JP2013501205A - 回転バルブおよびヒートポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 この課題は、回転バルブの切替部材が、軸に沿って回動軸線の方向に流体流れが貫流する、前記切替部材と共に移動される複数の開口部を含み、これらの開口部が、前記切替部材の回動中に、位置固定されて軸方向を向いた複数の開口部にシフトして重なり、排出部に対する供給部の様々な割り当てが、前記軸方向を向いた開口部の前記シフトによる重なりによって行われることで解決される。
【選択図】 図7
Description
2 連結棒
3 流路
3a、3b 接続部
4 流路
4a、4b 接続部
5 支持フレーム
6 回転バルブ、バルブ装置
6a 回動中心軸
6b 供給領域
6c 供給部
6d 接続部、排出部
7 回転バルブ、バルブ装置
7a 回動中心軸
7b 供給領域
7c 供給部
7d 接続部
8 駆動ユニット
8a 電動モータ
8b 歯付ベルト
8c 駆動輪
9 スペーサ部材
10 部分要素
10a 蓋板
11 吸着要素
12 ブリッジ
13 密閉板
14 貫流経路、流れ経路、貫流領域
14a スペーサ部材
15 接続片
16 注入細管、切替部材、長手体
16a 穿孔部、溝、通路
16b 突出部、シール部材
16c 環状室
16d 穿孔部
17 中空シリンダ、外部シリンダ、壁部
17a 接続開口部、排出部
18 中心軸、中心軸線
19 制御ディスク、供給領域
19a 開口穿孔部、供給開口部、供給領域、供給部
20 シール要素
20a フィンガー部
21 長手体要素
22 端部部材
23 収容部
24 切替部材
25 隔壁
26 穿孔部、開口部
27 内部シリンダ、円筒状の壁
28 外部シリンダ
29 環状室
30 接続部
31 供給領域、切替部材
32 安全ねじ
33 シール材
34 弾性要素
35 増厚部、溝
36 軸受ブッシュ
37 回転シール
38 穿孔部
39 環状溝
40 開口部
41 供給板
42 Oリングシール
43 断熱板
44 室、流路
45 室、流路
46 ハブ、軸
47 外部シリンダ
48 開口部
49 切替部材部分、切替部材要素
49a 隔壁区域
50 切替部材部分、切替部材要素
50a カバー部
51 カバー耳部
81 供給領域
82 排出領域
100 回転バルブ
101〜112 供給部、開口部
114 切替部材
115 回転体
116 矢印
118 冷却器、再循環冷却器
119 ポンプ
120 加熱器
125 ハウジング
126 接続ライン、通過路、通路、開口部
126a オフセット
126b、126c 部分オフセット
128 接続ライン、接続路、通路、開口部
128a、128b 部分路
128c 隔壁
129 接続ライン、接続路、通路、開口部
129a、129b 部分路
129c 隔壁
131〜134 環状室、環状スペース
141〜144 開口部
150 駆動軸、軸
151、152 セラミックシール板、セラミック面シール、セラミックディスク、セラミックプレート
154 シール要素
155、156 軸受
157〜159 シール要素
161、162 矢印
165、166 袋状通路
167 ばね弾性部材
167’ ばね部材
168 接続片、ばね弾性部材
169、170 部分体、構造区域
201〜212 排出部、開口部
301〜312 モジュール
A 第1のゾーン、収着側
B 第2のゾーン、蒸発/凝縮側、蒸発器側
Claims (50)
- 回転バルブであって、
流体の複数の流れに関する複数の位置固定した個別の供給部(6c、19a;101〜112)を備えた供給領域(6b、19、81)と、
前記流体の複数の流れに関する複数の、特に前記供給部と同数の位置固定した個別の排出部(6d、17a;201〜211)を備えた排出領域(82)とを含み、
前記供給領域(6b、19、81)と前記排出領域(82)との間に、軸線を中心に回動可能な切替部材(16、31、24;114)を備えた切替領域が設けられており、
前記切替部材(16;114)の第1の状態において、前記複数の供給部(6c、19a;101〜112)が前記複数の排出部(6d、17a;201〜212)に第1の割り当てで接続されており、および、
前記切替部材(16;114)の第2の状態において、前記複数の供給部(6c、19a;101〜112)が前記複数の排出部(6d、17a;201〜212)に第2の割り当てで接続されている回転バルブにおいて、
前記切替部材(16;114)が、軸に沿って前記回動軸線の方向に前記流体流れが貫流する、前記切替部材と共に移動される複数の開口部(16a、126、128、129)を含み、これらの開口部が、前記切替部材(16;114)の回動中に、位置固定されて軸方向を向いた複数の開口部(19a、101〜112、201〜212)にシフトして重なり、
前記排出部(17a;201〜212)に対する前記供給部(19a;101〜112)の前記様々な割り当てが、前記軸方向を向いた開口部(16a、19a)の前記シフトによる重なりによって行われることを特徴とする回転バルブ。 - 前記切替部材(16)が軸方向の長手体として構成されており、この長手体が位置固定したほぼ円筒状の壁部(17)内に収容されていて、前記供給部(19a)または前記排出部(17a)が、前記壁部(17)の径方向を向いた開口部を介して結合されていることを特徴とする請求項1に記載の回転バルブ。
- 前記長手体が、前記複数の供給部(19a)に等しい個数の、軸方向を向いた個別の前記流体流れ用通路(16a)を有し、各通路が、前記壁部の前記開口部(17a)の1つに接続するための径方向の開口部(16d)を有することを特徴とする請求項2に記載の回転バルブ。
- 両者の少なくとも一方、すなわち長手体(16)または壁部(17)が、環状に周回しているシール部材(16b)を有し、これらのシール部材が、前記両者のそれぞれ他方、すなわち長手体(16)または壁部(17)と協働して密封する働きをし、これにより、前記壁部の前記開口部(17a)が互いに分離されていることを特徴とする請求項2または3のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記シール部材が、径方向の突出部(16b)において両者の少なくとも一方によって、すなわち長手体(16)または壁部(17)によって収容されているシール材を含むことを特徴とする請求項4に記載の回転バルブ。
- 前記シール部材(16b)が前記長手体および/または前記壁部と一体的に構成されていることを特徴とする請求項4に記載の回転バルブ。
- 前記長手体(16)がほぼ一体的な構成部品として形成されていることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載の回転バルブ
- 前記長手体(16)が、軸方向に積層された複数の長手体要素(21)を含むことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記長手体要素(21)の少なくとも幾つかが共通部品として構成されていることを特徴とする請求項8に記載の回転バルブ。
- 前記切替部材が、その中を軸方向に通る回動可能な軸(18)によって支持されており、その際、特に前記軸(18)が、軸方向に互いに前後に配置された複数の前記切替部材の構成部品(16、21、24、31)を保持するための連結棒として構成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記切替部材が端部側で支承部材を介して回動可能に支承されており、特に前記支承部材が前記流体を封止するための回転シールを有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記供給部および排出部の個数が少なくとも4個、特に少なくとも8個であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 回転バルブであって、
流体の複数の流れに関する複数の位置固定した個別の供給部(6c、19a)を備えた供給領域(6b、19)と、
前記流体の複数の流れに関する複数の、特に前記供給部と同数の位置固定した個別の排出部(6d、17a)を備えた排出領域とを含み、
前記供給領域(6b、19)と前記排出領域との間に、軸線を中心に回動可能な切替部材(16、31、24)を備えた切替領域が設けられており、
前記切替部材(16)の第1の状態において、前記複数の供給部(6c、19a)が前記複数の排出部(6d、17a)に第1の割り当てで接続されており、および、
前記切替部材(16)の第2の状態において、前記複数の供給部(6c、19a)が前記複数の排出部(6d、17a)に第2の割り当てで接続されている回転バルブにおいて、
前記切替部材(24)が、複数の平行な通路を備えた長手体を形成する軸方向に延びる隔壁(25)として構成されており、その際、前記隔壁(25)の径方向端部側の領域に、軸方向に延びた個別のシール材(33)が設けられており、このシール材によって前記隔壁(25)が前記切替部材を含む円筒状の壁(27)に対して密封して支持されていることを特徴とする回転バルブ。 - 前記シール材(33)がU字状、H字状またはX字状の断面を有することを特徴とする請求項13に記載の回転バルブ。
- 前記シール材(33)が弾性のシール突起部を有し、このシール突起部が前記円筒状の壁(27)に当接していることを特徴とする請求項13に記載の回転バルブ。
- 前記シール材(33)が形状結合によって隔壁(25)の溝(35)内に嵌め込まれていることを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記割り当てを変更するために、前記通路が、位置固定した内部シリンダ(27)の内壁の、周方向にずらされて径方向を向いた開口部(26)にシフトして重なり、前記内部シリンダ(27)とこの内部シリンダを取り囲む外部ハウジング(28)との間に、相互に分離されて軸方向に互いに前後に配置された環状室(29)が設けられていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 回転バルブであって、
流体の複数の流れに関する複数の位置固定した個別の供給部(6c、19a)を備えた供給領域(6b、19)と、
前記流体の複数の流れに関する複数の、特に前記供給部と同数の位置固定した個別の排出部(6d、17a)を備えた排出領域とを含み、
前記供給領域(6b、19)と前記排出領域との間に、軸線を中心に回動可能な切替部材(16、31、24)を備えた切替領域が設けられており、
前記切替部材(16)の第1の状態において、前記複数の供給部(6c、19a)が前記複数の排出部(6d、17a)に第1の割り当てで接続されており、および、
前記切替部材(16)の第2の状態において、前記複数の供給部(6c、19a)が前記複数の排出部(6d、17a)に第2の割り当てで接続されている回転バルブにおいて、
前記切替部材が、複数の平行な通路を備えた長手体を形成する軸方向に延びる隔壁(25)として構成されており、この場合、前記通路の各々が、回動軸線に対して同心状である複数の前記切替部材の環状溝(39)の1つに接続されており、前記環状溝(39)の各々が、前記供給部または排出部のそれぞれの位置固定した開口部(40)に重なっていることを特徴とする回転バルブ。 - 前記割り当てを変更するために、前記通路が、位置固定した内部シリンダ(27)の内壁の、周方向にずらされて径方向を向いた開口部(26)に重なり、前記内部シリンダ(27)とこの内部シリンダを取り囲む外部ハウジング(28)との間に、互いに分離されて軸方向に相互に前後に配置された環状室(29)が設けられていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- a)前記複数の供給部(101〜112)のうちの少なくとも1つの供給部が、第1の熱交換器割り当てにおいて、特に加熱器(120)のような第1の熱交換器を介して、関連付けられた排出部(201〜212)に接続されていること、
b)前記複数の供給部(101〜112)のうちの少なくとも1つの別の供給部が、第2の熱交換器割り当てにおいて、特に冷却器(118)のような第2の熱交換器を介して、関連付けられた排出部(201〜212)に接続されていること、
c)前記複数の供給部(101〜112)の残りの供給部が、通過部割り当てにおいて、特にそれぞれ1つの通過路(126)を介して、関連付けられた排出部に接続されていること、
を特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の回転バルブ。 - 前記切替部材(114)が多数の通過路(126)を備えた回転体(115)を有し、これらの通過路が、前記通過路割り当てにおいて前記残りの供給部(101〜112)を前記関連付けられた排出部(201〜212)に接続することを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記通過路(126)が軸方向に前記回転体(115)の中を延通していることを特徴とする請求項21に記載の回転バルブ。
- 複数の、特に4つの環状室(131〜134)が前記回転体(115)の周囲に延びており、これらの環状室が、前記回転体(115)の状態に応じて、それぞれ前記供給部(101〜112)の1つおよび/または前記排出部(201〜212)の1つに接続されていることを特徴とする請求項21および22のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記環状室(131、132、133、134)のそれぞれ2つが、前記熱交換器の1つを介して対として互いに接続されていることを特徴とする請求項23に記載の回転バルブ。
- 前記環状室(131〜134)が、径方向の開口部(141〜144)と軸方向に中断された接続路(128、129)とを介して、対として前記供給部(101〜112)の1つまたは前記排出部(201〜212)の1つに接続されていることを特徴とする請求項24に記載の回転バルブ。
- 前記供給部が連続的に前記様々な通過路(126)または前記環状室(131〜134)と前記熱交換器の1つとを介して前記関連付けられた排出部(201〜212)に接続されるように、前記回転体(115)が設計されており、かつ、この回転体が固定的なハウジング(125)の中で段階的に回動可能であることを特徴とする請求項24および25のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記ハウジング(125)が、実質的に中空円筒の形状を有することを特徴とする請求項26に記載の回転バルブ。
- 前記回転体(115)が軸方向に積層された複数の長手体要素を含むことを特徴とする請求項21〜27のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記長手体要素の少なくとも幾つかが共通部品として構成されていることを特徴とする請求項28に記載の回転バルブ。
- 前記回転バルブの第1の個数の通過路(126)がそれぞれ第1の流れ方向に貫流され、前記回転バルブの第2の個数の通過路(126)が、前記第1の流れ方向とは逆向きの第2の流れ方向に貫流されることを特徴とする請求項20〜29のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記回転バルブの少なくとも1つの供給部(106、112)と1つの排出部(201、207)とが前記回転バルブの袋状通路(165、166)に接続されており、特に前記袋状通路(165、166)の前記供給部と前記排出部とが前記回転バルブの同じ端面側に連通することを特徴とする請求項30に記載の回転バルブ。
- 前記第1の個数の通過路(126)と前記第2の個数の通過路(126)とのいずれもが、それらの長さにわたって、前記回転体の周方向におけるオフセット(126a)を有すること、特に、隣接する供給部(101〜112)と排出部(201〜212)との角距離の大きさにおけるオフセット(126a)を有することを特徴とする請求項30または31に記載の回転バルブ。
- 通過路の前記オフセット(126a)が、軸方向に互いに前後に配置された前記回転バルブの構造区域(169、170)における少なくとも1つの第1の部分オフセット(126b)と1つの第2の部分オフセット(126c)とを含むことを特徴とする請求項32に記載の回転バルブ。
- 前記回転バルブの回転体(115)が共に回動するシール板(152)を有し、このシール板が、軸方向に面状に密封するようにハウジング(125)の固定シール板(151)に当接しており、特に前記シール板(151、152)がセラミック材料からなることを特徴とする請求項1〜33のいずれか1項、特に請求項1〜12または20〜33のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記回転バルブの回転体(115)が、軸方向に互いに前後に配置された2つの部分体(169、170)を含み、前記部分体(169、170)が、軸方向に力が印加されて互いに支持し合っていることを特徴とする請求項1〜34のいずれか1項、特に請求項1〜12または20〜34のいずれか1項に記載の回転バルブ。
- 前記部分体間にばね弾性部材(168)が、特に前記部分体(169、170)の通過路(126)を接続するための弾性接続片の形態で設けられていることを特徴とする請求項35に記載の回転バルブ。
- ヒートポンプであって、
複数の中空要素(1)であって、前記中空要素(1)の各々に少なくと1つの第1ゾーン(A)と第2のゾーン(B)とが、前記中空要素(1)内に配置された作動媒体を熱力学的な状態変数に応じて移動させるために備えられており、その際、前記中空要素(1)の各々が、第1の流体によって貫流され得る前記中空要素(1)の第1の流路(3)を備えた前記第1のゾーン(A)と、第2の流体によって貫流される得る前記中空要素(1)の第2の流路(4)を備えた前記第2のゾーン(B)とに接続されており、これにより、それぞれ熱エネルギーが前記流体の1つと前記ゾーンの1つ(A、B)との間で交換可能である中空要素と、
バルブ装置(6、7)であって、前記ゾーンの1つの前記流路が前記バルブ装置(6、7)によって連続的に互いに連結可能であり、かつ、前記連結の順序が前記バルブ装置(6、7)によって前記ヒートポンプの動作中にシフトされるバルブ装置と、
を含むヒートポンプにおいて、
前記バルブ装置(6、7)が、請求項1〜36のいずれか1項に記載の回転バルブを含むことを特徴とするヒートポンプ。 - 前記中空要素(1)が吸着要素として構成されており、その際、前記吸着要素が、前記第1のゾーン(A)の領域に前記作動媒体用の吸着/脱着領域を有し、かつ、前記第2のゾーン(B)の領域に前記作動媒体用の凝縮/蒸発領域を有することを特徴とする請求項37に記載のヒートポンプ。
- 前記流路の少なくとも1つが端部側の接続片(15)を有し、前記流体が、前記接続片(15)の領域で複数の流れ経路(14)に分配されることを特徴とする請求項37または38に記載のヒートポンプ。
- 前記流体用の1つまたは複数の流れ経路(14)が、互いに連続して配置された部分要素(10)間の間隙によって構成されていることを特徴とする請求項37〜39のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 前記貫流経路(14)が、表面積を拡大する構造、特にフィンを備えていることを特徴とする請求項37〜40のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 前記中空要素(1)がそれぞれ個別のモジュールとして構成されており、これらのモジュールが、特に互いに熱接触していないことを特徴とする請求項37〜41のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 隣接した中空要素(1)間に、熱絶縁性の、特に弾性の材料からなる層が配置されていることを特徴とする請求項42に記載のヒートポンプ。
- 前記バルブ装置が、幾つかの個別の、特に電磁操作式のマニホールドバルブを連結して構成されていることを特徴とする請求項37〜43のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 前記バルブ装置が、請求項1〜36のいずれか1項に記載の少なくとも1つの、特に少なくとも2つの回転バルブ(100)を含むことを特徴とする請求項37〜44のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 前記中空要素(1)の前記流路の少なくとも幾つかが、弾性を有する変形可能な接続片を介して前記回転バルブ(100)の前記供給部および/または排出部(6c、6d、30)に接続されていることを特徴とする請求項45に記載のヒートポンプ。
- 前記第2の流体が空気であることを特徴とする請求項37〜46のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 前記第2の流体の回転バルブ(100)が、段状に螺旋化された隔壁(25)を有する切替部材(24)を具備し、特に螺旋の段部の個数が中空要素(1)の個数と一致することを特徴とする請求項37〜47のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
- 前記切替部材(24)が、特に共通部品として構成されて軸方向に互いに前後に配置された複数の切替部材要素(49、50)で構成されていることを特徴とする請求項48に記載のヒートポンプ。
- 前記第2の流体が、前記中空要素(1)の第2のゾーン(B)にわたって2つの流路(44、45)を備えた回転バルブ(100)を介して分配されることを特徴とする請求項37〜49のいずれか1項に記載のヒートポンプ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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