JPS6018773Y2 - 四路切換弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は四路切換弁、詳しくは弁本体に、１対のピスト
ンと該ピストンと共に動作するスライド弁とを内装し、
前記ピストンにより弁室と第１及び第２制御室とを区画
し、前記弁室に圧縮機の吐出口と吸入口とに接続する高
圧通路と、圧縮機の吸入口にアキュムレータを介して接
続する低圧通路及び二つの切換通路を開口させ、前記第
１及び第２制御室を、二つの出力ポートと一つの入力ポ
ートとをもったパイロット弁の前記各出力ポートにそれ
ぞれ接続し、前記パイロット弁の切換えにより前記高圧
通路と低圧通路との前記切換通路への連通を切換えるよ
うにした四路切換弁に関する。

従来此種四路切換弁は、弁本体の弁室に開口した低圧通
路の開口部近くの低圧箇所から低圧冷媒をパイロット弁
の入力ポートに連通させて、パイロット弁の切換えによ
り、弁本体に設けた第１及び第２制御室に前記低圧通路
を選択的に連通させ、各ピストンひいてはスライド弁を
動作させて高圧通路と低圧通路との二つの切換通路への
連通を切換えるようにしている。

所がパイロット弁の切換えにより前記スライド弁が切換
動作する時、該スライド弁の切換工程の途中で高圧通路
が二つの切換通路に同時に連通して低圧通路と連通ずる
ことが生じ、その結果、第３図のごとく切換え開始と共
に弁室内の高圧が低下する一方、前記低圧箇所の低圧が
上昇して、斯く上昇した低圧がパイロット弁の入力ポー
トに連通し出力ポートから出力する低圧値を上昇させる
ので、第１．２制御室に連通した高低圧の差圧が例えば
第３図のごとくＯ乃至１．０ｋｇ／ｃ７Ｉ！迄低下して
しま中低下低圧の差圧が上昇するまでの過渡時間（Ｔ）
が例えば２２（秒）のように長くなって切換時間が長く
なったり、スライド弁が切換工程の途中で停滞して作動
不良の状態を生じたり、該状態時異音が発生することと
、なる問題があった。

なお、第２図及び第３図は、四路切換弁を、利用側熱交
換器を水用とした空冷ヒートポンプ式冷凍機に適用し、
該冷凍機における暖房サイクルからデフロストサイクル
への切換時の圧力変化を示したものであり、上記の如き
、四路切換弁の切換時の高低圧の差圧低下の問題は、こ
のような場合に特に著しい。

すなわち、切換過渡期において、切換後低圧となるべき
利用側熱交換器が高温で、温水による熱容量も大きくて
、低圧が下がり難＜、シかも熱源側熱交換器が着霜して
おり、高圧が上昇し難い。

従ってこれらにより高低圧の差圧がつき難いからである
。

逆に、デフロストサイクルから、暖房サイクルへの切換
時には、利用側熱交換器がこの熱容量により高温である
こと、熱源側熱交換器が比較的低温であることにより、
切換過渡期において、高低圧の差圧は得られ易い傾向に
あり、暖房サイクルからデフロストサイクルへの切換は
ど大きな問題ではない。

しかして本考案は以上の問題に鑑み考案したもので、目
的とする所はパイロット弁の切換え時第１．２制御室の
高低圧の差圧低下を確実に抑制できて、作動不良、異音
の発生がなく迅速かつ確実に切換動作を完了できる四路
切換弁を提供する点にある。

即ち本考案は、前記弁本体の弁室と前記圧縮機の吸入口
とを接続する低圧通路にアキュムレータを介装する如く
したものにおいて、前記パイロット弁の入力ポートを、
前記低圧通路における前記圧縮機の吸入口と前記アキュ
ムレータとの間の吸入通路に接続し、即ち、冷媒回路の
最低圧力箇所に接続し、前記パイロット弁の切換えによ
り、弁本体に設けた第１及び第２制御室を前記最低圧力
箇所に選択的に連通させるごとくしたことを特徴とする
ものである。

以下本考案四路切換弁の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図において、１は主弁、２は副弁、３はパイロット
弁で、該パイロット弁３の切換動作により前記副弁２を
切換動作させ該副弁２の動作により前記主弁１を切換動
作させるようにしている。

第１図に示した前記主弁１において、１１は弁本体で、
筒体１１ａの両端にカバー１１ｂ、１１ｂを設けたもの
であり、該弁本体１１内に、■対のピストン１２ａ、１
２ｂと該ピストン１２ａ。

２２ｂの間にスライド弁１３とを互いに連結して往復動
自由に内装し、前記弁本体１１内を、スライド弁１３の
弁室１４ｃと、前記ピストン１２ａ及び１２ｂの第１及
び第２制御室１４ａ、１４ｂとに区画している。

また前記弁室１４ｃの中間で、半径方向−側に高圧管１
５を接続して、後記する冷凍装置の圧縮機５１の吐出口
５２に接続する高圧通路１５ａを開口させると共に、前
記弁室１４ｃの中間で、半径方向他側に内方に突出する
突出部１６を設け、該突出部１６に低圧管１７及び二つ
の切換管１８．１９を接続して、前記圧縮機５１の吸入
口５３にアキュムレータ６１を介して接続する低圧通路
１７ａ及び切換通路１８ａ、１９ａを開口させ、スライ
ド弁１３の往復動作により高圧通路１５ａから切換通路
１８ａまたは１９ａへの切換及び切換通路１８ａまたは
１９ａから低圧通路１７ａへの切換を行なえるようにし
ている。

又前記第１、第２制御室１４ａ、１４ｂは前記パイロッ
ト弁３の切換えにより切換動作する前記副弁２を接続し
、該副弁２の切換動作により前記制御室１４ａ、１４ｂ
を、後記する低圧通路２７ａに選択的に連通させ、該低
圧通路２７ａに連通した制御室１４ａまたは１４ｂ側に
前記ピストン１２ａ、１２ｂを動作させるようにしてい
る。

前記副弁２は、前記副弁１と基本的には同様に構成した
もので、相違する点は小形化したものであること、詳し
くは冷媒の切換容量が主弁１の１対のピストン１２ａ、
１２ｂ及びスライド弁１３を切換動作させることに必要
なだけの小容量を備えるごとくしたことであり、主弁１
の各構成部分に対応する副弁２の各構成部分の符号は、
１桁目を主弁１と同一とし、２桁目を主弁１の１に対し
２とした。

即ち前記副弁２の概略は、弁本体２１に、１対のピスト
ン２２ａ、２２ｂと該ピストン２２ａ。

２２ｂと共に動作するスライド弁２３とを内装し、前記
ピストン２２ａ、２２ｂにより弁室２４Ｃと第１及び第
２制御室２４ａ、２４ｂとを区画し、前記弁室２４ｃに
前記主弁１の高圧通路１５ａに連通ずる高圧通路２５ａ
と低圧通路２７ａ及び二つの切換通路２８ ａｙ ２
９ ａを開口させ、前記第１及び第２制御室２４ａ、２
４ｂを、前記パイロット弁３に接続し、該パイロット弁
３の切換えにより、前記制御室２４ａ、２４ｂを、副弁
２の低圧通路２７ａに選択的に連通させ、該低圧通路２
７ａに連通した制御室２４ａまたは２４ｂ側に副弁２の
ピストン２２ａ、２２ｂを動作させるようにしている。

前記パイロット弁３はソレノイド３１を備えると共に、
弁箱３２に二つの出力ポート３２ａ、３２ｂと一つの入
力ポート３２ｃをもち、該入カポ−） ３２ ｃに低圧
導通管３３を、又二つの出力ポート３２ａ、３２ｂに前
記副弁２の第１．２制御室２４ ａ、 ２４ ｂに接続
する低圧冷媒の二つの出力管３４ ａ、 ３４ ｂを
それぞれ導通させたもので、ソレノイド３１を通電状態
または第１図のごとく非通電状態とすることにより、低
圧導通管３３を前記出力管３４ａまたは３４ｂに切換え
て連通させ、前記副弁２の第１または第２制御室２４ａ
または２４ｂを低圧通路に連通させるようにしている。

即ち前記パイロット弁３は、前記低圧導通管３３に連通
する連通路３５を挾んで二つの弁室３６ａ、３６ｂを設
け、これら弁室３６ａ、３６ｂに前記低圧出力管３４ａ
、３４ｂを開口させると共に連通路３５側は弁座３７ａ
、３７ｂを設けて、弁室３６ａ、３６ｂ内にニードル弁
３８ａ、３８ｂを内装し、かつこれらニードル弁３８ａ
、３８ｂの互いの対向端部を前記連通路３５を通して連
結させると共に、一方のニードル弁３・８ａにおける第
１図右端部にソレノイド３１のスプール３１ａを連結し
た該スプール３１ａの右側にバネ３１ｂを設けている。

しかして本考案は、前記パイロット弁３の入力ポート３
２ｃを、前記低圧通路１７ａにおける前記圧縮機５１の
吸入口５３と前記アキュムレータ６１との間の吸入通路
１７ａ１に接続し、即ち、冷媒回路の最低圧力箇所りに
接続し、前記パイロット弁３の切換えにより前記副弁２
を介して前記主弁１の第１及び第２制御室１４ａ、１４
ｂを前記最低圧力箇所りに選択的に連通させるごとくし
たのである。

前記最低圧力箇所りの圧力は、前記低圧通路１７ａにお
ける前記主弁１への接続側端部における圧力に対して、
該低圧通路１７ａの冷媒の通路抵抗及び前記アキュムレ
ータ６１での圧損分だけ低いのである。

即ち第１図に示した四路切換弁は、前記パイロット弁３
の低圧導通管３３を、前記副弁２に接続した低圧管２７
の接続箇所近くに接続すると共に、低圧管２７を前記最
低圧力箇所りに接続して、前記パイロット弁３の切換え
により前記副弁２の第１及び第２制御室２４ａ、２４ｂ
を前記最低圧力箇所りに選択的に連通させて前記副弁２
を切換動作させると共に、該動作により前記主弁１の第
１及び第２制御室１４ａ、１４ｂを前記最低圧力箇所り
に選択的に連通させるようにしたのである。

尚１２ｃは、主弁１の第１及び第２制御室１４ａ、１４
ｂと弁室１４ｃとを連通ずる。

各ピストン１２ａ、１２ｂに設けたオリフィスであり、
２２ｃは副弁２のピストン２２ ａ、 ２２ ｂに設
けたオリフィスであり、又２５は高圧管、２６は突出部
、２７は低圧管、２８．２９は切換管、３９はバネであ
る。

しかして以上の構成において、前記パイロット弁３のソ
レノイド３１を第１図の非通電状態から通電状態に切換
えると、ソレノイド３１のスプール３１ａが右方に吸引
され、ニードル弁３８ａが開動作すると共にニードル弁
３８ｂが閉動作して、前記副弁２の第１制御室２４ａに
は、前記最低圧力箇所りがパイロット弁３の低圧導通管
３３、入力ポート３２ｃ、弁室３６ａ１出力管３４ａを
経て導通する一方、第２制御室２４ｂには、オリフィス
２２ｃを介して弁室２４ｃの高圧が導通する。

斯くて副弁２はピストン２２ａ、２２ｂ及びスライド弁
２３が第１制御室２４ａ側に切換動作する。

しかして該切換動作時、前記スライド弁２３の動作工程
の途中で高圧通路２５ａが切換通路２８ａ、２９ａのい
ずれにも導通することが生じ、該導通により高圧通路２
５ａが低圧通路２７ａひいてはパイロット弁３の入力ポ
ート３２ｃに導通ずることとなる。

所が低圧通路２７ａは圧縮機５１の吸入口５２近くの最
低圧力箇所りに直接連通しているので、低圧通路２７ａ
に漏洩した高圧ガスは直ちに最低圧力箇所りに逃げてし
まい、低圧通路２７ａひいてはパイロット弁３の入力ポ
ート３２ｃの低圧上昇を防止できる。

そのため該低圧通路２７ａからパイロット弁３の入力ポ
ート３２Ｃを介して連通ずる第１制御室２４ａは、前記
最低圧力箇所りの最低圧力にほぼ等しい低圧力を保持で
き、第２．１制御２４ｂ。

２４ａの高低圧の差圧低下を充分抑制できるので、副弁
２は迅速かつ確実に切換動作を完了できる。

しかして副弁２の動作により、前記最低圧力箇所りに連
通ずる前記低圧通路２７ａが切換通路２８ａを経て、主
弁１の第１制御室１４ａに連通ずるので、該室１４ａ内
の高圧力を前記最低圧力箇所りに直ちに逃がすことがで
きて、前記主弁１の第１制御室１４ａの圧力は、第２図
のごとく切換開始後低圧上昇少なく過度時間Ｔが例えば
９（秒）の短時間で、前記箇所りの最低圧力に見合う定
常の低圧値にできるのである。

即ち主弁１の第２．１制御室１４ｂ、１４ａの高低圧の
差圧低下を第２図のごとく最小値でも３．５乃至５．０
（ｋｇ／ｃｄ）程度の大きな値に保持でき、主弁１に
おけるピストン１２ａ、１２ｂ、スライド弁１３の切換
動作を過渡時間少なく迅速かつ確実に完了させることが
できるのである。

又前記パイロット弁３のソレノイド３１を通電状態から
非通電状態にして第１図の状態に切換動作させる場合も
前記した切換動作と基本的には同様に行なえるのである
。

即ち前記パイロット弁３を図面の状態に切換えることに
より、副弁２の第２制御室２４ｂが前記最低圧力箇所り
に連通して該箇所りの最低圧力にほぼ等しい低圧力に保
持されているので、副弁２を確実に切換動作できる。

そして前記副弁２の切換動作により、主弁１の第２制御
室１４ｂが前記最低圧力箇所りに連通ずるので、第２制
御室１４ｂ内の高圧力を前記箇所りに逃がすことができ
て、該第２制御室１４ｂの低圧は、第２図のごとく切換
開始後低圧上昇少なく短い過渡時間で、前記箇所りの最
低圧力に見合う定常の低圧値にできる。

即ち前記主弁１の第１．２制御室１４ａ、１４ｂの高低
圧の差圧低下を十分に抑制でき、主弁１の切換動作を過
渡時間少なく迅速かつ確実に完了させることができるの
である。

本考案四路切換弁は以上のごとく構成するもので、例え
ば第１図に示したごとく、暖房運転から逆サイクルのデ
フロスト運転など運転の切換えを行なう、前記圧縮機５
１を備え、冷房時冷水を、暖房時温水を製造するビート
ポンプ式冷凍機に適用しても確実な切換動作を行なえる
のである。

第１図において、５４は暖房時凝縮器となり冷房時蒸発
器となる利用側熱交換器、５５は暖房時作用する膨張弁
、５６は該膨張弁５５を側路する逆止弁、５７は受液器
、５８．５８は冷房時作用する膨張弁、５９．５９は該
膨張弁５８を側路する逆止弁、６０は暖房時蒸発器とな
り冷房時凝縮器となる熱源側熱交換器、６１はアキュム
レータであって、四路切換弁の高圧通路１５ａを前記圧
縮機５１の吐出側に、又低圧通路１７ａをアキュムレー
タ６１の入口側に、又切換通路１８ａ、１９ａを利用側
熱交換器５４、熱源側熱交換器６゜に、更に低圧通路２
７ａを圧縮機５１の吸入口５３近くの前記箇所りにそれ
ぞれ連通するごとくして冷凍機を構成している。

尚６２はファン、６３は該ファン６２のモータである。

そして暖房運転を行なう時、前記パイロット弁３を非通
電状態と威し、第１図のごとく高圧通路１５ａ１低圧通
路１７ａを切換通路１８ａ、１９ａにそれぞれ連通させ
て、圧縮機５１から吐出した冷媒を実線矢印のごとく循
環させるのであり、又冷房運転、デフロスト運転を行な
う時前記パイロット弁３を通電状態と威し、高圧通路１
５ａ１低圧通路１７ａを１９ａ、１８ａにそれぞれ連通
させて、圧縮機５１から吐出した冷媒を点線矢印のごと
く循環させるのである。

しかして前記パイロット弁３の切換えにより、運転を切
換える時、詳しくは暖房運転からデフロスト運転に、又
デフロスト運転から暖房運転に、或いは暖房運転から冷
房運転に又冷房運転から暖房運転にそれぞれ切換える時
、如何なる運転の切換えであっても、前記箇所りは冷媒
系の最低圧力を示し、該最低圧力が低圧通路２７ａ１低
圧導通管３３からパイロット弁３の入力ポート３２ｃに
常時連通しているので、パイロット弁３の切換えにより
前記したごとく副弁２ひいては主弁１は第１．２制御室
１４ａ、１４ｂの高低圧の差圧低下を確実に抑制でき、
迅速かつ確実に切換動作できるのである。

尚以上の説明は、ソレノイド３１によって直接ニードル
弁３８ ａ、 ３８ ｂを切換える方式では、パイロッ
ト弁３の容量が限られているため、このパイロット弁３
のみによって大容量の主弁１を切換えることが困難であ
る。

従って、パイロット弁３て切換えることのできる中容量
の副弁２を介設して、この副弁２によって大容量の主弁
１を切換える如くなしたのである。

そこで主弁１が大容量でない場合は、副弁２を用いない
で、パイロット弁３を主弁１に直接接続するものでも、
副弁２を用いたものを同様主弁１を確実に切換動作でき
るものである。

即ち図示していないがパイロット弁３の出力ポート３４
ａ、３４ｂが主弁１の第１．２制御室１４ａ、１４ｂに
直接接続したものでは、パイロット弁３の入力ポート３
２ｃを直接前記最低圧力箇所りに接続するのである。

斯くすることにより、パイロット弁３の切換え時主弁１
の低圧となるべき第１又は第２制御室１４ａ、１４ｂに
前記最低圧力箇所りが連通ずるので、第１又は第２制御
室１４ａ、１４ｂの高圧力は前記箇所りに直ちに逃げ去
り、第１．２制御室１４ａ、１４ｂの高低圧の差圧低下
を確実に抑制できて主弁１を迅速かつ確実に切換動作で
きるのである。

以上説明したごとく本考案によれば、パイロット弁の入
力ポートを、圧縮機の吸入口と前記アキュムレータとの
間の吸入通路に接続し、即ち、前記入力ポートを前記圧
縮機の吸入ポート近くの最低圧力箇所に接続したので、
四路切換弁の切換時低圧となるべき第１又は第２制御室
が前記最低圧力箇所に直ちに連通し、該箇所の最低圧力
、詳しくは、従来に比して前記低圧通路及びアキュムレ
ータでの圧損骨だけ低い最低圧力にほぼ等しい低圧力に
保持できて、第１．２制御室の高低圧の差圧低下を確実
に抑制でき、従って高圧通路と低圧通路との二つの切換
通路への連通を、作動不良、異音の発生なく迅速かつ確
実に切換えることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案四路切換弁をヒートポンプ式冷凍機に適
用した実施例を示す説明図、第２図は切換時における高
低圧の圧力変化状態を示す圧力曲線図、第３図は従来に
おける圧力曲線図である。 １１・・・・・・弁本体、１２ａ、１２ｂ・・・・・・
ピストン、１３・・・・・・スライド弁、１４ａ・・・
・・・第１制御室、１４ｂ・・・・・・第２制御室、１
４ｃ・・・・・・弁室、１５ａ・・・・・・高圧通路、
１７ａ・・・・・・低圧通路、１７ａ１・・・・・・吸
入通路、１８ａ、１９ａ・・・・・・切換通路、３・・
・・・・パイロット弁、３２ａ、３２ｂ・・・・・・出
力ポート、３２ｃ・・・・・・入力ポート、Ｌ・・・・
・・最低圧力箇所、５１・・・・・・圧縮機、５２・・
・・・・吐出口、５３・・・・・・吸入口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁本体に、■対のピストンと該ピストンと共に動作する
   スライド弁とを内装し、前記ピストンにより弁室と第１
   及び第２制御室とを区画し、前記弁室に、圧縮機の吐出
   口に接続する高圧通路と、圧縮機の吸入口にアキュムレ
   ータを介して接続スる低圧通路及び二つの切換通路を開
   口させ、前記第１及び第２制御室を、二つの出力ポート
   と一つの入力ポートとをもったパイロット弁の前記各出
   力ポートにそれぞれ接続し、前記パイロット弁の切換え
   により前記高圧通路と低圧通路との前記切換通路への連
   通を切換えるようにした四路切換弁において、前記パイ
   ロット弁の入力ポートを、前記圧縮機の吸入口と前記ア
   キュムレータとの間の吸入通路に接続し、前記パイロッ
   ト弁の切換えにより前記第１及び第２制御室を前記吸入
   通路に選択的に連通させる如くしたことを特徴とする四
   路切換弁。