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ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Expansionsventil
zur Verwendung in einem Kältemittelkreislauf.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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In
herkömmlicher
Weise wird das in 5 dargestellte thermische Expansionsventil
in einem Kältemittelkreislauf
dazu verwendet, den Strömungsdurchsatz
des Kältemittels
zu steuern, das einem Verdampfer zugeführt wird, sowie zur Dekompression
des Kältemittels.
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Gemäß 5 umfasst
ein prismatischer Aluminium-Ventilkörper 510 einen ersten
Kältemittelkanal 514 mit
einer Öffnung 516 und
einen zweiten Kältemittelkanal 519,
welche zwei Kanäle
jeweils unabhängig
voneinander angeordnet sind. Ein Ende des ersten Kältemittelkanals 514 steht
in Verbindung mit dem Einlass eines Verdampfers 515, und
der Auslass des Verdampfers 515 kommuniziert über den
zweiten Kältemittelkanal 519,
einen Kompressor 511, einen Kondensator 512 und
einen Behälter 513 mit
dem anderen Ende des ersten Kältemittelkanals 514.
Eine Vorspanneinrichtung 517, welche eine Vorspannfeder
ist, die eine kugelförmige
Ventileinrichtung 18 vorspannt, ist an einer Ventilkammer 524 vorgesehen,
die mit dem ersten Kältemittelkanal 514 in
Verbindung steht, und die Ventileinrichtung 518 wird zu einer Öffnung 516 oder
von dieser hinweg angetrieben. Ferner ist die Ventilkammer 524 durch
einen Stopfen 525 abgedichtet, und die Ventileinrichtung 518 wird
durch ein Lagerteil 526 vorgespannt. Ein Antriebselement 520 mit
einer Membran 522 ist an den Ventilkörper 510 benachbart
zu dem zweiten Kältemittelkanal 519 befestigt.
Eine obere Kammer 520a in dem Antriebselement 520,
die durch die Membran 522 begrenzt wird, ist luftdicht
abgeschlossen und mit dem temperaturempfindlichen Arbeitsfluid gefüllt.
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Eine
kleine Leitung 521, die sich aus der oberen Kammer 520a des
Antriebselements 520 erstreckt, dient dazu, die obere Kammer 520a zu
entlüften
und das temperaturempfindliche Arbeitsfluid in die obere Kammer 520a einzufüllen, bevor
das Ende der Leitung abgedichtet wird. Das erweiterte Ende eines
Ventil-Antriebsteils 523, das als Wärmemess-/Übertragungsteil innerhalb des
Ventilkörpers 520 dient,
das sich von dem Ventilelement 518 her erstreckt und den
zweiten Kältemittelkanal 519 durchstößt, ist
in der unteren Kammer 520b des Antriebselements 520 angeordnet
und berührt
die Membran 522. Das Ventil-Antriebselement 523 besteht aus
einem Material mit einer großen
Wärmekapazität und überträgt die Temperatur
des Kältemittel-Dampfes,
der den Verdampfer 515 erregt und durch den zweiten Kältemittelkanal 519 strömt, auf
das temperaturempfindliche Arbeitsfluid, das in die obere Kammer 520a des
Antriebselements 520 eingefüllt ist, so dass ein Arbeitsgas
erzeugt wird, dessen Druck der übertragenen
Temperatur entspricht. Die untere Kammer 520b kommuniziert
mit dem zweiten Kältemittelkanal 519 über den
Raum um das Ventil-Antriebselement 523 innerhalb des Ventilkörpers 510 herum.
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Dementsprechend
nutzt die Membran 522 des Antriebselements 520 das
Ventil-Antriebselement 523 zur Anpassung der Ventilöffnung des
Ventilelements 518 gegenüber der Öffnung 516 (d.h.,
des Strömungsdurchsatzes
des in der flüssigen
Phase befindlichen Kältemittels,
das in den Verdampfer eintritt) entsprechend der Druckdifferenz
zwischen dem Arbeitsgas des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids,
das die obere Kammer 520a füllt, und dem Druck des Kältemittel-Dampfes,
der den Verdampfer 515 in der unteren Kammer 520b erregt,
unter dem Einfluss der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 517,
die auf das Ventilelement 518 ausgeübt wird.
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Bei
dem zuvor beschriebenen thermischen Expansionsventil nach dem Stand
der Technik ist das Antriebselement 520 der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt,
und das temperaturempfindliche Antriebsfluid in der oberen Kammer 520a wird
nicht nur durch die Temperatur des Kältemittels beeinflusst, die
den Verdampfer erregt und über
das Ventil-Antriebsteil 423 übertragen wird, sondern auch
durch die Umgebungsatmosphäre,
insbesondere die Motorraumtemperatur. Ferner tritt bei dem oben
beschriebenen Ventilaufbau oft ein so genanntes Nachlaufphänomen auf,
bei dem das Ventil zu empfindlich auf die Kältemitteltemperatur am Auslass
des Verdampfers reagiert und die Öffnungs- und Schließbewegung
des Ventilelements 518 wiederholt. Das Nachlaufphänomen wird
beispielsweise durch die Konstruktion des Verdampfers, das Verfahren
zur Anordnung der Leitungen in dem Kältemittel-Kreislauf, das Verfahren
zur Verwendung des Expansionsventils und den Ausgleich mit der Wärmebelastung verursacht.
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Bisher
wurde ein Zeitkonstanten-Verzögerungsmittel
wie etwa ein Absorptionsmittel oder ein thermischer Ballast zur
Verhinderung dieses Nachlaufphänomens
verwendet (siehe beispielsweise EP-A-0 569 619). 6 ist
ein Schnitt, der ein herkömmliches
thermisches Expansionsventil zeigt, bei dem Aktivkohle als ein Absorptionsmittel
verwendet wird und dessen Aufbau im wesentlichen der gleiche ist
wie bei dem vorbekannten thermischen Expansionsventil aus 5,
mit Ausnahme des Aufbaus der Membran und des Aufbaus des Ventil-Antriebsteils, das
als temperaturempfindliches angetriebenes Teil wirkt. Gemäß 6 umfasst
das thermische Expansionsventil einen prismatischen Ventilkörper 50,
und der Ventilkörper 50 umfasst
eine Öffnung 52,
durch die das Kältemittel
in der flüssigen
Phase, das durch einen Kondensator 512 fließt und von
einem Behältertank 513 eintritt,
in einen ersten Kanal 62 eintritt, eine Öffnung 58,
durch die das Kältemittel,
das durch den ersten Kanal 62 strömt, zu einem Verdampfer 515 hin
austritt, einen Einlass 60 eines zweiten Kanals 63,
durch den das den Verdampfer anregende Kältemittel in der gasförmigen Phase
zurückkehrt und
einen Auslass 64, durch den das Kältemittel in Richtung des Kompressors 511 austritt.
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Die Öffnung 52,
durch die das Kältemittel eingeleitet
wird, steht in Verbindung mit einer Ventilkammer 54, die
auf der Mittelachse des Ventilkörpers 50 angeordnet
ist, und die Ventilkammer 54 wird durch einen einschraubbaren
Stopfen 130 abgedichtet. Die Ventilkammer 54 steht über eine Öffnung 78 mit
einer Öffnung 58 in
Verbindung, durch die das Kältemittel
in Richtung des Verdampfers 515 austritt. Ein kugelförmiges Ventilelement 120 ist
am Ende einer Stange 114 mit kleinem Durchmesser angebracht,
die sich durch die Öffnung 78 erstreckt,
und das Ventilelement 120 wird durch ein Lagerteil 122 gelagert.
Das Lagerteil 122 spannt das Ventilelement 120 in
Richtung der Öffnung 78 unter
Verwendung einer Vorspannfeder 124 vor. Der Öffnungsquerschnitt für das Kältemittel
wird eingestellt durch Verändern des
Zwischenraums zwischen dem Ventilelement 120 und der Öffnung 78.
Das von dem Behälter 514 ausgehende
Kältemittel
dehnt sich aus, während
es durch die Öffnung 78 strömt und strömt durch
den ersten Kanal 62 und tritt durch die Öffnung 58 in
Richtung des Verdampfers aus. Das den Verdampfer erregende Kältemittel
tritt aus der Öffnung 60 ein
und strömt
durch den zweiten Kanal 63 und tritt durch die Öffnung 64 in
Richtung des Kompressors aus.
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Der
Ventilkörper 50 weist
ein erstes Loch 70 auf, das sich von seinem oberen Endbereich
her entlang der Achse erstreckt, und ein Antriebselement 80 in
an dem ersten Loch unter Verwendung eines Gewindes oder dergleichen
befestigt. Das Antriebselement 80 umfasst Gehäuse 81 und 91,
die den Temperaturfühlerteil
bilden, sowie eine Membran 82, die zwischen diesen Gehäusen eingeklemmt
und daran durch Schweißen
befestigt ist. Der obere Endbereich des angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 aus rostfreiem
Stahl oder Aluminium ist auf einem runden Loch oder einer Öffnung in
dem Mittelbereich der Membran 82 mit einem Membran-Lagerteil 82' verschweißt. Der
Membran-Lagerteil 82' wird
durch das Gehäuse 81 gelagert.
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Ein
Inertgas ist innerhalb des Gehäuses 81,91 als
ein temperaturempfindliches Arbeitsfluid eingeschweißt, welches
darin durch das kleine Rohr 21 abgedichtet ist. Ferner
kann ein an das Gehäuse 91 angeschweißter Stopfenkörper anstelle
des kleinen Rohrs 21 verwendet werden. Die Membran 82 teilt
den Raum innerhalb des Gehäuses 81,91 in
eine obere Kammer 83 und eine untere Kammer 85.
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Das
angetriebene Temperaturfühlerteil 100 besteht
aus einem hohlen rohrförmigen
Teil, das zum zweiten Kanal 63 hin frei liegt, und in seinem
Inneren befindet sich Aktivkohle 40. Das obere Ende des Temperaturfühl-/Druckübertragungsteils 100 steht
in Verbindung mit der oberen Kammer 83, so dass ein Druckraum 83a durch
die obere Kammer 83 und den hohlen Bereich 84 des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 begrenzt
wird. Das rohrförmige
angetriebene Temperaturfühlerteil 100 erstreckt
sich durch ein zweites Loch 72 auf der Achse des Ventilkörpers 50 und
ist in ein drittes Loch 74 eingesetzt. Ein Zwischenraum
wird zwischen dem zweiten Loch 72 und dem angetriebenen
Temperaturfühlerteil 100 gebildet,
durch welchen das Kältemittel
innerhalb des Kanals 63 in die untere Kammer 85 der
Membran eingeführt
wird.
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Das
angetriebene Temperaturfühlerteil 100 ist
gleitend in das dritte Loch 74 eingesetzt, und ein Ende
desselben ist mit einem Ende der Stange 114 verbunden.
Die Stange 114 ist gleitend in ein viertes Loch 76 in
dem Ventilkörper 50 eingesetzt,
und ein anderes Ende derselben ist mit dem Ventilelement 120 verbunden.
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In
diesem Aufbau wirkt das Absorptionsmittel 40 als zeitlich
verzögerndes
Material wie folgt. Wenn gekörnte
Aktivkohle als Absorptionsmittel 40 verwendet wird, ist
die Kombination des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids und des
Absorptionsmittels 40 vom Absorptions-Gleichgewichts-Typ,
bei welchem der Druck innerhalb eines relativ weiten Temperaturbereichs
annähernd
linear mit der Temperatur verläuft,
und der Koeffizient des linearen Ausdrucks kann entsprechend der
Menge der gekörnten
Aktivkohle, die als Absorptionsmittel verwendet wird, frei gewählt werden.
Daher können
die Merkmale des thermischen Expansionsventils nach Belieben gewählt werden.
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Dementsprechend
dauert es vergleichsweise lange, den Absorptions-Gleichgewichts-Typ
in den Druck-Temperatur-Gleichgewichtszustand zu versetzen, wenn
die Temperatur des aus dem Auslass des Verdampfers 515 austretenden
Kältemittel-Dampfes entweder
steigt oder fällt.
Mit anderen Worten, durch Vergrößerung der
Zeitkonstante wird die Arbeitseffizienz der Klimaanlage verbessert,
so dass die Leistung der Klimaanlage stabilisiert wird und der kritische
Betrieb des thermischen Expansionsventils unterbunden wird, der
durch den Einfluss von Störungen
verursacht wird, die zu dem Nachlaufphänomen führen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Nachlaufphänomen
tritt jedoch in Abhängigkeit
der Arbeitscharakteristik jedes individuellen Kältemittelkreislaufs auf. Insbesondere
wenn eine leichte Temperaturschwankung in dem unter niedrigem Druck
stehenden Kältemittel
auftritt, das den Verdampfer anregt, wird die kleine Fluktuation oder
Pulsation der Kältemittel-Temperatur
unmittelbar auf die Öffnungs-/Schließbewegung
des Ventilelements übertragen,
so dass eine instabile Ventilbewegung verursacht wird, und der Einsatz
des thermischen Balastmaterials oder eines Absorptionsmittels kann
das Nachlaufen nicht länger
unterdrücken.
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Daher
zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein thermisches Expansionsventil
zu schaffen, das eine stabile Kontrolle der Menge des zum Verdampfer
geleiteten unter niedrigem Druck stehenden Kältemittels ermöglicht,
und welches es ferner ermöglicht,
das Nachlaufphänomen
durch Schaffung einer angemessenen Verzögerung des Ansprechens des
Ventils auf die Temperaturveränderung
zu unterdrücken,
selbst wenn kleine Temperaturveränderungen in
dem Kältemittel
unter niedrigem Druck auftreten, das von dem Verdampfer ausgeht.
Dies wird ohne eine Veränderung
der grundsätzlichen
Konstruktion des herkömmlichen
thermischen Expansionsventils ermöglicht, wobei der übliche Betrieb
des Ventils beibehalten wird.
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Zur
Erreichung der vorstehend genannten Ziele schafft die vorliegende
Erfindung ein thermisches Expansionsventil mit einem Kältemittelkanal, der
sich von einem Verdampfer zu einem Kompressor erstreckt, und einem
angetriebenen Temperaturfühlerteil
mit einem hohlen Bereich in dessen Innerem mit einer Temperaturfühlerfunktion,
der in dem Kältemittelkanal
angeordnet ist, wobei das Ende des hohlen Bereichs des angetriebenen
Temperaturfühlerteils
im Mittelöffnungsbereich
einer Membran befestigt ist, die ein Antriebselement bildet, das
das angetriebene Teil antreibt und dadurch den hohlen Bereich mit
einer oberen Druckkammer verbindet, die durch die Membran innerhalb
des Antriebselements gebildet wird und einen abgegrenzten Raum darstellt,
der mit Arbeitsfluid gefüllt
ist, welcher hohle Bereich ein zeitlich verzögerndes Material aufnimmt, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
außerhalb
des Kühlmittelkanals
angeordnet ist, das die äußere Umfangsfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils
abdeckt und einen Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils
und dem Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
bildet.
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Das
thermische Expansionsventil der vorliegenden Erfindung, das den
oben beschriebenen Aufbau aufweist, wird ohne eine Veränderung
des grundsätzlichen
Aufbaus des herkömmlichen
thermischen Expansionsventils realisiert, es wird jedoch ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsmaterial
auf der äußeren Umfangsoberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils
angebracht. Die vorliegende Erfindung verzögert nicht nur die Temperaturübertragung von
dem angetriebenen Temperaturfühlerteil
auf das zeitlich verzögernde
Material und ermöglicht
es daher, die Zeitkonstante im Vergleich zu einem Ventil weiter
zu vergrößern, bei
welchem lediglich das zeitlich verzögernde Material verwendet wird,
sondern schafft ferner einen Raum zwischen dem angetriebenen Temperaturfühlerteil
und dem Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil,
was die doppelte Wirkung der Verzögerung der Übertragung der Temperaturschwankung
des Kältemittels
auf das angetriebene Temperaturfühlerteil
erzeugt. Daher ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, das Nachlaufen des Ventilelements
noch wirkungsvoller zu unterdrücken.
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Bevorzugt
umfasst das Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
einen dickwandigen Bereich und einen dünnwandigen Bereich und ist
an der äußeren Umfangsoberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils
montiert und deckt diese ab, wobei der dickwandige Bereich außerhalb
des Kältemittelkanals
angeordnet ist und einen Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche und
dem dünnwandigen Wandbereich
innerhalb des Kältemittelkanals
bildet.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Aufbau wird die grundlegende Konstruktion
des herkömmlichen thermischen
Expansionsventils nicht verändert,
sondern stattdessen wird ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
mit einem dickwandigen Wandbereich und einem dünnwandigen Wandbereich so angebracht,
dass die äußere Umfangsfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils
abgedeckt wird. Hier ist der dickwandige Wandbereich auf der Außenseite
eines Kältemittelkanals
so angeordnet, dass ein Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche gebildet
wird, so dass die Übertragung
der Temperaturschwankung des Kältemittels
auf das angetriebene Temperaturfühlerteil
verzögert
wird, und der dünnwandige Wandbereich
schafft eine Verzögerung,
während
die Temperaturveränderung
des Kältemittels
auf das angetriebene Temperaturfühlerteil übertragen
wird, ohne dass der Strom des Kältemittels
durch den Kältemittelkanal
unterbrochen wird. Daher unterdrückt die
vorliegende Erfindung das Nachlaufen des Ventils noch wirkungsvoller.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein senkrechter Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform des thermischen
Expansionsventils;
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2 ist
eine Explosionsdarstellung des Hauptbereichs zur Erläuterung
der in 1 gezeigten Ausführungsform;
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3 ist
ein senkrechter Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
des thermischen Expansionsventils;
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4 ist
ein senkrechter Schnitt durch noch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des
thermischen Expansionsventils;
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5 ist
ein senkrechter Schnitt durch ein thermisches Expansionsventil nach
dem Stand der Technik; und
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6 ist
ein senkrechter Schnitt durch ein weiteres thermisches Expansionsventil
nach dem Stand der Technik.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
folgenden werden die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein senkrechter Schnitt durch den Aufbau einer Ausführungsform
des thermischen Expansionsventils gemäß der vorliegenden Erfindung, und 2 ist
Schnitt durch dessen Hauptbereich. Bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform
ist die grundlegende Konstruktion des gezeigten Ventils die gleiche
wie diejenige eines herkömmlichen
thermischen Expansionsventils, daher sind identische oder entsprechende
Teile des vorliegenden Ventils mit den gleichen Bezugszeichen versehen
wie beim herkömmlichen
Ventil, und auf deren Beschreibung wird verzichtet. Es werden nur
die Teile erläutert,
die sich von dem herkömmlichen
Ventil unterscheiden.
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In 1 bezeichnet 140 ein
Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil,
welches ein kuppelförmiges Teil
aus einem Harz unter Verwendung von Nylon oder Polyacetaten oder
dergleichen ist. Das Verzögerungsteil 140 umfasst
eine außen
auf seinem oberen Ende angebrachte Manschette 141 und einen
Zylinderbereich 143 mit großem Durchmesser und dicken
Wänden,
der sich am unteren Ende verjüngt und
einen zugespitzten Bereich 142 bildet. Das obere Ende des
Teils 140 berührt
ein später
noch zu erläuterndes
Lagerteil 82',
die Manschette 141 wird durch die innere Oberfläche eines
Gehäuses 81 abgestützt, und
die äußere Oberfläche des
Zylinderbereichs 143 berührt die innere Oberfläche des
Gehäuses 81.
Die Spitze des zugespitzten Bereichs 142 des Teils 140 ist
in das Innere eines zweiten Lochs 72 eingesetzt und berührt die äußere Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100,
der innerhalb einer unteren Kammer 85 angeordnet ist, die
durch eine Membran 82 begrenzt wird. Wenn demnach das Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140 an
dem angetriebenen Temperaturfühlerteil 100 angebracht wird,
bedeckt das Verzögerungsteil 140 die äußere Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 und
ist außen
an dem Kühlmittelkanal
des zweiten Kanals 63 angebracht. Ferner begrenzt der zugespitzte
Bereich 142 einen Raum 144 zwischen der äußeren Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 und
der inneren Oberfläche
des Zylinderbereichs 143.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nicht nur das Nachlaufphänomen durch Verwendung der
Aktivkohle 40 unterdrückt,
sondern es wird auch ein Eindringen des Kältemittels in die untere Kammer 85 unterbunden,
und die Wärme
von dem Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140 wird
auf das angetriebene Temperaturfühlerteil 100 über den
Raum 144 übertragen,
dessen Vorhandensein eine weitere Verzögerung des Ansprechens des
Ventils auf die Temperaturveränderung
des Kältemittels
bewirkt, das aus dem Verdampfer austritt. Auf diese Weise wird das
Nachlaufphänomen
noch wirkungsvoller unterdrückt.
Darüber
hinaus kann das vorliegende thermische Expansionsventil hergestellt
werden, ohne dass der grundlegende Aufbau des herkömmlichen thermischen
Expansionsventils verändert
wird, so dass eine geeignete Verzögerung der Temperaturveränderung
des Kältemittels
geschaffen werden kann, indem die Dicke des Zylinderbereichs 143 auf das
Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140 und die
Fläche
des Raums 144 abgestimmt wird.
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In
der in 1 gezeigten Ausführungsform sind der Verdampfer,
der Kompressor, der Kondensator und der Behälter, die den Kältemittel-Kreislauf bilden,
in der Zeichnung weggelassen. Bezugsziffer 21' bezieht sich
auf einen Stopfenkörper
aus rostfreiem Stahl zum Einschließen eines vorbestimmten Kältemittels
in die obere Kammer 83, das als Temperatur-Arbeitsfluid
dient, welches die Membran 82 antreibt, und der Körper ist
so geschweißt,
dass er das Loch 91a im Gehäuse 91 verschließt. Bezugsziffer 74a bezieht
sich auf einen O-Ring, der an einer Stange 114 innerhalb
eines dritten Lochs 74 angebracht ist, und 74b ist
eine Druckmutter, die eine Bewegung des O-Rings verhindert. Bezugsziffer 79 bezieht
sich auf einen Deckel mit einem Vorsprung zum Niederdrücken des
Absorptionsmittels, wie beispielsweise Aktivkohle, das innerhalb
des hohlen Bereichs des angetriebenen Temperaturfühlerteils
angebracht ist, und der Deckel ist auf den hohlen Bereich aufgepreßt.
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Ferner
ist gemäß der Ausführungsform
in 1 gekörnte
Aktivkohle als Aktivkohle 40 in das angetriebene Temperaturfühlerteil 100 eingefüllt, und das
mit gekörnter
Aktivkohle gefüllte
Teil 100 und die Membran 82 sind, wie in 2 dargestellt,
so zusammengeschweißt,
dass sie einen geschlossenen Raum 84 durch das Antriebselement 80 und
das angetriebene Temperaturfühlerteil 100 bilden.
Ein Stopfenkörper 21' wird dazu verwendet,
das temperaturempfindliche Arbeitsfluid in dem Gehäuse 91 einzuschließen, das
den Raum 84 begrenzt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann eine kleine Leitung, wie sie in 6 gezeigt
ist, anstelle des Stopfens 21' dazu verwendet werden, das Gehäuse zu entlüften, und
das Arbeitsfluid einzufüllen,
bevor das Ende der Leitung verschlossen wird.
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2 ist
eine Zeichnung, die den Aufbau des angetriebenen Temperaturfühlerteils 100,
der Membran 82 und des Lagerteils 82' gemäß der Ausführungsform
in 1 zeigt.
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Wie
in 2(a) gezeigt ist, ist ein Kragen 100a außerhalb
der Öffnung 100b des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 angebracht,
und ein Vorsprung 100c und eine Nut 100d sind
auf den Kragen 100a auf der Seite angebracht, die in der
Zeichnung nach unten weist. Der Vorsprung 100c und die
Nut 100d sind auf dem gesamten Umfang des Kragens 100a angebracht.
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Ferner
ist eine Membran 82 aus einem rostfreien Stahlmaterial
oder dergleichen mit einer Öffnung 82a in
ihrem Mittelbereich in das angetriebene Temperaturfühlerteil 100 durch
die Öffnung
eingesetzt und in die Richtung des Pfeils in 2(a) bewegt,
bis die Membran den Vorsprung 100c berührt, und dort wird die Membran 82 an
dem angetriebenen Temperaturfühlerteil 100 befestigt.
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Ein
Lagerteil 82 aus einem rostfreien Stahlmaterial oder dergleichen
zur Lagerung der Membran 82 mit einer Öffnung 82'a, die konzentrisch
mit der Öffnung 82a der
Membran 82 angebracht ist, ist in das angetriebene Temperaturfühlerteil 100 durch
die Öffnung
eingesetzt und die Richtung des Pfeils in 2(a) bewegt,
bis das Lagerteil die Membran 82 berührt. Der Vorsprung 100c und
das Lagerteil 82' werden
an oberen und unteren Elektroden (nicht dargestellt) gegeneinander
gedrückt,
so dass das Lagerteil konzentrisch mit dem Vorsprung 100c ausgerichtet
ist, und ein Strom wird an diese Elektroden angelegt, so dass ein
so genanntes Buckelschweißen durchgeführt wird,
wodurch der Kragen 100a, die Membran 82 und das
Lagerteil 82' zusammengeschweißt werden,
wie es in 2(b) dargestellt ist.
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Dies
führt dazu,
dass die Membran 82 in ihrer Lage zwischen dem Kragen 100a und
dem Lagerteil 82' durch
den Vorsprung 100c festgeschweißt wird. Der Randbereich der
Membran 82 wird zwischen dem Gehäuse 81 und 91 eingeklemmt
und daran festgeschweißt.
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Bei
der oben genannten Ausführungsform
ist das Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140,
das die äußere Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 bedeckt,
außerhalb
des zweiten Kanals 63 angeordnet, so dass das Ansprechen
auf die Temperaturschwankungen des Kältemittels weiter verzögert wird.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführugsbeispiel
beschränkt,
sondern es kann gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der zugespitzte Bereich des kuppelförmigen Wärmeübertragungs-Verzögerungsteils
weiter mit einem dünnwandigen
Zylinder-Erweiterungsbereich verbunden sein, so dass ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
gebildet wird, dass das angetriebene Temperaturfühlerteil verdeckt, und der
erweiterte Zylinderbereich kann innerhalb des zweiten Kanals angeordnet
sein.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, bei der das Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140' einen kuppelförmigen dickwandigen
Bereich und einen einteilig damit ausgebildeten dünnwandigen
Bereich umfasst, und der Aufbau dieser Ausführungsform ist identisch mit demjenigen
aus 1, mit Ausnahme des Wärmeübertragungs-Verzögerungsteils 140', so dass vergleichbare
Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind und auf deren
Beschreibung verzichtet wird.
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Gemäß 3 umfasst
das Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140' einen kuppelförmigen dickwandigen
Bereich und einen damit einteilig ausgebildeten dünnwandigen
Bereich, wobei der Aufbau des kuppelförmigen dickwandigen Bereichs 140'a identisch
mit dem in 1 gezeigten Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140 ist,
mit einem Kragen 141' außen auf
der oberen Endoberfläche,
und mit einem Zylinderbereich 143' großen Durchmessers mit einem
zugespitzten Bereich 142' an
seinem unteren Ende. Der dünnwandige
Bereich umfasst einen erweiterten Zylinderbereich 140'b, der sich
von dem zugespitzten Bereich 142' her abwärts erstreckt, und der dünnwandige
erweiterte Zylinderbereich 140'b ist innerhalb des zweiten Kanals 63 angeordnet,
und das Ende des erweiterten Zylinderbereichs 140'b ist nach innen
gebogen, so dass ein Kontaktbereich 145 gebildet wird,
der das Verzögerungsteil 140' an der äußeren Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 befestigt.
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Gemäß diesem
Aufbau wird die Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100,
das in dem zweiten Kanal 63 angeordnet ist, durch den dünnwandigen
erweiterten Zylinderbereich 140'b verdeckt, so dass der dünnwandige
Bereich ebenfalls innerhalb des Kanals 63 angeordnet ist,
was die Übertragung
der Temperaturschwankung des Kältemittels
verzögert
und weiter das Ansprechen des Ventils auf die Kältemittel-Temperaturschwankung verzögert. Da
ferner der erweiterte Zylinderbereich 140'b eine dünne Wand aufweist, wird es
ermöglicht, die
Kältemittel-Temperatur
zu messen, ohne dass der Kältemittel-Strom
unterbrochen wird, und die Temperaturveränderung zu übertragen.
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4 ist
ein senkrechter Schnitt, der noch eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Expansionsventils zeigt. Die in 4 gezeigte
Ausführungsform
ist mit derjenigen aus 3 identisch, abgesehen davon,
dass gemäß 4 ein
Raum zwischen der inneren Oberfläche des
dünnwandigen
erweiterten Zylinderbereichs 140'b und der äußeren Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 gebildet
wird, so dass einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern
versehen und nicht näher
beschrieben sind. Gemäß der Ausführungsform
aus 4 ist der Kontaktbereich 145 länger ausgebildet
als in der Ausführungsform
aus 3, so dass ein Raum 146 zwischen der äußeren Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 und
dem dünnwandigen erweiterten
Zylinderbereich 140'b gebildet
wird. Bei diesem Aufbau wird die Temperaturschwankung des Kältemittels
von dem Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil 140' über den
Raum 146 auf das angetriebene Temperaturfühlerteil 100 übertragen,
so dass die Übertragung
der Temperaturveränderung
weiter verzögert
wird und das Ansprechen des Ventils auf die Temperaturschwankung
des Kältemittels
wirkungsvoll verzögert
wird. Die vorliegende Ausführungsform
unterdrückt
das Auftreten des Nachlaufphänomens
noch wirkungsvoller.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen verwenden
ein getrennt ausgebildetes Lagerteil und ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil,
doch gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es auch möglich, ein
Lagerteil und ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
zu verwenden, die einteilig aus einem Harzma terial geformt sind.
In diesem Fall sind der Kragen 100a des angetriebenen Temperaturfühlerteils
und die Membran 82a zusammengeschweißt, wie es in 2 dargestellt
ist.
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Wie
oben erläutert,
umfasst das erfindungsgemäße thermische
Expansionsventil ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil,
das auf der äußeren Oberfläche des
angetriebenen Temperaturfühlerteils angebracht
ist, wobei ein Raum zwischen der äußeren Oberfläche des
angetriebenen Teils und der inneren Oberfläche des Verzögerungsteils
vorgesehen ist, so dass die Temperaturschwankung des Kältemittels
weiter verzögert
wird, während
sie auf das angetriebene Temperaturfühlerteil übertragen wird. Diese Verzögerung der Übertragung
schafft eine weitere Verzögerung
auf das Ansprechen des Ventils auf Veränderungen der Temperatur des
Kältemittels,
so dass das Nachlaufphänomen
wirkungsvoll unterdrückt
wird. Darüber
hinaus erreicht die vorliegende Erfindung die oben genannten Effekte,
ohne dass der grundlegende Aufbau des herkömmlichen thermischen Expansionsventils
verändert
wird, sondern stattdessen wird ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil
verwendet, wodurch ein vorteilhaft ausgebildetes thermisches Expansionsventil
bei niedrigen Konstruktionskosten und niedrigen Fertigungskosten geschaffen
wird.