RU2474771C2

RU2474771C2 - Клапанный узел с встроенным коллектором

Info

Publication number: RU2474771C2
Application number: RU2010154187/06A
Authority: RU
Inventors: Лео БРАМ; Клаус ТЮБО; Ларс Финн Слот ЛАРСЕН
Original assignee: Данфосс А/С
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2013-02-10
Also published as: EP2300756B1; MX2010013181A; RU2010154187A; WO2009146705A1; JP2011522207A; EP2300756A1; CN102112825B; CN102112825A; JP5130401B2; US20110127008A1; US8596081B2

Abstract

Изобретение относится к клапанному узлу (1), содержащему впускное отверстие, распределитель и выпускную часть, имеющую по меньшей мере два выпускных отверстия. Распределитель содержит впускную часть (5), сообщающуюся с указанным впускным отверстием, и выполнен с возможностью распределения текучей среды, принимаемой от этого впускного отверстия, между по меньшей мере двумя параллельными протоками теплообменника (3). Клапанный узел (1) также содержит первый клапанный элемент и второй клапанный элемент, установленные с возможностью смещения друг относительно друга, так что взаимное положение этих клапанных элементов определяет поток текучей среды, проходящий от впускного отверстия к каждому выпускному отверстию выпускной части. Кроме того, клапанный узел (1) содержит коллектор (2), образующий неотъемлемую часть клапанного узла (1). Этот коллектор (2) выполнен с возможностью образования зоны сопряжения с теплообменником (3), имеющим по меньшей мере два протока, при этом данный коллектор обеспечивает такое жидкостное сообщение, при котором каждое выпускное отверстие (7, 9) сообщается с протоком теплообменника (3), подсоединенного к коллектору (2). Коллектор содержит по меньшей мере один разделительный элемент, разграничивающий по меньшей мере две секции коллектора, причем каждая из этих секций сообщается с распределителем и с указанной зоной сопряжения с теплообменником. Использование изобретения позволит улучшить распределение хладагента между протоками теплообменника. 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к клапанному узлу, который предназначен для использования, например, в холодильном контуре и может образовывать часть системы кондиционирования воздуха. Более конкретно, изобретение относится к клапанному узлу, выполненному с возможностью подсоединения к теплообменнику или встраивания в него.

Уровень техники

Охладительные системы, например системы кондиционирования воздуха, обычно снабжены трактом прохождения хладагента, содержащим по меньшей мере один компрессор, конденсатор, расширительное устройство, представленное, например, расширительным клапаном, и испаритель, выполненный, например, в виде теплообменника. Хладагент поступает в теплообменник от расширительного устройства, как правило, в смешанном жидком/газообразном состоянии. В том случае, когда теплообменник относится к типу, имеющему по меньшей мере два параллельных протока, на тракте прохождения хладагента, смежном с теплообменником, необходимо предусмотреть распределитель, обеспечивающий распределение хладагента между этими двумя параллельными протоками теплообменника. Подобный распределитель может быть выполнен в виде коллектора, устанавливаемого на теплообменник или выполненного за одно целое с ним.

В патенте US 7143605 раскрыт испаритель с плоскими трубами, содержащий впускной трубопровод и расположенный на расстоянии от него выпускной трубопровод. Внутри впускного трубопровода предусмотрена распределительная труба, сообщающаяся с общим распределителем. Плоские трубы расположены таким образом, что обеспечивают сообщение между впускным трубопроводом и выпускным трубопроводом. Труба распределителя может иметь группу отверстий, каждое из которых выполнено таким образом, что направляет хладагент во впускной трубопровод в первом направлении.

В патенте US 5806586 раскрыто устройство, обеспечивающее распределение двухфазного потока хладагента в плиточном испарителе. Данный испаритель имеет распределительный канал, который предусмотрен с его впускной стороны и может принимать поток хладагента, поступающий от расширительного клапана, и несколько отстоящих друг от друга каналов теплообменника, отходящих от распределительного канала по существу под прямым углом. Для обеспечения равномерного распределения потока хладагента по каналам обменника в распределительном канале между впуском хладагента и точками ответвления каналов теплообменника размещено пористое тело. Это пористое тело может быть расположено во внешней дроссельной вставке, проходящей по меньшей мере по части длины распределительного канала, в стенке которой предусмотрены дополнительные дроссельные отверстия, ведущие к каналам теплообменника.

Распределители, описанные в патентах US 7143605 и US 5806586, сообщаются с расширительным устройством таким образом, что принимают хладагент в двухфазном состоянии.

Сущность изобретения

Задача данного изобретения заключается в создании клапанного узла, обеспечивающего улучшенное распределение хладагента между по меньшей мере двумя протоками теплообменника.

Другая задача изобретения состоит в создании клапанного узла, в котором уменьшено количество необходимых деталей.

Еще одна задача изобретения состоит в создании клапанного узла, характеризующегося уменьшенной стоимостью изготовления.

Еще одна задача изобретения заключается в создании клапанного узла, вероятность утечек в котором снижена по сравнению с аналогичными клапанными узлами известного уровня техники.

Упомянутые выше и прочие задачи изобретения решены путем разработки клапанного узла, содержащего:

- впускное отверстие, обеспечивающее возможность приема текучей среды в жидком состоянии,

- распределитель, который содержит впускную часть, сообщающуюся с указанным впускным отверстием, и выполнен с возможностью распределения текучей среды, принимаемой от впускного отверстия, между по меньшей мере двумя параллельными протоками,

- выпускную часть, имеющую по меньшей мере два выпускных отверстия, каждое из которых выполнено с возможностью выдачи текучей среды по меньшей мере частично в газообразном состоянии,

- первый клапанный элемент и второй клапанный элемент, установленные с возможностью смещения друг относительно друга, так что взаимное положение этих клапанных элементов определяет поток текучей среды от впускного отверстия к каждому выпускному отверстию выпускной части,

- коллектор, который представляет собой неотъемлемую часть клапанного узла и выполнен с возможностью образования зоны сопряжения с теплообменником, имеющим по меньшей мере два протока, при этом данный коллектор обеспечивает такое жидкостное сообщение, при котором каждое выпускное отверстие сообщается с протоком подсоединенного к коллектору теплообменника.

Указанное впускное отверстие выполнено с возможностью приема текучей среды. Это значит, что в предпочтительном случае впускное отверстие сообщается с источником текучей среды.

Заявленный клапанный узел определяет протоки между впускным отверстием и по меньшей мере двумя выпускными отверстиями. Текучая среда поступает во впускное отверстие в жидком состоянии и выходит из выпускных отверстий по меньшей мере частично в газообразном состоянии. Термин «жидкое состояние» в контексте настоящей заявки относится к текучей среде, которая поступает в клапанный узел через впускное отверстие, находясь по существу в жидкой фазе. Аналогичным образом термин «по меньшей мере частично газообразное состояние» в контексте настоящей заявки относится к текучей среде, которая выходит из клапанного узла через выпускные отверстия, находясь полностью в газообразной фазе или включая в себя смесь газообразного и жидкого компонентов, т.е. часть объема текучей среды, покидающей клапанный узел, находится в газообразной фазе, а другая часть в жидкой фазе. Это значит, что по меньшей мере часть текучей среды, поступающей в клапанный узел, при прохождении через этот узел подвергается фазовому превращению с переходом из жидкой фазы в газообразную.

Впускное отверстие и выпускные отверстия могут сообщаться по меньшей мере с одним дополнительным элементом, например, элементом охладительной системы, причем в предпочтительном случае клапанный узел непосредственно сообщается с теплообменником или образует его часть. Клапанный узел может быть выполнен за одно целое с поточной системой, например, системой циркуляции. В этом случае текучая среда представляет собой подходящий хладагент, например, выбранный из следующих групп хладагентов: гидрофторуглероды (ГФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), хлорфторуглероды (ХФУ) или углеводороды (НС). Еще один пригодный хладагент - это СО₂.

Клапанный узел содержит распределитель, выполненный с возможностью распределения текучей среды, принимаемой от впускного отверстия, между по меньшей мере двумя параллельными протоками. Данные протоки являются параллельными в том смысле, что потоки текучей среды проходят по ним параллельно друг другу, т.е. движутся по параллельным векторам. Текучая среда, поступающая от впускного отверстия, распределяется распределителем между выпускными отверстиями надлежащим, заранее определенным образом.

Клапанный узел дополнительно содержит первый клапанный элемент и второй клапанный элемент, которые установлены с возможностью смещения друг относительно друга. Это обеспечивают путем установки первого и/или второго клапанного элемента с возможностью перемещения относительно остальных частей клапанного узла. Таким образом первый клапанный элемент может быть подвижным, а второй клапанный элемент неподвижным. В альтернативном случае второй клапанный элемент может быть подвижным, а первый клапанный элемент неподвижным. И наконец, оба клапанных элемента могут быть подвижными. Во всех описанных выше случаях можно обеспечить относительное смещение между первым и вторым клапанными элементами, определяющее взаимное расположение первого и второго клапанных элементов. Это взаимное расположение определяет проток, проходящий между впускным отверстием и каждым выпускным отверстием. Другими словами, необходимый проток можно получить путем регулировки взаимного положения указанных клапанных элементов. Более подробно это описано ниже.

Клапанный узел дополнительно содержит коллектор, выполненный с возможностью образования зоны сопряжения с теплообменником, имеющим по меньшей мере два протока. В результате текучая среда может доставляться к протокам указанного теплообменника через этот коллектор. Коллектор обеспечивает такое жидкостное сообщение, при котором каждое выпускное отверстие сообщается с протоком подсоединенного к коллектору теплообменника. Между выпускными отверстиями и протоками теплообменника может иметь место взаимно-однозначное сообщение, это значит, что определенное выпускное отверстие будет доставлять текучую среду только к одному протоку, а каждый проток будет принимать текучую среду только от одного выпускного отверстия. В альтернативном случае определенное выпускное отверстие может быть выполнено с возможностью выдачи текучей среды по меньшей мере к двум протокам, и/или определенный проток может принимать текучую среду от двух или более выпускных отверстий. Более подробно это описано ниже.

Коллектор образует неотъемлемую часть клапанного узла. Эта формулировка означает, что коллектор помимо своих обычных функций коллектора задействован в управлении клапанным узлом. Соответственно, исключение коллектора из клапанного узла существенно отразится на функционировании клапанного узла, вплоть до такой степени, что клапанный узел вообще не сможет работать.

Обстоятельство того, что коллектор выполнен за одно целое с клапанным узлом, является преимуществом, поскольку в этом случае снимается необходимость использования распределителя и распределительных труб как отдельных элементов. В результате уменьшается количество задействованных деталей и снижается стоимость изготовления. Кроме того, в этом случае проще обеспечивать посредством клапанного узла требуемого, т.е. равномерного распределения текучей среды по протокам теплообменника. Следовательно, повышается кпд теплообменника, и теплообменная способность текучей среды может быть использована более оптимальным образом. В случае использования клапанного узла в охладительной системе уменьшаются расходы, связанные с функционированием этой охладительной системы. Кроме того, работа данной системы является более безопасной с точки зрения экологии.

Коллектор может образовывать часть распределителя. Согласно этому варианту изобретения распределитель сконструирован и расположен таким образом, что участвует в распределении текучей среды, поступающей от впускного отверстия, между по меньшей мере двумя параллельными протоками. С этой целью в коллекторе может быть предусмотрено несколько отверстий, выполненных с возможностью направления текучей среды по меньшей мере к двум параллельным протокам.

В альтернативном случае или как дополнение к сказанному коллектор может образовывать часть первого клапанного элемента или второго клапанного элемента. Согласно этому варианту изобретения коллектор выполнен таким образом, что между ним и одним из указанных клапанных элементов обеспечена возможность относительного перемещения. Следовательно, в случае, когда коллектор является частью первого клапанного элемента, возможно относительное перемещение между коллектором и вторым клапанным элементом. По аналогии, в случае, когда коллектор образует часть второго клапанного элемента, возможно относительное перемещение между коллектором и первым клапанным элементом. Как указано выше, коллектор может быть выполнен с возможностью смещения относительно остальных частей клапанного узла и/или другой клапанный элемент может быть выполнен с возможностью смещения относительно остальных частей клапанного узла. Поскольку согласно этому варианту изобретения, коллектор является частью одного из указанных клапанных элементов, он расположен в месте, где происходит расширение текучей среды. Данное обстоятельство обеспечивает преимущество, которое заключается в том, что коллектор подает текучую среду к теплообменнику либо перед ее расширением, либо во время расширения. В результате становится проще управлять распределением текучей среды между по меньшей мере двумя протоками теплообменника, в частности, с целью повышения равномерности распределения, управляя, например, смесью жидкой и газообразной текучих сред, доставляемых к каждому протоку теплообменника. Кроме того, обеспечивается возможность применения данного клапанного узла в поточных системах микроканального типа.

Клапанный узел может дополнительно содержать теплообменник, сообщающийся с коллектором. Согласно этому варианту изобретения теплообменник размещен непосредственно возле коллектора. Теплообменник может быть выполнен за одно целое с коллектором. В альтернативном случае теплообменник присоединен к коллектору.

Первый клапанный элемент может иметь группу отверстий, а второй клапанный элемент может иметь по меньшей мере одно отверстие, причем поток текучей среды от впускного отверстия к каждому выпускному отверстию может определяться взаимным положением отверстий первого клапанного элемента и отверстия (отверстий) второго клапанного элемента. По этому взаимному положению отверстий можно, например, определять, может ли текучая среда проходить через интересующее отверстие первого клапанного элемента и интересующее отверстие второго клапанного элемента и/или определять объем, в котором эта текучая среда может проходить.

По указанному взаимному положению отверстий можно определять степень открытия клапанного узла. Согласно этому варианту изобретения степень открытия клапанного узла и, следовательно, количество проходящей через клапанный узел текучей среды могут быть отрегулированы путем изменения взаимного положения первого клапанного элемента и второго клапанного элемента, а следовательно - взаимного положения указанных отверстий.

Указанные отверстия первого клапанного элемента и отверстие (отверстия) второго клапанного элемента могут быть выполнены с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия за счет относительного смещения между первым клапанным элементом и вторым клапанным элементом. Каждое из указанных отверстий может сообщаться с одним из выпускных отверстий, а взаимное положение клапанных элементов может определять степень открытия клапанного узла в направлении выпускных отверстий.

При взаимном перемещении первого и второго клапанных элементов изменяются взаимные положения отверстий, предусмотренных в этих двух клапанных элементах. Таким образом, указанное перекрытие между некоторым отверстием первого клапанного элемента и некоторым отверстием второго клапанного элемента определяется взаимным расположением первого клапанного элемента и второго клапанного элемента. Чем больше это перекрытие, тем больше должно быть результирующее отверстие, ограниченное двумя указанными отверстиями. Это результирующее отверстие определяет степень открытия клапанного узла в направлении соответствующего выпускного отверстия. Согласно предпочтительному варианту изобретения количество отверстий в первом клапанном элементе равно количеству отверстий во втором клапанном элементе, и эти отверстия расположены таким образом, что образуют соответствующие пары отверстий в первом и втором клапанных элементах. В предпочтительном случае степень перекрытия у всех этих пар отверстий по существу одинакова.

В альтернативном случае или как дополнение к сказанному связь между степенью открытия клапанного узла и взаимным положением первого клапанного элемента относительно второго клапанного элемента может определяться геометрией первого клапанного элемента и/или геометрией второго клапанного элемента. Подобная геометрия может характеризоваться размером и/или формой отверстий, образованных в первом клапанном элементе и/или втором клапанном элементе, размером и/или формой клапанных частей/клапанных седел, образованных на первом клапанном элементе и/или втором клапанном элементе, и/или представлять собой любую другую пригодную геометрию.

В альтернативном случае указанное взаимное положение отверстий определяет распределение потока текучей среды между выпускными отверстиями. Согласно этому варианту изобретения второй клапанный элемент предпочтительно имеет только одно отверстие. При взаимном перемещении первого и второго клапанных элементов отверстие второго клапанного элемента переменно перемещается между положениями, в которых оно перекрывается с отверстиями первой клапанной части. Когда отверстие второго клапанного элемента перекрывается с некоторым отверстием первого клапанного элемента, текучая среда доставляется к протоку, соответствующему этому отверстию, но не к протокам, соответствующим другому отверстию (другим отверстиям) первого клапанного элемента. Это значит, что количество текучей среды, поступающей в каждый проток, можно регулировать путем изменения промежутка времени, в течение которого отверстие второго клапанного элемента пересекается с каждым из отверстий первого клапанного элемента. Таким образом можно регулировать распределение текучей среды между протоками.

По меньшей мере некоторые из указанных отверстий могут представлять собой микроканалы.

Первый клапанный элемент и второй клапанный элемент могут быть выполнены с возможностью совершения по существу линейных относительных перемещений. Согласно этому варианту изобретения клапанные элементы обладают возможностью скользить друг относительно друга, например, один клапанный элемент представлен трубкой, а второй клапанный элемент расположен внутри него с возможностью скольжения.

В альтернативном случае первый клапанный элемент и второй клапанный элемент выполнены с возможностью совершения по существу вращательных относительных перемещений. Согласно этому варианту изобретения клапанные элементы предпочтительно выполнены в форме двух дисков, расположенных с возможностью совершения вращательных относительных перемещений. В другом варианте изобретения один клапанный элемент представляет собой трубку, а второй расположен внутри него, при этом обеспечивается возможность совершения вращательных относительных перемещений вокруг общей продольной оси.

Клапанный узел может дополнительно содержать привод, обеспечивающий указанные относительные перемещения между первым и вторым клапанными элементами. Данный привод может относиться к типу, содержащему термостатический клапан. В альтернативном случае относительные перемещения клапанных элементов обеспечиваются шаговым двигателем, соленоидом или другими пригодными средствами.

Коллектор может содержать по меньшей мере один разделительный элемент, разграничивающий по меньшей мере две секции коллектора, причем каждая из этих секций сообщается с распределителем и с указанной зоной сопряжения с теплообменником. Согласно этому варианту изобретения текучая среда сначала распределяется между секциями коллектора. Затем текучая среда от каждой секции поступает в выпускные отверстия и параллельные протоки теплообменника.

Теплообменник и коллектор зачастую расположены таким образом, что впуски параллельных протоков теплообменника распределяются в направлении действия силы гравитации. В этом случае, когда текучая среда в смешанном жидкостно-газообразном состоянии поступает к теплообменнику, распределение жидкой среды и газообразной среды по протокам происходит весьма неравномерно, поскольку нижерасположенные протоки получают больше жидкой среды, чем вышерасположенные протоки. Это приводит к неполноценному использованию потенциальной теплообменной способности теплообменника.

Разделение коллектора на по меньшей мере две секции является крайне целесообразным, так как в этом случае становится возможным направлять к каждой секции текучую среду, характеризующуюся более подходящим и равномерным сочетанием жидкой и газообразной текучих сред. Впоследствии, при распределении этой текучей среды между протоками теплообменника, распределение жидкой и газообразной сред между протоками будет проходить более равномерно, а следовательно, теплообменная способность теплообменника будет использоваться более эффективно.

Каждая из указанных секций может сообщаться по меньшей мере с одним микроканалом. Вариант распределения текучей среды по микроканалам через указанные секции является предпочтительным, так как в этом случае снижаются требования к точности совмещения микроканалов и коллектора. Как следствие, уменьшается стоимость изготовления системы.

В альтернативном случае или как дополнение к сказанному каждая из указанных секций сообщается по меньшей мере с двумя выпускными отверстиями. Согласно этому варианту изобретения текучая среда сначала распределяется между указанными по меньшей мере двумя секциями. Затем она поступает из каждой секции в указанные по меньшей мере два выпускных отверстия. Таким образом, текучая среда проходит в выпускные отверстия за два этапа. Данное обстоятельство позволяет еще больше улучшить распределение текучей среды по протокам, т.е. обеспечивает еще более равномерное распределение.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 в аксонометрии с пространственным разделением деталей изображает заявленный клапанный узел;

фиг.2 сбоку изображает клапанный узел, показанный на фиг.1;

фиг.3 сверху изображает клапанный узел, показанный на фиг.1 и 2;

фиг.4 изображает фрагмент клапанного узла, показанного на фиг.2;

фиг.5 изображает поперечное сечение показанного на фиг.2 клапанного узла, взятое по линии А-А;

фиг.6 в аксонометрии изображает коллектор клапанного узла, показанного на фиг.1-5;

фиг.7 и 8 сбоку изображают показанный на фиг.6 коллектор;

фиг.9 изображает сечение показанного на фиг.8 коллектора, взятое по линии А-А;

фиг.10 изображает фрагмент показанного на фиг.9 коллектора;

фиг.11 изображает поперечное сечение показанного на фиг.9 коллектора, взятое по линии В-В.

Подробное описание чертежей

Фиг.1 в аксонометрии с пространственным разделением деталей изображает заявленный клапанный узел 1. Клапанный узел 1 содержит коллектор 2, соединенный с теплообменником 3. Теплообменник 3 относится к типу, содержащему несколько параллельных протоков (на чертеже не показаны). Коллектор 2 обеспечивает подвод текучей среды к этим протокам. Клапанный узел 1 также содержит распределительную часть 4, вставляемую в коллектор 2. Для облегчения понимания предмета изобретения распределительная часть 4 на данном чертеже показана в положении над коллектором 2.

Распределительная часть 4 содержит впускную секцию 5, выполненную с возможностью приема текучей среды по существу в жидком состоянии. Кроме того, распределительная часть 4 содержит удлиненную секцию 6, в которой предусмотрены четыре отверстия 7, каждое из которых выполнено с возможностью выдачи текучей среды, как это подробно описано ниже.

Распределительная часть 4 выполнена устанавливаемой в коллектор 2 с возможностью перемещения. Более конкретно, распределительную часть 4 можно вращать вокруг продольной оси 8 и/или линейно смещать вдоль этой продольной оси 8. Таким образом можно изменять положения отверстий 7 относительно коллектора 2. Далее это описано более подробно.

Фиг.2 и фиг.3 изображают показанный на фиг.1 клапанный узел 1, соответственно, сбоку и сверху.

Фиг.4 изображает фрагмент показанного на фиг.1-3 клапанного узла 1, а именно фрагмент, обозначенный на фиг.2 кругом А. При этом фиг.4 детально иллюстрирует одно из отверстий 7, предусмотренных в удлиненной секции 6.

Фиг.5 изображает поперечное сечение показанного на фиг.1-3 клапанного узла, взятое по показанной на фиг.2 линии А-А, т.е. сечение в зоне одного из отверстий 7. Распределительная часть 4 надлежащим образом установлена в коллекторе 2. Говоря другими словами, фиг.5 иллюстрирует распределительную часть 4 при ее нахождении внутри коллектора 2, а также одно из отверстий 7, выполненных в распределительной части 4, и отверстие 9, выполненное в коллекторе 2. Отверстия 7, 9 расположены с небольшим смещением друг относительно друга. В результате зона перекрытия этих отверстий 7, 9 меньше по площади, чем каждое из отверстий 7, 9.

Во время эксплуатации клапанного узла текучая среда поступает в жидком состоянии в распределительную часть 4 по внутреннему каналу 10. Затем текучая среда через отверстия 7 и 9 проходит в секцию коллектора 2 (не показана). Из этой секции текучая среда описанным ниже образом распределяется далее к протокам теплообменника. Из написанного понятно, что распределительная часть 4 и коллектор 2 в совокупности образуют распределитель. Относительное расположение распределительной части 4 и коллектора 2 определяет взаимное положение отверстий 7 и 9, а следовательно, степень их перекрытия. Таким образом, относительное расположение распределительной части 4 и коллектора 2 определяет размер прохода, по которому текучая среда может поступать из внутреннего канала 10 в указанную секцию.

Данный проход, ограниченный зоной перекрытия отверстий 7 и 9, действует еще и в качестве расширительного клапана. Соответственно, когда текучая среда проходит в жидкой форме через отверстия 7, 9, она по меньшей мере частично подвергается фазовому превращению. Это значит, что текучая среда, покидающая коллектор 2 и входящая в секцию, находится уже в смешанном жидкогазообразном состоянии или полностью в газообразном состоянии. Таким образом, распределительная часть 4 и коллектор 2 функционируют в качестве клапанных элементов, подвижных друг относительно друга. Как описано выше, взаимное положение распределительной части 4 и коллектора 2 определяет степень перекрытия отверстий 7 и 9, а значит, степень открытия расширительного клапана, образованного этими распределительной частью 4 и коллектором 2.

Фиг.6 в аксонометрии изображает коллектор 2 показанного на фиг.1-3 клапанного узла с расположенной внутри него распределительной частью 4. На чертеже можно видеть только впускную секцию 5 распределительной части 4.

Фиг.7 и 8 сбоку с двух разных углов изображают показанный на фиг.6 коллектор 2.

Фиг.9 изображает сечение показанного на фиг.6-8 коллектора, взятое по показанной на фиг.8 линии А-А. Как можно видеть из этого чертежа, отверстия 7, 9 находятся по существу в совпадающих положениях. Кроме того, на фиг.9 показано, что коллектор 2 оснащен тремя разделительными элементами 11, разграничивающими четыре секции 12 коллектора 2. Данные разделительные элементы 11 имеют кольцевую форму, что позволяет вставлять распределительную часть 4, проводя ее через отверстия, выполненные в центральной зоне указанных разделительных элементов 11. Разделительные элементы 11 могут быть герметично установлены в коллекторе 2; в этом случае исключается возможность прохождения текучей среды между секциями 12. В альтернативном случае зона сопряжения между разделительными элементами 11 и коллектором 2 является не абсолютно герметичной и допускает прохождение некоторого количества текучей среды между соседними секциями 12. Однако, поскольку с каждой стороны разделительного элемента 11 обычно действует по существу одинаковое давление, в соседнюю секцию 12 переходит, как правило, ограниченное количество текучей среды.

Пара отверстий 7, 9 обеспечивает сообщение между внутренним каналом 10 и одной из секций 12. Каждая секция 12, кроме того, сообщается с по меньшей мере одним протоком теплообменника (не показан). Это значит, что текучая среда, поступившая в некоторую секцию 12, протекает далее в проток (протоки) теплообменника, сообщающиеся с этой секцией 12.

Клапанный узел, содержащий показанный на фиг.9 коллектор 2, в предпочтительном случае работает следующим образом. Текучая среда поступает в клапанный узел в жидком состоянии через впускную секцию 5 распределительной части 4, проходя во внутренний канал 10. Затем текучая среда через отверстия 7 и 9 проходит в секции 12. При этом текучая среда расширяется вышеописанным образом, т.е. в секции 12 текучая среда поступает уже в смешанном жидком/газообразном состоянии. В результате получается, что смеси жидкости/газа, входящие в секции 12, по существу идентичны друг другу. Это значит, что далее, когда текучая среда распределяется между протоками теплообменника, распределение этой жидкой/газообразной среды между протоками является по существу равномерным. Соответственно, теплообменная способность теплообменника используется наиболее оптимальным образом.

Фиг.10 изображает фрагмент показанного на фиг.9 коллектора, обозначенный кругом А. На фиг.10 видно, что пары отверстий 7, 9 находятся в совпадающих положениях, образуя проход между внутренним каналом 10 и соответствующей секцией. Кроме того, видно, что отверстия 7, 9 расположены на расстоянии от разделительных элементов 11, предпочтительно посередине между двумя соседними разделительными элементами 11. Таким образом, текучая среда, поступившая в указанную секцию 12, распределяется по существу равномерным образом между протоками теплообменника, сообщающимися с этой секцией 12.

Фиг.11 изображает поперечное сечение показанного на фиг.9 коллектора 2, взятое по линии В-В. На фиг.11 проиллюстрировано положение одного из разделительных элементов 11 в коллекторе 2.

Claims

1. Клапанный узел, содержащий:
- впускное отверстие, обеспечивающее возможность приема текучей среды в жидком состоянии,
- распределитель, который содержит впускную часть, сообщающуюся с указанным впускным отверстием, и выполнен с возможностью распределения текучей среды, принимаемой от впускного отверстия, между по меньшей мере двумя параллельными протоками,
- выпускную часть, имеющую по меньшей мере два выпускных отверстия, каждое из которых выполнено с возможностью выдачи текучей среды по меньшей мере частично в газообразном состоянии,
- первый клапанный элемент и второй клапанный элемент, установленные с возможностью смещения относительно друг друга, так что взаимное положение этих клапанных элементов определяет поток текучей среды, проходящий от впускного отверстия к каждому выпускному отверстию выпускной части,
- коллектор, который представляет собой неотъемлемую часть клапанного узла и выполнен с возможностью образования зоны сопряжения с теплообменником, имеющим по меньшей мере два протока, причем данный коллектор обеспечивает такое жидкостное сообщение, при котором каждое выпускное отверстие сообщается с протоком подсоединенного к коллектору теплообменника,
при этом указанный коллектор содержит по меньшей мере один разделительный элемент, разграничивающий по меньшей мере две секции коллектора, причем каждая из этих секций сообщается с распределителем и с указанной зоной сопряжения с теплообменником.

2. Клапанный узел по п.1, в котором коллектор образует часть распределителя.

3. Клапанный узел по п.1 или 2, в котором коллектор образует часть первого клапанного элемента или второго клапанного элемента.

4. Клапанный узел по п.1 или 2, дополнительно содержащий теплообменник, сообщающийся с коллектором.

5. Клапанный узел по п.1, в котором первый клапанный элемент имеет группу отверстий, а второй клапанный элемент имеет по меньшей мере одно отверстие, причем поток текучей среды от впускного отверстия к каждому выпускному отверстию определяется взаимным положением отверстий первого клапанного элемента и отверстия (отверстий) второго клапанного элемента.

6. Клапанный узел по п.5, в котором указанное взаимное положение отверстий определяет степень открытия клапанного узла.

7. Клапанный узел по п.5, в котором указанное взаимное положение отверстий определяет распределение потока текучей среды между выпускными отверстиями.

8. Клапанный узел по любому из пп.5-7, в котором по меньшей мере некоторые из указанных отверстий являются микроканалами.

9. Клапанный узел по п.1 или 2, в котором первый клапанный элемент и второй клапанный элемент выполнены с возможностью совершения, по существу, линейных относительных перемещений.

10. Клапанный узел по п.1 или 2, в котором первый клапанный элемент и второй клапанный элемент выполнены с возможностью совершения, по существу, вращательных относительных перемещений.

11. Клапанный узел по п.1 или 2, дополнительно содержащий привод, обеспечивающий относительные перемещения между первым и вторым клапанными элементами.

12. Клапанный узел по п.1 или 2, в котором каждая из указанных секций сообщается по меньшей мере с одним микроканалом.

13. Клапанный узел по п.1 или 2, в котором каждая из указанных секций сообщается по меньшей мере с двумя выпускными отверстиями.