JP2004293806A - 三方弁、ブリッジ回路、及びそれを備えた冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液封防止の機能を損なうことなく、冷凍装置の冷媒回路の構成を簡単にして、コストダウンを図ることにある。
【解決手段】三方弁４１は、空気調和装置１の冷媒回路１ａにおいて、冷媒の流れを流通及び遮断可能な電動膨張弁３２を有する連絡回路２８に接続され、第１及び第２液冷媒管６、７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させる流入回路２９に使用されている。三方弁４１は、第１及び第２液冷媒管６、７内の冷媒の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管６、７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させるとともに、第１及び第２液冷媒管６、７の他方から連絡回路２８への冷媒の流れを遮断する。
【選択図】 図２
【解決手段】三方弁４１は、空気調和装置１の冷媒回路１ａにおいて、冷媒の流れを流通及び遮断可能な電動膨張弁３２を有する連絡回路２８に接続され、第１及び第２液冷媒管６、７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させる流入回路２９に使用されている。三方弁４１は、第１及び第２液冷媒管６、７内の冷媒の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管６、７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させるとともに、第１及び第２液冷媒管６、７の他方から連絡回路２８への冷媒の流れを遮断する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三方弁、ブリッジ回路、及びそれを備えた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の冷凍装置の一例としての空気調和装置１０１の概略冷媒回路を示す図である。空気調和装置１０１は、主に、利用側熱交換器１５１と、圧縮機１２１と、四路切換弁１２２と、熱源側熱交換器１２３と、膨張回路１２４とを備えており、これらの機器が冷媒配管を介して接続されて冷媒回路１０１ａを構成している。また、空気調和装置１０１は、分離型の空気調和装置であり、主に、利用側熱交換器１５１を有する利用ユニット１０３と、圧縮機１２１と四路切換弁１２２と熱源側熱交換器１２３と膨張回路１２４とを有する熱源ユニット１０２と、両ユニット１０２、１０３間を接続する液冷媒連絡管１０４及びガス冷媒連絡管１０５とから構成されているともいえる。そして、熱源ユニット１０２と冷媒連絡管１０４、１０５とは、熱源ユニット１０２に設けられた液側閉鎖弁１２５及びガス側閉鎖弁１２６を介して接続されている。
【０００３】
このような空気調和装置１０１の冷媒回路１０１ａにおいて、膨張回路１２４は、利用側熱交換器１５１と熱源側熱交換器１２３との間に接続されている。具体的には、膨張回路１２４は、利用側熱交換器１５１に接続された第１液冷媒管１０６と、熱源側熱交換器１２３に接続された第２液冷媒管１０７とに接続されている。ここで、第１液冷媒管１０６は、液冷媒連絡管１０４及び液側閉鎖弁１２５を含む液冷媒管を指す。
【０００４】
膨張回路１２４は、ブリッジ回路１２７と、ブリッジ回路１２７に接続される連絡回路１２８とから構成されている。ブリッジ回路１２７は、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７に接続されており、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の一方から連絡回路１２８を介して第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の他方へ冷媒を流通させることが可能である。具体的には、ブリッジ回路１２７は、冷房運転時には、第２液冷媒管１０７（すなわち、熱源側熱交換器１２３側）からの冷媒を連絡回路１２８に流入させた後、連絡回路１２８を介して、第１液冷媒管１０６（すなわち、利用側熱交換器１５１側）に冷媒を流通させることが可能である。また、ブリッジ回路１２７は、暖房運転時には、第１液冷媒管１０６からの冷媒を連絡回路１２８に流入させた後、連絡回路１２８を介して、第２液冷媒管１０７に冷媒を流通させることが可能である。
【０００５】
ブリッジ回路１２７は、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７と連絡回路１２８の入口とに接続された流入回路１２９と、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７と連絡回路１２８の出口とに接続された流出回路１３０とから構成されている。流入回路１２９は、第１液冷媒管１０６から連絡回路１２８への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１２９ａと、第２液冷媒管１０７から連絡回路１２８への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１２９ｂとを有しており、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の一方から連絡回路１２８に冷媒を流通させる機能を有している。流出回路１３０は、連絡回路１２８から第１液冷媒管１０６への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１３０ａと、連絡回路１２８から第２液冷媒管１０７への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１３０ｂとを有しており、連絡回路１２８から第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の他方に冷媒を流通させる機能を有している。
【０００６】
連絡回路１２８は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバ１３１と、レシーバ１３１の出口に接続されレシーバ１３１に溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能であるとともに弁開度の調節も可能な電動膨張弁１３２とを有している。
ここで、ブリッジ回路１２７の流入回路１２９は、２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂを用いて構成されているため、運転停止時等のように圧縮機１２１を停止する場合、連絡回路１２８の電動膨張弁１３２を閉止して冷媒の流通を遮断すると、流入回路１２９の２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂの下流側と電動膨張弁１３２との間の連絡回路１２８内に滞留する液冷媒が蒸発することによって、冷媒圧力が上昇して、２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂの上流側の冷媒圧力（すなわち、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７側の冷媒圧力）よりも高くなり、２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂが遮断状態となる。その結果、連絡回路１２８内が液封状態となり、連絡回路１２８を構成するレシーバ１３１等を破損するおそれがある。
【０００７】
このような連絡回路１２８の液封を防止するために、従来から、連絡回路１２８には、液封防止回路１３３が設置されている。例えば、連絡回路１２８には、図１に示すように、レシーバ１３１と圧縮機１２１の吐出管１３４との間に液封防止回路１３３が設けられている。この液封防止回路１３３には、連絡回路１２８から吐出管１３４への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１３３ａが設けられており、連絡回路１２８の電動膨張弁１３２を閉止して冷媒の流通を遮断した場合に、流入回路１２９の２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂの下流側と電動膨張弁１３２との間の連絡回路１２８内に滞留する液冷媒が蒸発することによって、圧力が上昇するのを逃がす機能を有している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１７４４５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の空気調和装置１０１では、連絡回路１２８の液封防止を目的として、液封防止回路１３３が設けられているため、冷媒回路１０１ａの構成が複雑になるとともに、空気調和装置１０１のコストが増加している。
本発明の課題は、液封防止の機能を損なうことなく、冷凍装置の冷媒回路の構成を簡単にして、コストダウンを図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の三方弁は、冷凍装置の冷媒回路において、冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路に接続され、２つの液冷媒管の一方から連絡回路に冷媒を流通させる流入回路に使用される三方弁であって、２つの液冷媒管内の冷媒の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方から連絡回路に冷媒を流通させるとともに、２つの液冷媒管の他方から連絡回路への冷媒の流れを遮断する。
【００１１】
この三方弁では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方が常に流通状態となるため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が２つの液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の三方弁は、冷凍装置の冷媒回路において、冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路に接続され、２つの液冷媒管の一方から連絡回路に冷媒を流通させる流入回路に使用される三方弁であって、三方管と、２つの弁座と、弁体とを備えている。三方管は、２つの液冷媒管と連絡回路とに接続される。弁座は、三方管内において、２つの液冷媒管が接続された側の管内にそれぞれ設けられている。弁体は、三方管内において２つの弁座間に配置され、２つの液冷媒管内の冷媒の圧力差に応じて、２つの弁座の一方に当接して冷媒の流れを遮断するとともに、弁座の他方に対して離反して冷媒を流通させることが可能である。
【００１３】
この三方弁では、弁体が２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座のいずれか一方のみに当接して、冷媒の流れを遮断することができるため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が２つの液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の三方弁は、請求項２において、弁体は、２つの弁座の一方に当接及び離反可能な第１弁体部と、２つの弁座の他方に当接及び離反可能な第２弁体部と、第１弁体部と第２弁体部とを連動させる弁棒部とを有している。
この三方弁では、弁体が、第１弁体部と第２弁体部と２つの弁体部を連動させる弁棒部とを有しているため、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座の一方のみに当接して冷媒の流れを遮断し、かつ、２つの弁座の他方から離反して冷媒の流れを確保する動作を確実に行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載のブリッジ回路は、冷凍装置の冷媒回路において、２つの液冷媒管と冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路とに接続され、２つの液冷媒管の一方から連絡回路を介して２つの液冷媒管の他方へ冷媒を流通させるブリッジ回路であって、流入回路と、流出回路を備えている。流入回路は、２つの液冷媒管と連絡回路の入口とに接続され、請求項１〜３のいずれかに記載の三方弁を有している。流出回路は、連絡回路の出口に接続され、２つの液冷媒管の他方に冷媒を流出させる。
【００１６】
このブリッジ回路では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、流入回路に設けられた三方弁が動作するため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が２つの液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の冷凍装置は、利用側熱交換器と圧縮機と四路切換弁と熱源側熱交換器とを接続して構成される冷媒回路を備えた冷凍装置であって、連絡回路と、第１液冷媒管と、第２液冷媒管と、請求項４に記載のブリッジ回路とを備えている。連絡回路は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバと、レシーバの出口に接続され、レシーバに溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能な開閉機構を有する。第１液冷媒管は、利用側熱交換器に接続されている。第２液冷媒管は、熱源側熱交換器に接続されている。ブリッジ回路は、第１液冷媒管と第２液冷媒管と連絡回路とに接続されている。
【００１８】
この冷凍装置では、第１及び第２液冷媒管内の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、ブリッジ回路の流入回路に設けられた三方弁が動作するため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が第１及び第２液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて、本発明の三方弁、ブリッジ回路、及びそれを備えた冷凍装置の実施形態について説明する。
（１）空気調和装置の構成
図２は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置１の概略冷媒回路を示す図である。空気調和装置１は、冷房運転及び暖房運転が可能であり、主に、利用側熱交換器５１と、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器２３と、膨張回路２４とを備えており、これらの機器が冷媒配管を介して接続されて冷媒回路１ａを構成している。また、本実施形態において、空気調和装置１は、分離型の空気調和装置であるため、主に、利用側熱交換器５１を有する利用ユニット３と、圧縮機２１と四路切換弁２２と熱源側熱交換器２３と膨張回路２４とを有する熱源ユニット２と、両ユニット２、３間を接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５とから構成されているともいえる。そして、熱源ユニット２と冷媒連絡管４、５とは、熱源ユニット２に設けられた液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６を介して接続されている。
【００２０】
（２）膨張回路（三方弁、ブリッジ回路を含む）の構成
膨張回路２４は、図２に示すように、利用側熱交換器５１と熱源側熱交換器２３との間に接続されている。具体的には、膨張回路２４は、利用側熱交換器５１に接続された第１液冷媒管６と、熱源側熱交換器２３に接続された第２液冷媒管７とに接続されている。ここで、第１液冷媒管６は、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁２５を含む液冷媒管を指す。
【００２１】
膨張回路２４は、図３に示すように、ブリッジ回路２７と、ブリッジ回路２７に接続される連絡回路２８とから構成されている。ここで、図３は、膨張回路２４を拡大して示した図である。
ブリッジ回路２７は、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７に接続されており、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の一方から連絡回路２８を介して第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の他方へ冷媒を流通させることが可能である。具体的には、ブリッジ回路２７は、冷房運転時には、第２液冷媒管７（すなわち、熱源側熱交換器２３側）からの冷媒を連絡回路２８に流入させた後、連絡回路２８を介して、第１液冷媒管６（すなわち、利用側熱交換器５１側）に冷媒を流通させることが可能である。また、ブリッジ回路２７は、暖房運転時には、第１液冷媒管６からの冷媒を連絡回路２８に流入させた後、連絡回路２８を介して、第２液冷媒管７に冷媒を流通させることが可能である。
【００２２】
ブリッジ回路２７は、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７と連絡回路２８の入口とに接続された流入回路２９と、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７と連絡回路２８の出口とに接続された流出回路３０とから構成されている。
流入回路１２９は、第１液冷媒管６内の冷媒圧力と第２液冷媒管７内の冷媒圧力との圧力差に応じて、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させるとともに、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の他方から連絡回路２８への冷媒の流れを遮断することが可能な三方弁４１を有している。これにより、流入回路２９は、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させる機能を有している。
【００２３】
三方弁４１は、図３〜図５に示すように、三方管４２と、２つの弁座４３、４４と、弁体４５とを備えている。ここで、図４は、三方弁４１の断面を示す図である。図５は、弁体４５を示す斜視図である。また、図３に示された三方弁４１は、図４の三方弁４１の構造を模式的に示した図である。
三方管４２は、直管部４２ａと曲管部４２ｂとを有している。直管部４２ａは、本実施形態においては、鉛直方向に延びる直管であり、その両管端部がそれぞれ第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７に接続されている。曲管部４２ｂは、本実施形態においては、直管部４２ａの長手方向の略中央から側方に向かって延びた後、さらに、下方に向かって延びる曲管であり、連絡回路２８に接続されている。
【００２４】
弁座４３、４４は、三方管４２内において、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７が接続された側の管内にそれぞれ設けられている。具体的には、弁座４３、４４は、略円筒形状の部材であり、その外周面が直管部４２ａの管内面に隙間なく嵌合できるようになっている。弁座４３、４４は、直管部４２ａの曲管部４２ｂが設けられた場所を直管部４２ａの長手方向に挟むように配置されており、本実施形態においては、直管部４２ａにかしめて固定されている。また、弁座４３、４４は、それぞれ、曲管部４２ｂ側の端部に形成されたテーパ形状のシート面４３ａ、４４ａを有している。
【００２５】
弁体４５は、三方管４２内において２つの弁座４３、４４間に配置され、第１液冷媒管６内の冷媒と第２液冷媒管７内の冷媒との圧力差に応じて、２つの弁座４３、４４の一方に当接して冷媒の流れを遮断するとともに、弁座４３、４４の他方に対して離反して冷媒を流通させることが可能である。弁体４５は、２つの弁座４３に当接及び離反可能な第１弁体部４６と、弁座４４に当接及び離反可能な第２弁体部４７と、第１弁体部４６と第２弁体部４７とを連動する弁棒部４８とを有している。
【００２６】
具体的には、第１弁体部４６は、第１円柱部４６ａと第１当接部４６ｂと第１突出部４６ｃとを有している。第１円柱部４６ａは、弁棒部４８の第１液冷媒管６側の端部に設けられている。第１当接部４６ｂは、第１円柱部４６ａのシート面４３ａ側の端面に設けられた円柱形状の部分であり、弁座４３のシート面４３ａに当接して冷媒の流れを遮断することが可能である。第１突出部４６ｃは、第１円柱部４６ａの外周面において、円周方向に並んで配置された複数（本実施形態では、４個）の柱状部分である。各第１突出部４６ｃは、直管部４２ａの内周面に向かって延びるように形成されており、その外周面が直管部４２ａの内周面に摺動可能に当接している。このように、各第１突出部４６ｃと直管部４２ａの内周面とによって囲まれた４つの空間Ｓが形成され、直管部４２ａの長手方向に向かって冷媒が流通可能となっている。
【００２７】
第２弁体部４７は、弁棒部４８の第２液冷媒管７側の端部に設けられた第２円柱部４７ａと第２当接部４７ｂと第２突出部４７ｃとを有している。第２円柱部４７ａ、第２当接部４７ｂ及び第２突出部４７ｃは、第１弁体部４６の第１円柱部４６ａ、第１当接部４６ｂ及び第１突出部４６ｃと同様の構造であるため、説明を省略する。
【００２８】
弁棒部４８は、直管部４２ａの長手方向に延びる円柱形状の棒状部材であり、上述のように、その両端に第１弁体部４６及び第２弁体部４７が設けられている。弁棒部４８の長さは、第１弁体部４６がシート面４３ａに当接する際には第２弁体部４７がシート面４４ａから離反し、かつ、第２弁体部４７がシート面４４ａに当接する際には第１弁体部４６がシート面４３ａから離反するように設定されている。
【００２９】
流出回路３０は、連絡回路２８から第１液冷媒管６への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３０ａと、連絡回路２８から第２液冷媒管７への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３０ｂとを有しており、連絡回路２８から第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の他方に冷媒を流通させる機能を有している。
連絡回路２８は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバ３１と、レシーバ３１の出口に接続されレシーバ３１に溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能であるとともに弁開度も調節可能な電動膨張弁３２（開閉機構）とを有している。電動膨張弁３２は、運転中においては、開状態であり、その弁開度が調節されるが、運転が停止され圧縮機２１を停止した場合においては、閉状態となるように動作するようになっている。
【００３０】
（３）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１の運転動作について、図２〜図７を用いて説明する。
▲１▼冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁２２が図２の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２６側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６及び電動膨張弁３２は開状態となっている。
【００３１】
この冷媒回路１ａの状態で、熱源ユニット２の圧縮機２１を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２を経由して熱源側熱交換器２３に送られて凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第２液冷媒管７を介して膨張回路２４に送られる。この膨張回路２４に送られた液冷媒は、ブリッジ回路２７の流入回路２９を介して連絡回路２８に送られて、レシーバ３１で一時的に溜められる。このレシーバ３１で溜められた液冷媒は、電動膨張弁３２で減圧された後、ブリッジ回路２７の流出回路３０（具体的には、逆止弁３０ａ）を介して第１液冷媒管６に送られて、利用ユニット３に供給される。
【００３２】
ここで、流入回路２９に設けられた三方弁４１は、第２液冷媒管７の冷媒圧力が第１液冷媒管６の冷媒圧力よりも高いため、図３に示すように、弁体４５が弁座４３に押し付けられた状態となっている。このため、第２液冷媒管７から流入回路２９に流入する液冷媒は、矢印Ｘ（図３参照）の方向、すなわち、第２液冷媒管７から連絡回路２８に向かって流入するようになっている。
【００３３】
そして、利用ユニット３に供給された液冷媒は、利用側熱交換器５１において室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５を経由して熱源ユニット２に供給され、さらに、ガス側閉鎖弁２６及び四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【００３４】
▲２▼暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁２２が図２の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁２６に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６及び電動膨張弁３２は開状態になっている。
【００３５】
この冷媒回路１ａの状態で、熱源ユニット２の圧縮機２１を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２６及びガス冷媒連絡管５を経由して、室内ユニット５に供給される。そして、このガス冷媒は、利用側熱交換器５１において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液状態又は気液二相状態の冷媒となる。この液状態又は気液二相状態の冷媒は、第１液冷媒管６を経由して熱源ユニット２に供給される。この液冷媒は、第１液冷媒管６を介して膨張回路２４に送られる。この膨張回路２４に送られた液冷媒は、ブリッジ回路２７の流入回路２９を介して、連絡回路２８に送られてレシーバ３１で一時的に溜められる。このレシーバ３１で溜められた液冷媒は、電動膨張弁３２で減圧された後、ブリッジ回路２７の流出回路３０（具体的には、逆止弁３０ｂ）を介して、第２液冷媒管７に送られる。
【００３６】
ここで、流入回路２９に設けられた三方弁４１は、第１液冷媒管６の冷媒圧力が第２液冷媒管７の冷媒圧力よりも高いため、図６に示すように、弁体４５が弁座４４に押し付けられた状態となっている。このため、第１液冷媒管６から流入回路２９に流入する液冷媒は、矢印Ｙ（図６参照）の方向、すなわち、第１液冷媒管６から連絡回路２８に向かって流入するようになっている。
【００３７】
そして、第２液冷媒管７に送られた液冷媒は、熱源側熱交換器２３において、蒸発される。このガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
▲３▼運転停止
空気調和装置１の運転停止時は、圧縮機２１が停止され、冷媒回路１ａ内の冷媒の流れがなくなる。
【００３８】
例えば、冷房運転の状態で運転を停止すると、膨張回路２４においては、冷媒が第２液冷媒管７からブリッジ回路２７の流入回路２９を介して連絡回路２８に送られ、さらに、ブリッジ回路２７の流出回路３０を介して、第１液冷媒管６に送られるような流れがなくなることになる。
ここで、流入回路２９の三方弁４１は、冷房運転中、弁体４５が弁座４３に押し付けられた状態で保持されているため、運転停止後も、図７に示すように、第２液冷媒管７の冷媒圧力が第１液冷媒管６の冷媒圧力よりも高い状態が保たれているならば、弁体４５が弁座４３に押し付けられた状態で保持される。このため、連絡回路２８のレシーバ３１内に溜まった冷媒が蒸発して、レシーバ３１を含む連絡回路２８の電動膨張弁３２の上流側の部分の冷媒圧力が上昇する傾向になっても、三方弁４１の出口側（すなわち、図４の曲管部４２ｂ側）から矢印Ｚの方向に連絡回路２８内で蒸発した冷媒を第２液冷媒管７側へ流して、圧力上昇を防ぐことができる。つまり、連絡回路２８の液封を防止することができるようになっている。
【００３９】
また、暖房運転の状態で運転を停止すると、冷房運転の状態で運転を停止する場合とは逆に、図６に示すように、第１液冷媒管６の冷媒圧力が第２液冷媒管７の冷媒圧力よりも高い状態が保持されているならば、弁体４５が弁座４４に押し付けられた状態で保持されるため、三方弁４１の出口側から連絡回路２８内で蒸発した冷媒を第１液冷媒管６側へ流して、圧力上昇を防ぐことができる。つまり、連絡回路２８の液封を防止することができるようになっている。
【００４０】
さらに、冷房運転や暖房運転の状態で運転を停止した後に、第１液冷媒管６の冷媒圧力と第２液冷媒管７の冷媒圧力とが同じ圧力になり、三方弁４１の弁体４５が２つの弁座４３、４４のどちらにも当接しない状態になった場合であっても、図４及び図５に示されるように、三方弁４１の出口側から連絡回路２８内で蒸発した冷媒は、弁体４５の第１及び第２突出部４６ｃ、４７ｃ間に形成された複数の空間Ｓを介して第１及び第２液冷媒管６、７側へ流すことができるようになっており、連絡回路２８の液封が防止されている。
【００４１】
（４）空気調和装置（三方弁、ブリッジ回路を含む）の特徴
本実施形態の空気調和装置１（三方弁４１、ブリッジ回路２７を含む）には、以下のような特徴がある。
▲１▼本実施形態の空気調和装置１の冷媒回路１ａにおいて、膨張回路２４のブリッジ回路２７を構成する流入回路２９に使用される三方弁４１は、第１液冷媒管６内の冷媒圧力と第２液冷媒管７内の冷媒圧力との圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管６、７の一方が常に流通状態となるような構造を有している。
【００４２】
このため、膨張回路２４の連絡回路２８の電動膨張弁３２が遮断されることによって連絡回路２８内（特に、レシーバ３１内）の液冷媒が蒸発して冷媒圧力が第１及び第２液冷媒管６、７側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、第１及び第２液冷媒管６、７のいずれか一方と連絡回路２８との間に流路が確保され、膨張回路２４の連絡回路２８内が液封状態になるのを防ぐことができるようになっている。このように、本実施形態の空気調和装置１では、図１に示されるような、従来、設けられていた液封防止回路１３３が削除されて、冷媒回路１ａの構成が簡単になっており、コストダウンが図られている。
【００４３】
▲２▼また、三方弁４１では、第１及び第２液冷媒管６、７内の冷媒の圧力差に応じて、２つの弁座４３、４４のいずれか一方のみに当接して、冷媒の流れを遮断することができる弁体４５を有しているため、連絡回路２８の電動膨張弁３２が遮断されることによって連絡回路２８側の冷媒圧力が第１及び第２液冷媒管６、７側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、第１及び第２液冷媒管６、７のいずれか一方と連絡回路２８との間に流路が確保され、連絡回路２８内が液封状態になるのを防ぐことができる。
【００４４】
▲３▼さらに、三方弁４１では、弁体４５が、第１弁体部４６と第２弁体部４７と２つの弁体部４６、４７を連動させる弁棒部４８とを有しているため、第１及び第２液冷媒管６、７内の圧力差に応じて、２つの弁座４３、４４の一方のみに当接して冷媒の流れを遮断し、かつ、２つの弁座４３、４４の他方から離反して冷媒の流れを確保する動作を確実に行うことができる。
【００４５】
（５）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
▲１▼前記実施形態では、三方弁４１は、図３に示すように弁体４５が上下方向にスイングするように配置されているが、図８に示すように、弁体４５が横方向にスイングするように配置してもよい。
【００４６】
▲２▼前記実施形態では、三方弁４１の三方管４２の形状は、図４に示されるように、図３の回路構成に対応する形状を有しているが、これに限定されない。また、弁座４３、４４及び弁体４５の形状についても、図４及び図５に示されるような形状に限定されない。
▲３▼前記実施形態では、第１及び第２液冷媒管６、７からレシーバ３１を備えた連絡回路２８に液冷媒を流通させるブリッジ回路２７の流入回路２９に対して、本発明を適用したが、これに限られるものではなく、２つの液冷媒管の一方から冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路に液冷媒を流すように構成された回路であれば、適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方が常に流通状態となるため、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００４８】
請求項２にかかる発明では、弁体が２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座のいずれか一方のみに当接して、冷媒の流れを遮断することができるため、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００４９】
請求項３にかかる発明では、弁体が、第１弁体部と第２弁体部と２つの弁体部を連動させる弁棒部とを有しているため、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座の一方のみに当接して冷媒の流れを遮断し、かつ、２つの弁座の他方から離反して冷媒の流れを確保する動作を確実に行うことができる。
請求項４にかかる発明では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、流入回路に設けられた三方弁が動作するため、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
請求項５にかかる発明では、第１及び第２液冷媒管内の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、ブリッジ回路の流入回路に設けられた三方弁が動作するため、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略冷媒回路を示す図。
【図２】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略冷媒回路を示す図。
【図３】本発明の一実施形態にかかるブリッジ回路を備えた膨張回路を示す図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる三方弁の断面を示す図。
【図５】三方弁の弁体を示す斜視図。
【図６】暖房運転時の三方弁の動作を示す図。
【図７】圧縮機停止時の三方弁の動作を示す図。
【図８】本発明の変形例のブリッジ回路を備えた膨張回路を示す図。
【符号の説明】
１ 空気調和装置（冷凍装置）
１ａ 冷媒回路
６、７ 第１及び第２液冷媒管（２つの液冷媒管）
２１ 圧縮機
２２ 四路切換弁
２３ 熱源側熱交換器
２７ ブリッジ回路
２８ 連絡回路
２９ 流入回路
３０ 流出回路
３１ レシーバ
３２ 電動膨張弁（開閉機構）
４１ 三方弁
４２ 三方管
４３、４４ 弁座
４５ 弁体
４６、４７ 第１及び第２弁体部
４８ 弁棒部
５１ 利用側熱交換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、三方弁、ブリッジ回路、及びそれを備えた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の冷凍装置の一例としての空気調和装置１０１の概略冷媒回路を示す図である。空気調和装置１０１は、主に、利用側熱交換器１５１と、圧縮機１２１と、四路切換弁１２２と、熱源側熱交換器１２３と、膨張回路１２４とを備えており、これらの機器が冷媒配管を介して接続されて冷媒回路１０１ａを構成している。また、空気調和装置１０１は、分離型の空気調和装置であり、主に、利用側熱交換器１５１を有する利用ユニット１０３と、圧縮機１２１と四路切換弁１２２と熱源側熱交換器１２３と膨張回路１２４とを有する熱源ユニット１０２と、両ユニット１０２、１０３間を接続する液冷媒連絡管１０４及びガス冷媒連絡管１０５とから構成されているともいえる。そして、熱源ユニット１０２と冷媒連絡管１０４、１０５とは、熱源ユニット１０２に設けられた液側閉鎖弁１２５及びガス側閉鎖弁１２６を介して接続されている。
【０００３】
このような空気調和装置１０１の冷媒回路１０１ａにおいて、膨張回路１２４は、利用側熱交換器１５１と熱源側熱交換器１２３との間に接続されている。具体的には、膨張回路１２４は、利用側熱交換器１５１に接続された第１液冷媒管１０６と、熱源側熱交換器１２３に接続された第２液冷媒管１０７とに接続されている。ここで、第１液冷媒管１０６は、液冷媒連絡管１０４及び液側閉鎖弁１２５を含む液冷媒管を指す。
【０００４】
膨張回路１２４は、ブリッジ回路１２７と、ブリッジ回路１２７に接続される連絡回路１２８とから構成されている。ブリッジ回路１２７は、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７に接続されており、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の一方から連絡回路１２８を介して第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の他方へ冷媒を流通させることが可能である。具体的には、ブリッジ回路１２７は、冷房運転時には、第２液冷媒管１０７（すなわち、熱源側熱交換器１２３側）からの冷媒を連絡回路１２８に流入させた後、連絡回路１２８を介して、第１液冷媒管１０６（すなわち、利用側熱交換器１５１側）に冷媒を流通させることが可能である。また、ブリッジ回路１２７は、暖房運転時には、第１液冷媒管１０６からの冷媒を連絡回路１２８に流入させた後、連絡回路１２８を介して、第２液冷媒管１０７に冷媒を流通させることが可能である。
【０００５】
ブリッジ回路１２７は、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７と連絡回路１２８の入口とに接続された流入回路１２９と、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７と連絡回路１２８の出口とに接続された流出回路１３０とから構成されている。流入回路１２９は、第１液冷媒管１０６から連絡回路１２８への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１２９ａと、第２液冷媒管１０７から連絡回路１２８への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１２９ｂとを有しており、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の一方から連絡回路１２８に冷媒を流通させる機能を有している。流出回路１３０は、連絡回路１２８から第１液冷媒管１０６への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１３０ａと、連絡回路１２８から第２液冷媒管１０７への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１３０ｂとを有しており、連絡回路１２８から第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７の他方に冷媒を流通させる機能を有している。
【０００６】
連絡回路１２８は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバ１３１と、レシーバ１３１の出口に接続されレシーバ１３１に溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能であるとともに弁開度の調節も可能な電動膨張弁１３２とを有している。
ここで、ブリッジ回路１２７の流入回路１２９は、２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂを用いて構成されているため、運転停止時等のように圧縮機１２１を停止する場合、連絡回路１２８の電動膨張弁１３２を閉止して冷媒の流通を遮断すると、流入回路１２９の２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂの下流側と電動膨張弁１３２との間の連絡回路１２８内に滞留する液冷媒が蒸発することによって、冷媒圧力が上昇して、２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂの上流側の冷媒圧力（すなわち、第１液冷媒管１０６及び第２液冷媒管１０７側の冷媒圧力）よりも高くなり、２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂが遮断状態となる。その結果、連絡回路１２８内が液封状態となり、連絡回路１２８を構成するレシーバ１３１等を破損するおそれがある。
【０００７】
このような連絡回路１２８の液封を防止するために、従来から、連絡回路１２８には、液封防止回路１３３が設置されている。例えば、連絡回路１２８には、図１に示すように、レシーバ１３１と圧縮機１２１の吐出管１３４との間に液封防止回路１３３が設けられている。この液封防止回路１３３には、連絡回路１２８から吐出管１３４への冷媒の流通のみを許容する逆止弁１３３ａが設けられており、連絡回路１２８の電動膨張弁１３２を閉止して冷媒の流通を遮断した場合に、流入回路１２９の２つの逆止弁１２９ａ、１２９ｂの下流側と電動膨張弁１３２との間の連絡回路１２８内に滞留する液冷媒が蒸発することによって、圧力が上昇するのを逃がす機能を有している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１７４４５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の空気調和装置１０１では、連絡回路１２８の液封防止を目的として、液封防止回路１３３が設けられているため、冷媒回路１０１ａの構成が複雑になるとともに、空気調和装置１０１のコストが増加している。
本発明の課題は、液封防止の機能を損なうことなく、冷凍装置の冷媒回路の構成を簡単にして、コストダウンを図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の三方弁は、冷凍装置の冷媒回路において、冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路に接続され、２つの液冷媒管の一方から連絡回路に冷媒を流通させる流入回路に使用される三方弁であって、２つの液冷媒管内の冷媒の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方から連絡回路に冷媒を流通させるとともに、２つの液冷媒管の他方から連絡回路への冷媒の流れを遮断する。
【００１１】
この三方弁では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方が常に流通状態となるため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が２つの液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の三方弁は、冷凍装置の冷媒回路において、冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路に接続され、２つの液冷媒管の一方から連絡回路に冷媒を流通させる流入回路に使用される三方弁であって、三方管と、２つの弁座と、弁体とを備えている。三方管は、２つの液冷媒管と連絡回路とに接続される。弁座は、三方管内において、２つの液冷媒管が接続された側の管内にそれぞれ設けられている。弁体は、三方管内において２つの弁座間に配置され、２つの液冷媒管内の冷媒の圧力差に応じて、２つの弁座の一方に当接して冷媒の流れを遮断するとともに、弁座の他方に対して離反して冷媒を流通させることが可能である。
【００１３】
この三方弁では、弁体が２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座のいずれか一方のみに当接して、冷媒の流れを遮断することができるため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が２つの液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の三方弁は、請求項２において、弁体は、２つの弁座の一方に当接及び離反可能な第１弁体部と、２つの弁座の他方に当接及び離反可能な第２弁体部と、第１弁体部と第２弁体部とを連動させる弁棒部とを有している。
この三方弁では、弁体が、第１弁体部と第２弁体部と２つの弁体部を連動させる弁棒部とを有しているため、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座の一方のみに当接して冷媒の流れを遮断し、かつ、２つの弁座の他方から離反して冷媒の流れを確保する動作を確実に行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載のブリッジ回路は、冷凍装置の冷媒回路において、２つの液冷媒管と冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路とに接続され、２つの液冷媒管の一方から連絡回路を介して２つの液冷媒管の他方へ冷媒を流通させるブリッジ回路であって、流入回路と、流出回路を備えている。流入回路は、２つの液冷媒管と連絡回路の入口とに接続され、請求項１〜３のいずれかに記載の三方弁を有している。流出回路は、連絡回路の出口に接続され、２つの液冷媒管の他方に冷媒を流出させる。
【００１６】
このブリッジ回路では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、流入回路に設けられた三方弁が動作するため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が２つの液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の冷凍装置は、利用側熱交換器と圧縮機と四路切換弁と熱源側熱交換器とを接続して構成される冷媒回路を備えた冷凍装置であって、連絡回路と、第１液冷媒管と、第２液冷媒管と、請求項４に記載のブリッジ回路とを備えている。連絡回路は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバと、レシーバの出口に接続され、レシーバに溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能な開閉機構を有する。第１液冷媒管は、利用側熱交換器に接続されている。第２液冷媒管は、熱源側熱交換器に接続されている。ブリッジ回路は、第１液冷媒管と第２液冷媒管と連絡回路とに接続されている。
【００１８】
この冷凍装置では、第１及び第２液冷媒管内の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、ブリッジ回路の流入回路に設けられた三方弁が動作するため、連絡回路の開閉機構が遮断されることによって連絡回路側の冷媒圧力が第１及び第２液冷媒管側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて、本発明の三方弁、ブリッジ回路、及びそれを備えた冷凍装置の実施形態について説明する。
（１）空気調和装置の構成
図２は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置１の概略冷媒回路を示す図である。空気調和装置１は、冷房運転及び暖房運転が可能であり、主に、利用側熱交換器５１と、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器２３と、膨張回路２４とを備えており、これらの機器が冷媒配管を介して接続されて冷媒回路１ａを構成している。また、本実施形態において、空気調和装置１は、分離型の空気調和装置であるため、主に、利用側熱交換器５１を有する利用ユニット３と、圧縮機２１と四路切換弁２２と熱源側熱交換器２３と膨張回路２４とを有する熱源ユニット２と、両ユニット２、３間を接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５とから構成されているともいえる。そして、熱源ユニット２と冷媒連絡管４、５とは、熱源ユニット２に設けられた液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６を介して接続されている。
【００２０】
（２）膨張回路（三方弁、ブリッジ回路を含む）の構成
膨張回路２４は、図２に示すように、利用側熱交換器５１と熱源側熱交換器２３との間に接続されている。具体的には、膨張回路２４は、利用側熱交換器５１に接続された第１液冷媒管６と、熱源側熱交換器２３に接続された第２液冷媒管７とに接続されている。ここで、第１液冷媒管６は、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁２５を含む液冷媒管を指す。
【００２１】
膨張回路２４は、図３に示すように、ブリッジ回路２７と、ブリッジ回路２７に接続される連絡回路２８とから構成されている。ここで、図３は、膨張回路２４を拡大して示した図である。
ブリッジ回路２７は、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７に接続されており、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の一方から連絡回路２８を介して第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の他方へ冷媒を流通させることが可能である。具体的には、ブリッジ回路２７は、冷房運転時には、第２液冷媒管７（すなわち、熱源側熱交換器２３側）からの冷媒を連絡回路２８に流入させた後、連絡回路２８を介して、第１液冷媒管６（すなわち、利用側熱交換器５１側）に冷媒を流通させることが可能である。また、ブリッジ回路２７は、暖房運転時には、第１液冷媒管６からの冷媒を連絡回路２８に流入させた後、連絡回路２８を介して、第２液冷媒管７に冷媒を流通させることが可能である。
【００２２】
ブリッジ回路２７は、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７と連絡回路２８の入口とに接続された流入回路２９と、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７と連絡回路２８の出口とに接続された流出回路３０とから構成されている。
流入回路１２９は、第１液冷媒管６内の冷媒圧力と第２液冷媒管７内の冷媒圧力との圧力差に応じて、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させるとともに、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の他方から連絡回路２８への冷媒の流れを遮断することが可能な三方弁４１を有している。これにより、流入回路２９は、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の一方から連絡回路２８に冷媒を流通させる機能を有している。
【００２３】
三方弁４１は、図３〜図５に示すように、三方管４２と、２つの弁座４３、４４と、弁体４５とを備えている。ここで、図４は、三方弁４１の断面を示す図である。図５は、弁体４５を示す斜視図である。また、図３に示された三方弁４１は、図４の三方弁４１の構造を模式的に示した図である。
三方管４２は、直管部４２ａと曲管部４２ｂとを有している。直管部４２ａは、本実施形態においては、鉛直方向に延びる直管であり、その両管端部がそれぞれ第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７に接続されている。曲管部４２ｂは、本実施形態においては、直管部４２ａの長手方向の略中央から側方に向かって延びた後、さらに、下方に向かって延びる曲管であり、連絡回路２８に接続されている。
【００２４】
弁座４３、４４は、三方管４２内において、第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７が接続された側の管内にそれぞれ設けられている。具体的には、弁座４３、４４は、略円筒形状の部材であり、その外周面が直管部４２ａの管内面に隙間なく嵌合できるようになっている。弁座４３、４４は、直管部４２ａの曲管部４２ｂが設けられた場所を直管部４２ａの長手方向に挟むように配置されており、本実施形態においては、直管部４２ａにかしめて固定されている。また、弁座４３、４４は、それぞれ、曲管部４２ｂ側の端部に形成されたテーパ形状のシート面４３ａ、４４ａを有している。
【００２５】
弁体４５は、三方管４２内において２つの弁座４３、４４間に配置され、第１液冷媒管６内の冷媒と第２液冷媒管７内の冷媒との圧力差に応じて、２つの弁座４３、４４の一方に当接して冷媒の流れを遮断するとともに、弁座４３、４４の他方に対して離反して冷媒を流通させることが可能である。弁体４５は、２つの弁座４３に当接及び離反可能な第１弁体部４６と、弁座４４に当接及び離反可能な第２弁体部４７と、第１弁体部４６と第２弁体部４７とを連動する弁棒部４８とを有している。
【００２６】
具体的には、第１弁体部４６は、第１円柱部４６ａと第１当接部４６ｂと第１突出部４６ｃとを有している。第１円柱部４６ａは、弁棒部４８の第１液冷媒管６側の端部に設けられている。第１当接部４６ｂは、第１円柱部４６ａのシート面４３ａ側の端面に設けられた円柱形状の部分であり、弁座４３のシート面４３ａに当接して冷媒の流れを遮断することが可能である。第１突出部４６ｃは、第１円柱部４６ａの外周面において、円周方向に並んで配置された複数（本実施形態では、４個）の柱状部分である。各第１突出部４６ｃは、直管部４２ａの内周面に向かって延びるように形成されており、その外周面が直管部４２ａの内周面に摺動可能に当接している。このように、各第１突出部４６ｃと直管部４２ａの内周面とによって囲まれた４つの空間Ｓが形成され、直管部４２ａの長手方向に向かって冷媒が流通可能となっている。
【００２７】
第２弁体部４７は、弁棒部４８の第２液冷媒管７側の端部に設けられた第２円柱部４７ａと第２当接部４７ｂと第２突出部４７ｃとを有している。第２円柱部４７ａ、第２当接部４７ｂ及び第２突出部４７ｃは、第１弁体部４６の第１円柱部４６ａ、第１当接部４６ｂ及び第１突出部４６ｃと同様の構造であるため、説明を省略する。
【００２８】
弁棒部４８は、直管部４２ａの長手方向に延びる円柱形状の棒状部材であり、上述のように、その両端に第１弁体部４６及び第２弁体部４７が設けられている。弁棒部４８の長さは、第１弁体部４６がシート面４３ａに当接する際には第２弁体部４７がシート面４４ａから離反し、かつ、第２弁体部４７がシート面４４ａに当接する際には第１弁体部４６がシート面４３ａから離反するように設定されている。
【００２９】
流出回路３０は、連絡回路２８から第１液冷媒管６への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３０ａと、連絡回路２８から第２液冷媒管７への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３０ｂとを有しており、連絡回路２８から第１液冷媒管６及び第２液冷媒管７の他方に冷媒を流通させる機能を有している。
連絡回路２８は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバ３１と、レシーバ３１の出口に接続されレシーバ３１に溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能であるとともに弁開度も調節可能な電動膨張弁３２（開閉機構）とを有している。電動膨張弁３２は、運転中においては、開状態であり、その弁開度が調節されるが、運転が停止され圧縮機２１を停止した場合においては、閉状態となるように動作するようになっている。
【００３０】
（３）空気調和装置の動作
次に、空気調和装置１の運転動作について、図２〜図７を用いて説明する。
▲１▼冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁２２が図２の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２６側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６及び電動膨張弁３２は開状態となっている。
【００３１】
この冷媒回路１ａの状態で、熱源ユニット２の圧縮機２１を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２を経由して熱源側熱交換器２３に送られて凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第２液冷媒管７を介して膨張回路２４に送られる。この膨張回路２４に送られた液冷媒は、ブリッジ回路２７の流入回路２９を介して連絡回路２８に送られて、レシーバ３１で一時的に溜められる。このレシーバ３１で溜められた液冷媒は、電動膨張弁３２で減圧された後、ブリッジ回路２７の流出回路３０（具体的には、逆止弁３０ａ）を介して第１液冷媒管６に送られて、利用ユニット３に供給される。
【００３２】
ここで、流入回路２９に設けられた三方弁４１は、第２液冷媒管７の冷媒圧力が第１液冷媒管６の冷媒圧力よりも高いため、図３に示すように、弁体４５が弁座４３に押し付けられた状態となっている。このため、第２液冷媒管７から流入回路２９に流入する液冷媒は、矢印Ｘ（図３参照）の方向、すなわち、第２液冷媒管７から連絡回路２８に向かって流入するようになっている。
【００３３】
そして、利用ユニット３に供給された液冷媒は、利用側熱交換器５１において室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５を経由して熱源ユニット２に供給され、さらに、ガス側閉鎖弁２６及び四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【００３４】
▲２▼暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁２２が図２の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁２６に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が熱源側熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６及び電動膨張弁３２は開状態になっている。
【００３５】
この冷媒回路１ａの状態で、熱源ユニット２の圧縮機２１を起動すると、ガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２６及びガス冷媒連絡管５を経由して、室内ユニット５に供給される。そして、このガス冷媒は、利用側熱交換器５１において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液状態又は気液二相状態の冷媒となる。この液状態又は気液二相状態の冷媒は、第１液冷媒管６を経由して熱源ユニット２に供給される。この液冷媒は、第１液冷媒管６を介して膨張回路２４に送られる。この膨張回路２４に送られた液冷媒は、ブリッジ回路２７の流入回路２９を介して、連絡回路２８に送られてレシーバ３１で一時的に溜められる。このレシーバ３１で溜められた液冷媒は、電動膨張弁３２で減圧された後、ブリッジ回路２７の流出回路３０（具体的には、逆止弁３０ｂ）を介して、第２液冷媒管７に送られる。
【００３６】
ここで、流入回路２９に設けられた三方弁４１は、第１液冷媒管６の冷媒圧力が第２液冷媒管７の冷媒圧力よりも高いため、図６に示すように、弁体４５が弁座４４に押し付けられた状態となっている。このため、第１液冷媒管６から流入回路２９に流入する液冷媒は、矢印Ｙ（図６参照）の方向、すなわち、第１液冷媒管６から連絡回路２８に向かって流入するようになっている。
【００３７】
そして、第２液冷媒管７に送られた液冷媒は、熱源側熱交換器２３において、蒸発される。このガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
▲３▼運転停止
空気調和装置１の運転停止時は、圧縮機２１が停止され、冷媒回路１ａ内の冷媒の流れがなくなる。
【００３８】
例えば、冷房運転の状態で運転を停止すると、膨張回路２４においては、冷媒が第２液冷媒管７からブリッジ回路２７の流入回路２９を介して連絡回路２８に送られ、さらに、ブリッジ回路２７の流出回路３０を介して、第１液冷媒管６に送られるような流れがなくなることになる。
ここで、流入回路２９の三方弁４１は、冷房運転中、弁体４５が弁座４３に押し付けられた状態で保持されているため、運転停止後も、図７に示すように、第２液冷媒管７の冷媒圧力が第１液冷媒管６の冷媒圧力よりも高い状態が保たれているならば、弁体４５が弁座４３に押し付けられた状態で保持される。このため、連絡回路２８のレシーバ３１内に溜まった冷媒が蒸発して、レシーバ３１を含む連絡回路２８の電動膨張弁３２の上流側の部分の冷媒圧力が上昇する傾向になっても、三方弁４１の出口側（すなわち、図４の曲管部４２ｂ側）から矢印Ｚの方向に連絡回路２８内で蒸発した冷媒を第２液冷媒管７側へ流して、圧力上昇を防ぐことができる。つまり、連絡回路２８の液封を防止することができるようになっている。
【００３９】
また、暖房運転の状態で運転を停止すると、冷房運転の状態で運転を停止する場合とは逆に、図６に示すように、第１液冷媒管６の冷媒圧力が第２液冷媒管７の冷媒圧力よりも高い状態が保持されているならば、弁体４５が弁座４４に押し付けられた状態で保持されるため、三方弁４１の出口側から連絡回路２８内で蒸発した冷媒を第１液冷媒管６側へ流して、圧力上昇を防ぐことができる。つまり、連絡回路２８の液封を防止することができるようになっている。
【００４０】
さらに、冷房運転や暖房運転の状態で運転を停止した後に、第１液冷媒管６の冷媒圧力と第２液冷媒管７の冷媒圧力とが同じ圧力になり、三方弁４１の弁体４５が２つの弁座４３、４４のどちらにも当接しない状態になった場合であっても、図４及び図５に示されるように、三方弁４１の出口側から連絡回路２８内で蒸発した冷媒は、弁体４５の第１及び第２突出部４６ｃ、４７ｃ間に形成された複数の空間Ｓを介して第１及び第２液冷媒管６、７側へ流すことができるようになっており、連絡回路２８の液封が防止されている。
【００４１】
（４）空気調和装置（三方弁、ブリッジ回路を含む）の特徴
本実施形態の空気調和装置１（三方弁４１、ブリッジ回路２７を含む）には、以下のような特徴がある。
▲１▼本実施形態の空気調和装置１の冷媒回路１ａにおいて、膨張回路２４のブリッジ回路２７を構成する流入回路２９に使用される三方弁４１は、第１液冷媒管６内の冷媒圧力と第２液冷媒管７内の冷媒圧力との圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管６、７の一方が常に流通状態となるような構造を有している。
【００４２】
このため、膨張回路２４の連絡回路２８の電動膨張弁３２が遮断されることによって連絡回路２８内（特に、レシーバ３１内）の液冷媒が蒸発して冷媒圧力が第１及び第２液冷媒管６、７側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、第１及び第２液冷媒管６、７のいずれか一方と連絡回路２８との間に流路が確保され、膨張回路２４の連絡回路２８内が液封状態になるのを防ぐことができるようになっている。このように、本実施形態の空気調和装置１では、図１に示されるような、従来、設けられていた液封防止回路１３３が削除されて、冷媒回路１ａの構成が簡単になっており、コストダウンが図られている。
【００４３】
▲２▼また、三方弁４１では、第１及び第２液冷媒管６、７内の冷媒の圧力差に応じて、２つの弁座４３、４４のいずれか一方のみに当接して、冷媒の流れを遮断することができる弁体４５を有しているため、連絡回路２８の電動膨張弁３２が遮断されることによって連絡回路２８側の冷媒圧力が第１及び第２液冷媒管６、７側の冷媒の圧力よりも高くなるような場合でも、第１及び第２液冷媒管６、７のいずれか一方と連絡回路２８との間に流路が確保され、連絡回路２８内が液封状態になるのを防ぐことができる。
【００４４】
▲３▼さらに、三方弁４１では、弁体４５が、第１弁体部４６と第２弁体部４７と２つの弁体部４６、４７を連動させる弁棒部４８とを有しているため、第１及び第２液冷媒管６、７内の圧力差に応じて、２つの弁座４３、４４の一方のみに当接して冷媒の流れを遮断し、かつ、２つの弁座４３、４４の他方から離反して冷媒の流れを確保する動作を確実に行うことができる。
【００４５】
（５）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
▲１▼前記実施形態では、三方弁４１は、図３に示すように弁体４５が上下方向にスイングするように配置されているが、図８に示すように、弁体４５が横方向にスイングするように配置してもよい。
【００４６】
▲２▼前記実施形態では、三方弁４１の三方管４２の形状は、図４に示されるように、図３の回路構成に対応する形状を有しているが、これに限定されない。また、弁座４３、４４及び弁体４５の形状についても、図４及び図５に示されるような形状に限定されない。
▲３▼前記実施形態では、第１及び第２液冷媒管６、７からレシーバ３１を備えた連絡回路２８に液冷媒を流通させるブリッジ回路２７の流入回路２９に対して、本発明を適用したが、これに限られるものではなく、２つの液冷媒管の一方から冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構を有する連絡回路に液冷媒を流すように構成された回路であれば、適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの液冷媒管の一方が常に流通状態となるため、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００４８】
請求項２にかかる発明では、弁体が２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座のいずれか一方のみに当接して、冷媒の流れを遮断することができるため、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００４９】
請求項３にかかる発明では、弁体が、第１弁体部と第２弁体部と２つの弁体部を連動させる弁棒部とを有しているため、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、２つの弁座の一方のみに当接して冷媒の流れを遮断し、かつ、２つの弁座の他方から離反して冷媒の流れを確保する動作を確実に行うことができる。
請求項４にかかる発明では、２つの液冷媒管内の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、流入回路に設けられた三方弁が動作するため、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
請求項５にかかる発明では、第１及び第２液冷媒管内の圧力差に応じて、第１及び第２液冷媒管の一方が常に流通状態となるように、ブリッジ回路の流入回路に設けられた三方弁が動作するため、流入回路を介して、２つの液冷媒管のいずれか一方と連絡回路との間に流路が確保され、連絡回路内が液封状態になるのを防ぐことができる。これにより、液封防止の機能を損なうことなく、従来、設けられていた液封防止回路を削除することができるため、冷凍装置の冷媒回路の構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略冷媒回路を示す図。
【図２】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略冷媒回路を示す図。
【図３】本発明の一実施形態にかかるブリッジ回路を備えた膨張回路を示す図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる三方弁の断面を示す図。
【図５】三方弁の弁体を示す斜視図。
【図６】暖房運転時の三方弁の動作を示す図。
【図７】圧縮機停止時の三方弁の動作を示す図。
【図８】本発明の変形例のブリッジ回路を備えた膨張回路を示す図。
【符号の説明】
１ 空気調和装置（冷凍装置）
１ａ 冷媒回路
６、７ 第１及び第２液冷媒管（２つの液冷媒管）
２１ 圧縮機
２２ 四路切換弁
２３ 熱源側熱交換器
２７ ブリッジ回路
２８ 連絡回路
２９ 流入回路
３０ 流出回路
３１ レシーバ
３２ 電動膨張弁（開閉機構）
４１ 三方弁
４２ 三方管
４３、４４ 弁座
４５ 弁体
４６、４７ 第１及び第２弁体部
４８ 弁棒部
５１ 利用側熱交換器
Claims (5)
- 冷凍装置（１）の冷媒回路（１ａ）において、冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構（３２）を有する連絡回路（２８）に接続され、２つの液冷媒管（６、７）の一方から前記連絡回路に冷媒を流通させる流入回路（２９）に使用される三方弁（４１）であって、
前記２つの液冷媒管内の冷媒の圧力差に応じて、前記２つの液冷媒管の一方から前記連絡回路に冷媒を流通させるとともに、前記２つの液冷媒管の他方から前記連絡回路への冷媒の流れを遮断する三方弁（４１）。 - 冷凍装置（１）の冷媒回路（１ａ）において、冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構（３２）を有する連絡回路（２８）に接続され、２つの液冷媒管（６、７）の一方から前記連絡回路に冷媒を流通させる流入回路（２９）に使用される三方弁（４１）であって、
前記２つの液冷媒管と前記連絡回路とに接続される三方管（４２）と、
前記三方管内において、前記２つの液冷媒管が接続された側の管内にそれぞれ設けられた弁座（４３、４４）と、
前記三方管内において前記２つの弁座間に配置され、前記２つの液冷媒管内の冷媒の圧力差に応じて、前記２つの弁座の一方に当接して冷媒の流れを遮断するとともに、前記弁座の他方に対して離反して冷媒を流通させることが可能な弁体（４５）と、
を備えた三方弁（４１）。 - 前記弁体（４５）は、前記２つの弁座（４３、４４）の一方に当接及び離反可能な第１弁体部（４６）と、前記２つの弁座の他方に当接及び離反可能な第２弁体部（４７）と、前記第１弁体部と前記第２弁体部とを連動させる弁棒部（４８）とを有している、請求項２に記載の三方弁（４１）。
- 冷凍装置（１）の冷媒回路（１ａ）において、２つの液冷媒管（６、７）と冷媒の流れを流通及び遮断可能な開閉機構（３２）を有する連絡回路（２８）とに接続され、前記２つの液冷媒管の一方から前記連絡回路を介して前記２つの液冷媒管の他方へ冷媒を流通させるブリッジ回路（２７）であって、
前記２つの液冷媒管と前記連絡回路の入口とに接続され、請求項１〜３のいずれかに記載の三方弁（４１）を有する流入回路（２９）と、
前記連絡回路の出口に接続され、前記２つの液冷媒管の他方に冷媒を流出させる流出回路（３０）と、
を備えたブリッジ回路（２７）。 - 利用側熱交換器（５１）と圧縮機（２１）と四路切換弁（２２）と熱源側熱交換器（２３）とを接続して構成される冷媒回路（１ａ）を備えた冷凍装置（１）であって、
液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバ（３１）と、前記レシーバの出口に接続され、前記レシーバに溜まった冷媒を流通及び遮断することが可能な開閉機構（３２）を有する連絡回路（２８）と、
前記利用側熱交換器に接続された第１液冷媒管（６）と、
前記熱源側熱交換器に接続された第２液冷媒管（７）と、
前記第１液冷媒管と前記第２液冷媒管と前記連絡回路とに接続された請求項４に記載のブリッジ回路（２７）と、
を備えた冷凍装置（１）。
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