JPH01155163A - 冷凍サイクル用四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷凍サイクル、特にヒートボンフ”５（７）空
調機の冷房・暖房の切換に用いる冷凍サイクル用四方弁
に関するものである。

従来の技術 近年、冷凍サイクル用四方弁は、空調機のヒートポンプ
化が進むにつれ、その需要は急増しており、高機能化の
要求が強くなフている。

従来の技術としては、例えば特公昭３５−１２６８９号
公報に示されている様な冷凍サイクル用四方弁がある。

以下図面を参照しながら、上述した従来の冷凍サイクル
用四方弁の一例について説明する。

第４図は従来の冷凍サイクル用四方弁の断面図を示すも
のである。１は密閉された円筒状弁本体、２．３は前記
弁本体の周面の両側に反対方向に接続された圧縮機１０
１の吐出管と吸入管である。

４．５は前記吸入管３を中央にして両側に設けられた、
第一、第二の導管である。この第一の導管４は室内側熱
交換器（以下室内器）１０２に接続側 され、第二の導管６は室外９熱交換器（以下室外器）１
０３に接続されている。上記４本の接続管２゜３．４．
６はそれぞれ弁本体１内に開口しておシ、並設した接続
管２，４．５の開口端は弁本体１の軸方向に而−にシー
）６で弁本体１に固定されている。７は前記弁本体１の
内部にあって、前記シート６面を軸方向に摺動する摺動
弁であシ前記吸入管３と第一の導管４、又は吸入管３と
第二の導管５を択一的に連通せしめる四面７ａを有して
いる。８，９は前記摺動弁の両側に連結板１ｏで連結さ
れて配設され微小孔８ａ、９ａを有するピストン体であ
る。１１．１２は前記弁本体１の端面を密封する蓋であ
る。１３．１４は前記蓋１１゜１２０間の空間Ｒ１，Ｒ
２に開口し、電磁式パイロットパルプ１５の通電操作に
よｐ前記吸入管３と択一的に切換連通して低圧ガス導入
する抽気管である。

以上のように構成された冷凍サイクル用四方弁について
その動作を説明する。

？［磁式パイロットパルプ１５０通電操作によシ抽気管
１３．１４を介して空間Ｒ１あるいは空間Ｒ２と吸入管
３を択一的に連通して空間内圧力を低下させると共にピ
ストン体８，９の微小孔８ａ。

９ａを介して弁本体１内の吐出側圧力を反対側の空間に
導入して高圧とすることによシ、同空間の高低圧力差で
ピストン体８，９に連結する摺動弁７を移動させ、吐出
管２より導入される高圧冷媒を第二の導管５と連通させ
しめて室内器１０２を凝縮器として用いて室内を暖房し
、又は高圧冷媒を第・−の導管４と連通せしめて室外器
１０３を凝縮器に室内器１０２を蒸発器として室内器を
冷房するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成ではヒートポンプ型空
調機の暖房運転時、外気温が大幅に低下すると蒸発器と
して機能する室外器１０３の能力が低下し、圧縮機１０
１の吸入冷媒のスーパーヒートがとれずに、液冷媒が圧
縮機１０１に吸入され、液圧縮をきたしてその機械部を
破損させることがあった。

本発明は上記問題点に鑑み、低外気温時に圧縮機吸入側
冷媒温度が低下すると、圧縮機よ）吐出された高圧冷媒
の一部を強制的にバイパスさせて吸入側冷媒のエンタル
ピーを高くしてスーパービートヲ確保して圧縮機の液圧
縮をなくし空調機の信頼性を向」二できる冷凍サイクル
用四方弁を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の冷凍サイクル用四
方弁は、弁本体を形成するシリンダの内面に形成したバ
ルブシート上を摺動して冷媒通路を切替える摺動弁とを
備え、前記摺動弁の低圧側冷媒暴露面で前記バルブシー
ト対向面に超電導素子を固着するとともに前記バルブシ
ートの一部又は全部をマグネットで構成したものである
。

作　　　用 低圧側冷媒が一定温度以下に低下すると摺動弁の低圧側
冷媒流路側に設けた超電導体素子が温度低下して超電動
体化し反磁性体となりマグネットにて形成したバルブシ
ートとの間でマイスナー効果が発生し、摺動弁が浮上し
て高圧側冷媒が低圧側にバイパスして、圧縮機吸入冷媒
のエンタルピを増加させスーパーヒートを確保し、圧縮
機の液圧縮を防止する。

実施例 以下本発明の一実施例の冷凍サイクル用四方弁について
図面を参照しながら説明する。なお、冷却システムは従
来と同一構成であるため、同一符号を付してその説明を
省略する。

第１図から第３図は、本発明の一実施例における冷凍サ
イクル用四方弁の断面図を示すものである。四方弁１６
は弁本体１７とパイロットバルブ装置１８とで構成され
ている。

そして、弁本体を形成するシリンダ１７はｎ■隔を隔て
た２個のピストン１９　、２０により３つの弁室２１，
２２及び２３に分けられ、２個のピストン１９　、２０
は連結棒２４で結ばれ同時に第１図上で左右に動く、連
結棒２４」二には摺動弁２５が取付けられており、ピス
トン１９．２０に連動してこの摺動弁２５が動く。

ピストン１９．２０ではさ１れた領域には４木のパイプ
２６．２７．２８．２９により導入口２６ａ、導出口２
７ａ、第一通ロ２８ａ１第二通口２９ａを形成しており
、並設したパイプ２７゜２８．２９の開口端は弁本体１
了の軸方向に而−にマグネノ１−ｆｆｌのパルプシ〜）
３０で弁本体１７に固定されている。

圧縮機１０１の吐出パイプ２６は、導入０２６゜を介し
弁室２２に常に連通し、圧縮機の吸入パイプ２了の導出
口２７ａは摺動弁２５と前記バルブシート３０にて形成
される流路３１に常に連通している。又パイプ２８の第
一通口２８ａ、パイプ２９の第二通口２９ａはそれぞれ
室内熱交換器１０２及び室外熱交換器１０３に接続され
ており、摺動弁２５の位置によシ弁室２２又は流路３１
と連通する。さらに前記摺動弁２５の流路３１を形成す
る内側面には前記バルブシート３０と対向してディスク
状の超電導体素子３２が固着されてｈる。

常温付近で超電導を示す材料としては、５ｒＢａＹＣｕ
３０７−δか知られている。製造に際しては、１ず原料
粉末の粉砂・混合を行う。これを９２０℃の空気中で５
時間焼成した後粉砕し、それを３回繰り返す。その粉末
を成型し、１０００℃の空気中で６時間加熱して焼結し
、炉中で冷却する。このようにして作成された焼結体は
、３３８Ｋ（ｅｓ’ｔ；）で超電導を示す〔イハラ他、
ジャパニーズ　ジャーナル　オプ　アプライド　フィシ
ツク、ｘ、　（ＪＡＰＡＮＥＳＥ　　ＪＯＵＲＮＡＬ　
Ｏｉ７　ＡＰＰＬＩＥＤＰＨＹＳＩＣ３）　、　Ｖｏｌ
　、　２６．４８　、　Ａｕｇｕｓ　ｔ　。

１９８７　、ＰＰ、　１θ７−１７１）。

ピストン１９　、２０には圧力バランス孔３３゜３４が
開けられている。

次にパイロットパルプ装置１８の構造について説明する
。

パイロット装置１８内には２つの弁室３５，３６が設け
られ、ソレノイドコイ／ｌ’３７により作動するニード
ル弁３８．３９にて交互に閉塞される連通孔４ｏを有し
ている。

第２図、第３図のニードル弁３８．３９はソレノイドコ
イルが通電された状態、すなわち暖房の状態を示す。

４１は０２１記連通孔４ｏと吸入パイプ２７とを連通ず
る細管、４２は弁室２１と弁室３６を連通する細管、４
３は弁室２３と弁室３ｅを連通する細管である。

以上のように構成された冷凍サイクル用四方弁について
、以下その作動状態を説明する。

第２図は暖房運転の状態を示しており、各弁室２１．２
２，２３，３５．３８の圧力は次のようになっている。

圧縮機１０１の吐出ガスにより弁室２２は高圧となシ、
ピストン１９．２０に設けられた圧縮バランス孔３３．
３４を通じて弁室２１および弁室２３を高圧圧力に保と
うとする。ところがパイロットパルプ装置１８内のニー
ドル弁３８が連通孔４ｏを閉じているため、弁室２３は
細管４３．弁室３６．連通孔４０および細管４１を介し
て吸入パイプ２７と連通して低圧圧力となっている。し
たがって弁室２１と２３の１Ｔｔｌにはピストン１９゜
２０を介して圧力差が生じ、ビス）ン１９，２０および
摺動弁２６が図面上の右方向に押し付けられ、所定の暖
房運転状態を維持する。

この時、室外熱交換器１０２の周囲温度が低下し、つま
りいわゆる低外気温時等にその蒸発能力が不足し、パイ
プ２９の第二通口２９ａに戻ってくる低圧側冷媒の温度
が低下すると摺動弁２５の内側に設けられた超電導体素
子３２の温度カ；低下１２超電導化しマグネット製バル
ブシート３０の磁力によりマイスナー効果が発生し、摺
動弁２５がパルプシー）３０から浮上するため摺動弁２
５外側のシリンダ１７の空間２２の高圧側冷媒が流入す
る。

次に暖房運転が停止され、除霜運転が開始されるか、ま
たは冷房運転開始時における四方弁３の動作を説明する
。

第１図において、ソレノイドコイ／ｌ／　３７ハ通？Ｊ
ｔが停止されている。そのだめニードル弁３８．３９は
図面上左方向に移動し、ニードル弁３９は連通口４０を
閉じ、細管４１は弁室３６と連通するようになる。した
がって暖房時高圧となっていた弁室２１は、細管４２．
弁室３６．細管４１を介して吸入パイプ２７と連通し急
激に低圧圧力となる。

そのためピストン１９を隔てて弁室２２と弁室２１間に
圧力差が生じ、この圧力差にょシピストン１９，２０．
ｌ１＝−よび摺動弁２５が図面」二人方向へ押し付けら
れ、吐出パイプ２６とバイブ２９は、導入口２６ａ、弁
室２２．第二通口２９ａを介して連通し、バイブ２８は
第一通口２８ａ、流路３１、導出Ｄ２７ａを介して吸入
パイプ２Ｔと連通し、除霜運転または冷房運転の状態と
なる。

以上の様に本実施例によれば、弁本体を形成するシリン
ダ１Ｔの内面に形成したバルブシート３０上を摺動して
冷媒通路を切替える摺動弁２５とを備え、前記摺動弁２
６の低圧側冷媒暴露面で前記パルプシー）３００対向面
に超電導体素子３２を固着するとともに前記バルブシー
）　３０　ｉ、Ｈマグネットで形成して構成したことに
より、暖房サイクルにおいで低外気温時等に室外熱交換
器１０２の蒸発能力が不足して低圧側冷媒が一定温度以
下に低下すると超電導体素子３２の温度が低下して臨界
温度以下になると起電導体化し２て反磁性体となりバル
ブシー）３０（マグネット）の磁力によりマイスナー効
果にて摺動弁２５が浮上して高圧側冷媒が低圧側てバイ
パスして、圧縮機１０１吸入冷媒のエンタルピーが増加
し、スーパービー１〜が確保され、圧縮機１０１の液圧
縮が防止できる。

発明の効果 以上の様に大発明は、弁本体を形成するシリンダの内面
に形成したバルブシート」二を摺動して冷Ｈｊｆｉ路を
切替える摺動弁を備え、前記摺動弁の低圧側冷媒暴露面
で前記バルブシート対向面に超電導体素子を固着すると
ともに前記バルブシートの一部又は全部をマグネットで
構成したことにより、暖房サイクルにおいて低外気温時
等に室外熱交換器の蒸発能力が不足して低圧側冷媒が一
定温度以下に低下すると超電導体素子の温度が低下して
臨界温度以下になると超電導体化して反磁性体となりバ
ルブシートのマグネット磁力によシマイスナー・効果に
て摺動弁が浮上して高圧側冷媒が低圧側にバイパスして
、圧縮機吸入冷媒のエンタルピーが増加し、スーパーヒ
ートが確保され、圧縮機の液圧縮が防止でき、空調機の
信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷凍サイクル用四方
弁の冷房状態（非通電時）を示す断面図、第２図は第１
図の暖房状態（通電時）を示す断面図、第３図は第２図
の超電導体素子の超電導体化した状態を示す断面図、第
４図は従来の冷凍サイクル用四方弁の断面図である。 １７・・・・・・シリンダ、１８・・・・・・駆動手段
（パイロットパルプ装置）、２６ａ　、２７ａ　、２８
ａ　。 ２９ａ・・・・・・通［コ、２６・・・・・・摺動弁、
３ｏ・・・・・・バルブシート（マグネット）、３２・
・・・・・超電導体素子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｉ７
−　　シリンダ ３２−九超ｔＪ鷹体素子 第　１　図 第２図 Ｉυど　　　　　　　　　　　　　　　　　／θＪ１７
−−−シソング 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁本体を形成するシリンダと、前記シリンダの内面に
   形成したバルブシートと、前記バルブシート上を摺動し
   て前記シリンダあるいはバルブシートに設けた４箇所の
   通口の連通路を切替える摺動弁と、前記摺動弁を作動す
   る駆動手段とを備え、前記摺動弁の低圧側冷媒暴露面で
   前記バルブシートと対向する面に超電導体素子を固着す
   るとともに、前記バルブシートの一部又は全部をマグネ
   ットで構成したことを特徴とする冷凍サイクル用四方弁
   。