JP2013204695A - 三方弁およびその三方弁を備えた空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】三方弁26は、電動アクチュエーター24が、プッシュプルロッド25を介して第1弁体22を押すことで第1弁体22を開弁させ、プッシュプルロッド25を介して第2弁体23を引くことで第2弁体23を開弁させ、プッシュプルロッド25を中間位置に置くことで第1弁体22及び第2弁体23の両方を閉弁させるものである。
【選択図】図2
Description
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る三方弁26の外観構成を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る三方弁26の内部構成を示す要部縦断面図である。図1及び図2に基づいて、三方弁26の構成について説明する。図2では、流入出口16と流入口17との間に配置する第1弁体22が閉弁し、流入出口16と流出口18との間に配置する第2弁体23が閉弁した状態を示している。なお、図1及び図2を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
三方弁26は、空気調和装置等の冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒の流れを切り替える機能を有するとともに、流量制御機能を兼ね備えたものである。三方弁26は、流入出口16、流入口17および流出口18を備える弁本体19と、弁本体19の内部で流入出口16と流入口17との間に配置する第1弁座20と、弁本体19の内部で流入出口16と流出口18との間に配置する第2弁座21と、弁本体19の内部で同一軸上に配置され、2つの弁座(第1弁座20、第2弁座21)を独立して開閉可能な2つの弁体(第1弁体22、第2弁体23)と、電動アクチュエーター24により、第1弁体22を押すことで、第2弁体23を引くことで、駆動するプッシュプルロッド25と、を有している。
図3は、三方弁26を16分岐タイプの分流コントローラーに搭載する場合の搭載例を模式的に示す斜視図である。図3に基づいて、三方弁26を16分岐タイプの分流コントローラーに搭載する場合の搭載例について説明する。なお、図3では、分流コントローラーの三方弁26の搭載部分だけを抽出して図示している。
図4は、三方弁26に用いられる第1弁体22の構成の一例を示す斜視図である。図5は、三方弁26に用いられる第1弁体22の構成の一例を示す上面図である。図4及び図5に基づいて、第1弁体22の構成について説明する。
以上のように、三方弁26は、第1弁体22及び第2弁体23を同時に閉弁させることができ、冷暖房の空気調和を必要としない室内機への冷媒循環を遮断できる。そのため、三方弁26によれば、分流コントローラーの三方弁として使用が可能であるので、分流コントローラー3と室内機との間の接続配管によるエネルギーロスを抑制することができ、省エネに貢献する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る三方弁26Aの外観構成を示す斜視図である。図7は、本発明の実施の形態2に係る三方弁26Aの内部構成を示す要部縦断面図である。図6及び図7に基づいて、三方弁26Aの構成について説明する。図7では、流入出口16と流入口17(流入口17a、流入口17b)との間に配置する第1弁体22が閉弁し、流入出口16と流出口18(流出口18a、流出口18b)との間に配置する第2弁体23が閉弁した状態を示している。なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
三方弁26Aは、実施の形態1に係る三方弁26と同様の機能を有している。実施の形態1に係る三方弁26は、高圧配管14及び低圧配管15に接続される流入口17及び流出口18を設けた構成であったが、実施の形態2に係る三方弁26Aは、流入口17それ自体が高圧配管を構成し、流出口18それ自体が低圧配管を構成している。つまり、実施の形態2に係る三方弁26Aは、実施の形態1に係る三方弁26よりも更なるコンパクト化とコストダウンを実現したものになっている。
図8は、三方弁26Aの接続状態の一部を示す概略縦断面図である。図9は、三方弁26Aを16分岐タイプの分流コントローラーに搭載する場合の搭載例を模式的に示す斜視図である。図8及び図9に基づいて、三方弁26Aを16分岐タイプの分流コントローラーに搭載する場合の搭載例について説明する。なお、図8では、3個の三方弁26A(紙面左側から三方弁26Aa、三方弁26Ab、三方弁26Acとして表記)を接続した状態を図示している。また、図9では、分流コントローラーの三方弁26Aの搭載部分だけを抽出して図示している。図9では、紙面左側から4つまでの三方弁26Aを、三方弁26Aa、三方弁26Ab、三方弁26Ac、三方弁26Adとして表記している。
図10は、三方弁26Aの第1弁体22及び第2弁体23が閉弁しているときの内部構造を示す拡大詳細図である。まず、図10に基づいて、三方弁26Aの動作のうち、第1弁体22及び第2弁体23が閉弁しているときの動作について説明する。
図13は、現在市販されている三方弁26’の構成の一例を示す斜視図である。図14は、三方弁26’を11分岐タイプの分流コントローラーに搭載する場合の搭載例を模式的に示す斜視図である。図13及び図14に基づいて、参考例1に係る三方弁26’について説明する。なお、現在、標準品として市販されている冷媒用の三方弁26はないので、四方弁の1つの流体流出入口を閉塞して三方弁として使用するのが一般的である。また、図14では、分流コントローラーの三方弁26’の搭載部分だけを抽出して図示している。さらに、実施の形態1又は実施の形態2に対応する部品については、実施の形態1又は実施の形態2で付記した符号の末尾に「’」を付記するものとする。
図15は、従来の三方弁26”の構成の一例を示す斜視図である。図16は、三方弁26”を16分岐タイプの分流コントローラーに搭載する場合の搭載例を模式的に示す斜視図である。図15及び図16に基づいて、参考例2に係る三方弁26”について説明する。なお、図16では、分流コントローラーの三方弁26”の搭載部分だけを抽出して図示している。また、実施の形態1又は実施の形態2に対応する部品については、実施の形態1又は実施の形態2で付記した符号の末尾に「”」を付記するものとする。
図17及び図18は、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置500の冷媒回路構成の一例を概略的に示す冷媒回路図である。図17及び図18に基づいて、空気調和装置500について説明する。図17では、空気調和装置500の冷房主体モード時における冷媒の流れを矢印で図示している。図18では、空気調和装置500の暖房主体モード時における冷媒の流れを矢印で図示している。空気調和装置500は、実施の形態1に係る三方弁26又は実施の形態2に係る三方弁26Aを備えたものである。ここでは、空気調和装置500が実施の形態1に係る三方弁26を備えたものとして説明する。
室外機1は、分流コントローラー3を介して、室内機2に温熱又は冷熱を供給する機能を有している。この室外機1には、圧縮機4と、油分離器5と、流路切替手段である四方弁6と、室外熱交換器7と、アキュムレーター8とが直列に配管接続されて搭載されている。なお、室外機1には、室外熱交換器7に空気を供給するためのファン等の送風機を室外熱交換器7の近傍位置に設けるとよい。
室内機2は、室外機1からの冷熱又は温熱の供給を受けて冷房運転又は暖房運転を担当する機能を有している。室内機2には、膨張弁12と、室内熱交換器13とが、直列に接続されて搭載されている。なお、図17及び図18では、室内機2が4台接続され、それぞれに膨張弁12a〜12d、室内熱交換器13a〜13dが搭載されている状態を例に示している。また、膨張弁12と室内熱交換器13の関係は一対一でなくてもよく、何台かの室内熱交換器13に共通した1台の膨張弁12を設けるようにしてもよい。さらに、膨張弁12を分流コントローラー3に設けるようにしてもよい。
分流コントローラー3は、室外機1と室内機2の間に介在し、室外機1と室内機2とを接続し、三方弁26を介して冷媒の流れを制御することにより、室内熱交換器13を放熱器又は蒸発器とするかを決定する機能を有している。この分流コントローラー3は、気液分離器10と、膨張弁11aと、膨張弁11bと、三方弁26と、を少なくとも有している。
図17に基づいて空気調和装置500の冷房主体モードについて説明する。図17に示すように冷房主体モードでは、室外機1の圧縮機4で高温・高圧にされた気液二相冷媒が、圧縮機4から吐出して、油分離器5及び四方弁6を経由し、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は、室外熱交換器7に供給される空気に放熱する。この冷媒は、室外熱交換器7から流出し、逆止弁9g、逆止弁9aを導通し、高圧配管14を流れ、分流コントローラー3へ流入する。
図18に基づいて空気調和装置500の暖房主体モードについて説明する。図18に示すように暖房主体モードでは、室外機1の圧縮機4で高温・高圧にされたガス冷媒が、圧縮機4から吐出して、油分離器5、四方弁6及び逆止弁9fを経由し、高圧配管14を流れ、分流コントローラー3へ流入する。
Claims (12)
- 流入出口、流入口および流出口を備える弁本体と、
前記弁本体の内部で前記流入出口と前記流入口との間に配置する第1弁座と、
前記弁本体の内部で前記流入出口と前記流出口との間に配置する第2弁座と、
前記弁本体の内部で同一軸上に配置され、前記第1弁座、前記第2弁座を開閉可能な第1弁体、第2弁体と、
前記第1弁体、前記第2弁体に連結し、前記第1弁体、前記第2弁体を押し引きするプッシュプルロッドと、
前記プッシュプルロッドを駆動する電動アクチュエーターと、を有し、
前記電動アクチュエーターは、
前記プッシュプルロッドを介して前記第1弁体を押すことで該第1弁体を開弁させ、
前記プッシュプルロッドを介して前記第2弁体を引くことで該第2弁体を開弁させ、
前記プッシュプルロッドを、前記第1弁体を押さず、前記第2弁体を引かない位置である中間位置に移動させることで前記第1弁体及び前記第2弁体の両方を閉弁させる
ことを特徴とする三方弁。 - 前記流入口及び前記流出口は、
前記第1弁体及び前記第2弁体の軸方向に対して直交方向に貫通形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の三方弁。 - 前記プッシュプルロッドは、
前記第2弁体に貫通配置され、前記第2弁体の先端内縁に形成されている段差部と係止する係止部が外周面の一部に径方向外側に向かって突出するように形成されており、
その先端が前記第1弁体の端部を押すことで前記第1弁体を開弁し、
前記係止部が前記段差部と係止された状態で引かれることで前記第2弁体を開弁する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の三方弁。 - 前記プッシュプルロッドの先端と前記第1弁体との間に第1クリアランスを設け、
前記プッシュプルロッドの前記係止部と前記第2弁体の段差部との間に第2クリアランスを設け、
前記第1クリアランス及び前記第2クリアランスにより、前記第1弁体及び前記第2弁体を同時に閉弁できる
ことを特徴とする請求項3に記載の三方弁。 - 前記電動アクチュエーターは、
前記プッシュプルロッドを介して前記第1弁体および前記第2弁体を段階的に駆動する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の三方弁。 - 前記電動アクチュエーターは、
パルス信号の入力によりローターが回転制御可能なステッピングモーターに該ステッピングモーターからの動力を伝えるギア減速機構及びネジ送り機構を内蔵して構成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の三方弁。 - 前記電動アクチュエーターは、
カートリッジ式のLEVで構成されている
ことを特徴とする請求項6に記載の三方弁。 - 前記プッシュプルロッドは、
雄ネジ一体構造として前記電動アクチュエーターに接続されている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の三方弁。 - 前記第1弁体及び前記第2弁体の少なくとも1つは、
弁先端部分が弁座の穴に嵌合する三又形状とされている
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の三方弁。 - 前記第1弁体及び前記第2弁体の少なくとも1つには、
弁体動作時の差圧キャンセル用のバイパス穴が形成されている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の三方弁。 - 冷熱又は温熱を生成する少なくとも1台の室外機と、
前記室外機で生成された冷熱又は温熱で空調運転を実行する複数台の室内機と、
前記室外機と前記室内機との間に介在し、前記室内機からの要求に応じて冷媒の流れを切り替える分流コントローラーと、を備え、
前記分流コントローラーには、前記室外機と接続する高圧配管と低圧配管とが並列に配置され、請求項1、請求項1に従属する請求項3〜10のいずれか一項に記載の三方弁が前記室内機の台数に対応した個数設置されており、
前記三方弁は、
前記流入出口が前記室内機に、
前記流入口が前記高圧配管に、
前記流出口が前記低圧配管に、それぞれ接続されている
ことを特徴とする空気調和装置。 - 冷熱又は温熱を生成する少なくとも1台の室外機と、
前記室外機で生成された冷熱又は温熱で空調運転を実行する複数台の室内機と、
前記室外機と前記室内機との間に介在し、前記室内機からの要求に応じて冷媒の流れを切り替える分流コントローラーと、を備え、
前記分流コントローラーには、請求項2、請求項2に従属する請求項3〜10のいずれか一項に記載の三方弁が前記室内機の台数に対応した個数設置されており、
前記三方弁は、
前記流入出口が前記室内機に接続され、
前記流入口が連結されることで前記室外機に接続する高圧配管を形成し、
前記流出口が連結されることで前記室外機に接続する低圧配管が形成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
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