四方切換弁
【課題】冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いた場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることができる四方切換弁を提供する。
【解決手段】密閉空間を有する弁本体２と、弁本体の一側部に連結され、密閉空間と連通する第１導管２５と、弁本体の他側部に連結され、密閉空間と連通する第２導管１２と、第２導管を挟んで両側に各々隣接して配置され、密閉空間と連通する第３及び第４導管１１、１３と、弁本体内において第２乃至第４導管の各々に連通する開口部を有する弁座４と、弁座に摺動可能に配置された弁体３とを備え、弁体を一方向又は他方向に摺動させることにより、第１導管と第３導管との間、又は第１導管と第４導管との間の連通状態が選択的に切り換えられる四方切換弁１において、第２導管、第３導管及び第４導管を樹脂又はセラミックで形成した。
【解決手段】密閉空間を有する弁本体２と、弁本体の一側部に連結され、密閉空間と連通する第１導管２５と、弁本体の他側部に連結され、密閉空間と連通する第２導管１２と、第２導管を挟んで両側に各々隣接して配置され、密閉空間と連通する第３及び第４導管１１、１３と、弁本体内において第２乃至第４導管の各々に連通する開口部を有する弁座４と、弁座に摺動可能に配置された弁体３とを備え、弁体を一方向又は他方向に摺動させることにより、第１導管と第３導管との間、又は第１導管と第４導管との間の連通状態が選択的に切り換えられる四方切換弁１において、第２導管、第３導管及び第４導管を樹脂又はセラミックで形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いられる四方切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクルの冷媒通路に四方切換弁を配置して冷媒通路を切り換え、室内の冷房と暖房とを切り換えることが行なわれている。このような四方切換弁として、特許文献１等において種々のものが提案されている。
【０００３】
上記四方切換弁の１つとして、例えば、図２に記載の四方切換弁４１は、密閉中空のシリンダ状の弁本体４３に、圧縮機４４の吐出管４５に連通する接続口４６と、圧縮機４４の吸入管４７に連通する接続口４８を設け、この接続口４８を挟んで両側に、熱交換機４９、５０への導管５１、５２に連通する２つの接続口５３、５４を配置し、椀状の弁体４２を弁座５６に摺動自在に設け、この弁体４２を摺動させ、中央の接続口４８と両側の接続口５３、５４のいずれか一方との間を選択的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３８３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の四方切換弁４１等は、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いられた場合、図２に示した状態で、圧縮機４４から吐出された高温の気体状の冷媒が吐出管４５を介して導管５１の内部を流れるとともに、熱交換機５０から排出された低温の気体状の冷媒が導管５２及び吸入管４７の内部を流れる。
【０００６】
ここで、導管５１、導管５２及び吸入管４７は、弁座５６にろう付けされているが、導管５１と吸入管４７は、互いに近接するとともに、これらの配管及び弁座５６は金属製であるため熱伝導率が高く、導管５１を流れる高温の気体状冷媒と、吸入管４７を流れる低温の気体状冷媒との間で活発に熱交換が行われ、その結果、冷凍サイクルの効率が低下するという問題があった。この点については、弁体４２が弁座５６上を右方へ移動し、圧縮機４４から吐出された高温の気体状冷媒が吐出管４５を介して導管５２の内部を流れ、熱交換機４９から排出された低温の気体状冷媒が導管５１及び吸入管４７の内部を流れる場合でも同様である。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いた場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることができる四方切換弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、密閉空間を有する弁本体と、該弁本体の一側部に連結され、前記密閉空間と連通する第１導管と、前記弁本体の他側部に連結され、前記密閉空間と連通する第２導管と、該第２導管を挟んで両側に各々隣接して配置され、前記密閉空間と連通する第３及び第４導管と、前記弁本体内において前記第２乃至第４導管の各々に連通する開口部を有する弁座と、該弁座に摺動可能に配置された弁体とを備え、該弁体を一方向又は他方向に摺動させることにより、前記第１導管と前記第３導管との間、又は前記第１導管と前記第４導管との間の連通状態が選択的に切り換えられる四方切換弁において、前記第２導管、第３導管及び第４導管を樹脂又はセラミックで形成したことを特徴とする。
【０００９】
そして、本発明によれば、第２導管、第３導管及び第４導管を熱伝導率の低い樹脂又はセラミックで形成したため、近接する導管内を高温流体と低温流体が流れても両者間で熱交換され難く、この四方切換弁を可逆冷凍サイクル等に利用した場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００１０】
上記四方切換弁において、前記第２導管、第３導管及び第４導管の各々を、金属製フランジ継手に圧入して前記弁本体に固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いた場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることができる四方切換弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる四方切換弁の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】従来の四方切換弁の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかる弁体を備えた四方切換弁を空調機器に用いる場合を例にとって説明する。
【００１４】
図１は、本発明にかかる四方切換弁の一実施の形態を示し、この四方切換弁１は、円筒状の弁本体２と、弁本体２の内部に設けられ、椀状の弁体３が摺動する弁座４とを備え、弁体３が弁座４上を摺動することで、圧縮機３４の吐出管２５と、熱交換機３８、３９への導管３１又は導管３２のいずれか一方を選択的に接続する。
【００１５】
弁本体２は、両端部に栓体２ａ、２ｂが固着された円筒状に形成され、弁本体２の上側に、吐出管２５が連結されるフランジ継手６が固着され、弁本体２の下側に、圧縮機３４の吸入管２８と、熱交換機３８、３９への導管３１、３２が各々連結されるフランジ継手７〜９が固着される。フランジ継手６〜９は金属製で、これらに上記圧縮機３４の吐出管２５等がろう付けされる。
【００１６】
弁本体２内の底面に固定された金属製の弁座４と、フランジ継手７〜９の各々との間には、樹脂製又はセラミック製の導管１１〜１３が介装される。これらの導管１１〜１３は、例えばＰＰＳからなり、弁座４及びフランジ継手７〜９に圧入固定される。
【００１７】
また、弁本体２の内部には、弁座４と栓体２ａとの間にピストン１４が、弁座４と栓体２ｂとの間にピストン１５が設けられ、ピストン１４、１５の間に、高圧室１６が形成される。ピストン１４、１５は、各々ボルト２０、２１によって連結板１７に連結され、連結板１７によって一体的に移動可能に構成される。
【００１８】
ピストン１４と栓体２ａとの間に形成された作動室１８と、ピストン１５と栓体２ｂとの間に形成された作動室１９とは、導管２３、２４を介して四方切換パイロット弁３５に連結されている。四方切換パイロット弁３５が、作動室１８、１９の間に介在することにより、作動室１８、１９のいずれか一方が、導管２６を介して弁本体２の内部に連通するとき、他方の作動室が導管２７によって吸入管２８に連通するように構成される。
【００１９】
弁座４上には、連通用凹部（流体通路）３ａと、環状の鍔部３ｂとを有する椀状の弁体３が設けられる。弁体３は、連結板１７の孔１７ａ内に緩く嵌合されている。これにより、弁体３は、ピストン１４、１５が図１において左右方向に移動することに伴って弁座４上を摺動し、圧縮機３４に接続された吸入管２８に連通する導管１２を、その両側の導管１１、１３のいずれか一方と連通させるとともに、他方の導管を高圧室１６に開放する。
【００２０】
尚、上記導管１１〜１３と、フランジ継手７〜９の弁本体２への組み込みにあたっては、まず、フランジ継手７〜９に導管３１、２８、３２をろう付けし、その後、フランジ継手７〜９に導管１１〜１３を装着し、最後にフランジ継手７〜９を弁本体２に装着する。
【００２１】
上記構成を有する四方切換弁１は、図１に示すように、空調機器において冷媒の流れを冷房と暖房に切り換える場合に使用される。このとき、圧縮機３４から吐出された高温の気体状の冷媒が吐出管２５を介して導管１１の内部を流れて導管３１から熱交換機３８に至るとともに、熱交換機３９から排出された低温の気体状の冷媒が導管３２を介して導管１３及び導管１２の内部を流れ、吸入管２８を通って圧縮機３４に至る。
【００２２】
ここで、導管１１と導管１２は、互いに近接しているが、導管１１〜１３は、樹脂又はセラミックからなるため、熱伝導率が低く、導管１１を流れる高温の気体状冷媒と、導管１２を流れる低温の気体状冷媒との熱交換を最小限に抑えることができ、冷凍サイクルの効率の低下を回避することができる。
【００２３】
また、弁体３が弁座４上を左方へ移動し、圧縮機３４から吐出された高温の気体状の冷媒が吐出管２５を介して導管１３の内部を流れて導管３２から熱交換機３９に至るとともに、熱交換機３８から排出された低温の気体状の冷媒が導管３１を介して導管１１及び導管１２の内部を流れ、吸入管２８を通って圧縮機３４に至る場合も、上記と同様に、導管１２と導管１３は互いに近接しているが、導管１１〜１３は樹脂又はセラミックからなるため、熱伝導率が低く、導管１３を流れる高温の気体状冷媒と、導管１２を流れる低温の気体状冷媒との熱交換を最小限に抑えることができ、冷凍サイクルの効率の低下を回避することができる。
【００２４】
尚、上記実施の形態においては、本発明にかかる四方切換弁１を空調機器に用いる場合を例にとって説明したが、空調機器以外にも、冷凍機器等他の可逆冷凍サイクルを利用した機器、さらには、冷凍サイクルを利用した機器以外にも、流体を四方に切り換える必要がある機器に使用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 四方切換弁
２ 弁本体
２ａ、２ｂ 栓体
３ 弁体
３ａ 連通用凹部
３ｂ 鍔部
４ 弁座
６〜９ フランジ継手
１１〜１３ 導管
１４、１５ ピストン
１６ 高圧室
１７ 連結板
１７ａ 孔
１８、１９ 作動室
２０、２１ ボルト
２３、２４ 導管
２５ 吐出管
２６〜２８ 導管
３４ 圧縮機
３５ 四方切換パイロット弁
３８、３９ 熱交換機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いられる四方切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクルの冷媒通路に四方切換弁を配置して冷媒通路を切り換え、室内の冷房と暖房とを切り換えることが行なわれている。このような四方切換弁として、特許文献１等において種々のものが提案されている。
【０００３】
上記四方切換弁の１つとして、例えば、図２に記載の四方切換弁４１は、密閉中空のシリンダ状の弁本体４３に、圧縮機４４の吐出管４５に連通する接続口４６と、圧縮機４４の吸入管４７に連通する接続口４８を設け、この接続口４８を挟んで両側に、熱交換機４９、５０への導管５１、５２に連通する２つの接続口５３、５４を配置し、椀状の弁体４２を弁座５６に摺動自在に設け、この弁体４２を摺動させ、中央の接続口４８と両側の接続口５３、５４のいずれか一方との間を選択的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３８３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の四方切換弁４１等は、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いられた場合、図２に示した状態で、圧縮機４４から吐出された高温の気体状の冷媒が吐出管４５を介して導管５１の内部を流れるとともに、熱交換機５０から排出された低温の気体状の冷媒が導管５２及び吸入管４７の内部を流れる。
【０００６】
ここで、導管５１、導管５２及び吸入管４７は、弁座５６にろう付けされているが、導管５１と吸入管４７は、互いに近接するとともに、これらの配管及び弁座５６は金属製であるため熱伝導率が高く、導管５１を流れる高温の気体状冷媒と、吸入管４７を流れる低温の気体状冷媒との間で活発に熱交換が行われ、その結果、冷凍サイクルの効率が低下するという問題があった。この点については、弁体４２が弁座５６上を右方へ移動し、圧縮機４４から吐出された高温の気体状冷媒が吐出管４５を介して導管５２の内部を流れ、熱交換機４９から排出された低温の気体状冷媒が導管５１及び吸入管４７の内部を流れる場合でも同様である。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いた場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることができる四方切換弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、密閉空間を有する弁本体と、該弁本体の一側部に連結され、前記密閉空間と連通する第１導管と、前記弁本体の他側部に連結され、前記密閉空間と連通する第２導管と、該第２導管を挟んで両側に各々隣接して配置され、前記密閉空間と連通する第３及び第４導管と、前記弁本体内において前記第２乃至第４導管の各々に連通する開口部を有する弁座と、該弁座に摺動可能に配置された弁体とを備え、該弁体を一方向又は他方向に摺動させることにより、前記第１導管と前記第３導管との間、又は前記第１導管と前記第４導管との間の連通状態が選択的に切り換えられる四方切換弁において、前記第２導管、第３導管及び第４導管を樹脂又はセラミックで形成したことを特徴とする。
【０００９】
そして、本発明によれば、第２導管、第３導管及び第４導管を熱伝導率の低い樹脂又はセラミックで形成したため、近接する導管内を高温流体と低温流体が流れても両者間で熱交換され難く、この四方切換弁を可逆冷凍サイクル等に利用した場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００１０】
上記四方切換弁において、前記第２導管、第３導管及び第４導管の各々を、金属製フランジ継手に圧入して前記弁本体に固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、冷凍機器、空調機器等の可逆冷凍サイクルを利用した機器等に用いた場合でも、冷凍サイクルの効率の低下を最小限に抑えることができる四方切換弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる四方切換弁の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】従来の四方切換弁の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかる弁体を備えた四方切換弁を空調機器に用いる場合を例にとって説明する。
【００１４】
図１は、本発明にかかる四方切換弁の一実施の形態を示し、この四方切換弁１は、円筒状の弁本体２と、弁本体２の内部に設けられ、椀状の弁体３が摺動する弁座４とを備え、弁体３が弁座４上を摺動することで、圧縮機３４の吐出管２５と、熱交換機３８、３９への導管３１又は導管３２のいずれか一方を選択的に接続する。
【００１５】
弁本体２は、両端部に栓体２ａ、２ｂが固着された円筒状に形成され、弁本体２の上側に、吐出管２５が連結されるフランジ継手６が固着され、弁本体２の下側に、圧縮機３４の吸入管２８と、熱交換機３８、３９への導管３１、３２が各々連結されるフランジ継手７〜９が固着される。フランジ継手６〜９は金属製で、これらに上記圧縮機３４の吐出管２５等がろう付けされる。
【００１６】
弁本体２内の底面に固定された金属製の弁座４と、フランジ継手７〜９の各々との間には、樹脂製又はセラミック製の導管１１〜１３が介装される。これらの導管１１〜１３は、例えばＰＰＳからなり、弁座４及びフランジ継手７〜９に圧入固定される。
【００１７】
また、弁本体２の内部には、弁座４と栓体２ａとの間にピストン１４が、弁座４と栓体２ｂとの間にピストン１５が設けられ、ピストン１４、１５の間に、高圧室１６が形成される。ピストン１４、１５は、各々ボルト２０、２１によって連結板１７に連結され、連結板１７によって一体的に移動可能に構成される。
【００１８】
ピストン１４と栓体２ａとの間に形成された作動室１８と、ピストン１５と栓体２ｂとの間に形成された作動室１９とは、導管２３、２４を介して四方切換パイロット弁３５に連結されている。四方切換パイロット弁３５が、作動室１８、１９の間に介在することにより、作動室１８、１９のいずれか一方が、導管２６を介して弁本体２の内部に連通するとき、他方の作動室が導管２７によって吸入管２８に連通するように構成される。
【００１９】
弁座４上には、連通用凹部（流体通路）３ａと、環状の鍔部３ｂとを有する椀状の弁体３が設けられる。弁体３は、連結板１７の孔１７ａ内に緩く嵌合されている。これにより、弁体３は、ピストン１４、１５が図１において左右方向に移動することに伴って弁座４上を摺動し、圧縮機３４に接続された吸入管２８に連通する導管１２を、その両側の導管１１、１３のいずれか一方と連通させるとともに、他方の導管を高圧室１６に開放する。
【００２０】
尚、上記導管１１〜１３と、フランジ継手７〜９の弁本体２への組み込みにあたっては、まず、フランジ継手７〜９に導管３１、２８、３２をろう付けし、その後、フランジ継手７〜９に導管１１〜１３を装着し、最後にフランジ継手７〜９を弁本体２に装着する。
【００２１】
上記構成を有する四方切換弁１は、図１に示すように、空調機器において冷媒の流れを冷房と暖房に切り換える場合に使用される。このとき、圧縮機３４から吐出された高温の気体状の冷媒が吐出管２５を介して導管１１の内部を流れて導管３１から熱交換機３８に至るとともに、熱交換機３９から排出された低温の気体状の冷媒が導管３２を介して導管１３及び導管１２の内部を流れ、吸入管２８を通って圧縮機３４に至る。
【００２２】
ここで、導管１１と導管１２は、互いに近接しているが、導管１１〜１３は、樹脂又はセラミックからなるため、熱伝導率が低く、導管１１を流れる高温の気体状冷媒と、導管１２を流れる低温の気体状冷媒との熱交換を最小限に抑えることができ、冷凍サイクルの効率の低下を回避することができる。
【００２３】
また、弁体３が弁座４上を左方へ移動し、圧縮機３４から吐出された高温の気体状の冷媒が吐出管２５を介して導管１３の内部を流れて導管３２から熱交換機３９に至るとともに、熱交換機３８から排出された低温の気体状の冷媒が導管３１を介して導管１１及び導管１２の内部を流れ、吸入管２８を通って圧縮機３４に至る場合も、上記と同様に、導管１２と導管１３は互いに近接しているが、導管１１〜１３は樹脂又はセラミックからなるため、熱伝導率が低く、導管１３を流れる高温の気体状冷媒と、導管１２を流れる低温の気体状冷媒との熱交換を最小限に抑えることができ、冷凍サイクルの効率の低下を回避することができる。
【００２４】
尚、上記実施の形態においては、本発明にかかる四方切換弁１を空調機器に用いる場合を例にとって説明したが、空調機器以外にも、冷凍機器等他の可逆冷凍サイクルを利用した機器、さらには、冷凍サイクルを利用した機器以外にも、流体を四方に切り換える必要がある機器に使用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 四方切換弁
２ 弁本体
２ａ、２ｂ 栓体
３ 弁体
３ａ 連通用凹部
３ｂ 鍔部
４ 弁座
６〜９ フランジ継手
１１〜１３ 導管
１４、１５ ピストン
１６ 高圧室
１７ 連結板
１７ａ 孔
１８、１９ 作動室
２０、２１ ボルト
２３、２４ 導管
２５ 吐出管
２６〜２８ 導管
３４ 圧縮機
３５ 四方切換パイロット弁
３８、３９ 熱交換機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間を有する弁本体と、該弁本体の一側部に連結され、前記密閉空間と連通する第１導管と、前記弁本体の他側部に連結され、前記密閉空間と連通する第２導管と、該第２導管を挟んで両側に各々隣接して配置され、前記密閉空間と連通する第３及び第４導管と、前記弁本体内において前記第２乃至第４導管の各々に連通する開口部を有する弁座と、該弁座に摺動可能に配置された弁体とを備え、該弁体を一方向又は他方向に摺動させることにより、前記第１導管と前記第３導管との間、又は前記第１導管と前記第４導管との間の連通状態が選択的に切り換えられる四方切換弁において、
前記第２導管、第３導管及び第４導管を樹脂又はセラミックで形成したことを特徴とする四方切換弁。
【請求項２】
前記第２導管、第３導管及び第４導管の各々は、金属製フランジ継手に圧入されて前記弁本体に固定されることを特徴とする請求項１に記載の四方切換弁。
【請求項１】
密閉空間を有する弁本体と、該弁本体の一側部に連結され、前記密閉空間と連通する第１導管と、前記弁本体の他側部に連結され、前記密閉空間と連通する第２導管と、該第２導管を挟んで両側に各々隣接して配置され、前記密閉空間と連通する第３及び第４導管と、前記弁本体内において前記第２乃至第４導管の各々に連通する開口部を有する弁座と、該弁座に摺動可能に配置された弁体とを備え、該弁体を一方向又は他方向に摺動させることにより、前記第１導管と前記第３導管との間、又は前記第１導管と前記第４導管との間の連通状態が選択的に切り換えられる四方切換弁において、
前記第２導管、第３導管及び第４導管を樹脂又はセラミックで形成したことを特徴とする四方切換弁。
【請求項２】
前記第２導管、第３導管及び第４導管の各々は、金属製フランジ継手に圧入されて前記弁本体に固定されることを特徴とする請求項１に記載の四方切換弁。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１５９１０１（Ｐ２０１２−１５９１０１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３７４（Ｐ２０１１−１７３７４）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（３９１００２１６６）株式会社不二工機 (451)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（３９１００２１６６）株式会社不二工機 (451)
【Ｆターム（参考）】
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