JPH0694335A - 可逆型膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 膨張弁と逆止弁を一体化して、配管が複雑に
なることを防止し、弁体内に一本の連通路を設けるのみ
で膨張弁と逆止弁を配置する。 【構成】 弁本体１の第１室４と第２室５間の連通路に
中心開口７とその周囲に設けた周辺開口７’とを備えた
シート６を固定し、圧力応動のダイヤフラム３３で作動
し、前記シート６の中心開口７を開閉して流量を制御す
る主弁２１と、前記周辺開口７’を開閉する逆止弁２０
とを備えたもの及びシートの中央に突出部を設け、該突
出部に係止する中央孔を備えたホルダーを設け、ホルダ
ーの脚を弁本体１の受部に当接させ、逆止弁２０にはシ
ートの中央突出部に嵌合し摺動する孔を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷暖房兼用の空気調和機
の冷媒制御に用いる可逆型膨張弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷暖房兼用の空気調和機の配管等
に用いる膨張弁においては、冷房時と暖房時とで動作流
体の流れ方向が異なるようにし、可逆的に構成してあ
る。

【０００３】そのため従来のヒートポンプ回路等におい
ては、例えば第８図に示すように、空気調和機のヒート
ポンプ回路は、圧縮機６１、四方弁６２、室外側熱交換
器６３、暖房用膨張弁６４と逆止弁６５との並列回路、
冷房用膨張弁６６と逆止弁６７との並列回路、室内側熱
交換器６８とが順次接続され、暖房用膨張弁６４には室
外側熱交換器６３と四方弁６２との間に感温筒６９、冷
房用膨張弁６６には室内側熱交換器６８と四方弁６２と
の間に感温筒７０を設け、それぞれの膨張弁６４，６６
のダイヤフラムの上側にかかる下向きの力を加える。

【０００４】また、暖房用膨張弁６４には室外側熱交換
器６３と四方弁６２との間から均圧管７１を分岐させ、
冷房用膨張弁６６には室内側熱交換器６８と四方弁６２
との間から均圧管７２を分岐させてそれぞれの膨張弁６
４，６６のダイヤフラムの下側に上向きの力を与える。

【０００５】このようなヒートポンプ回路において、冷
房時には、第８図実線矢印で示すように、圧縮機６１か
ら吐出された冷媒は、四方弁６２より室外側熱交換器６
３に流入して凝縮される。凝縮された液冷媒は、逆止弁
６５、冷房用膨張弁６６を通って室内側熱交換器６８に
流入して蒸発し、蒸発したガス冷媒は、四方弁６２より
圧縮機６１に吸い込まれる。

【０００６】一方、暖房運転時には、四方弁６２が反転
され、冷媒は、破線の矢印で示すように、圧縮機６１、
四方弁６２、室内側熱交換器６８、逆止弁６７、暖房用
膨張弁６４、室外側熱交換器６３、四方弁６２、圧縮機
６１の順で流れる。

【０００７】そして、冷房運転時は、図中実線の矢印の
方向に冷媒を流すことにより冷房用膨張弁６６で冷媒を
制御量だけ膨脹させるのに対し、暖房運転時は図中点線
矢印で示すように、冷房用膨張弁６６を通さないでバイ
パス管７３を通している。したがって冷房時に冷媒がこ
のバイパス管７３を流れないようにするため逆止弁６７
を設け、膨張弁６６と逆止弁６７の並列回路を用いる。

【０００８】同様に暖房運転時は、図中破線の矢印の方
向に冷媒を流すことにより暖房用膨張弁６４で冷媒を制
御量だけ膨脹させるのに対し、冷房運転時は図中実線矢
印で示すように、暖房用膨張弁６４を通さないでバイパ
ス管７４を通している。したがって暖房時に冷媒がこの
バイパス管７４を流れないようにするため逆止弁６５を
設け、膨張弁６４と逆止弁６５の並列回路を用いる。

【０００９】この並列回路を構成するに際し、全く別個
の配管を用いる場合と、１個の弁体内に両者を組み込む
場合とがある。１個の弁体内に両者を組み込む場合に
は、例えば実開昭５０−１５６４７号公報に示されるよ
うに、制御流体圧で作動するダイアフラムによって膨張
弁を開閉し、膨張弁で開閉される入口室と出口室間に膨
張弁のバイパス通路を弁体内に形成し、この通路に逆止
弁を組み込むことが行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
ては、膨張弁と別体に形成した管路に逆止弁を設けたも
のは、配管が複雑となり設備費が嵩むうえ、取付け空間
も大きくなる欠点を有する。また、１個の弁体内に膨張
弁とその弁をバイパスする弁体内通路に逆止弁を設けた
ものにおいては、膨張弁で開閉する通路のほかに逆止弁
で開閉される通路を作らなければならず、加工が複雑と
なり、また逆止弁開放時の状態で膨張弁を開くと、流れ
が乱れて異常音を発生する等の問題を生じていた。

【００１１】また、従来から用いられている膨張弁を使
用した冷房専用装置を冷暖房兼用装置として用いる際に
は、この膨張弁に替えて上記逆止弁付膨張弁を用いる
時、逆止弁付膨張弁は通常の膨張弁より大型化するた
め、装置内に組付けスペースがなくなり、装置内の種々
の部品替えを行なう必要を生ずる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来のもの
の欠点を解消するため、弁体の第１室と第２室間の連通
路に、中心開口とその周囲に設けた周辺開口とを備えた
シートを固定し、圧力応動のダイヤフラムで作動し中心
開口を開閉して流量を制御する主弁と、周辺開口を開閉
する逆止弁を備えた可逆型膨張弁及びシートの中央に突
出段部を設け、該突出段部に係止する中央孔を備えたホ
ルダーを設け、該ホルダーの脚を弁本体の受部に当接さ
せ、逆止弁にはシートの中央突出部に嵌合し摺動する孔
を設けたものであり、それにより簡単な構造で弁体内に
逆止弁と膨張弁を備えるようにしたものである。

【００１３】

【作 用】本発明は上記のように構成したので、膨張
弁として作動する時には、ダイヤフラムに作用する圧力
でシートの中央開口に対する主弁の開閉量を制御し、こ
の時、逆止弁は冷媒の差圧でシートの周縁開口を閉じ
る。一方、冷媒を逆方向に流す時には膨張弁は主弁の開
閉量を制御しながら冷媒の差圧で逆止弁は開き、冷媒を
自由に流通させる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に沿って説明する。

【００１５】第１図に示すように、弁本体１には第１開
口２と第２開口３を設け、第１開口２に連通する第１室
４と第２開口３に連通する第２室５間の連通路にはシー
ト６を設ける。第３図に示すように、シート６は第１室
４と第２室５間を連通する中心開口７と、この周囲を囲
むように多数配置した周辺開口７’とを備える。

【００１６】中心開口７の下端周縁には第１シート部８
を、その上端周縁には第２シート部９を、また周辺開口
７’の列の外周縁には第３シート部１０を各々設ける。
シート６の上面１１には環状溝１２を設け、この環状溝
１２には第３図に示すようなホルダー１３の脚１４を嵌
合する。ホルダー１３の上面１５の中央には中央開口１
６を設けるとともに、上面の周縁切欠き部１７から下方
に延びるストッパー１８を設ける。

【００１７】このようにしてなるホルダー１３の脚１４
が、シート６上面１１の溝１２に嵌合する時、脚１４内
でシート６の上面１１に位置する部分に、中心孔１９を
備えた薄い円板からなる逆止弁２０を配置する。この逆
止弁２０は、ホルダ１３の脚１４にガイドされて上下動
し、その下面周縁部はシート６の第３シート部１０に、
また下面の中心孔１９周縁部は第２シート部９に対して
各々均一に密着し、逆止弁２０の上面は逆止弁２０が開
放する時ホルダー１３のストッパ１８の下端に当接す
る。

【００１８】第２シート部９と第３シート部１０は同軸
上に形成されており、また逆止弁２０は０．５ｍｍ程度
の薄い円板からなっている。逆止弁２０の閉止の必要時
は、第２室５より第１室４の圧力が高いため、この圧力
により逆止弁２０は第２シート９部と第３シート部１０
により密着し閉止が確実に行なわれる。

【００１９】上記シート６の中心開口７，逆止弁２０の
中央開口１９及びホルダー１３の中心孔１６を各々貫通
する連結棒２９の下端には主弁２１を固定し、上端は当
金２２に当接する。主弁２１にはバネ受２３が固定さ
れ、本体１の下部に設けたボトムキャップ２４の中心孔
を貫通する調整スピンドル２５に固定した下ばね受け２
６との間に調整バネ２７を圧縮状態で介在させる。

【００２０】調整スピンドル２５の外周に位置するボト
ムキャップ２４の中心孔間には、ガスのシールのためＶ
型下座金２８，Ｖ型パッキン３０，Ｖ型上座金３１を設
ける。ボトムキャップ２４の下端には調整スピンドル２
５の下端部を覆うようにシールキャップ３２を設ける。
当金２２はダイヤフラム３３の下端面に当接し、ダイヤ
フラム３３は本体１の上部に固定した下蓋３４とキャピ
ラリチューブ３５を連結固定した上蓋３６の周縁当接部
に挾持されて保持される。

【００２１】連結棒２９とこの連結捧が貫通する本体１
との間にはシールバネ３７を圧縮状態で介在させ、その
圧縮力によってホルダ１３を下方に押圧してホルダ１３
の脚１４がシート６の溝１２内に嵌合して動かないよう
にすると共に、シールパッキン３８を押圧してシール効
果を高める。

【００２２】ダイヤフラム３３の上面の作動室３９と感
温筒４０とはキャピラリチューブ３５によって連通さ
れ、感温筒４０内の作動ガス圧力をキャピラリーチュー
ブ３５を介して作動室３９に伝え、ダイヤフラム３３を
駆動する。一方、ダイヤフラム３３の下面は蒸発器に連
通する均圧管４１に接続する。これによりダイヤフラム
３３の上面にかかる感温筒４０内の圧力である下向きの
力とダイヤフラム３３の下面にかかる調節バネ２７の力
と均圧管４１からの蒸発器内の圧力との和である上向き
の力によってダイヤフラム３３が上下動して連結棒２９
に連動され、主弁２１が開閉する過熱度制御をしてい
る。

【００２３】そして、逆止弁２０は、通常時はその重力
によってシート６の第２シート部９と第３シート部１０
と当接して周縁開口７’を密封し、逆止弁２０の中心孔
１９はシート６の中心開口７と連通する。また、主弁２
１は、通常時は調整バネ２７によりシート６の第１シー
ト部８と当接してシート６の中心開口７を密閉し、ダイ
ヤフラム３３の作動室３９の圧力が感温筒４０内の作動
ガス圧力の上昇に応じて上昇した時、蒸発器圧力である
均圧管４１の圧力と調整バネ２７の力とに抗してダイヤ
フラム３３，当金２２，連結棒２９を介して主弁２１を
押し下げて開放する。

【００２４】上記逆止弁付膨張弁を備えたものにおい
て、第４図に示すように、空気調和機のヒートポンプ回
路は、圧縮機４２、四方弁４３、室外側熱交換器４４、
暖房用膨張弁４５、冷房用膨張弁４６、室内側熱交換器
４７とが順次接続され、暖房用膨張弁４５には室外側熱
交換器４４と四方弁４３との間に感温筒４８、冷房用膨
張弁４６には室内側熱交換器４７と四方弁４３との間に
感温筒４０を設け、それぞれの膨張弁４５，４６のダイ
ヤフラム３３の上側にかかる下向きの力を加える。

【００２５】また、暖房用膨張弁４５には室外側熱交換
器４４と四方弁４３との間から均圧管４９を分岐させ、
冷房用膨張弁４６には室内側熱交換器４７と四方弁４３
との間から均圧管４１を分岐させてそれぞれの膨張弁４
５，４６のダイヤフラム３３の下側に上向きの力を与え
る。

【００２６】このようなヒートポンプ回路において、冷
房運転時には、実線の矢印で示すように、圧縮機４２か
ら吐出された冷媒は、四方弁４３より室外側熱交換器４
４に流入して凝縮される。凝縮された液冷媒は、第２図
に示すように暖房用流量制御弁４５における第２開口３
からの冷媒流体は、第１室４と第２室５との冷媒の差圧
によって第２室５からシート６の周縁開口７’から逆止
弁２０をストッパ１８に当接するまで押し上げ、ホルダ
１３の脚部１４間の間隙及び各所の間隙を通って第１室
４に入り、第１開口２から流出する。このようにして第
２開口３から第１開口２に冷媒流体が流れる時には、逆
止弁２０は主弁２１と別個に作動し、逆止弁２０を開い
て自由に冷媒流体は流出する。

【００２７】次いで冷房用膨張弁４６において第１図に
示すように、逆止弁２０はその重力及び冷媒の流動圧力
によって押し下げられ、シート６の第２シート部９及び
第３シート部１０と密着し、周辺開口７’を閉じる。こ
の状態で感温筒４０の温度が上昇すると、筒内圧力が上
昇し、キャピラリチューブ３５を介してダイヤフラム３
３上面の作動室３９に作用し、この圧力が蒸発器圧力で
ある均圧管４１の圧力と調整バネ２７の力とに抗して主
弁２１を押し下げると、第１開口２から第１室４に入っ
た冷媒は、ホルダー１３の脚１４間隙及びその上面の各
所の間隙から逆止弁２０の中心孔１９を通り、シート６
の中心開口７を介して主弁２１とシート６の第１シート
部８との開口面積に応じた量だけ規制されて流れ、第２
室５から第２開口３へ流れる。そして室内側熱交換器４
７に流入して蒸発し、蒸発したガス冷媒は、四方弁４３
より圧縮機４２に吸い込まれる。

【００２８】一方、暖房運転時には、第４図に示す四方
弁４３が反転され、冷媒は、破線の矢印で示すように、
圧縮機４２、四方弁４３、室内側熱交換器４７、冷房用
膨張弁４６の逆止弁２０、暖房用膨張弁４５、室外側熱
交換器４４、四方弁４３、圧縮機４２の順で流れる。そ
して冷媒が膨張弁４６を通るときは、前述のように凝縮
された液冷媒は、第２図に示すように、第２開口３から
の冷媒は第１室４と第２室５との冷媒の差圧によって第
２室５からシート６の周縁開口７’から逆止弁２０をス
トッパ１８に当接するまで押し上げ、ホルダ１３の脚部
１４間の間隙及び各所の間隙を通って第１室４に入り、
第１開口２から流出する。

【００２９】このようにして第２開口３から第１開口２
に流体が流れる時には、主弁２１と別個に逆止弁２０を
開いて自由に冷媒は流出する。次いで暖房用流量制御弁
４５において第１図に示すように、逆止弁２０はその重
力及び冷媒の流動圧力によって押し下げられ、シート６
の第２シート部９及び第３シート部１０と密着し、周辺
開口７’を閉じる。この状態で感温筒４８の温度が上昇
すると、筒内圧力が上昇し、キャピラリチューブ３５を
介してダイヤフラム３３上面の作動室３９に作用し、こ
の圧力が、蒸発器圧力である均圧管４９の圧力と調整バ
ネ２７の力とに抗して主弁２１を押し下げると、第１開
口２から第１室４に入った冷媒は、ホルダー１３の脚１
４間隙及びその上面の各所の間隙から逆止弁２０の中心
孔１９を通り、シート６の中心開口７を介して主弁２１
とシート６の第１シート部８との開口面積に応じた量だ
け規制されて流れ、第２室５から第２開口３へ流れる。
そして室外側熱交換器４４に流入して蒸発し、蒸発した
ガス冷媒は、四方弁４３より圧縮機４２に吸い込まれ
る。

【００３０】なお、主弁２１の開放特性は調整スピンド
ル２５を回動し、ねじの螺合によって上下動させ、下バ
ネ受け２６を上下動させることによって調整バネ２７の
バネ力を調整することによって行う。

【００３１】このように本発明の可逆型膨張弁をヒート
ポンプ回路に設ける際には、第４図に示すように、逆止
弁付き膨張弁を２個設け、均圧管及び感熱筒をそれぞれ
流路に接続するだけで従来の第８図に示すような冷房用
膨張弁と逆止弁の並列回路と暖房用膨張弁と逆止弁の並
列回路とを設ける回路に比べて構造が簡単になり、保守
も容易になる。

【００３２】また本発明の可逆型膨張弁を第５図に示す
マルチヒートポンプの回路に用いれば上記回路を更に簡
単にすることができる。

【００３３】冷房専用装置における回路に可逆型膨張弁
を設ける際には、上記膨張弁におけるシートの周辺開口
が設けられていないシートを用い、逆止弁、ホルダーを
取り外すことにより通常の膨張弁として用いることがで
き、弁体の外形に変化を生じない。

【００３４】更に、本発明の他の実施例を第６図及び第
７図に基づいて説明する。

【００３５】この実施例においては、前記実施例と比較
すると、逆止弁２０のホルダー５１の中心孔にシート５
２の中央上部に設けた突出部５３を係止し、脚５４を上
方に向けて折曲し、弁本体１の受部５５に当接させた点
で相違している。なお、図示実施例においては、主弁５
６を球状弁とした例を示している。

【００３６】上記実施例において、膨張弁として主弁５
６が開き、逆止弁２０が閉じる状態では、第６図に示す
ように、先の実施例の第１図の状態と同様に、ダイヤフ
ラムによって連結捧２９がスプリング２７に抗して下方
に押し下げられ、球状の主弁５６が中心開口７を開き、
冷媒の第１室４と第２室５との圧力差によって逆止弁２
０は周辺開口７’を閉じる。一方、主弁２１は逆止弁２
０と別個に過熱度制御を行なう。

【００３７】また、四方切換弁５２が切り換えられ、逆
止弁２０が開いている状態を第７図に示す。これは先の
実施例の第２図に示す状態と同様に、冷媒の圧力差によ
って逆止弁２０は周辺開口７’を開放する。一方、主弁
２１は逆止弁２０と別個に蒸発器の過熱度に応じて制御
される。

【００３８】なお、本実施例においてはこのように構成
することにより、ホルダー５１は中央孔の加工精度を要
求されるのみであり、シート上面にホルダーの脚嵌合用
の溝も必要でなくなるため、製作、加工が容易となる。
したがって、特にエアコン等小型の機器に用いるのに適
した構造となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成し作用するの
で、膨張弁機能と逆止弁機能とを併有し、逆止弁は、圧
縮機の吸込み吐出による圧力差により膨張弁の作動と別
個に作動する。このように、膨張弁と逆止弁を一体化で
き、配管が複雑になることを防止できるとともに、弁体
内に一本の連通路を設けるのみで膨張弁と逆止弁を配置
することができ、弁体の製作時の加工が容易となる。ま
た、逆止弁を備えない弁体と備えた弁体とでその外形が
変化せず、通常の膨張弁と同等の形状をなすので、逆止
弁を用いる用途及び用いない用途とでその交換を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の逆止弁作動時の状態を示す断
面図である。である。

【図２】本発明の実施例の逆止弁不作動時の状態を示す
要部断面図である。

【図３】本発明の実施例のシート、逆止弁、ホルダーの
分解状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の膨張弁を使用したヒートポンプ回路図
である。

【図５】本発明の膨張弁を使用した他の実施例を示すマ
ルチヒートポンプ回路図である。

【図６】本発明の他の実施例の逆止弁作動時の状態を示
す断面図である。

【図７】本発明の他の実施例の逆止弁不作動時の状態を
示す要部断面図である。

【図８】従来の膨張弁を使用したヒートポンプ回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 弁本体 ４ 第１室 ５ 第２室 ６ シート ７ 中心開口 ７’ 周辺開口 １２ 環状溝 １３ ホルダー １４ 脚 １６ 中央開口 １８ ストッパ １９ 中心孔 ２０ 逆止弁 ２１ 主弁 ２５ 調整スピンドル ２７ 調整バネ ２９ 連結棒 ３３ ダイヤフラム ３５ キャピラリチューブ ３７ シールバネ ３９ 作動室 ４９ 均圧管 ５１ ホルダー ５２ シート ５３ 突出部 ５４ 脚部 ５５ 受部 ５６ 主弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体の第１室と第２室間の連通路に中
   心開口とその周囲に設けた周辺開口とを備えたシートを
   固定し、圧力応動のダイヤフラムで作動し前記シートの
   中心開口を開閉して流量を制御する主弁と、前記周辺開
   口を開閉する逆止弁とを備えたことを特徴とする可逆型
   膨張弁。
2. 【請求項２】 シートの中央に突出部を設け、該突出部
   に係止する中央孔を備えたホルダーを設け、該ホルダー
   の脚を弁本体の受部に当接させ、逆止弁にはシートの突
   出部に嵌合し摺動する孔を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の可逆型膨張弁。