JPS5825242Y2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、可逆サイクル形ヒートポンプ式冷凍装置に係
り、特に配管工事における溶接個所数を極力少くするこ
とができて、配管仕様の簡素化をはかると共に、冷房サ
イクルと暖房サイクルとで循環冷媒流量の異るのが普通
である可逆サイクル式冷凍装置における冷媒流量制御が
的確に行え、しかも冷媒中に混在する異物の濾過作用を
効率的に発揮して冷媒系統の正常な作動を安定すること
が可能な新規な冷凍装置を提供しようとするものである
。

一般に膨張弁は方向性を有する絞り弁であるので、従来
のヒートポンプ式冷暖房装置は第１図に示すように、冷
房時凝縮器、暖房時蒸発器として作用する室外コイル３
と冷房時蒸発器、暖房時凝縮器として作用する室内コイ
ル４とを接続する液管中に、暖房用膨張弁５′と冷房用
膨張弁５“とを直列に挿入し、暖房用膨張弁５′および
冷房用膨張弁５″に対し夫々並列に、暖房用逆止弁Ｃ９
■および冷房用逆止弁Ｃ５■を配管で接続すると共に、
前記両膨張弁５′、５″に対してフィルターＦ、Ｆを夫
々直列に接続した冷暖房装置であるが、この場合、前記
冷暖房装置における浴後々続個所が細点て示すように都
合２４個所もあるため、配管工数を多く要し、系統内に
対する異物混入の発生率が高くなって作動不良を起し易
いし、冷媒洩れ事故を誘発するおそれがあった。

また、フィルターＦ、Ｆに捕集されている異物が冷媒の
流れ方向を転じた際に脱落して、膨張弁５′、５″の確
実な封止を妨げたり、再び系統内に拡散されたりして冷
凍系に種々の悪影響を与える欠点もあった。

さらに、この種の冷暖房装置は一般に運転温度範囲が広
くなるために、特に高圧々力が高くなつた場合は圧縮機
自体の能力が低下するが、膨張弁は差圧が増した分だけ
冷媒通過量が多くなって能力は増える方向になり、従っ
て圧縮機とは逆傾向の性能を吊するためにハンチングを
起し易いといった問題があった。

本考案は、か・る事実に着目して、従来のこの種装置に
おける諸欠陥を根本的に排除することが可能な冷凍装置
を提供すべく威されたものであり、特に共通の弁本体内
に弁開度調節可能な絞り弁を備えた主流路と、流体流通
方向を規制する逆止弁を備えた側流路とを並列で有せし
めてなり、かつ前記主流路には、フィルター特に弾性フ
ィルターを絞り弁に対して直列に介挿してなる膨張弁を
主要部材となして、この膨張弁２個を流れ方向を逆とし
た対向関係で直列的に接続して、室外コイルと室内コイ
ルとを連結する液管中に介設した構成を特徴とする。

以下さらに本考案を添付図面に示す実施例に基いて説明
する。

第２図は本考案の実施例に係る分離形ヒートポンプ式冷
暖房装置であり、１は圧縮機で、その吐出配管と吸入配
管を、四方弁２の流入専用ポートと流出専用ポートに夫
々接続しており、該四方弁２は他の２つの流入流出切換
ポートを、ガス管によって熱源側コイルとしての室外コ
イル３と、利用側コイルとしての室内コイル４とに夫々
接続している。

そして室外コイル３と室内コイル４とを、膨張弁５，２
個を介し相互に連絡して、サイクリックな冷媒回路に形
成しており、前記四方弁２の弁切換操作により、冷房時
には冷媒が第２図における実線矢示の流れとなって室内
コイル４で室内空気の冷却を、室外コイル３で外気への
放熱を行い、また、暖房時には冷媒が破線矢示の流れと
なって、室内コイル４で室内空気の加熱を、室外コイル
３で外気からの吸熱を行う。

図中、１０は室外ファン、１１は室内ファンであり、又
、イは室外ユニット、口は室内ユニットであって、両ユ
ニットイ９口の冷媒系は液管１２．ガス管１３の２本の
配管により連絡される。

前記膨張弁は特有の構造を持つフィルターおよび逆止弁
付膨張弁５を要素として、その２個を受液器９を介し対
称的な直列に接続し、室外コイル３と直結した方の膨張
弁５を暖房用膨張機構に、また室内コイル４と直結した
方の膨張弁を冷房用膨張機構に利用している。

上記のフィルターおよび逆止弁付膨張弁５は、その構造
例を第３図に概略示しているが、弁本体８は上方および
これと直角方向の側方にそれぞれ人口６および出ロアを
開口していて、入口６に連通ずる直線状の流入路１７と
、出ロアに連通ずる直線状の流出路１８とをＬ字状に直
交するように連絡せしめて主流路を形成し、該主流路内
に絞り弁１４とフィルター１５とを該フィルター１５が
入口６に臨む如く直列に配設して、弁座１９ ａおよび
弁体１９ ｂからなる絞り弁１４により、主流路を流入
路１７と流出路１８との２路に区切っている。

この弁体１９ｂは逆截頭円錐状を威し、全開および全閉
ならびに全開閉間における無段階な絞りが可能な如く、
前記弁座１９１部に対向して配設される。

しかして上記弁体８内には、さらに流入路１７゜流出路
１８に対して夫々斜交し連通ずる直線状の側路２０を設
けていて、該側路２０内に逆止弁１６をその阻止側が入
口６に臨む配置で内装せしめると共に、さらに側路２０
を流入路１７を横断する如く延長して該延長部を介して
弁本体８外から前記逆止弁１６を挿脱可能となしている
。

前記弁体１９ｂは垂下する弁棒２１の上端と固着して、
感圧部に横設したダイヤフラム２２と、弁棒２１および
弁棒受金２３を介し係合しており、ダイヤフラム２２の
上下動に応じて弁座部で前記弁座１９ ａ中心軸方向に
上下動し弁作用を行うようになっている。

上記のダイヤフラム２２を有する感圧部は、該ダイヤフ
ラム２２によって気密的に仕切られる上・下２室を有し
ていて、下室を連絡管２４によって感温筒３２の筒内空
間と気密的に連絡する一方、上室をも気密的な空間部に
形成して、この上室空間部に弁棒２１を挿通した弁棒用
本体２５と、該本体２５外周に遊嵌した伸びコイル状の
スプリング２６とを夫々収設していて、スプリング２６
は上端部を圧力調整機構２７における調圧軸２８の回動
操作により弁棒用本体２５周囲で上下摺動するスプリン
グ上部座金２９に係止する一方、下端部を、弁棒２１端
に座金３０と一体で固着した止め金３１に係止しており
、前記調圧軸２８の回動操作によってスプリング２６が
伸縮され、その弾撥力が調節されることから、感圧部下
室内圧力に抗し適宜の圧力で弁棒２１を押し下げて絞り
弁１４の閉止圧力を設定圧に調整し得るようになってい
る。

なお、感圧部の上室には、図示しない均圧管を接続する
均圧管接続口３３が開口しており、均圧管非接続時にお
いて塞口し得る蓋３４を前記接続口３３に螺冠している
。

一方、前述せる逆止弁１６は第３図乃至第５図に示す如
く、冷媒流通路となる側路２０を、流入路１７と交叉す
る側が流出路１８と交叉する側に比し大径となる段付異
径路に形成し、その段付部を弁座部と威すとともに、大
径路側に独楽状の弁体３５と弁体ガイド３６を介設した
構造となっている。

弁体３５は弁座部に当接する部分をコーン状弁部３５
ａに形成するとともに、その基部側に半丸溝３５Ｃを輪
周に適宜数刻設してなる鍔３５ ｂを張り出して有し、
さらに、段部３５ ｄから軸３５ ｅを突設した構成で
あり、前記鍔３５ ｂの側周縁が側路２０の大径路内壁
に摺接し、かつ、軸３５ ｅが弁体ガイド３６の中心に
穿設した軸孔３６ ａに貫通して、側路２０の軸方向に
摺動し得るようになっている。

前記弁体ガイド３６は、周辺部に冷媒通路３６ ｂを適
宜数貫設した円盤状を威し、かつ、側周縁に螺溝を刻設
して側路２０の大径側の内壁と螺合し得るように戊って
おり、螺合する盲蓋３７をはずして開口した側路２〇一
端の開口部から側路２０内に挿入した後、螺合すること
により、所定の位置において、前記弁体３５を弁座との
間に介在した状態で固定することができる。

斯く構成した逆止弁１６は、入口６から冷媒が流入した
際に、該冷媒の動圧によって、弁体３５が弁座側に移動
して圧接し、側路２０を密に閉塞するが、一方、出ロア
から冷媒が逆流穴した際には、その動圧によって弁体３
５は段部３５ ａがガイド３６面に接当する処まで弁体
ガイド３６側に移動する。

そしてこの状態で、半丸溝３５ Ｃおよび冷媒通路３６
ｂを介し、側路２０の弁座両通路が連通ずるので、冷
媒は出ロアから入口６に円滑流動する。

さらに、フィルターおよび逆止弁付膨張弁５に配設する
フィルター１５は、入口６に連通ずる流入路１７中の前
記弁体１９ｂ直上部に圧入装着されている。

前記フィルター１５は通常のフィルターであれば良いが
、これ例においては特にスポンジ状の弾性体を素材とし
た弾性体フィルターである。

上記弾性体のフィルター１５としては第６図イ〜ハに各
側が示されるように、金属細線を素材として円柱状に成
型したものであって、パンチングメタル３８とともに、
弁本体８内の前述せる所定個所に圧入装着していて、一
般のフィルターと同様濾過作用をなすと同時に、冷媒流
れに対面する前面と、反対側の後面との間に生じる差圧
の程度に応じて、冷媒流通方向の厚みを圧縮されるよう
に適当な弾性・を持っており、入口６に流入する冷媒の
高圧圧力が上昇すると、大きく圧縮されて金属細線間の
隙間が狭くなり、流体抵抗が増す働きをなすものである
。

なお、第６図においてイに示したものは帯状の金鋼を巻
いて円柱状に成型した例であり、口に示したものは、円
くプレス抜きした金鋼を積層し、一方、ハに示したもの
は、針金を金たわし状に圧縮成型して円柱状体に仕上げ
てなるものである。

上記のフィルターおよび逆止弁付膨張弁５を第２図々示
の冷暖房装置に組み付けるに当っては、各膨張弁５，５
の出ロア、７を室外コイル３と室内コイル４の各液管接
続側に、また、入口６，６を受液器９に夫々配管接続す
ればよく、従って接続のための溶接個所は最少４個所で
済むことから、第１図々示の従来装置の場合が２４個所
を要するのに比して著しく少くなり、従って現地での配
管工事の簡易化が可能となる。

さらにフィルター１５を内蔵しているので、絞り弁１４
部において冷媒中の異物が弁座部に付着し正常な弁作動
を阻害する如き不都合も解消される。

特に、図示例のフィルター１５は弾性体フィルターとし
ているため、前述の機能説明から明らかなように、膨張
弁５前後の差圧が増えると、これに応じてフィルター自
体の流体流通抵抗が増し、従って、系統の高圧が上昇し
て圧縮機の能力が低下する際には、膨張弁５自体も冷媒
通過量を抑制する方向に作動して制御性能が順方向とな
るので、ハンチング現象が起る懸念は全くなくなる。

本考案装置は叙上の如く、絞り弁１４と逆止弁１６とを
本体内に並列的に配して有し、かつフィルター１５を絞
り弁１４に直列する２個の膨張弁５を入口６相互を直接
若しくは受液器等を介し接続すると共に、一方の弁の出
ロアを室外コイル３の液管側に、他方の弁の出ロアを室
内コイル４の液管側に夫々接続した構成であるから、こ
の膨張弁をヒートポンプ式冷凍装置における液管路中に
介設するには接続部の溶接或はロー付個所が最少数で済
むので、工数短縮および配管整容に極めて顕著な効果を
奏するものであり、しかもガス洩れの発生し易い接続個
所を減少し得ることから、冷媒系統の安定した運転がは
かれる。

さらに冷媒の流通を切り換えることによって膨張弁５，
５のうちの一方が暖房専用膨張弁として、他方が冷房専
用膨張弁として夫々自動的に作用するから、暖房サイク
ルと冷房サイクルとで能力の異る膨張弁を使用すること
が高効率運転面で要求されるこの種ヒートポンプ冷暖房
装置において好適であり、使用個所に制約を受けること
なく実用機としての利用分野は極めて広汎である。

また、Ｌ字状に連通ずる流入路１７、流出路１８からな
る主流路に対して、これを斜交して側路する直線状の側
路２０を設けると共に、該側路２０を流入路１７を横断
する如く延長して、この延長部を介し弁本体８の外部か
ら側路２０内に逆止弁１６を挿脱可能となしているので
、絞り弁１４およびフィルター１５には無関係に逆止弁
１６の挿脱作業が行なえることとなり、サービス性の簡
易化による改善効果は大なるものがある。

さらに本考案は前記膨張弁５に内蔵したフィルター１５
が、冷媒を逆方向に流した場合に、該冷媒の動圧エネル
ギーを受けない個所に設けることができるので、一旦フ
イルターに捕集された異物が再び系統内に戻る如き不都
合も解消される。

また、前記フィルター１５を弾性体フィルターに形成し
たことにより、冷媒の高圧圧力が上昇した場合の順方向
追随範囲を広くとることが可能となって、ハンチング現
象の全く存しない冷媒流量制御を行わせ得る効果も奏す
るものであって、本考案は斯界に寄与する処頗る大なる
冷凍装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式冷暖房装置の配管系統図
、第２図は本考案の冷暖房装置の配管系統図、第３図は
本考案の冷凍装置に使用する膨張弁の断面構造図、第４
図および第５図は第３図におけるＩＶ−ＩＶ線断面図お
よびＶ−Ｖ線断面図、第６図イ〜ハは第３図におけるフ
ィルターの各側の斜視図である。 ３・・・・・・室外コイル、４・・・・・・室内コイル
、５・・・・・・膨張弁、６・・・・・・入口、７・・
・・・・出口、８・・・・・・弁本体、１４・・・・・
・絞り弁、１５・・・・・・フィルター、１６・・・・
・・逆止弁、１７・・・・・・流入路、１８・・・・・
・流出路、２０・・・・・・側路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入口６と出ロアの２つの接続口を有する弁本体８内に、
   入口６に連通ずる直線状の流入路１７と、出ロアに連通
   ずる直線状の流出路１８とをＬ字状に直交する如く連絡
   せしめて主流路を形成し、該主流路内に絞り弁１４とフ
   ィルター１５とを該フィルター１５が入口６に臨む如く
   直列に配設し、前記絞り弁１４は開閉ならびに開閉の間
   で無段階な弁開度調節が可能な冷媒減圧用に形成し、前
   記フィルター１５は流体流通方向に弾力性を有する弾性
   フィルターであって、入口６から流入する高圧冷媒の圧
   力に応じ冷媒流通方向厚さが圧縮されて流体抵抗を増加
   する如く形成される一方、前記主流路を斜交して側路す
   る直線状の側路２０を設け、該側路２０内に逆止弁１６
   をその阻止側が入口６に臨む如く内装せしめ、さらに側
   路２０を流入路１７を横断する如く延長し、該延長部を
   介して弁本体８の外部から側路２０内へ前記逆止弁１６
   を挿脱可能として膨張弁５を構成し、該膨張弁５の２個
   を、入口６．６相互を直接若しくは受液器等を介して接
   続するとともに、一方の膨張弁５の出ロアをヒートポン
   プ式冷凍装置における室外コイル３の液管側に、他方の
   膨張弁５の出ロアを室内コイル４の液管側に夫々接続し
   てなることを特徴とする冷凍装置。