JP6504897B2 - Apparatus and refrigerator equipped with fluid switching valve and fluid switching valve - Google Patents
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Description
本発明は、流体切換弁並びに流体切換弁を備える機器及び冷蔵庫に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a fluid switching valve, an apparatus including the fluid switching valve, and a refrigerator.
本発明の背景技術として、特許文献1、2が知られている。
特許文献1は、1つの流入口A及び4つの連通口(ポート)B−Eの連通状態を5通りに切換可能な五方弁を開示している(0059、0061、図17、20、22等)。特許文献1では、弁体80が揺動することで、連通口B−Eが開閉する(0099)。4つの連通口B−Eのうち、弁体摺接面81から露出した連通口が流入口Aと連通し、他の2つ以上の連通口B−Eが連通凹部82によって連通し得る。例えば、図17の第2状態では、弁体摺接面81から露出した連通口Bが流入口Aと連通し、連通口Dと連通口Eが連通凹部82によって連通している。同様に、図17の第3状態では、弁体摺接面81から露出した連通口Bが流入口Aと連通し、連通口Dと連通口Cが連通凹部82によって連通している。
特許文献2は、各入口ポート15を回動軸を中心とした第1円周17上と第2円周18上とに配置して、油圧ショベルのパイロット圧パターン切換え弁を小型化する発明を開示している(要約)。入口ポート15と入口側開口20との接続関係や出口ポート28と出口側開口24の連通関係を切換可能である(0037、0043、0045、図6−12等)。
流体切換弁は、さまざまな機器への適用が可能である。適用される機器への設計自由度を向上させるには、例えば、流体切換弁が開閉可能なポート数に対する比で、流体切換弁が実現可能な状態数が大きいことが望まれる。また、適用する機器に応じて、各ポートや流入口に接続する部材の配置や、実現する切換状態として好ましいものを選択した設計ができる流体切換弁が望まれる。 The fluid switching valve can be applied to various devices. In order to improve the degree of freedom in design for the applied device, for example, it is desirable that the number of states that can be realized by the fluid switching valve is large in ratio to the number of ports that can be opened and closed by the fluid switching valve. Moreover, according to the apparatus to apply, arrangement | positioning of the member connected to each port and an inflow port, and the fluid switching valve which can select the preferable thing as a switching state to implement | achieve are desired.
特許文献1は、或るポートを流入口Aに連通させた状態で、連通凹部82により連通する連通口B−Eのパターンは2通り以下である。また、4ポートで5つの状態を実現可能としているが、ポート数に対する状態数の比について改善の余地がある。
In
特許文献2は、第1円周上に配置された入口ポートと、第1円周とは異なる第2円周上に配置された入口ポートとを繋ぐ構成や、凹所25等を用いて切替パターンを増加させる技術的思想を開示していない。
In
上記事情に鑑みてなされた本発明は、
流体供給部と、
N個の開口を有する弁座と、
弁体軸を中心として該弁座に対して相対的に回動可能で、前記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、
Nは、4又は4より大きい自然数であり、
前記弁体は、
2つ以上の前記開口同士を開放可能な弁体溝と、
1つの前記開口を前記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、
を有し、
前記相対的な回動に応じて、前記流体供給部に対する前記開口の開閉、及び前記開口同士の開閉を切換可能で、
前記N個の開口のうち1つ以上の開口それぞれについて、該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放しつつ、(N−1)個の開口の前記弁体溝を介した開閉状態を3通りに切換可能なことを特徴とする。
また、上記事情に鑑みてなされた第2の本発明は、
流体供給部と、
N個の開口を有する弁座と、
弁体軸を中心として該弁座に対して相対的に回動可能で、前記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、
Nは、4又は4より大きい自然数であり、
前記弁体は、
2つの前記開口同士を開放可能な弁体溝と、
1つの前記開口を前記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、
を有し、
前記相対的な回動に応じて、前記流体供給部に対する前記開口の開閉、及び前記開口同士の開閉を切換可能で、
前記N個の開口のうち1つ以上それぞれについて、次の(A)乃至(C)すべてが可能なことを特徴とする。
(A)該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放し、別の(N−1)個の開口のうち2つ同士を前記弁体溝で開放する。
(B)該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放し、別の(N−1)個の開口のうち、前記(A)とは異なる組合せの開口2つ同士を前記弁体溝で開放する。
(C)該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放し、別の(N−1)個の開口のいずれも前記弁体溝で開放しない。
また、上記事情に鑑みてなされた第3の本発明は、
流体供給部と、
N個の開口を有する弁座と、
弁体軸を中心として該弁座に対して相対的に回動可能で、前記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、
Nを、4以上の自然数とし、
Aを、1以上の自然数とし、
(N−A)を、3以上の自然数とし、
前記弁体は、
2つ以上の前記開口同士を開放可能な弁体溝と、
A個の前記開口を前記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、
を有し、
前記相対的な回動に応じて、前記流体供給部に対する前記開口の開閉、及び前記開口同士の開閉を切換可能で、
前記N個の開口のうちA個を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放しつつ、(N−A)個の開口の前記弁体溝を介した開閉状態の切換が3通り可能なことを特徴とする。
The present invention made in view of the above circumstances is :
A fluid supply unit,
A valve seat having N openings,
A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, and in contact with the valve seat sliding contact surface with the valve seat,
N is 4 or a natural number larger than 4,
The valve body is
A valve body groove capable of opening two or more of the openings;
A valve body recess that forms a flow area in which one of the openings can be opened to the fluid supply portion;
Have
According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
For each one or more openings of the N apertures, while the opening and release open to said fluid supply through said flow region, through (N-1) pieces of the valve body groove opening wherein the possible changeover an open state in triplicate was.
The second invention of the present invention made in view of the above circumstances is:
A fluid supply unit,
A valve seat having N openings,
A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, and in contact with the valve seat sliding contact surface with the valve seat,
N is 4 or a natural number larger than 4,
The valve body is
A valve body groove capable of opening two of the openings;
A valve body recess that forms a flow area in which one of the openings can be opened to the fluid supply portion;
Have
According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
All of the following (A) to (C) are possible for one or more of the N openings.
(A) The opening is opened to the fluid supply unit through the flow area, and two of the (N-1) other openings are opened by the valve groove.
(B) The opening is opened to the fluid supply unit via the flow area, and among the (N-1) other openings, two openings having a combination different from the (A) are Open the valve body groove.
(C) The opening is opened to the fluid supply unit through the flow area, and none of the other (N-1) openings is opened by the valve groove.
The third invention of the present invention made in view of the above circumstances is
A fluid supply unit,
A valve seat having N openings,
A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, and in contact with the valve seat sliding contact surface with the valve seat,
Let N be a natural number of 4 or more,
Let A be a natural number greater than or equal to one,
Let (N−A) be a natural number of 3 or more,
The valve body is
A valve body groove capable of opening two or more of the openings;
A valve body recess that forms a flow area in which the A openings can be opened to the fluid supply portion;
Have
According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
While opening A of the N openings to the fluid supply unit via the flow area, switching of the open / close state of (NA) openings via the valve body groove is performed in three ways It is characterized by what is possible.
以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同一の説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Similar components are denoted by the same reference numerals, and the same description will not be repeated.
≪第1実施形態≫
本実施形態によれば、開口数に対する切換状態数の比を改善した流体切換弁を提供できる。特に、流体供給部に対して或る開口を開放させつつ、弁体溝を介して3通りの状態に切換ることができる。
<流体切換弁60の構成と動作>
流体切換弁60の構成と動作について説明する。まず、開口をN個有する流体切換弁60の一例として、N=4に相当する五方弁を説明する。
First Embodiment
According to the present embodiment, it is possible to provide a fluid switching valve in which the ratio of the number of switching states to the numerical aperture is improved. In particular, it is possible to switch to three states via the valve body groove while opening a certain opening to the fluid supply part.
<Configuration and Operation of
The configuration and operation of the
図1は、本実施形態の流体切換弁60の外観を示す斜視図である。図2は、図1のF−F断面図である。図3は、流体切換弁60からステータケース61と弁ケース66とを取外して透視したときの流体切換弁60の斜視図である。図4(a)は弁ケース66、弁体80、アイドラギヤ79を取外したときの図1のM矢視(正面視)図であり、図4(b)はK−K断面図である。図5は、ロータピニオンギヤ75とアイドラギヤ79と弁体80の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
[流体切換弁60の概要]
流体切換弁60の外装を成す筒形状のステータケース61の内部には、コイルを巻回した筒形状のステータ62が形成されている。ステータケース61には、外方に突出したコネクタケース63が形成されている。コネクタケース63内にはコネクタ65が設けられている。コネクタ65は、ステータ62のコイルからの配線を、外部の駆動回路に接続するコネクタピン64を有する。
[Outline of fluid switching valve 60]
Inside the
ロータ70は、マグネットを有するモータの回転子である。コネクタピン64を駆動回路に接続してステータ62のコイルに通電すると、ステータ62に磁界が生じ、弁ケース66を介して磁界がロータ70のマグネットに加わり、ロータ70が弁体軸71の回りに回転する。このモータは、ステッピングモータとして構成できる。
The
有底筒形状の弁ケース66は弁体80を覆い、流体供給部の一例である流入口Aから供給される流体が流体切換弁60の外部に拡散することを抑制している。弁ケース66の上側は、ステータ62の内周部に嵌合している。図2中、弁ケース66の下側の開口端には、弁座プレート67が接合されている。
The bottomed
弁座プレート67は、互いに厚さが異なる3つの同心円状のプレートを有しており、第一の弁座プレート部67aと、第一の弁座プレート部67aよりも小径で厚い第二の弁座プレート部67bと、第一の弁座プレート部67aより大径で薄い第三の弁座プレート部67cとを一体として有している。
The
弁座プレート67には、流体が流通可能な流入管68及び4つの連通管69が接続している。第一の弁座プレート67aは流入口Aを有しており、第二の弁座プレート67bは4つの開口B_1,B_2,B_3,及びB_4を有している。流入口Aは、流入管68を流れる流体を弁ケース66内部に供給する。4つの開口B_1−B_4それぞれは、4つの連通管69b−69eそれぞれに流体を流通させる。流入口Aと開口B_1−B_4それぞれは、弁ケース66の内部に連通している。なお、弁体80と当接する弁座プレート67の部分は研磨仕上面90となっている。
Connected to the
弁体軸71はロータ70及び弁体80の回動中心である。ロータ70が回転すると、ロータ70に接続したロータピニオンギヤ75、弁体軸71、アイドラギヤ79、アイドラ軸78を介して回転力が弁体80に伝達される。これにより弁体80は弁座プレート67に対して相対的に回動する。弁座プレート67の中心位置には、弁体軸71が嵌合する有底のロータ軸穴72が形成されている。
ロータピニオンギヤ75の下端部の回転軸周囲に設けられた凸部であるロータ駆動部先端76は、弁体80の上面に載置されている。ロータピニオンギヤ75と弁体80とは、共通の中心軸である弁体軸71のまわりにそれぞれロータ駆動軸穴77と弁体軸穴85を介して回転自在に配置されている。
The
A rotor
弁体80には弁体ギヤ83の外周から突出したストッパ84が形成されている。弁体80が所定角度回動すると、ストッパ84がアイドラピニオンギヤ79a下側のアイドラストッパ79cに当接して、弁体80の回動を制限する。
The
なお、ストッパ84は、後記する流体切換弁60の各状態の切換動作に必要な角度より弁体80が大きく回動できるように設けられている。
In addition, the
[流入口A,開口B_1−B_4]
開口B_1−B_4は、弁体軸71からそれぞれ略等距離の位置に設けられている。開口B_1−B_4は、円周方向時計回りにB_1,B_2,B_3,B_4と順番に並んでおり、開口_1,B_4は円周方向に隣接している。また、各開口B_1−B_4は、弁体軸71を中心として略等角度で配されている。例えば、開口がN個の流体切換弁60は、弁体軸71を中心とする仮想の円に内接する正N角形のそれぞれの頂点に、各開口の一部が重なるように配されている。
[Inlet A, opening B_1-B_4]
The openings B_1 to B_4 are provided at positions approximately equidistant from the
なお、開口B_1−B_4のうち、開口B_1が流入口Aに最近接している。流入口Aは、開口B_1を挟んで弁体軸71の反対側に位置している。アイドラ軸78は、弁体軸71を挟んで流入口Aとは反対側に設けられている。また、各開口B_1−B_4の直径は、上記した頂点位置にそれぞれの一部が位置すれば特に制限されないが、互いに略等しくできる。
Of the openings B_1 to B_4, the opening B_1 is closest to the inflow port A. The inlet A is located on the opposite side of the
[弁体摺接面81]
図6は、開口B_1−B_4及び弁体摺接面81の正面図である。弁体80の一面である弁体摺接面81は、開口B_1−B_4が設けられた研磨仕上面90と接しながら、弁体軸71を中心として回動する。弁体80が弁座プレート67に対して相対的に回動することで、弁座プレート67に設けられた開口B_1−B_4を開閉できる。なお、流入口Aは、弁体80の回動に依らず、流体を弁ケース66内部に供給できる。
[Valve contact surface 81]
FIG. 6 is a front view of the openings B_1-B_4 and the sliding
[流体流通部82]
弁体摺接面81には、流体流通部82が設けられている。流体流通部82は、弁体溝82a(第一の弁体溝),弁体溝82b(第二の弁体溝)、弁体凹部82cを有する。以下、弁体軸71(弁体軸穴85)から弁体凹部82cを観察したときに、反時計回り側にある弁体溝82を弁体溝82aと呼び、時計回り側にある弁体溝82を弁体溝82bと呼ぶ。
[Fluid circulation unit 82]
A
弁体溝82a,82bは弁体摺接面81に設けた溝であり、図6に例示するような弁体摺接面81の正面視において、2つ又は3つ以上の開口と重なったとき、これら開口間を流体が移動できるようにする。
The
円周方向に隣接する2つの開口それぞれは、弁体軸71を中心にして略θa=(360/N)°の角度を為している。ここではN=4の例を説明しているため、θa=90°である。
弁体溝82a,82bは、各開口B_1−B_4が位置する上記の仮想の円について、略θa離れた2点を繋ぐように設けることができる。例えば、各開口が位置する仮想の円について、図6で例示するように、略θa沿った円弧状に設けることができる。以下、このように弁体溝82a,82bが所定角度離れた仮想の円の2点を繋ぐことを、円を「切り取る」とも表現する。なお、弁体溝82a,82bは、略θaより大きい範囲を切り取るように設けても良い。
Each of the two circumferentially adjacent openings forms an angle of approximately θa = (360 / N) ° with the
The
弁体凹部82cは、弁体摺接面81の外周が、上記の仮想の円より径方向内側に近づいている部分である。弁体凹部82cは、弁体80の回動に応じて開口B_1−B_4をそれぞれ弁ケース66内部に露出させる。流入口Aから弁ケース66内部に供給される流体は、弁ケース66内部に露出した開口B_1−B_4に流入する。すなわち、弁体凹部82cは、露出した開口に対して流入口Aから供給した流体を流通させる。
The valve body
ここで例示して説明している弁体80のうち、弁体凹部82cの円周方向の2つの端部それぞれと弁体軸71を通る2つの直線で挟まれ、かつ、弁体軸71を挟んで弁体凹部82cと反対側に位置する領域C(図6参照)に含まれる上記の仮想の円の一部には、弁体摺接面81の一部が含まれている。すなわち、上記の領域Cに含まれる上記の仮想の円の少なくとも一部には、弁体溝82a,82bが設けられていない。
Of the
[開口の開放と閉塞]
以下、弁体溝82a,82bが2つ又は3つ以上の開口と重なっている状態、又は弁体凹部82cと開口が重なって弁ケース66内部に開口が露出した状態を、開口が開放していると呼ぶ。また、弁体溝82a,82bが1つ以下の開口と重なっている状態、又は開口が弁体摺接面81と重なっている状態を、開口が閉塞していると呼ぶ。
[Open and close the opening]
Hereinafter, the opening is opened in a state in which the
すなわち、開口が開放している状態とは、流体流通部82を介して、或る開口と他の開口又は流入口Aとの間で流体が流通可能な状態をいう。開口が閉塞している状態とは、弁体摺接面81や弁体溝82a,82bが、或る開口と他の開口又は流入口Aとの間の流体の流通を抑制している状態をいう。
That is, the state in which the opening is open refers to a state in which fluid can flow between a certain opening and another opening or inlet A via the
適用する機器によって異なるが、後述する機器の一例である冷蔵庫では、弁体溝82a,82bが開口を同時に開放する個数は、合計2つが好ましい。すなわち、1つが弁体溝82a,82bに対する流入口となり、もう1つが流出口となるので、冷媒は弁体溝82a,82bを一様に通過する。3つ以上の場合、例えば1つが流入口で2つが流出口の場合は、冷媒は2つの流出口から分割して流出するので、それぞれの流出口から流出する冷媒流量は減少するとともに、流出口に対応した流路抵抗の大小に応じて冷媒流量の配分が変化するので冷媒流量が一定にならない。
また、冷蔵庫の場合は同様に、弁体凹部82cが同時に開放する開口の個数は1つが好ましい。2つ以上だと、それぞれの開口に流れる冷媒流量が低減して冷却能力が減少するとともに、複数の開口のそれぞれに対応した流路抵抗の大小に応じて冷媒流量の配分が変化するので、冷却能力を安定して得るのが困難になる。
Although it changes with apparatuses applied, in the refrigerator which is an example of an apparatus mentioned later, the number of objects which valve body groove |
Moreover, similarly, in the case of a refrigerator, the number of the openings at which the
ただし、冷蔵庫を含み、機器の設計に応じて、同時に3つ以上の開口を弁体溝82a,82bが開放させても良いし、同時に2つ以上の開口を弁体凹部82cが開放させても良い。
However, depending on the design of the device, including the refrigerator, the
<流体切換弁60の状態数>
図7は、開口Bの個数Nが4の流体切換弁60に相当する五方弁の切換状態を示す図である。図6を参照しつつ説明した流体切換弁60は、図7中、五方弁5−1に相当する。図7について、弁体凹部82cによって露出している開口ごとに、弁体溝82a,82bが開放する開口の組合せが3通り存在するため、3つごとに区切って最上段に示す数値「1」−「4」として纏めている。
<Number of states of
FIG. 7 is a view showing a switching state of the five-way valve corresponding to the
図8は、開口Bの個数Nが5乃至6の流体切換弁60の切換状態を示す図である。図8においては、開口Bのうち、開口B_3を弁体凹部82cが開放している切換状態のみを示しており、他の(N−1)個の開口を弁体凹部82cが開放している場合については、開口の位置が異なるだけで図示の繰り返しになるため、これを回避している。上述した五方弁と同様に考えることで、当業者は理解できるものである。
まず、例示している弁のうち、五方弁5−1、六方弁6−1,6−2、七方弁7−1,7−2について説明する。弁体凹部82cは、開口それぞれについて、開口を流入口Aに開放させた状態で、弁体溝82a,82bが開放させる開口の組合せを3通りに切換えることができる。
FIG. 8 is a view showing a switching state of the
First, among the illustrated valves, the five-way valve 5-1, the six-way valve 6-1, 6-2, and the seven-way valve 7-1, 7-2 will be described. The
ここで、弁体凹部82cの角度範囲の中央に、或る開口B_iが重なっているとき(本実施形態では、弁体凹部82cが切り取る円弧の中央に、或る開口B_iが位置しているとき)を、説明の便宜上、原点状態と呼ぶ。原点状態としては、例えば、図6で例示する状態や、図7の最上段の数値「1」−「4」について、それぞれ順番に、「弁体角度」の行に示した角度−θa、0、+θa、+2θaに対応する状態、図8の最上段に示す角度0に対応する状態が挙げられる。これが、この開口B_iに関する1つめの切換状態である。このとき、それぞれの弁体溝82a,82bは2つ未満の開口と重なっている。
Here, when a certain opening B_i overlaps with the center of the angular range of the
以下、弁体80の弁座プレート67に対する相対回動について、時計回りの回動を正、反時計回りの回動を負とする。また、弁体凹部82cが切り取る円弧の角度を2×θpとする。このとき、θpは、開口の角度範囲、例えば、弁体軸穴85を通り開口B_1に接する2本の直線が為す角度の1倍以上に設定できる。なお、θpは、2×θp=θaや、2×θp>θaが成り立つ値にしてもよい。
Hereinafter, with respect to the relative rotation of the
原点状態から弁体80を+θp回動させると、弁体溝82a,82bの一方が2つの開口と重なる。これがこの開口B_iに関する2つめの切換状態である。原点状態から弁体80を−θp回動させると、弁体溝82a,82bの他方が2つの開口と重なる。これがこの開口B_iに関する3つめの切換状態である。
同様の切換状態をそれぞれの開口で実現できるため、例示した流体切換弁60のうち、五方弁5−1,5−2、六方弁6−1,6−2、七方弁7−1,7−2は、開口の個数Nの3倍の切換状態を実現できる。
When the
Since similar switching states can be realized by the respective openings, among the illustrated
一方、例示した流体切換弁60のうち、六方弁6−3と七方弁7−3は、2つの弁体溝82a,82bそれぞれが同時に2つの開口と重なるように設計したものである。この場合だと、1つ目の切換状態のとき、それぞれの弁体溝82a,82bは2つの開口と重なる。2つめの切換状態、及び3つめの切換状態は、弁体溝82a,82bによる開口の開放組合せは同一であり、何れの開口も閉塞する。したがって、図8で例示しているように、六方弁6−3と七方弁7−3は、開口それぞれに対して2通りの切換状態を実現できる。すなわち、開口の個数Nの2倍の切換状態を実現できる。
On the other hand, in the illustrated
また、例示した流体切換弁60のうち、五方弁5−2は、弁体溝82を1つとして、この弁体溝82が略2×θaの角度範囲に亘って上記の仮想の円を切り取るようにしたものである。この場合も五方弁5−1等と同様に、開口の個数の3倍の切換状態を実現し得る。弁体溝82の長さが長いと、弁体溝82を流通する流体の圧力が弁体80を弁座プレート67から離そうとする力を発する。このため、弁体溝82は2本である方が、弁体溝82の長さを短くし易いため好ましい。また、弁体溝82は2本である方が、後述する第2実施形態等で説明する構成を具備し易い。
Further, among the illustrated
[第1実施形態のまとめ]
本実施形態によれば、一例として説明した五方弁と同様にして、弁体凹部82cが或る開口B_i(i=1,2,・・・,N)を流入口Aに開放させている状態で、弁体溝82a,82bによる開放状態を3通りに切換え可能にできる。すなわち、開口数(ポート数)の最大3倍の切換状態を実現可能な流体切換弁を提供できる。開口数は4つ(五方弁)又は5つ(六方弁)以上であれば特に制限されない。すなわち本実施形態によれば、実現可能な切換状態数が(3×N)通りの切換が可能な開口数N≧4個の(N+1)方弁を提供できる。なお、上述したように、切換状態数が(2×N)通りで、2つの弁体溝それぞれが同時に2つ(計4つ)の開口を開放できる流体切換弁も提供し得る。
Summary of First Embodiment
According to the present embodiment, in the same manner as the five-way valve described as an example, the
≪第2実施形態≫
以下、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態の構成は、以下の点を除いて第1実施形態と同様にできる。
Second Embodiment
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the present embodiment can be the same as that of the first embodiment except for the following points.
流体切換弁を適用する機器によっては、第1実施形態で説明した切換状態の全てを実現可能な流体切換弁を提供するより、一部の切換状態を省略可能な流体切換弁を提供することが好ましいことがある。本実施形態によれば、流体切換弁を機器等に適用する場合に、その用途や機能に応じた流体切換弁の設計方法及びこれを適用した流体切換弁の構造等が明らかになる。例えば、N個の開口B_i(i=1,2,・・・,N)のうち、1つ若しくは2つ又は3つ以上のiについて、開口B_iが弁体凹部82cによって流入口Aに開放している状態で、弁体溝82a,82bによる開放状態を3通りに切換え可能で、開口の残部について、弁体溝82a,82bによる開放状態を2通り又は1通りに切換え可能な流体切換弁60を提供できる。
According to an apparatus to which a fluid switching valve is applied, a fluid switching valve capable of omitting a part of switching states rather than providing a fluid switching valve capable of realizing all of the switching states described in the first embodiment It may be preferable. According to the present embodiment, when the fluid switching valve is applied to a device or the like, a method of designing the fluid switching valve according to the application or function thereof, the structure of the fluid switching valve to which the fluid switching valve is applied, etc. For example, for one or two or three or more of N openings B_i (i = 1, 2,..., N), openings B_i are opened to inlet A by
本実施形態では、(N+1)方弁の一例として、N=4とした五方弁を説明する。本実施形態の流体切換弁60は、弁体80と弁座プレート67がステップ回動角度θpだけ相対的に回動するごとに切換状態が変化する。本実施形態では、θp=45゜の例を説明する。
In the present embodiment, a five-way valve with N = 4 will be described as an example of the (N + 1) -way valve. In the
[開口を配置する仮想の円周の複数化]
図9は、本実施形態の開口B_1−B_4の配置と弁体摺接面81の構造を示す弁体摺接面81の正面図である。説明を判り易くするために図9(a)では弁体摺接面81に、図9(b)では流体流通部82に、ハッチングを付与している。また、図9(b)には、弁体80と弁座プレート67とがステップ回動角度θpごとに相対的に回動した場合の、各開口B_1−B_4の位置を示している。さらに、図9(b)には、弁体軸71で互いに交わる仮想の直線を3本描いているが、隣接する2本の直線それぞれはθp=45°の角度を為している。
[Multiple virtual circle to place the opening]
FIG. 9 is a front view of the valve plug sliding
開口B_1,B_3は、弁体軸71から略等距離d2(外周半径)の位置に設けられている。開口B_2,B_4は、弁体軸71から略等距離d1(内周半径)の位置に設けられている。なお、d2>d1である。以下、弁体軸71を中心とする半径d2の円を外周円、半径d1の円を内周円と呼ぶ。また、θaはθpの略整数倍にできるが、略2倍又は略3倍が好ましい。
The openings B_1 and B_3 are provided at substantially equal distances d2 (peripheral radius) from the
以下、説明の便利のため、図9(a)に示すように、弁体凹部82cが切り取る外周円の円弧の中央に開口B_3が位置する状態を原点状態(回動角度θ=0°)と呼ぶ。弁体凹部82cは、図9(b)に示すように、θ1=2×θp=90°に亘って外周円の円弧を切り取っている。
Hereinafter, for convenience of description, as shown in FIG. 9A, the state in which the opening B_3 is positioned at the center of the arc of the outer circumference cut by the
各開口B_1−B_N(N=4)は、円周方向に時計回りにB_1,B_2,B_3,B_4と順番に並んでおり、円周方向に隣接する開口が位置する円周は互いに異なる。本実施形態では、内周円上に位置する開口B_2,B_4のそれぞれに隣接する開口B_1,B_3は、内周円とは異なる円である外周円上に位置している。同様に、外周円上に位置する開口B_1,B_3のそれぞれに隣接する開口B_2,B_4は、外周円とは異なる円である内周円上に位置している。 The openings B_1 to B_N (N = 4) are sequentially arranged clockwise in the circumferential direction as B_1, B_2, B_3, and B_4, and the circumferences where the openings adjacent in the circumferential direction are different from each other. In the present embodiment, the openings B_1 and B_3 adjacent to the openings B_2 and B_4 located on the inner circumferential circle are located on the outer circumferential circle which is a circle different from the inner circumferential circle. Similarly, the openings B_2 and B_4 adjacent to the openings B_1 and B_3 located on the outer circumference circle are located on the inner circumference circle which is a circle different from the outer circumference circle.
[弁体溝82a,82b]
弁体溝82a,82bは、円周方向に隣接している2つの開口を開放して、流体の流通を可能にする。弁体溝82aが切り取る円弧の角度と、弁体溝82bが切り取る円弧の角度とは、それぞれθa以上である。例えば、図9(b)で例示するように、弁体溝82aの2つの端部はθ4=2×θp=θa以上離間しており、同様に、弁体溝82bの2つの端部はθ5=2×θp=θa以上離間している。
[
The
弁体溝82a,82bは、弁体摺接面81の正面視において弁体凹部82cの切り取る角度を2等分し、かつ弁体軸71を通る直線に対して互いに略対称な形状にできる。この直線は、図9中では、開口B_1と開口B_3とを通る仮想の直線で示している。ここで、弁体溝82a,82bが互いに「対称な形状である」とは、開口を配した仮想の2つの円周に重なる領域において対称であればよい。弁体凹部82cについても同様である。
The
弁体溝82aは、角度θ4に亘って内周円を切り取る流通領域S3と、流通領域S3に繋がり、外周円の円周上まで延びる流通領域S4と、を有する。
流通領域S3は、θ4=θa=90°又はこれより大きい円弧を切り取る。また、流通領域S3は略円弧形状にできる。
流通領域S4は、流通領域S3の端部のうち、弁体凹部82cから離れた側に設けられている。流通領域S4は内周円又は外周円の径方向に略平行にできる。また、流通領域S4は径方向に(d2−d1)又はこれより長い長さである。
The
The flow area S3 cuts an arc having θ4 = θa = 90 ° or larger. Further, the circulation area S3 can be formed into a substantially arc shape.
The flow area S4 is provided on the side of the end of the flow area S3 away from the
弁体溝82bは、角度θ5に亘って内周円を切り取る流通領域S5と、流通領域S5に繋がり、外周円の円周上まで延びる流通領域S6と、を有する。
流通領域S5は、θ5=θa=90°又はこれより大きい円弧を切り取る。また、流通領域S5は略円弧形状にできる。
流通領域S6は、流通領域S5の端部のうち、弁体凹部82cから離れた側に設けられている。流通領域S6は内周円又は外周円の径方向に略平行にできる。また、流通領域S6は径方向に(d2−d1)又はこれより長い長さである。
なお、流通領域S4,S6が切り取る外周円の角度は後述するθ0と同様にでき、開口B_1,B_3の略全部と重なることができる角度にできる。
The
The flow area S5 cuts out an arc of θ5 = θa = 90 ° or larger. Further, the flow area S5 can be formed into a substantially arc shape.
The flow area S6 is provided on the side of the end of the flow area S5 away from the
The angle of the outer circumference circle cut out by the flow areas S4 and S6 can be the same as θ0 described later, and can be an angle that can be overlapped with substantially all of the openings B_1 and B_3.
[弁体凹部82c]
弁体80と弁座プレート69との相対的な回動により、弁体凹部82cとともに、流体が流通可能な流通領域S1,S2が弁体軸79のまわりを回動する。以下、弁体凹部82cが流通領域S1,S2を有すると表現する。弁体凹部82cは、弁体摺接面81の正面視において弁体凹部82cの中央及び弁体軸71を通る上記の直線に対して略対称な形状にできる。
[
The relative rotation between the
弁体凹部82cは、角度θ1=2×θpに亘って外周円を切り取る流通領域S1と、流通領域S1の中央側に位置して流通領域S1と繋がり、角度θ0に亘って内周円を切り取る流通領域S2とを有する。流通領域S1は、切り取った外周円の円弧より径方向外側の領域を含んでいる。流通領域S2は、連通領域S1の切り取る外周円の中央及び弁体軸穴85を通る直線を一部に含むと好ましい。
The
流入口Aから供給される流体は、流通領域S1及び流通領域S2を流通できる。このため、流通領域S1,S2と重なることで開口B_iが弁ケース66内部に露出すると、この開口B_iが流入口Aに対して開放される。すなわち、流入口Aから供給される流体が、この開口に流入する。本明細書では、この状態を、開口が弁体凹部82cと重なるとも表現する。
The fluid supplied from the inlet A can flow through the flow area S1 and the flow area S2. Therefore, when the opening B_i is exposed to the inside of the
本実施形態では、θ1=(2×θp)であるとしたが、これより大きくしても良い。また、θ0は0°より大かつθ1未満である。より具体的には、θ0の下限は、開口B_2,B_4の略全体と重なることができる角度にできる。また、θ0の上限をθ1未満とすることで、内周円上の開口B_2,B_4が弁体凹部82cに重なる角度範囲と、外周円上の開口B_1,B_3が弁体凹部82cに重なる角度範囲とを異ならせることができる。このため、内周円上の開口B_2,B_4について、弁体80を回動させたときに実現可能な弁体溝82a,82bによる切換状態数を減少させることができる。この点については別途後述する。これにより、流体切換弁60が適用される機器の用途に応じて、流体回路が実現するモードの一部を省略できる。
In the present embodiment, although θ1 = (2 × θp), it may be larger than this. Also, θ0 is greater than 0 ° and less than θ1. More specifically, the lower limit of θ0 can be an angle that can overlap substantially the entire openings B_2 and B_4. Further, by setting the upper limit of θ0 to less than θ1, the angle range in which the openings B_2 and B_4 on the inner circumferential circle overlap the
[流通領域の分布]
弁体凹部82cの流通領域S1,S2のうち、切り取る円弧の角度が大きい流通領域S1が位置する側の円周上には、流通領域S4,S6のうち、流通領域S3,S5と繋がる端部とは異なる部分が位置している。
また、弁体凹部82cの流通領域S1,S2のうち、切り取る円弧の角度が小さい流通領域S2が位置する側の円周上には、流通領域S3,S5が位置している。すなわち、弁体溝82a,82bのうち、例えばθa離れた円の2点を切り取る部分が位置している。
[Distribution area distribution]
Of the flow areas S1 and S2 of the
Further, of the flow areas S1 and S2 of the
[仕切部94]
弁体溝82a,82bそれぞれと弁体凹部82cの間には、弁体摺接面81の一部が存在する。これを仕切部94と呼ぶ。
より具体的には、弁体溝82a,82bそれぞれの、弁体凹部82c側の端部又は端部近傍の径方向外側には、流通領域S1の一部が存在しており、弁体溝82a,82bそれぞれの、弁体凹部82c側の端部の円周方向側には、流通領域S2が存在している。この弁体溝82a,82bの端部と、流通領域S1との径方向の間又は流通領域S2との円周方向の間に位置する弁体摺接面81が、仕切部94である。
[Partitioner 94]
A portion of the valve element sliding
More specifically, a part of the flow area S1 exists at the end in the
仕切部94により、弁体溝82aや弁体溝82bを流れる流体が、自らの圧力で仕切部94を越えて弁体凹部82cに漏れることを抑制できる。仕切部94の範囲を大きくすると、より効果的に流体の漏れを抑制できるので好ましい。
The
[開口の径方向の離間]
開口が配されている2円周の直径の差[2×(d2−d1)]は、開口B_1−B_4の直径よりも大きい。また、開口B_2,B_4の外周に接する仮想の円の直径よりも、開口B_1,B_3の内周に接する仮想の円の直径の方が大きくなるように各開口B_1−B_4は配置されている。このように開口B_1−B_4を配することで、内周円側の流通領域S2,S3及びS5が外周円側の開口B_1,B_3に重なることや、外周円側の流通領域S1,S4及びS6が内周円側の開口B_2,B_4に重なることを抑制できる。
[Radial separation of openings]
The difference [2 × (d2-d1)] of the diameters of the two circumferences in which the openings are arranged is larger than the diameter of the openings B_1-B_4. The openings B_1 to B_4 are arranged such that the diameter of an imaginary circle in contact with the inner circumference of the openings B_1 and B_3 is larger than the diameter of an imaginary circle in contact with the outer circumference of the openings B_2 and B_4. By arranging the openings B_1 to B_4 in this manner, the flow areas S2, S3 and S5 on the inner circumference circle overlap the openings B_1 and B_3 on the outer circumference side, and the distribution areas S1, S4 and S6 on the outer circumference side Can be prevented from overlapping the openings B_2 and B_4 on the inner circumferential side.
[流体切換弁の状態数]
図10は、本実施形態の流体切換弁60が実現する8つの状態を示す図である。流体切換弁60は、上述の通り、内周円上の開口B_2,B_4が弁体凹部82cに重なる角度範囲は小さいため、開口B_2,B_4それぞれを流入口Aに対して開放させる条件での切換状態の組合せが第1実施形態の3から1に減少して、一部消滅している。すなわち、流体切換弁60の一例である五方弁が実現する状態数は、12より4つ小さい。
以下、各状態における流入口Aと開口B_1−B_4の開放状態について、弁体凹部82cが開放する開口ごとに説明する。
[Number of states of fluid switching valve]
FIG. 10 is a view showing eight states realized by the
Hereinafter, the open state of the inflow port A and the openings B_1 to B_4 in each state will be described for each opening at which the
((4)原点状態)
回動角度θ=0°の原点状態(第4状態)では、弁体凹部82cにより開口B_3が弁体80から露出して、弁ケース66内部に露出している。このため、流入口A、弁ケース66及び開口B_3を介して、流入管68及び連通管69dが連通し、流体が流通可能になる。開口B_1,B_2及びB_4は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
((4) Origin state)
In the origin state (the fourth state) in which the rotation angle θ = 0 °, the opening B_3 is exposed from the
このため、例えば流入管68及び連通管69dを含むサイクルを形成する流体回路を有する機器に流体切換弁60を適用すれば、この機器について1つのモードを実現できる。
Therefore, if the
((5)第5状態)
第5状態は、弁体80が弁座プレート69に対して、原点状態から略+θpだけ相対的に回動した状態である。すなわち、回動角度θは略+θp=45°である。
第5状態では、弁体凹部82cにより開口B_3が弁ケース66内部に露出している。また、開口B_1、B_4が弁体溝82bによって開放している。このため、連通管69b及び69eの間を流体が流通可能になる。
((5) fifth state)
The fifth state is a state in which the
In the fifth state, the opening B_3 is exposed to the inside of the
このため、例えば、連通管69dが連通管69b又は連通管69eの一方と接続し、かつ、他方が流入管68に接続した流体回路を持つ機器に流体切換弁60を適用すれば、この機器について1つのモードを実現できる。開口B_2は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
Therefore, for example, if the
((3)第3状態)
第3状態は、弁体80が弁座プレート69に対して、原点状態から略−θpだけ相対的に回動した状態である。
第3状態では、弁体凹部82cにより開口B_3が弁ケース66内部に露出している。また、開口B_1、B_2が弁体溝82aによって開放している。このため、連通管69b及び69cの間を流体が流通可能になる。
((3) third state)
The third state is a state in which the
In the third state, the opening B_3 is exposed to the inside of the
このため、例えば、連通管69dが連通管69b又は連通管69cの一方と接続し、かつ、他方が流入管68に接続した流体回路を持つ機器に流体切換弁60を適用すれば、この機器について1つのモードを実現できる。開口B_4は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
Therefore, for example, if the
((8)第8状態)
回動角度θが略+4×θp=−4×θp=180°の第8状態では、弁体凹部82cにより開口B_1が弁ケース66内部に露出している。開口B_2、B_3及びB_4は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
((8) eighth state)
In the eighth state in which the rotation angle θ is approximately + 4 × θp = −4 × θp = 180 °, the opening B_1 is exposed inside the
((1)第1状態)
第1状態は、回動角度θが略−3×θp=−135°の状態である。
第1状態では、弁体凹部82cにより開口B_1が弁ケース66内部に露出している。また、開口B_2、B_3が弁体溝82bによって開放している。開口B_4は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
((1) first state)
The first state is a state in which the rotation angle θ is approximately −3 × θp = −135 °.
In the first state, the opening B_1 is exposed to the inside of the
((7)第7状態)
第7状態は、回動角度θが略+3×θp=+135°の状態である。
第7状態では、弁体凹部82cにより開口B_1が弁ケース66内部に露出している。また、開口B_3、B_4が弁体溝82aによって開放している。開口B_2は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
((7) seventh state)
The seventh state is a state in which the rotation angle θ is approximately + 3 × θp = + 135 °.
In the seventh state, the opening B_1 is exposed to the inside of the
((6)第6状態)
第6状態は、回動角度θが略+2×θp=+90°の状態である。
第6状態では、弁体凹部82cにより開口B_4が弁ケース66内部に露出している。開口_1、B_2及びB_3は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通をが抑制されている。
((6) sixth state)
The sixth state is a state in which the rotation angle θ is approximately + 2 × θp = + 90 °.
In the sixth state, the opening B_4 is exposed to the inside of the
((2)第2状態)
第2状態は、回動角度θが略−2×θp=−90°の状態である。
第2状態では、弁体凹部82cにより開口B_2が弁ケース66内部に露出している。開口B_1、B_3及びB_4は閉塞しており、他の開口及び流入口Aとは、互いに流体の流通が抑制されている。
((2) second state)
The second state is a state in which the rotation angle θ is approximately −2 × θp = −90 °.
In the second state, the opening B_2 is exposed to the inside of the
[各開口に対応した状態数]
上記で説明したように、本実施形態の流体切換弁60の開口B_1、B_3は、弁体凹部82cにより弁体80から露出した条件を満たしつつ、3通りに状態を切換え可能である。一方、開口B_2、B_4は、1通りの状態のみが実現可能である。以下、開口B_1、B_3のように、3通りの状態が可能な開口を非縮退口と、1通り又は2通りの状態が可能な開口を縮退口と呼ぶ。
[Number of states corresponding to each opening]
As described above, the openings B_1 and B_3 of the
本実施形態では、外周円上と内周円上にそれぞれ2つの開口を配しているため、非縮退口と縮退口が2つずつであるが、開口の位置や弁体溝82の形状を変更することで、任意に非縮退口と縮退口の個数を設定できる。
In the present embodiment, since two openings are respectively arranged on the outer circumference circle and the inner circumference circle, there are two non-degeneration ports and two degeneration ports, but the positions of the openings and the shape of the
なお、本実施形態の縮退口が実現する状態数は1であるが、弁体凹部82cの角度を調整することで状態数を2にすることもできる。
Although the number of states realized by the degeneration port of this embodiment is one, the number of states can also be two by adjusting the angle of the
[状態の切換]
弁体80と弁座プレート69をθpずつ相対的に回動させることで、第1−第8状態を順番に切換え可能である。なお、回動は円周方向の移動であるため、第8状態と第1状態も互いに遷移可能である。但し、上述したストッパ84を利用して弁体80の回動角度範囲を制限すれば、何れかの2つの状態間の遷移を制限できる。これは、第1−第8状態の何れかを実現する必要がないときなどに採用すると好ましい。
[Change of state]
The first to eighth states can be sequentially switched by rotating the
[第2実施形態のまとめ]
本実施形態によれば、第1実施形態の流体切換弁の技術的思想を適用しつつ、一部の切換状態を省略可能な流体切換弁を提供できる。例えば、2つの開口B_1、B_3それぞれについて、流通領域S1、S2を介して流入口Aに対して開放させつつ、弁体溝82a、82bを介して開口同士の開閉状態を3通りに切換可能である。
Summary of Second Embodiment
According to the present embodiment, it is possible to provide the fluid switching valve capable of omitting part of the switching state while applying the technical idea of the fluid switching valve of the first embodiment. For example, while the two openings B_1 and B_3 are opened to the inflow port A via the flow areas S1 and S2, respectively, the open / close states of the openings can be switched in three ways via the
一部の切換状態を省略することは、その他にも、円周方向に隣接する開口のうち、一部が為す角度を略θa=(360/N)°と異なる値にすることでも実現できる。例えば、θaより大きい値にすれば、弁体溝82a,82bがθaに亘る場合、一部の状態が実現できなくなることは明らかである。
The omission of the partial switching state can also be realized by setting the angle formed by a part of the openings adjacent in the circumferential direction to a value different from approximately θa = (360 / N) °. For example, it is obvious that when the
流体切換弁60が有する開口の個数Nは、4以上であれば特に制限されないが、本実施形態のように偶数、特に好ましくは4にすると、内周円と外周円に開口を交互に配することができる。また、このとき、構造の対称性が向上するため、設計を容易にできる。
The number N of openings of the
流体切換弁60を適用する機器の用途などに応じて、1個、2個、3個又は4個以上若しくはN/2個以上又はN個の開口それぞれについて、流通領域S1、S2を介して流入口Aに対して開放させつつ、弁体溝82a、82bを介して開口同士の開閉状態を3通りに切換可能にしてもよい。また、同様に、1個、2個、3個又は4個以上若しくはN/2個以上又はN個の開口それぞれについて、流通領域S1、S2を介して流入口Aに対して開放させつつ、弁体溝82a、82bを介して開口同士の開閉状態を2通りに切換可能にしてもよい。
なお、開口を配する仮想の円周を3つ以上にしても良い。
Depending on the application of the device to which the
In addition, three or more virtual circumferences in which the openings are disposed may be provided.
≪第3実施形態≫
以下、本発明の第3実施形態を説明する。本実施形態の構成は、以下の点を除いて第2実施形態と同様にできる。本実施形態によれば、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
Third Embodiment
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the present embodiment can be the same as that of the second embodiment except for the following points. According to this embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
図11は、本実施形態の開口B_1−B_4の配置と弁体摺接面81の構造を示す弁体摺接面81の正面図である。説明を判り易くするために図11(a)では弁体摺接面81に、図11(b)では流体流通部82に、ハッチングを付与している。また、図11(b)には、弁体80と弁座プレート71とがステップ回動角度θpごとに相対的に回動した場合の、各開口B_1−B_4の位置を示している。
本実施形態は、第2実施形態に対して、内周側の構成と外周側の構成とを交換した場合の一例に関する。すなわち、開口B_1、B_3は内周円上に位置し、開口B_2、B_4は外周円上に位置している。
FIG. 11 is a front view of the valve plug sliding
The present embodiment relates to an example in the case where the configuration on the inner circumferential side and the configuration on the outer circumferential side are exchanged with respect to the second embodiment. That is, the openings B_1 and B_3 are located on the inner circumference circle, and the openings B_2 and B_4 are located on the outer circumference circle.
流通領域S2、S3及びS5は外周円上を含む領域であり、流通領域S1、S4及びS6は内周円上を含む領域である。流通領域S2の角度範囲は0°より大で、かつ、流通領域S1の角度範囲θ1未満である。 The distribution areas S2, S3 and S5 are areas including the outer circumference circle, and the distribution areas S1, S4 and S6 are areas including the inner circumference circle. The angular range of the flow area S2 is greater than 0 ° and less than the angular range θ1 of the flow area S1.
図12は、本実施形態の流体切換弁60が実現する8つの状態を示す図である。各状態における流入口A及び開口B_1−B_4の開放状態は、第2実施形態で説明したものと同様である。
FIG. 12 shows eight states realized by the
[第2実施形態と第3実施形態との比較]
第3実施形態によっても、第2実施形態と同様に、一部の切換状態を省略可能な流体切換弁60を提供できる。但し、第3実施形態における流体切換弁60は、円弧の切り取り角度が小さい流通領域S2が外周円側に位置し、流通領域S2と繋がっている流通領域S1が内周円側に位置している。このため、第2実施形態に比して、内周円側にある流通領域S1への流体に対する流通抵抗が大きくなる。このため、弁体凹部82cが切り取る(弁体凹部82cに重なる)円弧の角度は、内周円側よりも外周円側の方が大きいと好ましい。
[Comparison between the Second Embodiment and the Third Embodiment]
Also in the third embodiment, as in the second embodiment, it is possible to provide the
≪第4実施形態≫
以下、本発明の第4実施形態を説明する。本実施形態の構成は、以下の点を除いて第2実施形態と同様にできる。本実施形態の流体切換弁60は、θp=θ2又はθ3=(θa−θp)の相対回動毎に状態が切換る。
図13は、本実施形態の開口B_1−B_4の配置と弁体摺接面81の構造を示す弁体摺接面81の正面図である。説明を判り易くするために図13(a)では弁体摺接面81に、図13(b)では流体流通部82に、ハッチングを付与している。また、図13(b)には、弁体80と弁座プレート71とがステップ回動角度θp=θ2又はθ3ごとに相対的に回動した場合の、各開口B_1−B_4の位置を示している。図13(b)には、弁体軸71で互いに交わる仮想の直線がθpごとに引かれている。本実施形態では、θpを、θa=90°の半分より小さい1/3の略30°としている。
Fourth Embodiment
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the present embodiment can be the same as that of the second embodiment except for the following points. The state of the
FIG. 13 is a front view of the valve plug sliding
本実施形態の流通領域S4、S6は、弁体溝82a、82bそれぞれが設けられている角度範囲を増加させる方向に延在している。より具体的には、流通領域S4、S6の端部のうち、流通領域S3、S5と繋がる端部同士の離間角度θ8より、流通領域S3、S5と繋がる端部とは異なる端部同士の離間角度θ6の方が小さい。
The flow areas S4 and S6 of the present embodiment extend in the direction of increasing the angular range in which the
これにより、流通領域S4、S6によっても、弁体溝82a、82bの角度範囲の一部を担わせることができる。例えば第2実施形態では、流通領域S3、S5のそれぞれが内周円をθa切り取ることで、弁体溝82a、82bの角度範囲θaのすべてを確保していた。しかし、本実施形態のように構成すると、流通領域S3、S5が切り取る円弧の角度を小さくできる。本実施形態では、流通領域S3、S5が内周円を2×θp=60°<θaに亘って切り取り、流通領域S4、S6が、それより小さいθp=30°に亘って、内周円と外周円の間の領域を延在するように設けられている。
As a result, the flow areas S4 and S6 can also play a part of the angular range of the
上記のようにしたことで、θ6を略2×θp=60°にできる。すなわち、弁座プレート69と弁体80とを原点状態から+方向又は−方向にθpだけ相対的に回動させることで、弁体溝82a、82bと開口B_1を重ねることができる。また、流通領域S3、S5の弁体凹部82c側の端部を、弁体凹部82cから遠方に位置させることができる。このため、仕切部94の範囲を拡大させ、弁体溝82a、82bそれぞれと弁体凹部82cとの間を流体が乗り越えることを効果的に抑制できる。
なお、本実施形態の流通領域S1の角度範囲θ1は、θ6=2×θp=60°以上にできる。
By the above, θ6 can be made approximately 2 × θp = 60 °. That is, the
In addition, angle range (theta) 1 of distribution area | region S1 of this embodiment can be made into (theta) 6 = 2x (theta) p = 60 degrees or more.
[状態の切換]
図14は、本実施形態の流体切換弁60が実現する8つの状態を示す図である。外周円側の開口B_1、B_3については、弁座プレート69と弁体80とをθpずつ相対的に回動させることで3通りの状態を切換えることができる。すなわち、同一の開口を弁体凹部82cに重ねる第3、4、5状態間や、第7、8、1状態間の遷移はθpの回動で可能である。
一方、開口同士の離間角度はθa=90゜≒3×θpであり、流通領域S2に対しては、時計回り及び反時計回り方向にθpの範囲で流通領域S1が設けられているため、弁体凹部82cに重ねる開口を変化させる第1、2、3状態間の遷移や第5、6、7状態間の遷移は、θ3=(θa−θp)≒2×θp≒60°の回動で可能である。
[Change of state]
FIG. 14 is a diagram showing eight states realized by the
On the other hand, the separation angle between the openings is θa = 90 ° ≒ 3 × θp, and for the flow area S2, the flow area S1 is provided in the range of θp in the clockwise and counterclockwise directions. The transition between the first, second and third states and the transition between the fifth, sixth and seventh states that change the opening superimposed on the
≪第5実施形態≫
以下、本発明の第5実施形態を説明する。本実施形態は、流体切換弁60を適用した機器の一例である冷蔵庫1に関する。本実施形態によれば、機器に適したモード数を持つ流体回路と、この流体回路を備えた機器を提供できる。本実施形態では、一例として、第4実施形態で説明した流体切換弁を適用した流体回路を持つ冷蔵庫1を説明する。
Fifth Embodiment
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment relates to the
[冷蔵庫1の概要]
図15は、冷蔵庫1の正面外観に流体回路の概要を付記した図である。冷蔵庫1は、上方から、冷蔵室2と、左右に並べた製氷室3及び上段冷凍室4と、下段冷凍室5と、野菜室6と、を有している。冷蔵庫1の各扉2a、2b、3a、4a、5a、6aは、冷蔵庫前面の開口を開閉する。各扉を開くと、温かい外気が冷蔵庫1の前面の開口周縁部と接触するため、開口周縁に結露が生じるおそれがある。このため、高温の冷媒を通過させる結露抑制配管17が開口周縁部の一部又は全部に埋設されている。
[Overview of Refrigerator 1]
FIG. 15 is a diagram in which the outline of the fluid circuit is added to the front appearance of the
[流体回路の構成]
図16は、冷蔵庫1が備える流体回路(冷凍サイクル)の回路図である。冷蔵庫1は、流体として冷媒を用いた冷凍サイクルを駆動している。冷凍サイクルは、流体切換弁60に加えて、圧縮機51、凝縮器52、結露抑制配管17、減圧部54、冷却器7、配管55、56、57を有している。なお、冷媒は、例えばイソブタンを採用できる。
[Fluid circuit configuration]
FIG. 16 is a circuit diagram of a fluid circuit (refrigeration cycle) included in the
流入口Aには、流入口A側から順に、配管55、凝縮器52、圧縮機51、冷却器7が接続されている。冷媒は、圧縮機51で高温高圧となって凝縮器52と配管55を流れて流入口Aに到達する。
開口B_1、B_3には、それぞれ結露抑制配管17の一端及び他端が接続している。
開口B_2には第一の減圧部54aの一端が接続し、開口B_4には第二の減圧部54bの一端が接続している。第一の減圧部54a及び第二の減圧部54bの他端は、それぞれ合流部89で接続している。第一の減圧部54a又は第二の減圧部54bを通過した冷媒は、合流部89を通過した後、冷却器7に流入し、圧縮機51に戻る。第一の減圧部54aと第二の減圧部54bでは、通過する冷媒の減圧量が異なる。例えば、2つの減圧部54としてキャピラリーチューブを採用し、その径を異なるものにできる。
The
One end and the other end of the condensation prevention piping 17 are connected to the openings B_1 and B_3, respectively.
One end of a
上記のように構成した流体回路では、開口B_2、B_4が冷媒を流体切換弁60の下流に流して流入口Aに送り、開口B_1、B_3が冷媒を流体切換弁60の他の開口に流す。以下、冷媒を流体切換弁60の下流に流す開口を送流口と呼び、他の開口に流す開口を還流口と呼ぶ。1つの送流口及び流入口Aを含むサイクルを形成するように流体切換弁60の状態を切換えたり、さらに偶数個の還流口を含むサイクルを形成するように流体切換弁60の状態を切換えることで、機器にさまざまなモードを実現させることができる。
In the fluid circuit configured as described above, the openings B_2 and B_4 flow the refrigerant downstream of the
また、結露防止配管17や減圧部54のように、流体が供給されることで流体の温度や圧力等を変化させたり、機器に対して何らかの機能を発揮させたりするものを機能部と呼ぶ。結露抑制配管17や減圧部54は、機能部の一例である。 Also, as the condensation prevention piping 17 and the decompression unit 54, a unit that changes the temperature, pressure, etc. of the fluid by supplying the fluid, or causes the device to exhibit some function is called a functional unit. The condensation suppression piping 17 and the decompression unit 54 are examples of a functional unit.
図16で例示するように、流体回路は、互いに繋がっている2つの還流口の一方が弁体溝82a又は弁体溝82bと重なり、他方が凹部82cと重なる状態が存在するように設計されている。ここで、本実施形態のように送流口と還流口とを円周方向に交互に配すると、上記のような状態が出現しやすいため好ましい。
As exemplified in FIG. 16, the fluid circuit is designed such that one of the two return ports connected to each other overlaps the
また、非縮退口である開口B_1、B_3を還流口に設定し、縮退口である開口B_2、B_4を送流口に設定している。状態数の多い非縮退口を還流口に設定することで、2つの還流口の間に設けられた機能部を選択して流体を供給するモードを実現し易くなる。これにより、流体切換弁60の各状態に対して、機器の各モードを重複しないように対応づけやすくなり、モード数を増加できる。
Further, the openings B_1 and B_3 which are non-degenerate ports are set as the reflux ports, and the openings B_2 and B_4 which are degenerate ports are set as the flow ports. By setting the non-degenerate port having a large number of states as the reflux port, it becomes easy to realize the mode of supplying the fluid by selecting the functional unit provided between the two reflux ports. This makes it easy to correspond each state of the
[流体回路のモード]
流体切換弁60の切換状態に応じた流体回路のモードについて説明する。図17乃至図23は、それぞれ順に、冷蔵庫1の流体回路のモードである第1モード乃至第7モード時の、冷媒の流路を示す図である。図24は、流体切換弁60の状態と流体回路のモードとの対応を示す図である。本実施形態では、7つのモードを実行する機器を説明する。なお、図示の便宜上、開口Bの位置関係が実際の位置関係と異なるものになっている。具体的には、図16乃至23では、開口Bを時計回りにB_1、B_2、B_4、B_3の順で記載しているが、実際には図24に例示するように、時計回りにB_1、B_2、B_3、B_4の順である。
[Mode of fluid circuit]
The mode of the fluid circuit according to the switching state of the
[各モードに共通の事項]
圧縮機51により圧縮された高温高圧の冷媒は、凝縮器52に流入し、凝縮器52で空気(庫外空気)と熱交換することにより冷却される。凝縮器52から流出した冷媒は、第一冷媒配管55を経て、流体切換弁60の流入口Aに流入する。冷媒は各モードに応じて流通した後、送流口である開口B_2又はB_4によって流体切換弁60の下流に流れる。さらに冷媒は、減圧部54によって減圧して低温低圧となり、合流部89に至る。その後、冷媒は冷却器7に流入し、周囲空気と熱交換して圧縮機51に戻る。以下、各モードについて説明する。
[Items common to each mode]
The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the
[各モードの概要]
第1モードは、結露抑制配管17及び第一の減圧部54aに冷媒を流通させる。冷媒は、図示するようにL1、L2の経路を流れて、開口B_1側から結露防止配管17を通過する。これを第一の結露抑制モードと呼ぶ。
第2モードは、第一の減圧部54aに冷媒を流通させる。冷媒は、図示するようにL3の経路を流れて、結露防止配管17には送り出されない。これを第一のバイパスモードと呼ぶ。
第3モードは、結露抑制配管17及び第一の減圧部54aに冷媒を流通させる。冷媒は、図示するようにL4、L5の経路を流れて、開口B_3側から結露防止配管17を通過する。これを第二の結露抑制モードと呼ぶ。
第4モードは、送流口である開口B_2、B_4をともに閉塞し、冷媒の流通を遮断している。本実施形態ではこのとき、圧縮機51を停止させる。これを停止モードと呼ぶ。送流口である開口B_2、B_4が閉塞されているため、凝縮器52、結露抑制配管17や配管55、56の比較的高温な冷媒が冷却器7に流れ込み、冷却器7の温度を上昇させることを抑制できる。
第5モードは、結露抑制配管17及び第二の減圧部54bに冷媒を流通させる。冷媒は、図示するようにL4、L6の経路を流れて、開口B_3側から結露防止配管17を通過する。これを第三の結露抑制モードと呼ぶ。
第6モードは、第二の減圧部54bに冷媒を流通させる。冷媒は、図示するようにL7の経路を流れて、結露防止配管17には送り出されない。これを第二のバイパスモードと呼ぶ。
第7モードは、結露抑制配管17及び第二の減圧部54bに冷媒を流通させる。冷媒は、図示するようにL1、L8の経路を流れて、開口B_1側から結露防止配管17を通過する。これを第四の結露抑制モードと呼ぶ。
第8状態に対応するモードは、第4モードと同様の停止モードである。第8状態に対応するモードを実行可能にしても良いが、本実施形態では、ストッパ84を用いて第8状態に対応するモードへの遷移を抑制している。
[Overview of each mode]
In the first mode, the refrigerant is caused to flow through the condensation suppression piping 17 and the first
In the second mode, the refrigerant is caused to flow through the first
In the third mode, the refrigerant is caused to flow through the condensation suppression piping 17 and the first
In the fourth mode, both of the openings B_2 and B_4, which are the flow inlets, are closed to block the flow of the refrigerant. At this time, the
In the fifth mode, the refrigerant is caused to flow through the condensation suppression piping 17 and the second
In the sixth mode, the refrigerant is caused to flow through the second
In the seventh mode, the refrigerant is caused to flow through the condensation suppression piping 17 and the second
The mode corresponding to the eighth state is the same stop mode as the fourth mode. Although the mode corresponding to the eighth state may be made executable, in the present embodiment, the
[結露防止配管17を流れる冷媒の向き]
結露抑制配管17には凝縮器52を経由した後の高温の冷媒が流れるが、冷蔵庫本体前面16の開口周縁部を加熱する間に温度が低下する。すなわち、結露抑制配管17を流れる冷媒は、その上流側が高温で下流側が低温の温度分布となる。開口周縁部の結露を効果的に抑制するには、最も低温となる下流側を、外気の露点温度よりも高温に保つ必要がある。このとき、結露防止配管17に流す冷媒の向きを変更できないと、下流側の結露を抑制しようとすれば、上流側の温度は露点温度よりも比較的高くなるため、庫内に進入する熱量が増加し、省エネ性の向上が困難になる。
[Direction of refrigerant flowing through condensation prevention piping 17]
The high temperature refrigerant after passing through the
本実施形態によれば、結露防止配管17に流す冷媒の向きを変更できるため、結露防止配管17の上流側と下流側との温度差を低減して、省エネ性を向上できる。 According to the present embodiment, since the direction of the refrigerant to be supplied to the condensation prevention piping 17 can be changed, the temperature difference between the upstream side and the downstream side of the condensation prevention piping 17 can be reduced, and the energy saving performance can be improved.
[2つの減圧部]
冷蔵庫1内に新たな食品を追加するべく使用者が扉を開閉すると、食品とともに暖かい外気も冷蔵庫1内に侵入する。食品の保存性の観点から、庫内を短時間に冷却する強運転の実行が望まれる。このときには減圧部54による圧力降下は小さい方が望ましく、弱い絞りがよい。
[Two decompression units]
When the user opens and closes the door in order to add new food into the
一方、扉の開閉が少ない場合は、冷蔵庫1の内部に侵入する熱量は少ない。この熱量と釣り合わせることで足りる定常運転(弱運転)時は、圧縮機51を低速で運転しつつ強い絞りに冷媒を流すことが望ましい。例えば第一の減圧部54aを強運転に適した弱い(内径の太い)絞り、第二の減圧部54bを定常運転に適した強い(内径の細い)絞りとすれば、強運転と定常運転とのそれぞれに適した圧力降下が得られるので、省エネルギ性能を高くできる。
On the other hand, when the opening and closing of the door is small, the amount of heat entering the inside of the
[モードの配列]
第1モードから第3モードにおいては、送流口は開口B_2である。すなわち、冷媒は第一の減圧部54aを経由する。一方、第5モードから第7モードにおいては、送流口は開口B_4である。すなわち、冷媒は第二の減圧部54bを経由する。
Array of modes
In the first to third modes, the air inlet is the opening B_2. That is, the refrigerant passes through the first
冷蔵庫1は、強運転及び通常運転によって使用に適する圧力降下量が異なる。本実施形態では、同一の減圧部54に対応するそれぞれ3つのモードが隣接しているため、強運転及び通常運転それぞれの実行中、モードの切換制御を簡潔にできる。
The
また、結露抑制配管17を経由し、冷媒流れの向きが互いに逆である第1モード及び第3モードの間にはバイパスモードである第2モードが位置し、同様に、第5モード及び第7モードの間にはバイパスモードである第6モードが位置している。このため、結露抑制配管17を経由する冷媒流れを切換える際、その間に第2モードや第6モードを実行し易い。バイパスモードを実行せずに、急激に流れの向きを反転させると、冷媒流れの慣性負荷による悪影響が懸念される。本実施形態によれば、このような負荷を抑制できる。 In addition, a second mode which is a bypass mode is located between the first mode and the third mode in which the refrigerant flow directions are opposite to each other via the condensation suppression piping 17 and, similarly, the fifth mode and the seventh mode A sixth mode, which is a bypass mode, is located between the modes. For this reason, when switching the refrigerant | coolant flow which passes condensation suppression piping 17, it is easy to perform a 2nd mode and a 6th mode in the meantime. If the flow direction is rapidly reversed without performing the bypass mode, there is a concern that the refrigerant flow may be adversely affected by the inertial load. According to the present embodiment, such a load can be suppressed.
[流体切換弁の設計によるモード省略]
図25は、冷蔵庫1の冷媒回路に対して、(a)第1実施形態で説明した流体切換弁を適用した場合と、(b)第4実施形態で説明した流体切換弁を適用した場合それぞれについて、実現するモードを示す図である。
[Mode omitted due to design of fluid switching valve]
FIG. 25 shows the case where the fluid switching valve described in the first embodiment is applied to the refrigerant circuit of the
図25において、開口B_1−B_4、各機能部、弁体溝82a、82bについては状態(0)のみ符号を付している。
本実施形態では、N=4の五方弁において、3×N=12通りが可能な流体切換弁60ではなく、その内8通りのみが可能な流体切換弁60を用いた。これにより、上述したようなモードの配列になり、冷蔵庫1として好ましいモード制御が可能になった。
In FIG. 25, only the state (0) is denoted by the opening B_1-B_4, each functional portion, and the
In this embodiment, in the N = 4 five-way valve, not the
一方、本実施形態の流体回路について12通りが可能な流体切換弁60を適用した場合を検討する。このとき、上述した8つの状態に加えて、図25(a)で示すように、例えばモード1、2の間に新たな漏1モードが出現する。この漏1モードは、流入口Aからの冷媒を減圧部54aに送流すると同時に、結露抑制配管17から減圧部54bにも流通させている。すると、結露抑制配管17中の高温冷媒が図示破線矢印の経路を経由して冷却器7に流出し、冷却器7が温度上昇するので、冷蔵庫1においてこのモードが出現することは好ましくない。その他の新たに出現する漏2乃至漏4モードも同様である。
On the other hand, a case is considered where the
本実施形態は、上述のような構成を適用することで、これらの好ましくないモードを省略可能にしている。これにより、各モードの切換の過程では、結露抑制配管17が接続される2つの還流口それぞれの閉塞を維持できる。このように、流体切換弁60を適用する機器に、より適した設計を可能にしている。
In the present embodiment, these undesirable modes can be omitted by applying the above-described configuration. As a result, in the process of switching between the modes, it is possible to maintain the closure of each of the two reflux ports to which the condensation prevention piping 17 is connected. Thus, a design more suitable for the device to which the
[減圧部の詰まり]
冷媒中に含まれる水分、圧縮機51や流体切換弁60の動作によって生じる摩耗粉のような異物が冷凍サイクルを循環することがある。強い絞りである第二の減圧部54bは細く、比較的異物が詰まり易い。例えば冷却器の温度を温度センサによって監視して、第5モードから第7モードの何れかで運転しているにも関わらず冷却器7の温度が低下しない場合には、第二の減圧部54bが詰まっている可能性がある。冷蔵庫1がこれを検知した場合には、第一の減圧部54aを用いる第1モードから第4モードのみを用いた運転を行うことにすれば、冷蔵庫1の冷却運転が停止することを抑制できる。
[Clogged decompression section]
Water contained in the refrigerant, and foreign matter such as wear powder generated by the operation of the
[チョーク運転]
第4モードでは、開口B_2及び開口B_4が流入口Aに開放しておらず、冷媒回路は閉塞されている。そのため、この状態で圧縮機51を運転すると、圧縮機51の下流側(流入口A側)の圧力が上昇し、圧縮機51の上流側(冷却器7側)の圧力が低下するが、冷媒は流れない。よって、圧縮機51が空転する、所謂チョーク状態となり、好ましくない。
[Choke operation]
In the fourth mode, the opening B_2 and the opening B_4 are not open to the inlet A, and the refrigerant circuit is closed. Therefore, when the
本実施形態によれば、第4モードは、使用する減圧部54が異なる第3モードと第5モードの間に位置している。結露防止配管17への冷媒流れの反転は所定の時間毎に行うことが望ましい一方、使用する減圧部54は、冷蔵庫の庫内状況の変動に追随することが望ましい。第4モードを挟んで同一の減圧部を用いるモードが位置すると、頻繁に圧縮機を停止する必要が生じるおそれがある。本実施形態のモード配置によれば、チョーク運転の発生を抑制できる。 According to the present embodiment, in the fourth mode, the decompression unit 54 to be used is positioned between the third mode and the fifth mode. While it is desirable to reverse the refrigerant flow to the condensation prevention piping 17 every predetermined time, it is desirable that the pressure reducing unit 54 used follow changes in the internal state of the refrigerator. If a mode using the same pressure reducing section is located across the fourth mode, it may be necessary to frequently stop the compressor. According to the mode arrangement of the present embodiment, the occurrence of the choke operation can be suppressed.
[本実施形態のまとめ]
本実施形態によれば、弁体凹部82cに重なって露出する(開になる)開口のうち2つについて、弁座プレート69と弁体80とを相対的に回動させることで、流体回路を3通りに切換可能な流体切換弁60を用いた機器を提供できる。すなわち、開口のうち2つは、非縮退口である。これにより、流体切換弁60として例えば五方弁を採用すると、8つの状態を実現可能になる。また、この流体切換弁60を適用した冷蔵庫1について、7つのモードを実現可能になる。
[Summary of this embodiment]
According to the present embodiment, the fluid circuit is relatively rotated by relatively rotating the
≪まとめ≫
以上、本発明の様々な実施形態を述べたが、本発明の範囲内で様々な修正と変更が可能である。すなわち、本発明の具体的形態は、発明の趣旨を変更しない範囲において適宜、任意に変更可能である。
«Summary»
While various embodiments of the invention have been described above, various modifications and variations are possible within the scope of the invention. That is, the specific mode of the present invention can be arbitrarily changed as appropriate within the scope of the present invention.
本発明の流体切換弁を適用する機器は冷蔵庫に限られず、流体回路を有する種々公知の機器に適用できる。例えば空調機や油圧機にも適用可能である。 The apparatus to which the fluid switching valve of the present invention is applied is not limited to a refrigerator, and can be applied to various known apparatuses having a fluid circuit. For example, it is applicable also to an air conditioner or a hydraulic machine.
[他の技術的思想]
本願は、以下の技術的思想を包含する。
(付記1)
流体供給部と、
N個の開口を有する弁座と、
弁体軸を中心としてこの弁座に対して相対的に回動可能で、上記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、
Nは、4又は4より大きい自然数であり、
上記弁体は、
2つの上記開口同士を開放可能な弁体溝と、
上記開口を上記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、を有し、
上記相対的な回動に応じて、上記流体供給部に対する前記開口の開閉、並びに前記開口同士の開閉を切換可能で、
上記弁体凹部が前記第1の開口を開放する状態aと、
上記弁体凹部が前記第2の開口を開放する状態bと、
を実行可能で、
上記状態aを維持しながら、上記第2から第Nの開口のうち何れか2つが上記弁体溝により開放する状態cと、
上記状態aを維持しながら、上記第3状態で上記弁体溝により開放する2つの上記開口の一方又は両方と異なり、かつ、上記第1の開口と異なる2つの開口が上記弁体溝により開放する状態dと、
上記状態bを維持しながら、上記第1、上記第3から第Nの開口のうち何れか2つが上記弁体溝により開放する状態eと、
上記状態bを維持しながら、上記状態eで上記弁体溝により開放する2つの上記開口の一方又は両方と異なり、かつ、上記第2の開口と異なる2つの開口が上記弁体溝により開放する状態fと、
を実行可能であることを特徴とする流体切換弁。
[Other technical ideas]
The present application includes the following technical ideas.
(Supplementary Note 1)
A fluid supply unit,
A valve seat having N openings,
A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, wherein the sliding contact surface of the valve body is in contact with the valve seat,
N is 4 or a natural number larger than 4,
The above valve body is
A valve body groove capable of opening the two openings;
And a valve body recess that forms a flowable area capable of opening the opening to the fluid supply unit;
According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
A state a where the valve body recess opens the first opening;
A state b where the valve body recess opens the second opening;
Is executable,
A state c in which any two of the second to Nth openings are opened by the valve body groove while maintaining the state a;
While maintaining the state a, in the third state, two openings different from one or both of the two openings opened by the valve groove and different from the first opening are opened by the valve groove State d),
A state e in which any two of the first and third to N openings are opened by the valve body groove while maintaining the state b;
Two openings different from the one or both of the two openings opened by the valve groove in the condition e and different from the second opening are opened by the valve groove while maintaining the condition b State f,
A fluid switching valve characterized in that it is feasible.
付記1によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
According to
(付記2)
流体供給部と、
N個の開口を有する弁座と、
弁体軸を中心としてこの弁座に対して相対的に回動可能で、上記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、
Nは、5又は5より大きい自然数であり、
上記弁体は、
2つの上記開口同士をそれぞれ開放可能な2つの弁体溝と、
上記開口を上記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、を有し、
上記相対的な回動に応じて、上記流体供給部に対する前記開口の開閉、並びに前記開口同士の開閉を切換可能で、
上記2つの弁体溝は、同時に2つずつの上記開口を開放可能であり、
上記弁体凹部が前記第1の開口を開放する状態gと、
上記弁体凹部が前記第2の開口を開放する状態hと、
を実行可能で、
上記状態gを維持しながら、上記第2から第Nの開口のうち、何れか2つが上記弁体溝の一方を介して開放し、上記第2から第Nの開口のうち、これら2つの開口を除く別の2つの開口が上記弁体溝の他方を介して開放する状態iと、
上記状態hを維持しながら、上記第1、上記第3から第Nの開口のうち何れか2つが上記弁体溝の一方を介して開放し、上記第1、上記第3から第Nの開口のうち、これら2つの開口を除く別の2つの開口が上記弁体溝の他方を介して開放する状態jと、
を実行可能であることを特徴とする流体切換弁。
(Supplementary Note 2)
A fluid supply unit,
A valve seat having N openings,
A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, wherein the sliding contact surface of the valve body is in contact with the valve seat,
N is a natural number greater than 5 or 5,
The above valve body is
Two valve body grooves that can respectively open the two openings;
And a valve body recess that forms a flowable area capable of opening the opening to the fluid supply unit;
According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
The two valve body grooves can simultaneously open two of the openings,
A state g where the valve body recess opens the first opening;
A state h where the valve body recess opens the second opening;
Is executable,
Any two of the second to N-th openings are opened via one of the valve body grooves while maintaining the state g, and these two openings of the second to N-th openings A state i in which the other two openings except for the above are opened via the other of the valve body groove,
Any two of the first and third to N-th openings are opened through one of the valve body grooves while maintaining the state h, and the first and third to N-th openings A state j in which two other openings other than the two openings are opened via the other of the valve body grooves,
A fluid switching valve characterized in that it is feasible.
付記2によれば、切換状態数が(2×N)通りで、2つの弁体溝それぞれが同時に2つ(計4つ)の開口を開放できる流体切換弁を提供できる。
According to
1 冷蔵庫
7 冷却器
17 結露抑制配管
51 圧縮機
52 凝縮器
54 減圧部
60 流体切換弁
66 弁ケース(ケース)
67 弁座プレート(弁座)
67a 第一の弁座プレート(弁座)
67b 第二の弁座プレート(弁座)
68 流入管
69 連通管(第1連通管、第2連通管、第3連通管、第4連通管)
69b 連通管(第1連通管)
69c 連通管(第2連通管)
69d 連通管(第3連通管)
69e 連通管(第4連通管)
71 弁体軸
80 弁体
81 弁体摺接面
82 流体流通部
82a 弁体溝(第一の弁体溝)
82b 弁体溝(第二の弁体溝)
82c 弁体凹部
86 板バネ(付勢手段)
89 合流部
90 研磨仕上面
94 仕切部
A 流入口(流体供給部)
B_1 開口(第一の開口)
B_2 開口(第二の開口)
B_3 開口(第三の開口)
B_4 開口(第四の開口)
DESCRIPTION OF
67 valve seat plate (valve seat)
67a 1st valve seat plate (valve seat)
67b Second valve seat plate (valve seat)
68
69b Communication pipe (first communication pipe)
69c Communication pipe (second communication pipe)
69d Communication pipe (third communication pipe)
69e Communication pipe (4th communication pipe)
71
82b Valve body groove (second valve body groove)
82c
89
B_1 opening (first opening)
B_2 opening (second opening)
B_3 opening (third opening)
B_4 opening (fourth opening)
Claims (9)
N個の開口を有する弁座と、
弁体軸を中心として該弁座に対して相対的に回動可能で、前記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、
Nは、4又は4より大きい自然数であり、
前記弁体は、
2つの前記開口同士を開放可能な弁体溝と、
1つの前記開口を前記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、
を有し、
前記相対的な回動に応じて、前記流体供給部に対する前記開口の開閉、及び前記開口同士の開閉を切換可能で、
前記N個の開口のうち1つ以上の開口それぞれについて、該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放しつつ、(N−1)個の開口の前記弁体溝を介した開閉状態を3通りに切換可能なことを特徴とする流体切換弁。 A fluid supply unit,
A valve seat having N openings,
A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, and in contact with the valve seat sliding contact surface with the valve seat,
N is 4 or a natural number larger than 4,
The valve body is
A valve body groove capable of opening two of the openings;
A valve body recess that forms a flow area in which one of the openings can be opened to the fluid supply portion;
Have
According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
For each one or more openings of the N apertures, while the opening and release open to said fluid supply through said flow region, through (N-1) pieces of the valve body groove opening fluid changeover valve, wherein the possible changeover to triplicate closing state.
N個の開口を有する弁座と、 A valve seat having N openings,
弁体軸を中心として該弁座に対して相対的に回動可能で、前記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、 A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, and in contact with the valve seat sliding contact surface with the valve seat,
Nは、4又は4より大きい自然数であり、 N is 4 or a natural number larger than 4,
前記弁体は、 The valve body is
2つの前記開口同士を開放可能な弁体溝と、 A valve body groove capable of opening two of the openings;
1つの前記開口を前記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、 A valve body recess that forms a flow area in which one of the openings can be opened to the fluid supply portion;
を有し、Have
前記相対的な回動に応じて、前記流体供給部に対する前記開口の開閉、及び前記開口同士の開閉を切換可能で、 According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
前記N個の開口のうち1つ以上それぞれについて、次の(A)乃至(C)すべてが可能なことを特徴とする流体切換弁。 A fluid switching valve characterized in that all of the following (A) to (C) are possible for one or more of the N openings respectively.
(A)該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放し、別の(N−1)個の開口のうち2つ同士を前記弁体溝で開放する。 (A) The opening is opened to the fluid supply unit through the flow area, and two of the (N-1) other openings are opened by the valve groove.
(B)該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放し、別の(N−1)個の開口のうち、前記(A)とは異なる組合せの開口2つ同士を前記弁体溝で開放する。 (B) The opening is opened to the fluid supply unit via the flow area, and among the (N-1) other openings, two openings having a combination different from the (A) are Open the valve body groove.
(C)該開口を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放し、別の(N−1)個の開口のいずれも前記弁体溝で開放しない。 (C) The opening is opened to the fluid supply unit through the flow area, and none of the other (N-1) openings is opened by the valve groove.
N個の開口を有する弁座と、 A valve seat having N openings,
弁体軸を中心として該弁座に対して相対的に回動可能で、前記弁座に対して弁体摺接面が接する弁体と、を備える流体切換弁であって、 A fluid switching valve comprising: a valve body rotatable relative to the valve seat about a valve body axis, and in contact with the valve seat sliding contact surface with the valve seat,
Nを、4以上の自然数とし、 Let N be a natural number of 4 or more,
Aを、1以上の自然数とし、 Let A be a natural number greater than or equal to one,
(N−A)を、3以上の自然数とし、 Let (N−A) be a natural number of 3 or more,
前記弁体は、 The valve body is
2つ以上の前記開口同士を開放可能な弁体溝と、 A valve body groove capable of opening two or more of the openings;
A個の前記開口を前記流体供給部に対して開放可能な流通領域を形成する弁体凹部と、 A valve body recess that forms a flow area in which the A openings can be opened to the fluid supply portion;
を有し、Have
前記相対的な回動に応じて、前記流体供給部に対する前記開口の開閉、及び前記開口同士の開閉を切換可能で、 According to the relative rotation, the opening and closing of the opening with respect to the fluid supply unit and the opening and closing of the openings can be switched,
前記N個の開口のうちA個を前記流通領域を介して前記流体供給部に対して開放しつつ、(N−A)個の開口の前記弁体溝を介した開閉状態の切換が3通り可能なことを特徴とする流体切換弁。 While opening A of the N openings to the fluid supply unit via the flow area, switching of the open / close state of (NA) openings via the valve body groove is performed in three ways Fluid switching valve characterized in that it is possible.
該2つの弁体溝は、前記弁体軸から前記弁体凹部を観察したときに、前記相対的な回動の反時計回り方向及び時計回り方向それぞれに位置していることを特徴とする請求項1乃至3何れか一項に記載の流体切換弁。 Having two valve body grooves,
The two valve body grooves are located in the counterclockwise direction and the clockwise direction of the relative rotation, respectively, when the valve body recess is observed from the valve body shaft. Item 4. The fluid switching valve according to any one of items 1 to 3 .
前記弁体溝のそれぞれは、
前記同心円の一方の円周の2点を切り取る流通領域と、
前記同心円の他方の円周上に延在する流通領域と、を有しており、
前記弁体凹部が形成する流通領域は、
前記同心円それぞれの円弧を切り取る流通領域を有しており、かつ、前記同心円の他方の円弧を切り取る流通領域の角度の方が、前記同心円の一方の円弧を切り取る流通領域の角度より大きいことを特徴とする請求項4に記載の流体切換弁。 The N openings are respectively located on any of two concentric circles centered on the valve body axis,
Each of the valve body grooves is
A distribution area in which two points of one circumference of the concentric circle are cut out;
And a circulation region extending on the other circumference of the concentric circle;
The flow area formed by the valve body recess is:
It has the circulation area which cuts out the circular arc of each concentric circle, and the angle of the circulation area which cuts out the other circular arc of the concentric circle is larger than the angle of the circulation area which cuts one circular arc of the concentric circle The fluid switching valve according to claim 4 , wherein
前記開口のそれぞれは、前記弁体軸を中心とする2つの同心円上に交互に位置していることを特徴とする請求項5に記載の流体切換弁。 N is 4 and
The fluid switching valve according to claim 5 , wherein each of the openings is alternately located on two concentric circles centered on the valve body axis.
前記開口は、
流体を他の開口に送る還流口と、
流体を前記流体回路の下流に流通させて、前記流体供給部に送る送流口と、を有し、
前記流体回路は、
前記流体が供給されることで機能を発揮する複数の機能部を有し、
該複数の機能部の一部は、それぞれ、2つの前記還流口を含むサイクル内に位置し、
該複数の機能部の他の一部又は残部は、それぞれ、1つの前記送流口及び前記流体供給部を含むサイクル内に位置することを特徴とする機器。 An apparatus comprising a fluid circuit including the fluid switching valve according to claim 5 , comprising:
The opening is
A return port to send fluid to another port;
And a fluid flow port for flowing fluid downstream of the fluid circuit and sending it to the fluid supply section;
The fluid circuit is
It has a plurality of functional units that perform functions by being supplied with the fluid,
A portion of the plurality of functional units are each located in a cycle including two of the reflux ports,
Another part or remainder of the plurality of functional parts is located in a cycle including one of the air inlet and the fluid supply part.
前記流体は、冷媒であり、
前記流体供給部に対して前記冷媒を供給する圧縮機と、
前記還流口を2つと、
前記送流口を2つと、を有し、
前記2つの還流口それぞれには、前記冷蔵庫の開口周縁部に設けた結露抑制配管を接続し、
前記2つの送流口には、それぞれ第一の減圧部と第二の減圧部とを接続し、
前記還流口の一方側から前記結露抑制配管に前記冷媒を供給した後、前記第一の減圧部に前記冷媒を供給する第1モードと、
前記第一の減圧部に前記冷媒を供給する第2モードと、
前記還流口の他方側から前記結露抑制配管に前記冷媒を供給した後、前記第一の減圧部に前記冷媒を供給する第3モードと、
圧縮機を停止する第4モードと、
前記還流口の他方側から前記結露抑制配管に前記冷媒を供給した後、前記第二の減圧部に前記冷媒を供給する第5モードと、
前記第二の減圧部に前記冷媒を供給する第6モードと、
前記還流口の一方側から前記結露抑制配管に前記冷媒を供給した後、前記第二の減圧部に前記冷媒を供給する第7モードと、を実行可能なことを特徴とする冷蔵庫。 A refrigerator as the device according to claim 8 , wherein
The fluid is a refrigerant,
A compressor that supplies the refrigerant to the fluid supply unit;
Two said reflux ports,
Having two of the feed ports;
Condensation suppression piping provided at the opening peripheral portion of the refrigerator is connected to each of the two reflux ports,
A first pressure reduction unit and a second pressure reduction unit are connected to the two air outlets, respectively.
A first mode in which the refrigerant is supplied to the condensation suppressing pipe from one side of the reflux port, and then the refrigerant is supplied to the first pressure reducing unit;
A second mode in which the refrigerant is supplied to the first decompression unit;
A third mode in which the refrigerant is supplied to the condensation suppression pipe from the other side of the reflux port, and then the refrigerant is supplied to the first pressure reducing unit;
A fourth mode for stopping the compressor;
After supplying the said refrigerant | coolant to the said condensation suppression piping from the other side of the said reflux port, the 5th mode which supplies the said refrigerant | coolant to a said 2nd pressure reduction part,
A sixth mode of supplying the refrigerant to the second pressure reducing unit;
A seventh mode capable of performing a seventh mode of supplying the refrigerant to the second decompression unit after supplying the refrigerant to the condensation suppressing pipe from one side of the reflux port.
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