EP2174079A1 - Kühlanlage - Google Patents

Kühlanlage

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Publication number
EP2174079A1
EP2174079A1 EP08758231A EP08758231A EP2174079A1 EP 2174079 A1 EP2174079 A1 EP 2174079A1 EP 08758231 A EP08758231 A EP 08758231A EP 08758231 A EP08758231 A EP 08758231A EP 2174079 A1 EP2174079 A1 EP 2174079A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling system
valve
valve element
plunger
rotor
Prior art date
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Granted
Application number
EP08758231A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2174079B1 (de
Inventor
Hans Kurt Petersen
Allan Juhl Moustgaard
Jorgen Holst
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.)
Danfoss AS
Original Assignee
Danfoss AS
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Filing date
Publication date
Application filed by Danfoss AS filed Critical Danfoss AS
Publication of EP2174079A1 publication Critical patent/EP2174079A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2174079B1 publication Critical patent/EP2174079B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/028—Evaporators having distributing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F25B41/42—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions
    • F25B41/48—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions for flow path resistance control on the downstream side of the diverging point, e.g. by an orifice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2511—Evaporator distribution valves

Definitions

  • the invention relates to a cooling system with a refrigerant circuit having a plurality of evaporator sections and a distribution of refrigerant on the evaporator sections causing distribution, which has a controllable valve for each evaporator section.
  • Such a cooling system is known from DE 195 47 744 A1.
  • the known cooling system has a single compressor and a single condenser, but two separately formed evaporator.
  • the refrigerant flow delivered by the compressor is split into two partial flows downstream of the condenser and upstream of the expansion valves using a 3/2-way valve, with the position of the 3/2-way valve being controlled by a control unit.
  • This training however, only a division of the refrigerant flow to two evaporation sections is possible.
  • a cooling system In order to be able to supply a plurality of evaporation sections, a cooling system is known from US Pat. No. 5,832,744, in which the distributor has a valve between a refrigerant inlet and a plurality of refrigerant outlets, to which a rotating turbine disk is connected downstream.
  • the turbine disk should ensure that the refrigerant is evenly distributed to all outlets of the distributor and thus evenly to all evaporators.
  • the over-supply or undersupply of the evaporator can lead to difficulties especially if temperature sensors, which are arranged at the evaporators or other locations of the cooling system, control an expansion valve.
  • the expansion valve can be vibrated under unfavorable circumstances, which further deteriorates the capacity and the effectiveness of the cooling system.
  • the invention has for its object to achieve a desired operation of the cooling system with simple means.
  • the distributor has a housing and a rotor rotatably mounted in the housing, the periphery of which has at least one radially directed projection, which cooperates with a respective valve element of a valve.
  • cooling system includes, in particular, cooling systems, freezer systems, air conditioning systems and heat pumps.
  • the term "refrigeration plant” has been used for convenience only.
  • the evaporator sections can be arranged in different evaporators. The invention will be explained for the sake of simplicity in the context of multiple evaporators. However, the invention is also applicable when a has steamer several individually or in groups controllable evaporator sections.
  • the distributor thus has, for each evaporator section, a controllable valve that can be controlled by the radially directed projection of the rotor.
  • This makes it possible to control the individual evaporator sections individually, i. It is possible to supply each evaporator with the amount of refrigerant it needs. There is no need to worry about the evaporators all having the same flow resistance. It is also of minor importance if the evaporators have to deliver different cooling capacity. An evaporator, which requires a larger cooling capacity, gets correspondingly more refrigerant than an evaporator, which has to provide little cooling capacity.
  • valve of the evaporator which needs more refrigerant, remains open for a longer time with one revolution of the rotor than with an evaporator that requires less refrigerant. Since the rotor has a radially directed projection, it is sufficient if the rotor is sufficiently supported in the radial direction. All other bearings can then be relatively easily formed, because the forces acting here are small. A radially directed projection can also be relatively easily finished, for example in the form of a cam. You can supply more than two evaporator sections with little effort.
  • valve elements are radially movable relative to the axis of rotation of the rotor.
  • the effect of the radially directed projection can be converted directly into a movement of the valve element. This simplifies the construction of the distributor.
  • each valve member has a return spring urging the valve member toward a valve seat. The valve thus remains closed without the action of the cam or radial projection on the rotor. Only when the projection acts on the valve element, it is lifted against the force of the return spring from the valve seat and thus opens the valve.
  • the return spring is supported in a cage insert, which is arranged in an outlet opening of the housing.
  • the cage insert is on the one hand able to support the return spring so that it can exert the necessary closing force on the valve element.
  • the cage insert also has one or more passage openings of sufficient size so that refrigerant flowing through a gap between the valve element and the valve seat can also flow through the cage insert into the corresponding outlet of the distributor.
  • the cage insert has a guide opening for the valve element, in which a shaft of the valve element is guided.
  • the cage insert thus not only supports the return spring, but also guides the valve element linearly, so that the valve element can not tip over the valve seat or only to a permissible degree. This ensures that the valve can close tightly.
  • the cage insert is press-fitted in the outlet opening.
  • the pre-assembled cage insert with return spring and valve element is simply pressed into the outlet opening of the housing.
  • the resulting frictional forces are sufficient to hold the cage insert in the housing.
  • the forces acting on the cage insert forces are already relatively low anyway. They sit together with the valve element open by the force of Return spring and the pressure exerted by the refrigerant on the valve element.
  • a plunger is arranged between the rotor and each valve element.
  • the plunger forms a transmission element between the rotor and the valve element. This makes it possible to actuate valves in a relatively small rotor when they are arranged on a larger radius. This creates the opportunity to accommodate a sufficient number of valves. In addition, one has greater constructive freedom.
  • the plunger has a length which is shorter than a distance between a valve element which bears against the valve seat, and the rotor outside the projection.
  • a distance between a valve element which bears against the valve seat, and the rotor outside the projection When the valve is closed so there is a game between the plunger and the rotor. This can ensure that the valve remains closed in any case, when the plunger is not acted upon by the radial projection on the rotor.
  • the clearance can be sized to ensure that the valves close securely over the entire temperature range for which the manifold is approved.
  • the housing has a circumferential projection through which the plungers pass.
  • the projection can also be interrupted in the circumferential direction, as long as it is ensured that there is a bore or a passage for each valve, through which the plunger is guided.
  • the plungers are held in a plunger retaining ring.
  • the plunger retaining ring is inserted into the housing. If, together with the umpteenth current projection is used, then it is ensured that the plunger are supported at two spaced in the direction of movement points. This makes it possible in the long run to ensure that the plungers and the valve elements always maintain a predetermined orientation relative to one another.
  • the plungers preferably have a diameter reduction at their end facing the respective valve element.
  • the plunger can thus be provided over the greater part of its length with a sufficiently large diameter, so that it can absorb the pressure forces which are transmitted from the projection of the rotor to the respective valve element. If he has a taper at its tip, then he is able to pass far enough through the opening, on the outside of the valve seat is formed. Thus, it is possible to open the valves sufficiently far, so that the flow resistance for the refrigerant can be kept small.
  • each valve element is cone-shaped. This makes it easy to achieve a seal between the valve seat and valve element.
  • the valve element can also be guided a little way through the opening, on the outside of the valve seat is formed so that it can be easily reached by the plunger.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a cooling system with multiple evaporators
  • 3 shows the distributor in plan view without motor
  • 4 is an enlarged view of the rotor with a projection
  • Fig. 6 is an enlarged detail of Fig. 5 and
  • Fig. 7 is a perspective view of a valve element in a cage insert.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a cooling system 1, in which a compressor 2, a condenser 3, a collector 4, a manifold 5 and an evaporator assembly 6 with a plurality of evaporators arranged in parallel 7a - 7d are interconnected in a circuit.
  • the Verdampferan- order 6 may also have a single evaporator having a plurality of evaporator sections, which are to be controlled individually or in groups. It is also possible to provide the evaporator assembly 6 with a plurality of evaporators, at least one of which has a plurality of evaporator sections.
  • liquid refrigerant evaporates in the evaporators 7 a - 7 d, is compressed by the compressor 2, liquefied in the condenser 3 and collected in the collector 4.
  • the distributor 5 is intended to distribute the liquid refrigerant to the individual evaporators 7a-7d.
  • a temperature sensor 8a - 8d is arranged at the output of each evaporator 7a - 7d.
  • the temperature sensor 8a-8d detects the temperature of the refrigerant leaving the evaporator 7a-7d.
  • This temperature information is forwarded to a control unit 9, which controls the distributor 5 as a function of the temperature signals of the temperature sensors 8a-8d.
  • FIGS. 2 to 7 now show the distributor 5 in a partially schematized representation.
  • the distributor 5 has a drive motor 10, which is designed, for example, as a stepper motor.
  • the drive motor 10 is mounted on a housing 11 having a non-visible in Fig. 2 input and a plurality of outputs 12.
  • the control unit 9 may be integrated. However, it is also possible to arrange the control unit 9 separately from the engine 10 and to supply the engine 10 only with signals from the control unit 9.
  • Fig. 3 shows the distributor 5 from above, with the motor 10 removed, so that one can see inside the distributor.
  • the motor 10 serves, as can be seen in Fig. 2, at the same time as a cover for the housing. Between the motor 10 and the housing 11, a seal 13 is arranged, which prevents refrigerant from the housing 11 can escape.
  • the motor 10 drives a rotor 14, which is arranged in the housing 11.
  • the rotor 14 has a radial projection 15, which has the shape of a cam with two bevelled edges 16, 17.
  • the projection 15 acts in each case on a plunger 18 and deflects this radially outward.
  • the plungers 18 are held in a plunger retaining ring 19.
  • the housing 11 has a projection 20 which projects into a distribution chamber 21.
  • the plungers 18 are held in the projection 20 a second time.
  • the distribution chamber 21 connects the input to the valves 22, one of which is provided for each output 12. In a projection 15 on the rotor 14 so one of the six valves 22 may be open. The opening time determines the amount of refrigerant that can flow through the corresponding valve and thus the corresponding output 12.
  • the valves 22 are constructed equal to each other. Each valve 22 has a valve element 23 which cooperates with a valve seat 24. The valve element 23 has a cone-shaped head 25 which is guided through a housing wall 26, on the radial outer side of the valve seat 24 is arranged.
  • the valve element 23 is pressed with its head 25 by the force of a return spring 27 in the direction of the valve seat 24.
  • the return spring 27 engages the radially outer side of the head 25.
  • a shaft 28 of the valve member 23 extends radially outward.
  • the shaft 28 has a smaller diameter than the head 25, so that the return spring 27 has a sufficient contact surface.
  • the return spring 27 is supported at its other end to a cage insert 29 which is pressed into an outlet opening 30.
  • the cage insert 29 thus sits with a press fit in the housing 11.
  • the cage insert 29 has a plurality of legs 31, with which it is held in the housing 11. In between there are intermediate spaces through which the refrigerant can flow into the corresponding outlet 12 when the valve 22 is open, that is to say from the valve seat 24, and lifted off from the valve seat 24.
  • the cage insert 29 has a guide opening 34 and guides the shaft 28 of the valve element 23 so that the valve element 23 is sufficiently secured against tilting. This avoids tilting of the valve element 23 relative to the valve seat 24, provided that it goes beyond a predetermined extent.
  • the plungers 18 are shorter than a distance between the valve element
  • the plunger 18 has a diameter reduction 32 at its end, which cooperates with the valve element 23. This makes it possible, on the one hand, to ensure that the plunger 18 has a sufficient cross section in order to be able to absorb the pressure forces exerted by the projection 15 without deformation. On the other hand, in the region in which it cooperates with the valve element 23, it is thin enough to fit through the opening 33 in the wall 26 of the housing, on the radial outer side of which the valve seat 24 is arranged. It is therefore possible to ensure that even when the plunger 18 projects with its diameter reduction 32 into the opening 33, a sufficient flow cross section for the refrigerant through the corresponding valve 22 is given.

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Description

Kühlanlage
Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage mit einem Kältemittelkreislauf, der mehrere Verdampferstrecken und einen eine Verteilung von Kältemittel auf die Verdampferstrecken bewirkenden Verteiler aufweist, der für jede Verdampferstrecke ein ansteuerbares Ventil aufweist.
Eine derartige Kühlanlage ist aus DE 195 47 744 A1 bekannt. Die bekannte Kühlanlage weist einen einzelnen Verdichter und einen einzelnen Kondensator, jedoch zwei voneinander getrennt ausgebildete Verdampfer auf. Der vom Kompressor geförderte Kältemittelstrom wird nach dem Konden- sator und vor den Expansionsventilen mit Hilfe eines 3/2-Wegeventils in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei die Stellung des 3/2-Wegeventils von einer Reglereinheit gesteuert wird. Mit dieser Ausbildung ist allerdings nur eine Aufteilung des Kältemittelstromes auf zwei Verdampfungsstrecken möglich.
Um mehrere Verdampfungsstrecken versorgen zu können, ist aus US 5,832,744 eine Kühlanlage bekannt, bei der der Verteiler zwischen einem Kältemitteleinlass und mehreren Kältemittelauslässen ein Ventil aufweist, dem eine rotierende Turbinenscheibe nachgeschaltet ist. Die Turbinen- Scheibe soll dafür sorgen, dass das Kältemittel gleichmäßig auf alle Ausgänge des Verteilers und damit auch gleichmäßig auf alle Verdampfer verteilt wird.
Ein derartiger Verteiler sichert zwar theoretisch eine gleichmäßige Vertei- lung des Kältemittels auf die einzelnen Verdampfer. Allerdings bewirken bereits kleine Unterschiede in Abmessungen, die sich beispielsweise bei der Herstellung ergeben können, dass das Kältemittel ungleichförmig auf die einzelnen Verdampfer verteilt wird. Darüber hinaus ist es bei derarti- gen Verteilern erforderlich, dass die einzelnen Verdampfer im Grunde die gleiche thermische Belastung und auch den gleichen Strömungswiderstand haben. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Fall auftreten, dass ein Verdampfer zu viel Kältemittel erhält, so dass das Kältemittel nicht voll- ständig verdampft wird, bevor es durch den Verdampfer hindurch gelaufen ist. Ein anderer Verdampfer, der an den gleichen Verteiler angeschlossen ist, kann zu wenig Kältemittel erhalten, so dass der Verdampfer die gewünschte Kälteleistung nicht erbringen kann. Die Überversorgung bzw. die Unterversorgung der Verdampfer kann vor allem dann zu Schwierigkeiten führen, wenn Temperatursensoren, die an den Verdampfern oder anderen Stellen der Kühlanlage angeordnet sind, ein Expansionsventil steuern. Das Expansionsventil kann unter ungünstigen Umständen in Eigenschwingungen versetzt werden, was die Kapazität und die Effektivität der Kühlanlage weiter verschlechtert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen gewünschten Betrieb der Kühlanlage zu erreichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Kühlanlage der eingangs genannten Art da- durch gelöst, dass der Verteiler ein Gehäuse und einen im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor aufweist, dessen Umfang mindestens einen radial gerichteten Vorsprung aufweist, der mit jeweils einem Ventilelement eines Ventils zusammen wirkt.
Wenn im Folgenden von einer "Kühlanlage" die Rede ist, dann ist dieser Begriff weit zu verstehen. Er umfasst insbesondere Kühlsysteme, Gefriersysteme, Klimaanlagen und Wärmepumpen. Der Begriff "Kühlanlage" wurde lediglich zur Vereinfachung verwendet. Die Verdampferstrecken können in unterschiedlichen Verdampfern angeordnet sein. Die Erfindung wird aus Gründen der Einfachheit im Zusammenhang mit mehreren Verdampfern erläutert. Die Erfindung ist aber auch anwendbar, wenn ein Ver- dampfer mehrere einzeln oder gruppenweise ansteuerbare Verdampferstrecken aufweist.
Der Verteiler weist also für jede Verdampferstrecke ein ansteuerbares Ventil auf, dass durch den radial gerichteten Vorsprung des Rotors gesteuert werden kann. Damit ist es möglich, die einzelnen Verdampferstrecken individuell zu steuern, d.h. es ist möglich, jedem Verdampfer die Menge an Kältemittel zuzuführen, die er benötigt. Man muss keine Rücksicht mehr darauf nehmen, dass die Verdampfer alle den gleichen Strö- mungswiderstand haben. Auch ist es von untergeordneter Bedeutung, wenn die Verdampfer unterschiedliche Kälteleistung abgeben müssen. Ein Verdampfer, bei dem eine größere Kälteleistung erforderlich ist, bekommt entsprechend mehr Kältemittel als ein Verdampfer, der wenig Kälteleistung erbringen muss. Man muss lediglich dafür sorgen, dass das Ventil des Verdampfers, der mehr Kältemittel benötigt, bei einer Umdrehung des Rotors für eine längere Zeit geöffnet bleibt als bei einem Verdampfer, der weniger Kältemittel benötigt. Da der Rotor einen radial gerichteten Vorsprung aufweist, reicht es aus, wenn der Rotor in radialer Richtung stabil genug abgestützt ist. Alle anderen Lagerungen können dann relativ ein- fach ausgebildet werden, weil die hier wirkenden Kräfte klein sind. Ein radial gerichteter Vorsprung lässt sich auch relativ einfach fertigen, beispielsweise in Form eines Nockens. Man kann mehr als zwei Verdampferstrecken mit geringem Aufwand versorgen.
Vorzugsweise sind die Ventilelemente bezogen auf die Rotationsachse des Rotors radial bewegbar. Damit kann die Wirkung des radial gerichteten Vorsprungs unmittelbar in eine Bewegung des Ventilelements umgesetzt werden. Dies vereinfacht den Aufbau des Verteilers. Wenn die Ventilelemente radial bewegbar sind, dann steht ausreichend Platz für die An- Ordnung der Ventilelemente zur Verfügung. Vorzugsweise weist jedes Ventilelement eine Rückstellfeder auf, die das Ventilelement in Richtung auf einen Ventilsitz drückt. Das Ventil bleibt also ohne die Wirkung des Nockens oder radialen Vorsprungs am Rotor geschlossen. Erst, wenn der Vorsprung auf das Ventilelement wirkt, wird es gegen die Kraft der Rückstellfeder vom Ventilsitz abgehoben und öffnet damit das Ventil.
Vorzugsweise ist die Rückstellfeder in einem Käfigeinsatz abgestützt, der in einer Auslassöffnung des Gehäuses angeordnet ist. Der Käfigeinsatz ist einerseits in der Lage, die Rückstellfeder so zu unterstützen, dass sie die notwendige Schließkraft auf das Ventilelement ausüben kann. Andererseits weist der Käfigeinsatz auch eine oder mehrere ausreichend groß dimensionierte Durchlassöffnungen auf, so dass Kältemittel, das durch einen Spalt zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz strömt, auch durch den Käfigeinsatz hindurch in den entsprechenden Auslass des Verteilers strömen kann.
Bevorzugterweise weist der Käfigeinsatz eine Führungsöffnung für das Ventilelement auf, in der ein Schaft des Ventilelements geführt ist. Der Käfigeinsatz stützt also nicht nur die Rückstellfeder ab, sondern er führt das Ventilelement auch linear, so dass das Ventilelement gegenüber dem Ventilsitz nicht oder nur in einem zulässigen Maße kippen kann. Damit wird sichergestellt, dass das Ventil dicht schließen kann.
Vorzugsweise ist der Käfigeinsatz mit Presssitz in der Auslassöffnung angeordnet. Dies ermöglicht eine relativ einfache Herstellung. Der vormontierte Käfigeinsatz mit Rückstellfeder und Ventilelement wird einfach in die Auslassöffnung des Gehäuses eingepresst. Die dabei entstehenden Reibungskräfte reichen aus, um den Käfigeinsatz im Gehäuse festzuhalten. Die auf den Käfigeinsatz wirkenden Kräfte sind ohnehin relativ gering. Sie setzen sich bei geöffnetem Ventilelement zusammen aus der Kraft der Rückstellfeder und dem Druck, der vom Kältemittel auf das Ventilelement ausgeübt wird.
Vorzugsweise ist zwischen dem Rotor und jedem Ventilelement ein Stößel angeordnet. Der Stößel bildet ein Übertragungselement zwischen dem Rotor und dem Ventilelement. Dies ermöglicht es, bei einem relativ kleinen Rotor auch Ventile dann zu betätigen, wenn sie auf einem größeren Radius angeordnet sind. Damit schafft man die Möglichkeit, eine ausreichende Anzahl von Ventilen unterzubringen. Darüber hinaus hat man größere konstruktive Freiheiten.
Hierbei ist bevorzugt, dass der Stößel eine Länge aufweist, die kürzer ist als eine Entfernung zwischen einem Ventilelement, das am Ventilsitz anliegt, und dem Rotor außerhalb des Vorsprungs. Bei geschlossenem Ventil besteht also ein Spiel zwischen dem Stößel und dem Rotor. Damit kann man sicherstellen, dass das Ventil auf jeden Fall geschlossen bleibt, wenn der Stößel nicht von dem radialen Vorsprung am Rotor beaufschlagt ist. Das Spiel kann so dimensioniert werden, dass im gesamten Temperaturbereich, für den der Verteiler zugelassen ist, sichergestellt ist, dass die Ventile sicher schließen.
Vorzugsweise weist das Gehäuse in einer Kammer, die einen Verteilerein- lass mit den Ventilen verbindet, einen umlaufenden Vorsprung auf, durch den die Stößel hindurch geführt sind. Der Vorsprung kann in Umfangsrich- tung auch unterbrochen sein, solange sichergestellt ist, dass für jedes Ventil eine Bohrung oder ein Durchlass vorhanden ist, durch den der Stößel geführt ist. Durch die Kammer wird die Verteilung von Kältemittel auf die einzelnen Ventile bewirkt.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Stößel in einem Stößel-Haltering gehalten sind. Der Stößel- Haltering ist in das Gehäuse eingesetzt. Wenn er zusammen mit dem um- laufenden Vorsprung verwendet wird, dann ist sichergestellt, dass die Stößel an zwei in Bewegungsrichtung einen Abstand aufweisenden Stellen abgestützt sind. Damit lässt sich auf Dauer sicherstellen, dass die Stößel und die Ventilelemente immer eine vorbestimmte Ausrichtung zu- einander behalten.
Vorzugsweise weisen die Stößel an ihren dem jeweiligen Ventilelement zugewandten Ende eine Durchmesserverringerung auf. Der Stößel kann also über den größten Teil seiner Länge mit einem ausreichend großen Durchmesser versehen sein, so dass er die Druckkräfte, die vom Vorsprung des Rotors auf das jeweilige Ventilelement übertragen werden, aufnehmen kann. Wenn er an seiner Spitze eine Verjüngung aufweist, dann ist er in der Lage, weit genug durch die Öffnung hindurch zu treten, an deren Außenseite der Ventilsitz gebildet ist. Damit ist es möglich, die Ventile ausreichend weit zu öffnen, so dass der Strömungswiderstand für das Kältemittel klein gehalten werden kann.
Bevorzugterweise ist jedes Ventilelement konusförmig ausgebildet. Damit lässt sich auf einfache Weise eine Abdichtung zwischen Ventilsitz und Ventilelement erreichen. Das Ventilelement kann darüber hinaus ein Stück weit durch die Öffnung geführt werden, an deren Außenseite der Ventilsitz ausgebildet ist, so dass es leicht von dem Stößel erreicht werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungs- beispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kühlanlage mit mehreren Verdampfern,
Fig. 2 einen Verteiler in perspektivischer Darstellung von außen,
Fig. 3 den Verteiler in Draufsicht ohne Motor, Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Rotors mit Vorsprung,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Ventils,
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 5 und
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Ventilelements in einem Käfigeinsatz.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Kühlanlage 1 , bei der ein Verdichter 2, ein Kondensator 3, ein Sammler 4, ein Verteiler 5 und eine Verdampferanordnung 6 mit mehreren parallel angeordneten Verdampfern 7a - 7d in einem Kreislauf zusammengeschaltet sind. Die Verdampferan- Ordnung 6 kann auch einen einzelnen Verdampfer aufweisen, der mehrere Verdampferstrecken aufweist, die einzeln oder gruppenweise angesteuert werden sollen. Es ist auch möglich, die Verdampferanordnung 6 mit mehreren Verdampfern vorzusehen, von denen mindestens einer mehrere Verdampferstrecken aufweist.
In an sich bekannter Weise verdampft flüssiges Kältemittel in den Verdampfern 7a - 7d, wird durch den Verdichter 2 komprimiert, im Kondensator 3 verflüssigt und im Sammler 4 gesammelt. Der Verteiler 5 ist dafür vorgesehen, das flüssige Kältemittel auf die einzelnen Verdampfer 7a - 7d zu verteilen.
Am Ausgang eines jeden Verdampfers 7a - 7d ist ein Temperatursensor 8a - 8d angeordnet. Der Temperatursensor 8a - 8d ermittelt die Temperatur des den Verdampfer 7a - 7d verlassenden Kältemittels. Diese Tempe- ratur-lnformation wird an eine Steuereinheit 9 weiter geleitet, die in Abhängigkeit von den Temperatursignalen der Temperatursensoren 8a - 8d den Verteiler 5 steuert. Die Fig. 2 bis 7 zeigen nun den Verteiler 5 in teilweise schematisierter Darstellung. Der Verteiler 5 weist einen Antriebsmotor 10 auf, der beispielsweise als Schrittmotor ausgebildet ist. Der Antriebsmotor 10 ist auf ein Gehäuse 11 aufgesetzt, das einen in Fig. 2 nicht sichtbaren Eingang und mehrere Ausgänge 12 aufweist. Im Motor 10 kann die Steuereinheit 9 integriert sein. Es ist aber auch möglich, die Steuereinheit 9 getrennt vom Motor 10 anzuordnen und den Motor 10 lediglich mit Signalen von der Steuereinheit 9 zu versorgen.
Fig. 3 zeigt den Verteiler 5 von oben, wobei der Motor 10 entfernt worden ist, so dass man in das Innere des Verteilers hinein sehen kann. Der Motor 10 dient, wie dies in Fig. 2 zu erkennen ist, gleichzeitig als Deckel für das Gehäuse. Zwischen dem Motor 10 und dem Gehäuse 11 ist eine Dichtung 13 angeordnet, die verhindert, dass Kältemittel aus dem Gehäuse 11 entweichen kann.
Der Motor 10 treibt einen Rotor 14 an, der im Gehäuse 11 angeordnet ist. Der Rotor 14 weist einen radialen Vorsprung 15 auf, der die Form eines Nockens mit zwei abgeschrägten Flanken 16, 17 hat. Wenn sich der Rotor
14 dreht, dann wirkt der Vorsprung 15 jeweils auf einen Stößel 18 und lenkt diesen radial nach außen aus. Die Stößel 18 sind in einem Stößel- Haltering 19 gehalten. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, weist das Gehäuse 11 einen Vorsprung 20 auf, der in eine Verteilerkammer 21 ragt. Die Stößel 18 sind in dem Vorsprung 20 ein weiteres Mal gehalten.
Die Verteilerkammer 21 verbindet den Eingang mit den Ventilen 22, von denen jeweils eines für jeden Ausgang 12 vorgesehen ist. Bei einem Vorsprung 15 am Rotor 14 kann also eines der sechs Ventile 22 geöffnet sein. Die Öffnungsdauer bestimmt die Menge an Kältemittel, die durch das entsprechende Ventil und damit den entsprechenden Ausgang 12 abströmen kann. Die Ventile 22 sind untereinander gleich aufgebaut. Jedes Ventil 22 weist ein Ventilelement 23 auf, das mit einem Ventilsitz 24 zusammen wirkt. Das Ventilelement 23 weist einen konusförmig ausgebildeten Kopf 25 auf, der durch eine Gehäusewand 26 hindurch geführt ist, an deren radialer Außenseite der Ventilsitz 24 angeordnet ist.
Das Ventilelement 23 wird mit seinem Kopf 25 durch die Kraft einer Rückstellfeder 27 in Richtung auf den Ventilsitz 24 gedrückt. Die Rückstellfeder 27 greift an der radial äußeren Seite des Kopfes 25 an. Von dort erstreckt sich auch ein Schaft 28 des Ventilelements 23 radial nach außen. Der Schaft 28 hat einen geringeren Durchmesser als der Kopf 25, so dass die Rückstellfeder 27 eine ausreichende Anlagefläche hat.
Die Rückstellfeder 27 ist mit ihrem anderen Ende an einem Käfigeinsatz 29 abgestützt, der in eine Auslassöffnung 30 eingepresst ist. Der Käfigeinsatz 29 sitzt also mit einer Presspassung im Gehäuse 11. Wie aus Fig. 7 zu erkennen ist, weist der Käfigeinsatz 29 mehrere Beine 31 auf, mit denen er im Gehäuse 11 gehalten ist. Dazwischen befinden sich Zwischen- räume, durch die Kältemittel bei geöffnetem Ventil 22, also vom Ventilsitz 24 abgehobenen Ventilelement 23, in den entsprechenden Ausgang 12 strömen kann.
Der Käfigeinsatz 29 weist eine Führungsöffnung 34 auf und führt den Schaft 28 des Ventilelements 23 damit so, dass das Ventilelement 23 in ausreichendem Maße gegen ein Kippen gesichert ist. Damit wird ein Verkanten des Ventilelements 23 gegenüber dem Ventilsitz 24 vermieden, sofern es über ein vorbestimmtes Maß hinaus geht.
Die Stößel 18 sind kürzer als eine Entfernung zwischen dem Ventilelement
23 und dem Rotor 14 in den Bereichen außerhalb des radialen Vorsprungs 15. Damit ergibt sich immer ein gewisses Spiel zwischen dem Rotor 14 und dem Stößel 18, der mit einem geschlossenen Ventil zusammen wirkt bzw. zwischen dem Stößel 18 und dem Ventilelement 23. Damit kann man auf einfache Weise sicherstellen, dass dann, wenn der Vorsprung 15 am Rotor 14 das entsprechende Ventil 22 gerade nicht bewusst öffnen soll, das Ventil geschlossen ist.
Der Stößel 18 weist an seinem Ende, das mit dem Ventilelement 23 zusammenwirkt, eine Durchmesserverringerung 32 auf. Damit lässt sich einerseits gewährleisten, dass der Stößel 18 einen ausreichenden Quer- schnitt aufweist, um die vom Vorsprung 15 ausgeübten Druckkräfte ohne Verformung aufnehmen zu können. Andererseits ist er in dem Bereich, in dem er mit dem Ventilelement 23 zusammenwirkt, dünn genug, um durch die Öffnung 33 in der Wand 26 des Gehäuses zu passen, an deren radialer Außenseite der Ventilsitz 24 angeordnet ist. Man kann also sicherstel- len, dass auch dann, wenn der Stößel 18 mit seiner Durchmesserverringerung 32 in die Öffnung 33 hinein ragt, ein ausreichender Strömungsquerschnitt für das Kältemittel durch das entsprechende Ventil 22 gegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Kühlanlage mit einem Kältemittelkreislauf, der mehrere Verdampfer- 5 strecken und einen eine Verteilung von Kältemittel auf die Verdampferstrecken bewirkenden Verteiler aufweist, der für jede Verdampferstrecke ein ansteuerbares Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (5) ein Gehäuse (11 ) und einen im Gehäuse (11 ) drehbar gelagerten Rotor (14) aufweist, dessen Umfang mindestens l o einen radial gerichteten Vorsprung (15) aufweist, der mit jeweils einem Ventilelement (23) eines Ventils (22) zusammen wirkt.
2. Kühlanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilelemente (23) bezogen auf die Rotationsachse des Rotors (14)
15 radial bewegbar sind.
3. Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ventilelement (23) eine Rückstellfeder (27) aufweist, die das Ventilelement (23) in Richtung auf einen Ventilsitz (24) drückt.
20
4. Kühlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (27) in einem Käfigeinsatz (29) abgestützt ist, der in einer Auslassöffnung (30) des Gehäuses (11 ) angeordnet ist.
5 5. Kühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigeinsatz (29) eine Führungsöffnung (34) für das Ventilelement (23) aufweist, in der ein Schaft (28) des Ventilelements (23) geführt ist.
6. Kühlanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass o der Käfigeinsatz (29) mit Presssitz in der Auslassöffnung (30) angeordnet ist.
7. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotor (14) und jedem Ventilelement (23) ein Stößel (18) angeordnet ist.
8. Kühlanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (18) eine Länge aufweist, die kürzer ist als eine Entfernung zwischen einem Ventilelement (23), das am Ventilsitz (24) anliegt, und dem Rotor (14) außerhalb des Vorsprungs (15).
9. Kühlanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11 ) in einer Kammer (21), die einen Verteilereinlass mit den Ventilen (22) verbindet, einen umlaufenden Vorsprung (20) aufweist, durch den die Stößel (18) hindurch geführt sind.
10. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (18) in einem Stößel-Haltering (19) gehalten sind.
11. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Stößel (18) an ihren dem jeweiligen Ventilelement
(23) zugewandten Ende eine Durchmesserverringerung (32) aufweisen.
12. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekenn- zeichnet, dass jedes Ventilelement (23) konusförmig ausgebildet ist.
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