JPH0297783A - 冷凍サイクル用四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍サイクル、特にヒートポンプ型の空調機の
冷房・暖房の切換に用いる冷凍サイクル用四方弁に関す
るものである。

従来の技術 近年、冷凍サイクル用四方弁は、空調機のヒートポンプ
化が進むにつれ、その需要は急増しており、低コスト化
、信頼性向上、小型化等の要求が強くなっている。

従来の技術としては、例えば特公昭３５−１２６８９号
公報補に示されている様な冷凍サイクル用四方弁がある
。

以下図面を参照しながら、上述した従来の冷凍サイクル
用四方弁の一例について説明する。

第７図は従来の冷凍サイクル用四方弁の断面図を示すも
のである。１は密閉された円筒状弁本体、１ａは前記円
筒状本体の内壁、２，３は前記弁本体の局面の両側に反
対方向に接続された圧縮機１０１の吐出管と吸入管であ
る。４，５は前記吸入管３を中央にして両側に設けられ
た第一、第二の導管である。この第一の導管４は室内側
熱交換器（以下室内器）１ｏ２に接続され、第二の導管
５は室外側熱交換器（以下室外器）１ｏ３に接続されて
いる。上記４木の接続管２，３，４．５はそれぞれ弁本
体１内に開口しており、並設した接続管３，４．５の開
口端は弁本体１の軸方向に面一にシート６で弁本体１に
固定されており、前記接続管４にシート６で貫通部４′
　を形成している。

７は前記弁本体１の内部にあって、前記シート８面を軸
方向に摺動する摺動弁であシ前記吸入管３と第一の導管
４、又は吸入管３と第二の導管６を択一的に連通せしめ
る凹面７ａを有している。８゜９は前記摺動弁の両側に
連結板１ｏで連結されて配設され微小孔＋３ａ　、９ａ
を有するピストン体である。１１．１２は前記弁本体１
の端面を密封する蓋である。１３　、ｆ４は前記蓋１１
．１２の間の空間Ｒ１，Ｒ２に開口し、電磁式パイロッ
トパルプ１５の通電操作により前記吸入管３と択一的に
切換連通して低圧ガス導入する油気管である。

以上のように構成された冷凍サイクル用四方弁について
その動作を説明する。

電磁式パイロットパルプ１６の通電操作により抽気管１
３．１４を介して空間Ｒ１あるいは空間Ｒ２と吸入管３
を択一的に連通して空間内圧力を低下させると共にピス
トン体８，９の微小孔８ａ。

９ａを介して弁本体１内の吐出側圧力を反対側の空間に
導入して高圧とすることにより、雨空間の高低圧力差で
ピストン体８，９に連結する摺動弁７を移動させ、吐出
管２より導入される高圧冷媒を第二の導管らと連通させ
しめて室内器１０２を凝縮器として用いて室内を暖房し
、又は高圧冷媒を第一の導管４と連通せしめて室外器１
０３を凝縮器に室内器１０２を蒸発器として室内器を冷
房するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では電磁式パイロット
パルプ１５の作動によυ高低圧の圧力変換を行い、その
圧力差によって弁を切換えているためパイロットパルプ
そのものの付帯が不可欠であシ、コストが非常に高くな
り構造が複雑であった。また電磁式パイロットパルプ１
６と弁本体１が抽気管１３．１４で接続されているため
、接続箇所が多く、コスト高とガス洩れの恐れが招いて
いた。また弁の作動は圧力差によって切換わるものであ
るため圧力差のない状態では作動不可となり、ある一定
の圧力差を必要とするため、空調機等が運転しなければ
切換えができず切換始めにおける運転ロスを生じるとい
う課題を生じていた。

また、吐出管２より導入された高温高圧冷媒が第一の導
管４を通過する際にシート６部分における円筒状本体１
の肉厚が大きいため貫通部７の内壁面積が広く、貫通部
７を通して高温高圧冷媒から円筒状本体１内に伝達する
熱量が大きく、また、高温高圧冷媒と接する円筒状本体
の内壁１ａの面積も大きいために円筒状本体の内壁から
四方弁外部へ伝達する熱量も大きく、総じて熱損失が大
きくなっていた。

さらに吐出管２より導入された高圧冷媒は弁本体１内部
全体に充満するために、弁本体１の肉厚を大きくせねば
ならず重量が大きくなり、また弁本体１の外形も大きく
なって四方弁が大型化してしまうといった欠点も有して
いた。

本発明は上記問題点に鑑み、構造を簡素化して組立作業
性を向上させ、低コスト化を行うとともに、熱損失を小
さくしてシステム効率を高めて冷暖房能力を向上させ、
さらに軽量・小型である冷凍サイクル用四方弁を提供す
るものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の冷凍サイクル用四方
弁は、弁本体を形成するシリンダ内面に圧縮機吐出側に
接続される吸入口を有する第一のバルブシートと、室外
側熱交換器、室内側熱交換器に各々接続される第一、第
二の導口全軸方向に並設した第二のバルブシートを互い
に平行して設けると共に、前記両バルブシートに挟まれ
た第一の側壁と第二の側壁を円弧形状に形成し、前記第
一の側壁の中心と前記第二の側壁の中心はずらしておシ
、かつ前記第一の側壁には圧縮機の吸入側に接続される
吐出口を設け、前記両バルブシートに当接シールするス
ライダを両端に収納してトンネル状流路を構成するホル
ダをソレノイドによりシリンダ軸方向に移動することに
より、前記吸入口あるいは吐出口と各々連通される導口
を選択し、冷媒通路を切替える様構成したものである。

作　　用 本発明は上記した構成によってシステムの高低圧力差が
一対のスライダ及びホルダより成るトンネル状流路の内
側に加わってもスライダの圧力受圧面を微小に構成可能
なためスライダの先端に設けられたスライダシートリン
グの作動抗力（摩擦係数×作用力）は小さく、シリンダ
軸方向に移動するために要する切換力が大幅に低減でき
る。

さらに、２つの側壁゛を高耐圧形状である円弧形状に形
成しているので、肉厚を小さくでき軽量化が図れるとと
もに、第一の側壁の中心と第二の側壁の中心をずらして
いるので同一のバルブシートにおいてシリンダの小型化
が実現できる。

実施例 以下本発明の一実施例の冷凍サイクル用四方弁について
図面を参照しながら説明する。なお、冷却システムは従
来と同一構成であるため同一符号を付してその説明を省
略する。

第１図から第４図は、本発明の一実施例における冷凍サ
イクル用四方弁の非通電時の断面図を示すものである。

１ｅは弁本体を形成するシリンダで、１ｅａ、１ａｂは
前記シリンダ１６の内壁に互いに平行に対向させて軸方
向に形成した第一第二のバルブシートであり、第一のバ
ルブシート１６＆には圧縮機１０１の吐出側に接続され
る吐出パイプ１９からの吸入口１６ｃが開口している。

又、第二のバルブシート１６ｂには、一方を各々凝縮器
又は蒸発器として可逆的に機能する室外１１１熱交換器
１ｏ３（以下、室外器）、室内側熱交換器１０２（以下
、室内器）に接続される第一、第二の接続パイプ２０．
２１が接続される第一、第二の導口１ｓｄ、１６ｅがシ
リンダ１６の軸方向に直線上に開口されている。また１
ｅｆ、１ｅｉは前記第一のバルブシート１６ａと前記第
二のバルブシート１６ｂに挟まれた各々第一の側壁、第
二の側壁であって円弧形状に形成しである。また、前記
第一の側壁の中心から側壁までの距離は、前記第一の側
壁の中心から前記第二の側壁までの距離に比べて大きく
、つまり前記第一の側壁の中心の位置と前記第二の側壁
の中心はずれている。

さらに前記第一の側壁１６ｆには、圧縮機１ｏ１の吸入
側へ接続される吸入パイプ１７が接続される吐出口１６
ｇが開口している。また前記シリンダ１６の一開ロ端１
６ｈには蓋１８が嵌合されている。

２２．２３は前記／＜ｌＶフシ−）　１　ｅ　ａ　、　
１ｅｂに当接してシールする摺動性のすぐれた例えばＰ
ＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂よシな
るスライドシートリング２４．２５を一端の円形溝部２
２ａ、２３ａに収納し、その溝部両壁２２ｂ　、２２ｃ
　、２３ｂ　、２３ｃを溝側へ変形させて前記スライド
シートリング２４．２５を加え締つけて固定した一対の
中空状スライダである。また前記スライダ２２．２３の
各々内壁２３ｊには低熱伝導性の優れた、例えば樹脂で
形成したフッシュ２３ｈ、２３ｉを収納している。２６
は前記スライダ２２．２３を両端に収納してトンネル状
流路１９ａを構成するホルダである。２７は前記ホルダ
２６内にあって前記スライダ２２，２３の間に介在して
前記一対のスライダ２２．２３を前記シリンダ１６のバ
ルブシー）１６ｃ、１６ｄに付勢し、前記スライドシー
トリング２４．２５を前記パルプシー）１６ｃ、１６ｄ
に圧接して内外シールするスプリングである。２８．２
９は前記スライダ２２．２３の外周中央凹部に収納され
前記ホルダ２６間をシールするＶ突形シールリングであ
る。３ｏは前記ホルダ２６と連結され、前記シリンダ１
６の開口側より突出する電磁ソレノイド３１のプランジ
ャである。このプランジャ３゜の中心部には、ガスオイ
ル等の流体がプランジャ３０の移動に伴って流動体とな
るためバイパス孔３０ａが形成されている。３２は前記
シリンダ１６の外方において前記プランジャ３０の外周
を覆う非磁性体よりなる筒であり、この筒３２を備えた
蓋３３により前記シリンダ１６の開口を覆っている。

３４ａ　、ａ４ｂは前記筒３２の先端開口端３２ａに固
着された固定鉄心であり３４ｃはアルニコ磁石である。

前記プランジャ３ｏと固定鉄心３４ａの間には復帰バネ
３６を介在している。３６は前記筒３２の外側に固定的
に取り付けられた電磁コイルであり、この電磁コイル３
６への通電制御により前記ホルダ２６が前記シリンダ１
６内を軸方向に摺動する。

そしてホルダ２６０両端、に収納されたスライダ２２．
２３の端部に固定されたスライドシートリング２４．２
５の位置は、第１図、第３図図示のホルダ２６第一の位
置（電磁コイル３６無通電）において前記吸入口１８ｅ
と第一の導口１ｅｆを連通させ、電磁コイル３６の通電
によりプランジャ３０及びホルダ２６を吸引した第２の
位置（第６図、第６図）において前記吸入口１８ｇと第
二の導口１ｓｇを連通させる如く設計されている。

以上の様に構成された冷凍サイクル用の四方弁について
以外第１図〜第ｅ図を用いてその動作を説明する。第１
図、第３図は電磁コイル３６に非通電時の態様を示した
ものでプランジャ３ｏは復帰バネ３６の作用により図の
下方に付勢されてボルダ２θが蓋１８に当接して止まる
。この結果、ホルダ２６及びその両端に収納されたスラ
イダ２２゜２３により形成されるトンネル状流路１９ａ
により吸入口１６ｅと第一の導口１６ｆが連通されると
ともに、吐出口１８ａと第二の導口１６ｑもシリンダ１
θの内部を通して連通される。従って冷媒ガスは、圧縮
機１０１−吐出バイブ１９−第一の接続バイブ２ｏ−室
外器１０３−膨張弁−室内器１０２→第二の接続バイブ
２１→吸入バイブ１７−圧縮機１０１の冷房サイクル回
路となる。

次に電磁コイル３６を通電状態にするとグランジャ３０
は固定鉄心３４に吸着され、描接して止まる。この結果
、ホルダ２ｅ及びその両端に収納されたスライダ２２．
２３により形成されるトンネル状流路により吸入口１６
ｃと第二の導口１６ｇが連通されると共に、吐出口１６
ｇと第一の導口１６ｄもシリンダ１ｅの内部を通して連
通される。

従って冷媒ガスは、圧縮機１０１−吐出パイブ１９−第
二の接続パイプ２１→室内器１０２＝膨張弁−室外器１
０３−第一の接続バイブ２〇−吸入パイブ１７−圧縮機
１０１の暖房サイクル回路となる。

以上の様に本実施例によれば、弁本体を形成するシリン
ダ１６内面に圧縮機１０１の吐出側に接続される吸入口
１６ｅを有する第一のバルブシート１６Ｃと、室外器１
０３．室内器１０２に各々接続される第一、第二の導口
１ａｆ、１ａｇを軸方向に並設した第二のバルブシー）
１６ｄを互いに平行して設けるとともに前記両バルブシ
ート１ｅａ、１ｅｓｂに挟まれた側壁１ｅｆに圧縮機１
ｏ１の吸入側に接続される吐出口１６ａを設は前記両パ
ルプシー）１８ａ、１６ｂＶＣ当接シールするスライダ
２２．２３を両端に収納してトンネル状流路１９ａを構
成するホルダ２６をンレノイド３１によりシリンダ１６
軸方向に移動することにより、前記吸入口１６ｃ、ある
いは吐出口１６ｇと各々連通される導口１　ｓｄ　、　
１６ａを選択し、冷媒通路を切換える様構成したことに
より、システムの高低圧力差が一対のスライダ２２．２
３及びホルダ２６より成るトンネル状流路の内外に加わ
ってもスライダ２２．２３の先端に設けたスライドシー
トリング２４．２５の作動抗力（摩擦係数×作用力）は
ｌ」・さく、シリンダ１６軸方向に移動するために要す
る切換力は大幅に低減できる。

まだ第一の側壁１ｅｆと第二の側壁１６ｑを円弧形状に
形成してあり、円弧形状は高耐圧形状であるので前記両
側壁１ｅｆ、１ａｇの肉厚を小さくすることができると
ともに軽量化が図れるとともに、前記両バルブシー）１
６ａ　　１ａｂから前記両側壁１ｅｉ、１６ｑへの伝達
量は少なく、熱損失は小さい。

さらに前記第一の側壁の中心から側壁までの距離は前記
第一の側壁の中心から前記第二の側壁までの距離に比べ
て大きく、つまり前記第一の側壁の中心の位置と前記第
二の側壁の中心はずれておす、同一のバルブシートにお
いて、前記第一の側壁から前記第二の側壁までの距離は
小さいので小型化が実現できる。

発明の効果 以上の様に本発明は、弁本体を形成するシリンダ内面に
圧縮機吐出側に接続される吸入口を有する第一のバルブ
シートと、室内器、室外器に各々接続される第一、第二
の導口を軸方向に並設した第二のバルブシートを平行し
て設けるとともに、前記両バルブシートに挟洩れかつ円
弧形状に形成した第一の側壁および第二の側壁を設け、
第一の側壁の中心と第二の側壁の中心はずれており、第
一の側壁には圧縮機吸入側へ接続される吐出口を設け、
前記両バルブシートに当接シールするスライダを両端に
収納してトンネル状流路を構成するホルダをソレノイド
によりシリンダ軸方向に移動することにより、前記吸入
口あるいは吐出口と各々連通される導口を選択し、冷媒
通路を切換える構成とすることにより、システムの高低
圧力差が一対のスライダ及びホルダより成るトンネル状
流路内外に加わってもスライダの圧力受圧面を微小に構
成可能なためスライダ先端に設けたスライドシートリン
グの作動抗力（摩擦係数Ｘ作用力）は小さく、シリンダ
軸方向に移動するために要する切換力が大幅に低減でき
、弁交換を従来の如くパイロットパルプを用いなくとも
可能となり大巾な低コスト化、小型化２作動信頼性向上
が図れる。

また両側壁を円弧形状に形成したことで高耐圧化になる
ので薄肉化が図れ、軽量化、熱損の低減が実現できる。

更に、第一の側壁の中心と第二の側壁の中心をずらして
いるので、同一のバルブシートにおいて第一の側壁から
第二の側壁までの距離を小さくできるので小型化が実現
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷凍サイクル用四方
弁の冷房状態を示す断面図、第２図は第１図の要部拡大
断面図、第３図は第１図の弁切換機構を示す要部斜視図
、第４図は第１図のＸ−Ｘ／方向の部分断面図、第６図
は第１図の暖房状態を示す断面図、第６図は第５図のＹ
−Ｙ／力方向部分断面図、第７図は従来の冷凍サイクル
用四方弁の断面図である。 １６・・・・・・シリンダ、１６ｑ・・印・吐出口、１
６ａ。 １６ｂ・・・・・・第一、第二のバルブシート、１６ｃ
・・・・・・吸入口、１６ｄ、１６ｅ・・・・・・第一
、第二の導口、１６ｆ、１．６ｉ・・・・・・第一、第
二の側壁、２２　、２３・・・・・・スライダ、２３ｈ
、２３ｉ・川・・ブツシュ、２６・・・・・・ホルダ、
３１・・・・・・ソレノイド、１０１・・・圧縮機、１
０２・・・・・・室内側熱交換器、１０３・山・・室外
側熱交換器。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名￥！
４１！１ １６−−−シリング ノＡ（２，を訪−−−舅一葛ニクバルブンート７６Ｃ−
−−１匿へ口 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機の吐出側に接続される吸入口を有する第一のバル
   ブシートと、室外側熱交換器に接続される第一の導口及
   び室内側熱交換器に接続される第二の導口を軸方向に並
   設する第二のバルブシートとを内面に平行して形成する
   と共に、圧縮機の吸入側等へ接続される吐出口を有し前
   記両バルブシートに挟まれた第一の側壁と第二の側壁と
   から弁本体を形成するシリンダと、前記シリンダ内を摺
   動し前記吐出口と前記第一の導口、前記吸入口と第二の
   導口または前記吐出口と前記第二の導口、前記吸入口と
   第一の導口を切替えて連通させるスライダを両端に収納
   しトンネル状流路を構成するホルダと、前記ホルダを往
   復動させるソレノイドとを備え、前記第一の側壁及び前
   記第二の側壁を円弧形状に形成し、前記第一の側壁の中
   心と前記第二の側壁の中心をずらしたことを特徴とする
   冷凍サイクル用四方弁。