JPS58152979A - 四方切換弁 - 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】 本発明は突気調和機等の可逆冷凍サイクルに使用される
四方切換弁に関するものである。

騒音は空気調和機においてもいろいろな原因で発生する
。可逆運転が可能な冷凍サイクルを有する空気調和機に
おいては、四方切換弁の通路の切換え時に輻生ずる騒音
がある。この四方切換弁に、より発生する騒音の１つは
高低圧の作動圧力差により移動した弁体などの衝突音で
騒音の高さは圧力差と、更にスライド弁子ピストンシー
ル等の本体内面との接触による摩擦力によ多発生する停
止力との力の差に伴なうエネルギーに比例する。この衝
突音による騒音を低減する方法は大別して作動力を小さ
くする方法と停止力を大きくする方法かめる。後者はは
シスライドする接触面の両材料により決定される為、衝
突音を制御する場合は前者の作動力を小さくする方法が
簡単である。

従来、作動力を小さくする方法として、タイマーを用い
、圧縮機が運転を停止するとタイマーを作動させ、あら
かじめ設定した時間が経過してから四方切換弁の操作用
パイロットパルプのコイルに通電し、四方切換弁に作動
用ガス等の流体を送って四方切換弁の通路を切換えるよ
うにしたものもある。該作動圧力は適宜時間経過した後
の圧力であるので、作動力としては小さな力となってい
る。しかし、四方切換弁を作動させるに必要な最小作動
差圧より高いことは勿論である。このように作動力とし
ては小さいので衝突エネルギーも小さく発生する衝突音
も小さく押えることができる。

しかし、タイマーの設置や通電の大切用継電器、更に配
線作業等も必要となり価格的にも割高となる。また、冷
凍サイクルでは空気等の温度条件により同一機械でおっ
ても冷凍サイクル圧力が異なるため、タイマーで一定時
間後に作動させる方法では設定した時間経過後に強制的
に作動させるため作動させようとする時点で作動するに
必要最小限の差圧が得られなかつ九り、逆に差圧が大き
すぎたりして信頼性に欠ける。また、四方切換弁の作動
時に冷媒の流れが切換ることによって発生する流体音は
圧縮機停止時のみならず、除霜時にも起るがこれらの騒
音の低減も充分でない。

本発明は上記の点に艦みてなされたもので、衝突による
騒音を低減することを目的とするものである。また、他
の目的は安価で信頼性の高い四方切換弁を提供すること
である。

本発明は上記の目的を達成するために、切換弁を摺動さ
せる高圧流体力を受ける複数のピストン機構手段と、咳
ピストン機構手段によって区画される第１の流体圧力室
と第２の流体圧力室と第３の流体圧力室と、第２の流体
圧力室に開口する高圧流体入口通路と低圧流体出口通路
と２つの切換通路と、切換弁部とピストン機構を一体に
した弁部材と、通路切換可能な操作用電磁パルプと、該
電磁パルプと上記第１と第２の流体圧力室および上記高
圧流体入口通路、低圧流体出口通路に連通し九通路と、
該第１と第３の流体圧力室への高圧流体供給通路に設け
た圧力緩衝手段とを設けて、四方切換弁内の最小作動差
圧を小さくすることによって衝突音を小さくすることを
特徴とするものである。

以下、本発明を第１図乃至第３図に示す一笑施例により
詳細に説明する。

１および２はピストン機構手段で、四方切換弁の本体で
ある密閉容器６内を区画して第１の流体圧力室４、第２
の流体圧力室５および第３の流体圧力室６ｔ−形成して
いる。そして、第２の流体圧力室５には高圧流体入口通
路７が開口すると共に、該高圧流体入口通路７の反対側
には低圧流体出口・通路８と２つの切換通路が開口して
いる。１１ａ。

１１ｂは切換弁部材で、上記密閉容器３内壁に固定した
切換弁部材１１ｂの上面には上記低圧流体出口通路８と
２つの切換通路９および１０が開口している。また、上
記切換弁部材１１ａは上記切換弁部材１１ｂの上面をス
ライドするようにしてあり、上記ピストン機＃１１およ
び２とブラケット１２によって一体に連結されている。

１５．１１；ｔブラケット１２に貫通して設けた通路で
ある。１５ａ１１５ｂはストッパで上記ピストン機構１
．２が端部までスライドしたとき頭面に当接するように
形成されている。１６は通路切換可能な操作用電磁パル
プで、通路１７ｍによって上記高圧流体入口通路７に接
続されており、他の切換口は通路１７ｂによって上記第
１の流体圧力室４に接続開口している。また、更に他の
２つの切換口は通路１７ｃと１７ｄが接続されて＞ａ、
通路１７ｃの他端は上記低圧流体出口通路８に接続され
ており、また、通路１７ｄの他端は上記第６の流体圧力
室６に接続開口している。１８は通路１７ｂに設けた圧
力緩衝手段であ抄、１９は通路１７ｄに設けた圧力緩衝
手段である。２０は蜂作用電磁バルブ１６のコイルであ
る。２１は通路である。

上記圧力緩衝手段１８および１９は適宜容積のタンクが
好適であり、鋏タンク容積は設定時間後に高低圧の圧力
差となるよう各通路からの流入量に対する他方の連絡管
への流出量を標準空気温度条件、低温空気温度条件等の
檀々の空気条件と冷凍サイクル構成部品の仕様によって
決まる冷凍サイクル圧力の変化分を加味した設定流入出
量を基に決定しである。また、各通路１７１〜１７ｄは
上記タンクから流出する流量と流入する流量との調整の
丸め適宜内径の細径にしである。

次にその作用を説明する。

第１図Ｆｉ操作用電磁パルプ１６のコイル２０に通電し
ていない場合で、切換通ｗ１を実絢矢印方向に連通した
場合である。そして、冷凍サイクルの運転；こよって高
圧流体入口通路７からは圧Ｔ８機（図示せず）によって
圧縮された高圧冷媒ガスが四方切換弁の第２の流体圧力
室５内に流入する。一方、上記高圧流体入口通路７から
分岐した細径の通路１７ａにも高圧冷媒ガスが流通し、
操作用電磁バルブ１６の切換通路によって通路１７ｂに
導びかれ圧力緩衝手段１８のタンク内に流入する。更に
高圧冷媒ガスは流通して第１の流体圧力室４内流入して
ピストン機Ｉ１１の頭面を押圧する。また、他方、操作
用電磁バルブ１６の他の切換通路によって、通路１７ｃ
と１７ｄが連通されるので、第３の流体圧力室６内は低
圧流体出口通路８に導通している。そうすると、第２の
流体圧力室５内条こ高圧冷媒ガスによる両方のピストン
機構１および２の背圧は等しいので、第１と第３の流体
圧力室のピストン頭面にかかる力の差によって、切換弁
部１１ａおよびピストン機構１．２は図において左側に
移動する。このとき切換弁部１１１１は切換弁部１１ｂ
上面ｔ−密着した状態でスライドする。これによって、
まず＾圧冷媒ガスは第２の流体圧力室５の通路１４を通
って該第２の流体圧力室５に開口した切換通路９から流
出する。切換通路９は例えば冷房運転の場合は凝縮器（
図示せず）に連通し、暖房運転の場合は蒸発器（図示せ
ず）に連通ずる。そして、冷凍サイクルを循環した冷媒
ガスは低圧冷媒ガスとなって、他の切換通路１０から再
び四方切換弁内の切換弁部材１１１によって連通されて
いる低圧流体出口通路８に通路２１によって導ひかれる
。低圧流体出口通路８は図示してない圧縮機の吸入側に
接続されてお抄、再び圧縮され吐出される。

第２図は操作用電磁バルブ１６のコイル２０に通電し九
場合の状態を示すもので、コイルの励磁によって通路は
実縁矢印方向に切換えられる。そして、＠１の流体圧力
室４は通路１７ｂ１操作用電磁パルプ１６、通路１７ｃ
を介して低圧流体出口通路８に連通して低圧となり、第
５の流体圧力’Ｍ６は通路１７ａ、操作用電磁バルブ１
６、通路１７ｄを介して高圧となり、第１の第３の流体
圧力室のピストン機構の頭１ｆＩ４こかかる圧力の差に
よって切換弁部材およびピストン機１１１１．２Ｆｉ図
において右側にスライドする。そうすると切換弁部材１
１ａは切換通路９を低圧流体出口通路８に連通し、切換
通路１０を高圧側に連通ずることによって冷凍サイクル
の冷媒の流れを切換える。

上記した操作用電磁バルブ１６は例えば暖房サイクルに
て運転する場合のみに圧縮機の作動と共に通電されるよ
うになっている。したがって、第２図の状態つ１０暖房
運転サイクルの状態に、暖房運転を停止すると、その停
止した瞬間、四方切換弁内部の各部分は第２図に図示し
た状態すなわち、図においてピストン機構１，２が右側
にスライドした状態にあるが、上記操作用電磁バルブ１
６０通路は切換り、第１図に示したような通路接続状態
となって高低圧接続関係が逆になる。そして、各通路１
７ａ、　１７ｂ、　１７Ｃおよび１７ｄ内の圧力は時々
刻々と変化し、高低圧が均圧化する。この暖房運転停止
以後の各通路内の圧力変化の一例を第６図に示す。第５
図において、各通路内圧力をＰ、経過時間をＴ１添字は
連絡管通路の番号で従来機のもの祉１、本発明の場合は
２を付して区別しておる。

ＰＤは四方切換弁への高圧流体圧力、ＰＳは低圧流体圧
力である。そして、暖房運転用スイッチを開状態にした
瞬間をＴｏ、四方切換弁の切換弁部材１１１Ａが移動を
始める瞬間の時間で、従来の圧力緩衝タンクがない場合
をＴい本発明の圧力緩衝手段を設けた場合をＴ１、そし
て、移動を開始するまでの経適時間をそれぞれΔＴいΔ
Ｔｔとして示しである。

従来、通路１７ｂ、１７ｄ内の圧力変化り一点鎖線で示
すＰ１７ｂいＰ１７ｄ、の如く急激な変化でめったのに
対し、本発明の場合は点線で示すＰ１７ｂ、、Ｐ１７ｄ
、の如くゆるやかな変化となる。これは、圧力緩衝手段
１８．１９を設けたことにより背圧室６の他に圧力緩衝
手段１９の容積が加わり、一方、各通路祉細径化しであ
る為、従来に比較して単位時間当妙の流出量が減少し、
対時間圧力変化曲線において大きな時定数を有すること
になる。また、圧力緩衝手段１８の方も流入量が減少す
る為、同様に大きな時定数を有する。そして、各飽和点
でおるＰＤ、　ＰＳも均圧化する為、各通路１７の最大
圧力差は従来ΔＰ。

であった本のがΔＰ！に減少する。咳ΔＰ、は四方切換
弁内部の部品が移勲を開始するのに必要とする最小作動
差圧でおる。この結果、作動開始までの所要時間がΔ丁
、であったものをΔＴ、へと遅延することができる。該
ΔＴ、の時間設定は標準空気条件における標準冷凍能力
を有する機械にて実施されている為、また、空気条件の
変化に伴ない冷凍サイクル中の圧力も変動する為、差圧
が大きい場合はより遅く作動し、差圧が小さい場合はよ
抄早く作動を開始する。これによシ、はシ一定の作動エ
ネルギーで作動する為、四方切換弁内の部品の移動終了
時に発生する衝突音は小さくすることができる。

上記においては第１の流体圧力室４と第３の流体圧力室
６への高低流体供給通路１７ｂ、１７ｄの両方に圧力緩
衝手段１８．１９を設けた場合について述べたが、これ
をいずれか一方の通路のみに圧力緩衝手段を設け、その
通路の内径を更に細径化すれば上記の両方に設けた場合
と同様の効果が得られる。

１＋、高圧圧力の導入通路１７ｍの途中にのみ設けても
よい。

ＷＪ４図、第５図は他の実施態様を示すものである。１
００は圧力緩衝手段を構成する夕／り部材で、密閉容器
３の両端部に圧入され第１の流体圧力室４および第５の
流体圧力室６内に向けて円筒形のストッパ１０１を突出
しており、他端はエンドカバ１０２ａ、１０２ｂ　Ｉこ
よって密封されると同時に上記密閉容器５と一体にカシ
メ固定波ロー付して密閉し固着されている。１０３は通
路で、上記タンク部材１００を貫通して空間１０４と第
１の流体圧力室４あるいＦｉ第３の流体圧力室６を導通
している。そして、通路１７ｂは上記エンドカバ１０２
ｍを貫通して連通されてお沙、通路１７ｄはエンドカバ
１０２ｂを貫通して連通している。また、上記円筒形の
ストッパ１０１には均圧用切欠き溝１０５を設けている
。また、上記タンク部材１００の長さはｌ！際のロー付
作業に用いる火口および作動手順により真円度が低下し
ないような充分の長さの寸法である。上記した構成によ
れば圧力緩衝手段が四方切換弁本体と一体に形成でき全
体的にコンパクトになる。

本発明は上記の如き構成にしたから、四方切換弁の差圧
によって切換弁部材がスライドするときの衝突による騒
音を低減できる。Ｉた、冷凍サイクル圧力のみで機械的
に作動する為、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の四方切換弁の断面図、第５図
祉圧力変化曲線図、ｌＩ４図は他の実施例の断面図、第
５図鉱部分斜視図である。 １．２・−・ピストン機構手段、６・・・密閉容器、４
・・・第１の流体圧力室、５・・・第２の流体圧力室、
６・・・第３の流体圧力室、７・・・高圧流゛体入口通
路、８・・・低圧流体出口通路、９．１０・・・切換通
路、１１ａ１１１ｂ・・・切換弁部材、１２・・・ブラ
ケッ）、１．５．１４・・・通Ｍ、１５ｍ、１５ｂ・・
・ストッパ、１６・・・操作用電磁パルプ、１７ａ、　
１７ｂ、　１７ｃ、　１７ｄ−−−通路、１８．１９−
・・圧力緩衝手段、２０・・・コイル、２１・・・通路
、１００・・・タンク部材、１０１・２トツバ、１０２
ａ、　１０２ｂ−ｘ　ｙドカバ、１０６・・・通路、１
０４・・・空間。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１図 第２図 第３図 Ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　高圧流体の出入口通路と低圧流体の出入口通路を
   備え、密閉室内にピストン機構と連結した切換弁を摺動
   自在に収納し、該切換弁によって上記高圧流体の出口通
   路および低圧流体の入口通路を切換えるようにした四方
   切換弁において、切換弁を摺動させる高圧流体力を受け
   る複数のピストン機構手段と、咳ピスト／４１！構手段
   によって区−される＃１１の流体圧力室と第２の流体圧
   力室と第５の流体圧力室と、第２の流体圧力室に開口す
   る高圧流体入口通路と低圧流体出口通路と２つの切換通
   路と、切換弁部とピストン機構を一体にした弁部材と、
   通路切換可能な操作用電磁パルプと、鋏電磁パルプと上
   記ｊ１１と第２の流体圧力室および上記高圧流体入口通
   路、低圧流体出口通路に連通した通路と、諌纂１と＠５
   の流体圧力室への高圧流体供給通路に設けた圧力緩衝手
   段とからなること管特徴とする四方切換弁。 ２　圧力緩衝手段が第１１Ｄｆｉ体圧力室、第５の流体
   圧力室と操作用電磁パルプとそれぞれ接続した通路途中
   に設けられている特許請求の範囲第１項記載の四方切換
   弁。 五　圧力緩衝手段が胴体内部に複数区画して形成されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の四方切換弁。 ４、　圧力緩衝手段が高圧流体入口通路と操作用電磁パ
   ルプとの間の配管系路に設けられている特許請求の範囲
   第１項記載の四方切換弁。