DE10218817A1 - Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen - Google Patents

Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen

Info

Publication number
DE10218817A1
DE10218817A1 DE10218817A DE10218817A DE10218817A1 DE 10218817 A1 DE10218817 A1 DE 10218817A1 DE 10218817 A DE10218817 A DE 10218817A DE 10218817 A DE10218817 A DE 10218817A DE 10218817 A1 DE10218817 A1 DE 10218817A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
expansion valve
regulating element
valve according
regulating
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10218817A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Reissner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Egelhof Fa Otto
Otto Egelhof GmbH and Co KG
Original Assignee
Egelhof Fa Otto
Otto Egelhof GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Egelhof Fa Otto, Otto Egelhof GmbH and Co KG filed Critical Egelhof Fa Otto
Priority to DE10218817A priority Critical patent/DE10218817A1/de
Priority to PCT/EP2003/004432 priority patent/WO2003091816A2/de
Priority to AU2003227688A priority patent/AU2003227688A1/en
Publication of DE10218817A1 publication Critical patent/DE10218817A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F25B41/355—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by electric heating of bimetal elements, shape memory elements or heat expanding elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/33—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
    • F25B41/335—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant via diaphragms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F25B41/35—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by rotary motors, e.g. by stepping motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/068—Expansion valves combined with a sensor
    • F25B2341/0683—Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2519—On-off valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen, insbesondere Fahrzeugklimaanlagen, mit einem Gehäuse mit einer Kältemitteleintrittsöffnung, einer Kältemittelaustrittsöffnung, einem Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung verbindenden Kältemittelkanal, in welchem eine einen Durchflussquerschnitt vorbestimmter Größe aufweisende Durchflussöffnung vorgesehen ist, einem relativ zur Durchflussöffnung beweglichen Regulierelement, durch welches der Öffnungsquerschnitt der Durchflussöffnung veränderbar ist, und einer thermisch geregelten Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Regulierelementes relativ zur Durchflussöffnung, insbesondere über einen auf das Regulierelement wirkenden Übertragungsstift, wobei zur Erzielung einer zusätzlichen Schließfunktion mit vollständig geschlossener Durchflussöffnung unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich, betätigbare Mittel vorgesehen sind, durch welche das Regulierelement in eine Stellung bewegbar ist, in welcher es die Durchflussöffnung vollständig verschließt.

Description

  • Die vorliegende Erindung betrifft ein thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen, insbesondere Fahrzeugklimaanlagen, mit einem Gehäuse mit einer Kältemitteleintrittsöffnung, einer Kältemittelaustrittsöffnung, einem Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung verbindenden Kältemittelkanal, in welchem eine einen Durchflussquerschnitt vorbestimmter Größe aufweisende Durchflussöffnung vorgesehen ist, einem relativ zur Durchflussöffnung beweglichen Regulierelement, durch welches der Öffnungsquerschnitt der Durchflussöffnung veränderbar ist, und einer thermisch geregelten Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Regulierelementes relativ zur Durchflussöffnung, insbesondere über einen auf das Regulierelement wirkenden Übertragungsstift.
  • Bei Fahrzeugen wird es zunehmend üblich, Klimaanlagen mit mindestens einem zusätzlichen Verdampfer auszurüsten, um beispielsweise vorne und hinten oder die linke und die rechte Seite getrennt kühlen zu können. Zur Vermeidung eines unnötigen Energieverbrauches ist es wünschenswert, die zusätzlichen Verdampfer bei nicht bestehendem Bedarf abschalten zu können. In der Kühlmittelleitung angeordnete separate Abschaltventile sind aber verhältnismäßig kostenaufwändig und benötigen zusätzlichen Bauraum.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen. Insbesondere soll eine Abschaltmöglichkeit geschaffen werden, die kostengünstig ist und möglichst wenig Bauraum beansprucht.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich, betätigbare Mittel vorgesehen sind, durch welche das Regulierelement in eine Stellung bewegbar ist, in welcher es die Durchflussöffnung im Kältemittelkanal vollständig verschließt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Expansionsventils kann dieses nicht nur zur Regulierung des Kältekreislaufs des jeweiligen Verdampfers sondern zusätzlich zum Abschalten des zugehörigen Verdampferkreislaufes eingesetzt werden, in dem die Durchflussöffnung durch das Expansionsventil vollständig verschlossen wird. Dies erfolgt findungsgemäß durch Bewegen des Regulierelementes über geeignete Betätigungsmittel, durch welche das Regulierelement in eine vollständige Schließstellung bewegbar ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Expansionsventil mit zusätzlicher Schließfunktion kann somit ein separates Schließventil zum Absperren eines Kältekreislaufes eingespart werden. Durch die Verwendung von bereits vorhandenen Teilen des Expansionsventils zur Realisierung der Schließfunktion kann auch der zusätzliche Bauraum vorteilhafterweise gering gehalten werden. Auch von der Kostenseite her können damit Vorteile erzielt werden.
  • Die Mittel zum Bewegen des Regulierelementes in die vollständige Schließstellung können entweder im Inneren des Ventilgehäuses oder außerhalb angeordnet sein. Im zweiten Fall sind die Mittel gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erindung ist zur Bewegung des Regulierelementes eine insbesondere elektrisch betriebene Wegerzeugungseinrichtung vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein beheizbares Membran- und/oder Balgsystem, ein beheizbares Bimetall, einen Schrittmotor, einen Gleichstromgetriebemotor oder eine pneumatische, mit Unterdruck oder Überdruck arbeitende Membrandruckdose handeln. Damit kann jeweils in geeigneter Weise eine Translationsbewegung des Regulierelementes relativ zur Durchflussöffnung und damit eine Schließbewegung erzeugt werden.
  • Über einen zwischen dem Regulierelement und der Wegerzeugungseinrichtung angeordneten Übertragungsstift kann ein Abstand zwischen dem Regulierelement und der Wegerzeugungseinrichtung überbrückt werden, so dass letztere auch weiter entfernt angeordnet sein kann. Die konstruktiven Möglichkeiten werden dadurch erhöht, und der Aufbau des Ventils kann vereinfacht werden.
  • Der Übertragungsstift ist bevorzugt gegenüber dem Gehäuse mittels einer elastischen Ringdichtung, insbesondere einer O-Ringdichtung abgedichtet, wobei ebenfalls bevorzugt mehrere Dichtringe vorgesehen sind. Die Wegerzeugungseinrichtung kann dadurch vorteilhafterweise vom Kältekreislauf abgetrennt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine in Schließrichtung auf das Regulierelement wirkende separate Regulierfeder zum Einstellen der Öffnungscharakteristik des Ventils vorgesehen. Diese Regulierfeder kann in bekannter Weise ausgebildet und angeordnet sein, so dass nur verhältnismäßig geringe konstruktive Änderungen am Expansionsventil notwendig sind, um die erfindungsgemäße zusätzliche Schließfunktion zu realisieren.
  • Zur Gewährleistung der ordnungsgemäßen Funktion des Expansionsventils im nicht abgesperrten Zustand ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine automatische Rückstelleinrichtung für die Schließmittel, insbesondere eine auf den Übertragungsstift wirkende Feder vorgesehen. Die Anordnung ist dabei bevorzugt so vorgesehen, dass die Mittel zum Bewegen des Regulierelementes in seine vollständige Schließstellung bei nicht abgesperrtem Ventil das Regulierelement vollständig freigegeben. Hierdurch kann eine unerwünschte Hysterese beim Betrieb des thermischen Expansionsventils vermieden werden.
  • Eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Expansionsventils besteht darin, dass der Übertragungsstift durch das Zentrum der auf das Regulierelement wirkenden Regulierfeder geführt ist. Damit kann eine besondere platzsparende Anordnung erhalten werden.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wirken die Mittel zum Bewegen des Regulierelements in die vollständige Schließstellung zugleich als Regulierfeder. Eine separate Regulierfeder kann dadurch vorteilhafterweise eingespart werden. Zudem ermöglicht diese Ausgestaltung einen besonders Platz sparenden Aufbau des erfindungsgemäßen Expansionsventils. Eine solche Zusatzfunktion kann beispielsweise mit einem Membran-Balgsystem erreicht werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Wegerzeugungseinrichtung und dem Regulierelement ein elastisches Längenausgleichselement angeordnet. Damit kann eine sichere Funktion auch bei Längenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen gewährleistet werden.
  • Ein elastisches Längenausgleichselement kann auch zwischen der thermisch geregelten Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Regulierelementes und dem Regulierelement vorgesehen sein, um Längenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen.
  • Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Expansionsventils für Fahrzeugklimaanlagen ist bevorzugt im Gehäuse eine weitere Kühlmitteleintrittsöffnung und eine weitere Kühlmittelaustrittsöffnung sowie ein diese verbindender Kühlmittelkanal vorgesehen, an welchen eine Druckkammer der thermischen Regeleinrichtung angeschlossen ist. In an sich bekannter Weise wird dadurch die erforderliche thermische Verbindung zwischen dem Kältemittelmassenstrom und der thermischen Reguliereinrichtung hergestellt.
  • Das Regulierelement des erfindungsgemäßen Expansionsventils kann außerdem in an sich bekannter Weise als Nadel oder Kugel ausgebildet sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen. In diesen zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
  • Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Expansionsventil mit skizziertem Kältekreislauf,
  • Fig. 2 ein Detail von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
  • Fig. 3 ein entsprechendes Detail einer Variante des erfindungsgemäßen Expansionsventils,
  • Fig. 4 ein entsprechendes Detail noch einer Variante des erfindungsgemäßen Expansionsventils, und
  • Fig. 5 ein entsprechendes Detail einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Expansionsventils.
  • Das dargestellte Expansionsventil umfasst ein Gehäuse 1 mit einer ersten Kältemitteleintrittsöffnung 2, einer ersten Kältemittelaustrittsöffnung 3 und einem die erste Eintrittsöffnung 2 und die erste Austrittsöffnung 3 verbindenden ersten Kältemittelkanal 4. An die erste Kältemitteleintrittsöffnung 2 ist die Austrittsseite eines Sammlers 5 angeschlossen, dessen Eintrittsseite mit der Austrittsseite eines Verflüssigers 6 verbunden ist, dessen Eintrittsseite wiederum mit der Austrittsseite eines Kompressors 7 in Verbindung steht. An die erste Austrittsöffnung 3 ist die Eintrittsseite eines Verdampfers 8 angeschlossen.
  • In dem ersten Kältemittelkanal 4 ist eine Durchflussöffnung 9 mit verringertem Querschnitt ausgebildet. Die Größe des Durchflussquerschnitts der Durchflussöffnung 9 bestimmt den maximalen Öffnungsquerschnitt des ersten Kältemittelkanals 4.
  • In Strömungsrichtung I vor der Durchflussöffnung 9 ist eine als Regulierelement dienende Kugel 10 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Durchflussquerschnitt der Durchflussöffnung 9. Die Kugel 10 wird auf einer Seite von einem die Durchflussöffnung 9 durchgreifenden Übertragungsstift 11 beaufschlagt, der in Achsrichtung 11 der Durchflussöffnung 9 beweglich im Gehäuse 1 geführt ist und anderen Ends in einen auf das Gehäuse dichtend aufgesetzten Thermokopf 12 ragt.
  • Der Thermokopf 12 ist in herkömmlicher Weise mit zwei durch eine Membran 13 getrennten Kammern 14 und 15 ausgebildet, die thermisch an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind. Die untere Kammer 15 steht hierfür mit einem zweiten Kältemittelkanal 16 in Verbindung, der im Ventilgehäuse 1 zwischen einer zweiten Kältemitteleintrittsöffnung 17 und einer zweiten Kältemitteleintrittsöffnung 18 vorgesehen ist. Die zweite Kältemittelaustrittsöffnung 17 ist an die Ausgangsseite des Verdampfers 8, die zweite Kältemitteleintrittsöffnung 18 an die Eingangsseite des Kompressors 7 angeschlossen. In der unteren Kammer 15 herrscht daher der Verdampfungsdruck p0.
  • Der Druck in der oberen Kammer 13 wird durch die Temperatur bestimmt, die das überhitzte Kältemittel im zwischen Verdampfer 8 und Kompressor 7 angeordneten Kanal 16 des Ventils besitzt und die damit auf den Thermokopf 12 übertragen wird. Zum Füllen der oberen Kammer 14 ist ein Füllrohr 19 vorgesehen.
  • Auf der dem Übertragungsstift 11 abgewandten Seite der Kugel 10 greift eine Regulierfeder 20 unter Zwischenschaltung einer die Feder 20 umfassenden Haube 21 an. Die Regulierfeder 20 stützt sich andererseits an einer Einstellschraube 22 ab, die in ein entsprechendes Gewinde 23 im Gehäuse 1 eingeschraubt ist. Durch Verdrehen der Einstellschraube 22 kann die Federcharakteristik der Regulierfeder 20 und damit die der von der Membran 13 über den Übertragungsstift 11 auf die Kugel 10 ausgeübten Kraft entgegengerichtete Kraft, also die Öffnungscharakteristik des Expansionsventils eingestellt werden. Zur Fixierung einer eingestellten Federcharakteristik der Regulierfeder 20 ist eine Madenschraube 32 vorgesehen, die in das Gehäuse 1 eingedreht ist und auf das Gewinde der Einstellschraube 22 einwirkt.
  • Durch das Zentrum der Regulierfeder 20 greift ein zweiter Übertragungsstift 24 hindurch, der in der Einstellschraube 22 längs der Achse 11, also koaxial zum ersten Übertragungsstift 11 hin- und herbeweglich geführt ist. Das untere Ende des zweiten Übertragungsstiftes 24 ist unter Zwischenschaltung einer Längenausgleichsfeder 25 mit einer beheizbaren Bimetallfeder 26 verbunden, die in einer Kammer 27 angeordnet ist, die in einer Erweiterung 28 der Einstellschraube 22 vorgesehen ist.
  • Über Anschlussleitungen 29 ist die Bimetallfeder 26 mit einer hier nicht dargestellten, außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Energiequelle verbunden. Die Anschlussleitungen 29 sind durch eine Dichtung 30 in der Erweiterung 28 der Einstellschraube 22 nach außen geführt, so dass die Kammer 27 nach außen abgeschlossen ist. Außerdem ist die Kammer 27 durch Ringdichtungen 31, die zwischen dem zweiten Übertragungsstift 24 und der Einstellschraube 22 vorgesehen sind, gegenüber dem ersten Kältemittelkanal 4 und damit gegenüber dem Kältemittelkreislauf abgedichtet.
  • Das andere Ende des zweiten Übertragungsstiftes 24 endet in seiner Ruhestellung mit Abstand vor der an der Kugel 10 anliegenden Haube 21. Bei nicht betätigtem zweiten Übertragungsstift 24 kann die Kugel 10 daher ungehindert in Abhängigkeit der einerseits von der Membran 13 über den ersten Übertragungsstift 11 ausgeübten Kraft und andererseits in Abhängigkeit von der durch die Regulierfeder 20 ausgeübten Gegenkraft bewegt werden, so dass eine ungehinderte Regulierung des Öffnungsquerschnittes der Durchflussöffnung 9 gegeben ist.
  • Zur Betätigung des zweiten Übertragungsstiftes 24 wird die Bimetallfeder 26 beheizt. Dadurch verstärkt sich ihre Wölbung nach oben, so dass der zweite Übertragungsstift 24 in Richtung auf die Kugel 10 verschoben wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Kugel 10 von dem zweiten Übertragungsstift 24 bei entsprechender Beheizung der Bimetallfeder 26 soweit nach oben verschoben wird, dass sie die Durchtrittsöffnung 9 vollständig verschließt. Ein Durchtritt von Kältemittel durch den Kältemittelkanal 4 ist dann nicht mehr möglich, so dass kein Kältemittel mehr zum Verdampfer 8 gelangen kann. Der Kältemittelkreislauf des Verdampfers 8 ist somit abgeschaltet.
  • Nach Abschalten der Heizung der Bimetallfeder 26 kehrt diese in ihre Ausgangslage zurück, wobei sie den Übertragungsstift 24 mitnimmt. Die Kugel 10 wird dadurch wieder freigegeben und kann durch die Membran 13 unter Gegenwirkung der Regulierfeder 20 in die entsprechende Öffnungsstellung verschoben werden. Der dem Verdampfer 8 zugeordnete Kältekreislauf ist dann wieder eingeschaltet.
  • Die in Fig. 3 dargestellte zweite Variante stimmt weitgehend mit der ersten Variante der Fig. 1 und 2 überein. Es ist lediglich die Bimetallfeder 26 durch eine beheizbare Membrankapsel 33 ersetzt und als Heizeinrichtung 34 eine sogenannte PTC-Heizung, also ein Kaltleitwiderstand vorgesehen. Die Membrankapsel 33 enthält ein sich bei Erwärmung ausdehnendes Medium, insbesondere ein Gas, so dass bei Einschaltung der Heizung 34 der zweite Übertragungsstift 24 durch die sich aufblähende Membrankapsel 33 nach oben verschoben wird und die Kugel 10 in ihre die Durchflussöffnung 9 vollständig verschließende Stellung verschiebt. Nach Abschalten der Heizung 34 verkleinert sich das Volumen der Kapsel 33 wieder, so dass der zweite Übertragungsstift 24 in seine Ausgangsstellung zurückgezogen wird und die Regulierkugel 10 freigibt.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten dritten Variante ist in der Kammer 27 anstelle der Membrankapsel 33 eine Innenkammer 35 vorgesehen, die auf ihrer dem zweiten Übertragungsstift 24 zugewandten Seite durch ein Balgelement 36 verschlossen ist. Die Innenkammer 35 ist mit einem sich bei Erwärmung ausdehnenden Medium, insbesondere einem Gas gefüllt und wiederum durch eine PTC-Heizung 34 beheizbar.
  • Bei Einschalten der Heizung 34 vergrößert sich das Volumen des in der Innenkammer 35 vorhandenen Gases und komprimiert dadurch das Balgelement 36, welches seinerseits den zweiten Übertragungsstift 24 nach oben bewegt, so dass dieser die Kugel 10 in ihre die Durchflussöffnung 9 verschließende Stellung verschiebt. Nach Ausschalten der Heizung verringert sich das Gasvolumen wieder, so dass das Balgelement 36 und mit diesem der zweite Übertragungsstift 24 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren und die Regulierkugel 10 freigegeben wird. Die Federwirkung des Balgelements 36 unterstützt dabei die Rückkehr der genannten Elemente in ihre Ausgangsstellung.
  • Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist wiederum eine auf ihrer Oberseite durch ein Balgelement 36 verschlossene Innenkammer 35 zur Betätigung des zweiten Übertragungsstiftes 24 vorgesehen. Die Schließfunktion ist mit der zuvor beschriebenen Variante identisch. Zusätzlich übernimmt das Balgelement 36 hier jedoch die Funktion der Regulierfeder 20, die bei dieser Variante daher weggelassen ist. Es ist folglich auch keine Einstellschraube 22 erforderlich, so dass die Baugröße des Expansionsventils bei dieser Variante entsprechend verringert ist. Die Einstellung der Öffnungscharakteristik dieses Expansionsventils erfolgt über die Füllung der Innenkammer 35, also die Vorspannung des Balgelements 36.
  • Alle dargestellten und beschriebenen Varianten ermöglichen ein vollständiges Verschließen der Durchflussöffnung 9 des Expansionsventils und damit ein Abschalten des dem Verdampfer 8 zugeordneten Kältekreislaufes, wobei kein separates Schließventil erforderlich ist. Durch Verwendung von vorhandenen Bauteilen des Expansionsventils können Teile und Bauraum eingespart werden. Die normale Regulierfunktion des thermostatischen Expansionsventils bleibt dabei voll erhalten. Bezugszeichenliste 1 Gehäuse
    2 erste Kältemitteleintrittsöffnung
    3 erste Kältemittelaustrittsöffnung
    4 erster Kältemittelkanal
    5 Sammler
    6 Verflüssiger
    7 Kompressor
    8 Verdampfer
    9 Durchflussöffnung
    10 Regulierkugel
    11 erster Übertragungsstift
    12 Thermokopf
    13 Membran
    14 obere Kammer von 12
    15 untere Kammer von 12
    16 zweiter Kältemittelkanal
    17 zweite Kältemitteleintrittsöffnung
    18 zweite Kältemittelaustrittsöffnung
    19 Füllrohr
    20 Regulierfeder
    21 Haube
    22 Einstellschraube
    23 Innengewinde
    24 zweiter Übertragungsstift
    25 Ausgleichsfeder
    26 Bimetallfeder
    27 Kammer
    28 Erweiterung von 22
    29 Anschlussleitung
    30 Dichtung
    31 Dichtring
    32 Madenschraube
    33 Membrankapsel
    34 PTC-Heizung
    35 Innenkammer
    36 Balgelement
    I Strömungsrichtung
    11 Achse von 9

Claims (16)

1. Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen, insbesondere Fahrzeugklimaanlagen, mit einem Gehäuse (1) mit einer Kältemitteleintrittsöffnung (2), einer Kältemittelaustrittsöffnung (3), einem Eintrittsöffnung (2) und Austrittsöffnung (3) verbindenden Kältemittelkanal (4), in welchem eine einen Durchflussquerschnitt vorbestimmter Größe aufweisende Durchflussöffnung (9) vorgesehen ist, einem relativ zur Durchflussöffnung (9) beweglichen Regulierelement (10), durch welches der Öffnungsquerschnitt der Durchflussöffnung (9) veränderbar ist, und einer thermisch geregelten Betätigungseinrichtung (12) zum Bewegen des Regulierelementes (10) relativ zur Durchflussöffnung (9), insbesondere über einen auf das Regulierelement (10) wirkenden Übertragungsstift (11), dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich, betätigbare Mittel (26, 33, 36) vorgesehen sind, durch welche das Regulierelement (10) in eine Stellung bewegbar ist, in welcher es die Durchflussöffnung (9) vollständig verschließt.
2. Expansionsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26, 33, 36) im Inneren des Ventilgehäuses (1) angeordnet sind.
3. Expansionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26, 33, 36) außerhalb des Ventilgehäuses (1) angeordnet und gegenüber diesem insbesondere abgedichtet sind.
4. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung des Regulierelementes (10) eine insbesondere elektrisch betriebene Wegerzeugungseinrichtung (26, 33, 36) vorgesehen ist.
5. Expansionsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Wegerzeugungseinrichtung ein beheizbares Membran- und/oder Balgsystem (33, 36), ein beheizbares Bimetall (26), ein Schrittmotor, ein Gleichstromgetriebemotor oder eine pneumatische, mit Unterdruck oder Überdruck arbeitende Membrandruckdose vorgesehen ist.
6. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Regulierelement (10) und Wegerzeugungseinrichtung (26, 33, 36) ein Übertragungsstift (24) angeordnet ist.
7. Expansionsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsstift (24) gegenüber dem Gehäuse (1) mittels einer elastischen Ringdichtung (31), insbesondere O-Ringdichtung, abgedichtet ist, die bevorzugt mehrere Dichtringe umfasst.
8. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Schließrichtung auf das Regulierelement (10) wirkende separate Regulierfeder (20) zum Einstellen der Öffnungscharakteristik des Ventils vorgesehen ist.
9. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Rückstelleinrichtung für die Schließmittel, insbesondere eine auf den Übertragungsstift (24) wirkende Feder, vorgesehen ist.
10. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26, 33, 36) zum Bewegen des Regulierelementes (10) in die vollständige Schließstellung bei geöffnetem Ventil das Regulierelement (10) vollständig freigeben.
11. Expansionsventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsstift (24) durch das Zentrum der auf das Regulierelement (10) wirkenden Regulierfeder (20) geführt ist.
12. Expansionsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (36) zum Bewegen des Regulierelementes (10) in die vollständige Schließstellung zugleich als Regulierfeder wirken.
13. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wegerzeugungseinrichtung (26, 33, 36) und dem Regulierelement (10) ein elastisches Längenausgleichselement (25) angeordnet ist.
14. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der thermisch geregelten Betätigungseinrichtung (12) und dem Regulierelement (10) elastische Längenausgleichsmittel vorgesehen sind.
15. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) eine weitere Kühlmitteleintrittsöffnung (17) und eine weitere Kühlmittelaustrittsöffnung (18) sowie ein diese verbindender Kühlmittelkanal (16) vorgesehen sind, an welchen eine Druckkammer (15) der thermischen Betätigungseinrichtung (12) angeschlossen ist.
16. Expansionsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierelement (10) als Nadel oder Kugel ausgebildet ist.
DE10218817A 2002-04-26 2002-04-26 Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen Withdrawn DE10218817A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10218817A DE10218817A1 (de) 2002-04-26 2002-04-26 Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen
PCT/EP2003/004432 WO2003091816A2 (de) 2002-04-26 2003-04-28 Regulierventil für klimaanlagen
AU2003227688A AU2003227688A1 (en) 2002-04-26 2003-04-28 Control valve for air conditioners

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10218817A DE10218817A1 (de) 2002-04-26 2002-04-26 Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10218817A1 true DE10218817A1 (de) 2003-11-06

Family

ID=28798836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10218817A Withdrawn DE10218817A1 (de) 2002-04-26 2002-04-26 Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10218817A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10323739A1 (de) * 2003-05-24 2004-12-16 Daimlerchrysler Ag Expansionseinheit für einen Kältemittelkreis
DE102004049790B4 (de) * 2003-12-16 2007-05-16 Otto Egelhof Gmbh & Co Kg Abschaltventil, Bausatz mit einem Abschaltventil, sowie ein Expansionsventil
US7246501B2 (en) 2003-12-16 2007-07-24 Otto Egelhof Gmbh & Co. Kg Shut-off valve, kit having a shut-off valve, and an expansion valve
CN102588669A (zh) * 2011-01-07 2012-07-18 浙江三花汽车零部件股份有限公司 热力膨胀阀
DE102011108177A1 (de) * 2011-07-22 2013-01-24 Festo Ag & Co. Kg Ventilmodul
DE102015114336A1 (de) * 2015-08-28 2017-03-02 Halla Visteon Climate Control Corporation Kombinationsventil, insbesondere für den Einsatz in mobilen R744 Kältemittelkreisläufen

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10323739A1 (de) * 2003-05-24 2004-12-16 Daimlerchrysler Ag Expansionseinheit für einen Kältemittelkreis
DE10323739B4 (de) * 2003-05-24 2008-10-30 Daimler Ag Expansionseinheit für einen Kältemittelkreis
DE102004049790B4 (de) * 2003-12-16 2007-05-16 Otto Egelhof Gmbh & Co Kg Abschaltventil, Bausatz mit einem Abschaltventil, sowie ein Expansionsventil
US7246501B2 (en) 2003-12-16 2007-07-24 Otto Egelhof Gmbh & Co. Kg Shut-off valve, kit having a shut-off valve, and an expansion valve
CN102588669A (zh) * 2011-01-07 2012-07-18 浙江三花汽车零部件股份有限公司 热力膨胀阀
CN102588669B (zh) * 2011-01-07 2015-07-01 浙江三花汽车零部件有限公司 热力膨胀阀
DE102011108177A1 (de) * 2011-07-22 2013-01-24 Festo Ag & Co. Kg Ventilmodul
DE102011108177B4 (de) * 2011-07-22 2013-03-21 Festo Ag & Co. Kg Ventilmodul
DE102015114336A1 (de) * 2015-08-28 2017-03-02 Halla Visteon Climate Control Corporation Kombinationsventil, insbesondere für den Einsatz in mobilen R744 Kältemittelkreisläufen
DE102015114336B4 (de) * 2015-08-28 2018-11-15 Halla Visteon Climate Control Corporation Kombinationsventil, insbesondere für den Einsatz in mobilen R744 Kältemittelkreisläufen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2064608B1 (de) Thermostatisches ventil zur regelung eines massenstromes
DE19852127B4 (de) Expansionsorgan und hierfür verwendbare Ventileinheit
EP2181376A2 (de) Ventilelement sowie thermostatische regeleinrichtung zur regelung eines massenstromes
WO2009049624A1 (de) Regulierventil
EP3280934B1 (de) Anordnung mit ventil und stellantrieb
EP1025395B1 (de) Gasregelarmatur
EP2435887B1 (de) Verbesserte betätigung einer thermostatventil
DE102006057131B3 (de) Thermostatisches Expansionsventil für Kälte- beziehungsweise Wärmepumpenkreisläufe mit thermisch gesteuerter Sicherheitsfunktion
EP0484624B1 (de) Thermostatventil zur Regelung der Temperatur der Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine
DE10218817A1 (de) Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen
EP1979796B1 (de) Ventilanordnung zum anschliessen eines wärmetauschers einer warmwasserentnahmevorrichtung an ein fernwärmenetz
WO2003091816A2 (de) Regulierventil für klimaanlagen
WO2008064816A1 (de) Thermostatisches expansionsventil für kälte-beziehungsweise wärmepumpenkreisläufe mit mechanisch gesteuerter sicherheitsfunktion
DE2127354A1 (de)
EP2404113A2 (de) Gasregelarmatur
DE10237532A1 (de) Thermisches Expansionsventil für Kälteanlagen
EP3563207B1 (de) Regelarmatur zur regelung des differenzdruckes und/oder des volumenstromes
DE102004049790A1 (de) Abschaltventil, Bausatz mit einem Abschaltventil, sowie ein Expansionsventil
EP0735450A2 (de) Thermostatventil für eine Fussbodenheizung
DE102007039495A1 (de) Ventilelement sowie thermostatische Regeleinrichtung zur Regelung eines Massenstromes
DE10050207C1 (de) Kombiventil für Heizungsanlagen
DE10011558A1 (de) Regelventil
DE102008051172B4 (de) Verfahren zur Regelung eines Massenstromes mit einem Expansionsventil und Expansionsventil
EP1979686B1 (de) Ventilanordnung zum anschliessen eines wärmetauschers einer warmwasserentnahmevorrichtung an ein fernwärmenetz
EP1353126B1 (de) Hydraulisch geregelte Gasarmatur

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee