[發(fā)明專利]具有熱控制安全功能的制冷或熱泵回路用恒溫膨脹閥

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710305191.2
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101245961A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·阿吉拉爾;R·毛雷爾
• 申請（專利權(quán)）人: 奧托埃格爾霍夫兩合公司
• 主分類號: F25B41/06
• 分類號: F25B41/06;F25B41/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的制冷或熱泵回路用恒溫膨脹閥。

背景技術(shù)

在跨臨界制冷或熱泵回路中，通常在所用制冷劑的臨界壓力之上，發(fā)生高壓側(cè)熱量耗散。由于由此造成的在氣體冷卻器中產(chǎn)生的溫度梯度，氣體冷卻器出口處的壓力在回路過程中具有一定的自由度。具體而言，在使用CO₂作為制冷劑的回路過程中，將高壓調(diào)整到作為外界或氣體冷卻器出口溫度的函數(shù)的最優(yōu)效率范圍之內(nèi)是非常重要的。在CO₂空調(diào)系統(tǒng)中，通常只在制冷回路的調(diào)節(jié)中使用固定的節(jié)流閥或外部控制膨脹元件。在運行期間，前者不允許高壓對過程邊界條件的任何適應(yīng)。為了該目的，必須利用電子控制元件來調(diào)節(jié)外部控制膨脹元件，而電子控制元件的響應(yīng)特別不足以用于汽車應(yīng)用。因此，所述外部控制膨脹元件不能提供足夠水平的運行可靠性。故障高發(fā)和高的開發(fā)與購買成本導(dǎo)致了更多的劣勢。

DE10249950B4披露了一種用于高壓制冷系統(tǒng)的膨脹閥，該膨脹閥具有閥座以及與該閥座互相配合的閥元件、作用于閥元件的彈簧裝置、以及用于彈簧裝置的調(diào)節(jié)裝置，所述彈簧裝置具有作用于閥元件的至少一個第一彈簧和一個第二彈簧。第一彈簧限定了工作范圍，而第二彈簧具有能夠由所述調(diào)節(jié)裝置改變的彈簧力。

US6,012,300披露了一種具有腔室的膨脹閥，在腔室中密封有制冷劑。該腔室由間接作用于閥元件的隔膜進(jìn)行劃界。然而，該隔膜也暴露于高壓側(cè)制冷劑。尤其是，密封在腔室內(nèi)的制冷劑所作用的工作面(active?face)和從氣體冷卻器經(jīng)過的高壓側(cè)制冷劑所作用的其它工作面是同樣的。使用所述膨脹閥，可能沒有用于防止高壓超過最大允許值(例如120bar)的安全裝置。另外，在該膨脹閥入口溫度高于制冷劑臨界溫度時，不可能得到可靠的啟動特性。因此，利用所述膨脹閥不能在運行上實現(xiàn)可靠的應(yīng)用。

DE102005034709.6披露了一種具有第一和第二工作面的熱膨脹閥，其中所述第一和第二工作面通過運動與閥元件相耦合。第一工作面是熱頭(thermal?head)中的可膨脹分離裝置的一部分，該可膨脹分離裝置包括具有控制裝料(control?charge)的腔室?？梢岳眠@種方式來感應(yīng)高壓側(cè)制冷劑的溫度。借助該熱頭的所述可膨脹分離裝置，將腔室中的控制裝料的溫度相關(guān)的壓力傳送到與該第二工作面連接的溫度無關(guān)彈簧元件，其中所述第二工作面也受高壓的影響。借助于所述實施例，旨在獲得在超臨界調(diào)節(jié)范圍中的高壓限制功能。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步開發(fā)一種能夠調(diào)節(jié)制冷或熱泵回路的高壓的膨脹閥，所述制冷或熱泵回路可以跨臨界運行和亞臨界運行在最優(yōu)范圍內(nèi)并且可以自動防止超過最大允許值。

所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分的膨脹閥來實現(xiàn)。通過使用熱可控致動元件，可以提供限壓功能或安全功能以防止過高的運行壓力，而無需外部激勵，其中只有在第二者，即所述熱可控致動元件的溫度相關(guān)致動運動與第一致動元件的第一工作面的致動運動相反時，所述熱可控致動元件的致動運動才在運動上與第一致動元件的第一工作面耦合。

在這里，選擇用于致動運動的熱可激勵致動元件的溫度閾值，其與控制裝料的MOT的溫度值相對應(yīng)。該溫度閾值是熱可控致動元件產(chǎn)生致動或沖程運動的溫度。該熱控制致動元件的工作特征曲線與過熱蒸汽狀態(tài)下的控制裝料的工作特征曲線具有相同的梯度，但是在相反的方向上。利用這種方式獲得所述安全功能。另外，可以在所有溫度水平下實現(xiàn)絕對壓力限制，也就是說能夠?qū)崿F(xiàn)MOP(最大運行壓力)功能。當(dāng)從內(nèi)部熱交換器經(jīng)過的高壓側(cè)制冷劑以壓力作用于第一致動元件并且該第一致動元件吸收所述制冷劑的溫度時，該熱可激勵致動元件的工作特性與制冷劑的壓力無關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明另一有利的實施例，提出了在第一致動元件和熱可激勵致動元件之間提供可分離的機(jī)械耦合，并且所述熱可激勵致動元件嚙合在第一致動元件的第一工作面上或嚙合在與該第一致動元件連接的閥元件上。在預(yù)定溫度值之上出現(xiàn)的所述機(jī)械耦合使得第一致動元件可以在常規(guī)溫度閾值范圍下的正常運行中獨立于所述熱可激勵致動元件工作，而僅當(dāng)發(fā)生進(jìn)一步的溫度上升時，所述第一控制元件才在運動上與閥元件耦合，這需要使用所述安全功能。