JP2001124440A - 冷媒流路の切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のホットガスサイクル回路を備えた空調
装置に用いられる２つの電磁弁を、パイロット電磁弁機
構と差圧弁機構とを備えた１つの切換弁とすることによ
り、従来品と同等の作用を確保でき且つ、部品コストの
削減並びに省電力化がはかれる冷媒流路切換弁の提供を
目的とするものである。 【解決手段】 本発明は、ホットガスサイクル回路を備
えた空調装置における冷媒流路切換弁において、１つの
弁本体５１に、圧縮機１０とコンデンサ１１との間に設
けられ冷媒回路を遮断するパイロット電磁弁機構５０
と、圧縮機１０とエバポレータ１４との間に設けられ前
記パイロット電磁弁機構５０が閉弁し、圧縮機１０とコ
ンデンサ１１の冷媒圧力が所定の差圧に達した時に作動
させる差圧弁機構８０とを一体的に設けたことを特徴と
する冷媒流路切換弁である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホットガスサイク
ル回路を備えた空調装置に用いられる制御弁に係り、特
に、パイロット電磁弁機構と差圧弁機構とを一体的に設
けた冷媒流路切換弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクル中の高温高圧ガス冷媒（ホ
ットガス）を用いることにより、空調初期の暖房立ち上
がり能力を向上した簡易な空調装置が提案されている。
図７は、従来の空調装置の冷媒回路を示す回路図であ
る。この空調装置は、内燃機関により駆動される圧縮機
１０、コンデンサ１１、レシーバ１２、逆止弁９、減圧
装置１３、エバポレータ１４、アキュームレータ１５が
配管１６により順に接続されている。そして圧縮機１０
とコンデンサ１１の間に設けられる第１の電磁弁１７と
圧縮機１０との間には、コンデンサ１１を迂回する第１
のバイパス管２０の一端２０ａが接続され、第１のバイ
パス管２０の他端２０ｂは減圧装置１３とエバポレータ
１４の間の配管１６に連通する。第１のバイパス管２０
には、第１の減圧装置２２が設けられている。第１の減
圧装置２２と第１のバイパス管２０の一端２０ａの間に
は第２の電磁弁１８が設けられている。

【０００３】そして圧縮機１０の負荷増大による圧縮仕
事を大きくするために、前記の第１の減圧装置２２によ
り制御されるガス冷媒の適正な圧力は、第１の減圧装置
２２の高圧側で１．４７ＭＰａ以上、低圧側で０．２０
〜０．３９ＭＰａになるようにしている。

【０００４】また、レシーバ１２と減圧装置１３との間
の配管１６には逆止弁９が設けられている。逆止弁９は
冷媒がコンデンサ１１に逆流し冷媒不足となるのを防止
する。またアキュームレータ１５は、冷媒が過剰になっ
た場合の冷媒を溜め圧縮機１０への液戻りを防止し、冷
媒回路内に常に熱ガス冷媒が循環するようにしている。

【０００５】第２のバイパス管４０は、一端側が圧縮機
１０と第１の電磁弁１７または第２の電磁弁１８とを連
結する配管の途中に接続され、もう一方の他端側がアキ
ュームレータ１５と圧縮機１０とを連結する配管の途中
に接続されている。第２のバイパス管４０の途中には、
第３の電磁弁４１と第２の減圧装置４２が設けられてい
る。第１の電磁弁１７と第２の電磁弁１８と第３の電磁
弁４１は、制御装置１００によりその開閉が制御されて
いる。

【０００６】前記の空調装置において冷房時では、第１
の電磁弁１７は開、第２の電磁弁１８および第３の電磁
弁４１は閉となり、圧縮機１０からの冷媒をコンデンサ
１１側にのみ流し、圧縮機１０からの冷媒を、コンデン
サ１１、レシーバ１２、逆止弁９、減圧装置１３、エバ
ポレータ１４、アキュームレータ１５、圧縮機１０の順
に循環する。また、暖房時では、初期設定は、第１の電
磁弁１７を開、第２の電磁弁１８を閉、第３の電磁弁４
１を閉にする。暖房開始後、第１の電磁弁と第２の電磁
弁１８を閉じ、第３の電磁弁４１を開く。すると圧縮機
１０から吐出された冷媒は、第２のバイパス管４０を通
り、再び圧縮機１０に吸入される。このとき第２のバイ
パス管４０の途中に第２の減圧装置４２が設けられてい
るから、圧縮機１０の吐出圧力は増大し、これによりウ
ォームアップが図られる。次いで、一定時間経過または
一定圧力到達が判定されると、第２の電磁弁１８を開、
第３の電磁弁４１を閉にする。これにより、定常暖房に
なり、圧縮機１０から吐出された冷媒は第１のバイパス
管２０を通り、エバポレータ１４で放熱し、再び圧縮機
１０に吸入される。次いで、暖房停止が要求されると、
暖房停止になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の空調装
置においては、ホットガスサイクル回路を設けるのに際
し、第１の電磁弁１７と第２の電磁弁１８を設けなけれ
ばならないため、部品コストの増大を招き、また２つの
電磁弁を作動させるので消費電力が大きくなるという問
題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のホット
ガスサイクル回路を備えた空調装置における問題点に鑑
みてなされたものであって、冷媒流路切換弁を、圧縮機
とコンデンサとの間に設けられ冷媒回路を遮断するパイ
ロット電磁弁機構と、圧縮機とエバポレータの間に設け
られ圧縮機とコンデンサの冷媒圧力が所定の差圧になっ
た時に作動させる差圧弁機構とを一体的に設け、従来で
は２個の電磁弁を必要としていたものを１個の冷媒流路
切換弁に置換えることにより、従来品と同等の作用を確
保でき且つ、部品コストの削減、小型化並びに省電力化
がはかれ、また冷媒回路中にあって電磁弁機構もしくは
差圧弁機構のどちらか一方が必ず開弁状態であり、冷媒
回路が閉塞することがなく冷媒回路の破損を防止（フェ
ールセーフ）することのできる媒流路切換弁の提供を目
的とするものである。

【０００９】すなわち、第１の発明は、ホットガスサイ
クル回路を備えた空調装置における冷媒流路切換弁にお
いて、１つの弁本体５１に、圧縮機１０とコンデンサ１
１との間に設けられ冷媒回路を遮断するパイロット電磁
弁機構５０と、圧縮機１０とエバポレータ１４との間に
設けられ前記パイロット電磁弁機構５０が閉弁し、圧縮
機１０とコンデンサ１１の冷媒圧力が所定の差圧に達し
た時に作動させる差圧弁機構８０とを一体的に設けたこ
とを特徴とする冷媒流路切換弁である。

【００１０】また第２の発明は、弁本体５１には、第１
の通路５２と第２の通路５３との間に弁座５４を設ける
と共に該弁座５４の上方と下方にそれぞれパイロット電
磁用の上チャンバー５５と下チャンバー５６を設け、ま
た前記弁本体５１には、連通孔５７を介して前記の上チ
ャンバー５５に連通する差圧弁用の上チャンバー５９と
連通孔５８を介して前記の下チャンバー５６に連通する
差圧弁用の下チャンバー６０を設けると共に前記上チャ
ンバー５９には弁座６１を設け、 さらに前記弁本体５
１には、連通孔６２を介して前記上チャンバー５９と連
通する第３の通路６３を設け、前記電磁弁用の上チャン
バー５５にはパイロット電磁弁機構５０を設け、非通電
時には弁座５４を開放して前記の第１の通路５２と第２
の通路５３とを連通させ、通電時には弁座５４を閉塞さ
せ、前記の差圧弁用の上チャンバー５９には差圧弁機構
８０を設け、通電時の状態で且つ圧縮機１０とコンデン
サ１１の冷媒圧力が所定の差圧に達した時に差圧弁の弁
座６１を開放し、第１の通路５２と連通孔５７と上チャ
ンバー５９と連通孔６２と第３の通路６３とを連通さ
せ、暖房運転の初期の段階においては、パイロット電磁
弁機構５０を閉じ、圧縮機１０とコンデンサ１１の冷媒
圧力が所定の差圧に達した時には差圧弁機構８０を開放
して、圧縮機から流れるホットガスを直接エバポレータ
１４に流入させるようにしたことを特徴とする冷媒流路
の切換弁である。

【００１１】また第３の発明は、弁本体５１に固定され
る吸引子６５は、その下面中心部にチャンバー６５ａを
形成すると共にその奥部に穴６５ｂを形成し、該穴６５
ｂには、中心部の連通孔６６と上方の弁座６７とを備
え、中央のフランジ部６９ａにはピストンリング６８が
嵌着され、さらに下端部にパッキン７０を固着してなる
電磁弁用の弁体６９を上下方向に摺動可能に配置させる
と共に、該電磁弁用の弁体６９を圧縮コイルばね７１に
よって上方に付勢させ、前記吸引子６５の上方部分に固
定したプランジャチューブ７２内にはプランジャー７３
を上下方向に摺動自在に内挿し、前記吸引子６５とプラ
ンジャー７３との間に配置した圧縮コイルばね７４によ
り下端部にニードル７５を備えたプランジャー７３を上
方に付勢させ、前記プランジャチューブ７２の回りには
電磁コイル７６を配置させ、通電時には前記ニードル７
５の押し下げにより電磁弁用の弁体６９を下方に押し下
げるようにして前記のパイロット電磁弁機構５０を構成
させたことを特徴とする請求項１及び請求項２記載の冷
媒流路の切換弁である。

【００１２】また、第４の発明は、前記パイロット電磁
弁用の弁座５４の周りに段付部５４ａを設け、パッキン
７０が弁座に当接してある程度縮んだ後では、弁体外縁
部６９ｂの剛体（金属）部分が段付部５４ａに当接して
ストッパー作用を果たすようにしたことを特徴とする請
求項１、請求項２及び請求項３記載の冷媒流路の切換弁
である。

【００１３】また、第５の発明は、前記プランジャー７
３の下端部に穴７３ａを設け、該穴７３ａにはニードル
７５を遊嵌させたことを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３及び請求項４記載の冷媒流路の切換弁であ
る。

【００１４】さらに、第６の発明は、差圧弁用の上チャ
ンバー５９内には、上面にパッキン８５を固定し、下面
には当て金８７を介して気密的に固着されたダイヤフラ
ム８６を備えてなる弁体８４を上下摺動自在に配置さ
せ、差圧弁用の下チャンバー６０には弁体受け８３を圧
入して前記のダイヤフラム８６外縁部を気密的に固定
し、該ダイヤフラム８６によって上チャンバー５９と下
チャンバー６０とを区画させ、前記当て金８７の下面と
アジャスタ８９の間には、前記弁体８４を上方に付勢さ
せる圧縮コイルばね８８を配置させ、差圧弁用の上チャ
ンバー５９と下チャンバー（６０）との差圧が所定値よ
りも高くなった時に差圧弁用の弁座６１を開放するよう
に前記の差圧弁機構８０を構成させたことを特徴とする
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４及び請求項５
記載の冷媒流路の切換弁である。

【００１５】

【作用】本発明の冷媒流路の切換弁について、その働き
を図１〜図５に基づいて説明する。夏の冷房運転時は図
１のように、パイロット電磁弁機構(５０)が非通電の状
態にあって弁座５４は開放され、圧縮機１０から流れる
高圧冷媒は、前記第１の通路５２→上チャンバー５５→
下チャンバー５６→第２の通路５３→コンデンサ１１→
レシーバ１２→逆止弁９→減圧装置１３→エバポレータ
１４→アキュームレータ１５→圧縮機１０へと流れ冷房
運転が行われる。なお、この冷房運転の状態では、差圧
弁機構８０の上チャンバー５９と下チャンバー６０との
間に例えば０．４９ＭＰａというような差圧が生じない
ので弁座６１が開くことがない。

【００１６】冬の暖房運転時の初期段階では、図２のよ
うにパイロット電磁弁機構５０に通電され、弁座５４が
閉じた状態で圧縮機１０が運転されると、運転開始時に
は圧縮機１０の圧縮仕事が小さいためにコンデンサ１１
側の冷媒圧力すなわちこれにつながる差圧弁機構８０の
下チャンバー６０の冷媒圧力に対して、圧縮機１０側の
冷媒圧力すなわちこれにつながる差圧弁機構８０の上チ
ャンバー５９の冷媒圧力との差圧が設定圧力(例えば、
０．４９ＭＰａ)よりも低く、差圧弁の弁体８４が上方
に押し上げられたままとなり閉弁状態を維持するため、
冷媒が流れず圧縮機１０の負荷が急速に増大し圧縮仕事
が大きくなる。

【００１７】次に冬の定常暖房運転時では、図３のよう
に前記圧縮機１０の圧縮仕事が急速に大きくなるため、
コンデンサ１１側の冷媒圧力すなわちこれにつながる差
圧弁機構８０の下チャンバー６０の冷媒圧力に対して、
圧縮機１０側の冷媒圧力すなわちこれにつながる差圧弁
機構８０の上チャンバー５９の冷媒圧力との差圧が設定
圧力（例えば、０．４９ＭＰａ）よりも高くなり、差圧
弁の弁体８４が下方に押し下げられ、圧縮機１０から流
れる高圧冷媒は、前記第１の通路５２→上チャンバー５
５→連通孔５７→差圧弁の上チャンバー５９→連通孔６
２→第３の通路５３→第１の減圧装置２２→エバポレー
タ１４→アキュームレータ１５→圧縮機１０へと流れ暖
房運転が行われる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る冷媒流路の切
換弁１３０の構造を、図面を参照しながら説明する。図
１は本発明に係る冷媒流路の切換弁１３０において、パ
イロット電磁弁機構５０が開の状態にある切換弁の縦断
面図、図２はパイロット電磁弁機構が閉の状態で例えば
差圧が０．４９ＭＰａ以下であり差圧弁機構８０が閉の
状態にある時の切換弁の縦断面図、図３はパイロット電
磁弁機構が閉の状態で例えば差圧が０．４９ＭＰａ以上
であり差圧弁機構が開の状態にある時の切換弁の縦断面
図、図４は、パイロット電磁弁機構が図１〜図３、及
び、図２及び図３の状態から図１の状態へ移行する過
程、それぞれ各状態でのピストンリング６８にて区画さ
れる上チャンバー５５とチャンバー６５ａの圧力状態並
びにこの時のピストンリング６８の状態を説明する図、
図５は弁座５４部分の拡大縦断面図、図６は本発明の冷
媒流量切換弁を用いた空調装置の冷媒回路を示す回路図
である。本発明の冷媒流路の切換弁は、ホットガスサイ
クル回路を備えた空調装置における冷媒流路切換弁にお
いて、１つの弁本体５１にパイロット電磁弁機構５０と
差圧弁機構８０とが設けられ、前記のパイロット電磁弁
機構５０では、圧縮機１０とコンデンサ１１とをつなぐ
冷媒回路のＯＮ・ＯＦＦ制御が行われ、前記の差圧弁機
構８０では、前記のパイロット電磁弁機構５０が閉の状
態で且つ、圧縮機１０とコンデンサ１１との差圧が所定
の圧力より高くなった時に差圧弁が作動して圧縮機１０
とエバポレータ１４との間の冷媒回路のＯＮ・ＯＦＦ制
御が行われようになっている。なお、前記パイロット電
磁弁機構は制御装置１００によりその開閉が制御されて
いる。

【００１９】前記弁本体５１は、圧縮機１０につながる
第１の通路５２と、この第１の通路５２に連通する電磁
用の上チャンバー５５が設けられると共に該上チャンバ
ー５５には弁座５４が設けられ、さらに第２の通路５３
に連通する下チャンバー５６が設けられ、前記の第２の
通路５３はコンデンサ１１につながるようになってい
る。また、前記弁座５４の周りには段付部５４ａが設け
られ、後述する電磁弁用の弁体６９に固着されるパッキ
ン７０が前記弁座５４に当接してある程度縮んだ後で
は、弁体外縁部６９ｂの剛体（金属）部分が段付部５４
ａに当接してストッパー作用を果たすようになってい
る。また、前記弁本体５１には、差圧弁用の上チャンバ
ー５９と下チャンバー６０が設けられ、前記上チャンバ
ー５９には弁座６１が設けられている。そして上チャン
バー５９は連通孔５７を介して前記電磁用の上チャンバ
ー５５に連通し、また下チャンバー６０は連通孔５８を
介して前記の電磁弁用の下チャンバー５６に連通するよ
うになっている。

【００２０】さらに前記弁本体５１には、エバポレータ
１４につながる第３の通路６３が設けられ、該第３の通
路６３は連通孔６２を介して前記差圧弁用の上チャンバ
ー５９と連通するようになっている。

【００２１】パイロット電磁弁機構５０は、前記電磁用
の上チャンバー５５に取り付けられるものであり、この
パイロット電磁弁機構５０は、非通電時には弁座５４を
開放して前記の第１の通路５２と第２の通路５３とを連
通させ、通電時には弁座５４を閉塞させるようになって
いる。

【００２２】差圧弁機構８０は、前記の差圧弁用の上チ
ャンバー５９並びに下チャンバー６０に取り付けられ、
該差圧弁機構８０は、パイロット電磁弁の通電時の状態
で且つ、圧縮機１０とコンデンサ１１の冷媒圧力が所定
の差圧に達した時に差圧弁の弁座６１を開放し、第１の
通路５２と連通孔５７と上チャンバー５９と連通孔６２
と第３の通路６３とを連通させるようになっている。

【００２３】上述の本発明にかかる冷媒流路の切換弁は
次のように働く。暖房運転時において、パイロット電磁
弁機構５０を閉じ、圧縮機１０とコンデンサ１１の冷媒
圧力が所定の差圧に達した時には差圧弁機構８０を開放
して、圧縮機から流れるホットガスを直接エバポレータ
１４に流入させ、暖房運転ができるようになっている。

【００２４】次に、前記のパイロット電磁弁機構５０の
詳細について説明する。パイロット電磁弁機構５０は、
中心部下面にチャンバー６５ａを備えると共にその奥部
に穴６５ｂを備えた吸引子６５と、中心部の連通孔６６
と上方の弁座６７とを備え、中央のフランジ部６９ａに
はピストンリング６８が嵌着され、さらに下端部にパッ
キン７０を固着し、前記の吸引子６５の中心部に上下摺
動自在に配置されてなる電磁弁用の弁体６９と、前記弁
体６９を上方に付勢させる圧縮コイルばね７１と、前記
吸引子６５の上方部分に固定されるプランジャチューブ
７２と、プランジャチューブ７２に内挿され上下方向に
摺動自在なプランジャー７３と、前記吸引子６５とプラ
ンジャー７３との間に配置されプランジャー７３を上方
に付勢させる圧縮コイルばね７４と、プランジャー７３
の下端部の穴７３ａに遊嵌状に内挿された電磁弁用の弁
体６９を下方に押し下げるニードル７５と、前記プラン
ジャチューブ７２の回りに配置させた電磁コイル７６
と、前記電磁コイル７６に取り付けられた磁極板７７に
より構成されている。なお、図中、６９ｂは、弁体外縁
部であり、前述のように、この弁体外縁部６９ｂが段付
部５４ａに当接してストッパー作用を果たすようになっ
ている。また、前記ニードル７５の上端面部７５ａは球
面になっていてプランジャー７３と自由度を設けている
ため、吸引子６５の中心部に設けたガイド６５ｃに沿っ
て真っ直ぐに押し下げることができる。

【００２５】次に、前記パイロット電磁弁機構５０の動
作について図１〜図６に基づき説明する。なお、図４
（Ａ）は、パイロット電磁弁機構５０が開の状態（図１
に対応）であり、図４（Ｂ）は、パイロット電磁弁機構
５０が閉の状態（図２及び図３に対応）であり、図４
（Ｃ）は、パイロット電磁弁機構５０が閉の状態（図２
及び図３に対応）から開の状態（図１に対応）への移行
する過程の状態を示している。パイロット電磁弁機構が
開弁状態では、圧縮機１０が運転され第１の通路５２、
上チャンバー５５、弁座５４、下チャンバー５６、第２
の通路５３を通じて高温高圧のガス冷媒が流れている。
この状態で、制御装置１００から電磁コイル７６に通電
されると、前記電磁コイル７６の電磁気吸引力によりプ
ランジャー７３が圧縮コイルばね７４を押し下げて、前
記プランジャー７３の下端部に遊嵌されたニードル７５
が弁体６９の上部に設けた弁座６７に当接しながら弁体
６９を下方に移動させ、前記弁体６９の下面に固定した
パッキン７０と弁座５４が当接して閉弁状態となる。こ
の時、前記弁体６９の上面に設けた弁座６７には成形が
施されており、前記ニードル７５の下端部、および前記
パッキン７０と弁座５４の当接部はシールされているた
め、第１の通路５２から第２の通路５３へ高温高圧のガ
ス冷媒が洩れることはない。なお、パイロット電磁弁機
構５０が開の状態では、ピストンリング６８に設けた切
り溝６８ａ及び連通孔６６より、高温高圧のガス冷媒が
流れ込むため、上チャンバー５５とチャンバー６５ａは
高圧状態となっている。

【００２６】次に、前記パイロット電磁弁機構５０が閉
弁状態では、圧縮機１０から上チャンバー５５とピスト
ンリング６８の切り溝６８ａを通じてピストンリングよ
りチャンバー６５ａ内が高圧状態に、またコンデンサー
１１側の下チャンバー５６が低圧状態になる。この時、
弁座５４の周りには段付部５４ａが設けられているた
め、弁体６９に固着されたパッキン７０が前記弁座５４
に当接してある程度縮んだ後では、前記弁体６９の外縁
部６９ｂの剛体（金属）部分が段付部５４ａに当接して
ストッパー作用を果たす。この状態で、制御装置１００
から電磁コイル７６への通電が切れると、前記電磁コイ
ル７６の電磁気吸引力が無くなりプランジャー７３は圧
縮コイルばね７４により上方へ押し上げられ、前記プラ
ンジャー７３の下端部に固定されたニードル７５が上方
に移動して、前記弁体６９の上面に設けた弁座６７から
離れ開弁となり、前記ピストンリング６８に設けた切り
溝６８ａの断面積よりも弁座６７部の弁口面積のほうが
十分大きいため、段付状の穴６５ｂ及び弁体６９の中心
部に設けた連通孔６６を通じてコンデンサー１１側の下
チャンバー５６と連通され、チャンバー６５ａ内が高圧
から低圧へ移行する。この時、上チャンバー５５は高
圧、下チャンバー５６は低圧であるため、弁座５４の弁
口受圧面積に加わる下向きの力に対して、上チャンバー
５５とチャンバー６５ａとの間を区画する前記ピストン
リング６８により前記弁体６９のフランジ部６９ａの受
圧面積のほうが大きいため、前記フランジ部６９ａに加
わる上向きの力が増し、弁体６９は上方に移動して、前
記弁体６９の下面に固定したパッキン７０が前記弁座５
４から離れ、開弁状態となる。

【００２７】次に、前記の差圧弁機構８０の詳細につい
て説明する。差圧弁機構８０は、差圧弁用の上チャンバ
ー５９と下チャンバー６０を備えており、上チャンバー
５９は連通孔５７を介して電磁弁用の上チャンバー５５
と連通すると共に、連通孔６２を介して第３の通路６３
に連通するようになっている。また前記の下チャンバー
６０は連通孔５８を介して電磁弁用の下チャンバー５６
に連通するようになっている。また、前記差圧弁用の上
チャンバー５９内には、上面にパッキン８５を固定し、
下面には当て金８７を介して気密的に固着されたダイヤ
フラム８６を備えてなる弁体８４が上下摺動自在に配置
されている。そして、差圧弁用の下チャンバー６０には
弁体受け８３を圧入して前記のダイヤフラム８６外縁部
を気密的に固定している。このダイヤフラム８６は、上
チャンバー５９と下チャンバー６０とを区画させるため
のものである。また、前記当て金８７の下面とアジャス
タ８９の間には、前記弁体８４を上方に付勢させる圧縮
コイルばね８８が配置されている。

【００２８】次に、前記差圧弁機構８０の動作について
説明する。前記パイロット電磁弁機構５０において電磁
コイル７６が非通電で開弁状態にある時、圧縮機１０か
らの高温高圧のガス冷媒は、パイロット電磁弁用の上チ
ャンバー５５から連通孔５７を通じて差圧弁用の上チャ
ンバー５９へ、またパイロット電磁弁用の下チャンバー
５６から連通孔５８を通じて差圧弁用の下チャンバー６
０へ導入されている。この状態ではダイヤフラム８６で
区画された、前記差圧弁用の上チャンバー５９と下チャ
ンバー６０との間に差圧が生じないため、弁体受け８３
内に収納された圧縮コイルばね８８により当て金８７を
介して弁体８４は上方へ押し上げられており、前記弁体
８４の上面に固定したパッキン８５と弁座６１が当接し
て、閉弁状態のままである。

【００２９】次に、前記パイロット電磁弁機構５０にお
いて電磁コイル７６に通電され閉弁状態で初期段階にあ
る時、コンデンサ１１側の下チャンバー５６は徐々に低
圧へ移行するため、前記差圧弁機構８０の差圧弁用のチ
ャンバー８１も徐々に低圧へ移行するため、前記ダイヤ
フラム８６で区画された、前記差圧弁用の上チャンバー
５９と下チャンバー６０との間に差圧が生じはじめる
が、圧縮コイルばね８８により開弁圧力が例えば０．４
９ＭＰａに設定されているため、前記差圧弁機構８０に
この設定圧力までの差圧が付くまでは、弁体受け８３内
に収納された前記圧縮コイルばね８８により当て金８７
を介して弁体８４は上方へ押し上げられており、前記弁
体８４の上面に固定したパッキン８５と弁座６１が当接
して、閉弁状態を維持する。

【００３０】さらに時間が経過すると、前記差圧弁用の
上チャンバー５９と下チャンバー６０との間の差圧がお
おきくなり、前記ダイヤフラム８６に加わる下方への力
が増し、例えば開弁設定圧力０．４９ＭＰａよりも大き
くなるため、圧縮コイルばね８８を下方へ押し下げ、当
て金８７を介して弁体８４は下方へ移動することによ
り、前記弁体８４の上面に固定したパッキン８５と弁座
６１が離れ、開弁状態となる。ここで、例えば開弁設定
圧力を０.４９ＭＰａとしているが、前記アジャスタ８
９により開弁圧力を任意に設定することができる。な
お、前記連通孔６２の孔径を任意に変える（例えば小さ
く）ことにより、図６の本発明の冷媒流路切換弁を用い
た空調装置の冷媒回路における第一の減圧装置の働きを
兼ねることもできる。

【００３１】次に、本発明にかかる冷媒流路切換弁の作
動について図１〜図３及び図６を参照して説明する。図
６は、本発明の冷媒流路切換弁を用いた空調装置の冷媒
回路を示す回路図である。冷房時では図１に示すよう
に、冷媒流路の切換弁１３０のパイロット電磁弁機構５
０が開の状態（非通電状態）にあり、また差圧弁機構８
０が閉じた状態にある。この状態においては、圧縮機１
０からの冷媒をコンデンサ１１側にのみ流し、圧縮機１
０からの冷媒を、コンデンサ１１、レシーバ１２、逆止
弁９、減圧装置１３、エバポレータ１４、アキュームレ
ータ１５、圧縮機１０の順に循環する。つまり、冷媒流
路の切換弁１３０としてはなにも作用しない。

【００３２】図２は、パイロット電磁弁機構が閉の状態
で例えば差圧が０．４９ＭＰａ以下にある時の切換弁の
縦断面図であり、暖房運転のウォーミングアップに使わ
れる。この状態では、冷媒流路の切換弁１３０が閉じて
コンデンー１１側へ冷媒が流れることなく、また差圧弁
機構８０も閉じた状態にありエバポレータ１４側にも冷
媒は流れない。したがって、圧縮機１が運転されると冷
媒圧力が所定値（例えば０．４９ＭＰａ以上）まで高め
られる。

【００３３】図３は、パイロット電磁弁機構が閉の状態
で例えば差圧が０．４９ＭＰａ以上にある時の切換弁の
縦断面図であり、差圧弁機構８０が開いた状態にありエ
バポレータ１４側へ冷媒が流れるようになっている。こ
の暖房時では、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図３
に示すように、第１の通路５２→パイロット電磁弁の上
チャンバー５５→連通孔５７→差圧弁の上チャンバー５
９→連通孔６２→第３の通路６３を経て、図６に示す第
１のバイパス管２０を通り、エバポレータ１４で放熱
し、再び圧縮機１０に吸入される。次いで、暖房停止が
要求されると、暖房停止になる。

【００３４】

【発明の効果】本発明による冷媒流路の切換弁による
と、圧縮機とコンデンサとの間に設けられ冷媒回路を遮
断するパイロット電磁弁機構と、圧縮機とエバポレータ
の間に設けられ圧縮機とコンデンサの冷媒圧力が所定の
差圧になった時に作動させる差圧弁機構とを１つの弁本
体に一体的に組み込んだものであるから、従来では２個
の電磁弁を必要としていたものを１個の冷媒流路切換弁
に置換えることができ、従来品に比べて部品コストの削
減並びに省電力化がはかれること、部品点数がすくなく
小型化がはかれるのでシステムとしての軽量化を図るこ
とができること、また冷媒回路中にあってパイロット電
磁弁機構もしくは差圧弁機構のどちらか一方が必ず開弁
状態であるため、冷媒回路が閉塞することがなく、冷媒
回路の破損を防止（フェールセーフ）することできる。

【００３５】パイロット電磁弁は小電力で作動し、差圧
弁機構における作動圧の設定はアジャスタ８９による調
整により圧縮コイルばね８８の強さを代えるだけで容易
に行える。また、プランジャー７３の下端部に設けた穴
７３ａに、ニードル７５を遊嵌させたので、仮にプラン
ジャーが振れていたとしてもニードル上端面部７５ａの
球面および吸引子６５に設けたガイド６５ｃの作用によ
ってニードルを真っ直ぐに押し下げることができ、弁体
６９上部に形成される弁座６７のシールを確実に行え
る。さらに、パイロット電磁弁用の弁座５４の周りに設
けた段付部５４ａと弁体６９の外縁部６９ｂの剛体（金
属）部分にストッパーを構成させたので、弁体６９に固
着されたパッキン７０が弁座５４に当接してある程度縮
んだ後、ストッパーによりそれ以上パッキンが縮むこと
がなく、パイロット電磁弁機構の軸方向ストロークの安
定化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る冷媒流路の切換弁において、パ
イロット電磁弁機構が開の状態にある切換弁の縦断面
図。

【図２】 本発明に係る冷媒流路の切換弁において、パ
イロット電磁弁機構が閉の状態で例えば差圧が０．４９
ＭＰａ以下の状態にある時の切換弁の縦断面図。

【図３】 本発明に係る冷媒流路の切換弁において、パ
イロット電磁弁機構が閉の状態で例えば差圧が０．４９
ＭＰａ以上の状態にある時の切換弁の縦断面図。

【図４】 図１〜図３、及び、図２及び図３の状態から
図１の状態へ移行する過程、それぞれ各状態でのピスト
ンリング６８にて区画される上チャンバー５５とチャン
バー６５ａの圧力状態並びにこの時のピストンリング６
８の状態を説明する図。

【図５】 弁座５４部分の拡大縦断面図、

【図６】 本発明の冷媒流路切換弁を用いた空調装置の
冷媒回路を示す回路図。

【図７】 従来の空調装置の冷媒回路を示す回路図。

【符号の説明】

１０ 圧縮機（冷媒圧縮機） １１ コン
デンサ １４ エバポレータ １７ 第１
の電磁弁 １８ 第２の電磁弁 ２０ 第１
のバイパス管 ２２ 第１の減圧装置 ４０ 第２
のバイパス管 ４２ 第２の減圧装置 ５０ パイロット電磁弁機構 ５１ 弁本
体 ５２ 第１の通路 ５３ 第２
の通路 ５４ 弁座 ５４ａ 段
付部 ５５ 上チャンバー ５６ 下チ
ャンバー ５８ 連通孔 ５９ 上チ
ャンバー ６０ 下チャンバー ６１ 弁座 ６３ 第３
の通路 ６２ 連通孔 ６５ 吸引
子 ６５ａ チャンバー ６５ｂ 穴 ６５ｃ ガイド ６６ 連通
孔 ６７ 弁座 ６８ ピス
トンリング ６９ 電磁弁用の弁体 ６９ａ フ
ランジ部 ６９ｂ 外縁部 ７０ パッ
キン ７１ 圧縮コイルばね ７２ プラ
ンジャチューブ ７３ プランジャー ７４ 圧縮
コイルばね ７５ ニードル ７５ａ ニ
ードル上端面部 ７６ 電磁コイル ７７ 磁極板 ８０ 差圧
弁機構 ８３ 弁体受け ８４ 弁体 ８５ パッキン ８６ ダイ
ヤフラム ８７ 当て金 ８８ 圧縮
コイルばね １３０ 冷媒流路切換弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｋ 31/124 Ｆ１６Ｋ 31/124 Ｆターム(参考） 3H051 AA01 BB10 CC11 FF03 FF04 FF08 3H056 BB32 CA02 CD06 GG04 GG07 GG08 GG13 3H059 AA05 BB22 CC02 CC06 CD05 EE01 FF07 FF08 FF15 3H106 DA07 DA12 DA23 DA33 DA35 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD03 EE22 EE34 GB01 HH10 KK23 KK33 KK34

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホットガスサイクル回路を備えた空調装置
   における冷媒流路切換弁において、１つの弁本体(５１)
   に、圧縮機(１０)とコンデンサ(１１)との間に設けられ
   冷媒回路を遮断するパイロット電磁弁機構(５０)と、圧
   縮機(１０)とエバポレータ(１４)との間に設けられ前記
   パイロット電磁弁機構(５０)が閉弁し、圧縮機(１０)と
   コンデンサ(１１)の冷媒圧力が所定の差圧に達した時に
   作動させる差圧弁機構(８０)とを一体的に設けたことを
   特徴とする冷媒流路切換弁。
2. 【請求項２】弁本体(５１)には、第１の通路(５２)と第
   ２の通路(５３)との間に弁座(５４)を設けると共に該弁
   座(５４)の上方と下方にそれぞれパイロット電磁用の上
   チャンバー (５５)と下チャンバー (５６)を設け、 また前記弁本体(５１)には、連通孔(５７)を介して前記
   の上チャンバー (５５)に連通する差圧弁用の上チャン
   バー (５９)と、連通孔（５８）を介して前記の下チャ
   ンバー (５６)に連通する差圧弁用の下チャンバー (６
   ０)とを設けると共に前記上チャンバー (５９)には弁座
   (６１)を設け、 さらに前記弁本体(５１)には、連通孔(６２)を介して前
   記上チャンバー (５９)と連通する第３の通路(６３)を
   設け、 前記電磁弁用の上チャンバー (５５)にはパイロット電
   磁弁機構(５０)を設け、非通電時には弁座(５４)を開放
   して前記の第１の通路(５２)と第２の通路(５３)とを連
   通させ、通電時には弁座(５４)を閉塞させ、 前記の差圧弁用の上チャンバー (５９)並びに下チャン
   バー (６０)には差圧弁機構(８０)を設け、通電時の状
   態で且つ圧縮機(１０)とコンデンサ(１１)の冷媒圧力が
   所定の差圧に達した時に差圧弁の弁座(６１)を開放し、
   第１の通路(５２)→連通孔(５７)→上チャンバー (５
   ９)→連通孔(６２)→第３の通路(６３)とを連通させ、 暖房運転の初期の段階においては、パイロット電磁弁機
   構(５０)を閉じ、圧縮機(１０)とコンデンサ(１１)の冷
   媒圧力が所定の差圧に達した時には差圧弁機構(８０)を
   開放して、圧縮機から流れるホットガスを直接エバポレ
   ータ(１４)に流入させるようにしたことを特徴とする冷
   媒流路の切換弁。
3. 【請求項３】弁本体(５１)に固定される吸引子（６５）
   は、その下面中心部にチャンバー（６５ａ）を形成する
   と共にその奥部に穴６５ｂを形成し、該穴（６５ｂ）に
   は、中心部の連通孔（６６）と上方の弁座（６７）とを
   備え、中央のフランジ部（６９ａ）にはピストンリング
   （６８）が嵌着され、さらに下端部にパッキン（７０）
   を固着してなる電磁弁用の弁体（６９）を上下方向に摺
   動可能に配置させると共に、該電磁弁用の弁体（６９）
   を圧縮コイルばね（７１）によって上方に付勢させ、前
   記吸引子（６５）の上方部分に固定したプランジャチュ
   ーブ（７２）内にはプランジャー（７３）を上下方向に
   摺動自在に内挿し、前記吸引子（６５）とプランジャー
   （７３）との間に配置した圧縮コイルばね（７４）によ
   り下端部にニードル（７５）を備えたプランジャー（７
   ３）を上方に付勢させ、前記プランジャチューブ（７
   ２）の回りには電磁コイル(７６)を配置させ、通電時に
   は前記ニードル（７５）の押し下げにより電磁弁用の弁
   体（６９）を下方に押し下げるようにして前記のパイロ
   ット電磁弁機構(５０)を構成させたことを特徴とする請
   求項１及び請求項２記載の冷媒流路の切換弁。
4. 【請求項４】前記パイロット電磁弁用の弁座（５４）の
   周りに段付部（５４ａ）を設け、パッキン（７０）が弁
   座に当接してある程度縮んだ後では、弁体外縁部の剛体
   （金属）部分が段付部（５４ａ）に当接してストッパー
   作用を果たすようにしたことを特徴とする請求項１、請
   求項２及び請求項３記載の冷媒流路の切換弁。
5. 【請求項５】前記プランジャー（７３）の下端部に穴
   （７３ａ）を設け、該穴（７３ａ）にはニードル（７
   ５）を遊嵌させたことを特徴とする請求項１、請求項
   ２、請求項３及び請求項４記載の冷媒流路の切換弁。
6. 【請求項６】差圧弁用の上チャンバー（５９）内には、
   上面にパッキン（８５）を固定し、下面には当て金（８
   ７）を介して気密的に固着されたダイヤフラム（８６）
   を備えてなる弁体（８４）を上下摺動自在に配置させ、
   差圧弁用の下チャンバー（６０）には弁体受け（８３）
   を圧入して前記のダイヤフラム（８６）外縁部を気密的
   に固定し、該ダイヤフラム（８６）によって上チャンバ
   ー（５９）と下チャンバー（６０）とを区画させ、前記
   当て金（８７）の下面とアジャスタ（８９）の間には、
   前記弁体（８４）を上方に付勢させる圧縮コイルばね
   （８８）を配置させ、差圧弁用の上チャンバー（５９）
   と下チャンバー（６０）との差圧が所定値よりも高くな
   った時に差圧弁用の弁座（６１）を開放するように前記
   の前記の差圧弁機構(８０)を構成させたことを特徴とす
   る請求項１、請求項２、請求項３、請求項４及び請求項
   ５記載の冷媒流路の切換弁。