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JP7801573B2 - Rotary valve type multi-way switching valve - Google Patents
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JP7801573B2 - Rotary valve type multi-way switching valve - Google Patents

Rotary valve type multi-way switching valve

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JP7801573B2
JP7801573B2 JP2022045251A JP2022045251A JP7801573B2 JP 7801573 B2 JP7801573 B2 JP 7801573B2 JP 2022045251 A JP2022045251 A JP 2022045251A JP 2022045251 A JP2022045251 A JP 2022045251A JP 7801573 B2 JP7801573 B2 JP 7801573B2
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Description

本開示は、回転バルブ型多方切換弁に関する。 This disclosure relates to a rotary valve type multi-way switching valve.

従来、磁気熱量効果を利用して冷熱及び温熱を作り出すための磁気冷凍システムが知られている。磁気冷凍システムでは、流体流れのタイミング及び方向を調整する流れ制御が必要となり、このような流れ制御には、例えば、回転バルブ型多方切換弁が用いられる。 Magnetic refrigeration systems that use the magnetocaloric effect to generate cold and heat are known. Magnetic refrigeration systems require flow control to adjust the timing and direction of fluid flow, and a rotary valve-type multi-way switching valve, for example, is used for such flow control.

回転バルブ型多方切換弁は、多数のポートが設けられた弁板と、回転位置に応じてポート同士を選択的に連通させて流体流れを切り替える弁体とを有する。特許文献1には、高圧側切換弁と低圧側切換弁とが同一の弁箱内で一体化された回転バルブ型多方切換弁が提案されている。 A rotary valve-type multi-way switching valve has a valve plate with multiple ports and a valve body that selectively connects the ports to each other depending on the rotational position, switching the fluid flow. Patent Document 1 proposes a rotary valve-type multi-way switching valve in which a high-pressure side switching valve and a low-pressure side switching valve are integrated within the same valve box.

特表2017-538097号公報Special table 2017-538097 publication

しかしながら、特許文献1に開示された回転バルブ型多方切換弁では、流体の漏れを防止するために、バネを用いて弁体を弁板に圧接するので、バネのストロークが短いと、弁体の摩耗に従ってバネの力が弱り、圧接力が低下して耐久性が低くなる。 However, the rotary valve-type multi-way switching valve disclosed in Patent Document 1 uses a spring to press the valve disc against the valve plate to prevent fluid leakage. If the spring stroke is short, the spring force weakens as the valve disc wears, reducing the pressing force and reducing durability.

本開示の目的は、高圧側切換弁と低圧側切換弁とが一体化された回転バルブ型多方切換弁において耐久性を向上させることにある。 The purpose of this disclosure is to improve the durability of a rotary valve-type multi-way switching valve in which a high-pressure side switching valve and a low-pressure side switching valve are integrated.

本開示の第1の態様は、固体冷媒による冷凍システム(10)に用いられる回転バルブ型多方切換弁(100)である。回転バルブ型多方切換弁(100)は、回転軸(102)を有する弁箱(101)と、高圧側入口ポート(115)と、低圧側出口ポート(125)と、前記弁箱(101)の軸方向の一端に配置された高圧側弁板(111)と、前記弁箱(101)における前記高圧側弁板(111)の内側に回転可能に配置された高圧側弁体(112)と、前記弁箱(101)の軸方向の他端に配置された低圧側弁板(121)と、前記弁箱(101)における前記低圧側弁板(121)の内側に回転可能に配置された低圧側弁体(122)とを備える。前記高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が形成される。前記高圧側弁体(112)には、回転位置に応じて、前記高圧側入口ポート(115)と前記複数の高圧側出口ポート(113)の少なくとも1つとを選択的に連通させる高圧側流路(114)が形成される。前記低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が形成される。前記低圧側弁体(122)には、回転位置に応じて、前記複数の低圧側入口ポート(123)の少なくとも1つと前記低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる低圧側流路(124)が形成される。前記弁箱(101)の内部は、前記低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高い圧力に保持され、前記弁箱(101)の内部の圧力によって、前記高圧側弁体(112)が前記高圧側弁板(111)に圧接されると共に前記低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される。 A first aspect of the present disclosure is a rotary valve-type multi-way switching valve (100) for use in a solid refrigerant refrigeration system (10). The rotary valve-type multi-way switching valve (100) includes a valve body (101) having a rotary shaft (102), a high-pressure side inlet port (115), a low-pressure side outlet port (125), a high-pressure side valve plate (111) disposed at one axial end of the valve body (101), a high-pressure side valve element (112) rotatably disposed inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve body (101), a low-pressure side valve plate (121) disposed at the other axial end of the valve body (101), and a low-pressure side valve element (122) rotatably disposed inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve body (101). The high-pressure side valve plate (111) is formed with a plurality of high-pressure side outlet ports (113). The high-pressure side valve element (112) has a high-pressure side flow path (114) that selectively connects the high-pressure side inlet port (115) to at least one of the plurality of high-pressure side outlet ports (113) depending on its rotational position. The low-pressure side valve plate (121) has a plurality of low-pressure side inlet ports (123). The low-pressure side valve element (122) has a low-pressure side flow path (124) that selectively connects at least one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) to the low-pressure side outlet port (125) depending on its rotational position. The interior of the valve box (101) is maintained at a pressure higher than the pressure of the low-pressure side outlet port (125). The pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111), and the low-pressure side valve element (122) presses against the low-pressure side valve plate (111) due to the pressure inside the valve box (101).

第1の態様では、弁箱(101)の内部を低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高い圧力に保つことにより、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接すると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(111)に圧接する。このため、各弁体(112,122)が摩耗しても、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との圧着力が変わらないため、耐久性が向上する。 In the first aspect, by maintaining the interior of the valve box (101) at a pressure higher than the pressure at the low-pressure side outlet port (125), the high-pressure side valve element (112) is pressed against the high-pressure side valve plate (111), and the low-pressure side valve element (122) is pressed against the low-pressure side valve plate (111). Therefore, even if the valve elements (112, 122) wear, the pressure between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121) remains unchanged, improving durability.

本開示の第2の態様は、第1の態様において、前記高圧側弁体(112)及び前記低圧側弁体(122)は同じ回転数で回転する。 A second aspect of the present disclosure is the first aspect, wherein the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) rotate at the same rotational speed.

第2の態様では、各弁体(112,122)の回転によって、連通対象ポートの選択制御を容易に行うことができる。 In the second aspect, the selection of the communication target port can be easily controlled by rotating each valve element (112, 122).

本開示の第3の態様は、第2の態様において、前記高圧側弁板(111)を貫通する同一の前記回転軸(102)によって、前記高圧側弁体(112)及び前記低圧側弁体(122)は回転する。 A third aspect of the present disclosure is the second aspect, in which the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) rotate by the same rotation shaft (102) that penetrates the high-pressure side valve plate (111).

第3の態様では、簡単な構造によって、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を同じ回転数で回転させることができる。 In the third aspect, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) can be rotated at the same rotational speed using a simple structure.

本開示の第4の態様は、第1~第3の態様のいずれか1つにおいて、前記高圧側入口ポート(115)は、前記高圧側弁板(111)に設けられる。 A fourth aspect of the present disclosure is any one of the first to third aspects, wherein the high-pressure side inlet port (115) is provided in the high-pressure side valve plate (111).

第4の態様では、簡単な構造によって、弁箱(101)の内部の圧力から高圧側流路(114)を分離することができる。 In the fourth aspect, the high-pressure side flow path (114) can be isolated from the pressure inside the valve box (101) using a simple structure.

本開示の第5の態様は、第4の態様において、前記高圧側入口ポート(115)は、前記高圧側弁板(111)において、前記複数の高圧側出口ポート(113)よりも前記高圧側弁板(111)の中央側に設けられる。 A fifth aspect of the present disclosure is the fourth aspect, wherein the high-pressure side inlet port (115) is provided on the high-pressure side valve plate (111) closer to the center of the high-pressure side valve plate (111) than the multiple high-pressure side outlet ports (113).

第5の態様では、高圧側流路(114)によって、高圧側入口ポート(115)と高圧側出口ポート(113)のそれぞれとを連通させやすくなる。 In the fifth aspect, the high-pressure side flow path (114) makes it easier to connect the high-pressure side inlet port (115) and the high-pressure side outlet port (113).

本開示の第6の態様は、第1~第5の態様のいずれか1つにおいて、前記低圧側出口ポート(125)が前記低圧側弁板(121)に設けられる。 A sixth aspect of the present disclosure is any one of the first to fifth aspects, wherein the low-pressure side outlet port (125) is provided in the low-pressure side valve plate (121).

第6の態様では、簡単な構造によって、弁箱(101)の内部の圧力から低圧側流路(124)を分離することができる。 In the sixth aspect, the low-pressure side flow path (124) can be isolated from the pressure inside the valve box (101) using a simple structure.

本開示の第7の態様は、第6の態様において、前記低圧側出口ポート(125)は、前記低圧側弁板(121)において、前記複数の低圧側入口ポート(123)よりも前記低圧側弁板(121)の中央側に設けられる。 A seventh aspect of the present disclosure is the sixth aspect, wherein the low-pressure side outlet port (125) is provided on the low-pressure side valve plate (121) closer to the center of the low-pressure side valve plate (121) than the plurality of low-pressure side inlet ports (123).

第7の態様では、低圧側流路(124)によって、低圧側出口ポート(125)と低圧側入口ポート(123)のそれぞれとを連通させやすくなる。 In the seventh aspect, the low-pressure side flow path (124) makes it easier to connect the low-pressure side outlet port (125) and the low-pressure side inlet port (123).

本開示の第8の態様は、第1~第7の態様のいずれか1つにおいて、前記高圧側弁体(112)は、前記複数の高圧側出口ポート(113)のうち、前記弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる少なくとも1つのポート(113b)を塞ぎ、当該ポート(113b)と前記弁箱(101)の内部との間の圧力差によって前記高圧側弁体(112)は前記高圧側弁板(111)に密着する。 An eighth aspect of the present disclosure is any one of the first to seventh aspects, wherein the high-pressure side valve element (112) blocks at least one port (113b) of the multiple high-pressure side outlet ports (113) that has a lower pressure than the pressure inside the valve box (101), and the high-pressure side valve element (112) is tightly attached to the high-pressure side valve plate (111) due to the pressure difference between the port (113b) and the inside of the valve box (101).

第8の態様では、弁箱(101)の内部の圧力によって、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接することができる。 In the eighth aspect, the pressure inside the valve box (101) can press the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111).

本開示の第9の態様は、第1~第8の態様のいずれか1つにおいて、前記低圧側流路(124)は、前記複数の低圧側入口ポート(123)のうち、前記弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となるポート(123b)に接続されると共に前記弁箱(101)の内部の圧力から分離され、前記低圧側流路(124)と前記弁箱(101)の内部との間の圧力差によって前記低圧側弁体(122)は前記低圧側弁板(121)に密着する。 A ninth aspect of the present disclosure is any one of the first to eighth aspects, wherein the low-pressure side flow path (124) is connected to one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123), a port (123b) having a lower pressure than the pressure inside the valve box (101), and is isolated from the pressure inside the valve box (101), and the low-pressure side valve element (122) is tightly attached to the low-pressure side valve plate (121) due to the pressure difference between the low-pressure side flow path (124) and the interior of the valve box (101).

第9の態様では、弁箱(101)の内部の圧力によって、低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に圧接することができる。 In the ninth aspect, the low-pressure side valve element (122) can be pressed against the low-pressure side valve plate (121) by the pressure inside the valve box (101).

本開示の第10の態様は、第9の態様において、低圧側弁体(122)は、前記弁箱(101)の内部と前記低圧側流路(124)とを熱断熱する機構を備える。 A tenth aspect of the present disclosure is the ninth aspect, wherein the low-pressure side valve element (122) is provided with a mechanism for thermally insulating the interior of the valve box (101) from the low-pressure side flow path (124).

第10の態様では、弁箱(101)の内部から低圧側流路(124)を熱的にも分離できるので、冷凍システム(10)の性能を向上させることができる。 In the tenth aspect, the low-pressure side flow path (124) can be thermally isolated from the interior of the valve box (101), thereby improving the performance of the refrigeration system (10).

本開示の第11の態様は、第1~第10の態様のいずれか1つにおいて、前記弁箱(101)の内部に配置されたバネ(104)をさらに備え、前記バネ(104)は、前記高圧側弁体(112)を前記高圧側弁板(111)に押しつけると共に前記低圧側弁体(122)を前記低圧側弁板(121)に押しつける。 An eleventh aspect of the present disclosure is any one of the first to tenth aspects, further comprising a spring (104) disposed inside the valve box (101), the spring (104) pressing the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and pressing the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121).

第11の態様では、弁箱(101)の内部の圧力が所定の圧力に達するまで、高圧側弁体(112)と高圧側弁板(111)とを密着させると共に低圧側弁体(122)と低圧側弁板(121)とを密着させることができる。 In the eleventh aspect, the high-pressure side valve element (112) and the high-pressure side valve plate (111) can be brought into tight contact with each other, and the low-pressure side valve element (122) and the low-pressure side valve plate (121) can be brought into tight contact with each other, until the pressure inside the valve box (101) reaches a predetermined pressure.

本開示の第12の態様は、第2又は第3の態様において、前記弁箱(101)の内部に配置されたバネ(104)をさらに備え、前記バネ(104)の一端は前記高圧側弁体(112)に取り付けられ、前記バネ(104)の他端は前記低圧側弁体(122)に取り付けられ、前記バネ(104)は、前記高圧側弁体(112)を前記高圧側弁板(111)に押しつけると共に前記低圧側弁体(122)を前記低圧側弁板(121)に押しつける。 A twelfth aspect of the present disclosure is the second or third aspect, further comprising a spring (104) disposed inside the valve box (101), one end of the spring (104) attached to the high-pressure side valve element (112) and the other end of the spring (104) attached to the low-pressure side valve element (122), and the spring (104) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121).

第12の態様では、単一のバネ(104)を用いて、弁箱(101)の内部の圧力が所定の圧力に達するまで、高圧側弁体(112)と高圧側弁板(111)とを密着させると共に低圧側弁体(122)と低圧側弁板(121)とを密着させることができる。 In the twelfth aspect, a single spring (104) can be used to tightly contact the high-pressure side valve element (112) and the high-pressure side valve plate (111) and also tightly contact the low-pressure side valve element (122) and the low-pressure side valve plate (121) until the pressure inside the valve box (101) reaches a predetermined pressure.

本開示の第13の態様は、第1~第12の態様のいずれか1つにおいて、前記複数の高圧側出口ポート(113)及び前記複数の低圧側入口ポート(123)は、径方向長さが周方向長さよりも長いスリット形状の開口を有する。 A thirteenth aspect of the present disclosure is any one of the first to twelfth aspects, wherein the plurality of high-pressure side outlet ports (113) and the plurality of low-pressure side inlet ports (123) have slit-shaped openings whose radial length is longer than their circumferential length.

第13の態様では、各ポート(113,123)の開口の周方向長さを短くすることにより、各弁体(112,122)の回転により連通対象ポートの切り替えを迅速に行うことができる。また、各ポート(113,123)の開口の径方向長さを長くすることにより、開口面積を確保して圧力損失の増加を抑制することができる。 In the thirteenth aspect, by shortening the circumferential length of the opening of each port (113, 123), the communication target port can be quickly switched by rotating each valve element (112, 122). Furthermore, by lengthening the radial length of the opening of each port (113, 123), the opening area can be secured and an increase in pressure loss can be suppressed.

本開示の第14の態様は、第5の態様において、前記高圧側流路(114)は、前記弁箱(101)の内部の圧力から分離され、前記高圧側弁体(112)は、前記複数の高圧側出口ポート(113)のうち少なくとも1つのポート(113b)を塞ぐ高圧側閉鎖部(112a)を有し、前記高圧側弁体(112)を軸方向から見て、前記高圧側弁板(111)が前記高圧側流路(114)に接する面積と、前記高圧側弁板(111)が前記高圧側閉鎖部(112a)に接する面積は略同じである。 A fourteenth aspect of the present disclosure is the fifth aspect, wherein the high-pressure side flow path (114) is isolated from the pressure inside the valve box (101), the high-pressure side valve element (112) has a high-pressure side closing portion (112a) that closes at least one port (113b) of the plurality of high-pressure side outlet ports (113), and when viewed axially of the high-pressure side valve element (112), the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side flow path (114) is substantially the same as the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side closing portion (112a).

第14の態様では、弁箱(101)の内部の圧力を、高圧側入口ポート(115)の圧力と低圧側出口ポート(125)の圧力との中間圧力にすれば、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接することができる。 In the fourteenth aspect, if the pressure inside the valve box (101) is set to an intermediate pressure between the pressure at the high-pressure side inlet port (115) and the pressure at the low-pressure side outlet port (125), the high-pressure side valve element (112) can be pressed against the high-pressure side valve plate (111).

本開示の第15の態様は、第7の態様において、前記低圧側流路(124)は、前記弁箱(101)の内部の圧力から分離され、前記低圧側弁体(122)は、前記複数の低圧側入口ポート(123)のうち少なくとも1つのポート(123a)を塞ぐ低圧側閉鎖部(122a)を有し、前記低圧側弁体(122)を軸方向から見て、前記低圧側弁板(121)が前記低圧側流路(124)に接する面積と、前記低圧側弁板(121)が前記低圧側閉鎖部(122a)に接する面積は略同じである。 A fifteenth aspect of the present disclosure is the seventh aspect, wherein the low-pressure side flow path (124) is isolated from the pressure inside the valve box (101), the low-pressure side valve element (122) has a low-pressure side closing portion (122a) that closes at least one port (123a) of the plurality of low-pressure side inlet ports (123), and when viewed axially of the low-pressure side valve element (122), the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side flow path (124) is substantially the same as the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side closing portion (122a).

第15の態様では、弁箱(101)の内部の圧力を、高圧側入口ポート(115)の圧力と低圧側出口ポート(125)の圧力との中間圧力にすれば、低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に圧接することができる。 In the fifteenth aspect, if the pressure inside the valve box (101) is set to an intermediate pressure between the pressure at the high-pressure side inlet port (115) and the pressure at the low-pressure side outlet port (125), the low-pressure side valve element (122) can be pressed against the low-pressure side valve plate (121).

本開示の第16の態様は、固体冷媒による冷凍システム(10)に用いられる回転バルブ型多方切換弁(100)である。回転バルブ型多方切換弁(100)は、回転軸(102)を有する弁箱(101)と、高圧側入口ポート(115)と、低圧側出口ポート(125)と、前記弁箱(101)の軸方向の一端に配置された高圧側弁板(111)と、前記弁箱(101)における前記高圧側弁板(111)の内側に回転可能に配置された高圧側弁体(112)と、前記弁箱(101)の軸方向の他端に配置された低圧側弁板(121)と、前記弁箱(101)における前記低圧側弁板(121)の内側に回転可能に配置された低圧側弁体(122)とを備える。前記高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が形成される。前記高圧側弁体(112)には、回転位置に応じて、前記高圧側入口ポート(115)と前記複数の高圧側出口ポート(113)の少なくとも1つとを選択的に連通させる高圧側流路(114)が形成される。前記低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が形成される。前記低圧側弁体(122)には、回転位置に応じて、前記複数の低圧側入口ポート(123)の少なくとも1つと前記低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる低圧側流路(124)が形成される。前記弁箱(101)の内部は前記高圧側入口ポート(115)と連通することによって高圧に保持され、前記弁箱(101)の内部の圧力によって、前記高圧側弁体(112)が前記高圧側弁板(111)に圧接されると共に前記低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される。 A sixteenth aspect of the present disclosure is a rotary valve-type multi-way switching valve (100) for use in a solid refrigerant refrigeration system (10). The rotary valve-type multi-way switching valve (100) includes a valve body (101) having a rotary shaft (102), a high-pressure side inlet port (115), a low-pressure side outlet port (125), a high-pressure side valve plate (111) disposed at one axial end of the valve body (101), a high-pressure side valve element (112) rotatably disposed inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve body (101), a low-pressure side valve plate (121) disposed at the other axial end of the valve body (101), and a low-pressure side valve element (122) rotatably disposed inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve body (101). The high-pressure side valve plate (111) is formed with a plurality of high-pressure side outlet ports (113). The high-pressure side valve element (112) has a high-pressure side flow path (114) that selectively connects the high-pressure side inlet port (115) to at least one of the plurality of high-pressure side outlet ports (113) depending on its rotational position. The low-pressure side valve plate (121) has a plurality of low-pressure side inlet ports (123). The low-pressure side valve element (122) has a low-pressure side flow path (124) that selectively connects at least one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) to the low-pressure side outlet port (125) depending on its rotational position. The interior of the valve box (101) is maintained at high pressure by communicating with the high-pressure side inlet port (115). The pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111), and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111).

第16の態様では、弁箱(101)の内部を高圧側入口ポート(115)と連通させて高圧に保つことにより、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接すると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(111)に圧接する。このため、各弁体(112,122)が摩耗しても、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との圧着力が変わらないため、耐久性が向上する。 In the sixteenth aspect, the interior of the valve box (101) is kept at high pressure by communicating with the high-pressure side inlet port (115), thereby pressing the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and pressing the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). Therefore, even if the valve elements (112, 122) wear, the pressing force between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121) remains unchanged, improving durability.

本開示の第17の態様は、第16の態様において、前記高圧側入口ポート(115)が前記弁箱(101)に設けられる。 A seventeenth aspect of the present disclosure is the sixteenth aspect, wherein the high-pressure side inlet port (115) is provided in the valve body (101).

第17の態様では、簡単な構造によって、弁箱(101)の内部を高圧に保持できる。 In the seventeenth aspect, the inside of the valve box (101) can be maintained at high pressure using a simple structure.

本開示の第18の態様は、固体冷媒による冷凍システム(10)に用いられる回転バルブ型多方切換弁(100)である。回転バルブ型多方切換弁(100)は、回転軸(102)を有する弁箱(101)と、高圧側入口ポート(115)と、低圧側出口ポート(125)と、前記弁箱(101)の軸方向の一端に配置された高圧側弁板(111)と、前記弁箱(101)における前記高圧側弁板(111)の内側に回転可能に配置された高圧側弁体(112)と、前記弁箱(101)の軸方向の他端に配置された低圧側弁板(121)と、前記弁箱(101)における前記低圧側弁板(121)の内側に回転可能に配置された低圧側弁体(122)とを備える。前記高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が形成される。前記高圧側弁体(112)には、回転位置に応じて、前記高圧側入口ポート(115)と前記複数の高圧側出口ポート(113)の少なくとも1つとを選択的に連通させる高圧側流路(114)が形成される。前記低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が形成される。前記低圧側弁体(122)には、回転位置に応じて、前記複数の低圧側入口ポート(123)の少なくとも1つと前記低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる低圧側流路(124)が形成される。前記弁箱(101)の内部は、前記低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高く且つ前記高圧側入口ポート(115)の圧力よりも低い中間圧力に保持され、前記弁箱(101)の内部の圧力によって、前記高圧側弁体(112)が前記高圧側弁板(111)に圧接されると共に前記低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される。 An eighteenth aspect of the present disclosure is a rotary valve-type multi-way switching valve (100) for use in a solid refrigerant refrigeration system (10). The rotary valve-type multi-way switching valve (100) includes a valve body (101) having a rotary shaft (102), a high-pressure side inlet port (115), a low-pressure side outlet port (125), a high-pressure side valve plate (111) disposed at one axial end of the valve body (101), a high-pressure side valve element (112) rotatably disposed inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve body (101), a low-pressure side valve plate (121) disposed at the other axial end of the valve body (101), and a low-pressure side valve element (122) rotatably disposed inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve body (101). The high-pressure side valve plate (111) is formed with a plurality of high-pressure side outlet ports (113). The high-pressure side valve element (112) is formed with a high-pressure side flow path (114) that selectively connects the high-pressure side inlet port (115) to at least one of the plurality of high-pressure side outlet ports (113) depending on its rotational position. The low-pressure side valve plate (121) is formed with a plurality of low-pressure side inlet ports (123). The low-pressure side valve element (122) is formed with a low-pressure side flow path (124) that selectively connects at least one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) to the low-pressure side outlet port (125) depending on its rotational position. The interior of the valve box (101) is maintained at an intermediate pressure that is higher than the pressure at the low-pressure side outlet port (125) and lower than the pressure at the high-pressure side inlet port (115), and the pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111), and the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111).

第18の態様では、弁箱(101)の内部を、低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高く且つ記高圧側入口ポート(115)の圧力よりも低い中間圧力に保つことにより、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接すると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(111)に圧接する。このため、各弁体(112,122)が摩耗しても、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との圧着力が変わらないため、耐久性が向上する。 In the eighteenth aspect, the interior of the valve box (101) is maintained at an intermediate pressure that is higher than the pressure at the low-pressure side outlet port (125) and lower than the pressure at the high-pressure side inlet port (115), thereby pressing the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and pressing the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). Therefore, even if the valve elements (112, 122) wear, the pressing force between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121) does not change, improving durability.

本開示の第19の態様は、第18の態様において、前記中間圧力に調整された中間圧ポート(131)が前記弁箱(101)に接続される。 A 19th aspect of the present disclosure is the 18th aspect, in which an intermediate pressure port (131) regulated to the intermediate pressure is connected to the valve body (101).

第19の態様では、簡単な構造によって弁箱(101)の内部を中間圧力に保持できる。 In the 19th aspect, the interior of the valve box (101) can be maintained at an intermediate pressure using a simple structure.

本開示の第20の態様は、第19の態様において、前記中間圧ポート(131)は、第1減圧バルブ(132)を介して前記高圧側入口ポート(115)と連通すると共に、第2減圧バルブ(133)を介して前記低圧側出口ポート(125)と連通する。 A twentieth aspect of the present disclosure is the 19th aspect, wherein the intermediate pressure port (131) is connected to the high-pressure side inlet port (115) via a first pressure reducing valve (132) and is connected to the low-pressure side outlet port (125) via a second pressure reducing valve (133).

第20の態様では、新たに圧力源を設けることなく、弁箱(101)の内部を中間圧力に保持できる。また、減圧バルブ(132)、(133)の調整により、低圧から高圧までの範囲で中間圧力を任意の大きさに設定できる。 In the 20th aspect, the interior of the valve box (101) can be maintained at an intermediate pressure without providing a new pressure source. Furthermore, by adjusting the pressure reducing valves (132) and (133), the intermediate pressure can be set to any value within the range from low to high pressure.

図1は、実施形態1に係る回転バルブ型多方切換弁が用いられる磁気冷凍システムの構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a magnetic refrigeration system using a rotary valve type multi-way switching valve according to the first embodiment. 図2は、図1に示す磁気冷凍システムの磁気冷凍モジュールを環状収納部の軸方向から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the magnetic refrigeration module of the magnetic refrigeration system shown in FIG. 1, viewed from the axial direction of the annular housing portion. 図3は、図1に示す磁気冷凍システムの磁気冷凍モジュールを環状収納部の径方向から見た断面図である。3 is a cross-sectional view of the magnetic refrigeration module of the magnetic refrigeration system shown in FIG. 1, viewed from the radial direction of the annular housing portion. 図4は、実施形態1に係る回転バルブ型多方切換弁の縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the rotary valve type multi-way switching valve according to the first embodiment. 図5は、図4に示す回転バルブ型多方切換弁の高圧側弁板を弁箱外部から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the high-pressure side valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve shown in FIG. 4 as viewed from the outside of the valve body. 図6は、図4に示す回転バルブ型多方切換弁の低圧側弁板を弁箱外部から見た平面図である。FIG. 6 is a plan view of the low-pressure side valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve shown in FIG. 4 as viewed from the outside of the valve body. 図7は、実施形態1の変形例に係る回転バルブ型多方切換弁の縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a rotary valve type multi-way switching valve according to a modified example of the first embodiment. 図8は、図7に示す回転バルブ型多方切換弁の高圧側弁板を弁箱内部から見た平面図である。8 is a plan view of the high-pressure side valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve shown in FIG. 7 as seen from inside the valve body. 図9は、図7に示す回転バルブ型多方切換弁の低圧側弁板を弁箱内部から見た平面図である。9 is a plan view of the low-pressure side valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve shown in FIG. 7 as seen from inside the valve body. 図10は、実施形態2に係る回転バルブ型多方切換弁の縦断面図である。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a rotary valve type multi-way switching valve according to the second embodiment. 図11は、図10に示す回転バルブ型多方切換弁の高圧側弁板を弁箱外部から見た平面図である。FIG. 11 is a plan view of the high-pressure side valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve shown in FIG. 10 as viewed from the outside of the valve body. 図12は、図10に示す回転バルブ型多方切換弁の低圧側弁板を弁箱外部から見た平面図である。12 is a plan view of the low-pressure side valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve shown in FIG. 10 as viewed from the outside of the valve body. 図13は、実施形態2に係る回転バルブ型多方切換弁における弁体の流路及び閉鎖部と弁板との配置関係の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of the arrangement relationship between the flow passages and closing portions of the valve body and the valve plate in the rotary valve type multi-way switching valve according to the second embodiment. 図14は、実施形態2に係る回転バルブ型多方切換弁の弁板を弁箱内部から見た平面図である。FIG. 14 is a plan view of the valve plate of the rotary valve type multi-way switching valve according to the second embodiment, as viewed from inside the valve body.

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses.

《実施形態1》
〈磁気冷凍システムの構成〉
図1に示すように、磁気冷凍システム(10)は、磁気冷凍モジュール(20)と、低温側熱交換器(60)と、高温側熱交換器(70)と、熱媒体ポンプ(80)とが設けられた熱媒体回路(11)を備える。熱媒体回路(11)の各構成要素は、熱媒体配管を介して互いに接続されている。磁気冷凍システム(10)は、熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節する固体冷媒による冷凍システムであり、磁気冷凍モジュール(20)は、熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節する固体冷媒による冷凍モジュールである。
First Embodiment
<Configuration of magnetic refrigeration system>
As shown in Fig. 1, the magnetic refrigeration system (10) includes a magnetic refrigeration module (20), a heat medium circuit (11) provided with a low-temperature side heat exchanger (60), a high-temperature side heat exchanger (70), and a heat medium pump (80). The components of the heat medium circuit (11) are connected to each other via heat medium piping. The magnetic refrigeration system (10) is a refrigeration system using a solid refrigerant that adjusts the temperature of the heat medium by utilizing the calorific effect, and the magnetic refrigeration module (20) is a refrigeration module using a solid refrigerant that adjusts the temperature of the heat medium by utilizing the calorific effect.

磁気冷凍モジュール(20)は、例えば冷専チラーとして構成された磁気冷凍システム(10)に設けられる。磁気冷凍モジュール(20)の用途は、これに限られるものではなく、例えば、二次冷媒や空気などと熱交換する空気調和装置に設けられてもよい。 The magnetic refrigeration module (20) is installed in a magnetic refrigeration system (10) configured as, for example, a cooling-only chiller. The use of the magnetic refrigeration module (20) is not limited to this, and it may also be installed in, for example, an air conditioning device that exchanges heat with a secondary refrigerant or air.

磁気冷凍モジュール(20)は、固体冷媒物質としての磁気作業物質(24)を収容し且つ熱媒体が流れる流路(23)を形成する収容部(22)を有する環状収納部(21)を備える。磁気冷凍モジュール(20)は、磁気作業物質(24)に力場である磁場を印加したり除去したりすることで磁気熱量効果を生じさせ、それにより流路(23)を流れる熱媒体を加熱又は冷却する。 The magnetic refrigeration module (20) includes an annular storage section (21) that contains a magnetically active material (24) as a solid refrigerant material and has a storage section (22) that forms a flow path (23) through which a heat transfer medium flows. The magnetic refrigeration module (20) generates a magnetocaloric effect by applying or removing a magnetic field, which is a force field, to the magnetically active material (24), thereby heating or cooling the heat transfer medium flowing through the flow path (23).

図2及び図3に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、例えば12個の複数の単位モジュール(20a~20l)から構成される。複数の単位モジュール(20a~20l)の各構成要素は、複数の収納部片(21a~21l)にそれぞれ収納される。本実施形態では、各収納部片(21a~21l)は、例えば環状扇形状であるが、これに限定されず、扇形状又は台形状などであってもよい。複数の収納部片(21a~21l)が環状に組み合わされることによって、磁気冷凍モジュール(20)の環状収納部(21)が構成される。各収納部片(21a~21l)の厚さは、磁束漏れが生じ難く、且つ、必要となる収納部の体積を確保できる厚さに設定される。尚、以下の説明で、収納部片(21a)と記載するときは、複数の収納部片(21a~21l)のうちの任意の収納部片を表すものとし、単位モジュール(20a)と記載するときは、複数の単位モジュール(20a~20l)のうちの任意の単位モジュールを表すものとする。 As shown in Figures 2 and 3, the magnetic refrigeration module (20) is composed of, for example, twelve unit modules (20a-20l). Each component of the unit modules (20a-20l) is housed in a corresponding storage piece (21a-21l). In this embodiment, each storage piece (21a-21l) is, for example, an annular sector-shaped, but this is not limiting and the shape may be a sector or trapezoid. The annular storage section (21) of the magnetic refrigeration module (20) is formed by combining the storage pieces (21a-21l) in an annular shape. The thickness of each storage piece (21a-21l) is set to a thickness that minimizes magnetic flux leakage and ensures the required storage volume. In the following description, when referring to a storage piece (21a), it refers to any one of the multiple storage pieces (21a-21l), and when referring to a unit module (20a), it refers to any one of the multiple unit modules (20a-20l).

環状収納部(21)の軸方向において磁気冷凍モジュール(20)を挟むように、力場印加機構である磁場印加機構(15)が配置される。磁場印加機構(15)は、磁気冷凍モジュール(20)に近接して配置される力場発生部である環状の磁石(15a)と、環状の磁石(15a)を支持し且つ磁路を形成するためのヨーク(15b)とを有する。磁気冷凍モジュール(20)の中央部開口を通って環状収納部(21)の軸方向に延びるように回転機構(16)が配置される。磁場印加機構(15)は、回転機構(16)によって環状収納部(21)の周方向に回転する。磁石(15a)は、例えば、収納部片(21a)6個分の面積とオーバーラップするように配置されているため、磁場印加機構(15)の回転に伴い、励磁される単位モジュール(20a)は時々刻々変化する。これにより、磁石回転型の磁気冷凍モジュール(20)を構成することができる。尚、図1及び図2では、単位モジュール(20a,20b,20c,20g,20h,20i)が励磁されており、単位モジュール(20d,20e,20f,20j,20k,20l)が消磁されている様子を示している。 A magnetic field application mechanism (15), which is a force field application mechanism, is arranged on either side of the magnetic refrigeration module (20) in the axial direction of the annular storage section (21). The magnetic field application mechanism (15) includes an annular magnet (15a) serving as a force field generator and arranged adjacent to the magnetic refrigeration module (20), and a yoke (15b) for supporting the annular magnet (15a) and forming a magnetic path. A rotation mechanism (16) is arranged to extend axially through the central opening of the magnetic refrigeration module (20). The magnetic field application mechanism (15) rotates circumferentially around the annular storage section (21) by the rotation mechanism (16). The magnet (15a) is arranged to overlap an area equivalent to, for example, six storage pieces (21a). Therefore, as the magnetic field application mechanism (15) rotates, the excited unit modules (20a) change moment by moment. This allows for the construction of a magnet-rotating magnetic refrigeration module (20). Note that Figures 1 and 2 show unit modules (20a, 20b, 20c, 20g, 20h, 20i) in an excited state, and unit modules (20d, 20e, 20f, 20j, 20k, 20l) in a demagnetized state.

図1に示すように、磁気冷凍モジュール(20)を構成する各単位モジュール(20a~20l)は、低温側流入路(25)と、低温側流出路(26)と、高温側流入路(27)と、高温側流出路(28)とを有する。各流入路(25,27)及び各流出路(26,28)は、各単位モジュール(20a~20l)の収容部(22)の内部空間(流路(23))に連通している。低温側流入路(25)から流入した熱媒体は、収容部(22)内の流路(23)を流れて高温側流出路(28)から排出される。高温側流入路(27)から流入した熱媒体は、収容部(22)内の流路(23)を流れて低温側流出路(26)から排出される。 As shown in FIG. 1, each unit module (20a-20l) constituting the magnetic refrigeration module (20) has a low-temperature inlet channel (25), a low-temperature outlet channel (26), a high-temperature inlet channel (27), and a high-temperature outlet channel (28). Each inlet channel (25, 27) and each outlet channel (26, 28) communicates with the internal space (flow path (23)) of the accommodation section (22) of each unit module (20a-20l). The heat medium flowing in from the low-temperature inlet channel (25) flows through the flow path (23) in the accommodation section (22) and is discharged from the high-temperature outlet channel (28). The heat medium flowing in from the high-temperature inlet channel (27) flows through the flow path (23) in the accommodation section (22) and is discharged from the low-temperature outlet channel (26).

低温側熱交換器(60)は、磁気冷凍モジュール(20)で冷却された熱媒体と、図示を省略する利用ユニット(例えば、エアハンドリングユニット)を流れる二次冷媒とを熱交換させるものである。低温側熱交換器(60)は、磁気冷凍モジュール(20)の低温側流入路(25)に接続された第1流出部(61)と、磁気冷凍モジュール(20)の低温側流出路(26)に接続された第1流入部(62)とを有する。 The low-temperature side heat exchanger (60) exchanges heat between the heat medium cooled in the magnetic refrigeration module (20) and a secondary refrigerant flowing through a utilization unit (e.g., an air handling unit) not shown. The low-temperature side heat exchanger (60) has a first outlet (61) connected to the low-temperature side inlet channel (25) of the magnetic refrigeration module (20) and a first inlet (62) connected to the low-temperature side outlet channel (26) of the magnetic refrigeration module (20).

ここで、各単位モジュール(20a~20l)の低温側流入路(25)と第1流出部(61)との間の熱媒体配管には、第1逆止弁(91)が設けられている。また、各単位モジュール(20a~20l)の低温側流出路(26)と第1流入部(62)との間の熱媒体配管には、第2逆止弁(92)が設けられている。 Here, a first check valve (91) is provided in the heat medium piping between the low-temperature side inlet channel (25) and the first outlet (61) of each unit module (20a-20l). Furthermore, a second check valve (92) is provided in the heat medium piping between the low-temperature side outlet channel (26) and the first inlet (62) of each unit module (20a-20l).

高温側熱交換器(70)は、磁気冷凍モジュール(20)で加熱された熱媒体と、図示を省略する熱源ユニット(例えばクーリングタワー)を流れる二次冷媒とを熱交換させるものである。高温側熱交換器(70)は、磁気冷凍モジュール(20)の高温側流入路(27)に接続された第2流出部(71)と、磁気冷凍モジュール(20)の高温側流出路(28)に接続された第2流入部(72)とを有する。 The high-temperature side heat exchanger (70) exchanges heat between the heat medium heated in the magnetic refrigeration module (20) and a secondary refrigerant flowing through a heat source unit (e.g., a cooling tower) (not shown). The high-temperature side heat exchanger (70) has a second outlet (71) connected to the high-temperature side inlet channel (27) of the magnetic refrigeration module (20) and a second inlet (72) connected to the high-temperature side outlet channel (28) of the magnetic refrigeration module (20).

ここで、各単位モジュール(20a~20l)の高温側流入路(27)と第2流出部(71)との間の熱媒体配管には、本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)のうちの高圧側多方切換弁(110)が設けられている。また、各単位モジュール(20a~20l)の高温側流出路(28)と第2流入部(72)との間の熱媒体配管には、回転バルブ型多方切換弁(100)のうちの低圧側多方切換弁(120)が設けられている。 Here, the heat medium piping between the high-temperature side inlet channel (27) and the second outlet (71) of each unit module (20a-20l) is provided with a high-pressure side multi-way switching valve (110) of the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment. Furthermore, the heat medium piping between the high-temperature side outlet channel (28) and the second inlet (72) of each unit module (20a-20l) is provided with a low-pressure side multi-way switching valve (120) of the rotary valve type multi-way switching valve (100).

熱媒体ポンプ(80)は、磁気冷凍モジュール(20)と各熱交換器(60,70)との間で熱媒体を流すためのものである。熱媒体ポンプ(80)は、例えば、回転バルブ型多方切換弁(100)のうちの低圧側多方切換弁(120)と高温側熱交換器(70)との間の熱媒体配管に設けられる。 The heat medium pump (80) is used to circulate the heat medium between the magnetic refrigeration module (20) and each heat exchanger (60, 70). The heat medium pump (80) is provided, for example, in the heat medium piping between the low-pressure side multi-way switching valve (120) of the rotary valve type multi-way switching valve (100) and the high-temperature side heat exchanger (70).

-磁気冷凍システムにおける熱媒体の流れ-
図1に示す磁気冷凍システム(10)においては、各逆止弁(91,92)及び回転バルブ型多方切換弁(100)を制御すると共に、当該制御動作に対応させて磁気冷凍モジュール(20)(単位モジュール(20a~20l))の収容部(22)に磁場を印加したり除去したりすることによって、冷熱を供給する。
- Heat transfer medium flow in magnetic refrigeration systems -
In the magnetic refrigeration system (10) shown in FIG. 1, the check valves (91, 92) and the rotary valve type multi-way switching valve (100) are controlled, and a magnetic field is applied to or removed from the accommodation section (22) of the magnetic refrigeration module (20) (unit modules (20a to 20l)) in accordance with the control operation, thereby supplying cold heat.

以下、図1及び図2に示すように、単位モジュール(20a,20b,20c,20g,20h,20i)が励磁されており、且つ、単位モジュール(20d,20e,20f,20j,20k,20l)が消磁されている場合を例として、具体的に説明する。尚、図1では、熱媒体の流れを矢印で示している。 The following is a specific explanation of an example in which the unit modules (20a, 20b, 20c, 20g, 20h, 20i) are magnetized and the unit modules (20d, 20e, 20f, 20j, 20k, 20l) are demagnetized, as shown in Figures 1 and 2. Note that in Figure 1, the flow of the heat transfer medium is indicated by arrows.

まず、低温側熱交換器(60)の第1流出部(61)から流れ出た熱媒体は、第1逆止弁(91)の制御により、励磁されている単位モジュール(20a,20b,20c,20g,20h,20i)の低温側流入路(25)に選択的に流入する。この熱媒体は、単位モジュール(20a,20b,20c,20g,20h,20i)において、発熱状態の磁気作業物質(24)と熱交換して加熱された後、高温側流出路(28)から流れ出る。 First, the heat medium flowing out from the first outlet (61) of the low-temperature side heat exchanger (60) selectively flows into the low-temperature side inlet channel (25) of the excited unit module (20a, 20b, 20c, 20g, 20h, 20i) under the control of the first check valve (91). This heat medium is heated by heat exchange with the exothermic magnetic working material (24) in the unit module (20a, 20b, 20c, 20g, 20h, 20i), and then flows out from the high-temperature side outlet channel (28).

単位モジュール(20a,20b,20c,20g,20h,20i)の高温側流出路(28)から流れ出た熱媒体は、回転バルブ型多方切換弁(100)のうちの低圧側多方切換弁(120)の制御により、熱媒体ポンプ(80)を経て、高温側熱交換器(70)の第2流入部(72)に流入する。この熱媒体は、例えばクーリングタワー等の熱源ユニット(図示省略)を流れる二次冷媒と熱交換し、高温側熱交換器(70)の第2流出部(71)から流出する。 The heat medium flowing out of the high-temperature side outlet passage (28) of the unit modules (20a, 20b, 20c, 20g, 20h, 20i) flows through the heat medium pump (80) and into the second inlet (72) of the high-temperature side heat exchanger (70) under the control of the low-pressure side multi-way switching valve (120) of the rotary valve type multi-way switching valve (100). This heat medium exchanges heat with a secondary refrigerant flowing through a heat source unit (not shown), such as a cooling tower, and flows out of the second outlet (71) of the high-temperature side heat exchanger (70).

高温側熱交換器(70)の第2流出部(71)から流れ出た熱媒体は、回転バルブ型多方切換弁(100)のうちの高圧側多方切換弁(110)の制御により、消磁されている単位モジュール(20d,20e,20f,20j,20k,20l)の高温側流入路(27)に選択的に流入する。この熱媒体は、単位モジュール(20d,20e,20f,20j,20k,20l)において、吸熱状態の磁気作業物質(24)と熱交換して冷却された後、低温側流出路(26)から流出する。 The heat medium flowing out from the second outlet (71) of the high-temperature side heat exchanger (70) selectively flows into the high-temperature side inlet channel (27) of the demagnetized unit modules (20d, 20e, 20f, 20j, 20k, 20l) under the control of the high-pressure side multi-way switching valve (110) of the rotary valve type multi-way switching valve (100). This heat medium is cooled by heat exchange with the endothermic magnetic working material (24) in the unit modules (20d, 20e, 20f, 20j, 20k, 20l), and then flows out from the low-temperature side outlet channel (26).

単位モジュール(20d,20e,20f,20j,20k,20l)の低温側流出路(26)から流れ出た熱媒体は、第2逆止弁(92)の制御により、低温側熱交換器(60)の第1流入部(62)に流入する。この熱媒体は、例えばエアハンドリングユニット等の利用ユニット(図示省略)を流れる二次冷媒と熱交換し、低温側熱交換器(60)の第1流出部(62)から流出する。 The heat medium flowing out of the low-temperature side outlet passage (26) of the unit modules (20d, 20e, 20f, 20j, 20k, 20l) flows into the first inlet (62) of the low-temperature side heat exchanger (60) under the control of the second check valve (92). This heat medium exchanges heat with a secondary refrigerant flowing through a utilization unit (not shown), such as an air handling unit, and flows out of the first outlet (62) of the low-temperature side heat exchanger (60).

本実施形態では、磁場印加機構(15)により励磁したり消磁したりする単位モジュール(20a)を選択的に変えながら、以上に説明した熱媒体の流れ制御を繰り返し行う。 In this embodiment, the flow control of the heat medium described above is repeatedly performed while selectively changing the unit modules (20a) to be magnetized or demagnetized by the magnetic field application mechanism (15).

〈回転バルブ型多方切換弁の構成〉
図4~図6に示す本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)では、高圧側多方切換弁(110)と低圧側多方切換弁(120)とが同一の弁箱(101)に一体的に設けられる。尚、図4では、熱媒体の流れを矢印で示している。
<Configuration of rotary valve type multi-way switching valve>
In the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment shown in Figures 4 to 6, a high-pressure side multi-way switching valve (110) and a low-pressure side multi-way switching valve (120) are integrally provided in the same valve box (101). In Figure 4, the flow of the heat medium is indicated by arrows.

回転バルブ型多方切換弁(100)は、主に、弁箱(101)と、回転軸(102)と、高圧側入口ポート(115)と、低圧側出口ポート(125)と、高圧側弁板(111)と、高圧側弁体(112)と、低圧側弁板(121)と、低圧側弁体(122)とを備える。弁箱(101)は、例えばアクリル樹脂製である。回転軸(102)は、例えばステンレス製である。高圧側弁板(111)及び低圧側弁板(121)は、例えばアルミニウム製である。高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)は、例えばPTFE等のフッ素樹脂製である。 The rotary valve type multi-way switching valve (100) mainly comprises a valve body (101), a rotary shaft (102), a high-pressure side inlet port (115), a low-pressure side outlet port (125), a high-pressure side valve plate (111), a high-pressure side valve element (112), a low-pressure side valve plate (121), and a low-pressure side valve element (122). The valve body (101) is made of, for example, acrylic resin. The rotary shaft (102) is made of, for example, stainless steel. The high-pressure side valve plate (111) and the low-pressure side valve plate (121) are made of, for example, aluminum. The high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) are made of, for example, a fluororesin such as PTFE.

尚、本開示において、「軸方向」とは、回転軸(102)(軸心(J))の延びる方向のことであり、「径方向」とは、回転軸(102)と直交する方向のことであり、「周方向」とは、回転軸(102)を中心とする円の円周方向のことである。 In this disclosure, the term "axial direction" refers to the direction in which the rotation axis (102) (axial center (J)) extends, the term "radial direction" refers to the direction perpendicular to the rotation axis (102), and the term "circumferential direction" refers to the circumferential direction of a circle centered on the rotation axis (102).

弁箱(101)の軸方向の一端(図4では上端)には、高圧側弁板(111)が配置される。弁箱(101)の軸方向の他端(図4では下端)には、低圧側弁板(121)が配置される。弁箱(101)における高圧側弁板(111)の内側には、高圧側弁体(112)が配置される。弁箱(101)における低圧側弁板(121)の内側には、低圧側弁体(122)が配置される。 A high-pressure side valve plate (111) is arranged at one axial end (upper end in Figure 4) of the valve box (101). A low-pressure side valve plate (121) is arranged at the other axial end (lower end in Figure 4) of the valve box (101). A high-pressure side valve element (112) is arranged inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve box (101). A low-pressure side valve element (122) is arranged inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve box (101).

回転軸(102)は、高圧側弁板(111)の中心部を貫通するように、弁箱(101)の外部から内部まで延びる。回転軸(102)は、図外の駆動回転機構によって回転する。回転軸(102)と高圧側弁板(111)との間には、例えばメカニカルシール等のシール部材(103)が設けられる。弁箱(101)の内部において、回転軸(102)には高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)が取り付けられる。高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)は、回転軸(102)と共に回転可能である。 The rotating shaft (102) extends from the outside to the inside of the valve box (101) so as to penetrate the center of the high-pressure side valve plate (111). The rotating shaft (102) is rotated by a drive rotation mechanism (not shown). A seal member (103), such as a mechanical seal, is provided between the rotating shaft (102) and the high-pressure side valve plate (111). Inside the valve box (101), a high-pressure side valve element (112) and a low-pressure side valve element (122) are attached to the rotating shaft (102). The high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) can rotate together with the rotating shaft (102).

本実施形態では、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)は、同一の回転軸(102)で回転駆動される。このため、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)は、同じ回転数で同じ方向に回転する。また、高圧側弁体(112)と低圧側弁体(122)との相対位置関係は、回転によって変化しない。 In this embodiment, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) are rotationally driven on the same rotation shaft (102). Therefore, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) rotate in the same direction at the same rotation speed. Furthermore, the relative positional relationship between the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) does not change due to rotation.

また、本実施形態では、高圧側入口ポート(115)は、弁箱(101)の径方向側部に設置される。これにより、弁箱(101)の内部は、高圧側入口ポート(115)と連通することによって高圧に保持される。また、低圧側出口ポート(125)は、低圧側弁板(121)の中心部に設置される。 In addition, in this embodiment, the high-pressure side inlet port (115) is installed on the radial side of the valve box (101). As a result, the interior of the valve box (101) is maintained at high pressure by communicating with the high-pressure side inlet port (115). Furthermore, the low-pressure side outlet port (125) is installed in the center of the low-pressure side valve plate (121).

高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が回転軸(102)を囲むように形成される。高圧側弁体(112)には、高圧側流路(114)が形成される。高圧側流路(114)は、弁箱(101)の内部に対しオープン構造を持つ。高圧側流路(114)は、高圧側弁体(112)の回転位置に応じて、複数の高圧側出口ポート(113)のうちの少なくとも1つのポート(113a)と接続し、当該ポート(113a)と高圧側入口ポート(115)とを選択的に連通させる。高圧側弁体(112)は、回転位置に応じて、複数の高圧側出口ポート(113)のうち、弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる少なくとも1つのポート(113b)を塞ぐ。当該ポート(113b)と弁箱(101)の内部との間の圧力差によって、高圧側弁体(112)は高圧側弁板(111)の方に吸引されて密着するので、流体の漏れを防ぐことができる。 The high-pressure side valve plate (111) is formed with multiple high-pressure side outlet ports (113) surrounding the rotary shaft (102). The high-pressure side valve element (112) is formed with a high-pressure side flow path (114). The high-pressure side flow path (114) has an open structure to the interior of the valve body (101). Depending on the rotational position of the high-pressure side valve element (112), the high-pressure side flow path (114) connects to at least one port (113a) of the multiple high-pressure side outlet ports (113), selectively communicating the port (113a) with the high-pressure side inlet port (115). Depending on its rotational position, the high-pressure side valve element (112) blocks at least one port (113b) of the multiple high-pressure side outlet ports (113) that has a pressure lower than the pressure inside the valve body (101). Due to the pressure difference between the port (113b) and the inside of the valve box (101), the high-pressure side valve element (112) is attracted to the high-pressure side valve plate (111) and tightly adheres to it, preventing fluid leakage.

高圧側弁体(112)は、回転軸(102)の周方向には固定されるが、回転軸(102)の軸方向には固定されない。例えば、軸方向に対して垂直な回転軸(102)の断面形状をD形状とし、同じD形状の貫通穴を高圧側弁体(112)に設けて、当該貫通穴に回転軸(102)を通すことによって、高圧側弁体(112)を回転軸(102)の周方向に固定し、且つ回転軸(102)の軸方向に移動可能としてもよい。これにより、高圧側弁体(112)が高圧側弁板(111)の方に吸引されるときに回転軸(102)が一緒に吸引されることを回避できる。 The high-pressure side valve element (112) is fixed circumferentially around the rotating shaft (102), but not axially. For example, the cross section of the rotating shaft (102) perpendicular to the axial direction may be D-shaped, and a similar D-shaped through-hole may be formed in the high-pressure side valve element (112). By passing the rotating shaft (102) through the through-hole, the high-pressure side valve element (112) may be fixed circumferentially around the rotating shaft (102) but movable axially around the rotating shaft (102). This prevents the rotating shaft (102) from being sucked in when the high-pressure side valve element (112) is sucked toward the high-pressure side valve plate (111).

低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が低圧側出口ポート(125)を囲むように形成される。低圧側弁体(122)には、低圧側流路(124)が形成される。低圧側弁体(122)は、回転位置に応じて、複数の低圧側入口ポート(123)のうち高圧となる少なくとも1つのポート(123a)を塞ぐ。低圧側流路(124)は、低圧側弁体(122)の回転位置に応じて、弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる少なくとも1つのポート(123b)と接続し、当該ポート(123b)と低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる。低圧側流路(124)は、弁箱(101)の内部に対しクローズド構造を持つ。言い換えると、弁箱(101)の内部の高圧と、低圧側流路(124)(低圧側弁体(122)の内部)の低圧とが分離される。これにより、低圧側弁体(122)の内部と弁箱(101)の内部との間の圧力差によって、低圧側弁体(122)は低圧側弁板(121)の方に吸引されて密着するので、流体の漏れを防ぐことができる。 The low-pressure side valve plate (121) is formed with a plurality of low-pressure side inlet ports (123) surrounding a low-pressure side outlet port (125). The low-pressure side valve element (122) is formed with a low-pressure side flow path (124). The low-pressure side valve element (122) closes at least one port (123a) of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) that is at high pressure depending on its rotational position. The low-pressure side flow path (124) connects to at least one port (123b) that is at a lower pressure than the pressure inside the valve box (101) depending on the rotational position of the low-pressure side valve element (122), and selectively communicates that port (123b) with the low-pressure side outlet port (125). The low-pressure side flow path (124) has a closed structure relative to the interior of the valve box (101). In other words, the high pressure inside the valve box (101) is separated from the low pressure in the low-pressure side flow path (124) (inside the low-pressure side valve element (122)). As a result, the pressure difference between the inside of the low-pressure side valve element (122) and the inside of the valve box (101) causes the low-pressure side valve element (122) to be attracted toward the low-pressure side valve plate (121) and come into tight contact with it, preventing fluid leakage.

低圧側弁体(122)は、回転軸(102)の周方向には固定されるが、回転軸(102)の軸方向には固定されない。例えば、軸方向に対して垂直な回転軸(102)の断面形状をD形状とし、同じD形状の貫通穴を低圧側弁体(122)に設けて、当該貫通穴に回転軸(102)を通すことによって、低圧側弁体(122)を回転軸(102)の周方向に固定し、且つ回転軸(102)の軸方向に移動可能としてもよい。これにより、低圧側弁体(122)が低圧側弁板(121)の方に吸引されるときに回転軸(102)が一緒に吸引されることを回避できる。 The low-pressure side valve element (122) is fixed circumferentially around the rotating shaft (102), but not axially. For example, the cross section of the rotating shaft (102) perpendicular to the axial direction may be D-shaped, and a similar D-shaped through-hole may be formed in the low-pressure side valve element (122). By passing the rotating shaft (102) through the through-hole, the low-pressure side valve element (122) may be fixed circumferentially around the rotating shaft (102) but movable axially around the rotating shaft (102). This prevents the rotating shaft (102) from being sucked in when the low-pressure side valve element (122) is sucked toward the low-pressure side valve plate (121).

以上に説明したように、高圧側弁体(112)と低圧側弁体(122)とは別部材として構成され、軸方向にはそれぞれ独立して動ける(回転軸(102)に対してスライド可能である)ため、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)のそれぞれに作用する吸引力が相殺されることはない。また、各弁体(112,122)が軸方向に動くことが可能であるため、バネ(104)を各弁体(112,122)の間に設置した場合に、バネ(104)の弾性力によって、各弁体(112,122)を各弁板(111,121)に密着させることが可能となる。 As explained above, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) are constructed as separate members and can move independently in the axial direction (slidable relative to the rotation axis (102)). This prevents the suction forces acting on the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) from canceling each other out. Furthermore, because each valve element (112, 122) can move in the axial direction, when a spring (104) is installed between each valve element (112, 122), the elastic force of the spring (104) can bring each valve element (112, 122) into close contact with each valve plate (111, 121).

低圧側弁体(122)は、弁箱(101)の内部と低圧側流路(124)とを熱断熱する機構を備えてもよい。一例として、低圧側弁体(122)の少なくとも一部を断熱材で構成してもよい。断熱材としては、低摩擦で摺動性に優れた、例えばPTFEやPOM等の樹脂を用いてもよい。 The low-pressure side valve element (122) may be provided with a mechanism for thermally insulating the interior of the valve box (101) from the low-pressure side flow path (124). As an example, at least a portion of the low-pressure side valve element (122) may be made of a thermal insulating material. The thermal insulating material may be a resin with low friction and excellent sliding properties, such as PTFE or POM.

尚、図1に示す熱媒体回路(11)において、高圧側多方切換弁(110)の高圧側出口ポート(113)は、磁気冷凍モジュール(20)(単位モジュール(20a~20l))の高温側流入路(27)に接続される。また、低圧側多方切換弁(120)の低圧側入口ポート(123)は、磁気冷凍モジュール(20)の高温側流出路(28)に接続される。ここで、同じ単位モジュール(20a~20l)に接続された高圧側出口ポート(113)及び低圧側入口ポート(123)が同時に「開」になることはない。具体的には、同じ単位モジュール(20a~20l)に接続された高圧側出口ポート(113)及び低圧側入口ポート(123)については、一方のポートが「開」の場合は、他方のポートは「閉」となり、一方のポートが「閉」の場合は、他方のポートは「開」又は「閉」となる。 In the heat medium circuit (11) shown in FIG. 1 , the high-pressure side outlet port (113) of the high-pressure side multi-way switching valve (110) is connected to the high-temperature side inlet channel (27) of the magnetic refrigeration module (20) (unit modules (20a-20l)). The low-pressure side inlet port (123) of the low-pressure side multi-way switching valve (120) is connected to the high-temperature side outlet channel (28) of the magnetic refrigeration module (20). The high-pressure side outlet port (113) and the low-pressure side inlet port (123) connected to the same unit module (20a-20l) are never open at the same time. Specifically, when one of the high-pressure side outlet port (113) and the low-pressure side inlet port (123) connected to the same unit module (20a-20l) is open, the other is closed; and when one is closed, the other is either open or closed.

ところで、磁気冷凍システム(10)の作動開始直後で弁箱(101)の内部圧力が小さい場合や、重力方向とは逆方向に弁体(112,122)を弁板(111,121)に圧接して密着させる場合などには、密着力が不足して流体が漏れる可能性がある。 However, when the internal pressure of the valve box (101) is low immediately after the magnetic refrigeration system (10) starts operating, or when the valve disc (112, 122) is pressed against the valve plate (111, 121) in the direction opposite to the direction of gravity, the contact force may be insufficient, resulting in fluid leakage.

そこで、本実施形態では、弁箱(101)の内部にバネ(104)を補助的に配置して、弁体(112,122)と弁板(111,121)との密着力を増大させている。尚、磁気冷凍システム(10)の通常動作時には、弁箱(101)内部の高圧を利用して密着力を発生させるので、バネ(104)の弾性力は、弁体(112,122)を弁板(111,121)に弱く密着させる程度でよい。これにより、バネ(104)の弾性力に起因する弁体(112,122)の摩耗を抑制できる。 In this embodiment, therefore, a spring (104) is additionally disposed inside the valve box (101) to increase the contact force between the valve disc (112, 122) and the valve plate (111, 121). During normal operation of the magnetic refrigeration system (10), the high pressure inside the valve box (101) is used to generate a contact force, so the elastic force of the spring (104) is sufficient to weakly contact the valve disc (112, 122) with the valve plate (111, 121). This reduces wear on the valve disc (112, 122) caused by the elastic force of the spring (104).

具体的には、バネ(104)は、高圧側弁体(112)と低圧側弁体(122)との間に設置される。バネ(104)は、回転軸(102)の外周を囲みながら軸方向に延びる。バネ(104)の一端は、高圧側弁体(112)に取り付けられ、バネ(104)の他端は、低圧側弁体(122)に取り付けられる。この構成では、バネ押さえ等の他の部材を設けることなく、バネ(104)の設置によって、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に押しつけると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に押しつけることが可能となる。また、バネ(104)は、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)と一体となって回転するため、バネ(104)と弁体(112,122)との間や、バネ(104)と弁箱(101)との間などに、滑り部分を設ける必要もないので、摩擦トルクや摩耗の発生を回避することができる。 Specifically, the spring (104) is installed between the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122). The spring (104) extends axially while surrounding the outer periphery of the rotating shaft (102). One end of the spring (104) is attached to the high-pressure side valve element (112), and the other end of the spring (104) is attached to the low-pressure side valve element (122). With this configuration, the installation of the spring (104) makes it possible to press the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121) without providing any other components such as a spring retainer. Furthermore, because the spring (104) rotates integrally with the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122), there is no need to provide sliding portions between the spring (104) and the valve elements (112, 122), or between the spring (104) and the valve box (101), thereby avoiding the occurrence of friction torque and wear.

<実施形態1の特徴>
本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)によると、弁箱(101)の内部を高圧側入口ポート(115)と連通させて高圧に保つことにより、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接すると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(111)に圧接する。このため、各弁体(112,122)が摩耗しても、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との圧着力が変わらないため、耐久性が向上する。
<Features of the First Embodiment>
In the rotary valve type multi-way selector valve (100) of this embodiment, the interior of the valve box (101) is kept at high pressure by communicating with the high-pressure side inlet port (115), thereby pressing the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and pressing the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). Therefore, even if the valve elements (112, 122) wear, the pressing force between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121) does not change, thereby improving durability.

また、本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)によると、弁箱(101)の内部を高圧のみとし、当該高圧(背圧)によって各弁体(112,122)を各弁板(111,121)に圧接する。このため、高圧弁と低圧弁とを単純に一体化した従来構成のように、弁箱内部に仕切りやシールなどを設ける必要が無いので、構造を簡単化してコストを低減できる。 Furthermore, with the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, the inside of the valve box (101) is only under high pressure, and this high pressure (back pressure) presses the valve elements (112, 122) against the valve plates (111, 121). Therefore, unlike conventional configurations in which a high-pressure valve and a low-pressure valve are simply integrated, there is no need to provide partitions or seals inside the valve box, simplifying the structure and reducing costs.

また、本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)によると、バネ等を用いて機械的に弁体と弁板とを密着させる従来構成と比べて、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との圧着力を必要最小限に抑制できる。従って、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との間の摩擦が小さくなるので、動力損失を抑制できると共に、耐久性を向上させることができる。 Furthermore, with the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, the pressure force between each valve disc (112, 122) and each valve plate (111, 121) can be minimized compared to conventional configurations in which the valve disc and valve plate are mechanically brought into close contact using a spring or the like. Therefore, friction between each valve disc (112, 122) and each valve plate (111, 121) is reduced, thereby reducing power loss and improving durability.

また、本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)によると、高圧側弁板(111)(高圧側出口ポート(113))と低圧側弁板(121)(低圧側入口ポート(123))とが、弁箱(101)の軸方向両端にそれぞれ形成される。このため、高圧流体と低圧流体との間での熱損失を抑制することができる。 Furthermore, according to the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, the high-pressure side valve plate (111) (high-pressure side outlet port (113)) and the low-pressure side valve plate (121) (low-pressure side inlet port (123)) are formed at both axial ends of the valve body (101). This makes it possible to suppress heat loss between the high-pressure fluid and the low-pressure fluid.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)が同じ回転数で回転すると、連通対象ポートの選択制御を容易に行うことができる。この場合、高圧側弁板(111)を貫通する同一の回転軸(102)によって、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を回転させると、簡単な構造によって、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を同じ回転数で回転させることができる。 In the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, if the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) rotate at the same rotational speed, selection and control of the communication target port can be easily performed. In this case, if the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) are rotated by the same rotational shaft (102) that penetrates the high-pressure side valve plate (111), the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) can be rotated at the same rotational speed with a simple structure.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、高圧側入口ポート(115)が弁箱(101)に設けられると、簡単な構造によって弁箱(101)の内部を高圧に保持できる。 In the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, if the high-pressure side inlet port (115) is provided in the valve body (101), the inside of the valve body (101) can be maintained at high pressure with a simple structure.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、低圧側出口ポート(125)が低圧側弁板(121)に設けられると、簡単な構造によって、弁箱(101)の内部の高圧から低圧側流路(124)を分離することができる。 In the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, when the low-pressure side outlet port (125) is provided on the low-pressure side valve plate (121), the low-pressure side flow path (124) can be separated from the high pressure inside the valve body (101) with a simple structure.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、高圧側弁体(112)は、弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる高圧側出口ポート(113b)を塞ぎ、当該ポート(113b)と弁箱(101)の内部との圧力差によって高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に密着させてもよい。このようにすると、弁箱(101)の内部の圧力によって、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接することができる。 In the rotary valve type multi-way switching valve (100) of this embodiment, the high-pressure side valve element (112) may close the high-pressure side outlet port (113b), which has a lower pressure than the pressure inside the valve body (101), and the high-pressure side valve element (112) may be tightly attached to the high-pressure side valve plate (111) by the pressure difference between the port (113b) and the inside of the valve body (101). In this way, the pressure inside the valve body (101) can press the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111).

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、低圧側流路(124)は、弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる低圧側入口ポート(123b)に接続されると共に弁箱(101)の内部の高圧から分離され、低圧側流路(124)と弁箱(101)の内部との圧力差によって低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に密着させてもよい。このようにすると、弁箱(101)の内部の圧力によって、低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に圧接することができる。この場合、低圧側弁体(122)が、弁箱(101)の内部と低圧側流路(124)とを熱断熱する機構を備えると、弁箱(101)の内部から低圧側流路(124)を熱的にも分離できるので、冷凍システム(10)の性能が向上する。 In the rotary valve-type multi-way selector valve (100) of this embodiment, the low-pressure side flow path (124) is connected to a low-pressure side inlet port (123b) that has a lower pressure than the pressure inside the valve box (101) and is isolated from the high pressure inside the valve box (101). The low-pressure side valve element (122) may be tightly attached to the low-pressure side valve plate (121) due to the pressure difference between the low-pressure side flow path (124) and the interior of the valve box (101). In this configuration, the pressure inside the valve box (101) can press the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121). In this case, if the low-pressure side valve element (122) is provided with a mechanism for thermally insulating the interior of the valve box (101) from the low-pressure side flow path (124), the low-pressure side flow path (124) can also be thermally isolated from the interior of the valve box (101), thereby improving the performance of the refrigeration system (10).

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、弁箱(101)の内部に配置されたバネ(104)をさらに備え、バネ(104)は、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に押しつけると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に押しつけてもよい。このようにすると、弁箱(101)の内部の圧力が高圧に達するまで、高圧側弁体(112)と高圧側弁板(111)とを密着させると共に低圧側弁体(122)と低圧側弁板(121)とを密着させることができる。言い換えると、弁箱(101)の内部の圧力が小さい場合には、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との間をバネ(104)によってシールし、弁箱(101)の内部の圧力が高くなると、当該圧力によってシールが可能となる。このため、低圧から高圧まで確実なシールが可能となると共に、シールに起因する摩擦損失を最小化することが可能となる。 The rotary valve-type multi-way switching valve (100) of this embodiment may further include a spring (104) disposed inside the valve box (101). The spring (104) may press the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121). This allows the high-pressure side valve element (112) and the high-pressure side valve plate (111) to be tightly attached to each other, and the low-pressure side valve element (122) and the low-pressure side valve plate (121) to be tightly attached to each other, until the pressure inside the valve box (101) reaches a high pressure. In other words, when the pressure inside the valve box (101) is low, the spring (104) seals between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121). When the pressure inside the valve box (101) increases, the pressure increases, enabling sealing. This enables reliable sealing from low to high pressures, while minimizing friction loss caused by the seal.

<実施形態1の変形例>
本変形例の回転バルブ型多方切換弁(100)が、図4~図6に示す前記実施形態1と異なる点は、図7~図9に示すように、高圧側出口ポート(113)及び低圧側入口ポート(123)が、弁体(112,122)と対向する側において、径方向長さが周方向長さよりも長いスリット形状の開口を有することである。尚、図7~図9において、図4~図6に示す前記実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付す。また、図8及び図9はそれぞれ、高圧側弁板(111)及び低圧側弁板(121)を弁箱(101)の内部から見た平面図である。
<Modification of the First Embodiment>
The rotary valve-type multi-way selector valve (100) of this modified example differs from the first embodiment shown in Figures 4 to 6 in that, as shown in Figures 7 to 9, the high-pressure side outlet port (113) and the low-pressure side inlet port (123) have slit-shaped openings whose radial length is longer than their circumferential length on the sides facing the valve discs (112, 122). In Figures 7 to 9, the same components as those in the embodiment shown in Figures 4 to 6 are denoted by the same reference numerals. Also, Figures 8 and 9 are plan views of the high-pressure side valve plate (111) and the low-pressure side valve plate (121), respectively, as seen from inside the valve box (101).

回転バルブ型多方切換弁(100)においては、各弁体(112,122)の回転によって、高圧側流路(114)と連通させる高圧側出口ポート(113)の切り替え、及び低圧側流路(124)と連通させる低圧側入口ポート(123)の切り替えをできるだけ迅速に行う必要がある。言い換えると、各ポート(113,123)の全閉から全開への切り替え、及び全開から全閉への切り替えをできるだけ迅速に行う必要がある。 In the rotary valve type multi-way selector valve (100), it is necessary to switch the high-pressure side outlet port (113) that communicates with the high-pressure side flow path (114) and the low-pressure side inlet port (123) that communicates with the low-pressure side flow path (124) as quickly as possible by rotating each valve element (112, 122). In other words, it is necessary to switch each port (113, 123) from fully closed to fully open, and from fully open to fully closed, as quickly as possible.

しかし、前記実施形態1のように、弁体(112,122)と対向する側において、各ポート(113,123)が円形状開口を有する場合、当該円形状開口の直径に対応した角度分だけ、連通対象ポートの切り替えに時間が必要となる。また、連通対象ポートの切り替えを迅速に行うために、各ポート(113,123)の円形状開口を直径を小さくすると、当該開口の面積が小さくなる。その結果、各ポート(113,123)を流れる流体の速度が増加して圧力損失が増加するという問題が生じてしまう。 However, when each port (113, 123) has a circular opening on the side opposite the valve disc (112, 122), as in the first embodiment, it takes time to switch the communication target port by an angle corresponding to the diameter of the circular opening. Furthermore, if the diameter of the circular opening of each port (113, 123) is reduced to quickly switch the communication target port, the area of the opening becomes smaller. As a result, the speed of the fluid flowing through each port (113, 123) increases, resulting in a problem of increased pressure loss.

それに対して、本変形例では、回転する弁体(112,122)に対応させて、各ポート(113,123)が、径方向長さが周方向長さよりも長いスリット形状の開口を有する。このため、各ポート(113,123)の開口の周方向長さを短くすることにより、各弁体(112,122)の回転により連通対象ポートの切り替えを迅速に行うことができる。また、各ポート(113,123)の開口の径方向長さを長くすることにより、開口面積を確保して圧力損失の増加を抑制することができる。 In contrast, in this modified example, each port (113, 123) has a slit-shaped opening whose radial length is longer than its circumferential length, corresponding to the rotating valve element (112, 122). Therefore, by shortening the circumferential length of the opening of each port (113, 123), the communication target port can be quickly switched by the rotation of each valve element (112, 122). Furthermore, by lengthening the radial length of the opening of each port (113, 123), the opening area can be secured, thereby suppressing an increase in pressure loss.

《実施形態2》
本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)も、前記実施形態1と同様に、例えば図1~図3に示すような磁気冷凍システム(10)に適用される。本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)が、前記実施形態1と異なる点は、弁箱(101)の内部が、低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高く且つ高圧側入口ポート(115)の圧力よりも低い圧力(以下、中間圧力という)に保持されることである。これにより、弁箱(101)の内部の圧力によって、高圧側弁体(112)が高圧側弁板(111)に圧接されると共に低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される。
Second Embodiment
Similar to the first embodiment, the rotary valve type multi-way selector valve (100) of this embodiment is also applied to a magnetic refrigeration system (10) such as that shown in Figures 1 to 3. The rotary valve type multi-way selector valve (100) of this embodiment differs from the first embodiment in that the inside of the valve box (101) is maintained at a pressure (hereinafter referred to as intermediate pressure) that is higher than the pressure of the low-pressure side outlet port (125) and lower than the pressure of the high-pressure side inlet port (115). As a result, the pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111), and also presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111).

以下、図10~図13を参照しながら、図4~図6に示す前記実施形態1と本実施形態が異なる点について主に説明する。尚、図10~図13において、図4~図6に示す前記実施形態1と同じ構成要素には同じ符号を付す。 The following will mainly explain the differences between this embodiment and the first embodiment shown in FIGS. 4 to 6, with reference to FIGS. 10 to 13. Note that in FIGS. 10 to 13, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 4 to 6 are designated by the same reference numerals.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)では、中間圧力に調整された中間圧ポート(131)が弁箱(101)に接続される。中間圧ポート(131)は、第1減圧バルブ(132)を介して高圧側入口ポート(115)と連通すると共に、第2減圧バルブ(133)を介して低圧側出口ポート(125)と連通する。これにより、高圧側入口ポート(115)の圧力と低圧側出口ポート(125)の圧力とを用いて、中間圧ポート(131)を通じて弁箱(101)の内部を中間圧力に保持することができる。また、減圧バルブ(132)、(133)の調整により、低圧から高圧までの範囲で中間圧力を任意の大きさに設定できる。 In the rotary valve-type multi-way selector valve (100) of this embodiment, an intermediate pressure port (131) adjusted to an intermediate pressure is connected to the valve body (101). The intermediate pressure port (131) is connected to the high-pressure inlet port (115) via the first pressure-reducing valve (132) and to the low-pressure outlet port (125) via the second pressure-reducing valve (133). This allows the interior of the valve body (101) to be maintained at an intermediate pressure through the intermediate pressure port (131) using the pressure at the high-pressure inlet port (115) and the pressure at the low-pressure outlet port (125). Furthermore, by adjusting the pressure-reducing valves (132) and (133), the intermediate pressure can be set to any value within the range from low to high pressure.

高圧側入口ポート(115)は、本実施形態では前記実施形態1と異なり、高圧側弁板(111)の中心部に設置される。回転軸(102)は、高圧側弁板(111)と接続する部分の高圧側入口ポート(115)の内部を通って高圧側弁板(111)の中心部を貫通するように、弁箱(101)の外部から内部まで延びる。回転軸(102)が高圧側入口ポート(115)に挿通される箇所にはシール部材(103)が設けられる。回転軸(102)は、弁箱(101)の内部における高圧側弁体(112)と低圧側弁体(122)との間に接続部(102a)を有してもよい。 In this embodiment, unlike in the first embodiment, the high-pressure side inlet port (115) is installed in the center of the high-pressure side valve plate (111). The rotating shaft (102) extends from the outside to the inside of the valve box (101) so as to pass through the inside of the high-pressure side inlet port (115) at the portion where it connects to the high-pressure side valve plate (111) and penetrate the center of the high-pressure side valve plate (111). A seal member (103) is provided at the point where the rotating shaft (102) is inserted into the high-pressure side inlet port (115). The rotating shaft (102) may have a connection portion (102a) between the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) inside the valve box (101).

高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が高圧側入口ポート(115)つまり回転軸(102)を囲むように形成される。高圧側弁体(112)に形成される高圧側流路(114)は、本実施形態では前記実施形態1と異なり、弁箱(101)の内部に対しクローズド構造を持つ。言い換えると、弁箱(101)の内部の圧力と、高圧側流路(114)(高圧側弁体(112)の内部)の圧力とが分離される。高圧側流路(114)は、高圧側弁体(112)の回転位置に応じて、複数の高圧側出口ポート(113)のうちの少なくとも1つのポート(113a)と接続し、当該ポート(113a)と高圧側入口ポート(115)とを選択的に連通させる。 The high-pressure side valve plate (111) is formed with multiple high-pressure side outlet ports (113) surrounding the high-pressure side inlet port (115), i.e., the rotation axis (102). Unlike the first embodiment, the high-pressure side flow path (114) formed in the high-pressure side valve element (112) in this embodiment has a closed structure relative to the interior of the valve box (101). In other words, the pressure inside the valve box (101) is separated from the pressure in the high-pressure side flow path (114) (inside the high-pressure side valve element (112)). Depending on the rotational position of the high-pressure side valve element (112), the high-pressure side flow path (114) connects to at least one port (113a) of the multiple high-pressure side outlet ports (113), selectively communicating that port (113a) with the high-pressure side inlet port (115).

高圧側弁体(112)は、複数の高圧側出口ポート(113)のうち少なくとも1つのポート(113b)を塞ぐ高圧側閉鎖部(112a)を有する。これにより、高圧側弁体(112)は、回転位置に応じて、複数の高圧側出口ポート(113)のうち、弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる少なくとも1つのポート(113b)を塞ぐことができるので、当該ポート(113b)と弁箱(101)の内部との間の圧力差によって前記高圧側弁体(112)は前記高圧側弁板(111)に密着する。 The high-pressure side valve element (112) has a high-pressure side closing portion (112a) that closes at least one port (113b) of the multiple high-pressure side outlet ports (113). As a result, depending on the rotational position, the high-pressure side valve element (112) can close at least one port (113b) of the multiple high-pressure side outlet ports (113) that has a lower pressure than the pressure inside the valve box (101). Therefore, the pressure difference between that port (113b) and the inside of the valve box (101) causes the high-pressure side valve element (112) to tightly contact the high-pressure side valve plate (111).

低圧側弁体(122)の構造は、前記実施形態1と同様である。すなわち、低圧側流路(124)は、複数の低圧側入口ポート(123)のうち、弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となるポート(123b)に接続されると共に弁箱(101)の内部の圧力から分離される。これにより、低圧側流路(124)と弁箱(101)の内部との間の圧力差によって低圧側弁体(122)は低圧側弁板(121)に密着する。また、低圧側弁体(122)は、複数の低圧側入口ポート(123)のうち少なくとも1つのポート(123a)を塞ぐ低圧側閉鎖部(122a)を有する。これにより、低圧側弁体(122)は、回転位置に応じて、複数の低圧側入口ポート(123)のうち高圧となる少なくとも1つのポート(123a)を塞ぐことができる。 The structure of the low-pressure side valve element (122) is the same as in the first embodiment. That is, the low-pressure side flow path (124) is connected to one of the multiple low-pressure side inlet ports (123) that has a lower pressure than the pressure inside the valve box (101) and is isolated from the pressure inside the valve box (101). As a result, the low-pressure side valve element (122) is tightly attached to the low-pressure side valve plate (121) due to the pressure difference between the low-pressure side flow path (124) and the interior of the valve box (101). The low-pressure side valve element (122) also has a low-pressure side closing portion (122a) that closes at least one port (123a) of the multiple low-pressure side inlet ports (123). As a result, the low-pressure side valve element (122) can close at least one port (123a) of the multiple low-pressure side inlet ports (123) that has a high pressure, depending on its rotational position.

本実施形態では、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)は、例えば図13に示す同じ構造を有する。具体的には、高圧側弁体(112)を軸方向から見て、高圧側弁板(111)が高圧側流路(114)に接する面積と、高圧側弁板(111)が高圧側閉鎖部(112a)に接する面積とが略同じになるように、高圧側弁体(112)は構成される。同様に、低圧側弁体(122)を軸方向から見て、低圧側弁板(121)が低圧側流路(124)に接する面積と、低圧側弁板(121)が前記低圧側閉鎖部(122a)に接する面積とが略同じになるように、低圧側弁体(122)は構成される。ここで、「略同じ」とは、10%程度の差があってもよいことを意味する。 In this embodiment, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) have the same structure, for example, as shown in FIG. 13 . Specifically, the high-pressure side valve element (112) is configured so that, when viewed axially, the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side flow path (114) is approximately the same as the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side closing portion (112a). Similarly, the low-pressure side valve element (122) is configured so that, when viewed axially, the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side flow path (124) is approximately the same as the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side closing portion (122a). Here, "approximately the same" means that a difference of about 10% is acceptable.

高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)において、高圧側閉鎖部(112a)及び低圧側閉鎖部(122a)は、例えば深さ1mm程度の浅い凹形状に設けられる。これにより、高圧側閉鎖部(112a)及び低圧側閉鎖部(122a)の圧力を均一化できるので、当該圧力の有効利用が可能となる。一方、高圧側流路(114)及び低圧側流路(124)は、例えば深さ10mm程度の深い凹形状に設けられる。これにより、流体の速度を低下させて圧力損失を小さくすることができる。 In the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122), the high-pressure side closing portion (112a) and the low-pressure side closing portion (122a) are formed in a shallow recessed shape, for example, about 1 mm deep. This allows the pressure in the high-pressure side closing portion (112a) and the low-pressure side closing portion (122a) to be equalized, enabling effective use of that pressure. On the other hand, the high-pressure side flow path (114) and the low-pressure side flow path (124) are formed in a deep recessed shape, for example, about 10 mm deep. This allows the fluid velocity to be reduced, thereby minimizing pressure loss.

本実施形態では、高圧側弁体(112)及び高圧側弁板(111)と、低圧側弁体(122)及び低圧側弁板(121)とは、ほぼ同じ形状を有しており、高圧側弁体(112)では、高圧側流路(114)が高圧、高圧側閉鎖部(112a)が低圧となり、低圧側弁体(122)では、低圧側流路(124)が低圧、低圧側閉鎖部(122a)が高圧となる。このため、流路(114)、(124)及び閉鎖部(112a)、(122a)の軸方向から見た面積を同等にすることにより、弁体(112)、(122)と弁板(111)、(121)との間の押し付け力を相殺することができる。従って、例えば減圧バルブ(132)、(133)を用いて中間圧力を適切に調節すれば、高圧側及び低圧側の両方の押し付け力を最小化できるので、摩擦損失を低減することができる。 In this embodiment, the high-pressure side valve element (112) and high-pressure side valve plate (111) and the low-pressure side valve element (122) and low-pressure side valve plate (121) have substantially the same shape. In the high-pressure side valve element (112), the high-pressure side flow path (114) is at high pressure and the high-pressure side closing portion (112a) is at low pressure. In the low-pressure side valve element (122), the low-pressure side flow path (124) is at low pressure and the low-pressure side closing portion (122a) is at high pressure. Therefore, by making the axial areas of the flow paths (114), (124) and the closing portions (112a), (122a) equal, the pressing forces between the valve elements (112), (122) and the valve plates (111), (121) can be offset. Therefore, by appropriately adjusting the intermediate pressure using, for example, pressure reducing valves (132), (133), the pressing forces on both the high-pressure side and the low-pressure side can be minimized, thereby reducing friction loss.

尚、流路(114)、(124)と閉鎖部(112a)、(122a)との間の圧力分離壁(112b)、(122b)の幅(図13のd)については、回転中の流路(114)、(124)と閉鎖部(112a)、(122a)との短絡を防ぐために、ポート(113)、(123)の寸法よりも大きくする。 The width (d in Figure 13) of the pressure separation walls (112b) and (122b) between the flow paths (114) and (124) and the closing sections (112a) and (122a) is made larger than the dimensions of the ports (113) and (123) to prevent short-circuiting between the flow paths (114) and (124) and the closing sections (112a) and (122a) during rotation.

図10に示すように、本実施形態でも前記実施形態1と同様に、弁箱(101)の内部、具体的には、高圧側弁体(112)と低圧側弁体(122)との間にバネ(104)を補助的に配置して、弁体(112,122)と弁板(111,121)との密着力を増大させている。 As shown in FIG. 10, in this embodiment, as in the first embodiment, a spring (104) is additionally disposed inside the valve box (101), specifically between the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122), to increase the adhesion force between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121).

<実施形態2の特徴>
本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)によると、弁箱(101)の内部を、低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高く且つ高圧側入口ポート(115)の圧力よりも低い中間圧力に保つことにより、高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接すると共に低圧側弁体(122)を低圧側弁板(111)に圧接する。このため、各弁体(112,122)が摩耗しても、各弁体(112,122)と各弁板(111,121)との圧着力が変わらないため、耐久性が向上する。また、弁箱(101)の内部を中間圧力に保つことによって、弁体(112)、(122)と弁板(111)、(121)との間の押し付け力を小さくできるので、摩擦損失を低減できる。
<Features of the Second Embodiment>
In the rotary valve-type multi-way selector valve (100) of this embodiment, the interior of the valve box (101) is maintained at an intermediate pressure that is higher than the pressure of the low-pressure side outlet port (125) and lower than the pressure of the high-pressure side inlet port (115). This presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111), and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). Therefore, even if the valve elements (112, 122) wear, the pressing force between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121) remains constant, thereby improving durability. Furthermore, by maintaining the interior of the valve box (101) at an intermediate pressure, the pressing force between the valve elements (112, 122) and the valve plates (111, 121) can be reduced, thereby reducing friction loss.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、高圧側流路(114)は、弁箱(101)の内部の圧力から分離され、高圧側弁体(112)は、複数の高圧側出口ポート(113)のうち少なくとも1つのポート(113b)を塞ぐ高圧側閉鎖部(112a)を有し、高圧側弁体(112)を軸方向から見て、高圧側弁板(111)が高圧側流路(114)に接する面積と、高圧側弁板(111)が高圧側閉鎖部(112a)に接する面積とは略同じであってもよい。このようにすると、高圧側弁体(112)と高圧側弁板(111)との間の押し付け力を相殺して、中間圧力により高圧側弁体(112)を高圧側弁板(111)に圧接して流体の漏れを防ぐことができる。 In the rotary valve-type multi-way switching valve (100) of this embodiment, the high-pressure side flow path (114) is isolated from the pressure inside the valve body (101), the high-pressure side valve element (112) has a high-pressure side closing portion (112a) that closes at least one port (113b) of the multiple high-pressure side outlet ports (113), and when viewed axially of the high-pressure side valve element (112), the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side flow path (114) may be substantially the same as the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side closing portion (112a). In this manner, the pressing force between the high-pressure side valve element (112) and the high-pressure side valve plate (111) is canceled out, and the high-pressure side valve element (112) can be pressed against the high-pressure side valve plate (111) by the intermediate pressure, preventing fluid leakage.

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、低圧側流路(124)は、弁箱(101)の内部の圧力から分離され、低圧側弁体(122)は、複数の低圧側入口ポート(123)のうち少なくとも1つのポート(123a)を塞ぐ低圧側閉鎖部(122a)を有し、低圧側弁体(122)を軸方向から見て、低圧側弁板(121)が低圧側流路(124)に接する面積と、低圧側弁板(121)が低圧側閉鎖部(122a)に接する面積とは略同じであってもよい。このようにすると、低圧側弁体(122)と低圧側弁板(121)との間の押し付け力を相殺して、中間圧力により低圧側弁体(122)を低圧側弁板(121)に圧接して流体の漏れを防ぐことができる。 In the rotary valve-type multi-way switching valve (100) of this embodiment, the low-pressure side flow path (124) is isolated from the pressure inside the valve body (101), the low-pressure side valve element (122) has a low-pressure side closing portion (122a) that closes at least one port (123a) of the multiple low-pressure side inlet ports (123), and when viewed axially, the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side flow path (124) may be substantially the same as the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side closing portion (122a). This cancels out the pressing force between the low-pressure side valve element (122) and the low-pressure side valve plate (121), allowing the low-pressure side valve element (122) to be pressed against the low-pressure side valve plate (121) by the intermediate pressure, preventing fluid leakage.

尚、弁箱(101)の内部の圧力を、「((低圧側出口ポート(125)の圧力)+(高圧側入口ポート(115)の圧力))/2」よりも若干高めにすれば、流路(114)、(124)及び閉鎖部(112a)、(122a)の軸方向から見た面積を同程度にして、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を同じ構造、同じサイズとすることができるので、回転バルブ型多方切換弁(100)の全体サイズを最小化できる。 Furthermore, if the pressure inside the valve body (101) is set slightly higher than "((pressure at the low-pressure side outlet port (125)) + (pressure at the high-pressure side inlet port (115)))/2," the axial areas of the flow paths (114), (124) and the closing sections (112a), (122a) can be made approximately the same, and the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) can be made the same structure and size, thereby minimizing the overall size of the rotary valve type multi-way switching valve (100).

また、高圧側弁体(112)では、低圧の高圧側閉鎖部(112a)の面積を、高圧の高圧側流路(114)の面積よりも大きくすることによって、弁箱(101)の内部の圧力を、「((低圧側出口ポート(125)の圧力)+(高圧側入口ポート(115)の圧力))/2」と同等以下にできる。一方、低圧側弁体(122)では、低圧の低圧側流路(124)の面積を、高圧の低圧側閉鎖部(122a)の面積よりも大きくすることによって、弁箱(101)の内部の圧力を、「((低圧側出口ポート(125)の圧力)+(高圧側入口ポート(115)の圧力))/2」と同等以下にできる。 Furthermore, in the high-pressure side valve element (112), by making the area of the low-pressure high-pressure side closing portion (112a) larger than the area of the high-pressure high-pressure side flow path (114), the pressure inside the valve box (101) can be made equal to or less than "((pressure at the low-pressure side outlet port (125)) + (pressure at the high-pressure side inlet port (115)))/2". On the other hand, in the low-pressure side valve element (122), by making the area of the low-pressure low-pressure side flow path (124) larger than the area of the high-pressure low-pressure side closing portion (122a), the pressure inside the valve box (101) can be made equal to or less than "((pressure at the low-pressure side outlet port (125)) + (pressure at the high-pressure side inlet port (115)))/2".

本実施形態の回転バルブ型多方切換弁(100)において、中間圧力に調整された中間圧ポート(131)が弁箱(101)に接続されてもよい。これにより、簡単な構造によって弁箱(101)の内部を中間圧力に保持できる。また、この場合、中間圧ポート(131)は、第1減圧バルブ(132)を介して前記高圧側入口ポート(115)と連通すると共に、第2減圧バルブ(133)を介して前記低圧側出口ポート(125)と連通してもよい。これにより、新たに圧力源を設けることなく、高圧側入口ポート(115)の圧力と低圧側出口ポート(125)とを用いて、弁箱(101)の内部を中間圧力に保持できる。また、減圧バルブ(132)、(133)の調整により、低圧から高圧までの範囲で中間圧力を任意の大きさに設定できる。 In the rotary valve-type multi-way selector valve (100) of this embodiment, an intermediate pressure port (131) adjusted to an intermediate pressure may be connected to the valve body (101). This allows the interior of the valve body (101) to be maintained at an intermediate pressure using a simple structure. In this case, the intermediate pressure port (131) may be connected to the high-pressure side inlet port (115) via a first pressure-reducing valve (132) and to the low-pressure side outlet port (125) via a second pressure-reducing valve (133). This allows the interior of the valve body (101) to be maintained at an intermediate pressure using the pressure of the high-pressure side inlet port (115) and the low-pressure side outlet port (125) without providing a new pressure source. Furthermore, by adjusting the pressure-reducing valves (132) and (133), the intermediate pressure can be set to any value within the range from low to high pressure.

<実施形態2の変形例>
本変形例が前記実施形態2と異なる点は、図14に示すように、前記実施形態1の変形例と同じく、回転する弁体(112)、(122)に対応させて、各ポート(113)、(123)が、径方向長さが周方向長さよりも長いスリット形状の開口を弁板(111)、(121)に有することである。このように、各ポート(113)、(123)の開口の周方向長さを短くすることにより、各弁体(112)、(122)の回転により連通対象ポートの切り替えを迅速に行うことができる。また、各ポート(113)、(123)の開口の径方向長さを長くすることにより、開口面積を確保して圧力損失の増加を抑制することができる。
<Modification of the Second Embodiment>
This modification differs from the second embodiment in that, as in the modification of the first embodiment, the ports (113) and (123) have slit-shaped openings in the valve plates (111) and (121) whose radial length is longer than their circumferential length, corresponding to the rotating valve discs (112) and (122), as shown in Fig. 14 . By shortening the circumferential length of the openings of the ports (113) and (123) in this manner, it is possible to quickly switch the ports to be communicated by the rotation of the valve discs (112) and (122). Furthermore, by lengthening the radial length of the openings of the ports (113) and (123), it is possible to ensure a sufficient opening area and suppress an increase in pressure loss.

《その他の実施形態》
前記実施形態1及び2(変形例を含む。以下同じ。)では、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を同じ回転数で回転させたが、これに代えて、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を異なる回転数で回転させてもよい。また、同一の回転軸(102)によって、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)を回転させたが、これに代えて、異なる2つの回転軸によって、高圧側弁体(112)及び低圧側弁体(122)をそれぞれ回転させてもよい。
Other Embodiments
In the first and second embodiments (including modified examples, the same applies hereinafter), the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) are rotated at the same rotation speed, but instead, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) may be rotated at different rotation speeds. Also, while the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) are rotated by the same rotation shaft (102), instead, the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) may be rotated by two different rotation shafts, respectively.

前記実施形態1では、高圧側入口ポート(115)を弁箱(101)の径方向側部に設けたが、これに代えて、例えば、高圧側入口ポート(115)を回転軸(102)に設けて弁箱(101)の内部と連通させてもよい。 In the first embodiment, the high-pressure side inlet port (115) is provided on the radial side of the valve box (101). However, instead, for example, the high-pressure side inlet port (115) may be provided on the rotating shaft (102) and connected to the interior of the valve box (101).

前記実施形態2では、高圧側入口ポート(115)を高圧側弁板(111)の中央(回転軸(102)と同軸)に形成したが、これに代えて、例えば、回転軸(102)の側方に形成してもよい。尚、高圧側入口ポート(115)が、高圧側弁板(111)において、複数の高圧側出口ポート(113)よりも高圧側弁板(111)の中央側に設けられると、高圧側流路(114)によって、高圧側入口ポート(115)と高圧側出口ポート(113)のそれぞれとを連通させやすくなる。 In the second embodiment, the high-pressure side inlet port (115) is formed in the center of the high-pressure side valve plate (111) (coaxial with the rotary shaft (102)). However, instead, it may be formed, for example, to the side of the rotary shaft (102). Furthermore, if the high-pressure side inlet port (115) is provided closer to the center of the high-pressure side valve plate (111) than the multiple high-pressure side outlet ports (113), the high-pressure side flow path (114) can more easily communicate the high-pressure side inlet port (115) with each of the high-pressure side outlet ports (113).

前記実施形態1及び2では、低圧側出口ポート(125)を低圧側弁板(121)に設けたが、これに代えて、例えば、低圧側出口ポート(125)を回転軸(102)に設けて低圧側弁板(121)の内部(低圧側流路(124))と連通させてもよい。尚、低圧側出口ポート(125)が、低圧側弁板(121)において、複数の低圧側入口ポート(123)よりも低圧側弁板(121)の中央側に設けられると、低圧側流路(124)によって、低圧側出口ポート(125)と低圧側入口ポート(123)のそれぞれとを連通させやすくなる。 In the first and second embodiments, the low-pressure side outlet port (125) is provided on the low-pressure side valve plate (121). However, instead, for example, the low-pressure side outlet port (125) may be provided on the rotating shaft (102) and communicated with the interior of the low-pressure side valve plate (121) (low-pressure side flow path (124)). Furthermore, if the low-pressure side outlet port (125) is provided closer to the center of the low-pressure side valve plate (121) than the multiple low-pressure side inlet ports (123), the low-pressure side flow path (124) can more easily communicate the low-pressure side outlet port (125) with each of the low-pressure side inlet ports (123).

前記実施形態2では、弁箱(101)に接続される中間圧ポート(131)を、第1減圧バルブ(132)を介して高圧側入口ポート(115)と連通させると共に第2減圧バルブ(133)を介して低圧側出口ポート(125)と連通させることによって、弁箱(101)内部を中間圧力に保持した。しかし、これに代えて、中間圧ポート(131)を、中間圧力を生成する圧力源に接続してもよい。 In the second embodiment, the intermediate pressure port (131) connected to the valve box (101) is connected to the high-pressure inlet port (115) via the first pressure reducing valve (132) and to the low-pressure outlet port (125) via the second pressure reducing valve (133), thereby maintaining the interior of the valve box (101) at an intermediate pressure. However, instead, the intermediate pressure port (131) may be connected to a pressure source that generates intermediate pressure.

前記実施形態1及び2では、単一のバネ(104)を高圧側弁体(112)と低圧側弁体(122)との間に設置して、各弁体(112,122)を各弁板(111,121)に押しつけたが、これに代えて、異なる2つのバネにより、各弁体(112,122)を各弁板(111,121)に押しつけてもよい。 In the first and second embodiments, a single spring (104) is installed between the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) to press each valve element (112, 122) against each valve plate (111, 121). However, instead, each valve element (112, 122) may be pressed against each valve plate (111, 121) by two different springs.

前記実施形態1及び2の回転バルブ型多方切換弁(100)では、弁箱(101)の軸方向の上端に高圧側弁板(111)を配置し、高圧側弁板(111)の中心部を貫通するように回転軸(102)を配置した。しかし、これに代えて、高圧側多方切換弁(110)及び低圧側多方切換弁(120)の軸方向の配置を入れ替え、弁箱(101)の軸方向の上端に低圧側弁板(121)を配置し、低圧側弁板(121)の中心部を貫通するように回転軸(102)を配置してもよい。 In the rotary valve type multi-way switching valve (100) of the first and second embodiments, the high-pressure side valve plate (111) is disposed at the upper axial end of the valve body (101), and the rotary shaft (102) is disposed so as to penetrate the center of the high-pressure side valve plate (111). However, instead of this, the axial positions of the high-pressure side multi-way switching valve (110) and the low-pressure side multi-way switching valve (120) may be reversed, and the low-pressure side valve plate (121) may be disposed at the upper axial end of the valve body (101), and the rotary shaft (102) may be disposed so as to penetrate the center of the low-pressure side valve plate (121).

図1に示す磁気冷凍システム(10)では、磁気冷凍モジュール(20)と低温側熱交換器(60)との間に、第1及び第2逆止弁(91,92)を配置したが、第1及び第2逆止弁(91,92)に代えて、2つの多方切換弁を配置してもよい。この場合、前記実施形態1又は2の回転バルブ型多方切換弁(100)のように、2つの多方切換弁を1つの弁箱に一体的に設けてもよい。 In the magnetic refrigeration system (10) shown in FIG. 1, first and second check valves (91, 92) are disposed between the magnetic refrigeration module (20) and the low-temperature side heat exchanger (60). However, two multi-way selector valves may be disposed instead of the first and second check valves (91, 92). In this case, the two multi-way selector valves may be integrally provided in a single valve box, as in the rotary valve type multi-way selector valve (100) of the first or second embodiment.

前記実施形態1及び2では、磁気冷凍システム(10)及び磁気冷凍モジュール(20)について例示してきたが、固体冷媒による冷凍システムや冷凍モジュールは、磁気作業物質(24)に磁気熱量効果を誘発する磁気冷凍以外の他の方式を用いたものであってもよい。尚、本開示において、固体冷媒物質には、柔軟結晶などの液体と固体の中間の性質を有するものも含む。 In the above-described first and second embodiments, a magnetic refrigeration system (10) and a magnetic refrigeration module (20) have been illustrated. However, a refrigeration system or module using a solid refrigerant may use a method other than magnetic refrigeration that induces a magnetocaloric effect in a magnetic working material (24). In this disclosure, solid refrigerant materials also include those with properties intermediate between a liquid and a solid, such as flexible crystals.

他の方式の固体冷媒による冷凍システムや冷凍モジュールとしては、例えば、1)固体冷媒物質に電気熱量効果を誘発する方式、2)固体冷媒物質に圧力熱量効果を誘発する方式、3)固体冷媒物質に弾性熱量効果を誘発する方式のものが挙げられる。 Other types of refrigeration systems and modules using solid refrigerants include, for example, 1) a system that induces an electrocaloric effect in a solid refrigerant material, 2) a system that induces a pressure caloric effect in a solid refrigerant material, and 3) a system that induces an elastic caloric effect in a solid refrigerant material.

1)の方式の固体冷媒による冷凍システムや冷凍モジュールでは、力場発生部(以下、誘発部ともいう)が固体冷媒物質に電場変動を付与する。これにより、固体冷媒物質が強誘電体から常誘電体へ相転移するなどして、固体冷媒物質が発熱又は吸熱する。 In refrigeration systems and modules using solid refrigerants of type 1), a force field generator (hereinafter also referred to as an inducer) applies electric field fluctuations to the solid refrigerant material. This causes the solid refrigerant material to undergo a phase transition from ferroelectric to paraelectric, causing the solid refrigerant material to generate or absorb heat.

2)の方式の固体冷媒による冷凍システムや冷凍モジュールでは、誘発部が固体冷媒物質に圧力変動を付与することによって、固体冷媒物質が相転移して発熱又は吸熱する。 In refrigeration systems and modules using type 2 solid refrigerants, the inducer applies pressure fluctuations to the solid refrigerant material, causing the solid refrigerant material to undergo a phase transition, generating or absorbing heat.

3)の方式の固体冷媒による冷凍システムや冷凍モジュールでは、誘発部が固体冷媒物質に応力変動を付与することによって、固体冷媒物質が相転移して発熱又は吸熱する。 In refrigeration systems and modules using solid refrigerants of type 3), the inducer applies stress fluctuations to the solid refrigerant material, causing the solid refrigerant material to undergo a phase transition, generating or absorbing heat.

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第1」、「第2」、・・・という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。 Although the embodiments have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims. Furthermore, the above embodiments may be combined or substituted as appropriate as long as the functionality of the subject matter of this disclosure is not impaired. The terms "first," "second," etc., used above, are used to distinguish the terms to which these terms are attached, and do not limit the number or order of those terms.

以上説明したように、本開示は、回転バルブ型多方切換弁について有用である。 As described above, the present disclosure is useful for rotary valve type multi-way switching valves.

10 磁気冷凍システム(固体冷媒による冷凍システム)
100 回転バルブ型多方切換弁
101 弁箱
102 回転軸
104 バネ
111 高圧側弁板
112 高圧側弁体
112a 高圧側閉鎖部
113 高圧側出口ポート
114 高圧側流路
115 高圧側入口ポート
121 低圧側弁板
122 低圧側弁体
122a 低圧側閉鎖部
123 低圧側入口ポート
124 低圧側流路
125 低圧側出口ポート
131 中間圧ポート
132 第1減圧バルブ
133 第2減圧バルブ
10. Magnetic refrigeration system (refrigeration system using solid refrigerant)
100 Rotary valve type multi-way switching valve 101 Valve body 102 Rotating shaft 104 Spring 111 High pressure side valve plate 112 High pressure side valve element 112a High pressure side closing portion 113 High pressure side outlet port 114 High pressure side flow path 115 High pressure side inlet port 121 Low pressure side valve plate 122 Low pressure side valve element 122a Low pressure side closing portion 123 Low pressure side inlet port 124 Low pressure side flow path 125 Low pressure side outlet port 131 Intermediate pressure port 132 First pressure reducing valve 133 Second pressure reducing valve

Claims (20)

固体冷媒による冷凍システム(10)に用いられる回転バルブ型多方切換弁(100)であって、
回転軸(102)を有する弁箱(101)と、
高圧側入口ポート(115)と、
低圧側出口ポート(125)と、
前記弁箱(101)の軸方向の一端に配置された高圧側弁板(111)と、
前記弁箱(101)における前記高圧側弁板(111)の内側に回転可能に配置された高圧側弁体(112)と、
前記弁箱(101)の軸方向の他端に配置された低圧側弁板(121)と、
前記弁箱(101)における前記低圧側弁板(121)の内側に回転可能に配置された低圧側弁体(122)と
を備え、
前記高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が形成されており、
前記高圧側弁体(112)には、回転位置に応じて、前記高圧側入口ポート(115)と前記複数の高圧側出口ポート(113)の少なくとも1つとを選択的に連通させる高圧側流路(114)が形成されており、
前記低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が形成されており、
前記低圧側弁体(122)には、回転位置に応じて、前記複数の低圧側入口ポート(123)の少なくとも1つと前記低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる低圧側流路(124)が形成されており、
前記弁箱(101)の内部は、前記低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高い圧力に保持され、前記弁箱(101)の内部の圧力によって、前記高圧側弁体(112)が前記高圧側弁板(111)に圧接されると共に前記低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される回転バルブ型多方切換弁。
A rotary valve type multi-way switching valve (100) for use in a refrigeration system (10) using a solid refrigerant, comprising:
a valve body (101) having a rotating shaft (102);
a high pressure inlet port (115);
a low pressure side outlet port (125);
a high-pressure side valve plate (111) disposed at one axial end of the valve box (101);
a high-pressure side valve element (112) rotatably arranged inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve box (101);
a low-pressure side valve plate (121) disposed at the other axial end of the valve box (101);
a low-pressure side valve element (122) rotatably arranged inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve box (101),
The high-pressure side valve plate (111) is formed with a plurality of high-pressure side outlet ports (113),
a high-pressure-side flow path (114) is formed in the high-pressure-side valve element (112) to selectively connect the high-pressure-side inlet port (115) to at least one of the plurality of high-pressure-side outlet ports (113) depending on a rotational position thereof;
The low-pressure side valve plate (121) is formed with a plurality of low-pressure side inlet ports (123),
the low-pressure side valve element (122) is formed with a low-pressure side flow path (124) that selectively connects at least one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) to the low-pressure side outlet port (125) depending on a rotational position;
The interior of the valve box (101) is maintained at a pressure higher than the pressure of the low-pressure side outlet port (125), and the pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). This is a rotary valve type multi-way switching valve.
請求項1の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側弁体(112)及び前記低圧側弁体(122)は同じ回転数で回転する回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 1,
The high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) rotate at the same rotation speed.
請求項2の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側弁板(111)を貫通する同一の前記回転軸(102)によって、前記高圧側弁体(112)及び前記低圧側弁体(122)は回転する回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 2,
A rotary valve type multi-way selector valve in which the high-pressure side valve element (112) and the low-pressure side valve element (122) rotate by the same rotary shaft (102) penetrating the high-pressure side valve plate (111).
請求項1~3のいずれか1項の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側入口ポート(115)は、前記高圧側弁板(111)に設けられる回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to any one of claims 1 to 3,
The high-pressure side inlet port (115) is a rotary valve type multi-way selector valve provided on the high-pressure side valve plate (111).
請求項4の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側入口ポート(115)は、前記高圧側弁板(111)において、前記複数の高圧側出口ポート(113)よりも前記高圧側弁板(111)の中央側に設けられる回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 4,
The rotary valve type multi-way selector valve is configured such that the high-pressure side inlet port (115) is provided closer to the center of the high-pressure side valve plate (111) than the plurality of high-pressure side outlet ports (113).
請求項1~5のいずれか1項の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記低圧側出口ポート(125)は、前記低圧側弁板(121)に設けられる回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to any one of claims 1 to 5,
The low-pressure side outlet port (125) is a rotary valve type multi-way selector valve provided on the low-pressure side valve plate (121).
請求項6の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記低圧側出口ポート(125)は、前記低圧側弁板(121)において、前記複数の低圧側入口ポート(123)よりも前記低圧側弁板(121)の中央側に設けられる回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 6,
The low-pressure side outlet port (125) is provided on the low-pressure side valve plate (121) closer to the center of the low-pressure side valve plate (121) than the plurality of low-pressure side inlet ports (123).
請求項1~7のいずれか1項の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側弁体(112)は、前記複数の高圧側出口ポート(113)のうち、前記弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となる少なくとも1つのポート(113b)を塞ぎ、当該ポート(113b)と前記弁箱(101)の内部との間の圧力差によって前記高圧側弁体(112)は前記高圧側弁板(111)に密着する回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to any one of claims 1 to 7,
The high-pressure side valve element (112) blocks at least one port (113b) among the plurality of high-pressure side outlet ports (113), which has a pressure lower than the pressure inside the valve box (101), and the high-pressure side valve element (112) is tightly attached to the high-pressure side valve plate (111) due to the pressure difference between the port (113b) and the inside of the valve box (101).
請求項1~8のいずれか1項の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記低圧側流路(124)は、前記複数の低圧側入口ポート(123)のうち、前記弁箱(101)の内部の圧力よりも低圧となるポート(123b)に接続されると共に前記弁箱(101)の内部の圧力から分離され、前記低圧側流路(124)と前記弁箱(101)の内部との間の圧力差によって前記低圧側弁体(122)は前記低圧側弁板(121)に密着する回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to any one of claims 1 to 8,
The low-pressure side flow path (124) is connected to one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123), which has a lower pressure than the pressure inside the valve box (101), and is isolated from the pressure inside the valve box (101). The low-pressure side valve body (122) is in close contact with the low-pressure side valve plate (121) due to the pressure difference between the low-pressure side flow path (124) and the inside of the valve box (101). This is a rotary valve type multi-way switching valve.
請求項9の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記低圧側弁体(122)は、前記弁箱(101)の内部と前記低圧側流路(124)とを熱断熱する機構を備える回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 9,
The low-pressure side valve element (122) is a rotary valve type multi-way selector valve having a mechanism for thermally insulating the interior of the valve box (101) from the low-pressure side flow path (124).
請求項1~10のいずれか1項の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記弁箱(101)の内部に配置されたバネ(104)をさらに備え、
前記バネ(104)は、前記高圧側弁体(112)を前記高圧側弁板(111)に押しつけると共に前記低圧側弁体(122)を前記低圧側弁板(121)に押しつける回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to any one of claims 1 to 10,
a spring (104) disposed inside the valve body (101);
The spring (104) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121).
請求項2又は3の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記弁箱(101)の内部に配置されたバネ(104)をさらに備え、
前記バネ(104)の一端は前記高圧側弁体(112)に取り付けられ、
前記バネ(104)の他端は前記低圧側弁体(122)に取り付けられ、
前記バネ(104)は、前記高圧側弁体(112)を前記高圧側弁板(111)に押しつけると共に前記低圧側弁体(122)を前記低圧側弁板(121)に押しつける回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to claim 2 or 3,
a spring (104) disposed inside the valve body (101);
One end of the spring (104) is attached to the high-pressure side valve body (112),
The other end of the spring (104) is attached to the low-pressure side valve body (122),
The spring (104) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (121).
請求項1~12のいずれか1項の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記複数の高圧側出口ポート(113)及び前記複数の低圧側入口ポート(123)は、径方向長さが周方向長さよりも長いスリット形状の開口を有する回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) according to any one of claims 1 to 12,
The plurality of high-pressure side outlet ports (113) and the plurality of low-pressure side inlet ports (123) are rotary valve type multi-way selector valves each having a slit-shaped opening whose radial length is longer than its circumferential length.
請求項5の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側流路(114)は、前記弁箱(101)の内部の圧力から分離され、
前記高圧側弁体(112)は、前記複数の高圧側出口ポート(113)のうち少なくとも1つのポート(113b)を塞ぐ高圧側閉鎖部(112a)を有し、
前記高圧側弁体(112)を軸方向から見て、前記高圧側弁板(111)が前記高圧側流路(114)に接する面積と、前記高圧側弁板(111)が前記高圧側閉鎖部(112a)に接する面積は略同じである回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 5,
The high-pressure side flow path (114) is isolated from the pressure inside the valve box (101),
the high-pressure-side valve element (112) has a high-pressure-side closing portion (112a) that closes at least one port (113b) of the plurality of high-pressure-side outlet ports (113),
A rotary valve type multi-way switching valve in which, when viewed from the axial direction of the high-pressure side valve body (112), the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side flow path (114) is approximately the same as the area of the high-pressure side valve plate (111) in contact with the high-pressure side closing portion (112a).
請求項7の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記低圧側流路(124)は、前記弁箱(101)の内部の圧力から分離され、
前記低圧側弁体(122)は、前記複数の低圧側入口ポート(123)のうち少なくとも1つのポート(123a)を塞ぐ低圧側閉鎖部(122a)を有し、
前記低圧側弁体(122)を軸方向から見て、前記低圧側弁板(121)が前記低圧側流路(124)に接する面積と、前記低圧側弁板(121)が前記低圧側閉鎖部(122a)に接する面積は略同じである回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 7,
The low-pressure side flow path (124) is isolated from the pressure inside the valve box (101),
the low-pressure side valve element (122) has a low-pressure side closing portion (122a) that closes at least one port (123a) of the plurality of low-pressure side inlet ports (123),
A rotary valve type multi-way switching valve in which, when viewed in the axial direction of the low-pressure side valve body (122), the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side flow path (124) is approximately the same as the area of the low-pressure side valve plate (121) in contact with the low-pressure side closing portion (122a).
固体冷媒による冷凍システム(10)に用いられる回転バルブ型多方切換弁(100)であって、
回転軸(102)を有する弁箱(101)と、
高圧側入口ポート(115)と、
低圧側出口ポート(125)と、
前記弁箱(101)の軸方向の一端に配置された高圧側弁板(111)と、
前記弁箱(101)における前記高圧側弁板(111)の内側に回転可能に配置された高圧側弁体(112)と、
前記弁箱(101)の軸方向の他端に配置された低圧側弁板(121)と、
前記弁箱(101)における前記低圧側弁板(121)の内側に回転可能に配置された低圧側弁体(122)と
を備え、
前記高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が形成されており、
前記高圧側弁体(112)には、回転位置に応じて、前記高圧側入口ポート(115)と前記複数の高圧側出口ポート(113)の少なくとも1つとを選択的に連通させる高圧側流路(114)が形成されており、
前記低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が形成されており、
前記低圧側弁体(122)には、回転位置に応じて、前記複数の低圧側入口ポート(123)の少なくとも1つと前記低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる低圧側流路(124)が形成されており、
前記弁箱(101)の内部は前記高圧側入口ポート(115)と連通することによって高圧に保持され、前記弁箱(101)の内部の圧力によって、前記高圧側弁体(112)が前記高圧側弁板(111)に圧接されると共に前記低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される回転バルブ型多方切換弁。
A rotary valve type multi-way switching valve (100) for use in a refrigeration system (10) using a solid refrigerant, comprising:
a valve body (101) having a rotating shaft (102);
a high pressure inlet port (115);
a low pressure side outlet port (125);
a high-pressure side valve plate (111) disposed at one axial end of the valve box (101);
a high-pressure side valve element (112) rotatably arranged inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve box (101);
a low-pressure side valve plate (121) disposed at the other axial end of the valve box (101);
a low-pressure side valve element (122) rotatably arranged inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve box (101),
The high-pressure side valve plate (111) is formed with a plurality of high-pressure side outlet ports (113),
a high-pressure-side flow path (114) is formed in the high-pressure-side valve element (112) to selectively connect the high-pressure-side inlet port (115) to at least one of the plurality of high-pressure-side outlet ports (113) depending on a rotational position thereof;
The low-pressure side valve plate (121) is formed with a plurality of low-pressure side inlet ports (123),
the low-pressure side valve element (122) is formed with a low-pressure side flow path (124) that selectively connects at least one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) to the low-pressure side outlet port (125) depending on a rotational position;
The interior of the valve box (101) is maintained at high pressure by communicating with the high-pressure side inlet port (115), and the pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). This is a rotary valve type multi-way switching valve.
請求項16の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記高圧側入口ポート(115)は、前記弁箱(101)に設けられる回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 16,
The high-pressure side inlet port (115) is a rotary valve type multi-way selector valve provided in the valve box (101).
固体冷媒による冷凍システム(10)に用いられる回転バルブ型多方切換弁(100)であって、
回転軸(102)を有する弁箱(101)と、
高圧側入口ポート(115)と、
低圧側出口ポート(125)と、
前記弁箱(101)の軸方向の一端に配置された高圧側弁板(111)と、
前記弁箱(101)における前記高圧側弁板(111)の内側に回転可能に配置された高圧側弁体(112)と、
前記弁箱(101)の軸方向の他端に配置された低圧側弁板(121)と、
前記弁箱(101)における前記低圧側弁板(121)の内側に回転可能に配置された低圧側弁体(122)と
を備え、
前記高圧側弁板(111)には、複数の高圧側出口ポート(113)が形成されており、
前記高圧側弁体(112)には、回転位置に応じて、前記高圧側入口ポート(115)と前記複数の高圧側出口ポート(113)の少なくとも1つとを選択的に連通させる高圧側流路(114)が形成されており、
前記低圧側弁板(121)には、複数の低圧側入口ポート(123)が形成されており、
前記低圧側弁体(122)には、回転位置に応じて、前記複数の低圧側入口ポート(123)の少なくとも1つと前記低圧側出口ポート(125)とを選択的に連通させる低圧側流路(124)が形成されており、
前記弁箱(101)の内部は、前記低圧側出口ポート(125)の圧力よりも高く且つ前記高圧側入口ポート(115)の圧力よりも低い中間圧力に保持され、前記弁箱(101)の内部の圧力によって、前記高圧側弁体(112)が前記高圧側弁板(111)に圧接されると共に前記低圧側弁体(122)が前記低圧側弁板(111)に圧接される回転バルブ型多方切換弁。
A rotary valve type multi-way switching valve (100) for use in a refrigeration system (10) using a solid refrigerant, comprising:
a valve body (101) having a rotating shaft (102);
a high pressure inlet port (115);
a low pressure side outlet port (125);
a high-pressure side valve plate (111) disposed at one axial end of the valve box (101);
a high-pressure side valve element (112) rotatably arranged inside the high-pressure side valve plate (111) of the valve box (101);
a low-pressure side valve plate (121) disposed at the other axial end of the valve box (101);
a low-pressure side valve element (122) rotatably arranged inside the low-pressure side valve plate (121) of the valve box (101),
The high-pressure side valve plate (111) is formed with a plurality of high-pressure side outlet ports (113),
a high-pressure-side flow path (114) is formed in the high-pressure-side valve element (112) to selectively connect the high-pressure-side inlet port (115) to at least one of the plurality of high-pressure-side outlet ports (113) depending on a rotational position thereof;
The low-pressure side valve plate (121) is formed with a plurality of low-pressure side inlet ports (123),
a low-pressure side flow path (124) is formed in the low-pressure side valve element (122) to selectively connect at least one of the plurality of low-pressure side inlet ports (123) to the low-pressure side outlet port (125) depending on a rotational position of the low-pressure side valve element (122);
The interior of the valve box (101) is maintained at an intermediate pressure that is higher than the pressure of the low-pressure side outlet port (125) and lower than the pressure of the high-pressure side inlet port (115), and the pressure inside the valve box (101) presses the high-pressure side valve element (112) against the high-pressure side valve plate (111) and presses the low-pressure side valve element (122) against the low-pressure side valve plate (111). This is a rotary valve type multi-way switching valve.
請求項18の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記中間圧力に調整された中間圧ポート(131)が前記弁箱(101)に接続される回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 18,
A rotary valve type multi-way switching valve in which an intermediate pressure port (131) adjusted to the intermediate pressure is connected to the valve body (101).
請求項19の回転バルブ型多方切換弁(100)において、
前記中間圧ポート(131)は、第1減圧バルブ(132)を介して前記高圧側入口ポート(115)と連通すると共に、第2減圧バルブ(133)を介して前記低圧側出口ポート(125)と連通する回転バルブ型多方切換弁。
The rotary valve type multi-way switching valve (100) of claim 19,
The intermediate pressure port (131) is connected to the high pressure side inlet port (115) via a first pressure reducing valve (132) and to the low pressure side outlet port (125) via a second pressure reducing valve (133).
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