CN1194183C - 温度式膨胀阀 - Google Patents

Abstract

一种温度式膨胀阀，可抑制其振荡现象。热传导滞后构件做成大致杯子状，由上端外侧具有凸缘部、下端具有锥形颈缩部的宽幅厚壁圆筒部构成，上端与支承构件接触，凸缘部支承在罩的内表面上，圆筒部的外表面与罩的内表面接触，颈缩部的前端插入第2孔内，与温敏应动构件的外周面接触，配置在由隔膜间隔成的下部室内。热传导滞后构件覆盖着温敏应动构件的外表面，安装在第2通路的制冷剂通路外面，且通过颈缩部在温敏应动构件的外表面与圆筒部的内表面之间形成空间，热传导滞后构件安装在温敏应动构件上。

Description

温度式膨胀阀

                         技术领域

本发明涉及制冷循环所使用的温度式膨胀阀。

                         背景技术

现在，在制冷循环中，为了对供给蒸发器的制冷剂流量进行控制和对制冷剂进行减压，使用图5所示的温度式膨胀阀。

图5中，铝制的方柱状阀主体510上相互独立地形成有设有节流孔516的第1制冷剂通路514、和第2制冷剂通路519。第1制冷剂通路514的一端与蒸发器515的入口连通，蒸发器515的出口经第2制冷剂通路519、压缩机511、冷凝器512及接收槽513与第1制冷剂通路514的另一端连接。与第1制冷剂通路514连通的阀室524内，设有对球形阀体518施力的偏压弹簧即施力机构517，该球形阀体可与节流孔516接合，也可脱离。阀室524用塞柱525封住，阀体518被支承部526推压。具有隔膜522的动力元件520固定在阀主体510上，该动力元件520与第2制冷剂通路519接邻。用隔膜522间隔成的动力元件520的上方室520a设成密封式的，内部充入了温度对应工作流体。

从动力元件520的上方室520a延伸出来的小管521，在用于从上方室520a脱气、以及向上方室520a注入上述温度对应工作流体之后，将端部密封起来。动力元件520的下方室520b内，配置有作为温敏传导构件的阀体驱动构件523的延出端，与隔膜522接触，该阀体驱动构件523在阀主体510中从阀体518开始并贯穿第2制冷剂通路519而延伸。阀体驱动构件523是用热容量大的材料制成的，该构件将流经第2制冷剂通路519的、从蒸发器515的出口流出的制冷剂蒸汽的温度，传导给动力元件520的上方室520a中的温度对应工作流体，产生具有与该温度相对应的压力的工作气体。下方室520b，通过阀主体510中的阀体驱动构件523周围的间隙与第2制冷剂通路519连通。

因此，动力元件520的隔膜522，根据上方室520a中的温度对应工作流体即工作气体的压力与下方室520b中的蒸发器515的出口的制冷剂蒸汽的压力之差，在为阀体518施力用的施力机构517的推力影响下，通过阀体驱动构件523，对阀体518相对于节流孔516的阀开度(即液体状制冷剂流到蒸发器入口的流入量)进行调整。

这种现有的温度式膨胀阀，动力元件520暴露在外部气氛中，上方室520a中的温度对应工作流体不仅受阀体驱动构件523传导的、蒸发器出口的制冷剂温度的影响，而且还受外部气氛特别是发动机室的温度的影响。另外，有时还容易产生所谓的振荡现象，该振荡现象系指对蒸发器出口的制冷剂的温度敏感而反应过度，频繁地反复开闭阀体518的现象。产生这种振荡现象的主要原因有蒸发器的构造、制冷循环的配管方法、温度式膨胀阀的使用方法或与热负荷的平衡等。

作为防止上述振荡现象的手段，以往是采用使用热平衡器件或吸附剂等时间常数滞后材料的手段。图6所示为用活性炭作吸附剂的现有的温度式膨胀阀的剖面图，隔膜和作为温敏应动构件的阀体驱动构件的结构与图5中的现有的温度式膨胀阀差别较大，其他结构基本相同。图6中，温度式膨胀阀具有方柱状的阀主体50，该阀主体50设有：将经过冷凝器512、从接收槽513流入的液相制冷剂导入第1通路62的口52；把从第1通路62流出的制冷剂送到蒸发器515的口58；从蒸发器返回的气相制冷剂通过的第2通路63的入口60；将制冷剂送到压缩机511侧的出口64。

导入制冷剂的口52与设在阀主体50的中心轴线上的阀室54连通，阀室54用螺母状塞柱130封住。阀室54，通过节流孔78与将制冷剂送到蒸发器515的口58连通。贯通节流孔78的小直径轴114前端设有球形阀体120，阀体120由支承构件122支承着，支承构件122通过偏压弹簧124将阀体120向节流孔78推压。改变阀体120与节流孔78之间所形成的间隔，可调节制冷剂的流路面积。接收槽514送出的制冷剂，在经过节流孔78时膨胀，通过第1通路62从口58送出至蒸发器侧。蒸发器送出的制冷剂从口60导入，通过第2通路63从口64送出至压缩机侧。

阀主体50，从上端部开始在轴线上形成第1孔70，利用螺纹部等将动力元件部80安装在第1孔内。动力元件部80具有构成温敏部的罩81和91；以及被这些罩夹入、并通过焊接方法而与这些罩固定在一起的隔膜82，不锈钢或铝制的温敏应动构件100的上端部和隔膜支承构件82′一起，用焊接方法安装在隔膜82的中央部上的圆孔的开口部上。隔膜支承构件82′支承在罩81上。

罩81和91内充入了作为温度对应工作流体的惰性气体，充入之后再用小管21封住。也可不用小管21，而用焊接在罩91上的栓体。罩81和91内，用隔膜82间隔成上部室83和下部室85。

温敏应动构件100，由露出在第2通路63中的中空管状构件构成，其内部装有活性炭40。温敏压力传递构件100的顶部与上部室83连通，由上部室83和温敏应动构件100的中空部84构成压力空间83a。管状的温敏应动构件100贯穿设在阀主体50的轴线上的第2孔72，插入第3孔74。在第2孔72与温敏应动构件100之间形成有缝隙，通过该缝隙将通路63内的制冷剂导入隔膜的下部室85内。

温敏应动构件100，可滑动自如地插入第3孔74内，其前端部与轴114的一端连接。轴114可滑动自如地插入设在阀主体50上的第4孔76内，另一端与阀体120连接。

在这种结构中，起着时间常数滞后材料作用的吸附剂40，像下述那样发挥作用。即，吸附剂40例如使用粒状活性炭时，温度对应工作流体与吸附剂40的组合为吸附平衡型，在相当大的温度范围内可用温度的一元式近似地表示压力，而且该一元式的系数可根据作为吸附剂40充入的粒状活性炭的量自由设定，故可自由设定温度式膨胀阀的特性。

因此，设定吸附平衡型的压力-温度平衡状态，无论是在来自蒸发器515出口的制冷剂蒸汽温度上升时和下降时的哪一种情况下，都要花较多的时间，也就是说要将时间常数设得大一些，使空调机的性能稳定，提高空调机的工作效率，该空调机的性能系指可控制产生上述振荡现象的主要原因即干扰的影响所引起的温度式膨胀阀的过敏性动作的性能。

但是，上述振荡现象根据各制冷循环的动作特性而不同，特别是蒸发器送出的低压制冷剂产生微小的温度变化时，往往会产生下述情况，即制冷剂所产生的微小的脉动均会直接传递给阀体的开闭动作，使阀动作不稳定，即使用热平衡器件或吸附剂，也不能完全控制振荡现象。

因此，本发明的目的在于提供一种温度式膨胀阀，这种膨胀阀可在不改变现有的温度式膨胀阀的结构的情况下直接使用，保持现有的动作，从蒸发器送出的低压制冷剂即使有微小的温度变化，对温度变化的应答性也可具有适宜的滞后性，故可进一步抑制振荡现象，通过稳定的动作，可控制送出至蒸发器的低压制冷剂的量。

                        发明内容

为了达到上述目的，本发明的温度式膨胀阀，内部具有制冷剂通路，该通路内装有具备温度传感功能的、其内部形成有中空部的温敏应动构件，该温敏应动构件的中空部的前端，固定在构成对其进行驱动的动力元件部的隔膜的中央开口部上，将通过上述隔膜所形成的动力元件部内的上部压力室与上述中空部连通，形成充入工作流体的密闭空间，上述中空部内收放有时间常数滞后材料，覆盖上述温敏应动构件的外周面的热传导滞后构件安装在上述制冷剂通路外面，与该外周面之间形成有空间。

这样构成的本发明温度式膨胀阀，由于基本上不改变现有的温度式膨胀阀的结构，在温敏应动构件的外周面设置热传导滞后构件，故使得从温敏应动构件向时间常数滞后材料传导温度的时间滞后，与使用时间常数滞后材料相比，可进一步增大时间常数，又因在温敏应动构件与热传导滞后构件之间形成空间，故可取得延迟将制冷剂的温度变化传导给温敏应动构件的所谓相乘效果，可更有效地抑制阀体的振荡现象。

本发明的温度式膨胀阀，内部具有从蒸发器通向压缩器的制冷剂通路，该通路内装有具备温度传感功能的、其内部形成有中空部温敏应动构件，该温敏应动构件的中空部的前端，固定在构成对其进行驱动的动力元件部的隔膜的中央开口部上，将通过上述隔膜形成的动力元件部内的上部压力室与上述中空部连通，形成充入工作流体的密封空间，并将时间常数滞后材料收放在上述中空部内，上述温敏应动构件上设有由覆盖其外周面的厚壁部和薄壁部构成的热传导滞后构件，上述厚壁部与上述外周面之间形成有空间，并配置在上述制冷剂通路外，而且，上述薄壁部配置在上述制冷剂通路内，所述薄壁部配置在所述制冷剂通路内，与所述外表面之间形成有空间。

由于是这样构成的，故不用改变现有的温度式膨胀阀的基本构造，因覆盖着温敏应动构件的外周面而设置的热传导滞后构件具有厚壁部及薄壁部，上述厚壁部配置在上述通路外，与上述外周面之间形成有空间，可延迟将制冷剂温度的变化传导给温敏应动构件，而且，上述薄壁部可在不妨碍上述制冷剂通路内的制冷剂流通的情况下，将制冷剂的温度变化滞后地传导给温敏应动构件，故可更有效地抑制阀体的振荡现象。

                        附图说明

图1是表示本发明温度式膨胀阀的一实施例的纵剖面图；

图2(a)、图2(b)是说明图1的实施例用的主要部分的分解图；

图3是表示本发明的温度式膨胀阀的另一实施例的纵剖面图；

图4是表示本发明的温度式膨胀阀的又一实施例的纵剖面图；

图5是表示现有的温度式膨胀阀的纵剖面图；

图6是表示现有的其他温度式膨胀阀的纵剖面图。

                       具体实施方式

以下，参照附图对本发明的温度式膨胀阀的实施例进行说明。

图1所示为本发明的一实施例的温度式膨胀阀的构造的纵剖面图，图2(a)、图2(b)所示为其主要部分的构造的剖面图。图1所示的实施例，其基本构造与现有的温度式膨胀阀相同，故只对构造不同的部分加以说明，与现有的温度式膨胀阀相同的或相当的部分采用同一符号，省略其说明。

图1中，符号140为热传导滞后构件，例如用耐纶或聚缩醛等树脂制成、做成大致杯子形状，由上端外侧具有凸缘部141、下端具有锥形颈缩部142的宽幅厚壁圆筒部143构成，上端与后述的支承构件82′接触，凸缘部141支承在罩81的内表面上，圆筒部143的外表面与罩81的内表面接触，颈缩部142的前端插入第2孔72内，与温敏应动构件100的外周面接触，配置在隔膜82间隔成的下部室85内。因此，热传导滞后构件140覆盖着温敏应动构件100的外表面，安装在第2通路63的制冷剂通路外面，且通过颈缩部143在温敏应动构件100的外表面与圆筒部142的内表面之间形成空间144，热传导滞后构件140安装在温敏应动构件100上。

这样，本实施例由于有活性炭40，故可提高抑制振荡现象的能力，而且，还可阻止制冷剂进入下部室85内，通过空间144将制冷剂的温度变化从热传导滞后构件140传导给温敏应动构件100，因此，对蒸发器出口的制冷剂的温度变化的应答性可进一步延迟，结果，可更加有效地抑制振荡现象。又因不改变现有的温度式膨胀阀的基本结构，因此，可适宜地选择热传导构件140的圆筒部143的厚度及空间144的大小，这样，便可使制冷剂的温度变化适度滞后。

在图1所示的实施例中，是省略了构成制冷循环的蒸发器、压缩机、冷凝器及接收槽表示的，符号21′是往上部室83内充入驱动隔膜82的温度工作流体即规定的制冷剂用的不锈钢制栓体，用焊接方法固定，以便堵塞罩91上的孔91a。符号74a是安装在第3孔74内的轴114上的O形密封圈，符号74b是阻止O形密封圈移动的推压螺母，符号79是推压配置在温敏应动构件100的中空部内的吸附剂例如活性炭用的、形成有切起的盖，压入上述中空部内。

在图1所示的实施例中，填充活性炭40即粒状活性炭，如图2(a)、图2(b)说明那样，将填充有该粒状活性炭的温敏应动构件100和隔膜82焊接起来，构成动力元件部80和温敏应动构件100的整体空间84。在形成空间84的罩91上，使用封入温度对应工作流体用的栓体21′。也可不用该栓体21′，而是和图6一样，从小管的一端脱气，脱气之后再充入上述工作流体，并将小管的一端封住。

即，图2(a)、图2(b)是表示图1的实施例的温敏应动构件100、隔膜82及支承构件82′的构造的图。

图2(a)所示的温敏应动构件100开口部100b的外侧设有凸缘部100a，上述凸缘部100a上形成有朝向图的下方的突起部100c及槽100d。突起部100c及槽部100d，形成于凸缘部100a的全周。

另外，以与上述突起部100c相接触的方式，将例如不锈钢材质的隔膜82，通过设在其中央部的开口部82a插入温敏应动构件100内，使其沿图2(a)的箭头方向进入、与上述突起部100c接触，并将隔膜82固定在温敏应动构件100上。

支承上述隔膜82的、例如使用不锈钢材质的支承构件82′，作为隔膜的支承构件经开口部82′a、按图2(a)的箭头方向插入温敏应动构件100内，与隔膜82接触，该开口部82′a和上述隔膜82的开口部82a呈同心圆状地形成。这种构造，以与突起部100c成为同心圆状的形式，用上下电极(未图示)对突起部100c和支承构件82′之间进行加压固定之后，使这些电极通电流，进行所谓的凸焊，如图2(b)所示使凸缘部100a、隔膜82及支承构件82′相互接合起来。

其结果，隔膜82通过突起部100c焊接接合在凸缘部100a与支承构件82′之间。隔膜82的端部被夹在罩81与91之间，用焊接方法进行固定。

在上述实施例中，覆盖温敏应动构件100的外表面的热传导滞后构件140安装在第2通路63外面，可进一步延迟对制冷剂的温度变化的应答性，但是，本发明不局限于这种形式，当然也可从杯状热传导滞后构件的锥形颈缩部开始形成薄壁圆筒延伸部，构成热传导滞后构件，覆盖温敏应动构件，将该薄壁的圆筒延伸部配置在第2通路内。

图3是表示由上述薄壁的圆筒延伸部和厚壁的杯状部构成热传导滞后构件140′情况下的本发明实施例的图，与图1的实施例相比，只有热传导滞后构件140′不同，其他结构都一样，与图1相同的部分用同一符号，省略其说明。

图3中，热传导滞后构件140′由杯状的厚壁部和与其构成一体的薄壁部构成，杯状的厚壁部140′a和图1所示的热传导构件140是一样的构造，是由上端外侧具有凸缘部141′、且下端具有锥形的颈缩部142′的宽幅圆筒部143′构成，薄壁部由从上述颈缩部142′向下方延伸的圆筒延伸部140′b构成，该薄壁圆筒延伸部140′b配置在第2通路63内，圆筒延伸部140′b的端部通过向内侧弯曲而形成的接触部145，安装在温敏应动构件100的外周面上。

根据这种构造，通过用薄壁圆筒延伸部140′b覆盖温敏应动构件100的位于第2通路63内的部分，上述薄壁部便配置在上述通路63内，可延迟传导制冷剂的温度变化，可使对制冷剂的温度变化的应答性进一步滞后。而且，又因圆筒延伸部140′b是薄壁部，故可在不妨碍制冷剂流通的情况下对制冷剂的温度进行传感，可传递其变化。

图4是表示本发明的温度式膨胀阀的又一实施例的纵剖面图，在图4所示的实施例中，薄壁圆筒延伸部140′b的内面与温敏应动构件100的外表面之间形成空间，这一点与图3的实施例不同，其他构造和图3一样，故同一部分用同样的符号，省略其说明。即，在图4的实施例中，接触部145比图3的做得长一些，故在温敏应动构件100的外表面与薄壁的圆筒延伸部140′b之间形成空间146。根据这种构造，制冷剂的温度变化通过热传导滞后构件140′、通过空间146传导给温敏应动构件100，故温度变化的传导进一步延迟，使得对制冷剂的温度变化的应答性进一步延迟，结果，可更有效地抑制振荡现象。

另外，在上述实施例中，热传导滞后构件和支持构件都是作为分体构件进行说明的，但是，本发明不局限于这种形式，当然也可这样构成，即把支承构件和热传导滞后构件做成整体型的树脂构件。这种情况下，将温敏应动构件的凸缘部100a与隔膜82a如图2(a)、图2(b)所示焊接起来。

从上述说明可知，本发明的温度式膨胀阀是将热传导滞后构件安装在温敏应动构件的外表面上，与该表面之间形成空间，故可更滞后地将制冷剂的温度变化传导给温敏应动构件，因此，对温度变化的应答性进一步延迟，可更有效地抑制振荡现象，而且可在不改变现有温度式膨胀阀的基本构造的情况下使用热传导滞后构件，故可将组装费和制造成本控制得比较低。

Claims (2)

1.一种温度式膨胀阀，其内部具有从蒸发器通向压缩机的制冷剂通路，该通路内装有具备温度传感功能的、其内部形成有中空部的温敏应动构件，其特征在于：所述温敏应动构件的中空部前端，固定在构成对其进行驱动的动力元件部的隔膜的中央开口部上，把通过所述隔膜形成的动力元件部内的上部室与所述中空部连通起来，形成充入工作流体的密闭空间，并且，所述中空部内收放有时间常数滞后材料，热传导滞后构件安装在所述制冷剂通路外面，覆盖着所述温敏应动构件的外周面，与外周面之间形成有空间。

2.一种温度式膨胀阀，其内部具有从蒸发器通向压缩机的制冷剂通路，该通路内装有具备温度传感功能的、其内部形成有中空部的温敏应动构件，其特征在于：所述温敏应动构件的中空部前端，固定在构成对其进行驱动的动力元件部的隔膜的中央开口部上，把通过所述隔膜形成的动力元件部内的上部室与所述中空部连通起来，形成充入工作流体的密闭空间，并且，所述中空部内收放有时间常数滞后材料，所述温敏应动构件上安装着由覆盖其外周面的厚壁部和薄壁部构成的热传导滞后构件，所述厚壁部配置在所述制冷剂通路外面，与所述外周面之间形成有空间，所述薄壁部配置在所述制冷剂通路内，与所述外周面之间形成有空间。

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