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ERFINDUNGSGEBIET
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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.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
einem Ausführungsbeispiel
nach dem Stand der Technik zur Verhinderung eines solchen Nachlaufphänomens ist
ein Absorptionsmittel wie etwa Aktivkohle innerhalb eines hohlen
Ventilantriebselements eingeschlossen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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Zur
Erreichung der vorstehend genannten Ziele ist das thermische Entspannungsventil
gemäß der vorliegenden
Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform des
thermischen Entspannungsventils der vorliegenden Erfindung handelt
es sich bei dem Absorptionsmittel um eine Aktivkohle aus Phenol.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils;
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2 ist
ein Diagramm, das die Merkmale der in dem in 1 gezeigten
thermischen Entspannungsventil verwendeten Aktivkohle zeigt;
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3 ist
ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils;
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4 ist
ein senkrechter Schnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes
thermisches Entspannungsventil; und
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5 ist
ein senkrechter Schnitt durch ein weiteres thermisches Entspannungsventil
nach dem Stand der Technik.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils anhand der Zeichnungen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Durch
Anordnen der Aktivkohle 40" innerhalb
der Temperaturmessleitung 152 kann das Ventil zuverlässig und
mit konstanten Temperatur-Druck-Eigenschaften gesteuert werden.
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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.
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Da
ferner gegenüber
dem herkömmlichen thermischen
Entspannungsventil keine größere Konstruktionsveränderung
vorliegt, kann das vorliegende thermische Entspannungsventil mit
vergleichsweise niedrigen Kosten hergestellt werden.