JPS609502Y2 - 四路切換弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ヒートポンプ式冷暖房回路において冷房運転
と暖房運転との切換を行う四路切換弁に関し、詳しくは
形状記憶合金により流体の温度変化に応じて自動的に切
換作動するようにした四路切換弁に関するものである。

一般に、ヒートポンプ式冷暖房回路においては、冷房運
転と暖房運転との切換を行うために四路切換弁が使用さ
れている。

この従来の四路切換弁は、１ドーム内に、圧縮機よりの
吐出管を室外コイルに接続される室外側冷媒配管または
室内コイルに接続される室内側冷媒配管に、また圧縮機
への吸入管を、前記室外側冷媒配管または室内側冷媒配
管にそれぞれ電磁コイルにより切換接続する如く構威し
、感温センサ等の検知信号により電磁コイルを作動させ
て弁を切換作動して冷房サイクルと暖房サイクルとに切
換えるようにしたものである。

しかしながら、前記従来の四路切換弁では、１ドーム内
で高圧ガス（吐出ガス）と低圧ガス（吸入ガス）とが同
居しているため、高低圧間の熱交換量が多くて、熱損失
が大きいとともに、高圧ガスが低圧側に洩れ、その結果
、ヒートポンプ式冷暖房装置のエネルギー効率が低下す
るという不具合があり、また、構造が複雑であり、耐久
性、信頼性に欠け、しかも高価なものとなるという欠点
を有していた。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、圧縮機より
の吐出管と室外および室内コイルへ接続する冷媒配管と
の間にはそれぞれ冷房用および暖房用電磁弁を介設する
一方、室外側および室内側冷媒配管と圧縮機への吸入管
との間にはそれぞれ温度弁を介設し、該各温度弁を、流
体の温度が低いときには開作動し、流体の温度が高いと
きには閉作動するように形状記憶合金で形成することに
より、高低圧を分離することができ、ヒートポンプ式冷
暖房装置のエネルギー効率の向上を図り得るとともに、
構造が簡単で、信頼性、耐久性に優れ、かつ安価な四路
切換弁を提供せんとするものである。

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図はヒートポンプ式冷暖房回路を示し、１は圧縮機
、２は室外コイル、３は膨張弁、４は室内コイルであり
、前記圧縮機１よりの吐出管５と、室外コイル２に接続
される室外側冷媒配管６と、室内コイル４に接続される
室内側冷媒配管７と、圧縮機１への吸入管８とはそれぞ
れブリッジ状に接続されて、本考案に係る四路切換弁Ａ
が配設されている。

すなわち、前記四路切換弁Ａは、前記吐出管５と室外側
冷媒配管６とを接続する接続路９に冷房用電磁弁１０が
介設され、吐出管５と室内側冷媒配管７とを接続する接
続路１１に暖房用電磁弁１２が介設されている一方、前
記室外側冷媒配管６と吸入管８とを接続する接続路１３
に第１温度弁ａが介設され、室内側冷媒配管７と吸入管
８とを接続する接続路１４に第２温度弁Ｂ２が介設され
て構成されている。

前記第１および第２温度弁Ｂ□、Ｂ２は、第２図に詳示
するように、各接続路１３．１４内に、流通口１５ａ、
１５ｂを有する円筒状の弁座１６ａ、１６ｂがそれぞれ
吸入管８接続側に嵌入固定されているとともに、該弁座
１６ａ、１６ｂに対向して円筒状の弁体１７ａ、１７ｂ
がそれぞれ室外側冷媒配管６および室内側冷媒配管７側
に、弁座１６ａ、１６ｂの流通口１５ａ、１５ｂを開閉
するように摺動自在に嵌合され、該弁体１７ａ。

１７ｂの外周には複数個（例えば３個）のリブ部＊＊１
８ａ、 １８ａ・・・、 １８ｂ、 １８ｂ・・
・が円周方向に等間隔に突設され、該リブ部１８ａ、１
８ａおよび１８ｂ、１８ｂの間の隙間を流通路１９ａ。

１９ｂに形成するように設けられ、さらに前記弁座１６
ａ、１６ｂと弁体１７ａ、１７ｂとの間には、一端を弁
座１６ａ、１６ｂに、他端を弁体１７ａ、１７ｂにそれ
ぞれ固定したコイル状のスプ’Ｊ ７り２０ ａ、
２０ ｂが介装されてなり、前記スプリング２０ａ、２
０ｂは、温度変化により形状が変化する形状記憶合金か
らなり、流体の温度が低いとき（例えば１５℃以下）に
は流体の圧力に打勝って伸長変形して、弁体１７ａ、１
７ｂを流通口１５ａ、１５ｂより離反せしめて開作動さ
せる一方、流体の温度力塙いとき（例えば５０℃以上）
には収縮変形して、弁体１７ａ、１７ｂを流通口１５ａ
、１５ｂに当接せしめて閉作動させ、逆止弁として機能
するように形成されている。

前記低温時とは、形状記憶合金においてマルテンサイト
相を加熱したときに母相への逆変態が開始する温度（Ａ
ｓ点）以下の温度状態をいい、また、高温時とは、母相
からマルテンサイト相への変態が開始する温度（Ｍｓ点
）以上の温度状態をいい、第１温度弁Ｂ□および第２温
度弁九のスプリング２０ａｔ２０ｂのＡｓ−Ｍｓ点を例
えば１５℃〜５５℃に設定したものである。

このような形状記憶合金としては下記表に示すような合
金が用いられる。

次に、その作動について説明すれば、冷房用電磁弁１０
が開作動する冷房運転時には、第１温度弁Ｂ１は６０〜
８０℃の吐出ガスによる加熱により温度上昇して閉作動
する一方、第２温度弁Ｂ２は５〜１０℃の吸入ガスによ
る冷却により温度低下して開作動することにより、冷媒
は第１図で実線矢印で示す如く、圧縮機１→電磁弁１０
→室外コイル２→膨張弁３→室内コイル４→第２温度弁
ａ→圧縮機１の順で循環し、冷房が行われる。

一方、暖房用電磁弁１２が開作動する暖房運転時には、
第２温度弁Ｂ２は６０〜８０℃の吐出ガスによる加熱に
より温度上昇して閉作動する一方、第１温度弁ａは一５
〜Ｏ℃の吸入ガスによる冷却により温度低下して開作動
することにより、冷媒は破線矢印で示す如く、圧縮機１
→電磁弁１２→室内コイル４→膨張弁３→室外コイル２
→第１温度弁Ｂ１−圧縮機１の順で循環し暖房が行われ
る。

尚、第１温度弁Ｂ１と第２温度弁Ｂ２とは図示の如く吸
入管８を流れる吸入ガスの熱影響を受けないよう吸入管
８との距離を十分にとるとともに、吐出ガスの熱影響を
受けるように吐出側に近づける方が好ましい。

したがって、前記四路切換弁Ａでは、高圧の吐出ガスと
低圧の吸入ガスとを、冷房運転時には第１温度弁Ｂ工で
、暖房運転時には第２温度弁九で分離することができる
ので、高低圧ガス間の熱交換量が少なくなるとともに、
高圧ガスの低圧側への洩れもなくなるので、よってヒー
トポンプ式冷暖房装置のエネルギー効率の向上を図るこ
とができる。

また、前記第１および第２温度弁Ｂ１−Ｂ２は流体の温
度変化によって開閉作動するように形状記憶合金で形成
したものであり、電磁弁１０゜１２は市販のものを使用
することができるので、簡単な構造でもって温度制御を
行うことができ、耐久性および信頼性に優れ、しかも安
価に製作できるものである。

また、第３図ないし第５図はそれぞれ前記実施例の第１
および第２温度弁Ｂｒ、Ｂ２として用いる温度弁の変形
例を示し、前記実施例の温度弁Ｂ、、 Ｂ２よりも温度
影響を直接（１次的）に受けるようにして、温度変化に
対する応動性を一層良好にしたものである。

すなわち、第３図および第４図に示す温度弁Ｂは接続路
１３（又は１４）内に、弁座１６を開閉する弁体１７を
摺動自在に設け、該弁体１７に上流側に延びる弁棒２１
を連設し、該弁棒２１の先端部にスプリング受は部２２
を設け、該スプリング受は部２２と接続路１３（又は１
４）に固定した固定部材２３との間に形状記憶合金製ス
プリング２０を介装固定したもので、温度変化によるス
プリング２０の伸縮形状変化によって弁体１７を実線と
仮想線とで示す位置に開閉作動させるようにしたもので
ある。

また、第５図に示す温度弁Ｂ′は、前記温度弁Ｂと異な
り、弁棒２１の先端部に、接続路１３（又は１４）に固
定したストッパ２４に対向して、温度変化によりく字形
状と直線形状とに伸縮形状変化するように形状記憶合金
で形成した駆動杆２５を連設して、該駆動杆２５の伸縮
形状変化により弁体１７を実線と仮想線とで示す位置に
開閉作動させるようにしたものである。

尚、本考案は前記各実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例をも包含するものであり、例えば前
記第１および第２温度弁Ｂｒ−８２として、弁体１７自
体を形状記憶合金で形成して、温度変化により開閉作動
するようにしてもよく、要は、温度変化によって弁体が
開閉作動するようにすればよいものである。

以上説明したように、本考案によれば、圧縮機よりの吐
出管と室外コイルに接続される室外側冷媒配管との間に
冷房時開となる電磁弁を、前記吐出管と室内コイルに接
続される室内側冷媒配管との間に暖房時開となる電磁弁
をそれぞれ介設する一方、前記室外側冷媒配管と圧縮機
への吸入管との間に第１温度弁を、前記室内側冷媒配管
と吸入管との間に第２温度弁をそれぞれ介設し、該第１
および第２温度弁を、流体の温度が低いときには開作動
し、流体の温度が高いときには閉作動するように形状記
憶合金で形成したことにより、高低圧ガスを分離するこ
とができるので、ヒートポンプ式冷暖房装置のエネルギ
ー効率を向上させることができるとともに、構造が簡単
であるので、耐久性、信頼性が高く且つ安価な四路切換
弁を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施態様を例示するもので、第１図はヒ
ートポンプ式冷暖房回路の系統図、第２図は要部の断面
図、第３図は温度弁の変形例を示す断面図、第４図は第
３図の弁体部分の斜視図、第５図は温度弁の他の変形例
を示す断面図である。 Ａ・・・・・・四路切換弁、１・・・・・・圧縮機、２
・・・・・・室外コイル、３・・・・・・膨張弁、４・
・・・・・室内コイル、５・・・・・・吐出管、６・・
・・・・室外側冷媒配管、７・・・・・・室内側冷媒配
管、８・・・・・・吸入管、１０・・・・・・冷房用電
磁弁、１２・・・・・・暖房用電磁弁、坊・・・・・・
第１温度弁、Ｂ２−、、、、第２温度弁、２０．２０１
．２０ ｂ・・・・・・スプリング、 ２５・・・・・・駆動杆。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１、室外コイル２、膨張機構３、室内コイル４お
   よび四路切換弁Ａからなるヒートポンプ式冷暖房回路の
   切換を行う前記四路切換弁Ａを、圧縮機１よりの吐出管
   ５と室外コイル２に接続される室外側冷媒配管６との間
   に介設された冷房時開となる電磁弁１０と、前記吐出管
   ５と室内コイル４に接続される室内側冷媒配管７との間
   に介設された暖房時間となる電磁弁１２と、前記室外側
   冷媒配管６と圧縮機１への吸入管８との間に介設された
   第１温度弁ａと、前記室内側冷媒配管７と吸入管８との
   間に介設された第２温度弁九とから形成し、該第１およ
   び第２温度弁”ｒ＊ Ｂ２を、流体の温度が低いときに
   は開作動し、流体の温度が高いときには閉作動するよう
   に形状記憶合金で形成したことを特徴とする四路切換弁
   。