JP3537849B2 - 逆止機能を有する冷媒膨張機構 - Google Patents

逆止機能を有する冷媒膨張機構

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房兼用ヒートポン
プサイクルの冷媒膨張機構に関し、特に逆止機能を有す
る冷媒膨張機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷暖房兼用ヒートポンプサイクル
は、図４に示すように、暖房用サイクルとして作動する
場合、冷媒の流れは点線方向のように、圧縮機１から吐
出された高圧冷媒が４方弁３、室内側熱交換器４、暖房
用膨張機構７を通過して低圧冷媒になって室外側熱交換
器５、４方弁３、アキュムレーター２を経て圧縮機１に
復帰する。
【０００３】また冷房用サイクルとして作動する場合、
実線方向のように、圧縮機１から吐出された高圧冷媒が
４方弁３、室外側熱交換器５、冷房用膨張機構６、室内
側熱交換器４、４方弁３、アキュムレーター２を経て圧
縮機１に復帰する。
【０００４】このように冷暖房兼用ヒートポンプではサ
イクル切換によって、冷媒の流れ方向が逆転されると、
一定面積式膨張機構は各々相異なる膨張能力を持ってい
るので図４に示すように冷房用膨張機構と暖房用膨張機
構とを区別して使用している。この時各膨張機構の前後
には冷媒流れ方向を一方向に決めて冷媒流れの逆流、バ
イパスを防止するために逆止バルブ８，９が設置されな
ければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の冷暖
房兼用ヒートポンプでは冷媒流の逆流、バイパスを防止
するために一定面積式冷媒膨張機構の前後に必ず逆止バ
ルブが設置されなければならないので、逆止バルブの設
置によって製造費用が上昇し、製造工程が複雑になる問
題点があった。
【０００６】本発明の目的は別の逆止バルブを使用しな
くても冷媒流を一定方向に制御出来る冷暖房兼用ヒート
ポンプの冷媒膨張機構を提供することにある。本発明の
他の目的は構造が簡単で製造原価を低減出来る冷暖房兼
用ヒートポンプの冷媒膨張機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の冷暖房兼用ヒートポンプの冷媒膨張機構は室
外側熱交換器出口と、冷房モード時室外側熱交換器室内
出口の冷媒圧力より低い圧力の冷媒を収容し、暖房モー
ド時室外側熱交換器出口の冷媒圧力より高い圧力の冷媒
を収容する室内側熱交換器入口と、上記室外側熱交換器
出口と熱交換入口との間に位置された第１膨張機構と第
２膨張機構とを備える。
【０００８】第１膨張機構は室内側熱交換器入口と連通
された第１チャンバと、室外側熱交換器出口と第１チャ
ンバとを連通する第１オリフィスを有する第１チューブ
と、第１オリフィスと選択的に結合、分離されるように
移動可能で、暖房モード時第１オリフィスと結合される
ように力を受ける第１プラグとを有し、第２膨張機構は
室外側熱交換器出口と連通された第２チャンバと、室内
側熱交換器入口と第２チャンバとを連通する第２オリフ
ィスを有する第２チューブと、第２オリフィスと選択的
に結合、分離されるように移動可能で、冷房モード時第
２オリフィスと結合されるように力を受ける第２プラグ
とを有する。
【０００９】
【実施例】本発明の冷暖房兼用ヒートポンプシステムは
図１に示すように、圧縮機１、４方弁３、室内側熱交換
器４、室外側熱交換器５及び冷媒膨張機構Ａとからな
る。上記冷媒膨張機構Ａは高圧冷媒を膨張させて低圧の
冷媒にして、冷媒の流れを所定方向に制御する。
【００１０】冷房モード時、実線で示すように、圧縮機
１から吐出された高圧の冷媒が４方弁３を経由して室外
側熱交換器５、冷媒膨張機構Ａを通過して低圧の冷媒に
なって室内側熱交換器４、４方弁３、アキュムレーター
２を経由して圧縮機１に復帰することによって冷房サイ
クルが完成される。
【００１１】暖房モード時、点線で示すように、圧縮機
１から吐出された高圧の冷媒が４方弁３を経由して室内
側熱交換器４、冷媒膨張機構Ａを通過して低圧の冷媒に
なって室外側熱交換器５、４方弁３、アキュムレーター
２を経由して圧縮機１に復帰することによって暖房サイ
クルが完成される。
【００１２】この時、冷媒膨張機構Ａは作動サイクルに
よって冷媒を一方向のみに流れるようにする逆止機能を
有しているので別の逆止バルブが要求されない。
【００１３】上記冷媒膨張機構Ａは、図２及び図３に示
すように、冷房モード下時、室外側熱交換器５から相対
的に高圧の冷媒が流入される室外側熱交換器出口１００
と相対的に低圧の冷媒が流出される室内側熱交換器入口
２００とを有する。
【００１４】上記室外側熱交換器出口１００と室内側熱
交換器入口２００との間に設置された第１膨張機構３０
０は、上記室内側熱交換器入口１００と連通された第１
チャンバ３１０と，上記室外側熱交換器出口１００と上
記チャンバ３１０とを連結する第１オリフィス３２１を
有する第１チューブ３２０とを有する。上記第１オリフ
ィス３２１は上記室外側熱交換器出口側に形成されたポ
ート３２２と上記室内側熱交換器入口側に形成させたポ
ート３２３とを有する。
【００１５】上記第１チャンバを形成する第１ケーシン
グ３５０は上記第１チューブ３２０とはねじ結合されて
いる。また上記第１オリフィス３２１を選択的に開閉す
る第１プラグ３３０が上記第１チャンバ内に設置され
る。
【００１６】上記第１プラグ３３０は、冷媒が室外側熱
交換器出口１００から室内側熱交換器入口２００に流れ
る冷媒の流動時には、上記オリフィス３２１の室内側熱
交換器入口ポート３２３を開放することによって、冷媒
が室外側熱交換器出口１００からチャンバ３１０に流れ
るようにし、冷媒流れが逆転される時には、上記第１オ
リフィス３２１の室内側熱交換器入口ポート３２３を閉
塞することによって上記室外側熱交換器出口１００と上
記チャンバ３１０との間の冷媒流れを遮断する。
【００１７】上記第１チャンバ内に設置された第１スプ
リング３４０は上記第１プラグ３３０が第１オリフィス
３２１の室内側熱交換器入口ポート３２３に結合される
ように上記第１プラグ３３０に所定の力を加えている。
【００１８】かつ上記室外側熱交換器出口１００と室内
側熱交換器入口２００との間に位置されたもう一つの第
２膨張機構４００は、上記室外側熱交換器出口１００と
連通された第２チャンバ４１０と、上記室内側熱交換器
入口２００と上記第２チャンバ４１０とを連結する第２
オリフィス４２１とを有する第２チューブ４２０とを有
する。上記第２オリフィス４２１は上記室内側熱交換器
入口側に形成されたポート４２２と第２チャンバ側に形
成されたポート４２３とを有する。上記第２チャンバを
形成する第２ケーシング４５０は上記第２チューブ４２
０とはねじ結合されている。
【００１９】また上記第２オリフィス４２１を選択的に
開閉する第２プラグ４３０が上記第２チャンバ内に設置
される。上記第２プラグ４３０は、冷媒の逆転流動時に
は上記第２オリフィス４２１の室外側熱交換器出口ポー
ト４２３を開放して冷媒が室内側熱交換器入口２００か
ら第２チャンバ４１０に流れるようにし、冷媒の正常流
動時には上記第２オリフィス４２１の室外側熱交換器出
口ポート４２３を閉塞して上記室内側熱交換器入口２０
０と第２チャンバ４１０との間の冷媒流れを遮断する。
【００２０】上記第２チャンバ内に設置された第２スプ
リング４４０は上記第２プラグ４３０が上記第２オリフ
ィス４２１の室外側熱交換器出口ポート４２３と結合さ
れるようにする方向に上記第２プラグ４３０を押圧して
いる。
【００２１】上記構成の作用を説明する。冷房サイクル
が作動して、図２に示すように、圧縮機１から吐出され
た高圧冷媒が４方弁３、室外側熱交換器５を経て冷媒膨
張機構Ａに流入されると、第１スプリング３４０の力に
よって第１オリフィス３２１の室内側熱交換器入口ポー
ト３２３と結合されている第１プラグ３３０は高圧の室
外側熱交換器出口１００と低圧の室内側熱交換器入口２
００との間の圧力差によって第１スプリング３４０の力
を克服して第１オリフィス３２１の室内側熱交換器入口
ポート３２３と分離されることによって、高圧冷媒は第
１膨張機構３００の第１チューブ３２０の第１オリフィ
ス３２１を通じて第１チャンバ３１０に膨張しながら流
れ出して室内側熱交換器入口２００に流出される。
【００２２】かつ第２膨張機構４００では、高圧の室外
側熱交換器出口１００と連通された第２チャンバ４１０
と低圧の室内側熱交換器入口２００との間の圧力差及び
第２スプリング４４０の力によって第２プラグ４３０が
第２チューブ４２０の第２オリフィス４２１の室外側熱
交換器出口ポート４２３と結合されていて第２チャンバ
４１０と室内側熱交換器入口２００との間の冷媒流れを
遮断している。
【００２３】かつ暖房サイクルが作動すると、図３に示
すように、圧縮機１から吐出された高圧冷媒が４方弁
３、室内側熱交換器４を経て冷媒膨張機構Ａに流入され
ると、第２膨張機構４００の第２チューブ４２０の第２
オリフィス４２１を通じて第２チャンバ４１０に膨張し
ながら流れ出して室外側熱交換器出口１００に流出され
る。
【００２４】この時、第２スプリング４４０の力によっ
て第２オリフィス４２１の室外側熱交換器出口ポート４
２３と結合されている第２プラグ４３０は、高圧の室内
側熱交換器入口２００と低圧の室外側熱交換器出口１０
０との間の圧力差によって、第２スプリング４４０の力
を克服して第２オリフィス４２１の室外側熱交換器出口
ポート４２３と分離されることによって冷媒が室内側熱
交換器入口２００から第２オリフィス４２１を通じて第
２チャンバ４２１に流動出来るようになっている。
【００２５】かつ第１膨張機構３００では、高圧の室内
側熱交換器入口２００に連通された第１チャンバ３１０
と低圧の室外側熱交換器出口１００との間の圧力差及び
第１スプリング３４０の力によって第１プラグ３３０が
第１チューブ３２０の第１オリフィス３２１の室内側熱
交換器入口ポート３２３と結合されていて第１チャンバ
３１０と室外側熱交換器出口１００との間の冷媒流れを
遮断している。
【００２６】結局、室外側熱交換器出口１００の冷媒圧
力が室内側熱交換器入口２００の冷媒圧力より高い冷房
サイクル時には、冷媒は室外側熱交換器出口１００から
第１膨張機構３００のみを通じて室内側熱交換器入口２
００に流れることが出来るし、第２膨張機構４００を通
じては流れない。室内側熱交換器入口２００の冷媒圧力
が室外側熱交換器出口１００の冷媒圧力より高い暖房サ
イクル時には、冷媒は室内側熱交換器入口２００から第
２膨張機構４００のみを通じて室外側熱交換器出口１０
０に流れることが出来るし、第１膨張機構３００を通じ
ては流れない。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば逆止
機能を有する冷媒膨張機構によって別の逆止バルブを使
用しなくても冷媒の流れを一定方向に制御出来る。従っ
て構造が簡単になって製造原価も低減出来る冷暖房兼用
のヒートポンプを構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冷暖房兼用ヒートポンプサイクル
の構成図である。
【図２】本発明による冷暖房兼用ヒートポンプの冷媒膨
張機構の冷房モード時を示す断面図である。
【図３】本発明による冷暖房兼用ヒートポンプの冷媒膨
張機構の暖房モード時を示す断面図である。
【図４】従来の冷暖房兼用ヒートポンプサイクルの構成
図である。
【符号の説明】
１…圧縮機 ２…アキュムレーター ３…４方弁 ４…室内側熱交換器 ５…室外側熱交換器 Ａ…冷媒膨張機構 １００…室外側熱交換器出口 ２００…室内側熱交換器入口 ３００…第１膨張機構 ３１０…第１チャンバ ３２０…第１チューブ ３２１…第１オリフィス ３２２，４２３…室外側熱交換器出口ポート ３２３，４２２…室内側熱交換器入口ポート ３３０…第１プラグ ３４０…第１スプリング ３５０…第１ケーシング ４００…第２膨張機構 ４１０…第２チャンバ ４２０…第２チューブ ４２１…第２オリフィス ４３０…第２プラグ ４４０…第２スプリング ４５０…第２ケーシング

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）室外側熱交換器出口と、 ｂ）冷房モード時室外側熱交換器出口の冷媒圧力より低
    い圧力の冷媒を収容し、暖房モード時室外側熱交換器出
    口の冷媒圧力より高い圧力の冷媒を収容する室内側熱交
    換器入口と、 ｃ）上記室内側熱交換器入口と連通された第１チャンバ
    と、 上記室外側熱交換器出口と上記第１チャンバとを連通す
    る第１オリフィスを有する第１チューブと、 上記第１オリフィスと選択的に結合、分離されるように
    移動可能で、暖房モード時、上記第１オリフィスと結合
    されるように力を受ける第１プラグと、 を有しかつ上記室外側熱交換器出口と室内側熱交換器入
    口との間に位置された第１膨張機構と、 ｄ）上記室外側熱交換器出口と連通された第２チャンバ
    と、 上記室内側熱交換器入口と上記第２チャンバとを連通す
    る第２オリフィスを有する第２チューブと、 上記第２オリフィスと選択的に結合、分離されるように
    移動可能で、冷房モード時、上記第２オリフィスと結合
    されるように力を受ける第２プラグと、 を有しかつ上記室外側熱交換器出口と室内側熱交換器入
    口との間に位置された第２膨張機構とからなることを特
    徴とする逆止機能を有する冷媒膨張機構。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 上記第１膨張機構は、上記第１プラグが第１オリフィス
    と結合されるように上記第１プラグに所定の力を加える
    第１弾性部材を有し、 上記第２膨張機構は、上記第２プラグが第２オリフィス
    と結合されるように上記第２プラグに所定の力を加える
    第２弾性部材を有することを特徴とする逆止機能を有す
    る冷媒膨張機構。
  3. 【請求項３】 ａ）圧縮機と、 ｂ）室外側熱交換器と、 ｃ）室内側熱交換器と、 ｄ）上記圧縮機から選択的に上記室外側熱交換器と室内
    側熱交換器とへの冷媒流れを案内する４方弁と、 ｅ）上記室内側熱交換器入口と連通された第１チャンバ
    と、上記室外側熱交換器出口と上記第１チャンバとを連
    通する第１オリフィスを有する第１チューブと、上記第
    １オリフィスと選択的に結合、分離されるように移動可
    能で、暖房モード時、上記第１オリフィスと結合される
    ように力を受ける第１プラグとを有しかつ上記室外側熱
    交換器出口と室内側熱交換器入口との間に位置された第
    １膨張機構、及び、上記室外側熱交換器出口と連通され
    た第２チャンバと、上記室内側熱交換器入口と上記第２
    チャンバとを連通する第２オリフィスを有する第２チュ
    ーブと、上記第２オリフィスと選択的に結合、分離され
    るように移動可能で、冷房モード時、上記第２オリフィ
    スと結合されるように力を受ける第２プラグとを有し、
    かつ上記室外側熱交換器出口と室内側熱交換器入口との
    間に位置された第２膨張機構、とからなる逆止機能を有
    する冷媒膨張機構と、 からなることを特徴とするヒートポンプシステム。
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JP4818154B2 (ja) * 2007-02-15 2011-11-16 三菱電機株式会社 膨張弁機構および流路切り替え装置
CN103216980B (zh) * 2013-04-27 2015-02-04 温岭市恒发空调部件有限公司 一种双向流通膨胀阀

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