JP5741024B2 - 膨張弁及びこれを用いたヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents
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Description
以下、図1及び図2を参照しながら、本発明の実施の形態1に係る膨張弁について説明する。
本実施形態に係る膨張弁1は、略円筒状の弁箱2における側壁3の上下に冷媒配管接続口5,6が設けられている。そして、冷媒配管接続口5,6にはそれぞれで冷媒配管5a,6aが接続されている。また、弁箱2内には、冷媒配管接続口5と冷媒配管接続口6を連絡する空間部が形成され、この空間部を前後方向(この場合は上下方向)に二分するように、つまり、冷媒配管接続口5に連通する上方の空間部と、冷媒配管接続口6に連通する下方の空間部とに二分するように水平方向に延びる仕切壁7が設けられている。これら上下の空間部は、それぞれニードル弁8,10が配置されて弁室9,11として形成されている。なお、以下の明細書において、第1ニードル弁8というときは上方の空間部に配置されたニードル弁をいい、第2ニードル弁10というときは下方の空間部に配置されたニードル弁をいうものとする。また、第1弁室9というときは上方の空間部のことをいい、第2弁室11というときは下方の空間部のことをいうものとする。
このような使用例は、例えば、一体型ヒートポンプ式空気調和機に使用される場合であって、図3にその冷媒回路を示す。
冷房運転時には、図1における実線矢印のように冷媒が流通する。室外熱交換器33で凝縮液化した冷媒は冷媒配管6aから第2弁室11に流入し、弁孔13を経由して絞り部16で減圧されて第1弁室9を経由して、冷媒配管5aから室内熱交換器34の方に流出する。この場合、絞り部16経由後に従来のように狭い通路を経ることなく広い空間部である第1弁室9に流出する。このため、絞り部16通過後に従来のように局所的な圧力降下を受けることがなく、キャビテーションの発生が抑制される。したがって、静粛な運転を行うことができる。
(1)冷媒の流通方向に応じて一方のニードル弁8,10が絞り作用を行うときには、他方のニードル弁10,8が全開状態に保持されるように構成されている。したがって、冷媒を可逆に流通させて使用する場合において、全開のニードル弁10,8側から絞り部を構成するニードル弁8,10側へ流すようにすると、絞り部16,17を通過した冷媒は広い空間を成す弁室9,11へ流れることになるので、絞り作用後の冷媒が狭い通路を通過することがない。これにより、従来のように狭い通路における局所的な圧力降下を受けることがなく、キャビテーションによる騒音の発生が抑制される。
(4)前述のように構成された膨張弁1が冷暖房兼用の絞り弁として用いられているため、冷房運転時と暖房運転時とにおいて冷媒を可逆に流通させても、キャビテーションによる騒音の発生が抑制される。
次に、実施の形態2について、図4に基づき説明する。
実施の形態2は、実施の形態1に係る膨張弁の応用例としての空気調和機を変更したものである。すなわち、膨張弁1を、冷房運転時は減圧弁として機能させ、暖房時は各室内ユニットに流通する冷媒循環量を制御する流量制御弁として機能させるようにしたものである。なお、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を用い、その構成要素の説明を省略又は簡略化するものとする。
膨張弁1は、冷房運転時には高圧液冷媒を減圧する膨張弁として機能するので、実施の形態1における場合と同様の作用を行い、図1における実線矢印のように冷媒が流通する。すなわち、室外熱交換器43で凝縮液化した冷媒は、液側連絡配管51を経て冷媒配管6aから第2弁室11に流入し、弁孔13を経由して絞り部16で減圧され、第1弁室9を経由して冷媒配管5aから室内熱交換器61の方に流出する。この場合に、絞り部16経由後に従来のように狭い通路を経ることなく広い空間部である第1弁室9に流出するので、絞り部16通過後に従来のように局所的な圧力降下を受けることがなく、キャビテーションの発生が抑制される。したがって、静粛な運転を行うことができる。
また、この実施の形態に係るマルチ形ヒートポンプ式空気調和機においては、次の効果を奏することができる。
次に、実施の形態3に係る膨張弁について、図5及び図6に基づき説明する。
この実施の形態は、実施の形態1において一対のニードル弁を一体的に動作させるための構造を変更したものである。なお、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を用い、その構成要素の説明を省略又は簡略化するものとする。
すなわち、膨張弁1においては、円柱状部8bが直結されている図示しないパルスモータを動作させることにより、第1ニードル弁8及び第2ニードル弁10を直接的に動作させることができる。したがって、絞り部16,17の開度は、単一のパルスモータを調整することにより直接的に制御される。
(6)一対のニードル弁8,10は、これらの先端部において圧入により相互に結合される構造であるので、このニードル弁8,10を弁箱2内に組み込む際に上記圧入嵌合を行わせることにより、弁孔13を挟んで2個のニードル弁8,10を結合させることができる。
(変形例)
本発明は、上記実施の形態において以下のように変形することができる。
・各実施の形態において、膨張弁1の接続方向を特定しているが、この接続については先にも触れたように逆方向に接続してもよい。なお、この実施の形態において前述のように特定したのは、各図面に付した実線矢印及び破線矢印の意味を整合させるためである。
Claims (6)
- 出入り口を成す一組の冷媒配管接続口(5,6)と、これら冷媒配管接続口(5,6)間を連絡する弁箱(2)内の空間部を前後に二分するように仕切る仕切壁(7)と、仕切壁(7)に形成された弁孔(13)と、仕切壁(7)における弁孔(13)の両側に形成された弁座(14,15)と、仕切壁(7)を挟んで両側に形成された弁室(9,11)と、各弁室(9,11)に配置された一対の、弁座(14,15)に対向する部分が先細に形成されたニードル弁(8,10)とを有し、冷媒を可逆に流通させるように構成された膨張弁であって、
前記一対のニードル弁(8,10)は、同軸に配置されるともに前記弁孔(13)を挟んで対称的に一体的に動作するように形成され、さらに、何れの冷媒の流通方向においても前記弁孔(13)の冷媒出口側となる弁室(9,11)に配置されるニードル弁(8又は10)と前記弁孔(13)の冷媒出口側の前記弁座(14,15)との間に絞り部(16,17)が形成され、このとき他方のニードル弁(10又は8)が全開状態に保持されるように構成されている
ことを特徴とする膨張弁。 - 請求項1に記載の膨張弁において、
前記一対のニードル弁(8,10)は、一方のニードル弁(8)がパルスモータにより前記弁座(14,15)に対し進退するように構成されるとともに、
他方のニードル弁(10)は、その先端部が前記一方のニードル弁(8)の先端部に対し弾性的に常時押し付けられるように取り付けられている
ことを特徴とする膨張弁。 - 請求項1に記載の膨張弁において、
前記一対のニードル弁(8,10)は、一体的に動作可能となるように、両者の先端部で互いに結合されている
ことを特徴とする膨張弁。 - 請求項3に記載の膨張弁において、
前記一対のニードル弁(8,10)は、一方のニードル弁(10)の先端部が他方のニードル弁(8)に形成された穴部(8c)に圧入嵌合されて結合されている
ことを特徴とする膨張弁。 - 冷房運転時と暖房運転時とで冷媒を可逆に流通させることにより、膨張弁が冷暖房兼用の絞り弁として使用されてなるヒートポンプ式空気調和機であって、
前記膨張弁として請求項1〜4のいずれか1項に記載の膨張弁が使用されている
ことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。 - 請求項5に記載のヒートポンプ式空気調和機において、
このヒートポンプ式空気調和機は、1台の室外ユニット(40)に対し複数台の室内ユニット(60)が並列に接続されたものであって、
前記膨張弁は、各室内ユニット(60)における室内熱交換器の液管側に接続されるとともに、冷房運転時は減圧弁として機能し、暖房時は各室内ユニット(60)に流通する冷媒循環量を制御する流量制御弁として機能するように構成されている
ことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。
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