JP2003042583A - 空気調和機の制御装置及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の暖房除湿運転及び冷房除湿運転
で再熱能力や除湿効率を良くするとともに消費電力を低
減する。 【解決手段】 室内ユニットの室内熱交換器９Ａにおい
て冷凍サイクルの流路を切り換える流路切換手段９１を
設ける。暖房除湿運転時も冷房除湿運転時も、第１熱交
換器９Ａ１→第２絞り装置９Ａ３→第２熱交換器９Ａ２
と流体（冷媒）が同一方向に流れるようにする。第２絞
り装置９Ａ３において、同一方向に流れて発生する差圧
により弁体が弁座に着座するようにする。第２絞り装置
の電磁コイルを非通電として差圧により弁体の着座状態
を保持して除湿運転を行う。または、制御弁を有する第
２絞り装置９Ａ３を用い、同一方向に流れて発生する差
圧により主弁体の着座状態を保持し、制御弁を通過する
冷媒の流量を制御し、圧縮機を停止しないで主弁座の着
座／離座を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房除湿運転と冷
房除湿運転とを行えるようにした空気調和機を制御する
空気調和機の制御装置及び空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、除湿運転の制御に関して、特開平
８−１０５６７２号公報、特開２０００−８１２３９号
公報、特開平１１−３２５６３６号公報に開示されたも
のがある。

【０００３】（従来技術−１）特開平８−１０５６７２
号公報のものは、室内熱交換器を構成する第１熱交換器
と第２熱交換器との間に除湿絞り装置を設け、冷房運転
や暖房運転のときは、除湿絞り装置を開放状態として、
第１熱交換器と第２熱交換器を室内熱交換器として機能
させる。一方、除湿運転時は、除湿絞り装置で冷媒の流
量を制御することにより、第１熱交換器と第２熱交換器
のうち上流側（高圧側）を凝縮器、下流側（低圧側）を
蒸発器として機能させ、冷却作用を加熱作用で相殺し
て、除湿運転を行うものである。

【０００４】（従来技術−２）特開２０００−８１２３
９号公報のものは、同公報の図４及び図５に開示されて
いる如く、弱暖房運転←→除湿運転を切り換えるに、圧
縮機を停止している。すなわち、弱暖房運転（Ｓ５）→
四方弁暖房側（Ｓ１１）→圧縮機停止（Ｓ１５）→除湿
運転（Ｓ６）、あるいは、除湿運転（Ｓ６）→四方弁冷
房側（Ｓ３１）→圧縮機停止（Ｓ３５）→弱暖房運転
（Ｓ５）という工程により除湿制御するように、構成さ
れている。

【０００５】（従来技術−３）特開平１１−３２５６３
６号公報のものは、暖房除湿運転と冷房除湿運転を行え
るようにしたもので、いずれの除湿運転でも室内熱交換
器における冷媒の流れ方向を同一にし、再熱能力や除湿
効率を改良したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平８−１
０５６７２号公報（従来技術−１）のものでは、除湿絞
り装置の電磁コイルに通電することにより、除湿運転時
の流量の制御を行い、また、除湿運転以外のときは、電
磁コイルに常時通電して除湿絞り装置を開放するような
構造になっているので、電磁コイルに長時間通電する必
要がある。

【０００７】上述した特開２０００−８１２３９号公報
（従来技術−２）のものは、「暖房運転モード」と「除
湿（ドライ）運転モード」とを切換制御するに、圧縮機
の始動／停止を頻繁に繰り返している。このことは、圧
縮機の機械的磨耗を促進し寿命を著しく縮めるので、地
球資源の面から好ましくないこと、経済的に割高になる
こと、また、圧縮機を停止するのでエネルギー損失が大
きいという、問題点があった。

【０００８】上述した特開平１１−３２５６３６号公報
（従来技術−３）のものでは、室内熱交換器における除
湿用電動膨張弁２３の詳細な構造は記載されていない
が、このような冷房モードと暖房モードとで除湿運転を
行えるものにおいて、エネルギー損失を小さくすること
は重要である。

【０００９】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、消費電力を低減し、省エネ、省資源に優れた、空気
調和機の制御装置と空気調和機とを提供することを課題
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の空気
調和機の制御装置は、室外ユニットと室内ユニットとの
接続部に設けられ、冷房モードと暖房モードとの室内熱
交換器を流れる流体の流れ方向が同一方向になるように
流路を切り換える流路切換手段と、室内ユニットに設け
られた第２絞り装置とを備えた空気調和機を制御し、除
湿運転時に、室内ユニットを構成する室内熱交換器の第
１熱交換器、第２絞り装置、及び第２熱交換器の順に流
体が流れるように前記流路切換手段を切り換え制御する
空気調和機の制御装置において、前記第２絞り装置は、
通電により弁体を弁座に着座させる電磁コイルを備える
とともに、前記流体が当該第２絞り装置を同一方向に流
れて発生する差圧により弁体が弁座に着座するように構
成されており、前記電磁コイルへの通電を遮断して弁閉
状態を保持することを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項２の空気調和機の制御装置
は、室外ユニットと室内ユニットとの接続部に設けら
れ、冷房モードと暖房モードとの室内熱交換器を流れる
流体の流れ方向が同一方向になるように流路を切り換え
る流路切換手段と、室内ユニットに設けられた第２絞り
装置とを備えた空気調和機を制御し、除湿運転時に、室
内ユニットを構成する室内熱交換器の第１熱交換器、第
２絞り装置、及び第２熱交換器の順に流体が流れるよう
に前記流路切換手段を切り換え制御する空気調和機の制
御装置において、前記第２絞り装置は、前記流体が当該
第２絞り装置を同一方向に流れて発生する差圧により弁
座に着座する主弁体と、該主弁体に設けられた制御弁と
を備えており、前記流体の差圧により前記主弁体の弁閉
状態を保持するとともに、前記制御弁を制御して前記第
２絞り装置を流れる流体の流量を制御することを特徴と
する。

【００１２】本発明の請求項３の空気調和機は、室外ユ
ニットと室内ユニットとの接続部に設けられ、冷房モー
ドと暖房モードとの室内熱交換器を流れる流体の流れ方
向が同一方向になるように流路を切り換える流路切換手
段と、室内ユニットに設けられた第２絞り装置とを備
え、除湿運転時に、室内ユニットを構成する室内熱交換
器の第１熱交換器、第２絞り装置、及び第２熱交換器の
順に流体が流れるように前記流路切換手段を切り換え制
御する空気調和機において、前記第２絞り装置は、通電
により弁体を弁座に着座させる電磁コイルを備えるとと
もに、前記流体が当該第２絞り装置を同一方向に流れて
発生する差圧により弁体が弁座に着座するように構成さ
れており、前記電磁コイルへの通電を遮断して弁閉状態
を保持することを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４の空気調和機は、室外ユ
ニットと室内ユニットとの接続部に設けられ、冷房モー
ドと暖房モードとの室内熱交換器を流れる流体の流れ方
向が同一方向になるように流路を切り換える流路切換手
段と、室内ユニットに設けられた第２絞り装置とを備
え、除湿運転時に、室内ユニットを構成する室内熱交換
器の第１熱交換器、第２絞り装置、及び第２熱交換器の
順に流体が流れるように前記流路切換手段を切り換え制
御する空気調和機において、前記第２絞り装置は、前記
流体が当該第２絞り装置を同一方向に流れて発生する差
圧により弁座に着座する主弁体と、該主弁体に設けられ
た制御弁とを備えており、前記流体の差圧により前記主
弁体の弁閉状態を保持するとともに、前記制御弁を制御
して前記第２絞り装置を流れる流体の流量を制御するこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項１の空気調和機の制御装置によれ
ば、流路切換手段により室内熱交換器の流体（冷媒）の
流路を切り換えるので、室内熱交換器を流れる流体の流
れが同一方向になり、第２絞り装置の絞り作用により、
暖房除湿運転時も冷房除湿運転時も共に除湿作用→再熱
作用するように制御でき、再熱能力や除湿効率が良くな
る。さらに、第２絞り装置を同一方向に流れて発生する
差圧により弁体が弁座に着座するので、電磁コイルを非
通電としても上記差圧により弁体の着座状態を保持して
除湿運転を行える。したがって、消費電力を低減でき
る。

【００１５】請求項２の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１と同様に、暖房除湿運転時も冷房除湿運転
時も共に除湿作用→再熱作用するように制御でき、再熱
能力や除湿効率が良くなる。さらに、主弁体の離座状態
で冷房運転や暖房運転等を行い、主弁体の着座状態で暖
房除湿運転あるいは冷房除湿運転を行い、この除湿運転
時に制御弁により流体（冷媒）の流量を制御できる。そ
して、主弁体は、第２絞り装置を同一方向に流れて発生
する差圧により弁座に着座するので、制御弁の開放によ
り主弁体を離座させることができ、圧縮機を停止するこ
となく、暖房除湿運転と暖房運転との切り換え、あるい
は、冷房除湿運転と冷房運転との切り換えを行うことが
できる。

【００１６】請求項３の空気調和機によれば、請求項１
と同様な作用効果が得られる。

【００１７】請求項４の空気調和機によれば、請求項２
と同様な作用効果が得られる。

【００１８】なお、請求項１及び請求項３における第２
絞り装置を次のようにさらに具体的に構成することがで
きる。すなわち、この第２絞り装置は、前記室内熱交換
器を構成する第１熱交換器と第２熱交換器との間に設け
られ、前記第１熱交換器に連通する弁室内に設けた弁体
を、前記弁室と前記第２熱交換器との間に介在された弁
ポートの弁座に着座／離間し、該弁体が着座状態のと
き、前記弁体と前記弁座とで形成された絞り部を介して
前記弁室内から前記弁ポートへ流体を流出させて前記空
気調和機で除湿運転を可能にするものであって、通電に
より前記弁体を前記弁座に着座させる電磁コイルと、前
記弁体を前記弁座から離間するように該弁体を付勢する
弁体付勢手段とを備え、前記弁体付勢手段は、前記電磁
コイルが非通電状態で、かつ前記弁室内と前記弁ポート
内との差圧が所定値以上のときに、前記弁体を前記弁座
から離間しないように設定されていることを特徴とす
る。

【００１９】この場合、弁体付勢手段は、電磁コイルが
非駆動状態で、かつ弁室内と弁ポート内との差圧が所定
値以上のときに、弁体を弁座から離間しないように作用
するので、暖房除湿運転あるいは冷房除湿運転の開始時
に、電磁コイルで弁体を弁座に着座させ、空気調和機の
運転制御により弁室内と弁ポート内との差圧が所定値以
上となるようにし、その後、電磁コイルを非通電として
も上記差圧により弁体の着座状態を保持して暖房除湿運
転あるいは冷房除湿運転を行える。したがって、消費電
力を低減できる。

【００２０】また、請求項２及び請求項４における第２
絞り装置を次のようにさらに具体的に構成することがで
きる。すなわち、この第２絞り装置は、前記室内熱交換
器を構成する第１熱交換器と第２熱交換器との間に設け
られ、第１ポートと第２ポートとが形成された弁室内に
出没可能に設けられ、前記第２ポートの主弁座に着座／
離間する主弁体と、前記主弁体を前記主弁座から離間す
るように付勢する主弁体付勢手段と、前記主弁体付勢手
段の付勢力に抗して前記主弁体を前記第２ポートに着座
させる主弁体駆動手段と、前記主弁体の前記第２ポート
と反対側に形成された主弁体室と前記第１ポートとを導
通する導通手段と、前記主弁体に設けられ、前記主弁体
室から前記第２ポートへの流体の流量を制御する制御弁
と、を備え、前記制御弁による流量の制御時に、前記第
１ポートに導通される前記主弁体室と前記第２ポートと
の差圧により前記主弁体付勢手段の付勢力に抗して前記
主弁体の着座状態を保持し、前記制御弁を開放すること
により前記主弁体室と第２ポートとの差圧を減少させ、
前記主弁体付勢手段の付勢力により前記主弁体を離座さ
せるようにしたことを特徴とする。

【００２１】この場合、主弁体駆動手段は、主弁体付勢
手段の付勢力に抗して主弁体を第２ポートに着座させ、
これにより、弁室と第２ポートが隔絶される。第１ポー
トに導通される主弁体室と第２ポートとの差圧により主
弁体の着座状態を保持しながら、制御弁により流量が制
御される。また、制御弁を開放することにより主弁体室
と第２ポートとの差圧を減少させ、主弁体付勢手段の付
勢力により主弁体を離座させ、これにより第１ポートと
第２ポートが導通する。したがって、第１ポートを高圧
側、第２ポートを低圧側に接続し、主弁体の離座状態で
冷房運転や暖房運転等を行い、主弁体の着座状態で暖房
除湿運転あるいは冷房除湿運転を行い、この暖房除湿運
転時あるいは冷房除湿運転時に制御弁により流体（冷
媒）の流量を制御できる。そして、主弁体を、主弁体駆
動手段で着座させることができ、制御弁の開放により離
座させることができるので、圧縮機を停止することな
く、暖房除湿運転と暖房運転との切り換え、あるいは、
冷房除湿運転と冷房運転との切り換えを行うことができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明による空気調和機の
制御装置並びに空気調和機の実施形態を図面を参照して
説明する。

【００２３】図２は本発明を適用した実施形態に係る空
気調和機の一例を示すブロック図であり、この実施形態
の空気調和機は室内ユニット（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
ンプ式の冷凍サイクルにおいて構成されている。図中４
は圧縮機、後述する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は第１絞り装置、２００はアキュムレー
タ、１００は四方弁を構成する例えばロータリ式の流路
切換弁である。

【００２４】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、第１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はヒートポンプ式の冷凍
サイクルＡを構成している。

【００２５】なお、本発明における「流路切換手段」、
「第１熱交換器」、「第２絞り装置」、及び「第２熱交
換器」は、後述するように室内熱交換器９Ａに設けられ
ている。

【００２６】冷凍サイクルＡの流路は流路切換弁１００
の流路モードに応じて２通りの流路に切り換えられる
が、この流路切換弁１００の流路モードを「冷房モー
ド」および「暖房モード」とする。また、冷房モード時
は冷房運転、冷房除湿運転、除霜運転を行い、暖房モー
ド時は暖房運転、暖房除湿運転を行う。

【００２７】圧縮機４は冷媒を圧縮し、この圧縮された
冷媒（流体）は流路切換弁１００に流入されるが、この
流路切換弁１００は運転モードに応じて流路モードが切
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。

【００２８】すなわち、暖房モードでは、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、室内熱交換器９Ａか
ら流出された冷媒液は第１絞り装置１０Ａを介して室外
熱交換器９Ｂに流入される。そして、室外熱交換器９Ｂ
から流出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
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、第１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
の順に循環される。

【００２９】なお、暖房運転、冷房運転、除霜運転は従
来公知の制御でもよいので、以下の説明では、暖房除湿
運転及び冷房除湿運転について主に説明する。

【００３０】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
する熱交換器モータ３０１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Ｃ
７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Ｔ
ａ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。

【００３１】また、室内制御部３００は、ドライバＣ１
１に対して制御信号を出力する。ここで、この図２で
は、後述の第２絞り装置の第１実施例及び第２実施例に
共通のブロック図として図示してあり、第１実施例の第
２絞り装置の場合はドライバＣ１１は電磁コイル１１を
駆動する回路、第２実施例の第２絞り装置の場合はドラ
イバＣ１１はステッピングモータ３１１にパルス信号の
供給する回路である。そして、第１実施例では、ドライ
バＣ１１からの駆動電流により電磁コイル１１が駆動さ
れ、第２絞り装置の弁開状態と弁閉状態の切り換えが行
われる。また、第２実施例では、ドライバＣ１１からの
パルス信号に応じてステッピングモータ３１１の回動角
が制御され、第２絞り装置の全開状態と閉状態の切換制
御、冷媒の流量制御が行われる。また、室内制御部３０
０は、ドライバＣ１２に対して制御信号を出力し、ドラ
イバＣ１２は流路切換手段駆動源３１２を制御し、室内
熱交換器９Ａ内の流路切換手段を駆動する。

【００３２】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を回転する熱交換器モータ４０１
は、マイクロコンピュータ等で構成された室外制御部４
００の制御によりドライバＣ８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４
００はドライバＣ６を介してステッピングモータ４０４
を駆動し、第１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で検出するとともに、インバ
ータモジュールＣ９からの三相電力により圧縮機モータ
４５０を駆動し、圧縮機４を運転制御する。

【００３３】また、室外制御部４００は、ドライバＣ１
０に対して制御信号を出力し、ドライバＣ１０から流路
切換弁１００の電磁コイル１０１に供給する電力を制御
する。なお、流路切換弁１００は電磁コイル１０１に供
給される電力に応じて流路を切り換える。

【００３４】図１は本発明の空気調和機の制御装置の一
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２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２と同じ要素
には同符号を付記してある。図１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（制御部）Ｃ１
は室内制御部３００のマイコン３３０及び室外制御部４
００のマイコン４７０に対応している。また、入力部Ｃ
２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ている。さらに、停電検出部Ｃ４は
室外制御部４００の電圧検出器４９０に対応し、半固定
記憶部Ｃ５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。

【００３５】第１絞り装置駆動部Ｃ６はドライバＣ６で
あり、第１絞り装置駆動源４０４はステッピングモータ
４０４である。流路切換手段駆動部Ｃ１２は流路切換手
段駆動源３１２を駆動する前記ドライバＣ１２である。
第２絞り装置駆動部Ｃ１１はドライバＣ１１であり、第
２絞り装置駆動源３１１はステッピングモータ３１１で
ある。室内ファン駆動部Ｃ７はドライバＣ７であり、室
内ファン駆動源３０１は熱交換器モータ３０１である。
室外ファン駆動部Ｃ８はドライバＣ８であり、室外ファ
ン駆動源４０１は熱交換器モータ４０１である。流路切
換弁駆動部Ｃ１０は、ドライバＣ１０であり、流路切換
弁駆動源１０１は電磁コイル１０１である。圧縮機駆動
部Ｃ９はインバータモジュールＣ９であり、圧縮機動力
源４５０は圧縮機モータである。なお、カラム［００３
１］で記述したが実施例によっては、第２絞り装置駆動
源（３１１／１１）が電磁コイル１１の場合もある。

【００３６】図９は室内熱交換器９Ａのブロック図であ
る。室内熱交換器９Ａは、流路切換手段９１、第１熱交
換器９Ａ１、第２熱交換器９Ａ２、および、第２絞り装
置９Ａ３とで構成されており、第２絞り装置９Ａ３は第
１熱交換器９Ａ１と第２熱交換器９Ａ２との間に介設さ
れたいる。第２絞り装置９Ａ３は、暖房除湿運転モード
及び冷房除湿運転モード以外の運転モードのときは全開
とされ、第１熱交換器９Ａ１と第２熱交換器９Ａ２とが
実質的に一体となって室内熱交換機９Ａの機能を果た
す。これにより、暖房モードでは、室内熱交換器９Ａは
凝縮器として機能し、室外熱交換器９Ｂは蒸発器として
機能し、室内の暖房がなされる。また、冷房モードで
は、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し、室内の冷房等がなされ
る。

【００３７】一方、暖房除湿運転モード及び冷房除湿運
転モードのときは、第２絞り装置９Ａ３は弁閉状態とさ
れ、後述の弁座に形成された切り込み溝（第１実施例）
あるいは制御弁（第２実施例）により冷媒を絞る機能を
果たす。そして、暖房除湿運転モード及び冷房除湿運転
モードのいずれの場合も、流路切換手段９１により流路
が切り換えられて、冷媒が第１熱交換器９Ａ１→第２絞
り装置９Ａ３→第２熱交換器９Ａ２のように同一方向に
流れ、第１熱交換器９Ａ１が凝縮器として機能し、第２
熱交換器９Ａ２が蒸発器として機能する。すなわち、凝
縮器による加熱と、蒸発器による冷却・除湿により、暖
房除湿運転時も、冷房除湿運転時も、共に、除湿作用→
再燃作用するので、再熱能力や除湿効率も良くなる。

【００３８】図１０は流路切換手段９１の第１例を示す
ブロック図であり、この例は１つの四方弁９１ａを用い
たものである。実線の矢印の暖房除湿運転モード時には
四方弁９１ａにおいて実線で図示した流路に切り換えら
れ、破線の矢印の冷房除湿運転モード時には四方弁９１
ａにおいて破線で図示した流路に切り換えされる。な
お、暖房運転モード時には、第２熱交換器９Ａ２→第２
絞り装置９Ａ３→第１熱交換器９Ａ１のように冷媒を流
すこともできる。

【００３９】図１１は流路切換手段９１の第２例を示す
ブロック図であり、この例は２つの二方弁９１ｂ，９１
ｃと２つの逆止弁９１ｄ，９１ｅを用いたものである。
暖房除湿運転モード時には、第１の二方弁９１ｂはＯＦ
Ｆ（閉）にされ、第２の二方弁９１ｃはＯＮ（開）にさ
れる。また、冷房除湿運転モード時には、第１の二方弁
９１ｂはＯＮ（開）にされ、第２の二方弁９１ｃはＯＦ
Ｆ（閉）にされる。なお、逆止弁９１ｅは、冷房除湿運
転モード時には第２熱交換器９Ａ２から流れる出る冷媒
を導通するように作用するが、暖房除湿運転モード時に
は第２熱交換器９Ａ２から流れ出る冷媒の圧力は室外ユ
ニット側からと出される冷媒の圧力より低いので、この
第２熱交換器９Ａ２から流れる出る冷媒を導通しないよ
うに作用する。このような逆止弁の作用は後述の逆止弁
でも同様である。

【００４０】図１２は流路切換手段９１の第３例を示す
ブロック図であり、この例は４つの二方弁９１ｆ，９１
ｇ，９１ｈ，９１ｉを用いたものである。暖房除湿運転
モード時には、第１の二方弁９１ｆはＯＦＦ（閉）にさ
れ、第２の二方弁９１ｇはＯＮ（開）にされ、第３の二
方弁９１ｈはＯＮ（開）にされ、第４の二方弁９１ｉは
ＯＦＦ（閉）にされる。また、冷房除湿運転モード時に
は、第１の二方弁９１ｆはＯＮ（開）にされ、第２の二
方弁９１ｇはＯＦＦ（閉）にされ、第３の二方弁９１ｈ
はＯＦＦ（閉）にされ、第４の二方弁９１ｉはＯＮ
（開）にされる。

【００４１】図１３は流路切換手段９１の第４例を示す
ブロック図であり、この例は１つの三方弁９１ｊと２つ
の逆止弁９１ｋ，９１ｍを用いたものである。暖房除湿
運転モード時には、三方弁９１ｊはＯＦＦ、すなわち管
路Ａ−１と管路Ａ−３が開で管路Ａ−２が閉にされる。
また、冷房除湿運転モード時には、三方弁９１ｊはＯ
Ｎ、すなわち管路Ａ−１と管路Ａ−２が開で管路Ａ−３
が閉にされる。

【００４２】図１４は流路切換手段９１の第５例を示す
ブロック図であり、この例は２つの三方弁９１ｎ，９１
ｐを用いたものである。暖房除湿運転モード時には、三
方弁９１ｎはＯＦＦ、すなわち管路Ａ−１と管路Ａ−３
が開で管路Ａ−２が閉にされ、三方弁９１ｐはＯＮ、す
なわち管路Ａ−４と管路Ａ−５が開で管路Ａ−６が閉に
される。また、冷房除湿運転モード時には、三方弁９１
ｎはＯＮ、すなわち管路Ａ−１と管路Ａ−２が開で管路
Ａ−３が閉にされ、三方弁９１ｐはＯＦＦ、すなわち管
路Ａ−４と管路Ａ−６が開で管路Ａ−５が閉にされる。

【００４３】次に、実施形態における第２絞り装置９Ａ
３の各実施例の構造と具体的な動作について説明する。

【００４４】図３および図４は第２絞り装置９Ａ３の第
１実施例の断面図である。弁ハウジング１７の上部に形
成された筒状部１７ａの外周には、導線１１ａを介して
通電される電磁コイル１１が設けられている。また、筒
状部１７ａには、その内側上部にガイド１２が設けられ
るとともに、同じく内側下部に吸引子１６が設けられて
おり、このガイド１２と吸引子１６との間に、弁体１４
の上部に連結されたプランジャ１３が配置されている。
プランジャ１３は筒状をなしており、この筒状の部分が
ガイド１２の突出部と筒状部１７ａとの間に配置されて
いる。

【００４５】プランジャ１３は、吸引子１６に固定され
たスプリング１５によって上方、すなわち、ガイド１２
に接近する方向に付勢されている。また、プランジャ１
３の内部には緩衝材１３ａが設けられており、ガイド１
２の下端は、緩衝材１３ａに当接することにより、スプ
リング１５の付勢力によるプランジャ１３の移動を規制
するストッパとして機能する。なお、弁ハウジング１７
（および筒状部１７ａ）、ガイド１２、弁体１４は非磁
性材で形成されており、吸引子１６、プランジャ１３は
導磁性材で形成されている。

【００４６】弁ハウジング１７の内部には弁室１９が設
けられており、この弁室１９には、第１熱交換器９Ａ１
に接続された配管２１が連通されるとともに、第２熱交
換器９Ａ２に接続された配管２２が弁ポート２０を介し
て連通されている。また、弁室１９内には、前記プラン
ジャ１３と連結された弁体１４の先端部が配置され、弁
ポート２０の弁体１４側の端部には、この弁体１４の先
端部と対向する弁座１８が形成されている。そして、弁
体１４の先端部の外周にはテーパー面１４ａが形成され
るとともに、弁座１８の上端内周面には弁体１４のテー
パー面１４ａと整合するようなテーパー面１８ａが形成
されている。

【００４７】以上の構成により、電磁コイル１１に通電
されると、吸引子１６とプランジャ１３との間に、プラ
ンジャ１３をスプリング１５の付勢力に抗して下降させ
る方向への電磁力が発生する。したがって、この電磁力
によりプランジャ１３が下降すると弁体１４も下降し、
弁体１４のテーパー面１４ａと弁座１８のテーパー面１
８ａが密着し、弁体１４が弁座１８に着座する。これに
より閉弁状態となる。

【００４８】ここで、弁座１８のテーパー面１８ａの一
部には、図５に示したような切り込み溝１８ｂが複数箇
所に形成されており、閉弁状態でも弁室１９と弁ポート
２０とは切り込み溝１８ｂにより連通される。一方、配
管２１は第１熱交換器９Ａ１に接続され、配管２２は第
２熱交換器９Ａ２に接続されているので、冷媒は、弁室
１９から切り込み溝１８ｂを介して弁ポート２０に流出
する。この構成において、切り込み溝１８ｂは絞りの役
割をするので、弁室１９内の圧力が弁ポート２０内の圧
力より高くなり、差圧が生じる。

【００４９】図６は、第２絞り装置９Ａ３の差圧対印加
電力特性を示す図であり、図の直線は弁体１４を弁座１
８に着座させるために必要な印加電力のしきい値を示し
ている。例えば、弁室１９と弁ポート２０との差圧ΔＰ
が０．０ＭＰａのときは、６．５Ｗの定格電力あるいは
それ以上の電力を電磁コイル１１に印加することによ
り、開弁状態（図３の状態）から閉弁状態（図４の状
態）となり弁体１４は弁座１８に着座する。そうして切
り込み溝１８ｂが絞りの役割をし、弁室１９内の圧力が
弁ポート２０内の圧力より高くなって、両者の差圧が
０．０８ＭＰａ（第３所定差圧）以上になると電磁コイ
ル１１への通電を非通電としても、閉弁状態を保持する
ことができる。また、差圧ΔＰが０．００５ＭＰａ（第
１所定差圧）のときは略６．１Ｗ（第１所定電力）以上
の電力の電磁コイル１１への印加により開弁状態から閉
弁状態にすることができ、差圧ΔＰが０．０１５ＭＰａ
（第２所定差圧）のときは略５．３Ｗ（第２所定電力）
以上の電力の電磁コイル１１への印加により開弁状態か
ら閉弁状態にすることができる。

【００５０】さらに、差圧ΔＰが０．０８ＭＰａ（第３
所定差圧）以上であれば、電力を電磁コイル１１に印加
しなくても開弁状態から閉弁状態にすることができるよ
う構成されている。すなわち、請求項１に対応して、弁
体付勢手段としてのスプリング１５の付勢力は、電磁コ
イル１１が非通電状態（通電遮断状態）で、かつ弁室１
９内と弁ポート２０内との差圧ΔＰが０．０８ＭＰａ
（第３所定差圧）以上のときに、弁体１４を弁座１８か
ら離間しないように設定されている。なお、この差圧Δ
Ｐは、主として圧縮機４の運転能力の制御（駆動、停止
等）によって変化するものであるが、除湿運転モード時
には、差圧ΔＰが０．０８ＭＰａ（第３所定差圧）以上
となるように空気調和機が運転される。また、差圧ΔＰ
が（徐々に）小さくなると、スプリング１５の付勢力は
弁体１４を弁座１８から離間させるように作用し、差圧
ΔＰが０．０１５ＭＰａ（第２所定差圧）まで小さくな
った状態では、弁体１４が弁座１８から、確実に離間し
ているように設定されている。

【００５１】図７及び図８は第２絞り装置９Ａ３の第２
実施形態の断面図であり、図７は開状態、図８は閉状態
を示している。この流体制御弁は弁本体３１を備え、弁
本体３１には弁室３１ａが形成されている。弁室３１ａ
にはその側面に開口する第１ポート３１ｂと下面に開口
する第２ポート３１ｃが形成され、第２ポート３１ｃの
弁室３１ａ側端部には主弁座３１ｄが形成されている。
第１ポート３１ｂには一次継手２１が接続され、第２ポ
ート３１ｃには二次継手２２が接続されており、一次継
手２１は、第１熱交換器９Ａ１に接続され、二次継手２
２は第２熱交換器９Ａ２に接続される。

【００５２】弁本体３１の第２ポート３１ｃと反対側に
は、弁室３１ａから上端に開口するシリンダ３１ｅが形
成されており、このシリンダ３１ｅ内には主弁体３２及
びピストン３３が摺動自在に配設されている。

【００５３】主弁体３２は円筒形状をしており、その内
部には下端からピストン３３側に円錐台状に突出した隔
壁を有し、この隔壁の上端部に制御弁座３２ａが形成さ
れている。また、主弁体３２の下端にテーパー面３２ｂ
が形成され、このテーパー面３２ｂが主弁座３１ｄに当
接する。さらに、主弁体３２の側面にはその内部の主弁
体室３２ｄに導通するブリードホール３２ｃが形成され
ている。

【００５４】ピストン３３の下端中央にはニードル弁３
４が取り付けられており、ニードル弁３４は、その先端
が主弁体３２の制御弁座３２ａの内周より小さな径とさ
れ、付け根側が制御弁座３２ａの内周より大きな径とさ
れている。また、ニードル弁３４の外周には、コイルバ
ネ３５が配設されており、このコイルバネ３５の上端は
ピストン３３の下端に固定され、コイルバネ３５の下端
は主弁体２の内周底部に固定されている。これにより、
主弁体３２はピストン３３側に付勢されている。

【００５５】弁本体３２の上方には薄板製の円筒体から
なるケース３６が取り付けられ、このケース３６の下部
開口部と弁本体３１とは蓋３７によって封鎖されてい
る。ケース３６の内部には、マグネット製のローター３
８、雄ネジ３９ａを有するシャフト３９、バネ受け４
０、コイルバネ４１が配設されている。ローター３８は
シャフト３９に取り付けられ、シャフト３９の上端はバ
ネ受け４０により摺動自在に軸支されて、ローター３８
の上部とバネ受け４０との間にコイルバネ４１が介装さ
れている。

【００５６】バネ受け４０は、ケース３６の頂壁部中心
を外側に突出して形成された凹部３６ａにその先端突出
部を回転可能に支持され、シャフト３９の下端は、弁本
体３１の上端部に形成された軸受け３１ｆに軸支されて
いる。これにより、ローター３８及びシャフト３９はケ
ース３６内で回転可能になっている。また、コイルバネ
４１により、シャフト３９の振動吸収が行われる構成に
なっている。そして、ケース３６の外周に固着されたス
テータ４２内にはコイル４２ａが巻回された配設されて
おり、このコイル４２ａ、ローター３８及びシャフト３
９によりステッピングモータ３１１が構成されている。
なお、ステータ４２とコイル４２ａは一部図示を省略し
てある。

【００５７】ピストン３３は中空部を有する円柱形状を
しており、この中空部上方には、シャフト３９の雄ネジ
３９ａに螺合する雌ネジ３３ａが取り付けられている。
また、シリンダ３１ｅの上端部には、ピストン３３の回
転を止めながら該ピストン３３をその軸方向（シャフト
３４の軸方向）に往復移動可能に案内するガイド部３１
ｇが設けられている。また、軸受け３１ｆの下端にはニ
ードル弁３４の上端が当接する板バネ３１ｈが配設され
ている。そして、図７の状態でステッピングモータ３１
１を正回転するとピストン３３は下降して図８の状態に
なり、図８の状態でステッピングモータ３１１を逆回転
するとピストン３３は上昇して図７の状態になる。

【００５８】以上の構成により、第２実施例の第２絞り
装置９Ａ３は次のように動作する。まず図７の状態で
は、ニードル弁３４は板バネ３１ｈを介して軸受け３１
ｆをストッパとして第１箇所で停止している。このとき
主弁体３２はコイルバネ３５の引っ張り力（付勢力）に
よりピストン３３と一体になっている。すなわち、主弁
体３２は主弁座３１ｄから離間して当該第２絞り装置９
Ａ３が全開とされ、除湿運転モード以外の運転モードと
なっている。

【００５９】次に、除湿運転モードへの切り換え時に
は、ステッピングモータ３１１が正回転されるので、ピ
ストン３３及び主弁体３２が下降して図８の第２箇所に
停止する。このとき第１ポート３１ｂが高圧側、第２ポ
ート３１ｃが低圧側になっている。したがって、図８の
ように主弁体３２が主弁座３１ｄに接する（あるいは近
づく）と、第１ポート３１ｂの冷媒がブリードホール３
２ｃを介して主弁体３２の上部の主弁体室３２ｄに流入
し、この主弁体室３２ｄと第２ポート３１ｃとの間に差
圧が生じる。したがって、主弁体３２は主弁座３１ｄに
押し付けられて着座する。

【００６０】なお、この主弁体３２を押し付ける力は主
弁体室３２ｄ（略第１ポート３１ｂ）と第２ポート３１
ｃとの圧力差とコイルバネ３５の引っ張り力によって決
まり、主弁体３２の制御弁座３２ａとニードル弁３４と
の隙間の断面積がブリードホール３２ｃの断面積より小
さいほど押し付ける力（差圧）は大きくなる。また、主
弁体３２を押し付ける力がコイルバネ３５の付勢力（引
っ張り力）より大きくなるように、当該コイルバネ３５
の強度と、ニードル形状が設定されている。

【００６１】このように、主弁体３２は差圧により主弁
座３１ｄに着座した状態を保持するので、ステッピング
モータ３１１によりピストン３３（すなわちニードル弁
３４）を上下動することにより、制御弁座３２ａとニー
ドル弁３４で構成される制御弁の開度が変化し、除湿運
転モード時の冷媒の流量を制御することができる。

【００６２】次に、除湿運転モードから冷房運転モード
あるいは暖房運転モードに切り換える場合、ステッピン
グモータ３１１を逆回転（フル回転）してピストン３３
を図７の第１箇所に移動する。これにより、ニードル弁
３４が制御弁座３２ａを開放するので、主弁体室３２ｄ
の圧力と第２ポート３１ｃの圧力との差圧が減少し、差
圧による力がコイルバネ３５の付勢力より小さくなるた
め、主弁体３２は主弁座３１ｄから離間して図７の状態
となる。すなわち、第１ポート３１ｂと第２ポート３１
ｃが完全に導通して冷凍サイクルＡは冷房モード（ある
いは暖房モード等）になる。

【００６３】以上のように、冷凍サイクルＡに冷媒を循
環させた状態でも、ステッピングモータ３１１の駆動に
より第２絞り装置９Ａ３の切り換え制御を行うことがで
きるので、圧縮機４を停止する必要がない。また、除湿
運転モード時にも、制御弁座３２ａとニードル弁３４で
構成される制御弁により、冷媒の流量を制御することが
できる。

【００６４】

【発明の効果】請求項１の空気調和機の制御装置によれ
ば、再熱能力や除湿効率が良くなるとともに、第２絞り
装置を同一方向に流れて発生する差圧により弁体が弁座
に着座するので、電磁コイルを非通電としても上記差圧
により弁体の着座状態を保持して除湿運転を行うことが
でき、消費電力を低減できる。

【００６５】請求項２の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１と同様に再熱能力や除湿効率が良くなると
ともに、除湿運転時に制御弁により流体（冷媒）の流量
を制御できる。また、第２絞り装置を同一方向に流れて
発生する差圧により主弁体が弁座に着座するので、制御
弁の開放により主弁体を離座させることができ、圧縮機
を停止することなく、暖房除湿運転と暖房運転との切り
換え、あるいは、冷房除湿運転と冷房運転との切り換え
を行うことができ、消費電力を低減できる。

【００６６】請求項３の空気調和機によれば、請求項１
と同様な効果が得られる。

【００６７】請求項４の空気調和機によれば、請求項２
と同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の制御装置の一実施形態の
原理的ブロック図である。

【図２】本発明を適用した実施形態に係る空気調和機の
一例を示すブロック図である。

【図３】実施形態における第１実施例の第２絞り装置の
開状態の断面図である。

【図４】実施形態における第１実施例の第２絞り装置の
閉状態の断面図である。

【図５】実施形態における第１実施例の第２絞り装置の
切り込み溝を説明する図である。

【図６】実施形態における第１実施例の第２絞り装置の
差圧対印加電力特性を示す図である。

【図７】実施形態における第２実施例の第２絞り装置の
開状態の断面図である。

【図８】実施形態における第２実施例の第２絞り装置の
閉状態の断面図である。

【図９】実施形態における室内熱交換器のブロック図で
ある。

【図１０】実施形態における流路切換手段の第１例を示
すブロック図である。

【図１１】実施形態における流路切換手段の第２例を示
すブロック図である。

【図１２】実施形態における流路切換手段の第３例を示
すブロック図である。

【図１３】実施形態における流路切換手段の第４例を示
すブロック図である。

【図１４】実施形態における流路切換手段の第５例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

９Ａ 室内熱交換器 ９Ｂ 室外熱交換器 ９Ａ１ 第１熱交換器 ９Ａ２ 第２熱交換器 ９Ａ３ 第２絞り装置 ９１ 流路切換手段 １０Ａ 第１絞り装置 １００ 流路切換弁 ２００ アキュムレータ ３００ 室内制御部 ３１２ 流路切換手段駆動源 ４００ 室外制御部 Ａ 冷凍サイクル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外ユニットと室内ユニットとの接続部
   に設けられ、冷房モードと暖房モードとの室内熱交換器
   を流れる流体の流れ方向が同一方向になるように流路を
   切り換える流路切換手段と、室内ユニットに設けられた
   第２絞り装置とを備えた空気調和機を制御し、除湿運転
   時に、室内ユニットを構成する室内熱交換器の第１熱交
   換器、第２絞り装置、及び第２熱交換器の順に流体が流
   れるように前記流路切換手段を切り換え制御する空気調
   和機の制御装置において、 前記第２絞り装置は、通電により弁体を弁座に着座させ
   る電磁コイルを備えるとともに、前記流体が当該第２絞
   り装置を同一方向に流れて発生する差圧により弁体が弁
   座に着座するように構成されており、 前記電磁コイルへの通電を遮断して弁閉状態を保持する
   ことを特徴とする空気調和機の制御装置。
2. 【請求項２】 室外ユニットと室内ユニットとの接続部
   に設けられ、冷房モードと暖房モードとの室内熱交換器
   を流れる流体の流れ方向が同一方向になるように流路を
   切り換える流路切換手段と、室内ユニットに設けられた
   第２絞り装置とを備えた空気調和機を制御し、除湿運転
   時に、室内ユニットを構成する室内熱交換器の第１熱交
   換器、第２絞り装置、及び第２熱交換器の順に流体が流
   れるように前記流路切換手段を切り換え制御する空気調
   和機の制御装置において、 前記第２絞り装置は、前記流体が当該第２絞り装置を同
   一方向に流れて発生する差圧により弁座に着座する主弁
   体と、該主弁体に設けられた制御弁とを備えており、 前記流体の差圧により前記主弁体の弁閉状態を保持する
   とともに、前記制御弁を制御して前記第２絞り装置を流
   れる流体の流量を制御することを特徴とする空気調和機
   の制御装置。
3. 【請求項３】 室外ユニットと室内ユニットとの接続部
   に設けられ、冷房モードと暖房モードとの室内熱交換器
   を流れる流体の流れ方向が同一方向になるように流路を
   切り換える流路切換手段と、室内ユニットに設けられた
   第２絞り装置とを備え、除湿運転時に、室内ユニットを
   構成する室内熱交換器の第１熱交換器、第２絞り装置、
   及び第２熱交換器の順に流体が流れるように前記流路切
   換手段を切り換え制御する空気調和機において、 前記第２絞り装置は、通電により弁体を弁座に着座させ
   る電磁コイルを備えるとともに、前記流体が当該第２絞
   り装置を同一方向に流れて発生する差圧により弁体が弁
   座に着座するように構成されており、 前記電磁コイルへの通電を遮断して弁閉状態を保持する
   ことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】 室外ユニットと室内ユニットとの接続部
   に設けられ、冷房モードと暖房モードとの室内熱交換器
   を流れる流体の流れ方向が同一方向になるように流路を
   切り換える流路切換手段と、室内ユニットに設けられた
   第２絞り装置とを備え、除湿運転時に、室内ユニットを
   構成する室内熱交換器の第１熱交換器、第２絞り装置、
   及び第２熱交換器の順に流体が流れるように前記流路切
   換手段を切り換え制御する空気調和機において、 前記第２絞り装置は、前記流体が当該第２絞り装置を同
   一方向に流れて発生する差圧により弁座に着座する主弁
   体と、該主弁体に設けられた制御弁とを備えており、 前記流体の差圧により前記主弁体の弁閉状態を保持する
   とともに、前記制御弁を制御して前記第２絞り装置を流
   れる流体の流量を制御することを特徴とする空気調和
   機。