專利名稱：流道切換閥和使用該流道切換閥的熱泵裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于熱泵裝置(空調(diào)裝置)等的旋轉(zhuǎn)式流道切換閥和使用該切換閥的熱泵裝置，特別是涉及例如下述的流道切換閥和使用該流道切換閥的熱泵裝置，所述流道切換閥能夠在安裝了具有流體的入口和出口的多臺機器(例如熱交換器)的系統(tǒng)中，起到切換所述多臺機器使其并聯(lián)和串聯(lián)連接時所需的多個流道切換手段的作用。
背景技術：
通常，熱泵(空調(diào)裝置)具有壓縮機、室外熱交換器、室內(nèi)熱交換器、氣液分離器、 膨脹閥以及四通切換閥等，例如，下述專利文獻1提出了一種技術方案，即，在具有多臺熱交換器的熱泵中，為了謀求提高熱效率等，在使制冷劑向一方向(正方向)流動時，使所述多臺熱交換器串聯(lián)連接，而在使制冷劑向另一方向(反方向)流動時，使所述多臺熱交換器并聯(lián)連接。上述四通切換閥如下進行設定制冷時，將該冷凍循環(huán)的制冷劑通過方向設定為壓縮機一室外熱交換器一膨脹閥(減壓用毛細管)一室內(nèi)熱交換器一壓縮機；供暖時，通過方向設定為壓縮機一室內(nèi)熱交換器一膨脹閥一室外熱交換器一壓縮機。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1日本實開昭62-14280號公報

發(fā)明內(nèi)容
欲構成上述專利文獻1所記載的熱泵時，隨著熱交換器的臺數(shù)的增多，所需的用于切換或阻擋制冷劑的流道的流道切換手段也增多，導致其結構復雜化、占有空間增大、成本升高、能量消耗(電消耗量)增加等。本發(fā)明是鑒于上述情況提出的，其目的在于提供一種流道切換閥以及使用該流道切換閥的熱泵裝置，所述流道切換閥能夠在例如安裝了具有流體的入口和出口的多臺機器的系統(tǒng)中，起到切換所述多臺機器(例如熱交換器)使其并聯(lián)和串聯(lián)連接時所需的多個流道切換手段的作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵裝置等的結構簡化、占有空間的縮小、成本降低、能量消耗減少等。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的流道切換閥具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器(actuator)， 所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時使其進行轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，其特征在于，在所述上側閥座部形成有多個口，同時在所述下側閥座部形成有多個口， 在所述閥芯設置有至少1條能將上下所述口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分害！]成殼體上部(upper chamber section)禾口殼體下部(lower chamber section)。另外，本發(fā)明的流道切換閥具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器，所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時使其進行轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，其特征在于，在所述上側閥座部形成有多個上側出入口和上側主口(main port)，同時在所述下側閥座部形成有與所述多個上側出入口成對的多個下側出入口和下側主口 ；在所述閥芯設置有至少1條能將所述上下成對的各口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分割成殼體上部和殼體下部。另外，本發(fā)明的流道切換閥具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器，所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時使其轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，其特征在于，在所述上側閥座部形成有多個上側出入口和上側主口，同時在所述下側閥座部形成有與所述多個上側出入口成對的多個下側出入口和與所述上側主口成對的下側主口 ；在所述閥芯設置有至少1 條能將上下成對的各所述口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分割成殼體上部和殼體下部。更具體的優(yōu)選方式中，在所述上側閥座部和下側閥座部各自設置4個出入口，同時，在所述閥芯設置2條連通路，用于使所述4對出入口中的任意二對連通，所述閥芯能夠處于下述的第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路不連通所述4對出入口中的任意一對出入口，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路使所述4對出入口中的任意二對口之間連通。另一個優(yōu)選方式中，在所述上側閥座部和下側閥座部各自設置2個出入口，同時， 在所述閥芯設置1條所述連通路，用于使所述2對出入口中的任意一對連通，所述閥芯能夠處于下述的第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路不連通所述4對出入口中的任意一對出入口，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路使所述4對出入口中的任意二對口之間連通。其他優(yōu)選方式中，在所述上側閥座部和下側閥座部各自設置[N]個出入口，同時， 在所述閥芯設置1 [N-1]條所述連通路，用于使所述[N]對出入口中的任意1 [N-1] 對連通，所述閥芯能夠處于下述的第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置， 所述1 [N-1]條連通路不連通所述[N]對出入口中的任意出入口，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，所述1 [N-1]條連通路使所述[N]對出入口中的任意1 [N-1]對口之間連通。另一個優(yōu)選方式中，除了所述第1和第2轉(zhuǎn)動位置之外，所述閥芯還能處于僅使所述主口之間連通的第3轉(zhuǎn)動位置。進一步優(yōu)選的方式中，在所述連通路的至少一端側，于所述連通路的開口端安裝連通路密封材料，防止從該連通路向所述閥殼體內(nèi)泄漏，同時使得所述連通路的開口端與所述閥座部彈性壓接。另外，更優(yōu)選的方式中，所述連通路的兩端的受壓徑設定為相同或大致相同。另外，更優(yōu)選的方式中，所述閥芯具有用于氣密分隔所述閥殼體的殼體上部和殼體下部的閥殼體密封材料。另外，更優(yōu)選的方式中，所述驅(qū)動器設置在所述閥主體的殼體上部側，在所述閥主體設置有將所述殼體上部和驅(qū)動器內(nèi)部連通的均壓孔。另外，更優(yōu)選的方式中，即使所述閥芯轉(zhuǎn)動，所述均壓孔也朝向不與該閥芯的連通路連通的口開口。
另一方面，本發(fā)明的熱泵裝置具有壓縮機、膨脹閥、多個熱交換器以及上述流道切換閥，其特征在于，通過該流道切換閥，能夠根據(jù)需要，使所述多個熱交換器的連接狀態(tài)從并聯(lián)連接切換到串聯(lián)連接以及從串聯(lián)連接切換到并聯(lián)連接。更具體的優(yōu)選方式中，所述流道切換閥的驅(qū)動器設置在形成于所述閥主體的殼體上部側，從所述壓縮機噴出的制冷劑被導入形成于所述閥主體的殼體下部側。更優(yōu)選的方式中，在所述閥主體設置將所述殼體上部和所述驅(qū)動器內(nèi)部連通的均壓孔。另外，更優(yōu)選的方式中，即使所述閥芯轉(zhuǎn)動，所述均壓孔也朝向不與該閥芯的連通路連通的口開口。本發(fā)明的流道切換閥在用于例如具有多臺熱交換器的熱泵裝置的情況下，可利用一個流道切換閥以并聯(lián)和串聯(lián)中的任一方式連接多臺熱交換器。因此，通過使用本發(fā)明的流道切換閥代替以往對應熱交換器的臺數(shù)需要的多個流道切換手段，能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵裝置的結構簡化、占有空間的縮小、成本降低、能量消耗的減少等。另外，本發(fā)明的熱泵裝置能夠?qū)崿F(xiàn)結構的簡化、占有空間的縮小、成本降低、能量消耗減少等，并且，在將從壓縮機噴出的高溫、高壓的制冷劑導入與設置流道切換閥的驅(qū)動器一側相反的一側的情況下，能夠提高該驅(qū)動器的耐久性，繼續(xù)進行精確的操作。


圖1為表示本發(fā)明的流道切換閥的一個實施方式(實施例1)的縱剖面圖。圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)分別是實施例1的拆除了定子后的流道切換閥的俯視圖、仰視圖以及閥芯的側視圖。圖3為用于說明實施例1的流道切換閥的結構和操作(進行制冷時)的圖。圖4為用于說明實施例1的流道切換閥的結構和操作(進行供暖時)的圖。圖5為用于說明實施例1的流道切換閥的結構和操作(進行除霜時)的圖。圖6為用于說明實施例2的流道切換閥的結構和操作(進行制冷時)的圖。圖7為用于說明實施例2的流道切換閥的結構和操作(進行供暖時)的圖。圖8為用于說明實施例2的流道切換閥的結構和操作(進行除霜時)的圖。圖9為用于說明實施例3的流道切換閥的結構和操作(進行制冷時)的圖。圖10為用于說明實施例3的流道切換閥的結構和操作(進行供暖時)的圖。圖11為用于說明實施例3的流道切換閥的結構和操作(進行除霜時)的圖。圖12為用于實施例4的流道切換閥的閥芯的側視圖。圖13為用于說明實施例4的流道切換閥的結構和操作(進行制冷時)的圖。圖14為用于說明實施例4的流道切換閥的結構和操作(進行供暖時)的圖。圖15為用于說明實施例4的流道切換閥的結構和操作(進行除霜時)的圖。符號說明10流道切換閥11a、12a、13a、14a 上側出入口llb、12b、13b、14b 下側出入口15馬達(驅(qū)動器)
6
16轉(zhuǎn)子
17定子
20閥主體
21閥殼體
22A上側閥座部
22B下側閥座部
2 上側主口
25b下側主口
30、130閥芯
31、32連通路
35閥軸
39密封部件
40行星齒輪式減速機構
510形環(huán)
52方形環(huán)
71、72、73、74熱交換器
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示本發(fā)明的流道切換閥的一個實施方式(實施例1)的縱剖面圖；圖 2(A)、(B)、(C)分別是實施例1的拆除定子17后的流道切換閥的俯視圖、仰視圖以及閥芯的側視圖；圖3、圖4、圖5分別是用于說明實施例1的流道切換閥的結構和操作(進行制冷、供暖、除霜時)的圖，并且各圖中，上側的圓形截面圖是沿著圖1的x-x箭頭指示線的截面圖，下側的圓形截面圖是沿著圖1的Y-Y箭頭指示線的截面圖。另外，圖1給出的是圖5 所示的筒狀部36的連通路31將導管80和90連通的狀態(tài)。本實施例的流道切換閥10是這樣一種裝置，S卩，在具有4臺熱交換器(例如室內(nèi)熱交換器)71、72、73、74的熱泵裝置中，能夠起到在制冷劑向正方向流動時使所述4臺熱交換器71、72、73、74并聯(lián)連接，并在制冷劑向反方向流動時使所述4臺熱交換器71、72、73、 74串聯(lián)連接時所需的多個流道切換手段的功能，所述流道切換閥10具有步進馬達15、閥芯 30和閥主體20，所述步進馬達15作為流道切換用驅(qū)動器，由設置在殼(can) 18的內(nèi)周側的轉(zhuǎn)子16和外嵌在殼18的外周并固定的定子17構成，在該步進馬達15的作用下，通過閥軸 35使閥芯30轉(zhuǎn)動，閥主體20可轉(zhuǎn)動地保持該閥芯30。在所述轉(zhuǎn)子16和閥軸35之間(馬達15內(nèi))夾裝行星齒輪式減速機構40，轉(zhuǎn)子 16的轉(zhuǎn)動被上述減速機構40大幅減速后傳遞給閥芯30。此外，也可以不通過行星齒輪式減速機構40，直接將轉(zhuǎn)子16的轉(zhuǎn)動傳遞給閥芯30。閥主體20由上部體20A、底蓋狀體20B和連接這兩個結構的圓筒狀體20C構成，這些上部體20A、底蓋狀體20B以及圓筒狀體20C限定出圓筒狀的閥殼體21。閥殼體21中，其頂部(上部體20A的下面部)作為上側閥座部22A，其底面部(底蓋狀體20B的上面部)作為下側閥座部22B。在所述上部體20A以大致90度的間隔設置有一端(下端)在上側閥座部22A(閥殼體21)開口的4個截面為L形的上側出入口 11a、 12a、13a、14a，同時，在上側出入口 13a和Ha之間形成有截面為L形的上側主口 25a。另外，在底蓋狀體20B以大致90度的間隔設置有上端在下側閥座部22B(閥殼體21)開口的與所述4個上側出入口 lla、Ua、13a、Ha成對的(位于與閥芯30的轉(zhuǎn)動中心軸0平行的方向的)4個下側出入口 lib、12b、13b、14b，同時，在下側出入口 1 和14b之間形成有與所述上側主口 2 成對的下側主口 25b。對于所述閥軸35，其上端部3 與馬達15內(nèi)的行星齒輪式減速機構40的輸出軸 45可轉(zhuǎn)動地一體連接，其中間部3 插通形成在上部體20A的中央孔觀，設置在其下端部的外花鍵部(male spline section) 35c可一體轉(zhuǎn)動并且能在上下方向相對移動地與設置在所述閥芯30的中央部的內(nèi)花鍵部(female spline section) 30a嵌合。此外，閥軸35的中間部35b由裝在中央孔28的軸承部件38支撐，并可自由轉(zhuǎn)動。均壓孔(連通路)29B將殼18內(nèi)部和中央孔28連通，并且均壓孔(連通路)29A (圖 3)將中央孔觀和上側出入口 1 連通。該均壓孔29A設置在上部體20A，在圖3中用虛線繪制。參考圖1和圖2 (C)可知，所述閥芯30具有厚壁圓板狀的基體部30A，該基體部30A 的外徑比所述閥殼體21的直徑稍小，在該基體部30A的中央部設置有內(nèi)花鍵部30a，在該內(nèi)花鍵部30a的兩側隔開180度間隔設置圓筒狀部36、37，使其在上下方向(與轉(zhuǎn)動中心軸0 平行的方向)突出。所形成的該圓筒狀部36、37上下具有大致相同的厚度，在其下端部無規(guī)地安裝有作為彈性密封材料的0形環(huán)51和方形環(huán)(密封墊)52。圓筒狀部36、37使其上端面和所述方形環(huán)52分別與所述上側閥座部22A和下側閥座部22B對接，同時使其轉(zhuǎn)動， 該圓筒狀部36、37的內(nèi)部構成連通路31、32，能夠如后述那樣對應閥芯30的轉(zhuǎn)動位置將所述的上下成對的出入口 Ila-Ilb之間以及13a-i;3b之間、或者所述主口 2^1-2 之間連通。另外，為了將所述閥殼體21分隔為殼體上部21A和殼體下部21B后氣密隔開，在所述閥芯30的外周部安裝閥殼體密封材料(活塞環(huán))39，使其彈性壓接所述閥殼體21的內(nèi)周面。此外，如此在閥芯30的外周部配置閥殼體密封材料39的情況下，能夠確保殼體上部 21A和殼體下部21B的氣密性，在該氣密性不是特別需要的情況下，或者殼體上部21A和殼體下部21B的壓力差不太高的情況下，可以不設置閥殼體密封材料39，而將該閥芯30的外周部直接與閥殼體21的內(nèi)周面滑動接觸。此處，如上所述，將閥軸35的外花鍵部35c與閥芯30的內(nèi)花鍵部30c嵌合，使其可一體轉(zhuǎn)動，并且能夠在上下方向相對移動，同時在圓筒狀部36、37 (連通路31、3幻的下端安裝有作為彈性密封材料(連通路密封材料)的0形環(huán)51和方形環(huán)52，由此，作為所述連通路31、32的開口端的方形環(huán)52與下側閥座部22B彈性地壓接，所以能夠防止制冷劑從連通路31、32向閥殼體21(殼體下部21B)內(nèi)泄漏，同時，即使閥殼體21的高度尺寸和圓筒狀部36、37的高度尺寸多少有些差異，也能夠吸收。此外，代替被設置在圓筒狀部36、37的下端，該0形環(huán)51和方形環(huán)52也可以設置在該圓筒狀部36、37的上端，還可以分別設置在該圓筒狀部36、37的上下端。另一方面，在上側主口 2 連接有導管80，在下側主口 2 連接有導管90。并且， 上側出入口 Ila和熱交換器71的第一口(first port) 71a由導管81連接，同樣，上側出入口 1 和熱交換器72的第一口 72a由導管82連接，上側出入口 13a和熱交換器73的第一口 73a由導管83連接，上側出入口 1 和熱交換器74的第一口 74a由導管84連接。另外，下側出入口 lib和熱交換器72的第二口 7 由導管91連接，同樣，下側出入口 12b和熱交換器73的第二口 73b由導管92連接，下側出入口 13b和熱交換器74的第二口 74b由導管93連接，下側出入口 14b和熱交換器71的第二口 71b由導管94連接。采用這樣的結構的流道切換閥10中，閥芯30能夠處于如圖3所示的第1轉(zhuǎn)動位置、如圖4所示的第2轉(zhuǎn)動位置(從第1轉(zhuǎn)動位置逆時針旋轉(zhuǎn)約50度)和如圖5所示的第 3轉(zhuǎn)動位置(從第1轉(zhuǎn)動位置逆時針旋轉(zhuǎn)約90度)，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路31,32不使所述4對出入口 Ila-Ilb之間、12a_12b之間、13a_13b之間、14a_14b之間任何一對連通；對于第2轉(zhuǎn)動位置，使所述4對出入口中的出入口 Ila-Ilb之間和13a-i;3b之間連通；對于第3轉(zhuǎn)動位置，使所述主口 2如-2恥之間連通。閥芯30與設置于上側閥座部 22A的制動器101、102抵接，由此能夠被制約在圖3或圖5的位置。另外，該例子中，所述導管80和導管90被配置在熱泵裝置內(nèi)，使得在制冷時，來自未圖示的膨脹閥的噴射制冷劑從導管80流入該流道控制閥10內(nèi)，從導管90流出的制冷劑到達未圖示的壓縮機的吸入口(未圖示)，另外，在供暖時，從壓縮機噴出的高壓、高溫的制冷劑從導管90流入該流道控制閥10內(nèi)，從導管80流出的制冷劑到達膨脹閥。此處，為了進行制冷，如圖3所示那樣，使閥芯30置于第1轉(zhuǎn)動位置，同時，通過導管80和上側主口 2 將從膨脹閥流出的制冷劑導入閥殼體21的殼體上部21A時，制冷劑通過上側出入口 Ila 1 和導管81 84后按照各熱交換器71 74的第一口 71a 74a —熱交換器71 74的內(nèi)部一第二口 71b 74b —導管91 94 —殼體下部21B —下側主口 2 —導管90的順序被導出，并回到壓縮機。因此，在將制冷劑導入上側主口 2 后從下側主口 2 導出(正方向流動)時(進行制冷時)，熱交換器71、72、73、74變成并聯(lián)連接。與此相對，為了進行供暖，如圖4所示那樣，使閥芯30置于第2轉(zhuǎn)動位置，同時通過導管90和下側主口 25b，將從壓縮機噴出的制冷劑導入閥殼體21的殼體下部21B時，制冷劑按照下側出入口 12b —導管92 —熱交換器73的第二口 7 —熱交換器73內(nèi)部一第一口 73a—導管83 —上側出入口 13a—連通路31 —下側出入口 13b —導管93 —熱交換器74的第二口 74b—熱交換器74內(nèi)部一第一口 7 —導管84—上側出入口 Ha—殼體上部21A —上側主口 2 —導管80的順序被導出，并到達膨脹閥，另一方面，按照下側出入口 14b —導管94 —熱交換器71的第二口 71b —熱交換器71內(nèi)部一第一口 71a —導管81 — 上側出入口 11a—連通路32 —下側出入口 lib—導管91 —熱交換器72的第二口 72b — 熱交換器72內(nèi)部一第一口 7 —導管82—上側出入口 1 —殼體上部21A—上側主口 25a—導管80的順序被導出，仍然到達膨脹閥。因此，在將制冷劑導入下側主口 2 后從上側主口 2 導出(反方向流動)時(進行供暖時)，熱交換器73和74被串聯(lián)連接，同時熱交換器71和72被串聯(lián)連接，并且被串聯(lián)連接的熱交換器73和74這一組與熱交換器71和72這一組被并聯(lián)連接。另外，如圖5所示那樣，使閥芯30置于第3轉(zhuǎn)動位置，用連通路31僅將上側主口 25a和下側主口 2 連通，由此阻擋了向熱交換器71 74供給制冷劑，同時使制冷劑旁通到出口側，進行除霜。進行上述各操作時，流入殼體上部21A的制冷劑從上側出入口 1 通過均壓孔^A、中央孔觀和均壓孔29B流入殼18內(nèi)，所以，殼體上部20A和驅(qū)動器15內(nèi)部的壓力差減小，或者被抵消，由此能夠確保該驅(qū)動器15的良好操作。另外，均壓孔29A將上側出入口 1加和中央孔28連通，但該上側出入口 1加夾在2個制動器101和102之間，并且即使閥芯 30轉(zhuǎn)動，也不會因該閥芯30的連通路31或32而與殼體上部20A隔開。因此，無論閥芯30 的轉(zhuǎn)動位置如何，可一直發(fā)揮抵消上述壓力差的功能。如此，對于本實施例1的流道切換閥10，可利用一個該流道切換閥10在具有4臺熱交換器71 74的熱泵中將熱交換器71 74在制冷劑正方向流動時(進行制冷時)并聯(lián)連接，在制冷劑反方向流動時(進行供暖時)串聯(lián)連接。因此，通過使用本實施方式的流道切換閥10代替以往對應熱交換器的臺數(shù)所需要的多個流道切換手段，由此能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵結構的簡化、占有空間的縮小、成本降低、能量消耗減少等。另外，熱交換器71 74是室內(nèi)熱交換器的情況下，供暖時，由壓縮機噴出的高溫、 高壓的制冷劑從閥主體20的、與設置了步進馬達15 —側的相反側(即底蓋狀體20B)流入閥主體20的殼體下部21B，所以與高溫、高壓的制冷劑流入殼體上部21A的情況比較，對步進馬達15的影響(例如轉(zhuǎn)子磁體的去磁、劣化等)小，能夠?qū)崿F(xiàn)該流道切換閥的耐久性的提高，繼續(xù)精確的操作。另外，閥芯30的圓筒狀部36的上端的受壓徑(承受壓力的等效徑，即，圓筒狀部 36的端部與閥座部抵接的部分的大致中央的直徑)eta和下端的受壓徑ctb相同或大致相同，所以，當閥芯30置于第3轉(zhuǎn)動位置(圖1、圖5)，并且通過連通路31連通上側主口 2 和下側主口 2 時，即使在該連通路31內(nèi)部與殼體上部21A以及殼體下部21B之間存在差壓的情況下，該差壓在圓筒狀部36的上端和下端平衡，減輕其后使該閥芯30轉(zhuǎn)動所需的力，從而確保轉(zhuǎn)動流暢。另外，所構成的圓筒狀部37的上端的受壓徑和下端的受壓徑也相同或大致相同， 所以，例如將閥芯30從圖3的狀態(tài)轉(zhuǎn)動到圖4或圖5的狀態(tài)的情況下，充滿了圓筒狀部36 和37的內(nèi)部的制冷劑的壓力與所述殼體上部21A和殼體下部21B內(nèi)的壓力之差在該圓筒狀部36和37的上端和下端平衡，減輕了其后使該閥芯30轉(zhuǎn)動所需的力，從而能夠確保轉(zhuǎn)動流暢。上述實施例1中，在上側閥座部22A和下側閥座部22B分別各自設置有4個出入口 Ila 14a、llb 14b，同時，在閥芯30設置有2條連通路31、32，閥芯30可以置于第1 轉(zhuǎn)動位置、第2轉(zhuǎn)動位置和第3轉(zhuǎn)動位置，在第1轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路31、32不連通所述4對出入口 1 Ia-I Ib之間、12a-12b之間、13a_13b之間、Ha_14b之間中的任意一對，所述第2轉(zhuǎn)動位置使所述4對出入口中的出入口 Ila-Ilb之間和13a-i;3b之間連通，所述第 3轉(zhuǎn)動位置使主口 2如-2恥之間連通，但本發(fā)明并不限于這樣的結構。S卩，為了使其具有例如在使制冷劑正方向流動時并聯(lián)連接熱交換器，在使制冷劑反方向流動時串聯(lián)連接熱交換器的流道切換功能，可以采取如下的結構在上側閥座部和下側閥座部分別各自設置[N]個出入口，同時在閥芯設置1 [N-1]條使所述[N]對出入口中的任意一對 [N-1]對連通的所述連通路，并使所述閥芯處于下述的第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，所述1 [N-1]條連通路不連通所述[N]對出入口中任意一對，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，使所述[N]對出入口中任意1對 [N-1]對的口之間連通。
10
具體地說，如圖6 圖8所示的實施例2那樣，上下各設置4個出入口的情況下， 如果將連通路設定為1條(31)，則在正方向流動時(進行制冷時)，熱交換器71 74并聯(lián)連接，而在所述反方向流動時(進行供暖時)，熱交換器73和74串聯(lián)連接，并且該串聯(lián)連接的組合與剩余的熱交換器71和72并聯(lián)連接(圖7)。另外，如圖9 圖11所示的實施例3那樣，如果將連通路設定為3條(31、32、33)， 則在正方向流動時(進行制冷時)，熱交換器71 74并聯(lián)連接，在所述反方向流動時(進行供暖時)，所有的熱交換器71 74作為一組被串聯(lián)連接(圖10)。上述圖6 圖11中，實施例1所說明的一對制動器101、102并未顯示在圖中，但與實施例1同樣，在限制閥芯的位置的位置設置有制動器。圖12是用于實施例4的流道切換閥的閥芯的側視圖，圖13 15分別是用于說明實施例4的流道切換閥的結構和操作(進行制冷、供暖、除霜時)的圖，是與圖3 5、圖 6 8、圖9 11相同的圖。在圖12 15中，與圖1 11相同的符號分別表示相同或同等的部分。該實施例4中，將2個熱交換器(符號71和7 連接，在流道切換閥上下各設置 2個出入口。另外，與實施例2同樣，閥芯130是從圖2 (C)所示的閥芯30拆除圓筒狀部37 后的閥芯，在厚壁圓板狀的基體部30A僅設置了一個圓筒狀部36。該實施例4中，在正方向流動時(進行制冷時)，如圖13所示，熱交換器71和73 被并聯(lián)連接，在反方向流動時(進行供暖時)，如圖14所示，熱交換器71和73為串聯(lián)連接。需要說明的是，在圖13 圖15中，雖然沒有顯示在實施例1說明的一對制動器 101、102，但可以與實施例1 3同樣地在限制閥芯的位置的位置設置制動器。出入口的個數(shù)、連通路的條數(shù)等并不限于上述實施例中的例子，可以根據(jù)熱交換器的臺數(shù)、所要求的連接方式等適當改變。另外，流體可以從上側主口 2 和下側主口 2 的任意口導入該流道切換閥。另外，在使用該流道切換閥的熱泵裝置并不需要圖5、8、11、15所示的除霜方式的情況下，圖5、8、11、15所示的除霜方式是不需要的，此時，上側主口 2 和下側主口 2 的設置關系可以不像上側出入口 Ila 1 和下側出入口 lib 14b的關系那樣上下成對。另外，未通過設置在閥芯的連通路連通的上側出入口和下側出入口(例如實施例 1中符號lh、12b和/或者14a、14b)也可以不是上下成對的關系。另外，本發(fā)明的流道切換閥還能夠用于在制冷時將室內(nèi)熱交換器串聯(lián)，在供暖時將室內(nèi)熱交換器并聯(lián)的系統(tǒng)，還能夠?qū)Χ鄠€室外熱交換進行串聯(lián)和并聯(lián)切換。另外，在上述說明中，流道切換閥對應流體(制冷劑)的通過方向切換為并聯(lián)或串聯(lián)，當然，即使在制冷劑的通過方向未更改的情況下，也能根據(jù)需要(例如根據(jù)熱交換器的載荷狀況)，從并聯(lián)切換到串聯(lián)或從串聯(lián)切換到并聯(lián)。另外，本發(fā)明的流道切換閥當然還能夠用于將熱泵以外的多臺機器(即具有流體的入口和出口的多個機器)的流道進行串聯(lián)和并聯(lián)切換，或者阻斷對該多個機器的流道而使流道旁通的任何系統(tǒng)。
權利要求
1.一種流道切換閥，其特征在于，其具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器，所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時進行轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，在所述上側閥座部形成有多個口，同時在所述下側閥座部形成有多個口，在所述閥芯設置有至少1條能使上下所述口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分割成殼體上部和殼體下部。
2.一種流道切換閥，其特征在于，其具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器，所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時進行轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，在所述上側閥座部形成有多個上側出入口和上側主口，同時在所述下側閥座部形成有與所述多個上側出入口成對的多個下側出入口和下側主口 ；在所述閥芯設置有至少1條能使上下成對的各所述口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分割成殼體上部和殼體下部。
3.—種流道切換閥，其特征在于，其具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器，所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時進行轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，在所述上側閥座部形成有多個上側出入口和上側主口，同時在所述下側閥座部形成有與所述多個上側出入口成對的多個下側出入口和與所述上側主口成對的下側主口 ；在所述閥芯設置有至少1條能將上下成對的各所述口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分割成殼體上部和殼體下部。
4.如權利要求3所述的流道切換閥，其特征在于，在所述上側閥座部和下側閥座部各自設置4個出入口，同時，在所述閥芯設置2條所述連通路，用于使所述4對出入口中的任意二對連通，所述閥芯能夠處于下述第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，2條所述連通路不允許所述4對出入口中的任意出入口彼此連通，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，所述2條連通路使所述4對出入口中的任意二對口之間連通。
5.如權利要求3所述的流道切換閥，其特征在于，在所述上側閥座部和下側閥座部各自設置2個出入口，同時，在所述閥芯設置1條連通路，用于使所述2對出入口中的任意一對連通，所述閥芯能夠處于下述第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置，對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，所述1條連通路不允許所述2對出入口中的任意出入口彼此連通，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，所述1條連通路使所述2對出入口中的任意一對口之間連通。
6.如權利要求3所述的流道切換閥，其特征在于，在所述上側閥座部和下側閥座部各自設置[N]個出入口，同時，在所述閥芯設置1 [N-1]條所述連通路，用于使所述[N]對出入口中的任意1 [N-1]對連通，所述閥芯能夠處于下述第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置， 對于所述第1轉(zhuǎn)動位置，所述1 [N-1]條連通路不允許所述[N]對出入口中的任意出入口連通，對于所述第2轉(zhuǎn)動位置，所述1 [N-1]條連通路允許所述[N]對出入口中的任意 1 [N-1]對口之間連通。
7.如權利要求3 6中任一項所述的流道切換閥，其特征在于，除了所述第1轉(zhuǎn)動位置和第2轉(zhuǎn)動位置之外，所述閥芯還能處于僅使所述主口之間連通的第3轉(zhuǎn)動位置。
8.如權利要求1 7中任一項所述的流道切換閥，其特征在于，在所述連通路的至少一端側，于所述連通路的開口端安裝連通路密封材料，防止從該連通路向所述閥殼體內(nèi)泄漏， 同時使得所述連通路的開口端與所述閥座部彈性壓接。
9.如權利要求1 8中任一項所述的流道切換閥，其特征在于，所述連通路的兩端的受壓徑設定為相同或大致相同。
10.如權利要求1 9中任一項所述的流道切換閥，其特征在于，所述閥芯具有用于氣密分隔所述閥殼體的殼體上部和殼體下部的閥殼體密封材料。
11.如權利要求1 10中任一項所述的流道切換閥，其特征在于，所述驅(qū)動器設置在所述閥主體的殼體上部側，在所述閥主體設置有將所述殼體上部和所述驅(qū)動器內(nèi)部連通的均壓孔。
12.如權利要求11所述的流道切換閥，其特征在于，即使所述閥芯轉(zhuǎn)動，所述均壓孔也朝向不與該閥芯的連通路連通的口開口。
13.一種熱泵裝置，其特征在于，其具有壓縮機、膨脹閥、多個熱交換器以及權利要求 1 10中任一項所述的流道切換閥，通過所述流道切換閥，能夠根據(jù)需要，使所述多個熱交換器的連接狀態(tài)從并聯(lián)連接切換到串聯(lián)連接以及從串聯(lián)連接切換到并聯(lián)連接。
14.如權利要求13所述的熱泵裝置，其特征在于，所述流道切換閥的驅(qū)動器設置在形成于所述閥主體的殼體上部側，從所述壓縮機噴出的制冷劑被導入形成于所述閥主體的殼體下部側。
15.如權利要求13或14所述的熱泵裝置，其特征在于，在所述閥主體設置將所述殼體上部和所述驅(qū)動器內(nèi)部連通的均壓孔。
16.如權利要求13 15中任一項所述的熱泵裝置，其特征在于，即使所述閥芯轉(zhuǎn)動，所述均壓孔在也朝向不與該閥芯的連通路連通的口開口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流道切換閥和使用該流道切換閥的熱泵裝置。所述流道切換閥具有閥主體、閥芯和驅(qū)動器，所述閥主體設置有具有上側閥座部和下側閥座部的閥殼體，所述閥芯使其上下端面分別與所述上側閥座部和下側閥座部對接，同時進行轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動器對該閥芯進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，其特征在于，在所述上側閥座部形成有多個上側出入口和上側主口，同時在所述下側閥座部形成有與所述多個上側出入口成對的多個下側出入口和與所述上側主口成對的下側主口，在所述閥芯設置有能將所述上下成對的各口之間連通的連通路，同時所述閥殼體被所述閥芯分割成殼體上部和殼體下部。
文檔編號F16K11/072GK102207207SQ20111006346
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月17日
發(fā)明者南田知厚, 神尾猛, 芝池幸治 申請人:大金工業(yè)株式會社, 株式會社不二工機