DE19913143C2 - Durchflußmengenregler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflußmengenregler dargelegt im einteiligen Patentanspruch 1, wobei zum Steuern des Flusses eines Kältemittels, das in einem Kältekreislauf verwendet wird, und insbesondere einen Durchflußmengenregler, der einen verläßlichen Betrieb des Reglers sicherstellen kann, indem verhindert wird, daß die Temperatur der Wärmeausdehnungslösung im hohen Temperaturzustand durch das Kältemittel im niedrigen Temperaturzustand verringert wird, und indem die Ausdehnungseffizienz der Wärmeausdehnungslösung verbessert wird.

Allgemein umfaßt eine Kälteeinheit einen Verdampfer, einen Kompressor, einen Verflüssiger und ein Drosselventil. Eine derartige Kälteeinheit setzt eine Umgebungstemperatur herab, indem sie einen Kältekreislauf durchführt, der aus einer Verdampfungs-, einer Verdichtungs-, einer Verflüssigungs- und einer Ausdehnungsphase jeweils am Verdampfer, Kompressor, Verflüssiger und Drosselventil besteht.

Der Kältekreislauf wird im folgenden näher beschrieben.

Das verflüssigte Kältemittel des Verdampfers verdampft und entzieht dabei latente Wärme aus der umgebenden Luft. Daraus resultiert, daß die Luft gekühlt wird und sich die Temperatur derselben verringert. Die gekühlte Luft versucht die Temperatur eines Kühlraums durch natürliche Konvektion oder ein Gebläse auf einer niedrigen Temperatur zu halten. Das vom Drosselventil ausgegebene verflüssigte Kältemittel und das verdampfte Kältemittel befinden sich zusammen im Verdampfer.

Während dabei das Kältemittel vom flüssigen Zustand in dem dampfförmigen Zustand übergeht und dieser Zustandswechsel fortschreitet, weist der Dampfdruck eine bestimmte Beziehung zur Dampftemperatur auf.

Das im Verdampfer verdampfte Kältemittel im gasförmigen Zustand wird in den Kompressor absorbiert, was dazu dient, das Kältemittel im flüssigen Zustand aktiv zu verdampfen, indem das Innere des Verdampfers auf einem niedrigen Druck gehalten wird, auch wenn seine Temperatur sehr niedrig ist.

Dabei wird das in den Kompressor absorbierte verdampfte Kältemittel im Zylinder durch einen Kolben komprimiert, so daß sein Druck hoch wird, wodurch das verdampfte Kältemittel einfach verflüssigt werden kann, auch wenn es durch Wasser in Raumtemperatur oder Kühlluft gekühlt wird.

Danach wird das komprimierte Gas des Kompressors kondensiert, um es zu kühlen, wobei es dann verflüssigt wird. Wie die Verdampfungsphase umfaßt die Kondensationsphase die beiden Zustände flüssig und dampfförmig. Während des Zustandsübergangs vom dampfförmigen Zustand zum flüssigen Zustand, weist der Kondensationsdruck eine bestimmte Beziehung zur Kondensationstemperatur auf.

Bei dem oben beschriebenen Kältekreislauf ist unter der Ausdehnungsphase das Vermindern des Drucks des verflüssigten Kältemittels zu einem Zustand zu verstehen, in welchem das Kältemittel einfach verdampft werden kann, bevor das verflüssigte Kältemittel in den Verdampfer gegeben wird. Die Ausdehnung wird durch das Drosselventil durchgeführt. Ein derartiges Drosselventil führt eine Durchflußmengenregelung des Kältemittels sowie eine Verminderung des Drucks durch. Mit anderen Worten wird der Fluß des im Verdampfers verdampften Kältemittels durch den aus dem Kühlraum zu entfernenden Wärmefluß bei einer gegebenen Verdampfungstemperatur (Verdampfungsdruck) bestimmt. Es ist deshalb wichtig, diese Bedingungen zu berücksichtigen und den Zufluß des Kältemittels präzise, d. h. weder zu groß noch zu klein zu steuern.

Das Drosselventil dehnt flüssiges Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck adiabatisch zu einem flüssigen Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, indem es drosselt und gleichzeitig als ein Durchflußmengenregler zum Regeln des Zuflusses des Kältemittels in Übereinstimmung mit der Last der Verdampfers funktioniert.

Es sind verschiedene Arten von Drosselventilen mit jeweils verschiedenem Betriebsverfahren und Aufbau bekannt. Vor kurzem wurde ein Durchflußmengenregler vorgesehen, der sowohl Hitze wie Luftdruck verwendet und die Eigenschaften aufweist, daß die Antriebskraft groß ist, eine Feinsteuerung möglich ist und die Herstellungskosten gering sind.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht, die einen herkömmlichen Durchflußmengenregler gemäß dem firmeninternen Stand der Anmelderin zeigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt der herkömmliche Durchflußmengenregler eine Kappe 1 mit einer vorbestimmten Form und eine Bodenplatte 3 eines Heizers, wobei die Bodenplatte 3 aus Keramik hergestellt ist und an beiden Seiten Einlässe aufweist. Der herkömmliche Durchflußmengenregler umfaßt weiterhin eine Elektrode 5 aus Aluminium (Al), auf deren zentralem Teil eine Heizelektrode 4 plaziert ist. Die Al-Elektrode 5 ist auf der oberen Oberfläche der Bodenplatte 3 befestigt. Eine Membran 7 ist am Umfang der Al-Elektrode 4 befestigt, wobei dazwischen ein Abstandhalter 6 vorgesehen ist. Die Al-Elektrode ist aus Kupfer. Eine Befestigungsschicht (oder ein Füllstoff) 8, 9 ist zwischen der oberen Oberfläche des Al-Elektrode 5 und der unteren Oberfläche des Abstandhalters 6 und zwischen der unteren Oberfläche der Al- Elektrode und der oberen Oberfläche des Abstandhalters 6 angeordnet, um die Befestigungskraft zu verstärken. Eine Wärmeausdehnungslösung 10 ist in den zwischen der Al-Elektrode 5 und der Membran 7 gebildeten Raum 14 gefüllt. Eine dichtende Bodenplatte 11 ist an der Bodenplatte 3 des Heizers befestigt, um einen Einlaß 2 für die Wärmeausdehnungslösung zu dichten. In Fig. 1 gibt das Bezugszeichen 12 eine elektrische Leitung an.

Die Kappe 1 umfaßt einen Raum 1a, durch den das Kältemittel hindurchgeht. Ein Einlaß 1b zum Einführen des Kältemittels in den Raum 1a und ein Auslaß 1c zum Ausführen des Kältemittels aus dem Raum 1a nach außen sind in Kommunikation mit dem Raum 1a in der Kappe 1 ausgebildet.

Um den wie oben beschrieben aufgebauten Durchflußmengenregler zusammenzubauen, wird eine Elektrode 5 aus Aluminium (Al) mit einer Heizelektrode 4 aus einer Ta-Al-Legierung auf der oberen Oberfläche der Bodenplatte 3 des Heizers befestigt, wobei die untere Befestigungsschicht 8, der Abstandhalter 6, die obere Befestigungsschicht 9 und die Membran 7 in der genannten Reihenfolge auf der Al-Elektrode 5 angeordnet werden, so daß zwischen diesen der Raum 14 gebildet wird.

Dann wird die Wärmeausdehnungslösung 10 durch den Einlaß 2 vom unteren Teil der Bodenplatte 3 des Heizers eingeführt und die dichtende Platte 11 an der unteren Oberfläche der Bodenplatte 3 des Heizers befestigt, um den Einlaß 2 für die Wärmeausdehnungslösung zu dichten. Dann wird die dichtende Platte 11 an der unteren Oberfläche der Kappe 1 befestigt. Als nächstes wird die elektrische Leitung 12 aus der Kappe 1 nach außen gezogen. Der zentrale Teil der Membran 7 ist dabei direkt unterhalb des Auslasses 1c angeordnet, der in der Kappe 1 ausgebildet ist.

Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Durchflußmengenregler wird das flüssige Kältemittel durch den Einlaß 1b der Kappe 1 eingeführt, geht durch den darin ausgebildeten Raum 1a hindurch und wird dann durch den Auslaß 1c zum Verdampfer ausgeführt.

Wenn eine Durchflußmengenregelung des flüssigen Kältemittels erforderlich ist, wird über die von außerhalb der Kappe 1 kommende elektrische Leitung 12 eine Spannung an der Al- Elektrode 5 angelegt, so daß die Heizelektrode 4 aus Ta-Al Wärme emittiert. Dadurch dehnt sich die Wärmeausdehnungslösung 10 aus, die in den durch die Al-Elektrode 5, den Abstandhalter 6 und die Membran 7 begrenzten Raum gefüllt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, verursacht die Wärmeausdehnung der Wärmeausdehnungslösung 10, daß sich der zentrale Teil der Membran 7 zum Auslaß 1c der Kappe 1 hin wölbt, um den Ausfluß des Kältemittels durch den Auslaß 1c zu regeln, wodurch der Gesamtfluß des Kältemittels geregelt wird.

Der herkömmliche Durchflußmengenregler weist jedoch den Nachteil auf, daß der Wärmeaustausch sehr aktiv ist, da das Kältemittel und die Wärmeausdehnungslösung 10 nur durch die Membran 7 voneinander getrennt sind.

Wenn mit anderen Worten eine elektrische Leistung an der Al- Elektrode 5 angelegt wird, dann wird die Heizelektrode 4 aus einer Ta-Al-Legierung erwärmt und emittiert deshalb Wärme. Die emittierte Wärme erhöht die Temperatur der Wärmeausdehnungslösung 10 in beträchtlichem Maße. Da die Wärme der Wärmeausdehnungslösung 10 mit erhöhter Temperatur auf das Kältemittel mit niedriger Temperatur übertragen wird, hält die Wärmeausdehnungslösung 10 keinen hohen Temperaturzustand aufrecht. Folglich wird die Wärmeausdehnungseffektivität herabgesetzt und die Durchflußmengenregelungsaktivität dementsprechend herabgesetzt, was einen Mängel darstellt, welcher die Verläßlichkeit des Produkts stark beeinträchtigt.

Die Druckschrift DE 38 38 756 C1 offenbart ein elektronisch steuerbares Regelventil, das ein Hauptrohr mit zwei Endstücken aufweist, die als Ein- und Auslässe dienen, sowie ein elastisches Mittelstück, das druckbeaufschlagbar ist und seine Form ändern kann und somit auch einen Strömungsquerschnitt für ein dazwischen fließendes Medium. Ein mit einem heizbaren Medium gefüllter Hohlraum ist hierbei nicht unterteilt und steht über das elastische Mittelstück in starker thermischer Wechselwirkung mit dem in seiner Flußmenge zu regelnden Medium.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei­ nen Durchflußmengenregler anzugeben, der in der Lage ist, den Wärmeaustausch zwischen der Wärmeausdehnungslösung mit hoher Temperatur und dem Kältemittel mit niedriger Tempera­ tur zu beschränken.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchflußmengenregler anzugeben, der in der Lage ist, die Verläßlichkeit des Betriebs sicherzustellen, indem verhin­ dert wird, daß die Temperatur der Wärmeausdehnungslösung im hohen Temperaturzustand durch das Kältemittel im niedrigen Temperaturzustand herabgesetzt wird, so daß die Wärmeausdehnungslösung effektiv ausgedehnt wird.

Um die oben genannten Aufgaben zu lösen und um andere Vorteile vorzusehen, umfaßt ein Durchflußmengenregler: eine Basisplatte, eine mit der Basisplatte verbundene Deckelplatte mit einem Einlaß und einem Auslaß, eine innerhalb der Deckelplatte ausgebildete adiabatische Kammer, die auf der oberen Oberfläche der Basisplatte gehalten wird und in ihrem unteren Teil einen mit einer Wärmeausdehnungslösung gefüllten Druckerzeugungsraum sowie in ihrem mittleren Teil einen mit dem Druckerzeugungsraum kommunizierenden Hohlraum umfaßt, eine mit dem oberen Umfang der adiabatischen Kammer verbundene Membran, wobei zwischen der Deckelplatte und der adiabatischen Kammer ein Kältemittelraum angeordnet ist, in welchen Kältemittel gefüllt ist, eine mit der unteren Oberfläche der adiabatischen Kammer verbundene Scheibe zum Dichten des Druckerzeugungsraums, und eine Einrichtung zum Erwärmen der in den Druckerzeugungsraum gefüllten Wärmeausdehnungslösung.

Um zu verhindern, daß die Wärmeausdehnungslösung leckt, ist ein Dichtungsglied selektiv zwischen der adiabatischen Kammer und der Scheibe angeordnet.

Vorzugsweise umfaßt die adiabatische Kammer einen oberen Raum, der an der oberen Oberfläche derselben ausgebildet ist. Der obere Raum weist eine geneigte Ebene auf, die nach unten zu dem Hohlraum hin geneigt ist. Die Wärmeausdehnungslösung ist zwischen die geneigte Ebene des oberen Raums und die Membran gefüllt.

Weiterhin umfaßt die Deckelplatte eine Aufnahmerille, die an der unteren Oberfläche derselben mit einer ausgewählten Tiefe ausgebildet ist, in welche ein Dichtungsglied wie etwa ein O- Ring eingefügt ist, so daß ein Lecken des Kältemittels verhindert wird.

In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Heizeinrichtung: ein Paar von Dünnfilmelektroden, die mit einem Abstand zueinander auf der oberen Oberfläche einer Scheibe angeordnet sind, ein Paar von Anschlußlaschen, die jeweils mit dem Paar von Dünnfilmelektroden durch in der Scheibe ausgebildete Löcher hindurch elektrisch verbunden sind, wobei sich ein Ende jeder Anschlußlasche unter der Scheibe erstreckt, und einen auf der Scheibe ausgebildeten dünnen Heizfilm, welcher das Paar von Dünnfilmeleketroden elektrisch miteinander verbindet.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Heizeinrichtung ein PTC-Element, das an der unteren Oberfläche der Scheibe vorgesehen ist, um die Scheibe zu erwärmen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Heizeinrichtung: ein Paar von durch ein Paar von Löchern eingeführten Anschlußlaschen, wobei sich ein Ende jeder Anschlußlasche unter der Scheibe erstreckt und das andere Ende jeder Anschlußlasche über der Scheibe erstreckt; und eine Heizspirale, welche die anderen Enden der Anschlußlaschen miteinander verbindet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht, welche einen herkömmlichen Durchflußmengenregler zeigt, wobei die Wärmeausdehnungsflüssigkeit nicht ausgedehnt ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht, welche einen herkömmlichen Durchflußmengenregler zeigt, wobei die Wärmeausdehnungsflüssigkeit ausgedehnt ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Durchflußmengenreglers in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4a eine perspektivische Ansicht eines Heizgliedes in dem Durchflußmengenregler von Fig. 3, und Fig. 4b eine Schnittansicht des Heizgliedes von Fig. 4a,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Heizgliedes in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Heizgliedes in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ein Durchflußmengenregler in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform ist in Fig. 3 gezeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt der Durchflußmengenregler eine Basisplatte 21 und eine Deckelplatte 22, die mit Hilfe von einigen Schrauben 23 auf der Basisplatte 21 befestigt ist. Die Deckelplatte 22 weist einen Einlaß 22a und einen Auslaß 22b auf, die mit einem Abstand zueinander an beiden Seiten derselben angeordnet sind. Eine adiabatische Kammer 25 ist in der Deckelplatte 22 vorgesehen und wird auf der oberen Oberfläche der Basisplatte 21 gehalten. Die adiabatische Kammer 25 umfaßt in ihrem unteren Teil eine Druckerzeugungskammer 25a, die mit einer Wärmeausdehnungslösung 24 gefüllt ist. In einem mittleren Teil der adiabatischen Kammer 25 ist ein Hohlraum 25b vorgesehen, der mit dem Druckerzeugungsraum 25a kommuniziert. Eine Membran 26 ist mit dem oberen Umfang der adiabatischen Kammer 25 verbunden und bildet zusammen mit der Deckelplatte 22 und der adiabatischen Kammer 25 einen Kältemittelraum 22c, in den Kältemittel gefüllt ist. Eine Scheibe 28 ist mit Hilfe einiger Schrauben 27 mit der unteren Oberfläche der adiabatischen Kammer 25 verbunden und dichtet den Druckerzeugungsraum 25a. Eine Dichtung 29 ist zwischen der Schreibe 28 und der adiabatischen Kammer 25 angeordnet. Außerdem ist ein Heizglied zum Erwärmen der in den Druckerzeugungsraum 25a gefüllten Wärmeausdehnungslösung 24 vorgesehen.

Die adiabatische Kammer 25 umfaßt einen oberen Raum 25d, der auf der oberen Oberfläche derselben vorgesehen ist. Der obere Raum 25d weist eine geneigte Ebene 25c auf, die nach unten zum Hohlraum 25b hin geneigt ist. Die Wärmeausdehnungslösung 24 ist zwischen die geneigte Ebene 25c des oberen Raums 25d und die Membran 26 gefüllt.

Vorzugsweise sind der Hohlraum 25b der adiabatischen Kammer 25 und das Zentrum des in der Deckelplatte 22 gebildeten Auslasses 22b miteinander ausgerichtet, wobei das Zentrum der Membran 26 zwischen denselben angeordnet ist.

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Schrauben 23, 27 als Elemente zum Befestigen der Deckelplatte 22 an der Basisplatte 21 und als Elemente zum Befestigen der Scheibe 28 auf der adiabatischen Kammer 25 angegeben, wobei jedoch auch andere Elemente als Schrauben verwendet werden können.

Der Durchflußmengenregler weist einen dichten Aufbau auf, um zu verhindern, daß das flüssige Kältemittel leckt. Insbesondere ist eine Aufnahmerille 22d an der inneren Oberfläche der Deckelplatte 22 mit einer bestimmten Tiefe vorgesehen, in welcher ein O-Ring 30 eingefügt ist.

In Fig. 3 gibt das Bezugszeichen 21a ein Durchgangsloch an, das an einem ausgewählten Teil des Basisplatte 21 ausgebildet ist, wobei das Durchgangsloch 21a verwendet wird, um die Verbindung von elektrischen Leitungen mit den Anschlußlaschen 42, 42' zu ermöglichen.

Im folgenden werden Heizelemente zum Heizen der Wärmeausdehnungslösung 24 im Durchflußmengenregler mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 4a ist eine perspektivische Ansicht einer Heizeinrichtung in dem Durchflußmengenregler von Fig. 3, und Fig. 4b ist eine Schnittansicht der Heizeinrichtung von Fig. 4a.

Wie in Fig. 4a und 4b gezeigt, umfaßt eine Heizeinrichtung ein Paar von Dünnfilmelektroden 41, 41', die scheibenförmig mit einem Abstand zueinander auf einer Scheibe 28 vorgesehen sind. Ein Paar von Anschlußlaschen 42, 42' sind jeweils mit den Dünnfilmelektroden elektrisch verbunden und erstrecken sich durch entsprechende Durchgangslöcher, die an entsprechenden zentralen Teilen der Dünnfilmelektroden und in der Scheibe 28 gebildet sind, unter die Scheibe 28. Ein dünner und scheibenförmiger Heizfilm 43 ist im zentralen Teil der Scheibe 28 angeordnet, wobei beide Kanten des dünnen Heizfilms 43 elektrisch mit dem Paar von Dünnfilmelektroden 41, 41' verbunden sind.

Dabei ist das Paar von Dünnfilmelektrode 41, 41' vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, und ist der dünne Heizfilm 43 vorzugsweise aus einer Ta-Al-Legierung hergestellt.

Die Anschlußlaschen 42, 42' sind jeweils mit Stromleitungen 44, 44' verbunden, wobei der dünne Heizfilm 43 durch das Anlegen einer elektrischen Spannung (V) über die Stromleitungen 44, 44' erwärmt wird. Dabei variiert die Temperatur des dünnen Heizfilms 43 in Abhängigkeit von der Höhe der angelegten elektrischen Leistung. Um also die Temperatur des dünnen Heizfilms präzise zu steuern, sollte eine entsprechend hohe elektrische Leistung angelegt werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist bei dem Durchflußmengenregler mit dem oben beschriebenen Aufbau, der größte Teil der Wärmeausdehnungslösung 24 in den Druckerzeugungsraum 25a gefüllt, der unter der adiabatischen Kammer 25 vorgesehen ist. Dadurch wird der Wärmeaustausch zwischen der Wärmeausdehnungslösung 24 mit hoher Temperatur und dem Kältemittel mit niedriger Temperatur beschränkt, indem der Kontaktbereich minimiert wird, in welchem die Wärmeausdehnungslösung 24 das Kältemittel direkt durch die Membran 26 kontaktiert.

Im folgenden wird der Betrieb des Durchflußmengenreglers der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.

Zuerst wird auf Fig. 3, 4a und 4b Bezug genommen. Wenn die elektrische Spannung (V) nicht an der Heizeinrichtung angelegt wird, wird der dünne Heizfilm 43 nicht erwärmt, so daß sich die Wärmeausdehnungslösung 24 nicht ausdehnt. Dementsprechend wölbt sich die Membran 26 nicht zum Auslaß 22b hin. Deshalb geht das flüssige Kältemittel, das durch den Einlaß 22a der Deckelplatte 22 eingeführt wird, durch den Raum 22c der Deckelplatte 22 hindurch. Das flüssige Kältemittel wird dann durch den Auslaß 22b zum Verdampfer ausgeführt.

Wenn der Fluß des flüssigen Kältemittels reduziert werden soll, dann wird eine entsprechende Spannung (V) für das System angelegt, so daß der dünne Heizfilm 43 erwärmt wird, um die eingefüllte Wärmeausdehnungslösung 24 zu erwärmen.

Dabei wird die in den Druckerzeugungsraum 25a der adiabatischen Kammer 25 eingefüllte Wärmeausdehnungslösung 24 ausgedehnt, steigt durch den Hohlraum 25b der adiabatischen Kammer 25 nach oben und füllt den oberen Raum 25d. Auf diese Weise wölbt die kontinuierliche Ausdehnung der Wärmeausdehnungslösung 24 die Membran 26 zum Auslaß 22b der Deckelplatte 22 hin, um dadurch den Fluß des flüssigen Kältemittels zu reduzieren, das durch den Auslaß 22b ausgeführt wird.

Fig. 5 zeigt einen Durchflußmengenregler mit einer Heizeinrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In dem Durchflußmengenregler von Fig. 5 ist eine Aufnahmevertiefung 28'a mit einer ausgewählten Tiefe an einem zentralen Teil der unteren Oberfläche einer Scheibe 28' ausgebildet. Ein PTC-(Positive Temperature Coefficient = Positiver Temperaturkoeffizient)-Element 50 ist in der Aufnahmevertiefung 28'a angeordnet. Die obere und untere Oberfläche des PTC-Elements sind jeweils mit den elektrischen Leitungen 51, 51' verbunden.

Das PTC-Element 50 ist aus Keramik hergestellt und weist die Eigenschaft auf, daß es Wärme emittiert, wenn eine elektrische Leistung an demselben angelegt wird. Natürlich kann die Temperatur des PTC-Elements 50 durch das Steuern der angelegten Spannung gesteuert werden.

Wenn in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform des Durchflußmengenreglers keine elektrische Leistung an dem PTC- Element 50 angelegt wird, wird die Scheibe 28' nicht erwärmt, so daß sich die Membran 26 nicht verformt, d. h. nicht gewölbt wird. Deshalb geht das durch den Einlaß 22a der Deckelplatte 22 eingeführte flüssige Kältemittel durch den Raum 22c der Deckelplatte 22 hindurch und wird durch den Auslaß 22b zum Verdampfer ausgeführt.

Wenn dagegen eine elektrische Leistung am PTC-Element 50 angelegt wird, wird die Scheibe 28' erwärmt, um die Wärmeausdehnungslösung 24 auszudehnen. Dabei wird die Membran 26 verformt, um den Fluß des flüssigen Kältemittels zu reduzieren, das durch den Auslaß 22b ausgeführt wird.

Fig. 6 zeigt einen Durchflußmengenregler mit einer Heizeinrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt die Heizeinrichtung ein Paar von Anschlußlaschen 61, 61', die sich durch ein Paar von Durchgangslöchern in der Scheibe 28" erstrecken. Ein Ende der Anschlußlaschen 61, 61' erstreckt sich jeweils durch ein Durchgangsloch in der Scheibe 28" unter die Scheibe 28", während das andere Ende von der oberen Oberfläche der Scheibe 28" vorsteht. Eine Heizspule 62 ist mit den anderen Enden der Anschlußlaschen 61, 61' verbunden.

Die Heizspule 62 ist vorzugsweise aus Nichrom hergestellt. Die Anschlußlaschen 61, 61' sind jeweils mit den elektrischen Leitungen 63, 63' verbunden, um die Heizspule 62 durch das Anlegen einer elektrischen Leistung zu erwärmen. Natürlich kann die Heizspule 62 die erzeugte Wärmemenge in Übereinstimmung mit der Höhe der angelegten elektrischen Leistung steuern.

Auf diese Weise steuert der Durchflußmengenregler den Fluß des durch den Auslaß 22b ausgeführten Kältemittels mit Hilfe der Ausdehnung der Wärmeausdehnungslösung und der Verformung der Membran 26, indem eine elektrische Leitung an der Heizspule 62 angelegt wird.

Da der Betrieb des oben beschriebenen Durchflußmengenreglers mit demjenigen der vorher erläuterten Ausführungsformen identisch ist, wird hier auf eine Beschreibung des Betriebs dieser Ausführungsform verzichtet.

Da der Durchflußmengenregler wie zuvor beschrieben eine Basisplatte, eine an der Basisplatte 21 befestigte Deckelplatte, welche jeweils an ihren Seiten einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt, eine in der Deckelplatte ausgebildete adiabatische Kammer, die auf der oberen Oberfläche der Basisplatte gehalten wird und im ihrem unteren Teil einen mit einer Wärmeausdehnungslösung gefüllten Druckerzeugungsraum sowie in ihrem mittleren Teil einen mit dem Druckerzeugungsraum verbundenen Hohlraum umfaßt, eine mit dem oberen Umfang der adiabatischen Kammer verbundene Membran, wobei zwischen der Deckelplatte und der adiabatischen Kammer ein Füllraum vorgesehen ist, in welchen Kältemittel gefüllt ist, eine mit der unteren Oberfläche der adiabatischen Kammer verbundene Scheibe zum Dichten des Druckerzeugungsraums, sowie ein Heizglied zum Erwärmen der in den Druckerzeugungsraum gefüllten Wärmeausdehnungslösung umfaßt, beschränkt der Durchflußmengenregler den Wärmeaustausch zwischen der Wärmeausdehnungslösung mit hoher Temperatur und dem Kältemittel mit niedriger Temperatur. Folglich stellt der Durchflußmengenregler die Verläßlichkeit des Betriebs sicher, indem er verhindert, daß die Temperatur der Wärmeausdehnungslösung im hohen Temperaturzustand durch das Kältemittel im niedrigen Temperaturzustand herabgesetzt wird, so daß die Wärmeausdehnungslösung effektiv ausgedehnt wird.

Claims (7)

1. Durchflussmengenregler mit:
einer Basisplatte (21),
einer mit der Basisplatte (21) verbundenen Deckelplatte (22), welche einen Einlass (22a) und einen Auslass (22b) umfasst,
einer in der Deckelplatte (22) ausgebildeten adiabatischen Kammer (25), die auf der oberen Oberfläche der Basisplatte (21) gehalten wird,
wobei die adiabatische Kammer (25) umfasst:

• a) einen im unteren Teil derselben ausgebildeten Druckerzeugungsraum (25a), der mit einer Wärmeausdehnungslösung (24) gefüllt ist, und
• b) einen im mittleren Teil derselben ausgebildeten Hohlraum (25b), der mit dem Drucker­ zeugungsraum (25a) kommuniziert, zur thermischen Entkopplung des Druckerzeugungs­ raums,

eine mit dem oberen Umfang der adiabatischen Kammer (25) verbundene Membran (26), wobei die Membran (26) einen Kältemittelraum (22c) bildet, in welchen Kältemittel gefüllt ist, wobei der Kältemittelraum (22c) zwischen der Deckelplatte (22) und der adiabatischen Kammer (25) angeordnet ist,
eine mit der unteren Oberfläche der adiabatischen Kammer (25) verbundene Scheibe (28) zum Dichten des Druckerzeugungsraums (25a), und
eine Einrichtung zum Erwärmen der in den Druckerzeugungsraum (25a) gefüllten Wärme­ ausdehnungslösung (24).

2. Durchflussmengenregler nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch ein Dichtungsglied (29), welches verhindert, dass die Wärmeausdehnungslösung (24) zwischen der adiabatischen Kammer (25) und der Scheibe (28) leckt.

3. Durchflussmengenregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die adiabatische Kammer (25) einen oberen Raum (25d) umfasst, der auf der oberen Oberfläche derselben ausgebildet ist und eine geneigte Ebene (25c) umfasst, welche nach unten zu einem Raum (25b) hin geneigt ist, wobei die Wärmeausdehnungslösung (24) zwischen die geneigte Ebene (25c) und die Membran (26) gefüllt ist.

4. Durchflussmengenregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelplatte (22) eine an ihrer unteren Oberfläche mit einer ausgewählten Tiefe ausgebildete Aufnahmerille (22d) aufweist, in welche ein Dichtungsglied (30) derart eingesetzt ist, dass ein Lecken des Kältemittels verhindert wird.

5. Durchflussmengenregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung umfasst:
ein Paar von Dünnfilmelektroden (41, 41'), die mit einem Abstand zueinander auf der oberen Oberfläche der Scheibe (28) vorgesehen sind,
ein Paar von Anschlußlaschen (42, 42'), die durch ein Paar von in der Scheibe (28) ausgebildeten Durchgangslöchern mit dem Paar von Dünnfilmelektroden (41, 41') elektrisch verbunden sind, wobei sich ein Ende jeder der Anschlußlaschen (42, 42') unter der Scheibe (28) erstreckt, und
einen auf der Scheibe (28) vorgesehenen dünnen Heizfilm (43), welcher das Paar von Dünnfilmelektroden (41, 41') elektrisch miteinander verbindet.

6. Durchflussmengenregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung ein PTC-Element (50) umfasst, welches an der unteren Oberfläche der Scheibe (28') vorgesehen ist, um die Scheibe (28') zu erwärmen.

7. Durchflussmengenregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung umfasst:
ein Paar von Anschlußlaschen (61, 61'), ein Durchgangsloch (21a) in der Basisplatte (21), wobei sich ein Ende jeder der Anschlußlaschen (61, 61') unter der Scheibe (28") erstreckt und wobei sich das andere Ende jeder der Anschlußlaschen (61, 61') über der Scheibe (28") erstreckt, und
eine Heizspirale (62), welche die anderen Enden der Anschlußlaschen (61, 61') miteinander verbindet.