JPH0720528Y2 - 開閉弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は例えば冷房、暖房、除湿運転可能な空気調和
機等に使用する開閉弁に関し、特に形状記憶ばねとバイ
アスばねとを内蔵した開閉弁に関するものである。

（従来の技術） この種の開閉弁に関して従来から第７図の従来例が知ら
れている。第７図において、略円筒状の本体１内には内
部通路２が形成されている。本体１の左右両端部にはそ
れぞれ第１ポート３と第２ポート４とが開口している。
この両ポート３、４を通って矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向
に流体が流れるようになっている。右側の第１ポート３
の内側縁部には弁座５が形成されると共に、上記内部通
路２内には軸方向に摺動自在な弁体６が収容され、この
弁体６で弁座５を開閉するようになされている。弁体６
のフランジ部７の両側には、形状記憶合金ばね８とバイ
アスばね９とがそれぞれ縮設されている。形状記憶合金
ばね８は流体の温度上昇によって伸長側に変形する特性
を備えている。

この従来例では、矢印Ａ方向に第２ポート４から低温の
流体が流れる時には、上記形状記憶合金ばね８は短縮し
ており、形状記憶合金ばね８のばね力よりバイアスばね
９のばね力が強くなり、弁体６はバイアスばね９に押さ
れて開弁する。やがて矢印Ａ方向に流れる流体の温度が
上昇し、形状記憶合金ばね８の形状変態点以上になる
と、形状記憶合金ばね８のばね力がバイアスばね９より
強くなって弁体６を閉弁させる。

この考案に関連する先行技術としては、実願昭62−8477
2号、特願昭62−116137号、実願昭62−52298号等があ
る。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、例えば第２図に示すように、冷房、暖
房、除湿運転可能な空気調和機に上記開閉弁32を使用す
る場合には、除湿運転時には高温冷媒が第２ポート４か
ら流入するため閉弁状態となって所定の運転が行えるも
のの、暖房運転時においては、形状記憶合金ばね８が高
温冷媒に接触することになり、閉弁状態となったり、あ
るいは開閉作動を繰返して能力低下の原因となるという
不具合が生じる。

この考案は上記従来の事情を考慮してなされたものであ
って、その目的は、一方の流通方向には流体の温度変化
に応じて開閉し、他方の流通方向には温度変化に関係な
く開弁するような開閉弁を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで第１請求項記載の開閉弁においては、内部通路２
を有する本体１に、上記内部通路２に連通する第１流路
３と第２流路４とをそれぞれ設け、内部通路２に弁座５
を形成し、上記内部通路２内で移動自在なばね受け部材
10を上記弁座５の第２流路４側に設け、このばね受け部
材10に対して移動自在に弁体６を支持し、上記ばね受け
部材10の第１流路３側にバイアスばね９を設ける一方、
ばね受け部材10の第２流路４側に流体の温度上昇に応じ
て伸長側に変形する形状記憶ばね８を設け、上記弁体６
の反弁座側端部に弁体６の弁座５側への抜出しを防止す
る抜脱防止部11を設けている。

第２請求項記載の開発弁では、上記弁体６と弁座５との
接触領域に、閉弁時に流体に絞り抵抗を与えながら流体
を流すバイパスポート12を形成している。

また第３請求項記載の開閉弁では、上記弁体６の略軸心
部の位置に、閉弁時においても絞り抵抗を与えながら流
体の流れを許容するバイパス通路13を穿設している。

（作用） 上記第１請求項記載の開閉弁においては、まず第２流路
４から矢印Ａ方向に流体が流れる場合に、形状記憶ばね
８の形状変態点より低温の流体が流れると形状記憶ばね
８が短縮し、バイアスばね９のばね力で、ばね受け部材
10を反弁座方向へ押し、ばね受け部材10と弁体６とは抜
脱防止部11で連結されて一体に弁座５から遠ざかるよう
に移動し、弁体６が弁座５から離れて開弁する。次に、
液体の温度が上昇して形状記憶ばね８の形状変態点より
高温になると、形状記憶ばね８のばね力がバイアスばね
９に抗して、上記ばね受け部材10を弁座方向へ移動さ
せ、弁体６は弁座方向へ移動可能な状態になり、弁体６
に働く流体力で弁体６が弁座５に圧接して閉弁する。

一方、逆に矢印Ｂ方向に第１流路３から流体が流れる場
合には、低温の流体が流れると上記のようにばね受け部
材10が反弁座方向へ移動するとともに、抜脱防止部11に
よって弁体６も反弁座方向へ移動し、弁体６が弁座５か
ら離れて開弁する。液体が高温の時には、ばね受け部材
10は弁座方向へ移動するが、弁体６は反弁座方向へは、
ばね受け部材10に対して摺動自在となっており、しかも
弁体６には反弁座方向に流体力が働くので、弁体６が弁
座５から離れて開弁する。

したがって、矢印Ａの流通方向には流体の温度に応じて
開閉し、矢印Ｂの流通方向には流体の温度に拘わらず開
弁することになる。

第２請求項記載及び第３請求項記載の開閉弁において
は、閉弁時にバイパスポート12やバイパス通路13を通じ
て、流体を絞りながら少量ずつ流し得る。このため第２
図に示すような態様で使用する場合には、開閉機能32と
絞り機能33とを一体化し得ることになる。

（実施例） 次にこの考案の開閉弁の具体的な実施例について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。

まずこの考案による開閉弁を採用した冷房、暖房、除湿
運転可能な空気調和機の冷媒回路を示す第２図におい
て、20は圧縮機であり、この圧縮機20には冷媒配管21を
通じて、四路切換弁22、室外熱交換器23、第１室内熱交
換器24、第２室内熱交換器25等が順次に接続されてい
る。なお、図中、26、27はそれぞれ送風ファンである。

上記室外熱交換器23と第２室内熱交換器24との間を接続
する冷媒配管21の室外熱交換器23近傍部分には、減圧機
構であるキャピラリチューブ30が介装されており、この
キャピラリチューブ30のバイパスラインには電磁弁31が
接続している。また、上記第１室内熱交換器24と第２室
内熱交換器25との間を接続する冷媒配管21には本考案に
よる開閉弁32が介装されており、この開閉弁32をバイパ
スして減圧機構であるキャピラリチューブ33が接続して
いる。開閉弁32は矢印Ａ方向には冷媒（流体）の温度に
応じて、設定温度以下の低温では開弁し、設定温度以上
の高温では閉弁するように開閉し、矢印Ｂ方向には冷媒
の温度に拘わらず常に開弁する機構を備えている。

次に、上記開閉弁32の詳細構造を第１図で説明する。第
１図において、略円筒状の本内１内には内部通路２が形
成され、その両端部には第１ポート３（第１流路）と第
２ポート４（第２流路）とが形成されている。また第１
ポート３の内側縁部には弁座５が形成されている。そし
て本体１の内部通路２内には、ばね受け部材10が左右に
摺動自在に設けられている。このばね受け部材10の左右
両側には形状記憶合金ばね８とバイアスばね９とがそれ
ぞれ縮設されている。内部通路２の上記第２ポート４近
傍には、弁６の位置規制用のピン34が固定されている。
上記ばね受け部材10には弁体６が左右方向に摺動自在に
支持され、弁体６の左端部（反弁座側端部）には弁体６
の抜け止め用の抜脱防止部11が一体に形成されている。
第１図のIII−III断面図である第３図で、上記ばね受け
部材10は、弁体６が貫通する環状部35と、環状部35に連
続して円周方向等間隔を隔てて放射状に延びる三本の外
周部36…とで形成されている。この外周部36…に上記両
ばね８、９が圧接し、外周部36…の外周面37が上記内部
通路２の内面38に摺動自在に接触している。

上記形状記憶合金ばね８の形状変態点は、例えば70℃に
設定されており、この変態点以下の低温では第１図のよ
うに短縮し、変態点以上の高温では伸長する機能を備え
ている。また、第１図の短縮状態では、形状記憶合金ば
ね８のばね力は、バイアスばね９のばね力より弱いが、
高温時の伸長状態では形状記憶合金ばね８のばね力がバ
イアスばね９のばね力より強くなるように設定されてい
る。

次に開閉弁32の作動状態を説明する。まず、矢印Ａ方向
に低温の冷媒が流れる場合には、上記形状記憶合金ばね
８は短縮しているので、ばね受け部材10はバイアスばね
９のばね力で第２ポート４側に摺動する。このとき弁体
６は上記抜脱防止部11で引っ張られて、ばね受け部材10
と一体に左方へ移動し、弁座５から離れて弁座５に着座
することはない。したがって、開閉弁32は開弁してい
る。

冷媒の温度が上記変態点を越えて上昇した場合には、高
温の冷媒で形状記憶合金ばね８を伸長してバイアスばね
９より大きなばね力を発揮し、ばね受け部材10を第１図
中の右方へ押して、ばね受け部材10が第１ポート３側に
摺動する。この状態では、弁体６は弁座５に着座可能で
あり、矢印Ａ方向に流れる冷媒による流体力を受けて弁
体６は弁座５に着座することになる。したがって、開閉
弁32は閉弁する。

一方、第１ポート３から矢印Ｂ方向に冷媒が流れる場合
には、弁体６はばね受け部材10に対して図中の左方へは
摺動自在であるので、ばね受け部材10の位置に拘わらず
矢印Ｂ方向に働く冷媒の流体力で弁体６は弁座５から離
れ、冷媒の温度が変化しても常に開閉弁32は開弁状態を
維持する。なお、弁体６の第２ポート４側への摺動範囲
は上記ピン34で制限されるので、弁体６が第２ポート４
を閉鎖してしまうことはない。

以上のように第１図の開閉弁32は、矢印Ａ方向に流れる
冷媒に対しては、冷媒温度が設定温度以下の低温時には
開弁し、冷媒温度が設定温度以上の高温の時には閉弁す
る機能を発揮し、一方逆方向の矢印Ｂ方向に冷媒が流れ
る時には、冷媒の温度に拘わらず常に開弁している。

次に開閉弁32を採用した第２図の冷媒回路の冷房、暖
房、除湿運転時の作動状態を説明する。まず冷房運転時
には、図中実線矢印で示すように、圧縮機20からの高圧
ガス冷媒は、室外熱交換器23で凝縮し、キャピラリチュ
ーブ30で減圧された後、上記第１室内熱交換器24へ向か
って流れる。なお、冷房時には上記電磁弁31は閉弁して
いる。第１室内熱交換器24を通過した冷媒の温度は上記
開閉弁32の閉弁温度より低温であるので、開閉弁32は開
弁しており、冷媒は開閉弁32を通ってそのまま第２室内
熱交換器25に流入し、その後圧縮機20の吸入側へ戻る。

次に除湿運転時には、冷媒は冷房時と同様に冷媒配管21
を右回りに循環し、その一方電磁弁31は開弁している。
この除湿時には高温の冷媒が電磁弁31を通って、第１室
内熱交換器24に流れて凝縮する。第１室内熱交換器24を
通過した冷媒は、開閉弁32が冷媒の温度に感応して閉弁
しているので、上記キャピラリチューブ33を通り、減圧
され、第２室内熱交換器25に流入して蒸発する。したが
って、室内の空気は第２室内熱交換器25で冷却、除湿さ
れた後に、再び第１室内熱交換器24で加熱されて、湿度
の低い空気となって室内を空調する。

更に暖房運転時には、上記四路切換弁22を切り換えて、
冷媒は冷媒配管21を図中破線矢印に沿って左回りに循環
する。このとき電磁弁31は閉弁している。この暖房時に
は高温の冷媒が第２室内熱交換器25に流入し、さらに矢
印Ｂ方向には常に開弁している開閉弁32を通過して第１
室内熱交換器24を通過し、キャピラリチューブ30によっ
て減圧されて、室外熱交換器23を経由して圧縮機20の吸
入側へ戻る。

上記したようにこの実施例では、冷媒回路の両室内熱交
換器24、25間に上記開閉弁32とキャピラリチューブ33を
介装することによって、冷房、暖房、除湿運転可能な冷
媒回路を構成することが可能になる。しかもこの場合、
暖房運転時においては、開閉弁32は、冷媒温度とは無関
係に開弁状態にあるので、従来のようにこの開閉弁に起
因する能力低下を招くこともない。

第４図には、第２実施例を示す。すなわち、上記実施例
においては、開閉弁32とは別に減圧機構であるキャピラ
リチューブ33を設けてあるが、この第２実施例は、キャ
ピラリチューブ33の代わりに、第４図に示すように、閉
弁時に、第１ポート３と内部通路２とを連通すると共
に、減圧機能を発揮し得る程度の絞り抵抗を有する小径
のバイパスポート12を、開閉弁32の本体１に形成したも
のである。なお、バイパスポート12の位置は本体１に限
らず、弁体６に配置してもよい。

第５図には第３実施例を示す。上記第４図では、本体１
の弁座５の近傍にバイパスポート12を開設した実施例を
図示したが、この実施例は、弁体６の軸心部の位置に、
上記と同様な機能を有するバイパス通路13を穿設したも
のである。このように弁体６にバイパス通路13を穿設す
る場合には、本体１側にバイパスポート12を開設する場
合に比較して、その形成作業や穴径の調整作業が容易に
行えるという利点が生じる。

さらに上記第２実施例や第３実施例のように、開閉弁32
内にキャピラリチューブ33の機能を組込んだ場合には、
装置のコンパクトかが図れるという利点に加えて、圧縮
機20の停止後の均圧時における低騒音化が図れるという
利点も生じる。すなわち第１実施例のように、開閉弁32
の前後をキャピラリチューブ33で接続した構造の場合
（第６図）には、均圧過程において圧力脈動等の原因
で、開閉弁32前後に生ずる差圧が正逆反転を繰返すと、
この差圧反転に弁体６の往復動作が敏感に反応して開閉
作動を繰り返し、これに起因する動作音が発生すること
になる訳であるが、上記第２及び第３実施例では、バイ
パスポート12やバイパス通路13に起因して、発生差圧の
抑制、弁体６の敏感動作の抑制等がなされる結果、均圧
時の動作異音の発生を低減することが可能になるのであ
る。またさらにキャピラリチューブ33を設ける場合に比
較して、開弁時の冷媒流通音の低減という利点も生じ
る。

以上にこの考案の開閉弁の具体的な実施例について説明
したが、この考案の開閉弁は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば形状記憶合金に代えて形状記憶樹
脂を採用する等、種々変更して実施例することが可能で
ある。

（考案の効果） 上記したように、第１請求項記載の開閉弁においては、
ある一方の流通方向には流体の温度に応じて開閉でき、
他方の流通方向には流体の温度に拘わらず開弁すること
ができるので、冷暖及び除湿可能な空調機に使用した場
合、暖房時の能力低下を防止し得ることになる。

第２請求項及び第３請求項の開閉弁においては、閉弁時
にバイパスポートやバイパス通路を通じて流体を絞りな
がら減圧して流すことができ、そのため上記のような使
用態様において、開閉弁の外部に減圧機能を有する通路
を設ける必要がなくなり、その構成を簡素化し得ると共
に、均圧時における異音発生を低減し得ることにもな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による開閉弁を示す断面
図、第２図は冷媒回路を示す回路図、第３図は第１図の
III−III断面図、第４図は第２実施例を示す断面図、第
５図は第３実施例を示す断面図、第６図は第１実施例の
均圧時の動作を説明するための構造略図、第７図は従来
例を示す断面図である。 １……本体、２……内部通路、３……第１ポート（第１
流路）、４……第２ポート（第２流路）、５……弁座、
６……弁体、８……形状記憶合金ばね（形状記憶ば
ね）、９……バイアスばね、10……ばね受け部材、11…
…抜脱防止部、12……バイパスポート、13……バイパス
通路。

フロントページの続き (72)考案者 岩田 儀美 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−251760（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部通路（２）を有する本体（１）に、上
   記内部通路（２）に連通する第１流路（３）と第２流路
   （４）とをそれぞれ設け、内部通路（２）に弁座（５）
   を形成し、上記内部通路（２）内で移動自在なばね受け
   部材（10）を上記弁座（５）の第２流路（４）側に設
   け、このばね受け部材（10）に対して移動自在に弁体
   （６）を支持し、上記ばね受け部材（10）の第１流路
   （３）側にバイアスばね（９）を設ける一方、ばね受け
   部材（10）の第２流路（４）側に流体の温度上昇に応じ
   て伸長側に変形する形状記憶ばね（８）を設け、上記弁
   体（６）の反弁座側端部に弁体（６）の弁座（５）側へ
   の抜出しを防止する抜脱防止部（11）を設けたことを特
   徴とする開閉弁。
2. 【請求項２】上記弁体（６）と弁座（５）との接触領域
   に、閉弁時に流体に絞り抵抗を与えながら流体を流すバ
   イパスポート（12）を形成したことを特徴とする第１請
   求項記載の開閉弁。
3. 【請求項３】上記弁体（６）の略軸心部の位置に、閉弁
   時においても絞り抵抗を与えながら流体の流れを許容す
   るバイパス通路（13）を穿設したことを特徴とする第１
   請求項記載の開閉弁。