JPH0571659A - 双方向電磁弁 - Google Patents

双方向電磁弁

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JPH0571659A
JPH0571659A JP3235965A JP23596591A JPH0571659A JP H0571659 A JPH0571659 A JP H0571659A JP 3235965 A JP3235965 A JP 3235965A JP 23596591 A JP23596591 A JP 23596591A JP H0571659 A JPH0571659 A JP H0571659A
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Hisashi Komaki
久司 古牧
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Abstract

(57)【要約】 【目的】流体の流通方向が正逆いずれであっても殆ど圧
損を生ずることなしに、全く同様の操作によって大量の
流体の流通を安定に制御することができる双方向電磁弁
を提供する。 【構成】第1流体通路と連通する筒状弁室の底部に径が
該弁室よりも小な第2流体通路が開口する主弁座を設
け、弁室を背圧室と主流路とに分割するように弁室内に
ピストン状の主弁体を摺動自在に嵌装し、主弁体内に主
流路から背圧室への流入を許容する第1逆止弁を備えた
第1漏洩流路と第2流体通路から背圧室への流入を許容
する第2逆止弁を備えた第2漏洩流路とを設け、背圧室
から主流路または第2流体通路への流出を許容する背圧
開放流路とを設けると共に、背圧開放流路を開放できる
電磁作動の副弁体または弁開部材を設け、かつ主弁体を
主弁座から離す方向に付勢する主弁ばねを設けて双方向
電磁弁を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヒートポンプ型の空調装
置における冷媒制御用の電磁弁に関し、特に冷暖房用空
調装置において冷媒流通方向の逆転の際にも全く同様に
作動する双方向電磁弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、冷暖房用空調装置としてヒートポ
ンプ型冷凍回路を備えたものが広く用いられており、1
個の圧縮装置からの冷媒を複数室に分配して個別に冷暖
房を行なう、いわゆるマルチ型の空調装置が増加してき
ている。このようなマルチ型の空調装置において、室毎
の冷房と暖房とを同時に並行して行なうために室内ユニ
ットと室外ユニットとを3本の配管で結んだ図4に示す
ような3配管型の装置が利用されている。
【0003】この装置にあっては、室内ユニットI毎に
冷暖切替え用の一組の電磁弁a,bが設けられており、
冷房時には吐出ガスラインAに通ずる電磁弁aを閉じて
吸入ガスラインBに通ずる電磁弁bを開くことにより液
ラインCから液状冷媒を室内用熱交換器Eに導入して吸
入ガスラインBに送出し、また暖房時には吐出ガスライ
ンAに通ずる電磁弁aを開いて吸入ガスラインBに通ず
る電磁弁bを閉じることにより吸入ガスラインBから熱
ガス冷媒を室内用熱交換器Eに導入して液状冷媒を液ラ
インCに送出するようにしている。ここでOは室外ユニ
ット、Mは圧縮機である。
【0004】しかしこの方式では配管の長さが長くなっ
て設備費用が嵩む問題があるほか、暖房室内ユニットで
得られた液状冷媒を冷房室内ユニットで利用するにあた
って熱効率のバランスを取るのが容易でないという問題
もあるので、室内ユニットIと室外ユニットOとの間に
分流ユニットを設けて、室外ユニットOと分流ユニット
Rとの間及び分流ユニットRとそれぞれの室内ユニット
Iの間をいずれも2本の配管で結んだ図5に示すような
装置が提案された。この装置では室外ユニットOに設け
られた四方弁Dによって室外ユニットOと分流ユニット
Rとの間の配管は高圧と低圧とに転換されるようになっ
ており、分流ユニットRと室内ユニットIとの間の配管
も一方は液状冷媒であるが他方は高圧ガスと低圧ガスと
に転換されることになるので、分流ユニットRに設けら
れる電磁弁は流れの方向が逆転しても全く同様に大流量
の流体制御ができる双方向型の電磁弁であることが必要
となっている。
【0005】このような場合に利用可能な従来の双方向
型電磁弁には、例えば特開昭49−30917号に開示
されたもの(図6)や実開昭49−5716号に開示さ
れたもの(図7)などがある。しかしこれらの弁にあっ
ては、いずれも被制御流体の流量を大きく取ることがで
きず、また被制御流体が逆方向に流れるときは弁閉ばね
αによって弁座βに押しつけられている弁体γを被制御
流体の圧力によって押し開けるように構成されているた
めに、1次圧と2次圧との間に少なくとも0.15〜
0.2kgf/cm2 の差圧がないと弁が全開せず、この圧損
が空調装置のエネルギー効率を改善するうえでの制約と
なっていた。そしてこの圧損を少なくするために弁閉ば
ねを弱いものとすると、特に流量が少ないときに弁の動
作が不安定となり異音が発生するという問題があり、双
方向型電磁弁での圧損の低減には限度があるとされてい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
のような従来技術による双方向型電磁弁における被制御
流体の流量を大きく取ることができず、しかも被制御流
体の圧損を小さくすることができないという欠点を解消
して、流体の流通方向が正逆いずれであっても殆ど圧損
を生ずることなしに、全く同様の操作によって大量の流
体の流通を安定に制御することができる双方向電磁弁を
提供することを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
第1流体通路と連通する筒状弁室の底部に径が該弁室よ
りも小な第2流体通路が開口する主弁座を設け、該弁室
を背圧室と主流路とに分割するように該弁室内にピスト
ン状の主弁体を摺動自在に嵌装し、該主弁体内に該主流
路から該背圧室への流入を許容する第1逆止弁を備えた
第1漏洩流路と該第2流体通路から該背圧室への流入を
許容する第2逆止弁を備えた第2漏洩流路と該背圧室か
ら該主流路への流出を許容する第3逆止弁及び該背圧室
から該第2流体通路への流出を許容する第4逆止弁を備
えた背圧開放流路とを設けると共に、該背圧開放流路の
背圧室側開口部に形成された副弁座を開閉できる電磁作
動の副弁体を該主弁体と同軸上に設け、かつ該主弁体を
該主弁座から離す方向に付勢する主弁ばねを設けたこと
を特徴とする双方向電磁弁によって達成することができ
る。
【0008】更にはまた、第1流体通路と連通する筒状
弁室の底部に径が該弁室よりも小な第2流体通路が開口
する主弁座を設け、該弁室を背圧室と主流路とに分割す
るように該弁室内にピストン状の主弁体を摺動自在に嵌
装し、該主弁体内に該主流路から該背圧室への流入を許
容する第1逆止弁を備えた第1漏洩流路と該第2流体通
路から該背圧室への流入を許容する第2逆止弁を備えた
第2漏洩流路とを設けると共に、該第1及び第2逆止弁
を同時に開放できる弁開部材を備えた電磁作動のプラン
ジャを設け、かつ該主弁体を該主弁座から離す方向に付
勢する主弁ばねを設けたことを特徴とする双方向電磁弁
によっても達成することができる。
【0009】
【作用】本発明の双方向電磁弁は、弁閉時には被制御流
体の一次圧が背圧室に加わることによって主弁体が主弁
座に圧着されるが、弁開時には電磁作動のプランジャに
よって背圧室内の流体圧力が主弁体に設けられた流路を
通じて低圧側に開放されるもので、この際の主弁ばねの
作用により被制御流体の一次圧と二次圧の差がなくても
主弁体が全開する。従って、大量の流体を殆ど圧損の発
生なしに流通させることができる。
【0010】
【実施例】
(第1実施例)本発明の双方向電磁弁の第1実施例を図
1により説明する。図1において、1は弁本体であり、
第1流体通路2aと連通する筒状弁室1aの底部には主
弁座1bが設けられていて、ここに第2流体通路2bが
開口している。又弁室1aにはピストン状の主弁体3が
摺動自在に嵌装されており、弁室1aを背圧室1cと主
流路1dとに分割している。ここで主弁座1bの径は弁
室1aの径よりも小さいから、主弁体3が主弁座1bに
着座しているときにも主流路1d内の圧力が主弁体3の
底面にかかるようになっている。
【0011】主弁体3には、ボール状の逆止弁体3aと
第1逆止弁座3b及び第2逆止弁座3eとを備えた複合
逆止弁が設けられており、逆止弁体3aと第1逆止弁座
3bとで主流路1d内の流体が第1漏洩流路3cを経て
背圧室1cへ流入することはできるが、逆に背圧室1c
から主流路1dへ向かっては流出することができないよ
うな第1逆止弁を構成し、また逆止弁体3aと第2逆止
弁座3eとで第2流体通路2b内の流体が第2漏洩流路
3fを経て背圧室1cへ流入することはできるが、逆に
背圧室1cから第2流体通路2bへ向かっては流出する
ことができないような第2逆止弁を構成している。
【0012】更に主弁体3には、背圧室1cから主流路
1dと第2流体通路2bとに向かう背圧開放流路3gが
設けられており、背圧開放流路3g内の流体が主流路1
dへ向かって流出することはできるが、逆に主流路1d
から背圧開放流路3gへ向かっては流入することができ
ない第3逆止弁3h、及び背圧開放流路3g内の流体が
第2流体通路2bへ向かって流出することはできるが、
逆に第2流体通路2bから背圧開放流路3gへ向かって
は流入することができない第4逆止弁3iが、それぞれ
設けられている。そして背圧開放流路3gの背圧室側開
口部には副弁座3jが形成されている。なお、3kは弁
室1aの内側壁と主弁体3の外側壁との間を流体が漏洩
しないようにシールするパッキンである。
【0013】4は電磁コイル5により電磁作動するプラ
ンジャであり、プランジャ4の先端部に副弁座3jを開
閉できる副弁体4aが主弁体3と同軸となるよう設けら
れている。また6は主弁体3を主弁座1bから離す方向
に付勢する主弁ばねであり、7は副弁体4aを副弁座3
jに向けて付勢するプランジャばねである。
【0014】この弁において第1流体通路2aから流体
が供給されるとき、電磁コイル5が無通電状態にあると
副弁体4aが副弁座3jを閉じていると同時に主弁体3
も主弁座1bに接している。そうすると主流路1d内の
流体が第1漏洩流路3cから第1逆止弁座3bを経て背
圧室1cへ流入するが、このとき逆止弁体3aは第2逆
止弁座3eに押しつけられているから、流体は第2流体
通路2bへは流出できない。従って背圧室1c内の圧力
は主流路1b内の圧力と等しくなって、第1流体通路2
aと第2流体通路2bとの差圧に主弁座1bの面積を乗
じた力によって主弁体3が主弁座1bに圧着される。た
だし、このときの主弁ばね6の力はプランジャばね7の
力より大きいように構成されていることが必要である。
【0015】次に電磁コイル5に通電すると副弁体4a
が副弁座3jから離れ、背圧室1c内の流体は背圧開放
流路3g及び第4逆止弁3iを経て第2流体通路2bへ
向かって流出するから、背圧室1c内の圧力は第2流体
通路2b内の圧力に近づき、背圧室1cと主流路1dと
の差圧に主弁体3と主弁座1bとの面積差を乗じた力と
主弁ばね6の付勢力との合力によって主弁体3が主弁座
1bから離れることになる。そうすると背圧室1cと主
流路1dとの差圧に主弁体3の断面積を乗じた力と主弁
ばね6の付勢力との合力によって主弁体3が全開するに
至る。この際背圧室1cと主流路1dとの差圧が殆ど零
となっても、主弁ばね6の付勢力のために主弁体3は安
定した全開状態を維持するものである。
【0016】また上記とは逆に、第2流体通路2bから
流体が供給されるとき、電磁コイル5が無通電状態にあ
ると副弁体4aが副弁座3jを閉じていると同時に主弁
体3も主弁座1bに接しているから、第2流体通路2b
内の流体が第2漏洩流路3fから第2逆止弁座3eを経
て背圧室1cへ流入する。このとき逆止弁体3aは第1
逆止弁座3bに押しつけられており、流体は主流路1d
へ流出できない。従って背圧室1c内の圧力は第2流体
通路2b内の圧力と等しくなって、第2流体通路2bと
第1流体通路2aとの差圧に主弁体3と主弁座1bとの
面積差を乗じた力によって主弁体3が主弁座1bに圧着
される。
【0017】次に電磁コイル5に通電すると副弁体4a
が副弁座3jから離れ、背圧室1c内の流体は背圧開放
流路3g及び第3逆止弁3hを経て主流路1dへ向かっ
て流出するから、背圧室1c内の圧力は主流路1d内の
圧力に近づき、背圧室1cと第2流体通路2bとの差圧
に主弁座1bの断面積を乗じた力と主弁ばね6の付勢力
との合力によって主弁体3が全開するに至る。この際背
圧室1cと主流路1dとの差圧が殆ど零に近くなって
も、主弁ばね6の付勢力のために主弁体3は安定した全
開状態を維持するものである。
【0018】(第2実施例)本発明の双方向電磁弁の第
2実施例の縦断面図を、図2(a)及び(b)に示す。
なお同図の(b)は、(a)の断面に対して直角方向に
切断した主弁体部分の縦断面図である。図2において、
11は弁本体であり、第1流体通路12aと連通する筒
状弁室11aの底部には主弁座11bが設けられてい
て、ここに第2流体通路12bが開口していることは第
1実施例と同様である。又弁室11aにはピストン状の
主弁体13が摺動自在に嵌装されていて、弁室11aを
背圧室11cと主流路11dとに分割していることなど
も第1実施例と同様である。
【0019】主弁体13には、第1逆止弁13aを備え
た第1漏洩流路13bと、第2逆止弁13cを備えた第
2漏洩流路13dとが設けられており、主流路11d内
の流体が第1漏洩流路13bを経て背圧室11cへ流入
することはできるが、逆に背圧室11cから主流路11
dへ向かっては流出することができないように構成さ
れ、また第2流体通路12b内の流体が第2漏洩流路1
3dを経て背圧室11cへ流入することはできるが、逆
に背圧室11cから第2流体通路12bへ向かっては流
出することができないように構成されている。
【0020】また主弁体13には第1実施例と同様に、
背圧室11cから主流路11dと第2流体通路12bと
に向かう背圧開放流路13eが設けられており、背圧開
放流路13e内の流体が主流路11dへ向かって流出す
ることはできるが、逆に主流路11bから背圧開放流路
13eへ向かっては流入することができない第3逆止弁
13f、及び背圧開放流路13e内の流体が第2流体通
路12bへ向かって流出することはできるが、逆に第2
流体通路12bから背圧開放流路13eへ向かっては流
入することができない第4逆止弁13gが、それぞれ設
けられている。更に背圧開放流路13eの背圧室側開口
部に副弁座13hが形成されていることも第1実施例と
同様である。なお、13iは弁室11aの内側壁と主弁
体13の外側壁との間を流体が漏洩しないようにシール
するパッキンである。
【0021】また、電磁コイル15により電磁作動する
プランジャ14の先端部に副弁座13hを開閉すること
ができる副弁体14aが設けられており、主弁体13を
主弁座11bから離す方向に付勢する主弁ばね16及び
副弁体14aを副弁座13hに向けて付勢するプランジ
ャばね17が設けられていることも、第1実施例と同様
である。
【0022】この弁においては、第1逆止弁13aを備
えた第1漏洩流路13bと第2逆止弁13cを備えた第
2漏洩流路13dとが独立して設けられている点が第1
実施例と異なっているが、その他の構成は第1実施例と
殆ど同様であり、作動の状況も第1実施例と同様であ
る。
【0023】(第3実施例)本発明の双方向電磁弁の第
3実施例の縦断面図を図3に示す。図3において、21
は弁本体であり、第1流体通路22aと連通する筒状弁
室21aの底部には主弁座21bが設けられていて、こ
こに第2流体通路22bが開口していることは第1実施
例と同様である。又弁室21aにはピストン状の主弁体
23が摺動自在に嵌装されていて、弁室21aを背圧室
21cと主流路21dとに分割していることなども第1
実施例と同様である。
【0024】主弁体23には、第1逆止弁23aを備え
た第1漏洩流路23bと、第2逆止弁23cを備えた第
2漏洩流路23dとが設けられており、主流路21d内
の流体が第1漏洩流路23bを経て背圧室21cへ流入
することはできるが、逆に背圧室21cから主流路21
dへ向かっては流出することができないように構成さ
れ、また第2流体通路22b内の流体が第2漏洩流路2
3dを経て背圧室21cへ流入することはできるが、逆
に背圧室21cから第2流体通路22bへ向かっては流
出することができないように構成されている。
【0025】また、電磁コイル25により電磁作動する
プランジャ24が主弁体23と同軸となるよう設けられ
ており、プランジャ24の先端部には第1逆止弁23a
及び第2逆止弁23cの後端に形成された係止段部23
e及び23fに係合する弁開部材24aが設けられてい
て、プランジャ24が電磁コイル25に吸引されたとき
には第1逆止弁23a及び第2逆止弁23cが共に開放
されるように構成されている。ここで23gは第2漏洩
流路23dに設けられて背圧室21cへ流入する流量を
制限する絞り弁である。また26は主弁体23を主弁座
21bから離す方向に付勢する主弁ばねであり、27は
弁開部材24aを主弁体23に向けて付勢しているプラ
ンジャばねである。
【0026】この弁において、電磁コイル25が無通電
状態にあるときは、弁開部材24aが係止段部23e及
び23fとの係合から外れており、第1逆止弁23a及
び第2逆止弁23cはいずれも正規の作動状態にある。
従って第1流体通路22aから流体が供給されるときに
は主流路21d内の流体が第1漏洩流路23bから第1
逆止弁座23aを経て背圧室21cへ流入するが、背圧
室21cから第2流体通路22bへは流出できない。従
って第1実施例の場合と同様に、背圧室21c内の圧力
は主流路21b内の圧力と等しくなって、第1流体通路
22aと第2流体通路22bとの差圧に主弁座1bの面
積を乗じた力によって主弁体3が主弁座1bに圧着され
る。
【0027】次に電磁コイル25に通電すると弁開部材
24aが係止段部23e及び23fと係合して第1逆止
弁23a及び第2逆止弁23cを引き上げる結果、これ
らの逆止弁23a及び23cはいずれも開放状態とな
り、背圧室21c内の圧力は第2流体通路22b内の圧
力に近づき、第1実施例の場合と同様に主弁体23が主
弁座21bから離れることになる。そうすると背圧室2
1cと主流路21dとの差圧に主弁体23の断面積を乗
じた力と主弁ばね26の付勢力との合力によって主弁体
23が全開するに至り、主弁ばね26の付勢力のために
主弁体23は安定した全開状態を維持することも第1実
施例の場合と同様である。
【0028】また上記とは逆に、第2流体通路22bか
ら流体が供給されるときには、背圧室21c内に第2流
体通路22bから流入する。そして、電磁コイル25に
通電することにより背圧室21c内の流体が主流路21
dへ流出するから、背圧室21c内の圧力は主流路21
d内の圧力に近づき、背圧室21cと第2流体通路22
bとの差圧に主弁座21bの断面積を乗じた力と主弁ば
ね26の付勢力との合力によって主弁体23が開くに至
る。こうして主弁体23は主弁ばね26の付勢力のため
に安定した全開状態を維持するものである。
【0029】
【発明の効果】本発明双方向電磁弁は、上記のような構
成を備えているパイロット型の電磁弁であるので、一次
側と二次側とが非対称な構造を有しながら流体の流通方
向が逆転しても全く同様に作動し、その流体制御特性が
対称的であって流体の流通方向の如何にかかわらず圧損
が殆ど生じないという特長を有している。しかも主弁体
の構造を除いてその他の部品は通常の電磁弁に使用され
るものを殆どそのまま流用することができる特長があ
り、量産に有利であり経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の双方向電磁弁の第1実施例の縦断面を
示す構造図である。
【図2】本発明の双方向電磁弁の第2実施例の縦断面を
示す構造図である。
【図3】本発明の双方向電磁弁の第3実施例の縦断面を
示す構造図である。
【図4】同時冷暖房型の空調システムにおける3配管式
の冷凍回路図である。
【図5】同時冷暖房型の空調システムにおける2配管式
の冷凍回路図である。
【図6】従来技術の双方向電磁弁の例の縦断面を示す構
造図である。
【図7】従来技術の双方向電磁弁の別な例の縦断面を示
す構造図である。
【符号の説明】
1、11、21 弁本体 1a、11a、21a 弁室 1b、11b、21b 主弁座 1c、11c、21c 背圧室 1d、11d、21d 主流路 2a、12a、22a 第1流体通路 2b、12b、22b 第2流体通路 3、13、23 主弁体 3a 逆止弁体 3b 第1逆止弁座 3c 第1漏洩通路 3e 第2逆止弁座 3f 第2漏洩流路 3g 背圧開放流路 3h 第3逆止弁 3i 第4逆止弁 3j 副弁座 3k パッキン 13a 第1逆止弁 13b 第1漏洩通路 13c 第2逆止弁 13d 第2漏洩通路 13e 背圧開放流路 13f 第3逆止弁 13g 第4逆止弁 13h 副弁座 13i パッキン 23a 第1逆止弁 23b 第1漏洩通路 23c 第2逆止弁 23d 第2漏洩通路 23e、23f 係止段部 23g 絞り弁 4、14、24 プランジャ 4a、14a 副弁体 24a 弁開部材 5、15、25 電磁コイル 6、16、26 主弁ばね 7、17、27 プランジャばね α 弁閉ばね β 弁座 γ 弁体 A 吐出ガスライン B 吸入ガスライン C 液ライン D 四方弁 E 室内用熱交換器 I 室内ユニット M 圧縮機 O 室外ユニット R 分流ユニット a、b 電磁弁
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年10月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】また、電磁コイル25により電磁作動する
プランジャ24が主弁体23と同軸となるよう設けられ
ており、プランジャ24の先端部には第1逆止弁23a
及び第2逆止弁23cの後端に形成された係止段部23
e及び23fに係合する弁開部材24aが設けられてい
て、プランジャ24が電磁コイル25に吸引されたとき
には第1逆止弁23a及び第2逆止弁23cが共に開放
されるように構成されている。ここで23gは第2漏洩
流路23dに設けられて背圧室21cへ流入する流量を
制限するが、逆方向の流量を制限しない絞り弁である。
また26は主弁体23を主弁座21bから離す方向に付
勢する主弁ばねであり、27は弁開部材24aを主弁体
23に向けて付勢しているプランジャばねである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1流体通路と連通する筒状弁室の底部
    に径が該弁室よりも小な第2流体通路が開口する主弁座
    を設け、該弁室を背圧室と主流路とに分割するように該
    弁室内にピストン状の主弁体を摺動自在に嵌装し、該主
    弁体内に該主流路から該背圧室への流入を許容する第1
    逆止弁を備えた第1漏洩流路と該第2流体通路から該背
    圧室への流入を許容する第2逆止弁を備えた第2漏洩流
    路と該背圧室から該主流路への流出を許容する第3逆止
    弁及び該背圧室から該第2流体通路への流出を許容する
    第4逆止弁を備えた背圧開放流路とを設けると共に、該
    背圧開放流路の背圧室側開口部に形成された副弁座を開
    閉できる電磁作動の副弁体を該主弁体と同軸上に設け、
    かつ該主弁体を該主弁座から離す方向に付勢する主弁ば
    ねを設けたことを特徴とする双方向電磁弁。
  2. 【請求項2】 第1流体通路と連通する筒状弁室の底部
    に径が該弁室よりも小な第2流体通路が開口する主弁座
    を設け、該弁室を背圧室と主流路とに分割するように該
    弁室内にピストン状の主弁体を摺動自在に嵌装し、該主
    弁体内に該主流路から該背圧室への流入を許容する第1
    逆止弁を備えた第1漏洩流路と該第2流体通路から該背
    圧室への流入を許容する第2逆止弁を備えた第2漏洩流
    路とを設けると共に、該第1及び第2逆止弁を同時に開
    放できる弁開部材を備えた電磁作動のプランジャを設
    け、かつ該主弁体を該主弁座から離す方向に付勢する主
    弁ばねを設けたことを特徴とする双方向電磁弁。
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