CN103797316A - 尤其用于制冷机的阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使制冷剂循环的制冷机（100；200）的阀装置，所述阀装置设有至少一个冷凝器（20）和至少一个蒸发器（30）。所述阀装置包括：至少一个入口（61），所述冷凝器（20）中的制冷剂能够在所述入口处被供送至阀装置（60）；至少三个出口（62、63、64），阀装置（60）中的制冷剂能够通过所述出口排放到所述蒸发器（30）中；和阀元件（65），其绕着轴线（A）可旋转地布置，并能够被带到多个位置（S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇）。在第一位置（S₁）中，第一出口（62）连通至入口（61），以便输送制冷剂。在第二位置（S₂）中，第二出口（63）连通至入口（61），以便输送制冷剂。在第三位置（S₃）中，第三出口（64）连通至入口（61），以便输送制冷剂。在第四位置（S₄）中，所述至少三个出口（62、63、64）都不连通至入口（61），且在第五位置（S₅）中，所述至少三个出口（62、63、64）中的至少两个连通至入口（61）。

Description

尤其用于制冷机的阀装置

技术领域

本发明涉及一种用于使制冷剂循环的制冷机的阀装置，所述阀装置设有至少一个冷凝器和至少一个蒸发器。所述阀装置包括至少一个入口和至少三个出口，冷凝器中的制冷剂可在所述入口处供送至阀装置，阀装置中的制冷剂可通过所述出口排放到蒸发器中。所述阀装置还包括阀元件，所述阀元件绕着轴线可旋转地布置，且能够被带到多个位置。在第一位置中，第一出口连通至入口，以便输送制冷剂。在第二位置中，第二出口连通至入口，以便输送制冷剂。在第三位置中，第三出口连通至入口，以便输送制冷剂。在第四位置中，所述至少三个出口都不连通至入口。

背景技术

从US7,437,888B2中获知这种阀装置。

发明内容

本发明的目的是提供这样一种阀装置，与从现有技术获知的阀装置相比，该阀装置能够在制冷机中更高效地分布制冷剂。

为了实现该目的，提出了一种如权利要求1所述的阀装置。根据本发明的阀装置的有益的实施例在权利要求2-8中描述。

为了实现该目的，还提出了一种如权利要求9所述的制冷机和一种如权利要求14所述的用于控制阀装置的方法。所述制冷机的有益的实施例在权利要求10-12中描述。

所述制冷机尤其是制冷器具的一部分。制冷器具被理解成尤其是指家用制冷器具，也就是指这样的制冷器具：其在家庭中用于家务操作或还可能在餐饮业中使用，且尤其用于在指定的温度下储存相当于家庭用量的食品和/或饮料，例如冰箱、立式冷冻机、冷藏-冷冻组合机、卧式冷冻机或酒储存器具。

根据本发明的阀装置的特征尤其在于，在制冷机中循环的制冷剂可根据需要来单独地分布。通过同时敞开两个出口，在阀装置具有三个出口的情况下可产生六种不同的设置，而不是用于调节制冷机的冷凝器和蒸发器之间的制冷剂流量的三种不同的选项。另外，根据冷凝器中的制冷剂的量，要排放的制冷剂的量可被改变。这在极高的温度、例如高于70℃的温度存在于冷凝器中的情况下是尤其有益的。在这种意义上，流量与体积流速同义。

在根据本发明的阀装置的一个优选实施例中，所述至少三个出口相对于轴线等距地布置。该实施例使得不同的出口可借助于阀元件的相同区域来被释放或被阻挡。

所述至少三个出口优选位于一圆上，其中，所述圆的中心布置在所述轴线上，且所述出口在所述圆的圆周方向上等距地布置。该实施例具有的优点是，所述阀元件的位置能够相对于所述三个出口中的每个转换至其他出口。

在另一优选实施例中，所述三个出口的布置是共面的。所述三个出口优选布置在一平面上，该平面与所述轴线垂直地延伸。

所述阀元件优选包括调节转盘，所述调节转盘优选可借助于齿轮绕着轴线A旋转，所述齿轮可由步进电机驱动。例如在EP 1 176 346 B1中描述了这种步进电机。所述阀装置优选具有限制开关，所述限制开关防止阀元件旋转至它的全部范围。

所述调节转盘优选包括面板，所述面板相对于所述轴线在旋转意义上非对称。此处，在旋转意义上非对称与非旋转对称意义相同。该实施方式使得阀元件可在大约360°的弧度上操作，且不是以180°分别错开的位置在入口与一个或多个出口之间形成相同构型的连接。

在根据本发明的阀装置的一个优选实施例中，所述面板包括至少两个凹部，所述凹部将入口与所述至少三个出口中的至少一个连通，以便输送制冷剂。

另外，根据本发明的阀装置优选以第六位置和第七位置为特征，其中，在每种情况下，所述至少三个出口中的至少两个分别连通至入口。

在一个优选实施例中，至少一个位置布置在两个位置之间，在所述至少一个位置中，所述至少三个出口都不连通至入口，在所述两个位置中，所述至少三个出口中的至少两个分别连通至入口。该实施例具有的优点是，从两个出口都连通至入口的位置，可快速地转换至所有出口都闭合的状态。因此，制冷剂从冷凝器的排放可快速地中断。

根据本发明的制冷机包括根据本发明的阀装置。所述制冷机包括冷凝器、蒸发器、压缩机和并联布置的至少三个流量限制单元，所述流量限制单元分别连通至阀装置的所述至少三个出口中的相应的一个且分别连通至蒸发器。该实施例使得：通过使用所述至少三个流量限制单元中的单独一个或同时使用所述至少三个流量限制单元中的两个来排放制冷剂，可调节从冷凝器输送到蒸发器中的制冷剂的体积流速。

替代性地，所述制冷机可包括冷凝器、并联布置的至少三个蒸发器、压缩机和并联布置的至少三个流量限制单元，所述流量限制单元分别连通至阀装置的所述至少三个出口中的相应的一个并分别连通至所述至少三个蒸发器中的相应的一个。蒸发器优选分别分配给制冷机的不同温度区域，使得多个温度区域能够借助于阀装置通过到相应的蒸发器的制冷剂供送也同时冷却下来。因此，将制冷剂供送至一个蒸发器不意味着必须停止向至少两个其余的蒸发器的制冷剂供送。

所述三个流量限制单元优选具有不同的压力损失系数。所述压力损失系数（其还可被描述为牵拉系数或流动阻力系数）是对被液体灌注的主体的流动阻力而言的无因次量纲。如果制冷机具有在数量上与阀装置的出口数量相等的并联布置的蒸发器，压力损失系数就可选择成：能使蒸发器被最佳地供送制冷剂。如果普通的蒸发器通过流量限制单元被供送制冷剂，就可尤其有益地以如下方式选择相应的流量限制单元的压力损失系数：使被输送的制冷剂的体积流速对应于流量限制单元中的单独一个的体积流速，而不对应于并联开启的两个流量限制单元的制冷剂的体积流速。以这种方式，例如，所述三个流量限制单元和所述三个位置（在所述三个位置处，两个流量限制单元同时并联地开启）可一共产生六种不同的体积流速，否则的话最多只能形成五种。

根据本发明的用于控制根据本发明的阀装置的方法包括以下方法步骤：

在第一位置中，将制冷剂从入口输送至第一出口；

在第二位置中，将制冷剂从入口输送至第二出口；

在第三位置中，将制冷剂从入口输送至第三出口；

在第四位置中，中断制冷剂的流动；和在第五位置中，将制冷剂从入口输送至所述至少三个出口中的两个。

根据本发明的用于控制根据本发明的阀装置的方法利用了根据本发明的阀装置的优点。

附图说明

本发明的细节和附加的优点体现在下述优选的示例性实施例中。仅详细地示意性地示出了代表示例性实施例的附图，其中：

图1是根据本发明的阀装置的剖视图；

图2a是根据本发明的在第一位置中的阀装置的面板的剖视图；

图2b是根据本发明的在第二位置中的阀装置的面板的剖视图；

图2c是根据本发明的在第三位置中的阀装置的面板的剖视图；

图2d是根据本发明的在第四位置中的阀装置的面板的剖视图；

图2e是根据本发明的在第五位置中的阀装置的面板的剖视图；

图2f是根据本发明的在第六位置中的阀装置的面板的剖视图；

图2g是根据本发明的在第七位置中的阀装置的面板的剖视图；

图3是根据本发明的根据第一示例性实施例的制冷机的示意性示图；以及

图4是根据本发明的根据第二示例性实施例的制冷机的示意性示图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的阀装置60的剖视图。阀装置60包括齿轮68，所述齿轮68绕着轴线B可旋转地布置。阀元件65绕着轴线A可旋转地布置并包括调节转盘66，所述调节转盘66与齿轮68啮合并能够通过齿轮68驱动。

图1中，轴线A、B处于剖切平面内。另外，阀装置60包括入口61和三个出口62、63、64。借助于入口61，制冷剂可被供送至阀装置60，并可借助于出口62、63、64再从阀装置60排放。阀元件65布置成与出口区段73中的出口62、63、64相对。

出口62、63、64相对于轴线A等距地布置。面板69处在阀装置60的出口区段73上的出口62、63、64的区域中。通过绕着轴线B旋转齿轮68，使阀元件65绕着轴线A旋转。借助于限制开关（未示出）防止阀元件65进行大于360°的旋转。

图2a-2g示出了阀元件65的面板69的沿着横向于轴线A延伸的平面的剖视图，其中，图中的每个分别示出了处于其他位置S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇的面板69。

图2a示出了在第一位置S₁中的阀元件65的面板69的沿着横向于轴线A延伸的平面的剖视图。面板69包括第一凹部71和第二凹部72，制冷剂可通过所述第一凹部71和所述第二凹部72从入口61流到出口62、63、64。凹部71、72相对于轴线A在旋转意义上非对称。面板69也相对于轴线A在旋转意义上非对称。尤其地，如图2所示，第一凹部71布置成与第一出口62相对，由此使入口61连通至第一出口62。因此，制冷剂可通过从入口61经第一凹部71到第一出口62来流动通过阀元件60。在图2a中示出的阀元件65的第一位置S₁中，出口63、64被阀元件65的面板69阻挡，使得制冷剂不能从入口61流到出口63、64。

在图2b所示的第二位置S₂中，第一凹部71布置成与第二出口63相对。因此，出口63直接连通至入口61。在第二位置S₂中，第一出口62和第三出口64被阀元件65的面板69阻挡，使得制冷剂不能从入口61流到出口62、64。

在图2c所示的第三位置S₃中，第一凹部71布置成与第三出口64相对，使得制冷剂能够从入口61流到出口64。出口62、63被面板69阻挡，从而防止了制冷剂从入口61流到出口62、63。

图2d示出了在第四位置S₄中的阀元件65的面板69的剖视图。在第四位置S₄中，所有三个出口62、63、64都被面板69阻挡，使得从入口61到出口62、63、64中的每个的制冷剂流动都被中断。

如图2e所示，阀元件65的面板69布置在第五位置S₅中，使得第一凹部71定位成与第一出口62相对，且第二凹部72定位成与第三出口64相对。通过面板69的这种布置方式，第一出口62和第三出口64都连通至入口61，使得制冷剂能够从入口61流到出口62、64。然而，第二出口63被面板69阻挡，从而防止了制冷剂从入口61流到第二出口63。

如图2f所示，阀元件65的面板69布置在第六位置S₆中，使得第一凹部71定位成与第二出口63相对，且第二凹部72定位成与第一出口62相对。通过面板69的这种布置方式，第一出口62和第二出口63都连通至入口61，使得制冷剂能够从入口61流到出口62、63。然而，第三出口64被面板69阻挡，从而防止了制冷剂从入口61流到第三出口64。

如图2g所示，阀元件65的面板69布置在第七位置S₇中，使得第一凹部71定位成与第三出口64相对，且第二凹部72定位成与第二出口63相对。通过面板69的这种布置方式，第二出口63和第三出口64都连通至入口61，使得制冷剂能够从入口61流到出口63、64。然而，第一出口62被面板69阻挡，从而防止了制冷剂从入口61流到第一出口62。

图3示出了根据本发明的根据第一示例性实施例的制冷机100。制冷机100包括冷凝器20、蒸发器30、压缩机40以及根据本发明的阀装置60和并联布置的三个流量限制单元51、52、53。流量限制单元51、52、53一方面分别连通至阀装置60的出口62、63、64中的相应的一个，另一方面连通至蒸发器30。制冷剂经过制冷机100，并相继地经历不同的聚集状态变化。初始的气态制冷剂被压缩机40压缩并流到冷凝器20中。在冷凝器20中，制冷剂在热吸收过程中冷凝。然后，制冷剂流到根据本发明的阀装置60，并通过一个流量限制单元51、52、53或并联地通过两个流量限制单元51、52、53供送至蒸发器。在蒸发器30中，制冷剂在相对较低的温度下在热吸收过程中蒸发。此时，制冷剂在制冷机100中的循环可从该起点开始。因此，制冷剂在低温下吸收热量输出，并在较高的温度下通过技术努力将热量发散到周围环境中。

以上描述的制冷机100使得能够调节通过冷凝器20经由阀装置60供送至蒸发器30的制冷剂的体积流速。根据本发明的制冷机100包括压力损失系数优选不同的三个流量限制单元51、52、53。由于还可开启阀装置60的所述三个出口62、63、64中的两个，因此产生了另外三种附加的阀位置，其中，所述三个流量限制单元51、52、53中的两个分别被灌注制冷剂。因此，产生了另外三种附加的选项，以用于可被供送至蒸发器的制冷剂的不同体积流速。因此，通过与流量限制单元51、52、53连通，阀装置60能够充当可接受六种不同的压力损失系数的多级流量限制单元来操作。因此，通过与流量限制单元51、52、53连通，阀装置60能够充当可接受六种不同的压力损失系数的流量限制单元来操作。因此，根据本发明的制冷机100的实施方式使得制冷剂能够以不同的速率从冷凝器20供送至蒸发器30。

图4示出了根据本发明的根据第二示例性实施例的制冷机200。制冷机200包括冷凝器20、三个蒸发器31、32、33、压缩机40和根据本发明的阀装置60，所述阀装置60的出口62、63、64分别连通至蒸发器31、32、33中的相应的一个。出口62、63、64经由流量限制单元54、55、56连通至蒸发器31、32、33。由于流量限制单元54、55、56可能在它们的压力损失系数上不同，因此，体积流速可被调整以适于蒸发器31、32、33的制冷要求。根据本发明的制冷机200的蒸发器31、32、33可分配给不同的温度区域，从而可使它们的冷却能力的范围变化很大。借助于根据本发明的阀装置的实施方式，蒸发器31、32、33中的一个或蒸发器31、32、33中的两个可按需要同时被供送来自冷凝器的制冷剂。

附图标记列表

Claims (14)

1.一种用于使制冷剂循环的制冷机（100；200）的阀装置，所述阀装置设有至少一个冷凝器（20）和至少一个蒸发器（30），所述阀装置包括：

至少一个入口（61），所述冷凝器（20）中的制冷剂能够在所述入口（61）处被供送至阀装置（60）；

至少三个出口（62、63、64），所述阀装置（60）中的制冷剂能够通过所述出口（62、63、64）排放到所述蒸发器（30）中；

阀元件（65），其绕着轴线（A）可旋转地布置，并能够被带到多个位置（S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇）；

其中，在第一位置（S₁）中，第一出口（62）连通至入口（61），以便输送制冷剂；

在第二位置（S₂）中，第二出口（63）连通至入口（61），以便输送制冷剂；

在第三位置（S₃）中，第三出口（64）连通至入口（61），以便输送制冷剂；

在第四位置（S₄）中，所述至少三个出口（62、63、64）都不连通至入口（61），且

在第五位置（S₅）中，所述至少三个出口（62、63、64）中的至少两个连通至入口（61）。

2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述至少三个出口（62）相对于轴线（A）等距地布置。

3.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于，所述至少三个出口（62、63、64）位于一圆上，其中，所述圆的中心布置在轴线（A）上，所述出口（62）在所述圆的圆周方向上等距地布置。

4.如权利要求1-3中任一所述的阀装置，其特征在于，所述阀元件（65）包括调节转盘（66），所述调节转盘（66）优选能够借助于齿轮（68）绕着轴线（A）旋转，所述齿轮（68）能够通过步进电机来驱动。

5.如权利要求4所述的阀装置，其特征在于，所述调节转盘（66）包括面板（69），所述面板（69）相对于轴线（A）在旋转意义上非对称。

6.如权利要求5所述的阀装置，其特征在于，所述面板（69）包括至少两个凹部（71、72），所述至少两个凹部（71、72）将入口（61）连通至所述至少三个出口（62、63、64）中的至少一个，以便输送制冷剂。

7.如权利要求1-6中任一所述的阀装置，其特征在于，所述阀装置包括第六位置（S₆）和第七位置（S₇），在所述第六位置（S₆）和第七位置（S₇），所述至少三个出口（62、63、64）中的至少两个分别连通至入口（61）。

8.如权利要求1-7中任一所述的阀装置，其特征在于，至少一个位置（S₄）布置在两个位置（S₅）之间，在所述至少一个位置（S₄）中，所述至少三个出口（62、63、64）都不连通至入口（61），在所述两个位置（S₅）中，所述至少三个出口（62、63、64）中的至少两个分别连通至入口（61）。

9.一种制冷机，其包括如权利要求1-8中任一所述的阀装置（60）。

10.如权利要求9所述的制冷机，其特征在于，所述制冷机包括冷凝器（20）、蒸发器（30）、压缩机（40）和并联布置的至少三个流量限制单元（51、52、53），所述至少三个流量限制单元（51、52、53）分别连通至阀装置（60）的所述至少三个出口（62、63、64）中的相应的一个，并分别连通至蒸发器（30）。

11.如权利要求9所述的制冷机，其特征在于，所述制冷机包括冷凝器（20）、并联布置的至少三个蒸发器（31、32、33）、压缩机（40）和并联布置的至少三个流量限制单元（54、55、56），所述至少三个流量限制单元（54、55、56）分别连通至阀装置（60）的所述至少三个出口（62、63、64）中的至少一个，并分别连通至所述至少三个蒸发器（31、32、33）中的相应的一个。

12.如权利要求10或11所述的制冷机，其特征在于，所述至少三个流量限制单元（51、52、53，54、55、56）具有不同的压力损失系数。

13.一种制冷器具，尤其是家用制冷器具，其具有如权利要求9-12中任一所述的制冷机。

14.一种用于控制如权利要求1-8中任一所述的阀装置的方法，包括以下方法步骤：

在第一位置（S₁）中，将制冷剂从入口（61）输送至第一出口（62）；

在第二位置（S₂）中，将制冷剂从入口（61）输送至第二出口（63）；

在第三位置（S₃）中，将制冷剂从入口（61）输送至第三出口（64）；

在第四位置（S₄）中，中断制冷剂的流动；和

在第五位置（S₅）中，将制冷剂从入口（61）输送至所述至少三个出口（62、63、64）中的两个。

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