CN1281111A - 温度膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

一种温度膨胀阀,构成冷冻循环,具有固定的温度－压力特性,可以进行稳定的控制。在感温部70配置了吸附物质40′的温度膨胀阀中,上述吸附物质40′采用下述活性炭,该活性炭具有适合封入上述感温部70的温度对应工作流体的分子直径的细孔径,成为使吸附量恒定的结构。

Description

温度膨胀阀
本发明涉及一种温度膨胀阀，在冷冻循环中，用于供给蒸发器的制冷剂流量控制和制冷剂减压的目的。
目前采用的冷冻循环的温度膨胀阀，如图4及图5那样构成。
图4中，在棱柱状阀主体510，相互独立地形成：形成节流孔516的第一制冷剂通路514和第二制冷剂通路519。第一制冷剂通路514的一端与蒸发器515的入口连通，蒸发器515的出口，通过第二制冷剂通路519、压缩器511、冷凝器512、接收器513，与第一制冷剂通路514的另一端连结。在与第一制冷剂通路514连通的阀室524，设置着弹力部件517，是对与节流孔516接触、离开的球形阀体518施加弹力的偏置弹簧。再有阀室524用塞子525封闭，阀体518通过支承部526弹性支承。在阀主体510，与第二制冷剂通路519邻接，固定着具有膜片522的功率单元部520。用膜片522隔开形成的功率单元部520上方的室520a形成气密，封入对应温度的工作流体。
从功率单元部520的上方的室520a延伸出来的小管521，用于从上方的室520a的脱气及向上方的室520a注入与上述温度对应的工作流体，之后端部被封闭。在功率单元部520的下方的室520b，配置了阀体驱动部件523的延出端，与膜片522相接触，驱动部件523，是在阀主体510中从阀体518贯穿第二制冷剂通路519并延伸的感温、传送部件。阀体驱动部件523，以热容量大的材料制成，将从流经第二制冷剂通路519的蒸发器515出口来的制冷剂蒸气温度，传送到功率单元部520的上方的室520a中与温度对应的工作流体，产生与该温度对应的压力的工作气体。下方的室520b，在阀主体510之中，通过阀体驱动部件523的周围间隙，与第二制冷剂通路519连通。
因此，功率单元部520的膜片522，根据上方的室520a中的对应温度的工作流体的工作气体压力，与在下方室520b中的蒸发器515b出口的制冷剂蒸气压力之差，在用于阀体518的弹力部件517的弹力影响下，由阀体驱动部件523，调整阀体518对节流孔516的开度(即流向蒸发器入口的液态制冷剂的流入量)。
在目前这种温度膨胀阀中例如经常产生这种不良情况，阀体反复开闭的所谓的摆动现象。
因此，作为目前的温度膨胀阀，常常在中空状的阀体驱动部件中，封入如活性炭那样的吸附物质，防止上述不良情况。
图5是表示填充了活性炭的目前的温度膨胀阀结构的纵断面结构图，与图3的目前的温度膨胀阀比，膜片和作为感温、压力传送部件的阀体驱动部件结构不同，其他结构基本是相同的。在图5中，温度膨胀阀具有棱柱状的阀主体50，在阀主体50中，设置着：将经冷凝器512从接收器罐513流入的液相制冷剂导入到第一通路62的口52；将从第一通路62来的制冷剂，送到蒸发器515的口58；从蒸发器返回的气相制冷剂通过的第二通路63的入口60；和将制冷剂送到压缩器511侧的出口64。
导入液相制冷剂的口52，与设置在阀主体50的中心轴线上的阀室54连通，阀室54用螺母状的塞子130封住。阀室54通过节流孔78，与将制冷剂送到蒸发器515的口58连通。在贯穿节流孔78的小直径轴114的前端，设置着球形阀体120，阀体120由支承部件122支承，支承部件122利用偏置弹簧124将阀体120向节流孔78弹性支承。通过改变阀体120和节流孔78之间形成的间隔，调节制冷剂的流路面积。液相制冷剂在通过节流孔78期间膨胀，经第一通路62，由口58送到蒸发器侧。由蒸发器返回的气相制冷剂，由口60导入，经第二通路63，由口64送到压缩器侧。
阀主体50由上端部在轴线上形成第一孔70，功率单元部80利用螺纹部等安装在第一孔。功率单元部80具有构成感温部的外壳81及91，和来入这些外壳，同时利用和这些的焊接而固定的膜片82，成为阀体驱动部件的感温、压力传送部件100的上端部，与膜片支承部件82′一起，以全周焊接，安装在膜片82中央部的圆孔中。再有，外壳支承部件82′由外壳81支承。
外壳81及91内，以膜片82隔断，形成上部室83和下部室85。在该上部室83和中空部84中，封入温度对应工作流体，封入后由小管21封住。再有用焊接在外壳91的栓体代替小管21也可以。
感温、压力传送部件100，用在第二通路63中露出的中空管状部件构成，其内部容纳着活性炭40。感温、压力传送部件100的顶部，与上部室83连通，以上部室83和感温、压力传送部件100的中空部84，构成压力空间83a，管状的感温、压力传送部件100贯穿在阀主体50的轴线上形成的第二孔72，插入第三孔74。第二孔72和感温、压力传送部件100之间形成间隙，通路63内的制冷剂经该间隙被导入膜片的下部室85。
感温、压力传送部件100可自由滑动地插入第三孔74，该前端部与轴114的一端相连。轴114自由滑动地插入在阀主体50形成的第四孔76，其另一端与阀体120相连。
在这样的结构中，由于使用活性炭，到完成活性炭和温度对应工作流体的温度压力平衡需要时间，这能使冷冻循环的控制特性变得稳定。
但是在目前的温度膨胀阀中所使用的作为吸附物质的活性炭，是以椰子渣或煤等为主原料的破碎炭，在这些活性炭中，吸附上述工作流体的细孔的直径不是恒定的，因活性炭不同而不同，因此，由于使用的活性炭不同而产生吸附量差别，其结果常常产生这种情况，因活性炭不同温度膨胀阀的温度-压力特性不同，得不到可靠性。
因此，本发明的目的是提供一种温度膨胀阀，具有一定的温度-压力特性，并且使应答特性迟缓，控制稳定，具体地说，本发明的目的是提供一种温度膨胀阀，不改变目前的温度膨胀阀的结构，只改变吸附物质，就能稳定地控制。
为了完成这样的目的，本发明的温度膨胀阀配置了一种吸附物质，该吸附物质在封入了压力随温度变化的工作流体的感温部件内，具有适合上述工作流体分子直径的细孔径。
另外，本发明的温度膨胀阀内部有由构成冷冻循环的蒸发器朝向压缩器的制冷剂通路，该通路内内藏感温、压力传送部件，该感温、压力传送部件具有温度感知机能，其内部形成中空部，同时根据该感温、压力传送部件检测的制冷剂温度，控制阀的开度；在上述中空部封入了压力随温度变化的工作流体，而且配置有吸附物质，该吸附物质具有适合上述工作气体分子直径的细孔径。
本发明的温度膨胀阀包括感温筒，检测构成冷冻循环的蒸发器的出口侧温度；温度膨胀阀根据该感温筒检测的制冷剂温度，控制阀的开度；其中，在上述感温筒的内部封入了压力随温度变化的工作流体，而且配置有吸附物质，该吸附物质具有适合上述工作气体分子直径的细孔径。
另外，本发明提供一种温度膨胀阀，内部具有由蒸发器朝向压缩器的制冷剂通路，在该通路内，内藏具有温度感知机能的其内部形成中空部的感温、压力传送部件，其中，将该感温、压力传送部件的中空部前端固装在构成驱动它的功率单元部的膜片的中央开口部，连通由上述膜片形成的功率单元部内的上部压力室与上述中空部，形成封入工作流体的密闭空间，同时在上述中空部配置了吸附物质，该吸附物质具有适合上述工作流体分子直径的细孔径。
另外，本发明的温度膨胀阀由功率单元和工作杆组成，其中，功率单元具有根据感温筒的压力变化而产生位移的膜片，该压力变化来自封入了将温度变换为压力的工作流体的感温筒；工作杆，其一端连接在上述膜片上，以另一端使阀体位移，上述感温筒内配置了吸附物质，该吸附物质具有适合上述工作流体分子直径的细孔径。
另外，作为本发明温度膨胀阀的理想的具体形式，其特征在于，上述吸附物质是苯酚制活性炭。
另外，作为本发明温度膨胀阀的另一理想的具体的形式，其特征在于，上述吸附物质是下述活性炭，具有以上述工作流体分子直径的1．7～5．0倍的细孔半径为峰值的细孔径分布。
采用如上构成的本发明的温度膨胀阀，将有很多适应温度工作流体分子直径的细孔的物质，用于在感温部件内部配置的吸附物质，所以活性炭大体是一致的，没有个体差异，其吸附量变得一定，可以稳定地控制。
附图的简单说明如下：
图1表示本发明温度膨胀阀的一实施例的纵剖面图；
图2表示用于图1的温度膨胀阀的活性炭的特性图；
图3表示本发明温度膨胀阀其他实施例的纵剖面图；
图4表示目前膨胀阀的纵剖面图；
图5表示目前的另一温度膨胀阀的纵剖面图。
以下参照附图，说明本发明的温度膨胀阀的一实施例。
图1是表示本发明的温度膨胀阀一实施例的纵剖面图，在本实施例中，与图4表示的目前的温度膨胀阀相比，在中空状阀体驱动部件的中空内部配置的吸附物质不同，其他结构是一样的，所以对和图4相同的结构部分，标注相同符号、省略说明。
在图1中，标号40′是一种吸附物质，配置在构成作为阀体驱动部件的感温、压力传送部件100的中空管状部件内部，在本实施例中表示苯酚制的球状活性炭。该苯酚制的球状活性炭表示其细孔半径()和细孔容积(ml／g)的特性曲线如图2的实线所示。在该特性曲线中，等级10、等级15、等级20及等级25分别是细孔半径为9、12、16及20的苯酚制活性炭，在各细孔半径中，细孔容积是一定的，就是说，活性炭大体恒定，没有个体差异，表示吸收量是恒定的。与此相对，关于椰子渣活性炭，如图2的虚线特性曲线所示，表示细孔容积不恒定，吸附量变得不恒定。
而且在本实施例中，对于温度对应工作流体的分子直径，吸附它的活性炭，通过使用有很多适应工作流体分子直径的细孔的物质，其吸附量成为恒定，使控制稳定，在工作流体分子直径的1．7～5．0倍的细孔半径中，使用了形成有尖锐峰值的细孔径分布的活性炭。因此，活性炭大体恒定，没有个体差，能够实现稳定的控制。例如，工作流体采用制冷剂R23，通过将分子直径为4．1～5．0的R23吸附在等级15即细孔半径12的苯酚制的球状活性炭中，从而使控制稳定是有效的。
而且，本发明不限于图1所示的温度膨胀阀，当然也可适用于其他温度膨胀阀，例如现有温度膨胀阀中代表性的使用感温筒的温度膨胀阀，该感温筒中，封闭在内部的工作流体根据温度而改变压力。图3是表示这种温度膨胀阀的实施例的纵剖面图，由为了使高压液态制冷剂减压的阀部300和为控制该阀部的阀开度的功率单元部320组成。
功率单元部320包括夹在上盖部322和下支承部124的外周缘而焊接的膜片126，由前述上盖部322和膜片126形成膜片上部第一压力空间。该第一压力空间通过导管150，与成为感温部的感温筒152的内部连通。这个感温筒152安装在蒸发器的出口部分，感知蒸发器出口附近的制冷剂温度，将该温度变换为压力P1，加到功率单元部的第一压力空间。前述压力P1增加时，向下方按压膜片126，成为阀体106的开阀方向的力。
另一方面，通过导管160，蒸发器出口的制冷剂压力P2由配管安装部162直接导向膜片126下部的第二压力空间。该压力P2被供给到在膜片126下部形成的第二压力室140，与偏置弹簧104的力一起作用在阀体106的闭阀方向。即过热度(制冷剂的蒸发器出口温度和蒸发温度之差：由于其作为力取出，故为上述P1-P2)大时，使阀打开得大、小时将阀向关闭方向动，由此控制流入蒸发器的制冷剂量。
阀部300，由具有高压制冷剂入口107和低压制冷剂出口109及用于连接均压导管132的均压口103的阀主体102构成。在该阀主体102中，限制向膜片126下方位移的挡块部件(位移限制部件)130；将膜片126的位移传递到下方的工作杆110；配置在这个工作杆110上，对其移动给予一定约束的约束部件116、118；与阀座(符号省略)接触、脱离的阀体106(在图中表示球阀)；和上述偏置弹簧104，与用于调节该弹簧的偏置力的调节部件108一起组装。
在这样结构的温度膨胀阀中，感温筒152内配置着吸附物质40″，吸附物质40″与用于图1所示的温度膨胀阀的活性炭40′一样，是苯酚制的球状活性炭，是在温度对应工作流体分子直径的1．7～5．0倍的细孔半径中，形成有尖锐峰的细孔直径分布的活性炭。
而且，通过将活性炭40″配置在感温筒152内，可具有固定的温度-压力特性，能够实现稳定的控制。
由以上说明可知，本发明的膨胀阀活性炭大体是固定的，没有个体差，由于采用这样一种吸附物质，该吸附物质具有适合吸附量恒定的温度对应工作流体的分子直径的细孔，所以可以实现可进行稳定的控制的、可靠性高的温度膨胀阀。
另外本发明的温度膨胀阀，由于没有大幅度地变更目前的温度膨胀阀的结构，所以能得到成本低的温度膨胀阀。

Claims (8)

1．一种温度膨胀阀，其特征在于：在封入了压力随温度变化的工作流体的感温部件内，配置了吸附物质，这种吸附物质具有适合上述工作流体分子直径的细孔径。
2．一种温度膨胀阀，内部具有从构成冷冻循环的蒸发器朝向压缩器的制冷剂通路，该通路内藏有具有温度感知机能的、其内部形成中空部的感温、压力传送部件，同时根据该感温、压力传送部件检测的制冷剂温度控制阀的开度，其特征在于：上述中空部封入了压力随温度变化的工作流体，而且配置了吸附物质，该吸附物质具有适合上述工作流体分子直径的细孔径。
3．一种温度膨胀阀，具有检测构成冷冻循环的蒸发器的出口侧温度的感温筒，根据该感温筒检测的制冷剂温度控制阀的开度，其特征在于，在上述感温筒内封入了压力随温度变化的工作流体，而且配置了吸附物质，该吸吸附物质具有适合上述工作流体的分子直径的细孔径。
4．权利要求书1至3任一项所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述吸附物质是苯酚制活性炭。
5．一种温度膨胀阀，内部具有从蒸发器朝向压缩器的制冷剂通路，该通路内藏有具有温度感知机能的、其内部形成中空部的感温、压力传送部件，同时根据该感温、压力传送部件检测的制冷剂温度控制阀的开度，其特征在于，将该感温、压力传送部件的中空部的前端固装在构成驱动它的功率单元部的膜片的中央开口部，连通由上述膜片形成的功率单元部内的上部压力室和上述中空部，形成封入了工作流体的密闭空间，同时
上述中空部配置了吸附物质，该吸附物质有适合上述工作流体分子直径的细孔径。
6．一种温度膨胀阀，其特征在于：由功率单元和工作杆组成，所述功率单元具有根据来自封入了将温度变换为压力的工作流体的感温筒的压力变化产生位移的膜片；所述工作杆其一端接在上述膜片上，以其另一端使阀体产生位移，上述感温筒内配置了吸附物质，该吸附物质具有适于上述工作流体分子直径的细孔径。
7．如权利要求书5或权利要求书6所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述吸附物质是苯酚制活性炭。
8．如权利要求书1至3中任一项所述的温度膨胀阀，其特征在于，上述吸附物质是活性炭，该活性炭具有以上述工作流体分子直径的1．7～5．0倍的细孔半径为峰值的细孔径分布。
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