JP4612226B2 - 除湿機能付き電動弁及び該電動弁を備えた空気調和装置 - Google Patents

除湿機能付き電動弁及び該電動弁を備えた空気調和装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿機能付き電動弁及び該電動弁を備えた空気調和装置に係り、特に、冷暖房時に圧力損失なしに量大の冷媒流量が得られる位置に切え換えられる制御に加えて、除湿時の冷媒流量をも制御可能とする冷暖房装置等の除湿機能付き電動弁及び該電動弁を備えた空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷暖房装置は、冷暖房運転に加えて除湿運転が可能となっている。そして、近年、冷暖房装置の高機能化が進み、冷暖房時の温度制御ばかりでなく、除湿運転時の温度と湿度の制御が求められるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術においては、これに応えるような除湿運転時の温度と湿度の制御が可能な電動弁が提供されていない。
発明は、上記状況に対応すべく開発したものであり、その目的とするところは、冷暖房装置等に用いる除湿機能付き電動弁において、冷暖房時には圧力損失なしに最大の冷媒流量が得られる位置に切換える制御に加えて、除湿時の冷媒の流量をも制御可能とすることができる除湿機能付き電動弁を提供すること、及び、該電動弁を備えた空気調和装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る除湿機能付き電動弁は、一対の流体出入管が連結される弁本体と、該弁本体に固着されるキャンと、該キャン内に回転自在に挿置されるロータと、該ロータを電磁気的に回転駆動すべく前記キャンに外嵌されるステータとを備えて冷暖房サイクルにおける冷媒の供給量を制御可能な除湿機能付き電動弁であって、一対の前記流体出入管の開閉を行う切換弁が前記弁本体上に回転自在に備わっており、前記切換弁には、前記流体出入管と前記キャン内の弁室とを連通可能な除湿オリフィスと該除湿オリフィスの開口量を制御する制御弁とが備わっており、前記ロータの回転に連動して、前記切換弁は一対の前記流体出入管の両方を全開放する第1位置とその一方を全閉鎖する第2位置又は第3位置に変更可能であり、かつ前記切換弁が前記第2位置又は前記第3位置にあるときに前記制御弁は前記除湿オリフィスの開度を変更可能であることを特徴としている。
また、本発明の除湿機能付き電動弁の具体的な態様は、前記切換弁が一対の前記流体出入管の両方を全開放する前記第1位置をイニシャル位置とすることを特徴としている
【0005】
更に、本発明に係る除湿機能付き電動弁を備えた空気調和装置は、除湿機能付き前記電動弁が前記冷暖房サイクルの室内機の第1熱交換機と第2熱交換機との間に介設されていることを特徴としている
【0007】
【発明の実施の形態】
【実施例1】
先ず、実施例1について図1〜6を用いて説明する。図1は実施例1に係る電動弁の縦断面図、図2は同電動弁の配置図、図3は同電動弁の切換え説明図、図4は同電動弁の冷房サイクル時の説明図、図5は同電動弁の暖房サイクル時の説明図、図6は同電動弁の作用説明図である。
実施例1に係る電動弁10は、図2に示すように、空調機における第1熱交換器1と第2熱交換器2とを直列に配置し、その間に介装されるものであって、キャン11、ステッピングモータ13、弁本体15、切換弁16、駆動軸17、制御弁18、及び、軸支持スプリング19などから構成され、各第1,2熱交換器1,2への冷媒量を制御して、除湿制御が可能な電動弁である。
【0008】
電動弁10は、弁室10a内の切換弁16により冷媒の通過流量を調整する弁本体15と、制御弁18を回転させるロータ12及び駆動軸17を内蔵するキャン11と、キャン11に外嵌されロータ12を回転駆動するステータ(符号無)とを備えている。ロータ12、ステータ等によりステッピングモータ13を構成している
ステッピングモータ13は、冷暖房時を0(零)パルス(図3(A)参照)として、冷房サイクル時の除湿位置には96パルス(図3(C)参照)、暖房サイクル時の除湿位置には128パルス(図3(D)参照)の信号を受けて、切換弁16をその分だけ回転するように作動する。
【0009】
また、ステッピングモータ13は、冷房サイクル時の除湿位置(図3(C)参照)から、0〜64パルスの信号を受けて、1パルス単位で制御弁18を反転方向に作動させる。
また、ステッピングモータ13は、暖房サイクル時の除湿位置(図3(D)参照)から、0〜64パルスの信号を受けて、1パルス単位で制御弁18を反転方向に作動させる。
【0010】
弁本体15はステンレス等の金属素材から構成され、図1に示すように、上下に一定長の幅を有し、その下部には流体出入管14a、14bが連結されている。また、弁本体15の上部外周肩部の段差部には後述のキャン11下端部が突き合わせ溶接することにより固定される。キャン11は、ステンレス等の非磁性の金属から形成される有底円筒状となっており、弁本体15の上部に溶接等により固着され、内部は気密状態に保たれている。
更に、図1、図3〜5に示すように、弁本体15の上面における中心点から一定距離離れた位置には弁本体側ストッパ15aが立設される。この弁本体側ストッパ15aは、切換弁16の回転を初期位置(0パルス位置、冷暖房位置)に規制し、このストッパ15aの位置を基準にして流体出入管14aと流体出入管14bが位置決めされて組付けられる。また、弁本体側ストッパ15aは弁本体15に圧入又は溶接される。弁本体15とキャン11により形成される弁室10aは、切換弁16(後述)により閉止されない状態において、流体出入管14a,14bに連通している。
【0011】
切換弁16は樹脂又は金属を素材として構成され、上下に一定の厚みを有し、図3〜6に示すように、例えば、角部がアール状に形成された平面視二等辺三角形状で、頂角側には、駆動軸17を回転支承する支持筒16fの外周で回転支承される孔が穿設されている。切換弁16は、支持筒16fを軸として回転可能であり、冷房サイクル時の除湿位置(96パルス、図3(C)参照)と、暖房サイクル時の除湿位置(128パルス、図3(D)参照)とに選択的に切換えられる。
また、切換弁16における回転中心孔の周囲には軸支持スプリング19の下部を受ける溝状のスプリング受部16eがリング状に形成されている。更に、切換弁16には、その中心部から一定距離離れた、しかも、流体出入管14a,14bが位置する同一円周上近傍位置に除湿オリフィス16aが穿設されている。除湿オリフィス16aは、水平断面が、例えば円形で、上方が弁室10aに連通され、また、下方が流体出入管14a,14bに連通可能となっている。
【0012】
更に、切換弁16の上面でその中心孔と除湿オリフィス16aとの中間位置には,上方に突出させて制御弁支持軸16bが圧入又はインサート成形又は一体成形により植設される。この制御弁支持軸16bには後述の制御弁18側の従動歯車18aが軸着されている。また、切換弁16の底辺(駆動軸17用の孔部の反対側)の上部中央部には、切換弁側ストッパ16cが圧入又は一体成形により付設されている。この切換弁側ストッパ16cは、制御弁側第1ストッパ18bと制御弁側第2ストッパ18cとに選択的に当接し、駆動軸17の出力(回転)を切換弁に伝達する。
【0013】
そして、切換弁16は回転し、図3〜5に示すように、その停止位置において、全開(図3(A)(B))[第1位置]、流体出入管14bを閉(図3(C))[第2位置]、又は流体出入管14aを閉(図3(D))[第3位置]のいずれかの状態に位置するように切り換え可能となっている。
【0014】
ロータ12は、後述のキャン11に内装され、外周面が円筒状であり、駆動軸17と共に回転可能に軸支される。また、駆動軸17は、上下に長い円柱棒状体で形成され、その下部は切換弁16の中心孔に支持筒16fを介して支持され、その上部は円盤状の支持盤11aに回転可能に支持されている。なお、支持盤11aは、キャン11の上端位置の内部に水平状に固定され、その中心部に上方に突出する軸受凹部を有し、駆動軸17の上端部を支持している。
また、駆動軸17の下端部近傍には、伏せた状態の皿状のスプリング受盤17bが固定され、その下面と、切換弁16上面にリング状溝部として穿設されているスプリング受部16eとの間に、軸支持スプリング19が配置されている。したがって、該軸支持スプリング19は、駆動軸17を上方に支持していることになる。また、駆動軸17の下端部でスプリング受盤17bの直上部には、一定高さの駆動歯車17aが固定されており、後述の制御弁18側の従動歯車18aと係合(噛合い)している。
【0015】
制御弁18は、前記制御弁支持軸16bに軸着された従動歯車18aの下面に一体に成形される。制御弁18の材質は、PPSとテフロンとの複合材料を射出成形したものが好適であり、その形状としては、例えば底面形状が円形部と徐々に幅が狭くなる尾部とからなり、除湿オリフィス16aに対する制御弁18の相対位置により、除湿オリフィス16aを全開(図3(A))から全閉(図3(B))まで開度制御する。
従動歯車18a外周における制御弁18の近傍には、制御弁側第1ストッパ18bが付設され、更に、従動歯車18a外周における制御弁側第1ストッパ18bとは一定の角度位置、即ち、弁本体15における流体出入管14aと流体出入管14bとの取付角度位置と略同一の角度幅をもつ位置に、制御弁側第2ストッパ18cは付設される。そして、切換弁側ストッパ16cに制御弁側第1ストッパ18b又は制御弁側第2ストッパ18cが左右から当接しているそれぞれの状態(図3(A)(B)参照)では、流体出入管14a,14bは全開となっている。
【0016】
電動弁10の動作パターンは、大別して、3つ(切換え動作・冷房サイクル時の除湿制御・暖房サイクル時の除湿制御)に分けられる。
【0017】
先ず、冷暖房運転の切換えに伴う電動弁10の切換弁16の作動について説明する。冷暖房運転時の状態においては、ステッピングモータ13へのパルスを0とし、切換弁16は、弁本体側ストッパ15aに当接しており、流体出入管14a,14b開となり、圧力損失することなく冷媒は通過する。この切換弁位置が基点となる。
【0018】
そして、上記基点の0パルスから、冷房除湿運転(96パルス・図3(C))又は暖房除湿運転(128パルス、図3(D))時のステッピングモータ13への信号によって制御弁18が回転し、制御弁側第2ストッパ18cは切換弁側ストッパ16cに当接し(図3(B))、当接した状態で、切換弁16は制御弁18と共に回転し、除湿運転(除湿サイクル)となる。
【0019】
この除湿運転(除湿サイクル)時は、制御弁が除湿オリフィス16aを全閉させているので、流体出入管14b又は流体出入管14aは全閉である。
【0020】
次に、冷房除湿運転となった状態(除湿オリフィス16aの全閉(図3(C))の96パルス)から、即ち、この状態をスタートとして、冷房除湿制御を行う場合の作動について図4を参照しつつ説明する。
流体出入管14bの全閉状態から、要求する除湿レベルに応じたパルスを反転方向に入力することで、駆動歯車17aは、左方向(反時計方向)にパルス数に応じて回転する(図4(A)〜図4(D)参照)。この結果、切換弁16の位置はそのままで(即ち、流体出入管14b上に位置したままで)、制御弁18だけが回転して、除湿オリフィス16aは、全閉(図3(C))から全開(図4(D))までのいずれかに1パルス毎に略無段階に開度制御できる。
【0021】
実施例1の場合、全閉(図3(C))の0パルス(基準から96パルス)から、全開(図4(D))の64パルス(基準から32パルス)まで無段階で調整が可能である。
【0022】
即ち、要求される除湿レベルに応じて、除湿オリフィス16aの開度を、
やや開(反転方向に16パルス(基準から80パルス)・図4(A))、
半開(同32パルス(同64パルス)・図4(B))、
相当開(同48パルス(同48パルス)・図4(C))、
全開(同64パルス(同32パルス)・図4(D))、をはじめとして、無段階で調整が可能である。
【0023】
次に、冷房除湿運転(図3(D)参照)となった状態(除湿オリフィス16aの全閉(図3(D)).96パルス)から、即ち、この状態をスタートとして、暖房除湿制御を行う場合の作動について図5を参照しつつ説明する。
流体出入管14aの全閉状態から、要求する除湿レベルに応じたパルスを反転方向に入力することで、駆動歯車17aは、左方向(反時計方向)にパルス数に応じて回転する(図5(A)〜図5(D)参照)。この結果、切換弁16の位置はそのままで(即ち、流体出入管14a上に位置したままで)、制御弁18だけが回転して、除湿オリフィス16aは、全閉(図3(D))から全開(図5(D))までのいずれかに1パルス毎に略無段階に開度制御できる。
【0024】
実施例1の場合、全閉(図3(D))の反転方向に0パルス(基準から96パルス)から、全開(図5(D))の反転方向に64パルス(基準から64パルス)まで無段階で調整が可能である。
【0025】
即ち、要求される除湿レベルに応じて、除湿オリフィス16aの開度を、
やや開(反転方向に16パルス(基準から112パルス・図5(A))、
半開(同32パルス(同96パルス・図5(B))、
相当開(同48パルス(同80パルス)・図5(C))、
全開(同64パルス(同64パルス)・図5(D))、をはじめとして、無段階で調整が可能である。
【0026】
ところで、実施例1の説明及び図3〜5では、底面形状が円形部と、徐々に幅が狭くなる尾部とから構成しているが、この尾部の形状を変更することによって、除湿オリフィス16aのカバー割合を変更することができるから、図6に示すように、種々の流量変化を実現することが可能となる。例えば、図6において、流量変化の曲線aは、尾部の形状を円形部近傍から急激に狭くした場合であり、流量変化の曲線cは、尾部の形状を円形部近傍では広く、先端に於いて急激に狭くした場合である。これらの尾部の形状は、空調機が求められる機能に対応させて設計すればよい。
【0027】
本実施例1では上記のように、電動弁10の簡単な構成と作動により、冷暖房時の圧力損失のない切換動作ばかりでなく、除湿運転時において、冷媒流量を種々変化させることで、温度及び除湿レベルを制御することができる。特に、実施例1においては、駆動軸17から制御弁18への伝動過程で歯車を用いていることから、駆動軸17の回転角度と制御弁18の回転角度との比率(ギア比による)を適宜設計でき、除湿制御時の弁開度の分解能向上、又は、その変更やステッピングモータ13及び制御弁18の選択の自由度も向上する。更に、伝動が確実で耐久性に優れ、弁機能の精確化が実現される。また、制御弁18の回転角度に伴う冷媒流量の変化量も制御弁18の形状を変えることによって、適宜変化させることができる。
【0028】
【実施例2】
実施例2を、図7〜10を用いて説明する。図7は、実施例2に係る電動弁の縦断面図、図8は、同電動弁の切換え説明図、図9は、同電動弁の冷房サイクル時の説明図、図10は、同電動弁の暖房サイクル時の説明図である。
実施例2に係る電動弁20も、キャン21、ステッピングモータ23、弁本体25、切換弁26、駆動軸27、制御弁28、及び、軸支持スプリング29から構成されており、これらの構成要素は、駆動軸27から制御弁28への回転力の伝達機構を除いて実施例1と基本的に同じである。
【0029】
電動弁20は、弁室20a内の切換弁26により冷媒の通過流量を調整する弁本体25と、制御弁28を回転させるロータ22及び駆動軸27を内蔵するキャン21と、キャン21に外嵌されロータ22を回転駆動するステータ(符号無し)とを備えている。また、ロータ22、ステータ等によりステッピングモータ23を構成している。
ステッピングモータ23は、冷暖房時を0(零)パルス(図8(A)参照)とし、冷房サイクル時の除湿位置には40パルス(図8(C)参照)、暖房サイクル時の除湿位置には72パルス(図8(D)参照)の信号を受けて、切換弁26をその分だけ回転するように作動する。
【0030】
また、ステッピングモータ23は、冷房サイクル時の除湿位置(図8(C)参照)から、0〜9パルスの信号を受けて、1パルス単位で制御弁28を反転方向に作動させる。
また、ステッピングモータ23は、暖房サイクル時の除湿位置(図8(D)参照)から、0〜9パルスの信号を受けて、1パルス単位で制御弁28を反転方向に作動させる。
【0031】
弁本体25はステンレス等の金属素材から構成され、図7に示すように、上下に一定長の幅を有する円盤状で、その下部には流体出入管24a、24bが連結されている。また、弁本体25の上部外周肩部の段差部には後述のキャン21下端部が突き合わせ溶接することにより固定される。キャン21は、ステンレス等の非磁性の金属から形成される有底円筒状となっており、弁本体25の上部に溶接等により固着され、内部は気密状態に保たれている。
また、図7〜10に示すように、弁本体25の上面における中心点から一定距離離れた位置には、弁本体側ストッパ25aが立設される。この弁本体側ストッパ25aは、切換弁26の回転を初期位置(0パルス位置、冷暖房位置)に規制し、このストッパ25aの位置を基準にして流体出入管24aと流体出入管24bが位置決めされて組付けられる。また、弁本体側ストッパ25aは弁本体25に圧入又は溶接される。弁本体25とキャン21により形成される弁室20aは、切換弁26(後述)により閉止されない状態において、流体出入管24a,24bに連通している。
【0032】
切換弁26は樹脂又は金属を素材として構成され、上下に一定の厚みを有し、図8〜10に示すように、例えば、角部がアール状に形成された平面視二等辺三角形状で、頂角側には、駆動軸27を回転支承する支持筒26fの外周で回転支承される孔が穿設されている。切換弁26は、支持筒26fを軸として回転可能であり、冷房サイクル時の除湿位置(図8(C)参照)と、暖房サイクル時の除湿位置(図8(D)参照)とに選択的に切換えられる。
また、切換弁26における回転中心孔の周囲には軸支持スプリング29の下部を受ける溝状のスプリング受部26eがリング状に形成されている。更に、切換弁26には、その中心部から一定距離離れた、しかも、流体出入管24a,24bが位置する同一円周上近傍位置に除湿オリフィス26aが穿設されている。除湿オリフィス26aは、水平断面が、例えば、円形で、上方が弁室20aに連通され、また、下方が流体出入管24a,24bに連通可能となっている。
【0033】
更に、切換弁26の底辺(駆動軸27用の孔部の反対側)の両側近傍部には、切換弁側第1ストッパ26c、及び、切換弁側第2ストッパ26dが付設される。これらの切換弁側第1ストッパ26c、及び、切換弁側第2ストッパ26dは、制御弁28の位置決めのために、制御弁28の側部が選択的に当接することになる。
そして、切換弁26は回転し、図8〜10に示すように、その回転位置において、全開(図8(A)(B))、流体出入管24bを閉(図8(C))、又は、流体出入管24aを閉(図8(D))のいずれかの状態に位置するように切り換え可能となっている。
【0034】
ロータ22は、後述のキャン21に内装されるように外周面が円筒状であり、駆動軸27と共に回転可能に軸支される。また、駆動軸27は、上下に長い円柱棒状体で形成され、その下部は切換弁26の中心孔に支持筒26fを介して支持され、その上部は円盤状の支持盤21aに回転可能に支持されている。なお、支持盤21aは、キャン21の上端位置の内部に水平状に固定され、その中心部位置おいて上方に突出するように形成された軸受凹部により、駆動軸27の上端部を支持していることになる。
また、駆動軸27の下端部近傍には、伏せた状態の皿状のスプリング受盤27bが固定され、その下面と、切換弁26上面にリング状溝部として穿設されているスプリング受部26eとの間に、軸支持スプリング29が配置されている。したがって、該軸支持スプリング29は、駆動軸27を上方に支持していることになる。
また、切換弁26における回転中心孔の周囲には軸支持スプリング29の下部を受ける溝状のスプリング受部26eがリング状に形成されている。更に、切換弁26には、その中心部から一定距離離れた、しかも、流体出入管24a,24bbが位置する同一円周上近傍位置に、除湿オリフィス26aが穿設されている。除湿オリフィス26aは、同一円周上に沿って湾曲した一定幅の溝状に穿設され、上方が弁室20aに連通され、また、下方が流体出入管24a,24bに連通可能となっている。
【0035】
駆動軸27の下端部でスプリング受盤27bの直上部には、制御弁28が一体に固定されている。制御弁28の材質は、PPSとテフロンとの複合材料を射出成形したものが好適である。制御弁28は、幅が漸次広くなる平板状に構成され、除湿オリフィス26aに対する制御弁28の相対位置により、除湿オリフィス26aを全開(図8(A))から全閉(図8(B))まで開度制御する。
【0036】
電動弁20の動作パターンは、大別して、3つ(切換え動作・冷房サイクル時の除湿制御・暖房サイクル時の除湿制御)に分けられる。
【0037】
先ず、冷暖房運転の切換えに伴う電動弁20の切換弁26の作動について説明する。冷暖房運転時の状態においては、ステッピングモータ23へのパルスを0とし、切換弁26は、弁本体側ストッパ25aに当接しており、流体出入管24a,24b開となり、圧力損失することなく冷媒は通過する。この切換弁位置が基点となる。
【0038】
そして、上記基点0パルスから、冷房除湿運転(40パルス.図8(C))、又は、暖房除湿運転(72パルス.図8(D))時のステッピングモータ23への信号によって、制御弁28が回転し、制御弁28は、切換弁側第2ストッパ26dに当接し(図8(B))し、当接した状態で、切換弁26は制御弁28と共に回転し、除湿運転(除湿サイクル)となる。
【0039】
冷房除湿運転(40パルス.図8(C))、又は、暖房除湿運転(72パルス.図8(D))は、制御弁28が除湿オリフィス26aを全閉しているので、流体出入管24a、又は、流体出入管24bは全閉である。
【0040】
次に、冷房除湿運転となった状態(除湿オリフィス26aの全閉(図8(C))の40パルス)から、即ち、この状態をスタートとして、冷房除湿制御を行う場合の作動について図9を参照しつつ説明する。
流体出入管24bの全閉状態から、要求する除湿レベルに応じたパルスを反転方向に入力することで、制御弁28は、左方向(反時計方向)にパルス数に応じて回転する(図9(A)〜(D)参照)。この結果、切換弁26の位置はそのままで(即ち、流体出入管24b上に位置したままで)、制御弁28だけが回転して、除湿オリフィス26aは、全閉(図8(C))から全開(図9(D))までのいずれかの位置に1パルス毎に略無段階に開度制御できる。
【0041】
実施例2の場合、全閉(図8(C))の0パルス(基準から40パルス)から、全開(図9(D))の9パルス(基準から31パルス)まで略無段階で調整が可能である。
【0042】
即ち、要求される除湿レベルに応じて、除湿オリフィス26aの開度を、
やや開(反転方向に3パルス(基準から37パルス)・図9(A))、
半開(同5パルス(同35パルス)・図9(B))、
相当開(同7パルス(同33パルス)・図9(C))、
全開(同9パルス(同31パルス)・図9(D))、をはじめとして、無段階で調整が可能である。
【0043】
次に、冷房除湿運転となった状態(除湿オリフィス26aの全閉(図8(D).72パルス)から、即ち、この状態をスタートとして、暖房除湿制御を行う場合の作動について図10を参照しつつ説明する。
流体出入管24aの全閉状態から、要求する除湿レベルに応じたパルスを入力することで、制御弁28は、左方向(反時計方向)にパルス数に応じて回転する(図10(A)〜(D)参照)。この結果、切換弁26の位置はそのままで(即ち、流体出入管24a上に位置したままで)、制御弁28だけが回転して、除湿オリフィス26aは、全閉(図8(D))から全開(図10(D))までのいずれかに1パルス毎に略無段階に開度制御できる。
【0044】
実施例2の場合、全閉(図8(D))の反転方向に0パルス(基準から96パルス)から、全開(図10(D))の反転方向に9パルス(基準から63パルス)まで無段階で調整が可能である。
【0045】
即ち、要求される除湿レベルに応じて、除湿オリフィス26aの開度を、
やや開(反転方向に3パルス(基準から69パルス・図10(A))、
半開(同5パルス(同67パルス・図10(B))、
相当開(同7パルス(同65パルス)・図10(C))、
全開(同9パルス(同63パルス)・図10(D))、をはじめとして、無段階で調整が可能である。
【0046】
なお、実施例2において、制御弁28の形状を変更することによって、実施例1同様に、除湿オリフィス26aのカバー割合を変更することができる。
【0047】
本実施例2では上記のように、電動弁20の簡単な構成と作動により、冷暖房時の圧力損失のない切換動作ばかりでなく、除湿運転時において、冷媒流量を種々変化させることで、温度及び除湿レベルを制御することができる。特に、実施例2においては、実施例1と比べて伝動過程で歯車を用いていないことから、除湿制御時の弁開度の分解能を向上できないものの、構成が簡単な電動弁を実現することができる。
【0048】
【発明の効果】
以上の構成により、本発明は下記の効果を奏する。
本発明の除湿機能付き電動弁は、冷暖房サイクルにおいて冷媒の供給量を制御する電動弁であって、冷暖房時には圧力損失無しに最大の冷媒流量が得られる位置に切り換える制御に加えて、除湿時の冷媒流量の無段階制御をも可能とし、室内機が第1熱交換器1と第2熱交換器2とを具備する空調機用の第1熱交換器1と第2熱交換器2の間に取り付けたことで、冷暖房状態のそれぞれにおいて、温度及び湿度制御が可能となった。
【0049】
また、本発明の除湿機能付き電動弁は、上記効果に加えて、除湿時の冷媒流量の制御手段は、冷媒の流れ方向に従って流体出入管の開閉を行う切換弁16と、切換弁16に、弁室10aと流体出入管14a,14bとを連通するように穿設した除湿オリフィス16aと、除湿オリフィス16a内の流体の流量を制御する制御弁18とからなる構成としたことで、簡単な構成で、冷暖房切換及び除湿制御が可能となった。
【0050】
更に、本発明の除湿機能付き電動弁は、切換弁16の開閉動作は、制御弁18の動作を切換弁16に設けたストッパ16cを介して伝達するようにしたから、動作の伝達が確実となった。更に、駆動軸17に付設された駆動歯車17aにより、制御弁18側の従動歯車18aを回転させると共に、従動歯車18aの回転角度をギア比によって低減させることにより、除湿オリフィス16a入口の開度量の変化を細分化することで、除湿オリフィス16a入口の開度の分解能を向上させることができる。
【0051】
更に、本発明の除湿機能付き電動弁は、動歯車17aと従動歯車18aとのギア比を可変とすることにより、電動弁の汎用性を向上させることができる。また、制御弁18の形状を変更可能とすることにより、除湿オリフィス16aを流れる冷媒流量を可変とし、除湿レベルの多様性を向上させることができる。制御弁18の材質は、PPSとテフロン(登録商標)との複合材料を射出成形したものとすることで、制御弁18の作動性と耐久性を向上させることができる。
【0052】
更にまた、本発明の除湿機能付き電動弁は、換弁16のイニシャル位置を、流体出入管14a、14bを全開とした位置とすることで、冷暖房時には圧力損失無しに最大の冷媒流量が得られる。切換弁16の動作はイニシャル位置から順番に、冷房運転時の除湿位置、暖房運転時の除湿位置とすることで、切換弁16の無駄のない動作が実現され駆動軸17と切換弁16とを支持する支持筒16fと、切換弁16をイニシャル位置に停止させるストッパ15aとを、弁本体15と一体に設けたことで、構成の簡略化を図ることができるに至った。
【0053】
更にまた本発明の除湿機能付き電動弁は、切換弁16が流体出入管14a,14bを閉止した状態において、切換弁16の下面の流体出入管14a,14bに対応する部分に凹部を設けたことで、切換弁16の水密性および気密性が向上し、キレのよい弁機能が実現することとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る電動弁の縦断面図。
【図2】同実施例1に係る電動弁の配置図。
【図3】同実施例1に係る電動弁の切換え説明図。
【図4】同実施例1に係る電動弁の冷房サイクル時の説明図。
【図5】同実施例1に係る電動弁の暖房サイクル時の説明図。
【図6】同実施例1に係る電動弁の作用説明図。
【図7】本発明の実施例2に係る電動弁の縦断面図。
【図8】同実施例2に係る電動弁の切換え説明図。
【図9】同実施例2に係る電動弁の冷房サイクル時の説明図。
【図10】同実施例2に係る電動弁の暖房サイクル時の説明図。
【符号の説明】
1・・・第1熱交換器 2・・・第2熱交換器
10・・電動弁(実施例1) 10a・・弁室
11・・キャン 11a・・支持盤
12・・ロータ
13・・ステッピングモータ
14a,14b・・流体出入管
15・・弁本体 15a・・弁本体側ストッパ 15b・・駆動軸受部
16・・切換弁 16a・・除湿オリフィス 16b・・制御弁支持軸
16c・・切換弁側ストッパ 16e・・スプリング受部
16f・・支持筒
17・・駆動軸 17a・・駆動歯車 17b・・スプリング受盤
18・・制御弁 18a・・従動歯車 18b・・制御弁側第1ストッパ
18c・・制御弁側第2ストッパ
19・・軸支持スプリング
20・・電動弁(実施例2) 20a・・弁室
21・・キャン 21a・・支持盤 22・・ロータ
23・・ステッピングモータ 24a,24b・・流体出入管
25・・弁本体 25a・・弁本体側ストッパ
26・・切換弁 26a・・除湿オリフィス
26c・・切換弁側第1ストッパ 26d・・切換弁側第2ストッパ
26e・・スプリング受部 26f・・支持筒
27・・駆動軸 27b・・スプリング受盤
28・・制御弁 29・・軸支持スプリング

Claims (3)

  1. 一対の流体出入管が連結される弁本体と、該弁本体に固着されるキャンと、該キャン内に回転自在に挿置されるロータと、該ロータを電磁気的に回転駆動すべく前記キャンに外嵌されるステータとを備えて冷暖房サイクルにおける冷媒の供給量を制御可能な除湿機能付き電動弁であって、
    一対の前記流体出入管の開閉を行う切換弁が前記弁本体上に回転自在に備わっており、 前記切換弁には、前記流体出入管と前記キャン内の弁室とを連通可能な除湿オリフィスと該除湿オリフィスの開口量を制御する制御弁とが備わっており、
    前記ロータの回転に連動して、前記切換弁は一対の前記流体出入管の両方を全開放する第1位置とその一方を全閉鎖する第2位置又は第3位置に変更可能であり、かつ前記切換弁が前記第2位置又は前記第3位置にあるときに前記制御弁は前記除湿オリフィスの開度を変更可能であることを特徴とする除湿機能付き電動弁。
  2. 前記切換弁が一対の前記流体出入管の両方を全開放する前記第1位置をイニシャル位置とすることを特徴とする請求項1に記載の除湿機能付き電動弁。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の除湿機能付き電動弁が前記冷暖房サイクルの室内機の第1熱交換機と第2熱交換機との間に介設されていることを特徴とする空気調和装置。
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