ITTO20000842A1

ITTO20000842A1 - Apparecchio per commutare un canale del refrigerante di un condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento.

Info

Publication number: ITTO20000842A1
Application number: IT2000TO000842A
Authority: IT
Inventors: Hyoung-Mo Koo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-05
Also published as: KR20010026762A; KR100329930B1; US6295828B1; JP3344993B2; ES2171354A1; ES2171354B1; IT1320623B1; CN1124459C; ITTO20000842A0; JP2001082834A; CN1287254A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale

SFONDO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio per commutare un canale per commutare la direzione del flusso di un fluido e, più particolarmente, ad un apparecchio per commutare un canale del refrigerante di un condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento.

Descrizione della tecnica precedente

Un ciclo di refrigerazione in un condizionatore d'aria serve come pompa di calore per una operazione di riscaldamento e refrigeratore per una operazione di raffreddamento. In base alla direzione del flusso di un refrigerante, il condizionatore d'aria esegue l'operazione di raffreddamento o la funzione di riscaldamento usando una caratteristica del ciclo di refrigerazione. Per conseguenza, il condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento necessita di un apparecchio per la commutazione del canale del refrigerante per commutare la direzione del flusso del refrigerante e invertire il ciclo di refrigerazione.

Il ciclo di refrigerazione del condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento è mostrato nella Fig. 1. Un compressore 1 comprime un refrigerante e scarica il refrigerante compresso in uno scambiatore di calore esterno 2 oppure in uno scambiatore di calore interno 4. Un dispositivo 5 di commutazione del canale del refrigerante è disposto fra il compressore 1 e lo scambiatore di calore 2 o 4, per commutare la direzione di flusso del refrigerante dal compressore 1 allo scambiatore di calore esterno 2 oppure allo scambiatore di calore interno 4, oppure dallo scambiatore di calore esterno 2 o dallo scambiatore di calore interno 4 al compressore 1. Una valvola di espansione 3 è disposta fra ciascuna apertura di uscita dello scambiatore di calore esterno 2 e dello scambiatore di calore interno 4, per collegare le aperture di uscita e formare un circuito chiuso o passaggio del refrigerante che viene scaricato dallo scambiatore di calore esterno 2 oppure dallo scambiatore di'calore interno 4 e un circuito chiuso. Il numero di riferimento 6 è una soffiante esterna e 7 è una soffiante interna.

Il ciclo di refrigerazione esegue inizialmente l'operazione di raffreddamento, in cui il refrigerante circola nella direzione di una freccia continua, come mostrato nella Fig. 1. Per conseguenza, il refrigerante scaricato dal compressore 1 circola attraverso il dispositivo 5 di commutazione del canale del refrigerante, lo scambiatore dì calore esterno 2, la valvola di espansione 3, lo scambiatore di calore interno 4, il dispositivo 5 di commutazione del canale del refrigerante e il compressore 1. Quindi, l'operazione di raffreddamento viene eseguita mediante lo scambiatore di calore interno 4 mentre lo scambiatore di calore esterno 2 serve come condensatore, e lo scambiatore di calore interno 4 serve come evaporatore .

Per l'operazione di riscaldamento, la direzione del flusso del refrigerante viene invertita mediante il dispositivo 5 di commutazione del canale del refrigerante. Per conseguenza, il refrigerante circola nella direzione della freccia tratteggiata, come mostrato nella Fig. 1. Il refrigerante scaricato dal compressore 1 circola attraverso il dispositivo 5 di commutazione del canale del refrigerante, lo scambiatore di calore interno 4, la valvola di espansione 3, lo scambiatore di calore esterno 2, il dispositivo 5 di commutazione del canale del refrigerante e il compressore 1. Quindi, l'operazione di riscaldamento viene eseguita nello scambiatore di calore interno 4, mentre lo scambiatore di calore esterno 2 serve come evaporatore e lo scambiatore di calore interno 4 serve come condensatore.

Il dispositivo per commutare il canale del refrigerante usato nel condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento, deve commutare la direzione del flusso del refrigerante senza perdite di refrigerante, e comprende un meccanismo di commutazione preciso per l'accoppiamento con le aperture di ingresso e le aperture di uscita del dispositivo. Il dispositivo convenzionale per commutare il canale del refrigerante ha lo svantaggio di un procedimento di montaggio complicato a causa della struttura complicata e del gran numero di parti. In particolare, per effetto delle sue caratteristiche strutturali, è molto difficile produrre parti del meccanismo, montare l'apparecchio complicato e mantenere precisa l'operazione di commutazione dell'apparecchio.

Inoltre, l'affidabilità della valvola del dispositivo convenzionale per commutare il canale del refrigerante diminuisce quando usato per un lungo periodo di tempo poiché il meccanismo deve mantenere un contatto sicuro fra il meccanismo e le aperture dell'apparecchio.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione consiste nel fornire un apparecchio migliorato per commutare il canale del refrigerante adatto per un condizionatore d'aria avente funzione di raffreddamento e funzione di riscaldamento.

Un altro scopo consiste nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante in grado di commutare una funzione di raffreddamento ad una funzione di riscaldamento.

Ancora un altro scopo consiste nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante che richieda un numero minore di parti e comprenda un numero di parti significativamente ridotto.

Ancora un altro scopo consiste nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante in grado di venire montato in modo semplice.

Un ulteriore scopo consiste nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante in grado di commutare con precisione la direzione del flusso del refrigerante senza perdita di refrigerante .

Ancora un ulteriore scopo consiste nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante in grado di venire sigillato in un condizionatore d'aria avente una funzione di raffreddamento e una funzione di riscaldamento.

Ancora un altro ulteriore scopo consiste nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante in grado di ridurre il rumore generato dall'apparecchio durante la commutazione della direzione del flusso del refrigerante.

Uno scopo consiste anche nel fornire un apparecchio per commutare il canale del refrigerante in grado di mantenere una elevata affidabilità dell'apparecchio per un lungo periodo di tempo in un condizionatore d'aria avente una funzione di raffreddamento e una funzione di riscaldamento.

Questi ed altri scopi possono venire ottenuti fornendo un apparecchio per commutare il canale del refrigerante comprendente un corpo valvola principale avente almeno una camera operativa e una camera di variazione della direzione; un elemento per commutare il canale girevolmente disposto nel corpo valvola principale per ruotare in direzione alternate per commutare selettivamente il canale del refrigerante della camera di variazione della direzione; e una valvola pilota per ruotare alternativamente l'elemento per commutare il canale usando refrigerante ad alta pressione.

Una prima ed una seconda apertura di collegamento formate sulla camera operativa ad intervalli uguali, sono collegate alla valvola pilota. Una pluralità di aperture di collegamento è formata sulla camera di variazione della direzione. Una apertura di collegamento ad alta pressione è collegata ad una apertura di scarico del refrigerante di un compressore, una apertura di collegamento a bassa pressione è collegata ad una apertura di aspirazione del refrigerante del compressore e aperture di collegamento bidirezionali sono rispettivamente collegate agli scambiatori di calore interno ed esterno.

L'elemento per commutare il canale comprende una piastra superiore e inferiore distanziate l'una dall'altra di un certo intervallo. La barra centrale e l'elemento di guida operativo sono formati integralmente sulla piastra superiore e sono posizionati nella camera operativa. Una suddivisione della camera è formata integralmente fra la piastra superiore e inferiore nella direzione della camera di variazione della direzione. Mediante la rotazione dell'elemento per commutare il canale in direzioni alternate, la suddivisione della camera di variazione della direzione ruota attorno ad un asse che passa attraverso una linea centrale del corpo valvola superiore per spostare il canale nella camera di variazione della direzione. Spostando il canale, l'apertura di collegamento ad alta pressione viene posta in comunicazione con l'apertura di collegamento dello scambiatore di calore interno oppure con l'apertura di collegamento dello scambiatore di calore esterno.

La valvola pilota comprende un corpo valvola cilindrico, un pistone disposto mobile nel corpo valvola per spostarsi linearmente in modo alternativo, un molla che spinge elasticamente il pistone verso una certa direzione, una bobina a solenoide collegata alla circonferenza esterna del corpo valvola per spostare il pistone contro la forza elastica della molla, e una pluralità di aperture di collegamento formate sulla circonferenza esterna del corpo valvola e distanziate l'una dall'altra ad intervalli di spazio uguali. Una terza apertura di collegamento, collegata ad un primo condotto, collega l'apertura di collegamento ad alta pressione del corpo valvola principale. Una quarta apertura di collegamento, collegata ad un secondo condotto, collega l'apertura di collegamento a bassa pressione del corpo valvola principale. Una quinta apertura di collegamento ed sesta apertura di collegamento, sono rispettivamente collegate alla prima ed alla seconda apertura di collegamento del corpo valvola principale.

Il pistone comprende una prima piastra di suddivisione pilota per una operazione di raffreddamento ed una seconda piastra di suddivisione pilota posizionata per una operazione di riscaldamento. La molla e la bobina a solenoide causano spostamento del pistone in direzioni alternate. In base al movimento del pistone, la prima piastra di suddivisione pilota oppure la seconda piastra di suddivisione pilota viene disposta in modo da essere associata con la seconda, terza, quinta e sesta apertura di collegamento. Il piano della piastra di suddivisione pilota ha una relazione perpendicolare con la prima piastra di suddivisione pilota.

Nell'operazione di raffreddamento, la prima piastra di suddivisione pilota è associata con le aperture di collegamento. La terza apertura di collegamento viene posta in comunicazione con la quinta apertura di collegamento, mentre la quarta apertura di collegamento viene posta in comunicazione con la sesta apertura di collegamento. Nell'operazione di riscaldamento, il pistone si sposta contro la forza elastica della molla, e la seconda piastra di suddivisione pilota è associata con le aperture di collegamento. La terza apertura di collegamento viene posta in comunicazione con la sesta apertura di collegamento, mentre la quarta apertura di collegamento viene posta in comunicazione con la quinta apertura di collegamento.

Una porzione del refrigerante scaricato dal compressore viene selettivamente fornita attraverso la prima e seconda apertura di collegamento mediante il funzionamento della valvola pilota, e la commutazione del canale viene eseguita mediante l'elemento per commutare il canale. Mediante l'alimentazione del refrigerante ad alta pressione nella camera operativa attraverso la prima apertura di collegamento, l'elemento per commutare il canale ruota in senso orario durante l'operazione di raffreddamento, e l'apertura di collegamento ad alta pressione e l'apertura di collegamento dello scambiatore di calore esterno della camera di variazione della direzione, vengono portate in comunicazione fra di loro mediante la suddivisione della camera dell'elemento per commutare il canale, mentre l'apertura di collegamento dello scambiatore di calore interno e l'apertura di collegamento a bassa pressione vengono portate in comunicazione fra di loro. Per conseguenza, nel condizionatore d'aria viene eseguita l'operazione di raffreddamento.

Durante l'operazione di riscaldamento, il refrigerante ad alta pressione viene fornito alla camera operativa attraverso la seconda apertura di collegamento, e l'elemento per commutare il canale ruota in senso antiorario. Per conseguenza, l'apertura di collegamento a pressione maggiore della camera per commutare la direzione e l'apertura di collegamento dello scambiatore di calore interno vengono portate in comunicazione fra di loro mediante la suddivisione della camera dell'elemento per commutare il canale, mentre l'apertura di collegamento dello scambiatore di calore esterno e l'apertura di collegamento a bassa pressione vengono portate in comunicazione fra di loro.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Una valutazione più completa dell'invenzione, e dei relativi vantaggi, apparirà facilmente comprendendo meglio l'invenzione stessa con riferimento alla seguente descrizione dettagliata unitamente ai disegni allegati, in cui simboli di riferimento uguali indicano componenti uguali o simili, in cui:

la Fig. 1 è una vista schematica di un ciclo del refrigerante di un condizionatore d'aria convenzionale avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento;

la Fig. 2 è una vista in sezione trasversale di un apparecchio per commutare il canale del refrigerante mostrante un meccanismo di commutazione commutato su una operazione di raffreddamento;

la Fig. 3 è una vista in sezione trasversale di un apparecchio per commutare il canale del refrigerante mostrante un meccanismo di commutazione commutato su una operazione di riscaldamento;

la Fig. 4 è una vista prospettica esplosa di un apparecchio per commutare il canale del refrigerante di un condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento secondo il principio della presente invenzione;

la Fig. 5 è una vista prospettica parzialmente asportata del dispositivo della Fig. 4 montato per commutare il canale del refrigerante;·

le Fig. 6A e 6B sono viste schematiche dell'apparecchio per commutare il canale del refrigerante mostranti una valvola di commutazione della direzione ed una valvola pilota durante l'operazione di raffreddamento secondo il principio della presente invenzione; e

le Fig. 7A e 7B sono viste schematiche dell'apparecchio per commutare il canale del refrigerante mostranti una valvola dì commutazione della direzione ed una valvola pilota durante l'operazione di riscaldamento secondo il principio della presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA

FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERITA

Facendo ora riferimento alle Fig. 2 e 3, un dispositivo per commutare il canale del refrigerante comprende un corpo valvola principale 10, aperture di collegamento 11a, 12a, 12b, 12c, 13a e 13b formate sul corpo principale 10, una camera di commutazione della direzione 10a contenuta nel corpo valvola principale 10 e avente canali che formano almeno un passaggio fra le aperture di collegamento, un gruppo scorrevole 20 disposto entro la camera di commutazione 10a del corpo valvola principale 10 per spostarsi linearmente in direzioni alternate in modo da commutare selettivamente il canale della camera di commutazione della direzione 10a, e una valvola pilota 30 per spostare linearmente il gruppo scorrevole 20 con modo alternativo usando refrigerante ad alta pressione scaricato 'dal compressore 1.

Il corpo valvola principale 10 ha una struttura cilindrica formata dal primo e secondo corpo 11 e 12, aventi forme semicilindriche, che sono accoppiati l'uno all'altro. Il primo corpo 11 è collegato ad una apertura 41 di scarico del refrigerante del compressore 1 attraverso una apertura di collegamento ad alta pressione Ila che è formata approssimativamente sulla sua porzione intermedia, e il secondo corpo 12 ha una apertura di collegamento a bassa pressione 12a, una apertura 12b di collegamento dello scambiatore di calore interno collegata ad una prima apertura bidirezionale 4a dello scambiatore di calore interno 4, e una apertura 12c di collegamento dello scambiatore di calore esterno collegata ad una seconda apertura bidirezionale 2a dello scambiatore di calore esterno 2. L'apertura di collegamento a bassa pressione 12a è collegata ad una apertura 42 di aspirazione del refrigerante del compressore 1. Il corpo valvola principale 10 ha una prima ed una seconda apertura di collegamento 13a e 13b su entrambi i lati del corpo valvola principale 10. La prima e seconda apertura di collegamento sono collegate alla valvola pilota 30. Inoltre, un elemento di guida scorrevole 14 è saldamente fissato ad una superficie interna del secondo corpo 12. Tre fori formati sull'elemento di guida scorrevole 14 sono rispettivamente corrispondenti alle aperture di collegamento 12a, 12b, 12c.

Una coppia di dischi 21 e 22 degli elementi scorrevoli 20 sono distanziati l'uno dall'altro ad una distanza predeterminata entro i gruppi scorrevoli 20. Il diametro dei dischi 21 e 22 è minore del diametro interno del corpo valvola principale 10. I dischi 21 e 22 sono disposti in modo da scorrere entro il gruppo scorrevole 20. Una pluralità di aste 23 collega entrambi i dischi 21 e 22. Un elemento scorrevole 24, collegato approssimativamente ad una porzione intermedia delle aste 23, che scorre lungo la superficie esterna dell'elemento di guida scorrevole 14, colle due aperture 12a e 12b oppure 12a e 12c, e commuta il canale che forma un passaggio fra il compressore 1, lo scambiatore di calore interno 4 e lo scambiatore di calore esterno 2 aprendo e chiudendo selettivamente i fori dell'elemento di guida scorrevole 14 della camera di commutazione della direzione 10a. Un passaggio è formato fra l'apertura di collegamento Ila e una qualsiasi delle aperture 12b e 12c, mentre un secondo passaggio è formato fra l'apertura di collegamento 12b e una qualsiasi delle aperture di collegamento 12b e 12d.

La valvola pilota 30 comprende un corpo valvola 31 avente forma cilindrica, una apertura 31b formata su una estremità del corpo valvola 31, e un pistone 32 disposto entro il corpo valvola 31 per spostarsi linearmente con moto alternativo. Per permettere al pistone 32 di venire montato entro il corpo valvola 31, una copertura 31 viene fissata all'apertura 31b dopo che il pistone 32 è stato inserito all'interno del corpo valvola 31.

Una pluralità di aperture è formata sul corpo valvola 31. Una terza apertura di collegamento 33a è collegata con un primo condotto 43 che è collegato fra l'apertura 41 di scarico del refrigerante e l'apertura di collegamento ad alta pressione 11a del corpo valvola principale 10, e una quarta apertura di collegamento è collegata ad un secondo condotto 42 che è collegato fra l'apertura 42 di aspirazione del refrigerante e l'apertura di collegamento a bassa pressione 12a del corpo valvola principale 10, mentre una quinta e sesta apertura di collegamento 33a e 33d sono rispettivamente collegata alla prima e seconda apertura dì collegamento 13a e 13b del corpo valvola principale 10. Un secondo elemento di guida scorrevole 34 è saldamente fissato sul corpo valvola 31. Tre fori formati sul secondo elemento di guida scorrevole 34 sono rispettivamente corrispondenti alle aperture di collegamento 33b, 33c e 33d del corpo valvola 31.

Una estremità dell'asta 32a del pistone 32 è collegata al secondo elemento scorrevole 35. Per conseguenza, il secondo elemento scorrevole 35 scorre lungo una superficie superiore del secondo elemento di guida scorrevole 34 mediante il movimento del pistone 32, colle due aperture 33b e 33c oppure 33b e 33d, e apre e chiude selettivamente le aperture di collegamento 33b, 33c e 33d. Un passaggio del refrigerante è formato fra l'apertura 32a e una qualsiasi delle aperture 33c e 33d, mentre un secondo passaggio è formato fra l'apertura 33b e una qualsiasi delle aperture 33c e 33d.

Il pistone 32 viene spinto elasticamente mediante la molla 36 che è disposta fra la copertura 31a ed il pistone 32 e si sposta nella direzione della freccia A. Una bobina a solenoide 37 è disposta sulla superficie circonferenziale esterna del corpo valvola 31 per spostare il pistone 32 contro la forza elastica della molla 36 nella direzione della freccia B. I numeri di riferimento 43, 44, 45 e 46 sono condotti in rame per collegare ciascuna apertura di collegamento del corpo valvola principale 10 alla corrispondente apertura di collegamento della valvola pilota 30.

In seguito, verrà descritto il funzionamento dell'apparecchio per commutare il canale del refrigerante costruito come indicato in precedenza. Il canale del refrigerante del ciclo del refrigerante di un condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento, viene inizialmente commutato ad una condizione in cui esegue l'operazione di raffreddamento, come mostrato nella Fig. 2. Il pistone 32 della valvola pilota 32 si sposta nella direzione della freccia A mediante la forza di spinta della molla 36. Per conseguenza, la terza apertura di collegamento 33a della valvola pilota 30 viene posta in comunicazione con le seste aperture di collegamento 33d, mentre le quarte aperture di collegamento 33b vengono poste in comunicazione con la quinta apertura di collegamento 33c attraverso lo spazio del secondo elemento scorrevole 35. Una porzione del refrigerante scaricato dal compressore 1 viene fornita alla seconda apertura di collegamento 13b del corpo valvola principale 10 attraverso il condotto 43 e la terza e sesta apertura di collegamento 33a e 33d in comunicazione della valvola pilota 10. Quindi, l'elemento scorrevole 20 si sposta nella direzione della freccia A come mostrato nella Fig. 2. Per conseguenza, l'apertura di collegamento ad alta pressione 11a viene posta in comunicazione con l'apertura 12d di collegamento dello scambiatore di calore esterno, mentre l'apertura di collegamento a bassa pressione 12a viene posta in comunicazione con l'apertura 12b di collegamento dello scambiatore di calore interno attraverso uno spazio del primo elemento scorrevole 24. Il refrigerante scaricato dal compressore 1 circola fino all'apertura di aspirazione del compressore 1 attraverso lo scambiatore di calore esterno 2, la valvola di espansione 3 e lo scambiatore di calore interno 4. Secondo la circolazione del refrigerante attorno al ciclo suddescritto, l'operazione di raffreddamento viene eseguita mediante lo scambiatore di calore interno 4.

Per commutare il funzionamento di raffreddamento in funzionamento di riscaldamento, viene azionato il commutatore (non mostrato), e viene attivata la bobina a solenoide 37 della valvola pilota 30. Il pistone 32 della valvola pilota 30 si sposta nella direzione della freccia B in risposta all'attivazione della bobina a solenoide 37. La terza e la quinta apertura di collegamento 33a e 33c vengono poste in comunicazione l'una con l'altra, mentre la quarta e la sesta apertura di collegamento 33b e 33d vengono poste in comunicazione l'una con l'altra attraverso lo spazio del secondo elemento scorrevole 34. Come risultato, una porzione del refrigerante scaricato dal compressore 1 viene fornito alla prima apertura di collegamento 13a del corpo valvola principale 10 attraverso la terza e la quinta apertura di collegamento 33a e 33c, e il gruppo scorrevole 20 della camera di commutazione della direzione 10a si sposta nella direzione della freccia B come mostrato nella Fig. 3. L'apertura di collegamento ad alta pressione Ila viene in comunicazione con l'apertura 12b di collegamento dello scambiatore di calore interno della camera di commutazione della direzione 10a, mentre l'apertura di collegamento a bassa pressione 12a viene in comunicazione con l'apertura 12c di collegamento dello scambiatore di calore esterno attraverso lo spazio del primo elemento scorrevole 24. Il refrigerante scaricato dal compressore 1 circola fino all'apertura di aspirazione del compressore 1 attraverso lo scambiatore di calore interno 4, la valvola di espansione 3 e lo scambiatore di calore esterno 2. Secondo la circolazione invertita del refrigerante attorno al ciclo suddescritto, lo scambiatore di calore interno 4 esegue l'operazione di riscaldamento.

Un'altra forma di realizzazione dell'apparecchio per commutare il canale del refrigerante secondo il principio della presente invenzione è mostrata nelle Fig. 4 e 5. L'apparecchio per commutare il canale del refrigerante comprende un corpo valvola principale 100, un elemento 200 di commutazione del canale disposto girevolmente nel corpo valvola principale 100 per ruotare in direzioni alternate attorno ad un asse che passa attraverso il centro del corpo valvola principale 100 e una valvola pilota 300 che ruota l'elemento 200 di commutazione del canale attorno all'asse usando una porzione del refrigerante ad alta pressione scaricato dal compressore 1.

Il corpo valvola principale 100 comprende una camera operativa 110 avente forma semicilindrica, una camera di commutazione della direzione 120 avente forma cilindrica, una apertura 101 formata su un lato di fondo della camera di commutazione della direzione 120 e una copertura 130 per coprire l'apertura 101 del corpo valvola principale 100 e chiudere il corpo valvola principale.

Una pluralità di aperture di collegamento è formata sulla circonferenza esterna della camera di commutazione della direzione 120 ad intervalli uguali. Preferibilmente, le apertura di collegamento 121, 122, 123 e 124 sono distanziate l'una dalle altre ad intervalli uguali di 90°. Una apertura di collegamento ad alta pressione 121 è collegata all'apertura di scarico 41 del refrigerante del compressore 1. Una apertura di collegamento a bassa pressione 122 è collegata all'apertura 42 di aspirazione del refrigerante del compressore 1. Una apertura 123 di collegamento dello scambiatore di calore interno ed una apertura 124 di collegamento dello scambiatore di calore esterno sono rispettivamente collegato agli scambiatori dì calore interno ed esterno 4 e 2.

Una prima e seconda apertura di collegamento 111 e 112 sono formate sulla camera operativa 110 e collegate alla valvola pilota 300. Una coppia di arresti 113 e 114 sono attaccati ai lati circonferenziali interni della camera operativa 110 per limitare il campo del movimento di rotazione dell'elemento 200 di commutazione del canale. La copertura 130 è attaccata all'apertura 101 del corpo valvola principale 100 mediante saldatura oppure mediante un metodo di accoppiamento a vite usando una pluralità di viti di arresto dopo che l'elemento 200 di commutazione del canale è stato inserito nel corpo valvola principale 100.

L'elemento 200 di commutazione del canale comprende una piastra superiore 211 ed una piastra inferiore 212 che sono distanziate l'una dall'altra ad una distanza predeterminata. Le piastre superiore e inferiore 211 e 212 hanno quasi la stessa dimensione come diametro nella direzione della camera di commutazione della direzione 120. Un'asta centrale 213 e la guida operativa 214 sono formate integralmente sulla piastra superiore 211, mentre una suddivisione 215 disposta fra le piastre superiore e inferiore 211 e 212, è formata integralmente con le piastre superiore e inferiore 211 e 212. La guida operativa 214 e l'asta centrale 213 sono posizionate nella camera operativa 110, e la suddivisione 215 e le piastre superiore e inferiore 211 e 212 sono posizionate nella camera di commutazione della direzione 120. La guida operativa 214 è la suddivisione 215 sono fissate a ciascun lato della piastra superiore 211. La guida operativa 214 ha un angolo predeterminato rispetto alla suddivisione 215. Quando l'elemento 200 di commutazione del canale viene inserito nel corpo valvola principale 100, la guida operativa 214 è disposta fra la prima e seconda apertura di collegamento 111 e 112. La guida operativa 214 si sposta fra due arresti per fornire un primo spazio per alloggiare il fluido ricevuto attraverso la prima apertura di collegamento 111 e un secondo spazio per alloggiare il fluido ricevuto attraverso la seconda apertura di collegamento 112 .

L'elemento 200 di commutazione del canale ruota nelle direzioni alternate delle frecce C e D entro il corpo valvola principale 100 mediante il refrigerante ad alta pressione che viene selettivamente fornito alla camera operativa 110 attraverso la prima apertura di collegamento 111 oppure la seconda apertura di collegamento 112 dalla valvola pilota 300. In base al movimento di rotazione dell'elemento 200 di commutazione del canale, la suddivisione 215 della camera esegue l'operazione di commutazione del canale del refrigerante per formare primi passaggi affinché l'apertura di collegamento ad alta pressione 121 venga posta in comunicazione con l'apertura 123 di collegamento dello scambiatore di calore interno mentre l'apertura di collegamento a bassa pressione 122 viene posta in comunicazione con l'apertura 124 di collegamento dello scambiatore di calore esterno, oppure secondi passaggi affinché l'apertura di collegamento ad alta pressione 121 venga posta in comunicazione con l'apertura di collegamento 122 dello scambiatore di calore esterno, mentre l'apertura di collegamento a bassa pressione 122 viene posta in comunicazione con l'apertura di collegamento 123 dello scambiatore di calore interno.

La valvola pilota 300 comprende un corpo valvola cilindrico 310, un pistone 320 mobile disposto entro il corpo valvola 310 per spostarsi linearmente in modo alternativo, una molla 330 che spinge elasticamente il pistone 320 nella direzione della freccia F e una bobina a solenoide 340 collegata alla circonferenza esterna del corpo valvola 310 e che sposta il pistone 320 contro la forza elastica della molla 330 nella direzione della freccia"E.

Un corpo valvola cilindrico 310 comprende una terza, quarta, quinta e sesta apertura di collegamento 311, 312, 313 e 314 formate sulla circonferenza esterna del corpo valvola cilindrico a certi intervalli o ad intervalli uguali di 90° e collegate alle rispettive aperture del corpo valvola principale 100: apertura di collegamento ad alta pressione 121; apertura di collegamento a bassa pressione 122; e prima e seconda apertura di collegamento 111 e 112. La terza apertura di collegamento 311 è collegata con l'apertura di collegamento ad alta pressione 121 del corpo valvola principale 100 attraverso un primo condotto 414, la quarta apertura di collegamento 312 viene è collegata all'apertura di collegamento a bassa pressione 122 del corpo valvola principale 100 attraverso un secondo condotto 420, e la quinta e sesta apertura di collegamento 313 e 314 sono collegate alla prima e seconda apertura di collegamento 111 e 112 del corpo valvola principale 100 rispettivamente attraverso condotti in rame 431, 432, 433 e 434.

Il pistone 320 comprende una prima e seconda suddivisione pilota 321 e 322 che sono distanziate l'una dall'altra da un certo intervallo di spazio. Un disco è disposto per accoppiare la prima e seconda suddivisione pilota 321 e 322. Il piano della prima suddivisione pilota 321 ha una relazione perpendicolare con il piano della seconda suddivisione pilota 322. Primi passaggi vengono formati mediante la prima suddivisione pilota 321 affinché la terza e quinta apertura di collegamento 311 e 313 vengano poste in comunicazione l'una con l'altra mentre la quarta e sesta apertura di collegamento 312 e 314 vengono poste in comunicazione l'una con l'altra. Secondi passaggi sono formati mediante la seconda suddivisione pilota 322 affinché la terza apertura di collegamento 311 e la sesta apertura di collegamento 314 vengano poste in comunicazione l'una con l'altra mentre la quarta e la quinta apertura di collegamento 312 e 313 vengono poste in comunicazione l'una con l'altra. In base al movimento lineare ed alternativo del pistone 320 nella direzione della freccia E oppure F, tali comunicazioni delle aperture di collegamento vengono eseguite mediante la prima e seconda suddivisione 321 e 322 del pistone 320 per formare il primo e secondo passaggio entro il corpo valvola 310.

Inizialmente, la prima suddivisione pilota 321 del pistone 320 viene posizionata in modo da corrispondere alle aperture di collegamento 311, 312, 313 e 314 e per collegare la terza apertura di collegamento 311 alla quinta apertura di collegamento 313 e la quarta apertura di collegamento 312 alla sesta apertura di collegamento 314. Quando la bobina a solenoide 340 viene attivata in quanto passa .corrente elettrica attraverso la bobina a solenoide 340, il pistone 320 si sposta contro la forza elastica della molla 330 nella direzione della freccia E. Per conseguenza, la seconda suddivisione pilota 322 del pistone 320 viene posizionata in modo da corrispondere alle aperture di collegamento 311, 312, 313 e 314 del corpo valvola 310. Poiché la seconda suddivisione pilota 322 è disposta in relazione perpendicolare con la prima suddivisione pilota 321, la terza e sesta apertura di collegamento 311 e 314 e la quarta e quinta apertura di collegamento 312 e 313 vengono rispettivamente poste in comunicazione l'una con l'altra.

Una apertura 315 è formata su una estremità del corpo valvola cilindrico 310. Una copertura 350 è saldamente fissata all'apertura 315 mediante saldatura o mediante un metodo di accoppiamento a vite usando una pluralità di viti di arresto dopo che la molla 330 e il pistone 320 sono stati inseriti all'interno del corpo valvola cilindrico 310 durante il montaggio della valvola pilota 300. Il pistone 320 ha almeno una porzione asportata sul lato superiore o sul lato inferiore del pistone 320. Almeno un elemento 361 o 361 di guida del pistone è fissato alla superficie interna del corpo valvola cilindrico 310 entro la corsa del pistone 320 per venire a contatto con una superficie rettangolare della porzione asportata del pistone 320, e guidare il pistone 320 a spostarsi nella direzione della freccia E oppure F, senza movimento di rotazione e permettendo esclusivamente un movimento lineare e alternativo del pistone 320 entro il corpo valvola 310. La valvola pilota 300 può venire installata integralmente nel corpo valvola principale 100 affinché l'apparecchio per commutare il canale del refrigerante venga formato sul corpo.

Il funzionamento dell'apparecchio per commutare il canale del refrigerante secondo il principio della presente invenzione verrà descritto dettagliatamente in seguito con riferimento alle Fig. 5, 6A e 7B. Come mostrato nella Fig. 5, una valvola pilota 300 viene spinta elasticamente mediante la molla 330 e si sposta nella direzione della freccia F durante l'operazione di raffreddamento affinché la prima suddivisione pilota 321 venga posizionata in modo da corrispondere con le aperture di collegamento 311, 312, 313 e 314 del corpo valvola 310. Per conseguenza, come mostrato nella Fig. 6B, mediante la prima suddivisione pilota 321 del pistone 320, la terza e la quinta apertura di collegamento 311 e 313 del corpo valvola 310 vengono poste in comunicazione l'una con l'altra, mentre la quarta e la sesta apertura di collegamento 312 e 314 vengono poste in comunicazione l'una con l'altra. Per conseguenza, una porzione del refrigerante scaricata dal compressore 1 viene fornita alla camera operativa 110 attraverso la terza apertura di collegamento 311, la quinta apertura di collegamento 313 e la prima apertura di collegamento 111 del corpo valvola principale 100. L'alimentazione del refrigerante nella prima apertura di collegamento 111 della camera operativa 110 causa rotazione dell'elemento 200 di commutazione del canale nella direzione della freccia C. L'arresto 113 formato su un lato della camera operativa 110 arresta la rotazione dell'elemento 200 di commutazione del canale quando l'elemento di guida operativo 214 viene a contatto con l'arresto 113. In questa situazione, come mostrato nella Fig.

6A, la suddivisione 215 dell'elemento 200 di commutazione del canale suddivide la camera 120 di variazione della direzione in modo che l'apertura di collegamento ad alta pressione 121 venga posta in comunicazione con l'apertura di collegamento 124 dello scambiatore di calore esterno e che l'apertura di collegamento a bassa pressione 122 venga posta in comunicazione con l'apertura di collegamento 123 dello scambiatore di calore interno. Quindi, il refrigerante scaricato dal compressore 1 circola sequenzialmente attraverso lo scambiatore di calore esterno 2, la valvola di espansione 3, lo scambiatore di calore interno 4, l'elemento 200 di commutazione del canale e il compressore 1. L'operazione di raffreddamento viene eseguita mediante lo scambiatore di calore interno 4 durante la circolazione del refrigerante entro un ciclo chiuso formato dall'elemento 200 di commutazione del canale.

Se la bobina a solenoide 340 della valvola pilota 300 viene attivata durante l'operazione di raffreddamento quando un utilizzatore aziona un commutatore (non mostrato) per cambiare l'operazione di raffreddamento in una operazione di riscaldamento, e corrente elettrica viene applicata alla bobina a solenoide 340 della valvola pilota 300, il pistone 320 si sposta nella direzione della freccia E contro la forza elastica della molla 330. La seconda suddivisione pilota 322 del pistone 320 viene posizionata in modo da corrispondere alle apertura di collegamento 311, 312, 313 e 314 del corpo valvola 310. Come risultato, la terza e la sesta 'apertura di collegamento 311 e 314 del corpo valvola 310 vengono poste in comunicazione l'una con l'altra, mentre anche la quarta e la quinta apertura di collegamento 312 e 313 vengono poste in comunicazione l'una con l'altra mediante la seconda suddivisione pilota 322, come mostrato nella Fig. 7B. Una porzione del refrigerante scaricato dal compressore 1 viene fornita alla camera operativa 110 attraverso la terza apertura di collegamento 311, la sesta apertura di collegamento 314 e la seconda apertura di collegamento 112 del corpo valvola principale 100. L'alimentazione del refrigerante nella seconda apertura di collegamento 112 della camera operativa 110 causa rotazione dell'elemento di commutazione del canale nella direzione della freccia D. La rotazione dell'elemento 200 di commutazione del canale viene arrestata quando la porzione operativa 214 dell'elemento 200 di commutazione del canale viene a contatto con l'altro arresto 113 formato sulla camera operativa 110. Come mostrato nella Fig. 7A, la suddivisione 215 della camera dell'elemento 200 di commutazione del canale suddivide la camera di variazione della direzione 120 in modo che l'apertura di collegamento ad alta pressione 121 venga posta in comunicazione con l'apertura di collegamento 123 dello scambiatore di calore interno e l'apertura di collegamento a bassa pressione 122 venga posta in comunicazione con l'apertura di collegamento 124 dello scambiatore di calore esterno.

Per conseguenza, il refrigerante scaricato dal compressore 1 circola sequenzialmente attraverso lo scambiatore di calore interno 4, la valvola di espansione 3, lo scambiatore di calore esterno 2, l'elemento 200 di commutazione del canale e ritorna al compressore 1. In questa situazione, l'operazione di riscaldamento viene eseguita mediante lo scambiatore di calore interno 4.

Come suddescritto, secondo il principio della presente invenzione, è molto vantaggioso che il procedimento di montaggio sia semplice per effetto della struttura semplice del corpo valvola principale e dell'elemento di commutazione del canale che commuta il canale mediante rotazione del corpo valvola principale e anche per effetto del ridotto numero di parti nell'apparecchio per commutare il canale del refrigerante del condizionatore d'aria avente funzioni di raffreddamento e riscaldamento.

Inoltre, poiché l'apparecchio per commutare il canale del refrigerante secondo la presente invenzione ha una struttura girevole per commutare il canale che commuta il canale del refrigerante durante la rotazione del corpo valvola principale, l'affidabilità della valvola viene garantita per un lungo periodo di tempo.

Mentre la presente invenzione è stata particolarmente mostrata e descritta con riferimento alla sue forma di realizzazione preferita, gli esperti della tecnica comprenderanno che vari cambiamenti di forma e dettaglio possono venire apportati senza distaccarsi dallo spirito e scopo dell'invenzione come definita dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per commutare un canale in un condizionatore d'aria, comprendente: un corpo principale comprendente una camera operativa ed una camera di commutazione del canale avente forma cilindrica cava; una prima ed una seconda apertura di collegamento formate su un lato di detta camera operativa; quattro aperture principali formate su un lato di detta camera di commutazione del canale; . un'elemento di commutazione inserito girevolmente in detto corpo principale, avente una piastra circolare disposta fra detta camera operativa e detta camera di commutazione del canale, una suddivisione principale, fissata ad un lato dì detta piastra circolare, disposta entro detta camera di commutazione del canale, e formante due canali che connettono reciprocamente due di dette quattro aperture principali, e una guida operativa fissata all'altro lato di detta piastra circolare e disposta fra dette prima e seconda apertura entro detta camera operativa; e una valvola pilota collegata a detta prima e seconda apertura operativa, fornisce selettivamente un liquido in detta camera operativa attraverso una di dette prima e seconda apertura operativa, ruotando detta guida operativa in detta suddivisione attorno ad un asse di detto elemento di commutazione.
2. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detto corpo principale comprendente una copertura fissata ad una apertura di detto corpo principale dopo che detto elemento di commutazione è stato girevolmente inserito in detto corpo principale.
3. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detto corpo principale comprendente dette quattro aperture principali formate su una superficie periferica cilindrica di detta camera di commutazione del canale .
4. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detto corpo principale comprendente detta camera operativa avente forma semicilindrica cava e un supporto per l'asta formato sulla porzione centrale di detta camera operativa e disposto su di questa.
5. Apparecchio secondo la rivendicazione 4, con detto elemento di commutazione comprendente un'asta centrale fissata a detta guida operativa e ad una porzione centrale di detto altro lato di detta piastra circolare, disposta in detto supporto per l'asta di detta camera operativa per fare ruotare detta guida operativa attorno a detto asse.
6. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detto corpo principale comprendente una pluralità di arresti fissati a detta camera operativa e disposti su una direzione radiale che passa attraverso detta prima e seconda apertura operativa per fornire uno spazio per ricevere detto liquido attraverso dette prima e seconda apertura operativa.
7. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con dette quattro aperture principali distanziate l'una dall'altra di un intervallo predeterminato.
8. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con dette quattro aperture principali comprendenti una apertura di entrata, una apertura di uscita, una apertura interna ed una apertura esterna rispettivamente collegate all'uscita di un compressore, all'entrata di detto compressore, ad uno scambiatore di calore interno e ad uno scambiatore di calore esterno .
9. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, con detto elemento di commutazione formante dette due coppie di canali che collegano detta apertura di entrata a detta apertura interna e detta apertura di uscita a detta apertura esterna oppure collegano detta apertura di entrata a detta apertura esterna e detta uscita a detta apertura interna.
10. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detto elemento di commutazione comprendente detta suddivisione principale avente la stessa lunghezza come diametro di detta piastra circolare e posizionato su una linea che passa attraverso detto asse.
11. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detto elemento di commutazione comprendente detta piastra circolare, detta guida operativa e detta suddivisione principale, tutte formate in un singolo corpo .
12. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, con detta valvola pilota comprendente: un corpo valvola avente forma cilindrica cava; quattro aperture di collegamento formate su una prima porzione di detto corpo valvola; un pistone inserito in una seconda porzione di detto corpo valvola e mobile linearmente e con moto alternativo entro detto corpo valvola; e un elemento operativo collegato a detto pistone, avente una prima suddivisione operativa ed una seconda suddivisione operativa, una di dette prima e seconda suddivisione operativa essendo disposta su detta prima porzione di detto corpo valvola secondo il movimento lineare di detto pistone, formando due passaggi che collegano due coppie di dette aperture di collegamento .
13. Apparecchio secondo la rivendicazione 12, con detto elemento operativo comprendente una piastra disposta fra dette suddivisioni operative distanziate l'una dall'altra mediante lo spessore di detta piastra.
14. Apparecchio secondo la rivendicazione 12, con detto elemento operativo comprendente detta prima suddivisione operativa fissata a detto pistone, mentre la seconda suddivisione operativa è collegata a detta prima suddivisione operativa mediante detta piastra e posizionata in relazione perpendicolare rispetto a detta prima suddivisione operativa.
15. Apparecchio secondo la rivendicazione 12, con dette aperture di collegamento comprendenti una prima e seconda apertura di collegamento rispettivamente collegate a dette prima e seconda apertura operativa di detta camera operativa, una di una terza e quarta apertura di collegamento collegata ad un corpo esterno che fornisce detto liquido in detta valvola pilota .
16. Apparécchio secondo la rivendicazione 15, con detto elemento operativo comprendente detta prima suddivisione operativa che collega una della terza e quarta apertura di collegamento ad una di dette prima e seconda apertura di collegamento in modo da fornire detto liquido ad una della prima e seconda apertura operativa.
17. Apparecchio secondo la rivendicazione 12, costituito inoltre da un elemento elastico disposto fra detto elemento operativo ed un lato di detto corpo valvola per supportare elasticamente detto pistone per mantenere detta prima suddivisione operativa in detta prima porzione di detto corpo valvola.
18. Apparecchio secondo la rivendicazione 17, costituito inoltre da una bobina a solenoide collegata alla circonferenza esterna di detto corpo valvola, per spostare detto pistone contro la forza elastica di detta molla per posizionare detta seconda suddivisione operativa in detta prima porzione di detto corpo valvola.
19. Apparecchio per commutare un canale in un condizionatore d'aria, comprendente: un corpo principale; un elemento di commutazione inserito girevolmente in detto corpo principale, avente una piastra circolare che suddivide detto corpo principale in una camera operativa ed una camera di commutazione del canale, una suddivisione fissata ad un lato di detta piastra circolare e disposta entro detta camera di commutazione del canale per dividere detta camera di commutazione del canale in due spazi, ed una guida operativa fissata all'altro lato di detta piastra circolare e disposta entro detta camera operativa; una unità pilota collegata a detta camera operativa, che fa ruotare detta guida operativa e detto elemento di commutazione attorno ad un asse di detto elemento di commutazione; e quattro aperture su un lato di detto elemento di commutazione del canale, divise in due coppie di aperture mediante detta suddivisione in risposta alla rotazione di detta suddivisione e detto elemento di commutazione, ciascuna coppia di aperture essendo in comunicazione con uno di detti due spazi.
20. Apparecchio secondo la rivendicazione 19, con dette quattro aperture distanziate l'una dall'altra di un intervallo predeterminato, sulla superficie periferica esterna di detta camera di commutazione.
21. Apparecchio secondo la rivendicazione 19, con dette quattro aperture comprendenti una apertura di entrata, una apertura di uscita, una apertura interna ed una apertura esterna, rispettivamente collegate all'uscita di un compressore, all'entrata di detto compressore, ad uno scambiatore di calore interno e ad uno scambiatore di calore esterno.
22. Apparecchio secondo la rivendicazione 21, con detto elemento di commutazione che collega detta apertura di entrata ad una di detta apertura interna e detta apertura esterna mediante uno di due spazi, mentre detta apertura di uscita è collegata all'altra di detta apertura interna e di detta apertura esterna mediante l'altro di due spazi, in base alla rotazione di detto elemento di commutazione di detta suddivisione.
23. Apparecchio secondo la rivendicazione 19, con detto elemento di commutazione comprendente detta suddivisione principale avente la stessa lunghezza come diametro di detta piastra circolare e posizionata su una linea che passa attraverso detto asse.
24. Apparecchio secondo la rivendicazione 19, con detto elemento di commutazione comprendente detta piastra circolare, detta guida operativa e detta suddivisione principale tutte formate in un singolo corpo .
25. Apparecchio secondo la rivendicazione 19, con detto corpo principale comprendente almeno un arresto fissato a detta camera operativa e che limita il campo del movimento di rotazione di detta guida operativa e detta suddivisione.
26. Apparecchio secondo la rivendicazione 19, con detta unità pilota formata integralmente su detto corpo principale.