DE102010061005A1

DE102010061005A1 - Expansionsventil und Klimaanlage für Fahrzeuge, die dasselbe aufweist

Info

Publication number: DE102010061005A1
Application number: DE201010061005
Authority: DE
Inventors: Yongnam Ahn; Jaehyeong Kim; Byeonghak Min
Original assignee: Halla Climate Control Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-12-04
Also published as: KR101572574B1; CN102374710A; JP5367678B2; DE102010061005B4; CN102374710B; JP2013047602A; US20120036884A1; FR2963825B1; JP5419308B2; US8966936B2; KR20120015531A; FR2963825A1; JP2012042189A

Abstract

Dieses Dokument bezieht sich auf ein Expansionsventil und eine Klimaanlage für Fahrzeuge, die ein Expansionsventil aufweist, welches Kühlmittel, das von einem Kondensator zugeführt ist, verzweigen und expandieren kann, das verzweigte und expandierte Kühlmittel zu einem Verdampfer ableiten kann, und den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düse durch erste und zweite Ventile, die in ihren Positionen durch eine Einzelwelle variiert werden, unterschiedlich steuern kann, so dass Flussraten von Kühlmittel, das während dem Hindurchtreten der ersten und zweiten Düsen expandiert ist, sich voneinander unterscheiden, um somit unterschiedliche Kühlmittelflussraten in Verdampferteilen des Verdampfers bereitzustellen, um die Kühleffizienz der Klimaanlage zu steigern und um die Anzahl von Komponenten und Herstellungskosten zu vermindern, da nur ein Expansionsventil verwendet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Expansionsventil und eine Klimaanlage für Fahrzeuge, die dasselbe aufweist, und insbesondere auf ein Expansionsventil, welches Kühlmittel, das von einem Kondensator zugeführt wird, verzweigen und expandieren kann, das verzweigte und expandierte Kühlmittel zu einem Verdampfer ableiten kann, und den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen durch erste und zweite Ventile, die in ihren Positionen durch eine einzelne Welle variiert werden, unterschiedlich steuern kann, und eine Klimaanlage für Fahrzeuge, die das Expansionsventil aufweisen.
Hintergrundtechnik
Im Allgemeinen ist eine Klimaanlage für Fahrzeuge ein Autoteil, welches in einem Fahrzeug für den Zweck der Kühlung oder Heizung des Innenraumes des Fahrzeuges in der Sommersaison oder der Wintersaison oder zum Entfernen von Frost von einer Windschutzscheibe in der Regensaison oder der Wintersaison installiert wird, um somit die vorderen und hinteren Sichtbereiche des Fahrers sicherzustellen. Solch eine Klimaanlage enthält typischerweise eine Heizvorrichtung und eine Kühlvorrichtung zusammen, so dass sie Heizen, Kühlen oder den Innenraum des Fahrzeuges durch die Schritte des wahlweisen Einleitens der Innenluft oder der Außenluft in die Klimaanlage ventilieren kann, um die eingeführte Luft zu heizen oder zu kühlen, und um die erhitzte oder gekühlte Luft in das Fahrzeug zu blasen.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält ein typischer Kühlkreislauf der Klimaanlage einen Kompressor 1, um das Kühlmittel zu komprimieren, einen Kondensator 2, um das von dem Kompressor 1 gelieferte Kühlmittel mit hohem Druck zu kondensieren, ein Expansionsventil 3, um das kondensierte und verflüssigte Kühlmittel zu drosseln, und einen Verdampfer 4, um das flüssige Kühlmittel mit niedrigem Druck, das durch den Wärmeaustausch mit der zu dem Innenraum des Fahrzeuges beförderten Luft zu drosseln, um somit die Luft zu kühlen, die zu dem Innenraum des Fahrzeuges in Folge des Wärmeabsorptionseffektes durch die latente Wärme des Kühlmittels ausgeleitet wird, und der Kompressor 1, der Kondensator 2, das Expansionsventil 3 und der Verdampfer 4 sind miteinander über eine Kühlmittelleitung 5 verbunden. Der Innenraum des Fahrzeuges wird durch den folgenden Kühlmittelzirkulationsprozess abgekühlt.
Wenn ein Kühlschalter (nicht gezeigt) der Klimaanlage angeschaltet wird, wird zuerst der Kompressor 1 durch die Motorleistung betrieben, um somit das Kühlmittelgas von niedriger Temperatur und niedrigem Druck anzusaugen und zu komprimieren und um das Kühlmittelgas zu dem Kondensator 2 bei einer hohen Temperatur und hohem Druckzustand zu befördern, und dann tauscht der Kondensator 2 die Wärme des Kühlmittelgases mit der Außenluft aus, um somit dieses in flüssiges Kühlmittel von hoher Temperatur und hohem Druck zu kondensieren.
Das von dem Kondensator 2 beförderte flüssige Kühlmittel von hoher Temperatur und hohem Druck wird schnell durch eine Drosselaktion des Expansionsventils 3 expandiert und zu dem Verdampfer 4 in einem gesättigten Dampfzustand von niedriger Temperatur und hohem Druck befördert, und dann tauscht der Verdampfer 4 die Wärme des Kühlmittels, das von dem Expansionsventil 3 empfangen wird, mit der Luft aus, die in den Innenraum des Fahrzeuges durch ein Gebläse (nicht gezeigt) geblasen wird.
Fortlaufend wird das Kühlmittel, das durch Wärmeaustausch mit der Außenluft in dem Verdampfer 4 verdampft wird, in einer Gasphase von niedriger Temperatur und niedrigem Druck ausgetauscht und erneut in den Kompressor 1 angesaugt, und dann durch den zuvor erwähnten Kreislauf erneut zirkuliert.
In dem obigen Kühlkreislaufprozess wird das Kühlen des Innenraumes des Fahrzeuges in solch einer Art und Weise erreicht, dass die Luft, die durch das Gebläse (nicht gezeigt) geblasen wird, durch die latente Wärme des flüssigen Kühlmittels, das in dem Verdampfer 4 zirkuliert, gekühlt wird, während es durch den Verdampfer 4 hindurch tritt und in den Innenraum des Fahrzeuges in einem gekühlten Zustand ausgetauscht wird.
Währenddessen wird ein Empfänger-Entfeuchter (nicht gezeigt), um das Kühlmittel in einer flüssigen Phase von dem Kühlmittel in einer Gasphase zu trennen, zwischen dem Kondensator 2 und dem Expansionsventil 3 montiert, um so nur das Kühlmittel in der flüssigen Phase dem Expansionsventil 3 zuzuführen.
Jedoch, da der Kühlkreislauf eine Begrenzung in der Steigerung der Kühleffizienz hat, wie es in 2 gezeigt ist, ist ein Mehrfacheffekt-Verdampfungssystem zur Steigerung der Kühleffizienz durch Mehrfacheffekt-Verdampfung entwickelt worden.
Das Mehrfacheffekt-Verdampfungssystem, das in 2 gezeigt ist, enthält zwei Verdampfer 4a und 4b, die nebeneinander angeordnet sind, wobei das Kühlmittel, das durch ein Expansionsventil 3 hindurchtritt, verzweigt wird und entsprechend in die Verdampfer 4a und 4b zugeführt wird.
Nun, bezugnehmend auf 3, wird das Expansionsventil 3 in Kürze beschrieben. Das Expansionsventil 3 enthält eine Düse 34, die zwischen einen Einlaufkanal 32 und einem Ablaufkanal 33 an einem unteren Abschnitt davon ausgebildet ist, um das Kühlmittel zu expandieren, das von dem Kondensator 2 empfangen wird, und um es den Verdampfern 4a und 4b zuzuführen; einen Hauptkörper 31, der an einem oberen Abschnitt davon montiert ist, und einen Verbindungskanal 37 aufweist, um das Kühlmittel zuzuführen, das von den Verdampfern 4a und 4b in den Kompressor 1 abgeleitet wird; ein Ventil 35, um eine Flussrate des Kühlmittels zu kontrollieren, das durch die Düse 34 hindurchtritt; und eine Welle 38, die durch eine Membran 36 sich verschiebbar bewegt, welche in ihrer Position entsprechend einer Temperaturveränderung des Kühlmittels variiert wird, das innerhalb des Verbindungskanals 37 fließt, um somit das Ventil 35 zu bewegen.
Daher kühlt der erste Verdampfer 4a, der an einer Seite stromaufwärts in einer Luftflussrichtung angeordnet ist, die Luft, und dann kühlt der zweite Verdampfer 4b als zweites die zuerst gekühlte Luft, wobei die Kühleffizienz gesteigert wird.
Jedoch weist das Mehrfacheffekt-Verdampfungssystem ein Problem in dem auf, dass das Expansionsventil 3 nur eine Düse (Expansionskanal) 34 aufweist, welches sowohl das Kühlmittel, das durch das Expansionsventil 3 expandiert und von diesem ausgetauscht wird, verzweigt, als auch das verzweigte Kühlmittel in die zwei Verdampfer 4a und 4b entsprechend zuführt, es kann die Kühlmittelflussraten des Kühlmittels nicht unterschiedlich steuern, das zu den zwei Verdampfern 4a und 4b zugeführt wird.
D. h., dass der erste Verdampfer 4a, der an der Seite stromaufwärts in der Luftflussrichtung angeordnet ist, relativ weniger Last empfängt als der zweite Verdampfer 4b, da warme Luft in den ersten Verdampfer 4a eingeführt wird, jedoch empfängt der zweite Verdampfer 4b relativ mehr Last als der erste Verdampfer 4a, da die Luft, die zuerst in den ersten Verdampfer 4a gekühlt wird, in den zweiten Verdampfer 4b eingeführt wird. Folglich besteht ein Bedarf, die Kühlmittelflussraten, die zu den Verdampfern 4a und 4b zugeführt werden, entsprechend der Last, die auf die zwei Verdampfer 4a und 4b angewendet wird, unterschiedlich zu steuern. Jedoch kann das Expansionsventil 3 des Mehrfacheffekt-Verdampfungssystems, gezeigt in 2, die Kühlmittelflussraten, die zu den zwei Verdampfern 4a und 4b zugeführt werden, nicht unterschiedlich steuern.
Demgemäß weist das Mehrfacheffekt-Verdampfungssystem, das das Expansionsventil 3 gemäß dem Stand der Technik aufweist, dennoch eine Grenze in der Steigerung der Kühleffizienz auf.
Währenddessen, wie es in 4 gezeigt ist, ist ein anderes Verdampfungssystem, das zwei Verdampfer 4a und 4b und zwei Expansionsventile 3a und 3b zum unterschiedlichen Steuern der Kühlmittelflussraten in Richtung der Verdampfer 4a und 4b aufweist, offenbart. Jedoch weist solch ein Verdampfungssystem auch verschiedene Probleme dahingehend auf, dass es viel Platz benötigt, eine komplizierte Struktur aufweist, und die Herstellungskosten in Folge eines Anstieges der Anzahl von Komponenten erhöht, da die zwei Expansionsventile 3a und 3b darin montiert sind.
ZUSAMMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß, wurde die vorliegende Erfindung ausgestaltet, um die zuvor genannten Probleme zu lösen, die in dem Stand der Techniken auftreten, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Expansionsventil und eine Klimaanlage für Fahrzeuge bereitzustellen, die ein Expansionsventil aufweisen, welches Kühlmittel, das von einem Kondensator zugeführt wird, verzweigen und expandieren kann, das verzweigte und expandierte Kühlmittel zu einem Verdampfer austauschen kann, und den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen durch erste und zweite Ventile, die in ihren Positionen durch eine einzelne Welle variiert werden, unterschiedlich zu steuern, um somit gleichzeitig unterschiedliche Flussraten von Kühlmittel zuzuführen, welches expandiert wird, während es durch die ersten und zweiten Düsen hindurch tritt, zu jedem der Verdampferteile des Verdampfers, um die Kühleffizienz der Klimaanlage zu verbessern, und um die Anzahl der Komponenten und die Herstellungskosten zu vermindern, da nur ein Expansionsventil verwendet wird.
Um das obige Ziel zu erreichen ist hier, gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Expansionsventil vorgesehen, umfassend: einen Hauptkörper, der ein Einlaufkanal aufweist, der das Kühlmittel von dem Kondensator empfängt, erste und zweite Ablaufkanäle, um das Kühlmittel zu verzweigen, das zu dem Einlaufkanal zugeführt wird und dieses mit dem Verdampfer austauscht, und erste und zweite Düsen, um den Einlaufkanal und den ersten Ablaufkanal miteinander zu verbinden, und um den Einlaufkanal und den zweiten Ablaufkanal miteinander zu verbinden, um so das Kühlmittel, das von dem Einlaufkanal zu den ersten und zweiten Ablaufkanälen verzweigt wird, zu expandieren; erste und zweite Ventile, die innerhalb des Hauptkörpers montiert sind und ausgestaltet sind, um die Flussraten des Kühlmittels zu steuern, die durch die ersten und zweiten Düsen durch die Steuerung des Öffnungsgrades der ersten und zweiten Düsen hindurch tritt; und eine Welle, die verschiebbar innerhalb des Hauptkörpers montiert ist, um Positionen der ersten und zweiten Ventile zu verändern, wobei eines der ersten und zweiten Ablaufkanäle an einem oberen Abschnitt des Einlaufkanals ausgebildet ist und das andere an einem unteren Abschnitt des Einlaufkanals entlang einer axialen Richtung der Welle ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist hier eine Klimaanlage für Fahrzeuge vorgesehen, umfassend: einen Kompressor, um das Kühlmittel anzusaugen und zu komprimieren; einen Kondensator, um das in dem Kompressor komprimierte Kühlmittel zu kondensieren; ein Expansionsventil, das in einem der Ansprüche 1 bis 16 beschrieben ist, und ausgestaltet ist, um das von dem Kondensator ausgetauschte Kühlmittel zu verzweigen und zu expandieren; und einen Verdampfer, der eine Vielzahl von Verdampfungsteile aufweist, um das Kühlmittel, das von dem Expansionsventil verzweigt und abgeleitet ist, zu empfangen und zu verdampfen und um das Kühlmittel in den Kompressor zu fördern, wobei die Verdampfungsteile überlappend in einer Luftflussrichtung angeordnet sind, so dass die Luft, die durch ein einzelnes Gebläse geblasen wird, durch die Verdampfungsteile in Folge hindurchtreten kann, wobei der Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen durch die ersten und zweiten Ventile gesteuert wird, die in ihren Positionen durch die Welle des Expansionsventils variiert werden, um so die Kühlmittelflussraten, welche entsprechend zu den Verdampfungsteilen zugeführt werden, unterschiedlich voneinander zu machen.
Das Expansionsventil gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die ersten und zweiten Düsen, die von dem Einlaufkanal innerhalb des Expansionsventils verzweigen, um das Kühlmittel zu verzweigen, das von dem Kondensator zugeführt wird, und um das verzweigte Kühlmittel in die ersten und zweiten Verdampfungsteile des Verdampfers, die ersten und zweiten Ablaufkanäle, und die ersten und zweiten Ventile zuzuführen, die in ihren Positionen durch die einzelne Welle variiert werden, wobei die ersten und zweiten Ventile oder die ersten und zweiten Düsen unterschiedliche Formen oder Größen voneinander aufweisen, um den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen durch die ersten und zweiten Ventile unterschiedlich zu steuern, um somit gleichzeitig unterschiedliche Flussraten von Kühlmittel zuzuführen, welches expandiert wird, während es durch die ersten und zweiten Düsen zu den ersten und zweiten Verdampfungsteilen des Verdampfers hindurch tritt, um die Kühleffizienz der Klimaanlage zu verbessern.
Darüber hinaus, da das Kühlmittel durch das eine Expansionsventil verzweigt wird, kann die vorliegende Erfindung die Anzahl der Komponenten und die Herstellungskosten vermindern.
Darüber hinaus sind die ersten und zweiten Ablaufkanäle an dem oberen und unteren Abschnitt des Einlaufkanales ausgebildet und die ersten und zweiten Düsen sind entlang der axialen Richtung der Welle angeordnet, um somit die Längen der ersten und zweiten Düsen und die Längen der ersten und zweiten Ablaufkanäle, die in dem Expansionsventil ausgebildet sind, zu vermindern und um auch die Größe des Expansionsventils in Folge der Verminderung der Längen der ersten und zweiten Düsen und der ersten und zweiten Ablaufkanäle zu vermindern.
Zusätzlich kann das Düsenelement, in welchem die zweite Düse ausgebildet ist, lösbar mit der Innenseite des Hauptkörpers des Expansionsventils verbunden sein, um somit einfach die Rate des Kühlmittels zu verändern, das in die ersten und zweien Ablaufkanäle durch die Veränderung der Größe der zweiten Düse des Düsenelementes verzweigt wird.
Zusätzlich ist ein anderer Ablaufkanal zusätzlich an einer toten Zone (zwischen dem Verbindungskanal und dem Einlaufkanal, um das Kühlmittel zu leiten, das von dem Verdampfer ausgetauscht wird) des bestehenden Expansionsventils ausgebildet, um somit einen Anstieg der Größe des Expansionsventils zu minimieren, selbst wenn der Ablaufkanal hinzugefügt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und anderen Ziele, Leistungsmerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Kühlmittelkreislaufes in einer gewöhnlichen Klimaanlage für Fahrzeuge ist;
2 eine schematische Ansicht eines Mehrfacheffekts-Verdampfungssystems gemäß eines Standes der Technik ist;
3 eine Querschnittsansicht eines Expansionsventils in 2 ist;
4 eine schematische Ansicht eines Mehrfacheffekt-Verdampfungssystems gemäß einem anderen Stand der Technik ist;
5 eine schematische Ansicht ist, in Kürze, eines Kühlmittelkreislaufes einer Klimaanlage für Fahrzeuge;
6 eine schematische Ansicht der Klimaanlage ist;
7 eine perspektivische Querschnittsansicht des Expansionsventils ist;
8 eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie A-A der 6 gemacht ist;
9 eine teilweise Querschnittsansicht ist, die einen Zustand darstellt, wo erste und zweite Düsen in dem Expansionsventil geschlossen und geöffnet sind;
10 eine teilweise Querschnittsansicht ist, die einen Zustand darstellt, wo ein zweites Ventil des Expansionsventils von einer Welle getrennt ist;
11 bis 15 Ansichten von verschiedenen Ausführungsformen der ersten und zweiten Ventile des Expansionsventils sind;
16 eine perspektivische Querschnittsansicht ist, die einen Zustand darstellt, wo eine zweite Düse an einem Düsenelement ausgebildet ist, das lösbar mit einem Hauptkörper des Expansionsventils verbunden ist; und
17 eine Querschnittsansicht von 16 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bezug wird nun im Detail auf die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genommen.
Zuerst weist eine Klimaanlage für Fahrzeuge, an der ein Expansionsventil 100 gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist, einen Kühlmittelkreislauf auf, der einen Kompressor 1, einen Kondensator 2, des Expansionsventils 100 und einen Verdampfer 60 enthält, welche miteinander in Folge über ein Kühlmittelrohr 5 verbunden sind, wobei ein einzelnes Expansionsventil 100 montiert ist und der Verdampfer 60 in zwei Verdampfungsbereiche unterteilt ist, nämlich einen ersten Verdampfungsteil 61 und einen zweiten Verdampfungsteil 62.
Der Kompressor 1 wird durch das Empfangen der Antriebsleistung von einer Leistungsquelle (einer Maschine, einen Motor oder anderen) betrieben, um somit Kühlmittel in einer Gasphase anzusaugen und zu komprimieren, das von dem Verdampfer 60 abgeleitet ist, und um das Kühlmittel in der Gasphase von hoher Temperatur und hohem Druck zu dem Kondensator 2 abzuleiten.
Der Kondensator 2 tauscht Wärme des Gaskühlmittels von hoher Temperatur und hohem Druck aus, das von dem Kompressor 1 mit der Außenluft ausgetauscht wird, kondensiert ist in eine flüssige Phase von hoher Temperatur und hohem Druck, und leitet dann das kondensierte Kühlmittel zu dem Expansionsventil 100 ab.
Das Expansionsventil 100 enthält einen Hauptkörper 110 und zwei Düsen (Expansionskanäle) 112 und 113, die innerhalb des Hauptkörpers 110 ausgebildet sind. Daher wird Kühlmittel in der flüssigen Phase von hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kondensator 2 abgeleitet wird, in den Hauptkörper 110 eingeleitet und expandiert, während es durch die zwei Düsen 112 und 113 hindurch tritt, und wird dann in eine gesättigte Dampfphase von niedriger Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt. Danach wird das verzweigte Kühlmittel entsprechend zu dem ersten Verdampferteil 61 und dem zweiten Verdampferteil 62 des Verdampfers 60 zugeführt.
Das Expansionsventil 100 steuert den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 durch erste und zweite Ventile 121 und 122, die in ihren Positionen durch eine Welle 120 verändert werden, so dass sie Kühlmittelflussraten erzeugen können, die unterschiedlich voneinander zu den Verdampferteilen 61 und 62 zugeführt werden.
In diesem Fall, da Luft, die durch ein einzelnes Gebläse 160 geblasen wird, durch die ersten und zweiten Verdampferteile 61 und 62 in der Folge hindurch tritt, wird es bevorzugt, dass die Kühlmittelflussrate, die zu dem Verdampferteil 61 zugeführt wird, das an einer Seite stromaufwärts des Expansionsventils 100 in der Luftflussrichtung montiert ist, größer ist als die Kühlmittelflussrate, die zu dem Verdampferteil 62 zugeführt wird, die an einer Seite stromabwärts montiert ist.
Das Expansionsventil 100 wird später detaillierter beschrieben werden.
Währenddessen wird ein Empfänger-Entfeuchter (nicht gezeigt), um das Kühlmittel in der flüssigen Phase von dem Kühlmittel in der Gasphase zu trennen, zwischen dem Kondensator 2 und dem Expansionsventil 100 montiert, um so nur das Kühlmittel in der flüssigen Phase zu dem Expansionsventil 100 zuzuführen.
Der Verdampfer 60 empfängt das flüssige Kühlmittel von niedrigem Druck, das expandiert und verzweigt ist, während es durch die zwei Düsen (Expansionskanäle) 112 und 113 in dem Expansionsventil 100 hindurch tritt, und tauscht die Wärme des flüssigen Kühlmittels mit der Luft aus, die in den Innenraum des Fahrzeuges durch das Gebläse 160 geblasen ist, um das flüssige Kühlmittel zu verdampfen, um somit die Luft abzukühlen, die zu dem Innenraum des Fahrzeuges in Folge des Wärmeabsorptionseffektes durch die latente Wärme des Kühlmittels abgeleitet ist.
Der Verdampfer 60 enthält den ersten Verdampferteil 61, um das Kühlmittel zu verdampfen, das in der ersten Düse 112 expandiert ist, und dem zweiten Verdampferteil 62, um das Kühlmittel zu verdampfen, das in der zweiten Düse 113 expandiert ist.
D. h., der einzelne Verdampfer 60 wird in zwei Verdampferteile unterteilt: dem ersten Verdampferteil 61; und dem zweiten Verdampferteil 62.
Natürlich können zwei getrennte Verdampfer anstelle des ersten Verdampferteiles 61 und des zweiten Verdampferteiles 62 des einzelnen Verdampfers 60 montiert werden.
Darüber hinaus sind der erste Verdampferteil 61 und der zweite Verdampferteil 62 in solch einer Art und Weise angeordnet, dass sie einander in der Bewegungsrichtung der Luft überlappen, die durch die ersten und zweiten Verdampferteile 61 und 62 hindurchtritt, so dass die durch das Gebläse 160 geblasene Luft gekühlt wird, während sie durch die ersten und zweiten Verdampferteile 61 und 62 in Reihe hindurch tritt.
Währenddessen ist der erste Verdampferteil 61 mit einem ersten Ablaufkanal 114 der ersten Düse 112 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden, und der zweite Verdampferteil 62 ist mit einem zweiten Ablaufkanal 115 der zweiten Düse 113 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden.
Darüber hinaus enthält das Expansionsventil 100 gemäß der vorliegenden Erfindung den Hauptkörper 110, die ersten und zweiten Ventile 121 und 122, die Welle 120, und Betriebsmittel 130.
Der Hauptkörper 110 enthält einen Einlaufkanal 111, das Kühlmittel von dem Kondensator 2 empfängt, die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115, um das Kühlmittel abzuleiten, welches zu dem Einlaufkanal 111 zugeführt wird, in den ersten Verdampferteil 61 und den zweiten Verdampferteil 62, und die ersten und zweiten Düsen 112 und 113, die ausgestaltet sind, um den Einlaufkanal 111 und den ersten Ablaufkanal 114 miteinander zu verbinden und um den Einlaufkanal 111 und den zweiten Ablaufkanal 115 miteinander zu verbinden, um so das Kühlmittel zu expandieren, das durch den Einlaufkanal 111 zu dem ersten und zweiten Ablaufkanälen 114 und 115 verzweigt ist.
Durchmesser der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 sind kleiner als jene des Zulaufkanals 111 und der ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115.
Demgemäß wird das Kühlmittel, das von dem Kondensator 2 in den Zulaufkanal 111 zugeführt wird, in dem Verzweigungsprozess in die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 expandiert, während es durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 hindurch tritt.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass der Durchmesser der zweiten Düse 113 kleiner ist als die Außendurchmesser der ersten und zweiten Ventile 121 und 122.
Darüber hinaus wird einer der ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 an einem oberen Abschnitt des Zulaufkanals 111 ausgebildet und der andere an einem unteren Abschnitt des Zulaufkanals 111 entlang einer axialen Richtung der Welle 120 ausgebildet.
In diesem Fall sind ein Endabschnitt des Zulaufkanals 111 und Endabschnitte der ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115, welche einander gegenüberliegen, in der axialen Richtung der Welle 120 überlappt.
Mit anderen Worten weist der untere Abschnitt des Hauptkörpers 110 eine Struktur auf, dass der zweite Ablaufkanal 115, der Zulaufkanal 111 und der erste Ablaufkanal 114 aufeinander in einer Reihe gestapelt sind, in einem Zustand wo sie voneinander in einem vorgegebenen Intervall unter Abstand angeordnet sind, wobei Endabschnitte der Kanäle, die einander gegenüberliegen, miteinander überlappt sind und die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 an den überlappten Abschnitten ausgebildet sind, so dass das Kühlmittel, das in den Zulaufkanal 111 eingeleitet ist, in die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 verzweigt wird.
Zusätzlich sind die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 an oberen und unteren Abschnitten des Zulaufkanals 111 entlang der axialen Richtung der Welle 120 ausgebildet, und dann mit den ersten und zweiten Ablaufkanälen 114 und 115 verbunden.
Währenddessen ist der Zulaufkanal 111 mit einer Auslassseite des Kondensators 211 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden, der erste Ablaufkanal 114 ist mit dem ersten Verdampferteil 61 des Verdampfers 60 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden, und der zweite Ablaufkanal 115 ist mit dem zweiten Verdampferteil 62 des Verdampfers 60 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden.
Der Hauptkörper 110 enthält ferner einen Verbindungskanal 116, das von dem Verdampfer 60 ausgetauschte Kühlmittel zu dem Kompressor 1 zuzuführen.
Eine Seite des Verbindungskanals 116 ist mit einer Auslassseite des Verdampfers 60 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden, und die andere Seite ist mit einer Einlassseite des Kompressors 1 über das Kühlmittelrohr 5 verbunden.
Daher wird das Kühlmittel, das von dem Verdampfer 60 ausgetauscht ist, zu dem Kompressor 1 zugeführt, nachdem es durch den Verbindungskanal 116 des Hauptkörpers 110 hindurch getreten ist.
Währenddessen, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, kann der Verbindungskanal 116 ausgestaltet sein, um einen Winkel von 90 Grad zwischen einem Zulauf und einem Ablauf davon zu bilden, kann aber auch ausgestaltet sein, um einen Winkel von 180 Grad zu bilden. Zusätzlich kann der Zulaufkanal 111 und der erste und zweite Ablaufkanal 114 und 115 in einem Winkel von 180 Grad oder in einem Winkel von 90 Grad ausgebildet sein.
Darüber hinaus sind die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 innerhalb des Hauptkörpers 110 montiert und steuern den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen 112 und 113, um somit die Kühlmittelflussrate zu steuern, die durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 hindurchtreten.
Hierbei ist eines der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 an einer Position montiert, um einen Einlass 112a der ersten Düse 112 zu öffnen und zu schließen, und das andere ist an einer Position montiert, um einen Auslass 113a der zweiten Düse 113 zu öffnen und zu schließen.
In den Zeichnungen ist das erste Ventil 121 neben dem Einlass 112a der ersten Düse 112 innerhalb des Einlaufkanals 111 montiert, um somit den Öffnungsgrad der ersten Düse 112 zu steuern, und das zweite Ventil 122 ist neben Auslass 113a der zweiten Düse 113 innerhalb des zweiten Ablaufkanals 115 montiert, um somit den Öffnungsgrad der zweiten Düse 113 zu steuern.
Darüber hinaus ist die erste Düse 112, die den durch das erste Ventil 121 geöffneten und geschlossenen Einlass 112a aufweist, an dem oberen Abschnitt entlang der axialen Richtung der Welle 120 angeordnet, und die zweite Düse 113, die den durch das zweite Ventil 122 geöffneten und geschlossenen Auslass 113a aufweist, ist an dem unteren Abschnitt entlang der axialen Richtung der Welle 120 angeordnet.
Wie es oben beschrieben ist, ist das erste Ventil 121 ausgestaltet, um den Einlass 112a der ersten Düse 112 zu öffnen und zu schließen, und das zweite Ventil 122 ist ausgestaltet, um den Auslass 113a der zweiten Düse 113 zu öffnen und zu schließen, wobei die ersten und zweiten Ventile 121 und 122, die in ihren Positionen durch die Welle 120 variiert werden, die Öffnungs- und Schließaktionen ausführen können.
Wenn die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 alle an einer Position montiert sind, wo nur eines des Einlasses oder des Auslasses der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 geöffnet und geschlossen ist, ist es nicht einfach, die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 durch das Betätigen der Welle 120 in der axialen Richtung reibungslos zu betätigen und es macht die Struktur des Expansionsventils kompliziert, da zwei Wellen benötigt werden.
Zusätzlich ist die einzelne Welle 120 verschiebbar innerhalb des Hauptkörpers 110 montiert und variiert die Positionen der ersten und zweiten Ventile 121 und 122.
Die Welle 120 ist bewegbar innerhalb des Hauptkörpers 110 in einer vertikalen Richtung montiert, und ihr unterer Endabschnitt durchdringt die Mittelpunkte der ersten und zweiten Düsen 112 und 113. Dabei sind die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 konzentrisch mit der vertikal montierten Welle 120 ausgebildet.
Der obere Endabschnitt der Welle 120 ist mit dem Betriebsmittel 130 verbunden, das am oberen Teil des Hauptkörpers 110 montiert ist.
Indessen durchdringt die Welle 120, welche vertikal innerhalb des Hauptkörpers 110 montiert ist, den Verbindungskanal 116, den ersten Ablaufkanal 114, die erste Düse 112, den Einlaufkanal 111 und die zweite Düse 113.
Zusätzlich sind der Verbindungskanal 116, der Einlaufkanal 111, und die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 in rechtem Winkel zu der Welle 120 ausgebildet.
Das Betriebsmittel 130, welches am oberen Teil des Hauptkörpers 110 montiert ist, wird in ihrer Position verändert, während im Expandieren und Kontrahieren gemäß der Temperatur des Kühlmittels, was von dem Verdampfer 60 abgeleitet wird, um somit die Welle 120 zu bewegen.
Indessen enthält das Betriebsmittel 130 eine wärmeempfindliche Kammer 131, die mit Flüssigkeit gefüllt ist, die sich entsprechend einer Temperaturveränderung des Kühlmittels ausdehnt und kontrahiert, welches von dem Verdampfer 60 abgeleitet wird und durch den Verbindungskanal 116 fließt, und ein Membran 132, das seine Position entsprechend der Expansion und Kontraktion der Flüssigkeit vertikal verändert, die in der wärmeempfindlichen Kammer 131 beinhaltet ist, um somit die Welle 120 reziprok zu bewegen.
Währenddessen kann eine andere Ausführungsform des Betriebsmittels 130, ein elektrisch betriebener Elektromagnet (nicht gezeigt) an dem oberen Teil des Hauptkörpers 110 montiert sein. D. h., der Elektromagnet bewegt die Welle 120 reziprok durch elektrisch angelegten Strom.
Wie oben beschrieben ist, werden die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in ihren Positionen durch die Welle 120 variiert, die in einem vorgegebenen Abstand mittels dem Betriebsmittel 130 gemäß dem Zustand (Druck oder Temperatur) des Verdampfers 60 zu bewegen, um somit den Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 zu steuern, wobei die Flussrate des Kühlungsmittels, welches durch die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 verzweigt wird und zu dem ersten Verdampferteil 61 und dem zweiten Verdampferteil 62 zugeführt wird, gesteuert werden kann.
Darüber hinaus können die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 einstückig mit der Welle 120 in einem Zustand ausgebildet sein, wo sie voneinander unter Abstand in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind. Alternativ ist nur das erste Ventil 121 einstückig mit der Welle 120 ausgebildet, jedoch ist das zweite Ventil 122 getrennt von der Welle 120 ausgebildet.
In dem Fall, dass die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 einstückig mit der Welle 120 ausgebildet sind, ist das zweite Ventil 122, um den Öffnungsgrad der zweiten Düse 113 zu steuern, einstückig mit dem Endabschnitt der Welle 120 ausgebildet, und das erste Ventil 121, um den Öffnungsgrad der ersten Düse 112 zu steuern, ist einstückig mit der Welle 120 in einem Zustand ausgebildet, wo es von dem zweiten Ventil 122 in einem vorgegebenen Intervall unter Abstand angeordnet ist.
Währenddessen, in dem Fall, dass nur das erste Ventil 121 einstückig mit der Welle 120 ausgebildet ist, ist jedoch das zweite Ventil 122 getrennt von der Welle 120 ausgebildet, das zweite Ventil 122 ist in Kontakt mit dem Endabschnitt der Welle 120 und bewegbar innerhalb des zweiten Ablaufkanals 115 des Hauptkörpers 110 montiert, um somit den Öffnungsgrad der zweiten Düse 113 zu steuern.
Darüber hinaus, selbst wenn das zweite Ventil 122 getrennt von dem Endabschnitt der Welle 120 montiert ist, bietet es den gleichen Effekt wie der, in dem das zweite Ventil 122 einstückig mit dem Endabschnitt der Welle 120 ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist das zweite Ventil 122 elastisch in Richtung der Welle 120 durch ein elastisches Bauteil 141, das innerhalb des zweiten Ablaufkanales 115 montiert ist, gelagert.
In diesem Umstand ist ein Befestigungsloch 117, in dem das elastische Bauteil 141 montiert werden soll, an dem unteren Endabschnitt des Hauptkörpers 110 in solch einer Art und Weise ausgebildet, um mit dem zweiten Ablaufkanal 115 zu kommunizieren. Das Befestigungsloch 117 ist konzentrisch mit der Welle 120 ausgebildet.
Zusätzlich ist das Befestigungsloch 117 durch ein Abdichtungsbauteil 140 abgedichtet.
Währenddessen ist das Befestigungsloch 117 an dem unteren Endabschnitt des Hauptkörpers 110 in der axialen Richtung der Welle 120 durch Bohren ausgebildet, und in diesem Fall ist auch ein Verbindungsdurchgang 118 an den unteren Endabschnitt des Hauptkörpers 110 ausgebildet und ein Düsenelement 150, welches später beschrieben wird, ist daran gekoppelt.
Hier ist das elastische Bauteil 141 abgedichtet und an dem oberen Teil des Abdichtungsbauteiles 140 montiert, und ein Lagerbauteil 142 ist zwischen dem elastischen Bauteil 141 und dem zweiten Ventil 122 zur stabilen Lagerung des zweiten Ventils 122 angeordnet.
Darüber hinaus wird in der vorliegenden Erfindung das Kühlmittel, das von dem Kondensator 2 zu dem Einlaufkanal 111 zugeführt wird, in die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 verzweigt, während es durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 expandiert wird, und, dann zu den ersten und zweiten Verdampfungsteilen 61 und 62 des Verdampfers 60 zugeführt wird. In diesem Fall, haben die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 oder die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 unterschiedliche Formen voneinander, so dass unterschiedliche Kühlmittelflussraten verzweigt werden und in die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 zugeführt werden.
D. h., da der erste Verdampferteil 61, welcher an der Seite stromaufwärts in der Bewegungsrichtung der durch das Gebläse 160 geblasenen Luft innerhalb eines Klimaanlagengehäuses 50 angeordnet ist, warme Luft empfängt, ist relativ mehr Last an den ersten Verdampferteil 61 angelegt. Jedoch, da das zweite Verdampferteil 62, welches an der Seite stromabwärts angeordnet ist, die zuerst in dem ersten Verdampferteil 61 gekühlte Luft empfängt, wird relativ geringere Last an den zweiten Verdampferteil 62 angelegt. Wie es oben beschrieben ist, kann die Kühleffizienz gesteigert werden, wenn die relativ größere Kühlmittelflussrate zu dem ersten Verdampferteil 61 zugeführt wird, an dem mehr Last angelegt wird, und die relativ geringere Kühlmittelflussrate zu dem zweiten Verdampferteil 62 zugeführt wird, an dem geringere Last angelegt wird.
Wie oben beschrieben ist, sind unterschiedliche Kühlmittelflussraten entsprechend zu den ersten und zweiten Verdampferteilen 61 und 62 gemäß der Last zugeführt, die an die ersten und zweiten Verdampferteile 61 und 62 unter Verwendung des einzelnen Expansionsventils 100 angelegt wird, wobei die Kühleffizienz der Klimaanlage gesteigert werden kann und die Anzahl von Komponenten und Herstellungskosten vermindert werden kann.
11 bis 15 stellen verschiedene Ausführungsformen von unterschiedlichen Formen der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 dar.
In 11 kann einer der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in einer Kugelform ausgebildet sein und die andere kann in einer Kegelstumpfform ausgebildet sein. In der Zeichnung ist das erste Ventil 121 in einem Kegelstumpf ausgebildet und das zweite Ventil 122 ist in der Kugelform ausgebildet. Hier ist der Kegelstumpf einstückig mit der Welle 120 ausgebildet, wie es in 11 oder 12 gezeigt ist.
In 13 kann einer der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in einer Kugelform ausgebildet sein und die andere kann in einer ovalen Form ausgebildet sein. In der Zeichnung ist das erste Ventil 121 in der Kugelform ausgebildet und das zweite Ventil 122 ist in der ovalen Form ausgebildet.
In 14 kann einer der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in einer Kugelform ausgebildet sein und die andere kann in einer zylindrischen Form ausgebildet sein. In der Zeichnung ist das erste Ventil 121 in der zylindrischen Form ausgebildet und das zweite Ventil 122 ist in der Kugelform ausgebildet.
Darüber hinaus, in der obigen Beschreibung, haben die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 unterschiedliche Formen voneinander, jedoch können sie in der gleichen Form ausgebildet sein, jedoch in unterschiedlichen Größen voneinander.
Beispielsweise, in 15, sind alle der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in einer Kegelstumpfform ausgebildet, jedoch ist das zweite Ventil 122 relativ größer als das erste Ventil 121.
Neben dem obigen sind jeder der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in der Kugelform ausgebildet. Auch, in diesem Fall, wird es bevorzugt, selbst wenn die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 die gleiche Form aufweisen, beanspruchen sie unterschiedliche Größen voneinander. In dem Fall, dass jeder der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 die gleiche Form und Größe beanspruchen, wird es tatsächlich bevorzugt, dass die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 unterschiedliche Formen oder unterschiedliche Größen voneinander aufweisen.
Indessen, nicht gezeigt in den Zeichnungen, können jedoch einer der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in einem Polyeder ausgebildet sein.
Wie es oben beschrieben ist, während die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 unterschiedliche Formen oder Größen voneinander beanspruchen, können unterschiedliche Kühlmittelflussraten durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 zugeführt werden.
Darüber hinaus, um unterschiedliche Kühlmittelflussraten durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 zuzuführen, zusätzlich zu dem obigen Verfahren, in dem die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 unterschiedliche Formen oder Größen voneinander aufweisen, gibt es hier ein anderes Verfahren, in dem die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 unterschiedliche Formen oder Größen voneinander aufweisen.
D. h., wie es in 9 gezeigt ist, weisen die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 unterschiedliche Durchmesser voneinander auf, oder die erste Düse 112 weist eine Dichtungsfläche 112b auf, die an dem Einlass 112a davon ausgebildet ist, so dass das erste Ventil 121 daran abgedichtet ist, und die zweite Düse 113 weist eine andere Dichtungsfläche 113b auf, die an dem Auslass 113a davon ausgebildet ist, so dass das zweite Ventil 122 daran abgedichtet ist. In diesem Fall, ist die Dichtungsfläche 112b des Einlasses 112a der ersten Düse 112 unterschiedlich in der Form von der Dichtungsfläche 113b des Auslasses 113a der zweiten Düse 113.
In diesem Fall, ist die Kühlmittelflussrate gemäß einem Abstand zwischen den Dichtungsflächen 112b und 113b der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 und der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 gesteuert.
Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass eine der Dichtungsflächen 112b und 113b der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 in einer gebogenen Form ist und die andere in einer geneigten Form ist. In den Zeichnungen, ist die Dichtungsfläche 112b des Einlasses 112a der ersten Düse 112 in einer gebogenen Form ausgebildet und die Dichtungsfläche 113b des Auslasses 113a der zweiten Düse 113 ist in einer geneigten Form.
Darüber hinaus können die Dichtungsflächen 112b und 113b der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 im Bereich, Winkel, Tiefe, Durchmesser usw. voneinander unterschiedlich sein, um zusätzlich, in dem Fall, dass die Dichtungsflächen 112b und 113b der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 die gleiche Form aufweisen, sind sie in der Größe voneinander unterschiedlich.
Wie es oben beschrieben ist, da die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 unterschiedliche Formen oder Größen voneinander aufweisen oder die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 unterschiedliche Formen oder Größen voneinander aufweisen, wenn sich die Welle 120 einen vorgegebenen Abstand bewegt, sind die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 entsprechend von den Dichtungsflächen 112b und 113b der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 an unterschiedlichen Abständen voneinander unter Abstand angeordnet, so dass das Kühlmittel durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 in unterschiedlichen Flussraten hindurch tritt, wobei die unterschiedlichen Kühlmittelflussraten zu dem ersten Verdampferteil 61 und dem zweiten Verdampferteil 62 zugeführt werden können.
Zusätzlich Bezug nehmend auf die 16 und 17, ist die zweite Düse 113 an dem unteren Abschnitt entlang der axialen Richtung der Welle 120 Kraft des Düsenelementes 150 montiert, das lösbar innerhalb des Hauptkörpers 10 gekoppelt ist.
Das Düsenelement 150 enthält einen Verbindungskörper 151, der lösbar mit dem Verbindungsdurchgang 118 verbunden ist, der für das Verbinden des Zulaufkanals 111 und des zweiten Ablaufkanals 115 miteinander ausgebildet ist, und die zweite Düse 113, die an der Innenoberfläche des Verbindungskörpers 151 ausgebildet ist.
D. h., der Verbindungsdurchgang 118, um den Einlaufkanal 111 und den zweiten Ablaufkanal 115 miteinander zu verbinden, ist in der axialen Richtung der Welle 120 in dem unteren Endabschnitt des Hauptkörpers 110 durch Bohren ausgebildet und das Düsenelement 150 ist lösbar mit der Innenoberfläche des Verbindungsdurchgangs 118 verbunden.
Dies ist der Grund, dass die zweite Düse 113 an dem Düsenelement 150, das lösbar an dem Hauptkörper 110 montiert ist, ausgebildet ist. Die Welle 120 ist oberhalb des unteren Abschnittes des Hauptkörpers 110 angeordnet und in diesem Fall, da das erste an der Welle 120 ausgebildete Ventil 121 an dem Einlass 112a der ersten Düse 112 angeordnet sein kann, nur nachdem es durch die zweite Düse 113 hindurch tritt, die Welle 120 kann angeordnet sein, wenn die zweite Düse 113 an dem Düsenelement 150 montiert ist, das an dem Hauptkörper 110 lösbar montiert ist.
Darüber hinaus ist, da das erste Ventil 121 einstückig mit der Welle 120 ausgebildet ist und das zweite Ventil 122 getrennt von dem ersten Ventil 121 und der Welle 120 ausgebildet ist, das zweite Ventil 122 mit dem Endabschnitt der Welle 120 verbunden, nachdem das Düsenelement 150 zuerst mit dem Verbindungsdurchgang 118 des Hauptkörpers 110 verbunden ist.
D. h., wie es in den Zeichnungen gezeigt ist, um das Düsenelement 150 zwischen den ersten und zweiten Ventilen 121 und 122 anzuordnen, wird es bevorzugt, dass das zweite Ventil 122 getrennt von dem ersten Ventil 121 und der Welle 120 ausgebildet ist.
Demgemäß ist der Aufbauvorgang wie folgt. Zuerst wird die Welle 120 mit dem Hauptkörper 110 zusammengefügt, das erste Ventil 121 wird an eine feststehende Position innerhalb des Hauptkörpers 110 angeordnet, und dann wird das Düsenelement 150, an dem die zweite Düse 113 ausgebildet ist, in den Verbindungsdurchgang 118 des Hauptkörpers 110 eingeführt und mit diesem verbunden. Danach wird das zweite getrennt ausgebildete Ventil 122 mit dem Endabschnitt der Welle 120 verbunden.
Hier wird das zweite Ventil 122 kräftemäßig mit dem Endabschnitt der Welle 120 verbunden.
Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass ein Außendurchmesser des Verbindungskörpers 151 des Düsenelementes 150 gleich oder größer als jenes des ersten Ventils 121 ist.
Mit anderen Worten, muss der Außendurchmesser des ersten Ventils 121 gleich oder kleiner als ein Innendurchmesser des Verbindungsdurchganges 118 (des Außendurchmessers des Verbindungskörpers 151 des Düsenelementes 150) sein, an dem das Düsenelement 150 abgedichtet wird, so dass die Welle 120 einfach oberhalb von dem unteren Abschnitt des Hauptkörpers 110 zusammengebaut werden kann.
Zusätzlich weisen die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 die gleichen Durchmesser auf.
D. h., in den 7 und 8, ist ein Durchmesser des ersten Ablaufkanals 114 größer als jener des zweiten Ablaufkanals 115, um relativ mehr Kühlmittelflussrate zu dem ersten Verdampferteil 61, das mit dem ersten Ablaufkanal 114 verbunden ist, zuzuführen, jedoch selbst wenn die Kühlmittelflussraten, welche entsprechend zu den ersten und zweiten Verdampferteilen 61 und 62 zugeführt werden, unterschiedlich voneinander sind, können die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 die gleichen Durchmesser aufweisen, wie es in 17 gezeigt ist, um die Produktivität zu verbessern.
In diesem Fall, selbst wenn die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 den gleichen Durchmesser aufweisen, können die Kühlmittelflussraten unterschiedlich durch die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 und die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 gesteuert werden.
Über das Obige hinaus weist das Expansionsventil 100 den einzelnen Einlaufkanal 111 und zwei Ablaufkanäle 114 und 115 auf, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt, und z. B., kann das Expansionsventil 100 einen Einlaufkanal 111 und wenigstens zwei Ablaufkanäle 114 und 115 aufweisen. In diesem Fall, steigt die Anzahl der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in Übereinstimmung mit der Anzahl der Ablaufkanäle 114 und 115.
Nachfolgend werden die Vorgänge des Expansionsventils gemäß der vorliegenden Erfindung und die Klimaanlage für Fahrzeuge, die dasselbe aufweisen, beschrieben.
Zuerst wird Kühlgas von hoher Temperatur und hohem Druck, das in den Kompressor 1 komprimiert wird, in den Kondensator 2 eingeleitet.
Das Kühlmittelgas, das in den Kondensator 2 eingeleitet wird, wird durch Wärmetauschung mit der Außenluft kondensiert und in flüssiges Kühlmittel von hoher Temperatur und hohen Druckphasen umgewandelt, und wird dann in den Einlaufkanal 111 des Expansionsventils 100 eingeleitet.
Das Kühlmittel, das in den Einlaufkanal 111 eingeleitet wird, wird zu den ersten und zweiten Ablaufkanälen 114 und 115 durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 verzweigt.
In diesem Fall, wird das Kühlmittel dekomprimiert und expandiert, während es in die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 verzweigt wird.
Darüber hinaus, wenn sich die Welle 120 bewegt, werden die ersten und zweiten Ventile 121 und 122 in ihren Positionen verändert, und dann wir der Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen 112 und 113 unterschiedlich gesteuert. D. h., in der vorliegenden Erfindung, da die erste Düse 112 relativ weiter geöffnet ist als die zweite Düse 113, wird das Kühlmittel verzweigt und in die erste Düse 112 mit größerer Flussrate zugeführt als in die zweite Düse 113.
Kontinuierlich wird das dekomprimierte und expandierte Kühlmittel, das in die ersten und zweiten Ablaufkanäle 114 und 115 durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 verzweigt ist, in einen atomisierten Zustand von geringer Temperatur und niedrigem Druck versetzt und wird dann entsprechend in den ersten Verdampferteil 61 und den zweiten Verdampferteil 62 des Verdampfers 60 eingeleitet. In diesem Fall wird eine relativ größere Kühlmittelflussrate in den ersten Verdampferteil 61 eingeleitet.
Das Kühlmittel von niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das in das erste Verdampferteil 61 und das zweite Verdampferteil 62 des Verdampfers 60 eingeleitet ist, wird durch Wärmeaustausch mit der Luft verdampft, die in den Innenraum des Fahrzeuges durch das Gebläse 160 geblasen wird, um somit die Luft zu kühlen, die in den Innenraum des Fahrzeugs in Folge des Wärmeabsorptionseffektes durch latente Wärme des Kühlmittels geblasen wird.
Danach wird das Kühlmittel von niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das entsprechend von den ersten und zweiten Verdampferteilen 61 und 62 des Verdampfers 60 abgeleitet wird, zusammen verbunden und tritt dann durch den Verbindungskanal 116 des Expansionsventils 100. In diesem Fall, bewegt sich die Welle 120 durch das Betriebsmittel 130, welches durch Temperatur oder Druck des Kühlmittels, das innerhalb des Verbindungskanals 116 fließt, expandiert oder kontrahiert wird, um die Positionen der ersten und zweiten Ventile 121 und 122 zu verändern, so dass die Kühlmittelflussraten, die durch die ersten und zweiten Düsen 112 und 113 hindurchtreten, durch Bedingungen (Druck oder Temperatur) des Verdampfers 60 gesteuert werden kann und das Kühlmittel effektiv die Kühllast bewältigen kann.
Kontinuierlich wird das Kühlmittel, das durch den Verbindungskanal 116 des Expansionsventils 100 hindurch tritt, in den Kompressor 1 eingeleitet und wird dann in dem zuvor erwähnten Kühlmittelkreislauf erneut zirkuliert.
Während die vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die besonderen darstellenden Ausführungsformen beschrieben wurde, soll sie nicht durch die Ausführungsform beschränkt werden sondern nur durch die beigefügten Ansprüche. Es ist offensichtlich, dass ein Durchschnittsfachmann die Ausführungsform verändern oder modifizieren kann, ohne von dem Ziel und Zweck der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Expansionsventil, um Kühlmittel, das von einem Kondensator (2) zugeführt wird, zu expandieren und um das expandierte Kühlmittel in einen Verdampfer (60) abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsventil umfasst: einen Hauptkörper (110), der einen Einlaufkanal (111), um das Kühlmittel von dem Kondensator (2) zu empfangen, erste und zweite Ablaufkanäle (114, 115), um das Kühlmittel zu verzweigen, das zu dem Einlaufkanal (111) zugeführt ist, und um es in den Verdampfer (60) abzuleiten, und erste und zweite Düsen (112, 113) aufweist, um den Einlaufkanal (111) und den ersten Ablaufkanal (114) miteinander zu verbinden und um den Einlaufkanal (111) und den zweiten Ablaufkanal (115) miteinander zu verbinden, um so das Kühlmittel zu expandieren, das von dem Einlaufkanal (111) zu den ersten und zweiten Ablaufkanälen (114, 115) verzweigt ist; erste und zweite Ventile (121, 122), die innerhalb des Hauptkörpers (110) montiert sind und die ausgestaltet sind, um Flussraten des Kühlmittels zu steuern, das durch die ersten und zweiten Düsen (112, 113) hindurch tritt, durch die Steuerung des Öffnungsgrades der ersten und zweiten Düsen (112, 113) zu steuern; und eine Welle (120), die verschiebbar innerhalb des Hauptkörpers (110) angeordnet ist, um die Positionen der ersten und zweiten Ventile (121, 122) zu verändern, wobei eine der ersten und zweiten Ablaufkanäle (114, 115) an einem oberen Abschnitt des Einlaufkanals (111) ausgebildet ist und das andere an einem unteren Abschnitt des Einlaufkanals (111) entlang einer axialen Richtung der Welle (120) ausgebildet ist.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Düsen (112, 113) entsprechend an oberen und unteren Abschnitten des Einlaufkanals (111) entlang der axialen Richtung der Welle (120) ausgebildet ist.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten und zweiten Ventile (121, 122) an einer Position montiert ist, um einen Einlass (112a) der ersten Düse (112) zu öffnen und zu schließen, und das andere an einer Position montiert ist, um einen Auslass (113a) der zweiten Düse (113) zu öffnen und zu schließen.
Expansionsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Düse (112), die den Einlass (112a) aufweist, der geöffnet und geschlossen werden kann, an dem oberen Abschnitt entlang der axialen Richtung der Welle (120) angeordnet ist, und die zweite Düse (113), die den Auslass (113a) aufweist, der geöffnet und geschlossen werden kann, an dem unteren Abschnitt entlang der axialen Richtung der Welle (120) angeordnet ist.
Expansionsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Düse (113) die an dem unteren Abschnitt entlang der axialen Richtung der Welle (120) angeordnet ist durch ein Düsenelement (150) ausgebildet ist, das mit der Innenseite des Hauptkörpers (110) lösbar verbunden ist.
Expansionsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (150) einen Verbindungskörper (151), der lösbar mit einem Verbindungsdurchgang (118) verbunden ist, der ausgebildet ist, um den Einlaufkanal (111) und den zweiten Ablaufkanal (115) miteinander zu verbinden, und die zweite Düse (113) umfasst, die an der inneren Oberfläche des Verbindungskörpers (151) ausgebildet ist.
Expansionsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Verbindungskörpers (151) des Düsenelementes (150) gleich oder größer ist als jener des ersten Ventils (121).
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (121) einstückig mit der Welle (120) ausgebildet ist und das zweite Ventil (122) getrennt von dem ersten Ventil (121) und der Welle (120) ausgebildet ist und mit einem Endabschnitt der Welle (120) verbunden ist.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der zweiten Düse (113) kleiner als die Außendurchmesser der ersten und zweiten Ventile (121, 122) ist.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Ablaufkanäle (114, 115) die gleichen Durchmesser aufweisen.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Ventile (121, 122) unterschiedliche Formen voneinander aufweisen oder die gleiche Form aber unterschiedliche Größen voneinander aufweisen.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Düsen (112, 113) unterschiedliche Durchmesser voneinander aufweisen.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Düsen (112, 113) entsprechend Dichtungsflächen (112b, 113b) aufweisen, um die ersten und zweiten Ventile (121, 122) daran abzudichten, und die Dichtungsflächen (112b, 113b) unterschiedliche Formen voneinander aufweisen oder die gleiche Form, jedoch unterschiedliche Größen voneinander aufweisen.
Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Düsen (112, 113) entsprechend Dichtungsflächen (112b, 113b) aufweisen, um die ersten und zweiten Ventile (121, 122) daran abzudichten, und dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Welle (120) sich in einem vorgegebenen Abstand bewegt, die ersten und zweiten Ventile (121, 122) entsprechend unter Abstand von den Dichtungsflächen (112b, 113b) der ersten und zweiten Düsen (112, 113) an unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind, so dass das Kühlmittel durch die ersten und zweiten Düsen (112, 113) mit unterschiedlichen Flussraten hindurch tritt.
Klimaanlage für Fahrzeuge umfassend: einen Kompressor (1), um Kühlmittel anzusaugen und zu komprimieren; einen Kondensator (2), um Kühlmittel zu kondensieren, das in dem Kompressor (1) komprimiert ist; ein Expansionsventil (100), das in einem der Ansprüche 1 bis 14 beschrieben ist, und ausgestaltet ist, um Kühlmittel zu verzweigen und zu expandieren, dass von dem Kondensator (2) abgeleitet ist; und einen Verdampfer (60), der eine Vielzahl von Verdampferteilen (61, 62) aufweist, um das Kühlmittel zu empfangen und zu verdampfen, das von dem Expansionsventil (100) verzweigt und abgeleitet ist, und um das Kühlmittel in den Kompressor (1) zu führen, wobei die Verdampferteile (61, 62) überlappend in einer Luftflussrichtung angeordnet sind, so dass die durch ein Einzelgebläse (160) geblasene Luft durch die Verdampferteil (61, 62) in der Folge hindurchtreten können, wobei der Öffnungsgrad der ersten und zweiten Düsen (112, 113) durch die ersten und zweiten Ventile (121, 122) gesteuert werden, die in ihren Positionen durch die Welle (120) des Expansionsventils (100) verändert werden, um so die Kühlmittelflussrate welche entsprechend zu den Verdampferteilen (61, 62) zugeführt wird, unterschiedlich voneinander zu erzeugen.