CN110779246A - 使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀和使用该膨胀阀的车辆空调*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀和使用该膨胀阀的车辆空调***，所述膨胀阀包括：阀壳体，其具有穿过阀壳体两侧的第一制冷剂流动通道和第二制冷剂流动通道和沿阀壳体开口上部的打开/关闭调节器容纳空间；打开/关闭调节器，其配置为进入打开/关闭调节器容纳空间并使用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节阀的打开/关闭程度；和阀盖，其密封阀壳体的开口上部。

Description

使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀和使用该膨胀阀的车辆空调 ***

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月30日提交的韩国专利申请No.10-2018-0088715的优先权，该申请通过引用其全部而并入本文。

技术领域

本发明涉及一种使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀和使用该膨胀阀的车辆空调***，并且更具体地，涉及一种采用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节膨胀阀打开/关闭程度的膨胀阀，以及使用该膨胀阀的车辆空调***。

背景技术

用于控制车辆室内温度的空气调节***主要由空调***和加热器***组成。空调***配置为将由制冷剂蒸发的潜热产生的冷空气循环至室内以控制温度。

用于车辆的空调***使用蒸气压缩制冷循环，并且主要包括，如图1所示，压缩机1，其配置为压缩和输送制冷剂；冷凝器2，其配置为冷凝从压缩机1输送的高压制冷剂；膨胀阀3，其配置为节流在冷凝器2中冷凝和液化的制冷剂；和蒸发器4，其配置为使由膨胀阀3节流的低压液相制冷剂与吹向车辆室内侧的空气进行热交换并蒸发，从而使用由制冷剂的汽化潜热引起的吸热操作来冷却排放到室内的空气。此处，压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3和蒸发器4经由制冷剂管线(制冷剂管)而彼此连接。如上所述，用于车辆的空调***通过制冷剂循环过程来冷却车辆的室内。图1是示出用于车辆的空调***的视图。

此处，膨胀阀3检测蒸发器4的制冷剂压力和制冷剂温度，以保持恒定的过热度，从而调节制冷剂的流速。如上所述，膨胀阀3的操作机制以热敏和压敏方法操作，其中蒸发器4的温度和压力都被检测以确定最终的打开/关闭。

此处，膨胀阀3由隔膜、弹簧、控制杆和球型阀等组成，最终的打开/关闭由隔膜中包含的活性气体的压力、低压侧的压力和弹簧的恢复力之间的力平衡状态决定。此处，通过检测低压侧的温度Te得到隔膜中包含的活性气体的压力Pb。此时，满足Pb＝f(Te)。

然而，常规的膨胀阀3具有的缺点在于：由于其由隔膜、弹簧、控制杆和球阀等组成，因此其结构复杂，并且由于其以高精度制造，因此膨胀阀昂贵。

此外，在常规的膨胀阀3中，由于从蒸发器排出(抽吸)的制冷剂的流动与控制杆的正交结构，以及控制杆的长度构造，由制冷剂流动引起的振动可以通过控制杆很好地传递至隔膜。而且，由于控制杆以细轴的形式形成，因此不能防止微小的振动。因此，控制杆的微小振动不可避免地在隔膜中产生噪音。

另外，由于阀中的制冷剂流动通道的极端变化，膨胀阀3可能由于阀中的制冷剂流动通道的剧烈变化而产生制冷剂流动噪声。

特别地，由于隔膜中包含的活性气体的性质和特征尚未公开，现有的膨胀阀3只能由一些公司制造，因此需要提供一种可以代替膨胀阀的方法。

因此，对于现有的膨胀阀3，需要提供一种措施，其能够廉价制造膨胀阀以降低单位成本并改善由膨胀阀的复杂结构引起的噪声产生因素。

背景技术中描述的内容旨在帮助理解本发明的背景，并且可以包括本发明所属领域的技术人员之前未知的内容。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀阀和使用该膨胀阀的车辆空调***，所述膨胀阀采用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节膨胀阀的打开/关闭程度，从而检测蒸发器(低压侧)的制冷剂压力和制冷剂温度以保持恒定的过热度。

根据本发明示例性实施方案的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀可包括：阀壳体，其具有穿过阀壳体两侧的第一制冷剂流动通道和第二制冷剂流动通道和沿阀壳体开口上部的打开/关闭调节器容纳空间；打开/关闭调节器，其配置为进入而穿过打开/关闭调节器容纳空间并使用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节阀的打开/关闭程度；和阀盖，其密封阀壳体的开口上部。

打开/关闭调节器可以配置为检测第一制冷剂流动通道的制冷剂压力和制冷剂温度，以调节第二制冷剂流动通道的孔口的打开/关闭。

打开/关闭调节器可包括：升降轴，其中圆盘形上板和在上板中心竖直向下竖立的控制杆一体形成，升降轴竖直移动以调节第二制冷剂流动通道的孔口的尺寸；上弹簧，其放置在上板的上方；和下弹簧，其配置为***在控制杆中以放置在上板的下方。

上弹簧可以通过重叠具有相同中心轴和不同直径的多个弹簧而形成，并且多个弹簧可以包括至少一个形状记忆合金弹簧，其设计成具有不同的记忆温度。

上弹簧可以设置在阀盖和上板的上表面之间。

打开/关闭调节器可以设置在第一制冷剂流动通道上方，并且下弹簧的弹簧力和制冷剂压力之和与上弹簧的弹簧力可以保持在力平衡状态。

上弹簧可以放置在打开/关闭调节器容纳空间中，下弹簧可以放置在第一制冷剂流动通道中。

打开/关闭调节器可以在第一制冷剂流动通道下方形成，并且上弹簧的弹簧力和制冷剂压力之和与下弹簧的弹簧力可以保持在力平衡状态。

上弹簧可以放置在第一制冷剂流动通道中，下弹簧可以放置在打开/关闭调节器容纳空间中。

根据本发明另一示例性实施方案的用于车辆的空调***可包括：压缩机，其配置为压缩和输送制冷剂；冷凝器，其配置为使从压缩机输送的压缩制冷剂冷凝和液化；膨胀阀，其配置为节流由冷凝器冷凝和液化的制冷剂；和蒸发器，其配置为使由膨胀阀节流的制冷剂与吹向车辆室内侧的空气进行热交换并蒸发，从而通过制冷剂的汽化潜热来冷却排放到车辆室内的空气，其中膨胀阀可包括：阀壳体，其具有穿过阀壳体两侧的第一制冷剂流动通道和第二制冷剂流动通道和沿阀壳体开口上部的打开/关闭调节器容纳空间；打开/关闭调节器，其配置为进入而穿过打开/关闭调节器容纳空间并使用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节阀的打开/关闭程度；和阀盖，其密封阀壳体的开口上部。

第一制冷剂流动通道的入口可以连接至蒸发器的出口，第一制冷剂流动通道的出口可以连接至压缩机的入口，第二制冷剂流动通道的入口可以连接至冷凝器的出口，并且第二制冷剂流动通道的出口可以连接至蒸发器的入口。

本发明使用形状记忆合金弹簧来调节膨胀阀的打开/关闭，该形状记忆合金弹簧在记忆温度下施加弹力，从而可以检测蒸发器(低压)的制冷剂压力和制冷剂温度以保持恒定的过热度。

本发明能够以低成本制造，因为它可以减少部件数量并降低成本(包括制造工艺成本)并减轻重量。

另外，由于可以调节形状记忆合金的记忆温度和弹簧常数并应用它们，因此本发明可以预期阀设计的优点和成本降低。

此外，在本发明中，在不添加任何附加部件的情况下，可以通过升降轴的结构改进来防止升降轴振动。

此外，本发明可以制造成具有平滑结构，其中使制冷剂流动通道中湍流的发生最小化。

附图说明

图1为示出用于车辆的空调***的视图。

图2为根据本发明一个实施方案的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀的透视图。

图3为沿着示出膨胀阀的图2中的线A-A’所呈现的横截面视图。

图4为图2示出的膨胀阀的部件分解图。

图5为描述图2示出的膨胀阀中的力平衡状态的视图。

图6为示出图2所示的膨胀阀的特性曲线的图。

图7为描述根据本发明另一实施方案的采用形状记忆合金弹簧的膨胀阀中的力平衡状态的视图。

具体实施方式

下面将参考所附附图对本发明的优选实施方案进行具体描述。然而，在以下描述和附图中，将省略可能使本发明的主题模糊的公知功能或配置的详细描述。另外，应该注意的是，在整个附图中，相同的部件尽可能用相同的附图标记表示。

应理解，在下文中描述的说明书和权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义或词典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则，基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，本说明书中描述的实施方案和附图中示出的配置仅仅是本发明的最优选的一个实施方案，并不旨在表示本发明的所有技术精神。因此，应理解，在提交本申请时，可以用各种等同形式和修改形式代替那些。

在附图中夸大、省略或示意性地示出了一些元件，并且各个元件的实际尺寸不一定在附图中示出。本发明不受附图中所示的相对尺寸或距离的限制。

在整个说明书中，当某个部分“包括”某个部件时，除非另外特别说明，否则这意味着不排除而可以进一步包括其它部件。另外，当某个部分“连接”至另一个部分时，其可以“直接连接”或“电连接”至***其间的其它元件。

除非上下文另有明确说明，否则单数形式包括复数形式。应了解，术语“包括”、“具有”等指定该说明书中描述的特征、数值、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，但不事先排除一种或多种其它特征、数值、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在或添加。

另外，说明书中使用的术语“～单元”意味着执行某些任务的软件或硬件组件，例如FPGA或ASIC。然而，“～单元”并不意味着仅限于软件或硬件。术语“～单元”可以配置为在可寻址存储介质上驻留并配置为在一个或多个处理器上执行。因此，作为示例，“～单元”可以包括组件(诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、过程、功能、属性、程序、子例程，程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。组件和“～单元”中提供的功能可以组合成更少的组件和“～单元”或者进一步分成附加组件和“～单元”。

在下文中，参考附图详细描述了本发明的实施方案，以使得本发明所属领域的技术人员能够容易地实现本发明。然而，本发明能够以许多不同的形式实施，并且不应该限于这里阐述的实施方案。此外，为了清楚地说明本发明，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的部分由相同的附图标记表示。

在下文中，参考附图描述本发明的优选实施方案。

图2为根据本发明一个实施方案的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀的透视图，图3为沿着示出膨胀阀的图2中的线A-A’所呈现的横截面视图，图4为图2示出的膨胀阀的部件分解图。

如图2至图4所示，根据本发明一个实施方案的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀100(下文中，称为“膨胀阀”)为热敏和压敏型结构，其检测蒸发器(低压侧)的制冷剂压力和制冷剂温度，以调节阀的打开/关闭程度(即，制冷剂的升降量或流速)，以保持恒定的过热度，并采用由形状记忆合金形成的弹簧(即，形状记忆合金弹簧)，所述弹簧在记忆温度下施加弹力，以调节阀的打开/关闭程度。

这种膨胀阀100包括阀壳体10，阀盖20和打开/关闭调节器30。

首先，阀壳体10具有在其中形成并穿过其两侧的第一制冷剂流动通道11和第二制冷剂流动通道12。此处，第一制冷剂流动通道11在侧面的上部形成，第二制冷剂流动通道12在侧面的下部形成。

如图3所示，另外，第一制冷剂流动通道11和第二制冷剂流动通道12中的每一者具有两侧对称结构，并且以具有孔口的文丘里管(venturi tube)的形式形成。第一制冷剂流动通道11和第二制冷剂流动通道12的孔口彼此连通，使得打开/关闭调节器30的控制杆31b(稍后将描述)可以竖直移动。

此外，阀壳体10具有打开/关闭调节器容纳空间13，该开口/关闭调节器容纳空间13具有圆柱形状并沿着阀壳体的开口上部形成在其中。打开/关闭调节器30可以***和容纳在该打开/关闭调节器容纳空间中。

此处，打开/关闭调节器容纳空间13沿着阀壳体10的开口上部形成，并且形成在第一制冷剂流动通道11上方。在这种情况下，打开/关闭调节器容纳空间13的截面积在打开/关闭调节器30的上板31a下方变窄，这将在后面描述。

另外，在打开/关闭调节器30容纳在打开/关闭调节器容纳空间13中之后，阀壳体10的上部由阀盖20密封。此处，阀盖20可以通过配合联接或螺纹联接方法固定在阀壳体10的内表面上。此处阀盖20可以由特氟隆(Teflon)、不锈钢(SUS)和铝(Al)中的任何一种制成。

此外，O形环可以***阀盖20和阀壳体10之间的联接部位，以防止制冷剂泄漏。

参照图3，用于容纳打开/关闭调节器容纳空间13中的上弹簧32的空间深度，即，打开/关闭调节器容纳空间13的深度d形成升降轴31的竖直移动范围。

另外，由于升降轴31的竖直移动范围与构成升降轴31结构元件之一的控制杆31b的竖直移动范围相同，因此应考虑控制杆31b的竖直移动来确定升降轴31的竖直移动范围，所述控制杆31b打开和关闭第二制冷剂流动通道12孔口的尺寸L。

此处，由于打开/关闭构件调节器容纳空间13的形状，升降轴31的上板31a仅可以在与打开/关闭构件调节器容纳空间13的深度d对应的范围内移动，并且不能超出这个范围移动。

第一制冷剂流动通道11的第一入口11a和第一出口11b分别在阀壳体10的两侧形成。第一入口11a连接至蒸发器的出口，并且第一出口11b连接至压缩机的入口(参见后面将描述的图7)。

类似地，第二制冷剂流动通道12的第二入口12a和第二出口12b分别在阀壳体10的两侧形成。第二入口12a连接至冷凝器的出口，并且第二出口12b连接至蒸发器的入口(参见后面将描述的图7)。

此处，尽管为了便于说明，第一制冷剂流动通道11的左侧称为第一入口11a，其右侧称为第一出口11b，第二制冷剂流动通道12的左侧称为第二出口12b，其右侧称为第二入口12a，但是由于第一制冷剂流动通道11和第二制冷剂流动通道12是两侧对称的，因此也可以为相反的构造。

然而，在蒸发器连接至膨胀阀100的情况下，可以在不考虑阀壳体10的侧方向的情况下沿任何方向连接蒸发器。因此，易于将蒸发器安装在车辆的空调***中。

另外，阀壳体10可以由诸如铝(Al)的金属材料制成，以具有整合体。即，由于第一制冷剂流动通道11或第二制冷剂流动通道12可以在阀壳体10的上部或下部中具有线性形状而不会弯曲，所以流动通道可以通过在两个方向上执行的钻孔过程而与阀壳体一体地形成。

换言之，由于不需要在阀壳体10中形成曲线形制冷剂流动通道，所以不需要在单独形成分离的壳体模块之后将分离的壳体模块进行一体组装的过程。因此，可以使用简单的工艺以低成本形成阀壳体10。

接下来，打开/关闭调节器30包括升降轴31、上弹簧32和下弹簧33。

该打开/关闭调节器30检测蒸发器的制冷剂压力和制冷剂温度，即后面将描述的第一制冷剂流动通道11的制冷剂温度，以调节阀的打开/关闭程度，即后面将描述的第二制冷剂流动通道12的孔口的打开/关闭。

换言之，随着蒸发器的制冷剂压力和制冷剂温度改变，升降轴31的上侧和下侧之间的力平衡状态改变；打开/关闭调节器30利用上述特性而通过升降轴31的竖直移动来调节阀打开/关闭的程度。

为此，在打开/关闭调节器30中，相对于升降轴31，上弹簧32位于上侧，下弹簧33位于下侧。

参照图4，升降轴31包括圆盘形上板31a和竖直竖立在上板31a中心处的控制杆31b，上板与控制杆一体形成。升降轴31不采用分别制造轴和销盖然后彼此连接的结构。

上板31a的侧面与打开/关闭构件容纳空间13的内面紧密接触，并且控制杆31b***并穿过形成为直线的阀壳体10的第一制冷剂流动通道11的孔口和第二制冷剂流动通道12的孔口。这是用于防止升降轴31振动的结构，并且不需要提供防止轴振动所需的诸如销盖等的单独结构。

此外，控制杆31b直接打开和关闭第二制冷剂流动通道12的孔口。由于上述原因，不需要为升降轴31提供用于打开/关闭第二制冷剂流动通道12的孔口的单独结构(球)，并且第二制冷剂流动通道12可以形成为直线形状，以形成平滑的流动通道，这可以最小化其中湍流(摩擦阻力)的发生。

另外，具有相同中心轴和不同直径的多个弹簧重叠形成上弹簧32。

参照图4，上弹簧32包括典型的弹簧和形状记忆合金弹簧。即，上弹簧32包括按小直径在内侧的顺序设置的典型弹簧32a、第一形状记忆合金弹簧32b、第二形状记忆合金弹簧32c、第三形状记忆合金弹簧32d。

此处，第一形状记忆合金弹簧32b，第二形状记忆合金弹簧32c和第三形状记忆合金弹簧32d设计成具有不同的记忆温度，在该记忆温度下施加弹力。例如，当第一形状记忆合金弹簧32b的记忆温度为Ta时，第二形状记忆合金弹簧32c的记忆温度为Tb，第三形状记忆合金弹簧32d的记忆温度为Tc，形状记忆合金弹簧能够以Ta＜Tb＜Tc的关系设计。

该上弹簧32设置在阀盖20和升降轴31的上板31a之间。换言之，由于阀盖20安装至上弹簧32，上弹簧32由阀盖20支撑并在升降轴31的上板31a上施加弹力，使得上弹簧32和下弹簧33保持在力平衡状态。像这样，上弹簧32用于使升降轴31向下移动。

此处，阀盖20的下表面和上板31a的上表面中的至少一者可以设置有形成在其上的安装部件(未示出)，其以凹槽或钩子的形式，用于安装上弹簧32并保持对准状态。

下弹簧33设置有一个或多个***升降轴31的控制杆31b中的典型弹簧。

这种下弹簧33设置在升降轴31的上板31a和阀壳体10之间。即，由于阀壳体10安装至下弹簧33，下弹簧33由阀壳体10支撑并在上板31a的下表面上施加弹力，使得上弹簧32和下弹簧33保持在力平衡状态。像这样，下弹簧33用于使升降轴31向上移动。

如上所述，打开/关闭调节器30提供了在上弹簧32和下弹簧32之间相对于升降轴31提供力平衡状态(即，力的平衡方程)的构造。

然后，打开/关闭调节器30提供的构造相对于在一个或多个形状记忆合金弹簧的每一个中预设的记忆温度检测制冷剂温度(蒸发器的出口部分和压缩机的入口部分的温度)并产生弹力，从而调节第二制冷剂流动通道12的升降量。

此外，打开/关闭调节器30提供的构造机械地检测升降轴31的上板31a的面积A上的低压Pe，从而调节第二制冷剂流动通道12的升降量。

打开和关闭调节器30通过利用弹性弹簧的弹力提供了用于根据升降轴31在竖直方向上的移动来调节第二制冷剂流动通道12的升降量的结构。如上所述，打开/关闭调节器30具有不使用包含在隔膜中的活性气体的构造。

图5为描述图2示出的膨胀阀中的力平衡状态的视图。

如图5所示，根据上弹簧32产生的力、下弹簧33产生的力和制冷剂压力之间的力平衡状态，改变升降轴31的升降量以调节第二制冷剂流动通道12的孔口的尺寸L。

此处，由上弹簧32产生的力和由下弹簧33产生的力可以由根据升降轴31的升降(位移)量(x mm)的弹簧力表示。

首先，上弹簧32可以表示为典型弹簧32a的弹簧力Fs1、第一形状记忆合金弹簧32b的弹簧力Fm1和第二形状记忆合金弹簧32c的弹簧力Fm2以及第三形状记忆合金弹簧32d的弹簧力Fm3的合力。

具体地，典型普通弹簧32a的弹簧力Fs1可以表示为典型弹簧32a的弹簧常数ks1与位移量x mm的乘积。即，Fs1为ks1×xmm。

另外，第一形状记忆合金弹簧32b的弹簧力Fm1可以表示为第一形状记忆合金弹簧32b的弹簧常数km1与位移量x mm的乘积。即，Fm1为km1×xmm，并且第一形状记忆合金弹簧32b施加弹力的记忆温度为Ta。

此外，第二形状记忆合金弹簧32c的弹簧力Fm2可以表示为第二形状记忆合金弹簧32c的弹簧常数km2与位移量x mm的乘积。即，Fm2为km2×xmm，并且第二形状记忆合金弹簧32c施加弹力的记忆温度为Tb。

另外，第三形状记忆合金弹簧32d的弹簧力Fm3可以表示为第三形状记忆合金弹簧32d的弹簧常数km3与位移量x mm的乘积。即，Fm3为km3×xmm，并且第三形状记忆合金弹簧32d施加弹力的记忆温度为Tc。

接下来，由下弹簧33产生的力是由典型弹簧产生的弹簧力Fs2。即，由下弹簧33产生的弹簧力Fs2可以表示为下弹簧33的弹簧常数ks2与位移量x mm的乘积。即，Fs2为ks2×xmm。

接下来，由制冷剂压力产生的力Fe可以表示为制冷剂压力Pe与升降轴31的上板31a的面积A的乘积。即，Fe为Pe×A。

由上可知，施加在膨胀阀100的升降轴31上的力的平衡状态可以由下面的等式1表示。如上所述，升降轴31的力平衡状态可以通过第一至第三形状记忆合金弹簧32b、32c和32d的记忆温度Ta、Tb和Tc以及制冷剂压力Pe来改变。因此，膨胀阀100可以认为是热敏型和压敏型阀，其中阀的打开/关闭由制冷剂的温度和压力控制。

等式1

Fs1+FmI+Fm2+Fm3＝Fs1+Fe

此处，通过替换和整理各个力的等式，制冷剂压力Pe可以如下等式2进行计算。当示出后面描述的图6中所示的膨胀阀的特性曲线(TXV)时，使用制冷剂压力Pe。

等式2

Pe＝(km1+km2+km3+ks1-ks2)×X/A

图6为示出图2所示的膨胀阀的特性曲线的图。

参照图6，第一至第三形状记忆合金弹簧32b、32c和32d可以根据制冷剂温度T施加或不施加弹力。此处，尽管由于使用了第一到第三形状记忆合金弹簧32b，32c和32d而考虑四个阶段的情况，但是对于膨胀阀的特性曲线中每个阶段的情况的数量根据形状记忆合金弹簧的数量来确定。

具体地，当制冷剂温度T低于第一形状记忆合金弹簧32b的记忆温度Ta(即T<Ta)时，不仅第一形状记忆合金弹簧32b而且第二形状记忆合金弹簧32c和第三形状记忆合金弹簧32d不施加弹力。在这种情况下，在上面等式2中的Pe变为(ks1－ks2)×x/A。

接下来，当制冷剂温度T高于第一形状记忆合金弹簧32b的记忆温度Ta并且低于第二形状记忆合金弹簧32b的记忆温度Tb(即，Ta<T<Tb)时，第一形状记忆合金弹簧32b施加弹力，但第二形状记忆合金弹簧32c和第三形状记忆合金弹簧32d不施加弹力。在这种情况下，在上面等式2中的Pe变为(km1+ks1－ks2)×x/A。

接下来，当制冷剂温度T高于第二形状记忆合金弹簧32c的记忆温度Tb并且低于第三形状记忆合金弹簧32d的记忆温度Tc(即，Tb<T<Tc)时，第一形状记忆合金弹簧32b和第二形状记忆合金弹簧32c施加弹力，但第三形状记忆合金弹簧32d不施加弹力。在这种情况下，在上面等式2中的Pe变为(km1+km2+ks1－ks2)×x/A。

接下来，当制冷剂温度T高于第三形状记忆合金弹簧32d的记忆温度Tc(即，Tc<T)时，所有第一至第三形状记忆合金弹簧32b，32c和32d都施加弹力。在这种情况下，在上面等式2中的Pe变为(km1+km2+km3+ks1－ks2)×x/A。

图7为描述根据本发明另一实施方案的采用形状记忆合金弹簧的膨胀阀中的力平衡状态的视图。

如图2中所示的膨胀阀100，图7中示出的膨胀阀200包括阀壳体110、阀盖120和打开/关闭调节器130。

另外，第一制冷剂流动通道111和第二制冷剂流动通道112在阀壳体110的两侧形成以穿过两侧。此处，第一制冷剂流动通道111在阀壳体的上部形成，第二制冷剂流动通道112在阀壳体的下部形成。

另外，如图7所示，第一制冷剂流动通道111和第二制冷剂流动通道112中的每一者具有两侧对称结构，并且第二制冷剂流动通道112以具有孔口的文丘里管的形式形成。

尽管图2示出了打开/关闭调节器30容纳在第一制冷剂流动通道11上方形成的打开/关闭调节器容纳空间13中的构造，但是在图7所示的构造中，打开/关闭调节器130容纳在第一制冷剂流动通道111下方形成的打开/关闭调节器容纳空间113中。此处，打开/关闭调节器容纳空间113具有在第一制冷剂流动通道111下方形成的凹形形状。

在图7中，上弹簧132位于第一制冷剂流动通道111中，下弹簧133位于打开/关闭调节器容纳空间113中。

在这种情况下，上弹簧132设置在阀盖120和升降轴131之间。换言之，由于阀盖120安装至上弹簧132，因此上弹簧132由阀盖120支撑并在升降轴31上施加弹力，使得上弹簧132和下弹簧133保持在力平衡状态。

另外，下弹簧133设置在升降轴131和打开/关闭构件容纳空间113的底面之间。即，由于下弹簧133安装至打开/关闭构件容纳空间113的底面，因此下弹簧133由打开/关闭构件容纳空间113的底面支撑并在升降轴131上施加弹力，使得下弹簧133和上板132保持在力平衡状态。

具体地，根据上弹簧132产生的力、下弹簧133产生的力和制冷剂压力之间的力平衡状态，改变升降轴131的升降量以调节第二制冷剂流动通道112的孔口的尺寸L。

此处，上弹簧132可以表示为第一形状记忆合金弹簧132a的弹簧力Fm1、第二形状记忆合金弹簧132b的弹簧力Fm2和第三形状记忆合金弹簧132c的弹簧力Fm3的合力。即，力的等式推导为Fm1＝km1×x mm，Fm2＝km2×x mm和Fm3＝km3×x mm。

此时，上弹簧132不包括如图2所示由典型弹簧产生的力。

另外，由下弹簧133产生的力是由典型弹簧产生的弹簧力Fs。即，力的等式推导为Fs＝ks×x mm。

然而，由制冷剂压力产生的力Fe不会在与下弹簧133相同的方向上施加，如图2所示，而是在与上弹簧132相同的方向上施加。此处，Fe为Pe×A，其中，Pe为制冷剂压力，A为升降轴133的上板的面积。

由上可知，施加在膨胀阀100的升降轴31上的力的平衡状态可以由下面的等式3表示。

等式3

Fm1+Fm2+Fm3+Fe＝Fs

此处，通过替换和整理各个力的等式，制冷剂压力Pe可以如下等式4进行计算。

等式4

Pe＝(km1+km2+km3-ks)×X/A

参考图2和图7，在打开/关闭调节器30/130中，在上弹簧32/132和下弹簧33/133之间相对于升降轴31/131建立力平衡状态。

为此，可以根据用于安装升降轴31或131的方法将构成上弹簧32或132和下弹簧33或133的形状记忆合金弹簧和典型弹簧不同地组合。在力平衡状态下，此时应考虑由制冷剂压力施加产生的力的方向。

如上所述，与现有的膨胀阀相比，可以预期膨胀阀100和200具有以下优点。

首先，膨胀阀100和200能够以低成本制造，因为可以减少其部件的数量以节省成本(包括制造工艺成本)并减轻重量。然而，由于现有的膨胀阀需要诸如弹簧、连接至隔膜的轴和球阀等部件，因此部件的数量大于每个膨胀阀100和200的数量。另外，与膨胀阀100和200相比，现有的膨胀阀是昂贵的，因为制造它需要相当高的精度。

另外，由于可以调节形状记忆合金的记忆温度和弹簧常数并应用它们，因此本发明的膨胀阀100和200可以期望阀门设计和成本降低的优点。然而，由于现有的膨胀阀需要确保隔膜中包含的活性气体的性质，因此对阀门设计存在限制。

此外，膨胀阀100和200可以在不增加任何附加部件的情况下，通过升降轴的结构改进(用于连接上板和控制杆的结构)来防止升降轴振动。然而，由于现有的膨胀阀的结构由于细轴而不能防止微小振动，因此需要采用一种结构(增加支撑轴位置的销盖)来防止产生噪音。

此外，膨胀阀100和200具有这样的构造，其中升降轴直接控制制冷剂流动通道(即，第二制冷剂流动通道)的孔口的打开/关闭，并且具有制冷剂流动通道没有剧烈变化的线性结构。即，由于打开/关闭调节器的弹簧位于第二制冷剂流动通道的上方，所以膨胀阀100和200可以制造成具有平滑的结构，从而最小化制冷剂流动通道中湍流的发生。相反，在现有的膨胀阀中，制冷剂流动通道剧烈变化，从而可能在制冷剂流动通道的连接部分处容易发生湍流。因此，必须使用分配板作为附加元件以防止发生噪声。而且，由于现有的膨胀阀具有弹簧位于下部并向上推动球阀的结构，因此孔口不可避免地应该形成为朝向上方方向。这种结构的限制是制冷剂流动通道应不可避免地以阶梯形式制造。

尽管已经关注于应用于各种实施方案的本发明的新颖特征描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，上述装置和方法的形式和细节可以做出各种删除、替换和改变。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述限定。在所附权利要求的等同范围内的所有修改都包含在本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其包括：

阀壳体，其具有穿过阀壳体两侧的第一制冷剂流动通道和第二制冷剂流动通道，其中阀壳体进一步包括沿阀壳体开口上部的打开/关闭调节器容纳空间；打开/关闭调节器，其配置为进入而穿过打开/关闭调节器容纳空间并使用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节阀的打开/关闭程度；和阀盖，其密封阀壳体的开口上部。

2.根据权利要求1所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，打开/关闭调节器配置为基于第一制冷剂流动通道的制冷剂压力和制冷剂温度来调节第二制冷剂流动通道的孔口的打开/关闭。

3.根据权利要求2所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，打开/关闭调节器包括：

升降轴，其具有：圆盘形上板；竖直向下突出并一体连接至上板中心的控制杆，其中，升降轴配置为竖直移动以调节第二制冷剂流动通道的孔口的尺寸；

上弹簧，其设置在上板的上方；和

下弹簧，其***在控制杆中以设置在上板的下方。

4.根据权利要求3所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，所述上弹簧包括多个具有相同中心轴并具有不同直径的弹簧；并且

多个弹簧包括至少一个具有不同记忆温度的形状记忆合金弹簧。

5.根据权利要求3所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，所述上弹簧设置在阀盖和上板的上表面之间。

6.根据权利要求3所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，当打开/关闭调节器设置在第一制冷剂流动通道上方时，下弹簧的弹簧力和由制冷剂压力引起的力之和与上弹簧的弹簧力保持在力平衡状态。

7.根据权利要求6所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，所述上弹簧***在打开/关闭调节器容纳空间中，下弹簧***在第一制冷剂流动通道中。

8.根据权利要求3所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，当打开/关闭调节器设置在第一制冷剂流动通道下方时，上弹簧的弹簧力和由制冷剂压力引起的力之和与下弹簧的弹簧力保持在力平衡状态。

9.根据权利要求8所述的使用形状记忆合金弹簧的膨胀阀，其中，所述上弹簧***在第一制冷剂流动通道中，下弹簧***在打开/关闭调节器容纳空间中。

10.一种用于车辆的空调***，其包括：

压缩机，其配置为压缩和输送制冷剂；

冷凝器，其配置为使从压缩机输送的压缩制冷剂冷凝而液化；

膨胀阀，其配置为节流由冷凝器冷凝和液化的制冷剂；和蒸发器，其配置为使由膨胀阀节流的制冷剂与吹向车辆室内的空气进行热交换并蒸发，从而通过制冷剂的汽化潜热来冷却排放到车辆室内的空气，

其中，膨胀阀包括：

阀壳体，其具有穿过阀壳体两侧的第一制冷剂流动通道和第二制冷剂流动通道，其中阀壳体进一步包括沿阀壳体开口上部的打开/关闭调节器容纳空间；

打开/关闭调节器，其配置为进入而穿过打开/关闭调节器容纳空间并使用在记忆温度下施加弹力的形状记忆合金弹簧来调节阀的打开/关闭程度；和

阀盖，其密封阀壳体的开口上部。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的空调***，其中，第一制冷剂流动通道的入口连接至蒸发器的出口，

第一制冷剂流动通道的出口连接至压缩机的入口，

第二制冷剂流动通道的入口连接至冷凝器的出口，并且

第二制冷剂流动通道的出口连接至蒸发器的入口。

12.根据权利要求10所述的用于车辆的空调***，其中，打开/关闭调节器配置为通过第一制冷剂流动通道的制冷剂压力和制冷剂温度来调节第二制冷剂流动通道的孔口的打开/关闭。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的空调***，其中，打开/关闭调节器包括：

升降轴，其具有：圆盘形上板；在上板的中心竖直向下突出并与上板一体连接的控制杆，其中，升降轴竖直移动以调节第二制冷剂流动通道的孔口的尺寸；

上弹簧，其设置在上板的上方；和

下弹簧，其***在控制杆中以设置在上板的下方。

14.根据权利要求13所述的用于车辆的空调***，其中，所述上弹簧包括多个具有相同中心轴并具有不同直径的弹簧；并且

多个弹簧包括至少一个具有不同记忆温度的形状记忆合金弹簧。

15.根据权利要求13所述的用于车辆的空调***，其中，当打开/关闭调节器设置在第一制冷剂流动通道上方时，下弹簧的弹簧力和由制冷剂压力引起的力之和与上弹簧的弹簧力保持在力平衡状态。

16.根据权利要求13所述的用于车辆的空调***，其中，当打开/关闭调节器设置在第一制冷剂流动通道下方时，上弹簧的弹簧力和由制冷剂压力引起的力之和与下弹簧的弹簧力保持在力平衡状态。

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