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発明の名称 冷凍サイクルの制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−248882(P2001−248882A)
公開日 平成13年9月14日(2001.9.14)
出願番号 特願2000−58969(P2000−58969)
出願日 平成12年3月3日(2000.3.3)
代理人 【識別番号】100060690
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 秀雄 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3L060
3L092
【Fターム(参考)】
3L060 AA08 CC02 CC03 CC04 CC19 DD02 EE02 EE05 EE06 EE09 
3L092 AA02 BA26 DA19 EA20 FA22
発明者 木内 信行 / 吉澤 至孝 / 中原 誠一 / 伊藤 浩
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 冷凍サイクルの流路切換弁を切り換え制御する冷凍サイクルの制御装置であって、複数の流路切換弁から1つの流路切換弁を選択決定する選択決定手段と、前記複数の流路切換弁の各々に対応する制御工程とを備えており、前記選択決定した流路切換弁を、該流路切換弁に対応する制御工程で切り換え制御することを特徴とする冷凍サイクルの制御装置。
【請求項2】 前記複数の流路切換弁は、操作手段により電気的に駆動される電気的駆動弁と、非電気的に駆動される非電気的駆動弁とを含み、前記操作手段で電気的駆動弁を切り換え制御する制御行程と、前記非電気的駆動弁を切り換え制御する制御工程とを備えることを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御装置。
【請求項3】 前記複数種類の流路切換弁は、非電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁を含み、前記複数の非電気的駆動弁を切り換え制御する複数の制御工程を備えることを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルの制御装置に関し、特にヒートポンプ式空気調和機等において冷媒の流路を切り換える流路切換弁に対して、操作手段、あるいは制御工程の異なる複数の流路切換弁を切り換え制御する冷凍サイクルの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、冷暖房ユニットなどの冷凍サイクルにおいて、圧縮機からの高圧冷媒の供給先を、室内側熱交換器と室外側熱交換器との一方から他方に切り換えることで、室内の冷房と暖房とを行えるようにしている。そして、このような高圧冷媒の流路を切り換える流路切換弁として四方弁が用いられている。このような冷凍サイクルに関連する技術として、例えば、特公昭35−12689号公報、実公昭55−53825号公報、特許第2694032号公報、特開平10−47812号公報、特開平11−37332号公報、特開平11−13919号公報、特開平10−281321号公報に開示されたものがある。
【0003】(従来技術−1)特公昭35−12689号公報と実公昭55−53825号公報のものは、流路切換弁の本体内を高圧室と2つの圧力変換室とに区画したスライド式の流路切換弁である。代表的な操作手段はパイロット電磁部の電磁コイルをON/OFFする駆動回路であり、交流駆動式電磁コイルや直流駆動式電磁コイルが使用される。この直流駆動式電磁コイルの場合は一方向の通電印加である。
【0004】(従来技術−2)特許第2694032号公報のものは、流路切換弁の本体内を高圧室と圧力変換室とに区画し、圧力変換室側から高圧室側に向けて付勢する付勢手段(ばね)を備えたスライド式の流路切換弁である。代表的な操作手段はパイロット電磁部の電磁コイルをON/OFFする駆動回路であり、通常、暖房運転時はOFFであり、冷房運転時は所定時間の間、電磁コイルをONし、高圧室の圧力が付勢手段の力を上回るようにする。これによりOFFしても、主弁は位置を保持しているものである。交流駆動式電磁コイルや直流駆動式電磁コイルが使用され、この直流駆動式電磁コイルの場合は一方向の通電印加であり、これらの電磁コイルが一定の省エネ効果をもたらすものである。
【0005】(従来技術−3)特開平10−47812号公報と特開平11−37332号公報のものは、高圧側の流路と低圧側の流路とを連通させる連通行程を備えたロータリ式流路切換弁である。代表的な操作手段はパイロット電磁部の電磁コイルを所定時間の間ON/OFFする駆動回路であり、電磁コイルのON/OFFにより、流路が切り換えられる。通常、直流コイルで双方向の通電印加であり、従来技術−2に比べて、更に省エネ効果をもたらすものである。
【0006】(従来技術−4)特開平11−13919号公報のものは、モータの駆動力を利用して流路を切り換えるロータリ式流路切換弁である。代表的な操作手段は、モータのコイルを所定時間の間、ONする駆動回路であり、モータのコイルのONにより流路が切り換えられる。通常、直流コイルで双方向の通電印加であり、従来技術−2と同様の省エネ効果をもたらすものである。
【0007】(従来技術−5)特開平10−281321号公報のものは、電動膨張弁を駆動するステッピングモータの駆動力を利用し、電動膨張弁の絞り制御域以外の流路切換弁切換域を利用して流路を切り換えるロータリ式流路切換弁である。代表的な操作手段は、ステッピングモータの直流コイルを駆動する駆動回路であり、ステッピングモータの直流コイルの通電印加を行うものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒートポンプ式冷凍サイクルを、例えば、ルームエアコンとすると冷房能力を基準として、例えば、2.2kW、2.5kW、2.8kW、3.2kW、4.0kW、5.0kWなどの機種が準備されている。このとき、例えば3.2kW以下の機種には(口径の小さな)一の流路切換弁が使用され、例えば3.2kWを超える機種には(口径の大きな)他の流路切換弁が使用される。このとき、操作手段も制御工程も同じであるような2つの(一の、他の)流路切換弁が使用されるとは限らない。その例を以下に示す。
【0009】一の流路切換弁に前記従来技術−2、他の流路切換弁に前記従来技術−1を用いる場合について説明する。ここでは、能力の小さな機種がより省エネが必要であり、従来技術−1よりも省エネタイプの従来技術−2を用いるとする。このとき、例えば、交流コイルを使用するとして、暖房運転時がOFF、冷房運転時がONとなるように、冷媒配管を流路切換弁に接続する。接続配管の標準化のためには、例えば、後述する導管7を室内熱交換器、後述する導管8を室外熱交換器に接続するように統一される。こうして、操作手段(駆動回路)は同じであるが、制御工程の異なる流路切換弁が用いられることとなった。一の流路切換弁は、冷房運転時には所定時間の間の通電印加(ON)で位置を保持できるが、他の流路切換弁は、冷房運転時に、長時間の間、通電印加(ON)しなければ、位置を保持できない構成となっている。ここで、冷房運転が要求される夏期は「外気温度」が高く、通電印加による電磁コイルの内部の発熱のために、電磁コイルの温度が上昇してしまい、コイルの絶縁劣化などが発生し、流路切換弁の信頼性に問題があった。
【0010】また、一の流路切換弁に前記従来技術−3、他の流路切換弁に前記従来技術−1を用いる場合について説明する。ここでは、能力の小さな機種がより省エネが必要であり、前記従来技術−2よりもさらに省エネタイプの従来技術−3を用いるとする。このとき、例えば、従来技術−1には商用交流電力を印加する交流コイルを使用し、暖房運転時がON、冷房運転時がOFFとなるように、冷媒配管を流路切換弁に接続する。一方、従来技術−3は直流コイルの双方向駆動型であり、かつ所定時間の間、通電印加の後は、位置保持されるので、通電印加が不要となるラッチタイプである。ここで、従来技術−1は電磁コイルの温度上昇の問題は解決されたものの、交流駆動型であり、一方、従来技術−3は直流の双方向駆動型である。すなわち、2つの操作手段(駆動回路)と2つの制御工程とを必要とする。こうして、操作手段(駆動回路)も異なり、制御工程も異なる流路切換弁が用いられることとなった。このとき、制御工程はマイコンのメモリを用いるのみで対応できるので部材は増えないが、操作手段(駆動回路)は2つ必要でありその分ハードウエア(部材)が余分に必要となり、コストアップになる点と地球環境を汚染するという点に問題があった。
【0011】また、さらに、一の流路切換弁に前記従来技術−4、他の流路切換弁に前記従来技術−5を用いる場合について説明する。従来技術−4は、直流モータで所定時間の間、通電印加することにより、流路を切り換えており、通電は双方向駆動型である。従来技術−5は、ステッピングモータによる複合弁である。絞り制御域以外の「暖房切換域」、「冷房切換域」に位置させることで、流路を切り換えている。2つの弁は共に、ロータリ式流路切換弁である。しかし、従来技術−5は、四方弁部と絞り弁部とが合体化され、冷媒配管が複合弁に集中し、従来技術−4に比べて、配管処理が複雑となってしまい、結局、室外ユニットの配管構成の標準化を妨げコストアップの要因になるという問題があった。
【0012】本発明は、複数(種類)の流路切換弁に対して信頼性を確保するとともに、冷凍サイクルのコストを低減できる冷凍サイクルの制御装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の冷凍サイクルの制御装置は、冷凍サイクルの流路切換弁を切り換え制御する冷凍サイクルの制御装置であって、複数の流路切換弁から1つの流路切換弁を選択決定する選択決定手段と、前記複数の流路切換弁の各々に対応する制御工程とを備えており、前記選択決定した流路切換弁を、該流路切換弁に対応する制御工程で切り換え制御することを特徴とする。
【0014】請求項2の冷凍サイクルの制御装置は、請求項1の構成を備え、前記複数の流路切換弁は、操作手段により電気的に駆動される電気的駆動弁と、非電気的に駆動される非電気的駆動弁とを含み、前記操作手段で電気的駆動弁を切り換え制御する制御行程と、前記非電気的駆動弁を切り換え制御する制御工程とを備えることを特徴とする。
【0015】請求項3の冷凍サイクルの制御装置は、請求項1の構成を備え、前記複数種類の流路切換弁は、非電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁を含み、前記複数の非電気的駆動弁を切り換え制御する複数の制御工程を備えることを特徴とする。
【0016】請求項1の冷凍サイクルの制御装置によれば、複数の流路切換弁に対応する制御工程を選択決定する選択決定手段を備えているので、制御工程の異なる複数の流路切換弁を選択的に切り換え制御できる。したがって、複数の流路切換弁に対して信頼性を確保し、コストを低減することができる。
【0017】請求項2の冷凍サイクルの制御装置によれば、操作手段により電気的に駆動される電気的駆動弁と、非電気的に駆動される非電気的駆動弁との組合せに適用して、請求項1と同様な作用効果が得られる。
【0018】請求項3の冷凍サイクルの制御装置によれば、非電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁の組合せに適用して、請求項1と同様な作用効果が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明による冷凍サイクルの制御装置の実施形態を図面を参照して説明する。
【0020】図10は本発明の実施形態に係る冷凍サイクルの一例を示すブロック図であり、この実施形態の冷凍サイクルは室内ユニット(図の一点鎖線の内側)と室外ユニット(図の一点鎖線の外側)とによるヒートポンプ式エアコンにおいて構成されている。図中4は圧縮機、9Aは室内ユニットに搭載された室内熱交換器、9Bは室外ユニットに搭載された室外熱交換器、10Aは絞り装置、200はアキュムレータ、100は四方弁を構成するロータリ式流路切換弁である。
【0021】圧縮機4の吐出口は流路切換弁100に接続され、圧縮機4の吸入口はアキュムレータ200を介して流路切換弁100に接続されている。また、流路切換弁100は熱交換器用導管を介して室内熱交換器9Aと室外熱交換器9Bとに接続され、絞り装置10Aは室内熱交換器9Aと室外熱交換器9Bとの間に介設されている。これにより、圧縮機4、流路切換弁100、アキュムレータ200、室内熱交換器9A、室外熱交換器9B、及び、絞り装置10Aは冷凍サイクルAを構成している。
【0022】圧縮機4は冷媒を圧縮し、この圧縮された冷媒は流路切換弁100に流入されるが、後述するようにこの流路切換弁100は運転モードに応じて流路が切り換えられ、圧縮機4からの冷媒は流路切換弁100で選択的に切り換えられた流路に応じて室内熱交換器9Aまたは室外熱交換器9Bに流入される。すなわち、暖房運転モードでは、図に実線の矢印で示したように、圧縮された冷媒は流路切換弁100から室内熱交換器9Aに流入され、この室内熱交換器9Aは凝縮器として機能し、室内熱交換器9Aから流出された冷媒液は絞り装置10Aを介して室外熱交換器9Bに流入され、この室外熱交換器9Bは蒸発器として機能する。そして、室外熱交換器9Bで蒸発された冷媒は流路切換弁100及びアキュムレータ200を介して圧縮機4に流入される。一方、冷房運転モードでは、図に破線の矢印で示したように、圧縮機4で圧縮された冷媒は流路切換弁100から室外熱交換器9B、絞り装置10A、室内熱交換器9A、流路切換弁100、アキュムレータ200、そして、圧縮機4の順に循環され、室外熱交換器9Bが凝縮器として機能し、室内熱交換器9Aが蒸発器として機能する。
【0023】室内ユニットには室内熱交換器9Aを通過する空気を送風するためのクロスフローファン91Aが設けられており、このクロスフローファン91Aを回転させる熱交換器モータ92Aは、マイクロコンピュータ等で構成された室内制御部300の制御によりドライバ301を介して回転制御が行われる。これにより、室内熱交換器9Aの熱交換能力が制御される。また、室内温度Taは温度センサ302によって検出され、室内熱交換器9Aの温度Tcは温度センサ303によって検出される。なお、赤外線式等のリモコン500の信号を受信部304で受信することにより、室内制御部300の運転の切換えや設定等がリモコン操作でも可能となっている。
【0024】室外ユニットには室外熱交換器9Bを通過する空気を送風するためのファン91Bが設けられており、このファン91Bを回転させる熱交換器モータ92Bは、マイクロコンピュータ等で構成された室外制御部400の制御によりドライバ401を介して回転制御が行われる。これにより、室外熱交換器9Bの熱交換能力が制御される。また、外気温度Ta´は温度センサ402によって検出され、室外熱交換器9Bの温度Tc´は温度センサ403によって検出される。また、室外制御部400はドライバ404を介して絞り装置10Aの絞りの開度を制御する。さらに、室外制御部400は、圧縮機4の吐出部温度Tdを温度センサ405で検出すると共に、後述説明するインバータモジュールからの三相電力により圧縮機4を駆動制御する。
【0025】また、室外制御部400は、流路切換弁駆動源としてのドライバ406に対して運転モード制御信号SDRV を出力し、ドライバ406から流路切換弁100に対する電源の供給を制御する。なお、流路切換弁100は後述説明するように流路を切り換えるための電磁コイルを備えており、運転モード制御信号SDRV に基づくドライバ406からの供給電源に応じて流路を切り換える。
【0026】なお、この例では流路切換弁100としてロータリ式のものを示しているが、流路切換弁100として、例えば前述の特公昭35−12689号公報あるいは特許第2694032号公報のようなスライド式の流路切換弁を用いても同様な冷凍サイクルAが構成される。なお、このようなスライド式の流路切換弁100の場合はパイロット電磁部の電磁コイルがドライバ406で駆動されるものである。ただし、電磁コイルを備えるパイロット電磁部、あるいはモータなどを用いたロータリ式流路切換弁100の場合、ステッピングモータを用いたロータリ式流路切換弁100の場合、スライド式の流路切換弁100の場合では、ドライバ406による駆動制御の詳細はそれぞれ異なっている。また、後述する非電気的な動力で流路が切り換えられる流路切換弁100の場合にはドライバ406は用いない。
【0027】図11は室内制御部300と室外制御部400の主に電気系統を示すブロック図である。室内制御部300は主電源をオン/オフするパワーリレー310を内蔵しており、このパワーリレー310を介して、例えば100Vの単相交流がAC/DCコンバータ320に供給され、AC/DCコンバータ320で各種所定の直流電圧に変換され、マイコン330等に供給される。なお、マイコン330にはEEPROM340が接続されている。また、パワーリレー310を介して供給される100Vの単相交流は電源供給線200を介して室外制御部400にも供給される。
【0028】室外制御部400では、供給される交流をノイズフィルタ410にかけた後、コンバータ420で整流して平滑コンデンサ430で平滑し、所定の直流電圧が生成される。前記生成された直流による電流は、シャント抵抗440を介してインバータモジュール450に供給される。そして、インバータモジュール450により三相電力が生成され圧縮機4に供給される。一方、平滑コンデンサ430の出力はDC/DCコンバータ460により、所定の内部直流電圧に変換され、マイコン470等に供給される。そして、マイコン470はインバータモジュール450にドライブ信号を出力することにより、圧縮機4を運転制御する。この圧縮機4が冷媒を圧縮する能力はドライブ信号の周波数(Hz)によって制御され、周波数(Hz)が高い程、圧縮能力が高くなる。例えば、15Hzと10Hzとでは15Hzのときのほうが10Hzのときより冷媒の圧力が高くなる。なお、マイコン470にはEEPROM480および電圧検出器490が接続されており、このEEPROM480には、冷凍サイクルの停止時の切り換え位置に対応した後述する主弁体の位置の位置データが記憶される。また、マイコン470は通信線210を介して室内制御部300のマイコン330とシリアル通信を行ってデータの授受を行う。
【0029】図9は本発明の冷凍サイクルの制御装置の一実施形態の原理的ブロック図であり、この原理的ブロック図の各要素は図10及び図11の各要素や各要素の組合せに対応している。なお、冷凍サイクルAにおいて図10と同じ要素には同符号を付記してある。図9に一点鎖線で示した制御装置Cは、室内制御部300及び室外制御部400に対応しており、この制御装置Cの処理部C1は室内制御部300のマイコン330及び室外制御部400のマイコン470に対応している。また、入力部C2は室内ユニットの受信部304、あるいは図示しないマニュアルスイッチに対応し、検出部C3は、温度センサ302、303、402、403、405、あるいは図示しないが、圧力検出手段、流量検出手段、周波数検出手段などに対応し、半固定記憶部C4は室内制御部300のEEPROM340および室外制御部400のEEPROM480に対応している。
【0030】さらに、選択決定手段C5は本発明の一つの特徴であり、この選択決定手段C5は制御部400に接続されているジャンパ端子とジャンパ等である。そして、この選択決定手段C5により、流路切換弁100の種類に応じて、制御工程、あるいは後述の流路切換弁駆動部406の駆動/非駆動等の選択が決定される。
【0031】絞り装置駆動部C6、利用側熱交換器駆動部C7、熱源側熱交換器駆動部C8および圧縮機駆動部C9は、後述する制御プログラムの実行により機能する手段である。また、流路切換弁駆動部406はドライバ406に対応している。
【0032】絞り装置駆動部C6は絞り装置駆動源404に制御信号を出力し、絞り装置駆動源404を介して絞り装置10Aの絞りの開度を制御する。利用側熱交換器駆動部C7は利用側熱交換器駆動源(例えば、ファンモータのドライバ)301に制御信号を出力し、利用側熱交換器駆動源301は制御信号に応じてクロスフローファン91Aを駆動し、運転または停止するとともに、回転数により室内(利用側)熱交換器9Aの熱交換能力を制御する。熱源側熱交換器駆動部C8は熱源側熱交換器駆動源(例えば、ファンモータのドライバ)401に制御信号を出力し、熱源側熱交換器駆動源401は制御信号に応じてファン91Bを駆動し、運転または停止するとともに、回転数により室外(熱源側)熱交換器9Bの熱交換能力を制御する。
【0033】また、処理部C1は流路切換弁駆動部406(ドライバ406)に制御信号(運転モード制御信号SDRV )を出力し、流路切換弁駆動部406は、制御信号に応じて、流路切換弁100の流路を切り換えるための流路切換弁駆動源(後述説明する電磁コイル)101に電力を供給する。さらに、圧縮機駆動部C9は圧縮機動力源(例えば、インバータモジュール、及びモータ)450に制御信号を出力し、圧縮機動力源450は圧縮機4を駆動し、圧縮機4は正回転、逆回転、始動、停止、能力切換え等が制御される。圧縮機動力源はモータに限定されず、エンジンであっても良いことはいうまでもない。
【0034】さらに、後述の非電気的に駆動される流路切換弁100(非電気的駆動弁)を選択した場合は、圧縮機4の正回転、逆回転、始動、停止、能力切換えが制御されることにより、冷凍サイクルAにおける冷媒の圧力が制御され、これにより、流路切換弁駆動部406と流路切換弁駆動源101とを用いることなく、流路切換弁100の流路が切換えられる。
【0035】なお、冷凍サイクルは例示したヒートポンプ式エアコンに限定されず、ヒートポンプ式チラーユニット、エンジン駆動式、あるいはカーエアコンなども含まれることはいうまでもない。
【0036】図1は第1実施形態の冷凍サイクルの制御装置の要部ブロック図であり、室外制御部400のマイコン470には、ダブルアーム回路からなるIC[1] 406−1が接続されており、このIC[1] 406−1には流路切換弁の電磁コイル101−1が接続される。また、マイコン470にはジャンパ端子C5−1が設けられている。
【0037】電磁コイル101−1は、前記従来技術−1(特公昭35−126689号公報と実公昭55−53825号公報のもの)や前記従来技術−2(特許第2694032号公報のもの)などのスライド式流路切換弁の電磁コイル、あるいは、前記従来技術−3(特開平10−47812号公報と特開平11−37332号公報のもの)や前記従来技術−4(特開平11−13919号公報のもの)などのロータリ式流路切換弁の電磁コイルである。そして、マイコン470からの制御信号によりIC[1] 406−1を介して通電/非通電の制御を行う。言うまでもなく、一方向通電式の電磁コイルの場合はIC[1] 406−1を介して一方向の通電/非通電の制御を行う。あるいは、別途に専用の駆動部を設けて通電/非通電の制御を行ってもよい。
【0038】また、前記従来技術−5(特開平10−281321号公報のもの)などのステッピングモータを用いるロータリ式流路切換弁の場合には、図1に破線で示したようにIC[2] 406−2および電磁コイル101−2を用い、マイコン470からの制御信号によりIC[1] 406−1、IC[2] 406−2により、バイポーラ駆動することによりステッピングモータを制御する。言うまでもなく、ユニポーラ駆動式のステッピングモータの場合は一方向の通電/非通電の制御であるから、別途に専用の駆動部を設けて通電/非通電の制御を行う。
【0039】マイコン470には、例えば上記各種の流路切換弁の内の任意の2つの制御プログラムを記憶しておき、ジャンパ端子C5−1を切り替えることで、制御対象とする流路切換弁を選択し、選択された制御プログラムにより流路切換弁を切り換え制御する。さらに、3種類あるいは4種類の流路切換弁の制御プログラムを記憶しておき、図1に破線で示したようにジャンパ端子C5−2を設け、2つのジャンパC5−1、C5−2により1つの流路切換弁およびその制御プログラムを選択するようにもできる。さらに、同様にして多種類の流路切換弁から所望の1つの流路切換弁を選択して切り換え制御するようにもできる。
【0040】次に、第2および第3実施形態の冷凍サイクルの制御装置を説明するにあたり、制御対象例として3種類のロータリ式流路切換弁100について説明する。なお、図9、図10および図11の流路切換弁100は、以下の3種類の流路切換弁100に対応するものであるが、以下の3種類の流路切換弁100を区別するために、符号100の後にハイフンと番号1、2および3を付加して説明する。ここで、非電気的駆動弁である流路切換弁100−2および流路切換弁100−3は、図9、図10および図11に示す流路切換弁駆動部(ドライバ)406と流路切換弁駆動源(電磁コイル)101とが不要であることは言うまでもない。
【0041】図12はパイロット電磁部の電磁コイルに通電して流路を切り換える第1のロータリ式流路切換弁100−1を示す断面図であり、この流路切換弁100−1は特開平10−47812号公報のものと同じ流路切換弁である。流路切換弁100−1は、大別すると、弁本体2、主弁部VM、パイロット弁部(パイロット電磁部)VP及び磁気回路Mによって構成されている。弁本体2は円筒状に形成され、その上端はケーシング3の下部に挿入固定され、その下端には、主弁座10が固定されている。そして、主弁座10の中央に立設された軸13により軸支された主弁体48が弁本体2の内側に回転可能に設けられている。
【0042】主弁座10には、前記圧縮機4の冷媒吸入口に通じる導出口11が形成されるとともに、圧縮機4の冷媒吐出口に接続される導入口12が、軸13を挟んで導出口11の反対側に形成されている。さらに、図には現れていないが、軸13を中心とする円周上で、導出口11および導入口12と各々略90°離間した位置に、前記室内熱交換器9Aと前記室外熱交換機9Bにそれぞれ接続される2つの通孔が形成されている。ここで、一方の通孔は、図には現れていない導管7を介して前記室内熱交換器9Aに接続され、他方の通孔は、導管8を介して前記室外熱交換器9Bに接続されている。また、主弁体48の下面(主弁座10側の面)には、主弁座10の導出口11、導入口12および2つの通孔が並ぶ周上に対向するように、それぞれ円弧状の連絡溝21およびガイド溝22が形成されている。
【0043】主弁体48の上部には、円筒状の導磁性ヨーク33が設けられ、この導磁性ヨーク33の外周には4つの永久磁石片14(他の2つは図には現れていない)が取り付けられ、この4つの永久磁石片14は、その外周側の極性(S極/N極)が一つ置きに異なるように配設されている。また、ケーシング3の下方開放端は弁本体2の上端近傍の周囲を封止するようになっているが、永久磁石片14の周囲においては周上に180°位置で相対向する2枚の舌状部3A、3Bとなっている。これにより、電磁コイル101に通電することにより、舌状部3A、3Bと4個の永久磁石辺14の極性に応じて主弁体48が回転され、流路が切り換えられる。
【0044】一方、磁気回路Mは、吸引子16、ケーシング3、主弁体48に設けた導磁性ヨーク33、永久磁石片14、プランジャー15で構成され、上記主弁部VM及びパイロット弁部VPの両方の弁の駆動に使用される。
【0045】吸引子16の下端にはプランジャーチューブ18が取付られるとともに、このプランジャーチューブ18と吸引子16の回りに電磁コイル101が配設されている。プランジャー15は吸引子16との間に圧縮コイルばね20を配してプランジャーチューブ18内に摺動自在に配設されており、圧縮コイルばね20は、プランジャー15をパイロット弁座48aの方向、すなわち弁閉方向に付勢する。また、プランジャー15の下面中央には、パイロット弁体15aが突設され、一方、主弁体48の上部中央にはパイロットポート47が穿設され、このパイロットポート47は連絡溝21に連通している。そして、パイロットポート47の端部はパイロット弁座48aを構成しており、上下に摺動するプランジャー15のパイロット弁体15aとパイロット弁座48aとによってパイロット弁を構成している。
【0046】なお、導出口11には冷凍サイクルの圧縮機4の冷媒吸入口に通じる吸入管6が取り付けられ、導入口12には、圧縮機4の冷媒出口に通じる吐出管5が取り付けられる。そして、導入口12を有する管路は、ガイド溝22内に突出し、回動する主弁体48の回動方向のストッパとして機能する。
【0047】以上の構成により、流路切換弁100−1は次のように動作する。図12は、冷房運転モードにおける電磁コイル101の非通電状態(流路の保持状態)に相当しており、この状態は、冷凍サイクルの圧縮機4の吐出口に接続されている導入口12と室外熱交換器9Bに接続されている通孔とがガイド溝22を経由して連通され、また、圧縮機4の吸入口に接続されている導出口11と室内熱交換器9Aの出口に接続している通孔が連絡溝21を経由して連通されている状態である。なお、後述の都合上、冷房運転モードにおける流路切換弁100−1の主弁体48の位置を第2箇所とする。
【0048】この結果、冷媒は、圧縮機4→流路切換弁100−1→室外熱交換器9B→絞り10A→室内熱交換器9A→流路切換弁100−1→圧縮機4の経路で循環することとなる。このとき、圧縮機4の吐出口から出た高温、高圧の冷媒は導入口12を通って主弁体48の上下に同じ圧力で印加されている。すなわち、パイロット弁座48aが閉状態であるから、プランジャー15側の空間25内が高圧となっている。この状態において、暖房運転モードへ切り換えるように指示されたとすると、ケーシング3が例えばN極になるように電磁コイル101を励磁すべく、運転モード制御信号SDRV を出力する。
【0049】これにより磁気回路Mは、まず、プランジャー15を吸引子16に吸引させ、パイロット弁座48aを開状態とする。この状態になると、パイロットポート47から冷媒が空間25内に流出するため、主弁体上部の圧力が主弁体下部の圧力より低くなり、主弁体48が上昇して主弁座10から離れる。この結果、主弁体48上部の圧力と主弁体下部の圧力が同圧となり、すなわち、圧縮機4の冷媒吸入口に通じる低圧導出口11と圧縮機4の冷媒吐出口に通じる高圧導入口12と、2つの通孔との冷媒の圧力を強制的にほぼ同一の圧力とする。主弁体48が上昇している時、圧縮機4より吐出される冷媒やオイルは高圧導入口12から空間26を介して、直接、低圧導出口11へ戻り、室内熱交換器9Aや室外熱交換器9B側へは流出しない。
【0050】また、このとき、対向する一対の永久磁石辺14はケーシング3A,3Bから反発作用を受け、他方の一対の永久磁石辺14はケーシング3A,3Bから吸引作用を受け、主弁体48は回転することとなる。これにより、冷凍サイクルの圧縮機4の吐出口に接続されている導入口12と室内熱交換器9Aに接続されている通孔とがガイド溝22を経由して連通され、また、圧縮機4の吸入口に接続されている導出口11と室外熱交換器9Bの出口に接続している通孔が連絡溝21を経由して連通されている状態となる。この結果、冷媒は、圧縮機4→流路切換弁100−1→室内熱交換器9A→絞り10A→室外熱交換器9B→流路切換弁100−1→圧縮機4の経路で循環し、冷凍サイクルは暖房運転モードに切り換わることとなる。なお、後述の都合上、暖房運転モードにおける流路切換弁100−1の主弁体48の位置を第1箇所とする。
【0051】なお、暖房運転モードで運転を行うとともに、運転モード制御信号SDRV を出力し電磁コイル101への電力供給を停止し、電磁コイル101を非励磁状態にすると、圧縮コイルばね20によりプランジャー15及び主弁体48は再び下降し、主弁体48と主弁座10は当接し、主弁体48のパイロット弁座48aが閉状態となる。このとき、ケーシングに磁力は無く、主弁体48と主弁座10は切り換わったままとなり、この状態を保持することとなる。
【0052】また、暖房運転モードから、冷房運転モード、除湿運転モードあるいは除霜運転モードに切り換えるときは、ケーシング3が前記暖房運転モードへの切換え時と逆の極性となるように電磁コイル101に通電を行う。これにより、プランジャー15が吸引子16に吸引され、パイロット弁座48aが開状態となって主弁体48が上昇し、主弁体48が逆方向に回転され、流路が切り換えられる。
【0053】図13は非電気的な動力により流路を切り換えられる第2のロータリ式流路切換弁100−2の断面図であり、円筒状の弁ハウジング53の内部に、略円柱状の主弁体55を、回転可能でかつ回転軸方向に移動可能に収容して、弁ハウジング53の開放端を弁座57により閉塞すると共に、弁ハウジング53の内部に、主弁体55を弁座57から離間させるように付勢する第1コイルスプリング59を収容し、さらに、アウタハウジング53aの上部閉塞端と主弁体55との間に、主弁体55を弁座57に接近する方向に付勢する第2コイルスプリング73を収容して構成されている。
【0054】詳しくは、前記弁ハウジング53は、アウタハウジング53aと上下2つのインナハウジング53b,53cとで構成されており、このうち、アウタハウジング53aは、一端が開放され他端が閉塞された円筒状に形成されていて、アウタハウジング53aの他端には吐出管5が接続されている。
【0055】前記上下の各インナハウジング53b,53cは、アウタハウジング53aの内部に収容できる外径の円筒状を呈しており、上インナハウジング53bの下辺部は90゜周期で山部と谷部とが連なるような形状とされ、下インナハウジング53cの上辺部は上インナハウジング53bの下辺部の形状に沿うように90゜周期で山部と谷部とが連なるような形状とされている。これにより、主弁体55の周囲と対向する弁ハウジング53の内周面に90°毎に上下する螺旋錠のカム溝53jが形成されている。
【0056】前記弁座57には、底面側から導管7が接続される第1切換ポート57aと、底面側から導管8が接続される第2切換ポート57bとが、弁座57の中心を挟んで対向する位置に各々貫設されている。また、図には現れていないが、これら第1及び第2の切換ポート57a,57bから弁座57の周方向に90゜ずつ位相をずらした箇所に2つの低圧側ポートが貫設されていて、これら2つの低圧側ポートには、弁座57の底面側から、吸入管6が二股に分岐されて各々接続される。
【0057】また、主弁体55には、弁座57の切換ポート57a,57bおよび2つの低圧側ポートが並ぶ周上に対向するように、半円弧状の低圧側連通溝55aと、切換ポート57aまたは57bの一つに連通可能な孔を有する高圧側連通路55bとが形成されている。
【0058】そして、主弁体55が弁座57に当接した状態で、主弁体55の第1の回転位置においては、第1切換ポート57aと2つの低圧側ポートとが低圧側連通溝55aにより相互に連通接続されると共に、主弁体55の第2の回転位置においては、第2切換ポート57bと2つの低圧側ポートとが低圧側連通溝55aにより相互に連通接続されるように構成されている。
【0059】前記高圧側連通路55bは、主弁体55の弁座57側の端面に低圧側連通溝55aを避けて開口し、主弁体55の上部に形成された中空室55dを介して弁ポート55cに連通されている。また、主弁体55の中心には操作杆55fが軸方向移動可能に挿通されており、主弁体55が弁座57から離間した状態では、この操作杆55fの状態に取着された補助弁体55gが弁ポート55cを閉じて、高圧側連通路55bが遮断状態となり、主弁体55が弁座57に着座した状態では、操作杆55fの先端が弁座57に当接することで補助弁体55gが弁ポート55cを開いて、高圧側連通路55bが弁ハウジング53内上部の空間に対して開放状態となる。
【0060】なお、主弁体55の周方向に180゜位相をずらした周面箇所には図には現れていない2つのガイドピンが各々突設されており、これらガイドピンはカム溝53jに各々挿入される。
【0061】以上の構成により、流路切換弁100−2は次のように動作する。まず、前記圧縮機4が停止している状態では、主弁体55が、図13に示すように、コイルスプリング59の付勢力と第2コイルスプリング73の付勢力との均衡により、弁座57に対して接近離間する方向への移動範囲における中途箇所に位置している。そして、補助弁体55gにより弁ポート55cが閉じられている。
【0062】この状態で、圧縮機4が運転を開始すると、補助弁体55gが弁ポート55cを閉じていることから、圧縮機4から吐出管5を通って弁ハウジング53の内部に流入した高圧冷媒が、コイルスプリング59の付勢力に抗して主弁体55を弁座57側に移動させるように作用し、カム溝53jの中間箇所に位置しているガイドピンが、カム溝53jの弁座57に最も接近した箇所(以後、下端という。)に各々位置するようになる。
【0063】すなわち、主弁体55は弁ハウジング53内で回転しながら弁座57側に移動し、カム溝53jの中間箇所から略45°回転したところで主弁体55が弁座57に着座して第2箇所に到達する。これにより、操作杆55fの先端が弁座57に当接し補助弁体55gが弁ポート55cを開いた状態となる。この状態では、低圧側連通溝55aが第1切換ポート57aと2つの低圧側ポートとに臨むと共に、高圧側連通路55bが第2切換ポート57bに臨むようになる。このため、高圧側連通路55bと第2切換ポート57bとを介して吐出管5が導管8に連通すると共に、第1切換ポート57a、低圧側連通溝55a、及び、2つの低圧側ポートを介して、吸入管6が導管7に連通する。
【0064】したがって、圧縮機4からの高圧冷媒は、吐出管5、高圧側連通路55b、及び、第2切換ポート57bを経て、導管8から室外熱交換器9Bに流入し、絞り10及び室内熱交換器9Aを経て導管7から、第1切換ポート57a、低圧側連通溝55a、及び、2つの低圧側ポートを経て、吸入管6から圧縮機4の吸入口に戻るようになり、冷凍サイクルAは冷房運転モードとなる。なお、都合上、冷房運転モードにおける流路切換弁100−2の主弁体55の位置を第2箇所とする。
【0065】その後、圧縮機4の運転が停止されると、弁ハウジング53の内部に流入した冷媒の圧力が低下するので、コイルスプリング59の付勢力が、主弁体55を弁座57から離間する方向に移動させるように作用し、カム溝53jの下端に位置しているガイドピンが、コイルスプリング59の付勢力と第2コイルスプリング73の付勢力とが均衡する前記中途箇所(図13の状態)に戻り、弁座57から先端が離間した操作杆55fの補助弁体55gにより弁ポート55cが閉じられる。
【0066】その後、圧縮機4を再び運転させると、上述したのと同様の動作により主弁体55が第2箇所に戻って、冷凍サイクルAは冷房運転モードとなる。
【0067】一方、圧縮機4を逆回転で運転させると、アウタハウジング53aの閉塞端と主弁体55との間の空間の冷媒圧力が減圧されて、第2コイルスプリング73の付勢力に抗して主弁体55が弁座57から離間する方向に移動する。これにより、カム溝53jの中間箇所に位置しているガイドピンが、カム溝53jに倣って移動してカム溝53jの弁座57から最も離間した箇所(以後、上端という。)に位置するようになる。
【0068】その後、圧縮機4の運転が停止されると、アウタハウジング53aの閉塞端と主弁体55との間の空間での冷媒圧力の減圧がなくなるので、主弁体55が第2コイルスプリング73の付勢力により弁座57に接近する方向に移動する。なお、カム溝53jの上端位置および下端位置の形状は、ガイドピンが上端位置あるいは下端位置から離れるときに、このガイドピンが上インナハウジング53bおよび下インナハウジング53Cの一方向の周方向に移動するような形状に形成されている。
【0069】したがって、カム溝53jの上端に位置しているガイドピンがカム溝53jに倣って移動し、主弁体55は、図13に示す状態から略90°さらに回転して図13とは異なる中途箇所に到達する。
【0070】その後、圧縮機4を再び運転させると、補助弁体55gが弁ポート55cを閉じていることから、圧縮機4から弁ハウジング53の内部に流入した高圧冷媒が、コイルスプリング59の付勢力に抗して主弁体55を弁座57側に移動させるように作用し、カム溝53jの中間箇所に位置しているガイドピンが、カム溝53jの下端に位置するようになり、主弁体55が前記冷房運転モード時の位置から180°回転した位置で弁座57に着座して第1箇所に到達し、これにより、冷凍サイクルAは暖房運転モードとなる。なお、都合上、暖房運転モードにおける流路切換弁100−2の主弁体55の位置を第1箇所とする。
【0071】その後、圧縮機4の運転が停止されると、弁ハウジング53の内部に流入した冷媒の圧力低下により主弁体55に作用するコイルスプリング59の付勢力によって、主弁体55が弁座57から離間する方向に移動し、カム溝53jの下端に位置しているガイドピンがカム溝53jに倣って移動し、図13に示す状態から略90°回転した中途箇所に到達する。
【0072】その後、圧縮機4を再び運転させると、弁ハウジング53の内部に流入した高圧冷媒により主弁体55が、コイルスプリング59の付勢力に抗して弁座57に接近する方向に移動し、カム溝53jの中間箇所に位置しているガイドピンがカム溝53jの下端に位置し、第1箇所に主弁体55が戻って冷凍サイクルAは暖房運転モードとなる。
【0073】なお、この状態で、圧縮機4を逆回転で運転させ、その後、圧縮機4を停止し、さらに圧縮機4を正回転で運転すると、前述した冷房運転モードから暖房運転モードへの切換え時と同様の動作をし、冷凍サイクルAは暖房運転モードから冷房運転モードに切り換えられる。また、その後、圧縮機4の運転が停止されると、主弁体55は、図13に示す前記中途箇所に戻る。
【0074】このように、この流路切換弁100−2によれば、圧縮機4の冷媒流によって生じる差圧力と、主弁体55と弁座57との間に介設したコイルスプリング59の付勢力および圧縮機4の逆回転により、主弁体55を弁座57に対して接近離間する方向に移動させると共に、ガイドピンをカム溝53jに倣って移動させて、主弁体55を弁ハウジング53に対して回転させて、主弁体55を第1箇所と第2箇所との間で移動させる構成となっている。
【0075】このため、電磁ソレノイド等の専用の駆動源を用いずに、圧縮機4の運転の開始及び停止によって、低圧側連通溝55aや高圧側連通路55bにより連通される吐出管5や吸入管6の連通先を、弁座57の第1及び第2の切換ポート57a,57bの相互間で切り換えて、吐出管5からの吐出冷媒が導管7を経て室内熱交換器9Aに供給される暖房運転モードと、導管8を経て室外熱交換器9Bに供給される冷房運転モードとの間で冷凍サイクルAを切り換え、その切換状態を維持させることができる。
【0076】しかも、この第2のロータリ式流路切換弁100−2によれば、流路切換弁100−2における吐出管5や吸入管6の連通先の切り換えが、圧縮機4の運転開始及び停止により従動的に行われるので、電気的な駆動のための駆動源を不要にするだけに止まらず、流路を切り換えるため電気的な信号による制御をも不要にできる。
【0077】図14は非電気的な動力により流路を切り換えられる第3のロータリ式流路切換弁100−3の断面図であり、図14中において図13の第2の流路切換弁100−2と同一の部材、部分には、図13で付したものと同一の引用符号を付して説明する。
【0078】そして、この第3の流路切換弁100−3は、前記第2の流路切換弁100−2における第2コイルスプリング73を備えていない点において、図13に示す第2の流路切換弁100−2とは構成が異なっており、その他の点は、第2の流路切換弁100−2と同様に構成されている。
【0079】このように構成された第3の流路切換弁100−3は次のように動作する。まず、前記圧縮機4が停止している状態では、主弁体55がコイルスプリング59の付勢力により弁座57から離間して、補助弁体55gにより弁ポート55cが閉じられると共に、主弁体55の2つのガイドピン55hが、カム溝53jの弁座57から最も離間した箇所(以後、上端という。)に位置する。
【0080】そして、冷凍サイクルAが暖房運転モードであった状態から圧縮機4の運転が停止し、ガイドピン55hがカム溝53jの上端に位置したものとすると、主弁体55の低圧側連通溝55aが、弁座57の第1及び第2の切換ポート57a,57bに臨むようになる。
【0081】この状態で、圧縮機4が運転を開始すると、補助弁体55gが弁ポート55cを閉じていることから、圧縮機4から吐出管5を通って弁ハウジング53の内部に流入した高圧冷媒が、コイルスプリング59の付勢力に抗して主弁体55を弁座57側に移動させるように作用し、カム溝53jの上端に各々位置しているガイドピン55hが、カム溝53jの弁座57に最も接近した箇所(以後、下端という。)に各々位置するようになる。
【0082】すなわち、主弁体55は弁ハウジング53内で回転しながら弁座57側に移動し、90°回転したところで主弁体55が弁座57に着座して第2箇所に到達する。これにより、操作杆55fの先端が弁座57に当接し補助弁体55gが弁ポート55cを開いた状態となる。この状態では、低圧側連通溝55aが第1切換ポート57aと図には現れていない2つの低圧側ポートとに臨むと共に、高圧側連通路55bが第2切換ポート57bに臨むようになる。このため、高圧側連通路55bと第2切換ポート57bとを介して吐出管5が導管8に連通すると共に、第1切換ポート57a、低圧側連通溝55a、及び、2つの低圧側ポートを介して、吸入管6が導管7に連通する。
【0083】したがって、圧縮機4からの高圧冷媒は、吐出管5、高圧側連通路55b、及び、第2切換ポート57bを経て、導管8から室外熱交換器9Bに流入し、絞り10及び室内熱交換器9Aを経て導管7から、第1切換ポート57a、低圧側連通溝55a、及び、2つの低圧側ポートを経て、吸入管6から圧縮機4の吸入口に戻るようになり、冷凍サイクルAは冷房運転モードとなる。なお、都合上、冷房運転モードにおける流路切換弁100−3の主弁体55の位置を第2箇所とする。
【0084】その後、圧縮機4の運転が停止されると、弁ハウジング53の内部に流入した冷媒の圧力が低下するので、コイルスプリング59の付勢力が、主弁体55を弁座57から離間する方向に移動させるように作用し、カム溝53jの下端に位置しているガイドピン55hが、カム溝53jに沿って移動し上端に位置するようになる。
【0085】すなわち、主弁体55は弁ハウジング53内で回転しながら吐出管5側に移動し、90°回転したところで、図14に示す状態とは回転方向において180゜反対向きの、主弁体55が弁座57から最も離間した第1中間箇所に到達し、これにより、弁座57から先端が離間した操作杆55fの補助弁体55gにより弁ポート55cが閉じられる。なお、この状態では、低圧側連通溝55aが第1及び第2の切換ポート57a,57bに臨むようになる。
【0086】この状態で、圧縮機4が運転を開始すると、カム溝53jの上端に各々位置しているガイドピン55hが、カム溝53jの下端に移動するとともに、主弁体55は弁ハウジング53内で回転しながら弁座57側に移動し、さらに90°回転したところで主弁体55が弁座57に着座して第1箇所に到達する。これにより、操作杆55fの先端が弁座57に当接し補助弁体55gが弁ポート55cを開いた状態となる。
【0087】この状態では、低圧側連通溝55aが第2切換ポート57bと2つの低圧側ポートとに臨むと共に、高圧側連通路55bが第1切換ポート57aに臨むようになる。このため、高圧側連通路55bと第1切換ポート57aとを介して、吐出管5が導管7に連通すると共に、第2切換ポート57b、低圧側連通溝55a、及び、2つの低圧側ポートを介して、吸入管6が導管8に連通する。
【0088】したがって、圧縮機4からの高圧冷媒は、吐出管5、高圧側連通路55b、及び、第1切換ポート57aを経て、導管7から室内熱交換器9Aに流入し、絞り10及び室外熱交換器9Bを経て導管8から、第2切換ポート57b、低圧側連通溝55a、及び、2つの低圧側ポートを経て、吸入管6から圧縮機4の吸入口に戻るようになり、冷凍サイクルAは暖房運転モードとなる。なお、都合上、暖房運転モードにおける流路切換弁100−3の主弁体55の位置を第1箇所とする。
【0089】その後、圧縮機4の運転が停止されると、弁ハウジング53の内部に流入した冷媒の圧力低下に伴って主弁体55に作用するコイルスプリング59の付勢力により、カム溝53jの下端に位置しているガイドピン55hがカム溝53jに沿って移動し、上端に位置するようになるとともに、主弁体55は弁ハウジング53内で回転しながら吐出管5側に移動し、さらに90°回転したところで、図14に示すように、主弁体55が弁座57から最も離間した第2中間箇所に到達し、これにより、弁座57から先端が離間した操作杆55fの補助弁体55gにより弁ポート55cが閉じられる。これにより、低圧側連通溝55aが第1及び第2の切換ポート57a,57bに臨む一番最初の状態に戻る。なお、図14に示すアウタハウジング53aと上下2つのインナハウジング53b、53cと中空室55dとは、図13に示す第2の流路切換弁100−2と同一の部材、部分であるので説明を省略した。
【0090】このような構成による流路切換弁100−3によっても、流路切換弁100−2と同様の効果を得ることができる。
【0091】次に冷凍サイクルの制御装置の第2および第3実施形態について説明する。
【0092】図2は第2実施形態の冷凍サイクルの制御装置の要部ブロック図であり、この第2実施形態は、前記第1のロータリ式流路切換弁100−1と第2のロータリ式流路切換弁100−2に適用できるようにしたものである。
【0093】室外制御部400のマイコン470には、ダブルアーム回路からなるIC[1]406−1が接続されており、このIC[1] 406−1には前記第1のロータリ式流路切換弁100−1の電磁コイル101が接続される。また、マイコン470にはジャンパ端子C5−1が設けられている。そして、マイコン470はジャンパ端子C5−1による選択状態に応じて第1のロータリ式流路切換弁100−1または第2のロータリ式流路切換弁100−2の切換制御を行う。第1のロータリ式流路切換弁100−1を切換制御するときはIC[1] 406−1を介して電磁コイル101への通電方向を切換制御する。また、第2のロータリ式流路切換弁100−2を切換制御するときは圧縮機4の運転を制御する。
【0094】マイコン470には、図3のメインルーチンの制御プログラム、図4に示すサブルーチンの制御プログラムおよび図5に示すサブルーチンの制御プログラムが記憶されている。図4のサブルーチンは第1のロータリ式流路切換弁100−1を制御するためのものであり、図5のサブルーチンは第2のロータリ式流路切換弁100−2を制御するためのものである。そして、ジャンパ端子C5−1により制御対象とする流路切換弁が選択されると、対応する制御プログラムにより流路切換弁を切り換え制御する。
【0095】そして、電源の投入等により図3のメインルーチンの処理が開始されると、ステップS1で初期化処理を行い、ステップS2でジャンパ端子C5−1のジャンパの有無を判定する。ジャンパが有れば、ステップS3で図4の第1のロータリ式流路切換弁100−1の駆動ルーチン処理を実行し、ステップS5で冷凍サイクルを運転してステップS2に戻る。ジャンパが無ければ、ステップS4で図5の第2のロータリ式流路切換弁100−2の駆動ルーチン処理を実行し、ステップS5で冷凍サイクルを運転してステップS2に戻る。
【0096】図4の第1のロータリ式流路切換弁の駆動ルーチンでは、ステップS11で、要求された運転モードは冷房であるか否かを判定し、冷房であれば、ステップS12で圧縮機4を第1所定能力で始動し、ステップS13で位置データは第1箇所であるか否かを判定する。第1箇所でなければ元のルーチンに復帰する。第1箇所であればステップS14で電磁コイル101へ第2箇所方向の通電を行って流路切換弁100−1を第2箇所方向に駆動し、ステップS15で所定時間後に第2箇所方向の駆動をOFFし、元のルーチンに復帰する。
【0097】一方、要求された運転モードが暖房であれば、ステップS16で圧縮機4を第1所定能力で始動し、ステップS17で位置データは第2箇所であるか否かを判定する。第2箇所でなければ元のルーチンに復帰する。第2箇所であればステップS18で電磁コイル101へ第1箇所方向の通電を行って流路切換弁100−1を第1箇所方向に駆動し、ステップS19で所定時間後に第1箇所方向の駆動をOFFし、元のルーチンに復帰する。このように、ジャンパ端子C5−1で選択された第1のロータリ式流路切換弁100−1に対する切換制御が行われる。
【0098】図5の第2のロータリ式流路切換弁の駆動ルーチンでは、ステップS21で、要求された運転モードは冷房であるか否かを判定し、冷房モードが要求されていればステップS22以降の処理を行い、暖房モードが要求されていればステップS28以降の処理を行う。
【0099】ステップS22では、位置データは第1箇所であるか否かを判定し、第1箇所でなければステップS27に進み、第1箇所であればステップS23で圧縮機4を逆回転方向に始動し、ステップS24で第1所定時間(略10秒)後に位置データを第2箇所に更新する。次に、ステップS25で冷凍サイクルの運転を停止し、ステップS26で第3所定時間(略30秒)の間運転を待機し、ステップS27に進む。ステップS27では圧縮機4を第1所定能力(例えば30Hz)で始動し、元のルーチンに復帰する。
【0100】一方、ステップS21で暖房モードが要求されていると、ステップS28で位置データは第2箇所であるか否かを判定し、第2箇所でなければステップS27に進み、第2箇所であればステップS29で圧縮機4を逆回転方向に始動し、ステップS201で第1所定時間(略10秒)後に位置データを第1箇所に更新する。次に、ステップS202で冷凍サイクルの運転を停止し、ステップS203で第3所定時間(略30秒)の間運転を待機する。そして、ステップS27で圧縮機4を第1所定能力(例えば30Hz)で始動し、元のルーチンに復帰する。このように、ジャンパ端子C5−1で選択された第2のロータリ式流路切換弁100−2に対する切換制御が行われる。
【0101】図6は第3実施形態の冷凍サイクルの制御装置の要部ブロック図であり、この第3実施形態は、第2のロータリ式流路切換弁100−2と前記第3のロータリ式流路切換弁100−3に適用できるようにしたものである。
【0102】室外制御部400のマイコン470にはジャンパ端子C5−1が設けられている。そして、マイコン470はジャンパ端子C5−1による選択状態に応じて第2のロータリ式流路切換弁100−2または第3のロータリ式流路切換弁100−3の切換制御を行う。第2のロータリ式流路切換弁100−2を切換制御するときも、第3のロータリ式流路切換弁100−3を切換制御するときも、いずれも圧縮機4の運転を制御する。
【0103】マイコン470には、図7のメインルーチンの制御プログラム、前記第2実施形態の図5に示すサブルーチンの制御プログラムおよび図8に示すサブルーチンの制御プログラムが記憶されている。図5のサブルーチンは前記同様第2のロータリ式流路切換弁100−2を制御するためのものであり、図8のサブルーチンは第3のロータリ式流路切換弁100−3を制御するためのものである。そして、ジャンパ端子C5−1により制御対象とする流路切換弁が選択されると、対応する制御プログラムにより流路切換弁を切り換え制御する。
【0104】そして、電源の投入等により図7のメインルーチンの処理が開始され、ステップS1′初期化処理を行い、ステップS2′でジャンパ端子C5−1のジャンパの有無を判定する。ジャンパが有れば、ステップS3′で図5の第2のロータリ式流路切換弁100−2の駆動ルーチン処理を実行し、ステップS5′で冷凍サイクルを運転してステップS2′に戻る。ジャンパが無ければ、ステップS4′で図8の第3のロータリ式流路切換弁100−3の駆動ルーチン処理を実行し、ステップS5′で冷凍サイクルを運転してステップS2′に戻る。
【0105】図5の第2のロータリ式流路切換弁の駆動ルーチンは第2実施形態と同様であり、ジャンパ端子C5−1で選択された第2のロータリ式流路切換弁100−2に対する切換制御が行われる。
【0106】図8の第3のロータリ式流路切換弁の駆動ルーチンでは、ステップS31で、要求された運転モードは冷房であるか否かを判定し、暖房モードが要求されていればステップS32以降の処理を行い、冷房モードが要求されていればステップS38以降の処理を行う。
【0107】ステップS32では位置データは第1箇所であるか否かを判定し、第1箇所でなければステップS37に進み、第1箇所であればステップS33で圧縮機4を第1所定能力(例えば30Hz)で始動し、ステップS34で第1所定時間(略10秒)後に位置データを第2箇所に更新する。次に、ステップS35で冷凍サイクルの運転を停止し、ステップS36で第3所定時間(略30秒)の間運転を待機し、ステップS37に進む。ステップS37では圧縮機4を第2所定能力(例えば10Hz)で始動し、元のルーチンに復帰する。
【0108】一方、ステップS38では位置データは第2箇所であるか否かを判定し、第2箇所でなければステップS304に進み、第2箇所であればステップS39で圧縮機4を第2所定能力(例えば10Hz)で始動し、ステップS301で第1所定時間(略10秒)後に位置データを第1箇所に更新する。次に、ステップS302で冷凍サイクルの運転を停止し、ステップS303で第3所定時間(略30秒)の間運転を待機する。そして、ステップS304で圧縮機4を第1所定能力(例えば30Hz)で始動し、元のルーチンに復帰する。このように、ジャンパ端子C5−1で選択された第3のロータリ式流路切換弁100−3に対する切換制御が行われる。
【0109】なお、図15は流路切換弁駆動部の一例を示す回路図であり、この回路は制御部C1により信号変換部70を介して制御され、例えば商用交流電力を全波整流して平滑化した直流電力を、第1乃至第4の4つのトランジスタTR1,TR2,TR3,TR4に印加して、導通、非導通を切り換える。これにより、正極側電源ラインBL+及び負極側電源ラインBL−を介して、図15中実線の矢印で示す順方向と、図15中点線の矢印で示す逆方向とのうちどちらかの向きで、流路切換弁駆動源101すなわち電磁コイル101に流すように構成されている。
【0110】そして、制御部C1が、流路切換弁100に弁切換動作を行わせる際に、切換方向に応じた2種類の指令信号を出力し、この指令信号を信号変換部70(例えばフォトカプラとドライバ回路)に入力させ、この指令信号に応じて、第1乃至第4の4つのトランジスタTR1,TR2,TR3,TR4のうち、指令信号の種類に対応するトランジスタTR1,TR2,TR3,TR4のベースに対して、信号変換部70からバイアス信号を出力させることで、上述した順方向又は逆方向への電磁コイル101への通電、又は非通電を行う。
【0111】なお、制御対象として3種類のロータリ式流路切換弁100について説明したが、流路切換弁100がスライド式や他方式であっても、本発明により好適な制御が行われることはいうまでもない。例えば、特開平9−72633号公報に開示されている永久磁石を用いた直流式双方向駆動によるラッチ型電磁パイロット部を備えるスライド式四方弁にも適用できる。また、電気的駆動弁の場合、流路切換弁駆動部406の例にドライバICを用いて説明したが、広く多用されているリレーなどの有接点により通電/非通電を行ってもよいことは言うまでもない。
【0112】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の冷凍サイクルの制御装置によれば、複数の流路切換弁に対応する制御工程を選択決定する選択決定手段を備えているので、制御工程の異なる複数の流路切換弁を選択的に切り換え制御できる。したがって、複数の流路切換弁に対して信頼性を確保し、コストを低減することができる。
【0113】請求項2の冷凍サイクルの制御装置によれば、操作手段により電気的に駆動される電気的駆動弁と、非電気的に駆動される非電気的駆動弁との組合せに適用して、請求項1と同様な作用効果が得られる。
【0114】請求項3の冷凍サイクルの制御装置によれば、非電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁の組合せに適用して、請求項1と同様な作用効果が得られる。




 

 


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