冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置的製作方法
2023-10-22 01:50:57 2
專利名稱：冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及組裝到熱泵型冷暖氣機組等上的以改變運轉狀態為目的的切換工作介質流路的裝置，特別是能使閥體的驅動機構結構比較合理、能利用基於有效受壓面積差的外加壓力的差壓、提高殼體整體密封性、提高對閥體動作的跟蹤性、進一步提高工作介質密封性的新型的流路切換裝置。
冷暖氣裝置用於傳輸室內機與室外機之間循環的工作介質(在室內熱交換器～壓縮機～室外熱交換器之間是高低壓氣體，在室外熱交換器～毛細管～室內熱交換器之間是液體)的熱量，將室內的熱量放出到室外或將室外的熱量吸取到室內，對室溫進行調節。並且，冷氣與暖氣的切換是通過將工作介質的循環方向反向切換而進行的。可是，為了使工作介質的逆循環，實際中，由於不能通過壓縮機逆轉使工作介質逆循環，因而必須使用稱作所謂四通閥的切換閥。
但是，以往的切換閥，如日本特開昭61-6468號公報所揭示的使閥體滑動進行切換的形式，在滑動面上很難保證密封性，存在的內在問題是密封不好。另外，由於滑動面上的滑動阻力過大，妨礙了閥體的滑動，帶來了切換時隨動性差的問題，這會在高壓下反覆滑動的場合產生磨耗，助長了上述密封性的繼續劣化。而且，在採用滑動式的場合，由於結構上受到制約，必須對素材的選定、加工技術等設計式樣進行種種精心的設計，除此之外，還有結構複雜、零部件數目多、組裝工序非常繁雜的缺陷，進而導致了成本高的問題。
而本發明者充分把握圍繞該四通閥的現狀，預先開發了新型的四通閥，以進一步提高四通閥的密封性為主要課題，提出了為實現該課題的以下具體的特別目的，夜以繼日地參與了研究開發。
即是說，本發明的第一目的是構築能克服上述以往滑動式四通閥所存在的種種問題的新型的閥體驅動機構；本發明的第二目的是提供不僅安裝了密封部件的而且能更有效地發揮該密封部件作用的其他手段。本發明的第三目的是提高與驅動部件的配置有關的在殼體的一部分上設置的貫通部的密封性，該驅動部件設置於容納閥體的殼體外部，而且其設計式樣多樣化。本發明的第四目的是可以防止運轉時的微振動、閥體運動等引起第一連接口與第一切換路口之間的間隙變化而造成的密封性的降低。
本發明對上述背景有充分的認識，提出為完成該背景記載的第一～第四目的的技術，以構築旋轉式閥體的驅動機構並使之實用化、利用基於有效受壓面積差的外加壓力的差壓使殼體整體密封結構化、根據閥體的運動得到的密封部件等為技術課題，試圖開發能完成這樣的技術課題的更進一步提高密封性的新型的流路切換裝置。
也就是說，權利要求1所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，包括殼體、旋轉驅動機構以及閥體，所述殼體具有與壓縮機的排出口或吸入口連接的第一連接口、與室內熱交換器連接的第二連接口、與室外熱交換器連接的第三連接口、與壓縮機的吸入口或排出口連接的第四連接口，所述旋轉驅動機構設置在該殼體內部的經過前述第一連接口的軸線上，所述閥體由所述旋轉驅動機構自由旋轉地支撐著，並具有從第一切換路口向第二切換路口連通的第一切換通道以及從第一切換路口向第三切換路口連通的第二切換通道，所述第一連接口與第一切換路口始終連通，另一方面，通過閥體往復旋轉一定角度，使所述第二連接口與第二切換路口、第三連接口與第三切換路口有選擇地連通，有選擇地切換第一切換通道與第二切換路口連通的兩個流路，同時，所述第二切換路口與第三切換路口以第一切換路口為中心對稱地配置在該第一切換路口的直徑線上。
權利要求2記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，包括殼體、旋轉驅動機構以及閥體，所述殼體具有與壓縮機的排出口或吸入口連接的第一連接口、與室內熱交換器連接的第二連接口、與室外熱交換器連接的第三連接口、與壓縮機的吸入口或排出口連接的第四連接口，所述旋轉驅動機構設置在該殼體內部的經過前述第一連接口的軸線上，所述閥體由所述旋轉驅動機構自由旋轉地支撐著，並具有從第一切換路口向第二切換路口連通的第一切換通道以及從第一切換路口向第三切換路口連通的第二切換通道，所述第一連接口與第一切換路口始終連通，另一方面，通過閥體往復旋轉一定角度，使所述第二連接口與第二切換路口、第三連接口與第三切換路口有選擇地連通，有選擇地切換第一切換通道與第二切換路口連通的兩個流路，同時，在所述第二連接口與第二切換路口之間、第三連接口與第三切換路口之間設置具有適當形狀或結構的密封部件，並且，將相對於所述第一切換路口的工作介質的第一有效受壓面積設定成大於相對於所述第二切換路口及第三切換路口的工作介質的第二有效受壓面積，根據基於這些有效受壓面積的差的外加壓力的差壓，能確保所述密封部件的氣密性。
權利要求3記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，包括殼體、旋轉驅動機構以及閥體，所述殼體具有與壓縮機的排出口或吸入口連接的第一連接口、與室內熱交換器連接的第二連接口、與室外熱交換器連接的第三連接口、與壓縮機的吸入口或排出口連接的第四連接口，所述旋轉驅動機構設置在該殼體內部的經過前述第一連接口的軸線上，所述閥體由所述旋轉驅動機構自由旋轉地支撐著，並具有從第一切換路口向第二切換路口連通的第一切換通道以及從第一切換路口向第三切換路口連通的第二切換通道，所述第一連接口與第一切換路口始終連通，另一方面，通過閥體往復旋轉一定角度，使所述第二連接口與第二切換路口、第三連接口與第三切換路口有選擇地連通，有選擇地切換第一切換通道與第二切換路口連通的兩個流路，同時，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
權利要求4所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，是關於權利要求1記載的流路切換裝置，在所述第二連接口與第二切換路口之間、第三連接口與第三切換路口之間設置具有適當形狀或結構的密封部件，並且，將相對於所述第一切換路口的工作介質的第一有效受壓面積設定成大於相對於所述第二切換路口及第三切換路口的工作介質的第二有效受壓面積，根據基於這些有效受壓面積的差的外加壓力的差壓，能確保所述密封部件的氣密性。
權利要求5所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，是關於權利要求1記載的流路切換裝置，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
權利要求6所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，是關於權利要求2所記載的流路切換裝置，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
權利要求7所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，是關於權利要求4所記載的流路切換裝置，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
權利要求8所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，除了前述主要構成外，在所述第一連接口與第一切換路口之間還設置有波紋管式密封部件。
權利要求9所記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，是關於權利要求8所記載的流路切換裝置，所述波紋管式密封部件具有碗形形狀，並配置成倒扣狀態。
圖1(a)是本發明冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置的實施例1使用狀態的說明圖，(b)是由該圖(a)中部分1B表示的工作介質流路切換裝置的立體圖。
圖2(a)是沿圖(b)2A-2A剖開的從箭頭所示方向看到的剖面圖，(b)是從圖(a)的2B-2B剖開的沿箭頭所示方向看到的剖面圖，(c)沿圖(a)2C-2C剖開的從箭頭所示方向看到的剖面圖。
圖3是上述裝置在暖氣設備運轉時工作介質流動的說明圖。
圖4是上述裝置在冷氣設備、除溼運轉時工作介質流動的說明圖。
圖5(a)、(b)是表示上述裝置在暖氣設備運轉時工作介質流動的橫剖面圖及縱剖面圖。
圖6(a)、(b)是表示上述裝置在冷氣設備、除溼運轉時工作介質流動的橫剖面圖及縱剖面圖。
圖7在大致鉛直方向設定傳動機構的傳動作用面的實施例的縱剖面圖。
圖8是表示在驅動元件外側配置被動元件的結構形式的縱剖面圖。
圖9是表示以馬達定子方式將驅動元件做成線圈狀結構形式的說明圖。
圖10是表示在第一連接口與第一切換路口之間設置波紋管式密封部件的實施例的縱剖面圖。
圖11(a)、(b)是表示本發明實施例2暖氣設備循環時的狀態的橫剖面圖及縱剖面圖。
圖12(a)、(b)是表示本發明實施例2冷氣設備循環時的狀態的橫剖面圖及縱剖面圖。
圖13(a)、(b)是表示在常時高壓下的場合的上述殼體內進行暖氣設備循環時的狀態的橫剖面圖及縱剖面圖。
圖14(a)、(b)是表示上述冷氣設備循環時的狀態的橫剖面圖及縱剖面圖。
圖15是表示本發明實施例3具體構造的縱剖面圖。
圖16是上述本發明3的90°剖面位置不同的縱剖面圖。
圖17是表示附設有輔助壓力彈簧實施例的縱剖面圖。
圖18是表示上述實施例有效受壓面積模式的平面圖。
圖19是表示上述實施例去掉第三切換路口的實施例的縱剖面圖。
圖20是表示上述實施例有效受壓面積模式的平面圖。
圖21示出了本發明的實施例4，其中(a)是橫剖面圖，(b)是圖(a)的21B-21B截面的從箭頭所示方向觀察的縱剖面圖，(c)是圖(a)的21C-21C截面的從箭頭所示方向觀察的縱剖面圖，(d)是圖(b)的21D部分的放大圖。
圖22的(a)、(b)、(c)是階段地表示上述實施例4從暖氣設備運轉切換到冷氣設備、除溼運轉的狀態前半部分的說明圖。
圖23(a)、(b)是階段地表示上述實施例4後半部分的說明圖。
圖24是表示閥體旋轉一度停止時殼體內壓力差均一化的情況的旋轉角度與壓力差的關係的曲線圖。
圖25是表示壓力差均一化前後旋轉速度變更情況的速度變更位置的說明圖。
圖26是表示壓力差均一化前後旋轉速度變更情況的旋轉角度與壓力差的關係的曲線圖。
圖27(a)是表示具有先導孔的實施例的橫剖面圖，(b)是該圖(a)的27B-27B截面的沿箭頭所示方向觀察的縱剖面圖，(c)是表示上述實施例敞開狀態的縱剖面圖。
圖28(a)是表示本發明實施例5的透視圖，(b)是該圖(a)的28B部分的局部放大透視圖。
圖29(a)是圖(b)的29A-29A截面的沿箭頭所示方向觀察的剖面圖，(b)是該圖(a)的29B-29B截面的沿箭頭所示方向觀察的剖面圖，(c)是圖(a)的29C-29C截面的沿箭頭所示方向觀察的剖面圖。
圖30(a)、(b)是分別表示上述實施例5暖氣設備及冷氣設備、除溼運轉時、運轉停止時壓力緩衝閥狀態的剖面圖。
圖31(a)～(f)是表示適用於第一、第二、第三切換路口的各種密封結構的縱剖面圖。
圖32(a)～(d)是表示其他密封結構的縱剖面圖。
圖33(a)是表示本發明實施例6縱剖面圖，(b)是表示齒輪繫結構的縱剖面圖，(c)是傳動機構的平面圖，(d)是最下級齒輪的底面圖。
下文根據圖示實施例具體地敘述本發明冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置。關於以下的說明，在實施例1中敘述與本發明第一目的有密切關係的本發明的基本構成、為完成本發明第三目的的殼體密封結構、以及為完成本發明第四目的的跟蹤閥體動作密封部件的結構。
在實施例2中，說明為完成本發明第一目的的旋轉式閥體的驅動機構、在常時低壓下或常時高壓下置於殼體內的配管管路的狀態、以及第二、第三切換路口與第一切換路口的關係。接著，在實施例3中敘述為完成本發明第二目的的根據有效受壓面積之差的外加壓力差壓的利用以及輔助壓力裝置，然後在實施例4、實施例5、實施例6中敘述其他詳細構成以及部分構成不同的其他實施例。
實施例1本發明的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置1，其基本結構由圖1、圖2所示，通過分隔部件10a將殼體10內的分為上下兩部分，下部構成減速作用室7，上部構成切換閥室8。在切換閥室8內設置有由旋轉驅動機構30驅動而在一定角度內往復旋轉的閥體20。這裡所謂的旋轉驅動機構30是指包括作為驅動源的馬達M或設置在減速作用室7內的減速機構31等的對閥體20的旋轉進行切換的部件的總稱。而且在圖1中，僅示出了作為冷氣設備運動的狀態。
本發明的工作介質流路切換裝置1是適用於圖1所示的組裝到冷暖氣裝置一部分上的裝置。從壓縮機2的排出口或吸入口延伸的第一配管H1及第四配管H4與本發明的流路切換裝置1相連，從本發明的流路切換裝置1延伸的第二配管H2及第三配管H3分別與室內熱交換器3或室外熱交換器5相連。另外，在室內熱交換器3與室外熱交換器5連接有對工作介質減壓的毛細管4，這裡的毛細管4僅是一個例子。在暖氣設備運轉的場合，作為一個例子如圖1、圖3、圖5所示，工作介質按順序經過壓縮機2、流路切換裝置1、室內熱交換器3、毛細管4、室外熱交換器5、流路切換裝置1、壓縮機2循環，另一方面，在冷氣設備運轉時，作為一個例子如圖4、圖6所示，工作介質依次經過壓縮機2、流路切換裝置1、室外熱交換器5、毛細管4、室內熱交換器3、流路切換裝置1、壓縮機2循環。
下文更具體地敘述本發明的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置1的各構成部。
首先說明殼體10。
殼體10作為一個例子做成如圖2所示的大體的圓筒管狀，其內部保持氣密性，並由分隔部件10a劃分成下部的減速作用室7和上部的切換閥室8。另外，殼體10雖然是單插件狀的一體結構，但實際上也可以將形成減速作用室7、切換閥室8及分隔部件10a的部位做成單獨的部件，然後用通過焊接、螺栓等螺紋地固定或在各部件直接刻上螺紋再將彼此螺紋連接在一起而構成一體。在殼體10的上面中心開設有第一連接口11，該第一連接口11與連接到壓縮機2的排出口或吸入口上的第一配管H1連接。另外，作為一個例子，在分隔部件10a的三個位置開設有第二連接口12、第三連接口13以及第四連接口14，但是，該第四連接口14除了在分隔部件10a上設置之外，也可以設置在殼體10的上面或側壁上。再者，如圖3、圖4所示，在一個例子中，第二連接口12與室內熱交換器3通過第二配管H2連接，第三連接口13與室外熱交換器5通過第三配管H3連接，第四連接口14與壓縮機2的吸入口或排出口通過第四配管H4連接。在分隔部件10a的中心，以貫通的狀態設置有下文要敘述的閥體20的旋轉軸26。通過採用這種構成的殼體10，與用於壓縮工作介質的壓縮機2的排出口及吸入口連接，在運轉過程中其內部在一個例子的情況下為低壓狀態。
下文說明設置在前述切換閥室8內的閥體20。閥體20如圖1、圖2所示，做成左右側面為圓弧狀的大致的長方體形狀，具有底部帶開口的罩部件20a和將該罩部件20a的底部敞開側堵住地一體組裝的封閉板20b，在其內部形成連通室20c。連通室20c保持氣密性，為了從上面至下面設置兩個連通的流路，在其上面中心開設有第一切換路口21，在其下面的左右位置開設有第二切換路口22及第三切換路口23。並且，從第一切換路口21連通到第二切換路口22的流路為第一切換通道R1，從第一切換路口21連通到第三切換路口23的流路為第二切換通道R2。在前述第一切換路口21內插入前述第一配管H1。另一方面，在閥體20的下面中心，以相對於閥體20為固定狀態地設置有旋轉軸26，該旋轉軸26可相對於前述殼體10的分隔部件10a自由轉動地插入在該分隔部件10a中，通過該旋轉軸26與前述第一配管H1將閥體20保持在切換閥室8內，使該閥體20可在一定角度下自由地旋轉。另外，在第二切換路口22及第三切換路口23中，經過O形圈24在其表面形成含氟樹脂塗層，或者把用含氟樹脂形成的圓筒狀密封部件25內嵌到第二切換路口22及第三切換路口23中，並且使密封部件25的外端朝下方稍微突出一些。由此，將密封部件25通過O形圈24彈性地推壓在分隔部件10a的內壁面上，使工作介質不會從開口部洩漏出去。另外，閥體20的罩部件20a及封閉板20b作為一個例子，可以通過壓力加工由金屬材料做成板材，但是，也可以用玻璃、塑料等合適的非金屬材料形成。
下文敘述在減速作用室7內構成的減速機構31。該減速機構31對於來自於驅動源的馬達M的旋轉運動進行減速，並將該旋轉運動傳遞給閥體20的旋轉軸26，在如圖2所示的一個例子中，由傳動比不同的數個齒輪33以多級狀的形式嵌在軸32上的齒輪系34組成，並且，通過相互的齒輪33的作用順次進行減速，最終作為齒輪系34得到適當的減速比。另外軸32的頂端部能使旋轉軸26轉動適當的角度。再者，在數個齒輪33中最初接受驅動的齒輪33上設置有後述的傳動機構6的被動元件6B。
下文敘述傳動機構6。傳動機構6具有由馬達M直接旋轉驅動的驅動元件6A和接受該驅動並在非接觸狀態下旋轉的被動元件6B。作為一個例子，驅動元件6A、被動元件6B適宜採用兩個永久磁鐵61、62，其中一個永久磁鐵62設置在上文所述的齒輪33中最初接受驅動的齒輪33的下端面上，另一個永久磁鐵61設置在馬達M的輸出軸上，馬達M配置在密閉的減速作用室30的下方。通過馬達M使永久磁鐵61轉動，利用其磁力使處於非接觸狀態的永久磁鐵62轉動，最終通過齒輪系34、旋轉軸26進行閥體20的旋轉切換。另外，由於容納永久磁鐵61的部位不需要保持氣密性，因此，實際中馬達M可以安裝在固定的託架等上。這樣，被動元件6B實質上是使閥體20旋轉的驅動部件，即使容納在密閉殼體10內部的例如工作介質從旋轉軸26的周邊部分露出，也能由減速作用室7隔斷，可有效地進行熱交換。另外，為了切換閥體20的旋轉方向，可藉助切換在馬達M中流動的電流方向來進行。
減速機構31的最終減速比如果設定在1/800，驅動元件6A轉動100圈時，閥體20轉動1/8即轉動45°。
另外，在本實施例中，如圖所示，兩個永久磁鐵61、62的傳動作用面設定成基本的水平方向，但是，在驅動元件6A與被動元件6B之間需要強的傳動力並且裝置的設置空間有限等場合，如圖7所示，也可以將該傳動作用面設定成基本豎直的方向，形成驅動元件6A與被動元件6B彼此相互嵌合的狀態，能夠得到在彼此鄰接的周面上設置永久磁鐵61、62的形式。在另外一些場合，被動元件6B不僅可以配置在驅動元件6A的內側，也可以是如圖8所示的那樣，將被動元件6B配置在驅動元件6A的外側。
再者，在本實施例中，雖然驅動元件6A與被動元件6B可以採用永久磁鐵61、62，但是如圖9所示，也可以將驅動元件6A做成線圈狀，得到恰似構成馬達定子的形式。
最好在殼體10內設置用於限制閥體20旋轉的限制器，隨著閥體20旋轉的切換，該限制器允許閥體20在第二切換路口22與第二配管H2連接的一定角度和第三切換路口23與第三配管H3連接的一定角度下旋轉。
下文敘述該裝置工作狀態的一個例子。在敘述過程中，對作為暖氣運轉的情況與作為冷氣、除溼運轉的情況分別進行說明。
(1)暖氣運轉的場合進行暖氣運轉時，如圖3、圖5所示，閥體20的第二切換路口22與第二配管H2連接，第三切換路口23與第三配管H3處於非連接狀態。在這種場合，來自壓縮機2的工作介質經過壓縮機2、第一配管H1、第一切換通道R1、第二配管H2、室內熱交換器3、毛細管4、室外熱交換器5、第三配管H3、殼體10內部、第四連接口14、第四配管H4、壓縮機2等依次循環。
(2)冷氣、除溼運轉的場合在冷氣、除溼運轉時，如圖4、圖6所示，閥體20的第三切換路口23與第三配管H3連接，第二切換路口22與第二配管H2處於非連接狀態。在這種場合，來自壓縮機2的工作介質經過壓縮機2、第一配管H1、第二切換通道R2、第三配管H3、室外熱交換器5、毛細管4、室內熱交換器3、第二配管H2、殼體10內部、第四連接口14、第四配管H4、壓縮機2等依次循環。
下文敘述為完成本發明第四目的的第一連接口11與第一切換路口21之間的密封結構。具體說，該密封結構由設置在第一連接口11與第一切換路口21之間的波紋管式密封部件25a構成。在圖10所示的實施例中，作為一個例子，將碗形波紋管式密封部件25a配置成倒扣的狀態，這樣，在採用這種合適結構的場合，除了可以跟蹤閥體20的各種方向的運動之外，還可以跟蹤內部壓力的變化，確保了穩定的、良好的氣密性。
實施例2在該實施例中敘述為完成本發明第一目的的旋轉式閥體的驅動機構、在常時低壓下或常時高壓下置於殼體內的配管管路的狀態、以及第二、第三切換路口22、23與第一切換路口21的位置關係。具體地，如圖11～圖14所示，在這些圖中示出了的結構與前述圖1～圖9示出的實施例具有基本相同的構成，但其特點是，把第二切換路口22與第三切換路口23對稱地配置在以第一切換路口21為中心的該第一切換路口21的直徑線上。其中，圖11、圖12示出的結構表示的是與前述圖1～圖9示出的實施例同樣的殼體內部為常時低壓氣氛下的情況，在這種場合，第一連接口11與壓縮機2的排出口相連，另一方面，第四連接口14與壓縮機2的吸入口相連。
與之對應，圖13、圖14所示的結構表示的是殼體內部為常時高壓下的情況，在這種場合，第一連接口11與壓縮機2的吸入口連接，另一方面，第四連接口14與壓縮機2的排出口連接。另外，圖中符號C表示的冷凝器的含義是包括上述圖1～圖9所示實施例中敘述的室內熱交換器3、毛細管4及室外熱交換器5。這樣，在採用圖11～圖14所述實施例的場合，殼體10內可以處在低壓氣氛下或常時高壓氣氛下，在閥體20的全周始終作用著外加的均等的壓力，具有良好的平衡性，還能使閥體20圓滑地旋轉，與閥體20的定軸旋轉相結合，可以適當的完成預期的流路切換。
另外，通過採用把第二切換路口22與第三切換路口23對稱地配置在以第一切換路口21為中心的該第一切換路口21直徑線上的結構。可以達到減少沿第一切換路口21的軸線方向所產生的向上與向下的壓力差的目的，由此，可以有效地消除施加在閥體20上的偏負載，進而與上述外加均一壓力的作用效果相結合，可以有效地防止隨著閥體20的傾斜對密封性的負面影響。
實施例3下文敘述為完成本發明第二目的的圖15～圖20所示的實施例。該實施例與前述圖11～圖14所示的實施例同樣，繼承了圖1～圖9所示實施例的基本構成，除此之外，在第二連接口12與第二切換口22之間、第三連接口13與第三切換口23之間均設置有適當形狀或構造的密封部件25，而且，將相對於第一切換路口21的工作介質的第一有效受壓面積S1設定成大於相對於第二切換路口22及第三切換口23的工作介質的第二有效受壓面積S2的形式。根據該有效受壓面積之差，藉助外加壓力的差壓，能夠確保上述密封部件25的氣密性。
這裡，首先以圖15、圖16所示的實施形式為例，詳述其基本構成，接著，根據圖17、圖18、圖19、圖20所示的實施形式說明不同部分的結構。首先，在圖15、圖16所示的實施形式的結構中，在第一連接口11與第一切換路口21之間、第二切換路口22與第二連接口12之間、第三切換口23與第三連接口13之間均配置用於氣密連通的密封部件25。
其中，關於第一連接口11與第一切換路口21之間配置的密封部件25，可以是安裝在圖15、圖16所示的嵌套結構連接部中的環形密封部件25，但最好採用前述圖10所示的波紋管式密封部件25a。這一方面在後述的其他實施形式中是相同的。另外，分別配置在第二切換路口22與第二連接口12之間、第三切換口23與第三連接口13之間的密封部件25，作為一個例子，採用如圖15、圖16所示的筒形密封部件25，該筒形密封部件25通過合適的O形圈24等彈性密封部件可沿軸向移動地配置著，從而可以在分隔部件10a的上面構成密封的結構。再者，筒形密封部件25也可以通過粘接材料等安裝成固定到閥體20上的狀態。另外，在本實施例中，將圖18或圖15所示相對於第一切換路口21的工作介質的有效受壓面積S1與相對於第二切換路口22及第三切換口23的工作介質的有效受壓面積S2(在這種場合，是指相對於第二切換路口22的工作介質的有效受壓面積與相對於第三切換口23的工作介質的有效受壓面積的總和)之間的關係設定成S2∠S1，藉助於由此產生的受壓面積差，使外加到閥體20上的壓力產生差壓。
利用該差壓將閥體20推向第二連接口12與第三連接口13，通過由此而產生的微小移動，使配置在閥體20下方的密封部件25的下端面壓接在上述第二連接口12乃至第三連接口13周緣的分隔部件10a的上面。另外，作為這樣的壓接力的輔助壓力手段，可以是圖17所示的所設置的輔助壓力彈簧25b。作為該輔助壓力彈簧25b構成的一個例子，可以採用圖17所示的壓縮螺旋彈簧，該彈簧在壓縮狀態下配置在穿設有第一連接口11的殼體10上部內壁與閥體20的第一切換路口21的周緣面之間。而且該輔助壓力彈簧25b的配置位置並不限於上述的配置位置，可以是任何能夠施加上述輔助壓力作用的位置。再者，由於該輔助壓力彈簧25b是根據有效受壓面積之差對差壓效果進行輔助為目的的，因此，與進一步加強密封部件25的密封性不同，可以選定比較小的彈簧係數。
另外，在圖15、圖16所示的實施形式中，作為一個例子，設置有做成圓筒形狀的密封部件25，該密封部件25覆蓋著旋轉軸26的夾在閥體20與分隔部件10a之間的周面。另外，該密封部件25除了相對於旋轉軸26設定成固定狀態之外，也可以配設成能沿軸向移動的鬆動嵌合狀態。這樣，在這種鬆動嵌合狀態下配置密封部件25時，能夠得到利用基於上述有效受壓面積差的差壓的壓接作用。
在有上述構成的圖15、16所示的實施形式中，面對圖15所示的第一切換路口21的即、作為第一切換路口21投影面的閥體20的封閉板20b中央區域成為受壓面P，另外，作為第二切換路口22、第三切換路口23投影面的閥體20的罩部件20a上部內壁面區域成為受壓面P′。這樣，基於前述有效受壓面積差的差壓外加到受壓面P上，使閥體20向第二連接口12、第三連接口13側微微移動，有望將壓接力施加到前述第二切換路口22與第二連接口12之間以及第三切換路口23與第三連接口13之間分別設置的密封部件25上。另，由於上述受壓面P為閥體20的中心部，因而可以發揮良好的推壓閥體20、使其平衡地作用。
下文敘述圖19、20所示的實施形式，該實施形式去掉了在前述圖15、16所示的實施形式中所設置的第三切換路口23，而僅通過第二切換路口22有選擇地切換第二連接口12、第三連接口13的連接。這樣，通過閥體20沿一個方向的定角旋轉，使第二切換路口22與第二連接口12連通，並通過閥體20沿另一方向的定角旋轉，使第二切換路口22與第三連接口13連通。
並且，與圖15、圖16所示的實施形式同樣，相對於第一切換路口21的工作介質的有效受壓面積S1與相對於第二切換路口22及第三切換路口23的有效受壓面積S2(在這種場合，由於第三切換路口23不存在，所以只有相對於第二切換路口22的工作介質的有效受壓面積)之間的關係設定成S2＜S1。藉助於該受壓面積差，使外加到閥體20上的壓力產生差壓，利用該差壓，可以將密封部件25推壓到第二連接口12乃至第三連接口13周緣部的分隔部件10a的上面。在該實施形式中，還可以配設如前述圖17所示的輔助壓力彈簧25b。
由有效受壓面積S1、S2產生的差壓A的一般式，在圖15～圖18的例子中，有下列數學式(1)成立A(差壓)＝(P1-P2)(πD2/4-2×πD2/4)(1)在圖19、20示出的例子中，有數學式(2)成立A(差壓)＝(P1-P2)(πD2/4-πD2/4) (2)在數學式(1)、(2)中P1＝高壓(kgf/cm2)P2＝低壓(kgf/cm2)φD＝大徑(cm)(第一切換路口側)φd＝小徑(cm)(第二切換路口或者第三切換路口側)作為具體例子，在數學式(1)、(2)中，P1＝15kgf/cm2P2＝5kgf/cm2φD＝φ18mmφd＝φ9.5mm在這種場合，前者有下述數學式(3)成立A＝(15-5)(π1.82/4-2×π0.952/4)＝11.2kgf(朝第二連接口及第三連接口側的推壓力)(3)而後者有數學式(4)成立A＝(15-5)(π1.82/4-2×π0.952/4)
＝18.3kgf(朝第二連接口側的推壓力)(4)因此，根據圖15～20所示的實施例，不需要設置把閥體20推壓到分隔部件10a上的單獨的裝置或機構，利用前述差壓，一邊推壓閥體20示之移動，一邊壓接密封部件25，能確保第二切換路口22與第二連接口12之間、第三切換路口23與第三連接口13之間的氣密狀態，能提供結構簡單、可靠性高的旋轉式流路切換裝置。
實施例4下文敘述其他詳細構成以及部分構成不同的其他實施例。這裡首先說明圖21～圖27示出的實施例。該實施例繼承了圖1～圖9示出的實施例的基本構成，除此之外，還具有下述特點，即是說，使運轉時來自壓縮機2的高壓狀態的工作介質被排出的第二連接口12或第三連接口13，在切換動作中，成為分別為解除了與閥體20的第二切換路口22或第三切換路口23的連通的敞開狀態，使殼體10內的壓力差均一化，進行旋轉切換。
隨之，旋轉軸26進行切換時，由於切換過程中，旋轉軸26的旋轉運動一旦停止或在壓力均一化的前後，旋轉速度一定會變更，為了能使流路切換裝置1內部產生的壓力差均一化，必須在旋轉驅動機構中30或作為驅動源的馬達M中設置為實現此目的的機構。圖21(d)中記載的符號a1、a2表示的是第二切換路口22的密封不見5的接觸部分，符號a3表示的是第二連接口12的內周部，其各自的平面狀態分別在圖22(a)、圖23(a)中示出。
下文敘述該裝置的工作狀態。在敘述過程中，以暖氣運轉的狀態為開始的狀態，以一度運轉停止、並切換到冷氣、除溼運轉的狀態為最終狀態進行說明。
(1)暖氣設備運轉進行暖氣設備運轉時，如圖3所示，閥體20的第二切換路口22與第二連接口12(第二配管H2)連接，第三切換路口23與第三連接口13(第三配管H3)處於非連接狀態。在這種場合，來自壓縮機2的工作介質經過壓縮機2、第一配管H1、第一切換通道R1、第二配管H2、室內熱交換器3、毛細管4、室外熱交換器5、第三配管H3、殼體10內部、第四連接口14、第四配管H4、壓縮機2等依次循環。這時，從壓縮機2排出的高壓狀態的工作介質在殼體10中的閥體20的內側流動，吸入壓縮機2的低壓狀態的工作介質在閥體20的外側流動，使閥體20的內側與外側成為產生壓力差的狀態。
(2)運轉切換時運轉切換時，首先由於暖氣設備的一度運轉停止，閥體20的始發狀態成為與圖22(a)所示的暖氣設備運轉時相同的狀態，從這種狀態開始，驅動磁鐵等驅動部件，通過旋轉軸26使閥體20旋轉。這時，隨著閥體20的旋轉，解除了作為高壓導出口的第二連接口12與第二切換路口22的連通，使二者彼此反向地離開，另一方面，作為低壓導入口的第三連接口13與第三切換路口23以彼此接近的方式旋轉。於是，如圖22(b)所示，當第二連接口12相對於第二切換路口22成為內接狀態時，開始解除連通狀態，並開始作為高壓導出口的第二連接口12向殼體10內部的敞開。繼續旋轉並成為圖22(c)所示的使第二連接口12的敞開部分逐漸擴大的狀態，在這種狀態下，閥體20的旋轉一度停止。而停止中來自於敞開部分的處於高壓狀態的工作介質繼續向低壓側流動，使殼體10內所產生的壓力差均一化。之後，當閥體20再開始旋轉時，如圖23(a)所示，作為低壓導入口的第三連接口13與第三切換路口23開始重疊，繼續旋轉時如圖23(b)所示，第三連接口13與第三切換路口23處於最終的連通狀態。並且該最終的狀態是冷氣設備、除溼運轉時的狀態。另外，旋轉一度停止後，再開始該旋轉的時間最好在殼體10內的壓力完全均一化的狀態下進行而使裝置無衝擊的時點，但是，實際上即使殘存某種程度的壓力差，在裝置上不產生衝擊的範圍下開始再次旋轉是可以的。
這時閥體20的旋轉角度與殼體10內的壓力差之間的關係用圖24示出，從旋轉啟動的時點開始，分別順次標有點P1、點P2、點P3……點P6。點P1示出的是暖氣設備運轉的時點，點P6示出的是冷氣設備、除溼運轉的時點，而點P2相當於圖22(b)的敞開開始位置、點P3及點P4相當於圖22(c)的停止位置。因此，在點P1～點P2之間，雖然閥體20旋轉，但是壓力差也會使不均一化的點P2以後的壓力差均一化。再者，在點P3～點P4之間，由於閥體20的旋轉一度停止，只有壓力差下降，在點P5～點P6之間，由於閥體20的旋轉結束，只有壓力差下降。
(3)冷氣設備、除溼運轉時在冷氣設備、除溼運轉時，如圖4所示，閥體20的第三切換路口23與第三連接口(第三配管H3)連接，第二切換路口22與第二連接口12(第二配管H2)處於非連接狀態。在這種場合，來自壓縮機2的工作介質經過壓縮機2、第一配管H1、第二切換通道R2、第三配管H3、室外熱交換器5、毛細管4、室內熱交換器3、第二配管H2、殼體10內部、第四連接口14、第四配管H4、壓縮機2等依次循環。這時，從壓縮機2排出的高壓狀態的工作介質在殼體10中的閥體20的內側流動，吸入壓縮機2的低壓狀態的工作介質在閥體20的外側流動，與暖氣設備運轉時一樣，使閥體20的內側與外側成為產生壓力差的狀態。
從冷氣設備、除溼運轉狀態使運轉一度停止，切換到暖氣設備運轉時，進行與上述順序相反的動作，在這種場合，第三連接口13相當於高壓導出口，第二連接口12相當於低壓導入口。
本實施例以上述構作為一個基本的技術思想，還可以考慮下述的變更。即是說，在先前的圖21～圖24所示的實施形式中，閥體20的一度旋轉停止，在停止過程中主要是殼體10內的壓力差均等，但是，在切換時間更短程的場合等，例如閥體20不經過一度停止、在壓力差均一化的前後旋轉速度變更時，可以採用從旋轉啟動到壓力差均一化期間低速旋轉、達到均一化後高速旋轉的形式。這種場合的速度變更的位置如圖25所示，是在第三連接口13與第三切換路口23形成連通之前進行的。這時的閥體20的旋轉角度與殼體10內的壓力差之間的關係用圖26表示，並且，從旋轉啟動的時點開始分別順次地標有點P1、點P7、點P8、點P9、點P6。這裡點P1表示暖氣設備運轉狀態，點P6表示冷氣設備、除溼運轉狀態。並且，點P1～點P7之間，雖然閥體20旋轉，但是由於高壓導出口未敞開，壓力差使不均一化的點P7以後的壓力差均一化。另外，在點P7～點P8之間，閥體20的一邊低速旋轉一邊使壓力差均一化，在點P8～點P9之間，閥體20的一邊高速旋轉一邊使壓力差均一化。
根據以上的實施例，解除高壓導出口連通之後，在高壓導出口形成直接的敞開部，高壓狀態的工作介質從該敞開部流出，使壓力差均一化，但是，也可以是例如圖27(a)、(b)所示的形式，即，在作為高壓導出口的第二連接口12及第三連接口13附近形成用於使高壓狀態的工作介質流出的先導孔15，通過該先導孔15使殼體10內的壓力差均一化。這種場合的先導孔15的開閉雖然可以通過設置其他開閉裝置機械地進行，但如圖27(c)所示，通過閥體20的旋轉，首先只讓先導孔15敞開也是可以的，通過調整閥體20與殼體10的旋轉定時能使壓力差均一化。
在採用圖21～圖27所示的實施例的場合，通過調節閥體20與殼體10的旋轉定時，可以使殼體10內所產生的壓力差均一化，不需要設置其他壓力緩衝部件，達到了低費用化及構成部件簡單化的目的。而且，可在短時間內使切換時的壓力差與溫度差均一化、能圓滑且可靠地進行切換操作。
再者，在採用當殼體10內的壓力差均一化時、使閥體20的旋轉暫時停止的結構的場合，能減輕切換時急劇的壓力變化與溫度變化所引起的衝擊，極大地提高了裝置的耐久性。另外，在採用當殼體10內的壓力差均一化時、從旋轉啟動時開始使閥體20低速旋轉、壓力差均一化後使閥體20高速旋轉進行旋轉切換的構成的場合，可以在短時間內使切換時的壓力差與溫度差均一化，減少裝置的衝擊。再者，在均一化後，由於閥體20高速旋轉，能夠進一步縮短切換所需要的時間。
實施例5下文敘述圖28～圖32所示的實施例。該實施例繼承了圖1～圖9所示實施例的基本構成，除此之外，還具有在裝置內組裝逐漸減少流路內高壓的壓力緩衝機構的特點。另外，在圖示的本實施例中，驅動源及旋轉驅動機構30的構成與圖1～圖9所示實施例不同，關於這一方面，下文根據本實施例的構成來具體描述。
首先，說明構成本實施例特徵的壓力緩衝機構。該壓力緩衝機構在第一切換路口21的下方可自由伸出地裝有壓力緩衝閥130，切換流路時，在其前階段壓力緩衝閥130向上方移動，第一切換路口21通過壓力緩衝閥130上形成的壓力調節孔131及連通孔128與殼體10內部的剩餘空間連通，由此減少殼體10內部的壓力差。所述連通孔128在接受壓力緩衝閥130的緩衝閥接受部127及緩衝閥接受部127尖端部形成。
該壓力緩衝機構設置在閥體20的旋轉軸26與第一切換路口21之間，在閥體20上形成接受壓力緩衝閥130的緩衝閥接受部127。另外，為了在運動時保持該緩衝閥接受部127的尖端部與壓力緩衝閥130的密封性，作為一個例子，將該緩衝閥接受部127的尖端部做成錐狀，形成支撐面127a。另外，在緩衝閥接受部127的尖端部途中，形成與殼體10內部的剩餘空間連通的連通孔128。
壓力緩衝閥130如圖28(b)、圖29(b)所示，設置在閥體20的第一切換路口21的下方，由彈簧132支持，使其處於在緩衝閥接受部127內有伸出傾向的狀態。另外，在壓力緩衝閥130上形成錐狀尖端部130a，受壓時該尖端部130a處在位於下方的狀態，與緩衝閥接受部127的支撐面127a密封接觸，將連通孔128封住。
另外，在壓力緩衝閥130上，沿其中心軸線形成有壓力調節孔131，藉助該壓力調節孔131將第一切換路口21與緩衝閥接受部127連通，還有，壓力調節孔131的一部分在中間朝側方分歧，與彈簧132的安裝空間連通。由此，在壓力緩衝閥130位於上方的狀態下，第一切換路口21通過壓力調節孔131、緩衝閥接受部127、連通孔128等與殼體10內的剩餘空間連通，壓力緩衝閥130有敞開的傾向。並且，在圖示實施例中，雖然使用了彈簧132，但是，也可以使用與彈簧132有同樣作用的例如鋼板彈簧襯套、O形圈等其他部件。
下文敘述驅動源及旋轉驅動機構30的構成。在本實施例中，它們的作用由驅動元件46承擔。關於驅動元件46，作為一個例子由永久磁鐵46A及電磁鐵46B構成，實際上也可以採用作為馬達作用的結構。具體地說，如圖28、29(a)所示，通過下述結構構成驅動元件46，即在殼體10的內周面，在N極與S極極性不同的狀態下粘貼地設置有永久磁鐵46A，在閥體20對峙的兩個平面上配設有電磁鐵46B，該電磁鐵46B通過在斷面為傘狀的鐵芯上沿縱向卷繞有線圈46Ba而構成。採用這種構成時，在殼體10的下面中心還設置有如圖29(b)、(c)所示的下軸承15a。
通過供電端子47從外部將電流供給各電磁鐵46B的線圈46Ba時，使閥體20旋轉。另外，在閥體20上配設電磁鐵46B的手段可以考慮使用各種結構，在這種場合，閥體20可與鐵芯形成一體，也可以單獨形成然後用適當的固定裝置組裝在一起。再者，雖然圖中省略了，但是也可以在殼體10內設置用於限制閥體20旋轉位置的適當的限制器。
下文，以構成本實施例特徵的壓力緩衝機構的旋轉運動為中心，對於上述構成的經過圖28～圖32所示實施例的動作狀態進行說明。在以下說明中，以進行暖氣設備運轉的狀態為最初狀態，以一度運轉停止並切換到冷氣設備、除溼運轉的狀態為最終狀態進行敘述。
(1)暖氣設備運轉進行暖氣設備運轉時，如圖3所示，閥體20的第二切換路口22與第二配管H2連接，第三切換路口23與第三配管H3處於非連接狀態。在這種場合，如圖30(a)所示，壓力緩衝閥130由從壓縮機2供給的高壓氣體製冷劑推壓，成為位於下方的狀態，用於支持壓力緩衝閥130的彈簧132也處於被壓縮的狀態。並且，嚴格來說，高壓氣體製冷劑通過壓力調節孔131進入緩衝閥接受部127的尖端空間或彈簧132的周邊，使壓力緩衝閥130受與上述推壓方向相反方向的若干推壓力。但是，由於從上方作用的由高壓氣體製冷劑流產生的推壓力比較大，因此，壓力緩衝閥130朝該推壓力方向移動到下方。另外，推壓時壓力緩衝閥130的錐狀尖端部130a通過與緩衝閥接受部127的錐狀位置形成的支撐面127a密封接觸而封閉連通孔128，因此，高壓氣體製冷劑不經過連通孔128流動。於是，第一切換通道R1等與壓縮機2的排出口連接而處於高壓狀態，殼體10內部與壓縮機2的吸入口連接而處於低壓狀態。另外，在本實施例中，雖然壓力緩衝閥130由高壓氣體製冷劑直接推壓，但是，例如在壓力緩衝閥130的上端設置波紋管(隔膜)等中間部件，間接地推壓壓力緩衝閥130的形式也是可行的。
(2)冷氣設備運轉停止一旦暖氣設備運轉停止，高壓氣體製冷劑也就不會從壓縮機2供給，解除了推壓力，壓力緩衝閥130如圖30(b)所示，藉助於彈簧132的彈力處於向上方伸出的狀態。成為這種狀態時，壓力緩衝閥130的錐狀尖端部130a與緩衝閥接受部127的做成錐狀的支撐面127a之間不會形成密封接觸，打開連通孔128，這時，壓力緩衝閥130有朝推壓時候以外敞開的傾向。並且，成為高壓的第一切換路口21通過壓力調節孔131、緩衝閥接受部127、連通孔128與殼體10內的剩餘空間連通，使殼體10內的壓力差逐漸減少。這樣，到殼體10內的壓力差減少為止，需要1分鐘左右的時間，之後，在進行例如冷氣設備運轉等時，使用記時器等進行切換運轉。
(3)冷氣設備、除溼運轉時在切換到冷氣設備、除溼運轉時，如圖4所示，閥體20旋轉，第三切換路口23與第三配管H3連接，第二切換路口22與第二配管H2處於非連接狀態。另外，這種切換是在殼體10內壓力差減少的狀態下進行的，因而，作用在流路切換裝置1本體上的負荷也變少，能圓滑地進行閥體20的旋轉。另外，在這種場合，閥體20內的壓力緩衝閥130的狀態與暖氣設備運轉時一樣，其說明省略。
這樣，在採用圖28～圖32所示實施例的場合，進行冷暖氣裝置的運轉切換時，可在短時間內減少殼體10內所產生的壓力差及溫度差，可圓滑地進行切換操作。另外，由於不會產生技術的壓力變化及溫度變化，因而，能縮小作用在殼體10、閥體20等構成部件上的負荷，提高流入切換裝置1本身的耐久性。再者，在壓力緩衝閥130被支持成有朝受壓力作用的情況之外敞開的傾向的場合，當壓力緩衝閥130受到冷暖氣裝置運轉過程中的壓力時，位於下方位置，將與殼體10內部連通的連通孔128封住，由此可防止高壓氣體製冷劑的洩漏，當壓力緩衝閥130不受壓力作用即運轉停止時，壓力緩衝閥130位於上方位置，能在短時間內減少殼體10的內部壓力差。
在這樣的本發明中，以能防止工作介質洩漏為前提條件，而且要得到更高的熱交換效率是必不可缺的。因此，如上文所述，第一切換路口21、第二切換路口22及第三換路口23可以採用各種密封結構。最後，對於到目前為止還沒有敘述的其他幾個密封結構根據圖31、圖32進行簡單地敘述。例如可採用圖31(a)所示的O形圈結構，即利用O形圈R的彈性將密封部件E壓接在殼體10的內壁面上。另外，還可以採用圖31(b)、(c)、(d)、(e)所示的代替O形圈R而用彈簧S、利用該彈簧S的彈性的彈簧結構以及圖31(f)所示的O形圈R與彈簧S雙方並用的結構。再者，也可以採用圖32(a)、(b)所示的唇形密封，即在各切換路口的內壁嵌入帶有唇形密封部件B的管狀部件，該唇形密封部件B受到工作介質內壓的作用，由此壓接密封部件E。而且，採用圖32(c)、(d)所示的將套筒SL等組裝成多重的套筒結構。
實施例6下文敘述圖33所示的實施例。該實施例沿用了圖1～圖9所示的實施例的基本構成，但還具有如下不同之處。也就是說，在前述各實施例中，採用了閥體20配置在上部、旋轉驅動機構30夾持在中間、驅動源配置在下部的基本結構(但圖28～圖32所示的實施例5例外，驅動源配置在閥體20的側周部)，然而，在本實施例中，採用的結構與這種配置結構相反，上部配置圖中省略了驅動源，旋轉驅動機構30夾持在中間，下部配置閥體20。
具體說，如圖33所示，從殼體10的上面稍靠近圓周的位置朝上方配置第二配管H2，另外，從殼體10的下面中心朝下方配置第一配管H1。雖然圖中省略，但從殼體10的上面還配置有第三配管H3，從殼體10的上面或側周面單獨配置第四配管H4。驅動源馬達M沿第二配管H2到第三配管H3而設置，為了使驅動源馬達M與第二配管H2到第三配管H3不發生幹涉，在殼體10的上面中心稍向圓周側錯開的位置配置馬達M。
隨之，減速機構31的齒輪系34的部分與前述實施例也不相同，軸32由輸入軸32A、中間軸32B、輸出軸32C三根軸構成，通過安裝中間軸32B，可避免與第二配管H2至第三配管H3的幹涉。因此，馬達M的旋轉通過傳動機構6首先傳遞給鬆動地鑲嵌在輸入軸32A上的一級小徑齒輪33，然後順次傳遞給鬆動地嵌在中間軸32B、輸入軸32A上的二級、三級、……的齒輪，最終傳遞給鬆動地嵌在與旋轉軸26一體旋轉的輸出軸32C上的最下級齒輪33。在本實施例中，由於旋轉軸26至少轉動8°左右才是充分的，因此，上述最下級齒輪33是扇形齒輪33C，但這一方面與前述實施例中的情況相同，這樣，扇形齒輪33C也適用於前述各實施例。
通過上述傳遞使旋轉軸26旋轉，由此使與前述各實施例的閥體20有相同上下反轉的結構的圖示的閥體20轉動，可實現與第二連接口12至第三連接口13的切換。
本發明採用了通過以上各種實施例具體化的發明構成，通過採用這樣的發明構成，可以得到下文敘述的各種效果。
即是說，根據權利要求1記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，殼體10內部可以處在常時低壓氣氛下或高壓氣氛下，能始終將均一的壓力外加到閥體20的全周，良好地進行平衡，而且使閥體20圓滑地旋轉，與閥體20的定軸旋轉相結合，可實現適當的預期的流路切換。
除此之外，通過把第二切換路口22與第三切換路口23對稱地配置在以第一切換路口21為中心的該第一切換路口21的直徑線上，可以消除沿第一切換路口21軸線方向所產生的向上和向下的壓力差，由此，有效地除去了施加到閥體20上的偏載荷，進而與上述外加的均一壓力效果相結合，可以有效地防止隨著閥體20的傾斜使密封性的降低。
根據權利要求2記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，由於不需要附設用於把閥體20推壓到分隔部件10a上的別的裝置或機構，利用基於上述有效受壓面積差的外加壓力的差壓推壓閥體20使之移動，同時壓接密封部件25，能可靠地保證第二切換路口22與第二連接口12之間、第三切換路口23與第三連接口13之間的氣密狀態，可提供結構簡單、可靠性高的旋轉式流路切換裝置。
根據權利要求3記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，由於設置有傳動機構6，該傳動機構6具有在互相處於非接觸狀態下傳遞驅動源旋轉的驅動元件6A與被動元件6B，因此，能夠比較簡單地構成閥體20，可進一步提高閥體20的密封性。另外，通過將閥體20的旋轉軸26容納在殼體10的內部，殼體10實際上以旋轉的被動元件6B密封。即使例如工作介質從旋轉軸26的周邊部分洩漏，但不會漏到殼體10的外面，因而，能有效地進行熱交換。
根據權利要求4、5、6或7記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，具有與上述效果相疊加的作用，能進一步提高密封性。
根據權利要求8記載的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，由於密封部件25a跟蹤隨著閥體20的上下、左右、前後或旋轉方向的運動所產生的變位而變形，因而，隨著該閥體20的運動，不會對第一連接口11與第一切換路口21之間的間隙變化產生任何影響，能進一步得到高的密封性。除此之外，由于波紋管式密封部件做成碗形，在將其配置成倒扣狀態的場合，能充分適應殼體10內的壓力變化，而密封性與壓力上升成比例地提高，因而對內壓力的密封性也能夠得到及其優良的效果。
權利要求
1.一種冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，包括殼體、旋轉驅動機構以及閥體，所述殼體具有與壓縮機的排出口或吸入口連接的第一連接口、與室內熱交換器連接的第二連接口、與室外熱交換器連接的第三連接口、與壓縮機的吸入口或排出口連接的第四連接口，所述旋轉驅動機構設置在該殼體內部的經過前述第一連接口的軸線上，所述閥體由所述旋轉驅動機構自由旋轉地支撐著，並具有從第一切換路口向第二切換路口連通的第一切換通道以及從第一切換路口向第三切換路口連通的第二切換通道，所述第一連接口與第一切換路口始終連通，另一方面，通過閥體往復旋轉一定角度，使所述第二連接口與第二切換路口、第三連接口與第三切換路口有選擇地連通，有選擇地切換第一切換通道與第二切換路口連通的兩個流路，同時，所述第二切換路口與第三切換路口以第一切換路口為中心對稱地配置在該第一切換路口的直徑線上。
2.一種冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，包括殼體、旋轉驅動機構以及閥體，所述殼體具有與壓縮機的排出口或吸入口連接的第一連接口、與室內熱交換器連接的第二連接口、與室外熱交換器連接的第三連接口、與壓縮機的吸入口或排出口連接的第四連接口，所述旋轉驅動機構設置在該殼體內部的經過前述第一連接口的軸線上，所述閥體由所述旋轉驅動機構自由旋轉地支撐著，並具有從第一切換路口向第二切換路口連通的第一切換通道以及從第一切換路口向第三切換路口連通的第二切換通道，所述第一連接口與第一切換路口始終連通，另一方面，通過閥體往復旋轉一定角度，使所述第二連接口與第二切換路口、第三連接口與第三切換路口有選擇地連通，有選擇地切換第一切換通道與第二切換路口連通的兩個流路，同時，在所述第二連接口與第二切換路口之間、第三連接口與第三切換路口之間設置具有適當形狀或結構的密封部件，並且，將相對於所述第一切換路口的工作介質的第一有效受壓面積設定成大於相對於所述第二切換路口及第三切換路口的工作介質的第二有效受壓面積，根據基於這些有效受壓面積的差的外加壓力的差壓，能確保所述密封部件的氣密性。
3.一種冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，包括殼體、旋轉驅動機構以及閥體，所述殼體具有與壓縮機的排出口或吸入口連接的第一連接口、與室內熱交換器連接的第二連接口、與室外熱交換器連接的第三連接口、與壓縮機的吸入口或排出口連接的第四連接口，所述旋轉驅動機構設置在該殼體內部的經過前述第一連接口的軸線上，所述閥體由所述旋轉驅動機構自由旋轉地支撐著，並具有從第一切換路口向第二切換路口連通的第一切換通道以及從第一切換路口向第三切換路口連通的第二切換通道，所述第一連接口與第一切換路口始終連通，另一方面，通過閥體往復旋轉一定角度，使所述第二連接口與第二切換路口、第三連接口與第三切換路口有選擇地連通，有選擇地切換第一切換通道與第二切換路口連通的兩個流路，同時，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
4.根據權利要求1所述的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，在所述第二連接口與第二切換路口之間、第三連接口與第三切換路口之間設置具有適當形狀或結構的密封部件，並且，將相對於所述第一切換路口的工作介質的第一有效受壓面積設定成大於相對於所述第二切換路口及第三切換路口的工作介質的第二有效受壓面積，根據基於這些有效受壓面積的差的外加壓力的差壓，能確保所述密封部件的氣密性。
5.根據權利要求1所述的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
6.根據權利要求2所述的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
7.根據權利要求4所述的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，在所述旋轉驅動機構上設置有傳動機構，該傳動機構具有以彼此非接觸狀態傳遞驅動源的旋轉的驅動元件及被動元件，並且，所述被動元件在密閉狀態下容納地配置在殼體內部，同時從所述驅動元件至驅動源的部位是設置在殼體的密封範圍之外的。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6或7所述的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，在所述第一連接口與第一切換路口之間設置有波紋管式密封部件。
9.根據權利要求8所述的冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置，其特徵是，所述波紋管式密封部件具有碗形形狀，並配置成倒扣狀態。
全文摘要
本發明提供冷暖氣裝置的工作介質流路切換裝置,該裝置能將均一的壓力外加到閥體的全周上,使閥體圓滑地旋轉,可防止閥體的運動等所產生的密封性的降低。其中,對於具有第一連接口11、第二連接口12、第三連接口13、第四連接口14的殼體10,設置由旋轉驅動機構30在一定角度內往復旋轉驅動的閥體20,通過該閥體20有選擇地切換第一切換通道R1與第二切換通道R2。閥體20的第二切換路口22與第三切換路口23以第一切換路口21為中心對稱地配置在該第一切換路口21的直徑線上。
文檔編號F24F3/06GK1240265SQ9810358
公開日2000年1月5日 申請日期1998年7月17日 優先權日1998年7月17日
發明者外山勇 申請人:富士注射器株式會社