(57)【要約】      （修正有）【課題】弁体内部を流れる低圧冷媒等の圧力損失を小さく抑えることなどが可能な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２の一側部に連結され、密閉空間と連通する第１導管４と、弁本体２の他側部に連結され、密閉空間と連通する第２導管６と、第２導管６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とともに、第２導管６と同一の内径を有する第３及び第４導管１０、１１と、弁本体２内において第２乃至第４導管６、１０、１１の各々に連通する開口部を有する弁座１５と、弁座１５に摺動可能に配置された弁体１４とを備え、弁体１４を一方向又は他方向に摺動させることにより、第１導管４と第３導管１０との間、又は第１導管４と第４導管１１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、弁体１４の弁口径を第２導管乃至第４導管の内径以上とした。【選択図】図１
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【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とともに、前記第２導管と同一の内径を有する第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、
前記弁体の弁口径を前記第２導管乃至第４導管の内径以上としたことを特徴とする四方切換弁。
【請求項２】
前記弁体の内部の流体通路を、該流体通路を通過する流体の流線に対して垂直な面で切断した断面の面積を、弁口における内径断面積以上としたことを特徴とする請求項１に記載の四方切換弁。
【請求項３】
前記弁本体の前記第１導管の接続口の周辺部と、前記弁体の外周面との間の最小断面積を、前記第１導管に接続される管の内径断面積と同一又はそれ以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の四方切換弁。
【請求項４】
前記第１導管は、前記第２導管と同一の軸線を有するとともに、該第１導管に接続される管の外径よりも大きな内径を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の四方切換弁。
【請求項５】
該四方切換弁は、冷凍サイクルシステムの冷媒通路を切り換えるために用いられ、前記第１導管に接続される管は、該冷凍サイクルに用いられる圧縮機の吐出管であって、該吐出管を前記第１導管の内部に突設したストッパによって係止したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の四方切換弁。
【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、冷凍サイクルシステム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には、図５に示すような四方切換弁が提案されている。
【０００３】
この四方切換弁６１は、密閉中空のシリンダ状の弁本体６２に、圧縮機６３の吐出管８０に連結される導管６４の接続口６５と、圧縮機６３の吸入管６６に連通する接続口６７を設け、この接続口６７を挟んで両側に、熱交換機６８、６９への導管７０、７１に連通する２つの接続口７２、７３を配置し、椀状の弁体７４を弁座７５に摺動自在に設け、この弁体７４を摺動させ、中央の接続口６７と両側の接続口７２、７３のいずれか一方との間を選択的に接続する。尚、圧縮機６３の吐出管８０の先端部は、導管６４の段付部６４ａで位置決めされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の四方切換弁６１は、弁体７４内が狭隘であるため、同図の矢印方向に低圧冷媒が流れる際の圧力損失が大きく、冷媒流量の低下を招き、冷凍ユニット等の効率の低下に繋がるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の四方切換弁における問題点に鑑みてなされたものであって、弁体内部を流れる低圧冷媒等の圧力損失を小さく抑えることなどが可能な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】
【０００７】
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とともに、前記第２導管と同一の内径を有する第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、前記弁体の弁口径を前記第２導管乃至第４導管の内径以上としたことを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明によれば、弁体の弁口径を第２導管乃至第４導管の内径以上としたため、弁口及びその近傍での流体の流れが円滑になり、弁体内部を流れる流体の圧力損失を小さく抑えることができる。その結果、この四方切換弁を冷凍ユニット等に用いた場合に、冷媒流量の低下を招くことなく、冷凍ユニット等の効率の低下を回避することができる。
【０００９】
上記四方切換弁において、前記弁体の内部の流体通路を、該流体通路を通過する流体の流線に対して垂直な面で切断した断面の面積を、弁口における内径断面積以上とすることができる。これにより、さらに弁体内部を流れる流体の圧力損失を小さくすることができる。
【００１０】
また、上記四方切換弁において、前記弁本体の前記第１導管の接続口の周辺部と、前記弁体の外周面との間の最小断面積を、前記第１導管に接続される管の内径断面積と同一又はそれ以上とすることができる。これにより、第１導管の接続口の周辺部を流れる流体の圧力損失が大きくなるのを防止することができる。
【００１１】
さらに、上記四方切換弁において、前記第１導管を、前記第２導管と同一の軸線を有するとともに、該第１導管に接続される管の外径よりも大きな内径を有するように構成することができる。これにより、第１導管の接続口の周辺部近傍の空間を大きく形成することができ、前記弁体の内部の流体通路の開口断面積の拡大を行っても、前記第１導管の接続口の周辺部と、前記弁体の外周面との間の最小断面積を充分に確保することができる。
【００１２】
また、該四方切換弁を、冷凍サイクルシステムの冷媒通路を切り換えるために用い、前記第１管路に接続される管を、該冷凍サイクルに用いられる圧縮機の吐出管とし、該吐出管を前記第１導管の内部に突設したストッパによって係止することができる。この構成により、圧縮機の吐出管との配管接続構造を簡便なものとしながら、冷凍ユニット等の冷凍サイクルシステムに用いた場合に、冷媒流量の低下を招くことなく、冷凍ユニット等の効率の低下を回避することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、弁体内部を流れる低圧冷媒の圧力損失を小さくすることのできる四方切換弁を提供することができ、冷凍サイクルシステムに用いた場合に、冷媒流量の低下を招くことなく、冷凍ユニット等の効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】本発明にかかる四方切換弁と従来の四方切換弁の弁体の形状の相違について説明するための断面図である。
【図３】図２に示した本発明にかかる四方切換弁と従来の四方切換弁の換算弁口径を比較したグラフである。
【図４】四方切換弁の弁体の弁中間断面積と圧力損失の関係を示すグラフである。
【図５】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】
【００１５】
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、本発明にかかる四方切換弁を冷凍サイクルの冷媒通路の切換に用いた場合を例にとって説明する。
【００１６】
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、図５に示した四方切換弁６１と同様の基本構成を備え、密閉中空のシリンダ状の弁本体２に、圧縮機（不図示）の吐出管２０に連結される導管４の接続口５と、圧縮機の吸入管６に連通する接続口７を設け、この接続口７を挟んで両側に、熱交換機（不図示）への導管１０、１１に連通する２つの接続口１２、１３を配置し、椀状の弁体１４を弁座１５に摺動自在に設け、この弁体１４を摺動させ、中央の接続口７と両側の接続口１２、１３のいずれか一方との間を選択的に接続する。
【００１７】
この四方切換弁１の、圧縮機の吐出管２０に連結される導管４は、図５に示した導管６４と異なり、下部４ａが上部４ｂより大径に形成されるとともに、上部４ｂに吐出管２０の位置決めのためのストッパ４ｃを管内に向かって突設し、下部４ａの内径を吐出管２０の外径よりも大きく形成したことを特徴の一つとし、これにより、後述するように、弁体１４の内部を流れる低圧冷媒の圧力損失を小さくすることなどを可能としている。
【００１８】
次に、本発明にかかる四方切換弁１の弁体１４及びその近傍部品と、図５に示した従来の四方切換弁６１の弁体７４及びその近傍部品の寸法及び形状の相違点について、図２を参照しながら説明する。尚、同図では、上記相違点を判り易くするため、断面のハッチングを施さずに各部品を描いている。また、本発明にかかる弁体１４を実線で、従来の弁体７４を点線で示す。
【００１９】
弁体１４は、弁体７４に比較し、弁口径（同図Ｓ１で示す位置の内径）等を大きくし、全体的に外側に膨出した形状となっている。この形状及び寸法の違いを図３に示す。尚、換算弁口径とは、図２の低圧流路におけるＳ０〜Ｓ４の流路端面を円形とした場合の直径を意味する。同図において、実線が弁体１４を、破線が弁体７４を示し、弁口径及び弁の内部空間の大きさを表す各寸法とも弁体１４の方が大きく形成されている。尚、吸入管６、導管１０及び導管１１は同一形状に形成され、同一の内径寸法を有する。また、弁体１４及び弁体７４は、中心線ＣＬに対して左右対称に形成され、同図の冷媒の流入側及び流出側の弁口径等は等しく構成される。
【００２０】
上述のように、弁体１４を弁体７４に比較し、全体的に外側に膨出して形成することができたのは、図１において、導管４の上部４ｂに吐出管２０のためのストッパ４ｃを管内に向かって突設し、下部４ａの内径を吐出管２０の外径よりも大きな内径を有するように構成したためである。すなわち、この構成により、図２に示すように、弁本体の接続口５の周辺部と弁体１４の外周面との間の面積ａ（導管４の接続口５の周辺部と、弁体１４の外周面との間の最小断面積）を大きく取ることができ、弁体１４を膨出させても、面積ａが小さくなってこの部分での高圧流体の圧力損失が大きくなることを回避することができる。
【００２１】
次に、上記弁体１４と弁体７４を用いた場合の圧力損失の比較例として、図４に弁中間断面積と圧力損失の関係を示す。尚、弁中間断面積とは、弁体の流体通路を、図２おける弁中間ポイントＳ３を含み冷媒の流線に垂直な面（弁座１５の表面に対してθが４５°となる面）で切断した断面の面積をいう。
【００２２】
図４に示すように、弁中間断面積が大きくなるに従い圧力損失が低下するが、弁中間断面積が５２３ｍｍ2（弁口における断面積の１．０７倍に相当）になった後は、弁中間断面積が大ききくなっても圧力損失はほとんど低下しない。従って、弁体の寸法と圧力損失の低下の両面から見た場合、弁中間断面積を弁口における断面積の１．０７倍に設定するのが最適である。
【００２３】
尚、図２に示す面積ａを、導管４に接続される管の内径断面積ｂと同一又はそれ以上とすることで、導管４の接続口５の周辺部を流れる流体の圧力損失を小さくできるので好ましい。
【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を冷凍サイクルの冷媒通路の切換に用いた場合を例示したが、本発明にかかる四方切換弁をその他の用途にも利用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００２５】
１  四方切換弁
２  弁本体
４  導管
４ａ  下部
４ｂ  上部
４ｃ  ストッパ
５  接続口
６  吸入管
７  接続口
１０  導管
１１  導管
１２  接続口
１３  接続口
１４  弁体
１５  弁座
２０  吐出管
【図１】
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【図２】
2010196857.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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