DE60015024T2 - Thermisches Entspannungsventil - Google Patents

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Description

  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Entspannungsventil zur Steuerung des Stromes des Kühlmittels zur Verminderung des Drucks des Kühlmittels, der auf den Verdampfer in einem Kühlkreislauf ausgeübt wird.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Dokument EP-A-0 559 958, das den nächstliegenden Stand der Technik repräsentiert, offenbart ein thermisches Entspannungsventil, das einen Ventilkörper in einem Gehäuse über ein Antriebselement durch einen Gasdruck eines auf Wärme reagierenden Arbeitsfluids, das in einem dem Gehäuse benachbarten Leistungselement versiegelt ist, durch eine Membran antreibt. Das Antriebselement hält einen Wärmeballast an seinem Grundloch, das für das Arbeitsfluid geöffnet ist. Eine Membran weist eine zentrale Öffnung auf, die von einem rohrförmigen Vorsprung umgeben ist, und der membranseitige Endbereich des Antriebselements ist in die Öffnung eingesetzt und eine Membranhalterung ist auf den äußeren Umfang des Vorsprungs aufgepasst. Die Halterung, das erweiterte Ende des Vorsprungs und das Ende des Antriebselements sind luftdicht miteinander verschweißt. Ein vergleichbares herkömmliches thermisches Entspannungsventil ist so ausgebildet, wie es in den 4 und 5 dargestellt ist.
  • Gemäß 4 umfasst ein prismatischer Ventilkörper 510 einen ersten Kühlmittelkanal 514, an dem eine Öffnung 516 angebracht ist, sowie einen zweiten Kühlmittelkanal 519, welche unabhängig voneinander ausgebildet sind. Ein Ende des ersten Kühlmittelkanals 514 kommuniziert mit dem Einlass des Verdampfers 515, und der Auslass des Verdampfers 515 kommuniziert über den zweiten Kühlmittelkanal 519, einen Kompressor 511, einen Kondensator 512 und einen Sammelbehälter 513 mit dem anderen Ende des ersten Kühlmittelkanals 514. Eine Ventilkammer 524, die mit dem ersten Kühlmittelkanal 514 in Verbindung steht, ist mit einer Vorspanneinrichtung 517 verbunden, welche gemäß der Zeichnung eine Vorspannfeder zum Vorspannen eines kugelförmigen Ventilelements 518 ist. Das Ventilelement 518 wird dazu angetrieben, eine Öffnung 516 zu berühren oder von dieser getrennt zu werden. Die Ventilkammer 524 wird durch einen Stopfen 525 verschlossen und das Ventil element 518 wird durch eine Lagereinheit 526 vorgespannt. Ein Leistungselement 520 mit einer Membran 522 ist an dem Ventilkörper 510 in einer Position in der Nähe des zweiten Kühlmittelkanals 519 befestigt. Eine obere Kammer 520a, die an dem Leistungselement 520 angebracht ist und von der Membran 522 begrenzt wird, ist luftdicht versiegelt, und innerhalb der oberen Kammer ist ein temperaturempfindliches Arbeitsfluid versiegelt.
  • Eine kurze Leitung 521, die sich von der oberen Kammer 520a des Leistungselements 520 her erstreckt, wird zur Entlüftung der oberen Kammer 520a und zum Einfüllen des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids in die Kammer 520a verwendet, bevor der Endbereich der Leitung versiegelt wird. Das sich erstreckende Ende eines Ventil-Antriebselements 523, das als Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element dient, das bei dem Ventilelement 518 beginnt und sich durch den zweiten Kühlmittelkanal 519 innerhalb des Ventilkörpers 510 erstreckt, berührt die Membran 522 innerhalb einer unteren Kammer 520 des Leistungselements 520. Das Ventil-Antriebselement 523 besteht aus einem Material mit einer großen Wärmekapazität und überträgt die Temperatur des Kühlmittel-Dampfes, der aus dem Auslass des Verdampfers 515 durch den zweiten Kühlmittelkanal 519 strömt, auf das temperaturempfindliche Arbeitsfluid, das innerhalb der oberen Kammer 520a des Leistungselements 520 eingeschlossen ist, welches ein Arbeitsgas erzeugt, dessen Druck der darauf übertragenen Temperatur entspricht. Die untere Kammer 520b steht über den Zwischenraum um das Ventil-Antriebselement 523 herum mit dem zweiten Kühlmittelkanal 519 innerhalb des Ventilkörpers 510 in Verbindung.
  • Dementsprechend stellt die Membran 522 des Leistungselements 520 die Ventilöffnung des Ventilelements 518 gegen die Öffnung 516 (mit anderen Worten, den Strömungsdurchsatz des in der flüssigen Phase befindlichen Kühlmittels, das in den Verdampfer eintritt) durch das Ventil-Antriebselement 523 unter dem Einfluss der Vorspannkraft ein, die durch das Vorspannelement 517 des Ventilelements 518 ausgeübt wird, entsprechend der Differenz zwischen dem Druck des Arbeitsgases des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids innerhalb der oberen Kammer 520a der Membran und dem Druck des Kühlmitteldampfes am Auslass des Verdampfers 515 innerhalb der unteren Kammer 520b.
  • Bei dem thermischen Entspannungsventil gemäß dem Stand der Technik tritt ein Problem wie etwa ein Nachlaufphänomen sehr wahrscheinlich auf, bei welchem das Ventilelement eine Öffnungs-/Schließ-Bewegung wiederholt durchführt.
  • In einem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik zur Verhinderung eines solchen Nachlaufphänomens ist ein Absorptionsmittel wie etwa Aktivkohle innerhalb eines hohlen Ventilantriebselements eingeschlossen.
  • 5 ist ein vertikaler Schnitt durch ein herkömmliches thermisches Entspannungsventil, in dem Aktivkohle eingeschlossen ist. Der grundsätzliche Aufbau des in 5 gezeigten Ventils ist im wesentlichen der gleiche wie desjenigen, das in 4 gezeigt ist, mit Ausnahme des Aufbaus einer Membran und eines Ventil-Antriebelements, das als Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element dient. In 5 umfasst das thermische Entspannungsventil einen prismatischen Ventilkörper 50, und der Ventilkörper 50 umfasst eine Öffnung 52, durch die ein Kühlmittel in der flüssigen Phase, das von einem Kondensator 512 über einen Sammeltank 513 strömt, in einen ersten Kanal 62 eingeleitet wird, eine Öffnung 58 zum Auslassen des Kühlmittels aus dem ersten Kanal 62 zu einem Verdampfer 515, einen Einlass 60 eines zweiten Kanals 63, durch den ein Kühlmittel in der Gasphase auf dem Rückweg vom Verdampfer strömt, und einen Auslass 64 zum Auslassen des Kühlmittels in Richtung eines Kompressors 511.
  • Die Öffnung 52, durch die das Kühlmittel in der flüssigen Phase strömt, steht in Verbindung mit einer Ventilkammer 54, die oberhalb einer mittleren Achse des Ventilkörpers 50 angeordnet ist, und die Ventilkammer 54 ist durch einen Schraubstopfen 130 verschlossen. Die Ventilkammer 54 steht über eine Öffnung 78 mit einer Öffnung 58 zum Auslassen des Kühlmittels an den Verdampfer 515 in Verbindung. Ein kugelförmiges Ventilelement 120 ist am Ende einer schmalen Stange 114 angeordnet, die die Öffnung 78 durchdringt. Das Ventilelement 120 wird durch ein Lagerelement 122 getragen, und das Lagerelement 122 spannt das Ventilelement 120 zur Öffnung 78 hin durch eine Vorspannfeder 124 vor. Durch Bewegen des Ventilelements 120 und Verändern des Abstandes zwischen dem Ventil und der Öffnung 78 wird der Öffnungsquerschnitt für das Kühlmittel angepasst. Das Kühlmittel in der flüssigen Phase dehnt sich aus, während es sich durch Öffnung 78 bewegt, und strömt durch den ersten Kanal 62 und tritt aus der Öffnung 58 aus, um an den Verdampfer weitergeleitet zu werden. Das gasförmige Kühlmittel, das von dem Verdampfer zurückkehrt, wird aus der Öffnung 60 eingeführt, strömt durch den zweiten Kanal 63 und tritt aus der Öffnung 64 aus, um an den Kompressor weitergeleitet zu werden.
  • Der Ventilkörper 50 umfasst ferner ein erstes Loch 70, das vom oberen Ende des Körpers entlang der Achse verläuft und ein Leistungselement 80, das durch eine Schraube oder dergleichen im ersten Loch befestigt ist. Das Leistungselement 80 umfasst ein Gehäuse 81 und 91, die eine Temperaturfühleinheit bilden, sowie eine Membran 82, die zwischen ihnen eingeklemmt ist und mit dem Gehäuse 81 und 91 verschweißt ist. Ferner ist ein oberes Ende eines Temperaturfühler/Druckübertragungs-Elements 100, das als Ventil-Antriebselement dient, gemeinsam mit einem Membran-Lagerelement 82' an dem runden Loch in der Mitte der Membran 82 durch Anschweißen der gesamten Umfangsoberfläche befestigt. Das Membran-Lagerelement 82' ist durch das Gehäuse 81 gelagert.
  • Das Gehäuse 81,91 wird durch die Membran 82 geteilt, so dass eine obere Kammer 83 und eine untere Kammer 85 definiert werden. Ein temperaturempfindliches Arbeitsfluid ist in die obere Kammer 83 und einen hohlen Bereich 84 eingefüllt. Nach dem Einfüllen des Arbeitsfluids wird die obere Kammer durch eine kurze Leitung 21 versiegelt. Ferner kann ein an das Gehäuse 91 angeschweißter Stopfenkörper anstelle der kurzen Leitung 21 verwendet werden.
  • Das Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element 100 wird durch ein hohles rohrartiges Element gebildet, das zu dem zweiten Kanal 63 hin frei liegt und in dessen Innerem sich Aktivkohle 40 befindet. Der Spitzenbereich des Temperaturfühler/Druckübertragungselements 100 steht mit der oberen Kammer 83 in Verbindung, und ein Druckraum 83a wird durch die obere Kammer 83 und den hohlen Bereich 84 des Temperaturfühler/Druckübertragungs-Elements 100 begrenzt. Das rohrförmige Temperaturfühler/Druckübertragungselement 100 durchdringt ein zweites Loch 72 auf der Achsenlinie des Ventilkörpers 50 und ist in ein drittes Loch 74 eingesetzt. Ein Zwischenraum ist zwischen dem zweiten Loch 72 und dem Temperaturfühler/ Druckübertragungs-Element 100 vorhanden, durch den das Kühlmittel im Kanal 63 in die untere Kammer 85 der Membran eingeführt wird.
  • Das Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element 100 ist leitend in das dritte Loch 74 eingesetzt, und der Endbereich des Elements 100 ist mit einem Ende der Stange 114 verbunden. Die Stange 114 ist gleitend in ein viertes Loch 76 eingesetzt, das an dem Ventilkörper 50 befestigt ist, und der Endbereich der Stange 114 ist mit einem Ventilelement 120 verbunden.
  • In diesem Aufbau wird Aktivkohle verwendet, so dass die Zeit, die erforderlich ist, um das Temperatur-Druck-Gleichgewicht zwischen der Aktivkohle und dem temperaturempfindlichen Arbeitsfluid zu erreichen, dazu beiträgt, die Steuereigenschaften des Kühlmittelkreislaufs zu stabilisieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es handelte sich jedoch bei der Aktivkohle, die in den Entspannungsventilen nach dem Stand der Technik als Absorptionsmittel verwendet wurde, um zerstoßene Kohle, die hauptsächlich aus Palmkohle oder Kohle besteht. Die Porengrößen einer solchen Aktivkohle zum Adsorbieren des Arbeitsfluids sind nicht festgelegt, so dass die Absorptionsmenge von der verwendeten Kohle abhängt. Dies führt dazu, dass die Temperatur-Druck-Eigenschaften jedes thermischen Entspannungsventils in Abhängigkeit von der verwendeten Kohle variieren können, was zu einer mangelhaften Zuverlässigkeit des Ventils führt.
  • Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein thermisches Entspannungsventil zu schaffen, das konstante Temperatur-Druck-Eigenschaften aufweist und dazu in der Lage ist, sein Ansprechverhalten zu verzögern, so dass die Steuerung des Ventils stabilisiert wird. Im einzelnen hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein thermisches Entspannungsventil zu schaffen, das dadurch stabil gesteuert werden kann, dass einfach das innerhalb des thermischen Entspannungsventils angebrachte Absorptionsmittel verändert wird, ohne dass die Konstruktion des herkömmlichen Ventils verändert wird.
  • Zur Erreichung der vorstehend genannten Ziele ist das thermische Entspannungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
  • Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein thermisches Entspannungsventil mit einem im Inneren des thermischen Entspannungsventils vorgesehenen Kühlmittelkanal, der sich von einem Verdampfer zu einem Kompressor erstreckt, die einen Kühlmittel-Kreislauf bilden, wobei ein Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element innerhalb des Kanals angebracht ist, das eine Temperaturmessfunktion aufweist und darin einen hohlen Bereich bildet, wobei das thermische Entspannungsventil die Öffnung eines Ventils entsprechend der Temperatur eines Kühlmittels steuert, die durch das Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element gemessen wird, und das Arbeitsfluid, dessen Druck entsprechend der Temperatur variiert, innerhalb des hohlen Bereichs eingeschlossen ist und ein Absorptionsmittel, dessen Porengrö-ßen an die Molekülgrössen des Arbeitsfluids angepasst sind, innerhalb des hohlen Bereichs angeordnet ist.
  • Ferner umfasst das thermische Entspannungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung eine Temperatur-Messleitung zur Messung der Temperatur eines Kühlmittels am Ausgang eines Verdampfers, der einen Kühlmittel-Kreislauf bildet, welches thermische Entspannungsventil die Öffnung eines Ventils entsprechend der Kühlmittel-Temperatur steuert, die durch die Temperatur-Messleitung gemessen wird, wobei das Arbeitsfluid, dessen Druck entsprechend der Temperatur variiert, innerhalb der Temperatur-Messleitung eingeschlossen ist, und das Absorptionsmittel, dessen Porengröße an die Molekülgröße des Arbeitsfluids angepasst ist, innerhalb des hohlen Bereichs angeordnet ist.
  • Ferner umfasst das thermische Entspannungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kühlmittelkanal, der im Inneren des thermischen Entspannungsventils angeordnet ist und sich vom einem Verdampfer zu einem Kompressor erstreckt, sowie ein Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element, das in dem Kanal angeordnet ist und eine Temperaturmessfunktion aufweist und darin einen hohlen Bereich bildet, während das Ende des hohlen Bereichs des Temperaturfühler/Druckübertragungs-Elements in der zentralen Öffnung einer Membran befestigt ist, die ein Leistungselement zum Antrieb des Elements bildet, und eine obere Druckkammer, die durch die Membran im Inneren des Leistungselements gebildet wird, und der hohle Bereich zur Bildung eines abgedichteten Raums verbunden ist, in dem ein Arbeitsfluid eingeschlossen ist, wobei das Absorptionsmittel, dessen Porengrößen an die Mole külgrößen des Arbeitsfluids angepasst sind, innerhalb des hohlen Bereichs eingeschlossen ist.
  • Ferner umfasst das erfindungsgemäße thermische Entspannungsventil ein Leistungselement mit einer Membran, die entsprechend der Druckveränderung bewegt wird, die durch die Wärmemessleitung übertragen wird, in der ein Arbeitsfluid eingeschlossen ist, das Temperatur in Druck umwandelt, und eine Arbeitsstange, die die Membran an einem Ende berührt und ein Ventilelement am anderen Ende verschiebt, wobei das Absorptionsmittel, dessen Porengrößen an die Molekülgrößen des Arbeitsfluids angepasst sind, innerhalb der Temperaturmessleitung angeordnet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform des thermischen Entspannungsventils der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Absorptionsmittel um eine Aktivkohle aus Phenol.
  • Das derartig ausgebildete thermische Entspannungsventil umfasst ein innerhalb der Temperaturmessleitung angeordnetes Absorptionsmittel mit Porengrößen, die an die Molekülgrößen des Arbeitsfluids angepasst sind, was insofern vorteilhaft ist, als dass die Absorptionsmenge der Aktivkohle konstant bleibt und die Steuerung des Ventils stabilisiert werden kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen Entspannungsventils;
  • 2 ist ein Diagramm, das die Merkmale der in dem in 1 gezeigten thermischen Entspannungsventil verwendeten Aktivkohle zeigt;
  • 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen Entspannungsventils;
  • 4 ist ein senkrechter Schnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes thermisches Entspannungsventil; und
  • 5 ist ein senkrechter Schnitt durch ein weiteres thermisches Entspannungsventil nach dem Stand der Technik.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen Entspannungsventils anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen Entspannungsventils. Das thermische Entspannungsventil gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem vorbekannten Ventil aus 4 lediglich darin, dass das Absorptionsmittel, das innerhalb eines hohlen Bereichs einen hohlen Ventil-Antriebelements in der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist, sich von demjenigen des Standes der Technik unterscheidet. Die übrigen Konstruktionen und Teile des vorliegenden Ventils sind die gleichen wie beim Stand der Technik, und daher sind die gemeinsamen Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und auf ihre genaue Erläuterung wird hier verzichtet.
  • In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 40' ein Absorptionsmittel, das innerhalb eines hohlen rohrartigen Teils angeordnet ist, das ein Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element 100 bildet, welches als Ventil-Antriebselement dient. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Absorptionsmittel 40' um kugelförmige Aktivkohle aus Phenol. Bei dieser Ausführungsform wird KURARAY-KOHLE (hergestellt von KURARAY Chemical Co., Ltd.) verwendet. Die Merkmalskurve, die die Porenradius-Größen (Å) und das Poren-Volumen (ml/g) der kugelförmigen Aktivkohle aus Phenol zeigt, ist durch die durchgehende Linie in 2 dargestellt. In der Merkmalskurve entsprechen Grad 10, Grad 15, Grad 20 und Grad 25 Aktivkohlen aus Phenol (KURARAY-KOHLE) mit minimalen Porenradien von jeweils 9 Å, 12 Å, 16 Å und 20 Å, von denen jede einen steilen Abfall nach unten bei dem minimalen Porenradius aufweist, wie es in 2 dargestellt ist. In jeder der Porenradius-Gruppen ist das Poren-Volumen gleichmäßig. Mit anderen Worten, das Poren-Volumen ist im wesentlichen konstant, ohne dass jeweils Unterschiede zwischen den Aktivkohlen auftreten, und daher ist die Absorptionsmenge der Kohle ebenfalls konstant. Im Gegensatz dazu sind bei einer Aktivkohle aus Palmkohle die Porenvolumen nicht konstant, und daher ist die Absorptionsmenge ebenfalls nicht konstant.
  • Erfindungsgemäß wird eine Aktivkohle mit vielen Poren mit Größen entsprechend den Molekülgrössen eines Arbeitsfluids zur Absorption des Fluids verwendet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Absorptionsmenge der Kohle konstant, was zu einer stabilisierten Steuerung führt. Die bei der Ausführungsform verwendete Aktivkohle weist Porenradien auf, die das 1,7 – 5,0-fache der Größen der Moleküle des Arbeitsfluids betragen und bildet eine Porengrößen-Verteilung mit einem scharfen Maximum. Dementsprechend kann durch Verwendung der erfindungsgemäßen Aktivkohle eine konstante Absorption ohne spürbaren Leistungsunterschied zwischen den einzelnen Kohlen erreicht werden, was zur Realisierung einer stabilen Ventilsteuerung führt. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel wird eine stabile Steuerung ermöglicht durch Verwendung kugelförmiger Aktivkohle aus Phenol, die als Gruppe 15 klassifiziert ist, d.h., mit einem Porenradius von 12 Å, zur Absorption eines Kühlmittels R23 als Arbeitsfluid mit Molekülgrößen von 4,1 – 5,0 Å.
  • Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf das thermische Entspannungsventil aus 1 angewendet werden, sondern kann auch auf andere herkömmliche Entspannungsventile angewendet werden, in denen beispielsweise ein Arbeitsfluid, das in einer Temperaturmessleitung eingeschlossen ist, seinen Druck entsprechend der Temperatur verändert. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf ein solches thermisches Entspannungsventil angewendet ist. Das Ventil aus 3 umfasst eine Ventileinheit 300 zur Dekompression einer Hochdruck-Kühlmittelflüssigkeit und ein Leistungselement 320 zur Steuerung der Ventilöffnung der Ventileinheit 300.
  • Das Leistungselement 320 umfasst eine Membran 126, die zwischen dem äußeren Umfangsrand eines oberen Deckels 322 und einem unteren Lager 124 eingeklemmt und daran angeschweißt ist. Der obere Deckel 322 und die Membran 126 bilden eine erste Druckkammer auf dem oberen Bereich der Membran. Die erste Druckkammer steht in Verbindung mit einer Leitung 150 im Inneren einer Temperaturmessleitung 152, die als Temperatursensor dient. Die Temperaturmessleitung 152 ist an einem Auslassbereich eines Verdamp fers angebracht und misst die Temperatur des Kühlmittels in der Nähe des Auslasses des Verdampfers. Die gemessene Temperatur wird in einen Druck P1 umgewandelt, der auf die erste Druckkammer des Leistungselements ausgeübt wird. Bei einer Vergrößerung drückt der Druck P1 die Membran 126 nach unten und übt eine Kraft in einer Richtung zum Öffnen des Ventils 106 aus.
  • Andererseits wird ein Kühlmitteldruck P2 am Auslass des Verdampfers direkt von einem Leitungs-Befestigungsbereich 162 über eine Leitung 160 auf eine zweite Druckkammer übertragen, die am unteren Bereich der Membran 126 ausgebildet ist. Der Druck P2 wirkt auf die zweite Druckkammer 140 am unteren Bereich der Membran 126 und erzeugt eine Kraft in der Richtung zum Schließen des Ventils 106 gemeinsam mit der Federkraft einer Vorspannfeder 104. Mit anderen Worten, wenn der Grad der Überhitzung (die Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur am Auslass des Verdampfers und der Verdampfertemperatur, die als Kraft durch P1–P2 hergeleitet werden kann) groß ist, wird das Ventil weiter geöffnet, und wenn der Grad der Überhitzung klein ist, wird die Öffnung des Ventils verengt. Somit wird die Menge des in dem Verdampfer einströmenden Kühlmittels gesteuert.
  • Eine Ventileinheit 300 umfasst einen Ventilkörper 102 mit einem Einlass 107 für Hochdruck-Kühlmittel, einem Auslass 109 für Niedrigdruck-Kühlmittel, und ein Druckausgleichsloch 103 zum Anschluss einer Druckausgleichsleitung 132. Ein Anschlagselement (Verschiebungs-Begrenzungselement) 130 zur Begrenzung der Verschiebung der Membran 126 in der Richtung nach unten, eine Arbeitsstange 110 zur Übertragung der Verschiebung der Membran 126 in der Richtung nach unten, Begrenzungsteile 116 und 118, die an der Arbeitsstange 110 so angebracht sind, dass sie eine bestimmte Beschränkung der Bewegung der Stange schaffen, ein Ventilelement 106 (in der Zeichnung als Kugelventil dargestellt), das dazu angeordnet ist, einen Ventilsitz zu berühren oder davon beabstandet zu sein, eine Vorspannfeder 104 und ein Einsteller 108 zur Einstellung der Vorspannkraft der Feder 104 sind an dem Ventilkörper 102 angebracht.
  • Bei dem derartig aufgebauten thermischen Entspannungsventil ist ein Absorptionsmittel 40" innerhalb der Temperaturmessleitung 152 angeordnet. Das Absorptionsmittel 40" ist eine kugelförmige Aktivkohle aus Phenol, ähn lich der Aktivkohle 40' in dem Entspannungsventil aus 1, und weist Porenradien auf, die das 1,7 – 5,0-fache der Molekülgrössen des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids betragen, mit einer Porenradienverteilung mit einem scharfen Maximum.
  • Durch Anordnen der Aktivkohle 40" innerhalb der Temperaturmessleitung 152 kann das Ventil zuverlässig und mit konstanten Temperatur-Druck-Eigenschaften gesteuert werden.
  • Wie oben erläutert, wird bei dem thermischen Entspannungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung als Absorptionsmittel eine Aktivkohle mit Poren verwendet, deren Größen den Molekülgrössen des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids entsprechen, wie etwa eine Aktivkohle, die vorteilhafter Weise wenige einzelne Abweichungen aufweist. Da die Absorptionsmenge eines solchen Absorptionsmittels konstant ist, kann ein thermisches Entspannungsventil mit hoher Zuverlässigkeit und zuverlässiger Steuerung geschaffen werden.
  • Da ferner gegenüber dem herkömmlichen thermischen Entspannungsventil keine größere Konstruktionsveränderung vorliegt, kann das vorliegende thermische Entspannungsventil mit vergleichsweise niedrigen Kosten hergestellt werden.

Claims (6)

  1. Thermisches Entspannungsventil, mit einem Temperatur-Messfehler (100,152) und einem Arbeitsfluid, das in den Temperatur-Messfühler (100,152) eingeschlossen ist, wobei der Druck des Arbeitsfluids entsprechend der Temperatur variiert, und ein Absorptionsmittel (40',40") mit Porengrößen, die an die Molekülgrößen des Arbeitsfluids angepasst sind, in dem Temperatur-Messfühler (100,152) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel (40',40") Aktivkohle mit einer Porengrössenverteilung mit einem scharfen Porenradius-Maximum im Bereich des 1,7 bis 5,0-fachen der Molekülgrößen des Arbeitsfluids ist.
  2. Thermisches Entspannungsventil gemäß Anspruch 1, in dessen Innerem ein Kühlmittel-Kanal (63) vorgesehen ist, der sich von einem Verdampfer (515) zu einem Kompressor (511) erstreckt, die einen Kühlmittel-Kreislauf bilden, wobei das Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element (100) innerhalb des Kanals (63) gebildet ist und darin einen hohlen Bereich (84) bildet, und welches thermische Entspannungsventil die Öffnung eines Ventils (120) entsprechend der Temperatur eines Kühlmittels steuert, die durch das Temperaturfühler/Druckübertragungs-Element (100) gemessen wird, wobei das Arbeitsfluid innerhalb des hohlen Bereichs (84) eingeschlossen ist und das Absorptionsmittel (40') innerhalb des hohlen Bereichs (84) angeordnet ist.
  3. Thermisches Entspannungsventil gemäß Anspruch 1, mit einer Temperatur-Meßleitung (152) zur Messung der Temperatur eines Kühlmittels am Ausgang eines Verdampfers, der einen Kühlmittel-Kreislauf bildet, welches thermische Entspannungsventil die Öffnung eines Ventils (106) entsprechend der Kühlmittel-Temperatur steuert, die durch die Temperatur-Messleitung (152) gemessen wird, wobei das Arbeitsfluid in der Temperatur-Messleitung (152) eingeschlossen ist, und das Absorptionsmittel (40") innerhalb des hohlen Bereichs der Messleitung (152) angeordnet ist.
  4. Thermisches Entspannungsventil gemäß Anspruch 2, bei welchem das Ende des hohlen Bereichs (84) des Temperaturfühler/Druckübertragungs-Elements (100) in der zentralen Öffnung einer Membran (82) befestigt ist, die ein Leistungselement zum Antrieb des Elements (100) bildet, und eine obere Druckkammer (83a), die durch die Membran (82) im Inneren des Leistungselements gebildet wird, und der hohle Bereich (84) zur Bildung eines abgedichteten Raums verbunden sind, in dem ein Arbeitsfluid eingeschlossen ist, wobei das Absorptionsmittel (40') innerhalb des hohlen Bereichs (84) eingeschlossen ist.
  5. Thermisches Entspannungsventil gemäß Anspruch 3, mit einem Leistungselement (320) mit einer Membran (126), die entsprechend der Druckveränderung bewegt wird, die durch die Wärmemessleitung (152) übertragen wird, und mit einer Arbeitsstange (110), die die Membran (126) an einem Ende berührt und ein Ventilelement (106) am anderen Ende verschiebt, wobei das Absorptionsmittel (40") innerhalb der Temperaturmessleitung (152) angeordnet ist.
  6. Thermisches Entspannungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Absorptionsmittel (40',40") eine Aktivkohle aus Phenol ist.
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