JP7733231B2

JP7733231B2 - 双方向絞り弁、第１空調システム及び第２空調システム

Info

Publication number: JP7733231B2
Application number: JP2024519457A
Authority: JP
Inventors: 元陽林; 利華宣; 晶馮
Original assignee: Zhejiang Dunan Artificial Environment Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dunan Artificial Environment Co Ltd
Priority date: 2021-11-05
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2025-09-02
Anticipated expiration: 2042-10-18
Also published as: KR20240089154A; WO2023078081A1; US20240288205A1; JP2024537990A

Description

関連出願
本出願は、２０２１年１１月５日に出願された、出願番号が２０２１１１３０７１５１．８であり、発明の名称が「双方向絞り弁、第１空調システム及び第２空調システム」である中国特許出願、及び２０２１年１１月５日に出願された、出願番号が２０２１２２７０７９０６．５であり、発明の名称が「双方向絞り弁、第１空調システム及び第２空調システム」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は引用により本出願に組み込まれる。

本出願はバルブの技術分野に関し、特に、双方向絞り弁、第１空調システム及び第２空調システムに関する。

絞り弁は、主に空調の冷却システムに適用され、冷却システムの重要な構成部分である。双方向絞り弁は、主に冷暖房型の空調システムに適用され、２つの絞り弁アセンブリを並列又は直列に設けて、双方向の流れ機能を実現する。

関連する一方向絞り弁及び双方向絞り弁は、いずれも機能に限界があり、一方向絞り弁は、一方向の流れしか実現することができず、双方向絞り弁は、双方向の流れを実現した場合に流量が小さいため、一部の機種の双方向の流れ及び一方向の絞りの要件、及び除霜作業条件下での除霜側の低圧大流量の要件を満たすことができない。

本出願の様々な実施例によれば、双方向絞り弁を提供する。

本出願は、弁パイプを含み、弁パイプ内の両端には、第１弁芯アセンブリ及び第２弁芯アセンブリがそれぞれ設けられ、第１弁芯アセンブリは第１弁芯を含み、第１弁芯アセンブリ内には第１弁口があり、第１弁芯は、弁パイプ内に移動可能に設けられて、第１弁口を開閉することができ、第１弁芯と第１弁口の内壁とは協働して第１流れ通路を形成し、第２弁芯アセンブリは第２弁芯を含み、第２弁芯アセンブリ内には第２弁口があり、第２弁芯は、弁パイプ内に移動可能に設けられて、第２弁口を開閉することができ、第２弁芯と第２弁口の内壁とは協働して第２流れ通路を形成し、第１弁口及び第２弁口が開放される場合、第１流れ通路の流れ面積は第２流れ通路の流れ面積よりも大きく、且つ第２弁芯と第２弁口とは協働して絞りを実現する双方向絞り弁を提供する。

一実施例では、弁パイプは空調システムのパイプラインに接続され、弁パイプ内には連通部材が更に設けられ、第１弁芯アセンブリは連通部材の一端に取り付けられ、連通部材には第１通路が設けられ、第１通路は第１弁口に連通し、第１弁口の口径をＤ_１とし、第１通路の直径をＤ_２とし、空調システムのパイプラインの直径をＤ_３とすると、Ｄ_１、Ｄ_２及びＤ_３は、Ｄ_２≧Ｄ_１≧Ｄ_３の関係式を満たす。

一実施例では、弁パイプは空調システムのパイプラインに接続され、弁パイプ内には連通部材が更に設けられ、第１弁芯アセンブリは連通部材の一端に取り付けられ、第１弁口の口径をＤ_１とし、空調システムのパイプラインの直径をＤ_３とすると、Ｄ_１及びＤ_３は、Ｄ_１＜Ｄ_３の関係式を満たす。

一実施例では、第２弁口の口径をＤ_４とすると、Ｄ_１及びＤ_４は、Ｄ_４＞Ｄ_１＞（１／３）Ｄ_４の関係式を満たす。

一実施例では、第１弁芯アセンブリは第１弁座を含み、第１弁芯は第１弁座内に移動可能に設けられ、第１弁口は第１弁座に穿設され、第１弁芯の側壁と第１弁座の内壁との間の隙間の流れ面積Ｓ１は、第１弁口の流れ面積Ｓ２よりも大きい。

一実施例では、第２弁芯アセンブリは第２弁座を含み、第２弁芯は第２弁座内に移動可能に設けられ、第２弁口は第２弁座に穿設され、第２弁芯の側壁と第２弁座の内壁との間の隙間の流れ面積は、第２弁口の流れ面積よりも小さい。

一実施例では、第１弁芯アセンブリは第１弁座を含み、第１弁芯は第１弁座内に移動可能に設けられ、第１弁座の第２弁芯アセンブリから離れた一端には第１シーリングヘッドがその一端を覆うように設けられる。

一実施例では、第２弁芯アセンブリは第２弁座を含み、第２弁芯は第２弁座内に移動可能に設けられ、第２弁座内には第２シーリングヘッド及び弾性部材が更に設けられ、第２シーリングヘッドは、第２弁座の第１弁芯アセンブリから離れた一端に設けられ、弾性部材の両端は、第２弁芯及び第２シーリングヘッドにそれぞれ当接して、第２弁芯が第２流れ通路の流れ面積を減少させる傾向がある。

一実施例では、第１通路は、連通部材の軸方向に対して傾斜した直線状の通路として設けられる。

本出願は、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器、四方弁及び少なくとも２つの双方向絞り弁を含み、双方向絞り弁は、第１双方向絞り弁及び第２双方向絞り弁を含み、第１熱交換器は、四方弁のＣポートと、第１双方向絞り弁の第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、第２熱交換器は、四方弁のＥポートと、第２双方向絞り弁の第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、第１双方向絞り弁の第１弁芯アセンブリに近い一端と、第２双方向絞り弁の第１弁芯アセンブリに近い一端とは互いに接続され、圧縮機は、四方弁のＤポートと四方弁のＳポートとの間に接続される第１空調システムを更に提供する。

一実施例では、第２熱交換器は少なくとも２つあり、第２双方向絞り弁は少なくとも２つあり、各第２熱交換器は、いずれも四方弁のＥポートと、各第２双方向絞り弁の第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、各第２双方向絞り弁の第１弁芯アセンブリに近い一端は互いに接続される。

本出願は、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器、四方弁及び少なくとも１つの双方向絞り弁を含み、第１熱交換器は、四方弁のＣポートと、双方向絞り弁の第１弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、第２熱交換器は、四方弁のＥポートと、双方向絞り弁の第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、圧縮機は、四方弁のＤポートと四方弁のＳポートとの間に接続される第２空調システムを更に提供する。

本出願の１つ以上の実施例の詳細は、以下の図面及び記述において提示する。本出願の他の特徴、目的及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲により明らかになるであろう。

ここに開示されているこれらの発明の実施例及び／又は例示をより良く記述及び説明するために、１つ以上の図面を参照することができる。図面を説明するために用いられる追加の詳細又は例示は、開示された発明、ここで説明する実施例及び／又は例示、並びにここで理解されるこれらの発明の最適な形態のうちのいずれかの範囲を制限するものとしてみなされるべきではない。

本出願によって提供される双方向絞り弁の構成模式図である。本出願によって提供される双方向絞り弁の双方向の流れ方向の模式図である。本出願によって提供される双方向絞り弁の弁パイプの内部の構成模式図である。本出願によって提供される連通部材の構成模式図である。本出願によって提供される第１弁座の構成模式図である。本出願によって提供される第２弁座の構成模式図である。図１におけるＡ－Ａの断面の構成模式図である。図１におけるＢ－Ｂの断面の構成模式図である。本出願によって提供される第１空調システムの模式図である。図９におけるＸの部分拡大模式図である。図９におけるＹの部分拡大模式図である。本出願によって提供される第２空調システムの模式図である。

図面における各符号の意味は、以下の通りである。
１００双方向絞り弁、１０弁パイプ、１１第１弁チャンバ、１２第２弁チャンバ、２０第１弁芯アセンブリ、２１第１弁座、２１１第１弁口、２１２第１弁座チャンバ、２２第１弁芯、２３第１シーリングヘッド、３０第２弁芯アセンブリ、３１第２弁座、３１１第２弁口、３１２第２弁座チャンバ、３２第２弁芯、３３第２シーリングヘッド、３４弾性部材、４０連通部材、４１第１通路、４２第２通路、４３第１チャンバ、４４第２チャンバ、２００空調システム、２０１第１空調システム、２０２第２空調システム、５０圧縮機、６０第１熱交換器、６１第２熱交換器、７０四方弁、８０第１双方向絞り弁、８１第２双方向絞り弁、９０空調システムのパイプライン。

本出願の目的、技術態様及び利点をより明確にするために、以下に、図面及び具体的な実施形態を参照して、本出願を更に詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施形態は、本出願を解釈するためのものにすぎず、本出願の保護範囲を限定するものではないことを理解されたい。

説明すべきこととして、アセンブリが別のアセンブリに「取り付けられる」とされる場合、別のアセンブリに直接取り付けられてもよく、又は、間に置かれるアセンブリが存在してもよい。１つのアセンブリが別のアセンブリに「設けられる」とみなされる場合、別のアセンブリに直接設けられてもよく、又は、間に置かれるアセンブリが同時に存在してもよい。１つのアセンブリが別のアセンブリに「固定される」とみなされる場合、別のアセンブリに直接固定されてもよく、又は、間に置かれるアセンブリが同時に存在してもよい。本文で使用される「垂直な」、「水平な」、「左」、「右」という用語及び類似した表現は、説明を目的とするものにすぎず、唯一の実施形態であることを表すものではない。

特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本出願の属する技術分野における当業者が通常理解している意味と同じである。ここで、本出願の明細書に使用される用語は、単に具体的な実施形態を説明することを目的とし、本出願を制限するものではない。本明細書に使用される「及び／又は」という用語は、関連する列挙された項目の１つ以上の任意の及び全ての組み合わせを含む。

図１から図１２を参照すると、本出願の一実施形態によって提供される双方向絞り弁１００は、空調システム２００に適用され、主に冷暖房型の空調システム２００に適用され、２つの絞り弁アセンブリを並列又は直列に設けて、双方向の流れ機能を実現する。

関連する双方向絞り弁に存在する問題を解決するために、本出願の一実施形態では、弁パイプ１０を含み、弁パイプ１０内の両端には、第１弁芯アセンブリ２０及び第２弁芯アセンブリ３０がそれぞれ設けられ、第１弁芯アセンブリ２０は第１弁芯２２を含み、第１弁芯アセンブリ２０内には第１弁口２１１があり、第１弁芯２２は、弁パイプ１０内に移動可能に設けられて、第１弁口２１１を開閉することができ、第１弁芯２２と第１弁口２１１の内壁とは協働して第１流れ通路を形成し、第２弁芯アセンブリ３０は第２弁芯３２を含み、第２弁芯アセンブリ３０内には第２弁口３１１があり、第２弁芯３２は、弁パイプ１０内に移動可能に設けられて、第２弁口３１１を開閉することができ、第２弁芯３２と第２弁口３１１の内壁とは協働して第２流れ通路を形成し、第１弁口２１１及び第２弁口３１１が開放される場合、第１流れ通路の流れ面積は第２流れ通路の流れ面積よりも大きく、且つ第２弁芯３２と第２弁口３１１とは協働して絞りを実現する双方向絞り弁１００を提供している。

本出願は、第１弁口２１１及び第２弁口３１１が開放される場合、第１流れ通路の流れ面積を第２流れ通路の流れ面積よりも大きくすることによって、流れ量を増加させ、双方向絞り弁１００の双方向の流れ・一方向の絞り機能を実現するだけでなく、双方向絞り弁１００が除霜作業条件下にある場合でも、この作業条件下での低圧大流量の要件を満たすことができる。

図１及び図４に示すように、弁パイプ１０内には連通部材４０が更に設けられる。連通部材４０は、弁パイプ１０内に設けられ、且つ弁パイプ１０の内部を第１弁チャンバ１１及び第２弁チャンバ１２に分割する。連通部材４０には、第１チャンバ４３、第２チャンバ４４、第１通路４１及び第２通路４２が設けられ、第１チャンバ４３は、連通部材４０の第１弁チャンバ１１に近い一端に設けられ、第２チャンバ４４は、連通部材４０の第２弁チャンバ１２に近い一端に設けられ、第１通路４１は、第１チャンバ４３と第２弁チャンバ１２とを連通させ、第２通路４２は、第２チャンバ４４と第１弁チャンバ１１とを連通させる。第１弁芯アセンブリ２０は、第１チャンバ４３に取り付けられ、第１通路４１と第１弁チャンバ１１との間の流量の大きさを自動調節するために用いられる。第２弁芯アセンブリ３０は、第２チャンバ４４に取り付けられ、第２通路４２と第２弁チャンバ１２との間の流量の大きさを調節するために用いられる。

図２に示すように、双方向絞り弁１００が作動すると、流体は、第１弁チャンバ１１から第２通路４２に入ってから、第２チャンバ４４に入った後に、第２弁芯アセンブリ３０に入り、最後に第２弁チャンバ１２に入ることができる。流体は、第２弁チャンバ１２から第１通路４１に入ってから、第１チャンバ４３に入った後に、第１弁芯アセンブリ２０に入り、最後に第１弁チャンバ１１に入ることもできる。このように、この双方向絞り弁１００は、弁パイプ１０、連通部材４０、第１弁芯アセンブリ２０及び第２弁芯アセンブリ３０によって双方向の流れの役割を実現することができ、部品が少なく、構造が非常に簡単である。取り付けの際に、連通部材４０を弁パイプ１０内に取り付けて、第１弁芯アセンブリ２０及び第２弁芯アセンブリ３０を連通部材４０の両端にそれぞれ取り付けるだけで、この双方向絞り弁１００の組み立て作業を完了することができ、取り付け過程も非常に簡単であり、組み立て過程で不具合が発生する確率が減少し、製品の一致性の向上に有利であるため、双方向絞り弁１００の生産コストが大幅に低減される。「製品の一致性」とは、大量生産の際に、異なる製品同士が基本的に一致することを指す。

図３及び図４に示すように、第１通路４１は、連通部材４０の軸方向に対して傾斜した直線状の通路として設けられる。これにより、流体が第１通路４１内を流れる際に、流れ抵抗が小さくなるため、この双方向絞り弁１００の安定性がより良くなる。これに対応して、第２通路４２も、連通部材４０の軸方向に対して傾斜した直線状の通路として設けられる。同様に、流体が第２通路４２内を流れる際に、流れ抵抗が小さくなるため、この双方向絞り弁１００の安定性がより良くなる。

本実施例では、連通部材４０、第１弁芯アセンブリ２０及び第２弁芯アセンブリ３０は同軸に設けられる。同軸に設けられることによって、連通部材４０、第１弁芯アセンブリ２０及び第２弁芯アセンブリ３０の全体の占有スペースが小さくなるため、弁パイプ１０の小型化設計に有利になり、この双方向絞り弁１００の占有スペースが大幅に減少する。

図３及び図５に示すように、第１弁芯アセンブリ２０は第１弁座２１を含む。第１弁座２１内には第１弁座チャンバ２１２があり、第１弁芯２２は第１弁座チャンバ２１２内に移動可能に設けられ、第１弁口２１１は第１弁座２１に穿設される。第１弁座２１の第２弁芯アセンブリ３０から離れた一端には第１シーリングヘッド２３がその一端を覆うように設けられ、第１シーリングヘッド２３と第１弁座２１との間には、流体が通過するように、第１弁座チャンバ２１２と第１弁チャンバ１１とを連通させる空隙が残されている。第１弁口２１１の流れ面積が減少してゼロになると、第１弁口２１１は閉じられる。第１通路４１内の流体の圧力が第１弁芯２２の自重よりも大きい場合、流体は、第１弁芯２２を動かして移動させて、第１弁口２１１を開くか、又は第１弁口２１１の流れ面積を増大させ、第１通路４１から第１弁口２１１及び第１弁座チャンバ２１２を順に流れ、最後に第１弁チャンバ１１に入る。第１通路４１内の流体の圧力が第１弁芯２２の自重よりも小さい場合、第１弁芯２２は、逆方向に移動して第１弁口２１１の流れ面積を減少させ、更には第１弁口２１１を閉じる。

図６に示すように、第２弁芯アセンブリ３０は第２弁座３１を含む。第２弁座３１内には第２弁座チャンバ３１２があり、第２弁芯３２は第２弁座チャンバ３１２内に移動可能に設けられ、第２弁口３１１は第２弁座３１に穿設される。第２弁座３１の第１弁芯アセンブリ２０から離れた一端には第２シーリングヘッド３３がその一端を覆うように設けられ、第２シーリングヘッド３３と第２弁座３１との間には、流体が通過するように、第２弁座チャンバ３１２と第２弁チャンバ１２とを連通させる空隙が残されている。

更に、第２弁座３１内には弾性部材３４が更に設けられ、弾性部材３４の両端は、第２弁芯３２及び第２シーリングヘッド３３にそれぞれ当接して、第２弁芯３２が第２流れ通路の流れ面積を減少させる傾向がある。第２弁口３１１の流れ面積がゼロになると、第２弁口３１１は閉じた状態となり、第２弁口３１１の流れ面積がゼロよりも大きいと、第２弁口３１１は開いた状態となる。第２弁口３１１の流れ面積の大きさを調節することは、第２弁口３１１の開いた状態における流れ面積の大きさの調節だけでなく、第２弁口３１１の開いた状態と閉じた状態との切り換えも含む。第２弁口３１１の流れ面積が減少してゼロになると、第２弁口３１１は閉じられる。第２通路４２内の流体の圧力が弾性部材３４の弾性力よりも大きい場合、流体は、第２弁芯３２を動かして移動させて、弾性部材３４を圧縮させるとともに、第２弁口３１１を開くか、又は第２弁口３１１の流れ面積を増大させ、第２通路４２内の流体の圧力が大きいほど、第２弁口３１１の流れ面積が大きくなるため、流体は、第２通路４２から第２弁口３１１及び第２弁座チャンバ３１２を順に流れ、最後に第２弁チャンバ１２に入る。第２通路４２内の流体の圧力が弾性部材３４の弾性力よりも小さい場合、弾性部材３４の弾性復元力の作用下で、第２弁芯３２は、逆方向に移動して第２弁口３１１の流れ面積を減少させ、更には第２弁口３１１を閉じる。

関連する双方向絞り弁は、通常、双方向の流れ・双方向の絞り構造であるため、流体の流れ量が通常少なく、空調システム２００の除霜作業条件下では、通常、空調システム２００中の復水を除霜するには、十分な流体が必要となり、双方向絞り弁１００が双方向の絞りを行う場合、除霜作業条件下での大流量の要件を満たすことができなくなる。

双方向絞り弁１００における２つの弁芯アセンブリのうち、一方の弁芯アセンブリはフルフロー又はオリフィス絞り構造とし、他方の弁芯アセンブリは絞り構造とする。説明すべきこととして、フルフロー構造又はオリフィス絞り構造の流れ量は、絞り構造よりも大きい。これにより、双方向絞り弁１００は、絞りに対応することができるだけでなく、除霜作業条件下での大流量に対応することもできるようになる。

本実施例では、第１弁芯アセンブリ２０をフルフロー又はオリフィス絞り構造とする。他の実施例では、第２弁芯アセンブリ３０をフルフロー又はオリフィス絞り構造としてもよいことは言うまでもなく、ここでは限定しない。

第１弁芯アセンブリ２０がフルフローを実現した場合、第１弁口２１１の口径をＤ_１とし、第１通路４１の直径をＤ_２とし、空調システムのパイプライン９０の直径をＤ_３とすると、Ｄ_１、Ｄ_２及びＤ_３は、Ｄ_２≧Ｄ_１≧Ｄ_３の関係式を満たす。第１弁口２１１及び第１通路４１の直径を設計する際に、Ｄ_１、Ｄ_２及びＤ_３がＤ_２≧Ｄ_１≧Ｄ_３の関係式を満たすようにすることによって、第１弁口２１１が開放された場合、第１弁芯アセンブリ２０は、絞りが発生せず、フルフローを実現することができる。

流体が空調システムのパイプライン９０から第２弁チャンバ１２に流れ込むと、流体は、第２弁座３１と弁パイプ１０との間の隙間から第１通路４１に流れ込み、第１通路４１の直径が空調システムのパイプライン９０の直径よりも大きいため、この場合、流路面積が大きくなって、フルフローが実現される。

第１弁芯アセンブリ２０がオリフィス絞りを実現した場合、第１弁口２１１の口径をＤ_１とし、空調システムのパイプライン９０の直径をＤ_３とすると、Ｄ_１及びＤ_３は、Ｄ_１＜Ｄ_３の関係式を満たす。第１弁口２１１の口径を設計する際に、Ｄ_１及びＤ_３がＤ_１＜Ｄ_３の関係式を満たすようにすることによって、第１弁口２１１が開放された場合、第１弁芯アセンブリ２０は、部分的に絞りを行い、オリフィス絞りを実現することができる。

流体が空調システムのパイプライン９０から第２弁チャンバ１２に流れ込むと、流体は、第２弁座３１と弁パイプ１０との間の隙間から第１弁口２１１に流れ込み、第１弁口２１１の直径が空調システムのパイプライン９０の直径よりも小さいため、この場合、流路面積が小さくなって、オリフィス絞りが実現される。

更に、第１弁芯アセンブリ２０がオリフィス絞りをより良く実現するために、第２弁口３１１の口径をＤ_４とすると、Ｄ_１及びＤ_４は、Ｄ_４＞Ｄ_１＞（１／３）Ｄ_４の関係式を満たす。第１弁口２１１及び第２弁口３１１の口径を設計する際に、Ｄ_１及びＤ_４がＤ_４＞Ｄ_１＞（１／３）Ｄ_４の関係式を満たすようにすることによって、第１弁口２１１が開放された場合、第１弁口２１１において更なるオリフィス絞りを実現することができる。

絞り構造とされた第２弁芯アセンブリ３０は、流体が空調システムのパイプライン９０から第１弁チャンバ１１に流れ込むと、流体は、第１弁座２１と弁パイプ１０との間の隙間から第２弁口３１１に流れ込み、第２弁口３１１の直径も空調システムのパイプライン９０の直径よりも小さいため、この場合も、流路面積が小さくなって、絞りを実現する。第２弁芯アセンブリ３０の流れ量が依然としてオリフィス絞りとして設計される場合の第１弁芯アセンブリ２０の流れ量よりも小さいのは、主に、第１弁芯アセンブリ２０と第２弁芯アセンブリ３０との以下の構造の違いによるものである。

図７から図８に示すように、まず流れ面積の違いについてである。第１弁芯２２の側壁と第１弁座２１の内壁との間の隙間の流れ面積Ｓ１は、第１弁口２１１の流れ面積Ｓ２よりも大きい。第２弁芯３２の側壁と第２弁座３１の内壁との間の隙間の流れ面積は、第２弁口３１１の流れ面積よりも小さい。これに基づいて、圧力差の関係で、流体が第１弁芯２２を押し開ける過程が、流体が第２弁芯３２を押し開ける過程よりも明らかに容易であり、第１弁口２１１の開放通路面積が第２弁口３１１の開放通路面積よりも大きくなければならないため、第１弁芯アセンブリ２０の流れ量が第２弁芯アセンブリ３０の流れ量よりも大きくなければならないことが分かる。

次に、弾性構造の違いについてである。即ち、第１弁座チャンバ２１２内には、第１弁座チャンバ２１２内で移動可能な第１弁芯２２のみが設けられ、言い換えると、流体が第１弁芯２２を第１弁口２１１から押し開ける場合、第１弁芯２２自体の重力のみを克服すればよく、且つ第１弁芯２２が他の部材に接続されていないため、流体が第１弁芯２２を押し開けた後、流体の衝突力が徐々に第１弁芯２２の重力よりも小さくならない限り、第１弁芯２２が第１弁口２１１の方向に向かって移動することはなく、この場合、第１弁口２１１において大流量通路が実現される。第２弁座チャンバ３１２内には、第２弁芯３２の他に、両端が第２シーリングヘッド３３及び第２弁芯３２にそれぞれ接続される弾性部材３４が設けられ、言い換えると、流体が第２弁芯３２を第２弁口３１１から押し開ける場合、第２弁芯３２自体の重力を克服することに加えて、弾性部材３４の弾性力も克服する必要があり、また、流体が第２弁芯３２を押し開けた後、第２弁芯３２は、弾性部材３４の弾性復元力の作用により第２弁口３１１に向かって移動しようとする傾向もあり、この傾向によっても第２弁口３１１における流れ量が徐々に小さくなる。

要約すると、第１弁芯アセンブリ２０と第２弁芯アセンブリ３０とは、流れ面積及び弾性構造の違いが存在するため、第１弁口２１１をオリフィス絞り構造として設計しても、第１弁口２１１における流れ量は、依然として第２弁口３１１における流れ量よりも大きくなる。

選択的には、弾性部材３４はバネを用いているが、他の実施例では、弾性部材３４は他の弾性構造を用いてもよいことは言うまでもなく、ここでは限定しない。

図９から図１１に示すように、本出願は、圧縮機５０、第１熱交換器６０、第２熱交換器６１、四方弁７０及び双方向絞り弁１００を含み、双方向絞り弁１００は、第１双方向絞り弁８０及び第２双方向絞り弁８１を含み、第１熱交換器６０は、四方弁７０のＣポートと、第１双方向絞り弁８０の、当該第１双方向絞り弁８０の第２弁芯アセンブリ３０に近い一端との間に接続され、第２熱交換器６１は、四方弁７０のＥポートと、第２双方向絞り弁８１の、当該第２双方向絞り弁８１の第２弁芯アセンブリ３０に近い一端との間に接続され、第１双方向絞り弁８０の、当該第１双方向絞り弁８０の第１弁芯アセンブリ２０に近い一端と、第２双方向絞り弁８１の、当該第２双方向絞り弁８１の第１弁芯アセンブリ２０に近い一端とは互いに接続され、圧縮機５０は、四方弁７０のＤポートと四方弁７０のＳポートとの間に接続される第１空調システム２０１を更に提供している。

第１空調システム２０１は、主に、部材が多く、空調システムのパイプライン９０が長いシステムであり、且つこの場合に適用される双方向絞り弁１００は、一端が絞りであり、他端がフルフローである双方向絞り弁１００である。第１空調システム２０１が冷房を行う場合、低温低圧の気体は、圧縮機５０によって圧縮されて高温高圧の気体を形成し、高温高圧の気体は、四方弁７０を介して第１熱交換器６０に入って、第１熱交換器６０によって中温高圧の液体に凝縮され、中温高圧の液体は、第１双方向絞り弁８０の第２弁チャンバ１２に入ってから、第２弁座３１と弁パイプ１０との間の隙間を経て第１通路４１に流れ込んだ後、第１弁口２１１に入り、この際に、中温高圧の液体は、第１弁芯２２を押し開けて、第１弁座チャンバ２１２に入った後、第１弁チャンバ１１に入るが、流体が第１弁口２１１においてフルフローとなるため、この場合、中温高圧の液体が第１双方向絞り弁８０を流れることは、空調システムのパイプライン９０を流れるのと同等であり、絞り作用はない。中温高圧の液体は、第１双方向絞り弁８０の第１弁チャンバ１１を流れ出てから、第２双方向絞り弁８１の第１弁チャンバ１１に流れ込み、第１弁座２１と弁パイプ１０との間の隙間を経て第２通路４２に流れ込んだ後、第２弁口３１１に流れ込んで、第２弁芯３２を押し開けた後、第２弁座チャンバ３１２に流れ込み、最後に第２弁チャンバ１２に入る。中温高圧の液体は、第２弁口３１１において低温低圧の液体に絞られた後、第２熱交換器６１に入って、第２熱交換器６１によって蒸発されて低温低圧の気体を形成し、最後に四方弁７０を介して圧縮機５０に入って、冷房循環が完了する。

第１空調システム２０１が暖房を行う場合、低温低圧の気体は、圧縮機５０によって圧縮されて高温高圧の気体を形成し、高温高圧の気体は、四方弁７０を介して第２熱交換器６１に入って、第２熱交換器６１によって中温高圧の液体に放熱され、中温高圧の液体は、第２双方向絞り弁８１の第２弁チャンバ１２に入ってから、第２弁座３１と弁パイプ１０との間の隙間を経て第１通路４１に流れ込んだ後、第１弁口２１１に入り、この際に、中温高圧の液体は、第１弁芯２２を押し開けて、第１弁座チャンバ２１２に入った後、第１弁チャンバ１１に入るが、流体が第１弁口２１１においてフルフローとなるため、この場合、中温高圧の液体が第２双方向絞り弁８１を流れることは、空調システムのパイプライン９０を流れるのと同等であり、絞り作用はない。中温高圧の気体は、第２双方向絞り弁８１の第１弁チャンバ１１から流れ出てから、第１双方向絞り弁８０の第１弁チャンバ１１に流れ込み、第１弁座２１と弁パイプ１０との間の隙間を経て第２通路４２に流れ込んだ後、第２弁口３１１に流れ込んで、第２弁芯３２を押し開けた後、第２弁座チャンバ３１２に流れ込み、最後に第２弁チャンバ１２に入る。中温高圧の液体は、第２弁口３１１において低温低圧の液体又は気液二相の媒体に絞られた後、第１熱交換器６０に入って、第１熱交換器６０によって蒸発されて低温低圧の気体を形成し、最後に四方弁７０を介して圧縮機５０に入って、暖房循環が完了する。

第２熱交換器６１と第２双方向絞り弁８１とが直列に接続されたパイプラインは、並列に複数接続されてもよく、具体的な数は、空調システム２００の具体的な状況に応じて決まる。即ち、第１空調システム２０１は、少なくとも２つの第２熱交換器６１及び少なくとも２つの第２双方向絞り弁８１を含み、各第２熱交換器６１は、四方弁７０のＥポートと、各第２双方向絞り弁８１の、当該第２双方向絞り弁８１の第２弁芯アセンブリ３０に近い一端との間に接続され、各第２双方向絞り弁８１の、当該第２双方向絞り弁８１の第１弁芯アセンブリ２０に近い一端は互いに接続される。

第１弁芯アセンブリ２０がフルフローであり、第２弁芯アセンブリ３０が絞りである双方向絞り弁１００を、第１空調システム２０１に適用し、主にマルチの場合に適用することによって、空調システムのパイプライン９０が長い場合、冷暖房循環が１つの双方向絞り弁１００を共用すると、途中で冷却能力が大幅に失われる問題が解決される。

図１２に示すように、本出願は、圧縮機５０、第１熱交換器６０、第２熱交換器６１、四方弁７０及び１つの双方向絞り弁１００を含み、第１熱交換器６０は、四方弁７０のＣポートと、双方向絞り弁１００の、当該双方向絞り弁１００の第１弁芯アセンブリ２０に近い一端との間に接続され、第２熱交換器６１は、四方弁７０のＥポートと、双方向絞り弁１００の、当該双方向絞り弁１００の第２弁芯アセンブリ３０に近い一端との間に接続され、圧縮機５０は、四方弁７０のＤポートと四方弁７０のＳポートとの間に接続される第２空調システム２０２を更に提供している。

第２空調システム２０２は、主に、部材が少なく、空調システムのパイプライン９０が短いシステムであり、且つこの場合に適用される双方向絞り弁１００は、一端が絞りであり、他端がオリフィス絞りである双方向絞り弁１００である。第２空調システム２０２が冷房を行う場合、低温低圧の気体は、圧縮機５０によって圧縮されて高温高圧の気体を形成し、高温高圧の気体は、四方弁７０を介して第１熱交換器６０に入って、第１熱交換器６０によって中温高圧の液体に凝縮され、中温高圧の液体は、双方向絞り弁１００の第１弁チャンバ１１に入ってから、第１弁座２１と弁パイプ１０との間の隙間を経て第２通路４２に流れ込んだ後、第２弁口３１１に入り、この際に、中温高圧の液体は、第２弁芯３２を押し開けて、第２弁座チャンバ３１２に入った後、第２弁チャンバ１２に入るが、流体が第２弁口３１１において絞られるため、この際に、中温高圧の液体は、双方向絞り弁１００を流れることによって低温低圧の液体又は低温低圧の気液二相の状態に絞られてから、双方向絞り弁１００の第２弁チャンバ１２から流れ出てから、第２熱交換器６１に流れ込んで、第２熱交換器６１によって蒸発されて低温低圧の蒸気を形成し、最後に四方弁７０を介して圧縮機５０に入って、冷房循環が完了する。

第２空調システム２０２が除霜を行う場合、低温低圧の気体は、圧縮機５０によって圧縮されて高温高圧の気体を形成し、高温高圧の気体は、四方弁７０を介して第２熱交換器６１に入って、第２熱交換器６１によって中温高圧の液体に凝縮され、中温高圧の液体は、双方向絞り弁１００の第２弁チャンバ１２に入ってから、第２弁座３１と弁パイプ１０との間の隙間を経て第１通路４１に流れ込んだ後、第１弁口２１１に入り、この際に、中温高圧の液体は、第１弁芯２２を押し開けて、第１弁座チャンバ２１２に入った後、第１弁チャンバ１１に入るが、流体が第１弁口２１１においてオリフィスによって低温低圧の液体又は気液二相の媒体に絞られるため、この際に、流れ面積が増大し、それに応じて流体量が増加し、低温低圧となった液体又は気液二相の媒体は、双方向絞り弁１００の第１弁チャンバ１１から流れ出てから、第１熱交換器６０に流れ込んで、第１熱交換器６０によって蒸発されて低温低圧の気体を形成し、最後に四方弁７０を介して圧縮機５０に入って、除霜循環が完了する。

第１弁芯アセンブリ２０がオリフィス絞りであり、第２弁芯アセンブリ３０が絞りである双方向絞り弁１００を、第２空調システム２０２に適用し、主に冷蔵冷凍の場合に適用することによって、長時間の冷却環境において、空調システム２００を除霜する場合、冷媒の流量を大幅に増加させる必要がある問題が解決される。

説明すべきこととして、上記の空調システム２００は、第１空調システム２０１であってもよく、第２空調システム２０２であってもよい。

本出願によって提供される双方向絞り弁１００は、第１弁口２１１及び第２弁口３１１が開放される場合、第１流れ通路の流れ面積を第２流れ通路の流れ面積よりも大きくすることによって、双方向絞り弁１００の双方向の流れ・一方向の絞り機能を実現することができるだけでなく、双方向絞り弁１００が除霜作業条件下にある場合でも、この作業条件下での低圧大流量の要件を満たすことができる。

上述した実施例の各技術特徴は、任意の組み合わせが可能であり、説明を簡潔にするために、上記の実施例における各技術特徴の可能な組み合わせについては全て説明されていないが、これらの技術特徴の組み合わせに矛盾がない限り、いずれも本明細書に記載された範囲とみなされるべきである。

上述した実施例は、本出願のいくつかの実施形態を示すものにすぎず、その説明が比較的に具体的且つ詳細ではあるが、それ故に本出願の特許請求の範囲を制限するものとして理解されるべきではない。当業者にとって、本出願の趣旨を逸脱しないことを前提に、いくつかの変形及び改善を行うこともできるが、いずれも本出願の保護範囲に含まれることを指摘しておかなければならない。従って、本出願の特許の保護範囲は、添付の特許請求の範囲に準ずるものとする。

Claims

弁パイプを含み、前記弁パイプ内の両端には、第１弁芯アセンブリ及び第２弁芯アセンブリがそれぞれ設けられ、前記第１弁芯アセンブリは第１弁芯を含み、前記第１弁芯アセンブリ内には第１弁口があり、前記第１弁芯は、前記弁パイプ内に移動可能に設けられて、前記第１弁口を開閉することができ、前記第１弁芯と前記第１弁口の内壁とは協働して第１流れ通路を形成し、
前記第２弁芯アセンブリは第２弁芯を含み、前記第２弁芯アセンブリ内には第２弁口があり、前記第２弁芯は、前記弁パイプ内に移動可能に設けられて、前記第２弁口を開閉することができ、前記第２弁芯と前記第２弁口の内壁とは協働して第２流れ通路を形成し、
前記第１弁口及び前記第２弁口が開放される場合、前記第１流れ通路の流れ面積は前記第２流れ通路の流れ面積よりも大きく、且つ前記第２弁芯と前記第２弁口とは協働して絞りを実現し、
前記弁パイプは空調システムのパイプラインに接続され、前記弁パイプ内には連通部材が更に設けられ、前記第１弁芯アセンブリは前記連通部材の一端に取り付けられ、
前記連通部材には第１通路が設けられ、前記第１通路は前記第１弁口に連通し、
前記第１弁口の口径をＤ１とし、前記第１通路の直径をＤ２とし、前記空調システムのパイプラインの直径をＤ３とすると、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、Ｄ２≧Ｄ１≧Ｄ３の関係式を満たす、双方向絞り弁。
前記第１弁芯アセンブリは第１弁座を含み、前記第１弁芯は前記第１弁座内に移動可能に設けられ、前記第１弁口は前記第１弁座に穿設され、
前記第１弁芯の側壁と前記第１弁座の内壁との間の隙間の流れ面積は、前記第１弁口の流れ面積よりも大きい、請求項１に記載の双方向絞り弁。
前記第２弁芯アセンブリは第２弁座を含み、前記第２弁芯は前記第２弁座内に移動可能に設けられ、前記第２弁口は前記第２弁座に穿設され、
前記第２弁芯の側壁と前記第２弁座の内壁との間の隙間の流れ面積は、前記第２弁口の流れ面積よりも小さい、請求項１に記載の双方向絞り弁。
前記第１弁芯アセンブリは第１弁座を含み、前記第１弁芯は前記第１弁座内に移動可能に設けられ、
前記第１弁座の前記第２弁芯アセンブリから離れた一端には第１シーリングヘッドがその一端を覆うように設けられる、請求項１に記載の双方向絞り弁。
前記第２弁芯アセンブリは第２弁座を含み、前記第２弁芯は前記第２弁座内に移動可能に設けられ、
前記第２弁座内には第２シーリングヘッド及び弾性部材が設けられ、前記第２シーリングヘッドは、前記第２弁座の前記第１弁芯アセンブリから離れた一端に設けられ、前記弾性部材の両端は、前記第２弁芯及び前記第２シーリングヘッドにそれぞれ当接する、請求項１に記載の双方向絞り弁。
前記第１通路は、前記連通部材の軸方向に対して傾斜した直線状の通路として設けられる、請求項１に記載の双方向絞り弁。
圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器、四方弁及び少なくとも２つの請求項１から６のいずれか一項に記載の双方向絞り弁を含み、前記双方向絞り弁は、第１双方向絞り弁及び第２双方向絞り弁を含み、前記第１熱交換器は、前記四方弁のＣポートと、前記第１双方向絞り弁の前記第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、前記第２熱交換器は、前記四方弁のＥポートと、前記第２双方向絞り弁の前記第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、前記第１双方向絞り弁の前記第１弁芯アセンブリに近い一端と、前記第２双方向絞り弁の前記第１弁芯アセンブリに近い一端とは互いに接続され、前記圧縮機は、前記四方弁のＤポートと前記四方弁のＳポートとの間に接続される、第１空調システム。
前記第２熱交換器は少なくとも２つあり、前記第２双方向絞り弁は少なくとも２つあり、各前記第２熱交換器は、いずれも前記四方弁のＥポートと、各前記第２双方向絞り弁の前記第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、各前記第２双方向絞り弁の前記第１弁芯アセンブリに近い一端は互いに接続される、請求項７に記載の第１空調システム。
圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器、四方弁及び少なくとも１つの請求項１から６のいずれか一項に記載の双方向絞り弁を含み、前記第１熱交換器は、前記四方弁のＣポートと、前記双方向絞り弁の前記第１弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、前記第２熱交換器は、前記四方弁のＥポートと、前記双方向絞り弁の前記第２弁芯アセンブリに近い一端との間に接続され、前記圧縮機は、前記四方弁のＤポートと前記四方弁のＳポートとの間に接続される、第２空調システム。