JP6621686B2 - 6-way switching valve - Google Patents
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Description
本発明は、弁体を移動させることにより流路の切り換えを行う流路切換弁(三方切換弁)を複数組み合わせて構成した六方切換弁に係り、特に、ヒートポンプ式冷暖房システム等において流路切換を行う流路切換弁として使用するのに好適な六方切換弁に関する。 The present invention relates to a six-way switching valve configured by combining a plurality of flow path switching valves (three-way switching valves) for switching a flow path by moving a valve body, and in particular, switching a flow path in a heat pump air conditioning system or the like. The present invention relates to a six-way switching valve suitable for use as a flow path switching valve.
一般に、ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムは、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、及び膨張弁等に加えて、流路(流れ方向)切換手段としての流路切換弁を備えている。 Generally, a heat pump type air conditioning system such as a room air conditioner or a car air conditioner has a flow path switching valve as a flow path (flow direction) switching means in addition to a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and the like. It has.
この種の流路切換弁としては、四方切換弁がよく知られているが、それに代えて六方切換弁を用いることが考えられている。 As this type of flow path switching valve, a four-way switching valve is well known, but it is considered to use a six-way switching valve instead.
以下に六方切換弁を備えたヒートポンプ式冷暖房システムの一例を図5を参照しながら簡単に説明する。図示例のヒートポンプ式冷暖房システム100は、運転モード(冷房運転と暖房運転)の切り換えを六方切換弁180で行うようになっており、基本的には、圧縮機110、室外熱交換器120、室内熱交換器130、冷房用膨張弁150、及び暖房用膨張弁160を備え、それらの間に6個のポートpA、pB、pC、pD、pE、pFを有する六方切換弁180が配在されている。
Hereinafter, an example of a heat pump type air conditioning system having a six-way switching valve will be briefly described with reference to FIG. The heat pump type
前記各機器間は導管(パイプ)等で形成される流路で接続されており、冷房運転モードが選択されたときには、図5(A)に示される如くに、圧縮機110から吐出された高温高圧の冷媒は、六方切換弁180のポートpAからポートpBを介して室外熱交換器120に導かれ、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって冷房用膨張弁150に導入される。この冷房用膨張弁150により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、六方切換弁180のポートpEからポートpFを介して室内熱交換器130に導入され、ここで室内空気と熱交換(冷房)して蒸発し、室内熱交換器130からは低温低圧の冷媒が六方切換弁180のポートpCからポートpDを介して圧縮機110の吸入側に戻される。
The devices are connected by a flow path formed by a conduit (pipe) or the like, and when the cooling operation mode is selected, as shown in FIG. 5A, the high temperature discharged from the
それに対し、暖房運転モードが選択されたときには、図5(B)に示される如くに、圧縮機110から吐出された高温高圧の冷媒は、六方切換弁180のポートpAからポートpFを介して室内熱交換器130に導かれ、ここで室内空気と熱交換(暖房)して凝縮し、高圧の二相冷媒となって暖房用膨張弁160に導入される。この暖房用膨張弁160により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、六方切換弁180のポートpCからポートpBを介して室外熱交換器120に導入され、ここで室外空気と熱交換して蒸発し、室外熱交換器120からは低温低圧の冷媒が六方切換弁180のポートpEからポートpDを介して圧縮機110の吸入側に戻される。
On the other hand, when the heating operation mode is selected, as shown in FIG. 5B, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
前記した如くのヒートポンプ式冷暖房システムに組み込まれる六方切換弁として、特許文献1に所載の如くの、スライド式のものが知られている。このスライド式の六方切換弁は、スライド式主弁体を内蔵する弁本体(弁ハウジング)と電磁式のパイロット弁(四方パイロット弁)とを有し、弁ハウジングに、前記ポートpA〜pFが設けられるとともに、スライド式主弁体が左右方向に摺動可能に配在されている。弁ハウジングにおけるスライド式主弁体の左右には、パイロット弁を介して圧縮機吐出側及び圧縮機吸入側に接続される、それぞれスライド式主弁体に結合された左右一対のピストン型パッキンにより画成される二つの作動室が設けられ、この二つの作動室への高圧流体(冷媒)の導入・排出を前記パイロット弁で選択的に行い、この二つの作動室の圧力差を利用して前記スライド式主弁体を左右方向に摺動させることで前記流路切換を行うようにされている。
As a six-way switching valve incorporated in the heat pump type air conditioning system as described above, a sliding type as described in
前記した如くの従来の流路切換弁においては、次のような解決すべき課題がある。 The conventional flow path switching valve as described above has the following problems to be solved.
すなわち、特許文献1に所載のスライド式の六方切換弁では、左右一対のピストン型パッキンを伴うスライド式主弁体を摺動させて流路切換を行う構成であるので、スライド式主弁体のシール面の精度確保が難しく、初期漏れが多くなるという問題や、作動の繰り返しにより摺動部分が摩耗しやすく、それに伴い、摺動部分のシール性が悪くなる等、耐久劣化によって弁漏れ量が増加するおそれもある。
In other words, the slide type six-way switching valve described in
また、内容積が比較的小さな弁ハウジング内でスライド式主弁体を摺動させて流路切換を行う構成であるので、高低圧両方の流体(冷媒)の流路面積の確保が難しく、高低圧両方の流体(冷媒)において圧力損失が大きくなる嫌いがある。 In addition, since the flow path is switched by sliding the sliding main valve element in a valve housing having a relatively small internal volume, it is difficult to ensure the flow area of both high and low pressure fluids (refrigerants). There is a disagreement that pressure loss increases in both low-pressure fluids (refrigerants).
加えて、摺動面積の大きいスライド式主弁体を左右一対のピストン型パッキンで移動させて流路切換を行う構成であるため、作動差圧が高くなるという問題もある。 In addition, since the slide main valve body having a large sliding area is moved by a pair of left and right piston-type packings and the flow path is switched, there is a problem that the operating differential pressure increases.
上記に加えて、従来の流路切換弁、特に、前記したヒートポンプ式冷暖房システムに使用される流路切換弁では、弁ハウジング内において高温高圧の冷媒(ポートpAからポートpB、ポートpAからポートpFへ流れる冷媒)と低温低圧の冷媒(ポートpCからポートpD、ポートpEからポートpDへ流れる冷媒)とが近接した状態(スライド式主弁体の壁のみで仕切られた状態)で流されるので、それらの弁ハウジング内での熱交換量が大きくなって、システムの効率が悪くなるという問題もある。 In addition to the above, in the conventional flow path switching valve, in particular, the flow path switching valve used in the heat pump type air conditioning system described above, a high-temperature and high-pressure refrigerant (port pA to port pB, port pA to port pF) in the valve housing. Refrigerant flowing in the low-temperature and low-pressure range (refrigerant flowing from port pC to port pD, and from port pE to port pD) in a close state (state partitioned only by the wall of the sliding main valve body) There is also a problem in that the amount of heat exchange in these valve housings increases and the efficiency of the system deteriorates.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、圧力損失や摺動部分の摩耗を効果的に抑えることができ、耐久性を向上させ得て、弁洩れし難くできるとともに、主弁体を移動させるための作動差圧も可及的に抑えることのできる六方切換弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The object of the present invention is to effectively suppress pressure loss and wear of the sliding portion, improve durability, and prevent valve leakage. Another object of the present invention is to provide a six-way switching valve that can suppress the operating differential pressure for moving the main valve body as much as possible.
また、本発明の他の目的とするところは、ヒートポンプ式冷暖房システム等の高温高圧の流体と低温低圧の流体が流される環境で使用される場合において、熱損失を低減し得てヒートポンプ式冷暖房システムの効率を向上させることのできる六方切換弁を提供することにある。 Another object of the present invention is to reduce heat loss when used in an environment where a high-temperature and high-pressure fluid and a low-temperature and low-pressure fluid flow, such as a heat pump type air conditioning system. It is an object of the present invention to provide a six-way switching valve that can improve the efficiency.
前記の目的を達成すべく、本発明に係る六方切換弁は、基本的には、それぞれに3個のポートが設けられた第1及び第2流路切換弁と、前記第1及び第2流路切換弁間を連通せしめる第1及び第2連通路とを備え、前記第1及び第2流路切換弁に合計で6個設けられたポート間の連通状態が切り換えられるようにされており、前記第1流路切換弁は、第1主弁室を画成する筒状の第1主弁ハウジングを有し、前記第1主弁室には、第1、第2、第3ポートが開口せしめられ、第1ポートと第2ポートの間に第1上部弁座が設けられ、第2ポートと第3ポートの間に第1下部弁座が設けられ、前記第1上部弁座と前記第1下部弁座に選択的に接離するポペット式の第1主弁体が軸線方向に移動自在に配在されるとともに、前記第1主弁体を移動させるための第1アクチュエータ部が備えられ、前記第2流路切換弁は、第2主弁室を画成する筒状の第2主弁ハウジングを有し、前記第2主弁室には、第4、第5、第6ポートが開口せしめられ、第4ポートと第5ポートの間に第2上部弁座が設けられ、第5ポートと第6ポートの間に第2下部弁座が設けられ、前記第2上部弁座と前記第2下部弁座に選択的に接離するポペット式の第2主弁体が軸線方向に移動自在に配在されるとともに、前記第2主弁体を移動させるための第2アクチュエータ部が備えられ、前記第1及び第2アクチュエータ部によって、前記第1及び第2流路切換弁において、前記第1及び第2主弁室内で前記第1及び第2主弁体を連動して移動させることにより、前記第1流路切換弁において第2ポートと第3ポートとが連通せしめられ、前記第2流路切換弁において第5ポートと第6ポートとが連通せしめられるとともに、前記第1流路切換弁における第1ポートと前記第2流路切換弁における第4ポートとが、その間に設けられた前記第1連通路であって前記第2流路切換弁における第4ポートから前記第1流路切換弁における第1ポートに向かう方向にのみ流体を流す第1逆止弁が設けられた前記第1連通路を介して連通せしめられる第1連通状態と、前記第1流路切換弁において第1ポートと第2ポートとが連通せしめられ、前記第2流路切換弁において第4ポートと第5ポートとが連通せしめられるとともに、前記第1流路切換弁における第3ポートと前記第2流路切換弁における第6ポートとが、その間に設けられた前記第2連通路であって前記第2流路切換弁における第6ポートから前記第1流路切換弁における第3ポートに向かう方向にのみ流体を流す第2逆止弁が設けられた前記第2連通路を介して連通せしめられる第2連通状態と、をとり得るようにされていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the six-way switching valve according to the present invention basically includes a first and second flow path switching valve each having three ports, and the first and second flow valves. First and second communication passages for communicating between the path switching valves, the communication state between the six ports provided in total in the first and second flow path switching valves is switched, The first flow path switching valve has a cylindrical first main valve housing that defines a first main valve chamber, and first, second, and third ports are opened in the first main valve chamber. The first upper valve seat is provided between the first port and the second port, the first lower valve seat is provided between the second port and the third port, and the first upper valve seat and the
好ましい態様では、前記第1及び第2アクチュエータ部は、前記第1及び第2主弁室の一端側に設けられた、高圧流体が選択的に導入・排出される容量可変の第1及び第2作動室、並びに、前記第1及び第2作動室を画成するとともに前記第1及び第2主弁体が連結された第1及び第2ピストンを含んで構成される。 In a preferred aspect, the first and second actuator portions are provided on one end side of the first and second main valve chambers, and are capable of selectively introducing and discharging a high-pressure fluid. An operation chamber and first and second pistons that define the first and second operation chambers and to which the first and second main valve bodies are connected are configured.
他の好ましい態様では、前記第1流路切換弁における第1ポート、前記第2流路切換弁における第4ポート、及び、前記第1連通路が同一軸線上に配置され、前記第1流路切換弁における第3ポート、前記第2流路切換弁における第6ポート、及び、前記第2連通路が同一軸線上に配置される。 In another preferred aspect, the first port in the first flow path switching valve, the fourth port in the second flow path switching valve, and the first communication path are arranged on the same axis, and the first flow path The third port in the switching valve, the sixth port in the second flow path switching valve, and the second communication path are arranged on the same axis.
別の好ましい態様では、前記第1及び第2流路切換弁が軸線方向を同じ方向に向けて横並びで配在されるとともに、前記第1及び第2流路切換弁における前記第1及び第2作動室が同じ側に配置される。 In another preferred aspect, the first and second flow path switching valves are arranged side by side with the axial direction in the same direction, and the first and second flow path switching valves in the first and second flow path switching valves. The working chamber is located on the same side.
更に好ましい態様では、前記第1及び第2流路切換弁における前記第1及び第2主弁体を同じ方向に移動させることにより、前記第1連通状態と前記第2連通状態とが切り換えられるようにされる。 In a further preferred aspect, the first communication state and the second communication state are switched by moving the first and second main valve bodies in the first and second flow path switching valves in the same direction. To be.
別の好ましい態様では、前記第1及び第2作動室には、前記第1及び第2流路切換弁の前記第1及び第2主弁室に供給される高圧流体が導入されるようにされる。 In another preferred embodiment, high-pressure fluid supplied to the first and second main valve chambers of the first and second flow path switching valves is introduced into the first and second working chambers. The
更に好ましい態様では、前記第1及び第2作動室への高圧冷媒の導入・排出の制御を、前記第1及び第2流路切換弁の前記第1及び第2作動室に設けられたポート、並びに、前記六方切換弁の高圧部分と低圧部分とに接続された単一の三方パイロット弁により行うようにされる。 In a more preferred aspect, the ports provided in the first and second working chambers of the first and second flow path switching valves for controlling the introduction and discharge of the high-pressure refrigerant to the first and second working chambers, In addition, a single three-way pilot valve connected to the high-pressure part and the low-pressure part of the six-way switching valve is used.
本発明に係る六方切換弁では、各々の流路切換弁において、筒状の主弁ハウジングにより画成される主弁室内でポペット式の主弁体を連動して移動させることにより、連通するポート間(2つの流路切換弁に合計で6個設けられたポート間の連通状態、流路)が切り換えられるようにされているので、従来のスライド式主弁体を使用した六方切換弁と比べて、弁漏れを抑えられるとともに、流路面積を比較的大きくできて、圧力損失を低減できる。また、各々の流路切換弁に、主弁体を移動させるためのアクチュエータ部(ピストン等)が備えられているので、作動差圧の上昇を抑えることもできる。 In the six-way switching valve according to the present invention, in each flow path switching valve, the poppet type main valve body is moved in conjunction with each other in the main valve chamber defined by the cylindrical main valve housing, thereby communicating with each other. (The communication state between two ports that are provided in total in two flow path switching valves, the flow path) is switched, so compared with the conventional six-way switching valve using a sliding main valve body Thus, valve leakage can be suppressed, the flow path area can be made relatively large, and pressure loss can be reduced. In addition, since each of the flow path switching valves is provided with an actuator part (piston or the like) for moving the main valve body, it is possible to suppress an increase in the operating differential pressure.
上記に加えて、本発明に係る六方切換弁をヒートポンプ式冷暖房システム等の、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒が流される環境で使用する場合、各々の流路切換弁はその間に設けられた連通路によって比較的大きく離されて設けられているので、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接した状態(スライド式主弁体の壁のみで仕切られた状態)で流される従来のものに比べて、主弁ハウジング内での熱交換量を大幅に低減でき、そのため、システムの効率を向上できるという効果も得られる。 In addition to the above, when the six-way switching valve according to the present invention is used in an environment in which a high-temperature and high-pressure refrigerant and a low-temperature and low-pressure refrigerant flow, such as a heat pump type air conditioning system, each flow path switching valve is provided therebetween. Since it is provided at a relatively large distance by the communication passage, the conventional high-temperature and high-pressure refrigerant and the low-temperature and low-pressure refrigerant flow in a state where they are close to each other (partitioned only by the wall of the sliding main valve body) As compared with the above, the amount of heat exchange in the main valve housing can be greatly reduced, and therefore the system efficiency can be improved.
また、本発明に係る六方切換弁では、2つの流路切換弁(三方切換弁)とともに、2つの逆止弁を用いて、連通するポート間を切り換えるようにしたので、例えば、3つの三方切換弁を用いたものと比べて、六方切換弁全体のコストを低減できるという効果もある。 In the six-way switching valve according to the present invention, two check valves are used together with two flow path switching valves (three-way switching valves) to switch between communicating ports. For example, three three-way switching valves There is also an effect that the cost of the entire six-way switching valve can be reduced as compared with the one using the valve.
また、本発明に係る六方切換弁では、各々の流路切換弁において、(ピストンの)一端側に設けられた作動室にのみ高圧流体(作動圧)を導入して、主弁体を移動させるようにされているので、六方切換弁全体の構成を簡素化できるという効果もある。 In the six-way switching valve according to the present invention, in each flow path switching valve, the high pressure fluid (working pressure) is introduced only into the working chamber provided on one end side (of the piston) to move the main valve body. As a result, the entire configuration of the six-way switching valve can be simplified.
上記した以外の、課題、構成、及び作用効果は、以下の実施形態により明らかにされる。 Problems, configurations, and operational effects other than those described above will be clarified by the following embodiments.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る六方切換弁の一実施形態を示す図であり、図1(A)は正面図、図1(B)は平面図、図1(C)は左側面図である。また、図2は、図1に示される六方切換弁の第1連通状態(暖房運転時)を示す縦断面図、図3は、図1に示される六方切換弁の第2連通状態(冷房運転時)を示す縦断面図である。 FIG. 1 is a view showing an embodiment of a six-way switching valve according to the present invention, FIG. 1 (A) is a front view, FIG. 1 (B) is a plan view, and FIG. 1 (C) is a left side view. . 2 is a longitudinal sectional view showing a first communication state (during heating operation) of the six-way switching valve shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a second communication state (cooling operation) of the six-way switching valve shown in FIG. FIG.
なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際にヒートポンプ式冷暖房システム等に組み込まれた状態での位置、方向を指すとは限らない。 In the present specification, descriptions indicating positions, directions such as up and down, left and right, and front and rear are provided for the sake of convenience in accordance with the drawings in order to avoid complicated explanation, and are actually incorporated in a heat pump type air conditioning system or the like. It does not necessarily indicate the position and direction in the state of being pressed.
また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。 In each drawing, the gap formed between the members, the separation distance between the members, etc. are larger than the dimensions of each constituent member for easy understanding of the invention and for convenience of drawing. Or it may be drawn small.
図示実施形態の六方切換弁1は、例えば前述した図5に示されるヒートポンプ式冷暖房システム100における六方切換弁180として用いられるもので、基本的に、2つの流路切換弁(三方切換弁)10、20を組み合わせて構成した六方弁本体9と、パイロット弁としての単一の電磁式三方パイロット弁90とを備える。なお、本実施形態の六方切換弁1に備えられている6個のポートは、上記六方切換弁180の各ポートpA〜pFに対応させて同一の符号が付されている。
The six-
<六方弁本体9の構成>
六方弁本体9は、主に、それぞれに3個(合計で6個)のポートが設けられた2つのシリンダ型の流路切換弁10、20と、その2つの流路切換弁間を連通せしめる2つの連通路40、50とを備えている。
<Configuration of the
The six-way valve
2つの流路切換弁10、20は、所定の距離をあけて横並びで垂設(軸線O1、O2方向を上下方向に向けて縦置きで配設)されている。
The two flow
また、各連通路40、50は、アルミあるいはステンレス等の金属製の管体で構成されており、図1(A)を参照すればよく分かるように、流路切換弁10の中央やや上側の部分(ポートpBと同じ高さで当該ポートpBと対向する部分)と流路切換弁20の中央やや上側の部分(ポートpCと同じ高さで当該ポートpCと対向する部分)とが、横方向に延びる連通路40で溶接等により接続され、流路切換弁10の下部(ポートpFと同じ高さで当該ポートpFと対向する部分)と流路切換弁20の下部(ポートpEと同じ高さで当該ポートpEと対向する部分)とが、横方向に延びる連通路50で溶接等により接続されている。
Each of the
[流路切換弁10の構成]
前記六方弁本体9の左側に配置された流路切換弁(第1流路切換弁)10は、図2及び図3を参照すればよく分かるように、アルミあるいはステンレス等の金属製とされた円筒状の主弁ハウジング11を有し、この主弁ハウジング11に、一端側(上端側)から順次、高圧流体(冷媒)が選択的に導入・排出される容量可変の作動室12、この作動室12を画成するピストン13、主弁室14が配在されている。断面凹状のピストン13の外周(に設けられた環状溝)には、ピストン13(の外周面)と主弁ハウジング11(の内周面)との摺動面隙間を封止すべく(言い換えれば、主弁ハウジング11を気密的に仕切るべく)、シール部材としてのOリング13Aが装着されている。
[Configuration of Channel Switching Valve 10]
The flow path switching valve (first flow path switching valve) 10 disposed on the left side of the
主弁ハウジング11の一端側開口(上端側開口)を気密的に封止するように、かしめ、溶接等により傘状の一端蓋部材11Aが固着され、その一端蓋部材11Aには、作動室12に高圧流体(冷媒)を導入・排出するためのポートp10が取り付けられている。
An umbrella-shaped one
また、主弁ハウジング11の他端側開口(下端側開口)を気密的に封止するように、かしめ、溶接等により短円柱状の他端蓋部材11Bが固着されるとともに、その他端蓋部材11B(の内面)の中央には、軸線(中心線)O1方向に沿って、段付きのガイド軸19が固定されている。
Further, the other
このガイド軸19は、下側から、比較的短い下部大径部19A、中間中径部19B、比較的長い上部小径部19Cを有し、その下部大径部19Aがかしめ等により他端蓋部材11Bに固定されるとともに、その上部小径部19Cは、後述する主弁体15に設けられた中央嵌挿穴15b(の下半部分)に摺動自在に内嵌されている。また、このガイド軸19には、その中央を貫通するように縦孔(縦向きの貫通孔)19aが形成されるとともに、その中間中径部19Bには、主弁室14(詳細には、後述する主弁室14における下部弁座17より他端側)に開口する複数個の横孔19bが形成されている。
The
前記主弁室14には、左方に向けて延びる管継手からなる3個のポート(一端側(上端側)から、第1ポートpB、第2ポートpA、第3ポートpF)が縦並びで開口せしめられ、主弁室14におけるポートpBとポートpAの間に、その内端下部が弁シート部とされた上部弁座16が設けられ、主弁室14におけるポートpAとポートpFの間に、その内端上部が弁シート部とされた下部弁座17が設けられている。上部弁座16及び下部弁座17は、主弁ハウジング11の内周から内側に向けて突設されて形成されており、その上部弁座16及び下部弁座17により画成される上部弁口及び下部弁口の口径(弁シート部の内径)は、主弁ハウジング11の内径(つまり、作動室12やピストン13の外径)より小さくされている。
In the
そして、主弁室14における前記上部弁座16より一端側(上端側)(ここでは、上部弁座16の直上)には、前記ポートpBに対向するように、前記連通路40(流路切換弁20の主弁室24の上部弁座26より一端側に連通する連通路40)が横向きに連通せしめられ、前記下部弁座17より他端側(下端側)(ここでは、下部弁座17の直下)には、前記ポートpFに対向するように、前記連通路50(流路切換弁20の主弁室24の下部弁座27より他端側に連通する連通路50)が横向きに連通せしめられている。
Then, the communication passage 40 (flow path switching) is provided on one end side (upper end side) (here, directly above the upper valve seat 16) of the
また、前記主弁室14における上部弁座16と下部弁座17との間には、外周が窪んだ形状に形成されたポペット式の主弁体15が(主弁ハウジング11の内周と所定の間隔をあけて)軸線O1方向(上下方向)に移動自在に配在されている。
Further, a poppet type
前記主弁体15は、上部弁座16と下部弁座17に選択的に接離するようになっており、図2に示される如くの、その上面外周部分が上部弁座16(の弁シート部)に着座して、ポートpAとポートpFとを(下部弁座17の下部弁口を介して)連通させ且つポートpBと連通路40とを連通させる一端(上端)位置(暖房位置)と、図3に示される如くの、その下面外周部分が下部弁座17(の弁シート部)に着座して、ポートpAとポートpBとを(上部弁座16の上部弁口を介して)連通させ且つポートpFと連通路50とを連通させる他端(下端)位置(冷房位置)とを選択的にとり得るようにされている。
The
なお、主弁体15が一端位置(暖房位置)にあるときには、ポートpAとポートpFは連通路50とも連通しているが、この各ポートpA、pFと流路切換弁20に設けられた各ポート(ポートpE、ポートpD)間は、連通路50に配在された逆止弁55により連通しない(連通状態が遮断される)ようになっている。また、主弁体15が他端位置(冷房位置)にあるときには、ポートpAとポートpBは連通路40とも連通しているが、この各ポートpA、pBと流路切換弁20に設けられた各ポート(ポートpC、ポートpD)間は、連通路40に配在された逆止弁45により連通しない(連通状態が遮断される)ようになっている(後で詳述)。
When the
主弁体15は、移動時以外は上部弁座16又は下部弁座17に対接せしめられ、このときは主弁室14に導入された高圧の冷媒により押圧されて上部弁座16又は下部弁座17の弁シート部に圧接せしめられている。
The
ピストン13の下面中央には、軸線O1方向に沿って、連結軸18が一体的に延設されている。この連結軸18の(他端側)先端部は、若干小径とされるとともに、その外周に雄ねじが形成されている(雄ねじ部18a)。一方、主弁体15には、その中央を貫通するように段付きの中央嵌挿穴15bが形成されており、その一部が縮径されるとともに、その内周に雌ねじが形成されている(雌ねじ部15a)。連結軸18の先端部(雄ねじ部18a)が主弁体15の中央嵌挿穴15b(の上半部分)に挿入され、その連結軸18に設けられた雄ねじと主弁体15に設けられた雌ねじとが螺着されることにより、連結軸18と主弁体15とが一体に連結され、これにより、主弁体15は、ピストン13の往復移動に伴って前記連結軸18に押し引きされて一端位置(暖房位置)と他端位置(冷房位置)との間を行き来するようにされている。
In the center of the lower surface of the
すなわち、本実施形態における流路切換弁10では、作動室12と連結軸18を有するピストン13とで、主弁体15を軸線O1方向(上下方向)に移動させる、流体圧式(詳細には、システム内の高圧冷媒と低圧冷媒の差圧を利用する流体圧式)のアクチュエータ部が構成されている。
That is, in the flow
なお、主弁体15の中央嵌挿穴15bの下半部分には、前記したガイド軸19の上部小径部19Cが摺動自在に内嵌され、これにより、主弁体15が、軸線O1方向に沿うように(言い換えれば、軸線O1方向に対する主弁体15の傾きや位置ずれが生じないように)ガイドされて、ピストン13の往復移動に連動して上下動するようになっている。
In addition, the upper small diameter portion 19C of the
[流路切換弁20の構成]
前記六方弁本体9の右側に配置された流路切換弁(第2流路切換弁)20の基本構成は、前記した流路切換弁10とほぼ同様であるため、同じ機能及び作用を有する部分には同様の符号(流路切換弁10の各部の符号に対して10を足した符号)を付して重複説明を省略する。
[Configuration of Channel Switching Valve 20]
The basic configuration of the flow path switching valve (second flow path switching valve) 20 disposed on the right side of the
この流路切換弁20において、主弁室24には、右方に向けて延びる管継手からなる3個のポート(一端側(上端側)から、第4ポートpC、第5ポートpD、第6ポートpE)が縦並びで開口せしめられ、主弁室24におけるポートpCとポートpDの間に、その内端下部が弁シート部とされた上部弁座26が設けられ、主弁室24におけるポートpDとポートpEの間に、その内端上部が弁シート部とされた下部弁座27が設けられている。
In the flow
そして、主弁室24における前記上部弁座26より一端側(上端側)(ここでは、上部弁座26の直上)には、前記ポートpCに対向するように、前記連通路40(流路切換弁10の主弁室14の上部弁座16より一端側に連通する連通路40)が横向きに連通せしめられ、前記下部弁座27より他端側(下端側)(ここでは、下部弁座27の直下)には、前記ポートpEに対向するように、前記連通路50(流路切換弁10の主弁室14の下部弁座17より他端側に連通する連通路50)が横向きに連通せしめられている。
Then, the communication passage 40 (flow path switching) is arranged on one end side (upper end side) (here, directly above the upper valve seat 26) of the
すなわち、本例では、流路切換弁10に設けられたポートpB、連通路40、及び、流路切換弁20に設けられたポートpCが、左右方向に延びる同一軸線O4上に配置され、流路切換弁10に設けられたポートpF、連通路50、及び、流路切換弁20に設けられたポートpEが、左右方向に延びる同一軸線O5上に配置されている。
That is, in this example, the port pB provided in the flow
軸線O2方向(上下方向)に移動自在に配在されたポペット式の主弁体25は、上部弁座26と下部弁座27に選択的に接離するようになっており、図2に示される如くの、その上面外周部分が上部弁座26(の弁シート部)に着座して、ポートpEとポートpDとを(下部弁座27の下部弁口を介して)連通させ且つポートpCと連通路40とを連通させる一端(上端)位置(暖房位置)と、図3に示される如くの、その下面外周部分が下部弁座27(の弁シート部)に着座して、ポートpCとポートpDとを(上部弁座26の上部弁口を介して)連通させ且つポートpEと連通路50とを連通させる他端(下端)位置(冷房位置)とを選択的にとり得るようにされている。
The poppet type
なお、主弁体25が一端位置(暖房位置)にあるときには、ポートpEとポートpDは連通路50とも連通しているが、この各ポートpE、pDと流路切換弁10に設けられた各ポート(ポートpA、ポートpF)間は、連通路50に配在された逆止弁55により連通しない(連通状態が遮断される)ようになっている。また、主弁体25が他端位置(冷房位置)にあるときには、ポートpCとポートpDは連通路40とも連通しているが、この各ポートpC、pDと流路切換弁10に設けられた各ポート(ポートpA、ポートpB)間は、連通路40に配在された逆止弁45により連通しない(連通状態が遮断される)ようになっている(後で詳述)。
When the
主弁体25は、移動時以外は上部弁座26又は下部弁座27に対接せしめられ、このときは主弁室24に導入された高圧の冷媒により押圧されて上部弁座26又は下部弁座27の弁シート部に圧接せしめられている。
The
[連通路40、50内に設けられた逆止弁45、55の構成]
前記した2つの流路切換弁10、20を接続する連通路40、50(第1連通路40、第2連通路50)はそれぞれ、その中央付近に、逆止弁45、55(第1逆止弁45、第2逆止弁55)が配在される大径収容部44、54を有し、その大径収容部44、54の(左右)両側が、前記流路切換弁10に接続される左側絞り接続部41、51、前記流路切換弁20に接続される右側絞り接続部42、52とされている。
[Configuration of
The
連通路40(の大径収容部44)に収容された逆止弁45と連通路50(の大径収容部54)に収容された逆止弁55とは、その構成自体はほぼ同じであるため、以下では、連通路40(の大径収容部44)に収容された逆止弁45を代表して説明する。なお、連通路50(の大径収容部54)に収容された逆止弁55には、逆止弁45と同じ機能及び作用を有する部分に同様の符号(逆止弁45の各部の符号に対して10を足した符号)を付している。
The
前記逆止弁45は、流路切換弁20(におけるポートpC)から流路切換弁10(におけるポートpB)に向かう方向にのみ流体を流すもので、基本的に、大径収容部44に内嵌される円筒体からなる弁体ホルダ46と、弁体ホルダ46の右端側に設けられた短円筒状の弁座部材47と、前記弁座部材47に設けられた弁口を開閉すべく、前記弁体ホルダ46に摺動自在に配在される逆止弁体48とを有している。
The
弁体ホルダ46の右端部は、弁座部材47の鍔状部(外周段丘部)に溶接等により密封接合されるとともに、弁座部材47の外周(に設けられた環状溝)には、シール部材としてのOリング47Aが装着されている。また、弁体ホルダ46の左端部には、逆止弁体48の左方への移動を阻止するストッパとされる鍔状係止部46aが内側へ向けて突設されている。
The right end portion of the
また、逆止弁体48は、弁座部材47に接離して前記弁座部材47に設けられた弁口を開閉する円錐台状の弁体部48aを持ち、弁体ホルダ46(の内径)より若干小径に形成された略円板状の受圧部48Aと、放射状に形成された複数(図示例では、等角度間隔で4枚)の羽根部48bからなり、各羽根部48bの外周部分が弁体ホルダ46(の内周)に摺接する摺動部48Bとで構成されている。
The
前記した如くの構成の逆止弁45では、流路切換弁20から流路切換弁10へ流体が流される場合(言い換えれば、流路切換弁20の主弁室24内の流体圧が流路切換弁10の主弁室14内の流体圧より高い場合)、流路切換弁20から連通路40に流入した流体が逆止弁体48の受圧部48Aに衝突して当該逆止弁体48が(その左端が鍔状係止部46aに当接するまで)左方に移動せしめられる。そのため、逆止弁体48の弁体部48aが弁座部材47から離れて弁口が開かれ、弁座部材47の弁口を通過した流体は、逆止弁体48の受圧部48Aと弁体ホルダ46の間の隙間→逆止弁体48の摺動部48Bの各羽根部48bの間の空間→弁体ホルダ46の鍔状係止部46a(の内端)により画成される開口46bを介して、流路切換弁10へ流される。
In the
一方で、流路切換弁10から流路切換弁20へ流体が流される場合(言い換えれば、流路切換弁10の主弁室14内の流体圧が流路切換弁20の主弁室24内の流体圧より高い場合)には、流路切換弁10から連通路40に流入した流体が(弁体ホルダ46の鍔状係止部46a(の内端)により画成される開口46b、逆止弁体48の摺動部48Bの各羽根部48bの間の空間を介して)逆止弁体48の受圧部48Aに衝突して当該逆止弁体48が右方に移動せしめられる。そのため、逆止弁体48の弁体部48aが弁座部材47に着座して弁口が閉じられ、流路切換弁20への流入が阻止される。
On the other hand, when fluid flows from the flow
つまり、前記逆止弁45における逆止弁体48は、流路切換弁10(の主弁室14)と流路切換弁20(の主弁室24)の圧力差に応じて、連通路40を介した流路切換弁20から流路切換弁10に向かう方向の流体の流入を許容する左端位置と、連通路40を介した流路切換弁10から流路切換弁20に向かう方向の流体の流入を阻止する右端位置とを選択的にとり得るようにされている。
That is, the
なお、逆止弁55においても、前記逆止弁45と同様に、流路切換弁20(におけるポートpE)から流路切換弁10(におけるポートpF)に向かう方向にのみ流体を流すようになっており、前記逆止弁55における逆止弁体58は、流路切換弁10(の主弁室14)と流路切換弁20(の主弁室24)の圧力差に応じて、連通路40を介した流路切換弁20から流路切換弁10に向かう方向の流体の流入を許容する左端位置と、連通路40を介した流路切換弁10から流路切換弁20に向かう方向の流体の流入を阻止する右端位置とを選択的にとり得るようにされている。
In the
前記した2つの流路切換弁10、20の主弁体15、25が暖房位置(流路切換弁10の主弁体15と流路切換弁20の主弁体25がともに一端(上端)位置)(図2に示される如くの第1連通状態)にあるとき、主弁室14における主弁体15より上側の空間はポートpBに連通し、主弁室24における主弁体25より上側の空間はポートpCに連通するので、主弁室24における主弁体25より上側の圧力が主弁室14における主弁体15より上側の圧力より高くなる。また、主弁室14における主弁体15より下側の空間はポートpA(及びポートpF)に連通し、主弁室24における主弁体25より下側の空間はポートpD(及びポートpE)に連通するので、主弁室14における主弁体15より下側の圧力が主弁室24における主弁体25より下側の圧力より高くなる。
The
そのため、前記連通路40に設けられた逆止弁45の逆止弁体48は、前記左端位置(暖房位置)がとられ、前記連通路50に設けられた逆止弁55の逆止弁体58は、前記右端位置(暖房位置)がとられる。
Therefore, the
一方、前記した2つの流路切換弁10、20の主弁体15、25が冷房位置(流路切換弁10の主弁体15と流路切換弁20の主弁体25がともに他端(下端)位置)(図3に示される如くの第2連通状態)にあるとき、主弁室14における主弁体15より上側の空間はポートpA(及びポートpB)に連通し、主弁室24における主弁体25より上側の空間はポートpD(及びポートpC)に連通するので、主弁室14における主弁体15より上側の圧力が主弁室24における主弁体25より上側の圧力より高くなる。また、主弁室14における主弁体15より下側の空間はポートpFに連通し、主弁室24における主弁体25より下側の空間はポートpEに連通するので、主弁室24における主弁体25より下側の圧力が主弁室14における主弁体15より下側の圧力より高くなる。
On the other hand, the
そのため、前記連通路40に設けられた逆止弁45の逆止弁体48は、前記右端位置(冷房位置)がとられ、前記連通路50に設けられた逆止弁55の逆止弁体58は、前記左端位置(冷房位置)がとられる。
Therefore, the
なお、本例では、各々の流路切換弁10、20に設けられた各ポートpA〜pFの口径、及び、各々の連通路40、50(の左側絞り接続部41、51及び右側絞り接続部42、52)の通路径は、略同径に設定されている。
In this example, the diameters of the respective ports pA to pF provided in the respective flow
<六方弁本体9の動作>
次に、上記した如くの構成を有する六方弁本体9の動作を説明する。
<Operation of the
Next, the operation of the six-
各々の流路切換弁10、20の主弁体15、25、並びに、各々の逆止弁45、55の逆止弁体48、58が暖房位置(流路切換弁10の主弁体15と流路切換弁20の主弁体25がともに一端(上端)位置、逆止弁45の逆止弁体48が左端位置、逆止弁55の逆止弁体58が右端位置)(図2に示される如くの第1連通状態)にあるときにおいて、後述する三方パイロット弁90を介して、作動室12及び作動室22をともに吐出側高圧ポートであるポートpAに連通させると、作動室12及び作動室22に高温高圧の冷媒が導入される。そのため、作動室12の圧力が主弁室14の圧力より高くなり、ピストン13及び主弁体15が(ガイド軸19にガイドされながら)下方に移動し、主弁体15(の上面外周部分)が上部弁座16(の弁シート部)から離れて上部弁口が開かれるとともに、主弁体15(の下面外周部分)が下部弁座17(の弁シート部)に着座して接当係止される。また、同様に、作動室22の圧力が主弁室24の圧力より高くなり、ピストン23及び主弁体25が(ガイド軸29にガイドされながら)下方に移動し、主弁体25(の上面外周部分)が上部弁座26(の弁シート部)から離れて上部弁口が開かれるとともに、主弁体25(の下面外周部分)が下部弁座27(の弁シート部)に着座して接当係止される。それに伴って、主弁室14における主弁体15より上側の圧力が主弁室24における主弁体25より上側の圧力より高くなり、連通路40に設けられた逆止弁45の逆止弁体48が右方に移動して弁座部材47に着座して接当係止される。また、主弁室24における主弁体25より下側の圧力が主弁室14における主弁体15より下側の圧力より高くなり、連通路50に設けられた逆止弁55の逆止弁体58が左方に移動し、弁座部材57から離れて弁口が開かれるとともに、逆止弁体58が弁体ホルダ56の鍔状係止部56aに接当係止される。これにより、各々の流路切換弁10、20の主弁体15、25、並びに、各々の逆止弁45、55の逆止弁体48、58が冷房位置(流路切換弁10の主弁体15と流路切換弁20の主弁体25がともに他端(下端)位置、逆止弁45の逆止弁体48が右端位置、逆止弁55の逆止弁体58が左端位置)(図3に示される如くの第2連通状態)をとる。
The
これにより、流路切換弁10においてポートpAとポートpBとが連通せしめられ、流路切換弁20においてポートpCとポートpDとが連通せしめられ、流路切換弁20におけるポートpEと流路切換弁10におけるポートpFとがその間に設けられた連通路50(逆止弁55が開弁状態とされた連通路50)を介して連通せしめられるので、図5に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システム100において、冷房運転が行われる。
Thereby, the port pA and the port pB are communicated with each other in the flow
各々の流路切換弁10、20の主弁体15、25、並びに、各々の逆止弁45、55の逆止弁体48、58が冷房位置(図3に示される如くの第2連通状態)にあるときにおいて、後述する三方パイロット弁90を介して、作動室12及び作動室22をともに吸入側低圧ポートであるポートpDに連通させると、作動室12及び作動室22から高温高圧の冷媒が排出される。そのため、作動室12の圧力が主弁室14の圧力より低くなり、ピストン13及び主弁体15が(ガイド軸19にガイドされながら)上方に移動し、主弁体15(の下面外周部分)が下部弁座17(の弁シート部)から離れて下部弁口が開かれるとともに、主弁体15(の上面外周部分)が上部弁座16(の弁シート部)に着座して接当係止される。また、同様に、作動室22の圧力が主弁室24の圧力より低くなり、ピストン23及び主弁体25が(ガイド軸29にガイドされながら)上方に移動し、主弁体25(の下面外周部分)が下部弁座27(の弁シート部)から離れて下部弁口が開かれるとともに、主弁体25(の上面外周部分)が上部弁座26(の弁シート部)に着座して接当係止される。それに伴って、主弁室24における主弁体25より上側の圧力が主弁室14における主弁体15より上側の圧力より高くなり、連通路40に設けられた逆止弁45の逆止弁体48が左方に移動し、弁座部材47から離れて弁口が開かれるとともに、逆止弁体48が弁体ホルダ46の鍔状係止部46aに接当係止される。また、主弁室14における主弁体15より下側の圧力が主弁室24における主弁体25より下側の圧力より高くなり、連通路50に設けられた逆止弁55の逆止弁体58が右方に移動して弁座部材57に着座して接当係止される。これにより、各々の流路切換弁10、20の主弁体15、25、並びに、各々の逆止弁45、55の逆止弁体48、58が暖房位置(流路切換弁10の主弁体15と流路切換弁20の主弁体25がともに一端(上端)位置、逆止弁45の逆止弁体48が左端位置、逆止弁55の逆止弁体58が右端位置)(図2に示される如くの第1連通状態)をとる。
The
これにより、流路切換弁10においてポートpAとポートpFとが連通せしめられ、流路切換弁20においてポートpEとポートpDとが連通せしめられ、流路切換弁20におけるポートpCと流路切換弁10におけるポートpBとがその間に設けられた連通路40(逆止弁45が開弁状態とされた連通路40)を介して連通せしめられるので、図5に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システム100において、暖房運転が行われる。
As a result, the port pA and the port pF are communicated with each other in the flow
ここで、本実施形態では、流路切換弁10における主弁体15の外径(シート径)が、主弁ハウジング11の内径(つまり、ピストン13の受圧径)より小さくされ、流路切換弁20における主弁体25の外径(シート径)が、主弁ハウジング21の内径(つまり、ピストン23の受圧径)より小さくされているので、前記した流路切換に当たり(つまり、暖房運転から冷房運転に切り換える際、及び、冷房運転から暖房運転に切り換える際に)、簡単な構成でもって、各々の流路切換弁10、20の主弁体15、25を確実に移動させられるようになっている。
Here, in this embodiment, the outer diameter (seat diameter) of the
<三方パイロット弁90の構成>
パイロット弁としての三方パイロット弁90は、その構造自体はよく知られているもので、図4に拡大図示されている如くに、基端側(上端側)外周に電磁コイル91が外嵌固定された円筒状のストレートパイプからなる弁ケース92を有し、該弁ケース92に、基端側から順次、吸引子95、圧縮コイルばね96、プランジャ97が直列的に配在されている。
<Configuration of three-
The structure itself of the three-
弁ケース92の上端部は、吸引子95の鍔状部(外周段丘部)に溶接等により密封接合されており、吸引子95は、通電励磁用の電磁コイル91の外周を覆うカバーケース91Aにボルト92Bにより締結固定されている。
The upper end portion of the
一方、弁ケース92の下端開口部には、高圧冷媒を導入するための細管挿着口(高圧導入ポートa)を有するフィルタ付き蓋部材98が溶接、ろう付け、かしめ等により気密的に取着されており、蓋部材98とプランジャ97と弁ケース92とで囲まれる領域が弁室99となっている。弁室99には、蓋部材98の細管挿着口(高圧導入ポートa)に気密的に挿着された可撓性を有する高圧細管#aを介して前記ポート(吐出側高圧ポート)pAから高温高圧の冷媒が導入されるようになっている。
On the other hand, a filter-attached
また、弁ケース92におけるプランジャ97と蓋部材98との間には、その内端面が平坦な弁シート面とされた弁座93がろう付け等により気密的に接合されており、この弁座93の弁シート面(内端面)には、先端側(下端側)から順次、前記した六方弁本体9の流路切換弁10の作動室12及び流路切換弁20の作動室22に細管#bを介して接続されるポートb、ポート(吸入側低圧ポート)pDに細管#cを介して接続されるポートcが弁ケース92の長手方向(上下方向)に沿って所定間隔をあけて縦並びに開口せしめられている。
Further, between the
吸引子95に対向配置されたプランジャ97は、基本的には円柱状とされ、弁ケース92内を軸方向(弁ケース92の中心線Lに沿う方向)に摺動自在に配在されている。そのプランジャ97の吸引子95側とは反対側の端部には、弁体94をその自由端側で厚み方向に摺動可能に保持する弁体ホルダ94Aがその基端部を取付具94Bと共に圧入、かしめ等により取付固定されている。この弁体ホルダ94Aには、弁体94を弁座93に押し付ける方向(厚み方向)に付勢する板ばね94Cが取り付けられている。弁体94は、弁座93の弁シート面に開口するポートb、c間の連通状態を切り換えるべく、当該弁座93の弁シート面に対接せしめられた状態で、弁座93の弁シート面をプランジャ97の上下動に伴って摺動するようになっている。
The
また、弁体94には、弁座93の弁シート面に開口する2個のポートb−c間を連通させ得るような大きさの凹部94aが設けられている。
In addition, the
また、圧縮コイルばね96は、吸引子95とプランジャ97との間に縮装されてプランジャ97を吸引子95から引き離す方向(図では、下方)に付勢するようになっているが、本例では、弁座93(の上端部)が、プランジャ97の下方への移動を阻止するストッパとされている。なお、このストッパの構成としては、その他の構成を採用し得ることは言うまでも無い。
Further, the
なお、上記三方パイロット弁90は、取付具92Aを介して六方弁本体9の背面側等(図示例では、流路切換弁10の背面側)に取付けられる。
The three-
<三方パイロット弁90の動作>
上記した如くの構成とされた三方パイロット弁90においては、電磁コイル91への通電OFF時には、図2及び図4(A)に示される如くに、プランジャ97は圧縮コイルばね96の付勢力により、その下端が弁座93に接当する位置まで押し下げられている。この状態では、弁体94がポートbとポートc上に位置し、その凹部94aによりポートbとポートcが連通するので、作動室12及び作動室22の高圧流体がポートp10及びポートp20→細管#b→ポートb→凹部94a→ポートc→細管#c→ポート(吸入側低圧ポート)pDへと流れて排出される。
<Operation of the three-
In the three-
それに対し、電磁コイル91への通電をONにすると、図3及び図4(B)に示される如くに、プランジャ97は吸引子95の吸引力により、その上端が吸引子95に接当する位置まで(圧縮コイルばね96の付勢力に抗して)引き寄せられる。このときには、弁体94がポートc上にのみ位置し、ポートbと弁室99とが連通するので、ポート(吐出側高圧ポート)pAに流入する高圧流体が高圧細管#a→弁室99→ポートb→細管#b→ポートp10及びポートp20を介して作動室12及び作動室22に導入される。
On the other hand, when the energization of the
したがって、電磁コイル91への通電をOFFにすると、各流路切換弁10、20の主弁体15、25、並びに、各々の逆止弁45、55の逆止弁体48、58が冷房位置(第2連通状態)から暖房位置(第1連通状態)に移行し、前記した如くの流路切換が行われる一方、電磁コイル91への通電をONにすると、各流路切換弁10、20の主弁体15、25、並びに、各々の逆止弁45、55の逆止弁体48、58が暖房位置(第1連通状態)から冷房位置(第2連通状態)に移行し、前記した如くの流路切換が行われる。
Therefore, when the energization to the
このように、本実施形態の六方切換弁1においては、電磁式三方パイロット弁90への通電をON/OFFで切り換えることで、六方切換弁1内を流通する高圧流体(高圧部分であるポートpAを流れる流体)と低圧流体(低圧部分であるポートpDを流れる流体)との差圧を利用して六方弁本体9を構成する各流路切換弁10、20の主弁体15、25を主弁室14、24内で連動して移動させることにより、2つの流路切換弁10、20に合計で6個設けられたポート間の連通状態が切り換えられ、図5に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システム100において、暖房運転から冷房運転への切り換え、及び、冷房運転から暖房運転への切り換えを行うことができる。
As described above, in the six-
<六方切換弁1の作用効果>
以上の説明から理解されるように、本実施形態の六方切換弁1においては、各々の流路切換弁10、20において、円筒状の主弁ハウジング11、21により画成される主弁室14、24内でポペット式の主弁体15、25を連動して移動させることにより、連通するポート間(2つの流路切換弁に合計で6個設けられたポート間の連通状態、流路)が切り換えられるようにされているので、従来のスライド式主弁体を使用した六方切換弁と比べて、弁漏れを抑えられるとともに、流路面積を比較的大きくできて、圧力損失を低減できる。また、各々の流路切換弁10、20に、主弁体15、25を移動させるためのアクチュエータ部が備えられているので、作動差圧の上昇を抑えることもできる。なお、アクチュエータ部としては、上記したようにピストンを用いた構成の他、ソレノイドやモータを用いて主弁体15、25を駆動する構成でもよい。
<Operation and effect of the six-
As understood from the above description, in the six-
上記に加えて、本実施形態の六方切換弁1をヒートポンプ式冷暖房システム等の、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒が流される環境で使用する場合、各々の流路切換弁10、20はその間に設けられた連通路40、50によって比較的大きく離されて設けられているので、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接した状態(スライド式主弁体の壁のみで仕切られた状態)で流される従来のものに比べて、主弁ハウジング11、21内での熱交換量を大幅に低減でき、そのため、システムの効率を向上できるという効果も得られる。
In addition to the above, when the six-
また、本実施形態の六方切換弁1では、2つの流路切換弁(三方切換弁)10、20とともに、2つの逆止弁45、55を用いて、連通するポート間を切り換えるようにしたので、例えば、複数の流路切換弁(二方切換弁や三方切換弁)を用いたものと比べて、六方切換弁全体のコストを低減できるという効果もある。
Further, in the six-
また、本実施形態の六方切換弁1では、各々の流路切換弁10、20において、(ピストン13、23の)一端側に設けられた作動室12、22にのみ高圧流体(作動圧)を導入して、主弁体15、25を移動させるようにされるとともに、主弁体15、25の外径(シート径)がピストン13、23の受圧径より小さくされているので、簡単な構成でもって、各々の流路切換弁10、20の主弁体15、25を確実に移動させることができるという効果もある。
Further, in the six-
なお、上記した実施形態の六方切換弁1では、流路切換弁10に左向きに3個のポート(ポートpB、ポートpA、ポートpF)が設けられ、流路切換弁20に右向きに3個のポート(ポートpC、ポートpD、ポートpE)が設けられているが、6個のポートpA〜pFの配置構成(向きや位置等)は、図示例に限られないことは勿論である。例えば、流路切換弁10に設けられた各ポート(管継手)pB、pA、pFと流路切換弁20に設けられた各ポート(管継手)pC、pD、pEを前方あるいは後方に向けて延設して、全てのポート(管継手)pA〜pFの取付け方向を一致させるようにしてもよい。
In the six-
また、本実施形態の六方切換弁1は、ヒートポンプ式冷暖房システムのみならず、他のシステム、装置、機器類にも組み込めることは勿論である。
Of course, the six-
1 六方切換弁
9 六方弁本体
10、20 流路切換弁(第1流路切換弁、第2流路切換弁)
11、21 主弁ハウジング(第1主弁ハウジング、第2主弁ハウジング)
12、22 作動室(第1作動室、第2作動室)
13、23 ピストン(第1ピストン、第2ピストン)
14、24 主弁室(第1主弁室、第2主弁室)
15、25 主弁体(第1主弁体、第2主弁体)
16、26 上部弁座(第1上部弁座、第2上部弁座)
17、27 下部弁座(第1下部弁座、第2下部弁座)
18、28 連結軸
19、29 ガイド軸
40、50 連通路(第1連通路、第2連通路)
45、55 逆止弁(第1逆止弁、第2逆止弁)
48、58 逆止弁体
90 三方パイロット弁
pA、pB、pC、pD、pE、pF ポート
1 6-
11, 21 Main valve housing (first main valve housing, second main valve housing)
12, 22 Working chamber (first working chamber, second working chamber)
13, 23 piston (first piston, second piston)
14, 24 Main valve chamber (first main valve chamber, second main valve chamber)
15, 25 Main valve body (first main valve body, second main valve body)
16, 26 Upper valve seat (first upper valve seat, second upper valve seat)
17, 27 Lower valve seat (first lower valve seat, second lower valve seat)
18, 28
45, 55 Check valve (first check valve, second check valve)
48, 58
Claims (7)
前記第1流路切換弁は、第1主弁室を画成する筒状の第1主弁ハウジングを有し、前記第1主弁室には、第1、第2、第3ポートが開口せしめられ、第1ポートと第2ポートの間に第1上部弁座が設けられ、第2ポートと第3ポートの間に第1下部弁座が設けられ、前記第1上部弁座と前記第1下部弁座に選択的に接離するポペット式の第1主弁体が軸線方向に移動自在に配在されるとともに、前記第1主弁体を移動させるための第1アクチュエータ部が備えられ、
前記第2流路切換弁は、第2主弁室を画成する筒状の第2主弁ハウジングを有し、前記第2主弁室には、第4、第5、第6ポートが開口せしめられ、第4ポートと第5ポートの間に第2上部弁座が設けられ、第5ポートと第6ポートの間に第2下部弁座が設けられ、前記第2上部弁座と前記第2下部弁座に選択的に接離するポペット式の第2主弁体が軸線方向に移動自在に配在されるとともに、前記第2主弁体を移動させるための第2アクチュエータ部が備えられ、
前記第1及び第2アクチュエータ部によって、前記第1及び第2流路切換弁において、前記第1及び第2主弁室内で前記第1及び第2主弁体を連動して移動させることにより、
前記第1流路切換弁において第2ポートと第3ポートとが連通せしめられ、前記第2流路切換弁において第5ポートと第6ポートとが連通せしめられるとともに、前記第1流路切換弁における第1ポートと前記第2流路切換弁における第4ポートとが、その間に設けられた前記第1連通路であって前記第2流路切換弁における第4ポートから前記第1流路切換弁における第1ポートに向かう方向にのみ流体を流す第1逆止弁が設けられた前記第1連通路を介して連通せしめられる第1連通状態と、
前記第1流路切換弁において第1ポートと第2ポートとが連通せしめられ、前記第2流路切換弁において第4ポートと第5ポートとが連通せしめられるとともに、前記第1流路切換弁における第3ポートと前記第2流路切換弁における第6ポートとが、その間に設けられた前記第2連通路であって前記第2流路切換弁における第6ポートから前記第1流路切換弁における第3ポートに向かう方向にのみ流体を流す第2逆止弁が設けられた前記第2連通路を介して連通せしめられる第2連通状態と、
をとり得るようにされていることを特徴とする六方切換弁。 The first and second flow path switching valves each having three ports, and the first and second communication paths for communicating between the first and second flow path switching valves, A six-way switching valve configured to switch communication states between a total of six ports provided in the second flow path switching valve,
The first flow path switching valve has a cylindrical first main valve housing that defines a first main valve chamber, and first, second, and third ports are opened in the first main valve chamber. The first upper valve seat is provided between the first port and the second port, the first lower valve seat is provided between the second port and the third port, and the first upper valve seat and the first port A poppet-type first main valve body that selectively contacts and separates from a lower valve seat is disposed so as to be movable in the axial direction, and a first actuator section is provided for moving the first main valve body. ,
The second flow path switching valve has a cylindrical second main valve housing that defines a second main valve chamber, and fourth, fifth, and sixth ports are opened in the second main valve chamber. The second upper valve seat is provided between the fourth port and the fifth port, the second lower valve seat is provided between the fifth port and the sixth port, and the second upper valve seat and the second 2 A poppet-type second main valve element that selectively contacts and separates from the lower valve seat is disposed so as to be movable in the axial direction, and a second actuator part is provided for moving the second main valve element. ,
By moving the first and second main valve bodies in conjunction with each other in the first and second main valve chambers in the first and second flow path switching valves by the first and second actuator portions,
In the first flow path switching valve, the second port and the third port are communicated. In the second flow path switching valve, the fifth port and the sixth port are communicated, and the first flow path switching valve. The first port in the first flow path and the fourth port in the second flow path switching valve are the first communication path provided therebetween, and the first flow path switching from the fourth port in the second flow path switching valve. A first communication state in which communication is made via the first communication path provided with a first check valve for flowing a fluid only in a direction toward the first port of the valve;
In the first flow path switching valve, a first port and a second port are communicated. In the second flow path switching valve, a fourth port and a fifth port are communicated, and the first flow path switching valve. And the sixth port of the second flow path switching valve is the second communication path provided therebetween, and the first flow path switching from the sixth port of the second flow path switching valve. A second communication state in which communication is made through the second communication path provided with a second check valve that allows fluid to flow only in a direction toward the third port of the valve;
A six-way switching valve characterized by being able to take
前記第1流路切換弁における第3ポート、前記第2流路切換弁における第6ポート、及び、前記第2連通路が同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の六方切換弁。 The first port in the first flow path switching valve, the fourth port in the second flow path switching valve, and the first communication path are arranged on the same axis,
The third port in the first flow path switching valve, the sixth port in the second flow path switching valve, and the second communication path are disposed on the same axis. The six-way switching valve described in 1.
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