DE60107165T2 - Thermisches Entspannungsventil - Google Patents

Thermisches Entspannungsventil Download PDF

Info

Publication number
DE60107165T2
DE60107165T2 DE60107165T DE60107165T DE60107165T2 DE 60107165 T2 DE60107165 T2 DE 60107165T2 DE 60107165 T DE60107165 T DE 60107165T DE 60107165 T DE60107165 T DE 60107165T DE 60107165 T2 DE60107165 T2 DE 60107165T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
area
driven
valve
temperature sensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60107165T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60107165D1 (de
Inventor
Masakatsu Setagaya-ku Minowa
Kazuhiko Setagaya-ku Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikoki Corp
Original Assignee
Fujikoki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikoki Corp filed Critical Fujikoki Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60107165D1 publication Critical patent/DE60107165D1/de
Publication of DE60107165T2 publication Critical patent/DE60107165T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • F25B41/33Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
    • F25B41/335Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant via diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/068Expansion valves combined with a sensor
    • F25B2341/0682Expansion valves combined with a sensor the sensor contains sorbent materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/068Expansion valves combined with a sensor
    • F25B2341/0683Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Description

  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Expansionsventil zur Verwendung in einem Kältemittelkreislauf.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform des thermischen Expansionsventils;
  • 2 ist eine Explosionsdarstellung des Hauptbereichs zur Erläuterung der in 1 gezeigten Ausführungsform;
  • 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des thermischen Expansionsventils;
  • 4 ist ein senkrechter Schnitt durch noch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des thermischen Expansionsventils;
  • 5 ist ein senkrechter Schnitt durch ein thermisches Expansionsventil nach dem Stand der Technik; und
  • 6 ist ein senkrechter Schnitt durch ein weiteres thermisches Expansionsventil nach dem Stand der Technik.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 2 ist eine Zeichnung, die den Aufbau des angetriebenen Temperaturfühlerteils 100, der Membran 82 und des Lagerteils 82' gemäß der Ausführungsform in 1 zeigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (3)

  1. Thermisches Expansionsventil mit einem Kältemittelkanal (63), der sich von einem Verdampfer (515) zu einem Kompressor (511) erstreckt, und einem angetriebenen Temperaturfühlerteil (100) mit einem hohlen Bereich (84) in dessen Innerem mit einer Temperaturfühlerfunktion, der in dem Kältemittelkanal (63) angeordnet ist, wobei das Ende des hohlen Bereichs (84) des angetriebenen Temperaturfühlerteils (100) befestigt ist im Mittelöffnungsbereich einer Membran (82), die ein Antriebselement (80) bildet, das das angetriebene Teil (100) antreibt und dadurch den hohlen Bereich (84) mit einer oberen Druckkammer (83) verbindet, die durch die Membran (82) innerhalb des Antriebselements (84) gebildet wird und einen abgegrenzten Raum darstellt, der mit Arbeitsfluid gefüllt ist, welcher hohle Bereich (84) ein zeitlich verzögerndes Material aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil (140) außerhalb des Kältemittelkanals (63) montiert ist, das die äußere Umfangsfläche des angetriebenen Temperaturfühlerteils (100) abdeckt und einen Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des angetriebenen Temperaturfühlerteils (100) und dem Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil (140) bildet.
  2. Thermisches Expansionsventil nach Anspruch 1, bei dem das Wärmeübertragungs-Verzögerungsteil (140') einen dickwandigen Bereich (140'a) und einen dünnwandigen Wandbereich (140'b) umfasst und an der äußeren Umfangsfläche des angetriebenen Temperaturfühlerteils (100) montiert ist und diese abdeckt, wobei der dickwandige Bereich (140'a) außerhalb des Kältemittelkanal (63) angeordnet ist und einen Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche und dem dünnwandigen Wandbereich (140'b) innerhalb des Kältemittelkanals (63) bildet.
  3. Thermisches Expansionsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dünnwandige Bereich (140'a) innerhalb des Kältmittelkanals (63) angeordnet ist und einen Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des angetriebenen Temperaturfühlerteils (100) bildet.
DE60107165T 2000-08-10 2001-07-13 Thermisches Entspannungsventil Expired - Fee Related DE60107165T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000242271A JP2002054860A (ja) 2000-08-10 2000-08-10 温度式膨張弁
JP2000242271 2000-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60107165D1 DE60107165D1 (de) 2004-12-23
DE60107165T2 true DE60107165T2 (de) 2005-11-03

Family

ID=18733314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60107165T Expired - Fee Related DE60107165T2 (de) 2000-08-10 2001-07-13 Thermisches Entspannungsventil

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6415985B1 (de)
EP (1) EP1179715B1 (de)
JP (1) JP2002054860A (de)
KR (1) KR20020013395A (de)
CN (1) CN1194183C (de)
DE (1) DE60107165T2 (de)
ES (1) ES2231352T3 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1666817A3 (de) * 2004-12-01 2007-01-17 Fujikoki Corporation Druckregelventil
WO2006090826A1 (ja) * 2005-02-24 2006-08-31 Fujikoki Corporation 圧力制御弁
JP4706372B2 (ja) * 2005-07-28 2011-06-22 株式会社デンソー 温度式膨張弁
WO2007053801A2 (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Earthlinked Technologies, Inc. Refrigerant fluid flow control device and method
US8141790B2 (en) * 2008-11-21 2012-03-27 Dana Canada Corporation Thermal bypass valve with pressure relief capability
JP5352207B2 (ja) * 2008-11-28 2013-11-27 株式会社不二工機 膨張弁
JP5250446B2 (ja) * 2009-02-16 2013-07-31 株式会社不二工機 温度膨張弁
FR2959004B1 (fr) * 2010-04-16 2016-02-05 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de detente thermoplastique et boucle de climatisation comprenant un tel dispositif de detente thermoplastique
CN102758965B (zh) * 2011-04-27 2015-11-11 浙江三花股份有限公司 热力膨胀阀
CN102359576A (zh) * 2011-09-08 2012-02-22 浙江三花汽车零部件股份有限公司 一种车用变速箱调温器
CN102359577A (zh) * 2011-09-08 2012-02-22 浙江三花汽车零部件股份有限公司 一种车用变速箱调温器
CN102312998A (zh) * 2011-09-08 2012-01-11 浙江三花汽车零部件股份有限公司 一种车用变速箱调温器
CN103016830B (zh) * 2011-09-28 2015-12-16 杭州三花研究院有限公司 一种热力膨胀阀
US11959561B2 (en) * 2019-03-13 2024-04-16 Zhejiang Dunan Artificial Environment Co., Ltd. Electronic expansion valve and refrigeration system
EP4298387A1 (de) * 2021-05-05 2024-01-03 Parker-Hannifin Corporation Kolbenloses thermisches entspannungsventil

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468054A (en) * 1982-11-03 1984-08-28 The Singer Company Flange mounted thermostatic expansion valve
JP3219841B2 (ja) * 1992-05-15 2001-10-15 株式会社不二工機 温度膨脹弁の製造方法
JP3305039B2 (ja) * 1993-04-22 2002-07-22 株式会社不二工機 温度膨脹弁
JP3116995B2 (ja) * 1996-09-02 2000-12-11 株式会社デンソー 温度式膨張弁
JPH1089811A (ja) * 1996-09-10 1998-04-10 Fuji Koki:Kk 膨張弁
JP3785229B2 (ja) * 1996-09-12 2006-06-14 株式会社不二工機 膨張弁

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002054860A (ja) 2002-02-20
US6415985B1 (en) 2002-07-09
CN1338583A (zh) 2002-03-06
US20020023460A1 (en) 2002-02-28
US6474088B2 (en) 2002-11-05
EP1179715A3 (de) 2002-03-20
KR20020013395A (ko) 2002-02-20
ES2231352T3 (es) 2005-05-16
DE60107165D1 (de) 2004-12-23
EP1179715A2 (de) 2002-02-13
CN1194183C (zh) 2005-03-23
EP1179715B1 (de) 2004-11-17
US20020100287A1 (en) 2002-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60107165T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
DE60120853T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
DE60015024T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
DE3507221A1 (de) Thermisches ausdehnungsventil mit schwingungsdaempfungsvorrichtung
DE2059627C3 (de) Einstellbarer, mit einem Druckmittel arbeitender Stoßdämpfer
DE19852127A1 (de) Expansionsorgan und hierfür verwendbare Ventileinheit
DE3339214A1 (de) Thermostatisches expansionsventil fuer flanschmontage
DE2029289B2 (de) Thermostatisch gesteuertes Ventil für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug
DE2259807C2 (de) Kryogenes Kühlsystem
DE2144196A1 (de) Thermostatische Strömungssteuerung
DE60110321T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
DE60017315T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
WO1998022763A1 (de) Verfahren zur regelung einer kälteanlage sowie kälteanlage und expansionsventil
DE102007045625A1 (de) Expansionsventil
DE69926287T2 (de) Entspannungsventil
DE19931329C2 (de) Thermostatisches Expansionsventil
DE2003721A1 (de) Ventilanordnung fuer Kuehlvorrichtungen
DE3900548A1 (de) Klimaanlage und klimageraet mit einem kompressor mit variabler foerdermenge
DE3300600A1 (de) Thermostatisch gesteuertes mischventil fuer kalt- und warmwasser
DE2709534A1 (de) Thermostatisches expansionsventil
DE2422278A1 (de) Kuehlsystem
DE102009023985A1 (de) Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
DE1922514C3 (de) Einrichtung zur Kälteerzeugung
DE968680C (de) Saugdruckregler
DE2014502B2 (de) Kryogene kuehleinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee