JPH03288071A - 冷凍サイクル装置用三方弁 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、冷凍サイクル装置に用いられる３方弁の改
良に関するものである。

［従来の技術］ 第８図は例えば従来よりよく使用されている３方弁（Ｄ
ＨＶ）の断面図であり、図において、（４０）は３方弁
本体、（４１）、（４２）は本体に設けられた第１と第
２のピストン、（４３）はピストン（４］）。

（４２）に結ばれたホルダー　（４４）はホルダー（４
３）に接続されたスライド弁、（４５）は流入管、（４
６）。

（４７）は流出管（＾）（Ｂ）、（４８）は圧縮機、吸
入管に接続する吸入接続管、（４９）は流入管の圧力導
入管、（５０）　、　（５１）は圧力導管（＾）（Ｂ）
、（５２）は吸入接続管（４８）に接続された圧力導管
（Ｃ）、（６０）は圧力導入管（４９）と（５０）、（
５１）、（５２）の圧力導管それぞれが接続されたパイ
ロット弁、（６１〉は電磁コイル、（６２）はスライド
弁（６３）が接続されたプランジャーである。

この三方弁（４０）では冷媒が流入管（４５）から流入
し、流出管Ａ　（４６）から流出する場合と、流出管Ｂ
　（４７）から流出する場合の二通りの流れがある。

最初に冷媒が流出管Ａ　（４６）から流出する場合の動
作について説明する。パイロット′Ｒ磁弁（６０）の電
磁コイル（６１）を無通電状態とすることによりプラン
ジャー（６２）とスライド弁（６３）をバネの力により
移動させ、圧力導入管（４９）と圧力導管（５１）、圧
力導管（５０）と吸入接続管（４８）に接続された圧力
導管（５２）のそれぞれを連通させる。すると、ピスト
ン（４１）側圧力は吸入管と同じ低い圧力になるための
圧力差によっ−Ｃピストン（４１）　、　（４２）が移
動しスライド弁（４３）によって流出管Ｂ　（４７）が
閉じられる。このように動作して冷媒が流入管（４５）
から流入し流出管Ａ　（４６）から流出する流路が三方
弁（４０）内に形成される。

流出管Ｂ　（４７）から流出する場合では、電磁コイル
（６１）に通電して電磁力によりプランジャー（６２）
とスライド弁（６３）を移動することにより圧力導入管
（４９）と圧力導管（５０）、圧力導管（５１）と圧力
導管（５２）のそれぞれを連通させる。すると今度はピ
ストン（４１）側圧力が流入管（４５）と同じ高圧とな
り、ピストン（４２）側圧力は吸入管と同じ低い圧力と
なるためピストン（４１）、（４２）が流入管（４５）
側に移動しスライド弁（４３）によって流出管Ａ　（４
６）が閉じれ、冷媒が流入管（４５）から流入し流出管
Ｂ　（４７）から流出する流路が形成される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の三方弁は以上のように構成されているので、冷媒
の流入、流出方向が一定であり双方向の流れを制御でき
ない。

またスライド弁によって流出管Ａ、Ｂのどちらか一方を
閉じるようにしているため流出管Ａ、　　Ｂを同時に閉
じることができないなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、双方向の流れを制御可能とし、さらに二つの
配管を同時に閉じる全閉機能をもった三方弁を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る冷凍サイクル装置用三方弁は、シリンダ
状容器を３つの空間に分割する第１と第２の仕切板、 第１の仕切板と容器側板により形成される第１の空間、 第２の仕切板と容器側板より形成される第２の空間。

第１の仕切板と第２の仕切板により形成される第３の空
間、 第１の仕切板に設けられた第１と第３の空間を連通ずる
第１の連通孔、 第２の仕切板に設けられた第２と第３の空間を連通ずる
第２の連通孔、 第１の空間に開口して接続された第１の配管、第２の空
間に開口して接続された第２の配管、第３の空間に開口
して接続された第３の配管、第１の空間内に設けられ第
１の配管または第１の連通孔を開閉する第１の弁体、 第２の空間内に設けられ第２の配管または第２の連通孔
を開閉する第２の弁体、 第１の弁体により第１の配管および第１の連通孔と気密
に遮断され第１の空間内に形成された第１の弁制御室、 第２の弁体により第２の配管および第２の連通孔と気密
に遮断され第２の空間内に形成された第２の弁制御室、 第１の弁制御室に開口して接続された第１の圧力導管、 第２の弁制御室に開口して接続された第２の圧力導管、 前記第１．第２．第３の配管内の圧力より高い圧力が導
入される高圧導入管と前記第１．第２゜第３の配管内の
圧力より低い圧力が導入される低圧導入管とが接続され
、前記第１の圧力導管、および第２の圧力導管を介して
、第１の弁制御室および第２の弁制御室内の圧力を前記
第１．第２゜第３の配管内の圧力より高い圧力あるいは
低い圧力に選択的に切換えるパイロット弁を設けたもの
である。

［作用］ この発明における冷凍サイクル装置用三方弁は、弁体の
開閉を圧力差によって行なうものであり、配管または連
通孔を開く場合、パイロット弁によって弁制御室内を配
管内の冷媒圧力より低い圧力として弁体を動作させる。

そして配管または連通孔を閉じる場合は、パイロット弁
により弁制御室内を配管内の冷媒圧力より高い圧力とし
て弁体を動作させる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（１）はシリンダ状の三方弁本体、（２）　
、　（３）は三方弁本体（１）内空間を第１の空間、第
３の空間、第２の空間の順に分割する第１と第２の仕切
板、（４）は第１の仕切板（２）に設けられ第１と第３
の空間を連通ずる第１の連通孔、（５）は第２の仕切板
（３）に設けられ、第２と第３の空間を連通ずる第２の
連通孔、（６）　、　（７）は第１の空間に開口して接
続された第１の配管と第１の圧力導管、（８）　、　（
９）は第２の空間に開口して接続された第２の配管と第
２の圧力導管、（１０）は第３の空間に開口して接続さ
れた第３の配管、（１１）は第１の空間内に設けられ第
１の連通孔（４）を開閉する第１の弁体、〈１２）は第
２の空間内に設けられ第２の連通孔（５）を開閉する第
２の弁体、（１３）は第１の弁体（１１）により第１の
配管（６）および連通孔（４）と気密に遮断された第１
の弁制御室、（１４）は第２の弁体（１２）により第２
の配管（８）および第２の連通孔（５）を気密に遮断さ
れた第２の弁制御室、（２ｏ）は第１および第２の圧力
導管（７）　、　（９）のそれぞれに選択的に高圧と低
圧を切換えて導入する電磁式パイロット弁、（２２）は
電磁コイル、（２３）はピストン（２４）はピストン（
２３）に接続されたスライド弁であり、電磁コイル（２
２）への入力端子を３通りに制御することによりこのス
ライド弁（２４）を３つの位置に制御することができる
。（２５）は三方弁本体（１）の第１の配管（６）第２
の配管・（８）、第３の配管（１０）の内の最も高い圧
力よりさらに高い圧力となる冷凍サイクル装置の高圧部
分または外部の高圧部分と接続する高圧導管、（２６）
は三方弁本体（１）の第１の配管（６〉第２の配管（８
）、第３の配管（ｌＯ）の内の最も低い圧力よりさらに
低い圧力となる冷凍サイクル装置の低圧部分または外部
の低圧部分と接続する低圧導管である。

最初に、第１の弁制御室（１３）を高圧状態として第１
の弁体（１１）により第１の連通孔（４）を閉じる場合
の動作について第２図を用いて説明する。電磁パイロッ
ト弁（２０）に１００％の電圧例えばｌ　ＯＯＶを通電
し、電磁力によりピストン（２３）を引き上げ、スライ
ド弁によって高圧導管（２５）と第１の圧力導管（７）
を連通させるとともに、低圧導管（２６）と第２の圧力
導管（８）を連通させる。

この結果第１の圧力導管（７）が接続された第１の弁制
御室（１３）内の圧力は、三方弁本体（１）に接続され
た第１の配管（６）、第２の配管（８）および第３の配
管（１０）の圧力より高い圧力となるため、第１の弁体
（１１）は第１の仕切板（２）側へ移動し、第１の連通
口（４）を閉じる。一方第２の圧力導管（９）が接続さ
れた第２の弁制御室（１４）内の圧力は、三方弁本体（
１）に接続された第１の配管（６）、第２の配管（８）
および第３の配管（ｌＯ）の圧力より低い圧力となるた
め、第２の弁体（１２）は第２の弁制御室（１４）側へ
移動し、第２の連通孔（５）を開口する。したがってこ
のときは、図中矢印で示した第２の配管（８）から第３
の配管（ｌＯ）への流路あるいは第３の配管（ｌＯ）か
ら第２の配管（８）への流路が形成される。

次に第２の弁制御室（１４）を高圧状態として第２の弁
体（Ｉ２〉により第２の連通孔（５）を閉じる場合の動
作について第３図を用いて説明する。電磁パイロット弁
（２０）を無通電状態とすると、バネの力によりピスト
ン（２３）を押し下げ、スライド弁（２４）によって高
圧導管（２５）と第２の圧力導管（９）を連通させると
ともに、低圧導管（２６）と第１の圧力導管（７）を連
通させる。この結果、第１の圧力導管（７）が接続され
た第１の弁制御室（１３）内の圧力は、三方弁本体（１
）に接続された第１の配管（６）、第２の配管（８）お
よび第３の配管（ｌＯ）の圧力より低い圧力となるため
、第１の弁体（１１）は第１の弁制御室（１３）側へ移
動し、第１の連通孔（４）を開口する。一方第２の圧力
導管（９）か接続された第２の弁制御室（１４）内の圧
力は、三方弁本体（１）に接続された第１の配管（６）
、第２の配管（８）および第３の配管（ｌＯ）の圧力よ
り高い圧力となるため、第２の弁体（１２）は第２の仕
切板（３）側へ移動し、第２の連通孔（５）を閉じる。

したがってこのときは図中矢印で示した第１の配管（６
）から第３の配管（１０）への流路あるいは第３の配管
（ｌＯ）から第１の配管（６）への流路が形成される。

さらに第１の弁制御室（１３）と第２の弁制御室（１０
をともに高圧状態として、第１の連通孔および第２の連
通孔を閉じる動作について第４図を用いて説明する。電
磁パイロット弁（２０）への入力端子を５０％、例えば
５０Ｖとすると電磁力およびバネの力によりピストン（
２３）は中間位置に固定され、スライド弁（２４）によ
って第１の圧力導管（７）および第２の圧力導管（９）
はともに高圧導管（２５）と連通ずる。この結果第１の
圧力導管（７）が接続された第１の弁制御室（１３）お
よび第２の圧力導管（９）が接続された第２の弁制御室
（１４）内の圧力は、三方弁本体（１）に接続された第
１の配管（６）、第２の配管（８）および第３の配管（
ｌＯ）の圧力より高い圧力となるため、第１の弁体（１
１）および第２の弁体（１２）はそれぞれ第１の仕切板
（２）側および第２の仕切板（５）側へ移動し、第１の
連通孔（４）および第２の連通孔（５）はともに閉じら
れる。

以上のように電磁パイロット弁（２０）の入力端子を３
１通り設定することによって、第１の弁体（１１）およ
び第２の弁体（１２）を制御し、３通りの動作を行なう
ことができる。

表１に各動作での電磁パイロット弁の入力電圧、各弁体
の開閉、弁制御室内圧力、を示す。

次に第５図において冷凍サイクル装置に本発明の三方弁
を用いた場合の三方弁の接続関係と動作例について説明
する。

第５図は冷凍サイクルを応用したヒートポンプ式空気調
和装置であり、（３０）は室外機で、圧縮機（３１）、
四方弁（３２）、室外熱交換器（３３Ａ）　、　（３３
Ｂ）　。

（３３Ｃ）　、膨張弁（３４）により構成されている。

（３５）は室内機で（３６）は室内熱交換器である。（
ＩＡ）と（ＩＢ）は第１と第２の三方弁本体、（６＾）
　、　（８Ａ）　。

（ＩＯＡ）及び（６Ｂ）　、　（８Ｂ）　、　（１０Ｂ
）は第１と第２の三方弁本体（ｌ＾）、（ＩＢ）に接続
された第１．第２．第３の配管、（２０Ａ）は第１の三
方弁本体（ｌ＾）に接続された電磁式パイロット弁、（
２０Ｂ）は第２の三方弁本体（ＩＢ）に接続された電磁
式パイロット弁、（２５）、（２６）　Ｉｄ　（２０Ａ
）、（２１Ａ）、（２０Ｂ）、（２１Ｂ）　（Ｄ各パイ
ロット弁の高圧導管と低圧導管であり、高圧導管（２５
）はヒートポンプ空気調和装置の最も高い圧力となる圧
縮機（１）吐出管に接続する。また低圧導管（２６）は
同装置の最も低い圧力となる圧縮機（１）吸入管に接続
する。このように構成したヒートポンプ式空気調和装置
では冷房運転、暖房運転ともに第１と第２の三方弁（Ｉ
Ａ）　、　（ＩＢ）に接続された各パイロット弁（２〇
八）　、　（２１Ａ）　、　（２０Ｂ）　、　（２１Ｂ
）に圧縮機（１）吐出管から最も高い高圧圧力と圧縮機
（１）吸入管から最も低い低圧圧力を導入きるため、各
パイロット弁の電磁コイル（２２）により弁制御室（１
３）　、　（＋４）内を第１と第２の三方弁（ＩＡ）　
。

（ＩＢ）に接続されたすべての配管の冷媒圧力より高圧
または低圧とすることによって弁体（１１）、（１２）
動作させ連通口（４）　、　（５）を開閉することがで
きる。

したがって、冷房、暖房運転ともに第１と第２の三方弁
（ｌ＾）、（ＩＢ）が接続された室外熱交換器（３３＾
）　、　（：１３Ｂ）個々に冷媒を流通したり止めたり
することができる。

なお上記実施例ではパイロット弁のピストンを電磁コイ
ルにより移動するものについて説明したが、ステッピン
グモータ等によって移動するように構成してもまったく
同様の効果か得られる。

また上記実施例では三方弁本体とパイロット弁を別々に
設けた構成としているが、これらを一体として構成して
も良く設置スペースが少なくなるという効果がある。

また上記実施例では弁制御室内の圧力を高圧とすること
によって弁体により連通孔を閉止するものについて説明
したが、第６図に示すように第１の弁体〈１１）および
第２の弁体（１２）にバネ（３７）および（３８）を設
けこのバネのカも利用して連通孔の閉止力を強化しても
よい。

さらに上記実施例では弁体によって連通孔を開閉するも
のについて説明したが、第７図に示すように、第１に弁
体（１１）により第１の配管（６）を開１２１　シ、第
２の弁体（１２ンによりｉ２の配管（８）を開閉しても
良い。

［発明の効果］ 以し説明したとおり、この発明の冷凍サイクル装置用三
方弁は、シリンダ状容器を第１．第３゜第２の空間の順
に分割する第１と第２の仕切板、第１の仕切板に設けら
れた第１と第３の空間を連通ずる第１の連通孔、 第２の仕切板に設けられた第２と第３の空間を連通ずる
第２の連通孔、 第１の空間に開口して接続された第１の配管、第２の空
間に開口して接続された第２の配管、第３の空間に開口
して接続された第３の配管、第１の空間内に設けられ第
１の配管または第１の連通孔を開閉する第１の弁体、 第２の空間内に設けられ第２の配管または第２の連通孔
を開閉する第２の弁体、 第１の弁体により第１の配管および第１の連通孔と気密
に遮断され第１の空間内に形成された第１の弁制御室、 第２の弁体により第２の配管および第２の連通孔と気密
に遮断され第２の空間内に形成された第２の弁制御室、 第１の弁制御室に開口して接続された第１の圧力導管、 第２の弁制御室に開口して接続された第２の圧力導管、 前記第１．第２．第３の配管内の圧力より高い圧力が導
入される高圧導管と前記第１．第２゜第３の配管内の圧
力より低い圧力が導入されると低圧導管とが接続され、
前記第１の圧力導管、および第２の圧力導管を介して、
第１の弁制御室および第２の弁制御室内の圧力を前記第
１．第２゜第３の配管内の圧力より高い圧力あるいは低
い圧力に選択的に切換えるパイロット弁とを設けた構成
としているので、双方向の流れの制御が可能となり、さ
らに二つの流路を同時に閉じる機能が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による冷凍サイクル用三方
弁の構成を示す断面図、第２図、第３図、第４図は第１
図の冷凍サイクル用三方弁の動作をそれぞれ示す断面図
、第５図は第１図の冷凍サイクル用三方弁を用いたヒー
トポンプ式空気調和装置の構成例を示す図、第６図、第
７図は、この発明の他の実施例をそれぞれ示す断面図、
第８図は従来の冷凍サイクル用三方弁の構成を示す断面
図である。 （１）はシリンダ状の三方弁本体、（２）　、　（３）
は第１と第２の仕切板、（４）　、　（５）は第１と第
２の連通孔、（６）　、　（８）　、　（１０）は第１
．第２．第３の配管、（７）　、　（９）は第１と第２
の圧力導管、（ＩＩ）、（１２）は第１と第２の弁体、
（１３）　、　（１４）は第１と第２の弁制御室、（２
０）は電磁パイロット弁、（２５）は高圧導管、（２６
）は低圧導管である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリンダ状容器を３つの空間に分割する第１と第２の仕
   切板、 第１の仕切板と容器側板により形成される 第１の空間、 第２の仕切板と容器側板により形成される 第２の空間、 第１の仕切板と第２の仕切板により形成される第３の空
   間、 第１の仕切板に設けられた第１と第３の空間を連通する
   第１の連通孔、 第２の仕切板に設けられた第２と第３の空間を連通する
   第２の連通孔、 第１の空間に開口して接続された第１の配管、第２の空
   間に開口して接続された第２の配管、第３の空間に開口
   して接続された第３の配管、第１の空間内に設けられ第
   １の配管または 第１の連通孔を開閉する第１の弁体、 第２の空間内に設けられ第２の配管または 第２の連通孔を開閉する第２の弁体、 第１の弁体により第１の配管および第１の連通孔と気密
   に遮断され第１の空間内に形成された第１の弁制御室、 第２の弁体により第２の配管および第２の連通孔と気密
   に遮断され第２の空間内に形成された第２の弁制御室、 第１の弁制御室に開口して接続された第１の圧力導管、 第２の弁制御室に開口して接続された第２の圧力導管、 前記第１，第２，第３の配管内の圧力より高い圧力が導
   入される高圧導管と前記第１，第２，第３に配管内の圧
   力より低い圧力が導入される低圧導管とが接続され、前
   記第１の圧力導管、および第２の圧力導管を介して、第
   １の弁制御室および第２の弁制御室内の圧力を前記第１
   ，第２，第３の配管内の圧力より高い圧力あるいは低い
   圧力に選択的に切換えるパイロット弁を設けたことを特
   徴とする冷凍サイクル装置用三方弁。