JP2818445B2 - 冷却又は空調システムのための阻止バルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、冷却又は空調システムのための阻止バルブ
に係る。

［従来技術 冷却および空調システムは本質的に１つのコンプレッ
サ、１つのコンデンサ、毛細管およびエバポレータから
成る。

これらのシステムにおいてエバポレータの温度が予め
定められた値に到達し、コンプレッサがオフされたと
き、コンデンサ側（高圧側）からエバポレータ（低圧
側）への加熱された流体の移動が発生する。システムの
通常の動作周期が再設定されたとき、すなわち圧力およ
び温度レベルがシステムの各ユニットにおいて再設定さ
れたとき、冷却剤がコンプレッサの再スタートの度に再
度圧縮されなければならないため、コンプレッサ停止時
のエバポレータへの冷却剤のこの移動はシステムにおけ
る冷却能力（レシプロ型のコンプレッサを使用するシス
テムにおける約６％およびロータリーコンプレッサを使
用するシステムの12％）を損失させる。

この問題を解決する第１の既知の方法は、コンデンサ
と毛細管との間に設けられたソレノドバルブの使用を含
む。この冷却サイクルにおいて、バルブはコンデンサ
（ロータリーコンプレッサ）の停止と同時に付勢され、
冷却剤がコンデンサからエバポレータに流入することを
防ぐ。

［発明が解決しようとする課題］ この解決方法の問題は、バルブが冷却システムの停止
期間中、およそ結果的にコンプレッサの停止期間中も付
勢されたままであり、その時間の間に相当量のエネルギ
を消費することである。

別の知られている解決方法は英国特許GB 212 1942 A
号明細書に記載されている。このシステムは、吸引側か
らエバポレータへの冷却剤の流入を阻止するためにコン
プレッサの吸引側とエバポレータとの間に取付けられた
１方向バルブを含む。圧力応答タイプのバルブは、コン
プレッサの停止期間におけるコンデンサからエバポレー
タへの流通を阻止するためにコンデンサとエバポレータ
との間に設けられる。接続管は吸引側からバルブへ圧力
を伝送するためにバルブとコンプレッサの吸引側との間
に接続されている。バルブの閉鎖はコンプレッサからの
吸引圧力によって制御されている。コンプレッサの吸引
圧力が所定の予め定められた値よりも大きくなったと
き、それはバルブに作用してコンデンサからエバポレー
タへの冷却剤流の通路を阻止する。

この解決方法には、このバルブがコンプレッサの停止
期間中に吸引ラインを通って戻る冷却剤ガスの圧力によ
って制御されているため、ロータリーコンプレッサを使
用する冷却システムにのみ適用されるとができるという
不便さがある。

コンプレッサの停止後に吸引ラインを通る冷却剤ガス
の復帰は、ロータリーコンプレッサの構造特性のために
生じる。このタイプのコンプレッサの場合、高圧でハウ
ジング中に放出される冷却剤ガスは機械装置から吸引側
に漏洩する。この効果はバルブを付勢するために使用さ
れる。

レシプロ型のコンプレッサにおいて、機械装置から吸
引ラインへの冷却剤ガス漏洩のこの効果は発生せず、し
たがってレシプロ型のコンプレッサを使用するシステム
においてこのタイプのバルブを使用することはできな
い。

この解決方法の別の不便さは、冷却回路における少な
くとも１つの付加的な管の必要性のために配管の際に行
われる溶接数である。この管は吸引ラインの圧力を測定
するために必要とされる。

本発明の目的は、ロータリーコンプレッサを使用する
システムおよびレシプロ型のコンプレッサを使用するシ
ステムの両方に適用され得る冷却装置を提供することで
ある。

本発明の別の目的は、電力消費の低い冷却装置を提供
することである。

本発明のさらに別の目的は、上記装置において付加的
な配管の必要がなく、したがって溶接作業の数を最小に
減少する冷却装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記した課題は、コンプレッサと、
コンデンサと、案内チャンバの内部に配置されており該
案内チャンバの出口開口から離れた位置にある解放位置
と封止位置との間で、該案内チャンバの外部に設けられ
た電磁力を発生する素子により移動可能であり且つ電磁
力以外の力により前記解放位置及び封止位置に保持可能
な電磁スライド（41）を有するバルブ制御手段とを備え
る、冷却又は空調システムのための阻止バルブであっ
て、 前記案内チャンバは、阻止バルブ（40）のバルブチャ
ンバ（42）を構成しており、入り口開口（43）を介して
前記コンデンサ（31）に接続され且つ前記出口開口（4
4）を介して前記コンプレッサ（30）の吸込側にあるエ
バポレータ（33）に接続されており、前記電磁スライド
（41）はその封止位置において前記バルブチャンバ（4
2）の前記出口開口（44）を封止し、前記入り口開口（4
3）と前記出口開口（44）との間で作用する圧力差によ
り封止位置に保持されることを特徴とする阻止バルブに
よって達成される。

［作用］ 上記した本発明の阻止バルブによれば、封止電磁スラ
イドが、電磁素子により、一つの動作位置から他方の動
作位置まで電磁スライドの移動を行うのに十分な時間だ
け選択的そして自動的に活性化され、電磁スライドの動
作位置または非動作位置における電磁バルブの状態の保
持は、少なくとも各々の動作位置を維持する期間は電磁
スライドに働く非電磁力の作用によって行われる。

本発明において、流路がハウジングの内部に設けられ
ておりコンデンサから供給される加圧流体をエバポレー
タへ通過させ、磁性体がエアコンプレッサの駆動時に流
路を開口しエアコンプレッサの停止時に流路を閉塞する
ように加圧流体の圧力によって流路に維持されるが故
に、使用するエアコンプレッサの種類にかかわりなく加
圧流体のエバポレータへの供給・停止を確実かつスムー
ズに行い得、冷却装置の作動による冷却作用の開始・停
止を効率よく迅速に行い得る。

本発明の実施例では、阻止バルブはコンデンサとの流
通の入口開口によりおよびエバポレータとの流通の出口
開口により内側の室を限定するハウジングと、入口およ
び出口開口を開いた状態に維持する非動作位置と出口開
口を密封する動作位置との間に移動されることができる
ように室の内側に取付けられた磁性体すなわち密封磁気
スライドと、ハウジング中に設けられたコンプレッサの
電気モータの付勢にしたがってある動作位置から別の位
置に磁気スライドを移動させるのに十分な期間中に選択
的および自動的に好ましくは電気モータ回路によって励
起される電磁素子を含み、磁気スライドの非動作および
動作位置における保持は少なくとも磁気スライドの非動
作および動作の各位置における維持期間中磁気スライド
上で作用する非電磁力の働きによって行われる。

本発明の好ましい実施例において、磁気スライドが設
けられているハウジングは同心の２つの管部分から成
る。内側の管部分は非磁性材料から成り、その外側に開
および閉コイルを設けられている。外側の管部分は強磁
性材料から成り、開および閉コイルに対して外側に形成
されており、ハウジングの上記の内側の管部分に固定さ
れている。

更に開コイルは電気モータのスタート巻線と直列に接
続されている。結果的に、バルブはモータのスタートと
同時に開かれ、その瞬間に開コイルは付勢され磁気スラ
イドが開位置に移動される。この位置における磁気スラ
イドの維持はそれ自体の重みの働きによって生じる。

したがって、バルブは垂直に位置されなければならな
い。閉コイルはモータがオフされるのと同時にモータ端
子（主巻線）と並列接続される。その結果、バルブの閉
鎖はモータがその減速期間中に発電機として動作して閉
コイルを循環する電流を生成するときに、モータの電源
遮断と同時に発生し、磁気スライドを閉位置に移動す
る。この位置における磁気スライドの保持はシステムの
高および低圧力側の間の圧力差によって与えられる。

このように構成された阻止バルブは、通常の解決方法
に対してそれがシステムの停止期間中に付勢されず、コ
ンプレッサが停止およびスタートした１秒の何分の１の
瞬間付勢されるだけであるので非常に減少された電力消
費を示す。

上記の構造において給電システムの電流消費はバルブ
が開く瞬間だけ発生し、その閉鎖はモータがオフされた
瞬間にそれによって発生された電力を使用し、給電シス
テムからの電流を消費せずに行われる。

本発明の実施例の別の利点はシステムにおいて付加的
な配管を行う必要がなく、したがって試験および制御に
関して出費となる付加的な溶接作業が不必要なことであ
る。

その他の利点はこのバルブが電気的に駆動され、した
がってシステムの圧力とは無関係に動作することであ
る。これは、ロータリーおよびその代りのコンプレッサ
の両方を使用するシステム中に設けられることができる
理由である。

［実施例］ 第１図に示されているように、冷却装置すなわち冷却
システムは本質的に密封エアコンプレッサ30と、１つの
コンデンサ31、１つの毛細管32および１つのエバポレー
タ33とから構成されている。ロータリーコンプレッサを
使用するシステムにおいて、１方向バルブ34（チェック
バルブ）は通常コンプレッサ30とエバポレータ33との間
に設けられる。このバルブの機能は、システムの停止の
瞬間にコンプレッサ30のハウジングからエバポレータ33
への加熱された冷却剤ガスの流通を阻止することであ
る。

コンデンサ31から毛細管32を介してエバポレータ33へ
通る冷却剤ガスの流通を阻止するために、コンプレッサ
停止期間中、システムは例えば図示されたようにコンデ
ンサ31と毛細管32との間に取付けられた阻止バルブ40を
使用する。

第２図および第３図に示されているように、阻止バル
ブ40は本質的にハウジング42の内側を移動する磁気スラ
イド41から成る。ハウジング42は同心的に組立てられて
いる内部円形管部分42aと外部円形管部分42bによって形
成されている。図面に示されているように、内部管部分
42aは開コイル46および閉コイル47を外部に具備してい
る。外部管部分42bは、開コイル46および閉コイル47に
対して外側に構成され、中間リング48および１対の端部
ディスク49aおよび49bによって内部管部分42aに放射状
に固定され、端部ディスク49aおよび49bは内部管部分42
aと共にスライド41が内側でシフトする室を限定する。

ハウジング42の構造上の観点から、内部管部分42aは
非磁性材料でなければならず、一方外部管部分42b、中
間リング48およびディスク49aおよび49bは磁束流がバル
ブ40のスライド41に作用するように（第２図に示された
流路を参照）磁性材料でなければならない。ハウジング
42はディスク49bに形成されたホール43によってコンデ
ンサ31（システムの高圧側）に、および毛細管32の端部
44によってエバポレータ33（システムの低圧側）に接続
されている。

磁気スライド41は、その閉位置において毛細管32の端
部44上に位置され、エバポレータ33への冷却剤の流路を
閉鎖する密封表面45を設けられている。第３図に示され
ているように、磁気スライド41は、それが室内の冷却剤
流体を圧縮せずに２つの位置間を自由にスライドするこ
とができるようにエッジを切取られた方形断面を有する
ことが好ましい。その他の多角形の断面がスライド41の
構造において適用されてもよい。

バルブは第４図、第５図および第６図に示された回路
によって動作される。

第４図によると、阻止バルブ40の動作用の電気回路は
スタート巻線51、スタート装置52、主巻線53および電源
54から成るモータの電気回路に接続された閉コイル47、
開コイル46および２ウェイスイッチ50により本質的にそ
の好ましい形態に構成されている。

モータの電気回路は通常スタート巻線51と直列接続さ
れたスタートキャパシタ55を含む。２ウェイスイッチ50
は通常システムサーモスタットによって動作される。

阻止バルブの開放は、スタートスイッチ52がモータの
スタート巻線51と直列接続されている開コイル46を通る
一時的な電流循環を可能にするモータのスタートの瞬間
に生じる。

開コイル46の一時的な付勢によって、スライド41は第
２図に示された位置に移動される。すなわち、その密封
端部45がエバポレータ33に連結されている毛細管32の冷
却剤流体の出口開口または端部44から分離される。モー
タのスタート巻線したがって開コイル46を消勢したと
き、スライド41はバルブが少なくともほぼ垂直に配置さ
れたその内部室を有するように構成されているのでその
自重によりその非動作またはバルブ開位置にそのまま位
置している。しかしながら、スライド41は室の入口およ
び出口開口における圧力平衡だけによってその非動作位
置に保持され、スライド41を非動作位置に軽く一定して
移動させるためにそれを小さい弾性力を使用することが
できる任意の機械装置を設けることによって支持される
ことができることが理解されるべきである。阻止バルブ
40の閉鎖は、２ウェイスイッチ50が位置Ａから位置Ｂに
シフトし、モータの主巻線53にバルブ40の閉コイル47を
並列に接続したときのコンプレッサのモータがオフされ
る瞬間に発生し、この時モータは依然として減速運動状
態である。この減速期間中にモータは発電機として動作
し、磁気引力によって閉位置にスライド41を移動させる
主巻線53によって発生された電流を閉コイル47を通って
一時的に循環させる。阻止バルブ40を動作するために必
要な電気回路の代わりの１形態は第５図に示されてい
る。この回路において、閉コイル47は正の温度特性を持
つ半導体素子を用いたPTCタイプの一時的装置56と直列
接続されている。

阻止バルブ40の開放は第４図の回路に基づく前記の説
明と同じ方法で発生する。

その代わりの回路形態における阻止バルブ40の閉鎖
は、２ウェイスイッチ57が位置ＡからＢへ切り換わり、
モータの接続が切れた後に電源54が閉鎖回路に接続され
た時に生じる。

電源54に接続されたとき、閉コイル47が付勢され閉位
置にスライド41を移動させる。この場合PTC素子に含ま
れている一時的装置56は、閉コイル47を通る電流の循環
が一時的であり、ある時間後に電流強度を最初の値より
も低い値に限定するようにする。この一時的装置56の１
変形が第６図に示されている。この回路はキャパシタ61
および放電抵抗器62と直列接続されたダイオード60から
構成され、キャパシタ61および放電抵抗器62は並列に接
続されている。

第４図の配置によるモータの完全停止後、或は第５図
または第６図の配置による一時的装置56によって設定さ
れた期間後に閉コイル47を消勢するとにより、スライド
41はシステムの高および定圧力側の間に存在する圧力差
自体の作用によりバルブ閉鎖時のその動作位置をそのま
ま維持する。バルブ室からの流体の出口44の開口部は、
開コイル46の消勢された状態において、スライド41を閉
位置から引き離す方向にスライド上に作用するすべての
力の合計より大きい閉鎖力をスライド上に加えることを
保証するような寸法に形成されている。

さらに、スライド上で作用する開閉電磁力がスライド
のその各動作位置への安全な移動を保証する大きさであ
り、またこれらの力を活性化する期間は“動作中のコン
プレッサ”および“停止したコンプレッサ”によって表
される２つの圧力の動作状態にそれぞれ特有であるシス
テム中の圧力の状態が達成されることを可能にする長さ
であることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却装置の概略説明図、第２図は阻止バルブの
縦断面図、第３図は第２図のラインIII−IIIにおける断
面図、及び第４図および第５図はコンプレッサスタート
装置を有するバルブの２つの電気回路を示す図、第６図
は変形例を示す図である。 30……エアコンプレッサ、31……コンデンサ、32……毛
細管、33……エバポレータ、40……阻止バルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコス・ギルハーム・シュワルツ ブラジル国、89200 ジョインビルーエ スシー、コンジュント・ベルベデーレ 02，ルア・ジェネラル・オソリオ（番地 なし) (56)参考文献 特開 昭60−95283（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−151078（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−4874（ＪＰ，Ｕ)

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンプレッサと、コンデンサと、案内チャ
   ンバの内部に配置されており該案内チャンバの出口開口
   から離れた位置にある解放位置と封止位置との間で、該
   案内チャンバの外部に設けられた電磁力を発生する素子
   により移動可能であり且つ電磁力以外の力により前記解
   放位置及び封止位置に保持可能な電磁スライド（41）を
   有するバルブ制御手段とを備える、冷却又は空調システ
   ムのための阻止バルブであって、 前記案内チャンバは、阻止バルブ（40）のバルブチャン
   バ（42）を構成しており、入り口開口（43）を介して前
   記コンデンサ（31）に接続され且つ前記出口開口（44）
   を介して前記コンプレッサ（30）の吸込側にあるエバポ
   レータ（33）に接続されており、前記電磁スライド（4
   1）はその封止位置において前記バルブチャンバ（42）
   の前記出口開口（44）を封止し、前記入り口開口（43）
   と前記出口開口（44）との間で作用する圧力差により封
   止位置に保持されることを特徴とする阻止バルブ。
2. 【請求項２】前記電磁スライドの非作動、即ちバルブ解
   放位置の保持が、その自重の作用によって行われる請求
   項１に記載の阻止バルブ。
3. 【請求項３】前記電磁スライドの作動、即ちバルブ封止
   位置の保持が、システムの高圧側と低圧側との圧力差に
   よって行われる請求項１に記載の阻止バルブ。
4. 【請求項４】バルブチャンバを規定するハウジングが、
   内側環状部材と外側環状部材とを備えてなり、一対の端
   壁が前記２つの環状部材と中間リングとを囲んでおり、
   前記一対の端壁と前記中間リングとが、前記２つの環状
   部材を径方向に連結し、電磁力発生素子が前記中間リン
   グの両側の各々において前記２つの環状部材の間に設け
   られている請求項１に記載の阻止バルブ。
5. 【請求項５】前記内側環状部材が非磁性材料からなり、
   外側環状部材、端壁、中間リングとが強磁性材料からな
   る請求項４に記載の阻止バルブ。
6. 【請求項６】前記ハウジングが、端壁を備えており、入
   り口通路及び出口通路が前記端壁に取り付けられている
   請求項１に記載の阻止バルブ。
7. 【請求項７】前記出口通路が、前記バルブチャンバの内
   側に向かう毛細管の突起によって規定されている請求項
   ６に記載の阻止バルブ。
8. 【請求項８】前記電磁スライドが端部接触面に出口通路
   と接触するシール要素を備えている請求項４に記載の阻
   止バルブ。
9. 【請求項９】前記電磁発生素子の励磁が、コンプレッサ
   モータの電気回路からなる請求項１に記載の阻止バル
   ブ。
10. 【請求項１０】モータが主巻線と、スタート補助巻線
    と、起動装置とを備えており、前記電磁力発生素子は、
    前記モータの起動と同時に励磁されるようにスタート補
    助巻線とモータ起動装置とに直列に接続されたバルブ解
    放コイルと、モータの無励磁と同時に自動的に励磁され
    るバルブ封止コイルとを備えている請求項９に記載の阻
    止バルブ。
11. 【請求項１１】封止コイルが、ロータの減速の間に電気
    モータによって発生する電流によって励磁される様にモ
    ータの非励磁の瞬間に自動的にモータの主コイルと並列
    に接続される請求項10に記載の阻止バルブ。
12. 【請求項１２】封止コイルが、電気モータの非励磁から
    期間が経過した後、封止コイルを非励磁にする一時装置
    に直列に接続されている請求項10に記載の阻止バルブ。
13. 【請求項１３】前記一時装置が、PCTタイプの素子から
    なる請求項12に記載の阻止バルブ。
14. 【請求項１４】前記一時装置が、コンデンサと放電抵抗
    と直列に接続されているダイオードから構成されている
    電気回路である請求項12に記載の阻止バルブ。
15. 【請求項１５】封止コイルの励磁が、コンプレッサモー
    タ供給回路に設けられておりシステムの動作条件に従っ
    て、自動的に活性化されるスイッチによって制御される
    請求項10に記載の阻止バルブ。
16. 【請求項１６】前記システムの動作条件が温度条件であ
    る請求項15に記載の阻止バルブ。
17. 【請求項１７】前記入り口通路及び出口通路が、バルブ
    チャンバの端壁にある請求項４に記載の阻止バルブ。
18. 【請求項１８】前記封止コイルの励磁が、コンプレッサ
    モータ供給回路に設けられておりシステムの動作条件に
    従って、自動的に活性化されるスイッチによって制御さ
    れる請求項11から請求項14のいずれか一項に記載の阻止
    バルブ。