JPH0799296B2

JPH0799296B2 - 冷暖房切換装置

Info

Publication number: JPH0799296B2
Application number: JP61248778A
Authority: JP
Inventors: 稔足立
Original assignee: 日本ランコ株式会社
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPS63101665A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、圧縮機、凝縮器および蒸発器よりなる冷媒流
体の冷凍サイクルに用いられ、温暖な季節では室内を冷
却し、寒冷な季節では室内を暖房するように冷媒流体の
流動方向を切換える切換装置に関する。

（従来の技術）従来、この種の切換装置としては、例えば実公昭55−53
825号公報などに記載された四方弁が知られている。

このような四方弁は、第４図に示すように、弁本体１の
弁室２に導入口3aを開口するとともに、弁室２内の弁座
４に導出口3bとこの導出口3bの両側に第１および第２の
通口3c,3dを開口し、その弁座４に上記導出口3bを第１
または第２の通口3c,3dの一方に連通させる凹部５を有
して他方を上記導入口3aに連通させる弁体６を摺動自在
に設け、この弁体６を弁本体１の一端部に設けた電磁石
７の可動鉄心に連結している。そして、上記導入口3aを
圧縮機８の吐出側に連結し、導出口3bを圧縮機８の吸入
側に連結し、第１の通口3cを室外用の熱交換器９に連結
し、第２の通口3dを室内用の熱交換器10に連結し、これ
ら両熱交換器9,10間を毛細管などの流量制限管11を介し
を連結している。そして、電磁石７のオン・オフにより
弁体６を切換え移動させ、導出口3bに第１または第２の
通口3c,3dの一方を連通させるとともに他方を導入口3a
と連通させて流路を形成し、冷媒流体の流動方向を切換
えるようになっている。

そして、冷房運転時には、圧縮機８から弁室２に導入さ
れる高圧冷媒が第１の通口3cを通って供給される室外用
の熱交換器９で凝縮し、その後室内用の熱交換器10で蒸
発する。この際、室内用の熱交換器10から冷気が生じ、
室内を冷却する。

また、暖房運転時には、圧縮機８から弁室２に導入され
る高圧冷媒が第２の通口3dを通って供給される室内用の
熱交換器10で凝縮し、その後室外用の熱交換器９で蒸発
する。この際、室内用の熱交換器10から熱気が生じ、室
内を暖房する。

上記暖房運転を継続すると、室外の熱交換器９に霜が付
着して熱交換能力を低下させる。従来、この熱交換器９
に付着する霜を取除くには、弁室２と室外の熱交換器９
とをバイパス導管で連結し、その途中に電磁弁12を接続
し、そして、霜付着時に電磁弁12を開放して高温の高圧
冷媒を室外の熱交換器９に供給して除霜する構成が採ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点）上記のような従来の構成では、電磁機構を弁体６を駆動
するための電磁石７と、除霜のための電磁弁12との２つ
を必要とし、そのため、装置が大型かつ高価となる。

なお、暖房運転中は除霜のために電磁弁12は比較的繁雑
に作動するが、冷房と暖房とを切換えるのは年に数回で
あることから電磁石７の作動頻度はきわめて低かった。

本発明は上述のような問題点に鑑みなされたもので、１
つの電磁石によって冷房と暖房の流路切換、暖房と除霜
の運転切換を行なえ、小形かつ安価にできる冷暖房切換
装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成）（問題点を解決するための手段）本発明は、弁本体21内の弁室24に圧縮機61の吐出側に連
通する導入口34を開口し、その弁室24内に弁本体21の軸
方向と平行に設けた弁座面25に圧縮機61の吸入側に連通
する導出口28を開口するとともにこの導出口28の両側に
室外用または室内用の熱交換器62,63にそれぞれ連通す
る第１および第２の通口30,32を開口し、上記弁座面25
に導出口28と第１または第２の通口30,32の一方とを連
通させる凹部49を有して他方を上記導入口34に連通させ
る弁体48を摺動自在に設け、この弁体48を弁本体21の一
端に設けた電磁石の可動鉄心43にブラケット50を介して
連結し、電磁石40の励磁切換で弁体48による冷房と暖房
の流路切換を行なう冷暖房切換装置において、上記弁本
体21の弁室24内に弁本体21の軸方向と平行に設けた除霜
用弁座面35に上記室外用の熱交換器62に連通する除霜用
導出口38を開口し、この除霜用弁座面35に冷房時と暖房
時にそれぞれ除霜用導出口38を閉塞する２つの除霜用弁
体54,55を弁本体21の軸方向に沿って摺動自在に設け、
この各除霜用弁体54,55を取付けた連結板52を上記可動
鉄心43に一体的に連結し、また、上記弁体48のブラケッ
ト50は、上記除霜用弁体54,55が除霜用導出口38を開放
可能とする摺動ストロークに対応して開口形成された遊
動溝51を介して可動鉄心43に設けた連結軸４に連結し、
上記電磁石40の励磁切換によって冷房と暖房の流路切
換、暖房と除霜の運転切換を行なうものである。

（作用）本発明は、電磁石40への通電切換によって可動鉄心43と
共に弁体48が弁座面25上を移動して、冷房と暖房の流路
の切換えを行なう。また、暖房運転中に電磁石40の通電
切換を行なうことによって、連結軸47がブラケット50の
遊動溝51内を移動して可動鉄心43が移動するとともにこ
の可動鉄心43と共に除霜用弁体54が移動し、除霜用導出
口38を開放して暖房運転から除霜運転に切換え、このと
き、連結軸47が遊動溝51の縁部に当接して可動鉄心43の
移動が弁体48に伝達されても、その伝達される力よりも
高圧の弁室24と弁体48の低圧の凹部49内との圧力差によ
り弁体48を弁座面25に押付ける摩擦力の方が大きいため
弁体48は移動しない。

（実施例）以下、本発明の一実施例の構成を図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第３図において、21は円筒状の弁本体で、
両端開口を円板状の側壁22,23によって閉塞して、内部
に密閉された弁室24を形成している。

この弁本体21の弁室24の下部には平面状の弁座面25を有
する弁座26が取付けられ、そして、弁座26の中央に出口
導管27が連結されて弁座面25に導出口28を開口し、この
出口導管27が連結された一方側に第１の導管29がれ連結
されて弁座面25に第１の通口30を開口するとともに他方
側に第２の導管31が連結されて弁座面25に第２の通口32
を開口している。また、その弁座26の側部の弁本体21に
入口導管33が連結されて弁室24に導入口34を開口してい
る。

上記弁本体21の弁室24の上記弁座26に対向する上部には
平面状の除霜用弁座面35を有した除霜用弁座36が取付け
られ、この除霜用弁座36に除霜用導管37が連結されて除
霜用弁座面35に除霜用導出口38を開口している。

また、一方の側壁22の中央に開口された連結開口22aに
連結管39が気密に連結され、この連結管39の先端に電磁
石40の固定鉄心41が気密に固定されている。この連結管
39の外周には電磁石40の電磁コイル42が嵌合固定され、
連結管39の内部には進退自在に設けられた電磁石40の可
動鉄心43が取付けられている。そして、この可動鉄心43
は、弁室24に突出する切端のリング44と側壁22の内面と
の間に取付けられたスプリング45によって弁室24内の方
向へ付勢され、また、その弁室24内に突出する先端に
は、水平方向に開口する連結溝46が設けられ、この連結
溝46を上下に貫通して連結軸47が取付けられている。

上記弁座26の弁座面25には弁体48が摺動自在に配設され
ている。この弁体48は、下面に凹部49を有する半円状に
設けられ、この凹部49によって導出口28とこれに隣接す
る第１の通口30または第２の通口32とを連通する。この
弁体48はブラケット50に取付けられ、このブラケット50
の一端は可動鉄心43の連結溝46に挿入されてブラケット
50の遊動溝51内に連結軸47が挿通されており、可動鉄心
43が移動しても連結軸47が遊動溝51内に移動するストロ
ークl₁分はブラケット50および弁体48に伝達されない。

また、ブラケット50の上面には連結板52が摺動可能に載
置され、この連結板52は、略Ｌ字状の脚部53をブラケッ
ト50の上面に当接し、その一端側の側部53を可動鉄心43
の連結溝46に挿入して連結棒47に連結されている。そし
て、この連結板52の上面には、電磁石40の貫通時（第１
図に示す暖房運転の状態である）および非通電時（第３
図に示す冷房運転の状態である）に上記除霜用導出口38
を閉塞する２個の弁体54,55が取付けられている。

そして、上記入口導管33を圧縮機61の吐出側に連結し、
出口導管27を圧縮機61の吸入側に連結し、第１の導管29
を室外用の熱交換器62に連結し、第２の導管31を室内用
の熱交換器63に連結し、この両熱交換器62,63間を毛細
管などの流量制限管64を介して連結している。さらに、
除霜用導管37を室外の熱交換器62に連結している。

次に、上記実施例の動作について説明する。

暖房運転を行なうには、第１図のように、電磁石40のコ
イル42に通電して可動鉄心43を弁室24から出る右方向へ
移動させることにより、ブラケット50を介して右方に移
動した弁体48によって導出口28に第１の通口30を連通す
るとともに第２の通口32を弁室24に開放し、また、連結
板52を介して右方に移動した弁体54で除霜用導出口38を
閉塞する。

そして、圧縮機61を運転すると、高圧冷媒が導入口34か
ら弁室24内に導入され、この弁室24に開口している第２
の通口32に供給される。この際、弁室24内は高圧状態に
なり、弁体48を弁座26に押付け密着させるため、高圧冷
媒が導出口28や第１の通口30に流れ込むことはなく、ま
た、同様に、弁体54は除霜用弁座36に押付け密着させる
ため、高圧冷媒が除霜用導出口38に流れ込むことはな
い。そして、第２の通口32に供給された高圧冷媒は、室
内用の熱交換器63に流れ、ここで凝縮する。この際生じ
る熱が暖房用として熱交換器63から室内に伝達され、室
内を暖房する。この後、流量制限管64を通り、室外用の
熱交換器62で蒸発し、低圧となって第１の通口30、弁体
48の凹部49、導出口28を通って圧縮機61の吸入側に戻
る。

この暖房運転時、長時間運転を継続して室外用の熱交換
器62に霜が付着したとき、図示しない霜検出器の検知に
基づいて除霜運転が行なわれる。この除霜運転は、第２
図のように、霜検知のよって電磁石40のコイル42への通
電が断たれ、可動鉄心43がスプリング45の弾力によって
弁室24内に進出する左方に移動する。このとき、スプリ
ング45の弾力の方が弁室24と除霜導管37内との圧力差に
よって弁体54を除霜用弁座36に押付ける摩擦力よりも大
きので、可動鉄心43が弁室24内に進出する左方に移動で
き、連結板52とともに弁体54が左方に移動して除霜用導
出口38を開放する。また、この可動鉄心43の移動は連結
軸47がブラケット50の遊動溝51を移動することにより弁
体48には伝達されず、さらに、その連結軸47がブラケッ
ト50の遊動溝51の縁部に当接すると、スプリング45の弾
力がブラケット50を介して弁体48に伝達されるが、弁室
24と弁体48の凹部49内との圧力差は大きいため弁体48を
弁座26に押付ける摩擦力の方がスプリング45の弾力より
も大きく、弁体48は移動しない。従って、第２図のよう
に可動鉄心43と共に除霜用弁体54がストロークl₁だけ左
方に移動して除霜用導出口38を開放した状態に保たれ
る。

そして、弁室24内の高温の高圧冷媒は、開放された除霜
用導出口38から室外用の熱交換器62に加えられ、これを
加熱して除霜する。この後、上述の暖房時と同じ経路で
圧縮機61の吸入側に戻る。

また、除霜完了後、除霜運転から暖房運転に切換えると
きには、電磁石40のコイル42に通電することにより、可
動鉄心43がスプリング45の付勢に抗して右方に引戻さ
れ、弁体54が除霜用導出口38を閉塞する。

暖房運転から冷房運転に切換えるには、第１図の状態で
圧縮機61を停止させるとともに電磁石40のコイル42への
通電を断つことにより、スプリング45の弾力によって可
動鉄心43が左方に移動して弁体48に付勢力が付与され
る。そして、圧縮機61の停止に伴って弁室24と弁体48の
凹部49内との圧力差が小さくなり弁体48を弁座26に押付
ける摩擦力がスプリング45の弾力よりも小さくなると、
第３図のように、可動鉄心43および弁体48がストローク
l₂だけ左方に移動し、導出口28を第２の通口32に連通さ
せるとともに第１の通口30を弁室24に開放する。さら
に、弁体55が除霜用導出口38を閉塞する。

そして、圧縮機61が運転されると、弁室24内の高圧冷媒
は冷却用通口30から室外用の熱交換器62に流れ、ここで
凝縮する。この後、流量制限管64を通って室内用の熱交
換器63に達し、ここで蒸発する。この際室内用の熱交換
器63から冷気が生じ、室内を冷房する。蒸発後の低圧冷
媒は、第２の通口32、弁体48の凹部49、導出口28を通
り、圧縮機61の吸入側に戻る。

また、この冷房運転から暖房運転に切換えるには、圧縮
機61を停止し、弁室24と弁体48の凹部49内との圧力差が
十分に小さくなった時点で、電磁石40のコイル42に通電
し、可動鉄心43を吸引して右方にストロークｌ（ストロ
ークl₁＋l₂）分だけ移動させ、第１図のように弁体48を
切換移動させるとともに弁体54で除霜用導出口38を閉塞
する。

また、上記実施例では、第１の通口30に室外用の熱交換
器62を連結し第２の通口32に室内用の熱交換器63を連結
することで、電磁石40の励磁時を暖房サイクル運転とし
たが、配管上の点から室外用と室内用の熱交換器62,63
を逆に連結して電磁石40の非励磁時を暖房サイクル運転
とすることが一般的に行なわれており、例えば寒冷地方
では暖房運転の利用が主であることから、節電のために
電磁石40の非励磁時を暖房サイクル運転とすることが行
なわれている。このような場合にも、上記実施例の冷暖
房切換装置は対応することができ、すなわち、第３図に
おいて、第１の通口30に室内用の熱交換器63を連結し、
第２の通口32に室外用の熱交換器62を連結し、そして、
電磁石40の非励磁状態で、暖房運転を行なっていて室外
用の熱交換器62に霜が付着した場合には、電磁石40を励
磁して除霜用弁体55を右方へ移動させることにより、除
霜用導出口38を開口して除霜運転に切換えることができ
る。また、この暖房運転中に電磁石40が励磁されても、
弁体48は圧力差によって移動することはない。

なお、上記実施例では、弁座26に対向して除霜用弁座36
を設けて除霜用導出口38を開口したが、その除霜用導出
口38を導出口28、第１および第２の通口30,32とともに
弁座26に開口してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電磁石への通電切換によって可動鉄心
と共に弁体が弁座面上を移動して冷房と暖房の流路の切
換えを行なえ、また、暖房運転中に電磁石の通電切換を
行なうことによって、連結軸がブラケットの遊動溝内を
移動して可動鉄心が移動できるとともにこの可動鉄心と
共に除霜用弁体が移動して除霜用導出口を開放し、除霜
運転に切換えることができ、このとき、連結軸が遊動溝
の縁部に当接して可動鉄心の移動が弁体に伝達されて
も、その伝達される力よりも高圧の弁室と弁体の低圧の
凹部内との圧力差により弁体を弁座面に押付ける摩擦力
の方が大きいため弁体は移動せず、従って、１つの電磁
石によって冷房と暖房の流路切換、暖房と除霜の運転切
換を行なえ、切換装置を小形かつ安価にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷暖房切換装置の一実施例を示す暖房
運転時の断面図、第２図はその除霜運転時の断面図、第
３図はその冷房運転時の断面図、第４図は従来の冷暖房
切換装置の構成図である。 21……弁本体、24……弁室、25……弁座面、28……導出
口、30……第１の通口、32……第２の通口、34……導入
口、35……除霜用弁座面、38……除霜用導出口、40……
電磁石、43……可動鉄心、47……連結軸、48……弁体、
49……凹部、50……ブラケット、51……遊動溝、52……
連結板、54,55……除霜用弁体、61……圧縮機、62,63…
…熱交換器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁本体内の弁室に圧縮機の吐出側に連通す
る導入口を開口し、その弁室内に弁本体の軸方向と平行
に設けた弁座面に圧縮機の吸入側に連通する導出口を開
口するとともにこの導出口の両側に室外用または室内用
の熱交換器にそれぞれ連通する第１および第２の通口を
開口し、上記弁座面に導出口と第１または第２の通口の
一方とを連通させる凹部を有して他方を上記導入口に連
通させる弁体を摺動自在に設け、この弁体を弁本体の一
端に設けた電磁石の可動鉄心にブラケットを介して連結
し、電磁石の励磁切換で弁体による冷房と暖房の流路切
換を行なう冷暖房切換装置において、上記弁本体の弁室内に弁本体の軸方向と平行に設けた除
霜用弁座面に上記室外用の熱交換器に連通する除霜用導
出口を開口し、この除霜用弁座面に冷房時と暖房時にそ
れぞれ除霜用導出口を閉塞する２つの除霜用弁体を弁本
体の軸方向に沿って摺動自在に設け、この各除霜用弁体
を取付けた連結板を上記可動鉄心に一体的に連結し、上記弁体のブラケットは、上記除霜用弁体が除霜用導出
口を開放可能とする摺動ストロークに対応して開口形成
された遊動溝を介して可動鉄心に設けた連結軸に連結
し、上記電磁石の励磁切換によって冷房と暖房の流路切換、
暖房と除霜の運転切換を行なうことを特徴とする冷暖房
切換装置。
【請求項２】除霜用導出口を導出口、第１および第２の
通口が開口する弁座面に開口したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の冷暖房切換装置。
【請求項３】電磁石の励磁時を暖房サイクル運転時と
し、この暖房サイクル運転時での電磁石の励磁切換で除
霜用弁体による除霜用導出口の開閉を行なうことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載または第２項記載の冷
暖房切換装置。
【請求項４】電磁石の比励磁時を暖房サイクル運転時と
し、この暖房サイクル運転時での電磁石の励磁切換で除
霜用弁体による除霜用導出口の開閉を行なうことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載または第２項記載の冷
暖房切換装置。