DE19931359C2 - Thermostatisches Expansionsventil - Google Patents
Thermostatisches ExpansionsventilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermostati
sches Expansionsventil, dargelegt in dem einteiligen Anspruch
1, das in einem Kältekreislauf enthalten ist. Speziell bezieht
sie sich auf den Kältekreislauf, der in einer Klimaanlage für
Fahrzeuge verwendet wird.
Ein bei der Anmelderin vorhandenes thermostatisches Expan
sionsventil ist in Fig. 4 gezeigt. Das thermostatische Expan
sionsventil enthält eine Expansionsventileinheit 2 und ein
Schließelement 3, die in einem Ventilgehäuse 1 enthalten sind.
Genauer sind in einem Gehäuse 1 eine Hochdruckkammer 10 und
eine Niederdruckkammer 11, die als ein zu einem Verdampfer 4
führender Kältemitteldurchgang für ein Hochdruckkältemittel
dienen, das von einer Kompressorauslaßkammer ausgegeben wird,
Niederdruckdurchgänge 12, die als ein zu einer Kompressoran
saugkammer führender Durchgang für ein Niederdruckkältemittel
dienen, das von dem Verdampfer 4 ausgegeben wird, und ein Ven
tileinheitseinfügungsabschnitt 13, der zwischen den Nieder
druckdurchgängen 12 vorgesehen ist, vorgesehen. Das Schließ
element 3 ist in einem oberen Abschnitt des Ventileinheitsein
fügungsabschnittes 13 derart angeordnet, daß ein Ende des Expansionsventiles
2 für die Verwendung eines Eingriffselementes
anpaßbar ist.
Die Expansionsventileinheit 2 weist einen Ventilsitz 200a, der
derart angeordnet ist, daß eine Öffnung 200b in der Hochdruck
kammer 10 des Gehäuses 1 gebildet ist, ein Ventilgehäuse 200,
das in der Mitte des Gehäuses 1 derart angeordnet ist, daß ein
Durchgang zwischen der Niederdruckkammer 11 und dem Ventilein
heitseinfügungsabschnitt 13 geschlossen ist, einen Ventilkör
per 201, der derart in Kontakt mit dem Ventilsitz 200a ge
bracht und von diesem entfernt wird, daß ein Durchgang, der
durch den Ventilsitz 200a, die Öffnung 200b und die Nieder
druckkammer 11 zu dem Verdampfer 4 führt, geöffnet/geschlossen
wird, eine Feder 203 zum Vorspannen des Ventilkörpers 201 in
einer Ventilschließrichtung (eine Richtung nach oben in der
Darstellung von Fig. 4) über ein Führungselement 202 und eine
Einstellschraube 204 zum Einstellen der Druckkraft der Feder
203 auf. Weiter ist ein Temperaturmeßabschnitt 205 vorgesehen,
der in dem Ventileinheitseinfügungsabschnitt 13 des Gehäuses 1
derart vorgesehen ist, daß ein Endabschnitt des Temperaturmeß
abschnittes 205 an dem Schließelement 3 angebracht ist, wobei
der Temperaturmeßabschnitt 205 in der Mitte des Niederdruck
durchganges 12 angeordnet ist, der von dem Auslaßabschnitt des
Verdampfers 4 zu der Ansaugkammer des Kompressors führt. Zu
sätzlich sind eine Membran 206, die entsprechend einem Druck
unterschied zwischen dem inneren Druck des Temperaturmeßab
schnittes 205 und dem Druck des Ausgangs des Verdampfers 4
verschoben wird, eine Übertragungsstange 207, die verschiebbar
in dem Ventilgehäuse 200 derart gelagert ist, daß ein Ende da
von in Kontakt mit der Membran 206 ist und das andere Ende mit
dem Ventilkörper 201 derart vorgesehen ist, daß der Ventilkör
per 201 entsprechend der Verschiebung der Membran 206 geöff
net/geschlossen wird, und eine Feder 208 zum Zwingen der Über
tragungsstange 207 zu der Membran 206 hin vorgesehen.
Die Entpannungsventileinheit 2 weist einen Durchgang 200c in
dem Ventilgehäuse 200 derart auf, daß die Membran 206 den
Druck von dem Verdampfer 4 durch den Durchgang 200c empfängt
oder durch ihn beeinflußt wird.
Innerhalb des Temperaturmeßabschnittes 205, der dem Kältemit
tel von dem Auslaß des Verdampfers 4 ausgesetzt ist, sind ein
Kältemittel (R134a) und ein Adsorber (Öl) eingeschlossen, und
der Druck in dem Temperaturmeßabschnitt 205 ist derart einge
stellt, daß er entsprechend der Temperatur des Kältemittels
von dem Auslaß des Verdampfers 4 variiert.
Durch den oben beschriebenen Aufbau ist die im folgenden ange
gebene Beziehung verwirklicht:
Fd = (Pd - Pe).Sd - (Pout - Pe).Sr - f1 und
Fb = f2 + (Pin - Pout).Sb,
wobei:
Fd eine Druckkraft zum Zwingen der Membran 206 zu dem Ventilkörper 201 ist,
Fb eine in der Ventilschließrichtung des Ventilkörpers 201 bewirkte Kraft ist,
Pd ein Druck in dem Temperaturmeßabschnitt 205 ist,
Pe ein Druck an dem Ausgang des Verdampfer 4 ist,
Pin ein Druck an dem Eingang des Expansionsventils ist,
Pout ein Druck an dem Ausgang des Expansionsventils ist,
f1 eine Kraft der Feder 208 ist,
f2 eine Kraft der Feder 203 ist,
Sd eine effektive Fläche der Membran 206 ist,
Sb eine Dichtfläche des Ventilkörpers 201 ist,
Sr eine Querschnittsfläche der Übertragungsstange 207
ist.
Fd eine Druckkraft zum Zwingen der Membran 206 zu dem Ventilkörper 201 ist,
Fb eine in der Ventilschließrichtung des Ventilkörpers 201 bewirkte Kraft ist,
Pd ein Druck in dem Temperaturmeßabschnitt 205 ist,
Pe ein Druck an dem Ausgang des Verdampfer 4 ist,
Pin ein Druck an dem Eingang des Expansionsventils ist,
Pout ein Druck an dem Ausgang des Expansionsventils ist,
f1 eine Kraft der Feder 208 ist,
f2 eine Kraft der Feder 203 ist,
Sd eine effektive Fläche der Membran 206 ist,
Sb eine Dichtfläche des Ventilkörpers 201 ist,
Sr eine Querschnittsfläche der Übertragungsstange 207
ist.
Als Konsequenz ist der Ventilkörper derart eingestellt, daß er
in dem Fall geöffnet ist, in dem die Bedingung Fd < Fb erfüllt
ist.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Temperatur (°C)-Druck
(kg/cm2G)-Charakteristika unter den Einlaßdruckbedingungen des
thermostatischen Expansionsventils zeigt (G = Kilopond =
9,80665 N).
In Fig. 5 stellt die Charakteristik C1 bezüglich dem Expan
sionsventil eine lineare Linie dar, die zeigt, daß ein Druck
proportional mit dem Anstieg der Temperatur zunimmt, während
dessen die Charakteristik C2 mit Bezug zu dem Kältemittel
(R134a) eine Kurve darstellt, die zeigt, daß ein Druck gradu
ell variiert und zunimmt mit dem Anstieg der Temperatur. Wie
von Fig. 5 ersichtlich ist, ist es vorbestimmt, daß die Cha
rakteristik C1 sich über die Charakteristik C2 erstreckt.
Beim Vergleich zwischen der Charakteristik C1 und der Charak
teristik C2, wenn die Temperaturen mit Bezug zu dem Druckan
stieg bis zu 2,0 kg/cm2G verglichen werden, stellt nämlich die
Temperatur der Charakteristik C1 0°C dar, währenddessen die
Temperatur der Charakteristik C2 einen Temperaturwert dar
stellt, der etwas größer als 0°C ist. Wenn jedoch die Tempera
turen dann mit Bezug zu dem Druckanstieg bis zu 2,7 kg/cm2G
verglichen werden, stellt die Temperatur der Charakteristik C1
10°C dar, währenddessen die Temperatur der Charakteristik C2
einen Temperaturwert darstellt, der um ΔT niedriger als 10°C
ist. Somit wird eine Beziehung der Temperaturen relativ zu dem
Druck bei einer Temperatur von oberhalb 0°C und um 1,2°C der
art umgedreht, daß ein Schnitt- oder Kreuzungspunkt gebildet
wird. Dies zielt darauf, eine Beschränkung des Nachlaufs eines
Expansionsventils speziell in einem niedrigen und mittleren
Temperaturbereich und eines Zurückbringens des Kältemittel
(das ein Öl enthält) zu dem Kompressor zu erzielen, da der
Kompressor in einem kontinuierlichen Betrieb in einem niedri
gen Außentemperaturbereich ist und eine Zirkulationsmenge des
Kältemittels in diesem Bereich extrem verringert ist.
Fig. 6 zeigt den Druck des Expansionsventileinlasses (kg/cm2G)
- statischer Erwärmungsgrad (K)-Eigenschaften unter der Bedin
gung, daß die Temperatur des Temperaturmeßabschnittes 205 des
thermostatischen Expansionsventils konstant gemacht ist.
In Fig. 6 nimmt der statische Erwärmungsgrad mit Anstieg des
Druckes des Expansionsventileinlasses zu. Dies zeigt weiter,
daß ein Expansionsventileinlaßdruck in der Ventilschließrich
tung des Ventilkörpers 201 bewirkt wird, und mit dem Anstieg
des Expansionsventileinlaßdruckes nimmt eine Kraft Fb, die zu
dem Ventilkörper 201 hin wirkt, zu und daher muß eine Kraft
Fd, die auf die Membran 206 wirkt (das heißt, ein Druck Pd in
dem Temperaturmeßabschnitt 205) für den Anstieg der Kraft Fd
zunehmen. Dies zeigt weiter, daß der Ventilkörper 201 durch
Erfüllen dieser oben beschriebenen Bedingungen geöffnet werden
kann.
Bei dem oben beschriebenen thermostatischen Expansionsventil
weist der Ventilkörper einen Betrieb auf, der stark durch den
Einfluß des Druckes in dem Kältemitteldurchgang beeinflußt
ist. Es wird als ein spezieller Fall angenommen, daß der Ven
tilkörper nicht geöffnet wird, bis der Druck in dem Tempera
turmeßabschnitt erhöht ist. In dem speziellen Fall gibt es
eine Schwierigkeit, daß eine geeignete Betriebsbedingung nicht
aufrecht erhalten werden kann.
Aus dem Abstrakt der JP 07-218045 A ist ein Expansionsventil
zu entnehmen für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, das in einem
Kältekreislauf enthalten. Eine Niederdruckkammer steht mit
einem Kältemitteldurchgang in Verbindung. Der Druck in einer
Hochdruckkammer schwankt gemäß einer Fluktuation der Tempera
tur des Kältemittels. Ein Ventilmechanismus verschiebt ein
Diaphragma in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen der
Niederdruckkammer und der Hochdruckkammer. Dadurch wird die
Flußrate des Kältemittels gesteuert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein thermo
statisches Expansionsventil bereitzustellen, das einen Betrieb
aufweist, bei dem der Einfluß des Drucks in einem Kältemittel
durchgang verringert ist, und
das immer einen geeigneten Betriebsmodus aufrecht erhalten kann, unabhängig von den Bedingungen des Drucks in dem Käl temitteldurchgang.
das immer einen geeigneten Betriebsmodus aufrecht erhalten kann, unabhängig von den Bedingungen des Drucks in dem Käl temitteldurchgang.
Die Aufgabe wird gelöst durch das thermostatische Expansions
ventil wie es in Anspruches 1 angegeben ist, so weit die Merk
male des Anspruches 1 nicht im vorstehenden Text der Beschrei
bung als bekannt herausgestellt wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfin
dung ergeben sich aufgrund der Beschreibung von Ausführungs
formen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zei
gen:
Fig. 1 eine geschnittene Vorderansicht eines
thermostatischen Expansionsventils ent
sprechend einer ersten Ausführungsform,
wobei ein Grundaufbau gezeigt ist,
Fig. 2 ein Diagramm, das eine Charakteristik
eines Expansionsventileinlaßdrucks - stati
schen Überhitzungsgrades unter der Bedin
gung, daß ein Temperaturmeßabschnitt des
thermostatischen Expansionsventils derart
eingestellt ist, daß er konstant ist,
Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht des ther
mostatischen Expansionsventils entspre
chend einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 eine geschnittene Vorderansicht eines
Grundaufbaues eines thermostatischen Ex
pansionsventils entsprechend einer frühe
ren Technik,
Fig. 5 ein Diagramm, das eine Charakteristik
eines Expansionsventileinlaßdruckes -
statischen Überhitzungsgrades unter einer
vorbestimmten Einlaßdruckbedingung des in
Fig. 4 gezeigten thermostatischen Expan
sionsventils zeigt, und
Fig. 6 ein Diagramm, das eine Charakteristik
eines Expansionsventileinlaßdruckes -
statischen Überhitzungsgrades unter der
Bedingung, daß ein Temperaturmeßabschnitt
des in Fig. 4 gezeigten thermostatischen
Expansionsventils derart eingestellt ist,
daß er konstant ist, zeigt.
Mit Bezug zu Fig. 1 wird eine Beschreibung bezüglich eines
thermostatischen Expansionsventils entsprechend einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. Das
thermostatische Expansionsventil enthält ähnliche Teile, die
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
Das thermostatische Expansionsventil ist in einem Kältekreis
lauf zur Expansion eines Kühlmittels, das in dem Kältekreis
lauf enthalten ist, enthalten. In dem thermostatischen Expan
sionsventil ist die Expansionsventileinheit 2 an einem unteren
Abschnitt davon mit einer besonderen Kammer 14 gebildet, die
im wesentlichen von sowohl der Hochdruckkammer 10 als auch der
Niederdruckkammer 11, die zusammen Kältemitteldurchgang ge
nannt werden, getrennt ist. Die Hochdruckkammer 10 wird als
eine erste Kammer bezeichnet, die einen Einlaßdruck aufweist,
der relativ höher ist, wenn der Kältekreislauf betrieben wird.
Die Niederdruckkammer 11 wird als eine zweite Kammer bezeich
net, die einen speziellen Druck aufweist, der niedriger ist
als der Einlaßdruck, wenn der Kältekreislauf betrieben wird.
Das Ventilgehäuse 1 weist einen zusätzlichen Durchgang 15 auf,
der die Niederdruckkammer 11 mit der besonderen Kammer 14 über
ein Durchgangsloch 204a der Einstellschraube 204 verbindet.
Der zusätzliche Durchgang 15 ist zum Einführen des speziellen
Drucks in die besondere Kammer 14. Als Ergebnis des Einführens
des speziellen Drucks weist die besondere Kammer 14 einen be
sonderen Druck auf, der mit dem speziellen Druck in Beziehung
steht.
Die Expansionsventileinheit 2 weist eine erste Trennwand 21
auf, die zwischen der Hochdruck- und Niederdruckkammer 10 und
11 gebildet ist. Der Ventilsitz 200a ist auf der ersten Trenn
wand 21 derart gebildet, daß er in die Hochdruckkammer 10 vor
steht. Eine Kombination der ersten Trennwand 21 und des Ven
tilsitzes 200a definiert die Öffnung 200b, die die Hochdruck
kammer 10 mit der Niederdruckkammer 11 verbindet.
Der Ventilkörper 201 weist zu dem Ventilsitz 200a und ist in
einer ersten Richtung oder einer Richtung nach unten und einer
zweiten Richtung oder einer Richtung nach oben bewegbar. In
der Art, die hier beschrieben wird, weist der Ventilkörper 201
eine obere und eine untere Oberfläche auf, die eben sind und
die in der ersten und zweiten Richtung entgegengesetzt sind.
Eine Kombination des Ventilsitzes 200a und des Ventilkörpers
201 wird als ein Ventilmechanismus zum Einstellen eines Flus
ses des Kältemittels von der Hochdruckkammer 10 zu der Nieder
druckkammer 11 bezeichnet.
Die obere Oberfläche des Ventilkörpers 201 weist eine obere
Mittelfläche 201a und eine obere Umfangsfläche 201b um die
obere Mittelfläche 201a auf. In einer Bedingung, in der der
Ventilkörper 201 in Kontakt mit dem Ventilsitz 200a ist, ist
die obere Mittelfläche 200a an der Öffnung 200b und wird als
eine Empfangsfläche des speziellen Drucks zum Empfangen des
speziellen Drucks in der ersten Richtung bezeichnet. Die obere
Umfangsfläche 201b liegt an einer Fläche außerhalb des Ventil
sitzes 201a und empfängt den Einlaßdruck in der ersten Rich
tung, wenn der Kältekreislauf betrieben wird. Die obere Um
fangsfläche 201b wird als eine erste Fläche bezeichnet.
Die untere Oberfläche des Ventilkörpers 201 weist eine untere
Mittelfläche 201c und eine untere Umfangsfläche 201d um die
untere Mittelfläche 201c herum auf. Die untere Mittelfläche
201c ist mit einem Druckübertragungselement 22 gekoppelt bzw.
verbunden, das im folgenden beschrieben wird. Die untere Um
fangsfläche 201d empfängt den Einlaßdruck in der zweiten Rich
tung, wenn der Kältekreislauf betrieben wird. Die untere Um
fangsfläche 201d ist derart bestimmt, daß sie im wesentlichen
gleich zu der oberen Umfangsfläche 201b ist. Daher ist bei dem
Ventilkörper 201 der Einfluß des Einlaßdruckes zwischen der
ersten und zweiten Richtung aufgehoben. Die untere Umfangsflä
che 201d wird als zweite Fläche bezeichnet.
Das Druckübertragungselement 22 erstreckt sich von der unteren
Mittelfläche 201c nach unten zu der besonderen Kammer 14 durch
eine zweite Trennwand 23. Das Druckübertragungselement 22 ist
in der ersten und zweiten Richtung bewegbar und ist mit einer
Führung 24 an seinem unteren Ende vorgesehen. Die Feder 203
ist zwischen der Führung 24 und der Einstellschraube 204 ange
ordnet.
Die Führung 24 weist einen Mittelabschnitt 24a und einen
Flanschabschnitt 24b um den Mittelabschnitt 24a herum auf.
Wenn der Kältekreislauf betrieben wird, empfängt der
Flanschabschnitt 24b den besonderen Druck sowohl von der
ersten als auch der zweiten Richtung und daher wird der Ein
fluß des besonderen Druckes beseitigt. Der Mittelabschnitt 24a
empfängt den besonderen Druck nur in der zweiten Richtung,
wenn der Kältekreislauf betrieben wird. Der Mittelabschnitt
24a wird als Empfangsfläche des besonderen Drucks bezeichnet.
Der besondere Druck wird von dem Mittelabschnitt 24a zu dem
Ventilkörper 201 über das Druckübertragungselement 22 übertra
gen. Daher wird bei dem Ventilkörper 201 der Einfluß des spe
ziellen Drucks durch den besonderen Druck beseitigt oder redu
ziert. Es ist bevorzugt, daß der Mittelabschnitt 24a eine Flä
che aufweist, die im wesentlichen gleich zu der oberen Mittel
fläche 201a ist. Die Fläche des Mittelabschnittes 24a kann
etwas kleiner sein als die der oberen Mittelfläche 201a des
Ventilkörpers 201.
Mit der oben erwähnten Anordnung wird der Ventilkörper 201 zu
verlässig mit dem Ventilsitz 200a kontaktiert, sogar wenn mehr
oder weniger ein axialer Spalt oder Unterschied relativ zu dem
Lager- bzw. Stützabschnitt des Gehäuses 1 in einem solchen Zu
stand besteht, bei dem der Ventilkörper 201 zu dem das Ventil
gehäuse 200 bewegbar gelagert wird. Da ein Spalt zwischen dem
Ventilkörper 201 und dem Stützabschnitt des Gehäuses 1 auf ein
Minimum eingestellt ist, ist eine geringere Gefahr eines Gas
lecks von der Hochdruckkammer 10 zu der Druckkammer 14 vorhan
den und es gibt keinen nachteiligen Einfluß auf das Expan
sionsventil.
Eine Kältemittel (R134a) und ein Adsorber (Öl) sind in einem
Temperaturmeßabschnitt 205 verschlossen, der dem Kältemittel
von einem Auslaß des Verdampfers 4 ausgesetzt ist. Der Druck
in dem Temperaturmeßabschnitt 205 ist derart eingestellt, daß
er entsprechend der Temperatur des Kältemittels von dem Auslaß
des Verdampfers 4 variiert.
Durch den oben beschriebenen Aufbau gibt es die im folgenden
gezeigte Beziehung:
Fd = (Pd - Pe).Sd - (Pout - Pe).Sr - f1 und
Fb = f2
wobei:
Fd eine Druckkraft zum Zwingen der Membran 206 zu dem Ventilkörper 201 ist,
Fb eine Kraft ist, die in der Ventilschließrichtung des Ventilkörpers 201 bewirkt wird,
Pd ein Druck in dem Temperaturmeßabschnitt 205 ist,
Pe ein Druck an dem Ausgang des Verdampfers 4 ist,
Pin ein Druck an dem Einlaß des Expansionsventils ist,
Pout ein Druck an dem Auslaß des Expansionsventils ist,
f1 eine Kraft der Feder 208 ist,
f2 eine Kraft der Feder 203 ist,
Sd eine effektive Fläche der Membran 206 ist,
Sb eine Dichtfläche des Ventilkörpers 201 ist,
Sr eine Querschnittsfläche der Übertragungsstange 207
ist.
Fd eine Druckkraft zum Zwingen der Membran 206 zu dem Ventilkörper 201 ist,
Fb eine Kraft ist, die in der Ventilschließrichtung des Ventilkörpers 201 bewirkt wird,
Pd ein Druck in dem Temperaturmeßabschnitt 205 ist,
Pe ein Druck an dem Ausgang des Verdampfers 4 ist,
Pin ein Druck an dem Einlaß des Expansionsventils ist,
Pout ein Druck an dem Auslaß des Expansionsventils ist,
f1 eine Kraft der Feder 208 ist,
f2 eine Kraft der Feder 203 ist,
Sd eine effektive Fläche der Membran 206 ist,
Sb eine Dichtfläche des Ventilkörpers 201 ist,
Sr eine Querschnittsfläche der Übertragungsstange 207
ist.
Als Konsequenz ist der Ventilkörper derart eingestellt, daß er
in dem Fall geöffnet wird, bei dem die Bedingung Fd < Fb er
füllt wird und somit eine Überhitzungscharakteristik, die
nicht durch den Einlaßdruck beeinflußt wird, da die Kraft Fb
nur eine Druckkraft der Feder 203 und sonst nichts ist.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, das die Expansionsventileinlaßdruck
(kg/cm2 G) - statischer (dauernder) Überhitzungsgrad - Charak
teristika unter der Bedingung zeigt, daß die Temperatur des
Temperaturmeßabschnittes 205 des thermostatischen Expansions
ventils 205 derart eingestellt ist, daß sie konstant ist.
Es ist von Fig. 2 ersichtlich, daß ein statischer Überhit
zungsgrad unabhängig von dem Druck an dem Expansionsventil
einlaß konstant ist und daß der Überhitzungsgrad, der erhalten
wird, nicht durch den Druck an dem Expansionsventileinlaß be
einflußt wird. Das bedeutet, daß bei dem thermostatischen Ex
pansionsventil der statische Überhitzungsgrad unverändert
bleibt, sogar wenn der Einlaßdruck, der in der Ventilschließ
richtung des Ventilkörpers 201 wirkt, erhöht wird, wenn er
beispielsweise von P1 zu P2 (wobei P1 < P2) verschoben wird,
und daher bleibt Kraft Fb, die auf den Ventilkörper 201 in der
Ventilschließrichtung wirkt, unverändert, wenn die Temperatur
konstant ist, und daß der Ventilkörper 201 geöffnet werden
kann ohne zwangsweise eine Kraft Fd, die auf das Membran
wirkt, zu ändern (das ist ein Druck Pb in dem Temperaturmeßab
schnitt 205).
Mit Bezug zu Fig. 3 wird eine Beschreibung bezüglich eines
thermostatischen Expansionsventils entsprechend einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. Das
thermostatische Expansionsventil enthält ähnliche Teile, die
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
Bei dem thermostatischen Expansionsventil ist das Drucküber
tragungselement 22 bewegbar durch die Einstellschraube 204
gelagert, die in der Druckkammer 14 zum Zweck der Überhit
zungseinstellung vorgesehen ist. Der Ventilkörper 201 wird
direkt in die zweite Richtung durch die Feder 203 gezwungen,
die in der Hochdruckkammer 210 vorgesehen ist, ohne Verwendung
der vorher erwähnten Führung 202.
Das thermostatische Expansionsventil von Fig. 3 stellt den
gleichen Betrieb wie die vorhergehende Ausführungsform bereit.
Daher kann ein ähnlicher gewünschter Überhitzungsgrad erzielt
werden ohne einen Einfluß von einem Druck des Expansionsven
tileinlasses zu empfangen.
Weiterhin kann beispielsweise bei den oben beschriebenen Aus
führungsformen, obwohl der Ventilkörper in der Hochdruckkammer
angeordnet oder vorgesehen ist, der Ventilkörper in der Nie
derdruckkammer angeordnet werden.
Claims (12)
1. Thermostatisches Expansionsventil, das in einem Kälte
kreislauf enthalten ist, zur Expansion eines Kältemittels, das
in dem Kältekreislauf enthalten ist, wobei
das thermostatische Expansionsventil (1, 2) einen Kältemittel durchgang (10, 11) zum Führen des Kältemittels, einen in dem Kältemitteldurchgang (10, 11) angeordneten Ventilmechanismus (200a, 201) zum Einstellen eines Flusses des Kältemittels in dem Kältemitteldurchgang (10, 11) und ein Betriebssteuermittel (205) zur Steuerung eines Betriebes des Ventilmechanismuses (200a, 201) als Reaktion auf eine Temperatur des Kältemittels enthält,
wobei der Kältemitteldurchgang (10, 11) einen speziellen Druck aufweist, wenn der Kältekreislauf betrieben wird, und
wobei das thermostatische Expansionsventil (1, 2) weiter auf weist
eine besondere Kammer (14), die im wesentlichen von dem Käl temitteldurchgang (10, 11) getrennt ist,
einen zusätzlichen Durchgang (15), der zwischen der besonderen Kammer (14) und dem Kältemitteldurchgang (11) verbunden ist, zum Einführen des speziellen Druckes in die besondere Kammer (14) derart, daß die besondere Kammer (14) einen besonderen Druck aufweist, der einen Bezug zu dem speziellen Druck auf weist, und
ein Druckübertragungselement (22), das mit der besonderen Kam mer (14) und dem Ventilmechanismus (200a, 201) gekoppelt ist zur Übertragung des besonderen Drucks zu dem Ventilmechanismus (200a, 201) derart, daß der Einfluß des speziellen Drucks auf den Betrieb des Ventilmechanismuses (200a, 201) reduziert wird.
das thermostatische Expansionsventil (1, 2) einen Kältemittel durchgang (10, 11) zum Führen des Kältemittels, einen in dem Kältemitteldurchgang (10, 11) angeordneten Ventilmechanismus (200a, 201) zum Einstellen eines Flusses des Kältemittels in dem Kältemitteldurchgang (10, 11) und ein Betriebssteuermittel (205) zur Steuerung eines Betriebes des Ventilmechanismuses (200a, 201) als Reaktion auf eine Temperatur des Kältemittels enthält,
wobei der Kältemitteldurchgang (10, 11) einen speziellen Druck aufweist, wenn der Kältekreislauf betrieben wird, und
wobei das thermostatische Expansionsventil (1, 2) weiter auf weist
eine besondere Kammer (14), die im wesentlichen von dem Käl temitteldurchgang (10, 11) getrennt ist,
einen zusätzlichen Durchgang (15), der zwischen der besonderen Kammer (14) und dem Kältemitteldurchgang (11) verbunden ist, zum Einführen des speziellen Druckes in die besondere Kammer (14) derart, daß die besondere Kammer (14) einen besonderen Druck aufweist, der einen Bezug zu dem speziellen Druck auf weist, und
ein Druckübertragungselement (22), das mit der besonderen Kam mer (14) und dem Ventilmechanismus (200a, 201) gekoppelt ist zur Übertragung des besonderen Drucks zu dem Ventilmechanismus (200a, 201) derart, daß der Einfluß des speziellen Drucks auf den Betrieb des Ventilmechanismuses (200a, 201) reduziert wird.
2. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 1, bei
dem
der Ventilmechanismus (200a, 201)
einen Ventilsitz (200a), der einen Teil des Kältemitteldurch gangs (10, 11) definiert, und
einen Ventilkörper (201), der zu dem Ventilsitz (200a) weist und in einer ersten und zweiten Richtung, die zueinander ent gegengesetzt sind, bewegbar ist, aufweist,
wobei der Ventilkörper (201) eine Empfangsfläche zum Empfangen des speziellen Drucks in der ersten Richtung aufweist,
wobei das Druckübertragungselement (22) mit dem Ventilkörper (201) gekoppelt ist und eine Empfangsfläche zum Empfangen des besonderen Drucks in der zweiten Richtung aufweist.
der Ventilmechanismus (200a, 201)
einen Ventilsitz (200a), der einen Teil des Kältemitteldurch gangs (10, 11) definiert, und
einen Ventilkörper (201), der zu dem Ventilsitz (200a) weist und in einer ersten und zweiten Richtung, die zueinander ent gegengesetzt sind, bewegbar ist, aufweist,
wobei der Ventilkörper (201) eine Empfangsfläche zum Empfangen des speziellen Drucks in der ersten Richtung aufweist,
wobei das Druckübertragungselement (22) mit dem Ventilkörper (201) gekoppelt ist und eine Empfangsfläche zum Empfangen des besonderen Drucks in der zweiten Richtung aufweist.
3. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 1, bei
dem
der Kältemitteldurchgang (10, 11)
eine erste und eine zweite Kammer (10, 11), die miteinander durch den Ventilmechanismus (200a, 201) verbunden sind, auf weist,
wobei die zweite Kammer (11) als den speziellen Druck einen Druck aufweist, der niedriger ist als der der ersten Kammer (10), wenn der Kältekreislauf betrieben wird,
wobei der zusätzliche Durchgang (15) die zweite Kammer (11) mit der besonderen Kammer (14) verbindet.
der Kältemitteldurchgang (10, 11)
eine erste und eine zweite Kammer (10, 11), die miteinander durch den Ventilmechanismus (200a, 201) verbunden sind, auf weist,
wobei die zweite Kammer (11) als den speziellen Druck einen Druck aufweist, der niedriger ist als der der ersten Kammer (10), wenn der Kältekreislauf betrieben wird,
wobei der zusätzliche Durchgang (15) die zweite Kammer (11) mit der besonderen Kammer (14) verbindet.
4. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 3, bei
dem
der Ventilmechanismus (200a, 201)
einen Ventilsitz (200a), der zwischen der ersten und der zwei ten Kammer (10, 11) vorgesehen ist, und
einen Ventilkörper (201), der in der ersten Kammer (10) derart angeordnet ist, daß er zu dem Ventilsitz (200a) weist, und der in einer ersten und einer zweiten Richtung, die zueinander entgegengesetzt sind, bewegbar ist, aufweist,
wobei der Ventilkörper (201) eine Aufnahmefläche zum Aufnehmen des speziellen Drucks durch den Ventilsitz (200a) in der er sten Richtung aufweist,
wobei das Druckübertragungselement (22) mit dem Ventilkörper (201) gekoppelt ist und eine Aufnahmefläche zum Aufnehmen des besonderen Drucks in der zweiten Richtung aufweist.
der Ventilmechanismus (200a, 201)
einen Ventilsitz (200a), der zwischen der ersten und der zwei ten Kammer (10, 11) vorgesehen ist, und
einen Ventilkörper (201), der in der ersten Kammer (10) derart angeordnet ist, daß er zu dem Ventilsitz (200a) weist, und der in einer ersten und einer zweiten Richtung, die zueinander entgegengesetzt sind, bewegbar ist, aufweist,
wobei der Ventilkörper (201) eine Aufnahmefläche zum Aufnehmen des speziellen Drucks durch den Ventilsitz (200a) in der er sten Richtung aufweist,
wobei das Druckübertragungselement (22) mit dem Ventilkörper (201) gekoppelt ist und eine Aufnahmefläche zum Aufnehmen des besonderen Drucks in der zweiten Richtung aufweist.
5. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 2 oder 4,
bei dem
die Aufnahmefläche zum Aufnehmen des besonderen Drucks derart
bestimmt ist, daß sie im wesentlichen gleich zu der Aufnahme
fläche zum Aufnehmen des speziellen Drucks ist.
6. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 2 oder 4,
bei dem
die Aufnahmefläche zum Aufnehmen des besonderen Drucks derart
bestimmt ist, daß sie etwas kleiner ist als die Aufnahmefläche
zum Aufnehmen des speziellen Drucks.
7. Thermostatisches Expansionsventil nach einem der Ansprü
che 2 bis 6, mit
einem Ventilgehäuse,
wobei der Ventilkörper (201) bewegbar in dem Ventilgehäuse ge lagert ist.
einem Ventilgehäuse,
wobei der Ventilkörper (201) bewegbar in dem Ventilgehäuse ge lagert ist.
8. Thermostatisches Expansionsventil nach einem der Ansprü
che 2 bis 7, mit
einer Einstellschraube (204) zur Einstellung des Überhitzungs grades des Kältemittels,
wobei der Ventilkörper (201) durch die Einstellschraube (204) bewegbar gelagert ist.
einer Einstellschraube (204) zur Einstellung des Überhitzungs grades des Kältemittels,
wobei der Ventilkörper (201) durch die Einstellschraube (204) bewegbar gelagert ist.
9. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 2 oder 4,
bei dem
die Aufnahmefläche zum Aufnehmen des speziellen Drucks eben
ist.
10. Thermostatisches Expansionsventil nach einem der Ansprü
che 1 bis 9, mit
einer in der besonderen Kammer (14) angeordneten Feder (203)
zum Zwingen des Druckübertragungselementes (22) in der zweiten
Richtung.
11. Thermostatisches Expansionsventil nach einem der Ansprü
che 2 bis 10, bei dem
das Betriebssteuermittel (205) mit dem Ventilkörper (201) ge
koppelt ist und den Ventilkörper (201) in der zweiten Richtung
als Reaktion auf die Temperatur des Kältemittels zwingt.
12. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 4, bei
dem
die erste Kammer (10) einen Einlaßdruck aufweist, wenn der Kältekreislauf betrieben wird,
wobei der Ventilkörper (201) eine erste Fläche zum Empfangen des Einlaßdruckes in der ersten Richtung und eine zweite Flä che zum Empfangen des Einlaßdruckes in der zweiten Richtung aufweist,
wobei die erste und die zweite Fläche derart bestimmt sind, daß sie im wesentlichen derart zueinander gleich sind, daß der Einfluß des Einlaßdruckes auf den Ventilkörper (201) zwischen der ersten und der zweiten Richtung aufgehoben wird.
die erste Kammer (10) einen Einlaßdruck aufweist, wenn der Kältekreislauf betrieben wird,
wobei der Ventilkörper (201) eine erste Fläche zum Empfangen des Einlaßdruckes in der ersten Richtung und eine zweite Flä che zum Empfangen des Einlaßdruckes in der zweiten Richtung aufweist,
wobei die erste und die zweite Fläche derart bestimmt sind, daß sie im wesentlichen derart zueinander gleich sind, daß der Einfluß des Einlaßdruckes auf den Ventilkörper (201) zwischen der ersten und der zweiten Richtung aufgehoben wird.
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