專利名稱：用于小型制冷機中的新型節流裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型節流裝置，以此可替代小型制冷機系統中的毛細管節流器。
目前，幾乎所有的家用電冰箱、空調器均是以毛細管做為其制冷系統中制冷劑的節流(膨脹)器件，在其它以小型全封閉式制冷壓縮機工體的設備中，如冷風機、空氣降濕機以及小型低溫產品上亦應用廣泛。做為制冷系統中足以影響制冷機整機性能的重要部件之一的節流裝置，毛細管具有結構簡單、價格低、本身不易泄漏和產生故障等優點。此外，當制冷壓縮機停止運轉后，制冷系統中高低兩側壓力可通過毛細管在較短時間內達到平衡，當再次啟動運轉時，制冷壓縮機的電機負荷相應變小，故可不需使用高啟動轉矩的電機，這也是采用半封閉式和全封閉式制冷壓縮機的制冷系統廣泛使用毛細管節流器的主要原因之一。
然而，毛細管節流器的缺陷不僅表現在其對制冷系統中制冷劑的充注量要求精確，最主要的是毛細管節流器要求制冷系統始終處于比較穩定的工況條件，雖然毛細管對制冷劑的實際通過量具有一定的自補償作用，可是當環境溫度(即熱源溫度)變動增大時，導致整個系統的工況變動，毛細管節流器與系統，特別是與制冷壓縮機原有的匹配特性將被破壞，整機性能下降，尤其是制冷機在變化較寬的環境溫度條件下運行時更加明顯。
本實用新型提供的是一種新型節流裝置，它可替換毛細管節流器而廣泛用于前述各種小型制冷機系統中。其突出的特點在于，當制冷機在通常的使用工況范圍變動下工作時，該節流裝置可以較好地予以適應并與系統工體保持匹配，從而使制冷機的總體性能指標得以提高。
本實用新型的目的是這樣實現的在銅質管殼內裝置有芯體套管，其內是外圓表面有螺旋槽，可沿軸線方向運動且與芯體套管為滑動配合的柱狀芯體，芯體靠近制冷劑出口一端與管殼間配置有壓力彈簧。當制冷劑流經本節流裝置時，其只能沿芯體表面的螺旋槽旋繞通過，由于螺旋槽具有一定的展開長度，并且當量直徑相對很小，故而對制冷劑起到阻流降壓(膨脹)作用，工作狀態時，芯體在芯體套管內沿軸線方向相對靜止的條件為入口側制冷劑壓力(即流體壓強)乘以芯體橫斷面積等于出口側制冷劑壓力(流體壓強)乘以芯體橫斷面積加壓力彈簧的彈簧力。在最佳設計工況運行時，芯體處于適當的預定工作位置，這可以解釋為，此時有效的節流通道長度(有效節流長度即芯體伸進有配合部分的芯體套管內芯體圓周面螺旋槽展開長度)所通過的制冷劑流量值(亦即在進出口兩側制冷劑因此產生的壓力差值)與設計值相符。在當工況變化時，芯體則會在兩端合力的作用之下產生相應位移，有效節流長度改變，制冷劑流量對應增減，以滿足和接近工況變動條件下系統對制冷劑的需要流量。
由于采取上述方案，制冷設備中最主要的耗能器件，即制冷壓縮機不僅在最佳設計工況并且在變工況運行時的特性需要的均得到了較好地適應，故達到其提高性能指標，降低能源消耗之目的。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明
圖1是本實用新型第一個實施例的縱剖面構造圖。
圖2是第一個實施例中芯體的正視圖。
圖3是芯體螺旋槽橫截面槽形示圖。
圖4是芯體螺旋槽橫截面另一槽形示圖。
圖5是本實用新型第二個實施例的縱剖面構造圖。
圖6是本實用新型第三個實施例的縱剖面構造圖。
圖7是本實用新型第四個實施例的縱剖面構造圖。
圖中1.制冷劑流入方向 2.上管殼 3.芯體 4.芯體套管5.壓力彈簧 6.限位環 7.下管殼 8.制冷劑流出方向 9.芯體末端 10.整體管殼在
圖1所示的實施例中，上管殼(2)與下管殼(7)釬焊成一整體，其內芯體套管(4)與下管殼(7)為靜裝配，芯套管(4)距制冷劑流出方向(8)一端的軸向位置長度由限位環(6)所限定。芯體(3)與芯體套管(4)為滑動配合(其配合間隙應控制在較小范圍)，在芯體(3)靠近制冷劑流出方向(8)的一端通過壓力彈簧(5)和下管殼(7)相連接。〖注本圖所示的芯體(3)在芯體套管(4)內的位置為制冷機在最佳設計工況條件下運行時的相對工作位置〗。
圖2為芯體(3)的正視圖，其圓柱面上螺旋槽橫斷面槽形可如圖3和圖4所示，或加工成三角形及其它特定形狀。
如
圖1所示的實施例中，當為冷凝壓力Pk的高壓液體制冷劑沿圖中(1)所示方向流入時，芯體(3)受其力的作用有向前運動的趨勢，但與此同時，芯體(3)的另一端亦承受著為蒸發壓力P0的低壓制冷劑和壓力彈簧(5)給予的反作用力，在穩定流動狀態下，芯體(3)兩端所受到的沿軸線方向的合力為零，芯體(3)在芯體套管(4)中的位置相對靜止不動。此時，單位時間所流通過的制冷劑之重量為一定值。
但當制冷機工況條件變化時，如使用環境溫度升高(或制冷機處于較最佳設計工況為高的環境溫度條件下工作)時，制冷劑的冷凝壓力Pk亦隨之升高，受其影響和作用，芯體(3)向制冷劑的流出方向(8)運動，而芯體(3)的另一端壓力彈簧(5)因此而受壓，其彈簧力也將隨之增大(低壓制冷劑的壓力變化很小，可以忽略)，最終在合力的作用下達到平衡，芯體(3)處于新的工作位置。屆時，芯體(3)伸進芯體套管(4)中的軸向長度增加，有效節流長度(即芯體(3)與芯體套管(4)有配合部分的芯體(3)圓柱面上螺旋槽展開長度)加長，流阻加大，制冷劑的通過流量減少，反之亦成立。
如
圖1所示的實施例中，當制冷機停止運轉時，制冷劑通過芯體(3)的螺旋槽通道仍會延續流動，芯體(3)兩端制冷劑壓差將逐漸減少，在壓力彈簧(5)的作用下，芯體(3)將最大限度地移向制冷劑流入方向(1)一側，此狀態時，芯體(3)伸進芯體套管(4)中的長度最小，有效節流長度亦最短，制冷系統中高低兩側壓力會由此迅速達到平衡，這一點即保持了毛細管節流器的主要優點。
在圖5所示的第二個實施例中，其結構和組成與第一個實施例基本相同，區別在于本實施例中芯體套管(4)內圓表面加工有螺旋槽，而芯體(3)外圓周為光滑表面，芯體(3)與芯體套管(4)仍成滑動配合關系，芯體(3)可沿其軸線方向運動。
在圖6所示的第三個實施例中，上管殼(3)與下管殼(7)釬焊為一整體，其內芯體套管(4)與下管殼(7)為靜裝配〖或與上管殼(2)、下管殼(7)均為靜裝配〗，芯體(3)與芯體套管(4)為滑動配合，在芯體(3)的一端(即對應于制冷劑流出方向(8)側)通過壓力彈簧(5)和下管殼(7)相連接。
在本實施例中，芯體(3)在制冷劑流通的末端(即對應于制冷劑流出方向(8)側)有部分軸向長度上末加工有螺旋槽，仍是與芯體套管(4)成滑動配合的圓柱面(9)。其作用是當制冷機停止運行后，可以此阻斷節流裝置前端，即冷凝器內(系統的高壓端)的制冷劑繼續涌入蒸發器內(系統的低壓端)，起到止逆閥的作用，以避免造成蒸發器充液過多，蒸發壓力Po上升，蒸發器變暖，降低制冷效果以及壓縮機再次啟動時產生濕壓縮等不良后果，較適用于制冷能力稍大些的制冷裝置中。本實施例中，芯體(3)與芯體套管(4)為柱面密封，亦可考慮角度(斜面)密封方式，在此不再贅述。
在圖7所示的第四個實施例中，其主要特點在于將前述實施例中的上管殼(2)與下管殼(7)改為一整體管殼(10)，其效果不僅使得本新型節流裝置外表光滑美觀，而且確保了裝置本身的氣密性。本實施例的裝配是自下而上進行的，芯體套管(4)和整體管殼(10)為靜裝配，最后用公知的方法對制冷劑流入方向(1)側的管殼進行收口加工成型。
綜上述，本實用新型提供的新型節流裝置具有這樣的工作特性，即制冷劑的流通量隨制冷機實際運行工況的變化而改變，并且與入口側制冷劑的壓力(即制冷系統的冷凝壓力Pk)成反比，這正符合于制冷壓縮機在變工況運行時對制冷劑的流動特性需要(而理論分析和實際應用均表明毛細管節流器的工作特性恰與此相反)。
此外，本實用新型應用時，最好使制冷系統中的冷凝器末端引出管與蒸發器末端的回氣管組合于一起，形成一熱交換器，以盡可能加大高壓液體制冷劑的過冷度，這對提高本實用新型的應用效果是極為有利的。
權利要求1.一種用于小型制冷機上的新型節流裝置，其特征是在銅質管殼內裝置有芯體套管，其內是外圓表面有螺旋槽，可沿軸線方向運動且與芯體套管為滑動配合的柱狀芯體，芯體靠近制冷劑出口一端與管殼間配置有壓力彈簧。
2.根據權利要求1所述的新型節流裝置，其特征是芯體套管的內圓表面有螺旋槽，其內是可沿軸線方向運動并與芯體套管為滑動配合的柱狀芯體，芯體靠近制冷劑出口一端與管殼間配置有壓力彈簧。
3.根據權利要求1或2所述的新型節流裝置，其特征是其螺旋槽橫斷面槽形為方形、梯形或三角形。
4.根據權利要求1或2所述的新型節流裝置，其特征是銅質管殼是一整體，或者由上管殼和下管殼兩部分組成，二者間以焊接或螺紋連接。
5.根據權利要求1或2所述的新型節流裝置，其特征是在管殼距離制冷劑出口端的一定位置上設置有限位環，以限定芯體套管在管殼中的軸向位置。
6.根據權利要求1所述的新型節流裝置，其特征是在芯體對應于制冷劑流出方向一端的部分軸向長度上沒有螺旋槽，其外徑與有螺旋槽部分的外圓直徑完全等同。
專利摘要本實用新型涉及一種新型節流裝置,主要適用于電冰箱、空調器、冷風機、空氣降濕機及其它小型制冷機產品上。其主要技術方案是在銅質管殼內裝置有芯體套管,其內是外圓表面有螺旋槽、可沿軸線方向運動且與芯體套管為滑動配合的柱狀芯體,芯體一端與管殼之間裝有壓力彈簧,制冷劑經由螺旋槽旋繞流過而產生降壓節流作用。以此替代毛細管節流器,可使制冷機在較寬的工況條件變動時仍有較好的運行特性并達到節能效果。
文檔編號F25B41/06GK2301684SQ97220880
公開日1998年12月23日 申請日期1997年7月28日 優先權日1997年7月28日
發明者楊樹軍 申請人:楊樹軍