JP2011075016A - 複合弁及び冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接続ポート(C,D,E,S)を形成した第1固定弁体(101)と第2可動弁体(104)で第1弁(13)を構成し、接続ポート(A,B)を形成した第2固定弁体(102)と第2可動弁体(104)で第2弁(16)を構成する。また、それぞれの可動弁体(103,104)を一体化して共通に駆動す
る駆動機構(105,106)を設ける。そして、第1弁(13)では、所定の連通状態を維持する可動弁体(103,104)の位置に、第2弁(15,16)が前記制御を行う場合の変位範囲(β)以上の許容幅(β2)を設ける。
【選択図】図3
Description
複数の接続ポート(A,…,E,S)が形成された固定弁体(101,102)と、前記固定弁体(101,102)に対して相対変位して前記接続ポート(A,…,E,S)間の連通状態を制御する可動弁体(103,104)とをそれぞれ有した第1、及び第2弁(13,15,16)を備えた複合弁であって、
それぞれの可動弁体(103,104)を一体化して共通に駆動する駆動機構(105,106)を備え、
前記第1弁(13)は、所定の連通状態を維持する可動弁体(103,104)の位置に、前記第2弁(15,16)が前記制御を行う場合の変位範囲(β)以上の許容幅(β2)を有していることを特徴とする。
第1の発明の複合弁において、
前記駆動機構(105,106)は、それぞれの可動弁体(103,104)を回転駆動する回転機構であり、
前記第1弁(13)は、前記接続ポート(A,…,E,S)として第1,…,第4接続ポート(S,C,E,D)の4つを有し、少なくとも前記第1,…,第3接続ポート(C,E,S)が前記固定弁体(101)上の同一仮想円上に配置され、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)には、該可動弁体(103)の回転に応じて、前記第1、第3接続ポート(E,S)上、及び前記第1、第2接続ポート(C,S)上に移動して移動先の接続ポートを連通する連通溝(103a)が形成され、
前記連通溝(103a)は、前記回転の方向の長さが前記移動先の接続ポート(C,D,E,S)間の間隔よりも前記許容幅(β2)分大きく、
前記第1弁(13)は、前記第1、第3接続ポート(E,S)間を連通する第1の連通状態と、前記第1、第2接続ポート(C,S)間が連通される第2の連通状態の2段階に連通状態を制御することを特徴とする。
第2の発明の複合弁において、
少なくとも前記第1弁(13)を収容する密閉容器(107)を備え、
前記連通溝(103a)内の空間は、前記密閉容器(107)内の空間と絶縁され、
前記第2、第4接続ポート(C,D)は、前記第1の連通状態において、前記密閉容器(107)に開口して該密閉容器(107)内の空間で互いに連通し、
前記第3、第4接続ポート(D,E)は、前記第2の連通状態において、前記密閉容器(107)に開口して該密閉容器(107)内の空間で互いに連通することを特徴とする。
第3の発明の複合弁において、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)は、平面形状が扇形に形成され、前記第1の連通状態において、前記4つの接続ポート(S,C,E,D)のうち前記第1、第3接続ポート(E,S)のみに重なり、前記第2の連通状態において、前記第1、第2接続ポート(C,S)のみに重なることを特徴とする。
第3又は第4の発明の複合弁において、
前記第4接続ポート(D)は、前記密閉容器(107)に設けられて該密閉容器(107)内の空間に開口していることを特徴とする。
第2から第5の発明のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)と前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)は、前記駆動機構(105,106)の駆動軸(105a)に直列に配置されていることを特徴とする。
第2から第5の発明のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)と前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)は、一体的に形成され、
前記第1弁(13)の固定弁体(101)と前記第2弁(15,16)の固定弁体(102)は、一体的に形成されていることを特徴とする。
第2から第7の発明のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第2弁(15,16)の固定弁体(102)は、前記接続ポート(A,…,E,S)として該固定弁体(102)上の同一仮想円上に形成された第5、第6接続ポート(A,B)を有し、
前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)には、前記第1の連通状態において前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させる第1溝(104a)と、前記第2の連通状態において、前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させる第2溝(104b)が形成され、
前記第2溝(104b)は、前記第5、第6接続ポート(A,B)が配置された前記仮想円に沿って溝幅が一方向に向かって漸減していることを特徴とする。
第2から第7の発明のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第2弁(15,16)の固定弁体(102)は、前記接続ポート(A,…,E,S)として第5、第6接続ポート(A,B)を有し、
前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)には、前記第1の連通状態において前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させるとともに、前記第2の連通状態において、前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させる平面形状が三日月状の溝(204a)が形成され、
前記第2弁(201)は、前記第1の連通状態において、前記三日月状の溝(204a)の一方の先端側で第5接続ポート(A)の開口量を制御し、前記第2の連通状態において、前記三日月状の溝(204a)のもう一方の先端側で第6接続ポート(B)の開口量を制御して前記第5、第6接続ポート(A,B)間の連通状態を制御することを特徴とする。
圧縮機(12)、四路切換弁(13)、熱源側熱交換器(14)、熱源側膨張弁(15)、利用側膨張弁(17)、及び利用側熱交換器(18)を有した冷媒回路(11)を備えて、前記冷媒回路(11)で冷媒を循環させる冷凍装置であって、
前記冷媒回路(11)は、開閉弁(16)を備え、
前記四路切換弁(13)、前記膨張弁(15)、及び前記開閉弁(16)は、第8の発明の複合弁で構成され、
前記複合弁の第1弁(13)は、前記前記四路切換弁(13)に対応して、前記第1接続ポート(S)が前記圧縮機(12)の吸入孔、前記第2接続ポート(C)が前記熱源側熱交換器(14)の一端、前記第3接続ポート(E)が前記利用側熱交換器(18)の一端、前記第4接続ポート(D)が前記圧縮機(12)の吐出孔にそれぞれ接続され、
前記複合弁の第2弁(15,16)は、前記熱源側膨張弁(15)及び前記開閉弁(16)に対応して、前記第5接続ポート(A)が前記利用側膨張弁(17)及び前記利用側熱交換器(18)の他の一端に接続され、前記第6接続ポート(B)が前記熱源側熱交換器(14)の他の一端と接続されていることを特徴とする。
圧縮機(12)、四路切換弁(13)、熱源側熱交換器(14)、膨張弁(15)、及び利用側熱交換器(18)を有した冷媒回路(11)を備えて、前記冷媒回路(11)で冷媒を循環させる冷凍装置であって、
前記四路切換弁(13)及び前記膨張弁(15)は、第9の発明の複合弁で構成され、
前記複合弁の第1弁(13)は、前記前記四路切換弁(13)に対応して、前記第1接続ポート(S)が前記圧縮機(12)の吸入孔、前記第2接続ポート(C)が前記熱源側熱交換器(14)の一端、前記第3接続ポート(E)が前記利用側熱交換器(18)の一端、前記第4接続ポート(D)が前記圧縮機(12)の吐出孔にそれぞれ接続され、
前記複合弁の第2弁(15,16)は、前記膨張弁(15)に対応して、前記第5接続ポート(A)が前記利用側熱交換器(18)の他の一端に接続され、前記第6接続ポート(B)が前記熱源側熱交換器(14)の他の一端と接続されていることを特徴とする。
〈概要〉
本発明の実施形態1として、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和機(冷凍装置)の例を説明する。この空気調和機は、冷媒回路において冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。図1は、本発明の実施形態1に係る空気調和機(10)における冷媒回路(11)の冷媒配管系統図である。同図に示すように、冷媒回路(11)は、圧縮機(12)、四路切換弁(13)、室外熱交換器(14)(熱源側熱交換器)、室外側膨張弁(15)(熱源側膨張弁)、開閉弁(16)、室内側膨張弁(17)(利用側膨張弁)、及び室内熱交換器(18)(利用側熱交換器)を備えている。そして、本実施形態では、四路切換弁(13)、室外側膨張弁(15)、及び開閉弁(16)が一体化されて複合弁(100)として形成されている。なお、圧縮機(12)、室外熱交換器(14)、及び複合弁(100)は室外機(19)に収容され、室内熱交換器(18)と室内側膨張弁(17)は室内機(20)に収容されている。この室外機(19)と室内機(20)は連絡配管で接続されている。以下では、はじめに冷媒回路(11)の各構成要素について概説し、その後に複合弁(100)の構成について説明する。なお、以下の説明において、弁についての「連通状態の制御」とは、接続ポートの接続関係を切り換える制御、弁を開状態及び閉状態の2段階に制御、流体の流量を連続的に変更する制御等の種々の制御を含む概念である。
本実施形態の圧縮機(12)は、電動式のスクロール式圧縮機である。なお、圧縮機(12)には、スクロール式圧縮機に限らず種々の形式の圧縮機(例えばロータリー式圧縮機)を採用できる。また、室外熱交換器(14)及び室内熱交換器(18)は、この空気調和機(10)では、クロス・フィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器を採用している。室外熱交換器(14)では、冷媒回路(11)を循環する冷媒が、室外ファン(図示は省略)により取り込まれた室外空気と熱交換する。また、室内熱交換器(18)では、冷媒回路(11)を循環する冷媒が、室内ファン(図示は省略)によって取り込まれた室内空気と熱交換する。
四路切換弁(13)は、空気調和機(10)の運転状態を冷房運転と暖房運転の何れかに切り換える際に使用する弁である。この四路切換弁(13)は、配管を接続する4つの接続ポート(C,D,E,S)を備えている。そして、四路切換弁(13)は、接続ポート(C,D)が互いに連通し、且つ接続ポート(E,S)が互いに連通する第1の連通状態と、接続ポート(D,E)が互いに連通し、且つ接続ポート(C,S)が互いに連通する第2の連通状態の2段階に切り換えられるようになっている。なお、本発明の第1,…,第4接続ポートには、それぞれ接続ポート(S)、接続ポート(C)、接続ポート(E)、接続ポート(D)が対応している。
室外側膨張弁(15)は、冷媒回路(11)における冷媒の流量を調整する弁であり、開度調整を連続的に行えるようになっている。この室外側膨張弁(15)は、暖房運転が行われる際の流量調整に主に使用される。なお、この例の室外側膨張弁(15)は、複合弁(100)として形成されているが、複合弁を用いない場合には、この部位には開度調整を連続的に行える、いわゆる電動弁を採用することが考えられる。
図2は、本実施形態に係る複合弁(100)の縦断面構造を模式的に表した図である。この例では、複合弁(100)は、第1及び第2固定弁体(101,102)、第1及び第2可動弁(103,104)、変速ギア(105)、モータ(106)、及びケーシング(107)を備えている。第1及び第2固定弁体(101,102)、第1及び第2可動弁(103,104)、変速ギア(105)は、ケーシング(107)に収容されている。このケーシング(107)は、密閉ドーム型の圧力容器である。また、モータ(106)は、第1及び第2可動弁(103,104)を駆動するためのモータであり、その出力は変速ギア(105)で減速された後、変速ギア(105)の駆動軸(105a)から第1及び第2可動弁(103,104)に伝えられている。モータ(106)と変速ギア(105)で本発明の駆動機構の一例を構成している。
図3(A)は、第1固定弁体(101)と第1可動弁体(103)の構成を示す平面図である。第1固定弁体(101)は、円盤状の形態をしていて、ケーシング(107)に固定されている(図2を参照)。この例では、第1固定弁体(101)は、ケーシング(107)の底面側の蓋も兼ねている。この第1固定弁体(101)には、図3(A)に示すように、四路切換弁(13)用の4つの接続ポート(C,D,E,S)が形成されている。これらの接続ポート(C,D,E,S)には、配管が接続される。
第1可動弁体(103)は、平面形状が扇形(この例では概ね半円形)をしていて、第1固定弁体(101)の上面(図3(A)における上)側に該第1固定弁体(101)と摺接するように配置されている。第1可動弁体(103)の中心(M)には、図2に示すように、変速ギア(105)の駆動軸(105a)が取り付けられている。これにより、第1可動弁体(103)は、変速ギア(105)を介してモータ(106)で回転駆動されて、第1固定弁体(101)に対して回転方向に相対変位する。なお、第1固定弁体(101)には、ピン状のストッパー(101a)が設けてあり、第1可動弁体(103)の回転方向位置を一定範囲に規制している。
図3(B)は、第2固定弁体(102)と第2可動弁体(104)の構成を示す平面図である。第2固定弁体(102)は、円盤状の形態をしていてケーシング(107)内に固定されている(図2を参照)。図3(B)に示すように、第2固定弁体(102)には、2つの接続ポート(A,B)が形成されている。接続ポート(A,B)は、何れも同一直径の円形穴であり、同一の仮想円上に所定の間隔で配置されている。また、第2固定弁体(102)は、この仮想円の中心が変速ギア(105)の駆動軸(105a)の軸心上に来るように、ケーシング(107)に取り付けられている。
第2可動弁体(104)は、第2固定弁体(102)よりも小さめの外径の円盤状をしていて、第2固定弁体(102)の上面(図2における上)側に該第2固定弁体(102)と摺接するように配置されている。第2可動弁体(104)の中心には、変速ギア(105)の駆動軸(105a)が取り付けられている。これにより、第2可動弁体(104)は、変速ギア(105)を介してモータ(106)で回転駆動されて、第2固定弁体(102)に対して回転方向に相対変位する。すなわち、第2可動弁体(104)は第1可動弁体(103)と一体的に回転駆動される。
開閉弁用溝(104a)は、平面形状が円弧状で幅が一定の溝である。複合弁(100)では、第1可動弁体(103)が第1の連通状態の位置に設定されると、第2可動弁体(104)では開閉弁用溝(104a)が接続ポート(A,B)に対向して接続ポート(A,B)間を連通させるようになっている。具体的には本実施形態では、以下のように開閉弁用溝(104a)の位置や幅が設定されている。
膨張弁用溝(104b)は、その長さ方向に向かって幅が変化する溝である。第1可動弁体(103)がモータ(106)で回転駆動されて、四路切換弁(13)の第2の連通状態に対応した位置に設定されると、第2可動弁体(104)ではこの膨張弁用溝(104b)が接続ポート(A,B)に対向し、接続ポート(A,B)間を連通させるようになっている。
以下では、複合弁(100)の設計例、具体的には、接続ポート(A,…,E,S)の配置や、切換弁用溝(103a)等の大きさの設定例を説明する。
〈冷房運転〉
空気調和機(10)で冷房運転を行う場合には、四路切換弁(13)を第1の連通状態(図1に実線で示す状態)に切り換える。また、開閉弁(16)を開状態にする。このとき、室外側膨張弁(15)は閉状態になる。
暖房運転時には、四路切換弁(13)が第2の連通状態(図1に破線で示す状態)に切り換えられる。また、空気調和機(10)が発揮すべき能力に応じて、室外側膨張弁(15)の開度を調整する(後述)。このとき開閉弁(16)は、後述するように閉状態になる。また、室内側膨張弁(17)は全開状態にしておく。
以上のように、本実施形態では、1つの駆動機構(105,106)で第1及び第2可動弁(103,104)を一体的に回転駆動して、互いに制御幅が異なる室外側膨張弁(15)、開閉弁(16)、及び四路切換弁(13)をそれぞれの状態を制御している。すなわち、この複合弁(100)には、従来の複合弁に設けられていたような伝動を遮断する遊び機構が存在しない。したがって、本実施形態によれば、部品点数の増大を抑えつつ、1つの駆動機構で複合弁を制御することが可能になる。しかも、遊び機構が存在しないので、複合弁(100)内の各弁(13,15,16)を制御する際に正確な位置決めが可能になる。
図5は、本発明の実施形態2に係る複合弁の構成を説明する図である。この複合弁は、2つの接続ポート(A,B)の何れの側で流量を絞るかを、冷房運転か暖房運転かに応じて切換できるようになっている。なお、この複合弁には、実施形態1の複合弁(100)で設けられていた開閉弁(16)は存在しない。また、この複合弁を用いた冷媒回路では、室内側膨張弁(17)を設けていない。
本実施形態の第2可動弁体(204)は、平面形状が扇形(この例では概ね半円形)をしていて、第2固定弁体(102)の上面(図2における上)側に該第2固定弁体(102)と摺接するように配置されている。そして、第2可動弁体(204)には、膨張弁用溝(204a)が形成されている。膨張弁用溝(204a)は、接続ポート(A,B)とともに室外側膨張弁(15)を構成している。
図5では(A)が冷房運転時、(B)が暖房運転時の第2可動弁体(204)等の動作をそれぞれ例示している。
例えば、冷房運転時には、図5(A)の(1)〜(3)に示すように、四路切換弁(13)側では、接続ポート(E,S)間が切換弁用溝(103a)で連通し、接続ポート(C,D)間は、ケーシング(107)内の空間を介して互いに連通している。
また、暖房運転時には、図5(A)の(4)〜(6)に示すように、四路切換弁(13)側では、接続ポート(C,S)間が切換弁用溝(103a)で連通し、接続ポート(D,E)間は、ケーシング(107)内の空間を介して互いに連通している。
例えば、冷房運転時、暖房運転時ともに、同じ側の接続ポート(A,B)の開口面積を調整して流量調整を行ったとすれば、何れかの運転状態では冷媒の圧力が大きい側の接続ポートの開口面積が他方よりも小さく設定されることになり、逆の場合よりも圧力損失が増大する可能性がある。これに対し、本実施形態では、上記のように冷房運転か暖房運転かに応じて、何れの接続ポート(A,B)の開口面積を調整するかが適切に選択される。それゆえ、本実施形態では上記のような圧力損失の可能性がない。すなわち、本実施形態によれば、圧力損失の増大を伴うことなく、1つの室外側膨張弁(15)で冷房運転、及び暖房運転のそれぞれの流量制御が可能になる。
図6は、本発明の実施形態3に係る複合弁(300)の縦断面構造を模式的に表した図である。複合弁(300)は、図6に示すように、固定弁体(301)、可動弁体(302)、変速ギア(105)、モータ(106)、及びケーシング(107)を備えている。この複合弁(300)は、実施形態1の複合弁(100)と同様に、四路切換弁(13)、室外側膨張弁(15)、及び開閉弁(16)を一体化したものである。ただし、上記の各実施形態のように2組の固定弁体、可動弁体を用いるのではなく、一組の固定弁体、可動弁体を用いている。この例では、以下では、固定弁体(301)、可動弁体(302)について詳述する。
図7は、固定弁体(301)と可動弁体(302)の平面形状を示す図である。同図に示すように、固定弁体(301)は、円盤状の形態をしていてケーシング(107)内に固定されている。図7に示すように、この固定弁体(301)には、6つの接続ポート(A,…,E,S)が形成されている。これらの接続ポートのうち4つの接続ポート(C,D,E,S)は四路切換弁(13)用の接続ポートであり、他の2つの接続ポート(A,B)は室外側膨張弁(15)及び開閉弁(16)用の接続ポートである。
可動弁体(302)も、固定弁体(301)よりも小さめの外形の円盤状をしていて、固定弁体(301)の上面(図7における上)側に該固定弁体(301)と摺接するように配置されている。可動弁体(302)の中心には、変速ギア(105)の駆動軸(105a)が取り付けられている。これにより、可動弁体(302)は、モータ(106)で回転駆動されて、固定弁体(301)に対して回転方向に相対変位する。
四路切換弁(13)を構成する切換弁用溝(302a)は、平面形状が円弧状で幅が一定の溝である。この切換弁用溝(302a)は、可動弁体(302)の回転に伴って、接続ポート(E,S)に対向する状態と、接続ポート(C,S)に対向する状態とに切り替えできるように、その位置や幅が設定されている。
開閉弁(16)を構成する開閉弁用溝(302b)は、平面形状が円弧状で幅が一定の溝である。この開閉弁用溝(302b)は、可動弁体(302)がモータ(106)で回転駆動されて所定の位置に設定されると、接続ポート(A,B)に対向して接続ポート(A,B)間を連通させるように、その位置や幅が設定されている。具体的には、その円周方向長さは、接続ポート(A,B)の間隔(仮想円における弧長)とほぼ同じである。また、開閉弁用溝(302b)の幅は、接続ポート(A,B)の穴径と同じ大きさである。なお、可動弁体(302)の開閉弁用溝(302b)側の面には、開閉弁用溝(302b)の周縁に沿った所定幅の溝が形成され、該溝にはシール部材(303b)が収容されている。このシール部材(303b)により、開閉弁用溝(302b)内の空間とケーシング(107)内空間とを絶縁している。
室外側膨張弁(15)を構成する膨張弁用溝(302c)は、開閉弁(16)を構成する開閉弁用溝(302b)と同一円周上に設けられた円弧状の溝である。なお、可動弁体(302)では、この膨張弁用溝(302c)側の面には膨張弁用溝(302c)の周縁に沿った所定幅の溝が形成され、該溝にはシール部材(303c)が収容されている。このシール部材(303c)により、膨張弁用溝(302c)内の空間とケーシング(107)内空間とを絶縁している。
〈冷房運転時〉
この複合弁(300)において、四路切換弁(13)を第1の連通状態に設定するには、可動弁体(302)の切換弁用溝(302a)で接続ポート(E,S)間が連通し、かつ開閉弁(16)の開閉弁用溝(302b)で接続ポート(A,B)間が連通するようにモータ(106)を制御する。このとき、室外側膨張弁(15)を構成する膨張弁用溝(302c)は、接続ポート(A,B)からは外れた位置に来る。すなわち、複合弁(300)では、冷媒は室外側膨張弁(15)を通過することなく、開閉弁(16)を通過する。図7では、(1)、(2)、(4)が暖房運転状態の四路切換弁(13)、室外側膨張弁(15)、及び形開閉弁(16)の状態を例示している。(1)では、接続ポート(B)側から流路が閉じている。(2)では、接続ポート(B)は、可動弁体(302)で覆われている。そして、(4)では、膨張弁用溝(302c)が接続ポート(A,B)間を連通している。一方、(3)は、冷房運転状態の四路切換弁(13)、室外側膨張弁(15)、及び形開閉弁(16)の状態を例示している。この状態では、接続ポート(A,B)間が開閉弁用溝(302b)によって連通している。
この複合弁(300)において、四路切換弁(13)を第2の連通状態に設定するには、モータ(106)で可動弁体(302)を、接続ポート(C,S)間が連通する位置に回転駆動させる。この可動弁体(302)の回転に伴って膨張弁用溝(302c)が接続ポート(A,B)に対向する。これにより、接続ポート(A,B)間は膨張弁用溝(302c)で連通させられる(図7の(4)を参照)。つまり、接続ポート(A,B)間は室外側膨張弁(15)によって連通する。このとき、開閉弁用溝(302b)は、接続ポート(A,B)からは外れた位置に来る。すなわち、複合弁(300)では、冷媒は開閉弁(16)を通過することなく室外側膨張弁(15)側を通過する。
以上のように、本実施形態でも、互いに制御幅が異なる室外側膨張弁(15)、開閉弁(16)、及び四路切換弁(13)を1つの駆動機構(105,106)でそれぞれの状態を制御できる。すなわち、この複合弁(300)には、従来の複合弁に設けられていたような伝動を遮断する遊び機構が存在せず、部品点数の増大を抑えつつ、1つの駆動機構で複合弁を制御することが可能になる。
図8は、実施形態3の変形例に係る複合弁の縦断面構造を模式的に表した図である。この例では、接続ポート(C,E,S)を第1固定弁体(101)に設け、接続ポート(D)をケーシング(107)の側壁に設けている。接続ポート(D)は、ケーシング(107)内の空間に開口している。このように、接続ポート(D)を配置しても、実施形態1と同様に第1可動弁体(103)を構成しておけば、四路切換弁(13)を第1、及び第2の連通状態に切換できる。図9は、実施形態3の変形例に係る固定弁体(101,102)における各接続ポート(C,E,S)の設計例である。この例では、室外側膨張弁(15)は、89°の変位範囲(β)で接続ポート(A,B)間の流量を制御している。一方、接続ポート(C,E,S)は、同一の仮想円上に間隔(α)で配置してある。したがって、この例では、切換弁用溝(103a)は、その中心円弧の中心角をα+89°よりも大きく設定している。
なお、可動弁体は上記のように回転駆動するほか、可動弁体が固定弁体に対して直線的に相対変位して接続ポート間の連通状態を制御するようにしてもよい。
11 冷媒回路
12 圧縮機
13 四路切換弁(第1弁)
14 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
15 室外側膨張弁(第2弁/熱源側膨張弁)
16 開閉弁(第2弁)
17 室内側膨張弁(利用側膨張弁)
18 室内熱交換器(利用側熱交換器)
100 複合弁
101 第1固定弁体(固定弁体)
102 第2固定弁体(固定弁体)
103 第1可動弁体(可動弁体)
103a 切換弁用溝(連通溝)
104 第1可動弁体(可動弁体)
104a 開閉弁用溝(第1溝)
104b 膨張弁用溝(第2溝)
105 変速ギア
105a 駆動軸
106 モータ
107 ケーシング(密閉容器)
204a 膨張弁用溝(溝)
300 複合弁
A 接続ポート(第5接続ポート)
B 接続ポート(第6接続ポート)
C 接続ポート(第2接続ポート)
D 接続ポート(第4接続ポート)
E 接続ポート(第3接続ポート)
S 接続ポート(第1接続ポート)
Claims (11)
- 複数の接続ポート(A,…,E,S)が形成された固定弁体(101,102)と、前記固定弁体(101,102)に対して相対変位して前記接続ポート(A,…,E,S)間の連通状態を制御する可動弁体(103,104)とをそれぞれ有した第1、及び第2弁(13,15,16)を備えた複合弁であって、
それぞれの可動弁体(103,104)を一体化して共通に駆動する駆動機構(105,106)を備え、
前記第1弁(13)は、所定の連通状態を維持する可動弁体(103,104)の位置に、前記第2弁(15,16)が前記制御を行う場合の変位範囲(β)以上の許容幅(β2)を有していることを特徴とする複合弁。 - 請求項1の複合弁において、
前記駆動機構(105,106)は、それぞれの可動弁体(103,104)を回転駆動する回転機構であり、
前記第1弁(13)は、前記接続ポート(A,…,E,S)として第1,…,第4接続ポート(S,C,E,D)の4つを有し、少なくとも前記第1,…,第3接続ポート(C,E,S)が前記固定弁体(101)上の同一仮想円上に配置され、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)には、該可動弁体(103)の回転に応じて、前記第1、第3接続ポート(E,S)上、及び前記第1、第2接続ポート(C,S)上に移動して移動先の接続ポートを連通する連通溝(103a)が形成され、
前記連通溝(103a)は、前記回転の方向の長さが前記移動先の接続ポート(C,D,E,S)間の間隔よりも前記許容幅(β2)分大きく、
前記第1弁(13)は、前記第1、第3接続ポート(E,S)間を連通する第1の連通状態と、前記第1、第2接続ポート(C,S)間が連通される第2の連通状態の2段階に連通状態を制御することを特徴とする複合弁。 - 請求項2の複合弁において、
少なくとも前記第1弁(13)を収容する密閉容器(107)を備え、
前記連通溝(103a)内の空間は、前記密閉容器(107)内の空間と絶縁され、
前記第2、第4接続ポート(C,D)は、前記第1の連通状態において、前記密閉容器(107)に開口して該密閉容器(107)内の空間で互いに連通し、
前記第3、第4接続ポート(D,E)は、前記第2の連通状態において、前記密閉容器(107)に開口して該密閉容器(107)内の空間で互いに連通することを特徴とする複合弁。 - 請求項3の複合弁において、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)は、平面形状が扇形に形成され、前記第1の連通状態において、前記4つの接続ポート(S,C,E,D)のうち前記第1、第3接続ポート(E,S)のみに重なり、前記第2の連通状態において、前記第1、第2接続ポート(C,S)のみに重なることを特徴とする複合弁。 - 請求項3又は請求項4の複合弁において、
前記第4接続ポート(D)は、前記密閉容器(107)に設けられて該密閉容器(107)内の空間に開口していることを特徴とする複合弁。 - 請求項2から請求項5のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)と前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)は、前記駆動機構(105,106)の駆動軸(105a)に直列に配置されていることを特徴とする複合弁。 - 請求項2から請求項5のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第1弁(13)の可動弁体(103)と前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)は、一体的に形成され、
前記第1弁(13)の固定弁体(101)と前記第2弁(15,16)の固定弁体(102)は、一体的に形成されていることを特徴とする複合弁。 - 請求項2から請求項7のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第2弁(15,16)の固定弁体(102)は、前記接続ポート(A,…,E,S)として該固定弁体(102)上の同一仮想円上に形成された第5、第6接続ポート(A,B)を有し、
前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)には、前記第1の連通状態において前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させる第1溝(104a)と、前記第2の連通状態において、前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させる第2溝(104b)が形成され、
前記第2溝(104b)は、前記第5、第6接続ポート(A,B)が配置された前記仮想円に沿って溝幅が一方向に向かって漸減していることを特徴とする複合弁。 - 請求項2から請求項7のうちの何れか1つの複合弁において、
前記第2弁(15,16)の固定弁体(102)は、前記接続ポート(A,…,E,S)として第5、第6接続ポート(A,B)を有し、
前記第2弁(15,16)の可動弁体(104)には、前記第1の連通状態において前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させるとともに、前記第2の連通状態において、前記第5、第6接続ポート(A,B)間を連通させる平面形状が三日月状の溝(204a)が形成され、
前記第2弁(201)は、前記第1の連通状態において、前記三日月状の溝(204a)の一方の先端側で第5接続ポート(A)の開口量を制御し、前記第2の連通状態において、前記三日月状の溝(204a)のもう一方の先端側で第6接続ポート(B)の開口量を制御して前記第5、第6接続ポート(A,B)間の連通状態を制御することを特徴とする複合弁。 - 圧縮機(12)、四路切換弁(13)、熱源側熱交換器(14)、熱源側膨張弁(15)、利用側膨張弁(17)、及び利用側熱交換器(18)を有した冷媒回路(11)を備えて、前記冷媒回路(11)で冷媒を循環させる冷凍装置であって、
前記冷媒回路(11)は、開閉弁(16)を備え、
前記四路切換弁(13)、前記膨張弁(15)、及び前記開閉弁(16)は、請求項8の複合弁で構成され、
前記複合弁の第1弁(13)は、前記前記四路切換弁(13)に対応して、前記第1接続ポート(S)が前記圧縮機(12)の吸入孔、前記第2接続ポート(C)が前記熱源側熱交換器(14)の一端、前記第3接続ポート(E)が前記利用側熱交換器(18)の一端、前記第4接続ポート(D)が前記圧縮機(12)の吐出孔にそれぞれ接続され、
前記複合弁の第2弁(15,16)は、前記熱源側膨張弁(15)及び前記開閉弁(16)に対応して、前記第5接続ポート(A)が前記利用側膨張弁(17)及び前記利用側熱交換器(18)の他の一端に接続され、前記第6接続ポート(B)が前記熱源側熱交換器(14)の他の一端と接続されていることを特徴とする冷凍装置。 - 圧縮機(12)、四路切換弁(13)、熱源側熱交換器(14)、膨張弁(15)、及び利用側熱交換器(18)を有した冷媒回路(11)を備えて、前記冷媒回路(11)で冷媒を循環させる冷凍装置であって、
前記四路切換弁(13)及び前記膨張弁(15)は、請求項9の複合弁で構成され、
前記複合弁の第1弁(13)は、前記前記四路切換弁(13)に対応して、前記第1接続ポート(S)が前記圧縮機(12)の吸入孔、前記第2接続ポート(C)が前記熱源側熱交換器(14)の一端、前記第3接続ポート(E)が前記利用側熱交換器(18)の一端、前記第4接続ポート(D)が前記圧縮機(12)の吐出孔にそれぞれ接続され、
前記複合弁の第2弁(15,16)は、前記膨張弁(15)に対応して、前記第5接続ポート(A)が前記利用側熱交換器(18)の他の一端に接続され、前記第6接続ポート(B)が前記熱源側熱交換器(14)の他の一端と接続されていることを特徴とする冷凍装置。
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