[发明专利]制冷剂膨胀装置

说明书

本发明涉及一种制冷剂膨胀装置，更为具体地说，涉及一种适合于制冷循环的制冷剂膨胀装置，它可以控制制冷剂从一高压段流向一低压段的膨胀值，并可以控制制冷剂的流率。

一般地，一制冷循环主要包括一压缩机、一蒸发器、一冷凝器，以及一制冷剂膨胀装置。在低压下的制冷剂在压缩机中受到压缩。在高压下的此制冷剂进入冷凝器并在其中冷凝。从制冷剂膨胀装置排放出来的制冷剂在制冷剂膨胀装置中膨胀以产生一低压状况。接着，制冷剂在蒸发器之中与周围空气换热。

存在一种经过改进的制冷循环，它可以以制冷模态或是制热模态实施。在此种循环中，一个四通阀决定制冷剂被送入室内换热器或室外换热器。这样可实现制冷循环的各样功能。其次，流动的制冷剂流率可由改变压缩机的频率而予以控制。

在此制冷循环中，制冷剂膨胀装置执行一项主要功能。制冷剂膨胀装置可使进入的制冷剂膨胀为低压制冷剂，从而避免液态制冷剂进入压缩机。其次，膨胀装置还可防止过高温度的已蒸发制冷剂进入压缩机。再次，膨胀装置还控制制冷剂的流率，以致从冷凝器进入的制冷剂的膨胀可以得到控制。

普遍使用的制冷剂膨胀装置有三种主要类型：一种电子膨胀阀式、一种毛细管式，以及一种孔板式。电了膨胀阀是一种装置，可以借检测蒸发器之中制冷剂的温度以控制进入蒸发器的制冷剂的流率。电子膨胀阀的操作由阀体内部一针阀之中的一可变通路予以实施。此装置表现了制冷剂膨胀的高效和制冷剂流率的控制。不过，装置的成本很高，而其结构又很复杂。其次，如果温度检测点离的足够远，精确的检测是无法获得的。

在一种毛细管式装置中，尽管成本低得多，而且很易制作，但安装工作很不方便，因为它是由一根一米长的小直径管子制成的。此外，由于流过的制冷剂按照压缩机的变动频率予以控制，所以在控制制冷循环的制冷能力方面存在一个限度。其次，制冷剂在毛细管出口处被加速到接近声速(最大允许速度)。因而，在某一高压下制冷剂的流率当通过毛细管时达到某一限度。

换言之，随着压缩机RPM的增加，排出的制冷剂的流率也得以增大。不过，通过毛细管膨胀并流向冷凝器的制冷剂的流率不可能有任何增大。未从毛细管排出的制冷剂仍然留在冷凝器的出口处，而在蒸发器之中出现缺乏制冷剂的情况。这会造成此制冷循环的制冷能力不强和电气效率低下。

当压缩机在低RPM下操作时，从压缩机排出的制冷剂的流率减小了。在毛细管中，制冷剂的流率不可能得到适当的控制。比为蒸发器所需的多得多的制冷剂留了下来，从而造成此制冷循环的制冷能力不强和电气效率低下。

由于上述各项原因，一直集中精力于研制一种价廉的和简单的制冷剂膨胀装置。

一种研制出来的装置是1992年8月4日发布的美国专利第5,134,860号，称作“用于热力泵制热模态的挠性孔板可变面积式制冷剂膨胀装置”。此装置包括一膨胀室，具有一用于使制冷剂膨胀的孔板通路、一在制热模态时启用的在膨胀室入口段处的吸入孔口，以及一在制冷模态时启用的在膨胀室入口段处的止回阀。止回阀是为了防止制冷剂的回流。孔板通路由挠性材料制成并可按照制冷剂的压力膨胀或收缩，从而控制所流过的制冷剂的流率。当处在制热模态时，制冷剂通过入口孔口被吸进，而止回阀处于一开启位置。未经变化的制冷剂流过膨胀装置。膨胀装置设置在室内换热器和室外换热器之间面对每一方向。采用这一系统，制热模态、制冷模态和流率控制模态全都是同时实现的。如果需要，可以只采用制热模态或者制热和制冷模态。

不过，膨胀装置需要一耐久的孔板管，由即使在高温下也是一种可膨胀的材料制成。其次，设置一附加的止回阀，所以其制作和组装过分复杂，而其成本相对于通常的毛细管也是很高的。随着被吸进的制冷剂的压力增高，孔口管膨胀以增大流过的制冷剂的流率。这就产生一种问题，即孔口通路的相对膨胀造成制冷剂不佳的膨胀效率。

本发明意图克服现有技术的上述缺点和不足，以及许多其他问题。本发明的目的是，提供一种制冷剂膨胀装置，在制冷循环之中从高压段进入的制冷剂在其中膨胀而进入低压段，而流过的制冷剂的流率按照制冷剂的压力予以控制。

本发明的第二目的是，提供一种制冷剂膨胀装置，其中制冷剂膨胀成压力减低的制冷剂，而制冷剂的流率在一个方向上受到控制，同时制冷剂可以在相反方向上无膨胀地予以流通。

本发明的第三目的是，提供一种制冷剂膨胀装置，它在制冷循环中是安全的。

参照附图，本发明可以得到更好的了解，而其多项目的和优点对于本发明领域中的熟练人员来说也将更为显而易见，附图中：

图1是具有按照本发明的一种制冷剂膨胀装置的一制冷循环的示意图；