CN1176373A - 膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

一种能防止空调装置中的膨胀阀中的波动现象的膨胀阀。它是在膨胀阀10里安装着构成阀体驱动棒的铝制感温棒200,这感温棒200设有直到感温部的有底圆孔210。由于这圆孔使感温棒的传热面积缩小,因而即使蒸发器的热负荷发生变动,膨胀阀10的应答特性也成钝感,从而能避免在冷冻系统里发生波动现象。

Description

膨胀阀
本发明涉及空气调节装置、冷冻装置等冷冻循环中的制冷剂用的膨胀阀。
这种膨胀阀用于汽车等空气调节装置的冷冻循环中，图5是与冷冻循环的概况同时表示的现有膨胀阀的纵断面图。
膨胀阀10在它的棱柱状铝制的阀本体30上，上下相互间隔地形成用于液相制冷剂通过的第一通路32和气相制冷剂通过的第二通路34，上述第一通路是用于通过在冷冻循环的制冷剂管路11中的从冷凝器5的制冷剂出口、借助储液罐6而通向蒸发器8的制冷剂入口的液相制冷剂；上述第二通路是用于通过在制冷剂管路11中的从蒸发器8的制冷剂出口通向压缩器4的制冷剂入口的气相制冷剂。
在第一通路32上形成用来使由储液罐出口供给的液体制冷剂绝热膨胀的小孔32a，小孔32a配置在阀本体30的沿纵长方向的中心线上。在小孔32a的入口处形成阀座，阀座上设有用阀构件32c支承的阀体32b，阀体32b和阀构件32c用焊接固定。阀构件32c由焊接而与阀体固紧，而且由压缩螺旋弹簧那样的弹压机构32d压紧着。
对从储液罐6输出的液相制冷剂进行导引的第一通路32构成液相制冷剂的通路，它设有入口孔321以及与这入口孔321相连通的阀腔室35，阀腔室35是与小孔32a的中心线同轴地形成的有底的腔室，由塞子39密闭。
而且，为了根据蒸发器8的出口温度而对阀体32b施加驱动力，从而进行小孔32a的开关，在阀本体30上，与第二通路34贯通并在上述中心线的延长线上形成小直径的孔37以及直径比这孔37大的孔38，在阀本体30的上端形成螺孔361，以固定构成热敏部的动力元件部36。
动力元件部36设有不锈钢制的隔膜36a、上盖36d和36h、封切管36i，上述的上盖和下盖是夹住隔膜36a而且相互密接地设置、在隔膜的上下分别形成上部压力动作室36b和下部压力动作室36c这两个气密室，而封切管36i是用来把构成隔膜驱动流体的一定制冷剂封入在上部压力动作室36b里的；下部压力动作室36c借助相对于小孔32a的中心线同心地形成的均压孔36e而与第二通路34连通。从蒸发器8输出的制冷剂蒸气在第二通路34里流动、通路34成为气相制冷剂的通路，该制冷剂蒸气的压力借助均压孔36e而加在下部压力动作室36c上。
而且，设置着铝制的感温棒36f和不锈钢制的动作棒37f；前者是被配置成在下部压力动作室36c内与隔膜36a相接、而且贯通第二通路34地被配置在大直径孔38内，将蒸发器8的制冷剂出口温度传递给下部压力动作室36c，而且根据与上部压力动作室36b及下部压力动作室36c的压差相对应的隔膜36a的位移，在大直径孔38内滑动而施加驱动力；后者能滑动地配置在小直径孔37内而且根据感温棒36f的位移而抵抗弹压机构32d的弹力按压阀体32b；感温棒36f和动作棒37f相接触，动作棒37f又与阀体32b相接触，感温棒36f和动作棒37f构成阀体驱动棒。这样，从隔膜36a的下面延伸至第一通路32的小孔32a的阀体驱动棒与均压孔36e同心地配置着。
构成压力缸壳体的上盖36d的上方的压力动作室36b中充填着公知的隔膜驱动流体，第二通路34和与第二通路34连通的均压孔36e里露出着的阀体驱动棒，以及借助隔膜36a而流过第二通路34的从蒸发器8的制冷剂出口流出的制冷剂蒸气的热量被传递给隔膜驱动流体。
上方的压力动作室36b中的隔膜驱动流体对应上述被传递的热量相被气化而形成气体压力，并施加在隔膜36a的上面。隔膜36a通过上述被施加在上面的隔膜驱动气体的压力和施加在隔膜36a下面上的压力差而上下位移。
隔膜36a的中心部的上下位移通过阀体驱动棒而传递给阀体32b，使阀体32b接近或者离开小孔32a的阀座，其结果就能控制制冷剂流量。
即，由于蒸发器8的出口侧的气相制冷剂温度被传递给上部压力动作室36b，因而使上部压力动作室36b的压力随着温度而变化，从而使蒸发器8的出口温度变化。也就是说，当蒸发器8的热负荷增加时，上部压力动作室36b的压力变高，与此相应地将感温棒36f(即阀构件驱动棒)向下驱动，借助阀体动作棒37f而使阀体32b下降，因此小孔32a的开度增大。由此向蒸发器8供给的制冷剂量就加大，使蒸发器8的温度降低。相反，当蒸发器8的出口温度降低，即蒸发器的热负荷减少时，将阀体32b沿着与上述相反方向驱动，使小孔32a的开度减小，由此向蒸发器8供给的制冷剂量就减少，因而使蒸发器8的温度上升。
众所周知，在使用这种膨胀阀的冷冻系统中会出现所谓的波动现象，即以很短的周期使供给蒸发器的制冷剂量反复地变为过剩、不足、过剩、不足。这是因为膨胀在受环境温度的影响情况下，例如在膨胀阀的感温棒上附着未蒸发的液相制冷剂，把这感知成温度变化而产生蒸发器的热负荷变动，作出过敏的开关反应。
当发生这种波动现象时，有使冷冻系统的整体能力降低的问题，而且会因液体倒流到压缩机而对压缩机产生坏影响。
本申请人曾提出过作为日本专利申请平7-325357号的如图所示的膨胀阀。这个膨胀阀10是在铝制的构成阀体驱动棒的感温棒100上镶嵌地形成低热传导系数的树脂101，并使其与感温棒100密接地形成一体。可把不会因制冷剂等的影响引起时效变化的例如PPS树脂用作低热传导系数的树脂101。
上述树脂101除了设置在感温棒100的露出在气相制冷剂通过的第二通路34中的那部分以外，还一直设置到处于下方的压力动作室36c中的感温部上。树脂101的厚度被设定成1mm左右。
当然也可以把树脂101只设置在感温棒100的露出在第二通路34中的那部分上。
通过设置树脂101，例如从蒸发器流出的未蒸发的制冷剂在第二通路34中流动，即使附着在树脂101上，由于树脂101是用低热传导系数的材料，因而，即使蒸发器热负荷发生变动，即，发生蒸发器的热负荷增加，因膨胀阀10的反应特性变成钝感，所以在冷冻系统里能避免波动现象的发生。
但上述的膨胀阀必需把树脂101镶嵌到铝制的感温棒100上，因此有制造工序中成本较高的问题。
本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的是提供一种膨胀阀，它是用简单的结构变化就能防止冷冻系统中发生波动现象的。
为了达到上述的目的，本发明的第一种结构的膨胀阀是由下列构件构成，即、设有液相制冷剂流通的第一通路和气相制冷剂从蒸发器向压缩器流通的第二通路的阀本体；设置在上述第一通路中的小孔；调节从小孔通过的制冷剂量的阀体；设置在上述阀本体上并具有由它的上下压差而动作的隔膜的动力元件部；由上述隔膜的位移而使阀体驱动的、一端与上述隔膜相接、另一端驱动上述阀体的感温棒，上述感温棒上设有使传热面积减小的结构。
本发明的第二种结构的膨胀阀是，上述使传热面积缩小的结构是由感温棒与隔膜相接的部分形成的有底圆孔。
本发明的第三种结构的膨胀阀是，上述有底圆孔从感温棒与隔膜相接部分一直形成到第二通路内的露出部分。
本发明的第四种结构的膨胀阀是，在上述感温棒上设有薄壁部。
本发明的第五种结构的膨胀阀是，上述薄壁部是被设置在感温棒的从与隔膜相接部分一直到第二通路内的露出部分之间。
本发明的第六种结构的膨胀阀是，上述感温棒是在与上述隔膜相接面上设有凹部的。
具有上述结构的本发明的膨胀阀即使引起冷冻系统的波动现象的使膨胀阀产生过敏的阀开关反应的环境温度一时发生变化，由于阀体驱动棒的感温棒的热传导速度减慢，因而能避免上述过敏的阀开关反应。
附图的简要说明：
图1是本发明的一个实施例的膨胀阀的纵断面图；
图2是表示本发明的一个实施例主要部分的感温棒的正视图；
图3是表示本发明的另一个实施例主要部分的感温棒的纵断面图；
图4是表示本发明的再一个实施例主要部分的感温棒的纵断面图；
图5是表示现有的膨胀阀的纵断面图和表示冷冻循环概况的示意图；
图6是本申请人以前提出的膨胀阀的纵断面图。
下面，参照附图来详细说明本发明的一个实施例。
图1是表示本实施例的膨胀阀10的纵断面图，其中的与图5相同符号表示相同的或相等部分，图1是表示对制冷剂供给量进行控制。
图2是表示图1所示的感温棒200的整体的正视图。
膨胀阀10设有铝制的本体30，本体30具有图5所示的液相制冷剂的第一通路32和气相制冷剂的第二通路34。配设在阀腔室35里的阀体32b借助动作棒37而与感温棒200相连接。
感温棒200是铝制的圆筒构件，具有隔膜36a的承受部202、能自由滑动地插入在动力元件部36的下盖36h里的大直径部204，露出在第二通路34内的感温部206、嵌装密封构件的沟部208。
如图2详细地表示，在感温棒200的中心设置有用于缩小传热面积的结构的有底圆孔210。这孔210的形成可用适当的方法，例如用钻孔的切削加工而形成。
而且在图2所示的实施例中，在感温棒上形成的有底圆孔是从感温棒的与隔膜相接触部分一直加工到露出在第二通路内的那部分而形成，当然本发明并不局限于这样的有底圆孔的深度，这深度能进行适当变更。
这样，由于本发明的感温棒200上形成有底的圆孔210，因而感温棒200具有薄壁部，这薄壁部的壁厚尺寸d约是1mm。
图1和2所示的感温棒，它的感温部20b的直径尺寸是6.6mm，孔210的直径尺寸是4.6mm，孔210的深度是25mm。
具有上述结构的本发明，在第二通路34内流动的气相制冷剂的温度被传递给感温棒200的感温部20b，被传递给隔膜的上部压力动作室36b内的气体。
这时，一旦从感温部20b传递给上部压力动作室36b的热的传递速度过快，就会引起上述的波动现象。
本发明在感温棒200上设置从隔膜承受部到第二通路内的露出部的孔，形成使壁厚减薄的薄壁部。
这样，在热传导率高的铝制的感温棒上，通过使传热面积减少，就能使传递给隔膜部的热传递速度减慢。
由此就能防止波动现象的发生。
本发明除上述实施例外，通过在感温棒上设置凹部也能同样地使传热面积缩小。图3是表示这种情况的实施例。图中，在感温棒200上的与动力元件部的隔膜相接面的中心部位形成凹部220，由这凹部构成感温棒上面的中心部与隔膜不接触部分。凹部220的深度、大小尺寸是能适当变更的。
具有这样结构的本实施例，在第二通路34内流动的气相制冷剂的温度被传递给感温棒200的感温部20b、传递给隔膜的上部压力动作室36b内的气体。但通过在感温棒200上形成凹部220，由于传热面积缩小，因而能降低传热速度，从而能防止波动现象。
图4是表示形成如图3所示的凹部220和形成如图2所示的有底圆孔210的情况下的本发明实施例。在这种情况下也能缩小传热面积。图4中，220a表示凹部、210a表示有底的圆孔。
在上述实施例中，感温棒有底的圆孔是达到第二通路内的情况，但上述孔的深度当然是能适当改变的，例如把深度缩小后仍可能使传热面积缩小，而凹部的大小也能适当变化。
由上述说明可见，本发明的膨胀阀能防止阀的过敏的开关反应，能避免在冷冻循环里发生的波动现象。

Claims (6)

1.一种膨胀阀，其特征在于，由下列构件构成，即、设有液相制冷剂流通的第一通路和气相制冷剂从蒸发器向压缩器流通的第二通路的阀本体；设置在所述第一通路中的小孔；调节从小孔通过的制冷剂量的阀体；设置在所述阀本体上并具有由它的上下压差而动作的隔膜的动力元件部；由所述隔膜的位移而使阀体驱动的、一端与所述隔膜相接、另一端驱动所述阀体的感温棒，所述感温棒上设有使传热面积缩小的结构。
2.如权利要求1所述的膨胀阀，其特征在于，所述使传热面积缩小的结构是由感温棒与隔膜相接的部分形成的有底圆孔。
3.如权利要求2所述的膨胀阀，其特征在于，所述有底圆孔从感温棒与隔膜相接部分一直形成到第二通路内的露出部分。
4.一种膨胀阀，其特征在于，它由下列构件构成，即，设有液相制冷剂流通的第一通路和气相制冷剂从蒸发器向压缩器流通的第二通路的阀本体；设置在所述第一通路中的小孔；调节从小孔通过的制冷剂量的阀体；设置在所述阀本体上并具有由它的上下压差而动作的隔膜的动力元件部；由所述隔膜的位移而使阀体驱动的、一端与所述隔膜相接、另一端驱动所述阀体的感温棒，在所述感温棒上设有薄壁部。
5.如权利要求4所述的膨胀阀，其特征在于，所述薄壁部是被设置在感温棒的从与隔膜相接部分一直到第二通路内的露出部分之间。
6.一种膨胀阀，其特征在于，它由下列构件构成，即、设有液相制冷剂流通的第一通路和气相制冷剂从蒸发器向压缩器流通的第二通路的阀本体；设置在所述第一通路中的小孔；调节从小孔通过的制冷剂量的阀体；设置在所述阀本体上并具有由它的上下压差而动作的隔膜的动力元件部；由所述隔膜的位移而使阀体驱动的、一端与所述隔膜相接、另一端驱动所述阀体的感温棒，所述感温棒是在与所述隔膜相接面上设有凹部的。
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