KR20150084732A - 냉매 전환 밸브 및 이것을 구비하는 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매의 전환 성능이 향상된 냉매 전환 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 밸브체 축(71) 둘레로 요동 가능하게 지지되는 밸브체(80)와, 밸브체(80)를 내재하는 케이스(66, 67)와, 케이스(66, 67)의 일단에 설치된 밸브 시트(67b)와, 케이스(66, 67) 내부로 일단을 개구해서, 유입관(68)이 접속되는 유입관 접속부와, 밸브 시트(67b)의 케이스(66, 67) 내부로 일단을 개구해서, 연통관(69)이 접속되는 연통관 접속부와, 케이스(66, 67)의 외주에 설치된 스테이터(62)와, 케이스(66, 67)에 내재되며, 밸브체(80)의 밸브체 축(71)과 동축에 회전 가능하게 지지되는 로터(70)와, 로터(70)의 회전을 밸브체(80)에 전달하며, 밸브체 축(71)과는 상이한 아이들러 축(78) 둘레로 회전 가능하게 지지되는 아이들러 기어(79)를 구비한다.

Description

냉매 전환 밸브 및 이것을 구비하는 기기{REFRIGERANT SWITCHING VALVE AND APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 냉매 전환 밸브 및 이것을 구비하는 기기에 관한 것이다.

본 기술분야의 배경 기술로서, 일본국 특개2009―79837호 공보(특허문헌 1), 일본국 특허 제4694124호 공보(특허문헌 2), 일본국 특허 제4786822호 공보(특허문헌 3), 일본국 특허 제3997036호 공보(특허문헌 4), 일본국 특공평3-552호 공보(특허문헌 5)가 있다.

특허문헌 1에는, 「냉장고는, 개구부를 갖는 단열 케이싱과, 단열 케이싱의 내부를 복수의 저장실로 구획하기 위한 단열 칸막이부와, 단열 도어와, 냉매 배관과, 압축기와, 응축기와, 냉매를 압축기로부터 응축기까지 유통시키기 위한 제1 유로를 구비하고, 단열 칸막이부는, 단열 도어가 개구부를 폐색하고 있을 경우에 단열 도어에 대향하는 단열 칸막이부 전면(前面)을 갖고, 또한 단열 칸막이부 전면의 주변에 냉매를 유통시키기 위한 칸막이부 결로 방지 배관을 구비하며, 제1 유로로 냉매를 유통시킬지, 또는 압축기로부터 칸막이부 결로 방지 배관을 거쳐서 응축기까지 냉매를 유통시킬지를 전환하기 위한 전자(電磁) 사방(四方) 밸브를 구비하는」 것이 개시되어 있다(요약의 해결수단 란 참조).

특허문헌 2에는, 「유체를 유입시키는 유입 파이프 및 유체를 유출시키는 유출 파이프를 갖고, 상기 유체의 통로의 일부를 이루며, 내부에 상기 유입 파이프 또는 상기 유출 파이프에 연설(連設)된 밸브 개구(valve port)를 개폐해서 상기 유체의 유동을 계단(繼斷)하는 밸브체를 내설(內設)하는 본체와, 상기 밸브체를 구동하는 구동 수단을 갖는 밸브 구동 장치로서, 상기 밸브 개구를 복수 설치함과 함께, 1개의 밸브 개구마다 1개의 밸브체가 각각 대응하도록 복수의 밸브체를 설치하고, 상기 복수의 밸브체를 각각으로 구동하는 종동(從動) 기어가 형성되고, 이 복수 형성된 상기 종동 기어의 전부를 공통으로 항상 맞물리는 배치로 1개의 원동(原動) 기어의 외주에 배설(配設)하고, 상기 원동 기어를 상기 구동 수단으로 구동해서 상기 복수의 종동 기어를 일제히 구동하도록 함과 함께, 상기 복수의 종동 기어의 각각에 상기 원동 기어에 간섭해서 회전을 제한하는 저지부를 설치하고, 상기 원동 기어의 회전을 제한하는 한쪽의 상기 저지부와, 다른 쪽의 상기 저지부를 상이한 상기 종동 기어에 설치한 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치」가 개시되어 있다(청구항 1 참조).

특허문헌 3에는, 「밸브실(室)과 상기 밸브실에 항상 연통(連通)해 있는 1개의 입구 포트와 상기 밸브실의 평평한 저면(底面)의 서로 떨어진 위치에 개구된 제1 출구 포트, 제2 출구 포트 및 제3 출구 포트를 갖는 밸브 하우징과, 상기 밸브실 내에 회전 변위 가능하게 설치되고, 상기 밸브실의 상기 저면에 대향하는 단부면에, 상기 밸브실과 상기 제1∼제3 출구 포트의 연통 차단을 행하는 포트 개폐 형상부를 갖고, 회전 변위에 의해 상기 포트 개폐 형상부가 상기 제1∼제3 출구 포트에 대해서 상대 변위함으로써 상기 밸브실과 상기 제1∼제3 출구 포트의 연통 차단을 전환하는 밸브체와, 상기 밸브체를 단계적으로 회전 구동하는 전동식 액추에이터를 갖고, 상기 밸브체는, 상기 전동식 액추에이터에 의한 단계적인 회전 구동에 의해, 상기 제2 출구 포트 및 상기 제3 출구 포트와 상기 밸브실의 연통을 차단해서 상기 제1 출구 포트만을 상기 밸브실에 연통시키는 제1 전환 위치와, 상기 제1 출구 포트 및 상기 제3 출구 포트와 상기 밸브실의 연통을 차단해서 상기 제2 출구 포트만을 상기 밸브실에 연통시키는 제2 전환 위치와, 상기 제1 출구 포트, 제2 출구 포트 및 상기 제3 출구 포트와 상기 밸브실의 연통을 전부 차단하는 제3 전환 위치와, 상기 제1 출구 포트 및 상기 제2 출구 포트와 상기 밸브실의 연통을 차단해서 상기 제3 출구 포트만을 상기 밸브실에 연통시키는 제4 전환 위치와, 상기 제3 출구 포트와 상기 밸브실의 연통을 차단해서 상기 제1 출구 포트와 상기 제2 출구 포트의 쌍방을 상기 밸브실에 연통시키는 제5 전환 위치 사이로 전환 동작하는 것을 특징으로 하는 전동식 사방 전환 밸브」가 개시되어 있다(청구항 1 참조).

특허문헌 4에는, 「압축기, 열교환기, 스로틀, 및 유로 전환 밸브를 구비한 냉동 사이클에서 사용되며, 유체가 흡입되는 흡입 포트 및 유체가 배출되는 배출 포트를 구비함과 함께, 2개의 전환 포트를 구비하는 상기 유로 전환 밸브의 하우징의 내부에서 제1 개소와 제2 개소 사이를 이동 부재가 이동함으로써, 상기 이동 부재의 상기 제1 개소에 있어서는, 상기 흡입 포트와 상기 2개의 전환 포트 중 어느 한쪽의 전환 포트가 상기 하우징의 내부에서 연통됨과 함께, 상기 배출 포트와 상기 2개의 전환 포트 중 어느 다른 쪽의 전환 포트가 상기 하우징의 내부에서 연통되고, 상기 이동 부재의 상기 제2 개소에 있어서는, 상기 흡입 포트와 상기 2개의 전환 포트 중 어느 다른 쪽의 전환 포트가 상기 하우징의 내부에서 연통됨과 함께, 상기 배출 포트와 상기 2개의 전환 포트 중 어느 한쪽의 전환 포트가 상기 하우징의 내부에서 연통되는 유로 전환 밸브로서, 상기 이동 부재를, 압축기의 운전 및 정지에 의해 상기 유로 전환 밸브 내에서의 유체의 압력, 차압(差壓), 및 유량 중 적어도 하나의 변화로 발생하는 동력을 사용해서 상기 제1 개소와 상기 제2 개소 사이에서 이동시키는 이동 수단을 구비하고, 상기 하우징은 원통 형상으로 형성되어 있고, 적어도 상기 2개의 전환 포트는, 상기 하우징 중 당해 하우징의 중심축 방향에 있어서의 일단측의 밸브 시트에 형성되어 있고, 상기 이동 부재는, 상기 하우징 내에 수용되어 상기 중심축의 둘레로 회전 가능한 주(主) 밸브체에 의해 구성되어 있음과 함께, 당해 주 밸브체에는, 상기 2개의 전환 포트 중 한쪽의 전환 포트를 선택적으로 흡입 포트에 연통시키는 연통 수단이 형성되어 있고, 상기 주 밸브체는, 상기 중심축의 둘레로 회전 변위함으로써 상기 제1 개소와 상기 제2 개소 사이를 이동하고, 상기 주 밸브체의 상기 제1 개소에 있어서는, 상기 연통 수단에 의해 상기 2개의 전환 포트 중 어느 한쪽의 전환 포트가 상기 흡입 포트에 연통되고, 상기 주 밸브체의 상기 제2 개소에 있어서는, 상기 연통 수단에 의해 상기 2개의 전환 포트 중 어느 다른 쪽의 전환 포트가 상기 흡입 포트에 연통되는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브」가 개시되어 있다(청구항 1 참조).

특허문헌 5에는, 「복수의 유체 포트를 갖는 밸브 시트 위를, 사발 형상의 밸브체가 슬라이딩하도록 구성된 사방 전환 밸브에 있어서, 밸브 본체로부터 돌출 형성된 비자성(非磁性) 실드관(管)의 내측에 수용된 회전자와, 당해 실드관의 외측에 장착되어 당해 회전자를 구동하는 모터 코일과, 당해 회전자의 회전을 한정 각도 회동으로 변환하는 기어 기구와, 당해 기어 기구의 출력축에 결합되어 당해 밸브체를 유동(遊動) 가능하게 지지하는 밸브체 유지체를 당해 밸브 본체 내에 구비한 것을 특징으로 하는 전동 사방 밸브」가 개시되어 있다(특허청구범위 참조).

일본국 특개2009-79837호 공보 일본국 특허 제4694124호 공보 일본국 특허 제4786822호 공보 일본국 특허 제3997036호 공보 일본국 특공평3-552호 공보

특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 칸막이부 결로 방지 배관을 통과하는 냉매는 고온 고압이며, 냉장고 본체 개구부 주위와의 온도차가 크기 때문에, 냉장고 본체 개구부에 이동하는 냉매의 열량이 과대해져, 냉장고 내의 온도 상승을 초래하여, 에너지 사용량이 커질 우려가 있다.

다음으로, 특허문헌 2에 기재된 구성에서는, 복수의 밸브 개구를 개폐하기 위해서 복수의 밸브체를 요하기 때문에, 부품수가 많아져 복잡한 구성이 된다.

다음으로, 특허문헌 3에는, 3개의 출구 포트 중 어느 1개의 포트만을 입구 포트와 연통시키는 위치(제1 전환 위치, 제2 전환 위치, 제4 전환 위치), 모든 출구 포트를 동시에 폐쇄하는 위치(제3 전환 위치), 1개의 출구 포트를 차단해서 다른 2개의 출구 포트를 입구 포트에 연통시키는 위치(제5 전환 위치)에 대하여 기재되어 있지만, 그 이외(출구 포트가 입구 포트와 연통하는 위치이거나, 차단하는 위치 이외)의 각 포트의 연통의 상태에 대해서는 기재되어 있지 않다.

다음으로, 특허문헌 4에 기재된 구성에서는, 3개의 배출 포트 중 1개를 흡입 포트에 연통시키고, 그 이외의 2개의 배출 포트를 서로 연통시킴으로써 2개의 열교환기의 상류와 하류를 역전시켜 냉방과 난방을 전환할 수 있지만, 그 이외의 연통 상태에 대해서는 기재되어 있지 않다.

다음으로, 특허문헌 5에 기재된 구성에서는, 감속 기어와 유동 가능하게 지지된 밸브체 유지체를 통해서 밸브체를 구동하는 구성이므로, 부품수가 많아져 복잡한 구성이 된다. 또한, 특허문헌 4와 마찬가지로 3개의 배출 포트 중 1개를 흡입 포트에 연통시키고, 그 이외의 2개의 배출 포트를 서로 연통시킴으로써 2개의 열교환기의 상류와 하류를 역전시켜 냉방과 난방을 전환할 수 있지만, 그 이외의 연통 상태에 대해서는 기재되어 있지 않다.

상기 과제에 감안해서 본 발명은, 냉매의 전환 성능이 향상된 냉매 전환 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이 냉매 전환 밸브를 구비하는 기기의 실사용 상태에 따라서, 냉매의 전환을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 밸브체 축 둘레로 요동(搖動) 가능하게 지지되는 밸브체와, 상기 밸브체를 내재(內在)하는 케이스와, 상기 케이스의 일단에 설치된 밸브 시트와, 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 유입관이 접속되는 유입관 접속부와, 상기 밸브 시트의 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 연통관이 접속되는 연통관 접속부와, 상기 케이스의 외주에 설치된 스테이터와, 상기 케이스에 내재되며, 상기 밸브체의 상기 밸브체 축과 동축(同軸)으로 회전 가능하게 지지되는 로터와, 상기 로터의 회전을 상기 밸브체에 전달하며, 상기 밸브체 축과는 상이한 아이들러 축 둘레로 회전 가능하게 지지되는 아이들러 기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉매 전환 밸브이다.

또한, 본 발명은, 감압 수단과, 상기 감압 수단의 하류에 배치된 증발기와, 상기 증발기의 하류에 배치된 압축기와, 상기 압축기의 하류에 배치된 응축기와, 냉매가 유통 가능한 냉매 유통부와, 상기 감압 수단의 상류측, 상기 응축기의 하류측, 상기 냉매 유통부의 일단, 및 상기 냉매 유통부의 타단이 접속되는 냉매 전환 밸브를 구비하고, 상기 냉매 전환 밸브는, 밸브체 축 둘레로 요동 가능하게 지지되는 밸브체와, 상기 밸브체를 내재하는 케이스와, 상기 케이스의 일단에 설치된 밸브 시트와, 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 유입관이 접속되는 유입관 접속부와, 상기 밸브 시트의 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 연통관이 접속되는 연통관 접속부와, 상기 케이스의 외주에 설치된 스테이터와, 상기 케이스에 내재되며, 상기 밸브체의 상기 밸브체 축과 동축으로 회전 가능하게 지지되는 로터와, 상기 로터의 회전을 상기 밸브체에 전달하며, 상기 밸브체 축과는 상이한 아이들러 축 둘레로 회전 가능하게 지지되는 아이들러 기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 기기이다.

본 발명에 따르면, 냉매의 전환 성능이 향상된 냉매 전환 밸브를 제공할 수 있다. 또한, 이 냉매 전환 밸브를 구비하는 기기의 실사용 상태에 따라서, 냉매의 전환이 가능해진다.

도 1은 본 실시형태의 냉장고를 전방으로부터 본 정면 외형도.
도 2는 냉장고의 고내(庫內)의 구성을 나타내는 도 1에 있어서의 E-E 단면도.
도 3은 냉장고의 고내의 구성을 나타내는 정면도.
도 4는 도 2의 요부 확대 설명도.
도 5는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제1 모드를 나타내는 도면.
도 6은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제2 모드를 나타내는 도면.
도 7은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제3 모드를 나타내는 도면.
도 8은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 외관을 나타내는 사시도.
도 9는 도 8의 F-F 단면도.
도 10은 도 8의 화살표(G) 방향으로부터 본 도면.
도 11은 냉매 전환 밸브의 내부 구성을 나타내는 사시도이며, 냉매 전환 밸브로부터 스테이터 케이스와 밸브 케이스를 가상적으로 제거해서 투시한 사시도.
도 12는 로터 피니언 기어와 아이들러 기어와 밸브체의 구성을 나타내는 사시도.
도 13의 (A)는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 13의 (B)는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 경로의 제1 모드를 설명하는 도면.
도 14의 (A)는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 14의 (B)는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 경로의 제2 모드를 설명하는 도면.
도 15의 (A)는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제3 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 15의 (B)는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 경로의 제3 모드를 설명하는 도면.
도 16은 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제1 모드를 나타내는 도면.
도 17은 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제2 모드를 나타내는 도면.
도 18은 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제3 모드를 나타내는 도면.
도 19의 (A)는 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 19의 (B)는 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 경로의 제1 모드를 설명하는 도면.
도 20의 (A)는 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 20의 (B)는 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 경로의 제2 모드를 설명하는 도면.
도 21의 (A)는 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제3 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 21의 (B)는 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 경로의 제3 모드를 설명하는 도면.
도 22의 (A)는 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 22의 (B)는 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 22의 (C)는 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제3 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도.
도 23은 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브가 구비하는 밸브체의 사시도.
도 24의 (A)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 24의 (B)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 24의 (C)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제3 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 24의 (D)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제4 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도.
도 25의 (A)는 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 25의 (B)는 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도.
도 26의 (A)는, 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 26의 (B)는 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 회로의 제1 모드를 설명하는 도면.
도 27의 (A)는, 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도, 도 27의 (B)는 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 회로의 제2 모드를 설명하는 도면.
도 28은 냉매 전환 밸브의 제2 밸브 시트 플레이트와 밸브체와 연통관의 단면을 나타내는 확대 부분 단면도.
도 29는 연통관측의 압력이 상승했을 때의 냉매 전환 밸브의 제2 밸브 시트 플레이트와 밸브체와 연통관의 단면을 나타내는 확대 부분 단면도.
도 30은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 밸브체 슬라이딩 접촉면과 연통구의 관계를 나타내는 도면이며, 도 30의 (A)는 제1 상태, 도 30의 (B)는 제1 상태로부터 제2 상태에의 천이(遷移) 시의 상태, 도 30의 (C)는 제2 상태, 도 30의 (D)는 제2 상태로부터 제3 상태에의 천이 시의 상태, 도 30의 (E)는 제3 상태를 나타내는 도면.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하 「실시형태」라 함)에 대하여, 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에 있어서, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다.

《제1 실시형태》

《냉매 전환 밸브를 사용하는 기기(냉장고)의 구성》

우선, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)(도 8 등 참조)를 설명하기 전에, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)(도 8 등 참조)를 구비하는 기기로서, 냉장고를 예로 도 1 내지 도 4를 사용해서 설명한다.

도 1은 본 실시형태의 냉장고를 전방으로부터 본 정면 외형도이다. 도 2는 냉장고의 고내의 구성을 나타내는 도 1에 있어서의 E-E 단면도이다. 도 3은 냉장고의 고내의 구성을 나타내는 정면도이다. 도 4는 도 2의 요부 확대 설명도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 냉장고 본체(1)는, 상방으로부터, 냉장실(2)과, 좌우로 나열된 제빙실(3) 및 상단 냉동실(4)과, 하단 냉동실(5)과, 야채실(6)을 갖고 있다. 또, 일례로서, 냉장실(2) 및 야채실(6)은 약 3∼5℃의 냉장 온도대의 저장실이다. 또한 제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)은, 약 -18℃의 냉동 온도대의 저장실이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 냉장실(2)은, 전방측에, 좌우로 분할된 좌우 여닫이(소위 프렌치형)의 냉장실 도어(2a, 2b)를 구비하고 있다. 또한, 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 야채실(6)은, 각각 인출식의 제빙실 도어(3a), 상단 냉동실 도어(4a), 하단 냉동실 도어(5a), 야채실 도어(6a)를 구비하고 있다. 또, 이하의 설명에 있어서, 냉장실 도어(2a, 2b), 제빙실 도어(3a), 상단 냉동실 도어(4a), 하단 냉동실 도어(5a), 야채실 도어(6a)를, 간단히 도어(2a, 2b, 3a, 4a, 5a, 6a)라 칭하는 경우가 있다.

또한, 냉장고 본체(1)는, 도어(2a, 2b, 3a, 4a, 5a, 6a)의 개폐 상태를 각각 검지하는 도어 센서(도시 생략)와, 각 도어(2a, 2b, 3a, 4a, 5a, 6a)가 개방되어 있는 것으로 판정된 상태가 소정 시간(예를 들면, 1분간 이상) 계속되었을 경우에, 사용자에게 알리는 알람(도시 생략)과, 냉장실(2)의 온도 설정이나 상단 냉동실(4)이나 하단 냉동실(5)의 온도 설정을 하는 온도 설정기(도 1의 조작부 및 표시부를 구비하는 컨트롤 패널(40)) 등을 구비하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 냉장고 본체(1)의 고외(庫外)와 고내는, 내측 케이스(10a)와 외측 케이스(10b) 사이에 발포 단열재(발포 폴리우레탄)를 충전함으로써 형성되는 단열 케이싱(10)에 의해 격리되어 있다. 또한, 냉장고 본체(1)의 단열 케이싱(10)은 복수의 진공 단열재(14)를 실장(實裝)하고 있다.

고내는, 온도대가 상이한 상하 방향으로 배치된 복수의 저장실이, 단열 칸막이벽(11a, 11b)으로 단열적으로 구획되어 있다. 즉, 상단 단열 칸막이벽(11a)에 의해, 냉장 온도대의 저장실인 냉장실(2)과, 냉동 온도대의 저장실인 상단 냉동실(4) 및 제빙실(3)(도 1 참조, 도 2 중에서 제빙실(3)은 도시되어 있지 않음)이 격리되어 있다. 또한, 하단 단열 칸막이벽(11b)에 의해, 냉동 온도대의 저장실인 하단 냉동실(5)과, 냉장 온도대의 저장실인 야채실(6)이 격리되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 냉장실 도어(2a, 2b)의 고내측에는 복수의 도어 포켓(13)이 구비되어 있다. 또한, 냉장실(2)은 복수의 선반(12)에 의해 세로 방향으로 복수의 저장 스페이스로 구획되어 있다.

또한, 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5) 및 야채실(6)은, 각각의 저장실의 전방에 구비된 도어(4a, 5a, 6a)의 후방에, 수납 용기(4b, 5b, 6b)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 도어(4a, 5a, 6a)의 도시하지 않은 손잡이부에 손을 걸고 앞쪽으로 인출함으로써, 수납 용기(4b, 5b, 6b)를 인출할 수 있게 되어 있다. 도 1에 나타내는 제빙실(3)에도 마찬가지로, 도어(3a)의 후방에, 수납 용기(도 2 중 (3b)로 표시)가 설치되며, 도어(3a)의 도시하지 않은 손잡이부에 손을 걸고 앞쪽으로 인출함으로써, 수납 용기(3b)를 인출할 수 있게 되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 도어(2a, 2b, 3a, 4a, 5a, 6a)는, 주위에 도어 패킹(15)이 설치되어 있으며, 각 도어를 폐쇄했을 때, 냉장고 본체 전면(16)의 개구 주연부(周緣部)와 밀착함으로써 저장 공간(냉장실(2), 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 야채실(6)) 내부를 폐색해서 밀폐하여, 저장 공간으로부터 외부에의 냉기의 누설을 방지하고 있다.

〈결로 방지〉

여기에서, 냉장고 본체(1)의 각 도어(2a, 2b, 3a, 4a, 5a, 6a)를 개방하면, 외기가 냉장고 본체 전면(16)의 개구 주연부와 접한다. 특히, 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5) 내는 빙점 아래의 냉동 온도대(예를 들면 -18℃)이기 때문에, 도어(3a, 4a, 5a)를 개방했을 경우, 냉장고 본체 전면(16)의 개구 주연부에 외기가 닿아서 냉각됨으로써 노점(露点) 이하로 되어, 냉장고 본체 전면(16)에 결로하기 쉬운 상태가 된다. 또한, 냉장고 본체 전면(16)에 결로된 상태에서 도어(3a, 4a, 5a)를 폐쇄하면, 도어 패킹(15)과 냉장고 본체 전면(16) 사이의 물방울이 빙점 아래로 냉각되어 동결할 우려가 있다.

따라서, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5)의 개구 주연부에는, 후술하는 응축기(52)를 통과한 후의 냉매를 통과시키는 냉매 배관(17)이 매설되어 있다. 여기에서, 냉매 배관(17)을 흐르는 냉매의 온도(후술하는 응축기(52)를 통과한 후의 냉매의 온도)는, 고외 온도보다 고온이며, 예를 들면 고외 온도가 30℃일 때에 33℃ 정도가 되도록 하고 있다. 이때문에, 냉매 배관(17)은, 냉장고 본체 전면(16)의 개구 주연부을 가열해서 결로 및 동결을 방지하는 기능을 갖고 있으며, 이하의 설명에 있어서 「결로 방지 배관(17)」이라 칭한다.

또, 본 실시형태에 있어서, 결로 방지 배관(17)은, 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5)의 개구 주연부에 설치하는 구성으로서 했지만, 냉장실(2), 야채실(6)의 개구 주연부에 설치하는 구성이어도 되며, 마찬가지로 결로 방지의 효과가 얻어진다.

〈냉기 순환〉

도 2에 나타내는 바와 같이(적절히 도 3 참조), 냉각기(7)는, 하단 냉동실(5)의 대략 배부(背部)에 구비된 냉각기 수납실(8) 내에 설치되어 있다. 냉각기(7)는, 냉각기 배관(7a)에 다수의 핀이 부착되어 구성되며, 냉각기 배관(7a) 내의 냉매와 공기 사이에서 열교환할 수 있게 되어 있다.

또한, 냉각기(7)의 상방에는, 고내 송풍기(9)(예를 들면, 모터 구동하는 팬)가 설치되어 있다. 냉각기(7)로 열교환되어 차가워진 공기(이하, 냉각기(7)로 열교환된 저온의 공기를 「냉기」라 함)는, 고내 송풍기(9)에 의해 냉장실 송풍 덕트(22), 야채실 송풍 덕트(25), 제빙실 송풍 덕트(26a), 상단 냉동실 송풍 덕트(26b) 및 하단 냉동실 송풍 덕트(27)를 통해서, 냉장실(2), 야채실(6), 제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)의 각 저장실에 보내지게 되어 있다. 덧붙이면, 냉장실(2), 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5) 및 야채실(6)에의 각 송풍 덕트는, 도 3에 파선으로 나타내는 바와 같이 냉장고 본체(1)의 각 저장실의 배면측에 설치되어 있다.

냉각기(7)의 냉기가 어느 저장실에 보내질지는, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20) 및 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)에 의해 제어되게 되어 있다.

여기에서, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20)은, 독립된 2개의 개구부를 구비하는 소위 트윈 댐퍼이며, 제1 개구(20a)는 냉장실 송풍 덕트(22)에의 송풍을 제어하고, 제2 개구(20b)는 야채실 송풍 덕트(25)에의 송풍을 제어하게 되어 있다. 또한, 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)은, 단독의 개구부를 구비한 싱글 댐퍼이며, 제빙실 송풍 덕트(26a), 상단 냉동실 송풍 덕트(26b) 및 하단 냉동실 송풍 덕트(27)에의 송풍을 제어하게 되어 있다.

구체적으로는, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20)의 제1 개구(20a)가 개방 상태일 때, 냉기는, 냉장실 상류 덕트(23)(후술) 및 냉장실 송풍 덕트(22)를 거쳐서, 다단으로 설치된 분출구(2c)로부터 냉장실(2)로 보내진다. 또, 냉장실(2)을 냉각한 냉기는, 냉장실(2)의 하부에 설치된 복귀구(2d)로부터 냉장실 복귀 덕트(24)를 거쳐서, 냉각기 수납실(8)의 측방 하부로부터 냉각기 수납실(8)로 유입되어, 냉각기(7)와 열교환되게 되어 있다.

또한, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20)의 제2 개구(20b)가 개방 상태일 때, 냉기는 냉장실 상류 덕트(23)(후술) 및 야채실 송풍 덕트(25)를 거쳐서, 분출구(6c)로부터 야채실(6)로 보내진다. 또, 야채실(6)을 냉각한 냉기는, 복귀구(6d)를 거쳐서, 냉각기 수납실(8)의 하부로부터 냉각기 수납실(8)로 유입되어, 냉각기(7)와 열교환되게 되어 있다. 덧붙이면, 야채실(6)을 순환하는 풍량은, 냉장실(2)을 순환하는 풍량이나 후술하는 냉동 온도대실을 순환하는 풍량에 비해서 적게 되어 있다.

냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)이 개방 상태일 때, 냉기는, 제빙실 송풍 덕트(26a)나 상단 냉동실 송풍 덕트(26b)를 거쳐서, 분출구(3c, 4c)로부터 각각 제빙실(3), 상단 냉동실(4)로 보내진다. 또한, 하단 냉동실 송풍 덕트(27)를 거쳐서, 분출구(5c)로부터 하단 냉동실(5)로 보내진다. 이렇게, 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)은, 후술하는 송풍기 커버(31)의 상방에 부착되어, 제빙실(3)에의 송풍을 용이하게 하고 있다.

또, 제빙실(3)에 제빙실 송풍 덕트(26a)를 거쳐서 송풍된 냉기 및 상단 냉동실(4)에 상단 냉동실 송풍 덕트(26b)를 거쳐서 송풍된 냉기는, 하단 냉동실(5)로 하강한다. 그리고, 하단 냉동실(5)에 하단 냉동실 송풍 덕트(27)를 통해서 송풍된 냉기와 함께, 하단 냉동실(5)의 안쪽 하방에 설치된 냉동실 복귀구(28)를 통해서, 냉각기 수납실(8)로 유입되어, 냉각기(7)와 열교환되게 되어 있다.

제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)을 냉각한 냉기는, 하단 냉동실(5)의 안쪽 하방에 설치된 냉동실 복귀구(28)를 통해서, 냉각기 수납실(8)로 복귀한다. 덧붙이면, 냉동실 복귀구(28)의 가로 폭 치수는, 냉각기(7)의 폭 치수와 대략 같은 가로 폭이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 분출구(3c, 4c, 5c)가 형성되어 있는 냉동 온도대실 배면 칸막이(29)는, 상단 냉동실(4), 제빙실(3) 및 하단 냉동실(5)과, 냉각기 수납실(8) 사이를 구획한다.

고내 송풍기(9)가 부착되어 있는 송풍기 지지부(30)는, 냉각기 수납실(8)과 냉동 온도대실 배면 칸막이(29) 사이를 구획한다.

송풍기 커버(31)는, 고내 송풍기(9)의 전면을 가리도록 배치되어 있다. 송풍기 커버(31)와 냉동 온도대실 배면 칸막이(29) 사이에는, 고내 송풍기(9)에 의해 송풍된 냉기를 분출구(3c, 4c, 5c)로 안내하기 위한, 제빙실 송풍 덕트(26a), 상단 냉동실 송풍 덕트(26b) 및 하단 냉동실 송풍 덕트(27)가 형성되어 있다. 또한, 송풍기 커버(31)의 상부에는, 분출구(31a)가 형성되어 있으며, 이 분출구(31a)에 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)이 설치되어 있다.

또한, 송풍기 커버(31)는, 고내 송풍기(9)에 의해 송풍된 냉기를 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20)측으로 송풍하는 역할도 수행하고 있다. 즉, 송풍기 커버(31)에 설치된 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)측으로 흐르지 않는 냉기는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 냉장실 상류 덕트(23)를 경유해서 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20)측으로 안내된다.

또한, 송풍기 커버(31)는, 고내 송풍기(9)의 전면에 정류부(31b)를 구비하고 있다. 정류부(31b)는, 분출되는 냉기가 일으키는 난류를 정류해서, 소음의 발생을 방지하게 되어 있다.

그리고, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20) 및 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)이 개방 상태일 때, 대부분의 냉기가 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)측으로 보내지고, 나머지 다른 냉기가 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20)측으로 안내되도록 각 송풍 덕트 등이 구성되어 있다. 이에 따라, 온도대가 상이한 저장실인 냉동 온도대실(제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)) 및 냉장 온도대실(냉장실(2) 및 야채실(6))로, 1개의 냉각기(7)로 냉기를 공급할 수 있게 되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 냉장고 본체(1)의 각 저장실에 송풍하는 냉기의 전환은, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20) 및 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21) 각각을 적절히 개폐 제어함으로써 행할 수 있게 되어 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 냉각기(7)의 하방에는, 제상(除霜) 수단인 제상 히터(35)가 설치되어 있고, 제상 히터(35)의 상방에는, 제상수(除霜水)가 제상 히터(35)로 적하(滴下)하는 것을 방지하기 위해서, 상부 커버(36)가 설치되어 있다.

냉각기(7) 및 그 주변의 냉각기 수납실(8)의 벽에 부착된 성애의 제상(융해)에 의해 발생한 제상수는, 냉각기 수납실(8)의 하부에 구비된 통(32)으로 유입된 후에, 배수관(33)을 통해서 기계실(50)에 배치된 증발 접시(34)에 도달하고, 후술하는 압축기(51)나 응축기(52)의 열에 의해 증발되어, 냉동기 밖으로 배출되게 되어 있다.

〈기계실〉

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 단열 케이싱(10)의 하부 배면측에는, 기계실(50)이 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기계실(50)에는, 냉매를 압축해서 토출하는 압축기(51)와, 냉매와 공기를 열교환시키는 응축기(52)와, 응축기(52)에 있어서의 냉매와 공기의 열교환을 촉진시키는 고외 송풍기(53)와, 세관(細管)인 감압 수단(54)과, 냉매 전환 밸브(60)가 배치되어 있다.

또, 압축기(51), 응축기(52), 감압 수단(54), 및 냉매 전환 밸브(60)는, 냉각기(7)나 결로 방지 배관(17)과 배관으로 접속되며, 냉매가 유통하는 냉매 경로(냉매 회로)가 형성되게 되어 있다. 또, 냉매 경로(냉매 회로)에 대해서는, 도 5 내지 도 7을 사용해서 후술한다.

〈센서·제어계〉

도 2에 나타내는 바와 같이, 냉장고 본체(1)의 천장벽 상면측에는, 제어 수단으로서, CPU, ROM이나 RAM 등의 메모리, 인터페이스 회로 등을 탑재한 제어 수단인 제어 기판(41)이 배치되어 있다. 냉장고에는, 고외의 온도 환경(외기 온도)을 검지하는 외기 온도 센서(42), 고외의 습도 환경(외기 습도)을 검지하는 외기 습도 센서(43), 냉장실(2)의 온도를 검출하는 냉장실 온도 센서(44), 야채실(6)의 온도를 검출하는 야채실 온도 센서(45), 냉동 온도대실(제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5))의 온도를 검출하는 냉동실 온도 센서(46), 냉각기(7)의 온도를 검출하는 냉각기 온도 센서(47) 등의 온도 센서가 설치되며, 검출한 온도가 제어 기판(41)에 입력되게 되어 있다. 또한, 제어 기판(41)은, 도어(2a, 2b, 3a, 4a, 5a, 6a)의 개폐 상태를 각각 검지하는 도어 센서(도시 생략), 냉장실 도어(2a)에 설치된 컨트롤 패널(40)(도 1 참조)과 접속되어 있다.

그리고, 제어 기판(41)은, 전술한 ROM에 미리 탑재된 프로그램에 의해, 압축기(51)의 ON/OFF나 회전 속도의 제어, 냉장 온도대실 냉기 제어 수단(20) 및 냉동 온도대실 냉기 제어 수단(21)을 개별로 구동하는 각각의 구동 모터(도시 생략)의 제어, 고내 송풍기(9)의 ON/OFF나 회전 속도의 제어, 고외 송풍기(53)의 ON/OFF나 회전 속도 등의 제어, 도어 개방 상태를 알리는 알람(도시 생략)의 ON/OFF, 냉매 전환 밸브(60)의 전환 동작 등의 제어를 행함으로써, 냉장고 전체의 운전을 제어할 수 있게 되어 있다.

〈냉매 경로(냉매 회로)〉

다음으로, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)(도 8 등 참조)를 구비하는 냉장고의 냉매 경로(냉매 회로)에 대하여, 도 5 내지 도 7을 사용해서 설명한다.

도 5는 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 사용한 냉매 경로의 제1 모드를 나타내는 도면이다. 도 6은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 사용한 냉매 경로의 제2 모드를 나타내는 도면이다. 도 7은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 사용한 냉매 경로의 제3 모드를 나타내는 도면이다.

냉매 전환 밸브(60)는, 4개의 연통관(도 8 등을 사용해서 후술하는 유입관(68), 연통관(69b, 69c, 69d))을 구비하며, 1개의 유입구(A)와, 3개의 연통구(B, C, D)를 구비하는, 소위 사방 밸브이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 유입구(A)의 상류측에는, 제1 냉매 배관(55)이 접속되며, 응축기(52)와, 더욱 그 상류측에는 압축기(51)의 고압측 토출구가 접속되어 있다. 연통구(B)에는, 제2 냉매 배관(56)의 일단이 접속되며, 결로 방지 배관(17)을 경유해서, 연통구(C)에 제2 냉매 배관(56)의 타단이 접속되어 있다. 연통구(D)의 하류측에는, 제3 냉매 배관(57)이 접속되며, 세관인 감압 수단(54), 증발기인 냉각기(7)를 경유해서 압축기(51)의 저압측 흡입구에 접속되어 있다. 덧붙이면, 냉매 경로(냉매 회로)의 냉매로서는, 예를 들면, 이소부탄을 사용할 수 있다.

도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 모드 내지 제3 모드는, 각각 냉매 전환 밸브(60)의 개폐 상태(연통 상태)가 상이하며, 냉매의 경로(회로)가 상이하다.

(제1 모드)

도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 모드에 있어서, 냉매 전환 밸브(60)는, 유입구(A)와 연통구(B)가 연통하고(냉매 흐름(L1)), 연통구(C)와 연통구(D)가 연통(냉매 흐름(L2))하게 되어 있다.

압축기(51)에 의해 압축된 고온 고압의 냉매는, 응축기(52)로 유입되어, 응축기(52)에서 공기(고외 공기)와 열교환함으로써 냉각된다. 응축기(52)로부터 유출된 냉매는, 제1 냉매 배관(55)을 거쳐서, 냉매 전환 밸브(60)의 유입구(A)로 유입되며, 냉매 흐름(L1)으로 나타내는 바와 같이, 연통구(B)로부터 유출되어 제2 냉매 배관(56)의 일부를 거쳐서, 결로 방지 배관(17)으로 유입된다.

여기에서, 결로 방지 배관(17)으로 유입된 냉매의 온도(즉, 응축기(52)로부터 유출된 냉매의 온도)는, 고외 공기보다 고온이기 때문에, 결로 방지 배관(17)으로 유입된 냉매는, 냉장고 본체(1)의 개구 주연부를 가열한다.

그리고, 개구 주연부로 방열되어 결로 방지 배관(17)으로 유입되었을 때보다 저온이 된 냉매는, 결로 방지 배관(17)으로부터 유출되어, 제2 냉매 배관(56)의 잔부(殘部)를 거쳐서, 냉매 전환 밸브(60)의 연통구(C)로 유입되어, 냉매 흐름(L2)으로 나타내는 바와 같이, 연통구(D)로부터 유출되어, 제3 냉매 배관(57)을 거쳐서, 세관인 감압 수단(54)을 통과한 후, 단열 팽창해서 저온 저압이 되어, 증발기인 냉각기(7)(냉각기 배관(7a))로 유입된다. 냉각기(7)(냉각기 배관(7a))로 유입된 저온의 냉매는, 냉각기(7)에서 주위 공기와 열교환되어 압축기(51)로 복귀한다.

이렇게, 제1 모드에서는, 결로 방지 배관(17)을 통과하는 냉매 온도는, 냉장고 본체(1)가 설치된 외기 온도보다 높아지므로, 외기가 고온 고습한 경우여도, 냉장고 본체(1)의 개구 주연부의 결로를 방지할 수 있다.

(제2 모드)

도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 모드에 있어서, 냉매 전환 밸브(60)는, 유입구(A)와 연통구(C)가 연통하고(연통(L3)), 연통구(B) 및 연통구(D)는, 다른 것과 연통하지 않게 되어 있다. 또한, 제2 모드에 있어서, 압축기(51)는 정지해 있는 상태로 되어 있다.

제2 모드에 있어서는, 냉매가 순환하는 회로를 차단하게 되어 있다. 즉, 냉매 전환 밸브(60)의 연통구(D)가 차단되어 있음으로써, 제1 냉매 배관(55)이나 응축기(52), 제2 냉매 배관(56)이나 냉매 결로 방지 배관(17) 내의 비교적 고온인 냉매가, 제3 냉매 배관(57)이나 냉각기(7)로 흘러드는 것을 차단해서 냉각기(7)의 온도 상승을 방지할 수 있게 되어 있다.

여기에서, 냉장고는, 냉동 사이클에 의해 저장실을 냉각하는 운전일 경우, 저장실이 소정 온도 이하가 될 때까지 압축기(51)를 동작시키고, 저장실이 소정 온도 이하까지 저하되면 압축기(51)를 정지시키게 되어 있다. 그리고, 저장실이 소정 온도보다 상승하면 압축기(51)를 재기동해서 저장실을 냉각하게 되어 있다.

압축기(51)의 정지 시에 냉매 전환 밸브(60)를 제2 모드로 함으로써, 냉각기(7) 내의 냉매를 저온으로 유지할 수 있다. 압축기(51)의 재기동 시에는, 냉각기(7) 내의 냉매가 저온이기 때문에, 열교환 효율이 높은 상태이며, 냉장고의 에너지 절약 성능을 높일 수 있다.

(제3 모드)

도 7에 나타내는 바와 같이, 제3 모드에 있어서, 냉매 전환 밸브(60)는, 유입구(A)와 연통구(D)가 연통하고(냉매 흐름(L4)), 연통구(B) 및 연통구(C)는, 다른 것과 연통하지 않게 되어 있다.

압축기(51)에 의해 압축된 고온 고압의 냉매는, 응축기(52)로 유입되어, 응축기(52)에서 공기(고외 공기)와 열교환함으로써 냉각된다. 응축기(52)로부터 유출된 냉매는, 제1 냉매 배관(55)을 거쳐서, 냉매 전환 밸브(60)의 유입구(A)로 유입되어, 냉매 흐름(L4)으로 나타내는 바와 같이, 연통구(D)로부터 유출되고, 제3 냉매 배관(57)을 거쳐서, 세관인 감압 수단(54)을 통과한 후, 단열 팽창해서 저온 저압이 되어, 증발기인 냉각기(7)(냉각기 배관(7a))로 유입된다. 냉각기(7)(냉각기 배관(7a))로 유입된 저온의 냉매는, 냉각기(7)에서 주위 공기와 열교환되어 압축기(51)로 복귀한다.

제1 모드(도 5 참조)로 운전하면, 결로 방지 배관(17)에 외기보다 고온인 냉매가 흐르기 때문에, 그 열이 저장실을 데우게 될 우려가 있다. 따라서, 외기가 저습 등 결로의 우려가 낮을 경우, 제3 모드로 운전함으로써, 결로 방지 배관(17)으로 냉매를 흐르지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 냉장고 본체(1)의 개구 주연부의 결로 방지의 효과는 없지만, 결로의 우려가 낮을 경우에는, 결로 방지 배관(17)으로부터 냉장고 본체(1) 내부에의 열 누설을 방지할 수 있어, 냉장고의 에너지 절약 성능을 높일 수 있다.

냉매 전환 밸브(60)의 제1 모드와 제3 모드는, 외기 온도 센서(42)나 외기 습도 센서(43)의 검지 결과에 의거하여 결로의 우려가 있는지의 여부를 판정하고, 결로의 우려가 있을 경우에는 제1 모드로 하고, 결로의 우려가 없을 경우에는 제3 모드로 하도록 모드를 전환하면, 필요할 때만 결로를 방지함과 함께, 그 이외일 때에는 열 누설을 방지할 수 있으므로, 소비 전력을 저감하는데 효과적이다.

《냉매 전환 밸브(60)》

다음으로, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)의 구성과 동작에 대하여, 도 8 내지 도 12를 사용해서 설명한다.

도 8은 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8의 F-F 단면도이다. 도 10은 도 8의 화살표(G) 방향으로부터 본 도면이다. 도 11은 냉매 전환 밸브(60)의 내부 구성을 나타내는 사시도이며, 냉매 전환 밸브(60)로부터 스테이터 케이스(61)와 밸브 케이스(66)를 가상적으로 제거해서 투시한 사시도이다. 도 12는 로터 피니언 기어(75)와 아이들러 기어(79)와 밸브체(80)의 구성을 나타내는 사시도이며, 로터(70)로부터 밸브체(80)에 이르기까지의 기어를 사용한 구동력 전달 수단의 구성을 설명한다.

도 8 내지 도 9에 나타내는 바와 같이, 대략 원통 형상의 스테이터 케이스(61)의 내부에는, 코일을 설치한 모터의 고정자인 대략 원통 형상의 스테이터(62)가 형성되어 있다. 또한, 스테이터 케이스(61)의 일부는, 바깥쪽으로 볼록 형상이 되는 커넥터 케이스(63)를 형성하고 있으며, 커넥터 케이스(63) 내에는, 스테이터(62)로부터의 배선을 외부에 접속하는 커넥터 핀(64)를 갖는 커넥터(65)가 설치되어 있다.

밸브 케이스(66)는, 예를 들면 스테인리스재 등의 비자성체 금속으로 일체로 형성되어 있으며, 상단이 폐쇄되어 있고 하단이 개방된 바닥을 갖는 원통 형상이다. 밸브 케이스(66)의 상측은 스테이터(62)의 내주에 끼워맞춰지고, 밸브 케이스(66)의 하측은 직경이 상측보다 확대된 개구단(開口端)으로 되어 있다. 이 개구단에는, 원형의 밸브 시트 플레이트(67)가 끼워맞춰져서, 전체 둘레가 용접 혹은 납땜에 의해 밀봉 접합되어 있다.

도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 밸브 시트 플레이트(67)는, 밸브 시트 플레이트(67)의 외주의 외곽을 구성하는 원반 형상의 제1 밸브 시트 플레이트(67a)와, 제1 밸브 시트 플레이트(67a)보다 직경이 작고 또한 두께가 두꺼우며, 제1 밸브 시트 플레이트(67a)의 중심 위치를 내포하는 원반 형상의 제2 밸브 시트 플레이트(67b)를 서로 납땜에 의해 접합부를 밀봉하도록 접합하고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 밸브 시트 플레이트(67a)에는, 1개의 유입관(68)이, 납땜에 의해 접합부를 밀봉하도록 결합되어 밸브 케이스(66) 내부와 연통하고 있다. 또한, 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에는, 3개의 연통관(69)인 연통관(69b), 연통관(69c) 및 연통관(69d)이, 납땜에 의해 접합부를 밀봉하도록 결합되어 밸브 케이스(66) 내부와 연통하고 있다. 그리고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 유입관(68)과 연통관(69b), 연통관(69c), 연통관(69d)의 일단은, 밸브 시트 플레이트(67)의 일면에 밸브 케이스(66) 내측을 향해서 개구된 유입구(A), 연통구(B), 연통구(C), 연통구(D)에 접속되어 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 로터(70)는, 마그넷을 갖는 모터의 회전자이다. 커넥터 핀(64)을 구동 회로(도시 생략)에 접속해서 통전하면, 스테이터(62)에 자계가 발생하여, 밸브 케이스(66)를 개재해서 자력을 로터(70)에 전달해서 로터(70)를 회전시키는 모터를 구성한다. 이러한 모터의 구성의 일례는, 일반적인 스테핑 모터이며 상세한 설명은 생략하지만, 일정한 각도마다 회전하게 되어 있다.

밸브체 축(71)은, 로터(70)의 회전 중심축임과 함께, 후술하는 밸브체(80)의 요동 중심축이다.

제1 밸브 시트 플레이트(67a)와 제2 밸브 시트 플레이트(67b)는, 동축(同軸)으로 배치되어 있으며, 제1 밸브 시트 플레이트(67a)와 제2 밸브 시트 플레이트(67b)의 중심 위치에는, 밸브체 축(71)의 끼워맞춤 구멍인 로터 축 구멍(72)이 제2 밸브 시트 플레이트(67b)를 관통하지 않도록 형성되어 있다. 또한, 밸브 케이스(66) 상부의 원통 바닥부의 대략 중앙에는, 오목부인 로터 베어링(73)이 형성되어 있다. 밸브체 축(71)은, 일단이 로터 축 구멍(72)에 끼워맞춰져서 지지됨과 함께, 타단이 로터 베어링(73)과 끼워맞춰져서 지지된다.

여기에서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)는, 밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))을 중심으로 한 동일 원 형상으로, 90°의 간격으로 배치되어 있다. 연통구(C)는, 밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))에 대해서 유입구(A)의 반대측의 위치(밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))과 후술하는 아이들러 축(78) 사이의 위치)에 설치되어 있다. 연통구(B) 및 연통구(D)는, 연통구(C)를 사이에 두고 대향한 위치에 설치되어 있다.

도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 밸브 시트 플레이트(67a)에 있어서, 밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))에 대해서 유입관(68)(유입구(A))의 반대측에는, 후술하는 아이들러 기어(79)의 회전 중심인 아이들러 축(78)의 끼워맞춤 구멍이 형성되어 있고, 아이들러 축(78)의 일단이 납땜에 의해 제1 밸브 시트 플레이트(67a)에 접합부를 밀봉하도록 결합되어 있다. 또, 도 9에 나타내는 바와 같이, 아이들러 축(78)의 타단은 고정되어 있지 않고, 소위 캔틸레버의 구조로 되어 있다.

로터(70)는, 로터 구동부(74)에 지지되며, 밸브체 축(71)을 회전 중심축으로 해서, 로터(70)와 로터 구동부(74)가 일체로서 회전하게 되어 있다. 또한, 로터 구동부(74)의 하측의 일부에 로터 피니언 기어(75)가 형성되어 있다. 즉, 로터(70)가 회전하면, 로터 구동부(74) 및 로터 피니언 기어(75)도 일체로서 회전하게 되어 있다.

밸브체(80)는, 일면을 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)(도 12 참조)으로 해서 밸브 시트 플레이트(67)와 접하면서, 밸브체 축(71)을 중심으로 해서 요동하게 되어 있다. 밸브체(80)가 요동함으로써, 밸브 시트 플레이트(67)에 설치된 연통구(B, C, D)를 개폐하는 구성이다. 또한, 밸브체(80)의 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 면인 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)(도 12 참조)에는, 부분적으로 오목부인 연통 오목부(82)(도 12 참조)가 설치되어 있다. 또, 연통 오목부(82)의 위치나 연통구(B, C, D)의 개폐 동작과의 관계는 후술한다. 또한, 밸브체(80)의 밸브 시트 플레이트(67)로부터 떨어진 측에는, 밸브체 기어(83)가 설치되어 있다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 로터 구동부(74)와 일체로 형성된 로터 피니언 기어(75)는, 로터 피니언 기어(75)의 하단부의 회전축 주위에 설치된 볼록부인 로터 구동부 선단(76)이 밸브체(80)의 상면에 재치(載置)되고(도 9 참조), 공통의 중심축인 밸브체 축(71)의 둘레로 각각 로터 구동축 구멍(77)과 밸브체 축 구멍(85)을 통해서 회전 가능하게 배치되어 있다.

도 9 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 밸브 케이스(66)의 상면 내측을 향해서 일부를 방사 형상으로 아암(arm)을 신장(伸長)한 가압 수단인 판스프링(86)이 로터(70)를 지지하여 일체로서 회전하는 로터 구동부(74)의 상면에 배치되며, 판스프링(86)의 아암이 밸브 케이스(66)의 상면 내측으로부터 받는 밸브체 축(71) 방향의 반력(反力)을 로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75)를 통해서 밸브체(80)에 가하여, 밸브체(80)를 밸브 시트 플레이트(67)에 대해서 가압한다. 또한, 밸브체(80)에는 로터(70)의 자중도 더 합쳐져서 가해진다.

여기에서, 로터 구동부 선단(76)이 밸브체(80)와 접촉하는 위치는, 밸브체 축(71)의 근방이기 때문에, 밸브체(80)는 회전축 근방에서 밸브 시트 플레이트(67)에 대하여 축 방향으로 가압되므로, 균일하고 밸런스 좋게 가압되게 되어 있다.

아이들러 축(78)에는 아이들러 대(大)기어(79b)와 아이들러 피니언(79a)을 갖는 아이들러 기어(79)가 회전 가능하게 축 지지되어 있다. 아이들러 대기어(79b)는 로터 피니언 기어(75)과 맞물리고, 아이들러 피니언(79a)은 밸브체 기어(83)와 맞물려서 감속된다. 로터(70)로부터의 회전 토크는, 로터 피니언 기어(75), 아이들러 대기어(79b), 아이들러 피니언(79a), 밸브체 기어(83)의 순으로 감속되면서 전달된다.

여기에서, 로터 피니언 기어(75)의 톱니 수를 Z1, 아이들러 대기어(79b)의 톱니 수를 Z2, 아이들러 피니언(79a)의 톱니 수를 Z3, 밸브체 기어(83)의 톱니 수를 Z4로 하면, 모든 기어의 모듈이 동일하면, Z1+Z2=Z3+Z4가 되는 관계를 만족시키면 로터 피니언 기어(75)와 아이들러 대기어(79b) 사이의 축간 거리와, 아이들러 피니언(79a)과 밸브체 기어(83) 사이의 축간 거리는 같아지므로, 로터 피니언 기어(75)와 밸브체 기어(83)를 동축에 배치할 수 있다. 예를 들면, Z1=12, Z2=34, Z3=13, Z4=33으로 하면, Z1+Z2=Z3+Z4=46이 되므로, 이 관계를 만족시킬 수 있다.

덧붙이면, 이때의 로터(70)로부터 밸브체(80)에 이르기까지의 감속비는, (Z1×Z3)/(Z2×Z4)가 되며, 상기한 예에서는 (12×13)/(34×33)=약 1/7.2가 된다. 즉, 밸브체(80)는 로터(70)에 의해 발생하는 토크의 7.2배의 토크로 회전하므로, 회전 토크에 여유가 있어, 밸브체(80)의 전환 동작을 확실하게 할 수 있다.

또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 밸브체(80)의 일부는 밸브체 기어(83)의 외주보다 볼록 형상인 스토퍼(84)가 형성되어 있으며, 밸브체(80)가 시계 회전 방향 또는 반시계 회전으로 최대 각도 회전했을 때에는, 아이들러 기어(79)의 아이들러 피니언(79a)보다 하측으로 돌출한 원통 형상의 아이들러 스토퍼(79c)에 맞닿아서 밸브체 기어(83)의 회전 각도를 소정의 각도 범위로 제한하게 되어 있다. 또, 밸브체 기어(83)의 회전 각도는, 후술하는 밸브체(80)의 전환 동작에 필요한 회동 각도의 범위에 부가해서, 소정의 각도(예를 들면 8° 정도의 각도)를 여분으로 회동하고나서 맞닿아서 회동을 정지하도록 구성된다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 아이들러 기어(79)에는, 아이들러 대기어(79b)의 상면에 원주 형상으로 돌기부(79s)가 형성되어 있다. 또한, 로터 구동부(74)에는, 원주 형상으로 돌기부(74s)가 형성되어 있다. 아이들러 기어(79)의 아이들러 축(78)은, 캔틸레버의 구조이지만, 아이들러 기어(79)의 축 방향의 위치가 상방으로 어긋났을 경우, 돌기부(79s)가 돌기부(74s)에 맞닿아서 그 이상 이동할 수 없게 되어 있다. 이에 따라, 아이들러 기어(79)가 캔틸레버의 아이들러 축(78)으로부터 탈락하는 것을 방지하게 되어 있다.

〈냉매 전환 밸브(60)의 동작〉

다음으로, 밸브체(80)에 의한 연통구(B, C, D)의 개폐 동작에 대하여 도 13 내지 도 15를 사용해서 설명한다. 또, 도 13 내지 도 15에 있어서, 설명을 위하여 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에는 해칭(hatching)을 부가해서 도시하고 있다.

도 13의 (A), 도 14의 (A) 및 도 15의 (A)는, 도 8의 화살표(G) 방향으로부터 본 아이들러 기어(79), 밸브체(80), 유입구(A), 연통구(B), 연통구(C), 연통구(D)의 위치 관계를 설명하는 도면이다. 도 13의 (A)는, 밸브체(80)로 가려진 연통구(C) 및 연통구(D)가 연통 오목부(82)에 의해 연통함과 함께, 연통구(B)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제1 상태이다. 도 14의 (A)는, 연통구(B) 및 연통구(D)가 밸브체(80)로 가려짐과 함께, 연통구(C)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제2 상태이다. 도 15의 (A)는, 연통구(B) 및 연통구(C)가 밸브체(80)로 가려짐과 함께, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제3 상태이다.

밸브체(80)는, 도 13의 (A)에 나타내는 제1 상태로부터 도 14의 (A)에 나타내는 제2 상태를 거쳐서 도 15의 (A)에 나타내는 제3 상태에 이르고, 또한 도 14의 (A)에 나타내는 제2 상태를 거쳐서 도 13의 (A)에 나타내는 제1 상태로 복귀하는 동작을 가역적(可逆的)으로 행할 수 있게 되어 있다.

유입관(68)의 유입구(A)는, 밸브체 기어(83)를 사이에 두고 아이들러 기어(79)와는 반대측에 설치되며, 밸브체(80)가 요동해도 폐쇄되지 않고, 항상 밸브 케이스(66) 내부로 개방되어 있다.

연통관(69c)의 연통구(C)는, 밸브체 축(71)과 아이들러 축(78)을 잇는 직선의 연장선 상에 있어서, 밸브체 축(71)에 대하여 유입구(A)와 반대측에 밸브체 축(71)에 근접해서 설치된다.

연통관(69b)의 연통구(B)와 연통관(69d)의 연통구(D)는, 밸브체 축(71)을 중심으로 한 연통관(69c)의 연통구(C)를 지나가는 원호 상에 배치되며, 밸브체 축(71)을 중심으로 한 동일 원호 상에 연통관(69c)의 연통구(C)의 위치를 사이에 두고 각각 각도 90°의 위치에 설치된다.

밸브체(80)에 설치된 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)은, 제1 상태(도 13의 (A) 참조)에 있어서의 밸브체 축(71)으로부터 연통구(B)의 방향을 0°로 해서, 반시계 회전으로 90° 내지 270°의 범위 내에 배치된 연통구를 가릴 수 있는 치수로 설치되며, 0°의 위치에 배치된 연통구를 밸브 케이스(66) 내부로 개구할 수 있게 되어 있다.

또한, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 형성된 연통 오목부(82)는, 제1 상태(도 13의 (A) 참조)에 있어서의 밸브체 축(71)으로부터 연통구(B)의 방향을 0°로 해서, 반시계 회전으로 90° 내지 180°의 범위 내에 배치된 연통구를 연통시킬 수 있게 형성되어 있다.

도 13의 (B)는 냉매 전환 밸브(60)가 제1 상태(도 13의 (A) 참조)에 있어서의 냉매 경로를 설명하는 모식도이다.

냉매 전환 밸브(60)가 제1 상태(도 13의 (A) 참조)에 있어서, 유입구(A)로부터 유입된 냉매는 밸브 케이스(66) 내를 통해서 연통구(B)로 흐를 수 있게 되어 있다. 또한, 연통구(C)로부터 유입된 냉매는, 연통 오목부(82)를 통해서 연통구(D)로 흐를 수 있게 되어 있다.

즉, 냉매 전환 밸브(60)를 제1 상태(도 13의 (A) 참조)로 함으로써, 냉매 경로를 제1 모드(도 5 참조)로 할 수 있다.

도 14의 (B)는 냉매 전환 밸브(60)가 제2 상태(도 14의 (A) 참조)에 있어서의 냉매 경로를 설명하는 모식도이며, 제1 상태(도 13의 (A) 참조)로부터 밸브체(80)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다.

냉매 전환 밸브(60)가 제2 상태(도 14의 (A) 참조)에 있어서, 유입구(A)와 연통구(C)는 밸브 케이스(66) 내를 통해서 연통하게 되어 있다. 또한, 연통구(B)는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)으로 폐색된 상태로 되어 있다. 또한, 연통구(C)는 연통 오목부(82)와 연통하지만, 다른 연통구와는 접속되어 있지 않으며, 폐색된 상태로 되어 있다.

즉, 냉매 전환 밸브(60)를 제2 상태(도 14의 (A) 참조)로 함으로써, 냉매 경로를 제2 모드(도 6 참조)로 할 수 있다.

도 15의 (B)는 냉매 전환 밸브(60)가 제3 상태(도 15의 (A) 참조)에 있어서의 냉매 경로를 설명하는 모식도이며, 제2 상태(도 14의 (A) 참조)로부터 밸브체(80)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다.

냉매 전환 밸브(60)가 제3 상태(도 15의 (A) 참조)에 있어서, 유입구(A)와 연통구(D)는 밸브 케이스(66) 내를 통해서 연통하게 되어 있다. 또한, 연통구(B)는 연통 오목부(82)와 연통하지만, 다른 연통구와는 접속되어 있지 않으며, 폐색된 상태로 되어 있다. 또한, 연통구(C)는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)으로 폐색된 상태로 되어 있다.

즉, 냉매 전환 밸브(60)를 제3 상태(도 15의 (A) 참조)로 함으로써, 냉매 경로를 제3 모드(도 7 참조)로 할 수 있다.

〈작용·효과〉

도 13 내지 도 15에 의해 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)는, 밸브체(80)를 전환함으로써, 유입관(68)(유입구(A))과 연통관(69 b)(연통구(B))이 연통함과 함께, 연통관(69c)(연통구(C))과 연통관(69d)(연통구(D))이 연통하는 제1 상태(도 13의 (A) 참조)와, 유입관(68)(유입구(A))과 연통관(69c)(연통구(C))이 연통함과 함께, 연통관(69b)(연통구(B))과 연통관(69d)(연통구(D))이 폐색되는 제2 상태(도 14의 (A) 참조)와, 유입관(68)(유입구(A))과 연통관(69d)(연통구(D))이 연통함과 함께, 연통관(69b)(연통구(B))과 연통관(69c)(연통구(C))이 폐색되는 제3 상태(도 15의 (A) 참조)로 전환할 수 있다. 이에 따라, 냉매의 전환 성능이 향상된 냉매 전환 밸브(60)를 제공할 수 있다. 또한, 이 냉매 전환 밸브(60)를 구비하는 기기(냉장고)의 실사용 상태에 따라서, 냉매의 전환이 가능해진다.

또한, 도 5 내지 도 7 및 도 13 내지 도 15에 의해 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 구비하는 기기(냉장고)는, 결로 방지 배관(17)에 외기보다 고온의 냉매를 공급해서 결로를 방지하는 제1 모드(도 5, 도 13의 (B) 참조)와, 압축기(51)를 정지할 때에 냉각기(7) 내의 냉매의 온도를 저온으로 유지하는 제2 모드(도 6, 도 14의 (B) 참조)와, 결로 방지 배관(17)으로부터의 열 누설을 저감하는 제3 모드(도 7, 도 15의 (B) 참조)의 3개의 냉매 경로(냉매 회로)의 모드를, 유일한 냉매 전환 밸브(60)의 동작으로 전환할 수 있다. 이에 따라, 기기(냉장고)의 냉매 경로(냉매 회로)에 설치되는 밸브는, 냉매 전환 밸브(60)뿐이며, 그 외의 밸브를 추가하는 것을 필요로 하지 않고 냉동 사이클을 구성할 수 있으므로, 저가로 구성할 수 있다. 또한, 밸브의 전환 제어나 배치가 복잡화되지 않기 때문에, 냉매 전환 밸브(60)를 구비하는 기기(냉장고)의 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 구비하는 기기(냉장고)는, 외기 습도 센서의 측정 결과에 따라, 외기가 고온 고습이며 결로의 우려가 있을 경우, 냉매 경로(냉매 회로)를 제1 모드(도 5, 도 13의 (B) 참조)가 되도록 전환하고, 외기가 저습이고 결로의 우려가 없을 경우, 냉매 경로(냉매 회로)를 제3 모드(도 7, 도 15의 (B) 참조)가 되도록 전환할 수 있다. 또, 이 모드의 전환은, 전술한 바와 같이, 냉매 전환 밸브(60)의 동작으로 전환할 수 있다. 이에 따라, 결로의 우려가 있을 경우, 결로 방지 배관(17)에 고온의 냉매를 통과시켜, 저장실의 개구 전면 주연부의 온도를, 저장실 온도보다 높게 설정해서 결로를 방지할 수 있다. 또한, 결로의 우려가 없을 경우, 결로 방지 배관(17)의 냉매의 통과를 정지시켜, 결로 방지 배관(17)으로부터의 열이 저장실 내부로 누설해서 소비 에너지가 증가하는 것을 억제할 수 있다.

제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서, 압축기(51)로부터의 고압의 냉매가, 제1 냉매 배관(55)(도 5 참조), 유입관(68)(도 9 참조), 유입구(A)(도 10 참조)를 통해서, 밸브 케이스(66) 내의 공간으로 유입하게 되어 있다. 이 때문에, 밸브 케이스(66) 내의 밸브체(80)에는, 밸브체(80)를 밸브 시트 플레이트(67)에 가압하는 방향의 힘이 가해진다. 이에 따라, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)과 밸브 시트 플레이트(67) 사이의 밀착 성능이 향상되어, 냉매의 누설을 저감할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서, 로터(70) 및 로터 구동부(74)와 일체로 회전하는 로터 피니언 기어(75)를 밸브체(80) 위에 중첩되게, 로터 피니언 기어(75)와 밸브체(80)를 동축에 공통의 회전축인 밸브체 축(71)의 둘레로 회전 가능하게 배치하고, 밸브체 축(71)과 별개로 설치된 아이들러 축(78)의 주위에 아이들러 대기어(79b)와 아이들러 피니언(79a)을 일체로 설치한 아이들러 기어(79)를 배치하고 있다. 그리고, 로터 피니언 기어(75)와 아이들러 대기어(79b)를 맞물려서 감속하고, 또한 아이들러 피니언(79a)과 밸브체 기어(83)를 맞물려서 더 감속시키게 되어 있다. 이에 따라, 로터 피니언 기어(75), 아이들러 기어(79), 밸브체 기어(83)의 3개의 기어를, 밸브체 축(71)과 아이들러 축(78)의 2개의 축의 주위에 배치할 수 있으므로, 2개의 기어의 투영 면적에 3개의 기어를 배치할 수 있어, 냉매 전환 밸브(60)를 소형화할 수 있다.

또한, 로터 피니언 기어(75)로부터 밸브체 기어(83)까지는 2단계의 감속을 행하므로, 감속비가 커져, 밸브체(80)에 전달되는 회전 토크를 크게 할 수 있으므로, 밸브체(80)의 전환 동작을 확실하게 할 수 있다. 또한, 밸브체(80)와 밸브 시트(제2 밸브 시트 플레이트(67b))의 마찰이 증가해도 회전 토크가 부족한 경우가 없게 되어 있으므로, 밸브체(80)에 특별한 저마찰 재료를 사용할 필요가 없으며, 또한 회전 토크가 낮은 스테이터와 로터의 조합이어도 동작할 수 있으므로, 냉매 전환 밸브(60)의 제조 원가를 저감할 수 있다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))와 밸브체(80)를 공통의 밸브체 축(71)에 동축으로 배치하고, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))를 밸브체(80) 상에 재치해서, 판스프링(86)으로 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))를 가압하게 되어 있다. 이에 따라, 밸브체(80)는, 판스프링(86)의 가압력과 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))의 자중에 의해, 밸브 시트(제2 밸브 시트 플레이트(67b))에 대해서 가압되므로, 적당한 가압력으로 함으로써, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 있어서 냉매를 확실하게 봉지(封止)하는 가압력을 얻을 수 있다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서, 밸브체(80)를 지지하는 밸브체 축(71)은, 밸브체(80)와 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 접하는 밸브 시트(제2 밸브 시트 플레이트(67b))에 설치된 로터 축 구멍(72)과, 밸브 케이스(66)의 상단에 설치된 오목부인 로터 베어링(73)으로 양단이 지지되는 양쪽 지지 구조이며, 밸브체(80)의 지지 강성이나 정밀도를 얻기 쉬우며, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 있어서 냉매를 확실하게 봉지할 수 있다. 부가해서, 밸브체 축(71)의 둘레를 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))가 회전하는 구성이기 때문에, 로터 축 구멍(72)이나 로터 베어링(73)에 고정밀도인 베어링을 설치할 필요가 없어, 냉매 전환 밸브(60)의 제조 원가를 저감할 수 있다.

부가해서, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))와 밸브체(80)를 동축으로 함으로써, 밸브체 축(71)을 길게 할 수 있다. 밸브체 축(71)이 지지되는 로터 축 구멍(72)과 로터 베어링(73)의 거리가 길어짐으로써, 밸브체 축(71)의 기울어짐에 의한 밸브체(80)에의 영향을 저감할 수 있다. 즉, 로터 축 구멍(72)이나 로터 베어링(73)의 가공 오차에 대한 밸브체 축(71)의 기울어짐을 작게 해서, 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에 대한 밸브체 축(71)의 직각도(直角度)의 정밀도를 향상시킬 수 있으므로, 밸브체(80)의 정밀도를 얻기 쉬우며, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 있어서 냉매를 확실하게 봉지할 수 있다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서, 아이들러 축(78)은 캔틸레버 구조로 되어 있어, 냉매 전환 밸브(60)의 조립성이 향상된다. 또, 아이들러 기어(79)가, 상방으로 이동했을 경우여도, 아이들러 대기어(79b)가 로터 구동부(74)와 맞닿으므로, 아이들러 기어(79)의 탈락을 방지할 수 있게 되어 있다. 또한, 로터 구동부(74)에 돌기부(74s)를 형성하고, 아이들러 기어(79)에 돌기부(79s)를 형성함으로써, 접촉 면적을 작게 하는 것이 바람직하다.

《제2 실시형태》

다음으로, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브 및 이것을 구비하는 기기에 대하여, 도 16 내지 도 21을 사용해서 설명한다.

(제1 모드)

도 16은, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제1 모드를 나타내는 도면이다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 제1 모드에 있어서, 냉매 전환 밸브(60)는, 유입구(A)와 연통구(B)가 연통하고(냉매 흐름(L1)), 연통구(C)와 연통구(D)가 연통 (냉매 흐름(L2))하게 되어 있다. 즉, 도 5에 나타내는 제1 실시형태의 제1 모드와 같으며, 설명을 생략한다.

(제2 모드)

도 17은, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제2 모드를 나타내는 도면이다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 제2 모드에 있어서, 냉매 전환 밸브(60)는, 연통구(B)와 연통구(C)가 연통하고(연통(L5)), 유입구(A) 및 연통구(D)는, 다른 것과 연통하지 않게 되어 있다. 또한, 제2 모드에 있어서, 압축기(51)는 정지해 있는 상태로 되어 있다. 즉, 도 6에 나타내는 제1 실시형태의 제2 모드와는, 연통하는 위치가 상이하다.

제2 실시형태에 있어서의 제2 모드(도 17 참조)에 대해서도, 제1 실시형태에 있어서의 제2 모드(도 6 참조)와 마찬가지로, 냉매가 순환하는 회로를 차단하게 되어 있다. 즉, 냉매 전환 밸브(60)의 연통구(D)가 차단되어 있음으로써, 제1 냉매 배관(55)이나 응축기(52), 제2 냉매 배관(56)이나 결로 방지 배관(17) 내의 비교적 고온인 냉매가, 제3 냉매 배관(57)이나 냉각기(7)로 흘러드는 것을 차단해서 냉각기(7)의 온도 상승을 방지할 수 있어, 냉장고의 에너지 절약 성능을 높일 수 있다.

(제3 모드)

도 18은, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 사용한 냉매 경로의 제3 모드를 나타내는 도면이다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 제3 모드에 있어서, 냉매 전환 밸브(60)는, 유입구(A)와 연통구(D)가 연통하고(냉매 흐름(L4)), 연통구(B) 및 연통구(C)는, 다른 것과 연통하지 않게 되어 있다. 즉, 도 7에 나타내는 제1 실시형태의 제3 모드와 같으며, 설명을 생락한다.

〈제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브〉

다음으로, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 밸브체(80)에 의한 연통구(B, C, D)의 개폐 동작에 대하여 도 19 내지 도 21을 사용해서 설명한다. 또, 도 19 내지 도 21에 있어서, 설명을 위하여 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에는 해칭을 부가해서 도시하고 있다. 도 19의 (A), 도 20의 (A) 및 도 21의 (A)는, 도 8의 화살표(G) 방향으로부터 본 아이들러 기어(79), 밸브체(80), 유입구(A), 연통구(B), 연통구(C), 연통구(D)의 위치 관계를 설명하는 도면이다. 도 19의 (A)는, 밸브체(80)로 가려진 연통구(C) 및 연통구(D)가 연통 오목부(82)에 의해 연통함과 함께, 연통구(B)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제1 상태이다. 도 20의 (A)는, 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)가 밸브체(80)로 가려짐과 함께, 연통구(B) 및 연통구(C)가 연통 오목부(82)에 의해 연통하는 제2 상태이다. 도 21의 (A)는, 연통구(B) 및 연통구(C)가 밸브체(80)로 가려짐과 함께, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제3 상태이다.

제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(도 13의 (A) 참조)와 비교해서, 도 19의 (A)에 나타내는 바와 같이, 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)의 위치가 상이하다. 즉, 연통구(C)의 위치는, 연통구(C)는, 밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))에 대해서 유입구(A)와 같은 측의 위치(밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))과 유입구(A) 사이)에 설치되어 있다. 연통구(B) 및 연통구(D)는, 연통구(C)를 사이에 두고 대향한 위치에 설치되어 있다. 또한, 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)는, 밸브체 축(71)(로터 축 구멍(72))을 중심으로 한 동일한 원 형상으로, 90°의 간격으로 배치되며, 도 19의 (A)에 있어서, 반시계 회전으로 B, C, D의 순이 되도록 배치되어 있다.

또한, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 제1 상태(도 13의 (A) 참조)로부터 제2 상태(도 14의 (A) 참조)를 거쳐서, 제3 상태(도 15의 (A) 참조)에 이를 때, 밸브체(80)가 반시계 회전으로 회전하는데 반하여, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 제1 상태(도 19의 (A) 참조)로부터 제2 상태(도 20의 (A) 참조)를 거쳐서, 제3 상태(도 21의 (A) 참조)에 이를 때, 밸브체(80)가 시계 회전으로 회전하는 점에서 상이하다.

도 19의 (B)는 냉매 전환 밸브가 제1 상태(도 19의 (A) 참조)에 있어서의 냉매 경로를 설명하는 모식도이다.

냉매 전환 밸브(60)가 제1 상태(도 19의 (A) 참조)에 있어서, 유입구(A)로부터 유입된 냉매는 밸브 케이스(66) 내를 통해서 연통구(B)로 흐를 수 있게 되어 있다. 또한, 연통구(C)로부터 유입된 냉매는, 연통 오목부(82)를 통해서 연통구(D)로 흐를 수 있게 되어 있다.

즉, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 제1 상태(도 19의 (A) 참조)로 함으로써, 냉매 경로를 제1 모드(도 16 참조)로 할 수 있다.

도 20의 (B)는 냉매 전환 밸브가 제2 상태(도 20의 (A) 참조)에 있어서의 냉매 경로를 설명하는 모식도이며, 제1 상태(도 19의 (A) 참조)로부터 밸브체(80)를 시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다.

냉매 전환 밸브(60)가 제2 상태(도 20의 (A) 참조)에 있어서, 연통구(B)와 연통구(C)는 연통 오목부(82)를 통해서 연통하도록 되어 있다. 또한, 연통구(D)는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)으로 폐색된 상태로 되어 있다. 이렇게, 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)는, 밸브체(80)로 가려져 있으며, 유입구(A)는 연통구와 접속되어 있지 않고, 폐색된 상태로 되어 있다.

즉, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 제2 상태(도 20의 (A) 참조)로 함으로써, 냉매 경로를 제2 모드(도 17 참조)로 할 수 있다.

도 21의 (B)는 냉매 전환 밸브가 제3 상태(도 21의 (A) 참조)에 있어서의 냉매 경로를 설명하는 모식도이며, 제2 상태(도 20의 (A) 참조)로부터 밸브체(80)를 시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다.

냉매 전환 밸브(60)가 제3 상태(도 21의 (A) 참조)에 있어서, 유입구(A)와 연통구(D)는 밸브 케이스(66) 내를 통해서 연통하게 되어 있다. 또한, 연통구(B)는 연통 오목부(82)와 연통하지만, 다른 연통구와는 접속되어 있지 않고, 폐색된 상태로 되어 있다. 또한, 연통구(C)는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)으로 폐색된 상태로 되어 있다.

즉, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)를 제3 상태(도 21의 (A) 참조)로 함으로써, 냉매 경로를 제3 모드(도 18 참조)로 할 수 있다.

〈작용·효과〉

도 19 내지 도 21에 의해 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 밸브체(80)를 전환함으로써, 유입관(68)(유입구(A))과 연통관(69b)(연통구(B))이 연통함과 함께, 연통관(69c)(연통구(C))과 연통관(69d)(연통구(D))이 연통하는 제1 상태(도 19의 (A) 참조)와, 연통관(69b)(연통구(B))과 연통관(69c)(연통구(C))이 연통함과 함께, 연통관(69d)(연통구(D))이 폐색되는 제2 상태(도 20의 (A) 참조)와, 유입관(68)(유입구(A))과 연통관(69d)(연통구(D))이 연통함과 함께, 연통관(69b)(연통구(B))과 연통관(69c)(연통구(C))이 폐색되는 제3 상태(도 21의 (A) 참조)로 전환할 수 있다. 이에 따라, 냉매의 전환 성능이 향상된 냉매 전환 밸브를 제공할 수 있다. 또한, 이 냉매 전환 밸브를 구비하는 기기(냉장고)의 실사용 상태에 따라, 냉매의 전환이 가능해진다.

《제3 실시형태》

다음으로, 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 대하여 도 22를 사용해서 설명한다. 또, 도 22에 있어서, 설명을 위하여 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81A)에는 해칭을 부가해서 도시하고 있다. 도 22의 (A)는 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 22의 (B)는 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 22의 (C)는 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제3 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.

제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 사방 밸브인데 반하여, 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 삼방(三方) 밸브이며, 밸브 시트 플레이트(67)에 유입구(A), 연통구(B) 및 연통구(D)가 형성되며, 연통구(C)가 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다.

또한, 제1 실시형태의 밸브체(80)는, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 연통 오목부(82)가 형성되어 있는데 반하여, 제3 실시형태의 밸브체(80A)는, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81A)에 연통 오목부가 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다.

도 22의 (A)는, 연통구(B)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구됨과 함께, 연통구(D)가 밸브체(80A)로 가려진 제1 상태이다. 이 제1 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(B)와 연통하고, 연통구(D)는 폐색된 상태이다.

도 22의 (B)는, 연통구(B) 및 연통구(D)가 밸브체(80A)로 가려진 제2 상태이며, 제1 상태(도 22의 (A) 참조)로부터 밸브체(80A)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다. 이 제2 상태에 있어서, 연통구(B) 및 연통구(D)는 폐색되고, 유입구(A)와는 모두 연통하지 않는 상태이다.

도 22의 (C)는, 연통구(B)가 밸브체(80A)로 가려짐과 함께, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제3 상태이며, 제2 상태(도 22의 (B) 참조)로부터 밸브체(80A)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다. 이 제3 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(D)와 연통하고, 연통구(B)는 폐색된 상태이다.

유입구(A)와 연통하는 상태를 「개방」, 유입구(A)와 연통하지 않는 상태를 「폐쇄」로 하여, 연통구(B) 및 연통구(D)의 상태를 「연통구(B)/연통구(D)」의 형식으로 표현하면, 제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 「개방/폐쇄」, 「폐쇄/폐쇄」, 「폐쇄/개방」의 3개의 상태를 취할 수 있다. 즉, 연통구(B)만이 개방된 상태(도 22의 (A) 참조)로부터, 연통구(D)만이 개방된 상태(도 22의 (C) 참조)로 전환할 때, 연통구(B) 및 연통구(D)가 폐쇄된 상태(도 22의 (B) 참조)를 경유해서 전환하는 삼방 밸브로 할 수 있다.

제3 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 의하면, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 같은 구성에 의해 삼방 밸브로서 기능시킬 수 있다. 또한, 냉매의 유통 및 차단의 전환을 신속하게 행할 수 있으며, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81A)과 밸브 시트 플레이트(67) 사이의 밀착 성능이 향상되어, 냉매의 누설을 억제하는 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

《제4 실시형태》

다음으로, 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 대하여 도 23 및 도 24를 사용해서 설명한다. 또, 도 24에 있어서, 설명을 위하여 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81B)에는 해칭을 부가해서 도시하고 있다. 도 23은 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브가 구비하는 밸브체(80B)의 사시도이다. 도 24의 (A)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 24의 (B)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 24의 (C)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제3 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이다. 도 24의 (D)는 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제4 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.

제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 사방 밸브인데 반하여, 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 삼방 밸브이며, 밸브 시트 플레이트(67)에 유입구(A), 연통구(C) 및 연통구(D)가 형성되고, 연통구(B)가 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다.

또한, 제1 실시형태의 밸브체(80)는, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)의 면적이 3개의 연통구를 막는 것이 가능한 크기(도 20의 (A) 참조)이며 연통 오목부(82)가 형성되어 있는데 반하여, 제4 실시형태의 밸브체(80B)는, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81B)의 면적이 인접한 2개의 연통구(연통구(C)와 연통구(D))를 막는 것이 가능한 크기(도 24의 (A) 참조)이며 연통 오목부가 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다. 또한, 밸브체(80B)의 요동 각도를 확대하도록 밸브체(80B)의 스토퍼(84B)의 형상과 밸브체 기어(83)의 배설 각도를 확대한 점에서 상이하다.

도 24의 (A)는, 연통구(C) 및 연통구(D)가 밸브체(80B)로 가려진 제1 상태이다. 이 제1 상태에 있어서, 연통구(C) 및 연통구(D)는 폐색되고, 유입구(A)와는 모두 연통하지 않는 상태이다.

도 24의 (B)는, 연통구(C)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구됨과 함께, 연통구(D)가 밸브체(80B)로 가려진 제2 상태이며, 제1 상태(도 24의 (A) 참조)로부터 밸브체(80B)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다. 이 제2 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(C)와 연통하고, 연통구(D)는 폐색된 상태이다.

도 24의 (C)는, 연통구(C) 및 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구되는 제3 상태이며, 제2 상태(도 24의 (B) 참조)로부터 밸브체(80B)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다. 이 제3 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(C) 및 연통구(D)와 연통하는 상태이다.

도 24의 (D)는, 연통구(C)가 밸브체(80)로 가려짐과 함께, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제4 상태이며, 제3 상태(도 24의 (C) 참조)로부터 밸브체(80B)를 반시계 회전으로 90° 요동시킨 상태이다. 이 제4 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(D)와 연통하고, 연통구(C)는 폐색된 상태이다.

유입구(A)와 연통하는 상태를 「개방」, 유입구(A)와 연통하지 않는 상태를 「폐쇄」로 하여, 연통구(C) 및 연통구(D)의 상태를 「연통구(C)/연통구(D)」의 형식으로 표현하면, 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 「폐쇄/폐쇄」, 「개방/폐쇄」, 「개방/개방」, 「폐쇄/개방」의 4개의 상태를 취할 수 있다.

또한, 제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 제2 상태로부터 제4 상태의 사이에서 동작시킴으로써, 「개방/폐쇄」, 「개방/개방」, 「폐쇄/개방」의 3개의 상태를 취할 수 있다. 즉, 연통구(C)만이 개방된 상태(도 24의 (B) 참조)로부터, 연통구(D)만이 개방된 상태(도 24의 (D) 참조)로 전환될 때, 연통구(C) 및 연통구(D)가 개방된 상태(도 24의 (C) 참조)를 경유해서 전환되는 삼방 밸브로 할 수 있다.

제4 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 의하면, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 같은 구성에 의해 삼방 밸브로서 기능시킬 수 있다. 또한, 냉매의 유통 및 차단의 전환을 신속히 행할 수 있으며, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81B)과 밸브 시트 플레이트(67) 사이의 밀착 성능이 향상되어, 냉매의 누설을 억제하는 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

《제5 실시형태》

다음으로, 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 대하여 도 25를 사용해서 설명한다. 또, 도 25에 있어서, 설명을 위하여 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81A)에는 해칭을 부가해서 도시하고 있다.

도 25의 (A)는 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 25의 (B)는 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.

제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 사방 밸브인데 반하여, 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 이방(二方) 밸브이며, 밸브 시트 플레이트(67)에 유입구(A) 및 연통구(D)가 형성되고, 연통구(B) 및 연통구(C)가 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다.

또한, 제5 실시형태의 밸브체(80A)는, 제3 실시형태의 밸브체(80A)와 같으며, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81A)에 연통 오목부가 형성되어 있지 않은 점에서 상이하다.

도 25의 (A)는, 연통구(D)가 밸브체(80A)로 가려진 제1 상태이다. 이 제1 상태에 있어서, 연통구(D)는 폐색된 상태이며, 유입구(A)와는 연통하지 않는 상태이다.

도 25의 (B)는, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 제2 상태이며, 제1 상태(도 25의 (A) 참조)로부터 밸브체(80A)를 반시계 회전으로 180℃ 요동시킨 상태이다. 이 제2 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(D)와 연통하는 상태이다.

유입구(A)와 연통하는 상태를 「개방」, 유입구(A)와 연통하지 않는 상태를 「폐쇄」로 하여, 연통구(D)의 상태를 「연통구(D)」의 형식으로 표현하면, 제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는, 「개방」, 「폐쇄」의 2개의 상태를 취할 수 있다.

제5 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 의하면, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 같은 구성에 의해 이방 밸브로서 기능시킬 수 있다. 또한, 냉매의 유통 및 차단의 전환을 신속하게 행할 수 있으며, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81A)과 밸브 시트 플레이트(67) 사이의 밀착 성능이 향상되어, 냉매의 누설을 억제하는 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

《제6 실시형태》

다음으로, 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 대하여 도 26 및 도 27을 사용해서 설명한다. 또, 도 26의 (A) 및 도 27의 (A)에 있어서, 설명을 위하여 밸브 시트 플레이트(67)와 접하는 밸브체 슬라이딩 접촉면(81C)에는 해칭을 부가해서 도시하고 있다.

도 26의 (A)는 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제1 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 27의 (A)는 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브의 제2 상태의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.

제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브는 사방 밸브이며, 유입구(A), 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)가 형성되어 있다. 유입구(A), 연통구(B), 연통구(C) 및 연통구(D)의 배치는, 제2 실시형태의 냉매 전환 밸브(도 19의 (A) 참조)와 같으며 설명을 생략한다.

또한, 제6 실시형태의 밸브체(80C)는, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81C)의 면적이 인접한 2개의 연통구(연통구(B)와 연통구(C) 또는 연통구(C)와 연통구(D))를 막는 것이 가능한 크기이며, 인접한 2개의 연통구를 연통시키는 연통 오목부(82C)가 형성되어 있는 점에서 다른 실시형태의 밸브체와 상이하다. 또한, 밸브체(80C)의 요동 각도가 약 90°로 축소하도록 밸브체(80C)의 스토퍼(84)의 형상과 밸브체 기어(83)의 배설 각도를 축소한 점에서 상이하다.

도 26의 (A)는, 연통구(B)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구됨과 함께, 연통구(C) 및 연통구(D)가 밸브체(80C)로 가려진 제1 상태이다. 이 제1 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(B)와 연통하고, 연통구(C) 및 연통구(D)는 연통 오목부(82C)에 의해 연통하는 상태이다.

도 27의 (A)는, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구됨과 함께, 연통구(B) 및 연통구(C)가 밸브체(80C)로 가려진 제2 상태이다. 이 제2 상태에 있어서, 유입구(A)는 연통구(D)와 연통하고, 연통구(B) 및 연통구(C)는 연통 오목부(82C)에 의해 연통하는 상태이다.

제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 구비하는 기기로서, 공기 조화기를 예로 설명한다.

도 26의 (B)는 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 회로의 제1 모드를 설명하는 도면이며, 도 27의 (B)는 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 냉매 회로의 제2 모드를 설명하는 도면이다.

공기 조화기의 냉매 회로는, 압축기(51)와, 감압 수단(54)과, 실내기의 제1 열교환기(58)와, 실외기의 제2 열교환기(59)와, 사방 밸브(제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브)를 구비하며, 냉매 배관으로 접속되어 있다.

유입구(A)에는 유입관(68)이 접속되며, 냉매 배관을 통해서 압축기(51)의 고압측 토출구가 접속되어 있다. 연통구(B)에는 연통관(69b)이 접속되며, 냉매 배관을 통해서 제1 열교환기(58), 감압 수단(54), 제2 열교환기(59), 연통구(D)에 접속된 연통관(69d)이 접속되어 있다. 연통구(C)에는 연통관(69c)이 접속되며, 냉매 배관을 통해서 압축기(51)의 저압측 흡입구에 접속되어 있다.

제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 제1 상태(도 26의 (A) 참조)로 함으로써, 도 26의 (B)에 나타내는 바와 같이, 압축기(51)에 의해 압축된 고온 고압의 냉매는, 유입관(68), 유입구(A), 밸브 케이스(66) 내부, 연통구(B), 연통관(69b)을 통해서, 응축기로서 기능하는 제1 열교환기(58)(실내기)로 유입된다. 제1 열교환기(58)로 유입된 고온 고압의 냉매는, 제1 열교환기(58)에서 공기(실내 공기)와 열교환함으로써 방열해서, 실내 공기를 가열(난방)한다. 제1 열교환기(58)를 통과한 냉매는, 감압 수단(54)을 통과한 후, 단열 팽창해서 저온 저압이 되고, 증발기로서 기능하는 제2 열교환기(59)(실외기)로 유입된다. 제2 열교환기(59)로 유입된 저온 저압의 냉매는, 제2 열교환기(59)에서 공기(실외 공기)와 열교환함으로써 흡열한다. 제2 열교환기(59)를 통과한 냉매는, 연통관(69d), 연통구(D), 연통 오목부(82C), 연통구(C), 연통관(69c)을 통해서, 압축기(51)로 복귀한다. 이에 따라, 공기 조화기는 난방 운전을 행할 수 있게 되어 있다.

제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브를 제2 상태(도 27의 (A) 참조)로 함으로써, 도 27의 (B)에 나타내는 바와 같이, 압축기(51)에 의해 압축된 고온 고압의 냉매는, 유입관(68), 유입구(A), 밸브 케이스(66) 내부, 연통구(D), 연통관(69d)을 통해서, 응축기로서 기능하는 제2 열교환기(59)(실외기)로 유입된다. 제2 열교환기(59)로 유입된 고온 고압의 냉매는, 제2 열교환기(59)에서 공기(실외 공기)와 열교환함으로써 방열한다. 제2 열교환기(59)를 통과한 냉매는, 감압 수단(54)을 통과한 후, 단열 팽창해서 저온 저압이 되고, 증발기로서 기능하는 제1 열교환기(58)(실내기)로 유입된다. 제1 열교환기(58)로 유입된 저온 저압의 냉매는, 제1 열교환기(58)에서 공기(실내 공기)와 열교환함으로써 흡열하여, 실내 공기를 냉각(냉방)한다. 제1 열교환기(58)를 통과한 냉매는, 연통관(69b), 연통구(B), 연통 오목부(82C), 연통구(C), 연통관(69c)을 통해서, 압축기(51)로 복귀한다. 이에 따라, 공기 조화기는 냉방 운전을 행할 수 있게 되어 있다.

제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브에 의하면, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브와 같은 구성에 의해 공기 조화기의 사방 밸브로서 기능시킬 수 있다. 즉, 밸브체(80C)를 요동시킴으로써 공기 조화기의 난방 운전과 냉방 운전을 전환할 수 있다.

《밸브 시트 구조》

다음으로, 제1 실시형태 내지 제6 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)의 밸브 시트 구조에 대하여, 도 28을 사용해서 더 설명한다.

도 28은, 냉매 전환 밸브의 제2 밸브 시트 플레이트(67b)와 밸브체(80)와 연통관(69)의 단면을 나타내는 확대 부분 단면도이다.

도 28에 나타내는 바와 같이, 제2 밸브 시트 플레이트(67b)의 외주의 제1 밸브 시트 플레이트(67a)와 끼워맞추는 부분은, 직경이 하부보다 상부가 축소되어 단차가 설치되며, 제1 밸브 시트 플레이트(67a)와 끼워맞춰져서 서로 납땜되어 접합된다.

제2 밸브 시트 플레이트(67b)의 중앙에는, 관통하지 않는 바닥을 갖는 로터 축 구멍(72)이 뚫어 설치되어, 밸브체 축(71)을 지지하게 되어 있다. 또한, 로터 축 구멍(72)에 인접해서, 연통관(69)(69b, 69c, 69d)이 접속되는 연통 구멍(88)(연통관 구멍(87))이 개구되어 있다. 여기에서, 연통 구멍(88)(연통관 구멍(87))은, 밸브체(80)가 배치되는 측은, 직경(d0)(예를 들면, φ1㎜ 정도)의 연통 구멍(88)이 개구되고, 밸브체(80)가 배치되는 측의 반대측은, 직경(직경(d1))이 확대(d1>d0) 되어 있으며, 연통관(69)이 끼워맞춰져서 납땜되어서 접합된다.

이들 연통관(69)이 접속되는 연통 구멍(88)은, 밸브체(80)의 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 설치된 연통 오목부(82)에 대응해서 배치하기 때문에, 밸브체 축(71)에 근접한 거리(r)(예를 들면, 3㎜ 정도)의 위치에 설치할 필요가 있다.

한편, 연통관(69)은 냉매 배관으로서 동관(銅管)을 사용하는 것이 일반적이고, 연통관(69)을 끼워맞춰서 납땜하는 연통관 구멍(87)은, 연통 구멍(88)의 내경보다 굵은 직경(d1)(예를 들면, φ3㎜ 정도)이며, 납땜할 때에 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에 대해서 위치 결정하기 위하여, 어느 정도의 깊이(t2)(예를 들면, 2㎜ 정도)가 필요해진다.

여기에서, 제2 밸브 시트 플레이트(67b)의 두께를 t0, 바닥을 갖는 로터 축 구멍(72)의 깊이를 t1, 연통관(69b), 연통관(69c), 연통관(69d)을 끼워맞추는 깊이를 t2로 하면, t0>(t1+t2)이 되는 관계를 만족시키면, 로터 축 구멍(72)과 연통관 구멍(87)이 간섭해서 구멍이 뚫려 연통관(69)을 납땜할 때에 로터 축 구멍(72)에 땜납이 흘러드는 것을 방지할 수 있어 바람직하다. 이것은 예를 들면, t0=5㎜, t1=t2=2㎜로서 실현할 수 있다.

또, 밸브체 축(71)은, 바닥을 갖는 로터 축 구멍(72)에 끼워맞춰져서 고정되는 것이며, 납땜되지 않으므로, 밸브체 축(71)과 제2 밸브 시트 플레이트(67b)의 접합부에 땜납이 표면 장력에 의해 구석부에 필렛 형상으로 돌출하지 않아, 돌출된 땜납에 의해 밸브체의 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에 대한 밀착을 방해하지 않는다는 효과가 있다.

또한, 도 9에 나타내는 밸브 케이스(66)와 제1 밸브 시트 플레이트(67a)의 외주는, 용접, 예를 들면 TIG 용접(텅스텐·불활성 가스 용접)이나 레이저 용접에 의해 밀봉되는 구성이다. 한편, 밸브체(80)나 아이들러 기어(79)는, 예를 들면, PPS(폴리페닐렌설파이드 수지) 등의 내열성 수지로 제작되지만, 온도 상승에는 한계가 있다. 특히, 밸브체(80)의 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)은, 약간의 열변형이 발생해도 냉매를 봉지할 수 없게 될 우려가 있으므로, 밸브체(80)의 온도 상승을 억제하는 구성이 바람직하다.

본 실시형태(제1∼제6 실시형태)에 따른 냉매 전환 밸브(60)의 구성에서는, 밸브체(80)는 로터(70)와 동축에 배치되며, 밸브 시트 플레이트(67)(제1 밸브 시트 플레이트(67a), 제2 밸브 시트 플레이트(67b))의 중심에 설치된 밸브체 축(71)의 둘레로 요동하도록 배치되는 구성이며, 용접되는 외주로부터는 가장 먼 위치에 배치된다.

이에 따라, 용접 시의 열이 가장 전해지기 어려워 온도 상승하기 어려운 위치에 밸브체(80)가 배치되어 있으므로, 밸브 케이스(66)와 제1 밸브 시트 플레이트(67a)의 접합 시에 있어서의 밸브체(80)의 열변형을 방지한다는 효과가 있다.

도 13에 나타내는 제1 실시형태의 제1 모드나, 도 19에 나타내는 제2 실시형태의 제1 모드에 있어서, 냉매는 연통구(C)로부터 연통구(D)로 연통 오목부(82)를 통과해서 흐르게 되어 있다.

여기에서, 연통 오목부(82)의 단면 치수로서, 도 28에 나타내는 연통 오목부(82)의 폭(w)을, 대략 연통 구멍(88)의 직경(d0)과 같거나 약간 큰 값으로 하고, 도 28에 나타내는 연통 오목부(82)의 깊이(h)를 대략 w와 같은 치수로 하는 것이 바람직하다.

이러한 치수로 함으로써, 냉매가 연통구(C)로부터 연통 오목부(82)로 유입될 때에, 유로가 급확대되어 압력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 혹은 반대로, 유로가 축소되어 유속이 높아져 동압(動壓)이 상승해서 밸브체(80)가 부상(浮上)하는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.

또한, 연통구(D)에 대응해서 제2 밸브 시트 플레이트(67b)로 개구된 구멍의 직경을, 연통구(C)에 대응한 제2 밸브 시트 플레이트(67b)로 개구된 구멍의 직경보다 크게 함으로써, 연통 오목부(82)로부터 연통구(D)로 냉매가 유출될 때의 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 연통 오목부(82)의 내부의 압력 상승을 방지함으로써 밸브체(80)의 부상을 더 억제할 수 있어, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)이 확실하게 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에 맞닿아, 밀폐성이 향상된다는 효과가 있다.

《액봉(液封) 시의 동작》

다음으로, 도 29(적절히 도 7, 도 15의 (B) 등)를 사용해서, 냉매 경로(냉매 회로)에 소위 액봉이 발생했을 경우에 대하여 설명한다. 여기에서, 액봉이란, 양단이 폐쇄된 냉매 회로, 즉 폐쇄 회로가 액체 냉매로 채워지고, 그 후 온도 상승해서 냉매가 열팽창함으로써 냉매 회로 배관 내부나 밸브체 내부에 고압이 발생하는 현상이다.

전술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서의 제3 모드(도 7, 도 15의 (B) 참조) 및, 제2 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서의 제2 모드(도 17, 도 20의 (B) 참조), 제3 모드(도 18, 도 21의 (B) 참조)에 있어서, 제2 냉매 배관(56)(및 결로 방지 배관(17))은, 양단이 밸브체(80)로 봉지된 폐쇄 회로가 된다.

덧붙이면, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)에 있어서의 제2 모드(도 6, 도 14의 (B) 참조)는, 냉매 전환 밸브(60)의 유입구(A)와 연통구(C)가 연통(연통(L3))해 있다. 이 때문에, 제2 냉매 배관(56)(및 결로 방지 배관(17))은, 내부의 체적이 비교적 큰 응축기(52)와 연통하는 상태로 되어 있다. 이에 따라 봉입된 총 냉매량의 체적(액체 시)보다 폐쇄 회로의 체적(응축기(52), 제1 냉매 배관(55), 제2 냉매 배관(56), 결로 방지 배관(17))을 크게 할 수 있으므로, 액봉을 방지할 수 있다. 또한, 냉매 전환 밸브(60)의 연통구(D)와 압축기(51)에서 폐쇄된 제3 냉매 배관(57)이나 냉각기(7)에 대해서도, 증발기로서 기능하는 냉각기(7)의 내부의 체적이 비교적 크기 때문에, 액봉을 방지할 수 있게 되어 있다.

도 29는, 연통관(69)측의 압력이 상승했을 때의 냉매 전환 밸브(60)의 제2 밸브 시트 플레이트(67b)와 밸브체(80)와 연통관(69)의 단면을 나타내는 확대 부분 단면도이다.

폐쇄 회로의 내부가 모두 액체 냉매로 채워지고, 그 후 온도가 상승해서 냉매가 열팽창하면, 열팽창한 냉매의 압력(P2)이, 연통관(69)으로부터 밸브체(80)를 향해서(도시 하방으로부터 상방으로) 가해진다.

그런데, 도 9 내지 도 12에 의해 설명한 바와 같이, 밸브체(80)는, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))가 밸브체(80)에 재치되고, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))의 자중과 판스프링(86)의 가압력에 의해, 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에 대해서 예압(予壓)되는 구성이다. 또한, 밸브체(80)에는, 밸브 케이스(66) 내부의 냉매의 압력(P1)에 기인하는 압압력이 가해진다.

여기에서, 냉매의 압력(P2)에 의해, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))의 자중, 판스프링(86)의 가압력, 및 압력(P1)에 기인하는 압압력의 합계를 상회하는 힘을 받으면, 판스프링(86)이 수축되어, 도 29에 나타내는 바와 같이, 밸브체 축(71)을 따라, 밸브체(80) 및 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))가 제2 밸브 시트 플레이트(67b)로부터 부상하는 방향으로 이동한다. 밸브체(80)가 부상함으로써, 연통관(69) 내의 냉매는, 밸브체(80)와 제2 밸브 시트 플레이트(67b)의 극간으로부터, 밸브 케이스(66) 내부로 유출되어, 연통관(69) 내의 압력이 저하한다. 그리고, 연통관(69) 내의 압력이 저하하면, 로터(70)(로터 구동부(74), 로터 피니언 기어(75))의 자중과 판스프링(86)의 가압력에 의해, 밸브체(80)는, 제2 밸브 시트 플레이트(67b)에 밀착한다.

이렇게, 밸브체(80)는 제2 밸브 시트 플레이트(67b)로부터 부상할 수 있으므로, 연통관(69) 내의 압력이 이상(異常) 상승하는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또, 연통관(69) 내의 압력이 이상 상승하는 것을 방지하는 효과는, 연통관(69) 내가 액체 냉매로 채워지는 액봉 상태로 한정되는 것이 아니며, 연통관(69) 내부는 기체만 또는 기체와 액체의 혼합 상태이며, 온도 상승에 의해 열팽창해서 압력이 상승했을 경우에도 같은 효과가 있다.

《밸브체 슬라이딩 접촉면》

다음으로, 밸브체(80)의 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)에 대하여, 도 30을 사용해서 더 설명한다.

도 30은, 제1 실시형태에 따른 냉매 전환 밸브(60)의 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)과 연통구(B, C, D)의 관계를 나타내는 도면이며, 도 30의 (A)는 제1 상태, 도 30의 (B)는 제1 상태로부터 제2 상태에의 천이 시의 상태, 도 30의 (C)는 제2 상태, 도 30의 (D)는 제2 상태로부터 제3 상태에의 천이 시의 상태, 도 30의 (E)는 제3 상태이다.

도 30의 (B)에 나타내는 바와 같이, 밸브체(80)가 반시계 회전으로 회전해서, 제1 상태(도 13의 (A), 도 30의 (A) 참조)로부터 제2 상태(도 14의 (A), 도 30의 (C) 참조)로 천이할 때, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)은, 모든 연통구(B, C, D)를 막지 않게 되어 있다. 즉, 연통구(B)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 상태(도 30의 (A) 참조)로부터, 연통구(B) 및 연통구(C)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 상태(도 30의 (B) 참조)를 거쳐서, 연통구(C)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 상태(도 30의 (C) 참조)가 된다.

또한, 도 30의 (D)에 나타내는 바와 같이, 밸브체(80)가 반시계 회전으로 회전해서, 제2 상태(도 14의 (A), 도 30의 (C) 참조)로부터 제3 상태(도 15의 (A), 도 30의 (E) 참조)로 천이할 때, 밸브체 슬라이딩 접촉면(81)은, 모든 연통구(B, C, D)를 막지 않게 되어 있다. 즉, 연통구(C)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 상태(도 30의 (C) 참조)로부터, 연통구(C) 및 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 상태(도 30의 (D) 참조)를 거쳐서, 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구된 상태(도 30의 (E) 참조)가 된다.

제1 상태(도 13의 (A), 도 30의 (A) 참조)로부터 제2 상태(도 14의 (A), 도 30의 (C) 참조)로 천이할 때, 연통구(B) 및 연통구(C)의 적어도 한쪽이 밸브 케이스(66) 내부로 개구되어, 유입구(A)(제1 냉매 배관(55) 및 응축기(52))와 연통하게 되어 있으므로, 봉입된 총 냉매량의 체적(액체 시)보다 폐쇄 회로의 체적(응축기(52), 제1 냉매 배관(55), 제2 냉매 배관(56), 결로 방지 배관(17))을 크게 할 수 있으므로, 제2 냉매 배관(56)(및 결로 방지 배관(17))의 액봉을 방지할 수 있다.

또한, 제2 상태(도 14의 (A), 도 30의 (C) 참조)로부터 제3 상태(도 15의 (A), 도 30의 (E) 참조)로 천이할 때, 또는 제3 상태(도 15의 (A), 도 30의 (E) 참조)로부터 제2 상태(도 14의 (A), 도 30의 (C) 참조)로 천이할 때, 유입구(A), 연통구(C) 및 연통구(D)가 밸브 케이스(66) 내부로 개구되어, 연통하게 되어 있으므로, 유입구(A)와 접속하는 제1 냉매 배관(55)(및 응축기(52)), 연통구(C)와 접속하는 제2 냉매 배관(56)(및 결로 방지 배관(17)), 연통구(D)와 접속하는 제3 냉매 배관(57)(및 냉각기(7)의 냉각기 배관(7a))을 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 어느 한쪽의 냉매 배관으로 냉매가 쏠리는 것을 방지할 수 있어, 액봉의 발생을 저감시킬 수 있다.

7 : 냉각기(증발기) 17 : 결로 방지 배관(냉매 유통부)
51 : 압축기 52 : 응축기
54 : 감압 수단 55 : 제1 냉매 배관
56 : 제2 냉매 배관 57 : 제3 냉매 배관
58 : 제1 열교환기 59 : 제2 열교환기
60 : 냉매 전환 밸브 61 : 스테이터 케이스
62 : 스테이터 63 : 커넥터 케이스
64 : 커넥터 핀 65 : 커넥터
66 : 밸브 케이스(케이스) 67 : 밸브 시트 플레이트(케이스)
67a : 제1 밸브 시트 플레이트
67b : 제2 밸브 시트 플레이트(밸브 시트)
68 : 유입관 69 : 연통관
69b : 연통관(제1 연통관) 69c : 연통관(제2 연통관)
69d : 연통관(제3 연통관) 70 : 로터
71 : 밸브체 축 72 : 로터 축 구멍
73 : 로터 베어링 74 : 로터 구동부
75 : 로터 피니언 기어 76 : 로터 구동부 선단
77 : 로터 구동축 구멍 78 : 아이들러 축
79 : 아이들러 기어 79a : 아이들러 피니언
79b : 아이들러 대기어 79c : 아이들러 스토퍼
80 : 밸브체 81 : 밸브체 슬라이딩 접촉면
82 : 연통 오목부 83 : 밸브체 기어
84 : 스토퍼 85 : 밸브체 축 구멍
86 : 판스프링(가압 수단) 87 : 연통관 구멍
88 : 연통 구멍 A : 유입구(유입관 접속부)
B, C, D : 연통구(연통관 접속부)

Claims (6)

1. 밸브체 축 둘레로 요동(搖動) 가능하게 지지되는 밸브체와,
   상기 밸브체를 내재(內在)하는 케이스와,
   상기 케이스의 일단에 설치된 밸브 시트(弁座)와,
   상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 유입관이 접속되는 유입관 접속부와,
   상기 밸브 시트의 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 복수의 연통관(連通管)이 각각 접속되는 연통관 접속부와,
   상기 유입관의 유입구의 상류측에 접속되는 제1 배관과,
   상기 복수의 연통관의 연통구 중 하나의 연통구에 일측이 접속되고, 상기 복수의 연통관 중 다른 하나의 연통관의 연통구에 타측이 접속되는 제2 배관과,
   상기 복수의 연통관 중 또 다른 하나의 연통관의 연통구의 하류측에 접속되는 제3 배관을 구비하고,
   상기 밸브체의 상기 밸브 시트와 접하는 면에는, 적어도 두 개의 상기 연통관을 연통하는 것이 가능한 연통 오목부와, 적어도 한 개의 상기 연통관을 폐쇄하는 것이 가능한 부분을 구비하고,
   상기 밸브체는 상기 밸브체의 요동에 의하여 적어도 하나의 연통관이 상기 케이스 내부에 개구되도록 하는 부분을 갖고,
   상기 연통 오목부에 의해 적어도 두 개의 상기 연통관을 연통할 때, 상기 제1 배관을 흐르는 유체가, 상기 제2 배관을 경유 후, 상기 제3 배관에 유입하고,
   상기 적어도 하나의 상기 연통관을 폐쇄할 때, 상기 제1 배관을 흐르는 상기 유체가, 상기 제2 배관을 경유하지 않고, 상기 제3 배관에 유입하는 것을 특징으로 하는 냉매 전환 밸브.
2. 밸브체 축 둘레로 요동(搖動) 가능하게 지지되는 밸브체와,
   상기 밸브체를 내재(內在)하는 케이스와,
   상기 케이스의 일단에 설치된 밸브 시트(弁座)와,
   상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 유입관이 접속되는 유입관 접속부와,
   상기 밸브 시트의 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 복수의 연통관(連通管)이 각각 접속되는 연통관 접속부와,
   상기 유입관의 유입구의 상류측에 접속되는 제1 배관과,
   상기 복수의 연통관의 연통구 중 하나의 연통구에 일측이 접속되고, 상기 복수의 연통관 중 다른 하나의 연통관의 연통구에 타측이 접속되는 제2 배관과,
   상기 복수의 연통관 중 또 다른 하나의 연통관의 연통구의 하류측에 접속되는 제3 배관과,
   상기 케이스의 외주에 설치되는 스테이터와,
   상기 케이스에 내재하는 로터를 구비하고, 상기 로터에서 상기 밸브체에 도달할때까지 회전 토크가 감속되면서 전달되고,
   상기 밸브체의 상기 밸브 시트와 접하는 면에는, 적어도 두 개의 상기 연통관을 연통하는 것이 가능한 연통 오목부와, 적어도 한 개의 상기 연통관을 폐쇄하는 것이 가능한 부분을 구비하고,
   상기 밸브체는 상기 밸브체의 요동에 의하여 적어도 하나의 연통관이 상기 케이스 내부에 개구되도록 하는 부분을 갖고,
   상기 연통 오목부에 의해 적어도 두 개의 상기 연통관을 연통할 때, 상기 제1 배관을 흐르는 유체가, 상기 제2 배관을 경유 후, 상기 제3 배관에 유입하고,
   상기 적어도 하나의 상기 연통관을 폐쇄할 때, 상기 제1 배관을 흐르는 상기 유체가, 상기 제2 배관을 경유하지 않고, 상기 제3 배관에 유입하는 것을 특징으로 하는 냉매 전환 밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 밸브체의 상기 밸브체축과 동축으로 회전 가능하게 지지되고, 상기 밸브체의 상면에 재치(載置)되는 것을 특징으로 하는 냉매 전환 밸브.
4. 제3항에 있어서,
   상기 로터를 상기 밸브체 축을 따라 상기 밸브체 방향으로 가압하는 가압 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉매 전환 밸브.
5. 제2항에 있어서,
   상기 밸브체 축은,
   상기 밸브체를 요동 가능하게 지지함과 함께, 상기 로터를 회전 가능하게 지지하고,
   상기 밸브 시트에 설치된 축 구멍 및 상기 케이스의 타단에 설치된 베어링으로 고정되는 것을 특징으로 하는 냉매 전환 밸브.
6. 감압 수단과,
   상기 감압 수단의 하류에 배치된 증발기와,
   상기 증발기의 하류에 배치된 압축기와,
   상기 압축기의 하류에 배치된 응축기와,
   냉매가 유통 가능한 냉매 유통부와,
   상기 감압 수단의 상류측, 상기 응축기의 하류측, 상기 냉매 유통부의 일단, 및 상기 냉매 유통부의 타단이 접속되는 냉매 전환 밸브를 구비하고,
   상기 냉매 전환 밸브는,
   밸브체 축 둘레로 요동 가능하게 지지되는 밸브체와,
   상기 밸브체를 내재하는 케이스와,
   상기 케이스의 일단에 설치된 밸브 시트와,
   상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 유입관이 접속되는 유입관 접속부와,
   상기 밸브 시트의 상기 케이스 내부로 일단을 개구해서, 복수의 연통관이 각각 접속되는 연통관 접속부와,
   상기 유입관의 유입구의 상류측에 접속되는 제1 냉매 유통부와,
   상기 복수의 연통관의 연통구 중 하나의 연통구에 일측이 접속되고, 상기 복수의 연통관 중 다른 하나의 연통관의 연통구에 타측이 접속되는 제2 냉매 유통부와,
   상기 복수의 연통관 중 또 다른 하나의 연통관의 연통구의 하류측에 접속되는 제3 냉매 유통부를 구비하고,
   상기 밸브체의 상기 밸브 시트와 접하는 면에는, 적어도 두 개의 상기 연통관을 연통하는 것이 가능한 연통 오목부와, 적어도 한 개의 상기 연통관을 폐쇄하는 것이 가능한 부분을 구비하며,
   상기 밸브체는 상기 밸브체의 요동에 의하여 적어도 하나의 연통관이 상기 케이스 내부에 개구되도록 하는 부분을 갖고,
   상기 연통 오목부에 의해 적어도 두 개의 상기 연통관을 연통할 때, 상기 제1 냉매 유통부를 흐르는 냉매가, 상기 제2 냉매 유통부를 경유 후, 상기 제3 냉매 유통부에 유입하고,
   상기 적어도 하나의 상기 연통관을 폐쇄할 때, 상기 제1 냉매 유통부를 흐르는 상기 냉매가, 상기 제2 냉매 유통부를 경유하지 않고, 상기 제3 냉매 유통부에 유입하는 것을 특징으로 하는 기기.

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