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CN101784849B - 制冷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有制冷剂回路的制冷设备，该制冷剂回路具有多个蒸发段和将制冷剂分配到蒸发段上的分配器(5)，该分配器对于每个蒸发段都具有可控阀门。人们希望可以利用简单手段达到制冷设备所要求的运行。为此分配器(5)具有外壳(11)和可转动地支承在外壳(11)内的转子(14)，所述转子的圆周具有至少一个径向取向的突出部(15)，该突出部与阀门的各自一个阀芯共同作用。

Description

制冷设备
技术领域
本发明涉及一种具有制冷剂回路的制冷设备，该制冷剂回路具有多个蒸发段和将制冷剂分配到蒸发段上的分配器，该分配器对于每个蒸发段都具有可控阀门。
背景技术
这种制冷设备由DE 195 47 744 A1有所公开。所公开的制冷设备具有单个的压缩机和单个的冷凝器，但具有两个彼此分开构成的蒸发器。由压缩机输送的制冷剂流在冷凝器后和膨胀阀前利用3/2换向阀分成两个支流，其中，3/2换向阀的位置由调节单元控制。但制冷剂采用这种构成只能分配到两个蒸发段上。
为可以供给多个蒸发段，US 5,832,744公开了一种制冷设备，其中分配器在一个制冷剂入口和多个制冷剂出口之间具有阀门，阀门后置旋转的涡轮液流盘。涡轮液流盘负责将制冷剂均匀地分配在分配器的所有出口上并因此均匀分配到所有蒸发器上。
这种分配器虽然理论上保证将制冷剂均匀地分配到单个蒸发器上，但例如制造时尺寸上出现很小的差别，就会使制冷剂不均匀地分配到单个蒸发器上。此外，在这种分配器上需要单个蒸发器完全具有相同的理论负荷还有相同的流动阻力。如果不是这种情况，那么会出现一个蒸发器获得过多制冷剂的情况，从而制冷剂在其经过蒸发器之前没有完全蒸发。与同一分配器连接的另一蒸发器获得过少的制冷剂，从而该蒸发器不能产生所要求的制冷功率。蒸发器的过量供给或供给不足，主要对设置在蒸发器上或者制冷设备其他部位上的温度传感器控制膨胀阀造成困难。膨胀阀在不利的情况下会进行固有振动，这样使制冷设备的产量和效益进一步变差。
发明内容
本发明的目的在于，利用简单手段达到制冷设备所要求的运行。
该目的在一种开头所述类型的制冷设备方面由此得以实现，即分配器具有外壳和可转动地支承在外壳内的转子，所述转子的圆周具有至少一个径向取向的突出部，该突出部分别与所述阀门的阀芯共同作用。
如果下面谈到“制冷设备”，那么该概念应广泛理解。它特别是包括冷却系统、冷冻系统、空调设备和热力泵。概念“制冷设备”仅用于简化。蒸发段设置在不同的蒸发器内。本发明出于简化的原因结合多个蒸发器进行说明。但本发明也可以在蒸发器具有多个单个或者成组控制的蒸发段情况下使用。
分配器因此对于每个蒸发段都具有可控阀门，其可以通过转子的径向取向的突出部控制。因此，单个蒸发段可以单独控制，也就是说，可以向每个蒸发器输送其所需用量的制冷剂，无需再顾忌蒸发器均相同的流动阻力。蒸发器必须输出不同的制冷功率也并不重要。需要更大制冷功率的蒸发器相应获得比产生低制冷功率的蒸发器更多的制冷剂。仅需注意的是，需要更多制冷剂的蒸发器的阀门在转子旋转时，保持打开的时间比需要较少制冷剂的蒸发器长。因为转子具有径向取向的突出部，所以足以使转子在径向上足够稳定地支承。其他所有支承结构然后可以相当简单地构成，因为这里作用的力很小。径向取向的突出部也可以例如以凸轮的方式相当简单地加工。可以低开支支配两个以上的蒸发段。
阀芯优选相对于转子的旋转轴线可以径向运动。因此径向取向的突出部的作用可以直接转换成阀芯的运动。这样简化分配器的结构。如果阀芯可以径向运动，那么有足够的位置可供设置阀芯使用。
每个阀芯优选具有将阀芯压向阀座方向上的复位弹簧。阀门因此在凸轮或者转子的径向的突出部不作用的情况下保持关闭。只有在突出部作用于阀芯的情况下，阀芯才克服复位弹簧的力从阀座抬起并因此打开阀门。
复位弹簧优选支承在保持架插入件内，该保持架插入件设置在外壳的排出口内。保持架插入件一方面能够这样支承复位弹簧，使其可以向阀芯施加必要的关闭力。另一方面，保持架插入件还具有一个或者多个尺寸足够大的通流口，从而通过阀芯与阀座之间的间隙流动的制冷剂，也可以穿过保持架插入件流动到分配器的相应出口。
优选保持架插入件具有用于阀芯的导引孔，孔内引导阀芯的阀杆。保持架插入件因此不仅支承在复位弹簧上，而且它也线性引导阀芯，从而阀芯相对于阀座不能或者只能在允许的程度上倾翻。因此确保阀门可以密封关闭。
保持架插入件优选采用压配合设置在排出口内。这样可以使制造相当简单。将具有复位弹簧和阀芯的预安装的保持架插入件简单地压入外壳的排出口内。在此方面产生的摩擦力足以将保持架插入件固定在外壳内。作用于保持架插入件的力本来就相当小。这些力在打开阀芯时由复位弹簧的力和由制冷剂施加到阀芯上的压力组成。
转子与每个阀芯之间优选设置顶杆。顶杆形成转子与阀芯之间的传递件。这样在转子相当小时，在阀芯设置在较大半径上的情况下也可以对其进行操作。因此产生的可能性是安装足够数量的阀门。此外是更大的结构自由度。
在这种情况下，优选顶杆的长度小于贴靠在阀座上的阀芯与突出部外面的转子之间的距离。在阀门关闭的情况下，因此顶杆与转子之间存在间隙。因此可以确保，在顶杆没有受到转子上的径向的突出部加载情况下，阀门无论如何保持关闭。间隙可以这样确定尺寸，使其在分配器允许的整个温度范围内，确保阀门可靠关闭。
外壳优选在将分配器入口与阀门连接的腔室内具有环绕的突出部，顶杆穿过该突出部引导。该突出部在周向上也可以中断，只要确保为每个阀门存在顶杆穿过的孔或者通道，通过其可以使制冷剂分配到单个阀门上。
在一种可选择或者附加结构中，顶杆保持在顶杆保持环内。顶杆保持环设在外壳内。如果它与所述环绕的突出部共同使用，那么确保顶杆支承在两个运动方向上相距的部位上。因此持续确保顶杆和阀芯始终彼此保持预先规定的方向。
顶杆优选在其靠近相应阀芯的端部上直径收缩部位。顶杆因此可以在其大部分长度上具有足够大的直径，从而它可以接受从转子的突出部传递到阀芯上的压力。如果顶杆在其端头上具有收缩部位，那么它能够足够远地穿过在阀座的外侧面上形成的开口。因此阀门可以足够大地打开，从而可以将制冷剂的流动阻力保持在小程度上。
优选每个阀芯都构造成锥形的。因此可以按照简单方式达到阀座与阀芯之间的密封。阀芯此外伸出在阀座的外侧面上形成的开口一段，从而阀芯可以很容易地由顶杆触到。
附图说明
下面借助优选实施例结合附图对本发明进行说明。其中：
图1示出具有多个蒸发器的制冷设备的示意图；
图2示出分配器的外部透视图；
图3示出无电动机的分配器俯视图；
图4示出具有突出部的转子放大图；
图5示出阀门的剖面图；
图6示出图5的放大部分；以及
图7示出保持架插入件内的阀芯透视图。
具体实施方式
图1示出制冷设备1的示意图，其中压缩机2、冷凝器3、收集器4、分配器5和具有多个平行设置的蒸发器7a-7d的蒸发器装置6连接在一个回路内。蒸发器装置6也可以具有唯一的蒸发器，该蒸发器具有多个单独或者分组控制的蒸发段。蒸发器装置6也可以具有多个蒸发器，其中的至少一个蒸发器具有多个蒸发段。
以本身公知的方式，液态制冷剂在蒸发器7a-7d内蒸发，通过压缩机2压缩，在冷凝器3内液化并收集在收集器4内。分配器5用于将液态制冷剂分配到单个蒸发器7a-7d。
在每个蒸发器7a-7d的出口上设置一个温度传感器8a-8d。温度传感器8a-8d测定离开蒸发器7a-7d的制冷剂的温度。这种温度信息继续传送到控制单元9，其在取决于温度传感器8a-8d的温度信号情况下控制分配器5。
图2-7现在示出分配器5的局部示意图。分配器5具有例如作为步进式电动机构成的驱动电机10。驱动电机10装在外壳11上，该外壳具有在图2中看不到一个入口和多个出口12。与电动机10整体构成控制单元9。但控制单元9也可与电动机10分开设置并仅由控制单元9向电动机10提供信号。
图3从上面示出分配器5，其中去掉了电动机10，从而可以看到分配器的内部。电动机10如从图2所看到的那样，同时作为外壳的盖使用。电动机10与外壳11之间设置密封件13，防止制冷剂从外壳11溢出。
电动机10驱动设置在外壳11内的转子14。转子14具有一个径向的突出部15，其具有带两个斜侧面16、17的凸轮形状。如果转子14旋转，那么突出部15分别作用于顶杆18并使其径向向外偏移。顶杆18保持在顶杆保持环19内。如从图5所看到的那样，外壳11具有突出部20，其伸入分配器腔室21内。顶杆18再次保持在突出部20内。
分配器腔室21将入口与阀门22连接，其中对于每个出口12都设有一个阀门。由于转子14上的突出部15，于是六个阀门22之一打开。打开持续时间确定制冷剂的用量，其经过相应的阀门并因此可以流到相应的出口12。
阀门22彼此间结构相同。每个阀门22具有与阀座24共同作用的阀芯23。阀芯23具有构造成圆锥形的端头25，其导引穿过外壳壁体26，在外壳壁体26的径向的外侧面上设有阀座24。
阀芯23利用其端头25通过复位弹簧27的力压向阀座24的方向。复位弹簧27作用于端头25的径向外侧面上。从那里还径向向外延伸有阀芯23的阀杆28。阀杆28的直径小于端头25，从而复位弹簧27具有足够的贴靠面。
复位弹簧27利用其另一端支承在压入排出口30内的保持架插入件29上。保持架插入件29因此与外壳11压配合。如从图7所看到那样，保持架插入件29具有多个腿31，其利用这些腿保持在外壳11内。在其之间具有中间空间，制冷剂通过该中间空间可以在阀门22打开时，也就是阀芯23从阀座24抬起时，流动到相应的出口12内。
保持架插入件29具有导向口34并因此这样引导阀芯23的阀杆28，使阀芯23以足够的程度防止倾翻。因此阀芯伸出超过预先规定的程度时，避免阀芯23相对于阀座24卡住。
顶杆18比阀芯23与转子14在径向的突出部15外面的区域内之间的距离短。因此在转子14与顶杆18之间始终形成一定的间隙，其与关闭的阀门或在顶杆18与阀芯23之间共同作用。因此可以按照简单方式，在转子14上的突出部15无意打开相应阀门22的情况下，确保关闭阀门。
顶杆18在其与阀芯23共同作用的端部上具有直径收缩部位32。因此一方面可以保证顶杆18具有足够的截面，以便可以无变形地接受由突出部15施加的压力。另一方面，它在与阀芯23共同作用的区域内足够细，以便通过外壳壁体26上的开口33，在外壳壁体26的径向的外侧面上设有阀座24。因此可以确保在顶杆18利用其直径收缩部位32伸入开口33内的情况下，为制冷剂通过相应的阀门22形成足够的流动截面。

Claims (12)

1.具有制冷剂回路的制冷设备，该制冷剂回路具有多个蒸发段和将制冷剂分配到蒸发段上的分配器，该分配器对于每个蒸发段都具有可控阀门，其特征在于，分配器(5)具有外壳(11)和可转动地支承在外壳(11)内的转子(14)，所述转子的圆周具有仅一个径向取向的突出部(15)，该突出部与阀门(22)的阀芯(23)共同作用。
2.按权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，阀芯(23)相对于转子(14)的旋转轴线可以径向运动。
3.按权利要求2所述的制冷设备，其特征在于，每个阀芯(23)具有将阀芯(23)压向阀座(24)方向上的复位弹簧(27)。
4.按权利要求3所述的制冷设备，其特征在于，复位弹簧(27)支承在保持架插入件(29)内，该保持架插入件设置在外壳(11)的排出口(30)内。
5.按权利要求4所述的制冷设备，其特征在于，保持架插入件(29)具有用于阀芯(23)的导引孔(34)，阀芯(23)的阀杆(28)在该导引孔内导引。
6.按权利要求4或5所述的制冷设备，其特征在于，保持架插入件(29)采用压配合设置在排出口(30)内。
7.按权利要求1-5之一所述的制冷设备，其特征在于，在转子(14)与每个阀芯(23)之间设有顶杆(18)。
8.按权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，顶杆(18)的长度小于贴靠在阀座(24)上的阀芯(23)与转子(14)在突出部(15)外面之间的距离。
9.按权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，外壳(11)在将分配器入口与阀门(22)连接的腔室(21)内具有环绕的突出部(20)，顶杆(18)导引穿过该环绕的突出部。
10.按权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，顶杆(18)保持在顶杆保持环(19)内。
11.按权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，顶杆(18)在其靠近相应阀芯(23)的端部上具有直径收缩部位(32)。
12.按权利要求1-5之一所述的制冷设备，其特征在于，每个阀芯(23)都构造成锥形的。
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