JPS6326693Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、空気調和機、殊に冷房・除湿兼用型
の空気調和機に関する。

第１図は、従来公知の冷房・除湿兼用型空気調
和機の冷媒回路を示す。

冷房運転時においては、冷媒は実線矢印で示す
ように、圧縮機１、室外熱交換器２、冷房用キヤ
ピラリ３、第１の室内熱交換器４、電磁弁５及び
第２の室内熱交換器６を経て圧縮機１へ戻る。す
なわち、圧縮機１から吐出した冷媒は、室外熱交
換器２で図示していないフアンにより凝縮液化さ
れ、それから冷房用キヤピラリ３で断熱膨張さ
れ、その後第１及び２の室内熱交換器４及び６で
それぞれ図示していないフアンにより蒸気化され
て圧縮機１に吸入される。この間、冷房用キヤピ
ラリ３と並列に設けた電磁弁７は閉じられ、また
電磁弁５と並列に設けた除湿用キヤピラリ８には
この電磁弁５が開かれていることから冷媒が流れ
ず、バイパスされている。

一方、除湿運転時においては、電磁弁５が閉及
び電磁弁７が開とされ、室外熱交換器２を出た冷
媒は、点線矢印で示すように、電磁弁７を経て第
１の室内熱交換器４に入り、この第１の室内熱交
換器は冷房運転時とは異なり凝縮器として働くた
め冷媒は更に冷却され、その後冷媒は除湿用キヤ
ピラリ８で断熱膨張されて第２の室内熱交換器６
に入り、この第２の室内熱交換器で蒸発気化され
て圧縮機１へ戻される。

しかして、室内空気９は第２の室内熱交換器６
及び第１の室内熱交換器４の順で流過するが、第
１の室内熱交換器４が室内空気を加熱し、第２の
室内熱交換器６が空気から水分を除去して空気を
冷却するため、いわゆる除湿運転がなされる。

以上述べた従来の冷房・除湿兼用型空気調和機
は、しかしながら、室内ユニツトとして第１及び
２の室内熱交換器４及び６と除湿用キヤピラリ８
とに加えて電磁弁５を必要とする。

このため、従来は、冷房と除湿との運転を切換
えるたびごとに、この電磁弁５の開閉すなわち電
磁弁用電磁石の励磁・非励磁が必要となるが、そ
の開閉時に「ガチツ」というかなり高い騒音が発
生するという問題があつた。

また、空気調和機の室内ユニツトは近年その小
型軽量化を図ることが強く進められているが、か
かる電磁弁５は大きなスペースを占めるために室
内ユニツトの小型軽量化の実施に対し大きなネツ
クとなつている。

本考案は、このような従来の問題を解消するた
めになされたものである。

本考案は、第１の室内熱交換器を出た冷媒の温
度が冷房運転時では低いが除湿運転時では高いこ
とに着目し、このような冷媒の温度変化によつて
開閉するように構成した特別の逆止弁を第１の室
内熱交換器と第２の室内熱交換器との間に設ける
ことにより、従来の電磁弁を省略し、これにより
電磁弁の開閉時の騒音をなくし、また室内ユニツ
トの小型軽量化を有効に図ることができるように
したものである。

前述した逆止弁について更に説明すれば、この
逆止弁は第１の室内熱交換器を出た冷媒の温度変
化によつて変位する伸縮性体を内蔵し、この伸縮
性体は、冷房運転時に第１の室内熱交換器を出た
低圧・低温の冷媒の温度によつて逆止弁を開いて
いるが、除湿運転時に第１の室内熱交換器を出た
高圧・高温の液冷媒の温度によつては逆止弁を閉
じるように変位することを特徴とする。

以下図面を参照して本考案の実施例について詳
述する。

第２図は本考案による冷房・除湿兼用型空気調
和機の冷媒回路の一例を示し、第１図に示した従
来例と相異するところは第１の室内熱交換器４と
第２の室内熱交換器６との間に従来の電磁弁５
（第１図参照）に代えて特殊な構成の逆止弁１５
を設けた点だけであり、第３図はこの逆止弁の詳
細を示している。

冷房運転時においては、第２図に実線矢印で示
すように、圧縮機１及び室外熱交換器２を経た冷
媒は従来と同様に冷房用キヤピラリ３で断熱膨張
されるが、このキヤピラリ３を通つた冷媒は低
圧・低温（約５〜10℃位）となつており、この低
温冷媒は第１の室内熱交換器４を出た後もこの熱
交換器の中では等温変化を行なつているため（冷
媒の液分が気化する相変化を行なつているため）
その温度はほとんど上昇しておらず、したがつ
て、逆止弁１５には低温冷媒が流入する。

この逆止弁１５は、第３図に詳細に示すよう
に、入口１６から流入してくる冷媒の温度変化に
よつて変位する伸縮性体としてのベロー１７を外
管１８に内蔵し、このベローの中には冷媒が封入
されている。

しかして、冷房運転時に、第１の室内熱交換器
４を出た冷媒が逆止弁１５の入口１６から外管１
８内に流入してくると、この冷媒は前述した如く
低温であつてベロー１７の周辺が冷たいことか
ら、ベロー１７は縮んでおり、このためコア１９
はばね２０の力により押し上げられて固定板２１
のポート２２から離れている。

したがつて、冷房運転時においては、逆止弁１
５は開いており、冷媒が外管１８とベロー１７及
びコア１９との隙間を通り、ばね２０の間を経て
固定板２１のポート２２を通つて出口２３から流
出し、第２の室内熱交換器６に流入する。

なお、この間、逆止弁１５の圧損は小さいた
め、圧損の大きい除湿用キヤピラリ８には冷媒が
流れることはほとんどない。

一方、除湿運転時においては、第２図に点線矢
印で示すように、圧縮機１及び室外熱交換器２を
出た高圧・高温の液冷媒は従来と同様に電磁弁７
を通して流れ、それから第１の室内熱交換器４に
流入し、室内空気９で冷却されて高圧飽和温度か
ら過冷却していき、その過冷却温度で第１の室内
熱交換器４を出るが、この時の冷媒の温度は前述
した冷房運転時と比べてはるかに高い（ちなみ
に、冷房時は５〜10℃位であるが、除湿時は30〜
40℃位である）。

したがつて、除湿運転時においては、このよう
な高温の液冷媒が逆止弁１５の入口１６から外管
１８内に流入してくるので、その冷媒温度によつ
てベロー１７は伸び拡がるが、ベロー１７の上端
がストツパ２４により規制されているため、ベロ
ー１７は下方に伸びてコア１９を押す。この力は
ベロー内に封入した冷媒の体膨張を利用したベロ
ーの力であり、ベロー１７のコア１９を押す力が
ばね２０の力に打ち勝つてコア１９を押し下げ、
これによりコア１９が固定板２１のポート２２を
塞ぐので、逆止弁１５は閉となり、このため冷媒
は除湿用キヤピラリ８を通つて断熱膨張して第２
の室内熱交換器６に流入し、蒸発気化する。

以上述べたように、第３図に示した如き構成の
逆止弁１５は流入してくる冷媒の温度変化により
伸縮するベローによつて開閉して逆止弁として働
いたり又は単なるバイパス管として働くので、こ
の逆止弁１５を第２図に示すように第１の室内熱
交換器４と第２の室内熱交換器６との間に従来の
電磁弁５（第１図参照）に代えて設けることがで
きる。

したがつて、電磁弁を室内ユニツトから省略す
ることができ、これにより従来悩まされてきた電
磁弁の開閉時の騒音をなくすことができ、また室
内ユニツトの小型軽量化を有効に図ることがで
き、更にこのような逆止弁は比較的安価に作れる
ので高価な電磁弁と置換することによりコストダ
ウンにも大きく寄与するものである。

第４図は、第３図に示した逆止弁１５のコア１
９の他の形を示す。このコア４０は外周部から中
央部突出下端に延びて開口してオリフイスの役目
を果す細孔４１を有し、逆止弁が閉のときでもこ
の細孔４１を通して冷媒が断熱膨張されて流れる
ことができるようにしたものである。

したがつて、このようなコア４０の細孔４１は
第２図に示した除湿用キヤピラリ８と同じ機能を
有するので、除湿用キヤピラリ８は省略すること
ができる。

第５図は第２図に示した除湿用キヤピラリ８を
省略した場合の例を示し、第３図に示した逆止弁
のコア１９を第４図に示したコア４０に置換した
構成の逆止弁５０のみが第１の室内熱交換器４と
第２の室内熱交換器６との間に設けられている。

したがつて、冷房運転時においては冷媒は第２
図に示した実施例と同じように流れ、また除湿運
転時においては逆止弁５０は閉となるが、冷媒は
コア４０の細孔４１を通して断熱膨張して第２の
室内熱交換器６に流入する。

このような構成の逆止弁５０を使用することに
より、したがつて、第２図に示した除湿用キヤピ
ラリ８を省略できて室内ユニツトの小型軽量化を
一層有効に図ることができ、またキヤピラリをロ
ー付けする必要もないとともに、キヤピラリと逆
止弁とを接続する接手管も不要となるなどの利点
もある。

次に、以上述べた逆止弁は、冷媒温度の変化に
よつて伸縮性体が変位して開閉するものであれば
第３図に示した構成に限定されるものではなく、
種々の適当な他の構成を採用できるものである。

第６図は、第３図に示した逆止弁１５におい
て、伸縮性体としてベロー１７に代えて使用され
るダイヤフラム６０の一例を示し、このような構
造のダイヤフラム６０を使用しても第３図の逆止
弁と同じ機能を持たせることができる。

第７ａ図は、第３図に示した逆止弁１５におい
て、伸縮性体としてベロー１７に代えて温度によ
る体膨張係数の大きい複数の球状固体７１を使用
した例を示す。また、この例においては、第３図
の棒状ストツパ２４に代えてネツト状のストツプ
７２が設けられ、第７ｂ図はこのネツト状ストツ
パ７２の平面図を示す。

しかして、このような構成の逆止弁７０におい
ては、温度による体膨張係数の大きい複数の球状
固体７１はネツト状ストツパ７２とコア１９とに
よつてそれらの間に保持され、冷房運転時におい
ては流入してくる冷媒の温度は低いためこれら球
状固体７１は第７ａ図に示すような大きさであ
り、このためコア１９はばね２０の力により固定
板２１のポート２２から離れているので、逆止弁
７０は開であり、これにより冷媒は入口１６、ネ
ツト状ストツパ７２の網目、球状固体７１間の隙
間及びポート２２を通して出口２３から流出す
る。

一方、除湿運転時においては、流入してくる液
冷媒の温度は高いため、これら球状固体７１は膨
張し、この力によりコア１９がばね２０の力に抗
して押し下げられてポート２２を塞ぐので、逆止
弁７０は閉となり、これにより冷媒は第２図に示
した除湿用キヤピラリ８側へ流れることになる。

したがつて、このような構成の逆止弁７０も第
３図の逆止弁１５と同じ機能を有する。

第８図は、第３図に示した逆止弁１５におい
て、ばね２０として引張りばね８１を使用した例
を示す。引張りばね８１は、コア１９と板状スト
ツパ８２との間に介装されてコア１９を上方に引
張るように作用している。

しかして、冷房運転時においては流入してくる
冷媒の温度は低いためベロー１７は収縮しコア１
９は引張りばね８１の力によつて固定板２１のポ
ート２２から離れて開であるが、除湿運転時にお
いては流入してくる液冷媒の温度は高いためベロ
ー１７は膨張変形し、この力が引張ばね８１の力
に打ち勝つことによりコア１９が押し下げられて
ポート２２を塞ぐ。

したがつて、このような構成の逆止弁８０も第
３図の逆止弁１５と同じ機能を有する。

第９図は、第３図に示した逆止弁１５におい
て、ばね２０に代えてゴムなどの複数の弾性体９
１を使用した例を示す。弾性体９１はコア１９と
固定板２１との間に配列されてコア１９を上方に
押すように作用して第３図のばね２０と同じよう
な働きをする。

したがつて、このような構成の逆止弁９０も第
３図の逆止弁１５と同じ機能を有する。

第１０ａ図は、第３図に示した逆止弁１５にお
いて、伸縮性体としてベロー１７に代えて形状記
憶合金により作つたばね１０１を使用した例を示
し、ばね１０′はコア１９と板状ストツパ１０２
との間に介装されている。

また、第１０ｂ図はこの形状記憶合金製ばね１
０１の特性を示し、周知のように、その合金組成
によりある温度T₁の近辺でそのばね定数ＫがK₀
からK₂に大きく変化する。

しかして、この形状記憶合金製ばね１０１のば
ね定数が大きく変化する温度を冷房運転時におけ
る冷媒温度の変動巾（５〜15℃）と除湿運転時に
おける冷媒温度の変動巾（30〜45℃）の中間（20
℃）に設定しておけば、冷房及び除湿の両運転間
でばね１０１のばね定数に大きな差を生じてその
変位量にも大きな差が生じ、この大きな変位量の
差を利用して除湿運転時にはコア１９をばね２０
の力を抗して押し下げてポート２２を塞ぐことが
できる。

したがつて、このような構成の逆止弁１００も
第３図の逆止弁１５と同じ機能を有する。

第１１図は、第３図に示した逆止弁１５におい
て、伸縮性体としてベロー１７に代えてバイメタ
ル１１１を使用した例を示す。しかして、バイメ
タル１１１はその一端が外管１８の内壁に適当な
手段により固定されているが、除湿運転時に流入
してくる高温の液冷媒の温度によつて変形してそ
の他端がコア１９をばね２０の力に抗して押し下
げ、ポート２２を塞ぐことができるようになつて
いる。

一方、冷房運転時においては、流入してくる冷
媒の温度は低いため、バイメタル１１１は点線で
示すように変形し、コア１９はばね２０の力によ
り押上げられてポート２２から離れ、開となる。

以上逆止弁の種々の変形例について説明してき
たが、これら以外にも変形可能なものであり、例
えば第３図に示した逆止弁１５において、ベロー
１７、コア１９及びストツパ２４を同一材料で一
体化又は接着手段などによつて一体化してばね２
０を省略した構成にすることもできる。

また、本考案はヒートポンプ式で除湿機能を有
する空気調和機にも応用できるものであり、この
場合には第２図において四方弁を公知の位置に追
加するとともに、除湿用キヤピラリ８及び逆止弁
１５と並列に普通の逆止弁（冷媒圧力により開閉
されるもの）を設置し必要とあれば暖房用キヤピ
ラリと冷房用バイパス逆止弁の並列回路を室外熱
交換器２と第１の室内熱交換器４との間に設置す
ればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和機の冷媒回路を示す系
統図、第２図は本考案による空気調和機の冷媒回
路の一例を示す系統図、第３図は第２図中〇の逆
止弁の断面図、第４図は第３図の逆止弁における
コアの他の形を示す断面図、第５図は第４図のコ
アを使用した逆止弁を利用した冷媒回路の系統
図、第６図は第３図の逆止弁においてベローに代
えて使用されるダイヤフラムの一例を示す断面
図、第７ａ図は第３図の逆止弁の他の変形例を示
す断面図、第７ｂ図は第７ａ図の逆止弁に使用さ
れるネツト状ストツパの平面図、第８図、第９図
及び第１０ａ図は第３図の逆止弁の更に他の異な
る３つの変形例を示す断面図、第１０ｂ図は第１
０ａ図の逆止弁に使用される形状記憶合金製ばね
の特性図、第１１図は第３図の逆止弁の更に他の
変形例を示す断面図である。 ４……第１の室内熱交換器、６……第２の室内
熱交換器、１５……逆止弁、１７……ベロー（伸
縮性体）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１の室内熱交換器と第２の室内熱交換器とを
   具備し、除湿運転時には前記第１の室内熱交換器
   を出た冷媒を膨張させて前記第２の室内熱交換器
   に流入させ、冷房運転時には前記第１の室内熱交
   換器を出た冷媒を膨張させることなくそのまま前
   記第２の室内熱交換器に流入させるようにした空
   気調和機において、前記第１の室内熱交換器を出
   た冷媒の温度変化によつて変位する伸縮性体を内
   蔵する逆止弁をこの第１の室内熱交換器と第２の
   室内熱交換器との間に設け、前記伸縮性体は、冷
   房運転時に前記第１の室内熱交換器を出た低圧・
   低温の冷媒の温度によつては前記逆止弁を開いて
   いるが、除湿運転時に前記第１の室内熱交換器を
   出た高圧・高温の液冷媒の温度によつては前記逆
   止弁を閉じるように変位することを特徴とする空
   気調和機。