CN101672555A - 热力膨胀阀及其所应用的车用空气调节器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热力膨胀阀，包括外壳体、设置于所述外壳体中并连接有动力头的阀体，所述动力头包括上壳体、下壳体以及两者之间的膜片，所述阀体具有连接冷凝器出口的第一进口管以及连接蒸发器进口的第一出口管；所述第一进口管和/或所述第一出口管延伸于所述外壳体之外。本发明还提供了一种应用了所述热力膨胀阀的车用空气调节器。当压力较高的制冷剂自上述接合部位泄漏时，可以及时发现该问题并将其排除，显著减小了能源的浪费，同时也有利于维持空气调节器正常工作。

Description

热力膨胀阀及其所应用的车用空气调节器

技术领域

本发明主要涉及空气调节技术领域，特别涉及一种用于空气调节器的热力膨胀阀。本发明还涉及一种包括上述热力膨胀阀的车用空气调节器。

背景技术

空气调节器已经在生产生活的各个领域得到了广泛应用；热力膨胀阀是空气体调节器的一个重要部件。

请参考图1，图1为现有技术中一种热力膨胀阀及其设置方式的示意图。

热力膨胀阀包括壳体7和设置于壳体7中的阀体，阀体具有制冷剂进口管8，冷凝器的高压管24伸入壳体7中，并与制冷剂进口管8相连接；制冷剂由制冷剂进口管8进入后经过节流降温，并通过制冷剂出口管9流出。制冷剂出口管9与蒸发器1的进口管5连接，制冷剂因此将进入蒸发器；自蒸发器1流出的制冷剂将经由出口13进入壳体7与阀体之间的腔体。压缩机的低压管26与上述腔体连通，制冷剂因此将经由低压管26进入压缩机。

阀体连接有动力头，所述动力头包括上壳体17、下壳体18以及设于两者之间的膜片19；其中，上壳体17与下壳体18焊接于一体，下壳体18通过螺纹安装于阀体上。动力头的作用是根据蒸发器出口制冷剂的过热度将热力膨胀阀的开度控制在合理的范围。

上述现有技术的热力膨胀阀存在如下不足：由于高压管24与制冷剂进口8的接合部位位于壳体7中，该接合部位内侧制冷剂的压力显著高于其外侧制冷剂的压力，因此高压管24中的制冷剂容易自该接合部位泄漏，从而形成制冷剂短路现象。上述制冷剂短路现象本身属于易排除故障，重新建立结合部位的有效密封即可；但问题在于，该制冷剂短路现象通常难以发现。

上述制冷剂短路现象如果持续较长时间，将会造成能源的巨大浪费，这反映在车用空调器中就是油耗显著增加；在能源日益紧缺的今天该问题十分突出。此外，如不及时解决制冷剂短路的问题，空气调节器将不能按照正常状态工作；对于车用空气调节器，由于车辆中的空间相对较小，如果空气调节器的作用效果不稳定，车辆内部空气温度将明显偏离预定温度，从而降低乘员的舒适感；在人性化越来越被重视的趋势下，该问题是难以接受的。

因此，如何及时发现进而及时排除热力膨胀阀内部出现的制冷剂短路现象，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种热力膨胀阀，可以及时发现其内部出现制冷剂短路现象，从而可以及时将其排除。本发明的另一目的是提供一种包括上述热力膨胀阀的车用空气调节器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种热力膨胀阀，包括外壳体、设置于所述外壳体中并连接有动力头的阀体；所述动力头包括上壳体、下壳体以及两者之间的膜片，所述阀体具有连接冷凝器出口管的第一进口管以及连接蒸发器进口管的第一出口管，所述第一进口管延伸于所述外壳体之外。

优选地，所述第一出口管延伸于所述外壳体之外。

优选地，所述下壳体与所述阀体一体成型。

优选地，所述外壳体进一步连接有连通蒸发器出口管的第二进口管以及连通压缩机进口管的第二出口管。

优选地，所述第二进口管和第二出口管均大体水平设置，所述第二进口管与所述外壳体的接口低于所述第二出口管与所述外壳体的接口。

优选地，所述第二出口管大体水平设置，所述第二进口管大体竖直设置于所述外壳体的底部，所述第二进口管与所述外壳体的接口低于所述第二出口管与所述外壳体的接口。

优选地，所述外壳体进一步包括具有敞口的主壳体，以及紧密封闭所述敞口的密封盖；所述主壳体与所述密封盖相卡接或者通过螺栓紧密连接。

本发明还提供一种车用空气调节器，包括上述任一项所述的热力膨胀阀。

优选地，所述热力膨胀阀的第一进口管、第一出口管、第二进口管、第二出口管的末端均设有外螺纹，四者均通过紧固螺母与相应的管道紧密连接。

优选地，所述热力膨胀阀的第一进口管、第一出口管、第二进口管、第二出口管与相应管道的连接部位以线接触的方式形成硬密封。

优选地，所述热力膨胀阀的第一进口管、第一出口管、第二进口管、第二出口管与相应管道的连接部位设有密封垫圈。

优选地，所述热力膨胀阀通过螺栓固定连接于所述蒸发器外侧，所述第一出口管、第二进口管分别与蒸发器的进口管和出口管紧密地压接；所述第一进口管、第二出口管的末端设有外螺纹，并通过紧固螺母分别与冷凝器的出口管、压缩机的进口管紧密连接。

优选地，所述热力膨胀阀通过螺栓固定连接于所述蒸发器外侧；所述车用空气调节器进一步包括通过螺栓与所述蒸发器相连接的压板，所述压板将冷凝器的出口管、压缩机的进口管分别与所述第一进口管、第二出口管压紧，并将所述第一出口管、第二进口管分别与蒸发器的进口管和出口管压紧。

本发明所提供的热力膨胀阀包括连接冷凝器的第一进口管，该第一进口管延伸于所述热力膨胀阀外壳体之外；因此，上述第一进口管与冷凝器出口管的接合部位可以位于所述热力膨胀阀外壳体之外，当压力较高的制冷剂自上述接合部位泄漏时，可以及时发现该问题，从而可以将其排除。这样就避免了制冷剂短路现象在较长的时间内持续，显著减小了能源的浪费，同时也有利于维持空气调节器正常工作。

在一种优选的实施方式中，所述动力头的下壳体与所述阀体一体成型。与现有技术中独立于阀体的下壳体相比，上述改进可以减少零件数目从而简化热力膨胀阀的结构、方便装配操作；热力膨胀阀的高度也得到降低从而缩小了体积，这有利于热力膨胀阀的小型化；此外，上述改进还能够降低热力膨胀阀的成本。

在另一种优选的实施方式中，所述第二进口管与所述外壳体的接口低于所述二出口管与所述外壳体的接口；因此，即使有液态制冷剂自第二进口管进入外壳体内，该液态制冷剂也将存储于外壳体中而不会沿所述第二出口管进入压缩机的进口管，这样就可以有效避免压缩机发生液击现象。

由于包括上述热力膨胀阀，本发明所提供的车用空气调节器同样可以实现上述技术效果。

附图说明

图1为现有技术中一种热力膨胀阀及其设置方式的示意图；

图2为热力膨胀阀在空气调节器中的工作原理示意图；

图3为本发明一种具体实施方式所提供热力膨胀阀的结构示意图；

图4为图3中A部位的局部放大图；

图5为本发明另一种具体实施方式所提供热力膨胀阀的结构示意图；

图6为本发明所提供热力膨胀阀第一种连接方式示意图；

图7为本发明所提供热力膨胀阀第二种连接方式示意图；

图8为本发明所提供热力膨胀阀第三种连接方式示意图；

图9为本发明所提供热力膨胀阀第四种连接方式示意图；

图10为本发明所提供热力膨胀阀第五种连接方式示意图；

图11为本发明所提供热力膨胀阀第六种连接方式示意图；

图12为本发明所提供热力膨胀阀第七种连接方式示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种热力膨胀阀，可以及时发现其内部出现制冷剂短路现象，从而可以及时将其排除。本发明的另一核心是提供一种包括上述热力膨胀阀的车用空气调节器。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为热力膨胀阀在空气调节器中的工作原理示意图。

本发明所提供的空气调节器包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器4、热力膨胀阀3以及连接上述各部分的管路；其中，热力膨胀阀3通常同时连接其它各部分。热力膨胀阀3与其它各部分的连接方式将在下文详细描述。

空气调节器的理想工作过程如下：低压低温且呈气液混合态的制冷剂在蒸发器4中吸热蒸发为饱和蒸汽或过热气体，然后进入压缩机1中并被压缩为高温高压的过热蒸汽；该过热蒸汽经过冷凝器2后降温形成过冷液体，接着经过热力膨胀阀3节流降温后形成低压低温的气液混合态制冷剂，然后进入蒸发器4中重新吸热蒸发；如此循环。

请参考图3，图3为本发明一种具体实施方式所提供热力膨胀阀的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的热力膨胀阀3包括外壳体31以及设置于外壳体31中的阀体32。

外壳体31通常包括主壳体311以及密封盖312；主壳体311可以由多片金属材料焊接而成，也可以一体成型，且主壳体311的一面敞开形成敞口，阀体32可以自所述敞口装入主壳体311中。阀体32装入主壳体311后，密封盖312可以将所述敞口紧密封闭，从而形成完整的外壳体31。

阀体32具有第一进口管341以及第一出口管342；显然，无论具体形式如何，两端具有开口、外周密闭且内部具有沿轴向延伸的流通通道的连接件都可以被视为“管”。第一进口管341伸出外壳体31，并连接冷凝器2的出口管；第一出口管342同样伸出外壳体31，并连接蒸发器4的进口管。液态制冷剂在阀体32中实现节流降温过程。第一进口管341以及第一出口管342与外壳体31相接触的部位可以设置密封垫圈，以避免制冷剂泄漏。

蒸发器4的出口管连接第二进口管343，第二进口管343开设于外壳体31上，用以连通外壳体31内外。压缩机1的进口管连接第二出口管344，第二出口管344同样开设于外壳体31上以连通外壳体31内外。

上述第一进口管341、阀体32的阀腔、第一出口管342形成第一条制冷剂流通路径，上述第二进口管343、外壳体31与阀体32之间的空腔、第二出口管344形成第二条制冷剂流通路径；上述两条制冷剂流通路径相互隔离。

由于第一进口管341伸出外壳体31，冷凝器2的出口管与第一进口管341的接合部位可以位于外壳体31之外，冷凝器2出口管中压力较高的制冷剂的外漏可以被及时发现，进而可以及时对其进行处理，避免了能源的浪费和空气调节器工作效果的降低。

请同时参考图4，图4为图3中A部位的局部放大图。

阀体32连接有动力头33(示于图3中)，动力头33进一步包括上壳体331、下壳体332以及设于两者之间的膜片333。膜片333可以根据外壳体31与阀体32之间空腔中的制冷剂的温度产生相应的形变，进而带动连杆35移动，连杆35可以相应地调整阀口开度。

下壳体332并非一个独立的部件，而是与阀体32一体成型。下壳体332与阀体32一体成型可以减少零件数目，从而简化了热力膨胀阀3的结构、方便了装配操作；热力膨胀阀3的高度也得到降低从而缩小了体积，这有利于热力膨胀阀3的小型化；此外，下壳体332与阀体32一体成型还能够降低热力膨胀阀3的成本。

此外，如图4所示，密封盖312可以与主壳体311可拆装地紧密连接，例如两者可以通过螺栓连接，两者的接合部位还可以设置密封垫圈313，以确保制冷剂不会泄漏。此外，其它的一些连接方式，例如卡接、铆接、焊接中的一种或几种的组合，以及这些连接方式与密封垫圈313等密封件的组合均可以实现密封盖312与主壳体311可拆装地紧密连接。

再请参考图3。

可以进一步设置第二进口管343与第二出口管344的位置，使第二进口管343与外壳体31的接口低于第二出口管344与外壳体31的接口。这样，即使有液态制冷剂自第二进口管343进入外壳体31中，该液态制冷剂也将存储于外壳体31中而不会沿第二出口管344进入压缩机1的进口管，因此可以有效避免压缩机1发生液击现象。图3中的第二进口管343与第二出口管344均大体水平设置。

请参考图5，图5为本发明另一种具体实施方式所提供热力膨胀阀的结构示意图。

图5所示热力膨胀阀是在第一种具体实施方式的基础上所做的改进。

可以改变第二进口管343的设置位置，将其大体竖直地设置于外壳体31的底部，此时，第二进口管343与第二出口管344大体上相垂直。

同时，密封盖312可以与主壳体311相卡接，两者的接合部位可以设置密封垫圈313(示于图4中)，以确保制冷剂不会泄漏。

本发明所提供的车用空气调节器包括上述任一项所述的热力膨胀阀；下面将对车用空气调节器中热力膨胀阀的连接方式进行详细说明。

请参考图6以及图7，图6为本发明所提供热力膨胀阀第一种连接方式示意图；图7为本发明所提供热力膨胀阀第二种连接方式示意图。

在第一种连接方式中，热力膨胀阀的第一进口管341、第一出口管342、第二进口管343、第二出口管344的末端均大体水平设置，且均设有外螺纹，四者均可以通过紧固螺母6分别与相应的管道紧密连接；具体地说，第一进口管341连接冷凝器2的出口管21，第一出口管342连接蒸发器4的进口管41，第二进口管343连接蒸发器4的出口管42，第二出口管344连接压缩机1的进口管11。上述各组相配合的管道的接合部位可以设置密封垫圈(图中未标号)，旋紧紧固螺母6即可压缩所述密封垫圈并使其产生适当的变形，从而实现气液密封。

与上述第一种连接方式相比，第二种连接方式中第二进口管343位于热力膨胀阀的底部且大体竖直设置，也即前文所述热力膨胀阀3的第二进口管343的设置位置可以依此调整。此时蒸发器4的出口管42同样大体竖直地设置，以便与第二进口管343顺利接合。

请参考图8以及图9，图8为本发明所提供热力膨胀阀第三种连接方式示意图；图9为本发明所提供热力膨胀阀第四种连接方式示意图。

上述第一以及第二种连接方式中，各组相配合的管道的接合部位设置封垫圈，以实现气液密封；也可以通过其他方式实现上述气液密封。下面以第一进口管341和冷凝器2的出口管21为例进行说明。第一进口管341末端的内侧可以具有锥形斜面，其顶角可以为α；冷凝器2的出口管21末端的外侧同样可以具有锥形斜面，其顶角可以为β。使角β略大于角α，这样当紧固螺母6拧紧时各组相配合的管道的接合部位将形成线接触，从而形成硬密封，以实现气液密封。

图8所示第三种连接方式中各管道进大体水平设置，而在图9所示第四种连接方式中第二进口管343大体设置于热力膨胀阀的底部，与此相适应，蒸发器4的出口管42同样大体竖直设置。

请参考图10和图11，图10为本发明所提供热力膨胀阀第五种连接方式示意图；图11为本发明所提供热力膨胀阀第六种连接方式示意图。

上述第一至第四种连接方式中，热力膨胀阀的各接口管均通过紧固螺母6与相应的管道固定连接；在第五种连接方式中，热力膨胀阀的外壳体31(具体可以是其主壳体311)可以通过螺栓51固定连接于蒸发器4的外侧，从而将第一出口管342压向蒸发器4的进口管41，并将第二进口管343压向蒸发器4的出口管42。可以在第一出口管342与蒸发器4的进口管41之间，以及第二进口管343与蒸发器4的出口管42之间设置密封垫圈，以实现接合部位的气液密封。第一进口管341和第二出口管344可以仍采用紧固螺母6分别与冷凝器2的进口管21以及压缩机1的进口管11固定连接。热力膨胀阀与蒸发器4的连接可以在空调器生产企业完成。

与第五种连接方式相比，第六种连接方式中第二进口管343位于热力膨胀阀的底部且大体竖直设置，与此相适应，蒸发器4的出口管42同样大体竖直设置。

请参考图12，图12为本发明所提供热力膨胀阀第七种连接方式示意图。

可以对上述第五以及第六种连接方式进行改进。例如，对于上述第五种连接方式，可以取消紧固螺母6，并通过压板53将第一进口管341与冷凝器2的进口管21以及第二出口管344与压缩机1的进口管11压紧；各接合部位可以设置密封垫圈。压板53通过螺栓52固定连接于蒸发器4外侧。

如前所述，热力膨胀阀与蒸发器4的连接(即第一出口管342与蒸发器4进口管41的连接、第二进口管343与蒸发器4出口管42的连接)可以在空调器生产企业完成；而压板53与蒸发器4的连接(即第一进口管341与冷凝器2出口管21的连接、第二出口管344与压缩机1进口管11的连接)可以在整车装配企业完成，这有利于上、下游企业间的分工合作。

对于上述第六种连接方式的改进与此相似，对此本文不再进一步说明。

以上对本发明所提供的热力膨胀阀及其所应用的车用空气调节器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1、一种热力膨胀阀，包括外壳体、设置于所述外壳体中并连接有动力头的阀体；所述动力头包括上壳体、下壳体以及两者之间的膜片，所述阀体具有连接冷凝器出口管的第一进口管以及连接蒸发器进口管的第一出口管；其特征在于，所述第一进口管延伸于所述外壳体之外。

2、如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一出口管延伸于所述外壳体之外。

3、如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述下壳体与所述阀体一体成型。

4、如权利要求3所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述外壳体进一步连接有连通蒸发器出口管的第二进口管以及连通压缩机进口管的第二出口管。

5、如权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第二进口管和第二出口管均大体水平设置，所述第二进口管与所述外壳体的接口低于所述第二出口管与所述外壳体的接口。

6、如权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第二出口管大体水平设置，所述第二进口管大体竖直设置于所述外壳体的底部，所述第二进口管与所述外壳体的接口低于所述第二出口管与所述外壳体的接口。

7、如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述外壳体进一步包括具有敞口的主壳体，以及紧密封闭所述敞口的密封盖；所述主壳体与所述密封盖可拆装地紧密连接。

8、一种车用空气调节器，其特征在于，包括如权利要求4至7任一项所述的热力膨胀阀。

9、如权利要求8所述的车用空气调节器，其特征在于，所述热力膨胀阀的第一进口管、第一出口管、第二进口管、第二出口管的末端均设有外螺纹，四者均通过紧固螺母与相应的管道紧密连接。

10、如权利要求9所述的车用空气调节器，其特征在于，所述热力膨胀阀的第一进口管、第一出口管、第二进口管、第二出口管与相应管道的连接部位以线接触的方式形成硬密封。

11、如权利要求9所述的车用空气调节器，其特征在于，所述热力膨胀阀的第一进口管、第一出口管、第二进口管、第二出口管与相应管道的连接部位设有密封垫圈。

12、如权利要求8所述的车用空气调节器，其特征在于，所述热力膨胀阀通过螺栓固定连接于所述蒸发器外侧，所述第一出口管、第二进口管分别与蒸发器的进口管和出口管紧密地压接；所述第一进口管、第二出口管的末端设有外螺纹，并通过紧固螺母分别与冷凝器的出口管、压缩机的进口管紧密连接。

13、如权利要求8所述的车用空气调节器，其特征在于，所述热力膨胀阀通过螺栓固定连接于所述蒸发器外侧；所述车用空气调节器进一步包括通过螺栓与所述蒸发器相连接的压板，所述压板将冷凝器的出口管、压缩机的进口管分别与所述第一进口管、第二出口管压紧，并将所述第一出口管、第二进口管分别与蒸发器的进口管和出口管压紧。

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