JPWO2016027541A1 - 複合弁 - Google Patents
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Abstract
第一、第二の熱媒体の流入口と、第一の熱媒体もしくは第二の熱媒体の流出口と、第三の熱媒体もしくは第四の熱媒体の流入口と、第三、第四の熱媒体の流出口と、弁室と、を有したボディと、熱媒体を内部に流す開口部を側面に、かつ内部長手方向に仕切り部材を有する円筒状の弁体と、弁体の回転角度を制御するモータを備え、弁体がモータにより回転して第一の熱媒体と第二の熱媒体の何れか一方の流入口、第三の熱媒体と第四の熱媒体の何れか一方の流出口が弁体側面の開口部と連通し、性質の異なる二つの熱媒体を弁体内部の仕切り部材に隣接して流し、連通した流入口と開口部、流出口と開口部の面積をモータの回転角度で制御し流量を制御する。
Description
本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に用いる弁に係り、特に、製造時等において変形の抑制が可能な弁に関するものである。
ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置は一般に、１台の熱源機である室外ユニットと、複数の空調対象空間にそれぞれ設ける室内ユニットを接続し、各空調対象空間の温度を調節する装置である。従来から、たとえば建物外に配置した室外ユニットと、建物内の空調対象空間に配置した室内ユニットとの間にハイドロフルオロカーボン等の冷媒を循環させ、室外ユニットで加熱あるいは冷却した冷媒を室内ユニットで空調対象空間の空気に放熱あるいは吸熱することで空調対象空間の冷房または暖房を行う装置がある。この装置は、構造上冷媒が室内ユニットまで循環するため、冷媒が空調対象空間内に漏れる可能性があった。
そこで、室外ユニットと室内ユニットの間に中継ユニットを設け、室外ユニットから中継ユニットまで冷媒を、中継ユニットから室内ユニットまで水等の熱媒体を循環させ、中継ユニットに備えた熱媒体間熱交換器により冷媒と熱媒体間で熱交換する空気調和装置がある。中継ユニットには更に熱媒体流路切替え装置を備えており、熱媒体間熱交換器で加熱された熱媒体（以後、暖房用熱媒体と記す）は暖房運転を行う室内ユニットに、冷却された熱媒体（以後、冷房用熱媒体と記す）は、冷房運転を行う室内ユニットにそれぞれ搬送され、室内ユニットでこれらの媒体と空調対象空間の空気で熱交換することで暖房運転、冷房運転を空調対象空間毎に実現することができる（例えば特許文献１）。
特許文献１の空気調和装置では、暖房運転と冷房運転を室内ユニット毎に実現するため、中継ユニットからそれぞれの室内ユニットに熱媒体を搬送する全ての流路に、熱媒体の種類（暖房用熱媒体もしくは冷房用熱媒体）を切り替えるための熱媒体流路切替え装置を１台ずつ、各室内ユニットから中継ユニットに熱媒体を戻す流路に熱媒体の種類を切り替えるための熱媒体流路切替え装置を１台ずつ、すなわち室内ユニット１台につき熱媒体流路切替え装置は計２台必要となる。さらに、空調対象空間の室温調整は中継ユニットから室内ユニットに搬送する熱媒体の流量制御によりなされており、室内ユニット１台につき熱媒体流量調整装置が１台必要となる。
以上により、従来の空気調和装置では、室内ユニット１台毎に熱媒体流路切替え装置が２台と熱媒体流量調整装置が１台、さらに各々を駆動させるモータ等の制御部品、あるいは接続する配管および締結部品等の種々の部品が必要となる。
そこで、２流路の切替え機能と流量調整機能を有する複合弁がある（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の熱媒体流路切替え装置は、装置の外郭を形成するボディと、ボディ内部に挿入し流路を切替えるために駆動する流路切替え用弁体、流量を調整する流量調整用弁体、それぞれの弁体を駆動するためのモータから構成される。ボディと弁体は樹脂等で一体成形することで製造される。
特許文献２に記載のボディおよび弁体は肉厚が偏在しており、成形時に変形しやすい。特に、弁体において、第１弁室と第２弁室を連結する部分の肉厚が大きいため、この部分の収縮が大きくなる。そのため、成形後の機械加工等による二次加工工程が必要となり、コストの増加が問題となる。また、１台の複合弁に対して、流路切替え用と流量調整用のそれぞれに対して弁体駆動用のモータが必要となり、コストの増加が問題となる。
本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、肉厚を均一にすることで成形時の変形を比較的抑制した構造で、かつ、１個のモータで２流路の切替え機能と流量調整機能を有する複合弁を用いることで、製造コストおよび部品コストを削減した空気調和装置に用いる複合弁を提供することを目的とする。
本発明に係る空気調和装置の複合弁は、
軸回りに回転可能で、流体の流路を開閉する円筒形状の弁体であって、この弁体の円筒軸方向に長軸を有し、円筒形状の空間を半円筒状に仕切る平板状の仕切り部材と、流体を流入、あるいは流出させるため、前記弁体の外周側面に設けられた複数の開口部と、を備えた弁体を有することを特徴とするものである。
軸回りに回転可能で、流体の流路を開閉する円筒形状の弁体であって、この弁体の円筒軸方向に長軸を有し、円筒形状の空間を半円筒状に仕切る平板状の仕切り部材と、流体を流入、あるいは流出させるため、前記弁体の外周側面に設けられた複数の開口部と、を備えた弁体を有することを特徴とするものである。
本発明に係る複合弁は、内部長手方向に仕切り部材を有した円筒状の弁体を有し、異なる二つの流路を形成している。そして、弁体をモータで回転させることで、第一の熱媒体もしくは第二の熱媒体の何れか一方、第三の熱媒体もしくは第四の熱媒体の何れか一方を選択して流すことができ、即ち２つの熱媒体流路切替え装置の機能を備える。本発明に係る複合弁の構成要素であるボディおよび弁体は、何れも肉厚が比較的均一であるため、成形時に変形が生じにくい構造といえる。これにより成形後の機械加工等による二次加工工程を削減することができる。
また、モータの回転角度を制御することで流量も制御できることから、熱媒体流量調整装置の機能も併せ持つ。これにより、熱媒体の流量調整に用いられていた弁体駆動用のモータを削減することができ、部品コストを削減することができる。
また、モータの回転角度を制御することで流量も制御できることから、熱媒体流量調整装置の機能も併せ持つ。これにより、熱媒体の流量調整に用いられていた弁体駆動用のモータを削減することができ、部品コストを削減することができる。
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態１における空気調和装置１００について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の設置例を示す概略図であり、複数台の室内ユニット３を接続している空気調和装置１００の全体を概略的に示している。
以下、本願発明の実施の形態１における空気調和装置１００について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の設置例を示す概略図であり、複数台の室内ユニット３を接続している空気調和装置１００の全体を概略的に示している。
本空気調和装置１００は、室外ユニット（熱源機）１と、複数台の室内ユニット３と、室外ユニット１と室内ユニット３との間に介在する１台の中継ユニット２と、を有している。室外ユニット１は、一般にビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置される。また、室内ユニット３は、建物９の内部の空調対象空間（たとえば、居室等）である室内空間７に配置される。中継ユニット２は、室外ユニット１及び室内ユニット３とは別ユニットとして、例えば天井裏等の室外空間６および室内空間７とは別の空間８に配置されている。
室外ユニット１と中継ユニット２とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。また、中継ユニット２と室内ユニット３とは、熱媒体を導通する熱媒体配管５で接続されている。
室外ユニット１と中継ユニット２とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。また、中継ユニット２と室内ユニット３とは、熱媒体を導通する熱媒体配管５で接続されている。
空気調和装置１００は、冷媒（熱源側冷媒、熱媒体）を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路、熱媒体循環回路）を利用することで各室内ユニット３が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるようになっている。
次に、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の動作を説明する。熱源側冷媒は室外ユニット１から中継ユニット２に冷媒配管４を通して搬送される。搬送された熱源側冷媒は、中継ユニット２内の熱媒体間熱交換器にて熱媒体と熱交換し、熱媒体を加温又は冷却する。つまり、熱媒体間熱交換器で、温水又は冷水が作り出される。熱媒体間熱交換器にて作られた温水又は冷水は、室内ユニット毎に設けられた複合弁１０１により温水または冷水を選択され、熱媒体配管５を通して室内ユニット３へ搬送され、室内ユニット３にて室内空間７に対する暖房運転又は冷房運転に供される。そして、室内ユニット３内にて室内空間との熱交換を行った熱媒体は、再度、複合弁１０１へと流入し、温水または冷水を選択され、熱媒体間熱交換器に戻される。
熱源側冷媒としては、たとえばＲ−２２、Ｒ−１３４ａ、Ｒ３２等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ３ ＣＦ＝ＣＨ２ 等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒もしくはその混合物、あるいはＣＯ２もしくはプロパン等の自然冷媒を用いることができる。
一方、熱媒体としては、たとえば水、不凍液、水と不凍液の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。
なお、図１においては、室外ユニット１を室外空間６に設置している場合を例示しているが、これに限定するものではなく、排気ダクト等により廃熱を排気出来る環境下であれば、例えば機械室あるいは建物９の内部に設置してもよい。また、中継ユニット２を天井裏等の空間８に設置している場合を例示しているがこれに限定するものではなく、エレベータ等がある共用空間等に設置することも可能である。また、室内ユニット３が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型あるいは天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等を用いて間接的に暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていれば、どんな種類のものでもよい。
また、中継ユニット２は、室外ユニット１の近傍に設置することもできる。ただし、中継ユニット２から室内ユニット３までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力が増大するため、省エネルギー化の妨げになるため留意が必要である。
また、室外ユニット１、室内ユニット３及び中継ユニット２の接続台数は図１に図示している台数に限定するものではなく、空調対象空間の数に応じて台数を決定すればよい。
また、室外ユニット１、室内ユニット３及び中継ユニット２の接続台数は図１に図示している台数に限定するものではなく、空調対象空間の数に応じて台数を決定すればよい。
室外ユニット１台に対して複数台の中継ユニット２を接続する場合、中継ユニット２をビル等の建物における共用スペースまたは天井裏等のスペースに点在して設置した方が好ましい。それにより、各中継ユニット２内の熱媒体間熱交換器で空調負荷を賄うことができる。また、室内ユニット３と中継ユニット２の距離を短縮でき、省エネルギー化が可能となる。
図２は、本実施の形態１における複合弁１０１の一の設置例を示す。本設置例は、室内ユニットを２台、すなわち複合弁１０１を２つ（１０１ａ、１０１ｂ）配置した場合を示しており、それぞれが室内ユニット３に熱媒体を搬送する配管１０と、室内ユニット３から熱媒体を戻す配管１１と接続される。また、複合弁１０１は、熱媒体熱交換器で作られた温水（以下、第一の熱媒体と呼ぶ）を搬送する温水搬送用連結配管１２と、冷水（以下、第二の熱媒体と呼ぶ）を搬送する冷水搬送用連結配管１３と、熱媒体熱交換器に熱交換後の温水（以下、第三の熱媒体と呼ぶ）を戻す温水戻り用連結配管１４と、冷水（以下、第四の熱媒体と呼ぶ）を戻す冷水戻り用連結配管１５にそれぞれ接続あるいは連結されている。締結には板金を折り曲げて形成したクイックファスナ１６を用いており、図示はしていないが、Ｏリングを内蔵することで熱媒体の漏れを防止している。
図３は、本願実施の形態１における複合弁１０１の他の設置例を示す。本設置例は、室内ユニットを４台、すなわち複合弁１０１を４つ配置した場合を示しており、図２に示すユニットを２セット連続配置したものである。このように、複合弁１０１は、必要数量にあわせて増設が可能である。
なお、本設置例では温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５は、複合弁１０１を２つずつ連結したものを組み合わせることで延長または増設しているが、これに限らず、温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５の複合弁１０１との接続口の数量を増すことで任意の数量に変更することも可能である。なお、締結には図２と同様、クイックファスナ１６とＯリングを用いている。
図４は、複合弁１０１の構成図を示している。本複合弁１０１は、円筒形状の円筒軸方向から熱媒体が流入する第一の熱媒体の流入口１７と、第二の熱媒体の流入口１８と、第三もしくは第四の熱媒体の流入口２０、および円筒形状の円筒軸方向に熱媒体が流出する第一もしくは第二の熱媒体の流出口１９と、第三の熱媒体の流出口２１と、第四の熱媒体の流出口２２、を有したボディ２３と、単一の駆動装置であるモータ２４を備えている。
図５に、複合弁１０１の分解斜視図を示す。本複合弁１０１は、上記ボディ２３およびモータ２４の他に、内部にホルダ２５、Ｏリング２６、パッキン２７、円筒状の弁体２８を備えており、その他図示はしていないが、部品締結用のねじ、または板金部品等により構成されている。Ｏリング２６は弁体２８とホルダ２５間、ホルダ２５とパッキン２７間、ホルダ２５とボディ２３間に供えられており、各部位の熱媒体の漏れを防ぐと同時に、各部品の寸法公差を吸収する役割を果たす。パッキン２７は弁体２８回転時のトルクを低減させる役割を果たしており、これを挿入しないとホルダ２５と弁体２８間のＯリング２６の摩擦抵抗によりモータ２４の必要トルクが増大する。場合によってはＯリング２６が破損し、漏れが生じる可能性があるため、取り付けた方が良い。
図６に、複合弁１０１の断面図を示す。上記円筒状の弁体２８には熱媒体を内部に流すための開口部を、側面に計４箇所、有している。また、内部長手方向に仕切り部材を有しており、異なる二つの流路を形成している。
弁体２８は、内部長手方向（回転軸方向）に仕切り部材３１を有しているため、特許文献２のように２個の弁室を厚肉の樹脂で仕切っておらず、肉厚が比較的均一となっている。そのため、成形時の収縮が生じる際、収縮量は弁体２８の弁室部分において均一であり、変形することなく収縮することができる。そのため、成形後の機械加工による二次工程を省略することができ、製造時のコストを削減することができる。
また、弁体２８は内部に仕切り部材３１を持つことから、剛性が上がり、運転時の変形が抑制される。なお、上記の仕切り部材３１は、円筒状の弁体２８の円筒軸に垂直な断面で見た場合において、円形状の弁室を半円状に２分するよう配置されている（例えば図８参照）。
また、弁体２８は内部に仕切り部材３１を持つことから、剛性が上がり、運転時の変形が抑制される。なお、上記の仕切り部材３１は、円筒状の弁体２８の円筒軸に垂直な断面で見た場合において、円形状の弁室を半円状に２分するよう配置されている（例えば図８参照）。
図７に、モータ２４により弁体２８を回転させた場合の流路切替えフローを示している。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に弁体２８を９０度ずつ回転させており、実線矢印は熱媒体の流動方向を示している。実線矢印Ａは熱媒体が温水の場合の流れを、実線矢印Ｂは熱媒体が冷水の場合の流れをそれぞれ示す。（ａ）は、熱媒体熱交換器で作られた温水（第一の熱媒体）を室内ユニット３に搬送する流路と、熱媒体熱交換器に熱交換後の温水（第三の熱媒体）を戻す流路が連通した状態、（ｂ）は、何れの熱媒体も流れない閉塞の状態、（ｃ）は、熱媒体熱交換器で作られた冷水（第二の熱媒体）を室内ユニット３に搬送する流路と、熱媒体熱交換器に熱交換後の冷水（第四の熱媒体）を戻す流路が連通した状態、（ｄ）は、何れの熱媒体も流れない閉塞の状態、を示している。
図８に、モータ２４により弁体２８を回転させた場合の図６のＡ−Ａ断面を示している。図７と同じく、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に弁体を９０度ずつ回転させており、（ｅ）は、モータの回転角度を調整し（ａ）から３０度回転させたときの状態を示している。これにより、（ａ）の場合に比べて熱媒体熱交換器で作られた温水（第一の熱媒体）を室内ユニット３に搬送する流路の一部、及び、図示はしていないが熱媒体熱交換器に熱交換後の温水（第三の熱媒体）を戻す流路の一部が部分的に狭くなり、圧力損失が大きくなることから、流量が小さくなる。（ｅ）は（ａ）から３０度回転させた場合を示しているが、この角度に限らず、回転させる角度を制御して所定値に変更することで所望の流量を得ることができる。なお、熱媒体の流入と流出は図８中の各図の中央に示した円周部分の白抜き部分を通じて行われる。言い換えると、円周部分のうち黒くハッチングした部分からの流入あるいは流出は生じない。モータの回転角度、即ち流量は、例えば室内ユニット３に流入される際の熱媒体温度と室内ユニット３から流出される熱媒体温度が測定できる位置に温度センサー３２を取り付け、これらの差が目標値となるよう制御される。温度センサーの位置はこれに限らず、装置への取り付け性等を考慮して配置すれば良い。
次に、複合弁１０１の製造方法を述べる。ボディ２３、弁体２８、ホルダ２５は、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂にガラス繊維を３０％含有した材料（以後、ＰＰＳと略記する）を用いて射出成形法で製造する。ボディ２３の弁室の内周面と弁体２８の側面の寸法差は極力小さい方が好ましく、大きくなる程性能が低下する。一般に、ガラス繊維を含有する材料は、成形時の繊維配向方向によって収縮率が異なり（異方性）、成形精度が低下しやすい。特に弁体は金型構造から変形が生じやすいため、弁体２８の回転軸先端に樹脂注入口（ゲート）を設け、樹脂が極力同一方向に流れるようにしたほうが良い。これにより、変形が一様化し、金型補正等により高精度化を図りやすい。なお、本実施の形態１の弁体は、弁体内部の長手方向に仕切り部材を設けていることから、弁体自身の剛性が高く、変形が生じ難いというメリットがある。
パッキン２７は極力、摩擦抵抗の小さい材料が好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレン（以後、ＰＴＦＥと略記する）を用いる。パッキンの摩擦抵抗が大きいと上述のとおり、モータ２４の必要駆動トルクが増大する。パッキン２７は、例えば、押出成形法によりＰＴＦＥをシート状に成形し、これをプレス型で打ち抜くことで製造する。
Ｏリングは、例えばエチレンプロピレンゴム（以後、ＥＰＤＭと略記する）を用いて、プレス成形により製造する。
温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５は、例えばＰＰＳを用いて射出成形法で製造する。
配管１０、配管１１は、例えば銅配管を用いて製造する。
Ｏリングは、例えばエチレンプロピレンゴム（以後、ＥＰＤＭと略記する）を用いて、プレス成形により製造する。
温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５は、例えばＰＰＳを用いて射出成形法で製造する。
配管１０、配管１１は、例えば銅配管を用いて製造する。
次に、上記によって製造された各部品の組み立て方法について説明する。まず、ボディ２３に弁体２８を挿入する。次に、パッキン２７を取り付け、予めＯリングを取り付けたホルダ２５を取り付ける。そして、モータ２４を板金あるいはねじ等を用いてボディ２３に固定する。
次に、本手順で組み立てた２つの複合弁１０１を、図２に示すように温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５で連結し、クイックファスナ１６で締結しユニット化する。そして、複合弁１０１が所望の数量となるようユニットを複数台製作し、図３に示すように温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５を連結して増設する。
なお、温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５に所望の複合弁１０１の接続口を形成している場合は、上記ユニット同士の連結作業は不要となる。即ち、温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５の接続口が多いほど締結部品および作業は減少する。
最後に、上記により製造した複合弁１０１のユニットを中継ユニット２に取付け、配管１０、配管１１を取付ける。
上記により、２つの熱媒体流路切替え装置と熱媒体流量調整装置の機能を兼ね備えた複合弁１０１を得ることができる。これにより、熱媒体制御部品（熱媒体流路切替え装置、熱媒体流量調整装置）の数量、配管および締結部品等の種々の部品が削減でき、装置の小型化あるいは製造コストの削減ができる。
さらに、従来は２つの熱媒体流路切替え装置と熱媒体流量調整装置の駆動装置１台を制御するためにモータ（駆動装置）を３台用いていたが、本実施の形態１では１台に削減され、装置の小型化あるいは製造コストの削減に加えて、省エネ性が向上するという効果もある。また、図７（ｂ）および（ｄ）に記載の通り、特定の複合弁１０１を熱媒体が流れない閉塞の状態にすることで、他の室内ユニット３を運転した状態で特定の室内ユニットおよび配管部品の保守およびメンテナンスを行うことができるという効果もある。
なお、本実施の形態１において、ボディ２３あるいは弁体２８の材料としてＰＰＳを用いた射出成形法で製造すると記載したが、これに限らず、他の樹脂または他の成形方法を用いても良い。また、黄銅等の金属材料を用いて、鍛造法あるいは鋳造法により製造しても良い。
また、パッキン２７は、ＰＴＦＥを用いた押出成形法とプレス加工とを併用して製造すると記載したが、これに限らず、圧縮成形法等、他の製造方法を用いても良い。また、材質もこれに限らず、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の低摩擦係数の材料を用いて射出成形法で製造しても良い。
また、温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５は、ＰＰＳを用いた射出成形法で製造すると記載したが、これに限らず、他の樹脂あるいは他の成形方法を用いても良い。また、銅あるいはステンレス等の金属配管を用いて形成しても良い。
また、配管１０、配管１１は、銅配管を用いて製造すると記載したが、これに限らず、ステンレス等の金属配管を用いても良い。また、ＰＰＳ等の樹脂材料を用いて射出成形法またはブロー成形法等で製造しても良い。
また、モータの回転角度を制御することで流量を制御すると記載しているが、これに限らず、流量調整が不要な場合においては単に切替えが可能である装置（ＯＮ／ＯＦＦ装置等）を用いても良い。
実施の形態２．
以下、本願発明の実施の形態２における複合弁１０２について説明する。なお、本実施の形態２の複合弁１０２の構成、機能および効果について、上記実施の形態１と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
以下、本願発明の実施の形態２における複合弁１０２について説明する。なお、本実施の形態２の複合弁１０２の構成、機能および効果について、上記実施の形態１と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
図９に実施の形態２の複合弁１０２の断面図を示す。複合弁１０２のボディの弁室底面にはテーパ部２９を設けており、これと合致する部材を弁体先端に設けている。これにより、モータ２４にて弁体を駆動した際の弁体のブレを抑制し、ボディとの接触による必要駆動トルクの増大を抑制することができる。また、ボディ２３と弁体２８を、例えばＰＰＳにＰＴＦＥを含有することで耐摩耗性を向上させた材料等、低摩擦係数の材料を用いると、更に必要駆動トルクを低減させることが出来る。
実施の形態３．
以下、本願発明の実施の形態３における複合弁１０３について説明する。なお、本実施の形態３の複合弁１０３の構成、機能および効果について、上記実施の形態１および実施の形態２と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
以下、本願発明の実施の形態３における複合弁１０３について説明する。なお、本実施の形態３の複合弁１０３の構成、機能および効果について、上記実施の形態１および実施の形態２と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
図１０に実施の形態３の複合弁１０３の断面図を示す。複合弁１０３は、ボディ２３の弁室底面と弁体２８の先端にパッキン３０を設けている。本パッキン３０をボディと弁体で挟み込むことで、ボディと弁体間の熱媒体の漏れを抑制し、性能が向上するという効果がある。また、パッキン３０の材質を、極力、低摩擦係数の材料、例えばＰＴＦＥを用いることで弁体の駆動トルクを抑制することが出来る。更に、弁体およびボディの磨耗を抑制し、長寿命化の効果もある。パッキン３０の製造方法は上記パッキン２７と同様に、押出成形法にて成形した板をプレス型で打ち抜いても良いし、切削加工しても良い。
実施の形態４
以下、本願発明の実施の形態４における複合弁１０４について説明する。なお、本実施の形態４の複合弁１０４の構成、機能および効果について、上記実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
以下、本願発明の実施の形態４における複合弁１０４について説明する。なお、本実施の形態４の複合弁１０４の構成、機能および効果について、上記実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
図１１および図１２に実施の形態４の複合弁１０４の斜視図および断面図をそれぞれ示す。複合弁１０４は、第三もしくは第四の熱媒体の流入口２０をボディ２３の弁室底面に設けている。また、弁体底面が弁室と連通する。これにより、配管１０を９０度曲がった構造ではなくストレート構造の配管を用いることができる。そのため複合弁を省スペース化することができ、中継ユニットを小型化することができる、もしくは配管１０の位置に別部品を設けることができる等の効果がある。また、図１３のように、中継ユニットの部品レイアウトに合わせて、第一もしくは第二の熱媒体の流出口１９をボディ２３の弁室底面に設けることもできる。
実施の形態５
以下、本願発明の実施の形態５における複合弁１０５について説明する。なお、本実施の形態５の複合弁１０５の構成、機能および効果について、上記実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３および実施の形態４と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
以下、本願発明の実施の形態５における複合弁１０５について説明する。なお、本実施の形態５の複合弁１０５の構成、機能および効果について、上記実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３および実施の形態４と同一部分あるいは相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
図１４および図１５に実施の形態５の複合弁１０５の斜視図および断面図をそれぞれ示す。複合弁１０５は、円筒外周部分に弁体２８との接続部分をそれぞれ有する、第一の熱媒体の流入口１７、第二の熱媒体の流入口１８、第三の熱媒体の流出口２１、および第四の熱媒体の流出口２２の４種類の熱媒体の流入口あるいは流出口を備え、一の第一の熱媒体の流入口と（これに隣接する）他の第一の熱媒体の流入口とを、一の第二の熱媒体の流入口と（これに隣接する）他の第二の熱媒体の流入口とを、一の第三の熱媒体の流出口と（これに隣接する）他の第三の熱媒体の流出口とを、一の第四の熱媒体の流出口と（これに隣接する）他の第四の熱媒体の流出口とを、それぞれ互いに連結することができる構造である。図１６に複合弁１０５を４台連結させた際の斜視図を示す。上述の構造によりボディ２３自体を連結させることができるため、図２に示す温水搬送用連結配管１２、冷水搬送用連結配管１３、温水戻り用連結配管１４、冷水戻り用連結配管１５を省略することが可能である。なお、上述の構造の一部分の採用により、例えば、冷水に関わる装置である冷水搬送用連結配管１３、および冷水戻り用連結配管１５だけを省略することも可能であることは言うまでもない。以上に説明した構造の採用により、複合弁を省スペース化することができ、中継ユニットを小型化することができる等の利点がある。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
１ 室外ユニット、２ 中継ユニット、３ 室内ユニット、４ 冷媒配管、５ 熱媒体配管、６ 室外空間、７ 室内空間、８ 空間、９ 建物、１０ 配管、１１ 配管、１２ 温水搬送用連結配管、１３ 冷水搬送用連結配管、１４ 温水戻り用連結配管、１５ 冷水戻り用連結配管、１６ クイックファスナ、１７ 第一の熱媒体の流入口、１８ 第二の熱媒体の流入口、１９ 第一もしくは第二の熱媒体の流出口、２０ 第三もしくは第四の熱媒体の流入口、２１ 第三の熱媒体の流出口、２２ 第四の熱媒体の流出口、２３ ボディ、２４ モータ、２５ ホルダ、２６ Ｏリング、２７ パッキン、２８ 弁体、２９ テーパ部、３０ パッキン、３１ 仕切り部材、３２ 温度センサー、１０１、１０１ａ、１０１ｂ複合弁、１０２ 複合弁、１０３ 複合弁、１０４ 複合弁、１０５ 複合弁、 Ａ 温水流れ方向、Ｂ 冷水流れ方向。
この発明に係る複合弁は、
軸回りに回転可能で、流体の流路を開閉する円筒形状の弁体であって、
この弁体の円筒軸の方向に長軸を有し、前記長軸の方向に沿って円筒形状の内部空間を前記円筒軸に垂直な断面の形状が半円状となるように仕切る平板状の仕切り部材と、流体を流入、あるいは流出させるため、前記弁体の外周側面に設けられた複数の開口部と、を有し、前記軸回りの回転角度を変更することにより前記流路に流れる流体の流量を制御できる弁体、
を備えたことを特徴とするものである。
軸回りに回転可能で、流体の流路を開閉する円筒形状の弁体であって、
この弁体の円筒軸の方向に長軸を有し、前記長軸の方向に沿って円筒形状の内部空間を前記円筒軸に垂直な断面の形状が半円状となるように仕切る平板状の仕切り部材と、流体を流入、あるいは流出させるため、前記弁体の外周側面に設けられた複数の開口部と、を有し、前記軸回りの回転角度を変更することにより前記流路に流れる流体の流量を制御できる弁体、
を備えたことを特徴とするものである。
Claims (8)
- 軸回りに回転可能で、流体の流路を開閉する円筒形状の弁体であって、この弁体の円筒軸方向に長軸を有し、円筒形状の空間を半円筒状に仕切る平板状の仕切り部材と、流体を流入、あるいは流出させるため、前記弁体の外周側面に設けられた複数の開口部と、を備えた弁体を有することを特徴とする複合弁。
- 前記弁体の外周に同心軸上に設置され、第一の熱媒体および第二の熱媒体の流入口と、第一の熱媒体もしくは第二の熱媒体の流出口と、第三の熱媒体もしくは第四の熱媒体の流入口と、第三の熱媒体および第四の熱媒体の流出口と、を外周面に有する中空のボディ、前記弁体の円筒軸方向に配置され、前記弁体と接続されて前記弁体を回転させ、前記仕切り部材の前記開口部に対する相対位置を変更するモータ、
を備え、
前記弁体が前記モータにより回転することで、前記第一の熱媒体と第二の熱媒体の何れか一方の流入口、前記第三の熱媒体と第四の熱媒体の何れか一方の流出口が、前記弁体のいずれか１つの開口部とそれぞれ連通し、異なる種類の熱媒体が前記仕切り部材を境界として互いに隣接して流れると同時に、連通した前記第一と第二の何れか一方の流入口と一の開口部、および連通した前記第三と第四の何れか一方の流出口と他の開口部の開口面積を、前記相対位置を変更することにより、それぞれ変化させて、前記異なる種類の熱媒体の流量を制御することを特徴とする請求項１に記載の複合弁。 - 前記モータは、前記弁体と前記ボディを備えた空気調和装置の室内ユニットに流入される熱媒体の温度および前記室内ユニットから流出される熱媒体の温度を測定できる位置に取り付けられたセンサーを有して、前記２種類の熱媒体の温度の温度差を目標値として設定される前記仕切り部材の相対位置を変更することを特徴とする請求項２に記載の複合弁。
- 前記ボディの前記弁体と向き合う底面にテーパ部を設けるとともに、前記弁体の先端に前記テーパ部と合致する部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の複合弁。
- 前記ボディと前記弁体とに挟み込まれ、前記ボディの底面および前記弁体の先端に配置されたパッキンを有することを特徴とする請求項２に記載の複合弁。
- 前記パッキンの材料として低摩擦係数の材料を用いることを特徴とする請求項５に記載の複合弁。
- 第一もしくは第二の熱媒体の流出口または、第三もしくは第四の熱媒体の流入口をボディ弁室底面に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合弁。
- 一の第一の熱媒体の流入口と他の第一の熱媒体の流入口とを、一の第二の熱媒体の流入口と他の第二の熱媒体の流入口とを、一の第三の熱媒体の流出口と他の第三の熱媒体の流出口とを、一の第四の熱媒体の流出口と他の第四の熱媒体の流出口とを、それぞれ互いに連結することができる構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合弁。
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