

在这样地打开开口面积大的出口侧端口8时，大流量的制冷剂流向下游侧。从而，在系统启动时的需要使热交换量变大的情况下，大流量的制冷剂流向下游侧。

因此，在本发明中，能够将滑阀1用作全自动洗衣机的干燥系统70的膨胀单元。

另外，若将干燥系统70的非通电时设定为例如从运转开始经过预定时间等、使用比较长的时间时的使用模式，则能够削减热泵式干燥系统70的耗电，实现节能。

另外，在本实施例中不使用毛细管，因此不会产生使用了毛细管的情况下的问题。即，安装作业容易，而且无需准备高价的配管部件。另外，即使不特别地注意气密性也能够进行连接。

以上，以搭载于洗衣机的热泵式干燥系统为例对本发明的热泵装置进行了说明，但是本发明的热泵装置也能够用于冰箱、陈列橱、空调机等。

Claims (1)

1.一种热泵装置，其将冷凝器、蒸发器、设于冷凝器与蒸发器之间的减压装置、以及对制冷剂进行压缩的压缩机连接为环状而构成，

上述热泵装置的特征在于，

具备一个入口侧端口(A)和开口面积不同的两个出口侧端口(B、C)的滑阀(1)构成为上述减压装置，

上述滑阀(1)的两个出口侧端口(B、C)中，开口面积大的出口侧端口(B)作为负载大的运转开始时的膨胀单元而与上述入口侧端口(A)连通，开口面积小的出口侧端口(C)作为负载变动少时的膨胀单元而与上述入口侧端口(A)连通。